Công nghệ bảo quản và chế biến rau quả - Nguyễn Quang

Công nghệ bảo quản và chế biến rau quả Trường Đại học Công nghệ Đồng Nai Giảng viên: Nguyễn Quang Email: quang.nguyen.3487@gmail.com quang.nguyen3487@yahoo.com.vn Phone number: 01689.034.127 Công nghệ bảo quản rau quả Mục tiêu: sau khi học xong phần này, sinh viên có khả năng: Biết được các thành phần dinh dưỡng có trong rau quả. Xác định được nguyên nhân gây hư hỏng và sự hư hỏng của rau quả. Nắm vững được những nguyên tắc và phương pháp bảo quản cơ bản. Đồng thời tìm hiểu một số thiết bị thường sử dụng để bảo quản rau quả. Chương III. Phương pháp bảo quản rau quả 1. Các nguyên tắc bảo quản 2. Các phương pháp bảo quản cơ bản 3. Các thiết bị sử dụng trong bảo quản 4. Bảo quản rau quả tươi 5. Công nghệ sau thu hoạch rau quả 6. Xu hướng bảo quản trong tương lai 4. Bảo quản rau quả tươi 4.1. Các quá trình xảy ra trong rau quả khi bảo quản Các quá trình vật lý Các quá trình sinh hóa 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản rau quả tươi 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươi 4.1 Các quá trình xảy ra trong rau quả khi bảo quảnCác quá trình vật lý 1. Sự bay hơi nước Sự bay hơi nước phụ thuộc Trạng thái của tế bào che Mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào Độ ẩm, nhiệt độ môi trường Tốc độ dòng không khí Độ chín, phương pháp đóng gói, bảo quản… Giảm sự mất nước: tăng độ ẩm, hạ nhiệt độ, điều chỉnh tốc độ dòng khí  chống mốc, thối rữa 4.1 Các quá trình xảy ra trong rau quả khi bảo quảnCác quá trình vật lý 2. Sự giảm khối lượng tự nhiên Không thể tránh khỏi trong quá trình bảo quản Tại sao lại nói sự giảm khối lượng tự nhiên là không thể tránh khỏi trong quá trình bảo quản? 3. Sự sinh nhiệt Tại sao lại có sự sinh nhiệt trong quá trình bảo quản? 4.1 Các quá trình xảy ra trong rau quả khi bảo quảnCác quá trình sinh hóa Thành phần dinh dưỡng Glucid Axit hữu cơ Vitamin C Chất màu Yếu tố nào biến đổi mạnh trong quá trình bảo quản? Hệ số hô hấp: K= VCO2/VO2 Cường độ hô hấp Cường độ hô hấp mạnh  Bảo quản tốt? 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản rau quả tươi Nhiệt độ Độ ẩm Thành phần khí trong khí quyển Sự thông gió 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiNhiệt độ Yếu tố chủ yếu, quyết định đến quá trình sống của rau quả khi bảo quản Nhiệt độ tăng  tốc độ phản ứng tăng Tăng lên 100C thì tốc độ phản ứng sinh hoá tăng lên 2 lần, sự hô hấp tăng lên 2.5 lần (đối với rau quả). Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì sự tổn thất, sự giảm phẩm chất sản phẩm càng thấp do các phản ứng sinh hoá gây hư hỏng sản phẩm không xảy ra được hay tốc độ xảy ra rất thấp Tuy nhiên điều này chỉ đúng khi bảo quản trong điều kiện nhiệt độ thích hợp với từng loại sản phẩm 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiNhiệt độ Khi nhiệt độ bảo quản thấp hơn 00C, các loại thực phẩm có chứa nước sẽ bị đông lại (nhiệt độ đông đặc còn phụ thuộc vào tính chất của nước tự do có trong sản phẩm) Sau khi làm đông và tan giá một số loại sản phẩm sẽ mất đi tính tươi, gây một số ảnh hưởng bất lợi như giảm hàm lượng chất khô, hàm lượng vitamin có trong sản phẩm… NHIỆT ĐỘ BẢO QUẢN THÍCH HỢP  CƯỜNG ĐỘ HÔ HẤP NHỎ NHẤT 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiĐộ ẩm Độ ẩm của không khí trong môi trường bảo quản quyết định tốc độ bay hơi nước của rau quả. Độ ẩm môi trường càng thấp, cường độ hô hấp và tốc độ bay hơi nước càng cao  khối lượng tự nhiên của rau quả càng giảm, làm rau quả bị héo. Sự mất nước quá nhiều sẽ gây ra hiện tượng co nguyên sinh chất làm cho hoạt động của tế bào bị rối loạn. Mặt lợi của độ ẩm thấp là ở chỗ tạo môi trường không thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, do đó hạn chế đáng kể sự xuất hiện các loại bệnh. 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiĐộ ẩm Để khắc phục sự phụ thuộc giữa tốc độ bay hơi nước và độ ẩm thì nên hướng tới việc bảo quản rau quả trong môi trường có độ ẩm càng thấp càng tốt Chọn độ ẩm tối ưu cho loại rau quả muốn bảo quản để tránh ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Thông thường, các loại rau có thời gian bảo quản ngắn, độ ẩm không khí duy trì ở 90-95%. Quả có khả năng chống bốc hơi nước tốt hơn và thời gian bảo quản lâu hơn thì cần giảm độ ẩm (80-90%). 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiThành phần khí trong khí quyển Mỗi loại khí trong môi trường đều có tác động riêng đến thời gian bảo quản rau quả tươi. Ảnh hưởng đến đặc điểm và cường độ hô hấp  ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất. Tăng hàm lượng CO2 và giảm O2 trong khí quyển có tác dụng hạn chế hô hấp của rau quả. CO2 có khả năng ức chế hoạt động của một số enzym và vi sinh vật. 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiThành phần khí trong khí quyển Khi hàm lượng CO2 tăng lên 3-5% và lượng O2 giảm chỉ còn 16-18%  thời gian bảo quản tăng 3-4 lần. Nếu hàm lượng CO2 tăng lên quá nhiều (>10%) sẽ xảy ra quá trình hô hấp yếm khí  gây mất sự cân bằng trong các quá trình sinh lý  rau quả mất khả năng tự đề kháng tự nhiên (thâm đen và thối hỏng) Ảnh hưởng của sự thay đổi thành phần khí quyển đến quá trình trao đổi chất khá phức tạp Giảm cường độ hô hấp Làm chậm quá trình chín tiếp Lượng đường giảm chậm hơn so với bình thường Chlorophyl nhìn chung ổn định. 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiThành phần khí trong khí quyển Loại ”bền CO2”: thích hợp với nồng độ CO2 cao (A) Loại ”không bền CO2”: thích hợp với nồng độ CO2 < 10% (B) 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiSự thông gió Sự thông gió và làm thoáng khí có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của rau quả trong quá trình bảo quản. Là một giải pháp quan trọng nhằm ổn định các thông số cơ bản trong kỹ thuật bảo quản rau quả tươi. Thông gió là thay đổi không khí trong phòng bằng khí từ bên ngoài vào. Thoáng khí là tạo sự chuyển động của không khí trong phòng xung quanh lớp rau quả bảo quản 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản rau quả tươiSự thông gió Sự thông gió sẽ thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và thành phần khí trong khi bảo quản vì trong quá trình bảo quản sẽ sinh ra nhiệt và ẩm. Nhiệt và ẩm này một mặt do hô hấp của rau quả sinh ra, mặt khác là do sự biến động của nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời Có thể thông gió tự nhiên hay thông gió cưỡng bức. Thông gió tự nhiên là lợi dụng sự chuyển động hay sự đối lưu tự nhiên của khí giữa các lớp trong kho, hoặc giữa khí trong kho với không khí ngoài trời. Để thực hiện thông gió cưỡng bức thường dùng các quạt hút và quạt đẩy 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươi Kho bảo quản rau quả tươi Bảo quản rau quả tươi bằng hóa chất Bảo quản rau quả tươi bằng chiếu xạ 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiKho bảo quản Có 2 dạng kho thường được sử dụng cho rau quả bảo quản dài ngày: Kho đơn giản Nồng độ CO2 trong kho tăng cao (4-8%) Không quan sát được tình trạng rau quả Kho xây dựng cố định Chi phí xây dựng tốn kém  dùng lâu dài 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiKho bảo quản Bảo quản ở nhiệt độ thường Thông gió - nguyên tắc đối lưu nhiệt Tốc độ chuyển động của không khí tùy thuộc vào chênh lệch áp suất: V = f (p) = f(h. ) Trong đó: v: tốc độ chuyển động của không khí, m/s p: chênh lệch áp suất , kg/m2 h: chiều cao giữa miệng hút và miệng đẩy, m : chênh lệch khối lượng của không khí lạnh bên ngoài và không khí nóng bên trong, kg/m3 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiKho bảo quản Vì  nhỏ và h không thể quá cao nên tốc độ thông gió tự nhiên nhỏ, không đảm bảo sự thông gió tốt. Do vậy, cần có thông gió cưỡng bức. Thông gió tích cực đảm bảo không khí thổi vào qua từng cá thể rau quả, làm cho chúng nhanh nguội, nhiệt độ đều trong toàn kho và do đó có thể tăng khối lượng rau quả xếp trong kho tồn trữ. Khối lượng chiếm chỗ (kg/m3) của một số rau quả: Khoai tây 650-700 Cà rốt, củ cải 550-600 Cải bắp 350-450 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiKho bảo quản Bảo quản lạnh Kho lạnh (kho mát) để tồn trữ rau quả tươi thường là nhà một tầng trên mặt đất. Ngoài các phòng tồn trữ, kho còn có phòng máy, các phòng đóng gói và phụ trợ. Kích thước phòng rộng hẹp khác nhau, thường có dung lượng từ vài chục tấn đến vài trăm tấn. Tường, trần và sàn nhà đều phải cách nhiệt tốt, chiều cao phòng thường là 6-7 m Nhiệt độ không khí bên trong các phòng tồn trữ được điều chỉnh từ -5oC đến +15oC và có thể có hoặc không có hệ thống kiểm soát khí quyển 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiKho bảo quản Bảo quản bằng khí quyển điều khiển Bảo quản trong điều kiện kiểm soát thành phần không khí (Controled Atmosphere-CA) Ta đã biết khí CO2 và O2 có tác dụng trực tiếp lên các quá trình sinh lý, sinh hóa của rau quả Phương pháp tự nhiên: dựa vào quá trình hô hấp tiêu thụ O2 và nhả CO2 Phương pháp nhân tạo: thổi khí N2 vào trong phòng hoặc cho không khí đã rút bớt khí O2 đến nồng độ cho phép bằng cách cho không khí tiếp xúc với khí metan hoặc propan 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiKho bảo quản Bảo quản trong điều kiện thành phần không khí thay đổi (Modified Atmosphere-MA) Dùng túi chất dẻo như Polyethylen (PE), Polyvinyl Clorua (PVC)… để đựng và bảo quản. Trong các túi kín, khí quyển của túi thay đổi do hô hấp của quả bên trong. Tùy theo lượng chiếm chỗ của rau quả so với thể tích túi, độ chín của quả, nhiệt độ môi trường và tính thấm của túi mà sự hô hấp, sự bốc hơi cũng như thời gian bảo quản sẽ khác nhau. 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiKho bảo quản Bảo quản trong điều kiện thành phần không khí thay đổi (MA) Bao PE và Butadien styren đục lỗ, có khả năng điều hòa khí quyển chung quanh quả trong bao bì nhằm hạn chế cường độ hô hấp. Mức độ thấm khí qua bao bì phụ thuộc số lỗ trên bề mặt bao, độ ẩm tương đối của khí quyển trong bao phụ thuộc vào môi trường bên ngoài. Chính vì vậy cần phải xác định số lỗ trên một diện tích bề mặt nhất định phù hợp với từng loại rau quả cần bảo quản. Túi Polyethylen (PE) cho O2, dầu mỡ thấm qua Túi Polyvinyl Clorua (PVC) không cho hơi nước, nước muối, không khí và mỡ đi qua. 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiBảo quản bằng hóa chất Đây là phương pháp giải quyết cho bảo quản thường Tuy nhiên, ít khi có loại hoá chất nào lại có thể thoả mãn tất cả những yêu cầu nên cần tìm hiểu tính chất hoá học, lý học, mức độ độc hại tác dụng của từng loại hoá chất để đảm bảo đồng thời chất lượng bảo quản và an toàn thực phẩm. Một số hoá chất không độc hại có thể được sử dụng như những chất chống lão hoá, làm chậm quá trình chín, phòng trừ nấm bệnh gây hư hỏng rau quả như: Topsin-M, CO2, SO2, KMnO4, Benomyl 0.05% … 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiBảo quản bằng hóa chất Sunfit hoá Khí Sunfurơ hay Anhydric Sunfurơ (SO2) là một loại chất sát trùng mạnh và có tác dụng diệt các vi sinh vật làm hư hỏng rau quả. Mục đích sử dụng: khử trùng, chống oxy hóa và phản ứng nâu hóa Nồng độ sử dụng: 0.05 – 0.2% Một trong các điều kiện cơ bản để SO2 có tác dụng bảo quản là độ acid. 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiBảo quản bằng hóa chất Sunfit hoá Phương pháp ướt: SO2 được nạp vào bình chứa và cho trực tiếp vào sản phẩm rau quả cần bảo quản. Phương pháp khô: Xử lý hóa động trong thùng chứa SO2 và đặt trong các phòng kín có cấu tạo đặc biệt. 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiBảo quản bằng hóa chất Bảo quản bằng màng Có nhiều loại màng bao đã được sử dụng trong quá trình bảo quản rau quả: Màng Lipit. Màng Guar gum. Màng bao Chitosan (C6H13NO5) Tác dụng của màng: chống nấm, hạn chế sự bốc hơi và sự hô hấp của quả. 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiBảo quản bằng chiếu xạ Giảm số lượng vi sinh vật. Sự thay đổi dinh dưỡng do bức xạ không lớn hơn do các phương pháp khác Liều thấp: (< 1 kGy) : tổn thất dinh dưỡng không đáng kể Liều trung bình ( 1-2 kGy): mất một số vitamin nếu có không khí trong thực phẩm Liều cao (10-50 kGy): tổn thất vitamin. Nhưng nếu chiếu ở nhiệt độ thấp và không có không khí thì giảm đáng kể sự mất mát vitamin. Liều hấp thu 10 kGy tương ứng với lượng nhiệt làm tăng 2,4oC của một lít nước. 4.3. Phương pháp bảo quản rau quả tươiBảo quản bằng chiếu xạ Nguồn bức xạ thường dùng trong bảo quản bằng chiếu xạ là Coban (Co) Nguồn bức xạ sử dụng trong thực phẩm không phải từ nguyên liệu phóng xạ tan rã mà chúng được hình thành từ máy móc điện tử. Các electron gia tốc được tác động trực tiếp hoặc tác động qua lại để sản sinh ra chùm photon năng lượng cao. Những photon này gọi chung là tia X để phân biệt với những photon phóng xạ tia Y. Vốn đầu tư cho máy móc chiếu xạ thì lớn, sẽ không có lợi ích về kinh tế nếu trung tâm không hoạt động thường xuyên. 5. Công nghệ sau thu hoạch rau quả CNSTH là tất cả các công đoạn phải thực hiện đối với nông sản bắt đầu từ khâu thu hoạch đến khi đến tay người tiêu dùng hay nhà chế biến. CNSTH rau quả có nhiều điểm khác nhau do đặc tính sinh lý, sinh hóa, đặc tính thực vật học nhưng về nguyên tắc cơ bản vẫn có những điểm chung. 5. Công nghệ sau thu hoạch rau quả Thu hoạch (độ chín, chất lượng) Xử lý ngoài đồng (phương pháp thu hoạch) Hoạt động trong nhà đóng gói (phân loại, làm lạnh sơ bộ, bao gói…) Vận chuyển Bảo quản Phân phối bán lẻ / Nhà chế biến Người tiêu thụ 5. Công nghệ sau thu hoạch rau quả Một trong những vấn đề cấp bách hiện nay là sự tổn thất sản phẩm sau thu hoạch quá lớn. Đối với ngũ cốc sự tổn thất sau thu hoạch khoảng 25%, có nghĩa là ¼ tổng sản lượng, thời gian, tiền bạc và công sức đã bị thất thoát. Đối với sản phẩm dễ hư hỏng thì tỷ lệ hư hỏng sau khi thu hoạch còn cao hơn, khoảng 50% tổng sản lượng. 5. Công nghệ sau thu hoạch rau quả Công nghệ sau thu hoạch nhằm mục đích: Loại bỏ hay cải thiện tình trạng hư hỏng sản phẩm sau khi thu hoạch Quá trình hư hỏng sinh lý Quá trình hư hỏng do điều kiện bảo quản không được tốt Các bước trong quy trình sau thu hoạchThu hoạch Chọn độ chín thu hái nhất định, phải đáp ứng nhu cầu bảo quản nào đó. Khi rau qủa đạt độ chín thu hoạch, cần phải thu hái kịp thời và nhanh chóng. Kỹ thuật thu hái cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng rất nhiều đến thời gian bảo quản. Thu hái phải tiến hành vào sáng sớm, tránh trời mưa, sương, nắng (nhiệt độ và độ ẩm thích hợp) Các bước trong quy trình sau thu hoạchThu hoạch Yêu cầu rau quả khi thu hoạch: Kích thước, hình dáng, khối lượng đồng đều Rau quả đựng trong sọt, thùng gỗ ~20kg Các bước trong quy trình sau thu hoạchVận chuyển Vận chuyển có ảnh hưởng trực tiếp đến: Nguyên liệu Sản phẩm Giá thành Vận chuyển ngoài xí nghiệp Nguyên liệu có thể được sơ chế tại nơi nuôi trồng Xe lửa, máy bay, ôtô Vận chuyển trong phân xưởng Xe điện, xe đẩy Băng tải, palang Các bước trong quy trình sau thu hoạchThu nhận Mục đích: Kiểm tra số lượng và chất lượng của nguyên liệu  đưa ra kế hoạch bảo quản Cân (kiểm tra số lượng) Kiểm tra chất lượng rau quả (màu sắc, độ chín), kích thước và tình trạng hư hỏng Phân loại (phân cấp nguyên liệu) Xác định hao hụt khối lượng Các bước trong quy trình sau thu hoạchBảo quản tạm thời Đảm bảo nhịp độ điều hòa của sản xuất trong nhà máy  cần có khối lượng dự trữ nhất định. Thời gian bảo quản tùy theo loại nguyên liệu và mục đích sử dụng. Yêu cầu: bảo quản tốt nhất và đưa vào sản xuất nhanh nhất. Thực trạng về CNSTH Việt Nam hiện nay Việc thu hái, lựa chọn và bảo quản vẫn tiến hành theo phương pháp thủ công. Công nghệ bảo quản và phương tiện vận chuyển còn lạc hậu, thô sơ. Chất lượng sản phẩm thấp. Giá thành sản phẩm còn cao  chưa có sức cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu. 6. Xu hướng bảo quản trong tương lai Bảo quản an toàn Ứng dụng enzym Bảo quản bằng áp suất Bảo quản bằng chiếu xạ Sản phẩm được xử lý rất ít Đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng