Các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khí quyển ảnh hưởng đến các nguyên nhân gây hư hỏng - Giảm chất lượng nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm

PAGE  PAGE 1 MỞ ĐẦU Nước ta đang ngày càng phát triển đi lên nhưng ngành sản xuất chính vẫn là nông nghiệp. Các sản phẩm từ nông nghiệp vẫn chiếm sản lượng xuất khẩu hàng đầu cũng như tiêu thụ trong nước. Việc bảo quản thực phẩm sau khi thu hoạch để đảm bảo chất lượng thực phẩm vẫn như ban đầu khi đến tay người tiêu dùng không chỉ là một trong những mối quan tâm hàng đầu của các nhà sản xuất trồng trọt, chăn nuôi, các công ty chế biến thực phẩm mà còn của cả những nhà kinh doanh tiêu thụ thực phẩm và người tiêu dùng. Đã có nhiều công trình khoa học trong nước cũng như trên thế giới, nhiều bài báo khoa học đã đề cập nghiên cứu tìm các nguyên nhân gây hư hỏng, giảm chất lượng thực phẩm để từ đó tìm ra các biện pháp ngăn ngừa sự hư hỏng, đảm bảo chất lượng thực phẩm, vẻ đẹp và khối lượng thực phẩm. Với phạm vi ở mức tiểu luận, tôi xin được trình bày đề tài “Các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khí quyển ảnh hưởng đến các nguyên nhân gây hư hỏng - giảm chất lượng nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm”. NỘI DUNG CHI TIẾT Chất lượng nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm giữ được như ban đầu hay không trong thời hạn bảo quản kéo dài bao lâu phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, trong đó đáng kể nhất là: nhiệt độ, độ ẩm và thành phần khí quyển. 1. Nhiệt độ 1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các nguyên nhân gây hư hỏng, giảm chất lượng thực phẩm trong quá trình bảo quản thực phẩm Nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng có tính chất quyết định thời hạn bảo quản nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm đặc biệt là thực phẩm tươi. Sự thay đổi nhiệt độ trước hết ảnh hưởng đến cường độ hô hấp. Nhiệt độ càng cao, tốc độ các phản ứng sinh hoá xảy ra trong thực phẩm cũng càng cao được thể hiện qua cường độ hô hấp. Tuy nhiên sự phụ thuộc tỷ lệ thuận đó chỉ đến giới hạn nhất định, cụ thể khi tăng nhiệt độ từ 250C trở lên thì cường độ hô hấp chẳng những không tăng mà còn có chiều hướng giảm. Như vậy, muốn cường độ hô hấp giảm, tức là muốn ức chế hoạt động sống của nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm tươi thì cần bảo quản thực phẩm trong môi trường có nhiệt độ càng thấp càng tốt. Nhiệt độ càng thấp thì vi khuẩn càng phát triển chậm. Do đó làm lạnh là một biện pháp rất có hiệu quả để bảo quản thực phẩm. Càng giữ lâu càng phải làm lạnh sâu. Tùy mức độ và khối lượng thực phẩm cần bảo quản và thời gian bảo quản mà người ta dùng các phương tiện khác nhau như tủ lạnh thường, tủ lạnh sâu (deep freezer, congelator), nhà lạnh, toa lạnh di động... Thực phẩm có tính chất chung là dẫn nhiệt rất kém, do đó với một khối lượng lớn thì nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ ở sâu bên trong có thể chênh nhau rất nhiều. Làm lạnh không đủ sâu thì phần bên trong của khối thực phẩm không lạnh, vi khuẩn vẫn phát triển và làm hỏng thực phẩm. Với mỗi chủng loại nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm, sự giảm hoạt động của các quá trình sinh lý – sinh hoá trong thực phẩm cũng như trong vi sinh vật khi hạ thấp nhiệt độ được giải thích bằng những cách khác nhau. Ví dụ với rau quả tươi: một mặt bằng việc giảm tốc độ các phản ứng hoá học, mặt khác là do nguyên sinh chất của tế bào co lại, làm giảm tính thẩm thấu của màng tế bào và từ đó giảm khả năng trao đổi chất. Tuy nhiên, nhiệt độ quá thấp không hẳn đã kéo dài được thời hạn bảo quản vì hai lý do: Một là, nếu nhiệt độ bảo quản thấp hơn nhiệt độ đóng băng của dịch bào thì rau quả sẽ bị đóng băng, tế bào thực vật sẽ bị phá huỷ và quá trình sống bị đình chỉ. Khi đó rau quả sẽ tồn tại ở dạng sản phẩm lạnh đông chứ không phải dạng tươi như mong muốn. Nhiệt độ đóng băng của một số loại rau quả được ghi ở bảng 1. Bảng 1. Nhiệt độ đóng băng của một số loại rau quả Loại rau quảNhiệt độ đóng băng, 0CLoại rau quảNhiệt độ đóng băng, 0CTáo (tây) Lê Đào Mận Mơ Chanh Cam Quýt Chuối-1,4 đến -2,8 -2,0 đến -2,7 -1,0 đến-1,4 -2,0 -2,0 -0,2 -2,0 đến-2,5 -2,2 -1,1Cà rốt Khoai tây Bắp cải Hành tây Dưa chuột Cà chua chín Ớt xanh Cà tím Dưa bở-1,3 -1,7 -1,1 -1,0 -0,5 -1,1 -1,0 -1,0 -1,5 đến -2,0 Nhưng thực tế có loại rau quả có thể bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn điểm đóng băng. Đó là trường hợp bảo quản hành tây ở -30C. Sở dĩ hành tây bảo quản được như vậy là do loại nguyên liệu này có khả năng trương nguyên sinh cao, tế bào có thể phục hồi hoạt động sống khi làm tan giá từ từ. Hai là, nhiệt độ thấp có thể dẫn đến rối loạn một số quá trình sinh lý sinh hoá của rau quả. Khi bảo quản chuối xanh ở nhiệt độ dưới 120C, chuối sẽ không chín khi rấm. Hoặc bảo quản chuối chín ở nhiệt độ thấp hơn 110C, chuối sẽ bị thâm làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Có thể nói mỗi một loại rau quả có một giới hạn nhiệt độ bảo quản, thấp hơn giới hạn đó hiệu quả bảo quản sẽ không tốt. Nhiệt độ giới hạn của các loại rau quả như sau: Táo tây: 2-30C Dưa bở: 7-100C Dưa hấu: 40C Cam: 30C… Do vậy mỗi một loại rau quả thích hợp với một nhiệt độ bảo quản nhất định nào đó. Khi bảo quản ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn đều có ảnh hưởng xấu đến thời hạn bảo quản và chất lượng của rau quả. Nhiệt độ tốt nhất cho việc bảo quản của một loại rau quả nào đó gọi là nhiệt độ bảo quản tối ưu. Nhiệt độ bảo quản tối ưu cho một loại rau quả nào đó không cố định mà phụ thuộc vào một vài yếu tố, nhất là yếu tố độ chín. Độ chín càng cao nhiệt độ bảo quản càng phải thấp. Ví dụ nhiệt độ tối ưu cho bảo quản cam, chanh, quýt khi đã chín là 1-20C nhưng khi còn xanh là 4-60C. Người ta đã chứng minh được rằng sự biến động nhiệt độ gây ảnh hưởng lớn đến thời hạn bảo quản. Nếu bảo quản rau quả ở nhiệt độ thấp nhưng độ dao động lớn không ổn định thì tác hại còn lớn hơn là bảo quản ở nhiệt độ cao hơn nhưng ổn định. Vì vậy trong thực tế cho phép nhiệt độ dao động trong khoảng ± 0,50C. Theo báo Khoa học Công nghệ Tuyên Quang, một nhóm các nhà khoa học đã làm các thí nghiệm trên một số loại rau để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng của rau bảo quản. Các loại bao bì, phương pháp đóng gói và độ dày thích hợp được áp dụng cho mỗi loại rau để nghiên cứu tìm nhiệt độ bảo quản thích hợp nhất. Kết quả cho thấy súp lơ xanh và cải bảo quản ở 0oC tốt hơn ở 20C, rau có chất lượng tốt hơn ở 0oC. Chỉ số vàng hóa của hoa lơ là 0,9%, chỉ số nâu nhũn của cuống là 1% sau 20 ngày bảo quản, còn của cải bao là 0,5% và 0,4% sau 40 ngày bảo quản. Các chỉ số này cao hơn một chút nếu bảo quản ở 20C là 1,4% & 1,2% với súp lơ và 0,7% & 0,6% ở cải bao. Dưa chuột bảo quản ở 12oC tốt hơn so với 10oC. Sau 25 ngày bảo quản ở 12oC, chỉ số vàng hóa của quả là 2,0% và nâu nhũn là 1,2%. Trong khi ở 10oC các chỉ số này là 2,9% và 1,7%. Ngô nõn bảo quản ở 5oC tốt hơn ở 7oC, các chỉ số nâu hóa và nâu nhũn ở 5oC là 2,1% và 1,8% trong khi ở 7oC là 3,2% và 2,8%. Ngô bẹ bảo quản ở 7oC lại tốt hơn ở 5oC, chỉ số nâu hóa và nâu nhũn ở 7oC là 1,9% và 1,5% trong khi ở 5oC là 2,1% và 2,3%. Với các loại sản phẩm thực phẩm là thịt, công nghệ lạnh đã thực hiện được hai chức năng: bảo quản thịt ở nhiệt độ thấp đủ để ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, nấm mốc và tránh xương bị hư hỏng; và chậm làm biến đổi kết cấu thịt khi rã đông, giữ phẩm chất thịt ít suy giảm khi bày bán. Để bảo đảm chất lượng sản phẩm, vẻ đẹp và khối lượng thịt, điều hết sức mong muốn là làm lạnh thân thịt ngay sau khi hạ thịt càng sớm càng tốt. Luật pháp qui định về việc bảo quản lạnh thịt, phủ tạng và các sản phẩm thịt thay đổi theo từng quốc gia. Ở Anh quốc, luật về lò sát sinh (1977) khẳng định rằng lò mổ phải có phòng làm lạnh đủ công suất và thích hợp cho việc dự trữ thịt, trừ phi thịt đó được di chuyển ra khỏi lò mổ trong 48 giờ sau khi hạ thịt. Tương tự, giám sát việc xuất khẩu thịt tươi, EC đã đưa ra chỉ thị số 69/349, đề nghị các lò mổ phải có đủ phòng làm lạnh hoặc làm mát: 1. Thịt phải được làm lạnh ngay sau khi thú y kiểm tra, giữ thân thịt ở nhiệt độ không đổi và không thấp hơn 70C, phủ tạng và thịt miếng không thấp hơn 30C 2. Phòng pha lọc phải có thiết bị làm lạnh và giữ nhiệt độ bên trong phòng không thay đổi và không quá 70C. 3. Phòng pha lọc thịt phải có nhiệt kế hoặc bộ phận điều chỉnh từ xa. 4. Trong khi pha lọc, nhiệt độ của tòa nhà làm việc không vượt 100C. Về thịt gà, EC cũng qui định rằng sau khi thú y kiểm tra và mổ lấy lòng, thân thịt phải được làm sạch và làm lạnh tức khắc rồi sau đó giữ ở nhiệt độ không vượt quá 40C. Việc vận chuyển thịt tươi ra thị trường phải được thực hiện dưới các điều kiện lạnh để duy trì các thông số nhiệt độ đã ghi ở trên. Những tiêu chuẩn đó áp dụng chung cho bên trong lẫn bên ngoài Thị trường chung châu Âu trong hoạt động mua bán. Tại Việt Nam, Cục Thú y đã ra văn bản số 273 ngày 14/08/1997 hướng dẫn vận chuyển thịt phải được bảo quản ở 100C trở xuống bằng thiết bị làm lạnh hoặc bằng nước đá trong suốt quá trình vận chuyển đường dài; rất tiếc rằng văn bản không qui định cự ly đường dài và không đề cập đến việc hạ thấp nhiệt độ thịt và cách thức sắp xếp thịt trước khi vận chuyển. Thân thịt bò và bê cần được làm lạnh ngay sau khi hạ thịt, giữ nhiệt độ thân thịt không vượt trên 70C cho đến khi sử dụng. Thân thịt heo cũng vậy và nhiệt độ bên trong nơi sâu nhất không cao hơn 40C. Ở Nam Phi, đạo luật đã chi tiết hóa các thông số kỹ thuật về việc làm lạnh như sau: 1. Trước tiên, làm lạnh thân thịt nóng (nửa hoặc phần tư thân thịt), phải duy trì nhiệt độ dưới 700C, tốc độ trung bình của không khí lớn hơn 0,75 m/s. Trong giai đoạn cuối của quá trình làm lạnh, nhiệt độ không khí phải duy trì ở khoảng âm 10C đến 20C. Thịt trong thùng giấy hoặc trong khay phải có nhiệt độ dưới 30C, vận tốc đối lưu của không khí trên 0,75 m/s. 2. Dự trữ quy định thịt lạnh (nửa hay một phần tư thân thịt) nhiệt độ phải ở trong khoảng âm 10C đến 50C, vận tốc không khí trên 0,5 m/s. Ẩm độ tương đối (RH) duy trì dưới 95%; nếu sản phẩm dự trữ trên 72 giờ thì RH dưới 90%. 3. Dự trữ phủ tạng, nhiệt độ duy trì thấp hơn âm 20C, nếu tồn trữ sau 72 giờ thì nhiệt độ dưới âm 70C. Tổ chức Nông - Lương Liên Hợp Quốc (FAO)/Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) năm 1976 đã đưa ra khuyến cáo sau: Thịt chuyển sang làm thực phẩm cho con người phải được chuyển ra khỏi khu vực hạ thịt đến khu vực làm lạnh dưới sự giám sát chặt chẽ của thú y sĩ. Khi pha lọc thịt phải tiến hành trong phòng được kiểm soát nhiệt độ, không bao giờ trì hoãn và phải thực hiện ngay sau khi chuyển thân thịt đến phòng lạnh hoặc phòng chế biến. 1.2. Công nghệ bảo quản lạnh đông thực phẩm Thời gian gần đây trên thế giới người ta có xu hướng bảo quản thực phẩm bằng phương pháp lạnh đông. Phương pháp bảo quản lạnh đông thực phẩm đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới, bởi vì có nhiều ưu điểm với phần lớn các phương pháp bảo quản khác. Bằng phương pháp này chất lượng tự nhiên của sản phẩm ít biến đổi, thời gian bảo quản kéo dài. Tuy nhiên cũng có một số nhược điểm nhất định. Thứ nhất là tốn nhiều năng lượng vì luôn phải giữ sản phẩm ở nhiệt độ rất thấp; sau nữa: chất lượng sản phẩm bảo quản lạnh đông thấp hơn so với ở dạng tươi; việc sử dụng sản phẩm này cũng có sự phiền toái: trước khi sử dụng phải làm tan giá vừa tốn thời gian vừa có thể dẫn đến mất mát về chất lượng và khối lượng sản phẩm. Bản chất của phương pháp bảo quản này là làm đóng băng toàn bộ khối sản phẩm ở nhiệt độ dưới 0oC, thường là khoảng – 18oC hoặc thấp hơn. Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp và trạng thái đóng băng của nước cùng với một số thành phần khác, vi sinh vật hoặc enzyme trong sản phẩm bị ức chế hoặc đình chỉ khả năng hoạt động, ngăn ngừa được ảnh hưởng xấu của chúng với sản phẩm thực phẩm. Sự chết của vi sinh vật: Có 2 giả thiết về cơ chế vô hiệu hóa hoạt động của vi sinh vật. Giả thuyết thứ nhất cho rằng khi đóng băng nồng độ các chất trong tế bào vi sinh vật tăng lên đáng kể, điều đó xảy ra khi nước quanh tế bào bị đóng băng, nồng độ chất khô tăng lên, dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu, làm cho nước từ trong tế bào vi sinh vật đi ra ngoài. Khi nồng độ chất khô trong tế bào tăng lên sẽ làm rối loạn quá trình sống của chúng. Hơn nữa khi nước đóng băng hoạt tính của nước sẽ thay đổi, hàm thay đổi aw thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật. Hai yếu tố kể trên làm cho vi sinh vật có thể bị chết hoặc ít nhất mất khả năng hoạt động, phát triển. Giả thiết thứ hai giải thích sự chết của vi sinh vật bằng tác dụng cơ lý của các tinh thể đá. Các tinh thể nước đá được tạo thành ở bên trong và ngoài tế bào vi sinh vật chèn ép phá vỡ tế bào vi sinh vật và vì thế vi sinh vật bị chết. Tỷ lệ tế bào vi sinh vật bị phá vỡ phụ thuộc vào số lượng và tốc độ tạo thành tinh thể đá. Thực nghiệm cho thấy rằng khi làm lạnh đông với tốc độ chậm (1o/50 phút) số lượng vi sinh vật sống còn lại nhiều hơn so với làm lạnh đông nhanh, và tỷ lệ tế bào bị phá vỡ cũng cao hơn. Nhiệt độ làm lạnh đông cũng ảnh hưởng nhiều đến sự sống của vi sinh vật. Khi làm lạnh đông dịch chứa E.coli ở - 79oC, số tế bào sống còn lại ít hơn khi làm lạnh đông ở - 20oC. Ở đây có điều đáng chú ý là số vi sinh vật còn sống sau khi làm lạnh đông ở - 79oC vẫn tiếp tục sống trong quá trình bảo quản. Nhưng số vi sinh vật còn sống sau khi làm lạnh đông ở - 20oC sẽ chết dần trong quá trình bảo quản. Điều này có thể giải thích tại sao khi làm lạnh đông và bảo quản lạnh đông ở nhiệt độ càng thấp số lượng vi sinh vật còn sống sau bảo quản càng tăng. Sự biến đổi tính chất hóa lý cúa sản phẩm lạnh đông là một trong những nguyên nhân làm mất hoạt tính của enzyme. Độ pH của sản phẩm thay đổi do nước bị đóng băng làm tăng nồng độ chất khô, trong đó có các chất tạo độ pH và các chất muối. Sự thay đổi nồng độ chất khô và pH sẽ gây ảnh hưởng đến cấu trúc và sự liên kết của protein trong đó có protein tạo nên enzyme. Protein biến tính khi làm lạnh đông có thể được phục hồi trở lại sau khi tan giá. Khả năng mất hoạt tính của enzyme càng lớn khi tốc độ làm lạnh đông càng chậm. Trong nhiều trường hợp đối với một số loại enzyme khi nồng độ muối tăng hoạt tính của chúng không giảm mà còn được kích thích, ví dụ như enzyme ribonucleaza. Nhưng sự tăng đó lại bị kìm hãm bởi ảnh hưởng của nhiệt độ thấp. Cơ chế của quá trình lạnh đông nước trong sản phẩm: Trong sản phẩm thực phẩm chứa 1 tỷ lệ nước khá cao (80 ÷ 95%). Khi làm lạnh đông ở điều kiện công nghiệp khoảng 80% lượng nước nằm trong các tế bào ra khỏi tế bào và kết tinh thành dạng rắn ở các gian bào ngoài tế bào. Điều đó xảy ra do nước ở các gian bào kết tinh đầu tiên, làm tăng nồng độ chất khô tạo sự chênh lệch độ khô giữa bên trong và ngoài tế bào, từ đó nước trong tế bào thẩm thấu theo màng tế bào ra ngoài, kết tinh trên mặt, tinh thể đá được tạo thành ở gian bào. Nhiệt độ lạnh đông càng thấp nước trong tế bào chuyển ra càng nhiều. Khi quá trình làm lạnh đông xảy ra với tốc độ quá nhanh (siêu nhanh) thì nước trong tế bào có thể kết tinh tại chỗ, khi đó hình dạng và kích thước tế bào thay đổi không đáng kể, trạng thái của chúng được bảo toàn như bình thường. Nếu làm lạnh đông với tốc độ chậm hiện tượng chuyển nước từ trong tế bào ra gian bào xảy ra nhiều hơn. Tế bào bị mất nước sẽ co lại, còn tinh thể nước ở gian bào càng ngày càng lớn lên, đến mức có thể chèn ép phá vỡ thành tế bào. Sau khi làm lạnh đông nhiệt độ ở các điểm trong sản phẩm có thể khác nhau. Lúc đó áp suất hơi tại các vùng có nhiệt độ cao sẽ cao hơn áp suất hơi tại các điểm có nhiệt độ thấp. Do đó ẩm sẽ chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. Kết quả là tinh thể ở những vùng có nhiệt độ thấp sẽ lớn dần lên và ở vùng có nhiệt độ cao sẽ bé dần. Khái niệm làm lạnh đông nhanh - chậm: Quá trình làm lạnh đông được đặc trưng bằng 2 đại lượng: nhiệt độ và tốc độ. Nhiệt độ lạnh đông là nhiệt độ cần đạt tới khi kết thúc quá trình. Với lạnh đông công nghiệp nhiệt độ nằm trong khoảng -15 ÷ -40 oC. Tốc độ lạnh đông công nghiệp bao gồm 3 mức: lạnh đông chậm khi tốc độ hạ nhiệt khoảng 1o trong 50 phút; lạnh đông nhanh khi khoảng 1o trong 1 phút và lạnh đông rất nhanh khi từ 5 ÷ 100o trong 1 giây. Quá trình kết tinh nước gồm 2 giai đoạn: khởi tinh và tăng trưởng. Sự hình thành tinh thể nước - khối tinh xảy ra tuần tự theo các nhóm phân tử nước. Các phân tử nước tự do dễ kết tinh hơn sẽ tạo ra các mầm tinh thể đầu tiên, sau đó tinh thể lớn dần lên. Quá trình tạo mầm tinh thể xảy ra không dễ dàng vì trước hết phải hình thành mạng tinh thể, tức là tạo thành vi tinh thể trong điều kiện phân tử nước tồn tại ở dạng chuyển động. Đó là nguyên nhân giải thích tại sao khi làm lạnh đông dịch đến điểm đóng băng tương ứng nhưng kết tinh vẫn không xảy ra, mà chỉ xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể. Sau khi tạo được mầm tinh thể và quá trình kết tinh bắt đầu tiến triển nhiệt độ lại tăng lên gần nhiệt độ kết tinh thực tế của dung dịch do nhiệt toả ra khi kết tinh. Có 2 cách tạo mầm tinh thể: đồng thể và dị thể Đồng thể là cách kết tinh đặc trưng cho nước sạch: khi nhiệt độ giảm xuống dưới nhiệt độ đóng băng của nước các phần tử nước tự sắp xếp lại để tạo mạng tinh thể. Dị thể là cách kết tinh đặc trưng cho thực phẩm hay hệ thống tế bào sống trong đó gồm hỗn hợp của các chất khô và nước. Quá trình kết tinh có thể bắt đầu từ nhân (hay mầm) tinh thể được hình thành từ các tinh thể nước bao quanh các phần tử chất khô, hay bắt đầu từ lớp tinh thể bao quanh phần tử chất khô. Tinh thể sẽ lớn dần lên khi các phân tử nước bên cạnh mầm tinh thể tiếp tục dính vào mầm. Khi tiếp tục giảm nhiệt độ làm lạnh đông, tốc độ kết tinh sẽ tăng nhanh. Nước kết tinh càng nhiều thì chất khô và độ nhớt càng tăng, tính chuyển động của nước càng giảm do đó quá trình kết tinh xảy ra càng khó hơn. Vì vậy trên thực tế nhiệt độ đóng băng của sản phẩm (dung dịch) giảm dần theo thời gian kết tinh. Nhìn từ góc độ nhiệt độ học, quá trình hình thành mầm (nhân) tinh thể và sự lớn lên của chúng liên quan chặt chẽ với quá trình trao đổi nhiệt. Tốc độ thu nhiệt từ sản phẩm càng nhanh số lượng mầm tinh thể được tạo thành càng nhiều, từ đó kích thước tinh thể càng bé. Hay là: tốc độ làm lạnh đông càng nhanh thì kích thước tinh thể càng bé nhưng số lượng tinh thể càng nhiều và ngược lại - tốc độ lạnh đông càng chậm kích thước tinh thể lớn và số lượng ít. Ví dụ với một số sản phẩm thực phẩm cụ thể như cá: Trước khi làm lạnh đông cá, nguyên liệu cần được chọn theo loại, kích thước, thành phần sinh hóa,… Sau đó cá được làm sạch ruột, loại bỏ những phần không sử dụng như: vây, đầu, xương (nếu cần)… Cuối cùng, cá được đóng gói hoặc khay. Một điều đáng chú ý là: do cá dễ ươn hỏng nên trong suốt quá trình xử lý cần đảm bảo vệ sinh. Để hạn chế sự hư hỏng biến chất của cá, ngay sau khi đánh bắt cá cần được làm lạnh ngay đến khoảng 00C. Trong thời gian xử lí làm sạch càng giữ được nhiệt độ thấp bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu. Khi đã chuẩn bị xong cá cần được tiến hành đông lạnh ngay. Để chất lượng sp đạt tốt nhất cần phải kết thúc quá trình tự chết của cá trước khi làm lạnh đông. Đối với cá File có thể làm lạnh đông trước thời kì tự chín, nhưng để tránh hiện tượng co cơ trong thời gian lạnh đông, tốc độ làm lạnh đông cần chậm. Cá nguyên con có thể ướp đông trước khi tự chín. Trong mọi trường hợp cần tránh làm lạnh đông trong quá trình tự chín. Trong thời gian làm lạnh đông và bảo quản lạnh đông, trong cá có thể bị oxy hóa làm giảm chất lượng sản phẩm. Để tránh hiện tượng đó cá cần được đựng trong bao bì kín hútt chân không hoặc có thể cho chất chống oxy hóa, tránh ánh sáng…. Với thịt gia cầm, trước khi làm lạnh đông và sau khi làm sạch cần làm lạnh ngay đến t0 dưới 100C bằng cách nhúng trong nước lạnh có đá, điều đó sẽ tránh được phần nào sự phát triển của vi sinh vật. Sau khi làm lạnh đến 100C thịt gia cầm cần làm lạnh bằng không khí trong 1-6h đến t0 gần 00C nhằm kìm hãm quá trình phân hủy glycogen (glicoliza) làm đứt các sợi cơ. Thịt gia súc: sau khi đã làm thịt xong cần làm lạnh thịt ngay đến -10- -200 và giữ ở nhiệt độ này ít nhất 20h để đảm bảo kìm hãm quá trình phân hủy glycogen 2. Độ ẩm tương đối của không khí 2.1. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí đến quá trình bảo quản thực phẩm Đây cũng là một yếu tố ảnh hưởng lớn đến nguyên nhân gây hư hỏng - giảm chất lượng nguyên liệu - sản phẩm thực phẩm. Thực phẩm khô có tính hút nước. Các điểm hở nhỏ trên bề mặt thực phẩm hút nước đầu tiên dẫn đến việc xuất hiện các loại mốc. Cần lưu ý là mốc chỉ cần ít ẩm so với vi khuẩn nên thực phẩm rất dễ bị mốc. Do đó bảo quản thực phẩm khô phải chống ẩm tốt và thông gió. Cũng vì vậy mà nếu để thực phẩm trong thùng gỗ, hộp gỗ thì mốc thường bắt đầu ở bề mặt thực phẩm tiếp xúc với gỗ. Độ ẩm tương đối của không khí trong môi trường bảo quản ảnh hưởng đến các loại nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm ở các góc độ khác nhau. Độ ẩm tương đối của không khí trong môi trường bảo quản rau quả quyết định tốc độ bay hơi nước của rau quả. Độ ẩm môi trường càng thấp, cường độ hô hấp và tốc độ bay hơi nước càng cao, làm cho khối lượng tự nhiên của rau quả giảm đáng kể, thậm chí rau quả có thể bị héo. Sự mất nước quá cao có thể làm hoạt động của tế bào bị rối loạn, làm giảm khả năng tự đề kháng bệnh lý và từ đó rau quả sẽ chóng hỏng. Mặt lợi của độ ẩm tương đối thấp là ở chỗ tạo môi trường không thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, do đó hạn chế đáng kể sự xuất hiện các loại bệnh. Vì vậy nếu khắc phục được sự phụ thuộc giữa tốc độ bay hơi nước và độ ẩm thì nên hướng tới việc bảo quản rau quả trong môi trường có độ ẩm càng thấp càng tốt. Ngược lại khi độ ẩm tương đối cao thì tốc độ bay hơi nước và cường độ hô hấp giảm, nhưng lại tạo môi trường tốt cho các loại vi sinh vật phát triển. Hơn nữa nước có thể ngưng tụ trên bề mặt rau quả dẫn tới việc rối loạn hô hấp. Vì vậy, để bảo quản một loại nguyên liệu nào đó ta cũng cần chọn độ ẩm thích hợp để tránh ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm, tức là phải chọn độ ẩm tối ưu cho loại nguyên liệu đó. Độ ẩm tối ưu của từng loại quả cũng rất khác nhau, nó phụ thuộc vào khả năng chống bay hơi nước và khả năng tự bảo quản của mỗi loại. Với những loại rau quả mà phần biểu bì được cấu tạo bởi lớp màng chắc đủ ngăn cản nước bay hơi, thì có thể bảo quản ở môi trường có độ ẩm thấp. Ví dụ: hành có thể bảo quản ở độ ẩm φ = 70÷750C, vì có lớp vỏ khô bao bọc không cho nước bốc hơi tự do. Còn các loại rau quả khác không có khả năng giữ nước thì được bảo quản ở điều kiện độ ẩm cao hơn φ = 85÷950C. Cũng như nhiệt độ, sự dao động của độ ẩm tối ưu cũng ảnh hưởng xấu đến chất lượng bảo quản. Thực tế cho phép độ ẩm dao động trong khoảng ± 2%. Để nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm không khí đến chất lượng của rau bảo quản một nhóm nhà nghiên cứu Việt Nam đã thực hiện các thí nghiệm với các điều kiện thí nghiệm như nhiệt độ bảo quản tối ưu, phương pháp đóng gói và độ dày thích hợp được khống chế cho từng loại rau để nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm: - Rau súp lơ xanh: nhiệt độ bảo quản = 0oC:PELD 0,075mm, đóng gói thường. - Rau cải bao: nhiệt độ bảo quản = 0oC:PP 0,030, CK6. - Dưa chuột: nhiệt độ bảo quản = 12oC:PELD 0,075mm, đóng gói thường. - Ngô nõn: nhiệt độ bảo quản = 5oC:PP 0,030mm, đóng gói thường. - Ngô bẹ: nhiệt độ bảo quản = 7oC:PP 0,030mm, đóng gói thường. Kết quả cho thấy độ ẩm không khí thích hợp trong bảo quản lạnh đối với súp lơ xanh, cải bao và dưa chuột là 95%. Rau súp lơ xanh: nhiệt độ bảo quản = 0oC:PELD 0.075mm, đóng gói thường. Còn đối với ngô bao tử ở cả dạng nõn và cả bẹ là 90%. Theo đánh giá của FAO, hàng năm tổn thất về ngũ cốc trên toàn thế giới khoảng 13% nghĩa là 13 triệu tấn lương thực bị mất và không sử dụng được. Ở Việt Nam, tỷ lệ tổn thất nông sản sau thu hoạch trên 13%, như vậy hàng năm chúng ta bị mất khoảng 3-5 triệu tấn thóc. Một trong những nguyên nhân gây nên tình trạng này là độ ẩm tương đối của không khí. Vì vậy, việc giảm độ ẩm của môi trường bảo quản và của hạt thóc nhằm giảm tổn thất sau thu hoạch, bảo quản, đảm bảo an ninh lương thực cho các hộ nghèo, những hộ có nguy cơ thiếu lương thực đặc biệt đồng bào ở vùng sâu, vùng xa nơi mà nền kinh tế còn mang nặng sắc thái tự cung tự cấp là việc có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Trong quá trình bảo quản, hạt thóc thường bị một số hiện tượng: nấm mốc, lên men, nhiễm sâu mọt, dịch chuyển ẩm trong khối hạt, tự bốc nóng… khi bị những hiện tượng trên, chất lượng của thóc bị giảm, hàm lượng các chất dinh dưỡng và giá trị thương phẩm giảm và không đáp ứng yêu cầu vệ sinh cho người và vật nuôi. 2.2. Một số biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng của độ ẩm không khí đến quá trình bảo quản một số loại thực phẩm Để khắc phục ảnh hưởng của độ ẩm đến tốc độ bay hơi nước, người ta có thể sử dụng các loại bao bì màng mỏng như túi PE, PVC…vừa để chứa đựng vừa để hạn chế bay hơi nước khi bảo quản trong môi trường có độ ẩm thấp. Rau quả cũng có thể được gói trong giấy mềm, xốp vừa chống sây sát vừa tạo ra một vi không gian có độ ẩm cao bao quanh quả, làm giảm chênh lệch ẩm giữa nguyên liệu và môi trường. Với lúa gạo, để khắc phục và giúp làm giảm tổn thất trong quá trình thu hoạch, bảo quản và lưu thông, bà con nông dân cần áp dụng kỹ thuật cơ bản sau để bảo quản lúa cho phù hợp với điều kiện của hộ gia đình mình. Có thể tóm tắt quy trình bảo quản lúa sau thu hoạch như sau: THU HOẠCH --> LÀM SẠCH --> PHÂN LOẠI --> LÀM KHÔ --> BẢO QUẢN * Thu hoạch: Lúa mới thu hoạch thường có độ ẩm cao nên một số giống lúa có thể nảy mầm, men mốc và nấm dễ phát triển làm cho luá bị hư hoặc kém phẩm chất. Thông thường độ ẩm của thóc khi mới thu hoạch từ 20-27%. Để lúa không bị hư hỏng hoặc giảm phẩm chất thì trong vòng 48 giờ sau khi thu hoạch phải làm khô lúa để độ ẩm chỉ còn 20%, sau đó cần tiếp tục xử lý. Tuỳ theo nhu cầu làm khô lúa để xay xát ngay hoặc để tồn trữ lâu dài hoặc để làm giống mà yêu cầu làm khô và công nghệ sấy khác nhau. Quá trình sấy phải làm sao để độ ẩm thoát ra từ từ nhằm đạt được độ ẩm mong muốn đồng thời đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ trong hạt lúa so với bên ngoài là nhỏ nhất. Độ ẩm an toàn của thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậu cũng như điều kiện bảo quản. Khi thóc có độ ẩm 13-14% có thể bảo quản được từ 2-3 tháng, nếu muốn bảo quản dài hơn 3 tháng thì độ ẩm của thóc tốt nhất từ 12-12,5%. Độ ẩm thóc, công nghệ sấy cũng ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi gạo và tỷ lệ gạo gãy trong quá trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho quá trình xay xát từ 13-14%. * Làm sạch: sau khi đập, tuốt, cần loại bỏ tạp chất vô cơ (cát, sỏi, đá, kim loại…) cũng như các tạp chất hữu cơ (lá tươi, lá khô, rơm rạ, có khi là phân gia súc… lẫn vào khi tuốt). * Phân loại: loại bỏ hạt xanh, hạt lép, hạt bị tróc vỏ, hạt vỡ trong quá trình vận chuyển, đập, tuốt… cũng như hạt sâu bệnh. Có thể sàng hoặc rây nhờ sức gió (quạt điện, gió trời…). Chỉ nên đưa và bảo quản những hạt thóc hoàn toàn tốt và chất lượng đảm bảo. *Làm khô: lúa được làm khô bằng các cách sau: - Phương pháp phơi nhanh: lúa được phơi dưới ánh nắng mặt trời, nhiệt độ không khí lên tới 400C, nhiệt độ trên sân xi măng, sân gạch có thể đạt tới 60-70 0C, khi đó nhiệt độ hạt lúa có thể trên 50 độ C và nước bên trong hạt gạo không đủ thời gian khuyếch tán ra bên ngoài, làm cho hạt gạo bị nứt nẻ, khi xay xát tỷ lệ gạo bị gãy cao. Phơi theo cách này chỉ cần phơi lúa liên tục từ 8-9 giờ sáng cho đến 4-5 giờ chiều trong 2-3 ngày nắng tốt là lúa có thể xay xát được. Lúa được phơi thành luống mỗi luống cao khoảng 10-15 cm, rộng 40-50 cm và cứ nửa giờ cào đảo một lần theo các hướng khác nhau. - Phương pháp phơi lâu: phương pháp này đòi hỏi tốn thời gian và lao động hơn nhưng gạo ít bị tấm hơn. Lúa được trải thành luống như cách trên nhưng ngày đầu tiên chỉ phơi lúa dưới nắng 2 giờ, ngày thứ hai 3 giờ, ngày thứ ba 4 giờ. Cứ 15 phút các luống lúa được cào đảo một lần theo các hướng khác nhau. Trong 3 ngày đầu, sau khi phơi ngoài nắng, nên để lúa ở nơi bóng mát càng thoáng gió càng tốt. Các ngày sau đó, lúa tiếp tục được phơi 5-6 giờ một ngày cho đến khi lúa có độ ẩm thích hợp cho việc xay xát hoặc tồn trữ. Nếu nắng tốt thì đến ngày thứ 4 độ ẩm của lúa đạt tiêu chuẩn để xay xát và bảo quản. Ngoài ra lúa còn được làm khô bằng phương pháp nhân tạo (phương pháp sấy lúa với không khí nóng, sấy đối lưu, sấy bức xạ…), những phương pháp này có ưu điểm là lúa có thể được làm khô bất cứ lúc nào và không phụ thuộc và thời tiết nắng hay mưa, độ ẩm của hạt có thể khống chế hợp lý trong thời gian giới hạn và khi xay xát, hiệu suất thu hồi gạo cao hơn so với sấy tự nhiên. * Bảo quản: vỏ trấu có tác dụng hạn chế tác động ngoại cảnh như: nhiệt độ, độ ẩm và phần nào ngăn cản sự xâm nhiễm của côn trùng, men, mốc… đây là một ưu thế của thóc trong bảo quản. Tuy vậy, quá trình bảo quản thóc cũng chịu tác động lớn của điều kiện ngoại cảnh. Sau khi được phơi khô, quạt sạch thì thóc được đem chế biến, sử dụng ngay hay đưa vào bảo quản. Trong quá trình bảo quản cần đảm bảo thóc không bị ẩm ướt, không bị men mốc xâm hại và không xảy ra hiện tượng tụ bốc nóng, không bị côn trùng, chuột tấn công. Thóc sau khi được phơi khô đến độ ẩm an toàn, loại bỏ tạp chất và cần được bảo quản thích hợp trong các dụng cụ như: chum, vại, bồ, bịch, thùng phi, vựa, hòm, thùng gỗ, hòm tôn... để bảo quản tại gia đình với số lượng không lớn lắm. Với số lượng lớn thì yêu cầu phải được bảo quản trong các kho với không gian lớn nhỏ khác nhau tuỳ theo lượng thóc cần bảo quản và được xây dựng theo đúng yêu cầu kỹ thuật kho tàng dành cho bảo quản thóc. 3. Thành phần khí quyển Thành phần khí quyển hay nói chính xác hơn, mỗi loại khí có trong môi trường bảo quản đều có ảnh hưởng đến các nguyên nhân gây hư hỏng, giảm chất lượng sản phẩm thực phẩm, nghĩa là tác động đến thời hạn bảo quản thực phẩm: - Ảnh hưởng của khí oxy (O2): Khí oxy là một thành phần chủ yếu tham gia quá trình hô hấp hiếu khí. Hàm lượng khí oxy càng cao thì cường độ hô hấp càng tăng và ngược lại. Khi hàm lượng oxy giảm xuống dưới mức cho phép thì hô hấp hiếu khí ngừng, thay vào đó là hô hấp yếm khí tạo ra rượu có thể đầu độc tế bào sống. Nói cách khác, khi quá trình hô hấp bị ngừng trệ thì có nghĩa là quá trình sống của tế bào bị ức chế và cuối cùng bị đình chỉ hoàn toàn. Như vậy, để duy trì sự sống ở mức độ tối thiểu đủ để kéo dài thời hạn bảo quản rau quả, thì cần phải đảm bảo hàm lượng oxy cần thiết tối thiểu để duy trì quá trình hô hấp hiếu khí. Thực phẩm dễ bị oxy hóa. Trong thực phẩm có nhiều chất không bền, độ ẩm cao dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí, ví dụ như: các acid béo chưa no; các chất thơm; các sắc tố; các vitamin. Vì những lý do đó mà thực phẩm để lâu lại có những hiện tượng như: ôi, có mùi khó chịu; mất mùi thơm ban đầu của thực phẩm; thay đổi màu, thường màu sẫm đi, nhưng cũng có trường hợp bị bạc màu; giảm hàm lượng vitamin. Như vậy thức ăn tươi bao giờ cũng tốt hơn, bởi thực phẩm để một thời gian dù có bảo quản tốt đến mấy thì chất lượng cũng giảm.   - Ảnh hưởng của khí cacbonic (CO2) đến thời hạn bảo quản thực phẩm có chiều hướng thuận tức là hàm lượng CO2 càng tăng thì thời hạn bảo quản cũng có thể tăng. Khí CO2 chủ yếu tác dụng lên quá trình hô hấp của rau quả, thực phẩm cũng như vi sinh vật. Đối với rau quả tươi CO2 ức chế cường độ hô hấp, từ đó hạn chế được quá trình phân giải hoá học – sinh học. Còn đối với vi sinh vật, khí CO2 làm chậm quá trình hoạt động, phát triển của chúng. Vì vậy có thể tránh được phần nào nguy cơ gây bệnh của vi sinh vật. Trong khí quyển khí CO2 chỉ chiếm khoảng 0,03%, nhưng sau một thời gian bảo quản, hàm lượng đó tăng lên đáng kể do hô hấp. Nghiên cứu cho thấy tác dụng bảo quản không chỉ phụ thuộc vào nồng độ CO2 mà còn phụ thuộc vào đặc tính sinh học của từng loại rau quả. Đối với một số loại rau quả khi tăng nồng độ khí CO2 lên quá 10%, quá trình hô hấp hiếu khí bị ức chế và xuất hiện hô hấp yếm khí. Những loại rau quả này không chịu được nồng độ khí CO2 quá 10%, chúng thuộc nhóm không bền CO2. Ngược lại, có nhóm rau quả có thể chịu được nồng độ CO2 trên 10% gọi là nhóm bền CO2. KẾT LUẬN Qua bài tiểu luận này, tôi rút ra một số kết luận sau: - Các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí và thành phần khí quyển có ảnh hưởng rất lớn đến nguyên nhân gây hư hỏng, giảm chất lượng thực phẩm. - Nhiệt độ môi trường cao làm thực phẩm mau hỏng. - Thực phẩm muốn kéo dài thời gian bảo quản cần bảo quản trong môi trường nhiệt độ lạnh, nhưng mỗi loại thực phẩm có nhiệt độ bảo quản lạnh tối thích khác nhau. - Độ ẩm tương đối của không khí cao tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển dẫn đến thực phẩm nhanh hư hỏng. Nhưng độ ẩm quá thấp làm thực phẩm mất nước cũng dẫn đến giảm chất lượng một số loại thực phẩm. Cần tìm ra độ ẩm thích hợp cho môi trường bảo quản của mỗi loại thực phẩm. - Mỗi loại khí trong thành phần không khí có ảnh hưởng tốt, xấu khác nhau đến chất lượng bảo quản thực phẩm. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Minh Hiền; Một số nguyên nhân làm giảm chất lượng, tăng tổn thất sau thu hoạch và kém an toàn vệ sinh thực phẩm; Bản tin Nông nghiệp và Phát triển nông thôn; số 01- 2007 Hà Văn Thuyết, Trần Quang Bình; Bảo quản rau quả tươi và bán chế phẩm; Nhà xuất bản Nông nghiệp; 2002 Nguyễn Ngọc Tuân; Khía cạnh luật pháp về bảo quản lạnh; http//www. Longdinh.com Bùi Văn Sáu; Kinh nghiệm bảo quản thóc tại nông hộ; Báo Điện tử của Hội Nông dân tỉnh Vĩnh Long; 30-10-2006 Bảo quản rau cao cấp ở nhiệt độ lạnh; Cây thực phẩm; Tạp chí Khoa học Công nghệ Tuyên Quang; trang 106-109; 2000 Vì sao thực phẩm mau hỏng; Sức khỏe và giới tính; Phụ san Báo Ảnh Việt Nam; 13-09-2008