Giáo trình Bảo quản và chế biến rau quả trang bị cho sinh viên những kiến thức về: Cấu tạo, thành phần và tính chất của nguyên liệu rau quả. Các bước thu hoạch rau quả và công nghệ bảo quản rau quả sau thu hoạch. Quy trình chế biến một số sản phẩm tiêu biểu từ các nguyên liệu rau, quả thường gặp, yêu cầu nguyên liệu, các vấn đề kỹ thuật của từng công đoạn trong quy trình chế biến và các dụng cụ, thiết bị phục vụ cho việc chế biến các sản phẩm.
NGUYÊN LIỆU RAU QUẢ
Phân loại rau quả
1.1.1 Phân loại rau quả theo tính chất khí hậu
Căn cứ vào yêu cầu của cây rau đối với nhiệt độ trong quá trình sinh trưởng, phát triển, có thể phân loại rau thành các nhóm như sau:
- Loại rau chịu rét: hành, tỏi, măng tây, ngó sen Cây đồng hóa mạnh ở nhiệt độ 15÷20ºC, có khả năng chịu rét trong thời gian dài
Rau chịu rét trung bình bao gồm cải trắng, cải bắp, cà rốt, đậu Hà Lan, rau cần và xà lách Những loại rau này thích hợp với nhiệt độ từ 15 đến 20ºC và có khả năng chịu rét trong thời gian ngắn.
- Loại rau ưa thích ấm áp: cà, cà chua, ớt, dưa chuột Loại rau này đồng hóa mạnh ở nhiệt độ 20÷30ºC, không chịu được rét
Rau chịu nóng bao gồm dưa hấu, dưa bở, bí ngô, bí xanh và đậu đũa Những loại cây này phát triển tốt ở nhiệt độ 30ºC và vẫn có thể sinh trưởng bình thường ngay cả khi nhiệt độ vượt quá 40ºC, tuy nhiên, chúng có khả năng chịu rét kém.
Khả năng chịu nhiệt độ cao hoặc thấp của rau không chỉ ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển mà còn được duy trì sau thu hoạch Điều này cho phép chúng ta lựa chọn nhiệt độ bảo quản phù hợp dựa trên khả năng chịu nhiệt của từng loại rau.
Dựa vào nguồn gốc và yêu cầu về nhiệt độ để sinh trưởng, phát triển có thể chia các loại quả thành ba nhóm:
Nhóm cây ăn quả nhiệt đới bao gồm nhiều loại trái cây phong phú như chuối, dứa, mít, xoài, ổi, dừa, đu đủ, mãng cầu, sầu riêng, măng cụt, vú sữa, hồng xiêm, trứng gà (lêkima), me, táo, khế, dưa hấu và bưởi Những loại trái cây này không chỉ đa dạng về hương vị mà còn mang lại giá trị dinh dưỡng cao, thích hợp cho khí hậu nhiệt đới.
- Nhóm cây ăn quả cận nhiệt đới: bơ, cam, quýt, vải, nhãn, hồng, lựu…
- Nhóm cây ăn quả ôn đới: đào, lê, mơ, mận, táo tây, nho, dâu tây…
1.1.2 Phân loại rau quả theo đặc điểm thực vật học Đây là phương pháp phân loại được sử dụng rộng rãi hiện nay Dựa vào các đặc điểm thực vật học của rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt và quan hệ họ hàng giữa chúng mà có thể phân chúng thành các bộ, họ, chi, loài, giống… có tên gọi thống nhất bằng tiếng La tinh
- Họ hòa thảo (Gramineae): măng tre, măng mai, ngô rau, ngô đường
- Họ hành tỏi (Alliaceae): hành tây, hành hoa, hành ta, tỏi tây, tỏi ta, hẹ, măng tây
- Họ thập tự (Cruciferae): cải bắp, súp lơ, su hào, cải làn, cải xanh, cải thìa, cải bẹ, cải củ, cải soong
- Họ cà (Solanaceae): cà chua, cà tím, cà bát, cà pháo, khoai tây, ớt ngọt, ớt cay
- Họ bầu bí (Cucurbitaceae): dưa chuột, bí ngô, bí xanh, mướp, mướp đắng, dưa gang, su su, bầu
- Họ đậu (Leguminoceae): đậu côve, đậu Hà Lan, đậu đũa, đậu ván, củ đậu, đậu rồng
- Họ hoa tán (Umbeliferae): cà rốt, cần tây, cần ta, mùi, thìa là, mùi tàu
- Họ cúc (Compositae): rau diếp, diếp xoăn, xà lách, cải cúc, artiso
- Họ bìm bìm (Convolvulaceae): rau muống, khoai lang, rau ngổ
- Họ rau muối (Chenopodiaceae): củ cải đường, rau spinach (chân vịt)
- Họ rau dền (Amaranthaceae): rau dền
- Họ mồng tơi (Basellaceae): mồng tơi
- Họ niễng (Trapaceae): củ niễng, củ ấu
- Họ bông (Malvaceae): đậu bắp
- Họ hoa môi (Labiatae): húng quế, tía tô, kinh giới
- Họ nghể (Polygonaceae): rau răm
- Họ chuối (Musaceae): chuối tiêu, chuối tây, chuối ngự, chuối hột…
- Họ dừa (Palmaceae): dừa, muồng, chà là, cọ
- Họ đào lộn hột (Anacardiaceae): đào lộn hột, sấu, muỗm, xoài, cóc, quéo, thanh trà, dâu da xoan
- Họ na (Annonaceae): na, mãng cầu xiêm, bình bát
- Họ gạo (Bombacacaae): sầu riêng
- Họ xương rồng (Cactaceae): thanh long
- Họ vang (Caesalpiniaseae - Leguminoceae ): me
- Họ đu đủ (Caricaceae): đu đủ
- Họ bầu bí (Cucurbitaceae): dưa hấu, dưa thơm, dưa lê
- Họ thị (Ebenaceae): thị, hồng, cậy
- Họ bứa (Guttiferae – Clusiaceae): măng cụt, bứa, tai chua
- Họ long não (Lauraceae): bơ
- Họ măng rô (Malpighiaceae): sơ ri
- Họ xoan (Meliaceae): loòng boong
- Họ dâu tằm (Moraceae): mít, chay, vả, dâu
- Họ sim (Myrtaceae): ổi, sim, roi
- Họ chua me đất (Oxalidaceae): khế
- Họ lạc tiên (Passifloraceae): lạc tiên
- Họ táo ta (Rhamnaceae): táo ta, táo tàu, táo dại
- Họ hoa hồng (Rosaceae): dâu tây, lê, táo tây, mơ, mận, đào, mâm xôi
- Họ cam (Rutaceae): bưởi, quýt, quất, thanh yên, phật thủ, chanh, cam, hồng bì
- Họ bồ hòn (Sapindaceae): vải, nhãn, chôm chôm
- Họ hồng xiêm (Sapotaceae): hồng xiêm, vú sữa, trứng gà
- Họ nho (Vitaceae - Ampelidaceae): nho
Các loại rau quả thuộc cùng họ thực vật thường có những đặc điểm sinh lý và hóa sinh tương đồng Vì vậy, có thể áp dụng các phương pháp bảo quản giống nhau cho những loại rau quả này.
Cấu tạo tế bào và mô thực vật
Mô thực vật cấu thành từ các tế bào Có hai loại tế bào: tế bào nhu mô và tế bào hình thoi
Tế bào nhu mô hình cầu hoặc đa diện có kích thước cạnh gần bằng nhau, dao động từ 10-100 m, và chứa nước, tinh bột cũng như protein Rau quả chủ yếu được cấu tạo từ các tế bào nhu mô này.
Tế bào hình thoi có dạng sợi và kích thước tiết diện ngang tương tự như tế bào nhu mô, nhưng chiều dài có thể lên đến hàng chục milimet Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cấu tạo phần cứng của mô thực vật, bao gồm mô che chở và mô dẫn.
Tế bào thực vật bao gồm hai phần chính: thành tế bào và nguyên sinh chất Bên cạnh đó, tế bào thực vật trưởng thành còn có không bào, là các túi chứa đầy dịch bào.
Hình 1.1 Cấu tạo tế bào thực vật 1.2.1.1 Thành tế bào
Tế bào thực vật được bảo vệ bởi một lớp vỏ cứng gọi là thành tế bào, đây là một trong những cấu trúc đặc trưng của tế bào thực vật, bên cạnh lục lạp.
* Chức năng của thành tế bào:
Màng tế bào và màng nguyên sinh chất đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các cơ quan bên trong của tế bào, tạo ra một khung đỡ vững chắc giúp chống lại áp suất thẩm thấu từ các phần bên trong tế bào.
- Tạo hình dạng cấu trúc và độ bền cơ học cho tế bào và mô thực vật
Thành tế bào được cấu tạo từ các thành phần hóa học chính nhằm đảm bảo độ bền và khả năng sinh trưởng của tế bào.
- 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 lipid, protein
* Cấu trúc của thành tế bào:
Thành tế bào có cấu trúc đa lớp, bao gồm lớp giữa là phần tiếp giáp giữa các tế bào, tiếp theo là vách nguyên sinh (lớp sơ cấp) và cuối cùng là vách thứ sinh (lớp thứ cấp).
Lớp giữa tế bào thực vật là cấu trúc nằm giữa hai tế bào, được hình thành từ một lớp pectin, đóng vai trò như "xi măng" kết nối các tế bào lại với nhau.
Vách nguyên sinh là cấu trúc kết thúc khi tế bào đạt kích thước tối đa, trong đó cellulose chiếm khoảng 30% thành phần cấu trúc chính.
Ngoài cellulose, vách tế bào biểu bì còn chứa hemicellulose, pectin, protein, nước, cùng với một số hợp chất vô cơ và hữu cơ khác Đặc biệt, vách nguyên sinh của tế bào này có thể chứa sáp, góp phần vào tính chất và chức năng của tế bào.
Vách thứ sinh là lớp thứ hai của thành tế bào ở một số loại tế bào thực vật, hình thành bên trong vách nguyên sinh khi tế bào ngừng phát triển Thành phần chính của vách thứ sinh bao gồm cellulose (60%), hemicellulose, một ít pectin và lignin, giúp tăng cường độ bền Sự hình thành vách thứ sinh làm tăng độ dày của thành tế bào, dẫn đến việc giảm tính đàn hồi và khả năng phát triển, nhưng vẫn duy trì tính thấm nước cho các chất tan Độ cứng của thành tế bào đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra tính giòn tự nhiên của rau quả.
Màng sinh chất là ranh giới giữa thành tế bào và nguyên sinh chất, trong khi màng không bào phân tách nguyên sinh chất với không bào Các bào quan như nhân, lạp thể, và ty thể trong nguyên sinh chất đều được bao bọc bởi các màng riêng biệt có đặc tính khác nhau Hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong chức năng tế bào.
“kênh, rạch” được hình thành nhờ các màng gọi là mạng lưới nội chất
Màng tế bào là một cấu trúc tổ chức chặt chẽ, chủ yếu được hình thành từ protein và phospholipid Thành phần hóa học của màng bao gồm protein, lipid, glucid và muối vô cơ, trong đó lipid, chiếm 80% là phospholipid, đóng góp khoảng 40% chất khô của màng Tỷ lệ và sự định hướng của protein và phospholipid quyết định cấu trúc và chức năng của màng Màng bảo vệ và bao bọc thường có tỷ lệ lipid cao lên đến 80%, trong khi các màng chịu trách nhiệm trao đổi năng lượng tại ty thể và lục lạp lại có tỷ lệ protein lên đến 70%.
Cấu trúc cơ bản của màng tế bào bao gồm hai lớp lipid xếp song song, tạo thành lớp phân tử kép Lipid trong màng là các phân tử lưỡng tính với phần kỵ nước và ưa nước, trong khi các protein “nhúng” trong lớp lipid này có thể xuyên qua, nổi trên bề mặt hoặc chìm trong lớp lipid Với cấu trúc linh động và đa dạng, màng tế bào thực hiện nhiều chức năng quan trọng như tạo ranh giới, bảo vệ, ngăn chặn, vận chuyển, thẩm thấu, trao đổi năng lượng, cũng như nhận và điều chỉnh các tín hiệu bên ngoài.
Hình 1.3 Cấu tạo của màng sinh chất
Tế bào chất, hay còn gọi là chất nền, là khối chất nằm bên trong màng sinh chất, bao gồm không bào và các bào quan Đây là một môi trường lỏng chứa protein, các hợp chất cao phân tử và các chất hòa tan, nơi diễn ra nhiều quá trình hóa sinh quan trọng.
6 như phân giải các glucid dự trữ thông qua chu trình đường phân, chu trình pentose phosphate và tổng hợp protein
Thành phần hóa học của rau quả
Hầu hết các loại rau quả có chứa hơn 80% nước, trong đó một số loại như dưa và rau diếp có thể lên tới 95% nước Ngược lại, các loại rau củ và hạt như khoai từ, khoai mì và bắp lại chứa ít nước hơn, chỉ khoảng 50%.
Có tới 80-90% hàm lượng nước ở rau quả nằm trong dịch bào, phần còn lại trong chất nguyên sinh và gian bào
Nước trong rau quả chủ yếu ở dạng tự do Chỉ một phần nhỏ của nước (không quá 5%) ở dạng liên kết trong các hệ keo của tế bào
Khi rau quả đã tách ra khỏi môi trường sống và cây mẹ (tức là sau thu hoạch), lượng nước bốc hơi không được bù đắp lại
Hàm lượng nước trong rau quả có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và khả năng bảo quản của chúng
Glucid hay carbohydrat là hợp phần chủ yếu của các chất khô của rau quả, bao gồm các loại đường, tinh bột, cellulose, hemicellulose và pectin
1.3.2.1 Đường Đường là thành phần dinh dưỡng quan trọng và quyết định chất lượng cảm quan của rau quả như tạo mùi, vị, màu sắc và trạng thái kết cấu
Rau quả chứa nhiều loại đường khác nhau như glucose, fructose và saccharose, tạo nên hương vị ngọt ngào đa dạng Hàm lượng đường thường cao nhất ở các loại quả nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong khi đó, các loại rau thường có lượng đường thấp hơn.
Bảng 1.1 Hàm lượng và thành phần đường trong một số loại rau quả
(g/100g tươi) Loại rau quả Đường TS Glucose Fructose Saccharose Chuối
Nguồn: Sở giáo dục và đào tạo Hà Nội, 2007
Mỗi loại rau quả đều chứa một loại đường đặc trưng với tỷ lệ cao nhất, đồng thời có thể có hoặc không có các loại đường khác với tỷ lệ thấp hơn.
Tinh bột là polysaccharide quan trọng nhất đóng vai trò dự trữ Tinh bột có nhiều trong một số loại rau ăn củ như khoai tây (15-18%), khoai lang (12-26%)
Tinh bột gồm hai thành phần chính là amylose và amylopectin Amylopectin chủ yếu có trong rau, đậu và ngô tẻ, trong khi amylose tập trung nhiều ở đậu xanh và dong riềng, với tỷ lệ lên đến 80% Tinh bột chuối đặc biệt chứa khoảng 83% amylopectin Khi tiếp xúc với môi trường acid hoặc enzyme, tinh bột sẽ được phân giải thành dextrin, maltose và cuối cùng là glucose.
Trong quá trình già chín của rau quả, lượng tinh bột biến đổi đáng kể Đối với các loại rau đậu, hàm lượng tinh bột tăng lên trong khi hàm lượng đường giảm Ngược lại, ở các loại quả, tinh bột thường nhiều hơn khi quả còn xanh và giảm đi khi quả chín.
Cellulose là polysaccharide phổ biến nhất trong thực vật, chủ yếu tập trung ở các bộ phận bảo vệ như vỏ quả và vỏ hạt, thay vì ở các cơ quan dự trữ.
Thành tế bào thực vật chủ yếu được cấu tạo từ cellulose, thường kết hợp với hemicellulose, lignin, protopectin và lipid, tạo nên độ vững chắc cho cấu trúc của thành tế bào.
Hàm lượng cellulose trong quả là 0,5-2,7%, có khi tới 6%; trong rau 0,2-2,8% (cà, cải bắp 1,5%) và có khi cao hơn
Cellulose không có giá trị dinh dưỡng nhưng lại có tác dụng làm tăng nhu động ruột trong quá trình tiêu hóa
Trong quá trình chế biến, cellulose có thể gây ra nhiều khó khăn như truyền nhiệt kém, cản trở quá trình đối lưu, dễ dẫn đến cháy sản phẩm, và làm khó khăn cho quá trình chà và đồng hóa.
Cellulose ít biến đổi khi tồn trữ rau quả
Hemicellulose, mặc dù có trong thành tế bào của rau quả, nhưng kém bền hơn cellulose Nó không chỉ góp phần tạo nên độ cứng cho rau quả mà còn đóng vai trò là nguồn dự trữ năng lượng cho các quá trình trao đổi chất trong thực vật.
Các thành phần cấu tạo của phân tử hemicellulose gồm glucose, galactose, mannose, xylose và arabinose Hàm lượng hemicellulose trong rau từ 0,2-3,1%, trong quả là 0,3-2,7%
Mặc dù hệ tiêu hóa của con người không sản xuất enzyme để phân giải hemicellulose, chất xơ này vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường nhu động ruột và hỗ trợ quá trình tiêu hóa.
Pectin là hợp chất glucid cao phân tử với trọng lượng phân tử thấp hơn cellulose và hemicellulose Chúng chủ yếu tập trung ở thành tế bào, đóng vai trò quan trọng trong việc gắn kết các tế bào lại với nhau.
Pectin trong rau quả có hai dạng chính: pectin hòa tan (pectin, acid pectic) và pectin không hòa tan (protopectin) Protopectin là thành phần quan trọng giúp tạo độ rắn chắc cho quả khi còn xanh.
Trong quá trình chín, protopectinase và các acid hữu cơ tác động làm thủy phân protopectin thành pectin hòa tan, dẫn đến sự giảm cường lực liên kết giữa các tế bào Kết quả là vỏ tế bào trở nên mỏng hơn và quả trở nên mềm dần.
Dung dịch pectin có đặc tính keo cao, với độ nhớt và độ bền lớn, điều này gây trở ngại cho nhiều quy trình chế biến như lọc, làm trong và cô đặc nước quả.
Các loại rau quả khác nhau có hàm lượng pectin khác nhau: táo 1,5-3,5%, chanh 2,5-4%, cam 3,5-12,4%, cà rốt, bí ngô 2,5%, cùi bưởi 3,1%, vỏ múi bưởi 5,8%, vỏ hạt 5,3%, bã tép 5,2%
Trong quá trình phát triển và già chín của rau quả, hàm lượng pectin luôn biến đổi, thường cao nhất khi chín tới và sau đó giảm
THU HOẠCH RAU QUẢ
Xác định độ chín cần thu hoạch
Chín là giai đoạn quan trọng trong sự phát triển của rau quả, diễn ra khi quả đạt kích thước và hình dạng tối ưu Quá trình chín bắt đầu với sự xuất hiện của nhiều dấu hiệu đặc trưng.
- Màu sắc biến đổi, mất dần màu xanh, màu đặc trưng của quả xuất hiện thay thế dần cho đến khi chín hoàn toàn
- Mùi thơm đặc trưng của quả tăng dần
- Quả ngọt hơn, giảm độ chua và độ chát
Cấu trúc quả mềm dần theo độ chín thu hoạch, đây là trạng thái chín của rau quả tại thời điểm thu hoạch Độ chín này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như yêu cầu thị trường tiêu thụ, lĩnh vực ứng dụng, thời gian và khoảng cách vận chuyển, phương tiện vận chuyển, thời gian bảo quản, cũng như bản chất của rau quả.
Các loại độ chín thu hoạch bao gồm:
Độ chín kỹ thuật là mức độ chín cần thiết để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cụ thể trong quy trình sản xuất Thời điểm thu hái sẽ phụ thuộc vào giai đoạn phát triển của sản phẩm, đảm bảo đạt được chất lượng tối ưu.
Để đạt được chất lượng cảm quan và dinh dưỡng tốt nhất, quả cần được sử dụng khi đã chín hoàn toàn.
Độ chín sinh lý là giai đoạn cuối của quá trình trưởng thành, khi sản phẩm đạt kích thước và hình dạng tối đa Tại thời điểm này, hạt của quả có khả năng nảy mầm nhưng quả vẫn chưa chín Một trong những dấu hiệu nhận biết độ chín sinh lý là hàm lượng chất khô đạt mức tối đa, trong khi một số quả có thể đã bắt đầu chuyển màu.
Xác định đúng độ chín khi thu hoạch là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm đến tay người tiêu dùng, ảnh hưởng đến thời gian bảo quản và liên quan đến tình trạng hư hỏng sau thu hoạch.
Tiến hành thu hái
Mỗi loại rau quả đều có thời điểm thu hoạch tối ưu trong ngày, nhằm đảm bảo lợi ích về thời gian và nhiệt độ Nhà vườn Việt Nam thường thu hoạch rau quả vào buổi sáng sớm hoặc chiều tắt nắng, tùy thuộc vào từng loại rau quả.
Việc thu hoạch rau quả có thể thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới Tuy nhiên, nếu sử dụng máy móc không phù hợp trong quá trình thu hoạch cơ giới, rau quả sẽ gặp phải tổn thất đáng kể.
Có hai phương pháp thu hoạch rau quả: thu hoạch thủ công và thu hoạch cơ giới Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, vật dụng chứa rau quả khi thu hoạch cần phải sạch sẽ, có bề mặt trong nhẵn và không có các cạnh xù xì.
Hình 2.2 Một số vật dụng chứa rau quả khi thu hoạch
Sơ chế tại chỗ
Các loại rau quả được thu hoạch bằng cách giật, bẻ hoặc đào thường đi kèm với thân, lá, cuống và đất bám theo sản phẩm Do đó, người thu hoạch cần tiến hành xử lý sơ bộ tại vườn, bao gồm việc loại bỏ cành và cuống thừa, lặt bớt lá xanh bên ngoài bắp cải và bông cải, bẻ phần thân lá của cà rốt, cắt rễ của rau cải, và rũ sạch đất bám trên củ khoai tây, khoai lang, hành và tỏi.
Quá trình sơ chế tại chỗ nhằm mục đích giảm thiểu sự thất thoát khối lượng do bay hơi nước và hô hấp, đồng thời hạn chế hư hỏng cơ học, giảm khối lượng vận chuyển và ngăn ngừa vi sinh vật bám bên ngoài rau quả.
Xử lý trước đóng gói
Các quá trình xử lý trước đóng gói bao gồm:
Sản phẩm từ vườn sẽ được thu gom và chuyển vào dây chuyền xử lý Quá trình này cần thực hiện một cách nhẹ nhàng để tránh làm hỏng nguyên liệu Rau quả có thể được đổ trực tiếp lên băng tải, từ đó băng tải sẽ đưa chúng vào kho.
Vận chuyển rau quả bằng phương pháp ướt mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu nguy cơ dập vỡ và trầy xước, hạ nhiệt độ cho sản phẩm, đồng thời chuẩn bị cho quá trình rửa Việc thêm chlorine vào nước giúp tiêu diệt vi sinh vật bám ngoài sản phẩm Khi cho quả vào nước, những quả có tỷ trọng thấp như táo và bơ sẽ nổi lên hoặc lơ lửng, trong khi những quả có tỷ trọng cao sẽ chìm xuống đáy Để giải quyết vấn đề này, có thể bổ sung muối sodium lignin sulfonate, sodium silicate hoặc sodium sulfate nhằm tăng tỷ trọng nước, giúp quả nổi lên Tuy nhiên, phương pháp nhập liệu ướt ít được sử dụng hơn so với nhập liệu khô do yêu cầu diện tích lớn và chi phí cao hơn.
Rau quả mới thu hoạch thường có nhiệt độ cao từ 33 đến 37ºC, vì vậy cần nhanh chóng hạ nhiệt độ để bảo vệ cấu trúc và độ tươi của sản phẩm Một biện pháp hiệu quả là làm lạnh bằng nước, trong đó các thùng chứa rau quả được xối nước lạnh cho đến khi nhiệt độ giảm xuống còn 25 đến 30ºC Nếu không thể xử lý ngay sau khi rửa, có thể dùng vải ẩm để đắp lên thùng chứa nhằm hỗ trợ giải nhiệt.
- Cắt tỉa, lựa chọn sơ bộ:
Cắt tỉa tại kho nhằm loại bỏ các phần không cần thiết, cải thiện giá trị thẩm mỹ, giảm thiểu mất nước và hư hỏng, đồng thời ngăn chặn sự lây lan của các vết hư hỏng.
Lựa chọn sơ bộ là bước quan trọng giúp tiết kiệm năng lượng và thời gian cho các giai đoạn lựa chọn tiếp theo Quá trình này thường được thực hiện thủ công trên các băng tải.
Hình 2.4 Lựa chọn bằng tay trên băng tải
Có hai kiểu làm sạch rau quả: chà khô bằng bàn chải (kiwi, bơ…) và rửa (cà rốt, chuối…)
Rửa rau quả không chỉ giúp hạ nhiệt độ mà còn loại bỏ đất cát và vi sinh vật bám trên bề mặt, đồng thời làm lộ ra các hư hỏng để dễ dàng lựa chọn và phân loại Điều này cũng góp phần tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Đối với những loại quả có mủ như xoài, cóc, vú sữa, và đu đủ, có thể rửa nhanh bằng nước nóng 40-50ºC hoặc dung dịch phèn chua, sau đó làm lạnh ngay bằng nước sạch.
Sau khi rửa xong, rau quả cần được làm khô bề mặt để dễ dàng đóng gói, đặc biệt là trong bao bì giấy, nhằm tránh hư hỏng do ẩm ướt Đối với một số sản phẩm như hành, tỏi hay các loại quả có múi như chanh, cam, tắc, việc hong nhẹ giúp làm dai vỏ bên ngoài, hàn gắn vết thương cơ học, giảm mất nước và tăng thời gian bảo quản.
Bọc sáp là phương pháp sử dụng sáp thực phẩm để bảo vệ rau quả, thay thế lớp sáp cutin tự nhiên đã mất trong quá trình rửa Lớp sáp này giúp giảm thiểu tổn thất nước do bay hơi trong quá trình đóng gói và phân phối, đồng thời đóng vai trò như một màng bao MA, điều chỉnh thành phần khí quyển và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Để bảo quản rau quả, quá trình bọc sáp thường chỉ áp dụng cho những loại có bề mặt nhẵn Quan trọng là lớp sáp phải được làm khô hoàn toàn trước khi chuyển sang bước tiếp theo.
Quá trình phân chia sản phẩm rau quả có thể diễn ra trước hoặc sau khi rửa, nhằm nhóm các sản phẩm theo tính chất, độ chín, kích thước, khối lượng, hình dáng hoặc mức độ hư hỏng Việc này giúp dễ dàng trong việc đóng gói, bảo quản và vận chuyển, đồng thời giảm thiểu hư hỏng và kéo dài thời gian bảo quản.
Hình 2.7 Phân loại rau quả Các tiêu chí phân loại thường gặp gồm:
+ Phân loại theo khối lượng
+ Phân loại theo khối lượng riêng
+ Phân loại theo hình dạng
+ Phân loại theo kích thước
+ Phân loại theo màu sắc
+ Phân loại bằng phân tích thành phần hóa học
Đóng gói
Đóng gói đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch, giúp tối ưu hóa quá trình vận chuyển, phân phối và tiếp thị sản phẩm, đồng thời giảm thiểu hư hỏng, đặc biệt là hư hỏng vật lý.
Khi lựa chọn vật liệu bao bì, kích thước và phương thức đóng gói trái cây, cần chú ý đến bản chất sản phẩm, hệ thống vận chuyển và các yếu tố thị trường để đảm bảo hiệu quả và chất lượng.
Bao bì sử dụng thường phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
- Bao bì phải bền chắc
- Bao bì phải phù hợp các yêu cầu về khối lượng, kích cỡ và hình dạng
- Bao bì phải cho phép làm lạnh nhanh sản phẩm
- Khi đóng gói theo phương pháp MAP cần chú ý đến khả năng thấm khí của bao bì
- Bao bì phải cho biết nội dung chứa đựng bên trong qua hình dạng và nhãn hiệu bên ngoài
- Bao bì được chế tạo cũng phải được tính đến việc giải quyết nạn ô nhiễm môi trường
Các loại bao bì thường sử dụng: bao bì mềm dẻo và bao bì không mềm dẻo a Bao bì mềm dẻo
Vận chuyển
Để vận chuyển rau quả từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, có thể sử dụng nhiều phương tiện như xe tải, xe lửa, tàu thuyền và máy bay Mỗi phương tiện có khả năng vận chuyển và bảo quản khác nhau, trong đó máy bay đạt hiệu quả cao nhất Xe tải là phương tiện phổ biến nhất vì có thể vận chuyển "từ cửa đến cửa" Ngoài ra, việc vận chuyển bằng xe lửa, tàu, thuyền hay máy bay cũng cần sự hỗ trợ của xe tải để đưa hàng từ ga, bến tàu hay phi trường đến nơi tiêu thụ hoặc kho bảo quản.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2
1 Độ chín thu hoạch là gì? Các loại độ chín thu hoạch
2 Những vấn đề cần lưu ý khi thu hoạch rau quả
3 Các bước xử lý rau quả sau thu hoạch
CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN RAU QUẢ
Các quá trình xảy ra khi tồn trữ rau quả
3.1.1 Các quá trình vật lý
Quá trình thoát hơi nước diễn ra liên tục trong suốt đời sống của cây trồng, ngay cả khi các bộ phận của cây đã được thu hoạch Khi còn trên cây, lượng nước bốc hơi được bù đắp nhờ sự hấp thu nước từ rễ và vận chuyển đến các bộ phận khác Tuy nhiên, sau khi thu hoạch, lượng nước mất đi không được bù đắp, dẫn đến sự mất nước đáng kể ở rau quả tươi Điều này ảnh hưởng lớn đến trạng thái sinh lý và chất lượng của sản phẩm.
Sự bay hơi nước trong tế bào phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mức độ háo nước của hệ keo, cấu tạo và trạng thái của mô bảo vệ, mức độ hư hỏng cơ học, cũng như độ ẩm và nhiệt độ môi trường xung quanh Ngoài ra, tốc độ chuyển động của không khí, độ chín của rau quả, phương pháp bao gói, thời hạn bảo quản và các yếu tố khác như cường độ hô hấp và sự sinh ra hơi nước cũng ảnh hưởng đến quá trình này.
Sự thoát hơi nước sau thu hoạch khiến rau quả bị héo, giảm cảm quan và sức đề kháng Nếu rau quả mất quá nhiều nước, chúng sẽ mất giá trị thương phẩm.
Để giảm thiểu sự mất nước của rau quả trong quá trình bảo quản, người ta thường áp dụng các biện pháp như hạ thấp nhiệt độ, tăng độ ẩm và giảm tốc độ chuyển động của không khí Bên cạnh đó, việc xếp rau quả tươi vào hầm đất, vùi trong cát, hoặc sử dụng túi PE, giấy sáp cũng được thực hiện Tuy nhiên, những biện pháp này có thể ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của rau quả, dẫn đến hô hấp yếm khí và độ ẩm cao, từ đó gây hư hỏng rau quả do tế bào bị chết và vi khuẩn, nấm mốc dễ phát triển.
Do vậy, khi tồn trữ từng loại rau quả, cần nghiên cứu những điều kiện bảo quản thích hợp và cần có thêm biện pháp chống thối, mốc
3.1.1.2 Sự giảm khối lượng tự nhiên
Sự giảm khối lượng tự nhiên của rau quả xảy ra do quá trình bay hơi nước và tổn hao chất hữu cơ trong hô hấp Theo nghiên cứu, khoảng 70-75% khối lượng hao hụt là do mất nước, trong khi 25-30% còn lại là do hô hấp của rau quả.
Khối lượng tự nhiên của rau quả trong quá trình bảo quản bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm loại và giống rau quả, khí hậu nơi trồng, kỹ thuật canh tác, mùa vụ, mức độ chín khi thu hoạch, tình trạng nguyên vẹn của sản phẩm, phương pháp bảo quản, và thời gian bảo quản.
Dù trong bất kỳ điều kiện bảo quản nào, sự giảm khối lượng tự nhiên là điều không thể tránh khỏi Tuy nhiên, việc tạo ra các điều kiện bảo quản thích hợp sẽ giúp hạn chế tối đa sự giảm khối lượng này.
Khi bảo quản rau quả tươi, phần lớn nhiệt sinh ra chủ yếu là do quá trình hô hấp Khoảng hai phần ba lượng nhiệt này sẽ được tỏa ra môi trường xung quanh, trong khi một phần ba còn lại được sử dụng cho các hoạt động sinh lý của thực vật.
23 các quá trình trao đổi chất bên trong tế bào, quá trình bay hơi và một phần dự trữ ở dạng ATP
Trong quá trình bảo quản, rau quả có thể hô hấp mạnh, làm tăng nhiệt độ môi trường và dẫn đến sự hao hụt chất hữu cơ dự trữ, rút ngắn tuổi thọ của chúng Khi nhiệt độ và độ ẩm đạt đến mức tối ưu cho vi sinh vật phát triển, lượng nhiệt sinh ra từ hô hấp của chúng càng gia tăng, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hư hỏng nhanh chóng của rau quả.
3.1.2 Các quá trình sinh lý, sinh hóa
3.1.2.1 Quá trình hô hấp a Khái niệm
Hô hấp là một hoạt động sinh lý thiết yếu của cơ thể sống, đặc biệt là sau khi thu hoạch, rau quả vẫn tiếp tục hô hấp để duy trì sự sống Quá trình này bao gồm việc phân giải oxy hóa các chất hữu cơ như tinh bột, đường, lipid, protein và acid hữu cơ để giải phóng năng lượng cần thiết cho hoạt động sống Tuy nhiên, hô hấp cũng dẫn đến việc tiêu hao một lượng lớn các chất hữu cơ dự trữ, gây tổn thất về cả khối lượng lẫn chất lượng của rau quả.
Sự hô hấp của rau quả có thể diễn ra cả trong điều kiện có oxy (hô hấp hiếu khí) và thiếu oxy (hô hấp yếm khí)
Trong quá trình hô hấp hiếu khí, cơ chất hô hấp chủ yếu là đường glucose Sản phẩm cuối cùng của quá trình này là CO2, H2O và năng lượng
Phương trình hô hấp cơ bản:
C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O + 686 Kcal Các cơ chất hô hấp khác như acid hữu cơ, protein, lipid cũng đóng vai trò quan trọng trong sự hô hấp của rau quả
Hô hấp hiếu khí không chỉ sản sinh CO2 và H2O mà còn tạo ra nhiệt, làm nóng khối nguyên liệu trong kho Nếu không có biện pháp thông thoáng hiệu quả, sự sinh nhiệt này sẽ gia tăng, dẫn đến tăng cường độ hô hấp và tích tụ hơi nước Nhiệt độ và độ ẩm cao là điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn và nấm mốc phát triển, gây hư hỏng rau quả.
Trong điều kiện thiếu oxy, quá trình oxy hóa sẽ diễn ra theo hướng khác, tạo ra nhiều hợp chất trung gian Hô hấp yếm khí sản sinh ra ethanol và acetaldehyd, là những hợp chất bay hơi, thường làm mất mùi hương tự nhiên của rau quả.
Tinh bột → Glucose → Glucose – 6 – phosphat → Pyruvic acid → CO2 + Acetaldehyd
Hô hấp hiếu khí sản xuất năng lượng gấp nhiều lần so với hô hấp yếm khí, nhưng hô hấp yếm khí lại tạo ra nhiều sản phẩm trung gian không có lợi, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng rau quả và có thể làm giảm khả năng nảy mầm của hạt Cường độ hô hấp của rau quả là yếu tố quan trọng cần được chú ý.
Cường độ hô hấp là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ hô hấp của rau quả trong quá trình bảo quản Chỉ tiêu này được xác định chủ yếu thông qua lượng O2 hấp thụ hoặc lượng CO2 sinh ra từ một đơn vị trọng lượng rau quả trong một khoảng thời gian nhất định.
Cường độ hô hấp của rau quả là một đại lượng biến đổi không ổn định, chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố nội tại Những yếu tố này bao gồm loại rau quả, tỷ lệ giữa diện tích bề mặt và thể tích, cũng như cấu trúc bề mặt của chúng.
24 quả, tổn thương mô thực vật) và yếu tố ngoại cảnh (nhiệt độ, độ ẩm và thành phần không khí, ánh sáng, các sinh vật hại)
Bảng 3.1 Phân loại rau quả dựa vào cường độ hô hấp Phân loại hô hấp Cường độ hô hấp ở 5 o C
Rất thấp 60 Măng tây, súp lơ xanh, nấm, ngô ngọt
Nguồn: Sở giáo dục và đào tạo Hà Nội, 2007
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ O2 đến cường độ hô hấp của một số loại rau Loại rau quả Cường độ hô hấp (mgCO2/kg.h)
Trong không khí thường Trong môi trường O2 3%
Nguồn: Sở giáo dục và đào tạo Hà Nội, 2007
Nguyên nhân hư hỏng và giảm chất lượng rau quả sau thu hoạch
Khi lưu trữ rau quả tươi sau thu hái trong điều kiện khí quyển bình thường, chất lượng của chúng sẽ giảm dần và có nguy cơ hư hỏng do thối rửa Thời gian từ khi thu hái đến khi rau quả hư hỏng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, loại rau quả, thời gian thu hái và điều kiện môi trường Nguyên nhân chính dẫn đến sự hư hỏng và thối rửa của rau quả là hiện tượng chín và nhiễm bệnh.
Chín là giai đoạn phát triển tự nhiên trong chu kỳ sinh học của cơ thể sống Rau quả tươi sau khi thu hái vẫn duy trì sự sống và tiếp tục biến đổi theo quy luật của chu kỳ sinh học.
Quá trình chín của rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp Cường độ hô hấp càng cao thì hiện tượng chín càng chóng xảy ra
Khi rau quả chín, chúng trở nên mềm và dễ bị tổn thương do enzym protopectinase phân hủy protopectin thành pectin hòa tan, làm yếu mối liên kết giữa các tế bào Hiện tượng này có thể dẫn đến việc các tế bào tách rời nhau, gây ra tình trạng chảy dịch lỏng, đặc biệt khi quả trở nên quá chín.
Quá trình chín của rau quả dẫn đến sự phân hủy các chất dinh dưỡng, làm giảm sức đề kháng đối với vi sinh vật, khiến quả dễ bị hỏng Khi quả mềm nhũn, dù vi sinh vật không phát triển, chúng vẫn được coi là hỏng Một số loại rau củ như khoai tây, cà rốt, hành tỏi có thể nảy mầm khi lưu trữ trong điều kiện thuận lợi, điều này cũng được xem là hư hỏng vì chúng chuyển sang trạng thái khác Đặc biệt, khoai tây khi nảy mầm có thể sản sinh ra độc tố, làm giảm giá trị thực phẩm.
Sự hư hỏng và thối rữa của rau quả sau thu hoạch chủ yếu do nhiễm bệnh, đặc biệt là từ vi sinh vật như nấm mốc Dù nguyên liệu được kiểm soát để hạn chế quá trình chín, nhưng nếu điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển, chúng vẫn có thể gây bệnh và dẫn đến thối rữa, hư hỏng rau quả.
Hình 3.2 Quả bị hư hỏng do nấm mốc
Các phương pháp bảo quản rau quả
3.3.1 Bảo quản ở điều kiện thường Để tồn trữ ngắn ngày rau quả tươi, người ta dùng kho thường, nghĩa là không có lạnh hoặc bất kỳ cách xử lý nào khác ngoài hệ thống thông gió Nhiệt độ và độ ẩm trung bình ở các vùng trong nước thể hiện ở bảng 3.5
Bảng 3.5 Nhiệt độ và độ ẩm trung bình các vùng ở Việt Nam
Nhiệt độ và độ ẩm trung bình các mùa Nhiệt độ và độ ẩm trung bình cả năm Mùa Ttb (ºC) RHtb (%) Ttb (ºC) RHtb (%) Miền Bắc Hè Đông
Có 2 cách thông gió: thông gió tự nhiên và thông gió tích cực
Thông gió tự nhiên dựa trên nguyên tắc đối lưu nhiệt, trong đó không khí nóng nhẹ di chuyển lên cao, trong khi không khí lạnh nặng hơn hạ xuống dưới, tạo ra quá trình tự hút-thải.
Thông gió tích cực giúp không khí được phân phối đều đến từng cá thể rau quả, làm giảm nhiệt độ nhanh chóng và đồng nhất trong kho Nhờ đó, khả năng lưu trữ rau quả tăng lên, cho phép xếp nhiều hơn trong kho.
Phương pháp bảo quản rau quả tươi bằng lạnh là một trong những phương pháp phổ biến nhất trên thế giới, giúp duy trì chất lượng sản phẩm tốt nhất và kéo dài thời gian bảo quản hiệu quả.
Hạ nhiệt độ trong môi trường bảo quản để hạn chế tốc độ hô hấp của rau quả, ngăn ngừa sự phát triển gây hại của sinh vật
Tác dụng của bảo quản lạnh
- Giảm tốc độ hô hấp của rau quả
- Làm chậm các quá trình chín, mềm hóa, thay đổi trạng thái cấu trúc, biến đổi màu sắc của quả
- Giảm sự mất nước của rau quả tươi
- Làm chậm quá trình gây hư hỏng của vi sinh vật
- Hạn chế những sự phát triển không mong muốn như hiện tượng nảy mầm của củ
Cách sắp xếp nguyên liệu trong kho bảo quản lạnh
- Đảm bảo thông gió và dễ kiểm tra
- Rau quả sắp xếp trong bao bì và đặt thành chồng trên giá gỗ kê cao 15 cm so với mặt sàn
Chiều cao tối thiểu của từng chồng cần cách trần ít nhất 40 cm, cách tường không nhỏ hơn 40 cm, và phải cách giàn truyền nhiệt tối thiểu 50 cm, đồng thời cần có vách ngăn để chống bức xạ nhiệt Khoảng cách giữa các chồng nên được duy trì từ 10 đến 15 cm để đảm bảo hiệu quả.
- Nhiều chồng xếp thành lô Giữa các lô cần có lối đi rộng không dưới 1 m để tiện đi lại kiểm tra và vận chuyển
Rau quả cần được làm lạnh từ từ trong phòng bảo quản hoặc hầm lạnh, với tốc độ hạ nhiệt phù hợp cho từng loại Trước khi lấy rau quả ra khỏi phòng làm lạnh, cần thực hiện quá trình nâng nhiệt từ từ để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Chế độ bảo quản lạnh rau quả tươi
Nhiệt độ bảo quản trong kho nên được điều chỉnh trong khoảng 0-15ºC, phù hợp với hầu hết các loại rau quả Tuy nhiên, nhiệt độ cụ thể cần được điều chỉnh theo nguồn gốc và khả năng chịu nhiệt của từng loại Cụ thể, rau quả không bị tổn thương lạnh nên được bảo quản ở 0-3ºC, trong khi loại dễ bị tổn thương lạnh cần nhiệt độ từ 7,5-15ºC, và loại rất dễ bị tổn thương lạnh nên được giữ ở 13-20ºC.
Hình 3.4 Các dạng tổn thương lạnh trên quả Chế độ bảo quản lạnh một số loại rau quả tươi được trình bày ở bảng 3.6 và bảng 3.7:
Bảng 3.6 Chế độ bảo quản lạnh một số loại rau tươi Loại rau Nhiệt độ (ºC) Độ ẩm (%) Thời gian tồn trữ
Bảng 3.7 Chế độ bảo quản lạnh một số loại quả tươi Loại quả Nhiệt độ (ºC) Độ ẩm (%) Thời gian tồn trữ
Xoài 7-9 85-90 4-7 tuần Đu đủ 7-10 85-90 2-3 tuần
Mãng cầu 0-6 85-90 1-2 tuần Ổi 8-10 85-90 3-5 tuần
3.3.3 Bảo quản bằng điều chỉnh thành phần khí quyển
Thay đổi thành phần và tỷ lệ các chất khí như O2, CO2, N2 trong môi trường bảo quản rau quả giúp giảm cường độ hô hấp, đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập và phát triển của dịch hại.
4.3.3.2 Phương pháp điều chỉnh thành phần khí quyển
Hàm lượng O2 và CO2 trong khí quyển bảo quản có tác động lớn đến cường độ và phương thức hô hấp của rau quả Việc giảm O2 và tăng CO2 có thể tạo ra môi trường khí hậu tối ưu, giúp kìm hãm hoạt động hô hấp và kéo dài tuổi thọ của rau quả.
Căn cứ vào tính mẫn cảm với CO2 của các loại nông sản mà có thể chia chúng thành hai nhóm:
- Nhóm bền CO2: Có thể chịu được nồng độ CO2 >10% Các loại rau quả nên bảo quản trong môi trường có nồng độ: 12% CO2, 9% O2
- Nhóm kém bền CO2: Chỉ chịu được nồng độ CO2