GIỚI THIỆU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trước đây con người chỉ có quan niệm ăn no mặc ấm, nhưng quan điểm này đã thay đổi theo thời gian, theo tình hình phát triển kinh tế của xã hội Hiện nay, “bổ và ngon” là vấn đề mà khách hàng quan tâm khi sử dụng thực phẩm Đặc biệt trái cây tươi là thành phần không thể thiếu trong khẩu phần ăn Nó cung cấp phần lớn nhu cầu vitamin, khoáng chất, chất xơ cho con người Táo là một trong những loại trái cây được ưa chuộng và là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng Bên cạnh đó táo còn có một số thành phần quý có vai trò dược lý có tác dụng tốt đến sức khỏe con người.
Bên cạnh đó sản phẩm ăn liền còn tăng tính tiện lợi cho người tiêu dùng Với cường độ phát triển kinh tế xã hội ngày càng cao, cuộc sống ngày càng bận rộn, tính tiện lợi là đặc tính phù hợp với thời đại Các sản phẩm này góp phần thõa mãn nhu cầu của những vị thượng đế khó tính.
Ngoài ra, sản phẩm qua quá trình chế biến giảm thiểu giúp tăng hiệu quả kinh tế,tận dùng các loại trái cây đã giảm giá trị thương phẩm nhưng còn vẫn đảm bảo chất lượng và giá trị dinh dưỡng.
MỤC TIÊU
Mục tiêu của đề tài nhằm sơ chế xử lý táo, tạo ra dạng sản phẩm táo ăn liền tiện lợi, an toàn và kéo dài thời gian bảo quản Để đạt được mục tiêu nghiên cứu trên, đề tài được thực hiện với các nội dung như sau:
- Xây dựng quy trình chế biến táo tươi giảm thiểu
- Khảo sát ảnh hưởng của loại và nồng độ hóa chất xử lý để đảm bảo an toàn vệ sinh, giá trị cảm quan tốt cho sản phẩm.
- Khảo sát ảnh hưởng của khả năng tận dụng dung dịch nhúng để đảm bảo an toàn vệ sinh, tăng hiệu quả kinh tế trong sản xuất.
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
NGUYÊN LIỆU
2.1.1 Lịch sử phát triển của cây táo
Cây táo là một loài thực vật thuộc khí hậu ôn đới, đặc biệt là vùng có khí hậu lạnh và rất lạnh Từ lâu loài người đã sử dụng quả táo như một nguồn dinh dưỡng quan trọng cho cơ thể Loại táo đầu tiên được loài người tìm thấy thuộc vùng dân cư ven hồ ở Thụy Sĩ Loại táo này có kích cỡ hơi nhỏ so với các loài táo hiện nay, nhưng khi nghiên cứu sâu về các đặc điểm sinh học thì các nhà khoa học thấy chúng có rất nhiều đặc điểm giống nhau Loại táo này hiện diện rất nhiều vùng thuộc các nước Châu Âu Ngay cả các vùng thấp như Drontheim thuộc Nauy.
Loài táo Crab hay táo hoang dại có tên khoa học là Pyrus malus có nguồn gốc thuộc nước Anh là tổ tiên của các loại táo hiện đang được trồng ở tất cả các vùng khí hậu ôn đới trên thế giới Trước thời đế chế Norman sự đa dạng các loài táo rất phong phú, mà đa số đưa vào nước Anh bởi người Roman Hơn 22 loại táo khác nhau đã được đề cập đến bởi nhà thực vật học Pliny Trong một bản thảo của Old Saxon cũng đã từng đề cập đến rất nhiều loại táo và rượu táo khác nhau Bartholomeus Anglicus nói về các loài táo có mặt trong thời gian đó.
Sau các quá trình di cư và thám hiểm của loài người, các loài táo đã được trồng và thu hoạch ở hầu hết các nước trên thế giới Và hiện nay kết hợp với những thành tựu khoa học, đặc biệt là các lĩnh vực công nghệ sinh học đã tạo ra rất nhiều giống với khả năng phát triển và tạo quả khác nhau phục vụ cho con người.
Sau đây là phần giới thiệu về một số loại táo thương phẩm
Red Delicious: Loại táo ngọt, giòn cứng, nhiều nước, hàm lượng acid thấp Thường dùng để ăn tươi
Golden Delicious: Loại táo giòn cứng, trắng và ngọt, có vị ngọt dịu khi nấu, vỏ mỏng và mềm Ăn giữ lạnh và dùng với món xà lách.
Fuji’s: Loại táo có vị gia vị khi ăn, cứng, giòn và ngọt Có mùi rượu vang khi bảo quản Màu của vỏ quả có thể thay đổi từ vàng – xanh, trồng nhiều ở Nhật Bản.
Gala: Loại táo này có mùi vị rất đặc trưng khi ăn Có hình trái tim với màu sắc vỏ thay đổi từ vàng-da cam lẫn màu đỏ xen ngang.
Braeburn: Loại táo có hương vị rất tốt Cứng, thơm, vị chua ngọt Màu sắc thay đổi từ đỏ-xanh-vàng.
Granny Smith: Loại táo này cứng giòn, hơi chua Vỏ ngoài màu xanh, hơi vàng.
Jonagold: Giống với loại táo Golden Delicious, giòn, vị chua nhẹ, thích hợp ăn tươi và nấu.
Ginger Gold: Loại táo này mới được trồng và buôn bán trong thời gian gần đây Cứng, giòn, hơi chua, độ ngọt nhẹ Màu vỏ vàng óng.
Pink Lady: Loại táo này được trồng nhiều ở Australia Cứng giòn và có vị chua ngọt Vỏ quả có màu hồng và đôi khi có lẫn màu hồng nhạt.
Nhiều nghiên cứu phân tích về thành phần hóa học có trong táo với các số liệu như sau: trong một quả táo tươi chứa từ 80-85% nước, khoảng 5% protein và các hợp chất nitơ, 10-15% carbohydrate, 1-1,5% acid hữu cơ và thành phần muối khoáng Mặc dù hàm lượng nước rất cao nhưng táo lại rất giàu các vitamin, các acid hữu cơ như acid mallic, acid gallic, thành phần khoáng đa dạng như K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ ,
Fe 2+ , Fe 3+ … Ước tính trong 100g táo khô, trong đó có đến 1,7mg sắt trong các loại táo ngọt và khoảng 2,1mg trong các loại táo chua Trong một quả táo bình thường hàm lượng các phosphate cao hơn nhiều so với các loại rau quả khác Trong thành phần vỏ táo có chứa nhiều loại acid và muối khoáng.
Thành phần vỏ cây táo có vị đắng, đặc biệt ở vùng vỏ dưới gốc rễ, dư vị đắng này là chất Phloridzin và một chất có màu đỏ là Quercetin Còn thành phần trong hạt táo là một chất Amygdaline và một loại tinh dầu ăn được Tinh dầu táo là một loài Amyl Valerate hoặc là loại ester Amylvalerate.
Bảng 2.1: Thành phần hóa học và dinh dưỡng của táo (trên 100g ăn được )
Thành phần Đơn vị Hàm lượng
Bảng 2.2: Thành phần khóang vi lượng trong táo (trên 100g ăn được)
Thành phần Đơn vị Hàm lượng
USDA Nutrient Database for Standard Reference, Release 14 (July 2001)
NHỮNG BIẾN ĐỔI SINH LÝ, SINH HÓA CỦA TRÁI CÂY SAU THU HOẠCH 5
Sự bay hơi nước phụ thuộc vào mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào, cấu tạo và trạng thái của mô bao che (chiều dày và độ chắc của vỏ, của lớp sáp ngoài của vỏ…), mức độ bị dập cơ học, độ ẩm và nhiệt độ môi trường xung quanh, tốc độ chuyển động của không khí, độ chín của trái, cách bao gói, thời hạn và phương pháp tồn trữ cùng các yếu tố như cường độ hô hấp và sự sinh nước.
2.2.2 Sự giảm khối lượng tự nhiên
Sự giảm khối tự nhiên là sự giảm khối lượng do quá trình bay hơi nước và tổn hao các chất hữu cơ trong quá trình hô hấp Trong bất kỳ điều kiện tồn trữ nào, không thể tránh khỏi sự giảm khối lượng tự nhiên Tuy nhiên khi tạo được điều kiện tối ưu thì có thể giảm mất khối lượng đến mức tối thiểu Khối lượng giảm đi trong thời gian tồn trữ dài ngày phụ thuộc vào nhiều yếu tố: giống loại, khí hậu, cách thức chăm sóc và bón phân, mùa, công nghệ tồn trữ, thời hạn tồn trữ và mức độ nguyên vẹn cũng như độ chín của chúng…
Tất cả lượng nhiệt sinh ra trong trái tươi khi tồn trữ là do quá trình hô hấp 2/3 lượng nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh, phần còn lại được dùng vào quá trình trao đổi chất của tế bào Khi nhiệt độ và độ ẩm tăng đến mức thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc thì lượng nhiệt sinh ra cao hơn nữa, do có sự hô hấp của vi sinh vật và sự hô hấp của trái Làm rau quả hư hỏng nhanh chóng.
Hô hấp là quá trình oxi hóa chậm các chất hữu cơ phức tạp Dưới tác dụng của enzyme, các chất này phân giải thành các chất đơn giản hơn và giải phóng năng lượng Hầu hết các chất này đều có thể tham gia vào quá trình hô hấp (trừ protein) nhưng chủ yếu là các chất đường – nhất là đường đơn Hô hấp làm giảm khối lượng tự nhiên, tiêu hao chất dinh dưỡng của quả.
Trong điều kiện có đủ oxy, hô hấp hiếu khí sẽ xảy ra, sản phẩm tạo thành là CO2, nước và năng lượng
Khi lượng oxy của môi trường không khí không đủ để tiến hành hô hấp hiếu khí thì sẽ xảy ra hiện tượng hô hấp yếm khí, là hô hấp không có sự tham gia của oxy và tạo ra sản phẩm cuối cùng là rượu ethanol, CO2 và toả nhiệt Do nhiệt lượng sinh ra thấp nên trong quá trình hô hấp yếm khí sử dụng chất nền nhiều hơn
Trong thực tế quá trình hô hấp xảy ra phức tạp: dưới tác dụng của enzyme, phân tử đường bị phân giải thành chất trung gian là acid pyruvic (CH3CO.COOH).
Với hô hấp hiếu khí: acid pyruvic bị oxi hóa trong chu trình Krebs tạo thành CO2 và
Với hô hấp yếm khí: acid pyruvic bị enzyme carboxylase phân giải thành acetaldehyde (CH3CHO) và CO2.
CH3CO.COOH CH3CHO + CO2
Tiếp theo, acetaldehyde kết hợp với H2O tạo rượu ethylic và acid acetic.
CH3CHO + H2O C2H5OH + CH3COOH
Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp
+ Độ già chín của nguyên liệu
+ Các yếu tố của môi trường bảo quản:
CHẾ BIẾN GIẢM THIỂU
Phương pháp chế biến giảm thiểu bao gồm một chuỗi các công đoạn (rửa, lựa chọn, bóc vỏ, cắt lát, bao gói…) mà làm cho chất lượng thực phẩm ít biến đổi nhất (tức là giữ được đặc tính cảm quan cao nhất) đồng thời tạo được sự ổn định cho thực phẩm từ lúc sản xuất cho đến lúc tiêu thụ.
Sản phẩm chế biến giảm thiểu có nhiều cách gọi khác nhau: minimally processed, fresh cut, ready to eat, ready to use, lightly processed products Các sản phẩm này tuyệt đối không chế biến dưới dạng nhiệt như đun sôi hoặc sấy… và cũng không phải là sản phẩm đông lạnh Các sản phẩm trải qua các công đoạn chế biến càng ít càng tốt, như vậy mới giữ được giá trị tự nhiên và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
Trái cây tươi chế biến sẵn bao gồm các quá trình xử lý mà gây ra sự biến đổi ít nhất đối với chất lượng sản phẩm Nhưng quá trình chế biến vẫn đảm bảo được sự ổn định của thực phẩm trong quá trình vận chuyển từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ.
2.3.2 Những biến đổi chất lượng trong sản phẩm chế biến giảm thiểu:
2.3.2.1 Sự biến đổi về mặt vi sinh:
Bệnh tật của con người xuất phát từ việc tiêu thụ rau quả tươi chưa qua chế biến thường xảy ra ở các nước công nghiệp hóa thấp Rau quả cũng giống như các sản phẩm có nguồn gốc động vật, là môi trường giàu dinh dưỡng cho sự phát triển của vi sinh vật Trong khi đó trường hợp nhiễm bệnh từ các loại rau trái tươi chưa qua chế biến thì thấp ở các quốc gia công nghiệp phát triển Trong thời gian qua tình
[O] trạng này thay thay đổi nhiều ở các nước phát triển, các rủi ro tăng lên khi chế biến giảm thiểu phát triển và phổ biến Các hoạt đông nông nghiệp, xử lý cơ học, chế biến, thương mại gây ra những rủi ro lớn liên quan đến mối nguy sinh học trong sản phẩm rau trái chế biến giảm thiểu.
Các vi sinh vật gây bệnh như: L monocytogenes, A hydrophyla, E coli thấp trong các sản phẩm có nguồn gốc từ cây trồng và rau trái chế biến giảm thiểu Do nó có thể chứa các cơ chất có khả năng chống lại các nguy cơ trên, để bảo vệ sức khỏe cộng đồng Đặc biệt bản năng sinh tồn của vi sinh vật cho phép chúng có thể phát triển ngay ở nhiệt độ lạnh Theo nguồn thông tin từ các cuộc kiểm tra thì các tác nhân gây bệnh có thể tồn tại ở các sản phẩm chế biến giảm thiểu ngay cả khi các sản phẩm này được giữ ở nhiệt độ lạnh thường Ở nhiệt độ thường thì các vi sinh vật sẽ phát triển nhanh hơn nữa Sự phát triển của hệ thống giám sát dịch tễ học quốc tế có vai trò quan trọng cung cấp sự hiểu biết về sự nhiễm bệnh từ rau quả chưa qua chế biến.
2.3.2.2 Sự hóa nâu do enzym
Một vài nhân tố góp phần tăng cường hoạt động của enzyme hóa nâu Thực hành nông nghiệp, đất đai, phân bón, điều kiện thu hoạch, điều kiện khí hậu, tất cả đều ảnh hưởng tới chất lượng cuối cùng của các sản phẩm tươi ăn liền
Chọn lựa nguyên liệu thô cho chế biến cần xem xét một cách cẩn thận, khả năng hóa nâu có thể khác nhau từ cây trồng này đến cây trồng khác.
Một vài mô có thể có hoạt động của enzyme polyphenol oxidase (PPO) cao và/hoặc nồng độ cao hoặc nhiều dạng cơ chất phenolic PPO khác nhau, dưới những điều kiện thích hợp, dẫn đến khuynh hướng hóa nâu cao hơn Trong quả mận, có khuynh hướng chứa hợp chất phenol tăng khi thời gian thu hoạch bị trì hoãn, cấp bậc phenol không phải luôn luôn liên quan đến sự nhạy cảm hóa nâu Thông thường, trong các trái cây còn non thì nồng độ các hợp chất phenol cao phân tử cao Trong khi ở chuối, hoạt động của enzyme trong thịt thì cao hơn trong vỏ, còn trong mận và trong táo, hoạt động của enzyme trong vỏ thì cao hơn trong thịt quả Thêm vào đó, hoạt động của enzyme rất khác giữa các cây cùng mùa vụ và khác giai đoạn thuần thục Tuy nhiên, không chỉ hoạt động của enzyme, nồng độ của cơ chất quan trọng mà còn, các phenol biểu hiện độ hóa nâu khác, và tốc độ hóa nâu do enzyme cũng bị ảnh hưởng bởi hợp chất polyphenol hiện diện trong tế bào.
* Cơ chế phản ứng hóa nâu do enzyme:
Phenolase thực hiện hai phản ứng: cresolase nếu cơ chất là monophenol và catecholase nếu cơ chất là diphenol.
Hydroxyl hóa, hoạt tính cresolase
Oxy hóa, hoạt tính catecholase Khi phản ứng tạo quinon đã xảy ra thì các phản ứng tiếp theo không cần phenolase hay oxy
Sản phẩm trihydroxybenzen tiếp tục phản ứng với o-quinon để thành lập hydroxyquinone.
Hydroxyquinone xảy ra sự đa phân hóa tạo thành hợp chất polyme màu nâu đỏ và cuối cùng xuất hiện melanin màu nâu.
Các hoạt động cơ học như rửa, gọt vỏ, cắt tỉa, cắt, cắt nhỏ, , thực hiện trong giai đoạn đầu làm tổn thương cơ học tế bào thực vật Hay các thao tác chế biến gây ra những va chạm cơ học làm nứt vỡ, mà có thể dẫn đến các phản ứng sinh lý và hóa sinh học Gọt vỏ và các tổn thất của tế bào nguyên với các tế bào bị vỡ tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn xâm nhập Thêm vào đó là, sự tiếp xúc không khí và giải phóng các enzyme nội bào kết hợp với cơ chất của chúng bắt đầu từ các gian bào khác nhau, gây ra những thiệt hại Mô tế bào sống thì vẫn còn hoạt động vật lý và các tổn thương cơ học làm tăng tốc độ hô hấp và tăng nồng độ ethylene, làm tăng sự trao đổi chất và hoạt động của enzyme Hệ quả khác của các vết thương là sự tổng hợp các sản phẩm thứ cấp, bao gồm sự đa dạng của các hợp chất phenol Các enzyme này gây ra những phản ứng có hại, PPO làm ảnh hưởng xấu đến màu sắc của thực phẩm
Các tổn thương cơ học thì rõ rệt hơn khi gây ra các vết thương lớn trên sản phẩm Hơn nữa phương pháp xử lý cũng ảnh hưởng đến phản ứng của tế bào đối với các vết thương Khi xử lý, có sự tích lũy dịch bào trên bề mặt, nhìn chung việc rửa sẽ đem lại nhiều lợi ích Loại bỏ các dịch bào (loại bỏ các enzyme có hại như polyphenoloxidase, peroxidase, ) được giải phóng suốt hoạt động xử lý và được thực hiện bằng phương pháp rửa đơn giản Do các dịch bào đó giàu dinh dưỡng và thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Đối với cần tây việc rửa không có lợi Rửa rồi làm ráo miếng cần tây thì nước bị giữ lại 0,5-1% trên bề mặt làm giảm chất lượng sản phẩm vì thối rửa do nước không được thoát ra ngoài Tuy nhiên loại bỏ nước lạnh bằng cách ly tâm trong điều kiện xoay tròn (tốc độ, thời gian) gây ra hư hỏng cơ học cho sản phẩm.
2.3.3 Các loại hóa chất xử lý
- Tác dụng ức chế vi sinh vật
Vi khuẩn phát triển trong thực phẩm gây bệnh cho con người không thể phát triển ở pH≤4, vì vậy pH thấp trong thịt quả ngăn ngừa các hoạt động sống của vi sinh vật gây bệnh cho con người pH của nhiều loại rau và một ít loại quả, dưa, ở mức mà các tác nhân gây hại vẫn có thể phát triển.
Một số acid hữu cơ trong rau quả thì không có tác dụng ức chế sự phát triển của vi khuẩn, trái lại một số khác thì có hiệu quả hơn Acid acetic, citric, succinic, malic, tartaric, benzoic, sorbic là các acid chủ yếu trong rau trái Cơ chế hoạt động của những acid này là trực tiếp làm giảm pH bên trong tế bào vi sinh vật do sự ion hóa các phân tử acid không phân ly hay làm rối loạn sự vận chuyển cơ chất bởi sự vận chuyển thẩm thấu của màng tế bào Acid cũng ức chế sự oxy hóa NADH, giảm sự cung cấp các chất khử cho hệ thống vận chuyển điện tử Hoạt động của vi sinh vật bị ảnh hưởng bởi sự phân ly của phân tử acid, giá trị pH phụ thuộc vào hằng số phân ly (pKa) pKa của hầu hết các acid hữu cơ trong khoảng 3-5, xử lý bề mặt thì có hiệu quả nhất ở trái cây Tuy nhiên xử lý rau bằng acid sau đó phải rửa lại bằng nước sạch.
Việc sử dụng acid hữu cơ dạng rửa và phun như acid lactic có hiệu quả khi khử trùng thịt bò, cừu heo, gia cầm Ứng dụng rửa acid hữu cơ trên bề mặt rau trái để giảm mật số vi sinh vật rất có tiềm năng Phương thức hiệu quả, đơn giản là sử dụng nước chanh giết chết hoặc làm chậm sự phát triển của vi sinh vật (Escartin et al)
Shapiro và Holder nghiên cứu sử dụng acid trên rau xà lách
+ Xử lý acid citric 0,15%: không có hiệu quả đối với sự phát triển của vi sinh vật suốt thời kì tồn trữ 4 ngày ở 10 0 C
+ Xử lý acid tartric 0,15%: giảm vi sinh vật tổng số theo hàm số mũ 10.
+ Xử lý kết hợp hoặc riêng lẻ sorbate 0,2% và acid ascorbic 1% trên cần tây, rau diếp, hành lá, cà rốt, củ cải: mật số vi sinh vật sau 10 ngày tồn trữ ở nhiệt độ 4,4 0 C tăng lên