SỰ HƯ HỎNG CÁC SẢN PHẨM THỰC VẬT

Thực vật là một nguồn tài nguyên phong phú, cung cấp lương thực, thực phẩm và nhiều sản phẩm thiết yếu cho đời sống con người

SỰ HƯ HỎNG CÁC SẢN PHẨM THỰC VẬT VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM MÔN HỌC : ĐỀ TÀI Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2011 VI SINH THỰC PHẨM Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật MỤC LỤC Trang Lời mở đầu .3 Ngũ cốc 6 6 Bảo quản các loại ngũ cốc có độ ẩm cao 11 Các loại đậu đỗ, quả hạch và hạt có dầu 12 Hình 5,8 Ảnh hưởng của độ ẩm trên hình thành acid béo tự do trong lạc được lưu trữ trong bốn tháng. Ta thấy rằng 7,2% độ ẩm tương ứng với aw 0,65-0,70 ở 25 oC để nấm tăng trưởng 14 Hoa quả và các sản phẩm từ hoa quả 14 Rau quả và các sản phẩm làm từ rau quả .17 Kết luận 22 Tài liệu tham khảo 23 Trang 2 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật LỜI MỞ ĐẦU Thực vật là một nguồn tài nguyên phong phú, cung cấp lương thực, thực phẩm và nhiều sản phẩm thiết yếu cho đời sống con người. Nguồn sản phẩm do thực vật cung cấp là vô cùng phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, bên cạnh vấn đề khai thác, canh tác, con người còn quan tâm đặc biệt đến vấn đề bảo quản, cất trữ các sản phẩm từ thực vật được lâu hơn, phục vụ nhu cầu đời sống. Hiện nay, hệ thống vi sinh vật ngày càng phức tạp, có nhiều tác động không tốt đến chất lượng thực phẩm. Nếu không biết cách giữ gìn thực phẩm, sử dụng những thực phẩm bị nhiễm độc do vi sinh vật gây nên sẽ làm tổn hại đến sức khỏe.Tìm hiểu về các loại vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm nhằm tìm ra những biện pháp tối ưu nhất giúp con người bảo quản tốt hơn nguồn lượng thực, thực phẩm của mình, nâng cao chất lượng các sản phẩm có nguồn gốc thực vật, phục vụ tốt hơn cho đời sống của chính mình. Trong bài tiểu luận này, nhóm chúng em muốn tập trung tìm hiểu một số loại vi sinh vật gây hư hỏng ở thực phẩm để có thêm những hiểu biết về vi sinh vật cũng như biết cách lựa chọn thực phẩm an toàn và bảo quản một số loại thực phẩm thông dụng: ngũ cốc, đậu đỗ, trái cây, rau quả,…. Trang 3 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật CÁC SẢN PHẨM CÓ NGUỒN GỐC THỰC VẬT Giới thực vật đáp ứng một phần đáng kể nhu cầu thực phẩm của con người, và tùy theo từng loài thực vật khác nhau, giá trị sử dụng của thực vật được tạo nên từ các bộ phận khác nhau của chúng như rễ, củ, thân, lá, quả và hạt,…. Thực vật đã tiến hóa để tồn tại trước việc chúng nghiễm nhiên là thức ăn của động vật ăn cỏ và động vật ăn tạp, bao gồm cả con người; những sự tiến hóa này không chỉ là các cơ chế bảo vệ các bộ phận của thực vật như rễ, thân, lá,…mà còn là sự phát triển của các loại quả, chúng trở nên ngon hơn, đa dạng hơn nhằm thu hút động vật giúp chúng phát tán hạt giống. Cùng với quá trình phát triển của loài người từ săn bắt, hái lượm du mục đến hình thành xã hội rộng lớn, ổn định một cách nhanh chóng đã kéo theo một phạm vi rộng các loài thực vật được đưa vào canh tác. Các sản phầm từ thực vật thường được trồng với số lượng lớn và phần nhiều được cất trữ trong một thời gian dài sau khi thu hoạch và có thể được vận chuyển từ nơi này đến các nơi khác trên thế giới. Những vấn đề thuộc về vi sinh vật có thể nảy sinh trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất các sản phẩm thực vật. Trong suốt quá trình phát triển của thực vật ngoài đồng ruộng, chúng phải đối mặt với nhiều loại mầm bệnh, các mầm bệnh này hầu hết là nấm, tuy nhiên cũng có một số lượng đáng kể vi-rút và vi khuẩn.Một số loại vi sinh vật khác có thể gây hư hỏng thực phẩm sau thu hoạch dù rằng không có một ranh giới rõ ràng tuyệt đối nào giữa những mầm gây bệnh ở thực vật và những vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, bởi vì có nhiều sản phẩm từ thực vật được làm từ mô thực vật sống kể cả sau khi thu hoạch. Thực vật đã phát triển nhiều cơ chế nhằm ngăn cản sự xâm nhập của vi khuẩn đối với mô thực vật. Bề mặt bên ngoài thì thường được bảo vệ bởi một lớp biểu bì cứng, chắc dù rằng sự cần thiết trao đổi không khí với bên ngoài đòi hỏi phải có những những phần hở trên bề mặt lá, và những lỗ khí (hay khí khổng) này có thể là đường xâm nhập của vi sinh vật vào mô thực vật. Trong các mô thực vật có thể sẵn có những chất kháng sinh, thường là các chất chuyển hóa phenol, thực chất những chuỗi polyphenol phức tạp như lignin đặc biệt bền đối với sự thoái biến do vi sinh vật gây nên. Nhiều loài thực vật sản xuất được một nhóm kháng sinh đặc biệt, ví dụ nhóm chất phetoalexin để chống lại sự xâm nhập ban đầu của vi khuẩn. Độ pH thấp ở một số loại quả là cách tự bảo vệ đáng chú ý chống lại vi Trang 4 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật khuẩn và sự hư hỏng ở các loại hàng hóa này hầu hết bị gây nên bởi nấm. Ngược lại, nhiều loại rau quả có độ pH cao hơn có thể dễ bị hư hỏng bởi vi khuẩn. (Bảng 5.8). Bảng 5.8. Giá trị pH của một số loại trái cây và rau quả. Trái cây pH Rau pH Táo 2.9 – 3.3 Măng tây 5.4 – 5.8 Mơ 3.3-4.4 Bông cải xanh 5.2 – 6.5 Chuối 4.5 – 5.2 Cải bắp 5.2 – 6.3 Anh đào 3.2 – 4.7 Cà rốt 4.9 – 6.3 Bưởi 3.0 Súp lơ trắng 6.0 – 6.7 Nho 3.4 – 4.5 Cần tây 5.6 – 6.0 Chanh 2.0 – 2.4 Rau diếp 6.0 – 6.4 Dưa 6.2 – 6.7 Cây phòng phong 5.3 Cam 3.3 -4.3 Đại hoàng 3.1 – 3.4 Lê 3.4 -4.7 Đậu cô ve 4.6 Mận 2.8 – 4.6 Rau bina 5.1 – 5.6 Quả mâm xôi 2.9 – 3.5 Khoai lang 5.3 – 5.6 Cà chua 3.4 – 4.9 Củ cải 5.2 – 5.6 Một yếu tố vật lý khác ảnh hưởng đến sự hư hỏng thực phẩm, đó là lượng nước sẵn có trong thực phẩm. Ngũ cốc, các loại đậu, quả hạch và hạt có dầu thường được sấy khô sau khi thu hoạch và hoạt độ nước thấp giúp hạn chế những hư hỏng của thực vật do nấm xerophil và nấm xerotoleran gây ra. Sau đây, ba nhóm sản phẩm từ thực vật nói trên (trái cây, rau quả và ngũ cốc, vv ) sẽ được xem xét một cách đầy đủ và riêng biệt. Trang 5 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật Ngũ cốc Lúa mì - Ngô - Hạt kê Tất cả các loại ngũ cốc thuộc họ Gramineae hoặc họ lúa, là một trong những nguồn cac-bon-hy-drat quan trọng nhất trong bữa ăn của con người. Một số các loại cây ngũ cốc quan trọng tiêu biểu được liệt kê trong Bảng 5.9. Bảng 5.9: Một số loại cây ngũ cốc quan trọng Tên ngũ cốc Tên thường gọi Triticum aestivum Lúa mì thông thường (loại dùng làm bánh mì) Triticum durum Lúa mì (loại dùng làm mì ống) Hordeum spp. Lúa mạch Avena sativa Yến mạch Secale cereale Lúa mạch đen Zea mays Ngô (bắp Mỹ) Oryza sativa Gạo Sorghum vulgare Cây bo bo Trang 6 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật Panicum miliaceum Cây kê Pennisetum typhoideum Cây bồ hoàng kê Lúa mì, gạo và ngô là những loại ngũ cốc quan trọng nhất trên cơ sở thống kê tỷ trọng toàn thế giới và có hơn ba triệu tấn mỗi loại được sản xuất hàng năm. Tuy nhiên, mỗi loại ngũ cốc chỉ thích hợp tăng trưởng trong một điều kiện khí hậu cụ thể mặc dù các nhà máy đã áp dụng nhiều chương trình nhân giống cây trồng nhằm mở rộng phạm vi của một số loại ngũ cốc nói trên. Lúa mì là ngũ cốc chủ yếu của vùng ôn đới, và được trồng rộng rãi trong cả hai bán cầu bắc và nam, trong khi lúa mì cứng chỉ được trồng rộng rãi ở khu vực Địa Trung Hải và trong vùng ấm hơn, khô hơn của khu vực Đông Nam Á, Bắc và Nam Mỹ. Lúa mạch đen có thể được trồng ở vùng lạnh hơn và là một cây trồng quan trọng ở miền Trung Châu Âu và Nga. Ngô có nguồn gốc từ Tân Thế Giới. Ngày nay, chúng đã được trồng rộng rãi trên khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của cả Bắc và Nam bán cầu. Cũng như ngô, ban đầu gạo có nguồn gốc châu Á; Hiện nay, chúng đã được trồng ở nhiều nơi trên thế giới. Mặc dù bo bo và hạt kê dường như không quan trọng lắm và không có tỉ trọng cao trên thế giới, chúng cũng đặc biệt thích nghi tốt với khí hậu ấm, khô và là loại ngũ cốc chính yếu tại một số địa phương ở những khu vực có điều kiện thích ứng, như các ranh giới phía Nam của Sa mạc Sa-ha-ra. Trong suốt quá trình tăng trưởng, thu hoạch và lưu trữ, các vi sinh vật trong ngũ cốc bị chi phối bởi các loại nấm mốc; nhân đây, ta xem xét hai nhóm nấm sau. Loại nấm trên đồng ruộng thì thích nghi với những điều kiện thay đổi nhanh chóng xảy ra không thường xuyên trên bề mặt già nua của cây trồng trên đồng ruộng. Các loại nấm này phát triển tối ưu trong điều kiện hoạt độ nước tương đối cao, tuy nhiên, một số loại phổ biến như Cladosporium, Alternaria và Epicoccum cũng tồn tại được trong điều kiện khí hậu thay đổi đột ngột, ví dụ như từ nhiệt độ nóng và khô của ngày nắng nóng chuyển sang ẩm và lạnh về đêm. Các giống Fusarium bao gồm các loài có cả các hoạt động gây bệnh và hoại sinh. Vì vậy, F.Culmorum và F.Graminearum có thể gây thối thân và bạc đầu lá lúa mì và lúa mạch trên đồng ruộng và các bệnh lây truyền trên đồng ruộng này có thể gây hư hỏng nặng Trang 7 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật hơn đối với những sản phẩm nói trên sau thu hoạch nếu chúng được cất trữ ở hoạt độ nước quá cao. Ngược lại, các loại nấm trong quá trình bảo quản có vẻ thích nghi hơn với điều kiện ít thay đổi của ngũ cốc trong kho lưu, và chúng thường phát phát triển ở hoạt độ nước thấp.(Bảng 5.10). Trang 8 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật Bảng 5.10: Yêu cầu hoạt độ nước tối thiểu của một số loại nấm trên đồng ruộng và nấm trong quá trình bảo quản Loài A w tối thiểu Nấm trên đồng ruộng Fusarium culmorum 0.89 Fusarium graminearum 0.89 Alternaria alternata 0.88 Cladosporium herbarum 0.85 Nấm trong quá trình bảo quản Penicillium aurantiogriseum 0.82 Penicillium brevicompactum 0.80 Aspergillus flavus 0.78 Aspergillus candidus 0.75 Eurotium amstelodami 0.71 Wallemia sebi 0.69 Loại nấm quan trọng bậc nhất trong số nấm xuất hiện trong quá trình lưu trữ là Penicillium và Aspergillius, dù rằng những loại nấm thuộc họ Fusarium cũng có thể tham gia vào quá trình hư hỏng nếu bảo quản các loại hạt ở điều kiện ẩm ướt. Trang 9 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật Penicillium sản sinh độc tố mycotoxin trên ngô Hoạt độ nước và nhiệt độ là các nhân tố môi trường quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hỏng mốc của ngũ cốc, và có thể sản xuất các chất độc mycotoxin; Bảng 5.11 thể hiện mối quan hệ giữa thể tích và hoạt độ nước đối với đại mạch, yến mạch và bo bo; trong khi Hình 3.10 cho thấy đối với lúa mì, các thông tin tương ứng là một đường đẳng nhiệt. Mặc dù các chủng nấm như Eurotium spp. và Aspergillus restrictus có thể phát triển rất chậm ở vùng thấp hơn giới hạn dưới của khoảng hoạt độ nước của chúng (0.71 tương ứng với khoảng 14% lượng nước trong lúa mì ở 25 o C) một khi chúng bắt đầu phát triển và chuyển hóa chúng sẽ sản xuất nước trong quá trình hô hấp và hoạt độ nước tại đó sẽ tăng lên cho phép chúng tăng trưởng nhanh chóng. Thực chất nó có thể tăng đến mức đủ để các bào tử nấm mốc mesophilic nảy mầm và phát triển; quá trình này giống như là một quá trình tự xúc tác. Có một loạt hậu quả trông thấy của quá trình này, đó là sự phát triển của nấm mốc trong ngũ cốc làm giảm sức nẩy mầm của hạt. Tiếp đó là sự đổi màu, quá trình sản sinh các chất chuyển hóa nấm mốc bao gồm độc tố, có thể minh chứng là sự tự ấm lên của ngũ cốc, xuất hiện mùi mốc, đông cứng và hoạt độ nước tăng đột biến dẫn đến sự phân rã hoàn toàn của ngũ cốc cùng với sự phát triển vi sinh vật trên diện rộng. Trang 10 [...]... héo, và lát cắt thực phẩm có Trang 18 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật thể sẽ giải phóng các chất dinh dưỡng cho sự phát triển của vi sinh vật Áp lực này cũng có thể tạo điều kiện cho những vi sinh vật nội bào tiềm ẩn phát triển Dạng hư hỏng thường thấy nhất là sự mềm nhũng của các mô do hoạt động thủy phân pectin của vi sinh vật Pectin, một este metyl của axit 1,4-poly-D-galacturonic, và các chất họ pectin... củ khoai tây được lấy làm giống) Tuy nhiên, các tác nhân gây hư hỏng thường gặp nhất lại không phải là bản thân những mầm gây bệnh ở thực vật mà là các vi sinh vật cơ hội lợi dụng cơ hội xâm nhập vào mô thực vật thông qua các vết thương, vết nứt, những chỗ hư hại do côn trùng gây ra, thậm chí qua các vết tổn thương do các tác nhân gây bệnh ở thực vật Tất cả các loại rau tươi đã thu hoạch đều có một bề... Trang 19 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật Như đã mô tả trong trường hợp của trái cây, việc ngăn chặn hư hỏng thực phẩm trong suốt quá trình lưu trữ và vận chuyển rau quả phải cần có một loạt các biện pháp Việc kiểm soát độ ẩm và điều chỉnh thành phần không khí trong môi trường bảo quản rau củ là quan trọng, nhưng có sự hạn chế về việc giảm độ ẩm tương đối bởi vì, ở giá trị độ ẩm dưới 90 – 95%, các mô... hoạch, lưu trữ và xử lý các mặt hàng này Trang 21 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật KẾT LUẬN Hệ thống vi sinh vật phá hủy thực phẩm hiện nay vô cùng đa dạng, gây nên nhiều chứng bệnh khác nhau ở cây trồng, cũng như sản sinh nhiều độc tố trong thực phẩm Đối với ngũ cốc: F.Culmorum và F.Graminearum có thể gây thối thân và bạc đầu lá lúa mì và lúa mạch trên đồng ruộng, Penicillium sản sinh ra độc tố mycotoxin... hình thành bào tử như Corynebacterium sepedonicum gây ra thối vòng ở khoai tây Bảng 5.12 liệt kê một loạt các vi sinh vật có thể gây hư hỏng đối với rau quả tươi Trang 17 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật Bảng 5.12 Một số loại vi sinh vật liên quan đến quá trình hư hỏng của rau quả tươi Vi sinh vật VI KHUẨN Corynebacterium sepedonicum Ralstonia solanacearum Pectobacterium carotovorum var atrosepticum... chất bảo vệ khá hiệu quả khi đưa vào các gói trái cây như cam khi chúng được bao gói riêng Captan đã được sử dụng như là một cái bơm phun trên các cánh đồng dâu tây để kiểm soát Botrytis nhưng phải ngưng sử dụng trước khi thu hoạch Hình 5,9 Ví dụ về các biocides kháng nấm có thể được sử dụng để bảo vệ trái cây hư hỏng do mốc Trang 16 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật Giảm nhiệt độ và tăng nồng độ CO2... những mô thực vật khỏe của những cây không bị ảnh hư ng có thể chứa rất ít vi sinh vật sinh dưỡng (vi sinh vật nội bào) Sự tấn công và tỷ lệ hư hỏng thực phẩm phụ thuộc vào sự tương tác giữa những biến đổi sinh hóa xảy ra trong mô thực vật sau khi thu hoạch và những biến đổi trong hoạt động của vi sinh vật Bản thân việc thu hoạch sẽ sản sinh ra những áp lực về sinh lý, mà kết quả chủ yếu là sự mất nước... cách này, một sản phẩm được đưa vào cửa hàng lúc đầu được đánh giá là an toàn, có thể bị mốc sau một khoảng thời gian Cần chú ý rằng, dù hàng hóa có thể đủ khô để tránh những hư hỏng vi sinh trực tiếp, chúng có thể không đủ an toàn để chống lại sự phá hoại của sâu bệnh như côn trùng và động vật gặm nhắm và hoạt động của chúng có thể dẫn đến xâm nhập thứ cấp và hỏng mốc Trang 13 Sự hư hỏng Các sản phẩm. .. thường mềm và nâu tái nhạt, sự xuất hiện của những cuống bào tử cuộn tròn thật chặt sinh ra một số lượng lớn hạt bào tử màu xanh Trang 14 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật dương, điều này làm cho loài nấm này được gọi chung là nấm xanh dương ở táo Loài này có một ý nghĩa đặc biệt do khả năng sản xuất ra độc tố mycotoxin patulin, chất được tìm ra như một tác nhân gây ô nhiễm trong các loại nước táo chưa... 12 Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật trọng nhất là các loài thuộc họ Aspergillus, ví dụ A.niger và A.tamarii, Penicillium và Paecilomyces, trong khi tại hoạt độ nước cao hơn thì các chủng Rhizopus có vẻ trở nên có ảnh hư ng lớn hơn Hình 5,8 biểu hiện ảnh hư ng của hàm ẩm,và sự phá hủy trong quá trình hình thành acid béo tự do (FFA) ở lạc đã bảo quản khoảng 4 tháng Có thể thấy rằng trong toàn bộ các