Tiểu luận Tìm hiểu về kỹ thuật map trong bảo quản rau quả tươi. Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, thành phần không khí trong bảo quản rau quả tươi bằng phương pháp MAP

Ngoài việc được sử dụng trực tiếp, rau quả tươi còn được chế biến thành nhiều dạng sản phẩm khác nhau như: mức, rau quả đóng hộp, các loại nước trái cây,…Vì vậy việc kéo dài thời gian bả

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

GVHD: Hoàng Thị Trúc Quỳnh NHÓM 5:

1 Huỳnh Quốc Thiện 2005140548

2 Lê Thị Mỹ Hạnh 2005140145

3 Nguyễn Thị Nhã Uyên 2005140715

TP.HCM, ngày 17 tháng 10 năm 2016

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

STT HỌ TÊN MSSV NHIỆM VỤ THÀNH HOÀN

Tìm hiểu về kỹ thuật MAP, lựa chọn nông sản cụ thể

để xây dựng điều kiện bảo quản & tổng hợp bài.

X

Tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến nông sản và phân tích mức độ ảnh hưởng & tổng hợp, chỉnh

X

Mục Lục

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VÊ KỸ THUẬT MAP TRONG BẢO QUẢN RAU QUẢ 6

1 Tổng quan về phương pháp MAP 6

1.3 Nguyên tắc của phương pháp MAP 6 1.4 Đặc tính của màng MAP 7

2 Kỹ thuật MAP trong bảo quản rau quả 8

Kỹ thuật vận hành của EMAP 8

4 Các thiết bị dùng trong phương pháp MAP 11

4.1. Thiết bị Snorkel machines – Máy sử dụng ống hút khí để hút chân không 11 4.2. Vacuum chamber machines – Máy hút khí bằng buồng hút chân không 11 4.3. Form, fill and seal machines 12

CHƯƠNG 2: NHỮNG ẢNH HƯỞNG TRONG PHƯƠNG PHÁP MAP 13

1 Các yếu tố kiểm soát trong kỹ thuật MAP 13

2 Ảnh hưởng của nhiệt độ , độ ẩm, khí quyển trong phương pháp MAP 15

3 Các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến bảo quản nông sản 19

2 Xây dựng điều kiện bảo quản 22

2.3 Kết hợp bảo quản lạnh 25 2.4 Kết hợp dung hóa chất 25

Lời mở đầu

Việt Nam có khí hậu nhiệt đới, bốn mùa quanh năm đều có nông sản thu hoạch Nông sản hay rau quả là thành phần không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày của mọi người, cung cấp cho con người một lượng lớn chất dinh dưỡng Ngoài việc được

sử dụng trực tiếp, rau quả tươi còn được chế biến thành nhiều dạng sản phẩm khác nhau như: mức, rau quả đóng hộp, các loại nước trái cây,…Vì vậy việc kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi cho đến lúc chế biến là rất cần thiết

Do đó, cần có kỹ thuật bảo quản, chế biến để nâng cao chất lượng nông sản Việc nâng cao chất lượng của nông sản có ý nghĩa rất lớn, đảm bảo được chất lượng nông sản sau thu hoạch

Chương 1: Tìm hiểu vê kỹ thuật MAP trong bảo

quản rau quả

1 Tổng quan về phương pháp MAP

1.1 Lịch sử hình thành

Tính năng của công nghệ bảo quản bằng cách bao gói sản phẩm trong khí quyển thay đổi nhằm kéo dài tuổi thọ thực phẩm Trong thập niên 1920, các nhà khoa học trong khi làm việc tại một cơ sở nghiên cứu về một nhiệt độ thấp, tại Cambridge, vương quốc Anh, đã thấy rằng tuổi thọ của những quả táo có thể gia tăng bằng cách tồn trữ chúng trong các môi trường với những nồng độ O2 thấp còn khí CO2 cao, và trong thập niên 30 khi thịt bò được vận chuyển trong các môi trường có khí CO2 thì thời gian bảo quản của chúng tăng gấp 2 lần

Các ứng dụng thương mại của việc sử dụng phương pháp bảo quản bằng khí quyển thay đổi đã được áp dụng từ những năm 1930 Đã có những nghiên cứu về hiệu quả kéo dài thời gian sử dụng khi áp dụng CAS với các sản phẩm thịt tươi : Killefer (1930) báo cáo tăng được gấp đôi thời gian bảo quản của thịt lợn và thịt cừu lạnh khi lưu trữ trong môi trường CO2 100% Các sản phẩm bán lẻ sử dụng phương pháp MAPđược giới thiệu đầu năm 1970 Các sản phẩm thịt tươi và chế biến tại Châu Âu trong những năm 1980 đều tập trung sử dụng MAP để thuận tiện trong quá trình phân phối

lẻ Trong những năm gần đây, MAP mở rộng phạm vi, đã được ứng dụng rộng rãi trong các loại thực phẩm đóng gói bao gồm : thịt, cá, bánh mì, bánh ngọt, phomat, rau,trái cây…

1.2 Định nghĩa

Bao gói trong khí quyển điều chỉnh Modified Atmosphere Packaging (MAP) là

phương pháp đóng gói một sản phẩm dễ hưng hỏng trong môi trường khí quyển có thành phần được thay đổi khác với không khí thông thường Các loại thưc phẩm đóng gói trong khí quyển điều chỉnh thích hợp có thể kéo dài thời hạn sử dụng, nâng cao chất lượng và thuận tiện trong quá trình phân phối

Phân biệt MAP và CAS: Lưu trữ với khí quyển được kiểm soát (CAS: Controlled Atmosphere Storage) là phương pháp bảo quản với thành phần khí quyển được duy trìkhông đổi, bằng cách theo dõi và bổ sung các khí liên tục trong suốt quá trình bảo quản

1.3 Nguyên tắc của phương pháp MAP

Sử dụng lớp bao bì có tính thẩm thấu chọn lọc đối với các loại khí nhằm thay đổi thành phần khí quyển chung quanh rau quả, hạn chế hô hấp và hoạt động của vi sinh vật, kéo dài độ tươi lâu sản phẩm nhờ giảm sự hô hấp và giảm tốc độ lão hoá sản phẩm mà không hoàn toàn cản trở quá trình hô hấp hiếu khí Rau quả là những thực phẩm còn hô hấp sau thu hoạch Do đó sự ảnh hưởng qua lại giữa bao gói và rau quả

là vô cùng quan trọng Nếu lượng O2 nhiều, đường được tổng hợp thúc đẩy quá trình chín quả, làm giảm thời gian bảo quản Do vậy lượng O2 cần được hạn chế, lượng CO2 tăng lên Tuy nhiên nếu lượng O2 quá thấp (< 3%) sẽ dẫn đến hô hấp yếm khí cũng ảnh hưởng không tốt đến chất lượng của rau quả Vì vậy, sự thấm khí (CO2, O2)của màng bao cần được thiết kế phù hợp với sự hô hấp của rau quả

 Ưu điểm

- Thời gian bảo quản có thể tăng lên 4 lần

- Giảm tổn thất khối lượng

- Giữ được độ tươi của sản phẩm

- sản phẩm giữ độ tươi nguyên

- Ít hoặc không cần dùng chất bảo quản

- Có thể tránh được tổn thương lạnh ở một số loại rau quả khi áp dụng phương pháp bảo quản lạnh

- Có thể hạn chế được sự phát triển của vi sinh vật và các loài côn trùng

- Có thể phân phối sản phẩm đi các nơi xa hơn, giảm chi phí phân phối

- Việc phân phối các sản phẩm lát rời dễ dàng hơn

- Tăng tính thẩm mỹ trong trưng bày, sản phẩm được nhìn thấy rõ ràng và toàn

- Đối với từng loại sản phẩm khác nhau thì sẽ có một công thức khí khác nhau

- Có thể gây những tổn hại sinh lý của một số loại rau quả như tạo những vết đen

ở khoai tây

- Tạo nên sự chín không đều của một số loại quả như chuối và cà chua (O2 5%)

- Nồng độ CO2 cao có thể ảnh hưởng đến chất lượng rau quả như sự xuất hiện màu nâu khi CO2 đạt 10%, tạo vết chấm bầm hoặc tăng độ bột trên một số giống táo, gây hư hỏng, sinh vị lạ cho một số loại rau như súplơ, xà lách, đậu Đòi hỏi thiết bị đặc biệt và phải có công tác huấn luyện

- Gia tăng thể tích bao gói, ảnh hưởng đến chi phí vận chuyển và không gian trong buôn bán lẻ Sản phẩm sẽ không an toàn khi bao bì bị xì thủng Giá thànhcao

1.4 Đặc tính của màng MAP

Kéo dài độ tươi lâu của sản phẩm và giảm tốc độ lão hóa cảu sản phẩm mà không cản trở quá trình hô hấp hiếu khí Không giống như kiểu đóng gói sát khít vào sản phẩm, MAP có khả năng kiểm soát luồng khí lưu chuyển vào và ra, nó có thể kéo dài đáng

kể thời gian được bảo quản an toàn cho rau quả Không phải tất cả các loại màng MAP đều được chế tạo có đặc tính giống nhau, tùy theo loại sản phẩm mà nó bao gói, MAP sẽ có đặc tính thích hợp với loại sản phẩm đó Các loại rau quả khác nhau thì có cường độ hô hấp khác nhau, do đó khi chế tạo MAP người ta phải nằm rõ mức độ hô hấp của từng loại rau quả cần bảo quản

Xoài được bảo quản ở nhiệt độ lạnh

thích hợp sau 3 tuần, có sử dụng màng

MAP (phải) và xoài đối chứng (trái)

Vải được bảo quản ở nhiệt độ lạnh thích hợp sau 3 tuần, có sử dụng màng MAP (trái) và vải đối chứng (phải)

2 Kỹ thuật MAP trong bảo quản rau quả

Kỹ thuật vận hành của EMAP

 Điều kiện yếm khí

Do sự hô hấp làm giảm hàm lượng O2 và CO2 nên điều kiện yếm khí nhanh chóng chiếm ưu thế, kết quả là gây ra mùi khó chịu cho rau quả

Hình: Quá trình hô hấp yếm khí

C6H12O6  CO2 + Aldehyd + Acid hữu cơ + Rượu

Một phần tử đường chỉ tạo ra 2 phân tử ATP và chỉ 5% nhiệt được tạo thànhtrong suốt quá trình hô hấp yếm khí của rau quả

 Điều kiện hiếu khí

Trong những bao bì có độ thấm khí cao, thành phần khí quyển bên trong bao gói lạitương tự như bên ngoài, do đó mà sự hô hấp sẽ không hề bị giảm đi

Hình : quá trình hô hấp hiếu khí

Trong điều kiện trên, phản ứng chuyển hóa đường xảy ra như sau:

Hình: quá trình hô hấp khi bải quản MAP

Dưới điều kiện khí quyển được hiệu chỉnh một cách chính xác, hàm lượng O2 có sẵn rất ít cho việc chuyển hóa đường thành năng lượng, do đó mà làm giảm sự thất thoát sản phẩm

Bảng : cương độ hô hấp của một số loại rau quả

Phân loại Cường độ hô hấp(mg / kg /

h)

Loại rau quả

Thấp 10 - 20 Bắp cải, cà chua

Vừa phải 20 - 40 Cà rốt, cần tây

Cao 40 - 70 Rau diếp, củ cải

Cực kì cao > 100 Bông cải xanh, đậu Hà Lan

3 Các phương pháp MAP

3.1 Phương pháp thụ động (Passive MAP)

Phương pháp này được thực hiện khá đơn giản, đầu tiên rau trái qua chế biến hay xử

lý thô sau đó cho vào bao bì và tiến hành ghép mí Trong phương pháp này thành phầnkhông khí không có sự hiệu chỉnh Rau trái trong bao bì thời gian đầu bảo quản sự biến đổi diển ra một cách bình thường, qua thời gian sự hô hấp là cho thành phần khí thay đổi và đạt đến tỷ lệ mong muốn có thể ức chế hoặc kìm hãm các quá trình sinh trưởng và phát triển đang diển ra trong rau trái

3.2 Phương pháp chủ động (Active MAP)

Trong phương pháp này hỗn hợp khí đã được trộn sẵn với tỷ lệ thích hợp được thổi vào bao bì chứa rau trái, vì vậy trong phương pháp quá trình sinh trưởng và phát triển

đã bị kìm hãm ngay từ thời gian đầu bảo quản Dựa vào thành phần và tỷ lệ các loại khí trong bao bì có thể phân thành các hướng ứng dụng như: phương pháp sử dụng nồng độ oxy thấp (low oxygen MAP), phương pháp sử dụng nồng độ oxy cao (hight oxygen MAP), phương pháp sử dụng khí CO (carbon dioxide MAP)…Tuy nhiên việc

áp dụng các phương pháp này trong từng loại rau trái phải trải qua nghiên cứu thực nghiệm

3.3. Carbon monoxide MAP

Phương pháp này ít phổ biến do sự lo ngại về tính an toàn khi sử dụng, tuy nhiên nghiên cứu về lĩnh vực này đã xuất hiện từ lâu Năm 1970, nghiên cứu việc kéo dài thời gian sử dụng trên rau diếp lạnh đông Năm 2002 luật pháp Hoa kỳ chính thức chophép sử dụng trong các sản phẩm phân phối trên thị trường Khả năng bảo quản của phương pháp chủ yếu là do vai trò của khí CO, tuy vậy thông thường phương pháp này thường kết hợp với phương pháp oxy thấp để tăng khả năng ức chế

3.4. High carbon dioxide MAP

CO2 với lượng 20-30% có khả năng hạn chế sự phát triển của vi sinh vật đặc biệt là các vi khuẩn hiếu khí và nấm mốc Phương pháp sẽ đạt hiệu quả cao nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp lý do là khả năng bão hòa CO2 gia tăng khi giảm nhiệt độ, môi trường cóchứa CO2 hòa tan sẽ tạo áp lực thẩm thấu ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của sinh vật dẫn đến ức chế hay kìm hãm hoạt động sống của chúng

3.5. High oxygen MAP

Phương pháp này sử dụng nồng độ oxy cao trong hỗn hợp khí thổi vào ban đầu mục đích là duy trì hàm lượng oxy luôn lớn hơn 40% so với các khí khác trong suốt thời gian bảo quản

4 Các thiết bị dùng trong phương pháp MAP

4.1 Thiết bị Snorkel machines – Máy sử dụng ống hút khí để hút chân

không

Nguyên tắc hoạt động : Sản phẩm cần bao gói được công nhân cho vào các túi bao bì plastic đã hàn kín một đầu, đầu chưa hàn kín được đặt vào vị trí hàn miệng bao của máy Snorkel machines, tại đây ống hút khí dạng bản mỏng được đưa vào bên trong bao bì Máy hoạt động hút hết không khí bên trong bao bì tạo môi trường chân không, sau đó một hỗn hip khí thích hợp được nạp vào bên trong bao bì qua ống hút này Ốnghút khí được bộ phận của máy đưa ra khỏi bao bì chứa sản phẩm và miệng bao được máy hàn kín lại bằng nhiệt

4.2 Vacuum chamber machines – Máy hút khí bằng buồng hút chân không

Nguyên tắc hoạt động : Sản phẩm cần bao gói được công nhân đặt vào trong túi nhỏ dạng màng, Buồng hút được mở ra và túi dạng màng chứa sản phẩm được đặt vào bêntrong buồng, sau đó buồng hút được đóng lại Người ta cho máy hoạt động để hút hết phần không khí bên trong bao bì, cả phần không khí trong khoảng không buồng hút cũng được rút chân không Khi môi trường bên trong buồng hút là chân không thì mộthỗn hợp khí thích hợp được nạp vào qua một ống dẫn khí Túi bao bì sau đó được hàn kín bằng nhiệt và người ta mở nắp buồng lấy sản phẩm ra ngoài

4.3 Form, fill and seal machines

Nguyên tắc hoạt động : Sản phẩm cần bao gói được đặt trên băng tải có phủ một lớp màng bao, sản phẩm được đưa đến hệ thống nạp khí Trước khí vào hệ thống nạp khí,sản phẩm được phủ lên trên một lớp màng bao nữa Trong hệ thống nạp khí, thành phần khí thích hợp được nạp liên tục vào bên trong không gian hệ thống và giữa sản phẩm cùng 2 lớp bao bì Sau đó 2 mép cạnh của bao bì được hàn kín bằng nhiệt rồi ra khỏi hệ thống nạp khí qua bộ phận hàn kín 2 đầu còn lại của bao bì và cắt rời từng sảnphẩm.

Một số sản phẩm bao gói bằng phương pháp MAP

Chương 2: Những ảnh hưởng trong phương pháp

Khi MAP được áp dụng để kéo dài thời gian bảo quản thì yếu tố cần quan tâm nhất là chủng loại vi khuẩn có thể gây nên sự hư hỏng trong thực phẩm đó Khí, màng bao, nhiệt độ bảo quản… có thể được sử dụng để tiêu diệt hoặc làm chậm sự phát triển của các vi sinh vật đó Hỗn hợp khí của CO2, O2, N2 thường được sử dụng nhất (Zeuthen and Bogh-Sorensen, 2003) Thực tế thì vi khuẩn Gram âm thì nhạy cảm với CO2 hơn

là vi khuẩn Gram dương Vi khuẩn Gram âm như là Pseudomonas spp, Acinetobacter spp và Moraxella spp thì bị tiêu diệt ở nhiệt độ thấp Vì vậy sản phẩm được bao gói với hàm lượng CO2 cao và bảo quản ở nhiệt độ thấp thì vi khuẩn Gram dương sẽ phát triển mạnh mẽ do không có sự cạnh tranh (Church, 1994) Bacillus licheliformis và Leuconostoc mesenteroides là chủng vi khuẩn phát triển được trong một loại bánh xốpkiểu Anh được đóng gói với khí bao gồm 60% CO2 và 40% N2 (Gibson et al., 2000) 100% CO2 được sử dụng sẽ làm chậm sự phát triển của Clostridium botulium và hiệu quả này sẽ tăng khi kết hợp với một nồng độ NaCl thích hợp ở nhiệt độ thấp

(Devlieghere et al., 2001) Sự thiếu O2 trong khí quyển sẽ ngăn chặn sự phát triển của

vi sinh vật hiếu khí Môi trường kị khí sẽ làm tăng sự phát triển và sinh độc tố của Clostridium botulium Vì vậy môi trường yếm khí được sử dụng một cách thận trọng trong kỹ thuật MAP (O'Connor-Shaw and Reyes, 2000) Những yếu tố khác như pH, chất bảo quản, nhiệt độ thấp được ứng dụng để kết hợp với phương pháp bảo quản yếm khí hoặc ngăn chặn các mần bệnh khác (Dufresne et al., 2000)

1.2 Yếu tố sinh lý

Rau quả sau thu hoạch hoặc thịt sau giết mổ vẫn còn những biến đổi sinh lý Chúng ảnh hưởng đến thời gian bảo quản và chất lượng của sản phẩm tươi hoặc sản phẩm chế biến được bao gói bằng MAP, vì vậy tùy loại sản phẩm, biến đổi sinh hóa của chúng, nhiệt độ bảo quản mà chúng ta sẽ thiết lập một công thức MAP riêng cho chúng Rau quả sau thu hoạch có nhiều biến đổi sinh lý phức tạp Những biến đổi này liên quan đến quá trình hô hấp, quá trình này chịu ảnh hưởng bởi điều kiện môi trườngnhư là không khí, độ ẩm, nhiệt độ và tình trạng vật lý của chúng (Cantwell, 1995) Thịt sau giết mổ sẽ xảy ra hàng loạt các phản ứng hóa học diễn ra trong mô thịt, những biến đổi sinh lý ở thịt tươi bắt đầu bằng sự co cứng (rigor mortis), thời gian co cứng phụ thuộc vào loại và kích cỡ của con vật Ngoài ra O2 cần thiết để duy trì màu

đỏ của thịt

1.3 Yếu tố hóa học

Các biến đổi hóa học ảnh hưởng đến chất lượng của thực phẩm, nhiều phản ứng oxy hóa trong tự nhiên như là oxy hóa lipid, phản ứng Maillard, sự oxy hóa làm biến màu của chlorophyll, carotenoid và flavonoid, sự oxy hóa của myoglobin trong thịt đỏ…Sựoxy hóa lipid sẽ phân hủy các acid béo tự do chưa bảo hòa tạo nên những chất gây mùi ôi như là aldehyde, ketone, những acid béo mạch ngắn…Phản ứng Maillard với đường và amino acid là tác nhân chính, có thể làm giảm chất lượng sản phẩm nếu những protein nhạy cảm như lysine bị phá hủy, hay tạo ra những màu hay mùi không mong muốn Sự oxy hóa biến màu làm cho sản phẩm không còn hấp dẫn Mặc khác thịt đỏ sẽ trở nên bạc màu khi thiếu O2 để chuyển hóa myoglobin thành