công nghệ chế biến rau quả

+ Môi trường hòa tan+ Tham gia vào các phản ứng tổng hợp hay thủy phân trong quá trình sống của RQ - Các dạng nước liên kết: + Nước liên kết hóa lý + Nước liên kết cơ lý + Nước liên kết

MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RAU QUẢ

Giảng viên: Th.S Phạm Hồng Ngọc Thùy

Bộ môn: CN Sau thu hoạch Khoa: CN Thực phẩm

Tài liệu chính:

1 Trần Đức Ba, Lê Phước Hùng, Đỗ Thanh Thủy, Trần Thu Hà

(2006) Lạnh đông rau quả xuất khẩu ĐH Quốc gia TP.HCM.

2 Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà (2009) Nguyên lý sản xuất đồ

hộp thực phẩm NXB Khoa học và kỹ thuật.

3 Tôn Nữ Minh Nguyệt, Lê Văn Việt Mẫn, Trần Thị Thu Trà (2009).

CNCB rau trái Tập 1: Nguyên liệu và công nghệ bảo quản sau thu hoạch ĐH Quốc gia TP HCM.

4 Hà Văn Thuyết, Trần Quang Bình (2000) Bảo quản rau quả tươi

và bán chế phẩm NXB Nông nghiệp.

Tài liệu tham khảo:

1 Amalendu Chakraverty et al (2003) Handbook of postharvest

technology:cereals, fruit, vegetables, tea and spices NXB Marcel Dekker.

2 Trần Đức Ba (2010) Lạnh và chế biến nông sản thực phẩm.

NXB ĐH Công nghiệp TP HCM.

3 Trần Minh Tâm (2002) Bảo quản và chế biến nông sản sau thu

hoạch NXB Nông nghiệp.

4 Nguyễn Vân Tiếp, Quách Đĩnh, Ngô Mĩ Văn (2000) Kỹ thuật sản

xuất đồ hộp rau quả NXB Thanh niên.

Nội dung:

Chương 1: Cấu trúc tế bào rau quả và thành phần hóa học của rau quả

1.1 Phân loại rau quả

1.2 Cấu tạo và chức năng của tế bào rau quả

1.3 Thành phần hóa học của rau quả

1.4 Các loại rau quả chính

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ban đầu của rau quả

Chương 2: Các dạng tổn thất của rau quả và các quá trình xảy ra ở rau quả sau khi thu hoạch

2.1 Các dạng tổn thất

2.2 Các quá trình xảy ra ở rau quả sau khi thu hoạch

Chương 3: Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của rau quả và các phương pháp bảo quản rau quả

3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của rau quả

3.2 Nguyên tắc bảo quản

3.4 Các phương pháp bảo quản rau quả

Chương 4: Các quá trình cơ bản trong sản xuất đồ hộp rau quả

4.1 Giới thiệu các loại đồ hộp rau quả

4.2 Các quá trình cơ bản trong sản xuất đồ hộp rau quả

4.3 Giới thiệu một số quy trình chế biến đồ hộp rau quả

4.4 Các biến đổi xảy ra ở đồ hộp rau quả trong quá trình bảo quản

Chương 5: Làm đông rau quả

5.1 Các phương pháp làm đông

5.2 Quy trình sản xuất rau quả đông lạnh

5.3 Các biến đổi xảy ra ở sản phẩm rau quả đông lạnh trong quá trình bảo quản đông

Chương 6: Sấy khô rau quả

6.1 Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp sấy

6.2 Quy trình sản xuất các sản phẩm rau quả sấy

6.3 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến rau quả

CHƯƠNG 1 CẤU TRÚC TẾ BÀO RAU QUẢ VÀ

THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA RAU QUẢ

1.1 PHÂN LOẠI RAU QUẢ

Quả:

- Quả thịt (nhân): táo, lê,

- Quả hạch: có hạt to như đào, mơ,

mận,

- Quả mọng: nho, dâu,

- Quả nhiệt đới: chuối, dứa,

- Qủa á nhiệt đới: cam, chanh, quýt, bưởi, Hình 1.1: Các loại quả

- Dạng lá, thân, chồi: xà lách,

cần, cải, măng, rau muống

- Dạng quả: cà chua, dƣa chuột,

1.2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO RAU QUẢ

- Phân loại tế bào thực vật

+ Tế bào nhu mô (tế bào vách - thịt quả)

+ Tế bào hình thoi (tế bào sợi)

Tế bào Gian bào

Hình 1.3: Tế bào nhu mô Hình 1.4: Tế bào hình thoi

Cắt dọc Cắt ngang

- Cấu tạo và chức năng của tế bào rau quả

Lạp thể

Gian bào Vách tế bào

Hình 1.6: Tế bào rau quả trưởng thành

Không bào

+ Môi trường hòa tan

+ Tham gia vào các phản ứng tổng hợp hay thủy phân trong quá trình sống của RQ

- Các dạng nước liên kết:

+ Nước liên kết hóa lý

+ Nước liên kết cơ lý

+ Nước liên kết hóa học

- Rau quả chứa nhiều nước:

+ Ưu điểm: mát, giòn

+ Nhược điểm:

 Là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động và phát triển

 Thúc đẩy các biến đổi hóa sinh xảy ra mãnh liệt hơn (tăng cường quá trình hô hấp)

- Có nhiều ở các loại củ, hạt đậu, Hàm lượng: 20 - 22%

- Cấu tạo dạng hạt: gồm amyloza và amylopectin

- K.thước hạt tinh bột > 20µm: xốp (khi CB như luộc, hấp)

iii Xenluloza

- Gồm 2.000 – 10.000 gốc Glucoza liên kết với nhau bằng liên kết β glucozit 1-4 tạo thành mạch thẳng, không phân nhánh.

- Hàm lượng: 1-2%

- Tập trung nhiều ở vỏ tế bào, vỏ quả, vỏ hạt.

- Không tan trong nước, trong dung môi hữu cơ, trong axit hay kiềm loãng

- Bị thủy phân bởi enzym xenlulaza,

- Không có giá trị dinh dưỡng đối với con người

+ Ở hàm lƣợng cao  làm dạ dày hoạt động quá mức

+ Gây khó khăn cho các quá trình chế biến nhƣ: chế biến nhiệt, chế biến purê,…

iv Hemixenluloza

- Là thành phần tạo màng tế bào.

- Bao gồm xenluloza và pentozan.

- Bị thủy phân trong môi trường kiềm loãng, axit loãng hoặc enzyme hemixenlulaza  màng tế bào mỏng hơn.

- Khi RQ sử dụng hết các loại đường khác thì hemixenluloza

bị thủy phân tạo pentoza và hexoza (bản chất là đường 

tham gia quá trình hô hấp)

+Protopectin không tan trong nước (ở quả xanh)

+Pectin hòa tan trong nước (khi quả chín)

- Protopectin bị thủy phân thành pectin trong một số trường hợp sau:

+ Dưới tác dụng của enzyme protopectinaza,

+ Trong môi trường axit,

+ Trong môi trường kiềm nóng.

- Giải thích vì sao khi rau quả chín lại trở nên mềm ?

- Tính chất của pectin hòa tan:

+ Hòa tan trong nước tạo dung dịch có độ nhớt cao

 Phân tích ưu, nhược điểm của tính chất này trong chế biến thực phẩm?

+ Tạo đông khi có mặt đường và axit

Mức độ tạo đông phụ thuộc số lượng nhóm metoxyl

 Ứng dụng tính chất này trong chế biến thực phẩm?

+ Kết hợp với tanin  hợp chất không tan.

 Ứng dụng tính chất này trong chế biến thực phẩm?

+ Bị phân hủy khi đun nóng lâu, đặc biệt trong MT axit hoặc

bị enzym thủy phân.

1.3.3 Axit hữu cơ

- Hàm lƣợng trung bình: 1% (trong mơ mận: 1,5-2%, trong khế: 6%)

- Trong rau quả tồn tại 2 dạng:

+ Tự do

+ Kết hợp

- Dựa vào pH rau quả đƣợc chia làm 2 loại:

+ Loại chua: pH từ 2,5 - 5,5

+ Loại không chua: pH từ 5,5 - 6,5

- Độ chua của rau quả phụ thuộc:

+ Hàm lƣợng axit

+ Loại axit

- Chỉ số đường - axit = hàm lượng đường/hàm lượng axit

+ Rau quả chua có chỉ số Đ-A thấp (khế chua có chỉ số Đ-A = 5) + Rau quả ngọt có chỉ số Đ-A cao (vải có chỉ số Đ-A = 50 - 55, nhãn có chỉ số Đ-A = 150 - 170)

-Tác dụng của axit khi có mặt trong RQ:

Có lợi

+ Tạo mùi, vị đặc trưng

+ Hạn chế hiện tượng lại đường trong mứt

+ Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật

+ Tăng khả năng tạo đông của pectin

Bất lợi

+ Nếu hàm lượng axit càng cao  tăng tốc độ phản ứng caramel

+ Ảnh hưởng đến màu của sắc tố clorophil

- Một số axit thường gặp trong rau quả:

+ Axit malic: có nhiều ở táo, cà chua, mơ, đào Có vị chua gắt, tan tốt trong nước, ứng dụng trong chế biến nước quả, bánh kẹo.

+ Axit xitric: có nhiều ở quả có múi Có vị chua dịu, ứng dụng trong chế biến thực phẩm.

+ Axit tactric: có nhiều ở nho

- Là thành phần của nguyên sinh chất,

- Tham gia vào quá trình hô hấp

- Sáp (lipit đơn giản) tạo thành lớp màng mỏng ở bề mặt các loại rau quả

- Chứa nhiều axit béo không no (axit oleic, axit linoleic, axit linolenic) có vai trò sinh lý quan trọng

1.3.5 Chất đắng glycozit

- Cấu tạo từ monosacarit liên kết theo kiểu este với các hợp chất khác như: rượu, aldehyt, axit.

- Glycozit bị thủy phân tạo thành đường và aglucon

- Tạo vị đắng cho rau quả

- Một số hợp chất có tính sát trùng, kháng khuẩn

- Một số hợp chất rất độc khi ăn vào cơ thể

- Tham gia vào quá trình hô hấp khi đường đã được sử dụng hết

- Chủ yếu có ở vỏ, hạt Nếu điều kiện bảo quản không phù hợp thì có thể di chuyển vào thịt quả, từ vỏ đến mầm

- Các glycozit thường gặp trong RQ:

+ Amidalin: có trong các loại hạt mơ, mận, đào (2-3%)

Vị đắng, hòa tan trong nước

Khi vào cơ thể amidalin bị thủy phân tạo HCN rất độc

+ Hesperidin: thường có ở cùi cam, chanh, quít, bưởi

Có vị đắng (không độc)

Khi bị thủy phân tạo đường và aglucon (hesperitin)

+ Naringin: có trong cùi và thịt quả có múi

Khi quả non: gây ra vị đắng

Khi quả chín: Dưới tác dụng của peroxydaza narigin bị phân hủy  đường và naringinen không còn vị đắng

+ Limonin: có trong quả có múi

Khi cấu trúc tế bào bị phá hủy, limonin kết hợp với axit xitric tạo hợp chất có vị đắng

+ Solanin: thường có ở khoai tây (0,01%)

Khi khoai mọc mầm thì hàm lượng tăng nhanh (400mg solanin/100g mầm) và di chuyển từ vỏ đến chân mầm

Khi ăn vào dạ dày, solanin bị thủy phân tạo HCN rất độc

+ Manihotin: có nhiều trong vỏ củ và lá sắn

Hàm lượng thấp 0,003 - 0,005%

Bị thủy phân tạo HCN rất độc

1.3.7 Fitoxit (chất sát trùng thực vật)

- Có bản chất hóa học khác nhau: tinh dầu, glycozit, axit,

- Có tính kháng khuẩn, bảo vệ rau quả khỏi sự xâm nhập và phát triển của vi sinh vật.

- Có ý nghĩa lớn trong bảo quản và chế biến

- Có nhiều trong ớt, tiêu, tỏi,…

Ví dụ: + Ớt có capsaisine

+ tiêu có pepperin + Tỏi có allycine + Gừng có zingiberin + Cà chua có tomatin

- Có màu xanh, nằm trong lục lạp.

- Tan tốt trong dầu

- Tồn tại dưới 2 dạng:

+ Clorophil A (C 55 H 72 O 5 N 4 Mg): màu lục thẫm

+ Clorophil B (C 55 H 70 O 6 N 4 Mg): màu vàng thẫm

Tỉ lệ clorophil A/clorophil B = 3/1

- Cấu tạo của clorophil

- Có 4 vòng pirol đối xứng nhau

qua nhân Mg, nhân Mg tạo màu

Hình 1.8: Cấu tạo của clorophil

Hình 1.9: Rau quả có màu xanh của

clorophil

-Tính chất của clorophil:

+ Trong RQ clorophil liên kết với protein, khi gia nhiệt clorophil bị tách ra và tác dụng với H + thoát ra từ dịch bào tạo feofitin (màu xanh oliu)

Clorophil + HX  feofitin + MgX 2

 Nêu các biện pháp giữ màu xanh cho rau khi luộc và chế biến?

+ Tác dụng với các kim loại (Fe, Sn, Al, Cu, ) cho các màu khác nhau.

Ví dụ:

Với Fe sẽ cho màu nâu,

Với Sn và Al cho màu xám,

+ Bị mất màu khi tiếp xúc với O 2 và ánh sáng

2 Carotenoid

- Không tan trong nước, tan trong chất béo

- Tạo màu từ vàng, vàng da cam đến đỏ

- Tồn tại trong lục lạp và sắc lạp

- Dễ bị oxy hóa  Nêu biện pháp hạn chế hiện tượng này?

- Bền với nhiệt, với kiềm nhưng không bền với axit.

- Bao gồm một số sắc tố: caroten, licopen, xanthophin

Hình 1.10: Rau quả chứa carotenoid

 Là đồng phân của caroten,

 Tạo ra màu đỏ ở một số quả : cà chua, dƣa hấu, gấc…

 Không có hoạt tính của vitamin A.

+ Xantophin

 Tạo màu vàng, vàng da cam.

 Là sản phẩm oxy hóa của caroten.

- Khi RQ chín: clorophil bị phân hủy dần, còn caroten và licopen đƣợc tổng hợp tạo màu đặc trƣng.

Hình 1.11: Chuối ở các giai đoạn chín khác nhau

3 Flavonoid

- Hòa tan trong nước, nằm trong không bào

- Cho nhiều màu từ đỏ đến tím

- Cho màu hồng, đỏ, tím và

xanh

- Hòa tan trong nước

- Không ổn định, màu sắc của

dễ thay đổi dưới các điều kiện

khác nhau, đặc biệt là pH môi

trường

Hình 1.12: Bắp sú

tím

- Ở pH thấp, anthocyanin

khá ổn định và có màu đỏ

với cường độ màu cao

-Khi tăng pH, anthocyanin

dần mất màu, gần như mất

màu hoàn toàn ở pH = 4-5

- Có thể phục hồi lại màu

khi hạ thấp pH của môi

trường Hình 1.13: Sự thay đổi màu của anthocyanin theo

pH

- Anthocyanin cũng rất nhạy

cảm khi tiếp xúc với các ion

kim loại và các chất oxy hóa

+ Với kim loại: bị sẫm màu

+ Với chất oxy hóa: bị mất màu

- Ở nhiệt độ thấp hơn 100 oC ,

anthocyanin khá bền với nhiệt

Hình 1.15: Sự thay đổi màu của anthocyanin khi có ion kim loại

Hình 1.16: Sự thay đổi màu của anthocyanin khi có chất oxy hóa

- Cho màu đỏ tím, có nhiều trong củ dền đỏ

- Khá ổn định trong quá trình chế biến các

sản phẩm rau quả ở nhiệt độ thấp

- Khi thanh trùng ở nhiệt độ cao trong môi

trường pH trung tính betacyanin bị mất màu.

- Annatto là chất màu tự nhiên đƣợc chiết

xuất từ hạt của cây Bixa orellana, một loại

cây nhiệt đới.

- Thành phần chất màu cơ bản là cis-bixin,

ngoài ra còn có trans-bixin và và

- Tạo màu vàng, vàng cam

- Curcumin là thành phần chất màu chủ yếu của củ nghệ, một trong những thành phần cơ bản của bột cari (curry powder)

- Ngoài tác dụng tạo màu, curcumin còn có tác dụng tạo mùi.

Hình 1.19: Củ nghệ

- Protein trong rau quả cũng xảy ra hiện tượng biến tính

Ví dụ: đậu bị sượng, khả năng giữ nước giảm, không nở, lâu chín.

- Protein tan trong nước tạo dung dịch keo có độ nhớt cao,

- Protein kết hợp với tanin tạo kết tủa

1.3.10 Các enzym

- Là chất xúc tác sinh học các quá trình trao đổi chất và biến đổi hóa học xảy ra trong các mô thực vật

- Có khoảng 900 loại enzym trong rau quả.

- Enzym trong rau quả đƣợc chia thành 3 nhóm :

+ Nhóm enzym oxy hóa khử: (peroxidaza,

polyphenoloxidaza, ascorbinoxidaza…) xúc tác quá trình oxy hóa khử

+ Nhóm enzym thủy phân: (amilaza, protopectinaza,

pectinaza, proteaza, invectaza, ) xúc tác cho các quá trình thuỷ phân

+ Nhóm enzym tổng hợp (photphataza)

1.3.11 Các Vitamin

- Rau quả là nguồn cung cấp vitamin chủ yếu cho con người.

- Trong rau quả có nhiều loại vitamin : A, B, C, D, PP, E

Trong đó: + Vitamin hoà tan trong nước : C, B, PP

+ Vitamin hoà tan trong dầu : A, D, E, K

a Vitamin A

- Tồn tại dưới dạng: -caroten, -caroten -caroten.

- Hàm lượng: 0,2 – 0,5 mg%

- Khi vào cơ thể động vật caroten chuyển thành VTM A

- Bền với nhiệt nhưng dễ bị oxy hóa

b Vitamin C

- Không bền nhiệt, dễ bị oxy hóa

- Bền trong MT axit

- Có nhiều trong quả có múi

- Trong rau quả tồn tại dưới 3 dạng:

+ Axit ascorbic

+ Axit dehydroascorbic

+ Ascobigen (liên kết với protein)

- Axit ascorbic bị oxy hóa tạo thành axit dehydroascobic (còn hoạt tính của VTM C), chất này dễ biến thành axit ketogulonic (mất hoạt tính của VTM C).

1.3.12 Các hợp chất bay hơi tạo mùi

- Thường tồn tại dưới dạng: este, aldehyt, rượu, axit

- Một số loại rau quả, mùi của chúng được cấu tạo từ một hay một nhóm hợp chất có cấu tạo gần giống nhau tạo ra hương vị đặc trưng cho loại rau quả đó.

Ví dụ: trong hành tây, mùi được tạo thành từ những hợp chất chứa S, trong chanh từ hợp chất citral.

1.3.13 Chất khoáng

- Rau chứa hàm lƣợng chất khoáng nhiều hơn.

- Hàm lƣợng: 0,6 – 1,8% và có hơn 60 nguyên tố khoáng có mặt trong rau quả.

- Tồn tại ở dạng muối của axit hữu cơ hay vô cơ; liên kết với hợp chất hữu cơ (Mg trong clorophil, S và P có trong thành phần protein và enzym)

- Rau chứa hàm lƣợng khoáng cao: cà rốt, bắp cải, và cà chua Quả chứa hàm lƣợng khoáng cao gồm: dâu, đào, quả phúc bồn tử.

1.4 GiỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI RAU QUẢ

1.4.1 Cà chua

Hình 1.20: Mặt cắt ngang quả cà chua

1 - Vỏ quả, 2 - Thịt quả, 3 - Ô quả, 4 - Hạt

1.4.2 Su hào

Hình 1.21: Cắt dọc củ su hào

1 – Cuống lá, 2 – Vỏ củ, 3 – Ruột củ

1.4.3 Cam

Hình 1.22: Cắt ngang quả cam

1 – Vỏ quả ngoài, 2 – Vỏ quả trong, 3 – Múi quả, 4 – Thịt quả, 5 –

Hạt

1.4.4 Dứa

Hình 1.23: Quả dứa

1 – Vỏ quả, 2 – Thịt quả, 3 – Lõi quả

1.4.5 Chuối

Hình 1.24: Cấu tạo quả chuối

CỦA RAU QUẢ

- Các yếu tố trước khi thu hoạch:

+ Yếu tố thời tiết (nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối của không khí, tốc độ gió, cường độ ánh sáng)

+ Các yếu tố gieo trồng (giống cây, độ màu mỡ của đất, điều kiện tưới tiêu, hóa chất),…

- Các yếu tố trong khi thu hoạch:

+ Độ chín khi thu hoạch

+ Thời điểm thu hoạch

+ Phương pháp thu hoạch

+ Phương pháp sơ chế, xử lý tại chỗ,…

- Các yếu tố sau khi thu hoạch

+ Phương pháp đóng gói

+ Phương pháp vận chuyển

+ Phương pháp bảo quản,…

2.1 CÁC DẠNG TỔN THẤT CỦA RAU QUẢ SAU KHI THU HOẠCH

- Tổn thất do sinh vật và vi sinh vật gây hại

- Tổn thất do vật lý và cơ học

- Tổn thất do các biến đổi sinh lý và sinh hóa

2.2.1 Biến đổi vật lý

a Sự bay hơi nước

- Nguyên nhân: Do sự chênh lệch độ ẩm tương đối

- Sự bay hơi nước phụ thuộc:

+ Yếu tố nội tại (bản thân rau qủa)

+ Yếu tố bên ngoài

Yếu tố nội tại

- Mức độ háo nước và giữ nước của hệ keo trong tế bào

Yếu tố bên ngoài

- Điều kiện bảo quản

b Sự giảm khối lượng

- Do sự bay hơi nước gây ra.

- Do sự tổn hao chất dinh dưỡng cho quá trình hô hấp

c Sự tỏa nhiệt

- Nhiệt sinh ra trong quá trình bảo quản là do hô hấp:

+ 2/3 lượng nhiệt sinh ra toả ra môi trường xung quanh

+ 1/3 cung cấp cho quá trình trao đổi chất