Bài giảng Bảo quản chế biến nông sản đại cương - ThS. Nguyễn Thị Hạnh

Bài giảng Bảo quản chế biến nông sản đại cương - ThS. Nguyễn Thị Hạnh

Please purchase a personal license.

Giảng viên: ThS Nguyễn Thị Hạnh

MỤC TIÊU MÔN HỌC

Cung cấp kiến thức về:

• Đặc điểm của nông sản

• Mối quan hệ giữa môi trường bảo quản và

THÔNG TIN MÔN HỌC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

A Tiếng Việt

• Nguyễn Mạnh Khải 2006 Giáo trình bảo quản nông sản Nhà xuất bản

giáo dục.

• Nguyễn Mạnh Khải (chủ biên), Nguyễn Thị Bích Thuỷ, Đinh Sơn

Quang 2006 Giáo trình bảo quản nông sản Nhà xuất bản nông nghiệp.

• Lê Văn Tán (chủ biên), Nguyễn Thi Hiền, Hoàng Thị Lệ Hằng và Quản

• Lê Văn Tán (chủ biên), Nguyễn Thi Hiền, Hoàng Thị Lệ Hằng và Quản

Lê Hà 2009 Công nghệ bảo quản và chế biến rau quả Nhà xuất bản

khoa học và kỹ thuật.

• Trần Minh Tâm 2009 Bảo quản và chế biến nông sản sau thu hoạch.

Nhà xuất bản nông nghiệp.

• Nguyễn Vân Tiếp, Quách Đĩnh và Nguyễn Văn Thoa 2008 Bảo quản

và ch ế biến rau quả. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

• Vũ Quốc Trung (chủ biên), Lê Thế Ngọc 2000 Sổ tay kỹ thuật bảo

qu ản lương thực. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

B Tiếng Anh.

• Adel A Kader (Technical Editor) and the other authors 2011.

Postharvest Technology of Horticultural Crops University of California, Agriculture and Natural resources Publication 3311 Third Edition.

• Ron WILLS, Barry McGLASSON, Doug GRAHAM and Daryl

JOYCE 1998 Postharvest: an introduction to the physiology &

handling of fruit, vegetables & ornamentals. Unsw Press.

NỘI DUNG MÔN HỌC

• Bài mở đầu

• Chương 1 Đặc điểm của nông sản

• Chương 2 Môi trường bảo quản nông sản

• Chương 3 Sinh vật hại nông sản sau thu hoạch

• Chương 4 Thu hoạch, phân loại, bao gói, và lưu kho

nông sản

• Chương 5 Nguyên lý và phương pháp BQ nông sản, thực

phẩm

• Chương 6 Chế biến nông sản

• Chương 7 Quản lý chất lượng Nông sản, Thực phẩm

BÀI MỞ ĐẦU

Vai trò của nông sản

Làm giống (Seeds)

Làm thức ăn cho người (Foods)

Làm thức ăn cho vật nuôi (Feeds)

Con, cây và hoa trang trí (Ornamental Plants and Pets)

Nguyên liệu cho công nghiệp (industrial materials)

• Sữa và sản phẩm chế biến từ sữa

• Đồ uống (nước khoáng, nước tinh

lọc, rượu, bia, )

• Chất béo ăn được

Sự khác nhau giữa nông sản và thực phẩm

Thựcphẩm

Biến đổi sinh lý

Biến đổi hóa sinh

Nhiều mầm mống dịch hại

Đa phần đã qua chế biến, không còn sức sống, chất dinh dưỡng dễ hấp thụ

Các sản phẩm vật nuôi, thủy sản sau giết mổ không còn sức sống, enzyme và các biến đổi sinh hóa vẫn tiếp tục

Công nghệ sau thu hoạch

• Giai đoạn cận thu hoạch

• Giai đoạn thu hoạch

• Giai đoạn sau thu hoạch

 Xử lý sau thu hoạch, sơ chế

 Bao gói, bảo quản

 Phân phối

Tổn thất sau thu hoạch

- Khái niệm: Tổn thất nông sản là bất cứ sự thay đổi nào làm

giảm giá trị của nông sản đối với con người (khả năng đáp ứng tiêu dùng về chất lượng và số lượng).

- Dạng tổn thất:

Tổn thất trực tiếp

Tổn thất gián tiếp

- Thời điểm tổn thất:

Tổn thất trước thu hoạch

Tổn thất trong thu hoạch

Tổn thất sau thu hoạch

- Tổn thất nông sản ở Việt Nam: Quả >25%, rau >30%, lương

thực khác 15-20%

Tổn thất sau thu hoạch

FAO, 2011

Tổn thất sau thu hoạch

FAO, 2011

Tổn thất sau thu hoạch

Tầm quan trọng của công nghệ sau thu hoạch

• Dự trữ nông sản, thực phẩm

• Cung cấp giống tốt cho sản xuất

• Giảm tổn thất sau thu hoạch

• Tăng chất lượng và tuổi thọ của sản phẩm

• Tăng lợi nhuận và tính cạnh tranh trên thị trường

• Tăng nguồn cung cấp và tính sẵn có của sản phẩm

• Phát triển công nghiệp kinh doanh nông nghiệp

• Tăng việc làm

• Nâng cao dinh dưỡng và sức khoẻ con người

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM

CỦA NÔNG SẢN

1 TẾ BÀO THỰC VẬT

• Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản nhấtcủa mọi cơ thể sống

• Tế bào thực vật được chia thành 2 thành phần chính:

- Thành tế bào (cell wall)

- Nguyên sinh chất (protoplast): quyết định nhữngđặc tính sống của tế bào

Cấu tạo tế bào thực vật

Thành tế bào

• Chức năng

- Bao bọc các cơ quan bên trong của tế bào thông qua việc tạo ra một khung đỡ cho màng sinh chất, chống lại áp suất thẩm thấu của các phần bên trong tế bào.

- Không bào chứa dịch bào và tạo nên một áp suất thẩm thấu.

Tế bào hút nước vào không bào và tạo nên áp lực trương lớn hướng lên trên chất nguyên sinh Nếu không có thành tế bào bảo vệ thì tế bào dễ bị vỡ tung.

- Tạo hình dạng cấu trúc và độ bền cơ học cho tế bào và mô thực vật

Nguyên sinh chất (protoplast)

+ Thẩm thấu, trao đổi năng lượng

+ Nhận và điều chỉnh các tín hiệu bên ngoài

Nguyên sinh chất (protoplast)

- Đặc điểm: Là một khối lỏng, đồng nhất về quang học

- TBC chứa protein, carbonhydrate, amino acid, lipid, nucleic acid và các chất hòa tan

- Thành phần: gồm màng tế bào, chất nền, các cấu trúc không phải là cơ quan tử như các ống, ribosome và lưới nội chất.

Nguyên sinh chất (protoplast)

Không bào: là một khoang lớn ở trung tâm tế bào chất,

chiếm tới 90% thể tích của tế bào Là nơi chứa và chuyển hóa các sản phẩm bài tiết của sự trao đổi chất; Duy trì sức trương của tế bào; Chứa nhiều loại enzyme thủy phân như protease, lipase, nuclease, phosphatase.

Nhân: Nhân tách biệt với tế bào chất bao quanh bởi màng

nhân Nhân là trung tâm điều khiển của tế bào, duy trì các thông tin di truyền được mã hóa trong các chuỗi DNA

Nguyên sinh chất (protoplast)

Ty thể: Ty thể chứa các enzyme hô hấp của chu trình

Krebs và chuỗi vận chuyển điện tử để tổng hợp ra ATP, sử dụng các sản phẩm của quá trình đường phân để tạo ra năng lượng

Lạp thể:

Lục lạp

Sắc lạp

Vô sắc lạp

Nguyên sinh chất (protoplast)

Bộ máy golgi

Lưới nội chất

2 NGUỒN GỐC PHÁT TRIỂN VÀ CẤU TẠO

Cấu tạo giải phẫu hạt

- Hạt nông sản dùng làm lương thực, thực phẩm chủ yếu thuộc

2 họ Hòa thảo (Gramineae) và họ Đậu (Leuguminoseae)

- Nếu căn cứ vào thành phần hóa học có thể chia làm 3 nhóm:

 Nhóm hạt giàu tinh bột (ngũ cốc): gồm thóc, ngô, cao lương, mì, mạch Thành phần dinh dưỡng chủ yếu là glucid Đặc điểm: dễ hút ẩm do sự trương nở của hạt tinh bột.

 Nhóm hạt giàu protein (đậu, đỗ ): dễ biến tính ở nhiệt độ cao

 Nhóm hạt giàu lipid: chứa dầu (lạc, vừng, thầu dầu): dễ bị oxy hóa chất béo

Cấu tạo giải phẫu hạt

Cấu tạo hạt nông sản bao gồm các thành phần chính là:

Cấu tạo giải phẫu hạt thóc

Râu Nội nhũ

Vỏ trấu

Vỏ cám

Mầm (phôi)

Cấu tạo giải phẫu hạt ngô

Vỏ hạt Nội nhũ

Lá mầm

Chồi mầm

Cấu tạo giải phẫu hạt đậu

Lá mầm Chồi mầm

Vỏ hạt

Cấu tạo giải phẫu hạt

V ỏ hạt:

- Là lớp ngoài cùng bao bọc xung quanh toàn bộ hạt, được cấu tạo từ nhiều lớp tế bào

- Thành phần hóa học: chủ yếu là cellulose và hemicellulose Sắc tố ở

vỏ hạt khác nhau Hạt có thể có lông hoặc râu

- Hai loại vỏ hạt: vỏ trần (ngô, đậu) và vỏ trấu (thóc, lúa mỳ, mạch)

- Chức năng: Bảo vệ phôi hạt và các chất dự trữ bên trong, chống lại ảnh hưởng xấu của điều kiện ngoại cảnh (thời tiết, sinh vật hại).

- Trong quá trình bảo quản cần bảo vệ vỏ hạt, tránh xây xát cơ học

Cấu tạo giải phẫu hạt

L ớp alơron (lớp cám):

- Là lớp tế bào phía trong cùng của vỏ hạt và tiếp giáp với nội nhũ Độ dày của lớp alơron phụ thuộc vào giống và điều kiện trồng trọt

- Tập trung nhiều thành phần dinh dưỡng quan trọng: protein, lipid, muối khoáng, vitamin Vì vậy lớp này dễ bị oxy hóa và biến chất trong điều kiện bảo quản không tốt

Cấu tạo giải phẫu hạt

N ội nhũ

- Là nơi tập trung dinh dưỡng dự trữ chủ yếu của hạt

- Ở ngũ cốc: nội nhũ lớn, nằm ngay dưới lớp alơron, dinh dưỡng dự trữ dưới dạng tinh bột

- Các loại hạt khác (đậu, đỗ, lạc, vừng): dinh dưỡng dự trữ dưới dạng protein, lipid trong các lá mầm (tử diệp)

- Thành phần của nội nhũ dễ bị biến đổi và tổn thất trong quá trình bảo quản do sinh vật hại, do hoạt động sinh lý của nông sản.

Cấu tạo giải phẫu hạt

Phôi

- Thường nằm ở góc hạt, được bảo vệ bởi lá mầm.

- Cấu tạo gồm 4 phần chính: lá mầm, thân mầm, chồi mầm, rễ mầm.

- Phân biệt hai loại thực vật: thực vật một lá mầm và thực vật hai lá mầm

- Chứa nhiều thành phần dinh dưỡng: protein, lipid, hydratcarbon, vitamin, enzyme,

- Trong quá trình bảo quản, phôi có cường độ hoạt động sinh lý mạnh, dễ nhiễm ẩm và hư hỏng, dễ bị vi sinh vật và côn trùng tấn công.

Nguồn gốc phát triển quả

- Các loại quả được hình thành đa dạng do sự kết hợp các phần mô tế bào của bầu nhụy, hạt và các phần khác của cây như đế hoa (táo, dâu tây), lá bắc và cuống hoa (dứa)

- Phần lớn sự phát triển lớn lên của một phần nào để sau này trở thành quả là do tăng trưởng tự nhiên, nhưng cũng

có thể do con người tác động thêm thông qua các hoạt động lai tạo và chọn giống nhằm tạo ra kích thước tối đa phần sử dụng được và hạn chế sự phát triển của các phần không cần thiết.

Xuất xứ một số loại quả

Nguồn gốc phát triển rau

• Rau không đại diện cho nhóm cấu trúc thực vật nào mà là những phần đa dạng khác nhau của cây trồng

• Cũng có thể nhóm rau thành các loại như sau:

 Hạt và quả (đậu rau)

 Củ (hành, tỏi, khoai sắn, khoai tây)

 Hoa (bí, súp lơ)

 Chồi, thân, lá

• Trong nhiều trường hợp, bộ phận được sử dụng thường đã được biến đổi rất nhiều so với cấu trúc ban đầu

Xuất xứ một số loại rau

Ý nghĩa nguồn gốc xuất xứ thực vật

• Nguồn gốc xuất xứ của rau và quả là cơ sở quan trọng quyết định kỹ thuật bảo quản

• Nói chung, nông sản trên mặt đất có xu hướng phát triển lớp sáp bề mặt giúp hạn chế hô hấp khi chín và hạn chế thoát hơi nước, còn các loại rễ củ lại không phát triển lớp vỏ ngoài nên cần được bảo quản ở điều kiện có độ ẩm tương đối cao để hạn chế mất nước

• Các loại rễ củ có khả năng tự hàn gắn vết thương sau thu hoạch Đặc tính này cũng giúp làm tăng tính an toàn cho nông sản nếu có những vết thương cơ học trong quá trình thu hoạch.

Hoa

Hoa cắt

• Bị tách rời khỏi cây mẹ khi thu hoạch

• Chúng không có khả năng cố định carbon thông qua quá trình quang hợp cũng như chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá đến bộ phận này.

• Với một số nông sản dạng hoa, thân đóng vai trò là nguồn cung cấp năng lượng dự trữ và nước cho hoa Thông thường các loại hoa này được cấu trúc từ nhiều loại mô Phần thân, lá đi kèm đóng vai trò quan trọng và có ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động sau thu hái của hoa.

Đặc điểm chung của hoa

• Hoa được cấu tạo từ các loại mô non, đa dạng, có cường độ hoạt động lớn, có một ít năng lượng carbon dự trữ.

• Sau khi cắt rời khỏi cây, tuổi thọ của hoa giảm đáng kể, kể

cả được bảo quản trong điều kiện thích hợp.

• Hoa là sản phẩm dễ hư hỏng: Cường độ hô hấp của hoa tương tự như nhiều loại rau ăn lá Tỷ lệ diện tích bề mặt của hoa so với khối lượng rất lớn nên sự thoát hơi nước xảy ra mạnh hơn nhiều

• Nhiệt độ thích hợp để duy trì cây hoa không hẳn đã phù hợp cho bảo quản hoa cắt.

3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA

KHỐI HẠT NÔNG SẢN

Thành phần và đặc tính chung của khối hạt

• Khối hạt bao gồm nhiều hạt và các thành phần khác hợp thành,

có đặc tính không đồng nhất.

• Những hạt lép, chưa chín hoàn toàn thường hô hấp mạnh, dễ hút

ẩm, làm tăng thuỷ phần khối hạt, tạo điều kiện cho sâu hại, vi sinh vật phát sinh, phát triển, thúc đẩy các quá trình hư hỏng của hạt.

• Hạt cỏ dại thường có thuỷ phần cao và hoạt động sinh lý mạnh làm cho các quá trình hư hỏng của khối hạt xảy ra dễ dàng.

• Các tạp chất hữu cơ và vô cơ có trong khối hạt làm giảm giá trị thương phẩm của hạt, mặt khác đó cũng là phần hút ẩm mạnh làm cho khối hạt mau chóng bị hư hỏng.

Thành phần và đặc tính chung của khối hạt

• Sâu hại và vi sinh vật tồn tại trong khối hạt là những yếu tố gây tổn thất về mặt số lượng và làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng

• Lượng không khí tồn tại trong khe hở giữa các hạt do ảnh hưởng của những quá trình sinh lý liên tiếp xảy ra trong khối hạt làm cho thành phần không khí này thay đổi (lượng oxy thường thấp hơn, lượng khí cacbonic và hơi nước thường cao hơn không khí bình thường).

• Trong suốt quá trình bảo quản luôn luôn phải tìm mọi biện pháp

để khắc phục tình trạng không đồng nhất như: nhập kho thóc có hình hạt, kích thước giống nhau; loại bỏ tạp chất, sâu hại trước khi đưa thóc vào kho; cào đảo trong quá trình bảo quản; thông gió tự nhiên và thông gió cưỡng bức

Khối lượng nghìn hạt

• Khối lượng nghìn hạt là khối lượng tính bằng gram của 1000 hạt

và thường được ký hiệu là P1000.

• Ý nghĩa:

 Cho biết sơ bộ chất lượng hạt: hạt có cùng mật độ thì P 1000 càng cao, hạt có chất lượng càng tốt

 Dùng để tính toán thể tích và độ bền của bao bì chứa hạt

 Khối lượng nghìn hạt tỷ lệ nghịch với tốc độ sấy

• Cách xác định P1000: xác định khối lượng của 100 hạt (P100) hoặc khối lượng của 500 hạt (P500) rồi P1000 được tính bằng công thức:

P1000 = P100x 10 hoặc

P1000 = P500x 2

Dung trọng hạt (Bulk density)

• Dung trọng hạt là khối lượng của một đơn vị thể tích hạt nhất định Đơn vị của nó thường là kg/m 3

• Ý nghĩa:

 Dự đoán phẩm chất hạt: Cùng một loại hạt, khối hạt có dụng trọng hạt cao thì có sự tích lũy chất khô lớn hơn hay phẩm chất tốt hơn.

 Làm căn cứ để tính toán thể tích chứa hạt

V = M/Bd Trong đó: M là khối lượng hạt cần tồn trữ (kg)

Khối lượng riêng hạt -Tỷ trọng hạt

Kd = Bd/d

Trong đó: Kd là khối lượng riêng hạt (kg/m 3 )

Bd là dung trọng hạt (kg/m 3 )

d là độ trống rỗng hạt (%)

 Sự thay đổi chất lượng hạt trong quá trình chế biến.

• Cách xác định: Đổ đầy hạt vào một ống đong có thể tích là 1 lít như khi xác định dung trọng hạt Sau đó cân và xác định khối lượng hạt trong ống đong ta có dung trọng hạt (Bd) Xác định tỷ lệ khoảng không gian giữa các hạt d bằng không khí hay bằng nước rồi áp dụng công thức trên để tính Kd.

Tính tan rời của khối hạt

- Tính tan rời: Nhiều cá thể tập hợp thành một khối hạt Vị trí

giữa chúng từ đầu đến cuối quá trình bảo quản hầu như không thay đổi nhưng có khả năng biến động ở một mức độ nhất định Khả năng đó của hạt được gọi là tính tan rời.

- Góc nghiêng t ự nhiên (Angle of Repose): Để đánh giá tính tan

rời của khối hạt, người ta sử dụng đại lượng Góc nghiêng tự nhiên Đó là góc tạo bởi đường sinh và đường kính đáy của khối hạt hình chóp nón

• Yếu tố ảnh hưởng đến tính tan rời:

 Đặc điểm hình thái của hạt: hạt lớn, bề mặt nhẵn thì tính tan rời lớn

 Tỷ lệ tạp chất cao làm giảm tính tan rời

 Thời gian tồn trữ càng dài tính tan rời càng giảm

 Độ cao chất xếp hạt trong kho

 Trong quá trình bảo quản hạt, định kỳ kiểm tra tính tan rời

có thể dự đoán được tính ổn định của hạt.

Cách xác định góc nghiêng tự nhiên

Tính tự phân loại của khối hạt

- Khái ni ệm: Hiện tượng toàn bộ các hạt và tạp chất trong khối hạt phát sinh hiện tượng phân phối mới khi chịu tác động tổng hợp của điều kiện ngoại cảnh, đặc tính vật lý của bản thân hạt gọi là tính tự động phân cấp của khối hạt.

- Bất lợi:

Làm giảm độ đồng đều của khối hạt:

Trong một khối hạt hình chóp nón, những hạt chắc và tạp chất nặng thường tập trung ở giữa khối; hạt vỡ, hạt hỏng, tạp chất nhẹ phân tán xung quanh chân khối hạt.

Trong quá trình vận chuyển, do điều kiện rung lắc, khối hạt sẽ sinh ra hiện tượng tự động phân cấp làm cho hạt có phẩm chất kém, hạt bị sâu mọt, tạp chất đều tập trung trên bề mặt

Hạt có phẩm chất kém và tạp chất thường trao đổi chất mạnh và dễ hút ẩm, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng khối hạt

- Thuận lợi: Dễ dàng cho công tác làm sạch và phân loại hạt

Độ trống rỗng của khối hạt (Porosity)

- Độ trống rỗng của khối hạt là tỷ lệ % thể tích không gian giữa

các hạt so với thể tích chiếm chỗ của toàn bộ khối hạt.

- Ý nghĩa: Độ trống rỗng của khối hạt chính là môi trường tiểu khí hậu nơi hạt được tồn trữ, ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động sinh lý của hạt trong thời gian bảo quản.

- Các yếu tố ảnh hưởng đến độ trống rỗng:

Hình dáng của hạt gần tròn, hình bầu dục hay tương đối có quy tắc, hạt to nhỏ không đều, bề mặt nhẵn, không râu thì độ trống rỗng thấp

Tỷ lệ tạp chất cao thì độ trống rỗng thấp

Thủy phần hạt tăng thì độ trống rỗng giảm