CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN THỰC PHẨM

CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN THỰC PHẨM

CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN

THỰC PHẨM

(45 TIẾT)

MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU VÀ NGUYÊN TẮC

CỦA BẢO QUẢN TP.

• Mục đích : Giữ được khối lượng và chất lượng của thực phẩm trong quá trình lưu giữ.

• Yêu cầu : các yêu cầu chính sau:

1/ Chất lượng của thực phẩm ít bị suy giảm trong quá trình bảo quản.

2/ Khối lượng không bị mất đi ngoài ý định.

3/ Phòng-Trừ được sinh vật hại và các lây nhiễm có hại cho thực phẩm trong bảo quản.

4/ Dễ nhập, dễ xuất một khối lượng nhất định khi cần.

5/ Thích ứng với điều kiện kinh tế, kỹ thuật mỗi vùng.

* Nguyên tắc của cơng nghệ bảo quản là tạo điều kiện tối ưu để hạn chế các tác nhân gây hại đến khốii

lượng và chất lượng thực phẩm Cĩ các biện pháp kỹ thuật/nguyên tắc :

- Bảo quản trong kho thường : kho kiên cố, bán kiên cố, kho đơn giản, kho ngồi đồng, hầm đất

- Bảo quản trong kho cĩ điều tiết khí hậu: kho lạnh, kho mát, kho cĩ mơi trường điều biến (Modified Atmosphere, MA )

- Bảo quản bằng chất bảo quản : muối ăn, axit hữu cơ, kháng sinh, hố chất BVTV, ozon, ion, khí trơ.

- Bảo quản bằng các tác nhân vật lí (nhiệt độ nĩng, lạnh, làm khơ, tia gamma, tia cực tím, sĩng siêu âm )

- Chế biến bảo quản như : đĩng hộp, chai, lên men, hun khĩi…

- Cải tạo giống cĩ khả năng chống chọi sâu bệnh tốt

NỘI DUNG MÔN HỌC CNBQ THỰC PHẨM :

I THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA THỰC BIẾN ĐỔI CỦA CHÚNG TRONG BẢO QUẢN

(12 tiết) : Nước, protit, lipit, gluxit, enzin, Pectin, chất

mầu…

II TỔN THẤT TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM (9t) : Do :

1 Hoạt động SH của TP, 2 SV hại - Biện pháp diệt, 3 Tổn thất TP trong BQ trên thế giới.

phòng-III CÁC NGUYÊN LÝ BẢO QUẢN THỰC PHẨM (3 t) :

Duy trì, hạn chế, tiêu diệt sự sống – Một vài kỹ thuật BQ thực phẩm.

IV CN BẢO QUẢN THỰC PHẨM (Giới thiệu vài CN điển hình) (21t) :

+ Nông sản ( Thóc/Gạo)

+ Rau - Q uûa.

+ Thịt, cá.

Th c ph m trong bảo quản thường bị biến đổi chất ực phẩm trong bảo quản thường bị biến đổi chất ẩm trong bảo quản thường bị biến đổi chất lượng, giá trị dinh dưỡng, cảm quan, có khi phải hủy bỏ vì chúng đã biến thành các chất độc hại.

Có các nguyên nhân biến đổi chính sau :

- Sự biến đổi chất lượng của các thành phần hoá học trong thực phẩm.

- Hoạt động của VSV, các chấ55t men do chúng tạo ra, sự ăn hại của các sinh vật hại khác.

- Môi trường bảo quản : T 0 C, W%KK, điều kiện bảo quản, an toàn VSTP…

I THÀNH PHẦN HỐ HỌC CỦA THỰC PHẨM – BIẾN ĐỔI CỦA CHÚNG TRONG BẢO QUẢN

Vơ cơ :

Thành phần hố học Nước, muối khống

của thực phẩm : Hữu cơ (Chất cịn lại) :

Gluxit, Protit, Lipit, Axit

hữu cơ , vitamin , chất thơm, tanin, chất mầu, enzin…

Sau đây, chúng ta xem xét một số trong đó :

1 NƯỚC

Có vai trò trong :

- Hoạt động sinh hoá của cơ thể sống.

các phản ứng thủy phân, phân hủy.

- Thành phần cơ bản, chiếm tỷ lệ cao so với

- Trạng thái của nước/thực phẩm :

Có liên quan rất nhiều tới quá

trình xử lý, chế biến, bảo quản, biến

đổi chất lượng của thực phẩm

- Nước/TP có 2 dạng :

NƯỚC Ở DẠNG TỰ DO

 Nước/dạng tự do là nước ở dạng các hạt

nước (bám vào trên bề mặt), CĨ Ở :

+ Tế bào(L à mơi trường hồ tan các chất).

+ Ống mao quản lớn (cĩ d>10 - 5 cm).

+ Bề mặt thực phẩm.

 Lượng nước tự do - chiếm khoảng 2/3 tổng lượng nước TP , dễ tách ra khỏi TP khi phơi, sấy, nấu, làm lạnh, trong vận chuyển, bảo quản (W tự do> W cân bằng).

 VSV dùng nước tự do này để sống Do đó, nếu làm mất đi lượng nước này, VSV sẽ không hoạt động được, là biện pháp AT đối với TP, kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm.

 Trong rau-qủa, lá…nước tự do chiếm 95%, còn lại là dạng nước LK 5-10% tổng lượng nước.

90-Nên : Sấy TP còn 5-10% thì không khó/lâu, nhưng muốn tách nước tiếp thì rất khó và phải dùng phương pháp đặc biệt.

Trong lạnh đông cũng vậy, ở -5 0 C làm đóng băng nước tự do tới 90%, nhưng với số nước còn lại (nước

Liên kết hấp phụ

Là dạng các phân tử nước được giữ lại bởi các nhóm ưa nước nh : ư :

Cacboxin (- COOH), Amin (- NH 3 ), Hydroxit (- OH).

của các phân tử thực phẩm như protit,pectin… bao quanh nó thành các hạt keo

Ví dụ : 1 phân tử protit có thể liên kết 1000 phân tử nước, tạo ra vỏ hydrat bảo vệ quanh hạt keo.

Là mối LK của các phân tử nước với các đại phân tử có mang các ion/gốc mang điện giữ lại để tạo ra vỏ nước xung quanh Các ion có khả năng hydrat hoá khác nhau, nên tính giữ nước cũng khác nhau.

Liên kết thẩm thấu

Là sự LK giữa các phân tử nước nằm

trong các ống vi mao quản (d< 10 -5 cm)

Do chênh lệch áp suất giữa bên ngoài

và bên trong (thường ngoài > trong), nên đường kính ống mao quản càng nhỏ thì chênh lệch áp suất càng lớn, làm cho mối liên kết càng chặt, càng khó tách nước ra.Liên kết trong các vi mao quản

Là sự LK giữa các phân tử nước với các phân tử thực phẩm để tạo ra tinh thể, như :

Tinh thể đường gluco : C6H12O6 H2O

Tinh thể lacto : C12H22O11.H2O

Liên kết tinh thể

Nước LKvật lý là dạng LK bền với TP LK hấp phụ là LK bền nhất. Nước LKVL là một dung môi kém VSV không sử dụng được Vì vậy, để BQTP,chỉ cần tách một phần hoặc không cần

2 Nước LK hoá học (NLKHH)

Là dạng nước liên kết rất chặt chẽ với các phân tử thực phẩm, nó chỉ có thể tách ra/làm mất đi khi ta tạo ra các phản ứng hoá học hoặc đem đốt cháy ( ≠ sấy) Lúc

đó, các chất liên kết hoá học với nước bị phá hủy.

Ví dụ : Để tách nước ra khỏi các a.amin, ta chỉ có thể cho kết hợp 2 A.A để tạo ra dipeptit và nước :

NHẬN XÉT :

- NTD/Rau,quả,lá,củ (chiếm 90-95%, NLK chỉ

còn 5-10%) là dạng nước dễ bay hơi…gây khó

khăn cho bảo quản.

- NLK VL-HH/hạt cốc chiếm chủ yếu, nên BQ chúng dễ hơn R-Q.

- Vai trò :

+ NTD là yếu tố cho các quá trình sinh hoá xẩy ra trong BQ, nẩy mầm, VSV hoạt động.

+ NLK có chức năng bảo vệ các cấu trúc của

tế bào, duy trì hệ keo ở dung dịch.

- Trong chế biến, bảo quản TP, có thể xẩy

ra : NTD NLK

làm tính chất vật lý TP biến đổi, ví dụ :

+ Ngâm Gạo/đậu tương, làm hạt trương nở gấp 2 thể tích ban đầu, vì 1 phân tử nước ngâm(TD) sẽ tạo LK thẩm thấu với protit/tinh bột làm gạo/đậu ngậm nhiều nước ở dạng trương nở

+ Phơi/sấy TP làm cho NTD bay đi, chỉ còn NLK, nên BQ TP dễ hơn, tốt hơn

MỐI LIÊN QUAN CỦA ĐỘ ẨM TỚI BẢO QUẢN THỰC PHẨM

1 Độ ẩm không khí ngoài trời,trong kho, trong bao bì…(W KK%)

2 Độ ẩm của thực phẩm (WTP%)

3 Hoạt độ của nước (aW)

+ W KK % (Độ ẩm tương đối). : Là đại lượng biểu thị tỷ lệ giữa lượng hơi nước có thực trên lượng hơi nước tuyệt đối có trong 1m 3 không khí ở tại một áp suất & nhiệt độ nhất định.

WKK có thể chia ra các mức sau :

- WKK = 100% : Trạng thái không khi' ẩm ướt, có lượng hơi nước ở mức bão hoà

(sương mù, mưa).

- WKK = 80 – 90% : Không khí ẩm.

- WKK < 70% : Không khí khô.

Độ ẩm tương đối WKK được đo bằng : Các dụng cụ ẩm kế (Ướt-khô, tóc, kim loại, tự động).

+ WTP% : Là lượng hơi nước (tự do) có trong thực phẩm.

Ba nhóm thực phẩm - theo hàm lượng nước :

+ HOẠT ĐỘ CỦA NƯỚC (aw)

• Là tỉ số giữa áp suất hơi của dung dịch và dung môi nguyên chất trong cùng nhiệt độ.

a w = P/P 0

• Trong thực phẩm :

- P : áp suất hơi của nước trong thực phẩm.

- P 0 : áp suất hơi của nước nguyên chất.

• Trong điều kiện cân bằng, a w tỉ lệ với độ ẩm tương đối :

a w = W% (độ ẩm tương đối)/100

Hay : W% = a W x 100

Hoạt độ nước nguyên chất : 1

Hoạt độ nước của dung dịch, thực phẩm : <1

Thực phẩm hàm ẩm cao  nhiều nước tự do  a w cao.

ĐỘ ẨM C ỦA M Ộ T S Ố THỰC PH Ẩ M

4 – 6

3 – 6

Thực phẩm aW-Rau,qủa, thịt,

trứng.

-Phomát, bánh mì,XX khơ.

-Qủa sấy

- Mứt ướt

0,97

0,93 – 0,96 0,72-0,8 0,82-0,94

2 PROTIT

Protit (Trong thịt, cá, trứng, sữa…) bị biến chất

trong bảo quản do bởi VSV, các enzin, làm thực phẩm bị thối rữa, qua 3 giai đoạn sau:

Giai đoạn 2 :

Từ Axit amin

- Thủy phân : A.A + H2O Oxyaxit : R-CHOH-COOH Rượu : R-CH2-OH

- Oxyhoá : A.A + O2 R-CO-COOH(xêton) + NH3

R-COOH (Axit) + CO2

- Khử : A.A + H2 R-CH2-COOH(Axit) + NH3 R-CH3 (Cacbuahydro) +CO2+NH3

+ O2

Giai đoạn 3 : Tất cả các sản phẩm trung gian trên, phân hủy tiếp tục để thành các chất đơn giản :

A.A (systein) + H2 H2S (Thối)

NH3, CO2, H2O, H2S…

Là những chất độc hại, có mùi thối khó chịu.

l à Ald,cay mắt,

mùi khét,vị đắng, khó thở.Độc)

(+H 2 O , Lipaz)

4 GLUXIT

(Amilaz/Glucooxydaz)

Tinh bột Dextrin Malto Gluco, Fructo

Gluco, Fructo CH3-CO-COOH ( axit Piruvic)

+O 2 LM

- Rượu Eâtylic (bia,nước GKLM…)

CO 2 + H 2 O + Q C - A.lactic (Sữa-thịt-muối chua…)

- A butyric, propionic…

- A.etylic loãng + O 2 A.axetic Oxyhóa

CO2 + H2O

5 CÁC CHẤT MEN

(ENZIN/FECMEN)

Enzin có thành phần chủ yếu là protit, đóng vai trò quan trọng trong các quá trình phân hủy và tỏng hợp các chất trong quá trrình sống và phát triển của sinh vật, kể cả trong nhiều quá trình chế biến thực phẩm.

Các enzin sinh ra và có ở trong các tế bào và ở các chế phẩm

Hoạt độ xúc tác của các men rất cao so với các

chất vô cơ (áp suất thường Thời gian ngắn, nồng độ

loãng, thủy phân một khối lượïng đối chất lớn).

Mỗi enzin cần có những điều kiện thích hợp nhất định cho hoạt động như : cơ chất, môi trường (Nhiệt độ, a W , W kk, , W tp …)

Enzin có thể thu nhận được từ nguồn động vật, thực vật và rất nhiều từ VSV.

Enzin có những đóng góp lớn, giúp sản xuất ra các thực phẩm từ những nguyên liệu không thực phẩm.

Về mặt gây hại không mong muốn của enzin đối với thực phẩm trong chế biến, bảo quản cũng không nhỏ Chúng ta cần biết để phòng ngừa và xử lý.

CÂU HỎI – BÀI TẬP

1 Bảo quản thực phẩm nhằm đạt mục đích, yêu cầu và nguyên tắc gì?

2 Em hãy cho biết các thành phần hoá học nào trong thực phẩm có thể gây tác hại, bị biến chất trong bảo quản thực phẩm ? Các dạng gây hại của chúng, dẫn chứng và giải thích.

3 Em hãy nêu ra một vài biện pháp để khống chế các tác hại đó trong bảo quản thực phẩm.

II NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY TỔN THẤT

THỰC PHẨM TRONG BẢO QUẢN

• Khái niệm về "tổn thất" bao hàm nhiều

ý nghĩa khác nhau : mất mát, hao phí, thối hỏng, hư hại

• Tổn thất sau thu hoạch được hiểu là tổng tổn thất thuộc các khâu của giai đoạn sau thu hoạch, bao gồm tổn thất thuộc các

khâu: thu hoạch, sơ chế, bảo quản, vận chuyển, chế biến và marketing,…

• Khái niệm về tổn thất STH bao gồm cả tổn thất về số lượng, chất lượng, tổn thất về dinh dưỡng, kinh tế, xã hội…

• Để đánh giá đầy đủ sự tổn thất của một loại nông sản, hiện nay mỗi quoác gia thường tiến hành theo một phương pháp riêng của mình Những phương pháp này thường dựa trên cơ sở ngoại suy từ một

số phương pháp được cho là chính xác nhất

TỔN THẤT THỰC PHẨM TRONG BẢO QUẢN

TRÊN THẾ GIỚI :

• Trong 10 năm qua thơng qua các tổ chức của Liên hiệp quốc: Tổ chức Nơng lương thế giơí (FAO), Tổ chức Phát triển LHQ (UNDP),… đã tổ chức nhiều dự án đánh giá tổn thất STH ở các nước và tìm biện pháp khắc phục

• Tổn thất STH ở các nước, các vùng sai khác nhau rất nhiều Những nước cĩ nền kinh tế chậm phát triển, thường cĩ mức độ tổn thất cao hơn nhiều so với các nước cĩ nền kinh tế phát triển hơn

Ấn Độ là quốc gia đã quan tâm cải thiện tình hình giai đoạn STH, đầu tư nghiên cứu và trang bị phương tiện cho quá trình bảo quản và sơ chế Nhưng mức

độ tổn thất còn khá cao Theo đánh gía của Viện Nghiên cứu LTTP Mysore, Ấn

Độ, tổn thất STH của nước này là 230 tỷ Rupi, tương đương 5,75 tỷ USD

• Trung Quốc là quốc gia có nền kinh tế phát triển vượt bậc trong 20 năm qua Để giảm tổn thất STH trong sản xuất lúa, gạo,

mỳ, ngô, trong những năm 80, Trung Quốc đã xây dựng hàng trăm nghìn máy sấy dạng vỉ ngang, nâng tỷ lệ sấy bằng máy từ 5% (1980) lên 40% (1990), xây dựng hơn 60.000 kho bảo quản lương thực với tích lượng 1,6 tỷ tấn, trong đó 78% là các xilo hiện đại bằng thép hoặc

bê tông cốt thép với hệ thống điều khiển nhiệt - ẩm hiện đại

• Với điều kiện như vậy tổn thất STH trong sản xuất hạt cốc của Trung Quốc đã giảm từ 12-15%

• Trái với tình hình của các nước đang phát triển, các nước có nền kinh tế phát triển cao như: Nhật, Mỹ, Pháp, Đức,… tổn thất STH là rất thấp

Tổn thất về số lượng từ 2-5%, tổn thất về chất

lượng là không đáng kể.

• Ở Việt Nam sản xuất nông sản thực phẩm có vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, ngoài việc đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày của hơn 80 triệu người, nông sản còn là nguồn xuất khẩu chủ yếu chiếm 25% kim ngạch xuất khẩu

• Trong 15 năm đổi mới, cùng với sự phát triển nhanh, mạnh, ổn định của sản xuất nông nghiệp, công đoạn STH của Việt Nam cũng có bước phát triển tốt Nhiều công nghệ tiên tiến trong bảo quản lúa, gạo, ngô, rau quả, xay xát gạo, sấy khô nông sản… đã được áp dụng.

Bảng: Tổn thất trung bình STH của sản xuất lúa ở Việt Nam

(Theo số liệu của Tổng cục thống kê, Viện Công nghệ STH, Lê Doãn

Có thể có 3 nguyên nhân gây tổn thất trong bảo quản :

• Thực phẩm bị hao khối lượng, giảm chất lượng do hoạt động sinh hoá của bản thân thực phẩm gây ra

• Thóc lúa bị mất do sâu, mọt , chuột , chim …., ăn trong quá trình bảo quản được tính là tổn thất bảo quản

• Tổn thất do nấm, vi sinh vật phá hại (chua, kết bánh…) được tính cho tổn thất chất lượng

2.1 Hoạt động sinh hoá của thực phẩm :

a) Sự hô hấp của nông sản :

Một số nông sản sau khi thu hoạch vẫn tiếp tục xảy ra quá trình hô hấp Khác với động vật, các sản phẩm thực vật (hạt, củ, quả…) có thể hô hấp trong

điều kiện có oxi (hô hấp hiếu khí) và không có oxi

(hô hấp yếm khí) theo các phương trình sau :

• Nếu nông sản hô hấp mạnh có thể tiêu hao 0,1- 0,2% chất khô trong 24 giờ Vì vậy, sự hô hấp làm hao thất chất khô và làm tăng khí CO2, tăng ẩm cũng như nhiệt trong khối nông sản.

• Đối với các loại nông sản chứa nhiều tinh bột (sắn, khoai, lúa…) quá trình hô hấp tiêu hao chủ yếu là tinh bột Loại quả giàu đường tan thì tiêu hao đường, loại hạt giàu chất béo (lạc, vừng, đậu tương ) thì tiêu hao chủ yếu là chất béo…

• Quá trình hô hấp của nông sản phụ thuộc vào nhiều yếu tố trước hết là: nhiệt

độ, thuỷ phần của nông sản và độ thoáng của môi trường bảo quản, ngoài ra còn phụ thuộc vào đặc tính mỗi loại nông sản Đối với hạt, củ, thuỷ phần càng cao, hô hấp càng mạnh

• Mỗi loại nông sản đều có độ ẩm giới hạn, là độ ẩm mà quá trình hô hấp hầu như không xảy ra

Ví dụ: Hạt cây hoà thảo : 12%-13%

Hạt có dầu (lạc, vừng) : 8% - 9%