Đồ án công nghệ chế biến rau quả

Tất cả các tế bào đều có đặc tính của một hệ thống sống : trao đổi chất và năng lượng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản, di truyền, tiếp nhận và phản ứng với các nhân tố ngoại cảnh…

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 5

I Giới thiệu về nguyên liệu: 5

1 Cấu tạo tế bào và mô thực vật: 5

1.1 Thành tế bào 6

1.2 Nguyên sinh chất 7

1.3 Không bào 12

2 Cấu tạo mô thực vật: 12

2.1 Mô che chở - mô bì 12

2.2 Mô mềm – mô dự trữ 14

2.3 Mô cơ – mô nâng đỡ 15

2.4 Mô mạch – mô dẫn 16

2.5 Mô phân sinh 16

II Thành phần hóa học của rau quả 16

1 Nước 16

2.Các hợp chất hydratcarbon 16

2.1 Đường 17

2.2 Tinh bột 18

2.3 Cellulose và hemicellulose 18

2.4 Pectin 18

2.5 Hợp chất chứa nitơ 18

2.6 Lipid 19

2.7 Các hợp chất bay hơi 19

2.8 Sắc tố 20

2.9 Acid hữu cơ 20

2.10 Vitamin 21

III Quá trình sấy 21

1 Khái niệm 21

2 Điều kiện cơ bản để làm khô 21

3 Sự thay đổi nhiệt độ 22

4 Các giai đoạn sấy đoạn sấy và vận tốc sấy 23

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ SẤY RAU QUẢ 26

I Quy trình công nghệ 26

II Thuyết minh quy trình 27

1 Rửa 27

1.1 Mục đích 27

1.2 Các biến đổi của nguyên liệu 27

1.3 Phương pháp thực hiện 27

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng 28

1.5 Thiết bị 28

2 Qúa trình phân loại 32

2.1 Mục đích 32

2.2 Các biến đổi của nguyên liệu 32

2.3 Phương pháp thực hiện 32

2.4 Thiết bị 34

3 Quá trình gọt - rửa 35

3.1 Mục đích 35

3.2 Các biến đổi 35

3.3 Phương pháp thực hiện 35

3.4 Thiết bị 38

4 Cắt lát 38

4.1 Mục đích: 38

4.2 Các biến đổi 39

4.3 Phương pháp thực hiện: 41

4.4 Thiết bị 41

5 Chần - hấp 43

5.1 Mục đích 43

5.2 Các biến đổi 44

5.3 Phương pháp thực hiện: 44

5.4 Thiết bị 45

6 Xử lý hóa chất 47

6.1 Mục đích: 47

6.2 Biến đổi: 47

6.3 Phương pháp thực hiện: 48

6.4 Thiết bị 48

7 Chà 48

7.1 Mục đích 49

7.2 Các biến đổi trong quá trình chà 49

7.3 Phương pháp thực hiện 49

7.4 Thiết bị 50

8 Sấy 51

8.1 Mục đích 51

8.2 Các biển đổi 51

8.3 Các thông số của quá trình sấy 52

8.4 Các phương pháp sấy 54

8.5 Thiết bị 54

9 Quá trình lựa chọn trước bao gói 68

9.1 Mục đích 68

9.2 Thiết bị 68

10 Bao gói 70

10.1 Mục đích của bao gói 70

10.2 Các dạng bao bì dùng trong bao gói sản phẩm sấy 70

10.3 Phương pháp thực hiện 70

10.4 Các thiết bị trong quá trình bao gói 71

CHƯƠNG 3 SẢN XUẤT RAU QUẢ SẤY NGUYÊN DẠNG 74

1 Chuối sấy 74

1.1 Yêu cầu chọn nguyên liệu 74

1.2 Chỉ tiêu chất lượng của chuối sấy 74

1.3 Quy trình công nghệ 75

1.4 Các chú ý trong quá trình thực hiện 75

2 Vải, Nhãn sấy 75

2.1 Yêu cầu chọn nguyên liệu 76

2.2 Chỉ tiêu chất lượng nhãn sấy nguyên vỏ 76

2.3 Quy trình công nghệ 76

2.4 Các chú ý trong quá tình thực hiện 76

3 Mít sấy 77

3.1 Yêu cầu chọn nguyên liệu 77

3.2 Chỉ tiêu chất lượng mít sấy 78

3.3 Quy trình công nghệ 78

3.4 Các chú ý trong quá trình thực hiện 78

4 Nấm sấy 79

4.1 Yêu cầu chọn nguyên liệu: 79

4.2 Chỉ tiêu chất lượng nấm sấy 79

4.3 Quy trình công nghệ 79

4.4 Các chú ý trong quá trình thực hiện 79

5. Ớt sấy 79

5.1 Yêu cầu chọn nguyên liệu 79

5.2 Chỉ tiêu chất lượng ớt sấy: 80

5.3 Quy trình công nghệ: 80

5.4 Các chú ý khi thực hiện quá trình 80

6 Hành tỏi sấy 81

6.1 Yêu cầu chọn nguyên liệu 81

6.2 Chỉ tiêu chất lượng của hành tỏi sấy 81

6.3 Quy trình công nghệ 81

6.4 Các chú ý khi thực hiện quá trình 81

CHƯƠNG 4 SẢN PHẨM 82

1 Các biến đổi của sản phẩm sau khi sấy 82

1.1 Biến đổi màu sắc 82

1.2 Biến đổi mùi 82

1.3 Tổn thất dinh dưỡng 83

2 Kết cấu và phương thức hoàn nguyên 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

I. Giới thiệu về nguyên liệu:

1 Cấu tạo tế bào và mô thực vật:

Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản nhất trong mọi cơ thể sống.Trong một cơ thể cùng tồn tại nhiều tế bào khác nhau về bản chất Tế bào của các thực vật khác nhau, của các bộ phận khác nhau trong cơ thể thực vật thì khác nhau về hình dáng, kích thước, màu sắc, cấu tạo bên trong, chức năng và phản ứng sau thu hoạch Tuy vậy,tổ chức của tế bào đều tuân theo những nguyên tắc cấu trúc thống nhất Tất cả các tế bào đều có đặc tính của một hệ thống sống : trao đổi chất và năng lượng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản, di truyền, tiếp nhận và phản ứng với các nhân tố ngoại cảnh…

Tế bào thực vật khi tách rời thường có dạng hình cầu, nhưng khi nằm trong một tập hợp của mô thì tế bào bị ép lại và có hình đa giác (hình 1) Các tế bào ở vùng dãn của thân, rể có dạng hình hộp

Hình 1: Tế bào thực vật

Tế bào thực vật chia thành hai phần chính:

- Thành tế bào

- Nguyên sinh chất

Ngoài ra, tế bào thực vật trưởng thành còn có không bào là những túi chứa đầy dịch bào

1.1 Thành tế bào

Tế bào thực vật được bao bọc trong một lớp vỏ cứng được gọi là thành tế bào, hay nói cách khác là tế bào sống trong một “hộp gỗ” Thành tế bào và lục lạp là những cấu trúc đặc trưng của tế bào thực vật, vốn không có ở động vật

1.1.1 Chức năng của thành tế bào :

Bao bọc các cơ quan bên trong của tế bào thông qua việc tạo ra một khung

đỡ cho lớp màng tế bào ngoài và các màng nguyên sinh chất, chống lại áp suất thẩm thấu của các phần bên trong tế bào

Tạo hình dạng cấu trúc và độ bền cơ học cho tế bào và mô thực vật

Tuy nhiên, thành tế bào không phải chỉ là một bộ khung cơ học Thành tế bào của các tế bào non còn có vai trò sinh lý nhất định Nó có khả năng sinh trưởng, ngăn cản sự thâm nhập tự do và tham gia một phần vào sự hấp thu chất khoáng tế bào Thành tế bào là màng thẩm thấu nước và các chất hòa tan

1.1.2 Thành phần hóa học của tế bào thực vật:

Để đảm bảo độ bền và khả năng sinh trưởng, thành tế bào được xây dựng

từ các vật liệu chính sau:

 Vật liệu ổn định có tính đàn hồi ở dạng sợi nhỏ : cellulose

 Vật liệu mềm dẻo ở dạng khuôn vô định hình: pectin,hemicellulose

Ngoài ra trong thành tế bào còn có lipit và protein

1.1.3 Cấu trúc của thành tế bào:

Thành tế bào có cấu tạo nhiều lớp Ngoài cùng là phần tiếp giáp các tế bào với nhau gọi là lớp giữa Tiếp sau đó là vách nguyên sinh, rồi đến vách thứ sinh

Về cấu tạo chung, khung của thành tế bào do các macro và microphibril của các bó sợi cellulose bện lại Thông thường, 100 phân tử cellulose hợp thành 1 micelle 20 micelle hợp thành microphibril và 250 microphibril hợp thành macrophibril Các bó sợi này liên kết với nhau nhờ liên kết hydro Các bó sợi này được nhúng vào một khối mềm dẻo vô định hình, được tạo thành từ hemicellulose, pectin và protein

 Lớp giữa:

Trong quá trình sinh trưởng của tế bào, sau khi kết thúc sự phânchia nhân, hai tế bào mới sẽ được tách ra từ tế bào mẹ Phần cấu trúc nằm giữa ở hai tế bào gọi là lớp giữa Lớp giữa được hình thành từ một lớp các chất pectin, được xem như “xi măng”, có chức năng gắn kết các tế bào bên cạnh nhau lại

 Vách nguyên sinh chấtVách nguyên sinh được tạo thành từ tế bào chất trong quá trìnhphân chia tế bào Khi tế bào đạt được kích thước tối đa thì sự hình thành vách nguyên sinh chất cũng , kết thúc Vách nguyên sinh chất được cấu trúc từ các vất liệu vừa có tính đàn hồi vừa có tính dẻo để điều tiết sự sinh trưởng của tế bào

Ở vách nguyên sinh, cellulose là thành phần cấu trúc chính (30%) Ngoài ra, nó còn có hemicellulose, pectin, protein (dạng cấu trúc và không cấu trúc), nước, một số hợp chất hữu cơ và vô cơ khác Vách nguyên sinh của tế bào biểu bì còn

có thể chứa sáp

 Vách thứ sinh

Ở một số loại tế bào thực vật, thành tế bào còn có một lớp thứ hai, được hình thành phía bên trong của vách nguyên sinh khi tế bào đã ngừng sinh trưởng, gọi là vách thứ sinh Vách này làm tăng cường tính bền vững của thành tế bào

Vách thứ sinh cũng được cấu trúc từ cellulose (60%), hemicellulose, một ít pectin, à bền vững hơn nhờ có lignin Khi hình thành vách thứ sinh, độ dày thành tế bào tăng lên nên mất tính đàn hồi và khả năng tăng trưởng Tuy nhiên nó vẫn đảm bảo tính thấm nước và cho chất tan đi qua Độ cứng của thành tế bào

có vai trò trong việc hình thành nên tính giòn tự nhiên của rau quả

1.2 Nguyên sinh chất

Nguyên sinh chất quyết định những đặc tính sống của tế bào Để biết tổ chức và hoạt động của nguyên sinh chất, ta cần xem xét cấu trúc và chức năng của các phần tử cấu tạo nên nguyên sinh chất

1.2.1 Màng

Ranh giới giữa thành tế bào với nguyên sinh chất hay giữa nguyên sinh chất với không bào được hình thành bởi các màng (membran) Màng bao bọc quanh nguyên sinh chất tách ra khỏi thành tế bào gọi là màng sinh chất, còn màng tạo ranh giới giữa nguyên sinh chất và không bào gọi là màng không bào Các cơ quan tử như nhân, lục lạp, ty thể,… nằm trong nguyên sinh chất cũng được bao bọc bởi các màng riêng của mình có đặc tính rất khác nhau Chính các cơ quan tử ấy có hệ thống màng

cấu trúc rất đặc trưng và đảm nhận những chức năng hết sức quan trọng Ngoài ra, trong nguyên sinh chất còn có một hệ thống “kênh,rạch” được hình thành nhờ các màng gọi là mạng lưới nội chất Thuật ngữ “màng” dễ bị hiểu nhầm rằng đây chỉ là một màng ranh giới hay bảo vệ Tuy nhiên cấu trúc và chức năng của màng quyết định toàn bộ hoạt tính sinh lý và sinh hóa của tế bào

 Thành phần hóa học của màng Màng là một cấu trúc có tổ chức nghiêm ngặt Thành phần hóa học của màng gồm protein, lipid, hydrocarbon và muối vô cơ Tuy nhiên hai thành phần chính cấu tạo của màng là protein và phospholipid Thành phần, tỷ lệ và sự định hướng của hai cấu tử này quyết định cấu trúc và chức năng của màng Lipid (trong đó

có 80% là phospholipid) chiếm khoảng 40% chất khô của màng Màng có chức năng bảo vệ và bao bọc thì tỷ lệ lipid thường cao, chiếm khoảng 80% trong khi các màng đảm nhận chức năng trao đổi năng lượng ở ty thể và lục lạp lại có tỷ lệ protein đến 70%

 Cấu trúc của màng Màng là dung dịch thể lỏng hai chiều của các protein thể cầu trong lipid Cơ sở cấu trúc của màng là lipid trong đó phospholipid chiếm ưu thế Protein trong màng đóng vai trò xác định như enzym hay protein vận chuyển Cấu trúc

cơ bản của các loại màng là hai lớp lipid xếp song song – lớp phân tử kép Lipid của màng là các phân tử lưỡng tính có các phân kị nước (các gốc carbuahydro) và phần ưa nước (các gốc phosphate, cholin, đường) Trong môi trường nước và cả trong tế bào, các lớp phân tử kép này sắp xếp như sau: phần kỵ nước của các phân tử này quay lại với nhau để tách xa khỏi môi trường nước Tương tác này được duy trì nhờ các liên kết

kỵ nước và lực London – Van de Waalls Như vậy phía ngoài màng có tính ưa nước, còn bên trong kị nước Ở nhiệt độ thấp, các gốc carbuahydro tạo thành dạng mạng lưới tinh thể và màng chuyển trạng thái gel Ở nhiệt độ sinh lý thì màng ở trạng thái tinh thể lỏng Hàm lượng các acid béo chưa no càng lớn thì nhiệt độ chuyển pha của màng càng thấp và màng càng trở nên lỏng

Với cấu trúc linh động và đa dạng, màng có hàng loạt chức năng quan trọng khác nhau: ranh giới, bảo vệ, ngăn chặn, vận chuyển, thẩm thấu, trao đổi năng lượng, nhận và điều chỉnh các tín hiệu bên ngoài

giải các chất hydratcarbon dự trữ thông qua chu trình đường phân (glycolysis), chu trình pentose phosphate và tổng hợp protein Tế bào chất có khả năng vận động và kéo theo sự chuyển động của các phần tử cấu trúc nằm trong nó

Trong tế bào chất còn chứa một vài cơ quan tử quan trọng (cấu trúc hiển vi) cũng được bao bọc bởi màng và có những chức năng đặc thù

 NhânMỗi tế bào có chứa một thể nhỏ hình cầu hay hình trứng gọi lànhân Đa số các tế bào sống của cây trồng nông nghiệp là tế bào đơn nhân, ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt là tế bào không nhân hoặc đa nhân Nhân tế bào là cơ quan

tử lớn nhất, có kích thước 7 – 8 micromet Nhân tách biệt với tế bào chất quanh bời màng nhân

Phía trong của màng nhân là chất nền có chứa DNA (deoxyribonucleic acid), RNA (ribonucleic acid), nucleic acid, protein, lipid và các hợp chất khác nữa Ngoài ra còn có hạch nhân là một thể cầu màu sẫm, có chức năng

dự trữ RNA và tổng hợp ribosome của RNA Các nhiễm sắc thể cũng được tìm thấy trong nhân ở trạng thái không cuộn chặt, được xem như chất nền của DNA và protein gọi là chất nhiễm sắc, ngoại trừ ở giai đoạn phân chia tế bào

Chức năng của nhân:

- Nhân là trung tâm điều khiển của tế bào, duy trì các thôngtin di truyền được mã hóa trong các chuỗi NDA

- Truyền thông tin di truyền từ tế bào này sang tế bào khácbằng con đường tổng hợp DNA

- Chuyển thông tin đến tế bào chất thông qua việc tổng hợpmRN

 Lạp thểTrong tế bào thực vật có chứa một nhóm cơ quan tử rất khác biệtđược gọi là lạp thể Các lạp thể có hình dạng, kích thước và chức năng khác nhau Có

3 dạng lạp thể cơ bản nhất:

- Lục lạp: thường thấy ở các tế bào màu xanh và là bộ máyquan hợp của tế bào Lục lạp chứa chlorophyll có sắc tố xanh lá cây và bộ máy quang hóa để chuyển năng lượng mặt trời (ánh sáng) thành năng lượng hóa học Ngoài ra, lục lạp còn có các enzym cần thiết hấp thụ khí carbonic (CO2) của không khí để sinh tổng hợp ra đường và các hợp chất carbon

Sắc lạp: Chứa các sắc tố carotenoid tạo ra các màu sắc đỏ vàng ở nhiều loại trái cây, ví dụ như carotene, lycopene trong quả cà chua…

-Sắc lạp hình thành chủ yếu từ các lục lạp thành thục khí chlorophyll đã bị phân giải hết

- Vô sắc lạp – lạp thể không màu: Là nơi dữ trữ các hợp chấtcarbon trong tế bào Lạp thể này rất phổ biến ở các nông sản sau thu hoạch Nhóm lạp thể không màu bao gồm các lạp thể rất đặc trưng chứa tinh bột (bột lạp); chứa chất béo, chứa protein

Lạp thể được hình thành từ tiền lạp thể trong tế bào chất ngay khi tế bào được tạo thành Các tiền lạp thể này được phân thành các loại lạp thể khác nhau tùy thuộc vào bản chất của tế bào nơi chúng định vị Dạng của lạp thể không ổn định

mà chúng có thể chuyển hóa cho nhau Trong nhiều trường hợp, sự biến đổi này có liên quan đến các biến đổi sinh lý quan trọng như sự chín của quả, sự già hóa

Lục lạp được bao bọc bởi một lớp màng kép lipo – protein Bên trong lục lạp là cơ chất lỏng, nhầy, không màu chứa protein (đặc biệt là enzym xúc tác cho các phản ứng cố định CO2 trong quan hợp), lipid, hạt tinh bột, DNA, RNA và các hợp chất hữu cơ khác (các sản phẩm quang hợp, các chất tổng hợp thứ cấp) Trong lục lạp có một hệ thống màng rất phức tạp gắn với chất nền gọi là stroma Hệ thống màng này bao gồm grana (hạt xếp cọc) – thực chất là thylakoid hình đĩa dẹt xếp chồng lên nhau thành các khối trụ và được nối với nhau bởi stroma Các phản ứng cố định CO2diễn ra ở stroma trong khi hệ thống quang hợp lại nằm ở mảng thylakoid

Đối với cây trồng, các nghiên cứu tập trung vào lục lạp Tuy nhiên việc nghiên cứu cấu trúc, đặc điểm sinh lý, hóa sinh của các lạp thể không màu mới lại

là mối quan tâm đáng kể của lĩnh vực sinh học sau thu hoạch ở góc độ dự trư năng lượng

 Ty Thể

Ty thể là một cơ quan tử nhỏ, thon dài (chiều dài khoảng 1 – 5 micromet), đôi khi có hình cầu Số lượng và kích thước ty thể trong tế bào phụ thuộc vào loại, tuổi tế bào và loài thực vật, dao động trong khoảng vài trăm đến vài ngàn Trong tế bào, ty thể thường tập trung ở phần diễn ra sự trao đổi chất tích cực nhất

Thành phần hóa sinh của ty thể: protein chiếm 70% trọng lượng chất khô, lipid 27%, DNA và RNA chiếm 0,5 – 2 %

Chức năng cơ bản nhất của ty thể là thực hiện quá trình hô hấp của

tế bào Ty thể chứa các enzym hô hấp của chu trình Krebs và chuỗi vận chuyển điện tử

để tổng hợp ra ATP (adenosine triphosphate) Ty thể sử dụng các sản phẩm của chu trình đường phân để tạo ra năng lượng Vì vậy, có thể coi ty thể là các cơ quan sinh năng lượng của tế bào

 Màng lưới nội chấtMàng lưới nội chất là hệ thống màng nội tế bào, dày khoảng 5– 6 micromet, ở dạng ống hoặc các kênh Nhờ có mạng lưới nội chất, tế bào được phânlàm nhiều khoang Sự phân khoang này có ý nghĩa trong việc điều chỉnh, vận chuyểnnội chất cũng như quá trình trao đổi chất nội tế bào Trên bề mặt của hệ màng lưới nộichất thường có ribosome Hệ thống màn lưới nội chất thường gắn với màng của phứchợp golgi Hệ thống này đảm bảo sự biến đổi, bao bọc, vận chuyển các chất bài tiết,các nguyên liệu xây dựng vỏ tế bào Những kênh của lưới nội chất có thể đi qua các tếbào lân cận.

 RibosomeRibosome là những thể nhỏ có đường kính 0,17 – 0,25micromet Thành phần chủ yếu là RNA (60%) và protein, có chức năng tổng hợp protein trong tế bào, Ribosome được định vị trong tế bào chất, có thể gắn vào màng lưới nội chất hoặc ở dạng tự do, lơ lửng trong khuôn tế bào chất, phân tán riêng biệt hoặc thành nhóm nhỏ Ngoài ra, ribosome còn được tìm thất trong nhân, lạp thể và ty thể Do tế bào cần rất nhiều protein cũng như protein nhanh chóng bị sử dụng, chuyển hóa nên tế bào cần có nhiều ribosme

Khi một RNA thông tin (mRNA) mang mã di truyền của một protein đặc hiệu từ nhân đến, một số ribosome kết hợp lại tạo thành một tập hợp gọi là polysome (pplyribosome) RNA vận chuyển trong tế bào chất kết gắn các amino acid lại và mang các đoạn protein tới polysome để hợp nhất lại thành một phân tử protein mới

 Bộ máy golgi

Bộ máy golgi là một cấu trúc nhỏ trong tế bào có đường kính

1 – 3micromet, dày 0,5 micromet Thể golgi là những chồng đĩa tròn, phẳng được bao bọc bởi một lớp màn đơn Một thể golgi có thể bao gồm vài đĩa, nhiều nhất đến 20 đĩa Một tế bào có thể chứa vài chục đến 100 thể golgi, tùy thuộc vào loại tế bào có thể tạo thành tổ hợp golgi Người ta cũng chưa biết rõ bộ máy golgi là một cơ quan tử độc lập hay chỉ là một phần của màng lưới nội chất Những tế bào đang sinh trưởng, ví dụ như đầu rễ, có chức nhiều thể golgi

Chức năng của thể golgi là hình thành và tiết ra những hợp chất, mà chủ yếu là polysaccharide (acid pectinic) để cấu trúc nên thành tế bào Việc này được thực hiện nhờ sự hình thành các túi hình cầu chứa polysaccharide do các đĩa của thể golgi sinh ra Các túi này được di chuyển đến màng tế bào, sau đó màng của các túi này vỡ ra để giải phóng các hợp chất xây dựng thành tế bào

1.3 Không bào

Ở tế bào trưởng thành, không bào là một khoang lớn ở trung tâm tế bào chất Các

tế bào còn non có vài không bào nhỏ, nhưng khi tế bào trưởng thành, chúng hợp lại thành một không bào trung tâm, có thể chiếm tới 90% thể tích tế bào

Về mặt cấu trúc, không bào được bao bọc bởi một màng đơn, gọi là màng không bào, có tính thấm khác nhau đối với các loại phân tử Nhờ đó, sự di chuyển của các phân tử ra vào màng không bào được kiểm soát nghiêm ngặt Không bào chứa nhiều hợp chất như đường, acid hữu cơ, amoni acid, protein, tanin, calcium oxalate, anthocyanin, phenolic, alkaloid, gôm và các sản phẩm khác nữa

Không bào có 3 chức năng cơ bản:

- Không bào là nơi chứa các sản phẩm bài tiết của sự trao đổi chất

- Không bào duy trì sức trương của tế bào

- Không bào chứa rất nhiều loại enzym thủy phân như protease, lipase,nuclease, phosphatase

Trong điều kiện bình thường, các enzym này hoạt động để tái sử dụng các hợp chất trong tế bào chất Tuy nhiên khi màng không bào bị rách do tế bào bị tổn thương hoặc già hóa, những enzym này sẽ được giải phóng vào tế bào chất Ở đây, chúng tấn công rất nhiều thành phần của tế bào, tăng tốc độ tiêu diệt và phá hủy tế bào Ngược lại, một vài enzym có trong tế bào chất gặp các cơ chất được giải phóng từ không bào, dẫn đến những phả ứng không mong muốn

2 Cấu tạo mô thực vật:

Các loại rau quả được cấu tạo từ 5 nhóm mô chính sau:

- Mô che chở - mô bì

- Mô mềm – mô dự trữ

- Mô cơ – mô nâng đỡ

- Mô mạch – mô dẫn

- Mô phân sinh

2.1 Mô che chở - mô bì

(hơi nước, oxy, carbonic) và sức đề kháng của rau quả đối với các tác nhân cơ giới và sinh học trong suốt quá trình xử lý và bảo quản Đói với một số rau quả, mô bì còn có ảnh hưởng đến hình thức của sản phẩm

Mô bì được chia thành hai nhóm chính sau:

2.1.1 Mô che chở sơ cấp – biểu bì:

 Tế bào biểu bìCác tế bào biểu bì bao phủ bề mặt thực vật biến sộng rất nhiềuvề kích thước, hình dạng và chức năng Tế bào biểu bì thường có cấu trúc hình ống, độ dày thay đổi tùy thuộc vào loài thực vật hay vị trí của tế bào trên cây Các tế bào biểu

bì vẫn có sức sống, có sự chuyển hóa và có thể chứa một vài cơ quan tử chuyên biệt như lục lạp và sắc tố ở không bào Mặt ngoài của màng tế bào biểu bì còn được phủ một lớp cutin do chất cutin – một hỗn hợp của acid béo thấm vào Cutin thường được tìm thấy trên bề mặt của các bộ phận cây trồng trên mặt đất và bộ phận quan trọng của

hệ thống rễ Ngoài ra màng tế bào còn được phủ sáp, trông giống như những chiếc đĩa dẹt, dạng que và sợi nhô lên khỏi bề mặt Một số nông sản có lớp sáp mỏng trên bề mặt như quả nho, quả mận, táo, củ su hào, lá bắp cải hoặc lớp sáp dậy như ở bí đao, bí ngô, thân cây mía,… có khả năng hạn chế sự thoát hơi nước sau khi thu hoạch

 Khí khổng (Stomata)Chức năng chính của biểu bì là bảo vệ, che chở, nhưng bên cạnh

nó còn có chức năng trao đổi khí với môi trường và thoát hơi nước Nhiệm vụ này do khí khổng đảm nhiệm Như vậy, khí khổng là một thành phần cấu tạo của biểu bì

Khí khổng là một khe hở nằm giữa hai tế bào chuyên hóa trên biểu bì, gọi là tế bào lỗ khí, tạo điều kiện cho sự trao đổihai chiều của các chất khí Hai

tế bào này thường có hình hạt đậu, úp mặt lõm vào nhau, tạo ra một khe lỗ khí ở giữa

Sự thay đổi áp suất bên trong tế bào này quyết định sự đóng mở của khí khổng Ở phía sưới của lỗ khí là khoang trống gọi là khoang khí

Khí khổng thường được tìm thấy ở các bộ phận trên mặt đất của thực vật, nhưng chủ yếu tâp trung ở lá Do đó, một số loại rau ăn lá thường có cường

độ hô hấp cao do sự thấm hút khí oxy qua khí khổng

Sự đóng ở khí khổng cũng là một con đường xâm nhiễm của nấm Nấm thường tránh cơ chế bảo vệ của biểu bì mà xâm nhập theo con đường này

 LôngLông là một dạng khác của tế bào biểu bì chuyên hóa có ở mọi bộphận cả thực vật Lông là phần kéo dài của biểu bì ra phía ngoài Lông khác nhau về

hình dạng (dạng tuyến hoặc không dạng tuyến), cấu trúc (đơn bào hoặc đa bào), kích thước

Với loại nông sản trên mặt đất, lông làm nhiệm vụ bảo vệ, che chở, chống sự thoát hơi nước quá mạnh Ở giai đoạn sau thu hoạch, do thao tác thu hoạch hoặc chăm sóc rau quả, lông trên bề mặt rau quả bị rụng, gãy tạo điều kiện cho

sự xâm nhập của nấm

 Thủy khổng – lỗ nướcThủy khổng là một dạng tế bào biểu bì bị biến đổi Chúng đạidiện cho những tế bào mo mạch và mô mềm bị biến đổi nằm dọctheo mép lá và cho nước được thoát ra ngoài qua các lỗ trên bềmặt Bề mặt của nó tương tự như khí khổng nhưng không có khảnăng đóng lại Vì vậy, đây là con đường thoát hơi nước và xâmnhiễm của nấm trên các sản phẩm rau ăn lá

2.1.2 Mô che chở thứ cấp – chu bì

Ở một số bộ phận thực vật như thân, rễ cây, sau khi biểu bì chết đi thì mô che chở thứ cấp được hình thành thay thế, làm dày thêm lớp vỏ ngoài Lớp mô bảo vệ này được gọi là chu bì Chu bì được hình thành khi cây trồng bị tổn thương trên lớp vỏ và hiện tượng này xảy ra với hầu hết các thực vật

Chu bì được tạo thành từ 3 loại mô:

- Tầng bần: là lớp bảo vệ nằm ngoài cùng Đây là những tế bàochết, hình phiến, thành tế bào bị suberin hóa Tế bào thường rỗng, không có nội chất, không màu hoặc có màu nâu Các té bào bần xếp sít nhau không để chừa khoảng gian bào Bần có đặc tính không thấm nước và thấm khí nên tầng bần

có tác dụng bảo vệ, chống sự thoát hơi nước, chống sự xâm nhập của nấm

- Tầng phát sinh bần, lục bì – tầng sinh vỏ: tầng này nằm ở giữa.Đây là nơi mà các tế bào của chu bì được hình thành do tế bào của tầng này có khả năng phân chia

Lục bì: là lớp mô nằm phía trong cùng Tế bào của lớp này giống

tế bào mô mềm của vỏ, nhưng bên trong có các hạt diệp lục Màng tế bào bằng cellulose, đôi khi hóa gỗ Lục bì có thể có một vài lớp

2.2 Mô mềm – mô dự trữ

Các tế bào nhu mô tạo nên mô mềm – mô cơ bản của các nông sản sau thu hoạch

Các tế bào nhu mô có nhiều cạnh, nhiều mặt (có thể có 9-20 cạnh hoặc nhiều hơn) và có nhiều hình dạng khác nhau như hình hơi tròn, hình trái xoan, đa giác, hình phiến

Tùy vào vị trí mà mô mềm có chức năng khác nhau:

- Mô mềm dự trữ: ở phần thịt quả, rể củ và hạt, các tế bào nhu mô làm nhiệm

vụ dự trữ các hợp chất như hydratcarbon, protein, lipid và tạo nên phần ăn đượccủa nông sản

- Mô mềm đồng hóa: trong mô thịt lá, các tế bào nhu mô có chứa nhiều diệplục và thực hiện chức năng quang hợp

- Ngoài ra, các tế bào nhu mô còn có thể kích thích bài tiết hoặc có thể phụchồi khả năng phân sinh khi tổn thương

2.3 Mô cơ – mô nâng đỡ

2.3 1 Mô dày – hậu mô

Các tế bào mô dày về cơ bản giống như các tế bào nhu mô, nhưng có cấu tạo thành tế bào rất dày nen tăng cường khả năng nâng đỡ cho thực vật Các tế bào này rất khỏe và mềm dẻo do thành tế bào không bị lignin hóa Các tế bào mô dày vẫn duy trì hoạt động trao đổi chất và có khả năng phân hủy thành tế bào nếu chức năng của mô phân sinh được phục hồi

2.3.2 Mô cứng – cương mô

Mô cứng gồm những tế bào có vách thứ sinh bị lignin hóa làm tăng cường sự cứng rắn cho các cơ quan thực vật

Các tế bào mô cứng rất khác nhau về hình dạng, cấu trúc và tính chất, nhưng chia thành hai nhóm:

- Tế bào đá: ngắn và rắn hơn tế bào sợi Vách tế bào dày, hóa gỗ,cứng, gần bịt kín khoang tế bào, nội chất tiêu biến nên là tế bào chết Tế bào đá

có thể xếp thành lớp hoặc tập hợp thành nhóm lẫn trong biểu bì, mô mềm hay

mô mạch của lá, thân, quả

- Tế bào sợi: là những tế bào hình thoi dài, màng rất dày, hóa gỗ ít,khoang tế bào hẹp Các tế bào sợi thường nằm thành từng đám hay dải, hoặc thành vòng bao quanh bó mạch của thân, cuống lá Chức năng của chúng là làm tăng tính bền vững cơ học cho các bộ phận thực vật

2.4 Mô mạch – mô dẫn

Mô mạch là một tổ chức chuyên hóa cao đảm nhiệm việc vận chuyển nước

và muối khoáng đến các bộ phận cây trồng Mô mạch là tập hợp của nhiều loại tế bào, trong đó gỗ và libe là hai nhóm chính

2.5 Mô phân sinh

Mô phân sinh gồm những tế bào non chưa phân hóa, có khả năng phân chia liên tục Chức năng cơ bản nhất của chúng là tổng hợp chất nguyên sinh và phân chia tế bào Chúng là những tế bào nhỏ, thành tế bào mỏng, có chứa nhiều tế bào chất đặc, nhân lớn, có một vài không bào nằm rải rác

II. Thành phần hóa học của rau quả

1 Nước

Trong rau quả, hàm lượng nước rất cao, chiếm hơn 80%

Nước đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống của tế bào Trước hết, nướcđược xem là thành phần quan trọng xây dựng nên cơ thể thực vật Nước chiếm đến 90% trọng lượng chất nguyên sinh và nó quyết định tính ổn định về cấu trúc cũng như trạng thái của keo nguyên sinh chất

Bên cạnh đó, nước còn có chức năng sinh hóa vô cùng quan trọng, là môi trường cho các phản ứng hóa sinh xảy ra, đồng thời là nguyên liệu cho một số phản ứng sinh hóa

Nước là môi trường hòa tan các chất khoáng, các chất hữu cơ như các sản phẩm quang hợp, các vitamin, các phytohormone, các enzym… và vạn chuyển lưu thông đến tất cả các tế bào, các mô và cơ quan

Nước trong rau quả còn là chất điều chỉnh nhiệt Khi nhiệt độ không khí cao, nhờ quá trình bay hơi nước mà nhiệt độ môi trường xung quanh hạ xuống nên các hoạt động tiến hành thuận lợi hơn

Nước trong rau quả chủ yếu ở dạng tự do Chỉ môt phần nhỏ của nước là ở dạng liên kết trong các hệ keo của tế bào

2 Các hợp chất hydratcarbon

Các hydratcarbon là thành phần chủ yếu của nông sản, chiếm 50-80% trọnglượng chất khô Chúng vừa là vật liệu cấu trúc tế bào (cellulose, hemicellulose, pectin), vừa là nguyên liệu cho quá trình hô hấp (đường) đồng thời là nguồn năng lượng dự trữ (tinh bột) cho quá trình sống

2.1 Đường

Đường là thành phần dinh dưỡng quan trọng và là một trong những yếu tố cảm quan hấp dẫn người tiêu dùng đối với các loại rau quả tươi Đường (ở dạng tự do hay kết hợp) quyết định chất lượng cảm quan của rau quả như tạo mùi, vị, màu sắc và trạng thái kết cấu

Bảng 2.1 Hàm lượng và thành phần đường trong một số loại quả (g/100g tươi)

2.2 Tinh bột

Tinh bột là polysaccharide quan trọng nhất đóng vai trò dự trữ

Tinh bột gồm hai loại khác nhau về cấu tạo phân tử, tính chất lý học và hóa học

- Amylose là một chuỗi dài không phân nhánh của 200- 1000 gốc α – D –glucose, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4- glucoside Phân tử amilose có cấu tạo xoắn, mỗi vòng xoắn chứ 6 gốc glucose Amylose tan trong nước, không tạo thành hồ khi đunh nóng, cho phản ứng màu xanh với Iốt

- Amylopectin được cấu tạo từ 2000-200000 gốc glucose và có cấu tạonhánh, mỗi nhánh thường chứa 20-25 phân tử glucose Tại điểm phân nhánh, các gốc α-D-glucose được liên kết với nhau bởi liên kết 1,6-glucoside Amylopectin tạo thành hồ khi đun nóng, cho phản ứng màu tím với Iốt

2.3 Cellulose và hemicellulose

Cellulose là polysaccharide phổ biến ở thực vật Cellulose không nằm ở các cơ quan dự trữ mà chủ yếu nằm ở các bộ phận bảo vệ như vỏ quả, vỏ hạt Nó là cấu tử chủ yếu của thành tế bào thực vật, Phân tử cellulose là một chuỗi dài không phân nhánh, gồm 1000-10000 gốc β-D-glucose liên kết với nhau Các phân tử cellulose có cấu tạo dạng sợi nhỏ và liên kết với nhau thành các bó gọi là micelle nhờ các liên kết hydro Các micelle này lại kết hợp lại thành những sợi rất bền vững

Hemicellulose là một nhóm polysaccharide không đồng nhất có liên kết chặt chẽ với cellulose Chúng cũng là một trong những thành phần cấu trúc chính của thành tế bào thực vật Các thành phần cấu tạo nên hemicellulose gồm glucose, galactose, mannose, xylose và arabinose

2.4 Pectin

Phần chính của thành tế bào thực vật được cấu tạo từ các polysaccharide giống như keo, không thuộc nhóm cellulose và được gọi là pectin Các chất pectin có phân tử lượng thấp hơn cellulose và hemicellulose Chúng thường tập trung ở thành tế bào, làm nhiệm vụ gắn kết các tế bào lại với nhau

Pectin là acid polygalacturonic nhưng một số nhóm carboxyl bị methyl hóa Các gốc acis D-galacturonic liên kết với nhau nhờ các liên kết 1,4-glucose Trong nông sản pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng : pectin hòa tan và pectin không hòa tan

2.5 Hợp chất chứa nitơ

Nitơ trong nông sản tồn tại chủ yếu dưới dạng protein và phi protein Protein có giá trị dinh dưỡng cao, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển mầm

của củ giống Hàm lượng protein trong rau quả nhìn chung là thấp: quả 1%, rau 2%, ngoại trừ các loại rau họ đậu đỗ chứa khoảng 5% Với các sản phẩm rau quả, phần lớn protein đóng vai trò chức năng chứ không dự trữ như các loại hạt

2.6 Lipid

Bảng 2.2 Hàm lượng lipid của một số rau quả

Lipid thực vật là một nhóm hợp chất lớn đóng vai trò trong hoạt động sinh

lý và trao đổi chất của nông sản sau thu hoạch Ở các nông sản như rau quả, lipid chủ yếu là dạng cấu tử tham gia vào thành phần cấu trúc màng, hay lớp vỏ sáp bảo vệ Hàm lượng lipid trong rau quả thấp, thường <1%, trừ quả bơ và ôliu có đến 15% chất béo dưới dạng hạt nhỏ trong tế bào thịt quả

2.7 Các hợp chất bay hơi

Các hợp chất bay hơi là những hợp chất có trọng lượng phân tử nhỏ, thường là phần triệu đơn vị và có hàm lượng không đáng kể so với trọng lượng nông sản, nhưng lại có ý nghĩa rất lớn trong việc tạo ra mùi và hương thơm đặc trưng cho nông sản, đặc biệt là các loại quả

Các chất bay hơi ở nông sản rất đa dạng về cấu trúc hóa học Chúng bao gồm các ester, lactone, alcohol, acid, aldehyd, ketone, acetal, terpene, một vài loại phenol, ether và hợp chất heterocyclic oxygen

Có rất nhiều loại bay hơi được sinh ra trog rau quả, nhưng chỉ có một số

ít hợp chất bay hơi quyết định mùi hương đặc trung của sản phẩm

2.8 Sắc tố

Đối với người tiêu dùng, màu sắc là một trong những tiêu chí cơ bản để đanh giá chất lượng rau quả sau thu hoạch Sắc tố cung cấp những thông tin về chất lượng như độ chín, tình trạng dinh dưỡng khoáng của rau quả

Sắc tố thực vật có thể chia thành 4 nhóm chính dựa trên cấu trúc hóa học: chlorophyll, carotenoid, flavonoid và betalain Trong đó nhóm 4 là ít phổ biến nhất Chlorophyll tạo nên màu xanh lá cây cho thực vật, có nhiều trong rau và các loại quả còn xanh Còn sắc tố thuộc nhóm carotenoid, flavonoid và betalain thì tạo nên các màu sắc đa dạng như vàng, đỏ, da cam, nâu, xanh nước biển, tím, trong các loại quả chín và một số rau quả đặc trưng khác

2.9 Acid hữu cơ

Acid hữu cơ là những mono carbocylic acid, dicarboxylic acid và tricarboxylic acid có cấu truc phân tử nhỏ, thể hiện thính chất acid do phân tử có các nhóm carboxyl (-COOH) Chúng tồn tạ dưới dạng acid tự do, anion hoặc dạng kết hợp như muối, ester, glycoside hoặc các hợp chất khác Acid hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong hoạt động trao đổi chất của rau quả sau thu hoạch

Bảng 2.3 Một số acid hữu cơ trong quả

III. Quá trình sấy

1 Khái niệm: Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi sản phẩm bằng nhiệt hay nói cách

khác sấy là quá trình chuyển ẩm từ trong rau quả ra phía ngoài rồi được tách rangoài không khí nhờ quạt gió và nhiệt độ

2 Điều kiện cơ bản để làm khô

Quá trình sấy được thực hiện là do có sự chênh lệch áp suất giữa áp suất riêngphần trên bề mặt rau quả và áp suất hơi nước trong không khí của môi trường bên ngoài

Gọi p1: Áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt rau quả

p2: Áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí Quá trình sấy rau quả sẽ xảy ra hay nước trong rau quả sẽ bôc hơi khi p1>p2cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng

Mỗi loại rau quả đều chỉ có thể sấy dộ ẩm cân bằng Trạng thái cân bằng ẩm phụ thuộc vào trạng thái của môi trường xung quanh như nhiệt độ, độ ẩm tương đối…

Do đó, nếu để một loại rau quả đã sấy khô ra ngoài không khí thì trong một thời gian ngắn, rau quả khô sẽ hút ẩm trở lại để dạt được một cân bằng mới tương ứng với môi trường xung quanh

Quá trình bay hơi nước ra khỏi rau quả qua hai giai đoạn:

- Nước trên bề mặt rau quả bốc hơi, tạo nên một chênh lệch độ ẩm giữa bề mặtrau quả và trong lòng quả

- Nước trong lòng quả khuếch tán ra bề mặt rau quả theo đúng quy luật khuếchtán, rồi tiếp tục bốc hơi

Hai giai đoạn này xảy ra đồng thời cùng một lúc, nhưng tùy theo từng thời gian

cụ thể trong quá trình sấy mà một trong hai giai đoạn đó có tác dụng quyết địnhđến tốc độ sấy

3 Sự thay đổi nhiệt độ

Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, do sự chênh lệch về nhiệt độ giữa tácnhân sấy à vật liệu sấy (rau quả), nhiệt độ trong rau quả tăng dần lên Tốc độ tăng nhiệt chậm dần từ ngoài vào trung tâm do khoảng cách giữa chúng và nguồn nhiệt xa dần Những điểm có cùng khoảng cách đến nguồn nhiệt thì nhiệt độ sẽ bằng nhau Do vậy trong nguyên liệu sấy sẽ hình thành gradient nhiệt độ, trong lớp ngoài cùng có nhiệt độ cao nhất (t1), ở trung tâm có nhiệt độ thấp (t2) Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các phần khác nhau của rau quả sấy gây nên sự khuếch tán ẩm từ ngoài vào trong rau quả Quá trình này được thực hiện dưới tác dụng của nhiệt khuếch tán Do kết quả co giãn của không khí trong các mao quản, nhiệt chuyển dời theo hướng có nhiệt độ thấp hơn, tức là từ bề mặt nóng nhất bên ngoài vào sâu trong nguyên liệu và kèm theo ẩm Hiện tượng dẫn nhiệt ẩm làm cản trở chuyển động của ẩm từ trong nguyên liệu ra ngoài bề mặt, tức là cản trở quá trình sấy

Biến đổi nhiệt độ của nguyên liệu và tác nhân sấy được biểu diễn ở đồ thị và giải thích chi tiết hơn trong phần các giai đoạn sấy

GVHD: Trần Thế Truyền pg 23

4 Các giai đoạn sấy đoạn sấy và vận tốc sấy

Khi sấy, lượng ẩm bốc hơi giảm dần theo thời gian và do đó tốc độ sấy cũng giảm dần theo thời gian cho đến khi lượng ẩm bốc hơi hết thì quá trình sấy sẽ dừng lại Tốc độ sấy là lượng ẩm (kg) bay hơi trên 1 diện tích (m2) bề mặt của sản phẩm sấy trong một đơn vị thời gian (giờ)

𝒖 = 𝐝𝐖

𝐅.𝐝𝐭 (𝒌𝒈/𝒎𝟐 h)

Trong đó:

u: Tốc độ sấy (kg/m2.h) W: Lượng ẩm bay hơi trong thời gian sấy (kg) F: diện tích bề mặt sản phẩm sấy (m2)

t: Thời gian sấy (giờ) Mối quan hệ biến thiên giữa độ ẩm của vật liệu sấy với thời gian sấy và sự thay đổi độ ẩm của vật liệu sấy với tốc độ sấy được thể hiện ở đồ thị 7.3

GVHD: Trần Thế Truyền pg 24

a, Đường biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm của vật liệu sấy với thời gian sấy

W: Độ ẩm của vật liệu sấy

Wth: Độ ẩm tới hạn của vật liệu sấy

Wcb: Độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy

t: Thời gian sấy

T: Nhiệt độ của vật liệu sấy

b, Đường biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ sấy của vật liệu sấy với thười gian sấy

c, Đường biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy với độ ẩm của vật liệu sấy

 Nhiệt độ vật liệu sấy không thay đổi và vẫn bằng nhiệt độ bầu ướt

 Độ ẩm vật liệu sấy giảm nhanh và đều đặn theo một đường thẳng

 Tốc độ sấy không thay đổi (giai đoạn đẳng tốc) Giai đoạn này chỉ xảy ra bốc hơi ở bề mặt sản phẩm sấy

“…” là đường lý thuyết, còn đường gạch nét liền “ ” là đường thực tế

Tốc độ sấy giảm dần đến gần 0 và thời gian sấy kéo dài

Quá trình sấy vật liệu ướt đạt đến độ ẩm cân bằng gồm 2 giai đoạn chính sau:

- Giai đoạn đẳng tốc u=const

Lúc này vật liệu còn nhiều nước, do đó tốc độ khuếch tán của nước từ bên trong vật liệu lớn hơn tốc độ bay hơi trên bề mặt vật liệu Vì thế, tốc độ sấy trong giai đoạn này phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ bay hơi trên bề mặt vật liệu Lượng nước khuếch tán từ trong ra bề mặt vật liệu đủ và kịp thời để bốc hơi nên lượng ẩm bay hơi đều đặn và u = const Do vậy, tốc độ sấy không phụ thuộc vào yếu tó bên trong vật liệu như: độ dày vật liệu, độ ẩm ban đầu của vật liệu,… mà chỉ phụ thuộc vào các yếu

tố bên ngoài (nhiệt độ, tốc độ và độ ẩm của tác nhân sấy) Khi các yếu tố bên ngoài không đổi thì tốc độ sấy cũng không đổi

Vậy muốn tăng tốc độ sấy trong giai đoạn này thì chủ yếu thay đổi các yếu tố bên ngoài Trong trường hợp này có thể tăng nhiệt độ sấy cao hơn nhiệt độ cho phép của vật liệu vì bề mặt vật liệu còn đang ướt nên nhiệt độ vật liệu gần bằng nhiệt độ bầu ướt tư Cần chú ý là tư phải nhỏ hơn nhiệt độ cho phép của vật liệu

- Giai đoạn tốc độ sấy giảm:

Lúc này vật liệu tương đối khô, lượng nước trong vật liệu còn ít nên tốc độ khuếch tán của nước trong vật liệu giảm xuống nhỏ hơn tốc độ bay hơi của nước trên bề mặt vật liệu Do đó tốc độ sấy trong giai đoạn này chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của nước bên trong vật liệu Lượng ẩm khuếch tán giảm dần nên lượng ẩm bay hơi cũng giảm do đó tốc độ sấy cũng giảm Vậy tốc độ sấy ở giai đoạn này phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố bên trong vật liệu cho nên muốn tăng tốc độ sấy trong giai đoạn giảm tốc phải khắc phục trở lực khuếch tán của nước ở bên trong vật liệu Nhiệt độ vật liệu sấy tăng dần nên trong giai đoạn này phải giữ nhiệt độ của không khí sấy không lớn hơn nhiệt độ cho phép của vật liệu

Việc xác định hai giai đoạn sấy có ý nghĩa quan trọng để thiết lập chế độ sấy thích ứng với đặc điểm của từng giai đoạn sấy nhằm đảm bảo chất lượng của sản phẩm sấy, tiết kiệm năng lượng và rút ngắn thời gian sấy

Xử lý hóa chất

Chà

Thành phẩm dạng nguyên

Chọn – Phân loại

Rửa Nguyên liệu

GVHD: Trần Thế Truyền pg 27

II Thuyết minh quy trình

1 Rửa

1.1 Mục đích

- Loại bỏ tạp chất như đất, cát, rơm rạ, lá cây, sâu bệnh,

- Rửa sạch lượng phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, còn tồn đọng trên nguyên liệu

- Làm giảm lượng vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu

- Chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo

1.2 Các biến đổi của nguyên liệu

- Hầu như không xảy ra các biến đổi về vật lý, hóa học, hóa sinh,

- Sinh học: Lượng vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu giảm

- Hóa lý: Một số chất sẽ bị trích ly vào nước trong quá trình rửa

- Có thể gây ra tổn thương cơ học cho nguyên liệu, đặc biệt là những loại nguyên liệu có vỏ mềm, múi trần,

1.3 Phương pháp thực hiện

1.3.1 Ngâm:

- Khi ngâm nguyên liệu, đất bám trên nguyên liệu trở nên mềm

và một phần được tách ra cùng với cát, đá và các loại tạp chất có độ ma sát lớn khác

- Để tăng cường hiệu quả của quá trình làm sạch có thể lắp thêm cánh khuấy trong thiết bị hoặc kết hợp thổi khí vào trong hỗn hợp nguyên liệu và nước

- Có thể dùng nước nóng và chất tẩy rửa để hỗ trợ quá trình rửa đặc biệt là trường hợp nguyên liệu có lẫn các tạp chất như dầu

- Trong quá trình ngâm cũng có thể sử dụng các dung dịch hóa chất có tính oxy hóa để tăng cường hiệu quả làm sạch (như KMnO4, chlorine,…)

1.3.2 Rửa xối:

- Phun nước lên nguyên liệu với một áp lực nhất định, dưới tác dụng của áp lực nước, chất bẩn sẽ được tách ra và đi theo dòng nước

GVHD: Trần Thế Truyền pg 28

1.3.3 Rửa tuyển nổi:

- Trong phương pháp này thì tạp chất và nguyên liệu được phân riêng nhờ sự khác nhau về khả năng nổi trong nước

- Theo đó, tạp chất như: đất, cát, kim loại,… thường nặng hơn

và có xu hướng chìm xuống, còn nguyên liệu thì nổi lên trên

1.3.4 Rửa kết hợp với sóng siêu âm:

- Khi nguyên liệu được đặt trong môi trường có sóng siêu âm với tần số 20-100KHz, sẽ làm cho bề mặt của nguyên liệu liên tục hình thành các bọt khí và bị phá hủy ngay lập tức, tạp chất sẽ được tách ra khỏi nguyên liệu vào trong nước

 Phải sạch, trong, không màu, không mùi vị

 Đạt chỉ tiêu do Bộ Y tế quy định: Độ cứng: ≤ 20 mg đương lượng/l

 Nước có độ cứng cao sẽ làm cho nguyên liệu rau quả chắc hơn (như vải, nhãn, dưa chuột ) nhưng một số rau họ đậu (có nhiều tinh bột) dễ bị sượng

 Khi dùng nước có nhiều hợp chất của sắt, sản phẩm dễ bị sẫm màu, do phản ứng giữa sắt với tanin

- Thiết bị rửa: Cần lựa chọn thiết bị sao cho sử dụng lượng nước ít nhất để giảm bớt chi phí, nhưng vẫn phải đảm bảo chất lượng nguyên liệu sau khi rửa

1.5 Thiết bị

- Hiệu quả của quá trình ngâm được tăng cường nhờ thổi khí làm xáo trộn nước và nguyên liệu trên mặt băng, làm tăng diện tích tiếp xúc của nguyên liệu và nước nên thời gian ngâm được rút ngắn

- Khi nguyên liệu di chuyển đến phần nghiêng của băng, các vòi phun nước với áp suất cao đến 2-3 at sẽ rửa sạch cặn bẩn

- Ở cuối quá trình rửa, nguyên liệu di chuyển đến phần nằm ngang phía trên để được làm ráo nước

- Tùy thuộc loại nguyên liệu và mức độ bẩn, có thể điều chỉnh tốc độ di chuyển của băng chuyền cho phù hợp Nếu nguyên liệu quá bẩn, cho băng chuyền đi chậm lại, làm tăng thời gian rửa Ngược lại, nếu cặn bẩn

- Có thể áp dụng với nhiều loại rau, củ, quả,

- Tuy nhiên, chất lượng rửa của máy chưa cao, nên cần kiểm tra và rửa thủ công lại nếu cần thiết

1.5.2 Máy rửa thổi khí

GVHD: Trần Thế Truyền pg 31

b) Nguyên tắc hoạt động

- Khi làm việc, không khí từ dàn ống thổi khí nổi lên làm xáo trộn rất mạnh nước trong ngăn thứ nhất Nguyên liệu nổi trong nước như rau, trái cây nhỏ cho vào ở đầu ngăn thứ nhất

- Nước xáo động mạnh làm các chất bẩn nhanh chóng hút nước, bở tơi và tách ra khỏi bề mặt nguyên liệu

- Ống quay thứ nhất đưa nguyên liệu sang ngăn thứ hai, tại đây nước không bị xáo động nhiều nên các chất bẩn còn bám trên nguyên liệu sẽ tách ra hoàn toàn và lắng xuống đáy hình phễu của ngăn

- Cuối máy, nguyên liệu được ống lưới quay thứ hai vớt lên và

chuyển ra ngoài Nguyên liệu còn được phun nước sạch rửa lần cuối trước khi rơi ra khỏi ống lưới thứ hai

- Nước từ các ngăn được lọc và bơm trở lại ngăn đầu sử dụng lại Cặn lắng chủ yếu ở ngăn đầu được xả ra ngoài

- Trên trục có các cánh đảo được bố trí theo đường xoắn ốc

- Bên trên máng là một hệ thống ống phun nước áp suất cao

- Đảm bảo chất lượng nguyên liệu

- Tạo sự đồng nhất về kích cỡ, màu sắc, thành phần, của nguyên liệu

- Tăng thời gian bảo quản

- Đáp ứng yêu cầu của các công đoạn chế biến tiếp theo

2.2 Các biến đổi của nguyên liệu

- Không có sự biến đổi về hóa học, hóa sinh,

- Chỉ có sự thay đổi về thành phần cấu tử trong hỗn hợp: Hỗn hợp sau quá trình phân loại có thể gồm 1 hoặc nhiều cấu tử

- Biến đổi về mặt cảm quan: Các cấu tử sau quá trình phân loại có màu sắc, kích thước, độ chín đồng đều hơn

GVHD: Trần Thế Truyền pg 33

- Ưu điểm:

 Giảm chi phí máy móc, thiết bị

 Tận dụng được nguồn nhân công

- Nhược điểm:

 Tốn thời gian

 Mức độ chính xác không cao

Phương pháp sử dụng tế bào quang điện

- Nhờ ứng dụng tính chất của tế bào quang điện hoạt động theo sự thay đổi của tia sáng Tùy theo trạng thái bề mặt của nguyên liệu (màu sắc, độ nhẵn) mà ánh sáng phản chiếu có độ dài sóng khác nhau, từ đó có cường độ kích thích khác nhau lên tế bào quang điện

- Trong các nhà máy, xí nghiệp thường dùng tia UV, IR

- Ưu điểm:

 Phát hiện được chính xác các khuyết tật của nguyên liệu

 Tiết kiệm thời gian

 Giảm sức lao động của công nhân

- Nhược điểm:

 Tốn chi phí máy móc, thiết bị

2.3.2 Phân loại dựa vào khối lượng riêng

- Phân loại dựa vào độ nổi khác nhau của nguyên liệu trong chất lỏng do chênh lệch khối lượng riêng

- Những nguyên liệu có khối lượng riêng gần như nhau sẽ có những tính chất vật lý và hóa lý tương tự nhau Do đó, sản phẩm sẽ đạt được độ đồng đều, tạo cảm quan cho sản phẩm

- Ưu điểm:

 Vừa có thể rửa, vừa phân loại được nguyên liệu

 Tiết kiệm thời gian

 Thiết bị đơn giản

GVHD: Trần Thế Truyền pg 34

- Nhược điểm:

 Độ chính xác chỉ mang tính tương đối

 Nguyên liệu áp dụng phương pháp này bị hạn chế, chủ yếu là các nguyên liệu quả và củ

2.3.3 Phân loại dựa vào kích thước

- Dành cho những loại quả ít có thông số vật lý, đặc biệt là quả hình tròn hay hình trụ

- Thiết bị phân loại dựa vào kích thước nguyên liệu, những loại quả,

củ nhỏ bị rớt xuống sẽ được chuyển đến nơi mà nguyên liệu ở đó có cùng kích thước

2.3.4 Phân loại dựa vào độ chín

- Bằng cách phân tích một số chỉ tiêu về thành phần hóa học của nguyên liệu, từ đó phân loại được rau quả một cách chính xác

- Một số chỉ số thông dụng thường được đo là chỉ số Total Soluble Solids (TSS) tượng trưng cho độ chín của nguyên liệu, sử dụng không gian màu RGB

2.3.5 Phân loại dựa theo độ đặc

- Trái cây còn xanh thì độ đặc cao, trái cây chín muồi thì độ đặc thấp

- Dựa vào độ đặc, người ta có thể phân loại rau quả theo chất lượng của chúng

2.4 Thiết bị

2.4.1 Máy phân loại kiểu cáp

- Loại bỏ những phần không có giá trị như vỏ, cùi quả, cuống, hạt,

- Gọt bỏ những phần bị hư hỏng và phần không cần thiết trong quy trình chế biến

- Tăng chất lượng của sản phẩm

- Chuẩn bị cho các quá trình chế biến tiếp theo

3.2 Các biến đổi

- Hóa học: Trong quá trình thực hiện có thể làm tổn thương đến thành phần nguyên liệu bên trong lớp vỏ gây nên sự tổn thất chất chiết và tạo điều kiện cho một số phản ứng hóa học xảy ra

- Vật lý: Nguyên liệu có thể bị thay đổi hình dạng, khối lượng, thể tích của nguyên liệu giảm

- Sinh học: Gia tăng số lượng vi sinh vật

3.3 Phương pháp thực hiện

3.3.1 Sử dụng tác nhân hơi nước

GVHD: Trần Thế Truyền pg 36

a) Nguyên tắc

Nguyên liệu được cho vào thùng chứa có khả năng chịu áp suất, tốc

độ quay 4-6 vòng/phút Hơi nước bão hòa được bơm vào trong thùng sẽ làm nhiệt độ bề mặt nguyên liệu tăng nhanh còn bên trong thì tăng chậm hơn rất nhiều Sau đó áp suất sẽ được giảm nhanh làm cho nước được hình thành dưới lớp vỏ làm vỏ được tách ra Tiếp đến nước được phun vào nguyên liệu để loại hết các vết vỏ còn sót lại trên nguyên liệu

b) Ưu - Nhược điểm

- Ưu: Lượng nước tiêu tốn ít, tổn thất thấp, bề mặt nguyên liệu ít bị tổn thương, năng suất cao, việc thu gom và xử lý chất thải dễ dàng

- Nhược: Vốn đầu tư lớn cho thiết bị chịu áp và lò hơi, vấn đề an toàn lao động trong quá trình sản xuất

c) Ứng dụng

Phương pháp này áp dụng cho các nguyên liệu dạng củ

3.3.2 Phương pháp sử dụng dao

a) Nguyên tắc

Trong thiết bị loại này dao cắt được gắn cố định, nguyên liệu

sẽ chuyển động kết hợp với tự xoay quanh trục và nén vào dao

b) Ưu – Nhược điểm

- Ưu điểm: Ít làm tổn thương quả và thất thoát nguyên liệu

Nguyên liệu sẽ được đưa vào trục quay hoặc các chén xoay Bề mặt

ma sát sẽ làm lớp vỏ được tách ra Sau đó nguyên liệu sẽ được rửa lại bằng nước

GVHD: Trần Thế Truyền pg 37

b) Ưu – Nhược điểm

- Ưu điểm: Chi phí đầu tư cho thiết bị và năng lượng thấp, không có những biến đổi bất lợi do nhiệt

- Nhược điểm: Tổn thất nguyên liệu cao, quy trình thu hồi chất thải khá phức tạp, năng suất tương đối thấp

c) Ứng dụng

Dùng để làm sạch vỏ lụa của các loại rau củ: Khoai tây, cà rốt,

3.3.4 Phương pháp dùng hóa chất

a) Nguyên tắc

Dưới tác dụng của kiềm ( 1-2% ) và nhiệt độ cao ( 100-1200C ), lớp

vỏ sẽ được làm mềm và được loại ra bằng việc phun nước với áp lực cao Ngoài ra, ta có thể tách vỏ bằng cách dùng hóa chất kiềm (10%) kết hợp với lực ma sát với đĩa cao su hoặc các trục để tách vỏ

b) Ưu – Nhược điểm

- Ưu điểm: Nhanh, hạn chế tổn thất, năng suất cao

- Nhược điểm: Có thể làm sậm màu nguyên liệu, tiêu tốn hóa chất,cần

có quá trình xử lí để tránh tồn dư hóa chất trong nguyên liệu

b) Ưu – Nhược điểm

- Ưu điểm: Tổn thất nguyên liệu thấp

- Nhược điểm: Tiêu tốn nhiều năng lượng

GVHD: Trần Thế Truyền pg 38

c) Ứng dụng

Áp dụng cho nguyên liệu có vỏ dễ cháy như hành, tỏi

3.4 Thiết bị

Thiết bị gọt vỏ, lấy lõi dứa

Thiết bị gọt vỏ lấy cùi thơm bán tự động

4 Cắt lát

4.1 Mục đích:

Đáp ứng yêu cầu của sản phẩm là tạo hình ( dạng lát, ) Giúp rút ngắn thời

gian sấy, tiết kiệm chi phí

10 Cụm dao cắt hai đầu

11 Cụm đẩy dao cắt hai đầu

GVHD: Trần Thế Truyền pg 39

4.2 Các biến đổi

Biến đổi đặc tính sinh lý, cơ lý và cảm quan

a) Biến đổi các đặc tính sinh lý

Sau khi thu hoạch rau quả không được cung cấp nước, chất khoáng, chất dinh dưỡng từ rễ Tuy nhiên, thịt quả vẫn tiếp tục hô hấp, quá trình này sử dụng các chất dinh dưỡng dự trữ: đường, các axit hữu cơ có trong quả, và bắt đầu quá trình chín một cách nhanh chóng Sự mất chất dinh dưỡng sau thu hoạch chủ yếu là do quá trình

hô hấp, quá trình chín, sự mất nước, sự mất màu vết cắt do emzim, sự tấn công của vi sinh vật, tổn thương cơ học trong thời gian chuẩn bị, vận chuyển đến tay người tiêu dùng

Quá trình cắt rau quả làm tăng cường độ hô hấp và là tác nhân chính giải phóng enzim và cơ chất ra khỏi tế bào Qúa trình này cũng làm gia tăng sự tổn thương, hoạt động nước và làm tăng diện tích bề mặt trên đơn vị thể tích, làm tăng tốc độ mất nước cũng như làm tăng sự xâm nhập và phát triển của vi sinh vật Những thay đổi sinh lý này có thể dẫn đến sự mất hương vị, sự biến màu ở bề mặt cắt, sự mất màu, sự

hư hỏng, gia tăng tốc độ mất vitamin C, quá trình mềm hoá nhanh, rút ngắn tuổi thọ bảo quản

b) Biến đổi về độ cứng và cấu trúc

Thịt quả bị mềm đi là một vấn đề rất quan trọng đối với rau quả cắt, ảnh hướng đến quá trình sấy Độ cứng của rau quả cắt là thuộc tính chất lượng quan trọng

có thể bị ảnh hưởng bởi enzim nội tại trong tế bào thịt quả, cũng như sự giảm sức căng

tế bào do mất nước

c) Biến đổi về chất lượng cảm quan

Khi bị cắt các tế bào rau quả bị phá vỡ lớp màng bảo vệ tạo điều kiện cho các thành phần trong rau quả như các chất màu, các chất gây oxy hóa … tiếp xúc với các tác nhân oxy (không khí), ánh sáng, vi sinh vật Sự tiếp xúc này làm biến đổi các hợp chất trong rau quả dẫn đến sự thay đổi chất lượng sản phẩm, sự thay đổi về các giá trị cảm quan như màu sắc, trạng thái…là quan trọng nhất

c1 Biến đổi của Chlorophyll

Chlorophyll rất nhạy cảm với ánh sáng Dưới tác dụng của ánh sáng, chlorophyll bị phân hủy tạo hợp chất đơn giản hơn không màu Sự mất màu do ánh sáng không xảy ra trong tế bào sống vì chlorophyll được bảo vệ bởi carotenoid trên màng lục lạp Còn trong chế biến sự cắt làm cho ánh sáng và oxy tác dụng trực tiếp gây ra phản ứng quang oxy hóa phá hủy chlorophyll

GVHD: Trần Thế Truyền pg 40

Chlorophyll còn bị mất màu bởi tác nhân oxy hóa là gốc tự do Trong tế bào, chlorophyll thường liên kết với chất béo Do tác động của ánh sáng và enzyme lipoxygenase, chất béo bị oxy hóa tạo các gốc tự do alkyl peroxy, các gốc tự do này sẽ oxy hóa làm mất màu chlorophyll

c2 Biến đổi của carotenoid:

Carotenoid là một chất nhạy cảm với ánh sáng Dưới tác dụng của ánh sáng carotenoid có thể biến đổi như sau:

- Xảy ra quang oxy hóa: Ánh sáng tác động lên các chất nhạy cảm, oxy hóa các hợp chất này tạo ra oxy nguyên tử, sau đó oxy nguyên tử sẽ oxy hóa nối đôi trong phân tử carotenoid tạo hợp chất không màu

- Phản ứng oxy hóa do tác động của enzyme lipoxygenase: Sự oxy hóa

do hoạt động của hệ thống enzyme có sẵn trong rau quả Trong đó vai trò quan trọng nhất là enzyme lipoxygenase, chúng tác động lên các vị trí liên kết nối đôi của lipid để tạo ra các gốc tự do và peroxyde (khi có mặt oxy), các hợp chất này

sẽ tiếp tục oxy hóa carotenoid hoặc các enzyme sẽ oxy hóa trực tiếp lên hệ thống nối đôi liên hợp tạo ra các sản phẩm không màu

- Phản ứng quang đồng phân hóa: Trans- carotenoid (màu đậm) biến đổi thành Cis-carotenoid ( màu nhạt)

c3 Biến đổi của Flavonoid:

Flavonoid là một chất tan trong nước nên trong quá trình rửa thì một phần các chất này sẽ bị tan vào trong dung dịch nước rửa làm nhạt màu của rau quả Flavonoid có cấu tạo từ các polyphenol nên rất dễ bị oxy hóa Các tác động vật lý như cắt và dát mỏng làm phá vỡ màng tế bào tạo điều kiện cho enzyme oxy hóa tiếp xúc