- Trong quá trình trao đổi chất, hàng loạt các biến đổi trung gian của các chất xảy ra, làm giảm chất lượng thực phẩm.. - Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: + Nhiệt độ + Hàm lượn
Trang 1QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA THỰC PHẨM GIÀU TINH BỘT, ĐƯỜNG
TRONG BẢO QUẢN VÀ BIỆN PHÁP HẠN CHẾ
3.1 Quá trình hô hấp [1-19]
3.1.1 Sự chuyển hóa
- Hô hấp là một trong những quá trình sinh lý quan trọng của cơ thể sống
- Trong quá trình trao đổi chất, hàng loạt các biến đổi trung gian của các chất xảy ra, làm giảm chất lượng thực phẩm
- Mức độ các chất dinh dưỡng tiêu hao phụ thuộc vào loại nông sản, điều kiện
và kỹ thuật bảo quản, môi trường xung quanh
- Có hai loại hô hấp: hô hấp yếm khí và hô hấp hiếu khí
3.1.1.1 Hô hấp hiếu khí
- Để hạt hô hấp hiếu khí thì O2 chiếm khoảng 21% thể tích Sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O
- Chất bị oxy hoá trong quá trình này chủ yếu là gluxit và chất béo
+ Đối với gluxit : C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + 674kcal
+ Đối với chất béo : (C15H31COO)3C3H5 + 72,5O2 → 51CO2 +49H2O + 761,7kcal
- Lượng O2 cần cho sự hô hấp, lượng CO2 và nhiệt lượng toả ra phụ thuộc vào chất bị oxy hoá
3.1.1.2 Hô hấp yếm khí
- Để hạt hô hấp yếm khí, thì tỷ lệ oxy trong không gian dưới 21%
- Phương trình biểu diễn:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 28Kcal
- Hô hấp yếm khí toả ra nhiệt lượng thấp hơn hô hấp hiếu khí 35 lần
- Hô hấp yếm khí có thể coi là quá trình lên men, dưới tác dụng của từng loại men và vi sinh vật khác nhau thì quá trình phân ly các chất dinh dưỡng trong hạt cũng khác nhau
- Ví dụ:
Trang 2+ Quá trình lên men dấm, sản phẩm cuối cùng là axit axetic:
C6H12O6 → 3CH3COOH + 15kcal
+ Quá trình lên men rượu, sản phẩm cuối cùng là rượu etylic:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 28kcal
+ Quá trình lên men lactic, sản phẩm cuối cùng là axit lactic:
C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH + 22,5kcal
- Quá trình hô hấp yếm khí là hoạt động không có lợi, đó là hao hụt lượng chất khô, sinh nhiệt trong thực phẩm và tạo ra nhiều chất hữu cơ trung gian ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm, đôi khi làm mất khả năng nảy mầm
3.1.1.3 Hệ số hô hấp và ý nghĩa của nó
a Hệ số hô hấp
- Để đặc trưng cho mức độ và phương thức hô hấp khác nhau, người ta dùng một đại lượng gọi là hệ số hô hấp (HSHH)
- HSHH là tỷ số giữa số phân tử (thể tích khí) CO2 bay hơi với số phân tử (thể tích khí) O2 hấp phụ vào trong cùng một thời gian của quá trình hô hấp HSHH bằng 1 khi thực phẩm hô hấp hiếu khí, HSHH lớn hơn 1 khi thực phẩm hô hấp theo phương thức yếm khí
- Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
+ Nhiệt độ
+ Hàm lượng nước, áp lực hơi nước,
+ Nồng độ khí nitơ trong việc trao đổi khí
+ Thành phần không khí có trong khối thực phẩm
+ Chất dinh dưỡng
b Ý nghĩa
- Xác định được nguyên liệu hô hấp khi hô hấp bị oxy hoá hoàn toàn đến CO2
và H2O
- Biết phương thức hô hấp của khối sản phẩm
- Có những biện pháp hữu hiệu ngăn chặn những biến đổi không có lợi do hô
Trang 33.1.1.4 Cường độ hô hấp và phương pháp xác định cường độ hô hấp
- Cường độ hô hấp (CĐHH) là khả năng hô hấp của một khối sản phẩm nhất định trong 1 đơn vị thời gian
- CĐHH có thể xác định theo 3 hướng sau:
+ Xác định lượng O2 hấp thu hay lượng CO2 bay ra
+ Xác định lượng chất khô hao tổn
+ Xác định lượng nhiệt năng toả ra
- Để xác định cường độ hô hấp, có nhiều phương pháp khác nhau:
+ Phương pháp xác định lượng CO2 thoát ra theo hệ thống kín của Bailley: Xác định lượng Ba(OH)2 trước và sau khi hô hấp, từ đó suy ra lượng CO2 và biết cường độ hô hấp của hạt
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O
+ Phương pháp xác định lượng O2 mất đi : Khi hô hấp, lượng O2 mất đi và
CO2 bay ra Dùng dung dịch kiềm để hấp thụ CO2 Áp suất trong bình giảm xuống, biết độ chênh lệch áp suất ta có thể suy ra lượng O2 mất đi và biết được cường độ
hô hấp của khối hạt
+ Phương pháp xác định lượng hao tổn chất khô của hạt : Phương pháp này chỉ sử dụng cho hạt giàu hàm lượng gluxit và hô hấp hiếu khí Tính toán phải dựa vào lượng CO2 thoát ra rồi nhân với hệ số hao hụt sẽ có lượng chất khô bị hao tổn đặc trưng cho cường độ hô hấp của hạt
- Những yếu tố ảnh hưởng đến CĐHH:
+ Ảnh hưởng của độ ẩm sản phẩm
+ Ảnh hưởng của nhiệt độ
+ Ảnh hưởng của mức độ thoáng khí
+ Ảnh hưởng của thành phần và chất lượng sản phẩm
+ Ảnh hưởng của côn trùng và vi sinh vật hại kho
+ Ảnh hưởng của việc xông thuốc hoá học
Trang 43.1.1.5 Tác hại của quá trình hô hấp đối với thực phẩm trong quá trình bảo quản
- Làm hao hụt vật chất khô của sản phẩm
- Làm thay đổi quá trình sinh hoá trong sản phẩm
- Làm tăng độ ẩm (thuỷ phần) của khối hạt và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh hạt
- Làm tăng nhiệt độ khối hạt và sản phẩm
3.1.2 Biện pháp hạn chế
- Để hạn chế sự hô hấp của sản phẩm và để bảo quản sản phẩm ở trạng thái
an toàn cần giữ sản phẩm luôn có thủy phần thấp, độ nhiệt và độ ẩm của không khí thấp
- Hạn chế sự hoạt động và tiêu diệt sâu hại, vi sinh vật trong sản phẩm
- Khi nhập sản phẩm vào kho cần phân loại và để riêng số hạt chưa hoàn thiện, có phẩm chất chưa đảm bảo
3.2 Chín sau thu hoạch [1-27]
3.2.1 Sự chuyển hóa
- Việc thu hoạch thường tiến hành ở thời điểm sớm hơn thời điểm chín hoàn toàn một ít Do đó thực phẩm tươi ngay sau khi thu hoạch có thực phẩm đã chín,
có thực phẩm chưa chín hoàn toàn và nhìn chung chúng có những đặt trưng sau: + Độ ẩm của thực phẩm đã giảm thấp nhưng chưa tới trạng thái ổn định, còn cao hơn nhiều so với thực phẩm chín hoàn toàn
+ Hoạt động của enzyme tuy đã giảm nhưng vẫn còn khả năng tiếp diễn + Hàm lượng các chất dinh dưỡng có khả năng tăng lên nếu thực phẩm được bảo quản trong điều kiện thích hợp
- Thực chất quá trình chín sau thu hoach là quá trình tổng hợp sinh hóa xảy ra trong tế bào và mô thực phẩm Quá trình này làm giảm các chất hữu cơ trong nước của thực phẩm và tăng thêm lượng dinh dưỡng phức tạp Hoạt lực enzym cũng giảm dần và cường độ hô hấp cũng giảm
Trang 5- Tuy nhiên, lượng hơi nước và nhiệt sinh ra trong quá trình chín tiếp tương đối lớn và dễ tích tụ làm cho khối thực phẩm nóng và ẩm, thúc đẩy quá trình hư hỏng xảy ra
- Thời gian chín sau thu hoạch phụ thuộc vào nhiệt độ, loại thực phẩm, độ ẩm không khí,…
3.2.2 Biện pháp hạn chế
- Thu hoạch sản phẩm có độ chín cao, không đưa thực phẩm xanh non vào kho bảo quản
- Sau khi nhập kho cần thường xuyên cào đảo để giải phóng ẩn nhiệt và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chín sau thu hoạch xảy ra nhanh và tốt Nếu bảo quản tốt thì thời kì chín sau thu hoạch của sản phẩm có thể kéo dài khoảng 1,5-2 tháng
- Trong thời kì đầu bảo quản thực phẩm cần tổ chức bảo quản tốt và liên tục kiểm tra độ ẩm và nhiệt độ của khối thực phẩm
3.3 Hiện tượng ngủ nghỉ [1-29]
3.3.1 Sự chuyển hóa
- Ngủ nghỉ là trạng thái mà thực phẩm vẫn còn sức sống nhưng các hoạt động trao đổi chất hầu như không hoạt động hoặc diễn ra một cách hạn chế Nói cách khác, ngủ nghỉ là trạng thái phôi hạt hay mầm củ ở trạng thái ngừng sinh trưởng
- Sự ngủ nghỉ được chia làm 2 loại:
+ Sự nghỉ sâu: do bản thân thực phẩm chưa hoàn thành giai đoạn chín sinh
lý, mắc dù trong điều kiện thích hợp, hạt vẫn nảy mầm
+ Nghỉ cưỡng bức: là những thực phẩm đã có năng lực nảy mầm nhưng do điều kiện ngoại cảnh không thích nghi, thực phẩm vẫn ở trạng thái đứng yên
- Trong thực tế sản xuất, sự ngủ nghỉ có thể có lợi hoặc có hại Thực ngủ nghĩ
có thể tránh được những điều kiện bất lợi của ngoại cảnh và giảm được tổn thất
Trang 6trong quá trình bảo quản nhưng lại giảm tỷ lệ thực phẩm nếu như tỷ lệ nảy mầm của thực phẩm quá tháp do sự ngủ nghỉ
- Thực phẩm ngủ nghỉ là kết quả của sự chon lọc tự nhiên, tính thích ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi mà đã trở thành tính di truyền cố định của cây trồng
- Nguyên nhân ngủ nghỉ của hạt:
+ Phôi hạt chưa hoàn thiện
+ Ảnh hưởng của trạng thái, cấu trúc lớp vỏ của hạt
+ Phản ứng với ánh sáng
+ Phản ứng nhiệt độ
3.3.2 Biện pháp hạn chế
3.3.2.1 Công tác bảo quản
- Thực phẩm chưa hoàn thành giai đoạn chín sinh lý, nếu cung cấp cho chúng nhiệt độ tương đối cao, thông gió và khô ráo thì có thể đẩy nhanh quá trình chín sau thu hoạch và rút ngắn được thời gian ngủ nghỉ, do đó đối với thực phẩm cần gieo trồng ngay khi chúng chưa qua giai đoạn chín sau thu hoạch có thể tiến hành
xử lý nhiệt rồi đem bảo quản
- Đối với những thực phẩm đã qua giai đoạn chín sau thu hoạch cần chú ý vì tốc độ nảy mầm tăng
- Đối với những thực phẩm nảy mầm trong thời gian bảo quản cần phải có biện pháp kéo dài thời gian ngủ nghỉ
3.3.2.2 Phá vỡ sự ngủ nghỉ của thực phẩm
- Xử lý hóa học: Dùng các chất hóa học, các chất điều hòa sinh trưởng Ví dụ: Dùng Streptomixin xử lí hạt tiểu mạch có khả năng làm cho chúng nảy mầm ngay
- Xử lý cơ giới: Có thể trộn với cát để làm cho vỏ thực phẩm bị tổn thương, xúc tiến hạt nảy mầm
- Xử lý nhiệt độ: Nhiệt độ thấp có thể khắc phục được tính không thấm của một số vỏ thực phẩm Nhiệt độ cao có thể thúc đẩy quá trình chín sinh lý, đẩy nhanh quá trình trao đổi chất
Trang 7- Xử lý phóng xạ: Dùng phóng xạ làm thay đổi trạng thái sinh lý, hóa sinh, làm cho thực phẩm thông qua giai đoạn ngủ nghỉ
3.3.2.3 Trồng trọt thích hợp
Thời kì ngủ nghĩ của thực phẩm có quan hệ đến thời kì trồng trọt, để tránh tổn thất cần có những biện pháp ngăn chặn
3.3.2.4 Chọn giống phù hợp
Thời kì ngủ nghỉ của thực phẩm là một đặc tính di truyền, do đó tùy vào mục đích và yêu cầu sản xuất mà tạo ra những giống có thời gian ngủ nghỉ khác nhau phù họp
3.4 Quá trình nảy mầm [1-32]
3.4.1 Sự chuyển hóa
- Quá trình nảy mầm của thực phẩm trong thời gian bảo quản là quá trình phân giải của chất hữu cơ tích luỹ trong hạt
- Trong những điều kiện thuận lợi, tất cả những chất đó tạo cơ sở bước đầu cho các quá trình tổng hợp mới, quá trình hình thành mầm
- Trong quá trình bảo quản, thực phẩm nảy mầm tuỳ thuộc vào những yếu tố của môi trường và giống loài, độ chín, các yếu tố nội tại, kích thước, hàm lượng nước trong hạt,…
- Quá trình nảy mầm là quá trình hoà tan các chất phức tạp thành các chất đơn giản để dùng vào việc cung cấp nhiệt lượng cho các tế bào mầm non
- Các vật chất tiêu hao trong quá trình này là C, H, O của đường, tinh bột và chất béo
3.4.2 Biện pháp hạn chế
- Đảm bảo độ ẩm an toàn của thực phẩm trước lúc nhập kho
- Thường xuyên kiểm tra kho để có biện pháp xử lý kịp thời
- Phải khống chế thủy phần để thực phẩm không nảy mầm được như không
để thực phẩm trực tiếp xuống nền kho không có khả năng cách ẩm, kho không bị giọt, tránh ngưng tụ hơi nước trên bề mặt thực phẩm
Trang 8- Thiết kế kho bảo quản thích hợp.
- Các điều kiện môi trường bảo quản như nhiệt độ, độ ẩm,…thích hợp
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Phan Thị Bích Ngọc Giáo trình bảo quản thực phẩm Đại học Bách Khoa
Đà Nẵng,1999
2 Lê Ngọc Tú(chủ biên) Hóa học thực phẩm NXB khoa học kỹ thuật,2001
3 Trần Như Khuyên( chủ biên), Hoàng Xuân Anh Giáo trình công nghệ bảo quản và chế biến lương thực NXB Hà Nội, 2007