tài liều biến đổi sau thu hoạch của nông sản

 Tổn thương ở nhiệt độ thấp – tổn thương lạnh Nhiệt độ dưới điểm đóng băng của sản phẩm → lớp nước trên biểu bì TB thực vật bị đóng băng và tạo thành tinh thể đá trong tế bào thực vật →

PHẦN 1 – CÁC BIẾN ĐỔI SAU THU HOẠCH

I CÁC BIẾN ĐỔI DO HOẠT ĐỘNG SỐNG CỦA NÔNG SẢN

(thường ở dạng nhiệt làm nóng khối nông sản)

 Cơ chế : Đường và tinh bột thủy phân theo con đường đưỡng phân EMP tạo pyruvat tiếp theo là con đường TAC (chu trình

Crebs) + chuỗi hô hấp vận chuyển điện tử sản sinh ra ATP

Glucose + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 673 kcal/mol

 Hệ số hô hấp khi một mol cơ chất bị oxi hoá : RQ = Với glucose RQ = 1, acid béo RQ = 1,4

→ RQ thể hiện sự thay đổi của quá trình trao đổi chất trong sản phẩm

 Cường độ hô hấp : lượng CO2 sinh ra hay lượng O2 bị hấp thu từ một đơn vị sản phẩm trong một đơn vị thời gian (mg CO2 / 1kg

sp.1h) Từ đó ta chia nông sản làm 2 loại :

 Loại có đỉnh đột phá hô hấp : Có sự tăng cường độ hô hấp sau thu hoạch đến một mức độ nhất định sau đó giảm dần

Vd : Táo, xoài, bơ, cà chua…

 Loại không có đỉnh đột phá hô hấp : cường độ hô hấp sau thu hoạch không tăng lên nữa → cần phải thu hoạch chín cây, bên cạnh đó loại thực phẩm này có thể được bảo quản dài hơn, lâu hơn Vd : bưởi, cam, dâu, dưa chuột, nho…

Cường độ hô hấp phụ thuộc vào :

 Đặc tính từng quả

 Độ chín thành thục

 Nhiệt độ khi bảo quản : nếu BQ ở nhiệt độ thấp thì sẽ hạn chế sự hô hấp

 Thành phần không khí : nếu BQ ở điều kiện không khí bình thường → quá trình hô hấp diễn ra nhanh → phải dùng bao bì để làm giảm hàm lượng O2, đồng thời tăng hàm lượng CO2 ức chế sự hô hấp → đây là phương pháp khí quyển điều chỉnh Tuy nhiên nếu trong điều kiện thiếu O2 thì sự hô hấp yếm khí sẽ diễn ra (đối với trái cây, rau quả) → quá trình lên men làm tổn thất chất dinh dưỡng và gây hư hỏng → Bao bì bảo quản trái cây, rau quả tươi cần phải có độ thấm khí nhất định

 Các yếu tố gây stress

=> Cường độ hô hấp càng lớn thì quá trình TĐC xảy ra càng mạnh và khả năng tổn trữ càng ngắn

 Ý nghĩa : Sự hô hấp làm tiêu tốn chất hữu cơ, làm giảm nồng độ chất khô của sản phẩm

Làm thay đổi thành phần không khí trong bao gói sản phẩm

Làm mất nước của sản phẩmToả ra một lượng nhiệt lớn làm giảm chất lượng sản phẩm

II – CÁC BIẾN ĐỔI DO CÁC TÁC NHÂN VẬT LÝ

Nguyên nhân  Yếu tố trước thu hoạch : thời tiết (mưa, gió, độ ẩm…),

phân bón, sâu bọ, bộ gặm nhấm và điều kiện canh tác…

 Yếu tố thu hoạch : Việc thu hoạch không tốt và kỹ thuật

thu hái

 Yếu tố sau thu hoạch : bao gồm việc bao gói bên trên và

bên dưới; bao gói không tốt; di chuyển băng tay trong suốt quá trình bao gói; va đập trong khi chuyên chở, tốc độ chuyên chở và cách sắp xếp

 Tổn thương ở nhiệt độ thấp – tổn thương lạnh

Nhiệt độ dưới điểm đóng băng của sản phẩm → lớp nước trên biểu bì TB thực vật bị đóng băng và tạo thành tinh thể đá trong tế bào thực vật → tổn thương lạnh (nhiệt độ đóng băng phụ thuộc vào nồng độ chất khô hoà tan trong từng loại sản phẩm)

 Tổn thương ở nhiệt độ cao

Tác hại  Thay đổi màu sắc và mùi vị của sản phẩm

 Mô trái bị mềm do sự phá vỡ tế bào

 Hao hụt trọng lượng → giảm chất lượng thương mại, giá

bán

 Đẩy nhanh quá trình hô hấp

 Tăng sự tạo khí ethylene

 Đẩy nhanh quá trình mất nước

 Tạo điều kiện thuận lợi cho VSV xâm nhập

 Tổn thương lạnh có thể gây ra

 Tổn thương bề mặt : bề mặt bị lõm vào, biến đổi màu, vỏ bị nhũn nước

 Tổn thương bên trong : thịt trái biến màu nâu, mô bị phá vỡ, trái không thể chín, giảm các đặc tính về mùi

vị, hương thơm, đôi khi mất cả vị

 Tổn thương do nhiệt độ cao dẫn đến hiện tượng : bạc màu,

vết cháy, phỏng, tạo vảy cứng hoặc chín không đều; có thể làm tổn thương bề mặt rau quả → tạo điều kiện cho VSV phát triển

III CÁC BIẾN ĐỔI DO CÁC TÁC NHÂN HÓA HỌC VÀ ENZYME

Các biến đổi Đặc điểm

1 Thành phần

hoá học

Tinh bột Tinh bột chuyển thành đường ở một số loại quả: táo chuối, khoai tây (t<10oC)

Đường chuyển thành tinh bột ở ngô chỉ vài giờ sau thu hoạch

Protein Protein bị thủy phân trong quá trình chín thịt có thể tạo thành các hợp chất thơm và acid amin tự do

Lipid Lipid có thể bị thủy phân hay bị oxy hóa tạo thành các sản phẩm có mùi ôi

Acid hữu cơ Của hoa quả giảm trong quá trình chín

Acid lactic trong thịt động vật tắng lên sau khi giết mổ (pH giảm từ 7.2 xuống 5.6)

Protopectin Trong quá trình chín protopectin bị thủy phân tạo thành pectin hòa tan làm mềm quả

2 Các chất màu Chlorophyll Bị thủy phân bởi chlorophyllase thành ethylchlorophylide và phytol làm trái cây có màu vàng khi chín

Anthocyanins Có trong nho, dưa hấu, dâu, mận có hàm lượng lớn nhất trong khoảng 2-4 ngày sau thu hoạch và sau đó giảm

dần

Carotenoids Thay đổi theo cường độ hô hấp của rau quả sau thu hoạch

Myoglobin và heamoglobin

Dễ dàng kết hợp với oxy trong không khí thành oximyoglobin có màu đỏ Hợp chất này có thể tiếp tục bị oxy hóa thành Metmyoglobin có mầu nâu

3 Sự oxi hoá Các hợp chất

 Cơ chế của sự oxi hoá Vitamin C

 Do tác dụng của enzyme ascorbate oxidase có mặt ở một số loại quả có pH không quá thấp như :

chuối, lê, bơ Coenzyme là Cu2+ , pHopt = 6 (4.5-6.5), topt = 37oC.

 Do sự xúc tác của Cu2+ không cần có mặt của enzyme

♦ AA + O2 → DAA + H2O2

♦ AA + H2O2 → DAA + H2O

 Do sự oxy hoá không trực tiếp polyphenol

AA

DAA

O

OR

OH

OHR

2H+2Fe2+

2-1/2O2

H2O

 Dễ bị oxi hoá trong môi trường có anthocyanins ở nhiệt độ cao và pH thấp

Lipid  Đặc điểm : các acid béo không no có thể bị oxy hoá ở nhiệt độ bình thường Các acid béo no cần nhiệt độ lớn

♦ Epoxid → aldehyd và các sản phẩm có mùi ôi

 Sự oxy hoá bằng enzyme lipoxygenase Enzyme loại này không cần kim loại, pHopt = 4-5 ở thực vật, pHopt= 9 ở động vật, to opt = 0-30 oC nhưng vẫn giữ được hoạt tính ở -20oC, chỉ oxy hoá acid béo không

no có nối đôi không liên tục.

 Yếu tố ảnh hưởng tới sự oxi hoá lipid :

 Nhiệt độ : _ ở nhiệt độ thấp : peroxyd vẫn được tạo thành (không tạo mùi ôi)

_ Khi nhiệt độ tăng : các sự oxi hoákhác tiếp tục xảy ra và diễn ra nhanh hơn

 Nước : có thể tạo thành gốc tự do OH → oxy hoá lipid

 Oxy : hạn chế hàm lượng oxi có thể làm giảm quá trình oxi hoá lipid

 Thành phần nguyên liệu : Loại thực phẩm nào có nhiều acid béo không no (VD cá) thì sự oxi hoá xảy

ra dần dần theo cơ chế dây chuyền

IV CÁC BIẾN ĐỔI DO VI SINH VẬT VÀ CÔN TRÙNG

1 - Sự khác nhau về nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn và nấm mốc :

2 – Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng xâm nhập và phát triển của VSV trên nông sản thực phẩm :

 Yếu tố trước thu hoạch : thời tiết (mưa, gió, độ ẩm…), phân bón, sâu bọ, bộ gặm nhấm và điều kiện canh tác…

 Yếu tố thu hoạch : Việc thu hoạch không tốt và kỹ thuật thu hái → tổn thương cơ học

 Yếu tố sau thu hoạch : bao gồm việc bao gói bên trên và bên dưới; bao gói không tốt; di chuyển băng tay trong suốt quá trình bao gói; va đập trong

khi chuyên chở, tốc độ chuyên chở và cách sắp xếp

3 – Các hình thức VSV gây hư hỏng

 Mốc hạt, củ, quả : phân hủy acid hữu cơ → pH giảm → VSV tiếp tục xâm nhập

 Thối rau quả : Nấm mốc, vi khuẩn tấn công, phân hủy tế bào thực vật

 Chuyển màu thịt cá

♦ Serratia marcescens gây màu đỏ trên thịt cá

♦ Pseudomonas syncyanea gây vết màu xanh dương trên thịt

♦ Micrococcus luteus gây vết thương màu vàng

 Sự lên men rượu, acid lactic, acid butyric, có thể có lợi hay hại

 Sự phân hủy mỡ : sự xâm nhập vào những tế bào có hàm lượng lipid cao → VSV tạo ra E lipase thủy phân lipid : Pseudomonas flourescens,

Serratia marcescens, Pseudomonas aeroginosa, Phoma, Mucor, Aspergillus, Penecilium… sau đó phân hủy acid béo theo con đường β-oxidation

 Sự làm hỏng thịt : VSV tiết proteasethủy phân protein trong thịt thành peptid, acid amin, NH3 sinh ra mùi hôi hoặc VSV gây độc tố Clostridium botulism gây ngộ độc thực phẩm

PHẦN 2 – CÁC PHƯƠNG PHÁP NGĂN CHẶN SỰ BIẾN ĐỔI SAU THU HOẠCH DO TÁC NHÂN VẬT

LÝ, HOÁ HỌC VÀ SINH LÝ

A – CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ

I - BẢO QUẢN LẠNH

1 Định nghĩa

BQ ở toC thấp hơn bình thường nhưng lớn hơn nhiệt độ đông đặc của thực phẩm Thường từ -1 đến 8oC

2 Tác dụng

 Làm giảm tốc độ các phản ứng HH, Shoá, Slí, VS

 Làm chậm sự hô hấp của RQ

 Giảm QT chín của nông sản

 Giảm sự tổng hợp ethylene

 Làm chậm các QT phát triển

 Giảm tđộ các PỨ oxihoá, thủy phân

 Làm chậm sự phát triển của VSV

 Được mô tả bằng phương trình Arrhenius : K = Ae-E/RT, trong đó K = hằng số tốc độ PỨ, E = NLHH

 Nhiệt độ thấp làm giảm khả năng vận chuyển chất qua màng tế bào

• Làm thay đổi thành phần PL của màng tế bào do nhiệt độ thấp → PL trở nên cứng hơn

• Làm giảm sự tổng hợp protein và hoạt tính enzyme xúc tác cho sự vận chuyển chất qua màng TB

• Thay đổi thành phần lipid màng : do acid béo không no đông đặc ở nhiệt độ thấp hơn acid béo no

Do đó những VSV ở vùng có nhiệt độ thấp có hàm lượng acid béo không no cao

 Aûnh hưởng đến sự phát triển của VSV : nuôi cấy ở MT nhiệt độ thấp thì pha lag sẽ kéo dài, tốc độ pháp triển của pha log ở nhiệt độ thấp cũng nhỏ hơn tốc độ này ở nhiệt độ cao

3 Nhiệt độ tối ưu để bảo quản một số rau quả

Rau quả ôn đới : t < 10oC

Rau quả nhiệt đới L t > 10oC

4 Nguyên lý làm lạnh và tốc độ làm lạnh

 Nguyên lý làm lạnh

 Bằng dẫn nhiệt : cho chất làm lạnh tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm

 Bằng đối lưu : dùng dòng không khí lạnh

 Bằng bốc hơi : khí CO2, N2 lỏng (tạo sự bốc hơi nước trên bề mặt thực phẩm)

 Tốc độ làm lạnh : nông sản sau thu hoạch rồi thì phải làm lạnh ngay, thời điểm làm lạnh càng sớm càng tốt (làm lạnh chậm một giờ → giảm thời gian bảo quản đi 1 ngày)

5 Ưu nhược điểm của phương pháp

 Ưu điểm : Tiện lợi, dễ sử dụng, thực phẩm tươi và giữ được trạng thái tự nhiên so với các phương pháp

bảo quản khác

 Nhược điểm :

 Nhiệt độ quá thấp có thể làm tổn thương lạnh đến một số rau quả nhiệt đới

 Chỉ có tác dụng làm chậm chứ không ngăn cản được hoàn toàn quá trình hư hỏng nông sản thực phẩm (do VSV, sự oxi hoá lipid, sự phân hủy của một số vit C, B) → thời gian bảo quản không lâu lắm

 Làm lạnh có khả năng làm tăng sự mất nước của thực phẩm

♦ Không khí lạnh có AS nhỏ hơn áp suất hơi nước bình thường (không khí lạnh sẽ khô hơn)

♦ Sự bay hơi nước ở nhiệt độ thấp xảy ra chậm hơn ở nhiệt độ cao với cùng điều kiện độ ẩm không khí như nhau nhưng TP để trong tủ lạnh lại dễ bị khô hơn do sự truyền hơi nước trong rau quả ở nhiệt độ cao xảy ra chậm hơn sự truyền hơi nước ở nhiệt độ thấp Mặt khác, dàn lạnh luôn luôn phải có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ không khí có trong tủ lạnh → hơi nước ngưng tụ → không khí bị khô → độ ẩm không khí nhỏ hơn độ ẩm nguyên liệu → hiện tượng bay hơi nước làm khô nông sản thực phẩm

→ Biện pháp làm giảm sự bay hơi nước khi bảo quản lạnh là

♦ Phun hơi nước lên dàn lạnh để giảm sự bốc hơi nước

♦ Thu nhỏ diện tích dàn lạnh

♦ Làm ướt sản phẩm trước khi đem bảo quản (không áp dụng cho tất cả các loại thực phẩm do nước tạo điều kiện cho VSV phát triển)

 BQ làm thay đổi tính chất vật lý của một số sản phẩm

VD : BQ bánh chưng tủ lạnh do tinh bột bị kết tinh lại làm thay đổi cấu trúc sản phẩm

BQ bơ sẽ có hiện tượng bơ bị đông cứng do acid béo no bị đông đặc

BQ chocolate xh lớp phấn bề mặt

6 Các phương pháp thực hiện

 Làm lạnh trong phòng không khí lạnh – Room cooling

 Nguyên lý : Không khí lạnh được thổi vào phòng theo chiều ngang ngay dưới trần nhà Không khí sẽ

đi xuống dưới và tiếp tục đi theo chiều ngược lại xuyên qua các sản phẩm cần làm lạnh

 Yêu cầu :

• Lượng không khí lạnh đủ lớn

• Tốc độ truyền không khí đủ lớn

• Rau quả, TP được đóng gói trong bao bì có lỗ thông hơi để không khí có thể truyền qua khối thực phẩm

 Làm lạnh bằng không khí cưỡng bức – Forced Air Cooling

 Nguyên lý : Dùng dòng không khí có áp suất cao thổi cưỡng bức qua các thùng chứa thực phẩm

Dòng không khí xuyên qua sản phẩm bên trong thùng chứa nhanh hơn nhiều so với dòng không khái

ở ngoài thùng chứa

 Ưu điểm : có thể làm lạnh nhanh hơn phương pháp làm lạnh trong phòng

 Làm lạng bằng nước đá – Hydro cooling

 Nguyên lý : sản phẩm được phun hoặc nhúng ngập trong nứơc đá

 Yêu cầu :

• Nước dùng làm lạnh phải được khử trùng bằng chlorine để tránh mang mầm bệnh vào thực phẩm

• Một số thực phẩm không bị hư hỏng khi bị làm ẩm

 Làm lạnh bằng chân không – Vaccum cooling

 Nguyên lý : Làm lạnh trong phòng lạnh kín đã được hút hết không khí và hơi nước ra ngoài nhờ máy

hút chân không

• Aùp suất thường là ở 4-6mmHg, ở áp suất này nước bay hới rất nhanh làm giảm nhanh nhiệt độ của sản phẩm

• Thường phải làm ướt thực phẩm trước khi đem bảo quản

 Làm lạnh bằng bao đá – Package Icing

 Nguyên lý : Cho khối thực phẩm đặt xen kẽ với các bao có chứa đá (truyền nhiệt trực tiếp từ thực

phẩm)

 Phương pháp này áp dụng cho bảo quản cà rốt, củ cải, hành lá, tỏi tây…

 Làm lạnh bằng các phủ đá

 Nguyên lý : Đá được xen phủ trên bề mặt sản phẩm và tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm

 Thường áp dụng cho các sản phẩm hải sản trong quá trình vận chuyển

II -BẢO QUẢN ĐÔNG LẠNH

• Khối lượng phân tử chất hoà tan : Những chất hoà tan có khối lượng phân tử thấp thì nhiệt độ đông đặc càng thấp

 Đường cong biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ trong suốt thời gian đông lạnh

Điểm bắt đầu tạo đá

Điểm Eutecti

Đường kết tinh của nước tinh khiết

Đường kết tinh của nước trong thực phẩm

t

C

2 Sự thay đổi của thực phẩm trong suốt quá trình đông lạnh :

 Hoạt độ nước (aw) của thực phẩm giảm do nước bị đông đá và nồng độ chất hoà tan tăng lên

 pH thay đổi từ 0.3-2 đơn vị : do một số ion H+ và OH- bị tách ra khỏi nước khi nước bị đông đặc

 Mất các khí tự do trong thực phẩm

 Sự kết tinh và tăng thể tích làm phá vỡ tế bào, mô thực phẩm → ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ làm lạnh: làm lạnh với tốc độ vừa, từ từ thì tinh thể đá tạo ra to; làm lạnh với tốc độ nhanh thì tinh thể đá tạo ra bé sẽ ít làm ảnh hưởng đến cấu trúc thực phẩm.

3 Aûnh hưởng của sự đông lạnh đến VSV và côn trùng

 VSV và côn trùng sẽ dần dần bị khô nguyên sinh chất do sự tăng áp suất thẩm thấu của môi trường xung quanh (nồng độ chất hoà tan tăng dần trong quá trình đông lạnh và nước trong cơ thể VSV & côn trùng đông đặc chậm hơn nên nước từ bên trong cơ thể chúng bị kéo ra ngoài)

 Sự tạo đá trong cơ thể VSV và côn trùng có thể phá vỡ tế bào VSV và côn trùng

 Sự thay đổi trạng thái phospholipid trong màng tế bào làm thay đổi khả năng vận chuyển qua màng tế bào

 Sự hư hỏng quá trình hô hấp ở những mô nhạy cảm của côn trùng : mô thần kinh và cơ bắp

4 Khả năng sống sót của VSV và côn trùng trong điều kiện đông đặc

 Đối với VSV, khả năng sống sót phụ thuộc vào

• Đặc điểm của từng loài VSV : G+, bào tử có khả năng chịu lạnh và AS thẩm thấu cao

• Chế độ dinh dưỡng và pha phát triển :

♦ VSV hiếu khí nếu đặt trong môi trường có nồng độ O2 đủ để VSV hô hấp hiếu khí → có khả năng chịu lạnh tốt hơn

♦ Một số loại saccharide có khả năng làm vững chắc màng tế bào của VSV → chịu lạnh tốt hơn

• Thành phần của thực phẩm

♦ Nếu trong thực phẩm có chứa những chất chống đông tự nhiên như : đường, rượu đa chức, glycerol → góp phần bảo vệ VSV

♦ Trong điều kiện pH thấp khả năng chịu đựng của VSV cũng kém hơn

• Tốc độ làm lạnh : Làm lạnh càng nhanh thì kích thước tinh thể đá tạo ra nhỏ → ít làm hư hỏng

thực phẩm nhưng cũng ít gây hại đến VSV

• Thời gian bảo quản càng dài thì VSV và côn trùng càng khó chịu đựng được điều kiện đông đặc

 Đối với côn trùng, khả năng sống sót trong điều kiện đông lạnh phụ thuộc vào

• Nhiệt độ bảo quản : nhiệt độ dưới -10oC là nhiệt độ đông đặc của hầu hết côn trùng trên nông sản

• Thời gian tác dụng của nhiệt độ thấp : nhiệt độ càng thấp thì thời gian giết chết côn trùng càng

ngắn

• Nếu côn trùng thích nghi dần với điều kiện đông lạnh thì khả năng chịu đựng của chúng cũng

tăng lên do có cơ chế tự tổng hợp những chất hoà tan : glycerol, acid amin đặc biệt, polyols, protein đặc biệt, tăng chu trình đường phân, giảm cường độ hô hấp Thời gian cần để thích nghi rất dài nhưng thời gian bị mất khả năng chịu lạnh thì rất ngắn

5 Các phương pháp làm lạnh đông

 Hệ thống làm lạnh gián tiếp

• Nguyên tắc : Sản phẩm được bao gói và không tiếp xúc trực tiếp với chất làm lạnh

• Nhược điểm : tốc độ làm lạnh chậm

 Hệ thống làm lạnh trực tiếp

• Nguyên tắc : sản phẩm không bị bao bì ngăn cách với chất làm lạnh VD: nitơ lảng khi tiếp xúc trực tiếp với TP sẽ bay hơi thành khí, không để lại dấu vết trên thực phẩm → an toàn cho thực phẩm

• IQF (individual quick freezing) : từng phần nhỏ riên biệt của sản phẩm được tiếp xúc trực tiếp với chất làm lạnh

III – DÙNG NHIỆT ĐỘ CAO

1 Các khái niệm

1 Định nghĩa Thời gian tiêu diệt thập

phân

Hằng số kháng nhiệt của VSV Thời gian chết nhiệt

2 Đặc điểm  Là thời gian cần thiết để

tiêu diệt 90% VSV tại 1 nhiệt độ nhất định

 Giá trị D càng lớn thì tính kháng nhiệt của VSV càng cao

 Là số nhiệt độ cần thiết để giảm được 90% giá trị D

 Giá trị z cao ở các bào tử, giá trị z thấp ở tế bào sinh dưỡng

 Là thời gian cần thiết để giảm số lượng VSV tới 1 giá trị nhất định tại 1 nhiệt độ nhất định

 Độ lớn của F biểu thị tính kháng nhiệt của một quần thể VSV khi bị tác động của một nhiệt độ nhất định

 Để đạt giá trị an toàn trong

BQ thực phẩm ít acid thực phải dùng giá trị F=12*D

2 Sự thay đổi chất lượng thực phẩm ở nhiệt độ cao

 Mùi : làm mất mùi

 Cấu trúc : Có thể làm protein biến tính

 Màu : biến đổi màu thực phẩm Vd : chlorophyll → vàng, polyphenol → nâu

 Các chất dinh dưỡng : có thể làm phân hủy vitamin

3 Cơ chế tác dụng của nhiệt độ cao đến VSV và côn trùng

 Làm thay đổi thế cân bằng ion trên màng tế bào

 Làm tổn thương DNA và bộ máy tổng hợp protein

 Làm biến tính protein và vô hoạt enzyme

4 Khả năng thích nghi của côn trùng và sự kháng nhiệt của VSV ở nhiệt độ cao

 Sự thích nghi với nhiệt độ cao của côn trùng

• Tăng cường sự tổng hợp HSPs (heat shock proteins) có tác dụng làm giảm sự biến tính của protein

• Tăng hàm lượng sorbitol

• Tăng hàm lượng trehalose

 Tính kháng nhiệt của VSV phụ thuộc vào

• Loại và lượng VSV :

t

0N

ND.lg

U=

• Nhiệt độ và thời gian : nếu nhiệt độ tăng thì thời gian thích nghi giảm

• pH của môi trường :

• Độ ẩm của môi trường : môi trường khô làm tăng tính kháng nhiệt của bào tử → tiệt trùng khô thì thời gian kéo dài hơn tiệt trùng bằng hơi nước bão hoà ở cùng nhiệt độ

• Những thành phần khác của thực phẩm :

♦ Đường làm tăng tính kháng nhiệt

♦ Muối ở nồng độ cao làm giảm tính kháng nhiệt

♦ Lipid làm tăng tính kháng nhiệt của VSV

5 Áp dụng nhiệt độ cao để tiêu diệt côn trùng :

 Đối với rau quả : áp dụng ở nhiệt độ 43-50oC

 Đối với ngũ cốc : to>60oC

 Phương pháp dùng nhiệt độ cao chỉ có thể áp dụng để diệt ấu trùng, tiệt trùng, thanh trùng trong chế biến, không dùng trong bảo quản

IV – CHIẾU XẠ NÔNG SẢN THỰC PHẨM

1 Nguồn chiếu xạ : tia gamma và dòng điện tử có gia tốc.

 Nguồn tia gamma thường dùng là 60(1.17 1.33 )

 Cơ chế : tạo gốc tự do

• Bằng cơ chế ion hoá : 2H2O + Ir → H2O + e- + H2O* → H3O+ + OH

-• Bằng cơ chế kích thích nguyên tử : H2O + Ir → H2O* → H• + OH•

• Đơn vị : Gray 1Gy = năng lượng thực phẩm hấp thu có giá trị bằng 1J/kg 1Gy = 100rad

• Mô hình toán học :

lgN lgN

D D

0

10 = −

Trong đó : D = liều lượng phóng xạ

D10 = liều phóng xạ cần thiết để giảm 90% số lượng VSV trong thực phẩm

2 Ảnh hưởng của chiếu xạ lên thực phẩm

 Acid nucleic :

 Polysaccharides : bị thủy phân một phần làm mềm mô thực phẩm Đường bị oxy hoá hoặc bị thủy phân

 Protein : bị tác dụng lên nhóm disunfite → làm mất hoạt tính của enzyme

 Acid amin : dễ bị desamin hoá

 PUFA : bị oxy hoá

 Vit : A, B1, B12, C, E, K bị oxy hoá trong môi trường có oxy

 Các chất màu dễ bị oxy hoá có thể bị phá hủy

 Mùi vị của sản phẩm có thể bị thay đổi

Biện pháp khác phục

 Khử oxy và nước

 Làm thay đổi nhiệt độ

 Cho thêm vào chất nhạy cảm với tia phóng xạ

 Kết hợp với các phương pháp bảo quản khác : với thanh trùng nhiệt, với áp suất thủy tĩnh cao, với khí quyển điều chỉng, với hoá chất

3 Cơ chế tác dụng lên VSV và côn trùng

 Đối với VSV : tia phóng xạ tác dụng lên DNA và màng PL

 Nêu phân tử DNA càng lớn thì càng dễ bị tác dụng → Cả con người và VK bị ảnh hưởng đầu tiên còn virus ít chịu ảnh hưởng bởi chiếu xạ Bào tử chịu tia phóng xạ tốt Trực khuẩn dễ bị ảnh hưởng hơn cầu khuẩn

 Theo mức độ ảnh hưởng : Động vật > côn trùng > thực vật > VSV > virus

4 Sự kháng tia phóng xạ ở VSV và côn trùng

 Đối với VSV : sự kháng tia phóng xạ tuỳ thuộc vào

• Đặc tính VSV : Các VSV chứa enzyme catalase có khả năng làm giảm hàm lượng gốc tự do → chịu phóng xạ tốt

• Pha phát triển của tế bào : pha log dễ bị tiêu diệt nhất (do phải duỗi xoắn DNA trong quá trình phân bào)

• Thành phần của thực phẩm

♦ Protein làm ngăn sự ảnh hưởng của tia phóng xạ lên VSV

♦ Hàm lượng nước trong thực phẩm : Hàm lượng nước càng cao thì số lượng gốc tự do càng lớn

→ VSV dễ bị tác dụng hơn Độ nhớt tăng có thể làm giảm khả năng vận chuyển gốc tự do → làm giảm tác dụng của tia phóng xạ lên

♦ Hàm lượng O2 hay CO2 ở môi trường chân không : Hàm lượng O2 lớn có thể làm tăng lượng gốc tự do còn CO2 ít tạo gốc tự do hơn → bao gói chân không (ít O2, nhiều CO2) sẽ ít làm ảnh hưởng của phóng xạ đến VSV

• Những VSV sống sót sau chiếu xạ cần một thời gian dài để phục hồi khả năng phát triển : pha

lag của Listeria monocytogenes là một ngày, sau khi chiếu xa sẽ tăng lên 10 ngày.

• Số lượng VSV sống sót sau chiếu xạ phụ thuộc vào liều chiếu xạ và số lượng VSV trước chiếu xạ

 Đối với côn trùng :

• Tác dụng lên nhân tế bào gây chết côn trùng

• Những tế bào đang phân chia dễ bị ảnh hưởng hơn do đó ở nồng độ thấp có thể làm mất khả năng sinh sản của côn trùng

5 Ứng dụng của chiếu xạ thực phẩm

 Ức chế quá trình chín của rau quả → bảo quản rau quả tươi

 Ức chế quá trình nảy mầm : 0,75kGy cho khoai tây

 Giảm số lượng VSV : 10kGy cho thịt cá

 Giảm số lượng côn trùng : 5kGy tiêu diệt côn trùng trong bột mì

V – TÁCH NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY

1 Nguyên tắc

 Dùng nhiều phương pháp khác nhau để làm giảm độ ẩm của thực phẩm : dùng nhiệt độ cao, áp suất thẩm thấu cao (thường đi đôi với phương pháp chế biến thực phẩm như ướp đường, muối), dùng các quá trình cô đặc, dùng nhiệt độ lạnh để tách tinh thể nước ra khỏi nguyên liệu sau đó ly tâm để thu tinh thể đá

 Phương pháp này dùng để bảo quản thực phẩm tươi, vừa mới thu hoạch về

 Một số khái niệm :

• Độ hoạt động của nước :

o w

p

p

• Độ ẩm tương đối ERH(%) = aw*100

• Định luật Raoult (dung dịch lý tưởng) :

2 1

2

n n

n p

51

p

p a

Trong thực tế dd 1M của NaCl có aw = 0.967 và của đường saccharose là 0.981

• Đường hấp phụ và đường phản hấp phụ : biểu diễn sự thay đổi của aw đối với các hàm lượng nước khác nhau trong thực phẩm ở một nhiệt độ nhất định Đường hấp phụ nhận được bằng cách thêm nước vào thực phẩm khô, còn đường phản hấp phụ nhận được bằng cách lấy nước từ thực phẩm ẩm Nhiệt độ ảnh hưởng tới aw vì làm thay đổi áp suất hơi nước

2 Aûnh hưởng tới thực phẩm

 Thực phẩm dễ bị gẫy, ròn

 Khó khôi phục lại trạng thái ban đầu khi được ngâm vào nước

 Có thể dẫn đến sự thay đổi màu sắc của thực phẩm do hậu quả của sự loại nước hay sấy ở nhiệt độ cao

 Giá trị cảm quan của thực phẩm sấy khô kém hơn của thực phẩm tươi

 Giá trị dinh dưỡng của thực phẩm có thể bị thay đổi và phụ thuộc vào phương pháp sấy (Vit A và C dễ bị mất trong quá trình sấy)

3 Tác dụng trong bảo quản thực phẩm : Khi aw giảm đến một mức nhất định sẽ

 Ức chế sự hoạt động của VSV vì VSV chỉ hoạt động tối ưu ở aw = 0,9-0,99

 Giảm hoạt tính của enzyme : Nước bao xung quanh enzyme để tạo cấu trúc, khi tách nước → protein bị biến tính → giảm hoạt tính enzyme → ức chế quá trình oxi hoá Như vậy, cần giảm độ ẩm xuống 2-6% (rất khó do khi đó cấu trúc, tính chất cảm quan của thực phẩm giảm rất nhiều) Thường sấy từ 10-15% Để ức chế enzyme có thể chần trước khi sấy màkhông cần hạ độ ẩm đến 2-6%

4 Các phương pháp sấy

 Sấy bằng không khí nóng : an toàn cho thực phẩm

 Sấy bằng cách gia nhiệt do dẫn nhiệt : nhanh hơn nhưng chỉ dùng cho những thực phẩm ít biến đổi ở nhiệt độ cao

 Sấy bằng bức xạ nhiệt (tia hồng ngoại)

 Sấy phun : phun không khí nóng sao cho thực phẩm lơ lững trong không khí → tăng diện tích tiếp xúc → giảm thời gian sấy

 Sấy đông khô : đạt nhiệt độ đông đặc của đá → dùng áp suất thấp để nước đá bay hơi trực tiếp → không ảnh hưởng đến cấu trúc thực phẩm

 Sấy ngũ cốc : 60-70oC, dòng khí nóng lưu thông trong phòng sấy

VI - MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ MỚI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM

1 Dùng ánh sáng xung động mạnh (pulsed light technology – high-intensity light)

a Nguyên tắc

• Dùng luồng ánh sáng phổ rộng (gồm nhiều AS có bước sóng khác nhau) có cường độ ánh sáng rất mạnh (có thể mạnh gấp 20000 lần cường độ ánh sáng mặt trời) trong thời gian rất ngắn (1µs-0,1s) chiếu lên thực phẩm

• Tạo luồng ánh sáng bằng cách tích điện cho tụ điện (vài giây) thời gian phóng điện rất ngắn → cường độ lớn → không khí → phát ra ánh sáng

• Phương pháp này chỉ áp dụng cho bề mặt thực phẩm do ánh sáng không thể xuyên qua màng đục (bao bì…) Vd, thanh trùng bề mặt quả trứng hoặc bề mặt bao bì bao gói thực phẩm

b Cơ chế tác dụng

• Dùng ánh sáng phổ rộng có nhiều bước sóng khác nhau (tia UV, hồng ngoại, khả kiến) chiếu lên VSV → có 2 tác dụng :

♦ Photochemicalreaction : những ánh sáng có bước sóng cực ngắn tác dụng lên cấu trúc hoá

học của sinh vật (như tia UV có khả năng gây đột biến DNA…)

♦ Photothermaoreaction : những tác động làm tăng nhiệt của thực phẩm.

c Các yếu tố ảnh hưởng

♦ Đặc điểm của ánh sáng : λ, Io, t, số lần xung động

♦ Điều kiện bao gói

♦ Thực phẩm dạng lỏng : sự trong suối của chất lỏng

d Ưu, nhược điểm của phương pháp

♦ Những tác dụng của ánh sáng này có nhiều ưu điểm hơn tia UV rất nhiều do nhiều VSV có khả năng tự chữa những vết thương do tia UV gây ra Do đó sau thời gian chiếu tia UV, nếu để trong bóng tối, VSV sẽ phục hồi Nếu ta dùng AS phổ rộng thì VSV không còn khả năng tự chữa lành vết thương do trong ánh sáng phổ rộng còn có nhiều tia khác có khả năng ức chế sự chữa lành vết thương của VSV (như tia IR sinh nhiệt …)

♦ Nhiệt độ do tác dụng của AS không tăng đáng kể nên có thể áp dụng để thanh trùng các sản phẩm thực phẩm