Giải pháp xanh trong công nghệ sau thu hoạch nông sản, thực phẩm: Hướng tới phát triển nông nghiệp bền vững

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, yêu cầu giảm phát thải và xu hướng tiêu dùng xanh ngày càng gia tăng, ngành công nghệ sau thu hoạch đang đứng trước một bước chuyển mình mạnh mẽ. Không chỉ hướng đến mục tiêu kéo dài thời gian bảo quản nông sản, góp phần giảm tổn thất sau thu hoạch, các giải pháp "xanh" còn hạn chế rác thải nhựa và sử dụng hiệu quả tài nguyên thiên nhiên. Đây được xem là một trong những chìa khóa quan trọng để xây dựng nền nông nghiệp hiện đại và phát triển bền vững.

Từ những mùa vụ bội thu đến bài toán giảm thất thoát sau thu hoạch

Mỗi mùa thu hoạch, hình ảnh những xe chở đầy vải thiều, xoài, thanh long hay sầu riêng nối đuôi nhau rời vùng sản xuất là minh chứng cho sự trù phú của nền nông nghiệp Việt Nam. Tuy nhiên, phía sau những mùa vụ bội thu vẫn còn một bài toán lớn: làm thế nào để nông sản giữ được chất lượng trong suốt quá trình thu hoạch, vận chuyển, phân phối và đến tay người tiêu dùng. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), khoảng 13,2% lượng thực phẩm trên thế giới bị thất thoát từ sau thu hoạch đến trước khâu bán lẻ, chủ yếu do bảo quản, vận chuyển và sơ chế, chế biến chưa hiệu quả. Đối với rau quả tươi – nhóm sản phẩm có hàm lượng nước cao và vẫn tiếp tục hô hấp sau thu hoạch – tỷ lệ tổn thất tại nhiều quốc gia đang phát triển có thể lên tới 20–40%, gây thiệt hại lớn về kinh tế, đồng thời làm lãng phí đất đai, nước, năng lượng và các nguồn lực đã đầu tư cho sản xuất (FAO, 2019; FAO, 2022). Không chỉ là vấn đề kinh tế, thất thoát sau thu hoạch còn góp phần làm gia tăng phát thải khí nhà kính. Báo cáo của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) cho thấy, lượng thực phẩm bị thất thoát và lãng phí trên toàn cầu tạo ra khoảng 8–10% tổng lượng phát thải khí nhà kính, đồng thời gây áp lực lớn lên tài nguyên thiên nhiên (UNEP, 2024). Trong bối cảnh đó, các giải pháp xanh hóa công nghệ sau thu hoạch đang trở thành xu hướng được nhiều quốc gia ưu tiên phát triển nhằm vừa bảo vệ chất lượng nông sản, vừa giảm tác động đến môi trường.

Bao bì xanh – thay thế nhựa bằng những vật liệu thân thiện với môi trường

Bao bì là "lớp áo" đầu tiên bảo vệ nông sản trong quá trình vận chuyển và phân phối. Tuy nhiên, bao bì nhựa dùng một lần đang tạo ra lượng rác thải rất lớn, mất hàng trăm năm để phân hủy và gây nhiều hệ lụy cho môi trường. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã phát triển nhiều loại bao bì sinh học (biodegradable packaging) được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tái tạo như tinh bột, cellulose, pectin, axit polylactic (PLA), bã mía, xơ tre hay các phụ phẩm nông nghiệp. Khác với nhựa truyền thống, các vật liệu này có khả năng phân hủy sinh học trong điều kiện thích hợp, góp phần giảm lượng rác thải nhựa phát sinh sau sử dụng (Siracusa & Blanco, 2020). Không chỉ thân thiện với môi trường, nhiều loại bao bì sinh học còn được thiết kế để điều chỉnh quá trình trao đổi khí và hơi nước giữa nông sản với môi trường bên ngoài. Điều này giúp làm chậm quá trình hô hấp, hạn chế mất nước và kéo dài thời gian bảo quản của rau quả tươi.

Hiện nay, nhiều doanh nghiệp trên thế giới đã thương mại hóa các loại khay, hộp và túi bao gói làm từ bã mía, giấy tái chế hoặc nhựa sinh học PLA để thay thế dần bao bì nhựa truyền thống. Xu hướng này cũng đang được khuyến khích tại Việt Nam nhằm đáp ứng yêu cầu của các thị trường xuất khẩu về phát triển bền vững và giảm phát thải carbon.

Màng phủ ăn được – "lớp áo sinh học" giúp trái cây tươi lâu hơn

Nếu bao bì bảo vệ sản phẩm từ bên ngoài thì màng phủ ăn được (edible coating) được ví như một "lớp vỏ thứ hai" bao bọc trực tiếp bề mặt nông sản. Các màng phủ này thường được tạo thành từ những hợp chất tự nhiên như chitosan, alginate, pectin, cellulose, gelatin hoặc protein thực vật, có khả năng tạo nên một lớp màng mỏng, trong suốt và an toàn cho người sử dụng. Sau khi phủ lên bề mặt trái cây hoặc rau củ, lớp màng này giúp giảm sự mất nước, hạn chế trao đổi khí, làm chậm quá trình chín và giảm sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng. Trong số đó, chitosan là vật liệu được nghiên cứu nhiều nhất nhờ khả năng tạo màng tốt và có hoạt tính kháng khuẩn tự nhiên. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng màng phủ chitosan có thể kéo dài thời gian bảo quản của xoài, dâu tây, cà chua, chuối và nhiều loại rau quả khác mà không làm ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cảm quan của sản phẩm (Zhang et al., 2024; Kumar et al., 2023).

Một xu hướng mới là kết hợp màng phủ ăn được với các hoạt chất tự nhiên như tinh dầu quế, sả, hương thảo hoặc chiết xuất trà xanh nhằm tăng khả năng kháng khuẩn và chống oxy hóa. Đây được xem là giải pháp thay thế tiềm năng cho một số chất bảo quản tổng hợp, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về thực phẩm "sạch" và an toàn.

Hướng tới chuỗi bảo quản xanh và thông minh

Bên cạnh vật liệu bao gói, hệ thống bảo quản cũng đang chuyển dịch theo hướng tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải. Các kho lạnh thế hệ mới được tích hợp cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và hệ thống điều khiển tự động giúp duy trì điều kiện bảo quản tối ưu với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn. Đồng thời, việc ứng dụng Internet vạn vật (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI) cho phép theo dõi chất lượng nông sản theo thời gian thực, dự báo nguy cơ hư hỏng và tối ưu hóa quá trình vận chuyển trong chuỗi cung ứng lạnh.

Theo đánh giá của FAO, việc cải thiện chuỗi lạnh không chỉ giúp giảm đáng kể tổn thất sau thu hoạch mà còn nâng cao chất lượng nông sản xuất khẩu, đặc biệt đối với các sản phẩm có giá trị cao như trái cây tươi, rau ăn lá và hoa cắt cành (FAO, 2022).

Biến phụ phẩm thành tài nguyên – hướng đi của kinh tế tuần hoàn

Một điểm đáng chú ý của công nghệ sau thu hoạch xanh là tận dụng chính phụ phẩm nông nghiệp để tạo ra các vật liệu mới. Vỏ tôm, cua có thể được sử dụng để sản xuất chitosan; bã mía và rơm rạ là nguồn cellulose dồi dào; vỏ cam, chanh và táo chứa lượng lớn pectin – những nguyên liệu quan trọng trong sản xuất màng phủ ăn được và bao bì sinh học. Thay vì trở thành chất thải, các phụ phẩm này được đưa trở lại chuỗi sản xuất, góp phần hình thành mô hình kinh tế tuần hoàn và gia tăng giá trị cho ngành nông nghiệp. Đây cũng là xu hướng được nhiều quốc gia thúc đẩy nhằm giảm phát sinh chất thải, tiết kiệm tài nguyên và phát triển nền kinh tế carbon thấp.

Khoa học xanh – động lực cho nông nghiệp Việt Nam

Việt Nam là một trong những quốc gia có thế mạnh về sản xuất và xuất khẩu nông sản nhiệt đới. Tuy nhiên, để nâng cao giá trị gia tăng và đáp ứng các yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường quốc tế, việc đầu tư cho công nghệ sau thu hoạch là hết sức cần thiết. Các giải pháp như bao bì sinh học, màng phủ ăn được, chuỗi lạnh thông minh hay tận dụng phụ phẩm nông nghiệp không chỉ giúp kéo dài thời gian bảo quản và giảm tổn thất mà còn góp phần xây dựng hình ảnh một nền nông nghiệp xanh, hiện đại và có trách nhiệm với môi trường.

Trong tương lai, sự kết hợp giữa nghiên cứu khoa học, đổi mới sáng tạo và chuyển giao công nghệ sẽ mở ra nhiều cơ hội để các giải pháp xanh được ứng dụng rộng rãi hơn trong thực tiễn sản xuất, góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh của nông sản Việt Nam trên thị trường quốc tế.

Tài liệu tham khảo

FAO. (2019). The State of Food and Agriculture 2019: Moving Forward on Food Loss and Waste Reduction. Food and Agriculture Organization of the United Nations.

FAO. (2022). The State of Food and Agriculture 2022: Leveraging Automation in Agriculture for Transforming Agrifood Systems. Food and Agriculture Organization of the United Nations.

UNEP. (2024). Food Waste Index Report 2024. United Nations Environment Programme.

Siracusa, V., & Blanco, I. (2020). Bio-Polyethylene (Bio-PE), Bio-Polypropylene (Bio-PP) and Bio-Poly(Ethylene Terephthalate) (Bio-PET): Recent developments in bio-based polymers analogous to petroleum-derived ones for packaging and engineering applications. Polymers, 12(8), 1641.

Kumar, N., et al. (2023). Recent advances in edible coatings for extending the shelf life of fresh fruits and vegetables. Food Packaging and Shelf Life.

Zhang, X., et al. (2024). Advances in chitosan-based edible coatings for postharvest preservation of fruits and vegetables: A review. Postharvest Biology and Technology.