Công nghệ sau thu hoạch (Chuyên đề rau quả) - Lương Hồng Quang

Công nghệ sau thu hoạch Chuyên đề rau quả ồThS. Lương H ng Quang Khoa Công nghệ Thực phẩm, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh Nội dung bài giảng ` Giới thiệu chung về rau quả ` Phân loại, thành phần, cấu trúc tế bào ` Các thông số chất lượng của rau quả ` Thu hoạch và xử lý sau thu hoạch ` Công nghệ chế biến rau quả Rau Phân loại rau ` Rau ăn củ (rễ - Earth vegetables) ` Hành, hành tây, tỏi, khoai lang, cà rốt, ` Rau ăn lá (rau cỏ - herbage vegetables) ` Rau bina, măng tây, cải bắp, ` Rau ăn quả (Fruit vegetables) ` Cà chua, đậu Hà Lan, bắp ngọt, Nguồn: Diane Barett, UCDavis Quả (trái cây) Các loại trái cây ` Quả mọng (Berries) ` Nho, cà chua, cranberries, ` Quả hạch (Drupes) ` Mơ, cherries, ` Họ bom (Pomes) ` Táo, lê, ` Họ cam chanh (Citrus) ` Cam, chanh, quít, ` Trái cây nhiệt đới (Tropical) ` Chuối, dứa (thơm, khóm), Quả mọng Quả hạch Táo Citrus So sánh Nguồn: Trái cây nhiệt đới Thành phần các chất trong rau quả (%) Nước 70-90 Carbohydrate 4-20 Protein <3.5 Chất béo <0.5% Vit i *am ns Khoáng chất * Nguồn: Diane Barett, UCDavis Thành phần các chất của một số loại rau quả (%) Rau/quả CHO Protein Fat Ash H2O Khoai tây 19 2.0 0.1 1.0 78.0 Khoai lang 27 1.3 0.4 1.0 70.0 Cà rốt 9.1 1.1 0.2 1.0 88.6 Mă tâ 4 1 2 1 0 2 0 7 92 6ng y . . . . . Đậu Hà Lan 17.0 6.7 0.4 0.9 75.0 Chuối 24.0 0.9 0.2 0.5 87.1 Dâu tây 8.3 0.8 0.5 0.5 89.9 Nguồn: Diane Barett, UCDavis Tế bào thực vật Thành tế bào (Cell wall) Không bào (Vacuole) Màng không bào (Tonoplast) Màng tế bào (Plasmalemma/cell membrane) Middle lamella (Pectin glue between cells) Lạp lục (Chloroplast) Tế bào thực vật ` Thành tế bào ấ` Cellulose, các hợp ch t pectic (protopectin), hemicelluloses, lignins ` Nước các hợp chất hòa tan thẩm thấu qua màng, ` Hỗ trợ/hình thành cấu trúc tế bào ` Tế bào chất (Cytoplasm) ` “Matrận” chứa dịch cho proteins, hợp chất cao phân tử khác, các chất hòa tan. ổ` T ng hợp protein ` Nơi thực hiện một số quá trình điều hòa hoạt động của các chất; nơi chứa các “vật liệu” dùng để tổng hợp các glucide, lipid, glycogen; thực hiện các phản ứng trao đổi chất. Tế bào thực vật (tt) ` Không bào (Vacuole) ` Túi (Reservoir) chứa nước và các chất hòa tan (muối khoáng, đường, amino acid, và acid hữu cơ) Đ b bê ài à bá hấ i là l` ược ao n ngo m ng n t m gọ tonop ast ` Các sắc tố (ví dụ anthocyanin) có trong dung dịch của không bào đóng vai trò tạo các màu sắc cho hoa , quả, và lá mùa thu. Các yếu tố chất lượng của rau quả ` Cấu trúc ` Màu sắc ` Hương mùi, ` Giá trị dinh dưỡng Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ` Giống cây trồng ` Độ chín ` Điều kiện canh tác ` Thời gian bảo quản ` Nhiệt độ ` Không khí ` RH Tế bào ảnh hưởng đến cấu trúc ` Thành tế bào tốt/toàn vẹn/không bị tổn thương ` Màng tế bào, tonoplast ` Turgor pressure ` Sự hiện diện của Can-xi ` Tổng hợp Lignin ` Tổng hợp tinh bột ` Enzymes và cơ chất Turgor pressure Ưu trương Đẳng trương Nhược trương Sự kết hợp Ca2+ Nguồn: Màu sắc rau quả ` Vật thể nhỏ hơn tế bào (sub-cellular) ` Chloroplasts, chromoplasts (Tạp sắc) ` Trong chất béo ` H2O ` Các sắc tố (Pigments) ` Chlorophylls ` Carotenoids ` Flavonoids (anthocyanins, anthoxanthins) Sắc tố trong rau quả ` Chlorophylls ` Màu xanh lá cây, tan trong chất béo, đóng vai trò quang hợp Æ có trong lục lạp. Ả h h ở bởi độ ổi H hiệ độ á h á O` n ư ng tu , p , n t , n s ng, 2 ` Carotenoids ế ấ` Màu vàng đ n màu đỏ, tan trong ch t béo, có trong các chromoplasts A th i` n ocyan ns ` Màu tím, xanh da trời (blue), đỏ, tan trong nước, có trong không bào (vacuole) Sắc tố trong rau quả (tt) ` Flavonoids ` Màu vàng, có trong không bào, tan trong H2O ` Tanins ` Màu đỏ, nâu, xanh lá cây, xám/đen ` Tan trong H2O ` Có trong tế bào chất (cytoplasm) ` Betalains ` Màu đỏ ` Tan trong H2O ` Có trong tế bào chất (cytoplasm) Hương mùi của rau quả ` Các hợp chất sơ cấp (primary compounds) ` Hiện diện trong các loại rau quả ` Hợp chất thứ cấp (Secondary compounds) ` Được hình thành trong quá trình xử lý: cắt, vắt/ép, Enzymes ảnh hưởng đến mùi rau quả ` Lipoxygenase ` Hydroperoxide lyase ` Allinase ` Peroxidase Chất dinh dưỡng rau quả cung cấp cho con người ` Năng lượng ` Vitamins ` Khoáng chất ` Xơ thực vật ` Chất chống oxy hóa/dinh dưỡng thực vật Nguồn năng lượng từ rau quả ` Carbohydrates ` Chuối, nho khô, chà là, ` Proteins ` Hạt đậu, mơ khô, quả sung/vả (figs), ` Chất béo ` Trái bơ, ô-liu, hạt có dầu, hạt đậu Chất dinh dưỡng trong rau quả ` Vitamins ` A, B, C, D, E ` Khoáng chất ` K, Mg, Ca, P, Se, ` Carotenoids ` Beta-carotene, lycopene, lutein ` Polyphenolics ` Flavonoids, anthocyanin, ` Glucosinolates Æ isothiocyanates, indoles Chất dinh dưỡng trong rau quả ` Vitamin A ` Mơ, đào, đu đủ, xoài, ` Vitamin C ` Cam-chanh, cà chua, dâu tây, chuối, ` Niacin ` Đào, chuối, mơ, ` Thiamin ` Cam, đào, táo, bơ, Sau thu hoạch rau quả ` Tất cả những công việc SAU thu hoạch rau quả ế ếtươi/ch bi n ` Chế biến, bảo quản ` Khoảng thời gian sau thu hoạch đến người tiêu dùng Chuỗi sau thu hoạch rau quả Thất thoát sau thu hoạch ` Khối lượng ` Mất H2O, hao hụt các vật chất khác ` Hư hỏng do côn trùng, bệnh, va đập thiết bị ` Chất lượng ` Chất dinh dưỡng ` Màu sắc ` Cấu trúc ` Hương, mùi ` >>>Thất thoát tăng tích lũy trong suốt chuỗi sau thu hoạch Thất thoát sau thu hoạch Quốc gia Nguyên liệu Thất thoát STH (%) Tham khảo E t T ái â 20 Bl d 1984gyp r c y on , Rau 30 Nho 28 Khoai tây 18 Cà chua 43 Venezuela Brocolli 49 Guerra và ctv, 1998 Cauliflower 33 ầC n tây 48 Leek 20 Lettuce 35 Nguồn: Diane Barett, UCDavis Thất thoát sau thu hoạch (tt) Công đoạn Các nướcphát triển TB (%) Các nước đang phát triển TB (%) Sản phẩm đến cửa hàng bán lẻ 2-23 12 5-50 22 Cửa hàng bán lẻ, dịch vụ, người 5-30 20 2-20 10 tiêu dùng Tổng cộng tích lũy 7-53 32 7-70 32 Nguồn: Diane Barett, UCDavis Rau quả rất dễ hư hỏng Æ>>> Biện pháp bảo quản chế biến, Nguyên nhân để chế biến/bảo quản rau quả ` Kéo dài tuổi thọ bảo quản, độ tươi rau quả ` Cung cấp cho người tiêu dùng ` Phân phối đến các vùng không trồng được ` An toàn vệ sinh thực phẩm ` Thay đổi cấu trúc màu hương mong muốn, , ` Nâng cao giá trị cảm quan ` Hấp dẫn người tiêu dùng Phương pháp bảo quản rau quả ` Sản phẩm tươi ` Bảo quản lạnh ` Điều chỉnh không khí ` Fresh-cut ` Sản phẩm chế biến ` Đông lạnh ` Sấy khô ` Lên men ` Xử lý nhiệt ế ế` Các phương pháp cải ti n/tiên ti n Nguyên tắc thu hoạch ` Đủ và đúng độ chín sinh lý ` Lựa chọn phương thức thu hoạch hiệu quả ` Thủ công hay máy móc??? ` Tốc độ làm mát sản phẩm ` Bảo quản? ` Thời gian? Nhiệt độ? ` Giải nhiệt trong bảo quản Hô hấp C H O + 606 12 6 2 6CO 6H 0 Nă l2 + 2 + ng ượng Điều kiện tối ưu để bảo quản rau quả ` Giữ rau quả “sống” tươi, tốc độ chín chậm ` Nhiệt độ thấp ` RH cao ` O2 thấp ` CO2 cao ` Ánh sáng thấp ` >>>>> Bảo quản LẠNH Thành phần không khí Không khí (%) Không khí điều chỉnh (%) O2 21 2-15 CO2 0.03 1-10 Nitơ 79 90-97 Ư điể ủ bả ả t khô khí điề hỉ hu m c a o qu n rong ng u c n ` Kéo dài thời gian bảo quản ` Làm chậm trễ quá trình chín ` Làm chậm quá trình thối rữa ` Ngăn chặn các rối loạn sinh lý ` Duy trì cấu trúc ẩ` Duy trì sản ph m trên thị trường ` Chất lượng sản phẩm tốt Phân loại ` Dựa vào các yếu tố ` Kích cỡ, hình dạng, độ chín, tỷ trọng ` Màu sắc ` Cấu trúc ` Khuyết tật, hư, ` Phương pháp ` Thủ công ` Máy móc ` Máy phân loại theo kích cỡ Má hâ l i à ắ` y p n oạ m u s c ` Bể phân loại tỷ trọng Làm sạch ` Mục đích ` Loại tạp chất ngoài đồng dính vào, mảnh vụn, ` Loại vi sinh vật Æ An toàn vệ sinh thực phẩm ` Phương pháp ` Ngâm rửa ` Máng rửa ` Dây chuyền rửa Tách vỏ ` Mục đích ` Loại bỏ vỏ cứng, da ` Cải thiện mùi vị ` Làm sạch sản phẩm ` Phương pháp ` Mài mòn (Abrasive) ` Hấp (Steam) ` Sử dụng NaOH ` Dùng ngọn lửa Các phương pháp chế biến thông dụng ` Xử lý nhẹ/Sơ chế ` Fresh-cut ` Chiếu xạ ` Đông lạnh ` Chế biến vừa ` Chần ` Sấy lạnh ` Áp suất cao ` Xung điện từ ` Chế biến ` Đồ hộp ` Chế biến trong điều kiện vô trùng Mức độ phá vỡ của tế bào Tinh khiết T hiê ứrong ng n c u Tế bào Fresh cut Tế bào phá vỡ một phần Phá vỡ hoàn toàn –- Chiếu xạ Đông lạnh Vi ó Chần Xung điện từ Á ất Đồng nhất Chế biến dạng nước s ng Sấy lạnh p su cao Đóng hộp Quá trình xử lý/chế biến ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ` Mức độ phá vỡ tế bào bằng cơ học ` Chất chống oxy hóa/sử dụng chất chống oxy hóa trong tế bào ` Các chất chống oxy hóa tan trong chất béo/H2O ` Hàm lượng O2 trong và sau quá trình chế biến ` Thay đổi pH ` Hoạt động enzyme (ví dụ: oxidases/hydrolase) ` Ascorbic acid oxidase - Peroxidase ` Polyphenol oxidase - lipoxygenase ` Polygalacturonase - pectinesterase Quá trình xử lý/chế biến ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm (tt) ` Nhiệt độ, thời gian chế biến ảnh hưởng đến các ếphản ứng hóa học; “khả năng trích ly/chi t tách) ` Oxy hóa, thủy phân, polymer hóa ấ ấ` Tạo thành các đơn ch t từ phức ch t ` Độ cứng/mềm của tế bào ề` Nhiệt độ, thời gian/đi u kiện bảo quản Các phương pháp bảo quản ` Fresh-cut ` Sử dụng các chất bảo quản ` Đông lạnh ` Tách nước ` Xử lý nhiệt ` Chần ` Thanh trùng nước quả ` Tiệt trùng ` Các phương pháp chế biến tiên tiến/mới Cắt tỉa sơ bộ (Fresh cut/Minimal processing)- ` Độ tươi của sản phẩm rau, quả được duy trì trong thời gian dài ` Sản phẩm tiện lợi, chuẩn bị sẵn (làm sạch, cắt, ếtạo mi ng, lột vỏ), giàu dinh dưỡng và an toàn thực phẩm. ` Đông lạnh, dùng ni-tơ lỏng ` Sử dụng màng bao (film)/thuộc tính của màng bao ` Các sản phẩm điển hình ` Lettuce, cà-rốt baby, broccoli, cauliflower ` Melons, cà chua cắt miếng Sử dụng chất bảo quản Preservative treatments ` Ngâm trong dung dịch acid ascorbic ` Acid ascorbic (Vit. C) đóng vai trò như một chất chống oxy-hóa bằng cách oxy hóa trước các hợp chất phenolics có trong sản phẩm ` Ngâm trong acid citric/ascorbic Tă ồ độ id Æ Là hẫ t ễ â hó bởi` ng n ng ac m c m r sự n u a enzymes (pH tối thích ~ 7) ` Acid citric kết hợp với các ion kim loại (xúc tác cho phản ứng nâu hóa enzyme) Sử dụng chất bảo quản (tt) Preservative treatments ` Ngâm/xông SO2 ` SO2 ổn định màu thực phẩm bởi hấp thụ O2 (oxygen acceptor) và ngăn chặn quá trình nâu hóa SO là iả hả ứ â hó hi ` 2 cũng m g m p n ng n u a p enzyme (Maillard) vì chúng kết hợp với nhóm aldehyde của đường nên aldehyde không kết hợp được với các, amino acid. ` Tuy nhiên, có nhiều người dị ứng với SO2. Nên chúng thường chỉ được dùng đối với các sản phẩm tươi. Đối với sản phẩm chế biến thì dư lượng trong ả hẩ < 10s n p m ppm. Sử dụng chất bảo quản (tt) Preservative treatments ` Syrup ` Đây là phương pháp cổ điển, có từ lâu đời nhất ứng dụng trong bảo quản. H hế á ì h i hó bởi á / hủ lớ đ ờ bê` ạn c qu tr n ox - a o p p ư ng n ngoài trái cây nhằm ngăn chặn thực phẩm tiếp xúc với O2 trong không khí. ` Thông thường hòa tan acid ascorbic/citric trong dịch syrup để tăng hiệu quả bảo quản. ` Sử dụng dịch syrup sau khi xử lý xông SO2 Các sản phẩm rau quả đông lạnh ` Trái cây ` Dứa cắt khoanh, đào, táo, lê, dâu tây ` Thông thường ngâm/thêm đường trước khi đông l hạn ` Rau ắ` Măng tây, đậu Hà Lan, b p, cauliflower, broccoli, ` Sản phẩm có thể đóng gói trong nước sốt/nước muối Các sản phẩm rau quả xử lý nhiệt ` Thanh trùng ` Nước trái cây, rau ` Kỹ thuật đóng hộp/đồ hộp ` Cà chua, đậu Hà Lan, sữa dừa ` Chế biến trong điều kiện vô trùng ` Tương cà chua, puree trái cây, sữa đậu nành Ưu nhược điểm của các phương pháp bảo quản Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Bả ả l h Đ iả ả hẩ t i Chi hí thiết bị điệo qu n ạn ơn g n, s n p m ươ , giảm thiểu thất thoát nước và các hợp chất khác p cao: , n năng; thời gian bảo quản ngắn ố ấTách nước Đơn giản, ít t n kém, bảo quản lâu, giảm dung khối/khối lượng Ch t lượng & dinh dưỡng giảm; côn trùng phá hoại, giá trị thấp Đông lạnh Chất lượng rất tốt, tươi lâu/~tươi như ban đầu Chi phí cao: thiết bị, điện năng; bảo quản ngắn; dễ làm tổn thương tế bào Nước ép Đơn giản, bảo quản lâu; giảm thể tích/khối lượng; có khả năng nâng cao chất Vốn đầu tư cho dây chuyền thiết bị, có thể đòi hỏi tồn trữ lạnh/tiêu thụ lượng dạng lạnh Đóng hộp Tương đối đơn giản, ATVSTP bảo quản lâu có Vốn đầu tư cho thiết bị; có thể có tác dụng ngược đến, , thể cải thiện chất lượng chất lượng, dinh dưỡng Vitamin A và Carotenoids ` Bảo quản tươi – luôn luôn thất thoát ` Cà-rốt mất 10% beta-carotene/2 tuần bảo quản ` Sản phẩm đóng hộp có thể cải thiện chiết tách ẩcarotenoids từ ma-trận chứa sản ph m. ` Các sản phẩm chế biến từ cà chua có hàm lượng lycopene cao hơn sản phẩm tươi. ` Xử lý nhiệt là nguyên nhân làm giảm hàm lượng beta-carotene và lycopene dạng trans. ` Sản phẩm đông lạnh có thể có hàm lượng beta- carotene cao hơn sản phẩm đóng hộp. Hà l l t á ả hẩ à hm ượng ycopene rong c c s n p m c c ua 1112 910 m g / 1 0 0 g ) 6.5 7.7 6 8 o p e n e ( m 4 ư ợ n g l y c o 0 2 H à m l ư Tươi ĐHN. Trái ĐH - miếng Puree Các sản phẩm cà chua Vitamin C ` Sản phẩm tươi ` Có nhiều trong sản phẩm tươi >> sử dụng càng tươi càng tốt ẩ` Sản ph m đông lạnh ` Thất thoát trong quá trình chế biến, bảo quản ồ` Đ hộp ` Thất thoát nhiều trong quá trình chế biến, ít trong hời i bả ảt g an o qu n ` Rất ít nghiên cứu về sự thất thoát khi nấu ăn tại hàn . Vit C thất thoát trong sản phẩm sau nấu. 80 90 Spinach Green beans 60 70 ấ t t h o á t 40 50 r ă m t h ấ 10 20 30 P h ầ n t r 0 Fresh Frozen Canned Phương pháp chế biến tiên tiến ` Áp suất cao ` Vi sóng ` Xung điện từ ` Ohmic ` Dùng tia cực tím ` Tần số siêu âm Bộ môn Kỹ Thuật Thực phẩm – Khoa Công nghệ Thực phẩm