kĩ thuật bảo quản bằng hóa chất

kĩ thuật bảo quản bằng hóa chất

V BẢO QUẢN BẰNG HÓA CHẤT 48

[1,5,8,9] 48

Nói chung dung bất kì một lọai hóa chất nào để bảo quản rau quả đều dẫn đến ít nhiều làm giảm khả năng đề kháng chống bệnh tật và ảnh hưởng đến chất lựơng rau quả, mặt khác có khi làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người sử dụng .48

Trước đây người ta thường sử dụng chất hóa học tổng hợp để bảo quản rau quả vì họat tính mạnh và rẻ tiền Nhưng xu hướng hiện nay để đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng và yếu tố thân thiện với môi trường người ta sử dụng các chất có nguồng gốc từ tự nhiên 48

1 Các chất có nguồn gốc từ vi sinh vật: 48

1.1.Nisin: 48

Nisin là chất kháng khuẩn có nguồn gốc từ vi sinh vật, nó được tạo thành trong quá trìng sống của nhóm vi khuẩn lên men lactic Steptococens lactic Tên thương mại là Nisaphin 48

1.2.Natamycin: (Pimaricin) 50

Natamycin là một hợp chất kháng sinh có nhiều nối đôi (polyenic antibiotic) được điều chế từ xạ khuẩn Streptomyces natalensis 50

a Công thức cấu tạo: C33H47NO13 50

e Cơ chế tác dụng: 51

Ức chế nấm men và nấm mốc bằng cách tác dụng với sterol trong membrane 51

f Ứng dụng: 51

Nồng độ sử dụng: 1-5mg/kg 51

Có tác dụng tốt hơn sorbic acid và benzoic acid 51

Rau quả: Phun lên hoặc nhúng trong dung dịch 0.4% 51

g Độc tính: 51

Sử dụng đúng liều lượng qui định thì không gây độc nhưng ở hàm lượng cao thì có các tir65u chứng ngộ độc như cảm giác buồn nôn, hiện tượng nôn mửa, tiêu chảy đôi khi cũng được thấy sau khi dụng 300-400mg natamycin hằng ngày Không có những thay đổi đáng kể tế bào máu 51

2 Các chất có nguồn gốc từ động vật 51

Hiện nay một chất có nguồn gốc từ động vật đang được sử dụng ngày càng nhiều trong bảo quản rau trái là chitosan 51

a Định nghĩa: 51

3 Các chất có nguồn gốc từ thực vật 52

Phần 1: CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG RAU TRÁI TƯƠI

[10,13,1]

Rau trái tươi là loại thực phẩm có nhu cầu ngày càng cao do chúng chứa các thành phần dinh dưỡng rất tốt cho sức khoẻ con người, không chứa các phụ gia do chưa qua chế biến Tuy nhiên, rau trái tươi lại rất dễ bị hư hỏng và việc bảo quản để giữ được chất lượng là không thể thiếu trong buôn bán thương mại hiện nay Nguyên nhân dẫn tới

hư hỏng rau trái tươi rất đa dạng nên trong quá trình bảo quản cần hạn chế tới mức tối thiểu các hư hỏng này

1 Sự hô hấp

Rau trái là những hàng hóa tươi sống, do đó tốc độ hô hấp có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng rau trái tươi Thường thì tốc độ hô hấp càng cao thì thời gian bảo quản càng ngắn Tốc độ hô hấp phụ thuộc vào từng loại rau trái Những quả chưa trưởng thành như đậu hà lan, hay quả đậu phộng thì có tốc độ hô hấp cao hơn quả trưởng thành, nhưng ở cà chua và củ hành thì ngược lại, quả trưởng thành có tốc độ hô hấp cao hơn

Hô hấp là quá trình chuyển hóa năng lượng trong các liên kết hóa học thành một dạng khác có ích hơn cho tế bào, mục đích để cung cấp cho các phản ứng chuyển hóa khác trong tế bào Ở điều kiện có O2, rau trái thực hiện hô hấp hiếu khí Trong quá trình

hô hấp, O2 và glucose được tiêu thụ, trong khi CO2, H2O và nhiệt được sinh ra Ở mô lá

và hoa chưa trưởng thành như rau diếp, spinach, bông cải xanh, do dự trữ năng lượng ít nên cần hô hấp nhiều Nhưng quá trình hô hấp lại làm tăng tốc độ lão hóa, dẫn đến mô mềm, thành tế bào dễ vỡ, và dịch bào bên trong tế bào chảy ra ngoài, vi khuẩn hoại sinh

có thể phát triển, gây ra mùi hôi thối Đồng thời, nếu nhiệt từ quá trình hô hấp không được tản đi kịp thời thì nhiệt sinh ra lại có tác dụng kích thích quá trình hô hấp, dẫn tới rau trái nhanh chóng bị hư hỏng hơn

Trái có đỉnh đột phá hô hấp có thể được thu hoạch lúc chưa chín muồi, và được

dú chín sau đó (chuối, xoài, cà chua, lê tàu…) Trong quá trình chín của trái có đỉnh đột phá hô hấp, có một khoảng thời gian ngắn, cường độ hố hấp của trái sẽ tăng lên đột

ngột Nếu không điều chỉnh nhiệt độ, sau khoảng thời gian này, trái sẽ nhanh chóng chín muồi và lão hóa nhanh chóng

Tóm lại, nếu nhiệt độ không được điều chỉnh thì nhiệt sinh ra từ quá trình hô hấp

sẽ làm tăng sự mất nước, hơn nữa còn tăng nhiệt và tăng ẩm, mà trong quá trình bảo quản, chính nhiệt và ẩm sẽ hỗ trợ cho sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc

và bông cải xảy ra hiện tượng rụng lá nhanh hơn

3 Sự lão hóa

Sự lão hóa là sự hóa già tự nhiên ở mô thực vật và nó được thúc đẩy bởi sự có mặt của khí ethylene, và bất kỳ yếu tố nào khác làm tăng tốc độ hô hấp Một số biến đổi trong quá trình lão hóa có thể ảnh hưởng đến việc chế biến rau trái tươi Ví dụ, sự thay đổi cấu trúc hóa học và vật lý của thành tế bào, trong khi sự nguyên vẹn của thành tế bào đóng vai trò quan trọng đối với cấu trúc của sản phẩm chế biến

4 Sự nảy mầm và kéo dài ngọn

Rễ, thân, và củ có một khoảng thời gian ngủ tự nhiên, và thời gian ngủ này có thể được kéo dài ra trong quá trình bảo quản Sự nảy chồi làm chấm dứt thời gian ngủ, và làm giảm thời gian bảo quản và sử dụng Sự nảy chồi thường gặp ở khoai tây và củ hành Trong khi trong đều kiện độ ẩm không khí cao, thường xuất hiện sự kéo dài ngọn

ở măng tây Cả sự nảy mầm, sự kéo dài ngọn, hay kéo dài rễ đều là điều không thể chấp nhận được đối với sản phẩm rau trái tươi khi bán ra thị trường Trong khi đó, sản phẩm chế biến ít bị ảnh hưởng hơn do rễ và chồi có thể được cắt đi trong quá trình chế biến

Tuy nhiên, ngay cả khi nó không ảnh hưởng tới vẻ bề ngoài của sản phẩm chế biến thì chất lượng bên trong của sản phẩm cũng bị giảm sút, do sự phân bố vật chất không đồng đều Ví dụ, trong quá trình bảo quản khoai tây, xảy ra hiện tượng nảy mầm, tinh bột khi biến thành đường sẽ được vận chuyển đến các điểm phát triển thành chồi.

5 Sự mất nước

Rau trái thường có một lớp sáp bảo vệ, tránh khỏi sự tấn công của côn trùng, mầm bệnh, sự tổn thương cơ học và cả sự mất nước Lớp sáp tuy có thể làm giảm sự mất nước từ bề mặt thực vật nhưng không thể ngăn cản hoàn toàn sự mất nước Nếu lớp bảo vệ bị tổn thương, thì sự mất nước có thể trầm trọng hơn

Ở các cơ quan đã trưởng thành như thân, rễ, quả, các mô sẽ dày lên và hóa gỗ để duy trì cấu trúc của nó khi già Tuy nhiên, sự có mặt của các chất xơ thô trong thành phần là không mong muốn đối với rau trái tươi, vì thế nhiều loại rau được thu hoạch khi chưa trưởng thành Do đó, cấu trúc của rau trái tươi không do thành phần xơ thô trong tế bào nữa, mà phụ thuộc vào áp suất trương của tế bào Áp suất trương là áp suất được tạo

ra khi chất tan chiếm đầy trong không bào, nén ép vào thành tế bào Nếu quá nhiều nước

bị mất đi khỏi mô bào thì áp suất trương sẽ giảm xuống dẫn đến rau trái bị héo, và bề mặt bị nhăn nheo

Tốc độ mất nước sau thu hoạch phụ thuộc chủ yếu vào chênh lệch áp suất hơi nước giữa bên trong và bên ngoài tế bào Tuy nhiên, có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến sự mất nước: tỷ lệ diện tích bề mặt và thể tích càng lớn thì sự mất nước diễn ra càng nhanh, thường thấy rau lá mất nước nhanh hơn quả có hình cầu; lớp sáp trên bề mặt quả;

và cấu tạo của vỏ Một số trái có vỏ dày như citrus, chuối… có thể bị mất một lượng ẩm

từ vỏ mà không ảnh hưởng tới chất lượng của phần ăn được Tuy nhiên, nếu vỏ ngoài bị tổn thương thì sự mất nước sẽ diễn ra nhanh chóng

Trái có vỏ mỏng thì mất nước nhanh hơn trái có vỏ dày, ví dụ như nho thì quá trình mất nước xảy ra rất nhanh chóng Ngoài ra, sự mất nước còn dẫn tới việc thúc đẩy

sự tạo thành khí ethylene

6 Nấm và vi khuẩn gây bệnh

Vi sinh vật quan trọng nhất gây hư hỏng rau trái tươi là nấm, bởi vì điều kiện acid trong rau trái tươi có khuynh hướng ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn (đa số vi khuẩn thích hợp với môi trường trung tính hơn acid) Mầm bệnh chủ yếu xâm nhập vào

các mô bị tổn thương Ví dụ loài Pencillium là nguyên nhân gây ra các bệnh mốc xanh

lá cây và xanh da trời đối với citrus, chỉ xâm nhập và gây bệnh khi trái bị tổn thương, không gây hại khi trái không bị tổn thương Nói chung, rau trái tươi không bị tổn thương có khả năng đề kháng đối với mầm bệnh, nhờ hàng rào tự nhiên là vỏ trái và sự

có mặt của các chất chống vi sinh vật trên vỏ trái

Một số vi khuẩn có thể xâm nhập thông qua các khoảng hở tự nhiên như các khí khổng hay khe nứt sinh trưởng Các nhóm vi khuẩn thường gặp là các nhóm vi khuẩn

gây thối như Erwinia Dưới điều kiện thích hợp (sự có mặt của nước tự do), chúng có

thể xâm nhập vào cà chua, thông qua các khe nứt sinh trưởng, chúng sinh ra một lượng lớn các enzyme ngoại bào và nhanh chóng phá hủy tế bào, gây thối rửa và mùi khó chịu

Chỉ có một số rất ít nấm có thể xâm nhập trực tiếp vào phần vỏ không bị tổn thương của rau trái Nhìn chung, những mầm bệnh này tương đối nguy hiểm và khó giải quyết, bởi vì chúng chưa gây bệnh cho rau trái trước khi thu hoạch, nhưng vẫn còn tồn tại ở dạng không hoạt động Hiện tượng này thường thấy ở quả hơn, ban đầu mầm bệnh xâm nhập và tồn tại ở dạng không hoạt động khi quả chưa chín, khi quả chín, chúng

chuyển sang dạng hoạt động và bắt đầu xâm nhập vào các mô Colletotrichum

gloeosporioide là một mầm bệnh thường thấy gây bệnh theo kiểu này, trên một số rau

trái vùng nhiệt đới như xoài, đu đủ… Triệu chứng thường thấy là bề mặt trái bị lõm hay gây các tổn thương trên bề mặt và có thể sinh bào tử màu hồng đến da cam

Colletotrichum musae cũng gây các triệu chứng tương tự ở chuối Botrytis cinerea gây

bệnh chủ yếu ở dâu tây, bào tử tạo thành có màu nâu, hình thành ở 20oC

Các bệnh trên da có thể không ảnh hưởng đến chất lượng bên trong của trái, nhưng gây tổn thất giá trị kinh tế nghiêm trọng, do khuyết điểm về hình dáng bề ngoài Khoai tây là một ví dụ vì dễ dàng mắc các bệnh liên quan tới da như mốc đen

(Rhizoctonia solani); chấm đen (Colletotrichum coccodes); mốc vàng (Helminthosporium solani) và bệnh nấm vảy (Streptomyces scabies), bệnh này có thể

lan rộng nhanh chóng trên thân khi tăng nhiệt độ (Snowdon, 1991)

Nhìn chung, các ảnh hưởng của nấm mốc và vi khuẩn được thúc đẩy bởi điều kiện độ ẩm cao mà cụ thể là sự có mặt của nước tự do Mầm bệnh của rau trái có thể hạn chế được nếu như quan tâm đến khả năng phát triển của chúng ở điều kiện nhiệt độ khác nhau, tuy nhiên chúng thường phát triển trong khoảng 6-35oC Một số vẫn tồn tại,

thậm chí phát triển (mặc dù chậm) ở nhiệt độ thấp khoảng 1oC Ví dụ Botryodiplodia

theobromae hay Aspergillus niger ưa mát, và có khuynh hướng gây bệnh nghiêm trọng

khi ẩm cao

Mầm bệnh có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến rau quả tươi dùng chế biến công

nghiệp Ví dụ như sự có mặt của Alternaria trong một vài loại citrus có thể gây thối rửa hoặc gây mùi khó chịu; sự có mặt của các enzyme từ vi sinh vật nhiễm (như Rhizopus)

làm mềm sản phẩm đóng hộp ngay cả khi nấm đã bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng

7 Rối loạn sinh lý và các dạng tổn thương

a Rối loạn sinh lý

Rối loạn sinh lý là sự biên đổi bất lợi xuất hiện khi rau quả tươi rối loạn chuyến hóa Những rối loạn này có thể có nguyên nhân từ các yếu tố bên trong như mất cân bằng khoáng, hoặc yếu tố môi trường như bảo quản ở nhiệt không thích hợp hoặc thành phần khí không thích hợp

Các triệu chứng nhẹ thường chỉ ảnh hưởng lên bề mặt mô, điều này không ảnh hưởng nhiều lắm nếu rau trái dùng để chế biến, nhưng có thể giảm khả năng tiêu thụ đối với rau trái sử dụng tươi, do hình dạng bên ngoài bị biến dạng Ngoài ra, những rối loạn sinh lý có thể làm tăng tính nhạy cảm của rau trái đối với sự xâm nhập của mầm bệnh Các rối loạn sinh lý bị ảnh hưởng bởi các yếu tố trước thu hoạch như giống cây trồng,

sự thành thục hoặc khoảng thời gian chín, và sự mất cân bằng dinh dưỡng trước thu hoạch cũng làm tăng các hiện tượng rối loạn trong quá trình bảo quản Một trong những chất dinh dưỡng được quan tâm trong thành phần dinh dưỡng cho cây trước thu hoạch là calcium Calcium có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự bền vững cho thành tế bào

Ví dụ khi đất trồng thiếu calcium, trên vỏ táo sẽ xuất hiện các vết hõm, vết hõm cứng trong khi các phần khác mềm, phần vết hõm có vị đắng

b Tổn thương do nhiệt độ

Có nhiều rối loạn liên quan đến nhiệt độ quá cao hay quá thấp

- Tổn thương do nhiệt độ quá cao: Nhiệt độ quá cao do rau trái bị phơi ra ngoài ánh nắng mặt trời, hoặc xử lý nhiệt không thích hợp sau khi thu hoạch, gây nên các tổn thương trên da hoặc bề mặt bị gồ ghề

- Tổn thương do lạnh đông: rất ít rau trái dùng để ăn tươi có thể lạnh đông được (ví dụ như củ hành) Tuy nhiên đa số rau trái dùng để ăn tươi không chịu được nhiệt độ lạnh đông, vì các tinh thể tạo thành bên trong tế bào có thể làm vỡ tế bào, dịch bào chảy

ra ngoài, các mô sẽ bị xẹp xuống khi rã đông làm cấu trúc thay đổi một cách không thể chấp nhận được Các hư hỏng kiểu này ít ảnh hưởng đến các loại rau trái có hàm lượng nước thấp, hoặc được nấu lên trước khi sử dụng như đậu Hà Lan, củ cải vàng, bắp ngọt, carrot, bông cải xanh, spinach

- Tổn thương lạnh: tổn thương lạnh khác biệt hoàn toàn với tổn thương do lạnh đông Tổn thương lạnh có thể xảy ra ở trên điểm đông đặc Rau quả vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới dễ bị tổn thương lạnh hơn Tuy nhiên, cũng có sự khác nhau về sự nhạy cảm với điều kiện lạnh giữa các giống cây trồng với nhau, giữa rau trái trưởng thành và chưa trưởng thành, giữa rau trái chín và chưa chín Các triệu chứng khi tổn thương lạnh bao gồm: bề mặt bị ẩm ướt, vỏ bị rỗ, thịt quả bên trong bị đổi màu và không tiếp tục chín, lão hóa nhanh chóng và tăng nguy cơ thối rữa Các triệu chứng có thể biểu hiện rõ ràng khi tăng nhiệt độ đến nhiệt độ bình thường trở lại

- Tổn thương thành phần không khí không thích hợp: tổn thương thường xảy ra khi rau quả được bảo quản trong điều kiện có O2 hoặc có lượng CO2 quá cao Ví dụ, khi bảo quản rau trái mà điều kiện thông gió không tốt, khi nhiệt độ tăng cao hơn (nhiệt sinh

ra do quá trình hô hấp) thì sự hô hấp cũng diễn ra nhanh hơn, làm thành phần không khí nhanh chóng bị biến đổi và trở nên không còn phù hợp với điều kiện hô hấp bình thường nữa Các triệu chứng phụ thuộc vào từng loại rau trái, ví dụ khoai tây bị đen ở tâm củ, rau diếp thì gân lá bị thâm, táo bị tổn thương bề mặt Khi hàm lượng O2 thấp, rau trái có thể chuyển sang hô hấp yếm khí, sinh mùi khó chịu Khả năng chịu đựng tình trạng O2 thấp là khác nhau đối với các loại rau trái, đa số thì khi hàm lượng O2 nhỏ hơn 3% thì chuyển sang hô hấp yếm khí, nhưng khoai lang tương đối nhạy cảm với hàm lượng O2 thấp, nếu thấp hợn 8% thì khoai lang sẽ chuyển sang hô hấp yếm khí Điều kiện yếm khí cũng thúc đẩy các vi sinh vật gây thối phát triển

c Tổn thương cơ học

Tổn thương cơ học là nguyên nhân quan trọng nhất làm giảm giá trị của rau trái tươi, không chỉ vì nó gây mất mát trực tiếp về khối lượng mặc dù nó gây ra các vết thương trên bề mặt rau quả Mà từ các vết thương này, vi sinh vật gây bệnh có thể xâm

nhập, tăng sự mất nước dẫn đến làm giảm chất lượng của rau trái Ngoài ra, tổn thương

cơ học còn thúc đẩy sự tạo thành khí ethylene trong mô thực vật, kết quả là trái có thể vàng, chín sớm…

Tổn thương cơ học có nguyên nhân từ do côn trùng hay do thu hái Bao gói không thích hợp cũng là nguyên nhân gây ra tổn thương cơ học, do va chạm vào các gờ sắc nhọn hoặc các phần cứng khác, hoặc bị dập cho thiếu các vật đệm lót dưới bao bì vận chuyển

Vết thâm có thể xuất hiện do rơi, hoặc bị nén chặt (xảy ra khi sản phẩm bị chất quá cao) Các tổn thương cơ học có thể làm rau trái bị loại ra khi bán lẻ để sử dụng tươi

Tóm lại, có nhiều nguyên nhân dẫn tới việc giảm sút chất lượng của rau trái tươi, các yếu tố này không những làm mất giá trị cảm quan mà còn thúc đẩy quá trình lão hóa Trong đó môi trường bảo quản có vai trò quan trọng quyết định tốc độ thay đổi chất lượng rau tái tươi

Phần 2: CÁC KỸ THUẬT HIỆN ĐẠI TRONG BẢO QUẢN RAU TRÁI TƯƠI

[5,6,7]

1 Giới thiệu chung:

Trong những năm gần đây, có một sự phát triển nhanh chóng trên thị trường các sản phẩm rau quả tươi Động lực chính của sự phát triển này là sự gia tăng nhu cầu sử dụng các sản phẩm tươi, có lợi cho sức khoẻ, thuận tiện và không có phụ gia Tuy nhiên các sản phẩm tươi thì rất dễ bị hư hỏng do sự đổi màu của enzyme, mất nước và sự phát triển của vi sinh vật Việc sản xuất và thực hiện theo cách dùng thích hợp của phương pháp đóng gói khí quyển điều chỉnh (MAP) thì có hiệu lực chống lại cơ chế hư hỏng này giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Sự kéo dài thời gian bảo quản tạo ra nhiều lợi nhuận thương mại do ít bị lãng phí mất mát trong sản xuất và bán lẻ, phân phối, giúp cải thiện hình ảnh sản phẩm và khả năng bán thuận tiện, tăng giá trị đối với người tiêu dùng

2 Sự tạo lập khí quyển điều chỉnh cân bằng: (EMA)

Không giống như những thực phẩm đã qua chế biến, các sản phẩm rau trái tươi tiếp tục hô hấp sau khi đóng gói Sự tiêu thu O2 và làm giàu CO2 là kết quả tự nhiên của quá trình hô hấp đối với môi trường khí quyển trong bao bì Từ đó một khí quyển thay đổi một cách bị động được thành lập trong những bao gói đóng kín Nếu các đặc tính hô hấp của một sản phẩm phù hợp với tính thấm chọn lọc của màng bao thì một sự tạo lập khí quyển cân bằng được thành lập một cách bị động bên trong bao bì Tuy nhiên, đối với các sản phẩm rau quả tươi thì sự hình thành sự cân bằng này cũng bị giới hạn do quá trình hô hấp không ổn định và khó điều khiển chung cho nhiều loại rau trái Bằng cách thay thế khí quyển trong bao bì với một hỗn hợp thích hợp O2, CO2, N2, một phương

pháp EMA có lợi có thể được thành lập nhanh hơn và hiệu quả hơn Ví dụ, bao bì chứa đầy N2 hoặc một hỗn hợp của 5-10% O2, 5-10% CO2 và 80-90% N2 là việc thực hiện thương mại để ngăn cản sự hoá nâu không mong muốn trên rau salad xanh (Day, 1998).

Chìa khoá thành công trong việc sử dụng MAP cho sản phẩm rau trái tươi hiện nay là dùng màng bao gói có tính thấm khí hợp lý để tạo EMA tốt nhất, tiêu biểu là loại thấm khí 3-10% O2 và 3-10% CO2

Phương pháp EMA bị ảnh hưởng bởi:

- Tốc độ hô hấp của sản phẩm;

- Tính thấm khí của màng bao;

- Thể tích, bề mặt tiếp xúc với khí và khối lượng đầy;

- Sự tiếp xúc với ánh sáng

Do đó, sự tạo lập một EMA tốt nhất đối với từng sản phẩm là rất phức tạp Xa hơn, trong nhiều điều kiện thương mại, sản phẩm mà được bao gói trong các màng bao không đủ tính thấm khí thì kết quả là các phản ứng kỵ khí không mong muốn (ví dụ khi

O2<2% và CO2>20%) Chính vì vậy mà màng thấm khí có tốc độ vận chuyển khí cao đã được phát triển và bây giờ được dùng thương mại để duy trì EMA hiếu khí (ví dụ 5-15%

O2 và 5-15% CO2) cho các sản phẩm có tốc độ hô hấp cao như broccoli và các loại bông cải, carrot, đậu và spinach Tuy nhiên giá thành màng bao thấm khí tương đối cao, cho phép mất ẩm, hương thơm và có thể cho phép các vi sinh vật đi vào bên trong bao bì trong suốt thời gian bảo quản Để khắc phục các yếu điểm này, phương pháp High O2 MAP đã được nghiên cứu và ứng dụng

3.1 Nguyên tắc:

Phương pháp High O2 MAP là phương pháp điều chỉnh khí quyển bằng màng bao mà thành phần khí trong bao bì có hàm lượng O2 chiếm ưu thế (lớn hơn 40%) so với các khí khác trong suốt thời gian bảo quản

Ứng dụng của phương pháp MAP dùng O2 hàm lượng cao (high O2 MAP) là một hướng đi mới cho việc bán lẻ các sản phẩm tươi và có khả năng khắc phục nhiều nhược điểm vốn có của việc đóng gói dùng không khí tiêu chuẩn công nghiệp hay dùng phương pháp MAP hàm lượng O2 thấp như hiện nay

3.2 Tác dụng, biến đổi:

Kết quả của hội đồng uỷ ban châu âu (European Comission) và các dự án phát triển công nghiệp đã chỉ ra rằng phương pháp High O2 MAP có hiệu lực đặc biệt trong việc ngăn chặn sự chuyển màu bởi enzyme, ngăn cản các phản ứng lên men kỵ khí và mất nước, đồng thời chống lại sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí

a Ngăn cản sự phát triển của các vi sinh vật:

High O2 MAP có khả năng ngăn cản sự phát triển của các vi sinh vật hiếu khí và kị khí Điều này có thể được giải thích bằng hình dưới đây:

Hình 1: Sự ngăn chặn quá trình phát triển của vi sinh vật bằng High O2 MAP.[5]

Kết quả được giải thích bằng giả thiết sau: các gốc oxy hoạt động làm tổn thương các đại phân tử của tế bào sống và vì thế ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật khi sự tác động áp suất của O2 áp đảo trấn át hệ thống bảo vệ của tế bào (Gonzalez Roncero and Day, 1998; Amanatidou, 2001)

b Ngăn cản sự đổi màu do enzyme của rau trái tươi:

Enzyme polyphenoloxidase (PPO) là enzyme khởi đầu làm mất màu của rau trái tươi PPO xúc tác cho phản ứng oxy hoá các hợp chất phenolic tự nhiên thành các quinone không màu và sau đó tổng hợp các hợp chất màu melanin Giải thích được giả thuyết rằng: hàm lượng O2 cao sẽ làm ức chế enzyme PPO do làm thay đổi cấu trúc, đồng thời khi các quinone được tổng hợp ở hàm lượng cao sẽ có thể gây ra ức chế ngược lại quá trình sản xuất ra PPO

Hình 2: Cơ chế tác động của hàm lượng O2 cao lên enzyme polyphenoloxydase

[5]

c Ngăn cản các phản ứng lên men kị khí không mong muốn:

Khi hàm lượng O2 chiếm ưu thế thì các phản ứng lên men kỵ khí sẽ không xảy ra từ đó chất lượng sản phẩm được đảm bảo

Hình 3: Cơ chế của quá trình lên men kỵ khí.[5]

3.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp High O 2 MAP

Theo hiệp hội nghiên cứu Campden và Chorleywood (CCFRA) đã thực hiện nhiều thử nghiệm trên rau diếp lạnh đông và các loại trái cây nhiệt đới Kết quả của những thử nghiệm này đã chỉ ra rằng high O2 MAP đã khắc phục được nhiều nhược điểm của low O2 MAP High O2 MAP có nhiều tác động đặc biệt trong sự ngăn cản sự mất màu do ezyme, hạn chế các phản ứng lên men kỵ khí và ngăn cản sự phát triển của

vi sinh vật Đồng thời, phương pháp high O2 MAP sử dụng màng bao không thấm khí thì giá thành không cao, giúp ngăn chặn sự mất nước, mất hương, và ngăn chặn được sự xâm nhập của vi sinh vật

a Ưu điểm:

- Thời gian bảo quản của High O2 MAP dài hơn so với phương pháp dùng hàm lượng O2 thấp hay phương pháp dùng không khí tiêu chuẩn công nghiệp (industry-standard air) Đối với hầu hết các sản phẩm, dưới các điều kiện bảo quản và đóng gói nhất định, high O2 MAP có những tác động có lợi đến chất lượng cảm quan so với đóng gói theo không khí tiêu chuẩn hay low O2 MAP High O2 MAP có ảnh hưởng tốt làm kéo dài thời gian bảo quản của rau diếp, nấm xắt lát, hoa broccoli, rau spinach, rau mùi tây, củ cải Thuỵ Điển, quả mâm xôi, dâu, nho, cam…

Bảng 1: Thời gian bảo quản của High O2 MAP so với Low O2 MAP.[5]

Rau trái bảo quản ở 80C Thời gian bảo quản (ngày)

Industry standard air/low O2 MAP High O2 MAP

- Giúp giữ được chất lượng cảm quan Sự chuyển màu do enzyme của khoai tây và táo được ngâm nhúng dung dịch xử lý non-sulphite (các hoá chất này thường là acid ascorbic hoặc erythorbic hoặc muối natri của chúng với acid citric, acid malic, acid tartatric, 4-hexylresocinol, cysteine hydrochloride) được ngăn chặn tốt hơn khi sử dụng MAP yếm khí (<2% O2) kết hợp với N2 so với phương pháp high O2 MAP Tuy nhiên, high O2 MAP giữ được mùi hương và cấu trúc sản phẩm Tương tự, high O2 MAP kết hợp ngâm non-sulphite đối với khoai tây và chuối thì thời gian bảo quản đạt được dài hơn so với phương pháp low O2 MAP.

- High O2 MAP ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, các vi

sinh vật gây bệnh như: Aeromonas hydrophila, Samonella enteritidis, Pseudomonas

putida, Rhizopus stolonifer, Botrytis cinerea, Penicillium roqueforti, Penicillium

cản được sự phát triển hay kích thích sự phát triển của Pseudomonas fragi, Bacillus

cereus, Lactobacillus sake, Yersinia enterocolitica và Listeria monocytogenes, nhưng

khi thêm 10-30% CO2 thì có thể ngăn cản được sự phát triển của tất cả các loại vi khuẩn

Hình 5: Sự ngăn chặn sự phát triển của nấm Penicillium digitatum trên cam dưới hàm

- Các chất chiết rút từ rau diếp và các rau trái khác được bao gói bằng High O2 MAP không có bất kì chất độc hại nào ảnh hưởng đến tế bào ruột kết con người

- Khi sử dụng màng bao không thấm khí thì phương pháp High O2 MAP giúp ngăn chặn mất hương, sự xâm nhập của vi sinh vật đồng thời giảm giá thành sản phẩm

b Nhược điểm:

- High O2 MAP làm gia tăng hoạt tính của enzyme peroxidase của Botrytis

- Do hàm lượng O2 trong bao bì cao nên máy đóng bao bì phức tạp hơn, cần đảm bảo an toàn cháy nổ khi bảo quản và vận chuyển

3.4 Cách thực hiện:

a Thành phần khí tối ưu:

Dựa trên các thử nghiệm thực tế của CCFRA, thành phần khí tối ưu trong bao gói sử dụng High O2 MAP đối với các sản phẩm rau trái rươi là: 80-95% O2 và 5-20% N2

Sau khí đóng gói kín, lượng O2 chiếm đa số sẽ bị giảm trong khi lượng CO2 sẽ tăng trong suốt quá trình bảo quản do sự hô hấp tự nhiên của rau trái tươi Thực hiện tối

Diện tích hệ

nấm (cm2) trên

cam sau 6 ngày

bảo quản ở

180C

Thành phần khí

ưu lợi ích của High O2 MAP, cần duy trì lượng O2 lớn hơn 40% và CO2 từ 10-15% trong suốt thời gian bảo quản sản phẩm Điều này có thể đạt được bằng cách:

- Hạ thấp nhiệt độ bảo quản;

- Lựa chọn sản phẩm có tốc độ hô hấp thấp;

- Làm giảm tối thiểu bề mặt mô bị cắt hay bị tổn thương; giảm tỉ lệ thể tích sản phẩm trên tỉ lệ thể tích các khí: giảm khối lượng đóng gói hay tăng thể tích O2 đóng gói;

- Dùng màng bao mà duy trì lượng O2 cao trong khi cho phép một cách có chọn lọc phần CO2 vượt mức có thể thoát ra ngoài hay bằng cách dùng kết hợp với loại bột đóng gói hoạt động có tính chất đổi mới mà có thể hấp phụ phần CO2

dư và giải phóng ra O2 tạo sự cân bằng thích hợp (McGrath, 2000)

Để duy trì lượng O2 lớn hơn 40% và CO2 từ 10-25% trong suốt thời gian bảo quản, người ta có thể thực hiện không cần đưa một lượng CO2 nào vào trong hỗn hợp khí vì lượng CO2 sẽ được tạo ra trong bao bì kín trong thời gian bảo quản

Dựa trên các kết quả thực nghiệm, hỗn hợp giàu O2 có hiệu lực tốt nhất là 85% O2 và 15-20% CO2, sẽ có tác động tốt nhất đối với chất lượng cảm quan và chống lại các vi sinh vật trên các sản phẩm rau trái tươi (Day, 2001)

80-b Vật liệu bao gói:

Vật liệu bao gói khuyến cáo dùng cho High O2 MAP của các sản phẩm rau trái tươi là màng oriented polypropylene (OPP) dày 30µm

Bao bì có thể sử dụng màng polyvinyliden chloride (PVDC) được bao ngoài bởi màng OPP có đủ các đặt tính ngăn cản sự thấm khí O2 để duy trì hàm lượng O2 trong bao bì cao hơn 40% và có đủ độ thấm khí CO2 để giới hạn không cho CO2 vượt quá 25% sau 7-10 ngày bảo quản ở 5-80C (Day, 2001)

Đối với các sản phẩm có tốc độ hô hấp cao cần sử dụng các màng bao có tính thấm khí cao như low polyethylene (LPE), ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl chloride (PVC) Ngoài ra, tỷ lệ thể tích sản phẩm trên thể tích khí, tốc độ hô hấp của sản phẩm, nhiêt độ bảo quản cũng ảnh hưởng đến sự lựa chọn màng bao gói

c Điều khiển nhiệt độ:

Quá trình điều khiển nhiệt độ sẽ quyết định tới việc làm chậm lại quá trình làm

hư hỏng và đảm bảo an toàn vi sinh của các sản phẩm rau trái tươi Đối với phương pháp High O2 MAP, nhiệt độ khuyến cáo là 80C, tốt nhất là từ 0-30C

Các kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ rằng: nhiệt độ và độ thấm khí của màng bao là hai nhân tố quan trọng nhất quyết định đến hàm lượng của O2 và CO2 trong các bao bì bằng High O2 MAP trong suốt thời gian bảo quản Các tác động có lợi nhất đến chất lượng sản phẩm đạt được khi nhiệt độ bảo quản là 3-50C, lượng O2 ở 55-70% và lượng

CO2 chỉ tăng khoảng 15% sau 10 ngày bảo quản Ngược lại, các tác động tiêu cực sẽ diễn ra khi nhiệt độ bảo quản trên 80C Ở nhiệt độ bảo quản lạnh cao hơn thì lượng O2 giảm từ 80% xuống còn 35-40%, trong khi lượng CO2 lên đến 35-40% sau 10 ngày bảo quản, điều này sẽ tác động xấu đến chất lượng của rau quả tươi

d Máy đóng gói:

Loại máy đóng gói trong kỹ thuật MAP sẽ ảnh hưởng lớn đến lượng O2 lớn nhất có thể đạt được Các loại salad thường được đóng gói thương mại trên vertical form-fill-seal (VFFS) và horizontal form-fill-seal (HFFS) Các máy này dùng kỹ thuật nạp khí trực tiếp vào trong bao bì mà không dùng bước hút chân không nên lượng O2 đạt được 80% sẽ là mức thực tế cao nhất.

Hình 6: Cơ cấu hoạt động của máy VFFS.[6]

Khác với VFFS và HFFS, máy thermoform fill-seal (TFFS) có kết hợp với khay chứa và lớp nắp cải tiến, buồng chân không, máy hút chân không dùng kỹ thuật bù chân không để rút hết không khí ra và sau đó nạp hỗn hợp khí vào khay và lớp nắp Vì các máy này có dùng bước hút chân không trước khi nạp khí nên lượng O2 đạt được có thể lên tới 85-95%

Nguyên tắc hoạt động của máy TFFS:

- Vật liệu tạo khay có dạng tấm mỏng được cuộn ống, khi hững tấm đó được kéo rút qua một bộ phận tạo khay bằng cách dùng nhiệt thì sẽ tạo ra các khay có hình dạng cụ thể

- Sản phẩm sẽ được đặt lên trên các khay sau đó được phủ lên trên bằng lớp màng bao mỏng, không khí bên trong sẽ được rút ra ngoài và hỗn hợp khí mong muốn được đưa vào sau đó hàn kín lại bằng nhiệt

Hình 7: Máy đóng gói TFFS.[7]

Hình 8: Quá trình tạo khay và đóng gói của máy TFFS.[6]

Hình 9: Máy hút chân không của TFFS.[6]

II KỸ THUẬT CHIẾU XẠ

E = h = hc/

1.2 Phân lọai bức xạ:

Ta phân lọai bức xạ theo năng lượng bước sóng:

Bảng 2: Các loại bức xạ và bước sóng của chúng

Dạng bức xạ Năng lượng điển hình Bước sóngBúc xạ nhiệt

Vi sóng (Microwave)Hồng ngọai (Infarred)Ánh sang khả kiến

Tử ngọai (Ultra Violet)Tia Roentgen (Tia X)Tia 

<100 eV1-10 keV1-100 MeV

Hình 10: Các loại bức xạ.[11]

1.3 Các đại lượng của quá trình chiếu xạ

Năng lượng bức xạ (P): là năng lượng phát ra của nguồn bức xạ

Liều lượng chiếu (I): Năng lượng phát ra của nguồn bức xạ trên một đơn vị khối lượng vật chất hấp thụ: I = dP/dm

Năng lượng bức xạ hấp thu E: đặc trưng cho lượng năng lượng mà vật chất hấp thu khi

có nguồn chiếu xạ vào

Năng luợng bức xạ hấp thu E = Năng lượng nguồn phát E1 – Năng lượng còn lại thu được của bức xạ xuyên qua vật thể E2.

Liều lượng hấp thụ D là năng lượng bức xạ thu được của một đơn vị khối lựơng vật thể:

D = dE/dm

Đơn vị của liều hấp thu và liều chioếu là Gray (viết tắt là Gy)

1Gy = 1 J.kg-1Đơn vị ngòai hệ SI là rad, 1Gy = 100 rad

xạ không chọn lọc nên các thành phần khác như dinh dưỡng, màu sắc, mùi vị cũng

bị thay đổi theo, đây là điều không mong muốn Việc cần thiết là phải chọn lọai bức

xạ với liều lượng phù hợp để có thể đạt được cả hai yêu cầu trên

Trong thực phẩm chất trực tiếp nhận ảnh hưởng của bức xạ là nước Nước bị ion hóa sinh ra các gốc tự do như H. hay OH. theo cơ chế như sau:

H2O→H2O+ + e

-e- + H2O → H2O

-H2O+ →H+ + OH(a) H2O-→ H + OH-

-H. + H. →H2Hay OH. + OH. →H2O2Hay H. + OH.→ H2OHay H. + H2O → H2 + OH.

Hay OH. + H2O2 → HO2.(b) H. → O2 + HO2.Hình 11: Cơ chế sinh ra các gốc tự do

Các gốc tự do H. và OH. không bền tiếp tục tương tác với các chất khác để quay lại trạng thái bền vững Quá trình tương tác này diễn ra làm biến đổi các chất khác như protein, carbonhydrate, lipid, enzyme, DNA, RNA…Các phản ứng chính thường là rối loạn cấu trúc không gian, cắt mạch, ôxy hóa…

2 Bảo quản rau trái tươi bằng phương pháp chiếu xạ:

2.1 Tác dụng bảo quản của tia bức xạ:

a Tiêu diệt vi sinh vật

Các tia Ronghen và tia gamma có khả năng đâm xuyên mạnh và có thể gây ion hóa vật chất, có tác dụng làm biến đổi vật chất hữu cơ trong tế bào vi sinh vật, gây ức chế và tiêu diệt vi sinh vật

Hình 12: Minh họa tác dụng tiêu diệt vi sinh vật của tia gamma.[15]

Cơ chế tiêu diệt vi sinh vật:

- Làm oxi hóa chất béo của màng phospholipids, dẫn đến thay đổi cấu trúc màng Đây là nguyên nhân làm cho cơ chế vận chuyển qua màng bị đình trệ, trao đổi chất bị rối loạn

- Làm thay đổi cấu hình không gian của các polymer sinh học, đặc biệt là các protein, làm mất hoạt tính của các enzyme, và thay đổi cấu trúc của các protein trên màng tế bào, làm trao đổi chất bị ngưng lại

- Làm thay đổi cấu trúc của DNA và RNA, ảnh hưởng đến khả năng phân chia và tổng hợp protein

Khả năng tiêu diệt vi sinh vật phụ thuộc vào từng loại vi sinh vật và số lượng vi sinh vật ban đầu

- Số lượng vi sinh vật ban đầu càng lớn thì yêu cầu liều lượng chiếu xạ phải tăng

Số lượng vi sinh vật giảm theo hàm log khi tăng liều lượng chiếu xạ (D10 là liều lượng chiếu xạ cần thiết để số lượng vi sinh vật giảm di 90%)

Giá trị D10 phụ thuộc vào bản chất từng loài vi sinh vật Ngoài ra, còn phụ thuộc vào loại thực phẩm chứa vi sinh vật đó.

Ví dụ: E.coli O157:H7 có D10≈0.11 kGy

Tuy nhiên, E.coli O157:H7 trong các thực phẩm khác nhau cũng có giá trị D10 khác nhau Ví dụ trong salad cắt sợi là 0.18 kGy, còn trong salad còn gốc và lá là 0.1-0.12 kGy

- Các loại vi sinh vật khác nhau có khả năng chịu đựng tia tia bức xạ với mức độ khác nhau

Hình 13: Phần trăm vi sinh vật sống sót phụ thuộc vào liều lượng chiếu xạ.[4]

- Các vi sinh vật có DNA càng cồng kềnh thì càng nhạy cảm với tia bức xạ Mức

độ nhạy cảm với tia bức xạ của nấm mốc lớn hơn nấm men,và mức độ nhạy cảm của nấm mốc, nấm men lớn hơn vi khuẩn Virus có khả năng chịu đựng tia bức xạ tốt nhất

do có cấu tạo DNA đơn giản nhất, ít cồng kềnh nhất Bacillus cereus là vi sinh vật có

khả năng sinh bào tử, nên chúng có khả năng chịu đựng được tia bức xạ khá tốt Ngoài

ra, loài Deinococcus radiodurans có khả năng tái tạo lại DNA nên có khả năng chịu

đựng tia bức xạ tốt hơn

Ngoài ra, hình dạng tế bào cũng giúp vi sinh vật chịu đựng được tia bức xạ tốt hơn Các vi sinh vật có dạng hình cầu có khả năng chiụ đựng tia bức xạ tốt hơn các vi sinh vật có hình dạng khác.

Bảng 3: Liều lượng chiếu xạ áp dụng để tiêu diệt các vi sinh vật thường gặp trong thực

Vi khuẩn hoại sinh

Vi khuẩn sinh bào tử

Clostridium botulinum (A)

Clostridium botulinum (E)

Clostridium perfringens

Putrefactive anaerobe 3679

Bacillus stearothermophilus

12 - 1810

19 - 37

15 - 183.1

23 - 50

10 - 17

Ở Mỹ, các loại rau thơm và gia vị được tổ chức Food and Drug Administration (FDA) cho phép xử lý chiếu xạ với liều lượng lên tới 30kGy để tiêu diệt vi sinh vật và côn trùng

Một điểm đáng chú ý là các vi sinh vật sau khi xử lý với tia bức xạ thì nhạy cảm

hơn với nhiệt độ Ví dụ, số lượng Salmonella spp bị giảm đi một nửa đối với cùng một

liều lượng chiếu xạ (2,5kGy) nhưng tăng nhiệt độ lên 5oC Do đó, khi kết hợp hai phương pháp chiếu xạ và xử lý nhiệt thì hiệu quả xử lý tăng

Một ví dụ khác là một thí nghiệm trên dâu tây, người ta tiến hành so sánh các mẫu dâu tây không áp dụng các biện pháp bảo quản với các mẫu có áp dụng các biện pháp xử lý chiếu xạ, và mẫu áp dụng chiếu xạ kết hợp với xử lý nhiệt

Hình 14: Dâu tây sau 25 ngày bảo quản ở 3oC.[11]

Dâu tây không áp dụng bất kỳ biện pháp bảo quản nào có mức độ hư hỏng nhiều nhất, kế đến là mẫu áp dụng xử lý nhiệt Các mẫu xử lý chiếu xạ đều có chất lượng bảo quản tốt Trong đó, mẫu kết hợp xử lý chiếu xạ 1 kGy và xử lý nhiệt 10 phút có chất lượng tốt nhất

b Điều khiển và ức chế quá trình chín.

Cơ chế ức chế quá trình chín

Khi các hormone và enzyme kích thích sự chín đang được tạo thành Trong khi quá trình chín là một chuỗi các phản ứng sinh hóa, mà mỗi hormone và enzyme tạo thành kết quả cảm ứng của một hormone hay một enzyme khác được tạo ra trước đó Vì vậy, nếu quá trình này được ức chế ngay từ đầu thì quá trình chín có thể bị ức chế

Các yếu tố ảnh hưởng

- Thời điểm áp dụng chiếu xạ: thường áp dụng đối với trái bắt đầu chín (khi các enzyme và hormone vừa được tổng hợp thành)

- Khi kết hợp với các phương pháp bảo quản khác như bảo quản lạnh, hay bảo quản chân không thì hiệu quả có thể tăng nếu sử dụng cùng liều lượng chiếu xạ, hoặc có thể giảm liều lượng chiếu xạ, nhưng vẫn đạt hiệu quả như mong muốn Ví dụ: Dâu tây

và cà chua, khi kết hợp chiếu xạ với bảo quản lạnh 10oC, có thể kéo dài thời gian sử dụng trên lên 2-3 lần so với chỉ áp dụng chiếu xạ mà không bảo quản lạnh

c Tiêu diệt sâu bọ và côn trùng

Sâu bọn và côn trùng tương đối dễ tiêu diệt hơn vi sinh vật, vì các vi sinh vật này

là các cơ thể đa bào có DNA có kích thước tương đối lớn, dễ bị ảnh hưởng bởi tia bức

xạ Để tiêu diệt vi sinh vật và côn trùng, người ta sử dụng liều lượng chiếu xạ tương đối thấp <0.1 kGy

Các loại trái cây như lê tàu, xoài, đu đủ khi nhập khẩu vào Mỹ được tổ chức FDA của Mỹ cho phép xử lý chiếu xạ với liều lượng 1kGy để tiêu dịệt các loài côn trùng gây hại

Chiếu xạ giúp rau thơm và gia vị giúp làm giảm sự phụ thuộc vào các loại hóa chất bảo quản như methyl bromide

d Ức chế sự nảy mầm

Ở Nhật Bản, hơn 20,000 pounds khoai tây được xử lý chiếu xạ mỗi năm để ngăn nảy mầm Khoai tây và hành tây được chấp nhận với liều lượng lần lượt là 0.05 và 0.15kGy để ngăn nảy mầm

2.2 Quy trình thực hiện bảo quản rau trái tươi bằng phương pháp chiếu xạ

Hình 15: Quy trình thực hiện bảo quản rau trái tươi bằng phương pháp chiếu xạ.

a Sơ chế

Mục đích của quá trình sơ chế là loại bỏ đất cát, bụi bặm bám trên bề mặt quả, đây cũng là bước qua trọng làm giảm số lượng vi sinh vật ban đầu Đồng thời còn tạo hình cho sản phẩm (nếu là sản phẩm chế biến)

Quá trình này gồm các quá trình cơ học như rửa, cắt gọt…

b Đóng kiện.

Rau quả sau khi sơ chế được đóng kiện để thuận tiện cho việc nhập liệu, tháo liệu, xếp đặt trong buồng xử lý Vật liệu chế tạo kiện tốt nhất là các nguyên liệu nhẹ và bền như nhôm, các hợp kim của nhôm, thép không rỉ Cũng có thể thay thế bằng kiện giấy hay plastic Ưu điểm của kiện kim loại là có thể sử dụng dài, nhưng nhược điểm là chi phí đắt hơn giấy hoặc plastic Yêu cầu chung đối với kiện là lợi về thể tích sử dụng

và không làm dập nát sản phẩm Do đó, kiện thường được tạo hình khớp với hình dáng của quả cần xử lý

- Ưu điểm: Cách xử lý này đơn giản và chi phí thấp

- Chiếu xạ và làm lạnh đồng thời: Buồng xử lý chiếu xạ cũng là buồng lạnh Phương pháp này cho hiệu quả xử lý cao, giảm lượng vi sinh vật cũng như đảm bảo chất lượng dinh dưỡng, cảm quan cho thực phẩm Tuy nhiên, chi phí đầu tư sẽ cao

- Chiếu xạ kết hợp với làm lạnh đột ngột: Trong băng chuyền nhập liệu, trước khi đến nguồn bức xạ, sản phẩm sẽ được làm lạnh đột ngột bằng cách phun Nitơ lỏng Phương pháp này tiêu diệt vi sinh vật hiệu quả do kết hợp được chiếu xạ và shock nhiệt

2.3 Các biến đổi của thực phẩm khi được chiếu xạ

a Về giá trị dinh dưỡng

Thành phần dinh dưỡng bao gồm: protein, carbohydrate, lipid, vitamin, khoáng.Thành phần protein, carbohydrate và chất béo tương đối bền với liều lượng chiếu

xạ lên tới 10kGy Thành phần và hàm lượng của chúng cũng hầu như không có biến đổi

sau khi xử lý chiếu xạ đối với rau trái tươi vì liều lượng xử lý chiếu xạ đối với rau trái tươi thường thấp Các liều lượng chiếu xạ cao thường được áp dụng cho các sản phẩm khô hoặc ngũ cốc…Tuy nhiên, khi liều lượng chiếu xạ sử dụng cao, các thay đổi thường gặp là thay đổi cấu trúc của các polymer sinh học

Protein có thể bị mất cầu disulfur, dẫn đến thay đổi cấu hình không gian Ngoài

ra các protein còn có thể bị cắt mạch thành các peptide mạch ngắn

Lipid có thể bị cắt mạch tạo thành các acid béo Bản thân các acid béo tạo thành

có thể có mùi ôi khét, làm giảm giá trị cảm quan của thực phẩm Ngoài ra, các acid béo tạo thành dễ dàng bị oxi hóa hơn so với các acid béo nằm trong các triglyceride, tạo thành các sản phẩm gây độc cho người Tuy nhiên, các thực phẩm có hàm lượng béo cao như: lạc, olive, dừa… thường không áp dụng chiếu xạ để bảo quản

Carbohydrate thường bị cắt mạch thành các polysaccharide mạch ngắn , hay bị

oxi hóa thành các acid hữu cơ gây cho sản phẩm có vị chua

Đối với chiếu xạ liều lượng cao mới gây các biến đổi kể trên Khi đó, người ta thường kết hợp chiếu xạ với làm lạnh để làm giảm các biến đổi bất lợi này Phổ biến là chiếu xạ trong môi trường lạnh đông, khi đó nước bị đóng băng, và nhiệt độ thấp sẽ làm giảm các sự tạo thành các gốc tự do, giảm các phản ứng oxi hóa và thủy phân

Khoáng là thành phần bền nhất khi xử lý chiếu xạ Nó hầu như không thay đổi

về hàm lượng Tuy nhiên có thể có một số khoáng thay đổi về hình thức tồn tại như lưu huỳnh trong protein

Vitamin A, C, E, B1 (thiamine) nhạy cảm với lượng liều lượng chiếu xạ từ 1kGy trở lên Những vitamin này cũng nhạy cảm với các quá trình xử lý nhiệt Tất cả những vitamin khác có thể bền với liều lượng chiếu xạ lên tới 5kGy Thiamine là một trong những vitamin nhạy cảm nhất với chiếu xạ Nguyên nhân là do trong tế bào thực vật, thiamine giữ vai trò vận chuyển điện tử trong quá trình quang hợp, nên rất nhạy cảm với các kích thích điện từ

Phần trăm vitamin mất mát trong thực phẩm chiếu xạ phụ thuộc vào liều lượng chiếu xạ, thành phần của thực phẩm, nhiệt độ của thực phẩm khi chiếu xạ, và sự có mặt của oxygen khi tiến hành chiếu xạ

Vitamin nhạy cảm hơn khi chiếu xạ có mặt oxygen Thường thì liều lượng chiếu

xạ càng cao thì sự mất mát vitamin càng nhiều Theo FAO, WHO, và IAEA thì sự mất

mát vitamin trong thực phẩm khi xử lý chiếu xạ với liều lượng 1kGy hoặc thấp hơn thì

sự mất mát vitamin là thấp nhất, và tương đương với các phương pháp xử lý khác, như

xử lý nhiệt hay bảo quản trong thời gian dài Khi liều lượng chiếu xạ là thấp thì không gây giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm

b Về giá trị cảm quan

Một ưu điểm của thực phẩm chiếu xạ là an toàn, không gây hại cho sức khỏe, trong khi đó vẫn giữ được mùi vị, màu sắc, cấu trúc Các biến đổi về cấu trúc có nguyên nhân từ các phản ứng làm cắt mạch, dẫn đến trái mềm, thay đổi về độ cứng…chỉ xảy ra với liều lượng chiếu xạ cao, trong khi các chế độ xử lý chiếu xạ đối với rau trái là tương đối nhẹ nhàng, không gây ra các biến đổi sâu sắc Ngoài ra, để giữ các hợp chất dễ bay hơi, là thành phần tạo mùi cho sản phẩm rau trái, người ta thường kết hợp chiếu xạ với làm lạnh Tuy nhiên, màu sắc có thể thay đổi chút ít như trái có màu vàng (do có nhóm tạo màu carotenoid) sẽ bị nhạt màu, vì nhóm carotenoid là các nhạy cảm với bức xạ điện từ

Tóm lại, các thay đổi về giá trị cảm quan là nhỏ, thường người tiêu dùng khó phân biệt Vì thế, các sản phẩm được chế biến từ một hay một số nguyên liệu được xử

lý chiếu xạ phải ghi rõ trong nội dung bắt buộc của nhãn hiệu, được quy định rõ trong quy định ghi nhãn hiệu bao bì

2.4 Ưu- nhược điểm của phương pháp chiếu xạ.

a.Ưu điểm

- Chiếu xạ là một phương pháp bảo quản tương đối an toàn

Không như người tiêu dùng thường lo lắng rằng khi sử dụng các thực phẩm chiếu xạ, có thể có các ảnh hưởng tới sức khỏe Một nghiên cứu kéo dài hơn 40 năm của các nhà khoa học cho thấy rằng thực phẩm chiếu xạ không gây ung thư, không gây đột biến gen, và không tạo các khối u Quân đội và USDA (U.S Department of Agriculture) của Mỹ đã tiến hành thí nghiệm là cho động vật trong phòng thí nghiệm ăn thực phẩm chiếu xạ trong hơn 6 năm, và kết quả là chúng vẫn không có hiện tượng bị nhiễm độc Sữa bột được chiếu xạ với liều lượng 45 kGy (nhiều hơn gấp 4.3 lần so với mức cho phép) cũng không gây đột biến hay khối u đối với động vật thí nghiệm Một kết quả tương tự đối với 400 người Trung Quốc tình nguyện được phục vụ một khẩu phần, trong đó 60-66% là thực phẩm chiếu xạ trong hơn 15 tuần