Sự hư hỏng của các sản phẩm thực vật

Sự hư hỏng của các sản phẩm thực vật

MỤC LỤC

Trang

Lời mở đầu 3

I Ngũ cốc 6

II Bảo quản các loại ngũ cốc có độ ẩm cao 11

III Các loại đậu đỗ, quả hạch và hạt có dầu 11

IV Hoa quả và các sản phẩm từ hoa quả 13

V Rau quả và các sản phẩm làm từ rau quả 16

Kết luận 22

Tài liệu tham khảo 23

LỜI MỞ ĐẦU

Thực vật là một nguồn tài nguyên phong phú, cung cấp lương

thực, thực phẩm và nhiều sản phẩm thiết yếu cho đời sống con người

Nguồn sản phẩm do thực vật cung cấp là vô cùng phong phú và

đa dạng Tuy nhiên, bên cạnh vấn đề khai thác, canh tác, con người còn

quan tâm đặc biệt đến vấn đề bảo quản, cất trữ các sản phẩm từ thực

vật được lâu hơn, phục vụ nhu cầu đời sống

Hiện nay, hệ thống vi sinh vật ngày càng phức tạp, có nhiều tác

động không tốt đến chất lượng thực phẩm Nếu không biết cách giữ gìn

thực phẩm, sử dụng những thực phẩm bị nhiễm độc do vi sinh vật gây

nên sẽ làm tổn hại đến sức khỏe.Tìm hiểu về các loại vi sinh vật gây hư

hỏng thực phẩm nhằm tìm ra những biện pháp tối ưu nhất giúp con

người bảo quản tốt hơn nguồn lượng thực, thực phẩm của mình, nâng

cao chất lượng các sản phẩm có nguồn gốc thực vật, phục vụ tốt hơn

cho đời sống của chính mình

Trong bài tiểu luận này, nhóm chúng em muốn tập trung tìm

hiểu một số loại vi sinh vật gây hư hỏng ở thực phẩm để có thêm

những hiểu biết về vi sinh vật cũng như biết cách lựa chọn thực phẩm

an toàn và bảo quản một số loại thực phẩm thông dụng: ngũ cốc, đậu

đỗ, trái cây, rau quả,…

CÁC SẢN PHẨM CÓ NGUỒN GỐC THỰC VẬT

Giới thực vật đáp ứng một phần đáng kể nhu cầu thực phẩm của con người, và tùytheo từng loài thực vật khác nhau, giá trị sử dụng của thực vật được tạo nên từ các bộphận khác nhau của chúng như rễ, củ, thân, lá, quả và hạt,… Thực vật đã tiến hóa để tồntại trước việc chúng nghiễm nhiên là thức ăn của động vật ăn cỏ và động vật ăn tạp, baogồm cả con người; những sự tiến hóa này không chỉ là các cơ chế bảo vệ các bộ phận củathực vật như rễ, thân, lá,…mà còn là sự phát triển của các loại quả, chúng trở nên ngonhơn, đa dạng hơn nhằm thu hút động vật giúp chúng phát tán hạt giống

Cùng với quá trình phát triển của loài người từ săn bắt, hái lượm du mục đến hìnhthành xã hội rộng lớn, ổn định một cách nhanh chóng đã kéo theo một phạm vi rộng cácloài thực vật được đưa vào canh tác Các sản phầm từ thực vật thường được trồng với sốlượng lớn và phần nhiều được cất trữ trong một thời gian dài sau khi thu hoạch và có thểđược vận chuyển từ nơi này đến các nơi khác trên thế giới Những vấn đề thuộc về visinh vật có thể nảy sinh trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất các sản phẩmthực vật Trong suốt quá trình phát triển của thực vật ngoài đồng ruộng, chúng phải đốimặt với nhiều loại mầm bệnh, các mầm bệnh này hầu hết là nấm, tuy nhiên cũng có một

số lượng đáng kể vi-rút và vi khuẩn.Một số loại vi sinh vật khác có thể gây hư hỏng thựcphẩm sau thu hoạch dù rằng không có một ranh giới rõ ràng tuyệt đối nào giữa nhữngmầm gây bệnh ở thực vật và những vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, bởi vì có nhiều sảnphẩm từ thực vật được làm từ mô thực vật sống kể cả sau khi thu hoạch

Thực vật đã phát triển nhiều cơ chế nhằm ngăn cản sự xâm nhập của vi khuẩn đốivới mô thực vật Bề mặt bên ngoài thì thường được bảo vệ bởi một lớp biểu bì cứng, chắc

dù rằng sự cần thiết trao đổi không khí với bên ngoài đòi hỏi phải có những những phần

hở trên bề mặt lá, và những lỗ khí (hay khí khổng) này có thể là đường xâm nhập của visinh vật vào mô thực vật Trong các mô thực vật có thể sẵn có những chất kháng sinh,thường là các chất chuyển hóa phenol, thực chất những chuỗi polyphenol phức tạp nhưlignin đặc biệt bền đối với sự thoái biến do vi sinh vật gây nên Nhiều loài thực vật sảnxuất được một nhóm kháng sinh đặc biệt, ví dụ nhóm chất phetoalexin để chống lại sựxâm nhập ban đầu của vi khuẩn Độ pH thấp ở một số loại quả là cách tự bảo vệ đáng chú

ý chống lại vi khuẩn và sự hư hỏng ở các loại hàng hóa này hầu hết bị gây nên bởi nấm.Ngược lại, nhiều loại rau quả có độ pH cao hơn có thể dễ bị hư hỏng bởi vi khuẩn (Bảng5.8).

Bảng 5.8 Giá trị pH của một số loại trái cây và rau quả.

nấm xerophil và nấm xerotoleran gây ra Sau đây, ba nhóm sản phẩm từ thực vật nói trên

(trái cây, rau quả và ngũ cốc, vv ) sẽ được xem xét một cách đầy đủ và riêng biệt

I Ngũ cốc

Lúa mì - Ngô - Hạt kê

Tất cả các loại ngũ cốc thuộc họ Gramineae hoặc họ lúa, là một trong nhữngnguồn cac-bon-hy-drat quan trọng nhất trong bữa ăn của con người

Một số các loại cây ngũ cốc quan trọng tiêu biểu được liệt kê trong Bảng 5.9

Bảng 5.9: Một số loại cây ngũ cốc quan trọng

Triticum aestivum Lúa mì thông thường (loại dùng làm bánh mì)

Triticum durum Lúa mì (loại dùng làm mì ống)

Secale cereale Lúa mạch đen

Sorghum vulgare Cây bo bo

Panicum miliaceum Cây kê

Pennisetum typhoideum Cây bồ hoàng kê

Lúa mì, gạo và ngô là những loại ngũ cốc quan trọng nhất trên cơ sở thống kê tỷtrọng toàn thế giới và có hơn ba triệu tấn mỗi loại được sản xuất hàng năm Tuy nhiên,mỗi loại ngũ cốc chỉ thích hợp tăng trưởng trong một điều kiện khí hậu cụ thể mặc dù cácnhà máy đã áp dụng nhiều chương trình nhân giống cây trồng nhằm mở rộng phạm vi của

một số loại ngũ cốc nói trên Lúa mì là ngũ cốc chủ yếu của vùng ôn đới, và được trồngrộng rãi trong cả hai bán cầu bắc và nam, trong khi lúa mì cứng chỉ được trồng rộng rãi ởkhu vực Địa Trung Hải và trong vùng ấm hơn, khô hơn của khu vực Đông Nam Á, Bắc

và Nam Mỹ Lúa mạch đen có thể được trồng ở vùng lạnh hơn và là một cây trồng quantrọng ở miền Trung Châu Âu và Nga Ngô có nguồn gốc từ Tân Thế Giới Ngày nay,chúng đã được trồng rộng rãi trên khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của cả Bắc vàNam bán cầu Cũng như ngô, ban đầu gạo có nguồn gốc châu Á; Hiện nay, chúng đãđược trồng ở nhiều nơi trên thế giới

Mặc dù bo bo và hạt kê dường như không quan trọng lắm và không có tỉ trọng caotrên thế giới, chúng cũng đặc biệt thích nghi tốt với khí hậu ấm, khô và là loại ngũ cốcchính yếu tại một số địa phương ở những khu vực có điều kiện thích ứng, như các ranhgiới phía Nam của Sa mạc Sa-ha-ra

Trong suốt quá trình tăng trưởng, thu hoạch và lưu trữ, các vi sinh vật trong ngũcốc bị chi phối bởi các loại nấm mốc; nhân đây, ta xem xét hai nhóm nấm sau Loại nấmtrên đồng ruộng thì thích nghi với những điều kiện thay đổi nhanh chóng xảy ra khôngthường xuyên trên bề mặt già nua của cây trồng trên đồng ruộng Các loại nấm này pháttriển tối ưu trong điều kiện hoạt độ nước tương đối cao, tuy nhiên, một số loại phổ biến

như Cladosporium, Alternaria và Epicoccum cũng tồn tại được trong điều kiện khí hậu

thay đổi đột ngột, ví dụ như từ nhiệt độ nóng và khô của ngày nắng nóng chuyển sang ẩm

và lạnh về đêm Các giống Fusarium bao gồm các loài có cả các hoạt động gây bệnh và hoại sinh Vì vậy, F.Culmorum và F.Graminearum có thể gây thối thân và bạc đầu lá lúa

mì và lúa mạch trên đồng ruộng và các bệnh lây truyền trên đồng ruộng này có thể gây

hư hỏng nặng hơn đối với những sản phẩm nói trên sau thu hoạch nếu chúng được cất trữ

ở hoạt độ nước quá cao Ngược lại, các loại nấm trong quá trình bảo quản có vẻ thíchnghi hơn với điều kiện ít thay đổi của ngũ cốc trong kho lưu, và chúng thường phát pháttriển ở hoạt độ nước thấp.(Bảng 5.10)

Bảng 5.10: Yêu cầu hoạt độ nước tối thiểu của một số loại nấm trên đồng ruộng và

nấm trong quá trình bảo quản

Loại nấm quan trọng bậc nhất trong số nấm xuất hiện trong quá trình lưu trữ là

Penicillium và Aspergillius, dù rằng những loại nấm thuộc họ Fusarium cũng có thể tham

gia vào quá trình hư hỏng nếu bảo quản các loại hạt ở điều kiện ẩm ướt

Penicillium sản sinh độc tố mycotoxin trên ngô

Hoạt độ nước và nhiệt độ là các nhân tố môi trường quan trọng nhất ảnh hưởng

đến sự hỏng mốc của ngũ cốc, và có thể sản xuất các chất độc mycotoxin; Bảng 5.11 thể

hiện mối quan hệ giữa thể tích và hoạt độ nước đối với đại mạch, yến mạch và bo bo;trong khi Hình 3.10 cho thấy đối với lúa mì, các thông tin tương ứng là một đường đẳng

nhiệt Mặc dù các chủng nấm như Eurotium spp và Aspergillus restrictus có thể phát

triển rất chậm ở vùng thấp hơn giới hạn dưới của khoảng hoạt độ nước của chúng (0.71tương ứng với khoảng 14% lượng nước trong lúa mì ở 25oC) một khi chúng bắt đầu pháttriển và chuyển hóa chúng sẽ sản xuất nước trong quá trình hô hấp và hoạt độ nước tại đó

sẽ tăng lên cho phép chúng tăng trưởng nhanh chóng Thực chất nó có thể tăng đến mức

đủ để các bào tử nấm mốc mesophilic nảy mầm và phát triển; quá trình này giống như là

một quá trình tự xúc tác Có một loạt hậu quả trông thấy của quá trình này, đó là sự pháttriển của nấm mốc trong ngũ cốc làm giảm sức nẩy mầm của hạt Tiếp đó là sự đổi màu,quá trình sản sinh các chất chuyển hóa nấm mốc bao gồm độc tố, có thể minh chứng là sự

tự ấm lên của ngũ cốc, xuất hiện mùi mốc, đông cứng và hoạt độ nước tăng đột biến dẫnđến sự phân rã hoàn toàn của ngũ cốc cùng với sự phát triển vi sinh vật trên diện rộng

Hình 3.10 Đường đẳng nhiệt - ẩm của lúa mì ở 25 o C Bảng 5.11: Cân bằng độ ẩm tương đối, hoạt tính nước và hàm lượng ẩm

( như % trọng lượng ẩm ướt ) của ngũ cốc tại 25 o

Thế nước ( MPa )

Hàm lượng nước (% trọng lượng ẩm ướt )

II Bảo quản các loại ngũ cốc có độ ẩm cao

Dù không liên quan trực tiếp đến thức ăn của con người, công dụng của nhữngloại ngũ cốc có độ ẩm cao, như lúa mạch, là cung cấp thức ăn mùa đông có dinh dưỡngcao cho gia súc Loại nguyên liệu này có thể bảo quản trong một thời gian dài bằng cáchcho lên men lactic tương tự như quá trình ủ chua, hoặc thận trọng thêm các acid béo vào,như acid propionic Nếu quá trình này không tiến hành thận trọng, lượng acid propionic

có thể đủ lớn để ức chế những loại nấm mốc gây hư hỏng thông thường tác động lên ngũ

cốc vùng ôn đới, nhưng nó không đủ để ức chế Aspergillus flavus Có thể thấy rằng, ngay

cả khi bị ức chế, loại nấm mốc này vẫn có thể sản xuất được độc tố aflatoxin B1 ở mức

độ tăng cường Nếu chất này có trong thức ăn bò sữa, nó có thể làm tiết ra chất độcaflatoxin M1 ngầm trong sữa, và như vậy, nó không chỉ là một vấn đề đáng quan tâmtrong thức ăn chăn nuôi, mà nó thực sự trở thành một vấn đề đáng lo đối với thực phẩmcho con người

III Các loại đậu đỗ, quả hạch và hạt có dầu

Đậu đỗ là thành viên của đại gia đình họ đậu, Fabaceae, được biết đến như là Papilionaceae và Leguminosae, là một nguồn protein thực vật chủ yếu và bao gồm

những cây trồng quan trọng không kém như đậu Hà Lan, đỗ, đậu nành, lạc và đậu lăng

Dù các giống đậu Hà Lan và đỗ tròn được sử dụng như rau tươi và đã trở nên quen thuộcvới chúng ta, hàng năm, hàng triệu tấn hạt đậu nành, đậu phộng (lạc) được thu hoạch vàcất trữ trong một thời gian dài và rất có thể dễ bị hư hỏng do nấm mốc nếu không đượclưu trữ trong điều kiện thích hợp Một số loại hạt đậu, như lạc, đậu tương, cũng là mộtnguồn cung cấp dầu thực vật có giá trị, nhưng có những cây thuộc các họ đa dạng khácnhau, tất cả đều đang được sử dụng để cung cấp các loại dầu thực vật chất lượng như làdầu hạt cải từ crucifers (một loài thuộc họ cải) , hạt hướng dương từ họ hoa cúc, cây cọdầu và ô liu

Những loại quả hạch có thể ăn được có nguồn gốc từ nhiều loài cây họ botanical

khoảng 0,65-0,7 ở 25 oC Ngoài vấn đề hình thành độc tố mycotoxin trong những hạt dầu

bị mốc, vài loài nấm mốc khác có hoạt động lipolytic mạnh dẫn đến ô nhiễm dầu chiết docác acid béo tự do có khả năng oxy hóa tạo nên sản phẩm có mùi ôi Chủng nấm mốc

lipolytic quan trọng nhất là các loài thuộc họ Aspergillus, ví dụ A.niger và A.tamarii, Penicillium và Paecilomyces, trong khi tại hoạt độ nước cao hơn thì các chủng Rhizopus

có vẻ trở nên có ảnh hưởng lớn hơn Hình 5,8 biểu hiện ảnh hưởng của hàm ẩm,và sựphá hủy trong quá trình hình thành acid béo tự do (FFA) ở lạc đã bảo quản khoảng 4tháng Có thể thấy rằng trong toàn bộ các quả hạch, sự hình thành FFA tăng một cách đềuđặn cùng với sự tăng lên của hàm ẩm và điều này tùy thuộc vào loài thực vật chứa các

enzym lipolytic Tuy nhiên, đối với những trái lạc đã hỏng, tốc độ tăng nhanh hơn khi

hàm lượng ẩm thấp hơn, cũng có thể do tăng sự tiếp xúc giữa enzym và cơ chất dẫn đếnlàm hỏng trái lạc, nhưng người ta cũng cho thấy rằng có một sự gia tăng FFA đặc biệt khihàm ẩm lớn hơn 7.2% tương đương với hoạt động tăng trưởng của nấm mốc

Nếu ngũ cốc, đậu đỗ, hạt có dầu và cây quả hạch được thu hoạch với ít thiệt hạiđến mức có thể và được làm khô đến lượng nước thích hợp thì chúng có thể lưu trữ đượctrong một khoảng thời gian đáng kể nếu không bị xử lý quá nhiệt trong suốt quá trình lưutrữ

Các vấn đề có thể phát sinh khi những thiết bị lớn, chẳng hạn như silo (hầm ủ tươithức ăn cho vật nuôi) , không được thiết kế cẩn thận để tránh sự chênh lệch nhiệt độ phátsinh trong sản phẩm lưu trữ đã được thảo luận tại mục 3.3.1 (Nói về độ ẩm tương đối)

Sự dịch chuyển của nước trong trường hợp này có thể sẽ sản sinh bào tử nấm và sự pháttriển của sợi nấm tạo ra một khu vực nội bộ dành cho hoạt động của nấm, hoạt động nàycung cấp nước cho toàn khu vực Theo cách này, một sản phẩm được đưa vào cửa hànglúc đầu được đánh giá là an toàn, có thể bị mốc sau một khoảng thời gian

Cần chú ý rằng, dù hàng hóa có thể đủ khô để tránh những hư hỏng vi sinh trựctiếp, chúng có thể không đủ an toàn để chống lại sự phá hoại của sâu bệnh như côn trùng

và động vật gặm nhắm và hoạt động của chúng có thể dẫn đến xâm nhập thứ cấp và hỏngmốc

Hình 5,8 Ảnh hưởng của độ ẩm trên hình thành acid béo tự do trong lạc được lưu trữ trong bốn tháng Ta thấy rằng 7,2% độ ẩm tương ứng với aw 0,65-0,70 ở 25 o C để

nấm tăng trưởng.

IV Hoa quả và các sản phẩm từ hoa quả

Hầu hết trái cây dù có hoạt độ nước cao, nhưng pH thấp dẫn đến sự hư hỏng củatrái cây được gây nên bởi nấm, đặc biệt về sau là cả nấm nem và nấm mốc Mức độ đặctrưng được thể hiện bằng số lượng các loài nấm mốc, hoạt động gây hư hỏng đối với tráicây đã thu hoạch bán trên thị trường, thể hiện vai trò là tác nhân gây bệnh hoặc là những

chất nội bào của cây trồng trước khi thu hoạch Vì vậy Penicillium italicum và

lượng lớn hạt bào tử màu xanh dương, điều này làm cho loài nấm này được gọi chung lànấm xanh dương ở táo Loài này có một ý nghĩa đặc biệt do khả năng sản xuất ra độc tố

mycotoxin patulin, chất được tìm ra như một tác nhân gây ô nhiễm trong các loại nước

táo chưa lên men (đối với rượu táo thì không có)

Các bệnh khác thường gặp ở táo và lê bao gồm bệnh đốm đen, gây ra bởi các

ascomycete Venturia inaequalis (giai đoạn Spilocaea pomi = Fusicladium dendriticum), vết thối màu nâu gây ra bởi một ascomycete khác, Monilinia fructigena (= Sclerotinia fructigena, giai đoạn Monilia fructigena) Vảy đen xuất hiện ở hoa quả, chắc chắn sẽ làm

giảm giá trị thương mại của nó, nhưng không gây ra sự thối rữa trên diện rộng của cácmô

Tuy nhiên, các đốm thối nâu có thể gây thiệt hại lớn đến quả cả khi còn trên câycho đến khi lưu trữ trong kho Các vết thối nâu điển hình thường kèm theo mụn mủ bộtmàu nâu ở những quả không nguyên vẹn, hoặc từng giai đoạn, từng thời kì,….tuy nhiên,những quả đã nhiễm bệnh với vẻ ngoài khỏe mạnh vẫn sẽ có cơ hội được đưa vào cửahàng, khi vào cửa hiệu, chúng có thể bị giảm xuống cấu trúc cứng chắc và đen bóng, lúc

đó, các mô tế bào đã bị thay thế bởi các tế bào bị nhễm nấm mốc và cả quả táo sẽ bị chếngự và trở thành nơi nghỉ đông của nấm Hầu như rất khó tìm thấy ở Vương Quốc Anh,cấu trúc này sẽ nảy mầm vào mùa xuân để sản xuất các cuống apothecia hoàn hảo

Một loại nấm đặc biệt phổ biến rộng rãi trên cả hai loại trái cây và rau quả là đốm

xám tro Botrytis cinerea, đó là trạng thái biến thái không hoàn toàn của túi nấm khác, Botryotinia fuckeliana (= Sclerotinia fuckeliana) Vai trò của nó trong quá trình hư hỏng

của dâu tây đã được mô tả trong Phần 2.5 Nhiễm trùng nho trên cây nho cũng do loạinấm này gây ra có thể dẫn đến làm khô nước trong quả nho và sự gia tăng nồng độ đường