Các yếu tố ảnh hưởng đến nguyên nhân gây hư hỏng và giảm chất lượng nguyên liệu thực phẩm

Các yếu tố ảnh hưởng đến nguyên nhân gây hư hỏng và giảm chất lượng nguyên liệu thực phẩm

về ảnh hưởng của các thông số này lên quá trình bảo quản và tìm ra điểm tối ưucho quá trình bảo quản.

Rau quả tươi, cá, thịt gia súc sống là những sản phẩm thực phẩm phổ biếnchịu ảnh hưởng lớn bởi các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khí quyển và đócũng là những nguyên nhân thúc đẩy những biến đổi hoá sinh gây hư hỏng,giảm chất lượng sản phẩm thực phẩm

Có hai nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng và giảm chất lượng nguyên liệu –sản phẩm thực phẩm

1 Nguyên nhân do hoạt động sinh lý, sinh hóa của nguyên liệu sống.

1.1 Rau quả

Những quá trình biến đổi sinh hoá, sinh lý, vật lý, và những quá trìnhphân giải hoá học khác là những yếu tố quan trọng dẫn tới hư hỏng nguyên liệurau quả Trong thời gian bảo quản, hầu hết các thành phần hoá học của rau quảđều bị biến đổi do tham gia hô hấp hoặc do hoạt động của enzym.

Khi lưu trữ rau quả tươi sau thu hái trong điều kiện môi trường khí quyểnbình thường, chất lượng của chúng sẽ giảm dần và tiến tới hư hỏng hoàn toàn dothối rữa Thời gian từ khi thu hái đến khi rau quả bị hư hỏng dài hay ngắn phụthuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: giống, loại rau quả, thời gian thu hái,điều kiện môi trường…Nguyên nhân trực tiếp cơ bản dẫn đến sự hư hỏng thốirữa rau quả, đó là hiện tượng chín và hiện tượng nhiễm bệnh

Chín là một trong những giai đoạn phát triển sinh lý bình thường trongchu kỳ sinh học của một cơ thể sống Đó là: sinh ra – lớn lên – già – chết Rauquả tươi sau thu hái vẫn tiếp tục quá trình sống như còn trên cây mẹ, tức là vẫntiếp tục biến đổi theo chiều hướng tất yếu của chu kỳ sinh học nói trên

Quá trình chín của rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp Như là mộtdấu hiệu đặc trưng cho hoạt động sống của tế bào, quá trình hô hấp của rau quảsau thu hái xảy ra với cường độ càng cao thì hiện tượng chín xảy ra càng nhanhchóng Điều đó đồng nghĩa với thời hạn bảo quản của rau quả càng bị rút ngắn.Thời hạn bảo quản rau quả tươi phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, trong đóđáng kể nhất là: nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khí quyển

Nhiệt độ:

Là yếu tố rất quan trọng có tính chất quyết định thời hạn bảo quản rau quảtươi Sự thay đổi nhiệt độ trước hết ảnh hưởng đến cường độ hô hấp Nhiệt độcàng cao tốc độ các phản ứng sinh hóa xảy ra trong rau quả cũng càng cao đượcthể hiện qua cường đọ hô hấp Tuy nhiên sự phụ thuộc tỷ lệ thuận đó chỉ đếngiới hạn nhất định, cụ thể khi tăng nhiệt độ từ 250C trở lên thì cường độ hô hấpgiảm Như vậy, muốn cường độ hô hấp giảm, tức là muốn ức chế hoạt độngsống của rau quả thì cần bảo quản rau quả trong môi trường có nhiệt độ càngthấp càng tốt

Bảng 1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ O2 đến cường độ hô hấp của một số loại rau

Khoảng nhiệt độ tối ưu

Thông thường quá trình chín của quả và sinh trưởng của rau có thể diễn rathuận lợi trong khoảng nhiệt độ từ 10-30oC Nhiệt độ thích hợp nhất cho sự chíncủa quả là từ 20-23oC Trong khoảng nhiệt độ tối ưu, rau quả rất nhạy cảm với

sự tăng lên của một lượng nhiệt nhỏ

Khoảng nhiệt độ thấp

Rau quả có thể đặt trong điều kiện lạnh hơn khả năng chịu nhiệt do một sốnguyên nhân: vận chuyển rau quả qua vùng khí hậu lạnh, đặt nhầm nhiệt độ khobảo quản hoặc do rau quả tiếp xúc trực tiếp với tác nhân làm lạnh (nước đá).Tổn thương lạnh được biểu hiện ở các triệu chứng như hóa nâu vỏ hoặc ruộtquả, có vết lõm trên bề mặt rau quả, sự mất nước của rau quả, quá trình chín củarau quả không bình thường hoặc không chín được Ngưỡng nhiệt độ gây ra tổnthương lạnh trên quả roi là 15oC, chuối là 12-14oC, xoài là 12-13oC, cam quýt 4-

8oC, vải 2oC Hiện tượng đóng băng dịch bào thường xảy ra khi nhiệt độ môitrường xuống dưới 0oC Tùy vào hàm lượng các chất hòa tan trong nguyên sinhchất tế bào rau quả mà ngưỡng tổn thương do đóng băng khác nhau ở các loạirau quả Ví dụ súp lơ xanh có thể bị đóng băng ở 0oC, nhưng nho có hàm lượngđường cao không bị đóng băng nếu nhiệt độ >-2oC Hiện tượng đóng băng làmmất nước và hình thành các tinh thể băng, gây “hạn” ngay trong tế bào, làm hạnchế khả năng thẩm thấu Hơn nữa, việc tạo thành các tinh thể đá sẽ phá vỡ cấutrúc tế bào Tổn thương băng giá làm cho các hoạt động sinh lý của rau quảkhông trở lại được bình thường, làm cho rau quả bị nhũn mềm và úng nước

Ảnh hưởng của nhiệt độ cao

Tổn thương do nhiệt độ cao thường xảy ra khi rau quả bị phơi nắng lâu,nhiệt độ bảo quản quá cao, hay do quá trình xử lý nhiệt độ cao (nước nóng, hơihoặc khí nóng) Thông thường trong rau quả, hoạt lực của các enzym giảm nếunhiệt độ cao trên 30oC, nhiều enzym trở nên mất hoạt tính ở nhiệt độ 35oC, phầnlớn bị mất hoạt tính ở nhiệt độ trên 40oC

Nếu quá trình chín của quả hô hấp đột biến diễn ra ở nhiệt độ trên 30oC thìruột quả chín được nhưng vỏ quả sẽ không có được màu sắc đặc trưng Ví dụ: ruột chuối đã mềm nhũn mà vỏ quả vẫn còn mầu xanh; quá trình tổng hợp

lycopene tạo màu đỏ cà chua bị ức chế Nhiệt độ trên 35oC thì các hoạt động traođổi chất có thể xảy ra không bình thường, cấu trúc tế bào có thể bị tổn thương, rau quả bị hỏng nhanh chóng Ngoài ra, nhiệt độ cao còn làm tăng cường hoạt động gây hại của vi sinh vật

Sự giảm hoạt động của các quá trình sinh lý – sinh hóa trong rau quả cũngnhư trong vi sinh vật khi hạ thấp nhiệt độ được giải thích: một mặt bằng việcgiảm tốc độ các phản ứng hóa học, mặt khác là do nguyên sinh chất của tế bào

co lại, làm giảm tính thẩm thấu của màng tế bào và từ đó giảm khả năng trao đổichất Tuy nhiên nhiệt độ quá thấp không hẳn đã kéo dài được thời hạn bảo quản

vì 2 lý do:

Lý do thứ nhất, nếu nhiệt độ bảo quản thấp hơn nhiệt độ đóng băng củadịch bào thì rau quả sẽ bị đóng băng, tế bào thực vật sẽ bị phá hủy và quá trìnhsống bị đình chỉ Khi đó rau quả sẽ tồn tại ở dạng sản phẩm lạnh đông chứkhông phải dạng tươi như mong muốn Nhiệt độ đóng băng của một số loại quảđược ghi ở bảng 2

Bảng 2: Nhiệt độ đóng băng của một số loại rau quả

Loại rau quả Nhiệt độ đóng

băng, oC Loại rau quả

Nhiệt độ đóngbăng, oC

Lý do thứ hai, nhiệt độ thấp có thể dẫn đến rối loạn một số quá trình sinh

lý sinh hóa của rau quả Khi bảo quản chuối xanh ở nhiệt độ dưới 120C, chuối sẽkhông chín khi rấm Hoặc bảo quản chuối chín ở nhiệt độ thấp hơn 110C, chuối

sẽ bị thâm làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm Có thể nói mỗi loại rau quả

có một giới hạn nhiệt độ bảo quản, thấp hơn giới hạn đó hiệu quả bảo quản sẽkhông tốt.

Do vậy, mỗi một loại rau quả thích hợp với một nhiệt độ bảo quản nhấtđịnh nào đó Khi bảo quản ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn đều có ảnh hưởngxấu đến thời hạn bảo quản và chất lượng của rau quả Nhiệt độ tốt nhất cho việcbảo quản một loại rau quả nào đó gọi là nhiệt độ bảo quản tối ưu

Nhiệt độ bảo quản tối ưu cho một loại rau quả nào đó không cố định màphụ thuộc vào một vài yếu tố, nhất là yếu tố độ chín Độ chín càng cao nhiệt độbảo quản càng phải thấp Ví dụ nhiệt độ tối ưu cho bảo quản cam, chanh, quýtkhi đã chín là 1-20C, khi còn xanh là 4-60C

Người ta chứng minh được rằng, sự biến động nhiệt độ gây ảnh hưởng lớnđến thời hạn bảo quản Nếu bảo quản rau quả ở nhiệt độ thấp nhưng độ dao độnglớn, không ổn định thì tác hại còn lớn hơn là bảo quản ở nhiệt độ cao hơn nhưng

ổn định Vì vậy, trong thực tế cho phép nhiệt độ dao động trong khoảng ±0,50C

Độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối 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 vàtốc độ bay hơi nước càng cao, làm cho khối lượng tự nhiên của rau quả giảmđáng kể, thậm chí rau quả có thể bị héo Sự mất nước quá cao làm cho hoạt độngcủa tế bào bị rối loạn, làm giảm khả năng tự đề kháng bệnh lý và từ đó rau quả

sẽ chóng hỏng Mặt lợi của độ ẩm tương đối thấp là ở chỗ tạo môi trường khôngthuận lợi cho vi sinh vật phát triển, do đó hạn chế đáng kể sự xuất hiện các loạibệnh Vì vậy nếu khắc phục được 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 càngthấp càng tốt Ngược lại, khi độ ẩm tương đối cao thì tốc độ bay hơi nước vàcường độ hô hấp giảm nhưng lại tạo môi trường phát triển tốt các loại sinh vật.Hơn nữa nước có thể ngưng tụ trên bề mặt rau quả dẫn tới việc rối loạn hô hấp

Vì vậy, để bảo quản một loại nguyên liệu nào đó ta cũng cần chọn độ ẩm thích

hợp để tránh ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm, tức là phải chọn độ ẩmtối ưu cho loại nguyên liệu đó

Độ ẩm tối ưu của từng loại quả cũng rất khác nhau, nó phụ thuộc vào khảnăng chống bay hơi nước và khả năng tự bảo quản của mỗi loại Với những loạirau quả mà phần biểu bì được cấu tạo bởi lớp màng chắc đủ ngăn cản nước bayhơi, thì có thể bảo quản ở môi trường có độ ẩm thấp Ví dụ: hành có thể bảoquản ở φ = 70 – 75%, vì có lớp vỏ khô bao bọc không cho nước bốc hơi tự do.Còn các loại rau quả khác không có khả năng giữ nước thì được bảo quản ở điềukiện độ ẩm cao hơn φ = 85 – 95% Cũng như nhiệt độ, sự dao động độ ẩm tối ưucũng ảnh hưởng xấu đến chất lương bảo quản Thực tế cho phép độ ẩm dao độngtrong khoảng ± 2%

Để khắc phục ảnh hưởng của độ ẩm đến tốc độ bay hơi nước, người ta cóthể sử dụng các loại bao bì màng mỏng như túi PE, PVC… vừa để chứa đựngvừa để hạn chế bay hơi nước khi bảo quản trong môi trường có độ ẩm thấp Rauquả cũng được gói trong giấy mềm, xốp vừa chống xây xát vừa tạo ra một phạm

vi không gian có độ ẩm cao bao quanh quả, làm giảm chênh lệch ẩm giữanguyên liệu và môi trường

Thành phần khí quyển:

Mỗi loại khí có trong môi trường bảo quản đều có tác dụng riêng đến thờihạn bảo quản rau quả tươi: Thành phần chất khí trong môi trường bảo quản cóthể ảnh hưởng đến tuổi thọ của sản phẩm, đặc biệt các sản phẩm dễ hỏng nhưrau quả Sự thay đổi nồng độ các chất khí hô hấp – O2 và CO2 – có thể kéo dàituổi thọ của sản phẩm

Hàm lượng O2 và CO2 trong khí quyển bảo quản ảnh hưởng đến cường độ

và phương thức hô hấp của rau quả Nếu lượng O2 giảm xuống 5% hoặc CO2tăng lên đến 3%, có thể tạo ra một môi trường khí hậu cải biến tốt để bảo quảnrau quả thông qua việc kìm hãm các hoạt động hô hấp, kéo dài tuổi thọ của rauquả Ví dụ: chuối bảo quản ở khí quyển 5% CO2, 3% O2, 92% N2, không có mặtC2H4 sẽ giảm cường độ hô hấp 4 lần Tuy nhiên, cần lưu ý khả năng hô hấp yếm

khí làm cho rau quả bị mất mùi thơm đặc trưng Bên cạnh đó, tác động của hàmlượng chất khí lên quá trình hô hấp còn phụ thuộc vào nhiệt độ

Ngoài ra, sự thay đổi thành phần O2 và CO2 còn ảnh hưởng đến sự phát triển gâyhại của sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật và côn trùng

Trong khí quyển bảo quản còn nhiều chất khí khác do rau quả sinh ra hoặc

từ các nguồn khác cũng có thể tích tụ trong môi trường bảo quản Quan trọngnhất trong các loại chất khí này là ethylene Như ta đã biết, quá trình chín bắtđầu cùng với sự sinh tổng hợp ethylene của quả Sự sản sinh một lượng ethylennhỏ (0,005-0,1 μL/L) cũng kích thích tăng cường hô hấp của quả Ngoài nguồnethylen nội sinh, ethylen ngoại sinh sinh ra do sự vận hành thiết bị bảo quản, vậnchuyển hoặc từ các quả khác loại được bảo quản chung trong khí quyển bảoquản, cũng có thể làm khởi động quá trình chín Nếu tăng lên quá ngưỡng tớihạn sẽ thúc đẩy nhanh chóng sự chín hoặc già hóa của các loại rau quả

CO (oxit carbon) có thể do các thiết bị bảo quản sinh ra CO có tính độcvới hệ hô hấp của người, nhưng cũng có tác dụng ôxi hóa ethylene và hạn chế sựphát triển vi sinh vật và côn trùng hại Ngoài ra acetaldehyde và ethanol cũng cótác dụng hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây hại

- Khí oxy (O2) như là một thành phần chủ yếu tham gia quá trình hô hấphiếu khí Hàm lượng khí oxy càng cao thì cường độ hô hấp càng tăng và ngượclại Khi hàm lượng oxy giảm xuống dưới mức cho phép thì hô hấp hiếu khíngừng, thay vào đó là hô hấp yếm khí tạo ra rượu có thể đầu độc tế bào sống.Nói cách khác, khi quá trình hô hấp bị ngừng trệ thì có nghĩa là quá trình sốngcủa tế bào bị ức chế và cuối cùng bị đình chỉ hoàn toàn Như vậy để duy trì sựsống ở mức tối thiểu đủ để kéo dài thời hạn bảo quản rau quả, thì cần phải đảmbảo hàm lượng oxy cần thiết tối thiểu để duy trì quá trình hô hấp hiếu khí

- Ảnh hưởng của CO2 đến thời hạn bảo quản rau quả có chiều hướng thuận,tức là hàm lượng CO2 càng tăng thì thời hạn bảo quản cũng có thể tăng Khí CO2chủ yếu tác dụng lên quá trình hô hấp của rau quả cũng như vi sinh vật Đối vớirau quả tươi CO2 ức chế cường độ hô hấp, từ đó hạn chế được các quá trình phân

giải hóa học – sinh học Còn đối với vi sinh vật, khí CO2 làm chậm quá trìnhhoạt động, phát triển của chúng Vì vậy có thể tránh được phần nào nguy cơ gâybệnh của vi sinh vật Trong khí quyển khí CO2 chỉ chiếm khoảng 0,03%, nhưngsau một thời gian bảo quản hàm lượng đó tăng lên đáng kể do hô hấp Nghiêncứu cho thấy tác dụng bảo quản không chỉ phụ thuộc vào nồng độ CO2 mà cònphụ thuộc vào đặc tính sinh học của từng loại rau quả.

Đối với một số loại rau quả khi tăng nồng độ khí CO2 lên quá 10%, quátrình hô hấp hiếu khí bị ức chế và xuất hiện hô hấp yếm khí Những loại rau quảnày không chịu được nồng độ khí CO2 quá 10%, chúng thuộc nhóm không bềnCO2 Ngược lại có nhóm rau quả có thể chịu được nồng độ CO2 trên 10% gọi lànhóm bền CO2 Thời hạn bảo quản rau quả tươi bị ảnh hưởng chủ yếu bởi nhữngyếu tố đã nêu trên Ngoài ra còn có các yếu tố khác như: ánh sáng, kỹ thuậtchăm bón, thông gió… nói chung là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đếncường độ hô hấp và độ bền của rau quả tươi

1.2 Các sản phẩm động vật: thịt, cá, trứng, sữa…

a, Những biến đổi của thịt sau khi giết mổ.

Sau khi giết, gia súc mất khả năng kháng khuẩn tự nhiên Quá trình tuầnhoàn máu bị ngừng hẳn, không có O2 cung cấp cho quá trình hô hấp hiếu khí nênquá trình này cũng ngừng Thay vào đó là quá trình hô hấp yếm khí chuyển hóaglycogen thành glucoza rồi từ đó chuyển thành axit loretic và giải phóng nănglượng Do có sự tạo thành axit nên pH của thịt chuyển từ mức bình thường (pH=7) đến giá trị thấp hơn (pH= 5,1-6,5)

Sau một thời gian kể từ lúc chết súc vật bắt đầu chuyển sang giai đoạnCỨNG do lượng axit ATF trong mô cơ bị giảm

Sự giảm axit ATF và pH là nguyên nhân giảm khả năng giữ nước của thịt.Tốc độ giảm ATF và pH có thể chậm lại khi hạ nhiệt độ môi trường, và như vậy

có thể giữ được khả năng giữ nước của thịt, từ đó hạn chế được tốc độ phát triểncủa vsv và giữ được màu tự nhiên của thịt

Hiện tượng khác xảy ra trong thịt sau khi giết gia súc là sự phân hủyglycogen Dưới tác dụng của enzim Amilaza một phần glycogen chuyển thànhglucoza và hecxoza-1-6di photphat sau đó glucoza lại tạo thành axit lactic Dotác dụng của axit lactic, protit bị đông tụ và mất khả năng kết hợp với nước, các

cơ thịt trở nên mềm dần và có hương vị thơm, ăn dễ tiêu Chế biến đồ hộp thịtđang ở giai đoạn này rất tốt (đó là hiện tượng chín của thịt) Hiện tượng chín kéodài, thay đổi chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường xung quanh Nhiệt

độ càng cao thì thời gian kết thúc quá trình chín càng ngắn, vì vậy trong sản xuấtthịt hộp cần phải có phương tiện bảo quản lạnh để kéo dài thời gian chín củathịt Trong quá trình chín không xảy ra các hiện tượng biến đổi do vi sinh vật vìlúc đó thịt không có vi sinh vật Các bộ phận chứa nhiều vi sinh vật như ruột,nội tạng đã được lấy ra ngay sau khi giết thịt

Thịt đã chín, nếu có vi sinh vật ở ngoài xâm nhập vào thì các vi sinh vật

đó lại có môi trường thuận lợi để phát triển, làm cho thịt bị ôi thối Khi thịt bị ôithối thì protit bị phân huỷ thành các chất độc (nên không dùng để chế biến đồhộp) Các dấu hiệu của thịt bị hỏng là thịt bị ướt, trên mặt bị nhầy, mềm nhũn,màu thẫm dần thành màu xám hay màu xanh, có phản ứng kiềm vì có amoniacthoát ra, mùi trở nên khó chịu Thịt ở giai đoạn này không dùng để chế biến thựcphẩm

Quá trình phân hủy glycogen (glicoliza) là không thuận nghịch xảy ratrong điều kiện yếm khí Sau khi xảy ra quá trình này pH của thịt giảm xuốngkhoảng 5,5, bắt đầu tương ứng với điểm đẳng điện của protein và giảm khả nănggiữ nước của thịt

Để hạn chế các quá trình tự phân hủy trong thịt, sau khi làm thịt cần phảibảo quản ngay ở điều kiện lạnh càng nhanh càng tốt, t0 càng thấp càng tốt

Bảng 2: Thời gian chín phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh

Nhiệt độ môi trường xung quanh, 0C Thời gian chín