III/ BIẾN ĐỔI CỦA RAU QUẢ
1.3.2.1/ Vi sinh vật gây hại
Vi sinh vật gây hại cho rau quả gồm virus, một số vi khuẩn nhưng chủ yếu là các loài nấm, đặc biệt là nấm hoại sinh hay kí sinh không bắt buộc. Chúng có thể xâm nhập vào rau quả từ nơi trồng hay sau thu hoạch và trong bảo quản.
Rau quả bị nhiễm vi sinh vật làm giảm nghiêm trọng chất lượng. Rau quả sẽ bị giảm các chất khoáng, vitamins. Vi sinh vật làm mất đi mùi thơm và vị đặc trưng của rau quả, đồng thời tiết ra các sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất như các acid hữu cơ, alcohol, xeton, acid béo…., gây ra các mùi hôi, mốc, chua. Ngoài ra, các vi sinh vật này có thể tiết ra độc tố cho sản phẩm rau quả.
Dấu hiệu đầu tiên có thể quan sát bằng mắt thường sự gây hại của vi sinh vật là hiện tượng thay đổi màu sắc. Rau quả khi bị nhiễm bệnh có thể bị biến màu một phần hay toàn bộ bề mặt, làm cho rau quả xuất hiện những chấm đen, hay xám. Các vết biến màu này thông thường sẽ phát triển lan rông tạo ra các khoảng thâm, trũng, thối nhũn. Những biến đổi bên ngoài này làm giảm giá trị cảm quan của rau quả. Ví dụ, ở Thái Lan, qua khảo sát cho thấy rằng, giá xoài bị nhiễm bệnh do nấm
Colletotrichum gloeosporioides giảm đến 70 – 80% so với xoài không nhễm bệnh.
Một số bệnh do vi sinh vật gây ra ở rau quả 1.3.2.2/ Côn trùng gây hại
Rau quả có thể bị nhiễm côn trùng gây hại khi mới thu hoạch về hay trong quá trình bảo quản tại các kho. Ở nước ta, nhất là phía nam, do khí hậu nóng ẩm quanh năm nên rất dễ lây nhiễm cô trùng trong các kho bảo quản.
Các loài côn trùng thường cắn phá lớp vỏ bảo vệ, làm rau quả dễ dàng bị nhiễm các loại nấm gây hại, gây thối hỏng nhanh chóng. Chúng cũng là trung gian truyền bệnh cho người, gây giảm giá trị của rau quả.
2/ Một số phương pháp bảo quản rau quả2.1/ Bảo quản ở nhiệt độ thấp: 2.1/ Bảo quản ở nhiệt độ thấp:
Làm lạnh:
Nhiệt độ rau quả sẽ được giảm xuống từ 10 – (-1)0C. Cách này thường được dùng cho rau quả trồng trong nhà kính. Sự thay đổi chất lượng cảm quan là rất nhỏ. Thời gian tồn trữ rau quả cũng khác nhau. Ví dụ, với khoai tây hay táo có thể bảo quản được đến 6 tháng nhưng cũng có một số rau quả chỉ giữ được trong vài ngày.
Làm đông
Nhiệt độ rau quả được giảm đến -180C. Hầu hết rau tươi được chần trong nước nóng trước khi cấp đông để làm mất hoạt tính enzyme, giảm số lượng vi sinh vật, bảo vệ diệp lục tố. Việc cấp đông cũng phải diển ra nhanh chóng để tránh phá vỡ cấu trúc tế bào.
2.2/ Bảo quản bằng cách làm khô
Phương pháp này giúp làm giảm hoạt độ nước của rau quả, làm ức chế hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn gây hại. Có thể dùng phương pháp phơi khô hay áp dụng kĩ thuật sấy (sấy thăng hoa, sấy phun…). Có thể bảo quản trung bình trong 6 tháng đến 1 năm với tùy loại sản phẩm và phương pháp làm khô.
2.3/ Bảo quản bằng hóa chất
Các chất bảo quản gồm 2 loại:
− Các chất ngăn cản sự hư hỏng do vi sinh vật (sulphit, A.sorbic…)
− Các chất chống oxy hóa thực phẩm (A.ascorbic, tocopherol…)
Các chất này được thêm vào phải theo liều lượng cho phép. Thời gian bảo quản phụ thuộc vào liều lượng và loại hóa chất sử dụng.
2.4/ Bảo quản bằng cách bao kín sản phẩm
Phương pháp này giúp giảm được lương oxy trong bảo quản, làm giảm hoạt động của vi sinh vật và các quá trình oxy hóa rau quả. Bao gồm 2 phương pháp
Đóng gói chân không:
− Chất lượng cảm quan của thực phẩm không thay đổi nhiều
− Thời gian bảo quản phụ thuộc nguyên liệu và cách xử lý trước khi đóng gói
Đóng gói trong khí quyển có điều chỉnh
Với sự tiến bộ trong ngành công nghệ polymer thì cách này đang tỏ ra chiếm ưu thế khá lớn trong việc bảo quản rau quả. Thời gian lưu trữ trong khoảng vài tuần đến vài tháng. Gồm các hình thức:
− CA (controlled atmosphere)
− MA (Modified atmosphere)
− MAP (modified atmosphere packaging)
2.5/ Một số phương pháp khác:
− Chiếu xạ
− Xông khói
− Làm giảm pH của sản phẩm
IV. SỬ DỤNG MÀNG BAO VÀ LỚP PHỦ ĐỂ BẢO QUẢN RAU QUẢ.
1. Khái quát chung về các loại màng bảo quản rau quả.
Rau quả tươi đóng một vai trò quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người. Ăn nhiều rau, quả giúp cơ thể tránh được các bệnh về tim, đột quỵ, ổn định huyết áp và ngăn ngừa một số bệnh ung thư, hạn chế hiệu quả các bệnh liên quan đến đường ruột đặc biệt là viêm ruột thừa, bảo vệ mắt khỏi bị 2 loại bệnh thoái hóa rất phổ biến, đó là đục nhân mắt và chấm đen trong mắt…Tuy nhiên hiện nay vì lý do lợi nhuận và tiện lợi rất nhiều loại hóa chất độc hại nhằm bảo quản rau quả tươi lâu đã được sử dụng. Hóa chất được sử dụng phun lên trái cây để bảo quản trái cây tươi lâu hầu hết đều nằm ngoài danh mục và với hàm lượng không thể kiểm soát được. Không chỉ làm giảm chất lượng của trái cây mà những chất này còn gây ra những bệnh nguy hiểm cho người tiêu dùng. Hiện nay, ngoài việc sử dụng hóa chất cách bảo quản phổ biến nhất là bảo quản lạnh. Nhưng theo các chuyên gia dinh dưỡng, cách bảo quản này không tiết kiệm năng lượng lại đòi hỏi chi phí cao. Chính vì vậy việc sử dụng màng bao bảo quản rau quả đang ngày càng trở thành một phương pháp được nhiều người lựa chọn. Nắm vững một số phương pháp bảo quản rau có thể giúp các bà nội trợ không phải lặn lội đi chợ trong những ngày mùa đông lạnh giá, mưa phùn mà vẫn đảm bảo dinh dưỡng cho gia đình; các nhà vườn có thể bảo quản trái cây tươi lâu trong nhiều tuần tránh được việc bán tháo, bán đổ gây tổn thất…
1.1/Khái niệm về màng bảo quản rau quả.
Màng bảo quản rau quả tươi là vật liệu bao quanh rau quả sau thu hoạch nhằm ngăn cản sự tiếp xúc giữa rau quả tươi và các vi sinh vật phá hủy, khí oxy, hạn chế một phần độ ẩm. Từ đó rau quả sẽ không bị dập úng, không bị phá hủy bởi vi sinh vật hay các tác nhân khác từ môi trường. Hiện nay người ta đã tạo ra rất nhiều loại màng bảo quản, nhưng chúng ta cần chọn lựa loại màng nào tối ưu nhất (rẻ tiền, dễ kiếm, không ô nhiễm môi trường…) (trích từ seminar công nghệ chế biến và bảo quản rau quả, đại học Bách Khoa HCM, 2005-2006)
1.2/Phân loại.
Nếu dựa vào nguồn gốc vật liệu tạo màng, có hai loại phổ biến hiện nay: Màng polymer nguồn gốc sinh học và các lớp phủ ăn được.
Màng đóng gói theo phương pháp điều chỉnh khí quyển MAP (modified atmosphere packaging)
1.3/ Tác dụng của màng.
Màng bọc lên bề mặt vỏ trái cây sẽ có tác dụng: Kìm hãm quá trình hô hấp.
Tạo dáng vẻ.
Ngăn ngừa nấm bệnh xâm nhập.
Làm giảm quá trình thoát hơi nước trên bề mặt vỏ trái cây. (Guilbert & Biquet, 1989) → màng bao sẽ giúp kéo dài thời gian tươi ngon của trái cây sau thu hoạch.
1.4/ Đặc tính của màng.
Không độc, không mùi vị.
Điều khiển được tính thấm khí và khả năng ngăn ngừa sự thoát ẩm của rau quả đối với môi trường xung quanh.
Có tính đàn hồi, khó bị xé rách.
2. Màng polymer sinh học.2.1/ Khái quát chung. 2.1/ Khái quát chung.
Nói chung các polyme sinh học đều có hiệu quả cao và dễ chế biến thành màng mỏng nhờ công nghệ gia công chất dẻo thông thường; các polyme sinh học nguồn gốc tự nhiên phổ biến nhất được sử dụng hiện nay là những polyme có nguồn gốc polysaccarit và protein. Polysaccarit tan được sử dụng để tạo ra các lớp mỏng vật liệu ăn được trên bề mặt thực phẩm hoặc giữa các thành phần thực phẩm với nhau. Các màng này hoạt động như chất ức chế ẩm, khí, hương vị và vận chuyển chất lỏng.
Chúng có thể bao gồm các chất chồng oxy hóa, tác nhân chống vi khuẩn, chất bảo quản và các chất phụ gia khác để tăng tính nguyên vẹn cơ học hay các đặc tính trong quá trình xử lý, chất lượng thực phẩm và để thay đổi độ bóng bề mặt. Nhiều loại polysaccarit tan và các dẫn xuất của chúng có thể sử dụng để phủ bao gồm alginat, carageenan, xenlulozo và dẫn xuất pectin, tinh bột và dẫn xuất…Gần đây protein cũng được coi là chất liệu tạo màng dễ phân hủy. Protein rất hấp dẫn các nhà hóa học polyme vì chúng có nhiều chức năng về mặt hóa học, protein sẵn có trong tự nhiên và khá phù hợp cho công nghệ tạo màng.
Màng polysaccarit và protein chắn khí tốt nhưng chắn ẩm kém. Tuy nhiên hiện nay đã phát triển được một số loại màng protein bền với nước.
2.2/ Các loại vật liệu sử dụng trong các lớp phủ ăn được và màng.
Rất nhiều loại vật liệu khác nhau có thể được sử dụng trong các lớp phủ và công thức tạo màng. Những mô tả về các loại thành phần chính phổ biến nhất hay các loại màng được đưa ra dưới đây.
2.2.1/ Các lipit.
Lipit bao gồm các nhóm hợp chất kỵ nước, với các ester trung hòa của glycerol và các acid béo. Chúng cũng bao gồm sáp. Các acid béo và các alcohol thiếu sự toàn vẹn về mặt cấu trúc và thường bền ở dạng tự do giúp tạo màng tốt. Có bản chất dễ gẫy, lipit thường được kết hợp với một cấu trúc mạng lưới của vài hợp chất jhac1 chẳng hạn như polysaccharide. Các hợp chất lipit vì thế thường xuất hiện trong các lớp phủ hỗn hợp từ ít nhất hai thành phần. Các mạng lưới củng cố này, nếu được làm từ các polymer ưa nước, có thể ảnh hưởng đến khả năng chống chịu của màng đối với sự vận chuyển hơi nước. Tổng quát, các loại dầu không chống lại sự thấm các loại khí và hơi nước tốt bằng các dạng sáp rắn. Stearyl alcohol là vật liệu chống thấm O2 tốt nhất. Tóm lại, các lớp phủ có bao gồm các lipid dạng rắn lên đến 75% có thể sử dụng cải thiện vẻ bề ngoài của lớp phủ mà không làm mất đi đặc tính chống ẩm, nhưng nếu chỉ dưới 25% dạng rắn, tính thấm sẽ tăng lên.
Một số các loại dầu như: dầu parafin, dầu khoáng, dầu hải ly (castor oil), dầu cải, acetylate monoglyceride, và các loại dầu thực vật (dầu phộng, dầu bắp, dầu nành) có thể được sử dụng kết hợp với các thành phần khác hoặc sử dụng riêng để phủ các sản phẩm thực phẩm. Các loại sáp như: parafin, carnauba, sáp ong và các sáp polyethylene cũng có thể sử dụng kết hợp hay độc lập để làm lớp phủ thực phẩm.
2.2.2/ Các Protein.
Các loại protein đã được sử dụng cho các ứng dụng phi thực phẩm nhờ đặc tính tạo màng của chúng từ thời cổ đại dưới dạng các hợp chất keo, sơn da thuộc, các lớp phủ giấy và mực. Gần đây hơn, các vật liệu protein, chằng hạn như protein casein của sữa và protein zein của bắp đã được dùng làm màng phủ ăn được cho các loại thịt xay, cũng như các loại hạt và sản phẩm bánh ke. Các lớp màng protein có nguồn gốc thực vật bao gồm zein bắp, gluten bột mì, protein đậu nành, protein đậu
phộng. Keratin, collagen, gelatin, casein và protein whey sữa là những loại màng có nguồn gốc động vật. Điều chỉnh giá trị pH của các lớp màng protein có thể làm thay đổi dạng màng và tính thấm. Hầu hết các màng protein thì hút nước và vì thế không phải là vật cản ẩm tốt. Tuy nhiên các màng protein khô như zein, gluten bột mì, và đậu nành thì có tính thấm O2 kém.
2.2.3/ Các cacbohydrate.
Polysaccharide được sử dụng trong thực phẩm với tác dụng làm đặc, làm bền, tác nhân tạo gel và nhũ hóa. Chúng cũng có thể là các tác nhân để sản xuất những màng ưa nước từ những nguồn dồi dào và có thể phục hồi với rất nhiều dạng có tính dẻo, tương đối ít thấm khí, nhưng lại kém chống nước.
2.2.3.1/ Xenlulozo.
Xenlulozo là dạng polysacchride chiếm số lượng nhiều nhất, là một thành phần chính cấu tạo nên thành tế bào. Xellulozo được cấu tạo bởi các đơn phân là các phân tử glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4. Dưới trạng thái tự nhiên, xenlulozo không tan trong nước, nhưng những dẫn xuất của chúng như Natri- carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC) và hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) thì tan trong nước. Các loại dẫn xuất này có các tính thấm nước và khí khác nhau và là những chất tạo màng tốt. CMC và MC không độc, được sản xuất ở Mỹ và hầu hết các quốc gia Châu Âu. HPC và HPMC không được phép sử dụng cho thực phẩm ở nhiều quốc gia. Vài loại màng thương phẩm được sản xuất từ xenlulozo như, TAL Pro-long (Courtaulds Group, London), Semperfresh (United Agri Products, Greeley, Co) và Nature Seal (EcoScience Corp, Orlando, FL). Một số sản phẩm từ xenlulozo khác được gọi là sợi cellulo (cellulo fiber), sản phẩm này được tạo nên từ vi khuẩn xenlulozo qua quá trình lên men hiếu khí xenlulozo của chủng Acetobacter.
2.2.3.2/ Pectin.
Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và ester methyl của chúng. Pectin có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây. Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào, và dạng hòa tan pectin tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào. Về mặt cấu tạo, Pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các mạch của phân tử acid D- galacturonic C6H10O7, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside. Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl (-OCH3). Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng trăm đơn vị galacturonic. Pectin phân làm hai loại. HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao: MI >7%, trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE >50%). LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI <7%, khoảng từ 3-5%, trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE <50%).
Các lớp màng phủ từ pectin nhìn chung có tốc độ thấm nước cao do bản chất ưa nước của chúng. Việc này có thể cải thiện bằng các them vào thành phần tạo màng paraffin hay sáp. Độ căng giãn của màng pectinic acid tăng lên khi số nhóm methoxyl tăng.
2.2.3.3/ Chitin/ Chitosan.
Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, nhưng không giống chitin nó lại tan được trong dung dịch acid.
Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza. Chitin là thành phần chủ yếu của mô biểu bì ở côn trùng và giáp xác. Về cấu tạo nó gần giống với xenlulozo và cũng có chức năng tương tự. chitin là một polyme mạch thẳng trọng lượng phân tử cao gồm các đơn vị N- acetyl-D glucosamin được nối với nhau bởi các liên kết β-D 1-4. Nó là một loại vật liệu không tan giống xelulozo và phản ứng hóa học thấp. Giống như xenlulozo, nó cũng có chức năng như một polysaccarit tạo cấu trúc. Nó có nhiều trong giáp xác, côn trùng, nấm, vỏ tôm, cua. Vỏ xương của các loài giáp xác này chứa khoảng 75% canxi cabonat và 15-20% chitin. Về tác dụng tạo màng và đặc tính tạo màng của chitin và chitosan sẽ được đề cập trong phần ứng dụng.
2.2.3.4/ Tinh bột.
Tinh bột là polysaccarit dự trữ chủ yếu của thực vật bậc cao có trong hạt, củ, rễ và một lượng nhỏ trong thân và lá. Nó tồn tại dưới dạng không tan trong nước, các hạt hình cầu với hình dạng, kích thước và phân bố kích thước đặc trưng cho từng loại thực vật. Các vật liệu từ tinh bột (amylose, amylopectin và các dẫn xuất) đã được sử dụng để tạo nên các lớp phủ. Những màng này được cho là bán thẩm thấu với khí CO2 nhưng lại không thấm O2. Hầu hết tinh bột đều gồm 25% amylose và 75% amylopectin, trừ tường hợp bắp lai ghép, có tỷ lệ 50%-80% amylose. Trong hai loại này, amylose thì