Khảo sát quy trình chế biến tối thiểu khoai tây

Nội dung nghiên cứu: - Xác định các chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu khoai tây - Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất chống nâu hóa: dung dịch natri clorua, canxi clorua, natri bisunfit, axi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC

===  ===

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

KHẢO SÁT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN TỐI THIỂU KHOAI TÂY

Giáo viên hướng dẫn: Th.S LÊ THỊ MỸ CHÂU Sinh viên thực hiện : PHAN THỊ HOÀI

Lớp : 52K2- Công nghệ thực phẩm Mssv : 1152043854

VINH, THÁNG 05/2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phan Thị Hoài MSSV 1152043854

Khóa : 52

Ngành: Công nghệ hóa thực phẩm

1.Tên đề tài: “Khảo sát quy trình chế biến tối thiểu khoai tây’’

2 Nội dung nghiên cứu:

- Xác định các chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu khoai tây

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất chống nâu hóa: dung dịch natri clorua, canxi clorua, natri bisunfit, axit citric, axit ascorbic đến màu sắc và chất lượng của khoai tây chế biến tối thiểu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm đến màu sắc và chất lượng của khoai tây chế biến tối thiểu

- Đưa ra quy trình công nghệ sản xuất khoai tây chế biến tối thiểu

3 Họ tên cán bộ hướng dẫn: Th.S Lê Thị Mỹ Châu

4 Ngày giao nhiệm vụ đồ án : Ngày tháng năm 2016

5 Ngày hoàn thành đồ án : Ngày tháng năm 2016

Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hướng dẫn

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đề tài tốt nghiệp trước ngày tháng năm

Ngày tháng năm 2016

Người duyệt (ký, ghi rõ họ, tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phan Thị Hoài MSSV: 1152043854

Khóa: 52

Ngành: Công nghệ thực Phẩm Cán bộ hướng dẫn: Th.S Lê Thị Mỹ Châu Cán bộ duyệt: 1 Nội dung nghiên cứu, thiết kế:

2 Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:

Ngày tháng năm 2016

Cán bộ hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ, tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phan Thị Hoài MSSV: 1152043854

Khóa: 52

Ngành: Công nghệ thực Phẩm Cán bộ hướng dẫn: Th.S Lê Thị Mỹ Châu Cán bộ duyệt: 1 Nội dung nghiên cứu, thiết kế:

2 Nhận xét của cán bộ duyệt:

Ngày tháng năm 2016

Cán bộ duyệt

(Ký, ghi rõ họ, tên)

LỜI CẢM ƠN

Trải qua hơn ba tháng thực hiện đồ án tốt nghiệp, về cơ bản em đã hoàn thành bài đồ án của mình Nhân đây em xin cảm ơn chân thành đến cô Lê Mỹ Châu đã giảng dạy truyền đạt kiến thức và hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian nghiên cứu vừa qua để giúp em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn công nghệ thực phẩm Trường Đại Học Vinh đã tạo điều kiện,giúp đỡ cho em thực hiện đồ án

Cuối cùng,con xin chân thành cảm ơn bố mẹ, gia đình và bạn bè những người luôn cổ vũ, động viên em về vật chất và tinh thần, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập

Vinh ,ngày 17 tháng 05 năm 2016

NGƯỜI THỰC HIỆN

Phan Thị Hoài

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC BẢNG

LỜI MỞ ĐẦU 1

PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tìm hiểu chung về rau quả chế biến tối thiểu 3

1.1.1 Khái niệm rau quả chế biến tối thiểu 3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ chế biến tối thiểu rau quả tươi 6

1.1.3 Những biến đổi của rau quả sau khi chế biến tối thiểu 13

1.2 Nguyên liệu khoai tây và khoai tây chế biến tối thiểu 15

1.2.1 Nguyên liệu khoai tây 15

1.2.2 Khoai tây chế biến tối thiểu 22

PHẦN II NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Nguyên liệu 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 25

2.2.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng khoai tây 25

2.2.2 Phương pháp thí nghiệm 27

PHẦN III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Đặc tính lý hóa của nguyên liệu khoai tây 31

3.2 Ảnh hưởng của các loại chất chống nâu hóa và nồng độ đến chất lượng của khoai tây chế biến tối thiểu trong quá trình bảo quản 31

3.2.1 Ảnh hưởng của đơn yếu tố nồng độ chất xử lý 31

3.2.2 Ảnh hưởng của đa yếu tố nồng độ, chất xử lý 34

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến chất lượng khoai tây chế biến tối thiểu trong quá trình bảo quản 39

3.4 Ảnh hưởng của thời gian ngâm, dạng định hình đến chất lượng khoai tây chế biến tối thiểu trong quá trình bảo quản 41

3.4.1 Ảnh hưởng của đơn yếu tố thời gian ngâm 41

PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

FDA Food and Drug Administration

GAP Good Agricultural Practices

GMP Good Manufactural Practices

HACCP Hazard Analysis Critical Control Point

IFPA International Fresh-cut Produce Association MAP Modified Atmosphere Packing

MVP Modified Vacuum Packing

PE Polyethylene

PMA Produce Marketing Association

USDA United States Department of Agriculture

HACCP Phẩn tích mối nguy và điểm kiểm soát

MVP Thay đổi đóng gói hút chân không

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Quả chế biến tối thiểu 3

Hình 1.2 Rau chế biến tối thiểu 4

Hình 1.3 Doanh thu rau quả chế biến tối thiểu tại Mỹ (IFPA) 6

Hình 1.4 Thị trường rau quả chế biến tối thiểu qua hệ thống siêu thị sáu tháng đầu năm 2007 tại Mỹ 7

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình chế biến tối thiểu rau quả tươi 8

Hình 1.6 Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam khoai tây luộc cả vỏ 20

Hình 3.1 Sự biến đổi tỷ lệ hao hụt của các mẫu xử lý trong quá trình

bảo quản ở 30C 35

Hình 3.2 Sự biến đổi thành phần Vitamin C của các mẫu xử lý trong quá trình bảo quản ở 30C 36

Hình 3.3 Khoai tây chế biến tối thiểu sau 8 ngày bảo quản ở 30C, xử lý với các chất chống nâu hóa khác nhau 38

Hình 3.4 Khoai tây chế biến tối thiểu sau 8 ngày bảo quản (1) 30C; (2) 50C; (3) 70C; (4) 110C; (5) 150C; (6) Nguyên liệu ban đầu 40

Hình 3.5 Khoai tây chế biến tối thiểu các dạng định hình trước và sau 8 ngày bảo quản ở 30C 44

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng khoai tây một số vùng năm 2007 16 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu của nguyên liệu khoai tây 31 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ các dung dịch ngâm đến chất lượng của khoai tây chế biến tối thiểu , sau 5 ngày bảo quản ở 30

C 32 Bảng 3.3 Hao hụt khối lượng của các mẫu xử lý trong quá trình bảo quảnở 30C, % 34 Bảng 3.4 Hàm lượng vitamin C của các mẫu xử lý trong quá trình bảo quản ở

30C, mg% 36 Bảng 3.5 Sự biến đổi chất lượng của khoai tây chế biến tối thiểu sau 8 ngày trong quá trình bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau 39 Bảng 3.6 Sự biến đổi chất lượng của khoai tây chế biến tối thiểu khi ngâm trong các thời gian khác nhau ở các dạng định hình khác nhau, sau 8 ngày bảo quản ở

30C 42

Việt Nam là một nước nông nghiệp nên một trong những mục tiêu quan trọng trong sự nghiệp phát triển nông nghiệp ngày nay là công tác chế biến nông sản Bởi vì:

+ Công tác chế biến là một lối thoát cho đầu ra của nông nghiệp Nó giúp cho sản xuất nông nghiệp ổn định và phát triển

+ Nâng cao giá trị nông sản, tăng khả năng cạnh tranh hàng hóa nông sản trong và ngoài nước

+ Góp phần thúc đẩy công nghiệp hóa nông thôn, thúc đẩy phát triển kinh tế + Phát triển chế biến nông sản là từng bước phá vỡ tính thuần nông, độc canh trong sản xuất nông nghiệp: tăng cường mùa vụ, nâng cao hiệu quả khai thác cây trồng, đa dạng hóa các sản phẩm nông nghiệp

Như vậy việc đẩy mạnh công nghiệp chế biến nông sản không chỉ là yêu cầu trước mắt mà còn là nhiệm vụ lâu dài Ưu thế của rau quả hơn so với các cây trồng khác là có hàm lượng vitamin và khoáng chất cao, rất tốt và cần thiết cho

cơ thể con người Rau quả có chứa nhiều nước nên việc bảo quản tươi tương đối khó và thời gian bảo quản không được lâu Do vậy ngành công nghệ thực phẩm

có nhiệm vụ quan trọng là không ngừng nghiên cứu công nghệ chế biến để cải tiến chất lượng sản phẩm:

- Nâng cao chất lượng sản phẩm, giữ được đặc tính tự nhiên của sản phẩm đặc biệt là giảm tổn thất vitamin

- Đa dạng hóa sản phẩm,

- Tạo lối thoát cho nông nghiệp, giải quyết mùa vụ

Chế biến tối thiểu là một cách để làm tăng giá trị của rau quả, tạo điều kiện thuận lợi cho người sử dụng Sản phẩm chế biến tối thiểu ở dạng tươi nên khó bảo quản và thời hạn sử dụng không được dài Trên thế giới đã có nhiều đề tài nghiên cứu và tại Việt Nam mới chỉ khởi đầu cho nghiên cứu về công nghệ này Trước nhu cầu thực tế và cơ sở mang tính khoa học, em được giao nhiệm vụ đề

tài: “Khảo sát quy trình chế biến tối thiểu khoai tây”

Nội dung của đề tài:

- Xác định các chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu khoai tây

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất chống nâu hóa: dung dịch natri clorua, canxi clorua, natri bisunfit, axit citric, axit ascorbic đến màu sắc và chất lượng của khoai tây chế biến tối thiểu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm đến màu sắc và chất lượng của khoai tây chế biến tối thiểu

- Đưa ra quy trình công nghệ sản xuất khoai tây chế biến tối thiểu

PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tìm hiểu chung về rau quả chế biến tối thiểu

1.1.1 Khái niệm rau quả chế biến tối thiểu

Rau quả chế biến tối thiểu (minimally processing fruits and vegetables) hay rau quả cắt (fresh-cut fruits and vegetables) là rau quả được chế biến ở mức ít nhất và “sẵn sàng để ăn” hay “sẵn sàng để nấu” Theo nhiều tác giả, rau quả chế biến tối thiểu hay rau quả cắt được hiểu theo các cách khác nhau:

 Chế biến tối thiểu là việc xử lý ít nhất để đạt được mục đích sử dụng (Manvell, 1996) 11

 Chế biến tối thiểu nhằm bảo quản thực phẩm nhưng vẫn duy trì được chất lượng dinh dưỡng và đặc tính cảm quan (Fellows, 2000) 11

 USDA và FDA định nghĩa rau quả chế biến tối thiểu là sản phẩm được cắt định hình tươi, rửa, đóng gói và bảo quản ở điều kiện lạnh Sản phẩm chế biến tối thiểu ở dạng nguyên liệu và thậm chí ngay cả khi chế biến chúng vẫn giữ được trạng thái tươi, sẵn sàng để ăn hay nấu, không có quá trình xử lý nhiệt, xử lý với chất phụ gia hay chất bảo quản 13

 Hiệp hội sản phẩm dạng cắt quốc tế (IFPA) định nghĩa sản phẩm “rau quả chế biến tối thiểu được cắt tỉa, gọt vỏ, rửa và cắt định hình thành dạng có thể dùng được 100% sau đó đóng gói và bảo quản” Rau quả chế biến tối thiểu thường có giá trị dinh dưỡng cao, thuận tiện và có lợi cho sức khỏe trong khi vẫn duy trì được trạng thái tươi như mong muốn của người tiêu dùng 4

Hình 1.1 Quả chế biến tối thiểu

Hình 1.2 Rau chế biến tối thiểu

Ưu điểm của rau quả chế biến tối thiểu là đã được chế biến sẵn nên người dùng không cần phải nhặt, rửa hay thái Hiện nay, các khâu này thường được thực hiện ở nhà hay tại các nhà hàng và đều có nguy cơ lây nhiễm các tác nhân gây ngộ độc thực phẩm Việc sử dụng các sản phẩm rau quả chế biến tối thiểu là giải pháp hợp lý và cần thiết để giảm tối đa sự tiếp xúc với thực phẩm, hạn chế

các mối nguy hiểm của các tác nhân gây bệnh nhiễm vào thực phẩm và đảm bảo

vệ sinh an toàn thực phẩm Mặt khác, rau quả chế biến tối thiểu được sản xuất tập trung nên tận dụng phế liệu sử dụng cho các mục đích khác như: chế biến thức ăn gia súc, phân bón…, đồng thời hạn chế rác thải gây ô nhiễm môi trường

Trong hướng dẫn chế độ ăn hàng ngày của người Mỹ năm 2005 khuyến cáo mọi người nên ăn nhiều rau quả hơn các thực phẩm khác 33 Tuy nhiên việc cung cấp đủ lượng rau quả tươi cho nhu cầu này rất khó khăn, đặc biệt ở các khu

đô thị, thành phố tập trung đông dân cư Sự phát triển của rau quả chế biến tối thiểu giúp loại bỏ được khó khăn này và giúp người tiêu dùng dễ dàng lựa chọn chế độ ăn nhiều rau quả Ăn nhiều rau quả tốt cho sức khỏe: giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, bệnh tiểu đường loại 2, áp huyết cao, nhiều loại bệnh ung thư và giúp duy trì trọng lượng cơ thể

Rau quả chế biến tối thiểu mang lại nhiều lợi ích, như:

 Đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về giá trị dinh dưỡng và sự tiện lợi của sản phẩm

 Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

 Giảm tối thiểu sức lao động của người nội trợ

 Tận dụng phế liệu sử dụng cho các mục đích khác

 Giảm ô nhiễm môi trường

 Giải quyết được khó khăn về “hàng rào” rau quả

 Là bước phát triển kế tiếp của nền nông nghiệp: phát triển sản xuất, chế biến nông - công nghiệp

 Liên kết tốt hơn giữa khoa học công nghệ - nông nghiệp - thương mại

 Tạo công ăn việc làm với thu nhập ổn định cho nhiều người lao động

 Cho giá trị thương mại cao

Trước tình hình hiện nay, việc nghiên cứu, chế biến, phát triển sản phẩm rau quả chế biến tối thiểu là việc rất cần thiết và cấp bách Tuy nhiên, trước khi đưa

ra sản xuất thực tế, nhà sản xuất cần phải hiểu biết về những biến đổi xảy ra cả về chất lượng dinh dưỡng, cảm quan và chất lượng vệ sinh trong quá trình chế biến cũng như bảo quản, phân phối Từ đó định hướng giải quyết các khó khăn gặp phải khi sản xuất sản phẩm dạng này

1.1.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ chế biến tối thiểu rau quả tươi

Hình 1.3 Doanh thu rau quả chế biến tối thiểu tại Mỹ (IFPA)

Rau quả chế biến tối thiểu là một trong những sản phẩm có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất ở Mỹ, theo IFPA ước tính giá trị thương mại của rau quả chế biến tối thiểu tăng mạnh từ 3,3 tỷ USD năm 1994 lên 8,9 tỷ USD năm 2003 và cung cấp hơn 60% nhu cầu của người tiêu dùng, đến năm 2005 tăng lên đến 15 tỷ USD 6 Trong tương lai chắc chắn sẽ có bước nhảy vọt của ngành công nghiệp chế biến tối thiểu để có thể cung cấp rau quả đến từng hộ gia đình, trường học bằng các máy bán hàng tự động

Tại Mỹ, rau salad đóng gói vẫn là rau được tiêu dùng nhiều nhất, chiếm 48% tổng thị trường rau quả chế biến tối thiểu Các loại rau và quả chế biến tối thiểu khác không có sự chênh lệch đáng kể, chiếm 23 và 29% thị trường

Quả, 23%

Salad đóng gói, 48%

Rau, 29%

Source: Perishables Group FreshFacts ® powered by Nielsen

Hình 1.4 Thị trường rau quả chế biến tối thiểu qua hệ thống siêu thị

sáu tháng đầu năm 2007 tại Mỹ

Như vậy, rau quả chế biến tối thiểu đang ngày càng phát triển rộng khắp

và chiếm lĩnh thị phần Song song với việc phát triển thị trường là việc nghiên cứu để tìm ra công nghệ tối ưu đối với mỗi loại rau quả cho các chỉ tiêu chất lượng tốt nhất

Rau quả chế biến tối thiểu phải đạt hai mục đích: thứ nhất là giữ cho sản phẩm tươi và không mất chất dinh dưỡng; thứ hai là bảo đảm thời hạn sử dụng sản phẩm đủ để phân phối trong một vùng tiêu thụ rộng Các chỉ tiêu vi sinh vật, cảm quan, giá trị dinh dưỡng của loại sản phẩm này phải đảm bảo ít nhất được 4

÷ 7 ngày và có thể lên đến 21 ngày tùy thuộc loại sản phẩm, phương pháp chế biến và điều kiện bảo quản 1 Do các sản phẩm này được sản xuất không qua bước thanh trùng hay khử hoạt tính nên các vi sinh vật gây bệnh không bào tử hay có bào tử vẫn là mối nguy hiểm cho sản phẩm Để ngăn chặn và kiểm soát sự phát triển của các tác nhân gây bệnh trong thực phẩm loại này, nhiệt độ bảo quản

và thời hạn sử dụng là những nhân tố cần quan tâm nhất

Ở Việt Nam, rau quả chế biến tối thiểu là một xu thế mới và sẽ là tất yếu theo quá trình phát triển của xã hội Gần đây, các sản phẩm rau quả chế biến tối thiểu rau quả đã xâm nhập vào thị trường các thành phố thông qua hệ thống siêu thị lớn như Metrô Các sản phẩm này đẵ bắt đầu được người tiêu dùng ưa thích và sẵn sàng trả tiền để mua thay cho việc mua nguyên củ, nguyên quả Tuy nhiên,các sản phẩm này chủ yếu nhập ngoại, giá thành cao Các cơ sở sơ chế và chế biến đã bắt đầu cung cấp ra thị trường loại sản phẩm

dạng này, nhưng chất lượng chưa cao và chủ yếu tiêu thụ trong ngày Vì vậy việc nghiên cứu hoàn thiện công nghệ chế biến tối thiểu rau quả ở nước ta là rất cần thiết

1) Nguyên lý chung của công nghệ chế biến tối thiểu rau quả

Rau quả chế biến tối thiểu là sản phẩm cắt nguyên liệu dạng tươi, bao gồm các công đoạn như gọt vỏ, cắt định hình để tạo thành dạng sẵn sàng để sử dụng Sản phẩm loại này thường được đóng gói trong túi kín hay trong khay làm bằng màng trùng hợp Quy trình công nghệ chế biến tối thiểu rau quả đã được xác lập

và ứng dụng tại nhiều nước trên thế giới (các nước châu Âu, Úc, Mỹ, Canada, Thái Lan, Nhật Bản,…) và đều có chung một sơ đồ nguyên lý như sau:

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình chế biến tối thiểu rau quả tươi

Đối với mỗi nhóm hay mỗi loại rau quả cụ thể, các bước thực hiện lại có các yêu cầu chế độ công nghệ khác nhau Sau đây là một số công đoạn chính thường gặp:

Nguyên liệu rau quả tươi

a) Yêu cầu đối với nguyên liệu

Chất lượng nguyên liệu đầu vào là một trong những yếu tố quan trọng nhất quyết định chất lượng của sản phẩm cuối cùng Yêu cầu rau quả dùng để chế biến tối thiểu phải dễ gọt và có chất lượng loại một Ngoài ra, điều kiện bảo quản, cắt tỉa trước khi chế biến cũng là những yếu tố quan trọng để rau quả chế biến tối thiểu có chất lượng tốt Giống nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng chế biến Không phải tất cả các giống đều có thể là nguyên liệu tốt để chế biến tối thiểu Điều này cần chú ý đặc biệt khi chế biến khoai tây, cà rốt, hành, củ cải Một số nghiên cứu còn cho biết các điều kiện thời tiết, đất đai, canh tác, thụ phấn và thu hoạch ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của rau, đặc biệt với khoai tây trong quá trình chế biến tối thiểu (Ahvenainen và cộng sự, 1998)

b) Xử lý cơ học

 Phân loại

Phân loại nhằm chọn ra nguyên liệu đồng đều và tốt nhất cho quá trình chế biến Ngoài ra loại bỏ những nguyên liệu không phù hợp, thối hỏng, nâng cao chất lượng sản phẩm Có thể phân loại theo kích cỡ, màu sắc, độ chín, trọng lượng, độ cứng của củ, quả

 Rửa sơ bộ

Rau quả sau khi thu hoạch thường dính nhiều bùn, đất cát, rơm rác đặc biệt đối với khoai tây Do đó yêu cầu phải tiến hành rửa sơ bộ nguyên liệu trước khi tiến hành các khâu tiếp theo để đảm bảo vệ sinh cho sản phẩm

Trong quá trình rửa sơ bộ phụ thuộc loại nguyên liệu, nhà chế biến có thể ngâm bổ sung thêm chất sát trùng với nồng độ quy định cho trước cho từng loại rau quả

nâu hóa, trong khi đó nếu gọt vỏ thủ công thì chỉ cần rửa bằng nước sạch là đủ Gọt vỏ bằng carborundum, bóc vỏ bằng hơi nước hay dùng kiềm đều gây tổn thương thành tế bào của rau quả là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển

và kích hoạt enzim Ngoài ra, các nhà sản xuất còn sử dụng phương pháp thủy phân bằng enzim để bóc vỏ, ví dụ trong trường hợp của cam

 Cắt tạo hình

Khi tiến hành cắt, yêu cầu phải cắt bằng dao sắc làm từ thép không gỉ Chẳng hạn, cà rốt cắt bằng lưỡi dao sắc cho chất lượng cảm quan và chất lượng vi sinh vật tốt hơn so với khi cắt bằng máy công nghiệp với lưỡi dao không sắc 1 - trang 21 Khi cắt bằng lưỡi dao không sắc cho chất lượng sản phẩm kém hơn do tế bào bị tổn thương, chảy nước dịch bào Máy cắt phải được lắp đặt vững chắc bởi nếu thiết bị bị rung sẽ làm bầm dập, hỏng bề mặt cắt dẫn đến nhanh thối hỏng Các miếng lót và lưỡi dao sử dụng trong khi cắt luôn phải được khử trùng Có thể sử dụng dung dịch hypoclorit 1% cho mục đích này để làm giảm đáng kể vi sinh vật và tăng khả năng chấp nhận sản phẩm

c) Rửa lại và làm ráo

 Rửa lại

Rửa sau khi gọt vỏ và cắt định hình để loại bỏ vi sinh vật và dịch bào nhằm làm giảm sự phát triển của vi sinh vật và sự oxi hóa của enzim trong quá trình bảo quản Khi rửa nên tiến hành rửa trong dòng nước hay nước sục khí hơn là rửa trong bồn nước tĩnh Chú ý chất lượng cảm quan và vệ sinh của nước rửa phải tốt, nhiệt độ thấp Lượng nước sử dụng nên là 5 ÷ 10 lít/kg trước khi gọt, cắt và 3 lít/kg sau khi gọt

Sử dụng thêm một số chất phụ gia như clo, axit citric hay ozon vào trong nước rửa sẽ làm giảm đáng kể vi sinh vật, làm chậm sự hoạt động của enzim do

đó cải thiện được thời hạn sử dụng và chất lượng cảm quan Dùng 100 ÷ 200 mg clo hay axit citric trong 1 lít nước rửa trước hay sau khi gọt, cắt định hình sẽ kéo dài thời hạn sử dụng, chú ý khi dùng clo, rau cần phải rửa lại để làm giảm nồng

độ clo đến mức cho phép, cải thiện chất lượng cảm quan Hiệu quả khi rửa bằng clo sẽ tăng khi kết hợp với pH thấp, nhiệt độ cao, nước sạch và thời gian rửa phù hợp Hợp chất clo làm giảm vi sinh vật tổng số xuống mức thấp nhất ở một số loại rau ăn lá, nhưng không nhất thiết sử dụng cho rau ăn củ và cải bắp Tuy nhiên, ở một số nước không được phép sử dụng clo để khử trùng và có thể thay thế bằng một số chất khác như ozon, natri triphotphat hay hydro peroxit Hiện nay ở nhiều nơi, dùng hydro peroxit hay ozon thay thế clo để khử trùng rau quả chế biến tối thiểu đã cho kết quả khả quan

Làm ráo

Sau khi rửa và xử lý hóa chất cần phải loại bỏ nước khỏi bề mặt cắt Có thể để ráo, dùng giấy thấm hay có thể dùng máy li tâm Dùng máy li tâm là cách tốt nhất và được áp dụng để sản xuất hàng loạt Tuy nhiên tốc độ và thời gian ly tâm phải được lựa chọn cẩn thận và chính xác để không chỉ loại bỏ được nước

mà còn không làm tổn thương tế bào rau quả

d) Xử lý nhiệt (chần)

Chần có tác dụng tiêu diệt một số vi sinh vật trên bề mặt, nhưng có thể làm mềm mô quả, tăng tỷ trọng nguyên liệu, gây tổn thất chất dinh dưỡng (đặc biệt là vitamin), gây ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị, trạng thái và tính chất cảm quan của sản phẩm

Trong chế biến rau quả tối thiểu, đã có nhiều công trình đưa ra các giải pháp kết hợp nâng cao hiệu quả xử lý Chẳng hạn, có thể bổ sung thêm kali cacbonat (0,125% khối lượng) hoặc canxi oxit vào dung dịch chần để bảo vệ chlorophyl giữ màu xanh của rau, thêm canxi clorua (1 ÷ 2%) nhằm tạo muối pectat canxi không tan để duy trì độ cứng mô quả Sự nâu hóa do enzim trong miếng táo và khoai tây được hạn chế bằng cách giữ chúng trong dung dịch muối (2% khối lượng) trước khi chần

Phần lớn các công trình nghiên cứu chế biến tối thiểu quả tươi trên thế giới đều chỉ ra nên chần 0,5 ÷ 3 phút ở nhiệt độ 80 ÷ 1000C tùy theo loại

e) Ổn định sản phẩm

Ổn định sản phẩm là quá trình khuếch tán giúp điều chỉnh pH, thẩm thấu các chất chống vi sinh vật, chống nâu hóa, tạo một lớp màng bảo vệ sản phẩm tạo

điều kiện cho quá trình bảo quản Đây là một công đoạn chủ chốt trong chế biến tối thiểu quả Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới tập trung vào vấn đề biến đổi vi sinh vật và các yếu tố kìm hãm hoạt động này Hoạt độ nước aw có thể được điều chỉnh từ 0,94 đến 0,96; pH từ 2,5 đến 4,5 phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu Ngoài ra có thể sử dụng natribisunfit và kali sorbat nhằm mục đích cải thiện và giữ màu sản phẩm 5

f) Đóng gói

Đóng gói cũng là khâu rất quan trọng của rau quả chế biến tối thiểu Phần lớn các nghiên cứu và sử dụng phương pháp đóng gói điều biến không khí (MAP) Chất lượng sản phẩm đóng gói MAP chịu ảnh hưởng bởi nhiều nhân tố: cường độ hô hấp của sản phẩm, khí ở khoảng trống trong túi, tỷ lệ giữa khối lượng và thể tích phần khoảng trống trong túi, vật liệu bao bì, nhiệt độ bảo quản, quá trình chế biến, v.v Tất cả các yếu tố này đều có mối quan hệ mật thiết với nhau Ví dụ, cường độ hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản, quy trình chế biến (gọt, cắt bằng dao sắc, ngâm trong dung dịch xử lý), nguyên liệu (giống, độ chín sinh lý, điều kiện trồng trọt và bảo quản sau thu hái), tỷ lệ O2/CO2 ở phần trống trong túi và lượng oxi có sẵn trong tế bào

Nguyên lý cơ bản của MAP là sử dụng vật liệu bao gói có thể thẩm thấu khí phù hợp Mục đích của nó là tạo môi trường không khí trong bao gói phù hợp để cường độ hô hấp thấp trong khi nồng độ O2 ở mức an toàn và CO2 không gây tổn thương cho sản phẩm Thông thường, thành phần khí trong bao bì là 2 ÷ 5% CO2,

2 ÷ 5% O2 và còn lại là N2

Trong thực tế để đạt được hỗn hợp khí chuẩn là việc làm rất khó khăn trong quá trình bao gói rau quả chế biến tối thiểu Vấn đề chính là trên thị trường chỉ có một vài vật liệu bao gói thấm khí thích hợp Hầu hết các màng không đem lại nồng độ O2 và CO2 tối ưu, đặc biệt là đối với các sản phẩm có cường độ hô hấp cao Tuy nhiên, vật liệu bao gói cũng cần phải có các lỗ rất nhỏ để tránh cho rau quả hô hấp yếm khí Điều này đã cải thiện một cách đáng kể thời hạn sử dụng của rau quả chế biến tối thiểu Thời hạn sử dụng của cải bắp và cà rốt chế biến tối thiểu đóng gói trong bao bì phù hợp bảo quản được 7 ÷ 8 ngày ở 50C, dài hơn 2 ÷

3 ngày so với đóng gói bình thường Khi đóng gói MAP rau salad, khó khăn lớn

nhất là hỗn hợp rau này gồm nhiều loại rau cắt có cường độ hô hấp khác nhau như dưa chuột, ớt xanh, tỏi, cà rốt nên việc lựa chọn thành phần khí không đơn giản Đóng gói loại rau này trong túi LDPE độ dày 27 m, thành phần khí theo tính toán là O2 3 ÷ 4% và CO2 3 ÷ 5% nhưng thực tế sau khi đóng gói, thành phần khí trong túi là O2 2,0 ÷ 2,1 % và CO2 5,5 ÷ 5,7 % 1

g) Điều kiện bảo quản và thời hạn sử dụng

Làm lạnh là một cách bảo quản quan trọng và cần thiết đối với các loại rau quả chế biến tối thiểu do chúng đã bị tổn thương tế bào và có cường độ hô hấp cao Chúng ta không nên bảo quản ở 100C trở lên, do ở nhiệt độ này hầu hết các

vi khuẩn gây bệnh đều phát triển nhanh trong sản phẩm rau chế biến tối thiểu Các quá trình chế biến, vận chuyển, trưng bày và bảo quản nên thực hiện ở nhiệt

độ thấp, tốt nhất là từ 2 ÷ 40C để hạn chế sự thối hỏng của sản phẩm Ngoài ra cũng không nên có sự thay đổi nhiệt độ Nhiệt độ cao hơn làm đẩy nhanh sự thối hỏng sản phẩm Nhiệt độ dao động là nguyên nhân dẫn đến sự đông tụ và kích thích quá trình thối hỏng

1.1.3 Những biến đổi của rau quả sau khi chế biến tối thiểu

Sau khi thu hoạch, rau quả không được cung cấp nước, chất khoáng và các chất dinh dưỡng cần thiết Tuy nhiên, tế bào rau quả vẫn tiếp tục hô hấp, sử dụng đường và axit hữu cơ có sẵn và chúng sẽ nhanh chóng trở nên già cỗi Sự tổn thất chất lượng sau thu hoạch là một hàm của quá trình hô hấp, quá trình chín (rau quả hô hấp đột biến), mất nước, biến đổi màu do enzim của bề mặt cắt, sự phá hủy bởi vi sinh vật, già hóa và tổn thất cơ học trong quá trình chế biến, vận chuyển, bảo quản và phân phối Quá trình chế biến tối thiểu làm tăng cường độ

hô hấp, tổn thương tế bào khi đó enzim và cơ chất cô lập trong không bào sẽ trộn lẫn với tế bào chất Đồng thời chế biến tối thiểu cũng làm tăng C2H4, nước tự do

và diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích, đẩy nhanh việc mất nước và sự phát triển của vi sinh vật Sự biến đổi sinh lý có thể dẫn đến sự mất mùi vị, biến đổi màu bề mặt cắt, mất màu, thối hỏng, tăng cường độ mất vitamin, giảm độ cứng

và giảm thời gian bảo quản Khi nước tự do tăng sẽ hòa trộn với enzim nội bào, gian bào và cơ chất cũng làm mất hay biến đổi mùi, vị và cấu trúc trong quá trình

chế biến Vì vậy phải kiểm soát nhiệt độ thích hợp trong quá trình chế biến, bảo quản, phân phối để duy trì chất lượng của sản phẩm

1.1.4.1 Quá trình hô hấp

Rau quả là sinh vật sống và cần oxi để hô hấp, sản phẩm của quá trình hô hấp là CO2, C2H4 và nước Nhưng khi không có mặt oxi sẽ xảy ra quá trình hô hấp yếm khí hay xuất hiện sự lên men Quá trình lên men tạo ra cồn và aldehyt, làm mất mùi vị của sản phẩm Khi tế bào bị tổn thương, sản sinh ra lượng ethylene cao, kích thích quá trình hô hấp Sự phá vỡ tinh bột làm đẩy nhanh chu trình Krebs và chuỗi vận chuyển electron

Cường độ hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ và dạng định hình Khi nhiệt độ càng cao, cường độ hô hấp càng tăng; nguyên nhân là khi số Q10 cứ tăng nhiệt độ lên 100C thì cường độ hô hấp sẽ tăng lên từ 2,0 ÷ 2,5 lần 8 Đồng thời khi dạng định hình có kích thước càng nhỏ thì lượng tế bào bị tổn thương, bề mặt tiếp xúc với không khí càng lớn và cường độ hô hấp càng cao Điều này được thể hiện rõ hơn qua số liệu bảng 1.1

1.1.4.2 Thối hỏng do vi sinh vật

Trong các túi rau quả chế biến tối thiểu tìm thấy một số vi sinh vật phát triển mạnh như vi khuẩn ưa ẩm vừa phải, vi khuẩn lactic, coliform, nấm men, nấm mốc Khi tăng vi sinh vật tổng số đồng nghĩa với việc tăng cường độ hô hấp trong thời gian bảo quản Chế biến tối thiểu gây tổn hại các mô và phá vỡ tế bào, chính điều này cung cấp chất dinh dưỡng và môi trường thuận lợi cho hầu hết các loại vi sinh vật phát triển

Khi đóng gói điều biến khí có thể hạn chế sự phát triển của một số vi sinh vật, nhưng vẫn có một số tác nhân gây bệnh phát triển ở điều kiện này Quá trình cắt tỉa và rửa có thể loại trừ được một số vi sinh vật gây thối hỏng thông thường, nhưng vẫn có thể đưa vào một số tác nhân gây bệnh và tạo điều kiện cho chúng phát triển

Như vậy, để hạn chế các mối nguy hiểm đối với sản phẩm rau quả chế biến tối thiểu cần phải thực hiện đúng GAP, GMP và thi hành HACCP

Bảo quản ở nhiệt độ thấp là cần thiết để làm giảm được cường độ hô hấp, làm chậm sự thối hỏng đồng thời cũng làm chậm sự phát triển của vi sinh vật

1.2 Nguyên liệu khoai tây và khoai tây chế biến tối thiểu

1.2.1 Nguyên liệu khoai tây

Khoai tây là cây lương thực quan trọng thứ tư thế giới Nó là nguồn sản xuất tinh bột biến tính, nhiên liệu sinh học, thực phẩm cho con người Đặc biệt trong cuộc khủng hoảng lương thực khoai tây là cây xóa đói rất hiệu quả đối với các nước Châu Phi như Senegan, Somali,… Giá trị chính của khoai tây là có sản lượng rất cao và cân bằng các chất dinh dưỡng tới mức hoàn hảo Nó giúp cơ thể sản xuất ra nhiều năng lượng hơn và nhanh hơn bất cứ loại lương thực nào Vì vậy, người ta có thể sống bằng việc chỉ ăn khoai tây mà hầu như không cần ăn thêm thứ gì khác Hơn nữa, cây khoai tây tốn ít đất trồng và chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt hơn hẳn những loại cây trồng khác

Lịch sử phát triển khoai tây gắn liền với sự phát triển kinh tế, tự do thương mại và toàn cầu hoá

Khoai tây trở thành một cứu tinh cho con người trong cuộc cách mạng công nghiệp tại Anh Nó chính là nguồn cung cấp calo rẻ và rất dễ trồng, giải phóng đáng kể sức lao động của con người, giúp các nhà máy sản xuất công nghiệp có

đủ nhân lực Friedrich Engels, nhà tư tưởng lỗi lạc người Đức, đã phải công nhận khoai tây có tầm quan trọng ngang với sắt bởi vai trò “lịch sử cách mạng” của nó Cây khoai tây còn thúc đẩy thương mại tự do bằng cách giúp xoá bỏ Bộ luật Ngũ cốc của Anh Bộ luật này giới hạn việc nhập khẩu ngũ cốc nhằm bảo hộ các nhà sản xuất lúa mỳ trên xứ sở sương mù

Khi nhắc đến khoai tây, người Mỹ nghĩ ngay đến Idaho, nơi trồng hơn 1/4

số khoai tây của nước này; người Ailen sẽ nghĩ ngay đến nạn đói do mất mùa khoai tây năm 1845, còn người Ba Lan thì nghĩ đến rượu vodka làm từ khoai tây Nhưng không đâu người dân tự hào về loài cây này hơn ở Peru, nơi đã trồng khoai tây từ cách đây hơn 7.000 năm Theo Tổ chức khoai tây quốc tế, đất nước Nam Mỹ này là nơi cư ngụ của hơn 3.500 giống khoai tây khác nhau Và bình quân mỗi người dân Peru tiêu thụ 90 kg khoai tây một năm Tuy nhiên, một điều đáng ngạc nhiên là con số đó mới chỉ bằng 1/4 của Belarus, quốc gia được coi là ăn nhiều khoai tây nhất trên thế giới

Với hy vọng thế giới có nhận thức đúng và đầy đủ hơn về loại cây trồng rất hữu ích này, góp phần vào việc đạt được những mục tiêu thiên niên kỷ (MDGs)

đã đề ra (bao gồm xoá đói giảm nghèo, tăng cường an ninh lương thực và thúc

đẩy phát triển kinh tế), Liên hiệp quốc đã tuyên bố năm 2008 là Năm quốc tế về khoai tây

Trong thế giới hiện đại ngày nay, khoai tây là một biểu tượng của toàn cầu hoá Nó một loài cây khiêm nhường nhưng đã làm thay đổi cả thế giới

1.2.1.1 Sản lượng khoai tây

 Sản lượng khoai tây thế giới

Bảng 1.1 Diện tích và sản lƣợng khoai tây một số vùng năm 2007

Diện tích thu hoạch, hecta Sản lượng, tấn Năng suất, tấn/ha

 Sản lượng khoai tây Việt Nam

Theo ước tính của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, sản lượng khoai tây thu hoạch của cả nước hiện nay khoảng 450000 ÷ 500000 tấn, trong đó 90%

là từ các tỉnh phía Bắc, còn lại ở Lâm Đồng Nhu cầu tiêu dùng cho chế biến thực phẩm khoảng 550000 tấn, phần thiếu hụt còn lại chủ yếu được nhập từ Trung Quốc, nhất là nhập khẩu khoai tây giống

Bộ rễ

1.2.1.3 Đặc điểm cây khoai tây

Khoai tây (Solanum tuberosum) là một loại cây thảo mộc một mùa Trong

sản xuất, khoai tây là cây trồng vụ đông, nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của cây

từ 10 ÷ 180

C 33 Phần cho giá trị thương mại của cây khoai tây là củ khoai, củ

là phần phình to của thân chìm phía dưới mặt đất

Chỗ phình to là do sự di chuyển, tổng hợp và dự trữ

carbohydrat của phần phía trên của cây Dựa vào

phần thân cây và lá ở trên người ta có thể biết được

lúc nào có thể thu hoạch được củ

củ bắt đầu lớn) Rễ có nhiệm vụ hút nước và thức ăn từ đất để nuôi cây

 Thân

Thân khoai tây mọc thẳng, đôi khi có cấu tạo dích dắc, có 3 ÷ 4 cạnh, cao trung bình từ 40 ÷ 70 cm Phụ thuộc vào giống, thời vụ, điều kiện chăm sóc v.v… mà chiều cao cây có thể khác nhau Thân cây thường có màu xanh hoặc xanh nhạt hay đậm, đôi khi có màu phớt hồng hoặc tím v.v… tùy thuộc vào từng giống Trên thân cây có lớp lông tơ mềm (khi cây còn non) cứng dần và rụng theo thời gian sinh trưởng

 Lá

Lá khoai tây tương tự như lá cà chua, nhưng khác một số điểm - thuộc lá phức tạp, bản lá to, mọc cánh xẻ lông chim, có 3 ÷ 7 đôi mọc đối xứng qua trục

và một lá lẻ trên cùng thường lớn hơn gọi là lá chét đỉnh Lá khoai tây dài khoảng

10 ÷ 15 cm, mặt lá phẳng hoặc gợn sóng, bản lá thường to hơn lá cà chua Màu sắc lá phụ thuộc vào giống, thời vụ, điều kiện chăm sóc mà có thể màu xanh, xanh đậm hoặc xanh nhạt, v.v…

 Hoa

Hoa khoai tây thường mọc tập trung trên một

chùm hoa Nó thuộc loại hoa lưỡng tính và có cấu

tạo 5:5:5, cuống ngắn Màu sắc hoa thường trắng,

Màu sắc củ tùy thuộc vào từng giống, có thể là màu trắng, trắng nhạt, vàng, vàng nhạt, v.v… Trên củ có nhiều mắt củ, nhưng phân bố không đều Số lượng mắt củ nhiều hay ít tùy thuộc vào từng giống Trên mắt củ có mi mắt và mắt Mi mắt dài hay ngắn, mắt nông hay sâu là do đặc tính di truyền của giống Trên mỗi mắt thường có 2÷3 mầm ngủ và thường tập trung nhiều trên đỉnh củ Tùy thuộc từng giống, thời vụ, đất trồng, điều kiện chăm sóc mà có trọng lượng

Đỉnh củ

Mắt

Mi mắt Đáy củ

Vỏ Vòng mạch Biểu bì Chu bì

Mắt Lõi giữa Phần thịt củ Phần củ hình hạt đậu

1.2.1.4 Giá trị củ khoai tây

 Giá trị dinh dưỡng

Khoai tây là một loại thực phẩm phổ biến, giàu cacbohydrat Hiện nay, trên khắp thế giới, từ khoai tây người ta đã chế biến ra hàng trăm món ăn khác nhau, thơm ngon, rẻ tiền và rất bổ dưỡng Khoai tây mới thu hoạch chứa khoảng 80% nước và 20% chất khô Trong đó có khoảng 60 ÷ 80% chất khô là tinh bột 32 Trong khoai tây còn có một lượng nhỏ tinh bột “xơ” nhưng rất quan trọng, nó có khả năng kháng lại enzim tiêu hóa trong dạ dày và ruột non do đó nó còn nguyên vẹn trong ruột Tinh bột này có tác dụng sinh lý và như là chất xơ rất có lợi cho sức khỏe (có lợi cho hệ tiêu hóa, chống lại ung thư ruột kết, tăng việc hấp thụ glucoza và tính nhạy của insulin, nồng độ cholesterol và triglycerit thấp, tăng cảm giác no và có thể giảm béo) (Cummings & cộng sự 1996; Hylla & cộng sự 1998; Raban & cộng sự 1994) Lượng tinh bột “xơ” trong khoai tây cao hay thấp phụ thuộc vào phương pháp chế biến Nấu sau đó làm lạnh khoai tây sẽ làm tăng lượng tinh bột “xơ”: khi nấu khoai tây chứa 7% tinh bột xơ thì khi làm lạnh tăng lên 13%

Hàm lượng protein của khoai tây tương tự như của ngũ cốc và cao hơn hẳn

so với các loại rau ăn rễ và củ khác Trong củ khoai tây có 2% protein bao gồm

cả lysine (một axít amin thường không có trong protein thực vật) nên phối hợp tốt với ngũ cốc Trong protein khoai tây còn có một số axít amin tự do và các chất kiềm purin Giá trị sinh học của khoai tây tương đối cao lên tới 75% (theo phương pháp Mittchell) Chất đường hấp thu chậm trong khoai tây đem lại cảm