Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý ozone và phương pháp bảo quản đến chất lượng rau muống sau thu hoạch

Cũng đối với rau salat tươi nhưng được cắt, khi tiến hành thí nghiệm so sánh việc sử dụng nước từ hệ thống và nước ozone, kết quả cho thấy khi rau salat được rửa bằng nước ozone thì số

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ

LÝ OZONE VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN ĐẾN CHẤT LƯỢNG RAU MUỐNG SAU THU HOẠCH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã ngành: 08

Giáo viên hướng dẫn

Ts LÝ NGUYỄN BÌNH

Ngành Công nghệ Thực phẩm ii

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý ozone

và phương pháp bảo quản đến chất lượng rau muống sau thu hoạch” do sinh viên Nguyễn Ngọc Thủy thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

Giáo viên hướng dẫn

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2010 Chủ tịch hội đồng

Thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ đã cho em những kiến thức quý báu trong thời gian học tập tại trường Những kiến thức tích lũy được từ sự giảng dạy tận tình của quý thầy cô đã giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này

Cán bộ phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ, đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đề tài của mình

Các bạn sinh viên lớp Công nghệ Thực phẩm khoá 33 những người đã quan tâm, chia

sẻ, khích lệ cũng như nhiệt tình đóng góp ý kiến và động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tại phòng thí nghiệm

Cuối lời em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt bốn năm học tập tại trường

Kính chúc quý thầy cô và các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công

Em xin chân thành cảm ơn

Cần Thơ, ngày tháng năm 2010

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN NGỌC THỦY

Ngành Công nghệ Thực phẩm iv

TÓM TẮT

Hiện nay an toàn thực phẩm và tổn thất rau quả sau thu hoạch là những vấn đề đang được mọi người quan tâm nhằm tìm ra các hướng cải thiện Một trong những giải pháp đó là làm thế nào để có thể kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi mà vẫn đảm bảo an toàn cho người

sử dụng Đề tài được tiến hành với các thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý ozone đến mật số Coliform trên rau

muống Rau muống thu hoạch tại Hợp tác xã rau an toàn Hòa Phát, khu vực Thới Hòa, phường Thới An, quận Ô Môn, thành phố Cần Thơ nhanh chóng được chuyển về phòng thí nghiệm, tiến hành xử lý (loại bỏ lá vàng, hư, dập) và rửa sạch với nước thường Tiếp theo, ngâm trong nước có sục khí ozone với các thời gian sục khí là 10, 15, 20 và 25 phút với các thời gian ngâm là 5, 10, 15 và 20 phút sau đó tiến hành phân tích vi sinh Kết quả phân tích vi sinh cho thấy sự kết hợp thời gian sục khí ozone 20 phút và thời gian ngâm 15 phút có hiệu quả nhất trong việc làm giảm mật số Coliform

Thí nghiệm 2: Khảo sát việc sử dụng bao bì PP với các tỉ lệ đục lỗ khác nhau (0%, 0,5%,

1%, 1,5%) để bảo quản rau muống Rau muống được bao gói bằng các bao bì đục lỗ với tỷ lệ đục lỗ khác nhau và được bảo quản ở 2 nhiệt độ 6÷8 o C, 10÷12 o C Sau 8 ngày bảo quản, rau muống bảo quản ở nhiệt độ 6÷8 o C có hao hụt khối lượng, tỷ lệ hư hỏng, mật số vi sinh thấp hơn so với rau bảo quản ở nhiệt độ 10÷12 o C; đồng thời bảo quản ở nhiệt độ 6÷8 o C cho khả năng chấp nhận cao hơn bảo quản ở nhiệt độ 10÷12 o C Tỷ lệ đục lỗ bao bì càng cao thì hao hụt khối lượng, % hư hỏng, mật số vi sinh càng lớn; khả năng chấp nhận càng giảm Rau muống bao gói trong bao bì có tỷ lệ đục lỗ 0% (có cắt góc bao bì) có hao hụt khối lượng thấp nhất, mật số Coliform thấp nhất và khả năng chấp nhận cao nhất

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH HÌNH vi

DANH SÁCH BẢNG vii

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Nội dung nghiên cứu 2

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu về nguyên liệu rau muống 3

2.1.1 Phân loại 3

2.1.2 Nguồn gốc và yêu cầu sinh thái 3

2.1.3 Miêu tả 3

2.1.4 Thành phần dinh dưỡng của rau muống 3

2.1.5 Phân loại rau muống 4

2.1.6 Một số công dụng 5

2.2 Các lãnh vực tổn thất rau quả sau thu hoạch 5

2.2.1 Thu hoạch 5

2.2.2 Tồn trữ 6

2.2.3 Vận chuyển và phân phối 6

2.2.4 Giai đoạn chuẩn bị 6

2.3 Sự tổn thất về số lượng, chất lượng và dinh dưỡng của rau sau thu hoạch 6

2.3.1 Tổn thất về số lượng của rau 7

2.3.2 Tổn thất về chất lượng và dinh dưỡng của rau .7

2.4 Các nguyên nhân gây tổn thất rau quả sau thu hoạch 8

2.4.1 Các tổn thương do cơ học/vật lý 8

2.4.2 Các rối loạn về mặt sinh lý 8

2.4.3 Sinh vật học và vi sinh vật học 8

2.4.4 Hóa học và hóa sinh học 9

2.5 Các quá trình xảy ra đối với rau quả sau thu hoạch 9

2.5.1 Các quá trình vật lý 9

2.5.1.1 Sự bay hơi nước 9

2.5.1.2 Sự giảm khối tự nhiên 10

2.5.1.3 Sự sinh nhiệt 10

2.5.2 Các quá trình sinh lý sinh hóa 10

2.5.2.1 Quá trình thuần thục, chín và lão hóa 11

Ngành Công nghệ Thực phẩm vi

2.5.2.2 Mối quan hệ giữa mức độ thuần thục, quá trình chín và lão hóa 11

2.5.2.3 Các yếu tố liên quan đến quá trình chín 11

2.5.2.4 Cường độ hô hấp 14

2.5.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp 16

2.6 Sự thối rửa rau quả sau thu hoạch 17

2.7 Giới thiệu về ozone 17

2.7.1 Giới thiệu 17

2.7.2 Sự hình thành ozone 19

2.7.3 Công dụng của ozone 20

2.7.4 Cơ chế sát khuẩn của ozone 20

2.7.5 Tác dụng của ozone lên vi sinh vật và chất lượng rau quả 21

Chương 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 23

3.1 Phương tiện 23

3.1.1 Địa điểm nghiên cứu 23

3.1.2 Nguyên vật liệu và hóa chất 23

3.1.3 Dụng cụ và thiết bị 23

3.2 Phương pháp thí nghiệm 24

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý ozone đến mật số Coliform trên rau muống 24

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản và việc sử dụng bao bì PP với các tỷ lệ đục lỗ khác nhau đến khả năng bảo quản rau muống 26

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Ảnh hưởng của thời gian sục khí ozone, thời gian ngâm đến mật số vi khuẩn Coliform trên rau muống 30

4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản và việc sử dụng bao bì PP với các tỷ lệ đục lỗ khác nhau đến khả năng bảo quản rau muống 31

4.2.1 Ảnh hưởng của bao bì và nhiệt độ bảo quản đến hao hụt khối lượng của rau muống 31

4.2.2 Ảnh hưởng của bao bì và nhiệt độ bảo quản đến tỷ lệ hư hỏng của rau muống 34

4.2.3 Ảnh hưởng của bao bì và nhiệt độ bảo quản đến mật số vi khuẩn Coliform trên rau muống 36

4.2.4 Ảnh hưởng của bao bì và nhiệt độ bảo quản đến giá trị cảm quan của rau muống 41

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

5.1 Kết luận 44

5.2 Kiến nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC Kết quả thống kê I

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1: Cây rau muống (Ipomoea Aquatica Forsk) 3

Hình 2: Công thức cấu tạo của ozone (O 3 ) 17

Hình 3: Sự hình thành ozone 19

Hình 4: Mô tả cơ chế diệt khuẩn của ozone 21

Hình 5: Nguyên liệu rau muống 23

Hình 6: Một số hình ảnh về dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 24

Hình 7: Đồ thị biểu diễn sự hao hụt khối lượng (%) theo các tỷ lệ đục lỗ (%) và thời gian bảo quản (ngày) ở nhiệt độ 6÷8oC 32

Hình 8: Đồ thị biểu diễn sự hao hụt khối lượng (%) theo các tỷ lệ đục lỗ (%) và thời gian bảo quản (ngày) ở nhiệt độ 10÷12oC 33

Hình 9: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ hư hỏng (%) theo tỷ lệ đục lỗ (%) và thời gian bảo quản (ngày) ở nhiệt độ 6÷8oC 34

Hình 10: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ hư hỏng (%) theo tỷ lệ đục lỗ (%) và thời gian bảo quản (ngày) ở nhiệt độ 10÷12oC 35

Hình 11: Đồ thị thể hiện mật số Coliform (log cfu/g) theo tỷ lệ đục lỗ (%) và thời gian bảo quản (ngày) ở nhiệt độ 6÷8oC 37

Hình 12: Mẫu rau muống bảo quản ở nhiệt độ 6÷8oC với các diện tích đục lỗ 0÷1,5 % 38

Hình 13: Đồ thị thể hiện mật số Coliform (log cfu/g) theo tỷ lệ đục lỗ (%) và thời gian bảo quản (ngày) ở nhiệt độ 10÷12oC 39

Hình 14: Mẫu rau muống bảo quản ở nhiệt độ 10÷12oC với các diện tích đục lỗ 0÷1,5 % 40 Hình 15: Đồ thị biểu diễn khả năng chấp nhận của rau muống theo tỷ lệ đục lỗ (%) và thời gian bảo quản (ngày) ở nhiệt độ 6÷8oC 42

Hình 16: Đồ thị biểu diễn khả năng chấp nhận của rau muống theo tỷ lệ đục lỗ (%) và thời gian bảo quản (ngày) ở nhiệt độ 10÷12oC 42

Ngành Công nghệ Thực phẩm viii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của rau muống 4 Bảng 2: Tính oxy hóa của một số chất dùng làm thuốc khử trùng 18 Bảng 3: Tác dụng của ozone trên một số vi khuẩn 22

Bảng 4: Ảnh hưởng thời gian sục khí ozone đến mật số vi khuẩn Coliform trên rau

muống 30

Bảng 5: Ảnh hưởng thời gian ngâm ozone đến mật số vi khuẩn Coliform trên rau muống 31

Bảng 6: Sự hao hụt khối lượng (%) của rau muống ở các diện tích đục lỗ khác nhau sau

8 ngày bảo quản 32 Bảng 7: Sự thay đổi tỷ lệ hư hỏng (%) của rau muống ở các diện tích đục lỗ khác nhau sau 8 ngày bảo quản 34

Bảng 8: Sự thay đổi mật số Coliform (log cfu/g) trên rau muống ở các diện tích đục lỗ

khác nhau sau 8 ngày bảo quản 36

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Đặt vấn đề

Rau muống là loại thực phẩm gắn liền với cuộc sống của mỗi gia đình người Việt Y học hiện đại đã chứng minh rằng rau muống cung cấp nhiều chất xơ, vitamin C, vitamin B1, B2 và một số thành phần tốt cho sức khoẻ, là thức ăn tốt cho mọi người Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật kéo theo chất lượng cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao, từ đó thúc đẩy con người đòi hỏi ngày càng cao hơn

về tiêu chuẩn thực phẩm, đòi hỏi thực phẩm không chỉ bổ dưỡng, tiện lợi mà quan trọng phải đảm bảo hợp vệ sinh và an toàn đến sức khỏe người tiêu dùng Chính vì vậy, mà hiện nay các nước trên thế giới, nhất là ở các nước đang phát triển rất quan tâm đến một nền nông nghiệp sạch, đặc biệt là rau sạch Đây là vấn đề đang được nhiều nhà nghiên cứu, người sản xuất, người tiêu dùng quan tâm Hơn nữa, trong thời

kỳ kinh tế mở cửa, nhiều khách sạn, khu du lịch mọc lên nên vấn đề cung cấp “rau sạch” có chất lượng cao và rau có nhiều triển vọng xuất khẩu đang là vấn đề quan tâm cần giải quyết Cùng với việc tăng năng suất, chất lượng cây trồng, việc cất giữ và bảo quản sau thu hoạch cũng rất quan trọng Thêm vào đó, tổn thất rau quả sau thu hoạch đang là mối lo ngại đối với người sản xuất, vì vậy cần tìm ra các hướng giải quyết để

hạ đến mức thấp nhất những thiệt hại về kinh tế Một trong những giải pháp đó là làm thế nào để có thể kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi mà vẫn đảm bảo an toàn cho người sử dụng

Ở nước ta, mất mát sau thu hoạch rau quả là vấn đề lớn Vì vậy công nghệ bảo quản rau quả nói chung và rau muống nói riêng là vô cùng quan trọng và cần thiết Nó giúp giảm được hao hụt về số lượng, đồng thời đóng góp tích cực trong việc duy trì và nâng cao chất lượng nông sản Mặt khác, nó còn góp phần đáng kể vào kim ngạch xuất khẩu của ngành rau Việt Nam, bao gồm rau đã qua chế biến, hoặc ở dạng tươi Một mặt hàng xuất khẩu thuộc thể loại rau tươi rất có giá trị trong tương lai gọi là rau đóng túi Nhu cầu về mặt hàng này đang và đã có rất nhiều, tuy nhiên do thiếu thiết bị và công nghệ vì vậy hiện nay việc thực hiện này còn nhiều hạn chế

Về nguyên tắc, bảo quản rau đóng túi cũng giống như bảo quản rau tươi vì những quá trình sinh lý của rau vẫn tồn tại do rau chưa qua quá trình xử lý nhiệt hoặc tách nước, thẩm thấu v.v…Sản phẩm rau đóng túi rất dễ bị vi sinh vật tấn công nên rau rất dễ hư hỏng Do đó, vấn đề vệ sinh phải được đặt lên hàng đầu

Một số nghiên cứu ứng dụng hoá chất để nâng cao chất lượng rau đã được đề xuất Khi tiến hành rửa rau bằng NaOCl với nồng độ 100 ppm, pH 6, nhiệt 30oC và thời gian rửa

là 1 phút có thể giảm được tổng số vi sinh vật hiếu khí <104 cfu/g, thời gian bảo quản

Ngành Công nghệ Thực phẩm 2

ở nhiệt độ 5oC là 20 ngày (Lại Mai Hương et al., 2006) Cũng đối với rau salat tươi

nhưng được cắt, khi tiến hành thí nghiệm so sánh việc sử dụng nước từ hệ thống và nước ozone, kết quả cho thấy khi rau salat được rửa bằng nước ozone thì số lượng vi sinh vật giảm một cách đáng kể, hàm lượng vitamin C và đường cũng không bị ảnh

hưởng (Hassenberg et al., 2005)

Bên cạnh đó, dư lượng chlorine trong các loại thực phẩm đang ngày càng phổ biến Do

đó, ngành công nghiệp thực phẩm cần tìm ra chất khử trùng có hiệu quả chống lại tác nhân gây bệnh phổ biến và phải an toàn đối với người tiêu dùng Nghiên cứu cho thấy, ozone có thể được xem như một chất khử trùng thay thế chlorine trong việc vệ sinh bề

mặt của trái cây tươi và rau quả (Han et al., 2002; Yousef et al., 1999)

Xuất phát từ những lý do trên nên mục tiêu của đề tài là: “Khảo sát ảnh hưởng của chế

độ xử lý ozone và phương pháp bảo quản đến chất lượng rau muống sau thu hoạch”

1.2 Nội dung nghiên cứu

Đề tài tiến hành khảo sát các nội dung sau:

- Xác định thời gian sục khí ozone và thời gian ngâm rau muống nhằm hạn chế mật số

Coliform trên rau muống trong quá trình bảo quản

- Xác định nhiệt độ và tỷ lệ đục lỗ thích hợp trên bao bì PP cho quá trình bảo quản rau muống

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về nguyên liệu

2.1.1 Phân loại

Tên khoa học: Ipomoea aquatica Forsk

Tên thương mại: Cây rau muống

Giới (regnum): Plantae

Bộ (ordo): Solanales

Họ (familia): Convolvulaceae

Chi (genus): Ipomoea

Loài (species): I.Aquatica Hình 1 Cây rau muống (Ipomoea aquatica Forsk)

(Nguồn: http://hcm.24h.com.vn/y-te-thiet-bi/rau-muong)

2.1.2 Nguồn gốc và yêu cầu sinh thái

Rau muống là một loài thực vật nhiệt đới bán thủy sinh thuộc họ Bìm Bìm

(Convolvulaceae) Rau muống có nguồn gốc nhiệt đới châu Á, khu vực Nam và Đông

Nam Á, nhiệt đới châu Phi, Trung Á, Nam Mỹ và châu Đại Dương

Rau muống là cây ngắn ngày, sinh trưởng nhanh, cho năng suất cao, sống được ở nhiệt

độ cao và đủ ánh sáng Có thể trồng trên nhiều loại đất: đất sét, đất cát, đất pha cát, đất

ẩm giàu mùn hoặc đất được bón phân hữu cơ, có độ pH 5,3 – 6,0

2.1.3 Miêu tả

Rau muống mọc bò, ở mặt nước hoặc trên cạn Thân rỗng, dài, có rễ mắt Lá hình 3 cạnh, đầu nhọn, đôi khi hẹp và dài Hoa to, có màu trắng hay hồng tím, ống hoa tím nhạt, mọc từ 1 đến 2 hoa trên một cuống Quả nang tròn, đường kính 7 đến 9 mm, chứa 4 hạt có lông màu hung, đường kính mỗi hạt khoảng 4mm

2.1.4 Thành phần dinh dưỡng của rau muống

(Nguồn: Viện Dinh dưỡng, Bộ Y tế (http://www.senmart.com))

2.1.5 Phân loại rau muống: Có thể chia làm 2 loại

- Rau muống nước: được trồng hoặc mọc tại nơi nhiều nước, ẩm ướt, thậm chí sống tốt khi kết thành bè và thả trôi trên kênh mương hay hồ Loại này thân to, cuống thường

có màu đỏ, mọng

- Rau muống cạn: trồng trên luống đất, cần không nhiều nước, thân thường trắng xanh, nhỏ

Ngoài ra, còn có thể phân loại rau muống theo điều kiện trồng:

- Rau muống ruộng: có 2 giống là rau muống trắng và rau muống đỏ Trong đó rau muống trắng thường được trồng trên cạn, kém chịu ngập Còn rau muống đỏ được

trồng cả trên cạn và dưới nước với nhiệt độ ao là 20÷30oC

- Rau muống phao: rau cấy xuống bùn, cho ngọn nổi lên, ăn quanh năm

- Rau muống bè: rau thả quanh năm trên mặt nước, dùng tre cố định ở một chỗ nhất định trên ao

- Rau muống thúng: trồng rau vào thúng đất, để thúng đất lên giá cắm ở ao sâu rồi để thúng nổi lên ¼ cho rau bò quanh mặt ao

2.1.6 Một số công dụng

Rau muống có nhiều tính năng và tác dụng trong việc phòng, chữa nhiều chứng bệnh

mà tiêu biểu là thanh nhiệt, giải độc trong mùa hè, cầm máu, chảy máu mũi, khát nước, ù tai, chóng mặt, đau đầu do tăng huyết áp, đau dạ dày, nóng ruột, ợ chua, miệng khô đắng, tiểu đường, quai bị, lở ngứa, loét da, zona (giời leo), rôm sảy, sởi, thủy đậu

ở trẻ em, ong đốt, rắn, giun cắn…

Rau muống có hàm lượng protein cao gấp 4 lần, hàm lượng canxi cao gấp 12 lần cà chua và rất giàu caroten Nước rau muống có hàm lượng cellulose phong phú, các chất dinh dưỡng đặc biệt hiệu quả trong việc giải độc cho cơ thể, tăng cường tiêu hóa và ngăn ngừa sự phát triển các tế bào ung thư

Thường xuyên ăn rau muống sẽ giúp cho cơ thể tăng sức đề kháng với các bệnh về đường ruột, nâng cao thể chất, chữa trị các bệnh viêm da, giúp da dẻ tươi tắn…

2.2 Các lãnh vực tổn thất rau quả sau thu hoạch

Tổn thất rau quả có thể xảy ra tại các thời điểm mà rau quả được thu hoạch hoặc tâp trung lại cho đến khi tiêu thụ Có thể phân loại các lãnh vực tổn thất thực phẩm thành các dạng sau : thu hoạch, tồn trữ, chuyên chở, phân phối và chuẩn bị

2.2.1 Thu hoạch

Có thể thu hoạch rau quả bằng biện pháp cơ học hoặc thủ công Trong quá trình thu hoạch bằng cơ học, nếu sử dụng máy móc thiết bị không phù hợp sẽ làm cho thực phẩm bị tổn thất đáng kể Sự tổn thất của rau quả có thể xảy ra ngay trên đồng ruộng bởi nhiều nguyên nhân: phân bón, nước, năng lượng và lao động… Ngoài ra sự tổn thất còn có thể do quá trình thu hoạch và quá trình chuẩn bị đưa ra thị trường tiêu thụ Trong suốt quá trình thu hoạch, vận chuyển và tồn trữ, khoai tây có thể bị hư hỏng do

bị xay xát Nhiều nghiên cứu cho thấy hơn 45% củ khoai tây có thể bị thối rữa trong quá trình tồn trữ

Các yếu tố mùa vụ cũng ảnh hưởng một cách đáng kể đến sản xuất vụ rau và những tổn thất của chúng sau thu hoạch Mức độ hư hỏng cà chua tăng khoảng 10% với quá trình thu hoạch đơn giản và 33% với phương pháp thu hoạch cơ học Sự tổn thất lại tăng thêm khoảng 0,5% sau tồn trữ đến 10% trong công nghệ đóng hộp Thêm vào đó, tổn thất còn có thể xảy ra do các thương tổn về mặt cơ học, chất lượng dinh dưỡng của

cà chua có thể bi ảnh hưởng một cách đáng kể, hàm lượng vitamin C cũng bị giảm mạnh trong quá trình này Ngoài ra khi cà chua bị thương tổn nặng tiếp xúc với oxy

củ cải đường có thể bị hao hụt khoảng 0,5lb đường/metric ton/ngày nếu tồn trữ hơn

140 ngày Hầu hết sự mất mác là do chúng đã bị thương tổn trong quá trình thu hoạch, chất đống và điều kiện tồn trữ kém sau khi thu hoạch

Quá trình tồn trữ các loại rau quả có thể kéo dài khoảng 1 năm với tổn thất trọng lượng

và chất lượng thấp do sự phát triển kỹ thuật tồn trữ gần đây Điều kiện thông gió và độ

ẩm tương đối tốt sẽ duy trì được tính chất tươi ban đầu và chất lượng của nguyên liệu rau quả cho quá trình chế biến trong suốt 11 tháng tồn trữ Tổng tổn thất sau 330 ngày tồn trữ chỉ khoảng 12,68% trong điều kiện tối hảo trong khi tổng lượng mất mác này

có thể lên đến 31,58% trong điều kiện tồn trữ thông thường

2.2.3 Vận chuyển và phân phối

Vận chuyển và phân phối rau quả là các lãnh vực quan trọng của quá trình tổn thất sau thu hoạch Nhiều nghiên cứu đã thực hiện trên hai lãnh vực này hơn là nhũng phần khác của chuỗi thực phẩm từ người sản xuất đến người tiêu thụ Những thương tổn về mặt vật lý và cơ học có thể xảy ra trong các hoạt động chuyên chở, phân loại và đóng gói trước khi vận chuyển đi xa bằng tàu

Sự tổn thương xảy ra với rau mạnh mẽ nhất giữa thời gian mà chúng được bán buôn từ vựa và thời gian chúng được chuyển ra để bán lẻ Quá trình chuyên chở các loại rau củ bằng tàu đến nơi tiêu thụ sẽ làm tăng mức độ bầm dập lên đến 5% Trong quá trình phân phối, sự bầm dập các loại rau củ xảy ra mạnh mẽ hơn bất kỳ hoạt động nào và có thể tăng lên đến 12,8% Thực sự cho thấy ở nhiều quốc gia, nếu các điều kiện vận chuyển thiếu hoặc không được trang bị tốt cũng làm tăng tổn thất rau quả

Thực sự rằng sự tổn thất về mặt chất lượng của thực phẩm xảy ra trong suốt quá trình thu hoạch, tồn trữ, chuyên chở, phân phối và bán lẻ các sản phẩm rau Hệ thống tồn trữ được nâng cấp cần thiết để làm giảm thời gian hư hỏng thực phẩm có thể xảy ra giữa giai đoạn thu hoạch và bán

2.2.4 Giai đoạn chuẩn bị

Đây là giai đoạn chủ yếu nhằm xử lý thực phẩm, chọn lựa phần ăn được và loại bỏ phần không ăn được (như loại vỏ rau quả) Cần thiết có các phòng chuẩn bị thực phẩm

để làm giảm tổn thất sau thu hoạch (Nguyễn Minh Thủy, 2008)

2.3 Sự tổn thất về số lượng, chất lượng và dinh dưỡng của rau sau thu hoạch

Sự tổn thất ám chỉ sự mất đi của thực phẩm được đo lường trực tiếp về giá trị kinh tế,

số lượng, chất lượng và tổn thất về giá trị dinh dưỡng

Sự tổn thất về kinh tế: chỉ sự giảm giá trị tiền tệ của thực phẩm, kết quả gây tổn thất về mặt vật lý

Sự tổn thất về số lượng: bao gồm sự giảm trọng lượng do mất nước hoặc mất mát chất khô bởi quá trình hô hấp Nó cũng bao gồm những sự mất mát nhỏ và bất ngờ trong số lượng thực phẩm

Sự tổn thất về chất lượng: được xác định bằng cách so sánh với tiêu chuẩn chất lượng

của địa phương, thông thường khó đánh giá do dựa vào những ý kiến chủ quan

Tổn thất về dinh dưỡng và nảy mầm: là sự tổn thất các chất dinh dưỡng như vitamin, khoáng và đường, cả về chất lượng và số lượng (rất khó đo lường) (Nguyễn Minh Thủy, 2008)

2.3.1 Tổn thất về số lượng của rau

Việc đánh giá tổn thất của vài loại rau quả tươi trong những điều kiện buôn bán, bán lẻ

và mức độ tiêu thụ thay đổi từ 7,9% với dưa leo và 21,3% đối với rau diếp

Trong điều kiện nhiệt đới, số lượng hao hụt của rau có thể trong khoảng 22% đến 78% khi các hoạt động theo sau bị trì hoãn Tổn thất cơ bản hàng ngày có thể trong khoảng 3% đến 11%, có thể do sự tự hủy, quá chín tổn thương cơ học, mất trọng lượng, vết cắt, nảy mầm, háo nâu và do thu hái

2.3.2 Tổn thất về chất lượng và dinh dưỡng của rau

Khoảng 94% vitamin C trong khẩu phần ăn được cung cấp bởi rau quả, bao gồm cả khoai tây Sự tổn thất vitamin C của khoai tây đã được báo cáo trong rất nhiều nghiên cứu Vitamin C trong rau lá tổn thất nhiều hơn, khoảng 75% vitamin C trong rau lá xanh bị tổn thất trong điều kiện tồn trữ ở nhiệt độ phòng (Khan, 1989)

Yadav và Sehgal (1996) cũng cho thấy với loại rau lá tồn trữ ở nhiệt độ phòng 30oC thì tổn thất vitamin C và β-carotene khoảng 45,15 đến 66,9% và 1,63 đến 2,84% tương ứng Tổn thất này có thể giảm đáng kể khi tồn trữ rau ở nhiệt độ lạnh Nhiều nghiên cứu trên các loại rau cũng cho thấy trong hai tháng đầu tồn trữ ở 12,8oC, hầu như tất cả amino acid tự do đều giảm, trừ acid glutamic Các loại rau như rau giền, bắp cải, cải xoăn… thường nhanh chóng mất ẩm và bị héo và dễ bị tấn công bởi các tác nhân khác, càng làm tổn thất vitamin C nhanh chóng

Khi thời gian tồn trữ kéo dài, có thể sử dụng phương pháp tồn trữ lạnh để có thể duy trì vitamin C tốt hơn, đặc biệt khi thời gian giữ nguyên liệu kéo dài Nhiều tác giả cho

Những hiện tượng thâm tím hoặc các thương tổn, chủ yếu là bản chất bên trong thường khó ước lượng do có trường hợp bề mặt ngoài của rau quả không bị hỏng

2.4.2 Các rối loạn về mặt sinh lý

Các tổn thất về mặt sinh lý bao gồm sự mất ẩm tự nhiên do rau quả bị héo hoặc bay hơi nước và các tổn thất sinh ra do sự rối loạn không bình thường khi quả tiếp xúc với các điều kiện môi trường khắc nghiệt như nóng, lạnh, nắng, giá lạnh

Các tổn thất do hô hấp tự nhiên cũng xảy ra làm cho rau quả giảm khối lượng một cách đáng kể, thậm chí dưới các điều kiện tồn trữ thông thường, theo sau hàng loạt sự giảm về giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

Các thay đổi do quá trình chín và lão hóa, sự nãy mầm, đặc biệt cấu trúc của các phần

ăn được có thể tăng tính nhạy cảm với các hư hỏng cơ học hoặc bị nhiễm bệnh Tốc độ của tổn thất về mặt sinh lý học có thể cao hơn dưới những điều kiện tồn trữ không thuận lợi như nhiệt độ cao hoặc thấp và độ ẩm thấp

2.4.3 Sinh vật học và vi sinh vật học

Sự tiêu thụ hoặc hư hỏng bởi côn trùng, loài gặm nhấm, chim động vật khác và vi sinh vật như nấm mốc và vi khuẩn Sau thu hoạch quả thường dễ bị nhiễm bởi các loại vi sinh vật như nấm, vi khuẩn và virus, có thể gây bệnh, và còn bị lan tràn phá hoại của các loại sâu chuột trong quá trình bảo quản Các quá trình xâm nhập của các loài trên

có thể gây ra tổn thất nghiêm trọng đối với rau quả về số lượng và chất lượng

Sự lan nhiễm đầu tiên có thể là kết quả trực tiếp của các hư hỏng thuộc về cơ học hoặc

bị hư hỏng do côn trùng, và nhanh chóng theo sau là sự xâm nhập lan tràn vào trong các mô rau quả bởi sự lan nhiễm tiếp theo bởi các loại sinh vật hoại sinh phổ biến Sự

xâm nhập do các ấu trùng của côn trùng sẽ phát triển thành trứng và nhanh chóng sản sinh, sản phẩm bị nhiễm sẽ giảm về cảm quan và không còn được chấp nhận trên thị trường

2.4.4 Hóa học và hóa sinh học

Các phản ứng không mong muốn giữa các hợp phần hóa học hiện diện trong thực phẩm như phản ứng Maillard, sự oxy hóa chất béo và các phản ứng xúc tác enzyme khác Ngoài ra còn có các vấn đề về nhiễm độc thực phẩm do sử dụng các chất hóa học trong nông nghiệp như thuốc trừ sâu và các chất dầu nhờn…

Một vài nguyên nhân trong số các nguyên nhân gây tổn thất thường tương tác với nhau

và thậm chí còn gây ra các ảnh hưởng đáng ngại…Ví dụ nhiệt thải ra do quá trình hô hấp nếu không được giải phóng sẽ làm tăng sự thay đổi về hóa học và sinh hóa học Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng, trong một vài trường hợp sẽ làm cho thực phẩm bị đậm màu hoặc bị cháy Nấm mốc và côn trùng có thể hoạt động mạnh trong các điều kiện này và gây ra tổn thất thực phẩm nhiều hơn Các phản ứng sinh hóa xúc tác bởi enzyme sẽ làm cho thực phẩm bị mềm, có mùi ôi và màu sắc kém Có thể làm giảm hoặc tiêu diệt nấm mốc bằng cách sấy thực phẩm ở giai đoạn đầu (Nguyễn Minh Thủy, 2008)

2.5 Các quá trình xảy ra đối với rau quả sau thu hoạch

Mặc dù đã bị tách rời khỏi cây, rau quả vẫn tiếp tục xảy ra các hoạt động trao đổi chất

và duy trì các quá trình sinh lý ngay khi đang thu hoạch và cả trong giai đoạn sau thu hoạch Do vậy, khi hô hấp, rau quả vẫn tiếp tục thu nhận oxy và thải CO2 và nhiệt, bay hơi và dẫn đến mất nước

Các tổn thất do quá trình hô hấp và bay hơi nước xảy ra, quá trình quang tổng hợp (sucrose, acid amin) và các chất khoáng từ nhựa tế bào thực hiện khi rau quả còn ở trên cây Sau khi thu hoạch, quá trình quang tổng hợp và các chất khoáng ngừng cung cấp, rau quả bước vào giai đoạn phân hủy hoặc trạng thái hư hỏng

2.5.1 Các quá trình vật lý

2.5.1.1 Sự bay hơi nước

Sự bay hơi nước của rau quả phụ thuộc vào:

- Mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào, phân tử keo trong chất nguyên sinh và không bào của rau xanh

Ngành Công nghệ Thực phẩm 10

- Cấu tạo và trạng thái của tế bào bao che

- Đặc điểm và mức độ hư hỏng cơ học

- Độ chín của rau quả

- Độ ẩm, nhiệt độ môi trường xung quanh, tốc độ chuyển động của không khí trong kho bảo quản

Thông thường rau mất khoảng 600÷800g nước/tấn/ngày, quả, củ mất khoảng 300÷600g nước/tấn/ngày

2.5.1.2 Sự giảm khối tự nhiên

Thông thường sau thu hoạch, sự giảm khối tự nhiên của rau quả thường do hai nguyên nhân là mất nước và tổn thất chất khô trong quá trình hô hấp Các tính toán cho thấy

độ giảm khối lượng rau quả 75÷85% có nguyên nhân từ sự mất nước và khoảng 15÷25% do tổn thất chất khô trong quá trình hô hấp

2.5.1.3 Sự sinh nhiệt

Sự sinh nhiệt thường xảy ra do quá trình hô hấp, trong đó 2/3 lượng nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh, phần còn lại được sử dụng để thực hiện quá trình trao đổi chất bên trong tế bào (trao đổi chất, ATP) Đặc biệt đối với rau xanh thường có cường độ hô hấp mạnh khi nhiệt độ tăng

2.5.2 Các quá trình sinh lý sinh hóa

Quá trình tăng trưởng, sự trưởng thành, thuần thục của quả và sự lão hóa là 3 giai đoạn quan trọng trong sự phát sinh cá thể của rau quả Rau quả tăng trưởng bắt đầu bằng sự phân chia tế bào cho đến khi đạt kích thước cuối cùng của chúng

- Giai đoạn tăng trưởng và thuần thục, được gọi là “giai đoạn phát triển của quả”, không được phân biệt một cách rõ rang

- Giai đoạn chín tới (ripening) là thuật ngữ dùng để chỉ giai đoạn dự trữ của quả, thông thường bắt đầu ở giai đoạn cuối cùng của quá trình thuần thục và giai đoạn bắt đầu của quá trình già

- Giai đoạn già được xem là thời kỳ mà quá trình sinh hóa đồng hóa (tổng hợp) phải nhượng bộ cho quá trình dị hóa (phân hủy), dẫn đến sự già cỗi và chết mô cuối cùng Những thay đổi tương ứng về trọng lượng, chlorophyll và độ acid (pH) thường phổ biến trong nhiều loại rau quả, nhưng những thông số như hô hấp, sự thay đổi về mùi

vị, carotenoid và ester có thể thay đổi trong từng loại rau quả riêng lẻ

Sự hô hấp là chỉ tiêu tốt của hoạt động trao đổi chất thông thường, chỉ ra tốc độ oxy hóa của các chất nền khi hô hấp và sự hư hỏng sau cùng Do đó tốc độ hô hấp của rau quả là một hướng dẫn có lợi cho khả năng tồn trữ

2.5.2.1 Quá trình thuần thục, chín và lão hóa

Tốc độ hô hấp trên một đơn vị trọng lượng thì cao nhất ở giai đoạn quả chưa đạt được mức độ thuần thục hoàn toàn và giảm theo các thời kỳ của quả

2.5.2.2 Mối quan hệ giữa mức độ thuần thục, quá trình chín và lão hóa

Độ chín thương mại của quả được xác định tùy thuộc vào yêu cầu của thị trường Xác định mức độ thuần thục của rau quả (đặc biệt là quả) dựa vào các chỉ tiêu chất lượng như màu sắc, độ cứng của thịt quả, tính chất hóa học, kích thước và hình dạng trái, ngày ra hoa và đậu trái

Các biến đổi xảy ra trong quá trình quả đạt mức độ thuần thục và chín:

 Sự phân hủy sinh học:

- Tổng hợp ethylene và các chất màu carotenoid

- Tổng hợp liên quan đến TCA và EMP

2.5.2.3 Các yếu tố liên quan đến quá trình chín

 Hóa học

- Các chất màu: chlorophyll giảm và carotenoid tăng

- Hàm lượng tinh bột giảm do chuyển hóa thành đường (tác dụng của enzyme nội tại )

Ngành Công nghệ Thực phẩm 12

- Protopectin (không tan trong nước) giảm do chuyển hóa thành pectin (tan trong nước) làm cho khả năng liên kết giữa tế bào và mô yếu và quả mềm (do hoạt động của enzyme polygalacturonase)

- Các acid hữu cơ giảm do quá trình hô hấp và quá trình decarboxyl hóa, acid tạo thành

- Các quá trình tổng hợp acid amin và protein, chất béo và các sản phẩm bay hơi

 Hóa sinh học của quá trình hô hấp

 Trao đổi chất hiếu khí

Hầu hết năng lượng cần thiết cho các sản phẩm nông nghiệp được cung cấp bởi quá trình hô hấp hiếu khí, bao gồm sự oxy hóa các chất hữu cơ trong các mô

Chất nền phổ biến cho quá trình hô hấp là glucose theo phản ứng sau:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 282.104 (J)

Glucose được sử dụng hoàn toàn theo hai chuỗi phản ứng chính:

Glucose pyruvate, bởi đường hướng Embden Meyerhof Parnas (EMP), hiện diện trong tế bào chất

Pyruvat carbon dioxide, bằng chu trình Tricarboxylic acid (TCA), enzyme hiện diện trong ty thể (mitochondria)

Glucose tự do thường là hợp phần bao gồm trong giai đoạn đầu của quá trình oxy hóa Tinh bột, hợp chất phức của glucose thường là dạng dự trữ chủ yếu của carbohydrate,

bị phân hủy để tạo glucose bởi enzyme amylase và maltase hoặc tạo thành glucose-1- phosphate bởi enzyme phosphorylase Một vài loại quả chứa hàm lượng sucrose cao,

có thể thủy phân tạo thành glucose và fructose bởi enzyme invertase hoặc tạo thành UDP-glucose và glucose-1-phosphate Quá trình chuyển hóa qua lại của sucrose và tinh bột cũng có thể xảy ra trong nhiều mô thực vật Đầu tiên là sự chuyển hóa của tinh bột dự trữ, sau đó glucose và fructose được phóng thích từ tinh bột và glucose bị oxy hóa trong quá trình hô hấp, thể hiện ở đường hướng EMP và chu trình TCA

Sơ đồ chuỗi EMP

Glucose + 2ADP + 2Pi + 2NAD 2 pyruvate + 2ATP + 2NADP + 2H2O

ATP ADP + Pi + energy

Năng lượng giải phóng ra từ hệ thống phản ứng được giữ và dự trữ dưới dạng adenosine triphossphat (ATP) và nicotiamid adenine dinucleotid khử (NADH), với sự oxy hóa mỗi phân tử NADH tạo 3 ATP Do đó tổng năng lượng giải phóng ra do quá trình chuyển hóa glucose pyruvate là 8 ATP Sau đó năng lượng này hiện hữu trong thực vật nhờ quá trình bẻ gãy nối phosphate trong phản ứng nghịch đảo sau:

ATP ADP + Pi + năng lượng

Năng lượng này có thể được sử dụng rộng rãi trong các phản ứng tổng hợp và các chuyển hóa qua lại trong thực vật

Chu trình TCA

Pyruvat + 2,5O2 + 15ADP + 15Pi 3CO2 + 2H2O + 15ATP

Năng lượng của phân tử glucose gốc (2 pyruvate) được giải phóng từ chu trình TCA là

30 ATP (so với ATP từ chuỗi EMP) CO2 được phóng thích ra trong quá trình hô hấp nhận được từ chu trình TCA trong điều kiện hiếu khí và cần phải tiêu thụ oxygen Do

đó tốc độ hô hấp được đo bằng thể tích CO2 sản sinh ra hoặc thể tích O2 tiêu thụ Tổng năng lượng hóa học giải phóng ra trong quá trình oxy hóa của 1 mol glucose xấp

xỉ 1,6 MJ Khoảng 90% năng lượng này được dự trữ trong hệ thống thực vật và phần còn lại bị mất đi

 Thương số hô hấp (RQ)

Là tỷ số của thể tích (khối lượng) CO2 sinh ra và thể tích (khối lượng) O2 tiêu thụ:

RQ = CO2 sản sinh (ml) / Oxygen tiêu thụ (ml)

Giá trị RQ cho biết loại chất nền sử dụng cho quá trình hô hấp và tạo năng lượng

ra ít hơn 20 lần

 Quá trình sản sinh ethylene

Ethylene là hợp phần hữu cơ đơn giản có ảnh hưởng đến quá trình sinh lý của cây trồng Nó cũng là sản phẩm tự nhiên của quá trình trao đổi chất của cây trồng và được sinh ra từ tất cả các mô của thực vật bậc cao và một vài loại vi khuẩn Ethylene là hormone thúc đẩy quá trình già và chín, có ảnh hưởng về mặt sinh lý với liều lượng thấp (< 0,1ppm)

Thông thường sự phân loại quả dựa vào hàm lượng ethylene sản sinh Tốc độ sinh ethylene tăng cùng với quá trình thuần thục của rau quả ở thời điểm thu hoạch, sự tổn thương về mặt vật lý, bệnh lý và khi nhiệt độ tăng đến 30oC

 Ảnh hưởng của ethylene

Quả climacteric và non-climacteric khác biệt nhau bởi ảnh hưởng của chúng đối với sự cung cấp ethylene Quả climacteric tạo ra số lượng lớn ethylene trong quá trình chín hơn đối với loại quả non-climacteric Hàm lượng ethylene nội sinh của quả climacteric thay đổi rất rộng và thay đổi rất ít đối với loại quả non-climacteric trong suốt quá trình tăng trưởng và chín

 Sinh tổng hợp ethylene

Ethylene được tổng hợp từ methionine thong qua giai đoạn trung gian là methionine (SAM) và 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) Sự chuyển hóa

S-adenosyl-CO2↑

của SAM thành ACC bởi enzyme oxy hóa ACC được xem như bước giới hạn tốc độ trong sinh tổng hợp ethylene Tuy nhiên trong các loại thực vật cao cấp, ACC có thể bị loại đi do sự kết hợp thành dạng malonyl ACC hoặc glutamyl ACC Sự tăng thêm của ACC ở quả chưa chín thường làm tăng sự tích lũy một ít hàm lượng ethylene, cho thấy rằng enzyme khác, enzyme tạo thành ethylene (enzyme oxy hóa EFE hoặc ACC) là cần thiết cho quá trình chuyển hóa ACC thành ethylene Enzyme oxy hóa ACC là enzyme không bền và dễ nhạy cảm với oxygen Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của tổng hợp ACC bao gồm quá trình chín, lão hóa, các tổn thương về mặt vật lý và tổn thương lạnh

Enzyme oxy hóa ACC bị ức chế bởi quá trình kỵ khí, nhiệt độ trên 35oC và ion cobalt Một lượng nhỏ ethylene cũng được tổng hợp trong các mô thực vật từ sự oxy hóa chất béo bao gồm trong cơ chế gốc tự do

Phương pháp làm giảm hàm lượng ethylene

- Tránh sự tích tụ ethylene

+ Thông gió: giảm hàm lượng ethylene trong phòng tồn trữ đạt được bằng cách bảo quản cách ly các loại quả chín và chưa chín, loại bỏ những quả bị hư hỏng Phương pháp vật lý đơn giản để giảm sự tích lũy ethylene là đảm bảo tốt quá trình thông gió giữa không khí bên ngoài và trong phòng tồn trữ Hàm lượng ethylene trong khí quyển thông thường thấp hơn 0,005 µL/L

+ Tồn trữ bằng phương pháp Hypobaric

+ Tồn trữ bằng phương pháp CA (controlled atmosphere)

- Oxy hóa với potassium permanganate (KMnO 4 )

4KMnO4 + C2H4 4MnO2 + 2CO2 + 4KOH

- Oxy hóa với Ozone (O 3 )

Ngành Công nghệ Thực phẩm 16

Ngoài ra còn có thể ức chế ảnh hưởng của ethylene bằng 1-Methylcyclopropene MCP)

(1-2.5.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp

- Loại rau quả

- Độ già chín của rau quả

- Các yếu tố của môi trường bảo quản

+ Nhiệt độ: khi nhiệt độ (tăng 10C lượng CO2 tăng 1mg/kg.h.Nhiệt độ môi trường càng cao thì cường độ hô hấp càng mạnh, biểu thị qua biểu thức:

dC/dt = kC

Trong đó: C: cường độ hô hấp (mg CO2/kg.h) T: nhiệt độ bảo quản (oC)

k: hệ số nhiệt độ (oC-1) Giải tích phân, ta có: lnC = kt + A

A xác định từ điều kiện ban đầu, khi t = 0oC, thì:

LnCo = A

Co là cường độ hô hấp ở 0oC Khi đó ta có:

C = Co exp (k.t)

Vì nhiệt lượng giải phóng ra do hô hấp tỷ lệ thuận với cường độ hô hấp nên giữa nhiệt

độ t với nhiệt lượng Q có sự phụ thuộc sau:

Q = Qo exp (k.t) Trong đó Qo là nhiệt lượng tỏa ra khi bảo quản ở 0oC, đo bằng kJ/tấn.giờ

Nhiệt lượng tỏa ra từ quá trình hô hấp rất đáng kể, có thể làm tăng nhiệt độ môi trường, thúc đẩy hô hấp

+ Độ ẩm: khi độ ẩm môi trường tăng sẽ hạn chế sự thoát ẩm và hạn chế quá trình

hô hấp hiếu khí Do vậy rau quả được bảo quản tốt hơn do rau ít bị bốc hơi và chậm sự khô héo Độ ẩm tăng còn tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật (nấm mốc, vi

khuẩn), độ ẩm kho khoảng 80÷90% có khả năng tồn trữ tốt rau quả

+ Ánh sáng

Hình 2 Công thức cấu tạo của ozone (O 3 )

+ Thành phần không khí: khi hàm lượng oxy càng nhiều thì tốc độ hô hấp của rau quả càng tăng Khi hàm lượng O2 thấp, CO2 và N2 cao thì cường độ hô hấp bị ức chế Sự hiện diện của ethylene cũng làm cho cường độ hô hấp tăng

2.6 Sự thối rửa rau quả sau thu hoạch

Hầu hết các bệnh phổ biến gây hư hỏng rau quả sau thu hoạch là do các loại nấm như

Alternaria, Botrytis, Monilinia, Diplodia, Penicillium, Rhizopus, Sclerotinia và loại vi khuẩn Erwinia và Pseudomonas Trong khi các vi sinh vật này thường xâm nhập và làm hư hỏng sản phẩm thì một số loài như Colletotrichum có thể tấn công vào lớp da

của các mô mạnh

Nhiệt độ và độ ẩm cao tạo điều kiện thuận lợi cho sự hư hỏng sau thu hoạch phát triển bởi vi sinh vật Trong khi các loại mô quả chứa hàm lượng acid cao thường bị tấn công bởi các loại nấm thì nhiều loại rau có pH cao hơn 4,5 thường bị tấn công bởi vi khuẩn

Vi khuẩn làm cho khoai tây và các loại rau lá xanh trở nên mềm nhũng là Erwinia carotovora (Nguyễn Minh Thủy, 2008)

2.7 Giới thiệu về ozone

2.7.1 Giới thiệu

Ozone (O 3 ) được nhà hóa học

Van Marum phát hiện vào

năm 1785, là khí phát sinh

xung quanh máy phát tĩnh

điện do ông chế tạo vào năm

1784 Nhưng mãi cho đến

năm 1840 nhà khoa học Schonbein

mới đặt tên cho khí này là “ozone”,

tiếng Hy Lạp có nghĩa là “mùi hôi”

Ozone là chất khí không màu và trong suốt Ở nồng độ thấp, ozone không có mùi nhưng ở nồng độ cao ozone có mùi hôi hơi tanh và có màu xanh da trời Ở thể lỏng thì ozone có màu lục thẫm Ozone có phân tử lượng bằng 48, điểm tan: -192,7oC, điểm sôi: -111,9oC

Ngành Công nghệ Thực phẩm 18

Bảng 2 Tính oxy hóa của một số chất dùng làm thuốc khử trùng

O3 khi phân giải tạo thành phân tử oxy và nguyên tử oxy

Các nguyên tử O nhanh chóng kết hợp với nhau thành phân tử oxy

Ozone tan trong nước tạo thành nước ozone

Độ hòa tan của ozon cao gấp 13 lần so với độ hòa tan của oxy trong nước Khi tan trong nước ozon sẽ mất mùi, nồng độ tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, tính tan tăng lên nếu: áp suất tăng, nhiệt độ giảm, nồng độ ozone tăng Tốc độ phân hủy của ozone trong nước phụ thuộc vào nồng độ muối, độ pH và nhiệt độ Ở trong nước, độ

pH càng thấp thì khả năng phân hủy của ozone càng nhanh

Do kết hợp hóa học có đến ba nguyên tử oxy nên ozone là loại khí gây phản ứng oxy hóa rất mạnh Vì có phản ứng oxy hóa mạnh nên ozone cũng có khả năng giết chết bào

tử nấm và vi khuẩn, do vậy thường được dùng như một chất khử trùng và có tác dụng

mạnh nhất (xem bảng 2)

Ở nồng độ cao, ozone có hại cho sức khỏe con người, chủ yếu ở hệ thần kinh và đường

hô hấp Ngộ độc ozone thường bắt đầu bằng triệu chứng nhức đầu, khó thở, ho khan Nặng hơn nữa thì bị hen suyễn hoặc tổn thương thị giác, hư thủy tinh thể dẫn đến mù lòa Ngưỡng an toàn của ozone được tính theo đơn vị nồng độ và thời gian mà con người hít thở trong môi trường có ozone Đơn vị này gọi là Time Weighted Average Năm 1978, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) quy định ngưỡng an toàn của ozone là 0,076-0,1 ppm cho 1 giờ và đến năm 1994 quy định lại thành 0,06 ppm cho 8 giờ Có nghĩa là chúng ta có thể hít thở không khí có nồng độ ozone không quá 0,06 ppm liên tục trong 8 giờ mà vẫn không có hại cho sức khỏe Tuy nhiên đã có nhiều báo cáo cho

[O] + [O] O2

O3 O2 + [O]

rằng ngay với nồng độ 0,06 ppm, đường hô hấp của một số người đã bắt đầu có vấn

đề Cho nên khi ngửi được mùi hôi tanh của ozone (chỉ ngửi được mùi ozone khi nồng

độ khoảng 0,02-0,05 ppm), thì đã bắt đầu ảnh hưởng đến sức khỏe

Trong nông nghiệp, ozone được dùng cả ở thể khí và hòa tan với nước để khử trùng trên rau quả trong giai đoạn sau thu hoạch và tồn trữ

Khí ozone có khả năng oxy hóa hầu hết các chất hữu cơ nên rất thích hợp dùng để khử nấm và vi khuẩn có trên bề mặt của rau quả Tuy nhiên, ozone không có khả năng tiêu hủy những bộ phận đã bị nấm và vi khuẩn xâm nhập Cho nên nếu trong lô hàng (rau quả) đã có một số bộ phận bị hư thối thì việc lây lan vẫn tiếp diễn dù tồn trữ trong môi trường có ozone

Khí ozone thường được pha ở nồng độ 3 ppm trong nước có nhiệt độ 20oC Đây là dạng ozone được dùng rất phổ biến ở Việt Nam Nghiên cứu của Wild (2002) trên quả

có múi như chanh, cam cho thấy nước chứa ozone có thể giết 90% bào tử bệnh nấm mốc xanh nếu ngâm khoảng một phút trong nước sạch

Mặt khác, rau quả thường được ngâm và rửa trong nước có chứa thêm các loại thuốc bảo vệ thực vật khác để chống các loại bệnh mà ozone không thể kiểm soát Nhưng khi trong nước có chứa ozone thì sẽ làm hoạt tính của thuốc bảo vệ thực vật mất đi hiệu quả Thí nghiệm của Wild (2002) cho thấy khi ngâm thuốc imazalil với ozone để rửa cam, chanh thì imazalil bị mất đi 60% hiệu quả sau 1 giờ, 80% hiệu quả sau 3 giờ

và mất sạch 100% hiệu quả sau 6 giờ Với thuốc thiabendazole thì chậm hơn, ngâm 3 giờ chỉ làm mất hiệu quả 10%, nhưng với mancozeb thì mất hết hiệu quả trong vòng

30 phút nếu pha với nồng độ 3 ppm

2.7.2 Sự hình thành ozone

Trong tự nhiên ozone được tạo ra theo hai cách:

- Do sấm chớp tạo ra tia lửa điện có hiệu điện

thế hàng chục ngàn volt được phóng ra giữa các

đám mây tích điện trái dấu, chuyển oxy thành

ozone

- Tia UV được chiếu từ ánh sáng mặt trời đi qua

các tầng khí quyển, chuyển oxy thành ozone

(Nguồn: http://www.learner.org/courses/envsci/unit/text.php?unit=11&secNum=10)

Hình 3 Sự hình thành ozone

Ngành Công nghệ Thực phẩm 20

Ozone nhân tạo được tạo ra bằng máy, thường có hai loại máy tạo ra khí ozone dựa trên hai nguyên tắc của tự nhiên:

- Máy tạo ra ozone bằng cách phóng ra tia lửa điện (giống sấm chớp)

- Máy tạo ra khí ozone bằng đèn UV (giống UV mặt trời), nhưng loại máy này có công suất tạo ra ozone yếu hơn loại máy phóng tia lửa điện

2.7.3 Công dụng của ozone

- Làm sạch nước uống, nước sinh hoạt, nước thải

- Khử trùng, diệt virut, diệt vi khuẩn trong môi trường không khí

- Khử dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật trên rau quả, thực phẩm

- Diệt khuẩn và bảo quản các loại thịt tươi sống

- Ozone trong nước không chỉ đơn thuần phá huỷ men tế bào vi sinh mà còn có khả năng phá huỷ cả nguyên sinh chất của tế bào

- Ozone có khả năng oxy hoá các hợp chất hữu cơ gây ra màu, mùi vị trong nước tốt hơn Clo

- Ozone có khả năng oxy hoá nhanh các ion Fe2+, Mn2+, S2+, NO2- , nhưng lại không có khả năng oxy hoá NH4+

- Sản phẩm của quá trình ozone hoá thường là các chất giàu oxy và giảm phân tử lượng các hóa chất(Nguyễn Thị Thu Thủy, 1993)

Sử dụng ozone hòa tan

Người ta sử dụng ozone hòa tan để làm sạch nước, khử mùi, sát trùng, khử thuốc trừ sâu Nó cũng được dùng trong lĩnh vực chế biến rau quả, thực phẩm cũng như nuôi cá,

tôm…

Những điểm cần lưu ý trong việc dùng ozone hòa tan

Dùng ozone ở mức độ nào, hòa tan ozone vào nước như thế nào, xử lý khí ozone như thế nào phải tùy theo mục đích sử dụng Nồng độ ozone được điều chỉnh tùy theo tình trạng tiếp xúc với sinh vật và con người Đối với thực phẩm cần phải khống chế mức

độ ozone để đạt mục đích và không làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng

2.7.4 Cơ chế sát khuẩn của ozone

Ozone phá huỷ vi sinh vật bằng cách tiến hành oxy hoá các thành phần tế bào sống, bề mặt tế bào là mục tiêu đầu tiên của sự oxy hoá bởi ozone Có hai cơ chế chính đã được cho là do ozone phá huỷ vi sinh vật Cơ chế đầu tiên là ozone oxy hoá nhóm

sulfyhydryl và acid amin của peptid và protein thành chuỗi peptid ngắn hơn Cơ chế thứ hai là ozone oxy hoá các acid béo chưa no thành peroxide (Victorin, 1992) Ozone gây sự thoái hoá màng bao tế bào chất béo chưa no, kết quả tế bào bị phá vỡ và lão hoá các thành phần tế bào, liên kết đôi của chất béo chưa no có thể bị tổn thương do ozone tấn công Đối với vi khuẩn gam âm, lypoprotein và lớp lyposaccharide là lớp đầu tiên

bị phá hủy, kết quả làm tăng tính thấm của tế bào và cuối cùng tế bào tự tiêu hủy (Kim

et al., 1999) Ozone là nguyên nhân oxy hoá lan rộng của protein nội bào và gây chết

tế bào nhanh chóng Thyamine dễ bị tổn thương bởi ozone hơn cytocine hoặc uracil Ozone cũng phá hủy RNA và biến đổi chuỗi polypeptid trong vỏ protein (Kim et al., 1999)

Hình 4 Mô tả cơ chế diệt khuẩn của ozone

(Nguồn:http://www.ozoneapplications.com/info/bacteria_destruction.htm)

Ghi chú:

1 Hình thái ban đầu của tế bào vi khuẩn

2 Phân tử ozone tiến gần đến màng tế bào vi khuẩn

3 Ozone tấn công và tạo lỗ thủng ở màng tế bào vi khuẩn

4 Ảnh gần của lỗ thủng

5 Tế bào vi khuẩn sau khi bị một số phân tử ozone tấn công

6 Tế bào bị phá vỡ

2.7.5 Tác dụng của ozone lên vi sinh vật và chất lượng rau quả

Ozone không giống như những chất diệt khuẩn khác là không để lại dư lượng hoá chất trong sản phẩm sau quá trình xử lý Ozone có thời gian tồn tại ngắn và có khả năng tiêu diệt vi sinh vật bằng cách oxy hoá màng tế bào ở hầu hết các vi khuẩn gây bệnh và

vi khuẩn trên thực phẩm Vì vậy, nó được ứng dụng rất nhiều trong khử trùng, xử lý chuồng trại, khử độc tố trên bề mặt rau quả sau thu hoạch Ozone có thể được sử dụng

ở hai dạng khí và lỏng

glycoprotein và glycolipid

Ozone kiểm soát được nấm trên rau cải, giảm độ hao hụt sản phẩm ở mức cho phép Nhiều lợi ích của ozone đã được chứng minh trong tồn trữ rau cải nhưng rất khó để so sánh bởi vì có sự khác nhau trong điều kiện tồn trữ, về mùa vụ (Durand và William,

2000) Theo Olmez et al (2007), xử lý ozone với nồng độ 1ppm trong thời gian 2 phút

ở 10oC là chọn lựa tốt nhất cho việc xử lý rau salat

Trong một nghiên cứu khác cho thấy, xử lý rau salat ở 1,5 ppm với thời gian 2 phút

không làm ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin C và đường Mật số vi khuẩn E.coli và

tổng số vi sinh vật hiếu khí sau 6 ngày ở điều kiện tồn trữ 4oC lần lượt là 2,6.106 và 3,7.104 cfu/g (Hassenber et al., 2005)

Rau củ là các thực phẩm rất dễ bị hư hỏng về mặt cơ học, sinh lý, mất nước Tác dụng của ozone đối với chất lượng của nhiều loại thực phẩm khác nhau đã được đánh giá (Hakan và Sadat, 2007) Zhang et al (2005) cho rằng cường độ hô hấp của rau cần tươi bị hạn chế khi xử lý bằng ozone, nghiên cứu này cũng cho thấy ozone có tác dụng oxy hoá polyphenol ngăn cản sự hoá nâu của cần tây Ozone có thể làm giảm mức độ ethylen trong không khí trong phòng lưu trữ lạnh, nhờ đó các hàng hoá nhạy cảm với ethylen hoặc sản sinh ra ethylen có thể được vận chuyển và lưu trữ trong thời gian dài

hơn (Skog và Chu, 2001)

(Nguồn: Kowalski et al, 1998)

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1 Phương tiện

3.1.1 Địa điểm nghiên cứu

Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - Trường Đại học Cần Thơ

3.1.2 Nguyên vật liệu và hóa chất:

- Nguyên liệu: rau muống được mua ở vùng rau, khu vực Thới Hòa, phường Thới An, quận Ô Môn, thành phố Cần Thơ (cách chọn lựa: rau muống phải đồng nhất về kích thước, tươi tốt, không bị sâu bệnh, thu hoạch lúc sáng sớm rồi chuyển thẳng về phòng thí nghiệm)

Hình 5 Nguyên liệu rau muống

- Bao bì PP độ dày 40µm, kích thước 40cm x 60cm

- Hóa chất: NaCl tinh khiết (Việt Nam), môi trường Endo Agar

(1): cân điện tử; (2): nồi thanh trùng; (3): tủ cấy vi sinh;

(4): tủ sấy; (5): tủ ủ; ( 6): máy ozone; (7): tủ lạnh

3.2 Phương pháp thí nghiệm

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý ozone đến mật số Coliform trên rau muống

- Mục đích: xác định thời gian sục khí ozone, thời gian ngâm có khả năng ức chế mật

số vi khuẩn Coliform tốt nhất để xử lý rau muống

Trong đó A: Thời gian sục ozone (phút)

A1: 10 phút; A2: 15 phút; A3: 20 phút; A4: 25 phút

B: Thời gian ngâm (phút)

B1: 5 phút; B2: 10 phút; B3: 15 phút; B4: 20 phút

Số nghiệm thức khảo sát: 4 x 4 = 16 nghiệm thức

Thí nghiệm được thực hiện ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại

Số mẫu thí nghiệm: 16 x 3 = 48 mẫu

- Tiến hành thí nghiệm: nguyên liệu rau muống được mua và vận chuyển về phòng thí

nghiệm, loại bỏ lá hư và rửa sạch đất cát Tiếp theo tiến hành thí nghiệm như đã bố trí