PHẨN 1 ðẠI CƯƠNG VỀ CÁC SẢN PHẨM THỰC PHẨM- SINH HỌC CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM VÀ NHỮNG BIẾN ðỔI CỦA NGUYÊN LIỆU TP TRONG QUÁ TRÌNH THU NHẬN VÀ BẢO QUẢN 1.. Nước vừa là một thành ph
Trang 1PHẨN 1 ðẠI CƯƠNG VỀ CÁC SẢN PHẨM THỰC PHẨM- SINH HỌC
CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM VÀ NHỮNG BIẾN ðỔI CỦA NGUYÊN LIỆU TP
TRONG QUÁ TRÌNH THU NHẬN VÀ BẢO QUẢN
1 ðặc ñiểm của nguyên liệu sản xuất thực phẩm :
Nguyên liệu dùng ñể chế biến thực phẩm rất ña dạng Chúng có thể là thực vật như rau, quả, hạt, củ hoặc các loại ñộng vật như gia súc, gia cầm hoặc các loại thủy hải sản nhưng nhìn chung các loại nguyên liệu có những ñặc ñiểm sau:
1.1 Thu hoạch theo thời vụ :
Tất cả các loại nguyên liệu thực vật ñều thu hoạch theo thời vụ, các loại thủy hải sản ñánh bắt theo mùa chính vấn ñề này cũng gây khó khăn cho việc sản xuất liên tục Chính vì thế nên cần phải có kế hoạch ñể bảo ñảm ñủ nguyên liệu sản xuất hoặc bảo ñảm cho nhà máy hoạt ñộng thường xuyên
1.2 Dễ bị hư hỏng trong bảo quản :
Các loại nguyên liệu dùng ñể sản xuất thực phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng khác nhau nên thuận lợi cho sự xâm nhập và phát triển của VSV Hơn nữa trong các loại nguyên liệu cũng chứa nhiều loại enzim có thể gây tác ñộng xấu cho nguyên liệu sản xuất thực phẩm Chính vì thế các loại nguyên liệu này rất dễ bị hư hỏng trong bảo quản và có nhiều loại có thời hạn bảo quản rất ngắn Cho nên trong sản xuất thực phẩm phải tìm biện pháp ñể bảo quản nguyên liệu sao cho kìm hãm ñược hoạt lực của enzim và ức chế hoặc tiêu diệt ñược VSV và các loại côn trùng gây hại nhằm ñể giữ ñược chất lượng của nguyên liệu và bảo ñảm cung cấp nguyên liệu thường xuyên cho sản xuất
Chất lượng của sản phẩm thực phẩm phụ thuộc rất lớn vào chất lượng của nguyên liệu Cho nên nếu chất lượng của nguyên liệu kém thì sản phẩm sẽ không ñạt yêu cầu
2 Thu nhận và bảo quản nguyên liệu trước khi ñưa vào sản xuất:
2.1 Nguyên liệu thực vật:
Nguyên liệu thực vật dùng trong chế biến thực phẩm là rau qủa, các hạt ngũ cốc, củ chất lượng của nguyên liệu phụ thuộc rất lớn vào kỹ thuật thu hái và bảo quản
- Thời ñiểm thu hoạch: Tùy thuộc vào tính chất của loại nguyên liệu và mục ñích sản xuất
mà người ta tiến hành thu hoạch nguyên liệu trong những thời kỳ khác nhau Thường thu hái nguyên liệu theo ñộ già chín của nó Trong CN chế biến thực phẩm, phân biệt các ñộ chín sau: + ðộ chín thu hái: Tiến hành thu hái khi hạt của rau quả ñạt ñộ phát triển cao và kích thước lớn nhất nhưng chưa ñạt về màu sắc, mùi vị, ñộ mềm mà còn phải qua 1 thời kỳ dấm ñể nó ñạt ñộ chín theo yêu cầu
+ ðộ chín ăn ñược (ñộ chín sử dụng) là ñộ chín khi nguyên liệu ñạt ñược chất lượng toàn diện cao nhất (ñạt yêu cầu về màu sắc, mùi vị )
+ ðộ chín kỹ thuật: là ñộ chín theo yêu cầu kỹ thuật sản xuất và nó chỉ là những qui ñịnh tương ñối
Ví dụ : cà chua dùng ñể sản xuất cà chua ngâm dấm thì nên thu hái khi chín hườm, còn nếu sản xuất bột cà chua thì phải cà chua chín
+ ðộ chín sinh lý: ñược xác ñịnh bằng ñộ già của hạt Nó thường dùng ñể thu hoạch hạt cho sản xuất dầu béo hoặc làm hạt giống trong sản xuất nông nghiệp
Khi thu hái nguyên liệu người ta thường dựa vào tính chất vật lý ñặc trưng nhất của nguyên liệu ñể xác ñịnh ñộ chín của nó như kích thước, khối lượng riêng, màu sắc, hương vị, ñộ
Trang 2chín bằng thành phần hĩa học nhưng trong nhiều trường hợp thành phần hĩa học cùng chỉ mang tính tương đối khơng thể xác định chính xác được ðể nhận biết độ chín từng loại nguyên liệu thường phải cĩ quy định riêng
Ví dụ: cĩ loại dựa vào màu sắc, mùi vị, cĩ loại lại dựa vào khối lượng riêng Như đối với ngơ người ta khơng dựa vào màu sắc, trạng thái mà dựa vào khối lượng riêng vì hạt càng già hàm lượng tinh bột càng cao ⇒ khối lượng riêng càng lớn
- Kỹ thuật thu hái: kỹ thuật thu hái nguyên liệu là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng nhiều đến khả năng và thời gian bảo quản Khi thu hoạch cần chọn thời tiết thuận lợi như khơng mưa, khơng nắng, khơng cĩ sương muối.Tốt nhất nên thu hái vào buổi sáng sớm, lúc đĩ thành phần dinh dưỡng sẽ cao nhất Khi thu hái phải cẩn thận, nhẹ nhàng, khơng làm xây xát hoặc dập nát nguyên liệu đặc biệt khơng làm mất lớp phấn, hoặc dập túi the hoặc trầy vỏ
- Bảo quản: Sau khi thu hái mặc dù đã tách khỏi cơ thể mẹ, nhưng các loại rau quả vẫn tiếp tục quá trình sống và vẫn duy trì hoạt động của enzim do đĩ sẽ cĩ sự biến đổi về thành phần hĩa học Cần phải tạo điều kiện để rau quả đi theo hướng cĩ lợi
Ví dụ: đối với các loại rau quả chưa chín, cần chín ngay thì dùng etylen để dấm Etylen làm quả mau chín vì nĩ làm thay đổi cấu trúc trong nhiễm sắc thể của tế bào do đĩ các enzim oxy hĩa khử bị nhiễm sắc thể hấp phụ sẽ chuyển vào dung dịch hịa tan của tế bào làm tăng hoạt động thủy phân và đẩy mạnh các quá trình hĩa học gây chín Ngồi ra, propylen, axetylen cũng cĩ tác dụng tương tự
2.2 Nguyên liệu động vật:
Phẩm chất thịt phần lớn phụ thuộc vào điều kiện kho dự trữ gia súc, gia cầm chờ giết và
kỹ thuật sơ chế
- Gia súc, gia cầm nhập vào nhà máy phải được kiểm tra thú y Số khoẻ mạnh đưa vào kho chờ giết, số chẩn đốn thêm đưa vào nơi cách li, số mắc bệnh đưa đến chỗ giết mổ vệ sinh Kho dự trữ chờ giết mổ nhằm mục đích chuẩn bị con thịt để giết, đảm bảo cơng tác của xưởng giết mổ nhịp nhàng Con thịt trước khi giết mổ phải được nghỉ ngơi sau một thời gian vận chuyển Thịt động vật mệt mỏi cĩ phẩm chất kém hơn thịt động vật được nghỉ ngơi
- Sau khi bị đánh bắt, cá sống thêm một thời gian ngắn rồi chết nhưng cịn tươi Trong thời gian này cá được chứa đựng trong các hịm, rổ, thùng, toa xe để chuyên chở đến các nơi phân phối sử dụng hoặc chế biến Hệ VSV tự nhiên của cá trong thời kỳ này thường khơng phát triển, nhưng cĩ thể bị lây nhiễm thêm vào cá do VSV ở các dụng cụ chứa đựng chuyên chở Những vsv lây nhiễm này thường là tạp khuẩn nhưng cũng cĩ khi cĩ cả vi sinh vật gây bệnh
ðể ngăn chặn quá trình thối rửa người ta phải tiến hành bảo quản cá Cĩ thể dùng các tác nhân bên ngồi để ức chế sự phát triển của vi sinh vật (ướp lạnh, muối )
3 NHỮNG BIẾN ðỔI HĨA SINH VÀ SINH LÝ CỦA NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN
3.1 Thành phần hĩa học của nguyên liệu thực phẩm và những biến đổi của chúng trong quá trình bảo quản
3.1.1 Nước
Nước là thành phần phổ biến trong tất cả các loại thực phẩm Tùy vào từng loại khác nhau mà hàm lượng nước cĩ trong chúng cũng khác nhau và cĩ sự biến động lớn Trong rau quả tươi, nước chiếm từ 70 ÷ 95% trọng lượng, cịn ở trong hạt lương thực thì ít hơn, nĩ chỉ chiếm khoảng
11 ÷ 20% Sự phân phối nước trong các phần của TP cũng rất khác nhau Ở những vùng cĩ chức năng bảo vệ, che chở thì hàm lượng nước sẽ thấp hơn ở những nơi chứa chất dự trữ hay làm chức năng sinh sản (phơi hạt)
Trang 3Nhìn chung, nước trong tế bào các loại nông sản ñều tồn tại ở các dạng sau:
- Nước liên kết hóa học: ñây là loại nước liên kết rất bền vững, nếu muốn tách nó ra thì phải nung lên hoặc bằng các tương tác hóa học khác Loại nước này ñược ñặc trưng bằng quan hệ ñịnh lượng rất chính xác giữa sản phẩm và nước
- Nước liên kết hóa lý: ñây là loại nước không liên kết với vật liệu theo một tỷ lệ nhất ñịnh
Nó bao gồm nước hấp phụ, nước thẩm thấu và nước cấu trúc Dạng nước này kém bền hơn dạng nước liên kết hóa học nhưng ñể tách nó ra cũng phải cần một năng lượng tương ñối lớn ñể biến
nó thành thể hơi
- Nước liên kết cơ học (nước tự do): ñây là dạng nước kém bền nhất, nó ñược chuyển dịch trong sản phẩm ở dạng lỏng Muốn tách dạng nước này ra chỉ cần phơi hoặc sấy
Nước ñóng vai trò rất quan trọng trong quá trình sống của nguyên liệu TP Nước vừa là một thành phần hóa học vừa ñược coi là môi trường hòa tan và thực hiện các quá trình phân giải, tổng hợp vật chất trong quá trình sống của nguyên liệu TP Vì vậy, hàm lượng nước trong nông sản cao hay thấp có ảnh hưởng lớn ñến chất lượng và khả năng bảo quản của chúng ðối với nguyên liệu TP có hàm lượng nước cao thì các quá trình sinh lý, sinh hóa trong chúng diễn ra mạnh mẽ ñồng thời là ñiều kiện thuận lợi cho hoạt ñộng của các loại sinh vật gây hại nên khả năng bảo quản sẽ giảm Ngược lại, nếu nguyên liệu TP có hàm lượng nước thấp thì sẽ làm giảm hoạt ñộng của các quá trình sống của chúng nên thời gian bảo quản sẽ ñược kéo dài Mặt khác, hàm lượng nước còn ảnh hưởng ñến trạng thái cảm quan của nguyên liệu TP, nhất là ñối với những nguyên liệu TP tươi như rau quả Nếu lượng nước giảm xuống thấp thì nguyên liệu TP sẽ
bị héo úa, bề mặt nhăn lại làm cho trạng thái cảm quan không tốt Nhưng khi cho chúng hấp thụ nước trở lại thì nông sản sẽ trở nên tươi, các hoạt ñộng sống lại ñược thức tỉnh
Trong quá trình bảo quản, hàm lượng nước trong nguyên liệu TP, ñặc biệt là trong rau quả
sẽ giảm nhiều do quá trình thoát hơi nước Vì vậy, ñối với rau quả ñộ ẩm không khí trong bảo quản là một yếu tố rất quan trọng nếu ñộ ẩm không khí thấp thì tốc ñộ mất nước sẽ tăng và ngược lại, ñộ ẩm không khí quá cao thì sẽ làm cho nước ngưng tụ trên bề mặt rau quả gây nên những hư hỏng không ñáng có
3.1.2 Glucid
ðây là thành phần quan trọng ở trong các loại nông sản, nó thường chiếm ñến 90% trọng lượng chất khô Ở trong nông sản, glucid thường tồn tại ở những dạng sau
3.1.2.1 ðường và tinh bột
ðường và tinh bột là chất dự trữ chủ yếu trong nguyên liệu TP Trong các loại củ và hạt như thóc, ngô, khoai, sắn… thì tinh bột chiếm ña số, chúng chiếm ñến 60% Còn trong các loại quả, nếu khi quả còn xanh thì lượng tinh bột cũng tương ñối nhiều như trong chuối xanh có ñến
20 ÷ 30% tinh bột Nhưng ñến khi quả chín thì các dạng ñường như fructose, glucose, saccharose, maltose… lại chiếm chủ yếu, chúng chiếm ñến 80 ÷ 90% tổng chất khô trong quả còn tinh bột chỉ còn khoảng 1% Thành phần này thường phân bố tập trung tại bộ phận dự trữ chính của nguyên liệu TP như nội nhũ, thịt quả… và tỷ lệ giữa chúng sẽ biến ñổi theo quá trình già chín của TP
Trang 4Trong quá trình bảo quản, tinh bột và ñường bị biến ñộng khá nhiều ðối với hạt cũng như rau quả, sau khi thu hoạch chúng vẫn còn có quá trình sống diễn ra, ñồng thời nó còn chịu ảnh hưởng của các ñiều kiện bảo quản Trong quá trình ñó, ban ñầu, lượng tinh bột có thể sẽ tăng lên
do vẫn còn quá trình tổng hợp diễn ra Sau ñó, tinh bột sẽ bị thủy phân ñể tạo thành các loại ñường nên hàm lượng tinh bột sẽ giảm và hàm lượng các loại ñường sẽ tăng lên.Tuy nhiên, lượng ñường chỉ tăng lên trong một thời gian nhất ñịnh, sau ñó, chúng có thể bị giảm xuống mặc dù quá trình thủy phân tinh bột vẫn tiếp tục diễn ra Nguyên nhân của quá trình này là do ñường là nguyên liệu của quá trình hô hấp, lên men, nẩy mầm… ngoài ra, ñường còn tham gia vào các phản ứng tạo màu, tạo mùi cho nông sản
Như vậy, mọi yếu tố có ảnh hưởng ñến quá trình sống của nguyên liệu TP ñều có tác ñộng ñến quá trình biến ñổi của hàm lượng tinh bột và ñường như thủy phần của nông sản, các ñiều kiện bảo quản khác nhau Vì vậy, trong quá trình bảo quản, người ta thường tạo ñiều kiện không thuận lợi cho quá trình sống diễn ra ñể giữ nguyên chất lượng của nông sản
3.1.2.2 Cellulose và hemicellulose
Hai chất này là thành phần chủ yếu cấu tạo nên thành tế bào và chúng phân bố khắp nơi trong các cơ quan của nông sản, thường tập trung ở phần vỏ hay phần cuống
Thành phần này chiếm khoảng 0,5 ÷ 3% trong nông sản và chúng có nhiều ở rau quả hơn
là hạt Những loại quả càng cứng thì chúng càng chiếm lượng lớn, có khi lên ñến 15% trọng lượng chất khô.Ttrong quá trình bảo quản các loại củ như khoai, sắn… sẽ có quá trình xơ hóa tức
là nông sản sẽ sử dụng thành phần tinh bột và ñường ñể tổng hợp nên cellulose Lúc ñó, hàm lượng cellulose sẽ tăng còn các thành phần kia sẽ giảm
3.1.2.3 Pectin
Pectin là glucid cao phân tử, là các chuỗi galacturonic bị metyl hóa và thường tập trung nhiều nhất ở vỏ quả Ví dụ: trong vỏ cam là 4,7%, vỏ chanh có 7%
Pectin thường tồn tại ở 2 dạng: protopectin và pectin Trong ñó, protopectin ñược cấu tạo
từ pectin và cellulose, nó không hòa tan, tạo ñộ cứng cho quả và thường ở thành tế bào Còn pectin là dạng hòa tan và có trong dịch bào
Trong giai ñoạn quả còn ñang phát triển thì protopectin phân tán trong màng tế bào với tỷ lệ khá cao Khi quả chín, dưới tác dụng của enzyme protopectinase hoặc của acid hữu cơ thì nó bị thủy phân thành cellulose và pectin hòa tan ðiều này giải thích vì sao khi chín quả thường mềm hơn Sau ñó, pectin hòa tan dưới tác dụng của enzyme pectinase sẽ bị thủy phân thành ñường và galactaldehyd Quá trình này có thể ñược biểu diễn tóm tắt như sau:
E Cellulose Protopectin
E Pectin ðường + galactaldehyd
Trang 53.1.3 Lipid
Lipid là chất dự trữ năng lượng và là thành phần có ở trong tất cả các loại hạt và quả nhưng chủ yếu là trong các hạt cây có dầu Hàm lượng lipid ở từng loại nông sản khác nhau là không giống nhau.Căn cứ vào thành phần acid béo no và không no chứa trong lipid mà người ta chia thành các nhóm sau:
Bảng 2.1: Hàm lượng lipid trong một số loại nguyên liệu TP
Loại TP Hàm lượng lipid
(% chất khô) Loại TP
Hàm lượng lipid (% chất khô)
Trong quá trình bảo quản, lipid trong nông sản sẽ bị giảm dần do quá trình thủy phân và oxy hóa ñể tạo nên các acid béo, aldehyd, ceton… làm cho chúng có mùi ôi khét khó chịu và chất lượng bị giảm
* Quá trình thủy phân lipid
Phương trình tổng quát:
Trong bản thân nông sản luôn có một lượng nước nhât ñịnh và một số loại enzyme như lipase và oxydoreductase Vì vậy, trong quá trình bảo quản, lipid dưới tác dụng của enzym lipase
và nước trong nông sản sẽ bị thủy phân thành acid béo và glycerin Tùy theo từng ñiều kiện các chất này có thể bị oxy hóa theo các con ñường khác nhau tạo nên các sản phẩm có mùi khó chịu Nếu tiếp tục quá trình hô hấp và oxy hóa hoàn toàn, sản phẩm cuối cùng là CO2, H2O và nhiệt lượng làm chất khô giảm, các chỉ tiêu cảm quan và một số chỉ tiêu của chất béo bị thay ñổi
* Quá trình oxy hóa lipid
ðây là hiện tượng phổ biến nhất trong quá trình bảo quản nông sản giàu lipid Quá trình này diễn ra rất phức tạp và tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau
Nguyên nhân chính của hiện tượng này là sự tiếp xúc của O2 không khí với các acid béo Nguyên liệu TP càng chứa nhiều acid béo không no thì quá trình oxy hóa này diễn ra càng mạnh Tùy theo loại acid béo và các ñường hướng oxy hóa khác nhau mà sản phẩm tạo thành cũng khác nhau như peroxyt, aldehyd, ceton…
Như vậy, H2O và O2 là hai yếu tố có ảnh hưởng rất lớn ñến các quá trình này Vì vậy, trong quá trình bảo quản cần phải khống chế ñộ ẩm và tránh cho nông sản tiếp xúc với không khí
3.1.4 Protein
Protein có giá trị dinh dưỡng cao và là thành phần dinh dưỡng chủ yếu của sản phẩm hạt Hàm lượng protein trong các loại nguyên liệu TP rất khác nhau
Ở trong rau quả, protein chiếm rất ít, chỉ chiếm khoảng 1 ÷ 2% và thường chỉ ở trong các loại rau cao cấp như suplơ, cà rốt, khoai tây… tuy vậy chúng có giá trị dinh dưỡng rất cao
E Lipid + H2O Glycerin + Acid béo
Trang 6Bảng 2.2: Hàm lượng protein trong một số loại nguyên liệu TP
Loại TP Hàm lượng protein
Hàm lượng protein (% chất khô)
Trong thành phần protein có ñầy ñủ các nhóm albumin, prolamin, glutenlin, globulin Trong quá trình bảo quản, nói chung hàm lượng protein giảm nhưng hàm lượng nitơ thì không thay ñổi hoặc thay ñổi rất ít Nguyên nhân là protein dưới tác dụng của các enzym sẽ bị thủy phân thành các acid amin rồi các acid amin này lại tiếp tục bị oxy hóa thành các chất khác không bản chất protein nữa Quá trình phân giải protein:
Sự chuyển hóa các hợp chất có chứa nitơ trong nông sản còn phụ thuộc rất lớn vào các phương pháp bảo quản
3.1.5 Các hợp chất vitamin
Vitamin là một nhóm chất hữu cơ có phân tử tương ñối nhỏ và có bản chất lý hóa học rất khác nhau Hàm lượng vitamin có trong nông sản thay ñổi tùy theo ñộ chín của nó Trong hạt, vitamin chiếm một lượng không ñáng kể, chỉ khi nào hạt nẩy mầm thì một số loại vitamin như vitamin A, E… có tăng lên Trong khi ñó, hàm lượng vitamin trong rau quả lại lớn hơn nhiều và
có nhiều loại nên rau quả là nguồn cung cấp vitamin quan trọng cho con người
Trong quá trình bảo quản, các vitamin hầu hết bị thay ñổi và có chiều hướng bị tổn thất Mỗi loại vitamin sẽ bị biến ñổi dưới tác ñộng của một vài yếu tố môi trường khác nhau như O2, nhiệt, ánh sáng
Bảng 2.3 : Sự tác ñộng của một số yếu tố môi trường lên sự
biến ñổi của một số loại vitamin
Qua bảng trên, ta có thể thấy rằng các loại vitamin khác nhau thì có ñộ bền khác nhau ñối với các yếu tố môi trường khác nhau Dựa vào ñây, ta có thể lựa chọn ñược phương pháp bảo
Protein acid amin hợp chất nitơ phi protein
Trang 7quản phù hợp ñể làm giảm thiểu sự tổn thất vitamin Ngoài các yếu tố trên, ñộ bền của vitamin còn chịu ảnh hưởng của các yếu tố khác như thành phần không khí, các hóa chất bảo quản… Tóm lại, vitamin là một trong những thành phần quý nhất có trong nông sản, ñặc biệt là trong rau quả, do ñó là một chỉ tiêu ñánh giá hiệu quả các biện pháp bảo quản cũng như chế biến 3.1.6 Acid hữu cơ
Acid hữu cơ thường có nhiều ở rau quả hơn là trong hạt và nó cũng là nguyên liệu của quá trình hô hấp Vì vậy, trong quá trình bảo quản, acid hữu cơ thường giảm và mức ñộ giảm còn nhiều hơn cả ñường, nhưng ñôi khi nó không giảm hoặc giảm rất ít Acid hữu cơ giảm ngoài lý
do nó là nguyên liệu cho quá trình hô hấp còn có một lý do khác là nó còn tham gia phản ứng este
ñể tạo nên hương vị cho quả chín
ðối với quá trình chín tiếp của quả trong quá trình bảo quản, sự biến ñổi của ñường và acid hữu cơ còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố nhưng nhìn chung tỷ lệ ñường/acid vẫn tăng do ñó ta thấy quả càng chín càng ngọt
3.1.7 Sắc tố
Sắc tố chứa ở nguyên liệu TP gồm nhiều loại khác nhau và chủ yếu tập trung ở 3 nhóm sau 3.1.7.1 Diệp lục (Chlorophyl)
Nhóm sắc tố này có màu xanh, nó gồm có 5 loại a, b, c, d, e nhưng chủ yếu là 2 loại a và b Trong quá trình bảo quản, chế biến nông sản, màu xanh của nó rất dễ bị biến màu do tác dụng của nhiệt nhất là trong môi trường acid, vì lúc ñó ion H+ dễ thay thế ion Mg2+ trong phân tử diệp lục làm cho nó mất màu xanh
3.1.7.2 Carotenoid
Carotenoid hay còn gọi là tiền vitamin A, vì từ carotenoid các cơ thể sống sẽ tổng hợp nên vitamin A, nó rất dễ bị oxy hóa bởi không khí Nhóm sắc tố này có màu vàng ñến màu gạch và có nhiều trong mô và vỏ quả chín hoặc trong nội nhũ của hạt hòa thảo, khoai tây hay quả gấc Màu vàng của ña số các loại rau quả là do nhóm sắc tố này tạo nên
3.1.7.3 Flavonoid
Các sắc tố trong nhóm này gồm có antocyan và flavon
Antocyan có nhiều trong vỏ hạt một số cây họ ñậu, màu sắc của nó thể hiện không rõ Trong môi trường acid nó có màu ñỏ, trong môi trường kiềm nó có màu xanh và trong môi trường trung tính nó lại có màu hơi tím Khi có mặt của muối kim loại trong môi trường, antocyan trở thành màu xanh tím Flavon có màu hơi vàng và ít gặp trong các loại nông sản 3.2 Những biến ñổi sinh lý của nông sản trong quá trình bảo quản và chế biến
3.2.1 Quá trình hô hấp và hiện tượng tự bốc nóng
Hô hấp là một trong những quá trình sinh lý cơ bản của cơ thể sống Các loại nông sản cũng như một số sản phẩm chế biến trong quá trình bảo quản vẫn diễn ra quá trình hô hấp
Về bản chất hóa học, hô hấp là một quá trình oxy hóa chậm các chất hữu cơ phức tạp Dưới tác dụng của các enzym có sẵn trong bản thân nông sản, các hợp chất hữu cơ sẽ phân giải thành các chất ñơn giản hơn và giải phóng năng lượng Người ta thấy rằng, hầu hết các chất ñều có thể tham gia vào quá trình hô hấp (trừ protein) nhưng chủ yếu vẫn là các loại ñường, nhất là ñường
Trang 8ñơn Các chất không phải là ñường tham gia trực tiếp vào chu trình hô hấp tạo nên các chất trung gian, không qua khâu chuyển hóa thành ñường
Hoạt ñộng hô hấp của nông sản có ñiểm ñặc trưng khác hẳn với hô hấp của ñộng vật vì trong ñiều kiện có O2 hay không quá trình hô hấp vẫn diễn ra
* Hô hấp hiếu khí
ðây là quá trình hô hấp có sự tham gia của O2 Trong ñiều kiện bảo quản mà lượng O2 bình thường thì trong nông sản xảy ra quá trình hô hấp này Nguyên liệu chủ yếu của quá trình này là glucid và lipid và sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O và nhiệt lượng Phương trình các phản ứng này như sau:
- ðối với glucid:
- ðối với lipid:
Qua 2 phương trình tổng quát trên, ta có thể nhận thấy rằng lượng O2 cần thiết cho sự hô hấp cũng như lượng CO2 và nhiệt lượng tỏa ra phụ thuộc vào nguyên liệu của quá trình hô hấp Nhìn chung, nhiệt lượng tỏa ra khi oxy hóa lipid lớn hơn khi oxy hóa glucid
* Quá trình hô hấp yếm khí
ðây là quá trình hô hấp không có sự tham gia của O2 hay còn gọi là quá trình lên men Quá trình này diễn ra khi lượng O2 trong môi trường không ñủ cung cấp ñể tiến hành hô hấp hiếu khí Nói chung, quá trình này diễn ra rất phức và tạo thành rất nhiều sản phẩm trung gian Sản phẩm cuối cùng ñược tạo ra là acid pyruvic Sau ñó, tùy theo các ñiều kiện môi trường khác nhau mà chất này sẽ bị biến ñổi ñể tạo thành các sản phẩm khác như C2H5OH, CO2, các loại acid hữu cơ
- Quá trình lên men rượu:
- Quá trình lên men acetic
- Quá trình lên men lactic
Như vậy, tùy theo quá trình lên men khác nhau mà sản phẩm tạo thành và nhiệt lượng tỏa ra cũng khác nhau
ðối với cơ thể sống thì quá trình hô hấp yếm khí là một hoạt ñộng không có lợi nó tạo ra nhiều hợp chất hữu cơ trung gian, ảnh hưởng ñến phẩm chất của nông sản ñôi khi còn làm mất khả năng nẩy mầm của chúng Chúng ta có thể tóm tắt quá trình hô hấp của nguyên liệu TP như sau:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 686Kcal (C15H31COO)3C3H5 + 72,5O2 51CO2 + 49H2O + 7616,7Kcal
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 28Kcal
C6H12O6 3CH3COOH + 15Kcal
C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 22,5Kcal
ðường 6C
EMP Acid pyruvic Yếm khí Hiếu khí
C2H5OH H2O
CH3COOH CO2
CH3CHOHCOOH Q
CO
Trang 9Quá trình tự bốc nóng
Như ñã nói ở trên, nguyên nhân của quá trình tự bốc nóng là do sự tích tụ nhiệt và ẩm khi nông sản hô hấp trong quá trình bảo quản Ngoài ra, còn do tính dẫn nhiệt của hạt rất kém cũng như tính tự ñộng phân cấp, tính hấp phụ và tính tan rời của hạt thúc ñẩy quá trình bốc nóng phát triển nhanh.Bên cạnh ñó, hoạt ñộng của các loại sinh vật gây hại trong khối nông sản cũng là nguyên nhân gây nên hiện tượng này
Quá trình bốc nóng của khối hạt không phải trong cùng một lúc ở mọi nơi mà thường chỉ bắt ñầu ở một bộ phận, một khu vực nhất ñịnh Sau ñó, dần dần dưới tác dụng của hiện tượng khuếch tán nhiệt và ẩm mà lan tràn ra toàn khối hạt Quá trình tự bốc nóng bao giờ cũng xuất phát từ nơi có ñộ ẩm cao rồi sau ñó mới lan sang những nơi khác
Quá trình tự bốc nóng diễn ra khác nhau ñối với các loại hạt khác nhau ðối với hạt dự trữ tinh bột thì quá trình này chỉ gồm 3 thời kỳ, còn ñối với hạt lấy dầu thì có ñến 5 thời kỳ
Tóm lại, quá trình tự bốc nóng ñã làm giảm phẩm chất của khối hạt, mức ñộ hư hỏng nhiều hay ít phụ thuộc vào sự phát triển của quá trình tự bốc nóng Vì vậy, trong quá trình bảo quản cần phải hạn chế thấp nhất hiện tượng này bằng cách khống chế những yếu tố ngoại cảnh có ảnh hưởng ñến sự phát sinh phát triển của quá trình tự bốc nóng cũng như ñảm bảo phẩm chất của hạt trước lúc nhập kho
3.2.2 Quá trình chín tiếp sau thu hoạch
Nguyên liệu TP sau khi thu hoạch quá trình chín sinh lý, sinh hóa do tác dụng của các enzym trong bản thân nông sản vẫn tiếp tục xảy ra, nguyên liệu TP vẫn tiếp tục chín Quá trình này ñược gọi là quá trình chín tiếp hay quá trình chín sau thu hoạch
Trong thực tế sản xuất, ta không thể thu hoạch nông sản ñúng thời kỳ chín sinh lý mà thường thu hoạch trước nên phải có quá trình chín tiếp mới có thể sử dụng , nguyên liệu TP ñược
* Vai trò của quá trình chín tiếp
Quá trình chín tiếp này có vai trò rất quan trọng trong sản xuất:
- Giúp cho quả và hạt hoàn thành nốt các quá trình chín sinh lý và các quá trình biến ñổi sinh hóa cần thiết cho sự nẩy mầm
- Giúp cho nguyên liệu TP ñạt ñược chất lượng tốt thông qua các quá trình biến ñổi làm tăng hàm lượng các chất có giá trị dinh dưỡng cao tinh bột, ñường, acid amin, protein… và làm giảm các thành phần không tốt như acid, chất chát…
- Làm thay ñổi màu sắc của nông sản, làm tăng giá trị cảm quan của chúng
Trong quá trình bảo quản, chế biến rau quả, do yêu cầu người ta phải dùng các biện pháp
kỹ thuật ñể tăng ñộ chín của rau quả Sau ñây là một số phương pháp làm chín nhân tạo quả Phương pháp sử dụng nhiệt: tăng nhiệt ñộ và ñộ ẩm của môi trường lên ñể tạo ñiều kiện cho quá trình hô hấp của nông sản diễn ra mạnh làm cho chúng nhanh chín
Ví dụ: ñối với cà chua thì nhiệt ñộ không khí không ñược quá 30oC, nếu lớn hơn thì màu sắc của quả không ñẹp
.Phương pháp yếm khí: dùng cho những quả có hàm lượng tanin cao như quả hồng… Quả ñược ñem ngâm trong nước vôi 10% trong 2 ÷ 6 ngày và ngâm trong nước nóng 40oC trong 1 ngày ñêm sau ñó ñể bình thường Bên cạnh ñó, người ta còn dùng phòng kín cho khí CO2 vào ñể ñuổi không khí ra hoặc ñể trong môi trường chân không
Phương pháp hiếu khí: dùng O2 ñể tăng nhanh quá trình hô hấp hiếu khí, thúc ñẩy quá trình chín nhanh hơn Ví dụ: với cà chua, nếu trong không khí O2 chiếm 50 ÷ 70% thì quả sẽ chín nhanh hơn tự nhiên 3 lần, còn nếu nó chỉ ñược 5 ÷ 6% thì quá trình chín sẽ chậm ñi 40 ÷ 60 ngày
- Phương pháp sử dụng hóa chất: ñược sử dụng rộng rãi và chủ yếu hiện nay Các hóa chất
sử dụng là những chất thúc ñẩy các quá trình sinh lý, sinh hóa làm cho quả chóng chín hơn
Trang 10Các hóa chất thường sử dụng là: C2H4, rượu đối với chất khắ thì ta dùng cách sấy, xông hơi
và ựộ ẩm trong quá trình xông hơi phải ựảm bảo 80 ọ 90% Sau khi dấm quả xong phải mở cửa thông gió Hóa chất dạng lỏng thì dùng cách ngâm, tiêm
* C2H4 (etylen) và quá trình chắn của rau quả:
- Etylen ựối với sự sinh trưởng và phát triển của thực vật:
Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng etylen ảnh hưởng ựến nhiều giai ựoạn sinh trưởng và phát triển của thực vật Nó kắch thắch sự nảy mầm của một số hạt giống ở trạng thái nghỉ, thay ựổi hướng phát triển của mầm ựể vượt qua ựược các chướng ngại vật trong ựất, kắch thắch sự phát triển của các rễ hô hấp ựặc biệt trong ựất ướt, gây nên sự rụng lá ở những cây bị hạn, có thể kắch thắch sự ra hoa và kắch thắch sự chắn của quả Các nghiên cứu trước ựây cho rằng ảnh hưởng của etylen là minh chứng cho sự ựiều hòa sinh trưởng bằng hóa chất tổng hợp Tuy nhiên ựến những năm 1930, người ta khám phá ra rằng etylen ựược tổng hợp bởi thực vật, là một phần của sự sinh trưởng và phát triển bình thường của thực vật Hiện nay, etylen ựược xem là một loại hormon quan trọng trong cơ chế kiểm soát sự sinh trưởng và phát triển của thực vật
- Sự tổng hợp sinh học etylen:
Con ựường này ựược khám phá bởi nhiều nhà nghiên cứu ở châu Âu và Bắc Mỹ Liberman cho thấy sự ứng dụng của methionin ựể kắch thắch sự tạo thành etylen của táo, và hợp chất này sau ựó ựược xem là tiền chất của việc tổng hợp etylen Các nhà khoa học ở Davis ựã xác ựịnh SAM (S-adenosyl-methionin) như là một hợp chất chắnh trong quá trình Amrhein ở Tây đức và Yang ở Davis ựã khám phá ra sự chuyển hóa SAM thành ACC (1-aminocyclopropan-1-carboxylic acid) Hiện nay, ACC ựược xem là tiền chất trực tiếp của etylen ACC synthase, enzym kiểm soát tốc ựộ của quá trình này, ựược hoạt hóa bởi pyridoxal phosphate Các chất ức chế enzym như AVG (aminoethoxyvinyl glycine) và AOA (aminooxyacetic acid) có thể ựược sử dụng ựể kìm hãm sự sinh etylen
- Ảnh hưởng của etylen ựến sự chắn của quả:
Trong quá trình chắn, etylen ựược tạo thành rất mạnh và song song là sự hô hấp tăng nhanh Hàm lượng etylen cực ựại khi quả sắp chắn tới, sau ựó lại giảm Etylen tạo thành càng sớm thì quá trình chắn càng nhanh và chóng kết thúc Giữ quả trong môi trường với một lượng nhỏ etylen (0,1-1ppm) quả sẽ chắn nhanh đó là do etylen có những kắch thắch ựến sự chắn của quả như sau:
- Trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra sự phân hủy của chlorofil dẫn ựến quả xanh thành vàng hoặc ựỏ
- Làm cho sự tăng ựột phát hô hấp ựến sớm hơn và chắn nhanh hơn Tăng ựộ thấm màng tế bào, do vậy, etylen ảnh hưởng ựến toàn bộ trao ựổi chất của tế bào
- Kắch thắch enzym của quá trình thủy phân, oxy hóa khử, ựồng thời kìm hãm các quá trình tổng hợp (khi nồng ựộ của nó ựạt tới một giới hạn tiêu chuẩn)
Hiệu quả tác dụng của etylen phụ thuộc vào nhiệt ựộ (Tác dụng kắch thắch của etylen chỉ thể hiện tốt ở nhiệt ựộ 220C, ở nhiệt ựộ lớn hơn 300C nó không kắch thắch sự chắn), hàm lượng oxy và CO2 trong khắ quyển Ở những quả có sự tăng ựột phát hô hấp thì etylen chỉ có hiệu lực trong thời gian trước ựột phát hô hấp Ở quả không có tăng ựột phát hô hấp thì etylen tăng hô hấp nhanh Nếu nồng ựộ etylen cao lại kìm hãm sự chắn
3.2.3 Hiện tượng ngủ nghỉ của hạt giống và hạt nông sản
Tất cả những loại hạt có sức sống mà ở trạng thái ựứng yên không nẩy mầm gọi là hạt nghỉ
Sự nghỉ của hạt có 2 loại:
- Nghỉ sâu (nghỉ tự phát): do bản thân hạt chưa hoàn thành giai ựoạn chắn sinh lý, mặc dầu trong ựiều kiện thắch hợp hạt vẫn không nẩy mầm
- Nghỉ cưỡng bức: là những loại hạt và củ ựã có năng lực nẩy mầm nhưng do ựiều kiện ngoại cảnh không thắch hợp nên hạt giống vẫn ựứng yên không nẩy mầm
