Đề Tài: Công Nghệ Chế Biến Trái Cây Tươi FreshCutFruit

I. KHÁI NIỆM VỀ FRESHCUT Trái cây và rau chế biến tươi (freshcut fruit and vegetable) là những mặt hàng phát triển nhanh nhất về hiệu quả kinh doanh trong số các sản phẩm của ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm tươi. Mặt hàng trái cây chế biến thường được cung cấp cho người tiêu dùng ở dạng tiêu thụ nhanh và trực tiếp, không thông qua chuẩn bị hay chế biến lại. Do đó, các sản phẩm trái cây chế biến tươi đã đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng là sự tiện lợi nhưng lại không mất đi độ tươi ngon và các thuộc tính chất lượng mong muốn. Tuy nhiên, trái cây chế biến tươi lại chậm phát triển hơn và theo sau mặt hàng rau chế biến tươi vì chúng gặp nhiều vấn đề cần phải cân nhắc như hàm lượng nước trong sản phẩm cao hơn và các hoạt tính sinh lý cũng bị gia tăng. Chính vì thế, quá trình sản xuất trái cây chế biến tươi vẫn cần đến những công nghệ mới trong lĩnh vực bảo quản nhằm duy trì chất lượng trái cây chế biến tươi và đảm bảo tính an toàn cho đến lúc được tiêu thụ. Sản phẩm chế biến tươi được định nghĩa là bất cứ trái cây hoặc rau tươi (hay bất cứ sự kết hợp nào từ chúng) đã được thay đổi tính chất vật lý từ dạng rau trái gốc nhưng vẫn giữ trạng thái tươi. Những rau trái này được tỉa, gọt vỏ, rửa và cắt để cho ra dòng sản phẩm có thể sử dụng hoàn toàn (mà không cần phải loại bỏ phần nào như rau trái còn nguyên vẹn) được đóng gói để cung cấp cho người tiêu dùng các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, thuận tiện và có giá trị trong khi vẫn giữ nguyên sự tươi ngon (IFPA, 2002). Mỗi loại trái cây có thể có những đáp ứng khác nhau đối với quá trình chế biến tươi. Các đáp ứng này tùy thuộc vào mức độ của các quá trình gây hại xảy ra bên trong sản phẩm và chính điều này lại bị ảnh hưởng bởi vài nhân tố khác nhau chẳng hạn giống cây trồng, các thao tác trong thu hoạch, sau thu hoạch, phân phối và bản chất của các phương thức chế biến. Hình 1: Freshcut II. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CÁC SẢN PHẨM TRÁI CÂY FRESHCUT 2.1. Lịch sử hình thành Các sản phẩm freshcut không phải là một sản phẩm mới. Các sản phẩm này đã được đưa vào tiêu thụ từ những năm 1930 trong các siêu thị bán lẻ (IFPA). Trào lưu này bắt đầu từ Mỹ và các nước Châu Âu. Những thập niên gần đây, các sản phẩm này mới thật sự phổ biến và thâm nhập vào các cơ sở kinh doanh. Nhu cầu về các sản phẩm có lợi cho sức khỏe và tiện lợi, áp dụng những tiến bộ trong công nghệ đóng bao bì đã mở rộng ngành công nghiệp freshcut. Khởi đầu, hầu hết sự mở rộng đều diễn ra ở khu vực dịch vụ thực phẩm. Những năm 1980, dịch vụ nhà hàng phục vụ nhanh như McDonald’s và Burger King đang bùng nổ và vì thế nhu cầu sử dụng các sản phẩm freshcut càng được tăng cao (ví dụ như các sản phẩm salad ăn liền). Nhu cầu tăng lên đã thu hút các nhà nông làm ăn nhỏ lẻ đầu tư vào các thiết bị trong quá trình chế biến freshcut. Sự tăng lên về nhu cầu cũng dẫn đến ngành công nghiệp sản xuất freshcut gia tăng đầu tư về nghiên cứu và phát triển nhằm vào các khâu chất lượng nguyên liệu thô, kĩ thuật đóng gói, thiết bị chế biến, trữ lạnh. Sau khi trở thành một trào lưu phổ biến trong các bộ phận thức ăn nhanh, các sản phẩm freshcut trở nên phổ biến ở mức độ buôn bán lẻ. IFPA đã phát triển các bao bì được tạo thành bởi một loại màng đặc biệt điều chỉnh quá trình hô hấp của sản phẩm salad tươi và làm chậm lại tốc độ hư hỏng. Grimmway Farms từ Bakersfield California đã giới thiệu nhiều đổi mới trong việc đóng gói các sản phẩm carrot non được phân phối vào siêu thị và chương trình ăn trưa ở các trường học trong nước và ngoài nước. Những sản phẩm tiên phong này là các sản phẩm freshcut đầu tiên đạt được thành công ở mức độ bán lẻ. Nó dẫn đến hình thành một ngành công nghiệp mà đến giờ vẫn đang được mở rộng và mới đây cũng áp dụng cho các sản phẩm trái cây để đem vào phục vụ các nhà hàng thức ăn nhanh và các cửa hàng bán lẻ. Sản phẩm freshcut là một trong những mặt hàng được ưa chuộng nhất trong các cửa hàng tạp hóa. 2.2. Tình hình thế giới và tại Mỹ (2007) Các nhà chế biến các sản phẩm chế biến tươi, đặc biệt là chế biến salad có thể phân phối các sản phẩm của họ đi toàn quốc và có khuynh hướng sản xuất ra chính sản phẩm thô của họ. Vì sản xuất với quy mô lớn, các nhà sản xuất lớn có thể dễ dàng tiếp cận với thị trường lớn chẳng hạn như hệ thống các siêu thị. Mặt khác, các nhà sản xuất tại địa phương lại có khuynh hướng chế biến và mua bán các sản phẩm dễ bị hư hỏng hơn chẳng hạn như dưa, cà chua, salad để sử dụng. Một sự thuận lợi của các nhà sản xuất tại địa phương là gần các siêu thị và đáp ứng được nhu cầu phân phối đúng giờ. Xu hướng tiêu dùng của người Mỹ từ những năm 1970 là ít dùng các sản phẩm đóng hộp, dùng nhiều sản phẩm tươi và lạnh đông. Đặc biệt đối với nhịp điệu sống tất bật và sự phát triển nhanh chóng của nước Mỹ thì việc sử dụng nhiều các sản phẩm tiện dụng, không tốn thời gian chế biến nhưng vẫn duy trì được thành phần dinh dưỡng như các sản phẩm trái cây chế biến tươi, rau chế biến tươi đóng hộp là điều dễ hiểu. Tốc độ phát triển các sản phẩm freshcut và tất cả các sản phẩm tươi tại các siêu thị của Mỹ và tất cả các sản phẩm tươi trong 52 tuần tính đến 3072007 được phản ánh thông qua biểu đồ hình 2. Trong đó, mặt hàng trái cây chế biến tươi có tốc độ phát triển nhanh nhất và tăng nhiều nhất so với các sản phẩm tươi khác. Đây là dấu hiệu cho thấy các sản phẩm trái cây chế biến tươi đang thu hút số lượng lớn người tiêu dùng. Hình 2: Tốc độ phát triển các sản phẩm freshcut Giá trị bán ra các sản phẩm freshcut thông qua các kênh siêu thị đạt được tổng cộng 6 tỷ USA (52 tuần, tính đến3062007). Trong đó, các sản phẩm chiếm 23% giá trị bán ra trong số các sản phẩm tươi. (hình 3) Hình 3: Phần trăm doanh thu của các sản phẩm freshcut thông qua kênh bán hàng Supermarket Channels Số lượng bán ra của trái cây tươi tại các siêu thị của Mỹ năm 2007 được biểu diễn trên hình 4. Ta thấy rằng dưa hấu chế biến tươi là sản phẩm được người tiêu dùng Mỹ ưa chuộng nhất, tiếp đến là hỗn hợp trái cây chế biến tươi, dứa…. Mặt hàng trái cây chế biến tươi cũng rất đa dạng. Hình 4: Phần trăm lượng tiêu thụ của các loại sản phẩm freshcut 2.3. Tình hình tại Việt Nam Ở Việt Nam, việc sản xuất và tiêu thụ trái cây và rau quả chế biến tươi chỉ đang ở giai đoạn đầu của sự phát triển. Quy mô sản xuất cũng nhỏ lẻ. Các sản phẩm trái cây chế biến tươi được bày bán trong các siêu thị, tuy nhiên tính đa dạng của mặt hàng trái cây chưa cao, số lượng bán không nhiều và thời gian bảo quản của các sản phẩm ngắn do không được trải qua các bước xử lý như quy trình trong công nghiệp. Phần 2: NGUYÊN LIỆU I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TRÁI CÂY TƯƠI 1.1. Phân loại trái cây Tùy theo mục đích mà chúng ta có thể phân loại trái cây theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, trong bảo quản thì trái cây được phân loại dựa theo khả năng chịu nhiệt hay cường độ hô hấp; trong buôn bán thì trái cây được chia thành chính vụ và trái vụ. Các nhà sinh vật học thì phân loại trái cây theo đặc điểm cấu trúc hay theo bộ phận ăn được… 1.1.1. Phân loại trái cây theo cấu trúc mô thực vật: Trái cây có thể được phân loại theo cấu trúc mô được trình bày ở hình 5. 1.1.2. Theo vùng phát triển Mỗi vùng khí hậu sẽ thích hợp cho một số loại trái cây phát triển.  Vùng ôn đới: có các loại trái hạch như mơ, mận, đào… trái mọng, nhỏ như nho, mâm xôi, dâu… trái nạc, có nhiều hạt như táo, lê…  Vùng cận nhiệt đới: có nhóm trái có múi (citrus) như cam, quýt, bưởi…  Vùng nhiệt đới: chuối, xoài, đu đủ, dứa, ổi, thanh long… 1.1.3. Theo thời vụ thu hoạch  Trái cây chính vụ: đậu trái, phát triển và chín bình thường, tùy thuộc vào đất đai, thời tiết. Chất lượng trái cao, trái thơm, ngọt, kích thước lớn, ít bị sâu bệnh.  Trái cây trái vụ: vì nhu cầu thị trường, một vài biện pháp sẽ được áp dụng để thúc đẩy cây đậu trái không đúng mùa. Chất lượng trái thấp hơn, chua hơn, nhỏ hơn nhưng đổi lại năng suất, sản lượng trái thu được trải đều trong năm. 1.2. Thành phần hóa học Thành phần hóa học tạo nên giá trị dinh dưỡng và cảm quan của trái cây. Nhiều nghiên cứu đã công bố về thành phần trong nhiều loại trái cây khác nhau (Nagy và cộng sự, 1990, 1992; Somogy và cộng sự, 1996). Trong trái cây thành phần chủ yếu của chất hòa tan là đường và acid hữu cơ. Những thành phần dinh dưỡng khác cần thiết cho con người cũng có trong trái cây bao gồm protein, carbohydrate, chất béo và dầu, khoáng, vitamin và nước. Thành phần hóa học của trái cây không chỉ dao động phụ thuộc vào loại thực vật, các yếu tố gieo trồng, thời tiết mà còn thay đổi theo độ chín trước khi thu hoạch, điều kiện chín và bảo quản. Hầu hết trái cây tươi có hàm lượng nước cao, nghèo protein và chất béo. Trong vài trường hợp, hàm lượng nước có thể hơn 70% và thường hàm lượng nước trong trái cây trên 85%. Trái cây cũng là nguồn carbohydrate quan trọng. Những carbohydrate tiêu hóa được thường dưới dạng đường và tinh bột, trong khi cellulose không tiêu hóa được cung cấp xơ, một yếu tố quan trọng đối với sự tiêu hóa thông thường ở con người (Bảng 1). Bảng 1: Thành phần của trái cây tính theo phần trăm ăn được (Chem, 1992; Konja và Lovric, 1993) Trái cây Carbohydrate Protein Chất béo Tro Nước Chuối Cam Táo Dâu 24.0 11.3 15.0 8.3 1.3 0.9 0.3 0.8 0.4 0.2 0.4 0.5 0.8 0.5 0.3 0.5 73.5 87.1 84.0 89.9 Trái cây cũng là nguồn khoáng và vitamin quan trọng, đặc biệt là vitamin A và C. Chúng ta biết rằng trái cây thuộc họ citrus là nguồn vitamin C dồi dào. Betacarotene và carotenoid, tiền vitamin A hiện diện trong những trái cây có màu vàng cam. Hình 6: Hình mô tả đơn giản những hợp chất tiêu biểu của một loại trái cây 1.2.1. Protein và amino acid Những hợp chất chứa nitơ được tìm thấy trong trái cây ở những dạng khác nhau: protein, amino acid, amide, amine, nitrate… Trong trái cây, những chất chứa nitơ ít hơn 1% trong hầu hết các trường hợp. Trong số các hợp chất chứa nitơ thì protein là quan trọng nhất (Dauthy, 1995). Protein có cấu trúc keo và với nhiệt độ trên 500C sẽ làm chúng biến tính trở thành dạng không hòa tan. Điều này cần được lưu ý trong các quá trình xử lý nhiệt trái cây. Protein là nguồn amino acid cần thiết cho sự phát triển và thay thế mô. Tuy nhiên, giá trị của protein từ trái cây ít hơn so với protein từ động vật do sự không cân đối về amino acid cần thiết. Amino acid được định nghĩa là nhóm phân tử hữu cơ bao gồm nhóm amino (NH2), nhóm carboxyl (COOH) và chuỗi mạch hữu cơ riêng cho từng amino acid. Arginine, glycine, cystine, histidine và tryptophan là một vài ví dụ về amino acid. Cơ thể con người không thể tổng hợp được 9 amino acid và 9 amino acid này được gọi là amino acid cần thiết. Trong trường hợp của trái cây, chúng cung cấp ít hơn 3g100g protein (Hình 7). Hình 7: Hàm lượng protein của trái cây tươi (g100g) (Wills, 1987; Nagy, 1990; Somogyi và cộng sự, 1996). 1.2.2. Acid hữu cơ Trái cây chứa nhiều loại acid hữu cơ như aicd citric trong cam và chanh, acid malic trong táo và acid tartaric trong nho (Dauthy, 1995). Những acid này đem lại vị trái cây, vị chát và làm giảm sự nhiễm vi sinh vật. Acid và đường là những yếu tố chính quyết định vị của trái cây và tỷ lệ giữa đườngacid thường được sử dụng để đưa ra những tính chất kỹ thuật của sản phẩm trái cây. Acid malic được tìm thấy trong trái cây như táo, quả lý gai và nho. Acid tartaric là acid thực vật được phân phối rộng rãi với nhiều ứng dụng trong thực phẩm và công nghiệp, nó được lấy như là phế phẩm từ quá trình lên men rượu vang. Hình dạng của nó bao gồm vài muối (Hình 8), cream của tartaric (potassium hydrogen tartrate) và muối Rochelle (potassium sodium tartrate). Hình 8: Hình chụp dưới kính hiển vi điện tử quét (SEM) của tartrate từ nước nho (Buglione, 2005) Acid oxalic lại được tìm thấy rất nhiều trong trái khế (SwiBea Wu và cộng sự, 1992). Ngoài ra trong trái cây còn có các loại acid khác với hàm lượng nhỏ như lactic, succinic, pyruvic, glyceric, shikimic, maleic và acid isocitric (Hình 9). Chính vì những acid hữu cơ này làm nên khoảng pH rộng của sản phẩm trái cây (Bảng 2). Hình 9: Hàm lượng acid hữu cơ của một vài loại trái (Wills, 1987; Nagy, 1990; Somogyi và cộng sự, 1996). Bảng 2: Giá trị pH của một vài loại trái cây Sản phẩm pH Sản phẩm pH Bơ táo Sốt táo Táo Mơ Anh đào Dưa chuột Bưởi Chanh Oliu Cam 3.1 – 3.5 3.6 – 3.9 3.0 – 3.3 3.7 – 3.8 3.4 – 4.0 3.0 – 3.5 3.2 – 3.5 2.3 – 2.6 2.9 – 3.2 3.2 – 3.8 Nước cam Đào Đậu Nước dứa Mận, trái lý chua Nước ép trái cây thuộc họ Prune Bí ngô Nho khô Dâu tây Nước ép cà chua 3.7 – 4.1 3.4 – 3.6 6.1 – 6.4 3.3 – 3.6 2.9 – 3.2 3.7 – 4.1 4.1 – 4.4 3.6 – 4.2 3.3 – 3.4 4.0 – 4.5 Nguồn: Dennis, 1983; Friend, 1982; Goodenough và Atkin, 1981; Jackson và Shinn, 1979; Salunkhe, 1991; Wills và cộng sự, 1989; Hui, 1991. 1.2.3. Carbohydrate Carbohydrate là thành phần chính của trái cây, chiếm hơn 90% tổng chất khô. Chúng được tạo ra trong quá trình quang hợp và có chức năng là hợp chất cấu trúc trong trường hợp của cellulose. Mặt khác, carbohydrate khi là tinh bột lại có chức năng dự trữ năng lượng, chúng là thành phần cần thiết của acid nucleic trong trường hợp của ribose, là thành phần của vitamin như là ribose và riboflavin (Dauthy, 1995). Carbohydrate chiếm hơn nửa nhu cầu năng lượng của con người, một người trưởng thành hằng ngày cần khoảng 500g carbohydrate. Tinh bột và đường là nguồn năng lượng chính của cơ thể. Tuy nhiên, đường không phải là nguồn thực phẩm cần thiết, chúng cung cấp năng lượng nhưng không cung cấp dinh dưỡng. Đường trong trái cây chủ yếu là glucose, fructose và sucrose (hình 10). Maltose và những đường phụ khác cũng hiện diện trong trái cây (McLellan và Acree, 1992). Nhiều tác giả ghi nhận sự có mặt của heptulose và xylose trong puree xoài còn nước khế lại giàu arabinose (SwiBea Wu và cộng sự, 1992). ¬¬¬¬¬ Hình 10: Hàm lượng đường của một vài loại trái cây (Jorge E. Lozano) 1.2.3.1. Tinh bột Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng dự trữ trong thực vật và cung cấp năng lượng trong dinh dưỡng, chúng được tìm thấy dưới dạng hạt tinh bột. Nước ép táo là một trong những nước quả chứa hàm lượng tinh bột đáng kể. Táo chưa chín chứa 15% tinh bột (Reed, 1975). Những hạt tinh bột táo được cho là hình cầu (Hình 11). Trong trường hợp này, trục chính (La = 9.21µm) và trục phụ (Ba = 7.86µm) giống nhau (Carrin và cộng sự, 2004). Hình 11: Hình chụp quét điện tử của hạt tinh bột táo (5kV x 4400) Hàm lượng tinh bột khác nhau tùy theo loại trái cây (Bảng 3) và mùa thu hoạch. Khi trái chín trên cây, tinh bột sẽ thủy phân thành đường. Bảng 3: Hàm lượng tinh bột của một vài loại trái Trái cây Tinh bột (gkg) Ổi Táo Mít Khế Xoài Bí ngô Chuối 1 2 4 5 5 17 31 Nguồn: Somogyi và cộng sự, 1996; SanchezCastillo và cộng sự, 2000; Carrin và cộng sự, 2004. 1.2.3.2. Pectin Pectin là một loại “gum” được tìm thấy trong trái cây, nó gây ra hiện tượng gel hóa. Táo chát, mận chua, nho Concord, trái mộc quả, trái lý gai… có hàm lượng pectin cao vượt trội. Mơ, cherry, đào, dứa, dâu tây… có hàm lượng pectin thấp. Trái chưa chín có nhiều pectin hơn so với trái cây chín hoàn toàn. Pectin bao gồm một mạch chính cấu tạo từ Dgalacturonan. Các mạch nhánh của các phân tử pectin bao gồm Lrhamnose, arabinose, galactose và xylose. Nhóm carboxyl của acid galacturonic bị ester hóa một phần bởi nhóm methyl và được trung hòa một phần hay hoàn toàn với các ion của Na, K và NH4. Mức độ methoxyl hóa (DM) được định nghĩa là số mole methanol trên 100 mole acid galacturonic. Một vài nhóm hydroxyl ở C2 và C3 có thể bị acetyl hóa (Itziar Alkorta, Carlos Garbisu, Maria J. Llama và Juan L. Serra, 1997; Jayani, 2005). Hình 12: Cấu trúc phân tử pectin (Hình chỉ giới thiệu các thành phần chính của pectinacid galacturonic được methylester hóa một phần, các mạch nhánh galactose, arabinose và xylose không thể hiện trên hình) 1.2.4. Lipid Hầu hết trái cây có hàm lượng chất béo thấp hơn 0.5g100g phần ăn được (Watt và Merrill, 1963). Tuy nhiên, trái bơ có hàm lượng béo cao nhất đạt đến 10 – 20 %. Bảng 4 liệt kê những trái cây với hàm lượng béo cao tương đối. Bảng 4: Hàm lượng chất béo trong trái cây Trái cây Chất béo (g100g) Bơ Vải Oliu xanh Dừa 16 1 13 35 Nguồn: Watt và Merrill, 1963. 1.2.5. Khoáng Hầu hết thực phẩm đều cung cấp hàm lượng khoáng cần thiết khác nhau. Trong trái cây, hàm lượng khoáng chiếm khoảng 0.25 – 1.5%. Các nguyên tố khoáng tồn tại dưới dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ cao phân tử, muối của các acid hữu cơ và vô cơ như phosphoric, sulfuric, silic… nên các chất khoáng đặc biệt là kim loại dễ được hấp thụ. Trong trái cây có các loại khoáng như Ca, P, Na, K, Mg, Zn… Ví dụ, hàm lượng Ca trong trái cây thường không vượt quá 40mg100g ăn được (Hình 13), kali là loại khoáng chính trong trái cây và hàm lượng dao động từ 30 (mãng cầu) đến 600mg100g (bơ) phần ăn được (Hình 14). Trái cây cũng chứa hàm lượng Na và Mg cao được chỉ ra trong hình tương ứng (Hình 16, Hình 17), hàm lượng Fe trong trái cây được đưa ra trong hình 18. Hình 13: Hàm lượng Ca trong 100g ăn được của trái cây (Watt và Merrill, 1963; Wills, 1987) Hình 14: Hàm lượng K trong 100g ăn được của trái cây (Watt và Merrill, 1963; Wills, 1987) Hình 15: Một vài loại trái có hàm lượng P cao (Watt và Merrill, 1963; Wills, 1987) Hình 16: Một vài trái cây có hàm lượng Na cao (100g ăn được) (Watt và Merrill, 1963; Wills, 1987) Hình 17: Một vài loại trái cây có hàm lượng Mg cao (100g ăn được) (Watt và Merrill, 1963; Wills, 1987) Hình 18: Thành phần khoáng của một vài loại trái (Wills, 1987; Nagy, 1990; Somogyi và cộng sự, 1996). 1.2.6. Vitamin Thực vật có khả năng tổng hợp được các vitamin, vì thế trái cây là nguồn cung cấp vitamin chủ yếu cho con người và động vật. Những vitamin thường được tìm thấy trong trái cây là vitamin B, C, provitamin A. Những loại trái có hàm lượng vitamin C cao được chỉ ra trong hình 19. Hình 19: Hàm lượng acid ascorbic trong một vài loại trái (Watt và Merrill, 1963; Wills, 1987) Một vài loại vitamin đảm nhiệm nhiều mục đích chức năng cùng một lúc: vitamin C và E là chất chống oxy hóa, ngăn chặn sự thay đổi màu không mong muốn, làm chậm sự ôi hóa. Provitamin A (hay betacarotene) và riboflavine (vitamin B2) được sử dụng làm chất tạo màu tự nhiên. Bốn vitamin (A, D, E, K) là những vitamin tan trong dầu. Chúng được tiêu hóa và hấp thụ cùng với chất béo trong khẩu phần ăn hằng ngày. 1.2.7. Nước Nước trong trái cây chiếm hơn 80%, đặc biệt trong các loại trái thuộc họ citrus như bưởi, cam, chanh… có lượng nước khoảng 90%, các loại trái như bơ, mít, chuối hàm ẩm chỉ trong khoảng 70 – 75%. 1.2.8. Hợp chất thơm Những hợp chất thơm trong trái cây với một lượng rất nhỏ: alcohol, aldehyde, ester, terpene…. Quả chín, đặc biệt là chuối, cam và dứa có mùi rất đặc trưng do sự hiện diện của các ester. Một vài ester hình thành từ acid acetic được ghi nhận trong bảng 5. Hình 20: Hàm lượng nước trong trái (100g ăn được) (Wills, 1987; Nagy, 1990; Somogyi và cộng sự, 1996). Bảng 5: Những ester thường tìm thấy trong trái cây Tên ester Công thức Tìm thấy trong Butylacetate Octylacetate Ethylbutyrate CH3COOC4H9 CH3COOC8H17 CH3COOC2H5 Chuối Cam Dứa Những quá trình chế biến trái cây phải đuợc thiết kế và vận hành để làm giảm sự mất mát và thay đổi những hợp chất thơm. Những hợp chất dễ bay hơi của trái cây thường được khôi phục lại bằng cách loại chúng bằng bay hơi một phần nước quả trước khi tiến hành lọc hay cô đặc. Sau đó dung dịch pha loãng những hợp chất tan trong nước này được cô đặc bằng cách chưng cất và cho trở lại vào nước quả. Quá trình khôi phục hợp chất thơm và cô đặc có thể thiết kế và vận hành tối ưu hóa nếu thành phần hóa học của hợp chất thơm được biết rõ ràng. II. CHỈ TIÊU LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU Rõ ràng chất lượng của nguyên liệu thô là một trong những nhân tố quan trọng nhất để quyết định chất lượng của thành phẩm. Những mục tiêu chính để xác định xem giống trái cây có phù hợp để chế biến thành sản phẩm freshcut hay không bao gồm:  Hiệu suất thu hồi cao.  Khó bị rối loạn sinh lý và các bệnh do vi sinh vật gây ra.  Khả năng chống tổn thương cơ học lớn.  Có thể chống chịu với môi trường có nồng độ CO2 cao (Varoquaux và cộng sự, 1996) vàhoặc nồng độ O2 thấp.  Hàm lượng đường cao vì nếu nghèo đường thì sẽ gây ra những stress về năng lượng (Forney và Austin, 1988).  Tốc độ hô hấp thấp (Varoquaux và cộng sự, 1996).  Một số yêu cầu đặc biệt khác tùy thuộc vào loại sản phẩm. Chất lượng của sản phẩm trái cây chế biến tươi là sự kết hợp của nhiều tính chất hay đặc tính, chính điều này quyết định giá trị của chúng đến người tiêu dùng. Những thông số chất lượng bao gồm hình dạng bên ngoài, cấu trúc, mùi vị và giá trị dinh dưỡng. Tính quan trọng tương đối đối với từng thông số chất lượng phụ thuộc vào loại sản phẩm. Khách hàng đánh giá chất lượng của trái cây chế biến tươi dựa trên hình thức bên ngoài và độ tươi vào thời điểm mua. Tuy nhiên, điều này còn phụ thuộc vào sự thỏa mãn của người mua về chất lượng cấu trúc và mùi vị của sản phẩm. Người mua cũng luôn quan tâm đến chất lượng dinh dưỡng và mức độ an toàn của sản phẩm chế biến tươi. Chất lượng của trái cây phụ thuộc vào loại cây trồng, những hoạt động gieo trồng trước thu hoạch và điều kiện thời tiết, độ chín khi thu hoạch và phương pháp thu hoạch. Phương pháp thu mua, điều kiện và thời gian giữa vụ thu hoạch và khi chuẩn bị sản phẩm chế biến tươi cũng có những ảnh hưởng quan trọng lên chất lượng của trái cây và vì vậy cũng ảnh hưởng lên chất lượng của sản phẩm chế biến tươi. Những yếu tố khác có ảnh hưởng đến chất lượng của trái cây chế biến tươi bao gồm phương pháp chuẩn bị (độ bén của dụng cụ cắt, kích thước và bề mặt của miếng cắt, rửa và loại ẩm bề mặt) và điều kiện khác như bao gói, tốc độ làm lạnh, khả năng duy trì nhiệt độ tối thích và độ ẩm tương đối… Người ta dựa vào thời gian bảo quản sản phẩm mà đưa ra các yêu cầu khác nhau trong công tác lựa chọn nguyên liệu thô. (Bảng 6) Bảng 6: Tiêu chí lựa chọn nguyên liệu thô sản xuất trái cây chế biến tươi. Tiêu chí Thời gian bảo quản 1 ngày 5 – 7 ngày 3 – 5 ngày Độ chín Đạt độ chín kỹ thuật Tận dụng trái hỏng một phần Tận dụng khá nhiều Không sử dụng Mức độ trung gian Độ đồng nhất của nguyên liệu thô Không cao. Có thể dùng trái có kích thước không phù hợp. Cao Phân loại và kiểm tra kỹ lưỡng. Mức độ trung gian Cấu trúc Không mềm nhũn. Chưa bị biến đổi nhiều. Cấu trúc chắc, nguyên vẹn. Độ giòn, cứng, dai… đạt tiêu chuẩn. Mức độ trung gian Màu sắc Có thể sử dụng nguyên liệu bị biến màu một phần, kém tươi. Tươi, đẹp mắt Không bị biến màu Mức độ trung gian Mùi vị Vẫn giữ được cơ bản mùi vị của trái tươi. Tươi ngon, đặc trưng Tuyệt đối không có mùi lạ. Mức độ trung gian An toàn Mức độ nhiễm VSV: rất thấp. Phần 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT VÀ SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.1. Khái quát về điều kiện sản xuất Quy trình sản xuất trái cây chế biến tươi đòi hỏi phải tuân thủ các điều kiện thao tác nghiêm ngặt vì không chỉ để đảm bảo mối nguy từ vi sinh vật được kiểm soát một cách hiệu quả mà còn để giảm thiểu các vấn đề về mặt sinh lý của trái cây, điều này có liên hệ trực tiếp sự duy trì chất lượng trong các sản phẩm chế biến tươi. Khu vực sản xuất và các dung dịch xử lý cần phải được giữ ở điều kiện lạnh trong suốt quá trình chế biến để giảm sự sinh sôi của vi sinh vật, hoạt tính của enzyme giải phóng ra trong suốt quá trình cắt và sự đáp ứng lại về mặt hô hấp của mô trái cây ở các vùng bị tổn thương cơ học. Mối nguy từ vi sinh vật trong trái cây chế biến tươi bao gồm sự nhiễm bẩn và sự phát sinh bệnh ở người (FDA 2001). Nhiệt độ lạnh không đủ để làm dừng sự phát triển của vi sinh vật. Một vài vi sinh vật gây ngộ độc chẳng hạn như L. monocytogenes thậm chí có thể sinh trưởng được ngay dưới điều kiện nhiệt độ lạnh (Zagory, 1999). Vì thế, thực hiện HACCP là điều cấp thiết để tìm ra các nguy cơ có thể của thực phẩm nhiễm bẩn. Hơn thế nữa, GMP (Thực Hành Sản Xuất Tốt) nên được ứng dụng vào quy trình chế biến để điều khiển về mặt vệ sinh, điều này có liên quan mật thiết với việc sử dụng bảo hộ lao động của công nhân (như áo bảo hộ, găng tay, nón, ủng), xử lý sản phẩm ở nhiều công đoạn khác nhau, quá trình vệ sinh và bảo dưỡng trước, trong và sau khi sản xuất. Vì thế, nhất định phải thực hiện chương trình huấn luyện nhân công về tầm quan trọng của vệ sinh đối với chất lượng và sự an toàn của sản phẩm. Nhà sản xuất áp dụng các nguyên lý của HACCP được mô tả trong Codex Alimentarius (sát nhập vào CACRCP 1–1969, Rev. 3–1997) và trong qui tắc thực hành vệ sinh cho những sản phẩm đóng gói giữ lạnh với thời gian bảo quản kéo dài (Alinorm 9913, trang 41–57) cho tất cả các loại sản phẩm đã có trước và cho việc thiết kế các sản phẩm mới. Những hướng dẫn cho quy trình sản xuất trái cây chế biến tươi được chỉnh lý bởi Chính phủ Pháp (French Administration) với mục đích là làm giảm mối nguy về mặt sinh học, vật lý, hóa học có liên hệ với loại sản phẩm này. Nó đề xuất những điều kiện sản xuất đối với nguyên liệu thô (điều kiện phát triển của nó), cũng như quá trình chế biến, và hướng dẫn phân phối. Mục này sẽ tập trung vào những khuyến cáo và quy tắc đặc thù đối với sản xuất trái cây chế biến tươi. 1.1.1. Thao tác thực hiện tránh sự nhiễm chéo Trong dây chuyền sản xuất cần phải tránh sự nhiễm chéo giữa nguyên liệu thô và sản phẩm sạch. Những ví dụ nêu ra ở hình 21 đã chỉ ra nguyên lý “chỉ đi thẳng”. Nguyên lý này không có nghĩa bắt buộc phải quy trình chế biến phải theo một đường thẳng nhưng nó cho phép không xảy ra sự nhiễm chéo. Hình 21: Nguyên lý “chỉ đi thẳng” 1.1.2. Tách biệt khu vực rửa, khu vực tỉa và khu vực đóng gói Để tránh sự nhiễm chéo, các phòng thực hiện quá trình khác nhau cần phải phân định ranh giới bằng các tường chắn nhằm giữ cho điều kiện vệ sinh sạch sẽ luôn liên tục từ khu vực cắt cho đến khu vực đóng gói (Hình 22). Hình 22: Các khu vực trong quá trình chế biến 1.1.3. Điều khiển nhiệt độ Mỗi bộ phận cần được thiết kế và trang bị theo lối nhiệt độ bên trong các phòng khác nhau phải phù hợp với những yêu cầu được tổng hợp trong hình 23. Hình 23: Gradient nhiệt độ và dòng khí thổi trong các đơn vị chế biến Sau đây là những khuyến cáo:  Cần giới hạn bày sản phẩm ra ngoài ở nhiệt độ trên 10oC.  Làm lạnh sản phẩm từ 0 – 2oC trước khi đóng gói để duy trì đúng nhiệt độ trong suốt quy trình vận hành.  Duy trì nhiệt độ này trong suốt quá trình bảo quản. Gradient nhiệt độ và thông khí cho sản phẩm cần phải ngược chiều nhau. Nhiệt độ khu vực tỉa và loại nhiễm phải không được vượt quá 12oC và nhiệt độ không vượt quá 4oC đối với khu đóng gói và kho. 1.1.4. Dòng khí Hệ thống thông gió được thiết kế để duy trì nhiệt độ theo yêu cầu và ngăn chặn sự ngưng tụ hơi nước và sự tuần hoàn của bụi. Dòng khí phải được thổi từ khu vực đóng gói đến khu vực tỉa (Hình 23). 1.1.5. Sản phẩm thải Chất thải được được tháo ra khỏi các bộ phận để tránh nhiễm chéo (Hình 24). Bên trong các bộ phận, các thiết bị và máy móc được sử dụng cho phần không ăn được (độc hại) và chất thải cần phải được ghi nhãn rõ ràng và không được sử dụng nó cho các sản phẩm ăn được (không độc hại). Hơn nữa, chúng phải dễ dàng rửa và vệ sinh. Bên ngoài các bộ phận, các thùng đựng các nguyên liệu tái sử dụng, phần không ăn được và chất thải nên chống thấm nước và dễ dàng rửa và vệ sinh. Hình 24: Sự loại bỏ phế liệu 1.1.6. Thiết bị rửa, nguyên liệu và dụng cụ chứa Công tác rửa cần được thực hiện bằng vài phương pháp hoặc bằng cách kết hợp các phương pháp bao gồm các thao tác cơ học (xử lý nguyên liệu, cọ rửa, phun nước dạng tia) hoặc các biện pháp làm sạch hóa học (chất tẩy rửa acid hay kiềm). Công tác tẩy rửa còn cần phải bao gồm sự loại bỏ đi các phần không mong muốn của sản phẩm. Chất tẩy rửa nên được sử dụng để loại bỏ bụi và màng sinh học của vi khuẩn. Để việc rửa bằng nước (nước đạt tiêu chuẩn nước uống) được hiệu quả, cần phải loại bỏ các phần cặn tách ra từ sản phẩm và chất thải còn lại sau quá trình tẩy rửa. Không sử dụng những thùng gỗ, chỉ sử dụng những loại thùng chứa bằng nhựa có thể tẩy rửa được hay dùng những pallet thích hợp với điều kiện vệ sinh tại nhà máy. 1.1.7. Vệ sinh Sau khi rửa các khu vực, các máy móc cần phải được chống tái nhiễm hiệu quả bằng cách sử dụng hơi nước hoặc hóa chất. 1.1.8. Trình tự vệ sinh cho người điều khiển Nhân công nên được đào tạo để có hiểu biết về các thao tác vệ sinh (Qui tắc Quốc tế về Thực Hành, Nguyên lý chung của công tác vệ sinh Thực Phẩm) và mang bảo hộ lao động đặc trưng. Đối với tất cả công nhân, quản đốc và khách đều được yêu cầu phải mang găng tay, đội mũ, mặc áo blouse và mang giày. Điều quan trọng là phải rửa tay bằng xà phòng diệt khuẩn trước khi tiến hành làm việc trong nhà máy. Phải thay găng tay vài lần trong mỗi ca làm việc. 1.1.9. Khử trùng bằng Chlorine Sử dụng Chlorine trong quá trình vệ sinh cho phép cải thiện chất lượng sản phẩm trên khía cạnh vi sinh vật. Sự loại nhiễm bằng Chlorine được thực hiện trước quá trình ngâm rửa lại bằng nước (nước đạt tiêu chuẩn nước uống). Nồng độ Chlorine sử dụng không quá 0.5ppm (Pháp). Có nhiều dạng Chlorine hòa tan trong nước khác nhau. Một phần của Chlorine hòa tan sẽ kết hợp với chất hữu cơ (Chlorine liên kết). Phần còn lại là Chlorine tự do. Nồng độ của Chlorine tự do chiếm trên 80% tổng lượng Chlorine, có thể được định mức bằng cách sử dụng điện cực đặc trưng (cho phép xác định hàm lượng). Vì mức độ không ổn định của dung dịch Chlorine, việc xác định nhanh là cần thiết. Thời gian ngâm để loại nhiễm khuyến cáo là 2 phút. pH là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của Chlorine. pH thích hợp cho loại nhiễm là 6.5 – 8. 1.1.10. Điều kiện phân phối, dây chuyền làm lạnh, thời hạn tiêu thụ Để duy trì chất lượng sản phẩm cho đến lúc bán, nhà sản xuất trái cây chế biến tươi phải dán nhãn “hạn sử dụng tốt nhất” trên bao bì. Xác định thời gian bảo quản là nhiệm vụ của nhà chế biến. Thời gian bảo quản của sản phẩm phải được xác định bằng cách sử dụng các dữ liệu khoa học, phải tính đến nhiệt độ dây chuyền lạnh. Để mô phỏng sự phân phối trong thực tế của các sản phẩm chế biến tươi, 23 thời gian bảo quản là giữ ở nhiệt độ qui định là 4oC và 13 thời gian bảo quản còn lại là giữ ở nhiệt độ 8oC. Tiếp theo là giới hạn vi sinh vật của các sản phẩm chế biến tươi. Theo tiêu chuẩn của Pháp, Listeria monocytogenes và Salmonella không nên có trong thành phẩm nhưng lượng Listeria cho phép là 100 cfug. Kiểm tra lượng Escherichia coli nhằm đảm bảo mức độ nhiễm phải giới hạn bằng cách: trong 5 mẫu 25 g, không có mẫu nào vượt quá 100 cfug và trên 3 mẫu có lượng vi khuẩn này dưới 10 cfug. Những điều kiện được khuyến cáo bởi ICMSF (International Commission on Microbiological Specifications for Foods, 1986, 1988). Hướng dẫn thực hành sản xuất tốt (Good Manufacturing Practice) cũng khuyến cáo vi sinh vật ưa ấm hiếu khí phải dưới 5 106 cfug với hơn 3 mẫu trong 5 mẫu dưới 5 105 cfug trong các bao bì sau quá trình chế biến. Khuyến cáo này không bắt buộc và có thể không đạt được cho một vài sản phẩm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC- THỰC PHẨM- MÔI TRƯỜNG BÀI TIỂU LUẬN Đề Tài: Công Nghệ Chế Biến Trái Cây Tươi Fresh-Cut-Fruit GVHD: ThS Huỳnh Phương Quyên Sinh Viên: Lê Thị Yến Nhi Đỗ Phạm Ngọc Hân Lê Quốc Trọng Nguyễn Ngọc Anh Lớp: 1311110631 1311110314 1311110979 1311110150 13DTP05 TP Hồ Chí Minh - 2015 MỤC LỤC Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG I KHÁI NIỆM VỀ FRESH-CUT .6 II TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CÁC SẢN PHẨM TRÁI CÂY FRESH-CUT .7 II.1 Lịch sử hình thành II.2 Tình hình giới Mỹ (2007) II.3 Tình hình Việt Nam Phần 2: NGUYÊN LIỆU 10 I ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TRÁI CÂY TƯƠI 11 I.1 Phân loại trái .11 I.1.1 Phân loại trái theo cấu trúc mô thực vật: 11 I.1.2 Theo vùng phát triển 11 I.1.3 Theo thời vụ thu hoạch .11 I.2 Thành phần hóa học 11 I.2.1 Protein amino acid .14 I.2.2 Acid hữu 15 I.2.3 Carbohydrate 16 I.2.4 Lipid 19 I.2.5 Khoáng 19 I.2.6 Vitamin .23 I.2.7 Nước 23 I.2.8 Hợp chất thơm 23 II CHỈ TIÊU LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU 24 Phần 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT 27 I KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT VÀ SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 28 I.1 Khái quát điều kiện sản xuất 28 I.1.1 Thao tác thực tránh nhiễm chéo 28 I.1.2 Tách biệt khu vực rửa, khu vực tỉa khu vực đóng gói 29 I.1.3 Điều khiển nhiệt độ 29 I.1.4 Dòng khí 30 I.1.5 Sản phẩm thải 30 I.1.6 Thiết bị rửa, nguyên liệu dụng cụ chứa 31 I.1.7 Vệ sinh 31 I.1.8 Trình tự vệ sinh cho người điều khiển .31 I.1.9 Khử trùng Chlorine 31 I.1.10 Điều kiện phân phối, dây chuyền làm lạnh, thời hạn tiêu thụ .31 I.2 Sơ đồ quy trình công nghệ 32 II GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 35 II.1 Thu nhận bảo quản nguyên liệu 35 II.2 Làm sơ loại tạp nhiễm 36 II.3 Phân loại 40 II.4 Gọt vỏ .43 II.5 Giảm kích thước/cắt .46 II.6 Xử lý ngâm .48 II.6.1 Ngâm/rửa nước Chlorine lạnh .49 II.6.2 Các cách xử lý ngâm khác 50 II.7 Loại nước (dư) .53 II.8 Cân đóng gói .55 II.8.1 Phương pháp cân đóng gói 55 II.8.2 Công tác phát kim loại 58 II.8.3 Các dạng bao gói sản phẩm trái chế biến tươi 58 II.9 Bảo quản thành phẩm phân phối 66 Phần 4: SẢN PHẨM 68 I CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM .69 II HÌNH ẢNH SẢN PHẨM MINH HỌA: 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG I KHÁI NIỆM VỀ FRESH-CUT Trái rau chế biến tươi (fresh-cut fruit and vegetable) mặt hàng phát triển nhanh hiệu kinh doanh số sản phẩm ngành công nghiệp chế biến sản phẩm tươi Mặt hàng trái chế biến thường cung cấp cho người tiêu dùng dạng tiêu thụ nhanh trực tiếp, không thông qua chuẩn bị hay chế biến lại Do đó, sản phẩm trái chế biến tươi đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng tiện lợi lại không độ tươi ngon thuộc tính chất lượng mong muốn Tuy nhiên, trái chế biến tươi lại chậm phát triển theo sau mặt hàng rau chế biến tươi chúng gặp nhiều vấn đề cần phải cân nhắc hàm lượng nước sản phẩm cao hoạt tính sinh lý bị gia tăng Chính thế, trình sản xuất trái chế biến tươi cần đến công nghệ lĩnh vực bảo quản nhằm trì chất lượng trái chế biến tươi đảm bảo tính an toàn lúc tiêu thụ Sản phẩm chế biến tươi định nghĩa trái rau tươi (hay kết hợp từ chúng) thay đổi tính chất vật lý từ dạng rau trái gốc giữ trạng thái tươi Những rau trái tỉa, gọt vỏ, rửa cắt dòng sản phẩm sử dụng hoàn toàn (mà không cần phải loại bỏ phần rau trái nguyên vẹn) đóng gói để cung cấp cho người tiêu dùng sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, thuận tiện có giá trị giữ nguyên tươi ngon (IFPA, 2002) Mỗi loại trái có đáp ứng khác trình chế biến tươi Các đáp ứng tùy thuộc vào mức độ trình gây hại xảy bên sản phẩm điều lại bị ảnh hưởng vài nhân tố khác chẳng hạn giống trồng, thao tác thu hoạch, sau thu hoạch, phân phối chất phương thức chế biến Hình 1: Fresh-cut II TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CÁC SẢN PHẨM TRÁI CÂY FRESH-CUT II.1 Lịch sử hình thành Các sản phẩm fresh-cut sản phẩm Các sản phẩm đưa vào tiêu thụ từ năm 1930 siêu thị bán lẻ (IFPA) Trào lưu Mỹ nước Châu Âu Những thập niên gần đây, sản phẩm thật phổ biến thâm nhập vào sở kinh doanh Nhu cầu sản phẩm có lợi cho sức khỏe tiện lợi, áp dụng tiến công nghệ đóng bao bì mở rộng ngành công nghiệp fresh-cut Khởi đầu, hầu hết mở rộng diễn khu vực dịch vụ thực phẩm Những năm 1980, dịch vụ nhà hàng phục vụ nhanh McDonald’s Burger King bùng nổ nhu cầu sử dụng sản phẩm fresh-cut tăng cao (ví dụ sản phẩm salad ăn liền) Nhu cầu tăng lên thu hút nhà nông làm ăn nhỏ lẻ đầu tư vào thiết bị trình chế biến fresh-cut Sự tăng lên nhu cầu dẫn đến ngành công nghiệp sản xuất fresh-cut gia tăng đầu tư nghiên cứu phát triển nhằm vào khâu chất lượng nguyên liệu thô, kĩ thuật đóng gói, thiết bị chế biến, trữ lạnh Sau trở thành trào lưu phổ biến phận thức ăn nhanh, sản phẩm freshcut trở nên phổ biến mức độ buôn bán lẻ IFPA phát triển bao bì tạo thành loại màng đặc biệt điều chỉnh trình hô hấp sản phẩm salad tươi làm chậm lại tốc độ hư hỏng Grimmway Farms từ Bakersfield California giới thiệu nhiều đổi việc đóng gói sản phẩm carrot non phân phối vào siêu thị chương trình ăn trưa trường học nước nước Những sản phẩm tiên phong sản phẩm fresh-cut đạt thành công mức độ bán lẻ Nó dẫn đến hình thành ngành công nghiệp mà đến mở rộng áp dụng cho sản phẩm trái để đem vào phục vụ nhà hàng thức ăn nhanh cửa hàng bán lẻ Sản phẩm fresh-cut mặt hàng ưa chuộng cửa hàng tạp hóa II.2 Tình hình giới Mỹ (2007) Các nhà chế biến sản phẩm chế biến tươi, đặc biệt chế biến salad phân phối sản phẩm họ toàn quốc có khuynh hướng sản xuất sản phẩm thô họ Vì sản xuất với quy mô lớn, nhà sản xuất lớn dễ dàng tiếp cận với thị trường lớn chẳng hạn hệ thống siêu thị Mặt khác, nhà sản xuất địa phương lại có khuynh hướng chế biến mua bán sản phẩm dễ bị hư hỏng chẳng hạn dưa, cà chua, salad để sử dụng Một thuận lợi nhà sản xuất địa phương gần siêu thị đáp ứng nhu cầu phân phối Xu hướng tiêu dùng người Mỹ từ năm 1970 dùng sản phẩm đóng hộp, dùng nhiều sản phẩm tươi lạnh đông Đặc biệt nhịp điệu sống tất bật phát triển nhanh chóng nước Mỹ việc sử dụng nhiều sản phẩm tiện dụng, không tốn thời gian chế biến trì thành phần dinh dưỡng sản phẩm trái chế biến tươi, rau chế biến tươi đóng hộp điều dễ hiểu Tốc độ phát triển sản phẩm fresh-cut tất sản phẩm tươi siêu thị Mỹ tất sản phẩm tươi 52 tuần tính đến 30/7/2007 phản ánh thông qua biểu đồ hình Trong đó, mặt hàng trái chế biến tươi có tốc độ phát triển nhanh tăng nhiều so với sản phẩm tươi khác Đây dấu hiệu cho thấy sản phẩm trái chế biến tươi thu hút số lượng lớn người tiêu dùng Hình 2: Tốc độ phát triển sản phẩm fresh-cut Giá trị bán sản phẩm fresh-cut thông qua kênh siêu thị đạt tổng cộng tỷ USA (52 tuần, tính đến30/6/2007) Trong đó, sản phẩm chiếm 23% giá trị bán số sản phẩm tươi (hình 3) Hình 3: Phần trăm doanh thu sản phẩm fresh-cut thông qua kênh bán hàng Supermarket Channels Số lượng bán trái tươi siêu thị Mỹ năm 2007 biểu diễn hình Ta thấy dưa hấu chế biến tươi sản phẩm người tiêu dùng Mỹ ưa chuộng nhất, tiếp đến hỗn hợp trái chế biến tươi, dứa… Mặt hàng trái chế biến tươi đa dạng Hình 4: Phần trăm lượng tiêu thụ loại sản phẩm fresh-cut II.3 Tình hình Việt Nam Ở Việt Nam, việc sản xuất tiêu thụ trái rau chế biến tươi giai đoạn đầu phát triển Quy mô sản xuất nhỏ lẻ Các sản phẩm trái chế biến tươi bày bán siêu thị, nhiên tính đa dạng mặt hàng trái chưa cao, số lượng bán không nhiều thời gian bảo quản sản phẩm ngắn không trải qua bước xử lý quy trình công nghiệp Phần 2: NGUYÊN LIỆU 10 không cần thiết phải tạo thành phần khí cố định suốt thời gian bảo quản bảo quản khí điều khiển (CA) MAP tạo thành phần khí định trước thay đổi với thời gian Những thay đổi có liên quan với tạo thành nhân tố sinh lý (tốc độ hô hấp…), vật lý môi trường (nhiệt độ, độ ẩm tương đối…) tính chất ngăn cản nguyên liệu bao bì xác định thành phần không khí đặc trưng thời điểm cân MAP ứng dụng rộng rãi cho nhiều loại sản phẩm tươi khác Nói chung, khí điều chỉnh thực chủ động hay thụ động Bao gói khí điều chỉnh chủ động diễn sản phẩm tươi đóng kín vật chứa bán thấm Quá trình hô hấp sản phẩm, phát triển vi sinh vật kết hợp với tính bán thấm vật chứa làm thay đổi thành phần không khí Vì trình hô hấp, sản phẩm tiêu thụ O xung quanh sản sinh CO2, thế, lượng O2 giảm xuống lượng CO2 lại tăng lên Sau giai đoạn điều chỉnh hô hấp tốc độ thấm, trạng thái cố định thiết lập bên bao bì Ở trạng thái này, lượng O2 tiêu thụ CO2 sinh bên bao bì cân với lượng O2 CO2 thấm qua màng Vì thế, việc điều chỉnh không khí chủ động trình phức tạp với nhiều tương tác thành phần biến số Nếu vật chứa không thấm khí, theo lý thuyết, nồng độ O làm thấp xuống gần 0% (trong không khí 21%), nồng độ CO (bắt đầu 0.03% vật chứa) tăng lên đạt tới 20% cao Mặt khác, MAP chủ động đạt cách đuổi không khí bao bì với hỗn hợp khí khác xác định rõ để tạo khí khởi đầu Thông thường, việc sử dụng đầy Nitơ để đem lại nồng độ xác định khí khác bao bì, để ngăn chặn xẹp xuống bao bì Những hiểu biết tính thấm khí màng mỏng (film) sản phẩm cần thiết cho phát triển loại hệ thống MAP Để thiết kế thành công MAP cần phải xác định tốc độ hô hấp hệ số hô hấp (R CO2/RO2) sản phẩm, màng polymer thích hợp với tính cản khí thích hợp, diện tích màng thích hợp, khối lượng sản phẩm thích hợp, thể tích trống thích hợp Kỹ thuật MAP hệ thống có tính tương tác lẫn nhau, cho phép tương tác thông số sinh lý sản phẩm tính chất màng Trong hệ thống đó, có trình xảy đồng thời: hô hấp sản phẩm, thấm khí qua nguyên liệu bao bì truyền nhiệt (Chau Talasila, 1994) Sự thay đổi mặt hô hấp tùy thuộc vào nhân tố như: nhiệt độ, độ chín sản phẩm lượng CO 2, O2, ethylene bao bì Nhiệt độ sản phẩm biến đổi nhiệt cung cấp trình hô hấp Sự thoát nước trái phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt sản phẩm nhiệt độ độ ẩm tương đối (Relative Humidity – RH) vùng xung quanh Tính thấm màng polymer phụ thuộc vào việc bổ sung thành phần hóa chất vật liệu, nhiệt độ xung quanh, độ dày màng, khí thấm khác nồng độ khí qua màng Hiểu phạm vi, mức độ biến số cần thiết để tối ưu hóa tác động MAP lên kéo dài thời gian bảo quản lên sản phẩm FCF chọn Vật liệu cho bao bì Những tiến hóa học công nghệ polymer góp phần vào phát triển chất liệu để ứng dụng vào MAP Cụ thể OPP (Oriented Polypropylene) vật liệu 59 sử dụng nhiều cho MAP, đa phần MAP dùng cho sản phẩm tươi thương mại hóa dạng túi nhỏ Tuy nhiên, hệ thống MAP dùng LDPE (Low Density Polyethylene) mỏng, có đục lỗ cho sản phẩm đóng bao thời gian dài, PVC (Polyvinyl Chloride) lớp cho sản phẩm bao gói khay (tray overwrapped produce) Kỹ thuật cộng ép đùn (coextrusion) cải thiện mặt thiết kế nguyên liệu tính chất đáp ứng nhu cầu hệ thống MAP Hỗn hợp polymer PE đẳng hướng có tỷ trọng thấp trung bình với EVA đại diện thích hợp cho việc ứng dụng MAP nhựa PE cho khả co rút tốt ngăn ẩm tốt, polymer đồng trùng hợp EVA đem đến tính kín tính thấm O2 cao nhựa PE (Robertson, 1993) Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng đục thủng lỗ lên ứng dụng MAP trái chế biến tươi Một vài nghiên cứu đề nghị sử dụng màng đục lỗ vi lỗ để ngăn chặn tình trạng yếm khí (Hirata cộng sự, 1996; Lee cộng sự, 1996; Emond cộng sự, 1991; Hobson Burton, 1989), tác giả khác lại đề nghị dùng màng plastic ceramicfill (Wang cộng sự, 1998; Lee cộng sự, 1992) Vì phạm vi giới hạn tính thấm khí màng plastic tính thấm chọn lọc, không thỏa mãn thích hợp với phạm vi rộng hô hấp sản phẩm, tất nguyên liệu nguyên liệu khác có ứng dụng thành công định MAP, đặc biệt sản phẩm đóng gói FCF Bảng 8: Một vài đặc tính vật lý màng bao plastic sử dụng MAP Màng plastic Bề dày (μm) WVTR (g/m2/ngày ) Cryovac BDF-2001 30 Cryovac D955 hay Impact ‘Cryovac’ D-955 hay Impact Độ thấm khí (cc/m2/ngày) O2 CO2 Tỷ trọng (g/cc) 12.66 12 0.96 25 13.66 4941 19764 0.92 15 23.00 8548 34192 0.92 LLDPE 25 16 – 35 7000 – 9300 30000 RD 106 10200 23200 (WR Grace) LDPE 25 – 23 3900 – 13000 7700 – 77000 0.91 – 0.93 HDPE 25 – 10 520 – 4000 3900 – 10000 0.97 – 0.99 Chú ý: Dựa thông tin cung cấp từ nhà sản xuất trước co màng plastic 20 – 23oC độ ẩm tương đối 60 – 65% WVTR: tốc độ vận chuyển nước Cryovac BDF-2001: màng bao polyolefin đa lớp đồng ép đùn Cryovac D-955 hay Impact: màng bao polyolefin liên kết ngang ‘Cryovac’ D-955 hay Impact: màng bao polyolefin liên kết ngang 60 Những ảnh hưởng MAP lên hệ vi sinh vật trình hô hấp trái chế biến tươi − Ảnh hưởng MAP lên hệ vi sinh vật: Ảnh hưởng thành phần khí tạo hệ thống MAP lên hệ vi sinh vật đường ruột xem xét nghiên cứu kĩ nhiều nhà khoa học (Varoquaux Wiley, 1994; Brackett, 1994) Sự sinh trưởng vi sinh vật chế hệ hư hỏng nhân tố an toàn sản phẩm chế biến tươi, bị tác động thành phần không khí tạo hệ thống MAP Dưới điều kiện thành phần khí thích hợp, hư hỏng biểu qua thay đổi tính chất cảm quan không mong muốn màu sắc, cấu trúc, hương vị hay mùi khả sinh trưởng vi sinh vật gây bệnh Tuy nhiên, MAP trì hoãn ngăn chặn hư hỏng vi sinh không tất yếu cải thiện chất lượng sản phẩm Các thông số tác động lên sinh trưởng vi sinh vật bao gồm đặc tính bên thực phẩm (thành phần dinh dưỡng, pH aw) nhân tố bên môi trường xung quanh, bao gồm thành phần khí môi trường xung quanh nhiệt độ (Parry, 1993)  Ảnh hưởng O2: Khi lượng O2 hiệu trì bao bì để ngăn ngừa hô hấp yếm khí sản phẩm, vi sinh vật hiếu khí gây bệnh phát triển có mặt chất ức chế tác nhân cạnh tranh Lượng O bao bì tác động điều kiện chế biến, nhiệt độ sản phẩm, tính thấm O 2, tốc độ tiêu thụ O2 sinh trưởng vi sinh vật hô hấp sản phẩm Hình 44 phương thức mà áp suất O2 tác động lên tính thấm qua màng polymer tốc độ hô hấp Những ảnh hưởng O2 lên sinh trưởng vi sinh vật phụ thuộc vào loại vi sinh vật Khi vắng mặt O2, sinh trưởng vi khuẩn Gram âm, vi khuẩn hiếu khí gây hư hỏng chẳng hạn Pseudomonas bị hạn chế, sinh trưởng Gram dương, loài vi hiếu khí chẳng hạn Lactobacillus hay Brothothrix lại phát triển mạnh Điều kiện yếm khí có ảnh hưởng nhỏ đến vi khuẩn kị khí tùy tiện (Gram âm Gram dương) (Labuza cộng sự, 1992) 61 Hình 44: Tốc độ thấm tiêu thụ oxy hàm số áp suất oxy bên * bao bì PO đại diện cho lượng oxy tiêu chuẩn mà bao bì đạt (Labuza, T cộng sự, 1992)  Ảnh hưởng CO2 CO2 khí quan trọng ứng dụng MAP Ảnh hưởng ức chế CO2 lên sinh trưởng vi sinh vật tượng phức tạp chưa hiểu cặn kẽ Vi sinh vật tìm thấy điều kiện khí CO khác với chúng tìm thấy không khí Vì nhiệt độ tăng, bảo vệ CO việc chống lại sinh trưởng vi sinh vật giảm xuống CO vượt 5% v/v ức chế sinh trưởng nhiều vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, đặc biệt loài vi khuẩn gây bệnh tâm thần sinh trưởng nhiều loại thực phẩm lạnh (Hendricks Hotchkiss, 1997) Vi khuẩn Gram âm thường nhạy cảm với CO2 so với Gram dương Hầu hết nấm mốc cần CO2 nhạy cảm với lượng CO2 cao Nhiều nấm men sinh trưởng kị khí có khả chống lại CO (vừa phải) Sự kéo dài hoạt tính CO tùy thuộc vào loại, số lượng mức độ trưởng thành vi sinh vật, nồng độ CO 2, aw pH sản phẩm, nhiệt độ bảo quản Tuy nhiên, C.clostridium C perfringen không chịu tác động lớn có mặt CO phát triển MAP tạo điều kiện kị khí Đối với trái có pH cao dưa độc tố Clostridium botulinum phát sau ngày bảo quản 15oC (Lason Johnson, 1999) Thế oxy hóa-khử không thường xem xét MAP, lý khó để đo đạc Tác động oxy hóa-khử lên vi sinh vật chủ yếu có mặt hay vắng mặt O2 và/hoặc CO2 (Hanlin cộng sự, 1995) − Ảnh hưởng MAP lên hô hấp: Trái bị hư hỏng hệ trình hô hấp (Zagory, 1995) Khi vắng mặt O2, hô hấp kị khí xảy tạo hương vị, mùi lạ phá hủy mô chuyển hóa (metabolic), cuối cùng, mô chết đáng kể O Khi áp suất riêng phần O2 hạ xuống quanh 10kPa, hô hấp kị khí xảy ra, tạo thành ethanol CO2 Chất trao đổi bị khử liên hệ với mùi khó chịu tạo tái oxy hóa 62 chất bị khử pyridine nucleotide, NADH NADPH (Flodin cộng sự, 1999) Mặt khác, trao đổi chất hiếu khí gây thay đổi không mong muốn cấu trúc hương vị tiêu thụ đường, tinh bột và chất dự trữ lượng khác cho mô trái Cũng vậy, sản phẩm phụ trình hô hấp nước, nước ngưng tụ bao bì, trở thành nước tự thúc đẩy sinh trưởng vi sinh vật gây hư hỏng gây bệnh Một sản phẩm phụ trình trao đổi chất khác nhiệt lượng, nhiệt tỏa làm giảm hiệu tất biện pháp thực để kiểm soát nhiệt độ suốt trình chế biến, phân phối, tiếp thị… Do vậy, tốc độ hô hấp cao, giải phóng lượng nhanh đáp ứng theo trình trao đổi chất, thế, thời gian bảo quản ngắn Bao gói khí điều chỉnh giúp cân giảm xuống mặt hô hấp chống lại trao đổi chất kị khí Tốc độ tiêu thụ oxy cân với khả thấm oxy màng bao, trì oxy trạng thái cố định lượng cao vừa đủ để ngăn cản hô hấp yếm khí đủ thấp để ức chế tốc độ hô hấp sản phẩm Tuy nhiên, bao gói khí điều chỉnh FCF, hệ gây từ trình chế biến phải đưa vào tính toán Do đáp ứng lại tổn thương, tốc độ hô hấp lát táo chẳng hạn cao đáng kể so với nguyên trái (Gunes cộng sự, 2001) Khi tốc độ hô hấp giống táo nghiên cứu, táo cắt cho thấy tốc độ hô hấp cao táo nguyên trái (Kim cộng sự, 1993) Tốc độ hô hấp tăng lên FCF gây nhiều thử thách cho hệ thống MAP nguyên liệu đóng gói Những đề xuất nồng độ khí điều chỉnh sử dụng cho số loại trái chế biến tươi khác Trong năm gần đây, việc sử dụng khí có nồng độ O cao đề cập nhiều tài liệu Phương pháp xử lý có tác động ức chế trình nâu hóa enzyme, ngăn phản ứng lên men hiếu khí, ức chế phát triển vi sinh vật hiếu khí kị khí có sản phẩm (Kader Ben-Yehoshua, 2000) 63 Bảng 9: Bảng đề xuất nồng độ O2 CO2 sử dụng phương pháp sử dụng khí điều chỉnh cho số loại fresh-cut Sản phẩm/Hình dạng cắt Nhiệt độ (oC) Khí O2 (%) [...]... CỦA TRÁI CÂY TƯƠI I.1 Phân loại trái cây Tùy theo mục đích mà chúng ta có thể phân loại trái cây theo nhiều cách khác nhau Ví dụ, trong bảo quản thì trái cây được phân loại dựa theo khả năng chịu nhiệt hay cường độ hô hấp; trong buôn bán thì trái cây được chia thành chính vụ và trái vụ Các nhà sinh vật học thì phân loại trái cây theo đặc điểm cấu trúc hay theo bộ phận ăn được… I.1.1 Phân loại trái cây. .. thu hoạch − Trái cây chính vụ: đậu trái, phát triển và chín bình thường, tùy thuộc vào đất đai, thời tiết Chất lượng trái cao, trái thơm, ngọt, kích thước lớn, ít bị sâu bệnh − Trái cây trái vụ: vì nhu cầu thị trường, một vài biện pháp sẽ được áp dụng để thúc đẩy cây đậu trái không đúng mùa Chất lượng trái thấp hơn, chua hơn, nhỏ hơn nhưng đổi lại năng suất, sản lượng trái thu được trải đều trong năm... thu hoạch Phương pháp thu mua, điều kiện và thời gian giữa vụ thu hoạch và khi chuẩn bị sản phẩm chế biến tươi cũng có những ảnh hưởng quan trọng lên chất lượng của trái cây và vì vậy cũng ảnh hưởng lên chất lượng của sản phẩm chế biến tươi Những yếu tố khác có ảnh hưởng đến chất lượng của trái cây chế biến tươi bao gồm phương pháp chuẩn bị (độ bén của dụng cụ cắt, kích thước và bề mặt của miếng cắt,... VÀ SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ I.1 Khái quát về điều kiện sản xuất Quy trình sản xuất trái cây chế biến tươi đòi hỏi phải tuân thủ các điều kiện thao tác nghiêm ngặt vì không chỉ để đảm bảo mối nguy từ vi sinh vật được kiểm soát một cách hiệu quả mà còn để giảm thiểu các vấn đề về mặt sinh lý của trái cây, điều này có liên hệ trực tiếp sự duy trì chất lượng trong các sản phẩm chế biến tươi Khu vực sản... của trái cây Nhiều nghiên cứu đã công bố về thành phần trong nhiều loại trái cây khác nhau (Nagy và cộng sự, 1990, 1992; Somogy và cộng sự, 1996) Trong trái cây thành phần chủ yếu của chất hòa tan là đường và acid hữu cơ Những thành phần dinh dưỡng khác cần thiết cho con người cũng có trong trái cây bao gồm protein, carbohydrate, chất béo và dầu, khoáng, vitamin và nước Thành phần hóa học của trái cây. .. lượng của sản phẩm trái cây chế biến tươi là sự kết hợp của nhiều tính chất hay đặc tính, chính điều này quyết định giá trị của chúng đến người tiêu dùng Những thông số chất lượng bao gồm hình dạng bên ngoài, cấu trúc, mùi vị và giá trị dinh dưỡng Tính quan trọng tương đối đối với từng thông số chất lượng phụ thuộc vào loại sản phẩm Khách hàng đánh giá chất lượng của trái cây chế biến tươi dựa trên hình... Lipid Hầu hết trái cây có hàm lượng chất béo thấp hơn 0.5g/100g phần ăn được (Watt và Merrill, 1963) Tuy nhiên, trái bơ có hàm lượng béo cao nhất đạt đến 10 – 20 % Bảng 4 liệt kê những trái cây với hàm lượng béo cao tương đối Bảng 4: Hàm lượng chất béo trong trái cây Trái cây Bơ Vải Oliu xanh Dừa Nguồn: Watt và Merrill, 1963 Chất béo (g/100g) 16 1 13 35 I.2.5 Khoáng Hầu hết thực phẩm đều cung cấp hàm... chính trong trái cây và hàm lượng dao động từ 30 (mãng cầu) đến 600mg/100g (bơ) phần ăn được (Hình 14) Trái cây cũng chứa hàm lượng Na và Mg cao được chỉ ra trong hình tương ứng (Hình 16, Hình 17), hàm lượng Fe trong trái cây được đưa ra trong hình 18 19 Hình 13: Hàm lượng Ca trong 100g ăn được của trái cây (Watt và Merrill, 1963; Wills, 1987) Hình 14: Hàm lượng K trong 100g ăn được của trái cây (Watt... sản phẩm cho đến lúc bán, nhà sản xuất trái cây chế biến tươi phải dán nhãn “hạn sử dụng tốt nhất” trên bao bì Xác định thời gian bảo quản là 31 nhiệm vụ của nhà chế biến Thời gian bảo quản của sản phẩm phải được xác định bằng cách sử dụng các dữ liệu khoa học, phải tính đến nhiệt độ dây chuyền lạnh Để mô phỏng sự phân phối trong thực tế của các sản phẩm chế biến tươi, 2/3 thời gian bảo quản là giữ ở... tùy theo loại trái cây (Bảng 3) và mùa thu hoạch Khi trái chín trên cây, tinh bột sẽ thủy phân thành đường Bảng 3: Hàm lượng tinh bột của một vài loại trái Trái cây Tinh bột (g/kg) Ổi 1 Táo 2 Mít 4 Khế 5 Xoài 5 Bí ngô 17 Chuối 31 Nguồn: Somogyi và cộng sự, 1996; Sanchez-Castillo và cộng sự, 2000; Carrin và cộng sự, 2004 I.2.3.2 Pectin Pectin là một loại “gum” được tìm thấy trong trái cây, nó gây ra