Bảo quản thực phẩm bằng phương pháp điều chỉnh khí quyển MAP (Modified Atmosphere Packaging)

BẢO QUẢN THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH KHÍ QUYỂN 1.. Với việc bảo quản thành công bằng phương pháp bảo quản nhiệt độ và độ ẩm tương đối thì việc ra đời của phương pháp điều chỉnh

Mục lục

Trang

Mục lục i

Danh sách hình iii

Danh sách bảng iii

1 Tổng quan về phương pháp 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Những lợi ích tiềm năng quan trọng của MA/CA 1

1.3 Ưu, nhược điểm của phương pháp 1

1.3.1 Ưu điểm 1

1.3.2 Nhược điểm 2

2 Tác động của không khí đến bảo quản 2

2.1 Thành phần không khí 2

2.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi thành phần khí quyển đến bảo quản 2

2.2.1 Khí nitơ (N 2 ) 3

2.2.2 Khí carbonic (CO 2 ) 3

2.2.3 Khí oxy (O 2 ) 3

3 Phương pháp bảo quản bằng điều chỉnh khí quyển 4

3.1 Phương pháp CA (Control Amosphere) 4

3.1.1 Khái niệm 4

3.1.2 Đặc điểm 5

3.1.2.1 Thành phần khí trong kho bảo quản 5

3.1.2.2 Yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp CA 5

3.1.3 Ứng dụng 6

3.2 Phương pháp MA (Modified Atmosphere) 6

3.2.1 Sơ lược về phương pháp MA 6

3.2.2 Khái niệm MA 7

3.2.3 Phương pháp tạo màng bao cho sản phẩm 7

3.2.3.1 Màng Protein 7

3.2.3.2 Màng Aloe Vera - nha đam 7

3.2.3.3 Màng lipid 7

3.2.3.4 Màng chitosan 8

3.2.4 Phương pháp bao gói bằng khí quyển điều chỉnh MAP (Modified

Atmosphere Packaging) 10

3.2.4.1 Định nghĩa 10

3.2.4.2 Đặc điểm 10

3.2.4.3 Các loại màng trong bảo quản theo phương pháp MAP 11

3.2.4.4 Ứng dụng của các loại màng MAP 12

Tài liệu tham khảo 15

Danh sách hình

Trang

Danh sách bảng

Trang

BẢO QUẢN THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP

ĐIỀU CHỈNH KHÍ QUYỂN

1 Tổng quan về phương pháp

1.1 Giới thiệu

Xã hội phát triển đồng nghĩa kéo theo những yêu cầu về thị hiếu tiêu dùng ngày càng cao hơn theo xu hướng sử dụng các sản phẩm thực phẩm tươi sống hơn Mối quan tâm

về an toàn thực phẩm khi xử lí rau quả tươi cũng đã tăng lên suốt một thập kỷ qua Những người bán lẻ, những kênh tiêu thụ lớn, đang yêu cầu những nhà cung cấp thực hiện đúng an toàn thực phẩm.Và có thể xuất khẩu sản phẩm của họ đến thị trường tiêu thụ lớn hơn mà không cần phải chứng minh việc xử lý an toàn từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ Với việc bảo quản thành công bằng phương pháp bảo quản nhiệt độ

và độ ẩm tương đối thì việc ra đời của phương pháp điều chỉnh khí quyển đã dần dần đáp ứng hoàn thiện các yêu cầu trên

Phương pháp điều chỉnh khí quyển được sử dụng rộng rãi là CA (Control Amosphere),

MA (Modified Atmosphere), MAP (Modified Atmosphere Packaging) – một phương pháp khác của MA

Phương pháp CA là quá trình công nghệ tiên tiến nhất được sử dụng để kiểm soát chính xác các thành phần khí quyển trong container trong suốt toàn bộ hành trình của

lô hàng Kiểm soát bầu không khí có thể tăng tuổi thọ sau thu hoạch của một số dễ hư hỏng 2 - 3 lần dài hơn các phương pháp khác

Về cơ bản MA và CA giống nhau, chỉ khác nhau ở mức độ kiểm soát Tuy nhiên, CA

là chính xác hơn trong việc kiểm soát mức độ khí

1.2 Những lợi ích tiềm năng quan trọng của MA/CA

Làm chậm quá trình chín, quá trình hô hấp và tốc độ sản xuất ethylene

Trực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hưởng đến tác nhân gây bệnh sau thu hoạch, giảm sự cố sâu bệnh và mức độ nghiêm trọng

Giảm bớt các rối loạn sinh lý của quả như tổn thương lạnh

Công cụ hữu ích để kiểm soát côn trùng trong một số mặt hàng để đáp ứng yêu cầu kiểm dịch thực vật của nước nhập khẩu

1.3 Ưu, nhược điểm của phương pháp

1.3.1 Ưu điểm

Tuổi thọ có thể tăng đến 400%

Tổn thất về mặt kinh tế giảm (lâu bị hư hỏng)

Sản phẩm có thể được phân phối đến các nơi xa hơn

Cung ứng sản phẩm với chất lượng cao

Việc phân loại các sản phẩm dễ dàng hơn

Công tác đóng gói được tập trung hoá và kiểm tra từng phần một

Tăng tính thẩm mỹ trong trưng bày

Sản phẩm được nhìn thấy rõ ràng và quan sát được toàn bộ

Ít hoặc là không cần các hoá chất bảo quản

1.3.2 Nhược điểm

Giá thành cao

Nhiệt độ cần phải điều chỉnh

Tốn nhiều thời gian nghiên cứu thành phần chất khí cho từng loại sản phẩm

Đòi hỏi thiết bị đặc biệt và công tác huấn luyện

Gia tăng thể tích bao gói - ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận chuyển và không gian trong buôn bán lẻ

2 Tác động của không khí đến bảo quản

2.1 Thành phần không khí

Không khí tự nhiên: 78% khí N2, 21% khí O2 và 1% không khí khác

Hình 1: Thành phần khí quyển 2.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi thành phần khí quyển đến bảo quản

Mỗi loại khí trong môi trường đều có tác động riêng đến thời gian bảo quản Ảnh hưởng đến đặc điểm và cường độ hô hấp  ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất

Để thực hiện phương pháp bảo quản bằng cách biến đổi khí xung quanh thực phẩm người ta thường dùng ba loại khí: nitơ, cacbonic và đôi khi dùng khí oxy

2.2.1 Khí nitơ (N 2 )

Trước hết khí nitơ có vai trò bảo vệ cơ học các sản phẩm bao gói, hầu hết là các sản phẩm dễ vỡ: khoai tây chiên, bánh,… do hiệu ứng đệm của khí có thể tránh dập nát Theo lịch sử, nitơ được dùng để thay thế oxy không khí để tránh sự oxy hóa các sắc tố, mùi hương và chất béo Do vắng mặt oxy, nitơ có vai trò gián tiếp làm ngưng hoạt động của vi sinh vật (vi khuẩn, nấm mốc,…) nhưng trước hết nó hoàn toàn trơ, không mùi và ít tan

2.2.2 Khí carbonic (CO 2 )

Đó là một tác nhân được biết có tính kháng khuẩn và nấm, nó có thể làm chậm sự phát triển và giảm tốc độ nhân giống của vi khuẩn hiếm khí và nấm mốc do vắng mặt oxy

và hàm lượng CO2 trên 20% trong không khí

Khí CO2 tan nhiều trong mỡ và trong nước, ở đó khí này có tính acid yếu Thực phẩm

sẽ có vị acid nhẹ nếu dùng CO2 quá nhiều

Khí CO2 là khí có tính chất ức chế sự hô hấp của trái cây, cản trở tiến trình sinh tổng hợp etylen một chất kích thích sinh trưởng tự nhiên trong rau và trái cây Khí CO2 ở hàm lượng cao hơn mức bình thường trong không khí (0,03%) được dùng như một biện pháp bảo quản rau và trái tươi Nếu hàm lượng CO2 tăng lên quá nhiều (>10%) sẽ xảy ra quá trình hô hấp yếm khí  gây mất sự cân bằng trong các quá trình sinh lý  rau quả mất khả năng tự đề kháng tự nhiên (thâm đen và thối hỏng)

Khí CO2 còn có những vận dụng khác trong bảo quản như bảo quản bia, nước giải khát

có gas Ngoài tác dụng giải khát nó có vai trò quan trọng trong sự phát triển của vi sinh vật và hạn chế sự oxy hóa

2.2.3 Khí oxy (O 2 )

Khí O2 thường là khí không mong muốn do nó có trách nhiệm hay xúc tác các hư hỏng thực phẩm thường thấy (sự oxy hóa, sự gia tăng vi sinh vật,…) Khí O2 có một vai trò rất quan trọng trong sự biến đổi oxy hóa nhiều thực phẩm gây biến đổi màu (carotene, polyphenol, myoglobin,…) gây sự ôi hóa chất dầu béo, tăng sự phát triển nhiều loại vi sinh vật hiếm khí và hầu hết các côn trùng gây hại…

Khi giảm thành phần khí oxy (bảo quản yếm khí) sẽ hạn chế được các hư hỏng do oxy gây ra Tuy nhiên, người ta thấy nguy cơ xuất hiện các hư hỏng mới khác như sự phát triển các vi khuẩn yếm khí có hại hoặc sự biến đổi chiều hướng hô hấp bình thường sang hô hấp thiếu khí oxy ở vi sinh vật hay ở các rau quả thu hoạch Điều này sẽ làm biến đổi thành phần hóa học thực phẩm gây ra những hương vị lạ, nhiều khi không được chấp nhận như trong nhiều trường hợp bao kín trái cây tươi

“Lê Mỹ Hồng – Bùi Hữu Thuận, 2000”

Tăng hàm lượng CO2 và giảm O2 trong khí quyển có tác dụng hạn chế hô hấp của rau quả Khi hàm lượng CO2 tăng lên 3-5% và lượng O2 giảm chỉ còn 16-18%  thời gian bảo quản tăng 3-4 lần

Hình 2: Điều khiển khí quyển

Ảnh hưởng của sự thay đổi thành phần khí quyển đến quá trình trao đổi chất của rau quả khá phức tạp:

- Giảm cường độ hô hấp

- Làm chậm quá trình chín

- Lượng đường giảm chậm hơn so với bình thường

- Chlorophyl nhìn chung ổn định

“Nguyễn Quang,2000”

3 Phương pháp bảo quản bằng điều chỉnh khí quyển

3.1 Phương pháp CA (Control Amosphere)

3.1.1 Khái niệm

Là phương pháp trong đó môi trường được điều chỉnh sao cho hàm lượng O2 thấp hoặc/và CO2 cao Không khí được điều chỉnh liên tục bằng việc đo hoặc chỉnh lý thông qua quá trình bảo quản, thường được sử dụng trong các kho bảo quản cố định (kho chuyên dùng cho bảo quản CA) hoặc ở các khoang của tàu hay container

Hình 3: Mô hình kho bảo quản bằng phương pháp CA

Công nghệ kiểm soát không khí sử dụng hệ thống máy tính để theo dõi và kiểm soát bầu không khí trong container, kho bảo quản và chỉnh trong suốt chuyến đi Các hệ thống này cũng ghi lại những thay đổi trong thành phần khí quyển trong suốt hành trình của thùng chứa và cung cấp một bản in cho mục đích kiểm soát chất lượng

Khí quyển điều khiển Khí quyển tự nhiên

O2

21%

N2

79%

O2 12%

N2 79%

CO2 9%

N2 92%

O2 3%

CO2 5%

N2 97%

O2 3%

Các thành phần của bầu không khí kiểm soát việc vận chuyển hàng hóa cụ thể Điều kiện khí quyển tùy chỉnh phù hợp với việc cung cấp một môi trường tối ưu cho từng mặt hàng

Một số sản phẩm được bảo quản bằng khí quyển điều chỉnh: táo, cà chua, chuối, đào, bông cải xanh, măng tây, bơ, xoài,…

http://123doc.vn//document67032-tong-quat-ve-phuong-phap-bao-quan-bang-khi-quyen-dieu-chinh-ca.htm

3.1.2 Đặc điểm

Thường sử dụng 3 loại khí (O2, N2, CO2), có khi sử dụng CO, SO2, NO, O3 và Clorine

để điểu chỉnh nồng độ khí trong kho

3.1.2.1 Thành phần khí trong kho bảo quản

Vai trò của Oxy

- Cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí bắt buộc

- Tham gia vào quá trình hô hấp hiếu khí, quá trình chín sau thu hoạch và lão hóa

- Nếu thiếu Oxy: rau quả sẽ hô hấp yếm khí

Do đó, cần duy trì nồng độ oxy ở mức tối thiểu trong kho bảo quản

Bảng 1: Nồng độ oxy trong bảo quản các loại rau quả

Nồng độ oxy tối thiểu

2 Dâu tây, đào, đu đủ, kiwi, mận, mơ, thơm, bắp cải,

bông cải, cần tây

3 Bơ, actiso, cà chua, dưa leo, tiêu

5 Quả có múi, đậu xanh, khoai tây, măng tây

http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/5860309

Vai trò của Nitơ

- Tạo môi trường kỵ khí ức chế VSV hiếu khí bắt buộc

- Hạn chế oxy hóa chất béo

Vai trò của CO 2

- Tạo môi trường kỵ khí

- Ức chế vi khuẩn và nấm mốc

- Nếu nồng độ CO2 trong kho bảo quản quá cao → giảm giá trị cảm quan sản phẩm

3.1.2.2 Yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp CA

Loại rau quả

Giống

Giai đoạn sinh trưởng.

Thành phần khí quyển

Nhiệt độ và thời gian tồn trữ

http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/5860309

3.1.3 Ứng dụng

- Bảo quản lương thực

Để tránh hao hụt do côn trùng (các loại mọt gạo,…), nấm mốc, giảm sự mất màu trắng của gạo,… người ta đã áp dụng khá thành công việc dùng khí CO2 (30%) trong các silo bảo quản kín, cách bảo quản này cho phép giữ phẩm chất lúa tốt hơn và trong thời gian kéo dài

- Bảo quản lê

Trong phòng bảo quản có chứa 4% CO2 và 2% O2 cho kết quả tốt

“Lê Mỹ Hồng – Bùi Hữu Thuận, 2000”

- Bảo quản chuối

Chuối được bảo quản với thành phần không khí thay đổi (O2: 2 - 5%, CO2: 2 -5%) ở nhiệt độ 10 – 160C, thời gian bảo quản: 6 - 8 tuần

Đối với chuối được vận chuyển bằng đường biển bảo quản ở nhiệt độ 12 - 16oC và thành phần không khí thay đổi (O2: 2 - 5%, CO2: 2 - 5%), thời gian bảo quản kéo dài 6 tháng

http://123doc.vn/document/67032-tong-quat-ve-phuong-phap-bao-quan-bang-khi-quyen-dieu-chinh-ca.htm

- Bảo quản táo

Với nồng độ oxy dưới 3%, có thể bảo quản trong 7 ngày Ngoài ra, táo còn được bảo quản tốt ở 10C với hàm lượng oxy dưới 1% và CO2 trên 2,5%

“Eugene Kupferman, 2000”

3.2 Phương pháp MA (Modified Atmosphere)

3.2.1 Sơ lược về phương pháp MA

Trong thập niên 1920, các nhà khoa học trong khi làm việc tại một cơ sở nghiên cứu tại Cambridge, vương quốc Anh, đã thấy rằng tuổi thọ của những quả táo có thể gia tăng bằng cách tồn trữ chúng trong các môi trường với những nồng độ O2 thấp và khí

CO2 cao, trong thập niên 30 khi thịt bò được vận chuyển trong các môi trường có khí

CO2 thì thời gian bảo quản của chúng tăng gần gấp hai lần

Ở vương quốc Anh chính dây chuyền bán lẻ thịt đóng gói trong khí quyển thay đổi của công ty Marks & Spencer lần đầu tiên trong năm 1979 đã tạo điều kiện cho sự nổi tiếng trên thị trường thế giới ngày nay về các sản phẩm bao gói khí quyển cải biến MA (Modified Atmosphere) Kể từ đó đã có sự nhân rộng trong việc ứng dụng và nhu cầu đòi hỏi chính đáng của người tiêu dùng về các loại thực phẩm tươi và đông lạnh mà lại chứa ít các chất bảo quản Điều đó đã dẫn đến một sự gia tăng đáng kể trong lĩnh vực các sản phẩm bao gói trong khí quyển thay đổi Ngày nay, thực phẩm đóng gói trong

MAP bao gồm thịt tươi và nấu chín, cá, rau quả, mì sợi, phomát, các loại bánh nướng

từ bột mì, khoai tây chiên, cà phê và trà

3.2.2 Khái niệm MA

Phương pháp bảo quản trong môi trường không khí cải tiến (phương pháp MA) là phương pháp mà thành phần không khí có sự thay đổi thích hợp trong quá trình bảo quản

Trong công nghệ bảo quản rau quả phương pháp MA còn được quan niệm: “Là phương pháp bảo quản mà rau quả được đựng trong túi màng mỏng polietylen có tính thẩm thấu chọn lọc hoặc tạo màng bao bọc quả bằng các chất sáp đặc biệt”

Phương pháp MA bao gồm:

- Phương pháp tạo màng bao cho sản phẩm

- Pháp pháp bao gói bằng khí quyển điều chỉnh (MAP)

3.2.3 Phương pháp tạo màng bao cho sản phẩm

3.2.3.1 Màng Protein

Các loại protein đã được sử dụng cho các ứng dụng phi thực phẩm nhờ đặc tính tạo màng của chúng từ thời cổ đại dưới dạng các hợp chất keo, sơn da thuộc, các lớp phủ giấy và mực

Gần đây hơn, các vật liệu protein, chằng hạn như protein casein của sữa và protein zein của bắp đã được dùng làm màng phủ ăn được cho các loại thịt xay, cũng như các loại hạt và sản phẩm bánh kẹo

Các lớp màng protein có nguồn gốc thực vật bao gồm zein bắp, gluten bột mì, protein đậu nành, protein đậu phộng Keratin, collagen, gelatin, casein và protein whey sữa là những loại màng có nguồn gốc động vật Điều chỉnh giá trị pH của các lớp màng protein có thể làm thay đổi dạng màng và tính thấm Hầu hết các màng protein thì hút nước và vì thế không phải là vật cản ẩm tốt Tuy nhiên các màng protein khô như zein, gluten bột mì, và đậu nành thì có tính thấm O2 kém

3.2.3.2 Màng Aloe Vera - nha đam

Loại gel thể hiện tính chất như một màng chắn đối với O2 và CO2, tạo nên một dạng màng kiểu MA, và cũng có khả năng chống ẩm

Do đó giảm được việc mất khối lượng, hóa nâu, mềm nhũng, và sự phát triển của nấm men cũng như nấm mốc Dạng vật liệu này được nhận thấy có chứa các chất chống vi sinh vật và vì vậy chống được thối rữa Aloe vera chứa các cacbohydrate malic acid-acetylat (bao gồm các β-1-4-glucomanna) được chứng minh rằng có tính chống viêm Gel nha đam đã được sử dụng để phủ nho tươi và kéo dài thời gian sử dụng chúng lên khoảng 35 ngày tại 10C

3.2.3.3 Màng lipid

Lipit bao gồm các nhóm hợp chất kỵ nước, với các ester trung hòa của glycerol và các acid béo Chúng cũng bao gồm sáp Các acid béo và các alcohol thiếu sự toàn vẹn về mặt cấu trúc và thường bền ở dạng tự do giúp tạo màng tốt

Một số các loại màng như: dầu parafin, dầu khoáng, dầu hải ly (castor oil), dầu cải, acetylate monoglyceride, và các loại dầu thực vật (dầu phộng, dầu bắp, dầu nành) có

thể được sử dụng kết hợp với các thành phần khác hoặc sử dụng riêng để phủ các sản phẩm thực phẩm Các loại sáp như: parafin, carnauba, sáp ong và các sáp polyethylene cũng có thể sử dụng kết hợp hay độc lập để làm lớp phủ thực phẩm

3.2.3.4 Màng chitosan

Khái quát

Chitosan là một loại polyme sinh học, được sản xuất từ vỏ tôm Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, tên khoa học β-1,4-poly-D-glucosamin công thức phân tử (C6H11NO4)

Hình 4: Công thức chitosan Đặc tính chitosan

Chitosan là polysaccarit có đạm, không độc hại, có khối lượng phân tử lớn

Là một chấn rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau

Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị

Không tan trong nước, dung dịch kiềm và acid đậm đặc nhưng tan trong acid loãng pH=6, tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy

309-3110C

Ưu điểm của màng chitosan

- Dễ phân huỷ sinh học

- Vỏ tôm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan

- Tận dụng phế thải trong chế biến thủy sản để bảo quản thực phẩm ở nước ta Thành công này còn góp phần rất lớn trong việc giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do các chất thải từ vỏ tôm gây ra

Ứng dụng

- Bảo quản chuối

Thời gian bảo quản kéo dài gấp 3 so với bình thường (không ứng dụng chế phẩm sinh học chitosan) và có thể ứng dụng trên diện rộng với khối lượng trái cây lớn Chuối được bao màng chitosan nhờ dùng phương pháp phun sương Chế phẩm sinh học chitosan được tạo ra bằng cách hòa tan 1g chitosan trong acid acetic loãng 1% và dùng