Đề tài Giá trị dinh dưỡng, nguyên nhân mất mát và biện pháp bảo vệ của rau quả trong quá trình sản xuất

B1 sẽ dẫn tới tích luỹ các xetoaxit làm hỗn loạn trao đổi chất kèm theo hiện tượng bệnh lý trầm trọng, ví dụ: giảm sút tiết dịch vị, tê phù, v.v. Ngoài ra vitamin B1 cùng với axít pantotenic còn tham gia tạo nên chất axetylcolin là chất giữ vai trò quan trọng trong việc truyền xung động thần kinh. Chính vì vậy mà khi thiếu vitamin B1 , ở hệ thần kinh, nơi xảy ra trao đổi mạnh gluxit, sẽ bị ảnh hưởng nhiều hơn cả. Vitamin B1 là những tinh thể hoà tan tốt trong nước và chịu được các quá trình gia nhiệt thông thường. Khi oxy hoá vitamin B1 sẽ chuyển thành một hợp chất gọi là tiocrom phát huỳnh quang tính chất này được ứng dụng phổ biến để định lương vitamin B1 trong các nguồn thực phẩm khác nhau. Về cơ chế tác dụng của tiamin cho đến nay người ta đã biết rõ ràng tiaminpirophosphat là coenzym của các enzym piruvatdecacboxylaza hoặc alpha- xetoglutarat decacboxylaza. Các axít piruvic và axit alpha-xetoglutaric chính là sản phẩm của quá trình trao đổi gluxít. Chính vì vậy khi cơ thể thiếu vitamin B1 thì sự trao đổi gluxít sẽ ngừng trệ. Ngoài ra tiaminphosphat còn tham gia vào thành phần coenzym của tranxetolaza trong chuyển hoá pentoza. Nó còn liên quan tới các enzym phân giải các sản phẩm của mỡ và anxitamin . Nguồn chứa Vitamin B1: Vitamin B6 (mg/100g) Cam Orange 0.046 Chuối Banana 0.081 Bưởi Grapefruit 0.041 Táo Apple 0.021 V./ Khoáng: Chất khoáng còn gọi là các chất vô cơ như: sắt, kẽm, đồng, vàng, calci, magie, natri, kali, chlor, phosphat, sulphate… Chất khoáng là những chất có tỉ lệ thấp trong cơ thể nhưng là những chất rất quan trọng trong hoạt động sống còn của cơ thể vì chúng tham gia vào một trong các chức năng sống của cơ thể là phát triển hoặc sinh sản. Khi thiếu những chất này sê gây ra nhiều bệnh cảnh khác nhau, đôi khi cũng nguy hiểm đến tính mạng. Vai trò chính của chất khoáng: Xây dựng và tu bổ cấu trúc cơ thể : Ca , P , Mg 2. Điều hòa hoạt động cơ thể : a. Điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào : K+ , Na+ , Cl- , PO43-. b. Cân bằng axit-bazơ được điều hòa bởi chất khoáng và protein . -Khoáng: K+ , Na+ , Cl- , PO43-. -Protein : axit amin Vì thế , nói chung thể dịch có tinh bazơ , như máu có pH là 7,35 c. Điều hòa tác động của enzym : Cofactor của enzym như : Mg , Cu , Fe , Mn,Zn , Ca , Mo , Co . d.Tác động trên chức năng của bắp thịt : Ca2+,kích thích tim và Na+ , K+ , có tác dụng đối kháng với Ca2+. 3. Là cấu tử vô cơ của các hợp chất hữu cơ của cơ thể: Protein và Lipid 4. Một số các cấu tử khoáng có chức năng đặc biệt : Sắt là thành phần của nhân heme trong cấu tạo của hemoglobin,quan trọng trong hô hấp. Cobalt là cấu tử của vitamin B12 và Iodine là thành phần của horcmone thyroxine . Tăng cường sức khỏe hoặc phát triển, khi bị thiếu hụt sẽ gây ra những rối loạn về chức năng phát triển hoặc sinh sản. Chức năng của chất khoáng này không thể được thay thế bằng một chất khoáng khác. Có thể chia chất khoáng ra làm 2 nhóm : Đa khoáng : là những chất có mặt trong cơ thể với một lượng tương đối lớn(>0,005% trọng lượng cơ thể) và đòi hỏi một nhu cầu lớn từ thức ăn. Hầu như các đa khoáng tồn tại <1% trọng lượng cơ thể (trừ Ca chiếm 1,5 – 2%). Vi khoáng: là những chất có mặt trong cơ thể với một lượng <0,005% trọng lượng cơ thể và cơ thể cần 1 lượng nhỏ hơn. Bảng 11: Hàm lượng khoáng trong cơ thể con người Nguyên tố đa lượng Hàm lượng (g/kg) Nguyên tố vi lượng Hàm lượng (mg/kg) Calci (Ca) 10-20 Iron (Fe) 70-100 Phosphorus (P) 6-12 Zinc (Zn) 20-30 Potassium (K) 2-2,5 Copper (Cu) 1,5-2,5 Sodium (Na) 1-1,5 Manganese (Mn) 0,15-0,3 Chlorine (Cl) 1-1,2 Iodine (I) 0,1-0,2 Magnesium (Mg) 0,4-0,5 Molybdenum (Mo) 0,1 Bảng 12: Hàm lượng khoáng trong cơ thể và nhu cầu mỗi ngày Nguyên tố Hàm lượng (mg/kg thể trọng) Nhu cầu (mg/ngày) Cần thiết Fe 60 15 F 37 2,5 Zn 33 6-22 Si 14 33 Cu 1,5 3,2 B 0,7 1,3-4,3 V 0,3 0,02 As 0,3 0,02-0,03 Se 0,2 0,07 Mn 0,2 2-48 I 0,2 0,2 Ni 0,1 0,4 Mo 0,1 0,3 Cr 0,1 0,005-0,2 Co 0,02 0,002-0,1 Không cần thiết Rb 4,6 1-2 Br 2,9 7,5 Al 0,9 5-35 Ba 0,3 1,3 Sn 0,2 4,0 Ti 0,1 0,9 Các nguồn cung cấp khoáng: Bảng 13: Hàm lượng các nguyên tố đa lượng trong rau trái Calcium (Ca): Calcium (mg/100g) Vừng (đen, trắng) 1200 Mộc nhĩ 357 Rau giền cơm 341 Cần ta 310 Rau giền đỏ 288 Rau giền trắng 288 Đậu French Beans 186 Rau đay 182 Rau mồng tơi 176 Rau ngót 169 đậu tương 165 đậu trắng hạt 160 Rau bí 100 Rau muống 100 Rau bina Spinach 99 Đậu lăng Lentils 51 Bông cải xanh Broccoli 47 Cam Orange 43 Rau diếp Lettuce 36 Cà rốt Carrots 33 Đậu Hà Lan G.Peas 25 Đu đủ Papaya 24 Măng tây Asparagus 24 Súp lơ Cauliflower 22 Dâu tây Strawberry 21 Nho Grapes 14 Dứa Pineapple 13 Cà chua Tomatoes 10 Lê Pear 9 Dưa Melon 6 Đào Peach 6 Táo Apples 6 Chuối Banana 5 Phosphorus(P) (mg/100g) : Đậu nành 580 Hạnh đào 470 Hạt dẻ 400 Chocolate 400 Gạo 300 Nấm 100 Magie (Mg) (mg/100g) : Kê 430 Đậu xanh 270 Đậu tương 236 Khoai lang 201 Lạc hạt 185 Bột mỳ 173 Rau giền đỏ 164 Cùi dừa già 160 Đậu Hà Lan 145 Rau ngót 123 Tía tô 112 Lá lốt 98 Rau mồng tơi 94 Rau kinh giới 80 Măng chua 88 Hạt ngô vàng khô 85 Rau đay 79 Rau húng quế 73 Rau khoai lang 60 Đu đủ xanh 56 Gạo tẻ giã 52 Xương sông 50 Tôm đồng 42 Chuối tiêu 41 Đậu đũa 36 Cá thu 35 Rau mùi tàu 35 Khoai sọ 33 Kali (K) (mg/100g): Đậu tương 1504 Đậu xanh 1132 Sầu riêng 601 Lá lốt 598 Cùi dừa già 555 Vừng (đen, trắng) 508 Rau khoai lang 498 Măng chua 486 Rau giền đỏ 476 Rau ngót 457 Khoai sọ 448 Lạc hạt 421 Rau đay 417 Củ cải 397 Khoai tây 396 Củ sắn 394 Rau mồng tơi 391 Rau bí 390 Bầu dục heo 390 Tỏi ta 373 Mít dai 368 Thìa là 361 Súp lơ 349 Bí ngô 349 Bảng 13: Các nguyên tố vi lượng Sắt (Fe) (mg/100g): Mộc nhĩ 56,1 Nấm hương khô 35,0 Cùi dừa già 30,0 Đậu tương 11,0 Đậu phụ 10,8 Bột cacao 10,7 Vừng (đen, trắng) 10,0 Rau câu khô 8,8 Rau mùi 4,5 Cần tây 8,0 Rau đay 7,7 Đậu trắng hạt 6,8 Đậu đũa hạt 6,5 Hạt sen khô 6,4 Đậu đen hạt 6,1 Rau giền trắng 6,1 Rau giền đỏ 5,4 Măng khô 5,0 Rau muống 1,4 Kẽm (Zn) : Có nhiều trong mầm của các loại hạt: các loại đậu, bơ …… VI ./ Các hợp chất khác: 1./ Các acid hữu cơ Acid hữu cơ là sản phẩm trung gian của quá trình chuyển hóa. Chu trình Krebs (TCA) kênh chính cho quá trình oxy hóa các acid hữu cơ trong tế bào sống và nó cung cấp năng lượng cần thiết để duy trì hoạt độngtế bào. Acid hữu cơ được chuyển hóa thành nhiều thành phần, bao gồm cả amino acid. Hầu hết các loại trái cây tươi có tính acid (pH từ 3 tới 5). Một số loại trái cây như chanh có chứa nhiều acid hữu cơ (từ 2-3%) trọng lượng tươi của chúng . Hàm lượng acid thường giảm trong quá trình chín do việc sử dụng các axit hữu cơtrong quá trình hô hấp hoặc chuyển hóa thành đường. Acid Malic và acid citric có nhiều trong trái cây (Bảng 1,2), nho (acid tartaric) và trái kiwi (acid quinic chiếm nhiếu nhất). Bảng 14: Hàm lượng acid hữu cơ trong rau trái 2./ Chất màu: Chất màu (Pigments) là các chất hữu cơ làm nên màu sắc của vỏ và thịt quả, chúng sẽ bị biến đổi trong quá trình trưởng thành của quả Những chất bao gồm: Mất chất diệp lục (màu xanh lá cây), ảnh hưởng bởi những thay đổi độ pH, điều kiện oxy hoá,và hoạt tính củachlorophyllase Tổng hợp carotenoid (màu vàng và màu da cam) Phát triển anthocyanins (đỏ, xanh, tím), mà cụ thể là trái cây Beta-caroten là tiền vitamin A và có ý nghĩa rất quan trọng về mặt dinh dưỡng. Carotenoids rất ổn định và vẫn còn nguyên vẹn trong mô trái cây, ngay cả khi sự lão hóa xảy ra. Các phản ứng màu Anthocyanins xảy ra như glycosides trong dịch tế bào, chúng là nước hòa tan, không ổn định, và được dễ dàng bị thủy phân bởi enzym anthocyanins như có thể bị ôxi hóa bởi phenoloxidases làm chuyển thành màu nâu. 3./ Các hợp chất phenolic: Tổng số lượng phenolic trong quả non cao hơn trong hoa quả chín và thường là khoảng giữa 0,1 và 2 g/100 g trọng lượng tươi. Hợp chất phenolic trong trái cây bao gồm axit chlorogenic, Catechin, epicatechin leucoanthocyanidins, flavonols, dẫn xuất axit cinnamic, và phenol đơn giản. Chlorogenic axit (este của axit caffeic) xuất hiện nhiều trong hoa quả và là chất nền chính tham gia vào các phản ứng làm sậm màu của mô trái cây khi tiếp xúc với không khí do enzyme polyphenoloxidase (PPO). Bảng 15: Các hợp chất Phenolic trong rau trái 4./ Các chất dể bay hơi: Chất bay hơi làm nên hương thơm đặc trưng của hoa quả. Chúng có hàm lượng rất ít (<100mg/ g khối lượng). Chất dể bay hơi chủ yếu trong trái cây lá ethylene (50 đến 75% tổng lượng carbon có trongcác chất bay hơi). Ethylene không có một hương thơm mạnh mẽ và không đóng góp cho hương liệu trái cây điển hình. Hợp chất dễ bay hơi là phần lớn các este, rượu, axit, aldehyde và Ketones ( hợp chất có khối lượng phân tử thấp). Các chất dể bay hơi trong quả có rất nhiều tuy nhiên chỉ có một vài chất bay hơi chính là quan trọng đối với hương thơm đặc biệt của một loại trái cây. Sự ảnh hưởng của chúng phụ thuộc vào nồng độ ngưỡng (có thể là thấp như là 1 ppb), và tương tác với các hợp chất khác. B./ Những biến đổi trong quá trình chế biến: I./ Những biến đổi của vitamin trong quá trình chế biến và bảo quản: Các vitamin chịu nhiều thay đổi nhất vì đó là những thành phần tương đối ít bền vững. Phần lớn các vitamin bị phá hủy bởi: oxy (sự oxy hóa); nhiệt độ của môi trường và tia cực tím; nấu nướng và các hóa chất công nghiệp như tẩy trắng, khử khuẩn, ion hóa… Bên cạnh đó, các vitamin tan trong nước cũng thất thoát trong quá rửa, ngâm, chần. 1./ Vitamin C : Tính chất: Vitamin C dễ bị oxy hóa dước tác dụng của oxy khi có mặt cuả enzyme xúc tác ascorbatoxylase, biến acid ascorbic thành dehidroascorbic. Khi có mặt của các ion kim loại đặc biệt sắt đồng thì qua trình oxy hóa còn xẩy ra mạnh hơn. Ánh sáng cũng tham gia vào quá trình xúc tiến oxy hoá Vitamin C Cơ chế của sự oxy hóa vitamin C: Dễ bị oxy hóa thành acid dehydro ascorbic theo phương trình AA + 1/2O2àDAA + H2O Cơ chế của sự oxy hóa vitamin C Do tác dung của enzim ascorbate oxidase có mặt ở một số loại quả có pH không quá thấp như:chuối, lê, bơ.coenzim là Cu2+, pHopt=6 (4.5-6.5), topt=370C. Do sự xúc tác của Cu2+ không cần có mặt của enzim AA + O2 à DAA + H2O2 AA + H2O2 àDAA + H2O Do sự oxy hóa không trực tiếp diphenol Dễ bị oxy hóa trong môi trường có anthocyanins ở nhiệt độ cao và pH thấp(không cần có Cu2+) VitaminC rất nhạy cảm với nhiệt độ, ở nhiệt độ thấp cũng có thể xẩy ra sự oxy hóa Vitamin C Vitamin C bền trong môi trường acid không bền trong base Do các tính chất trên ta thấy vitamin C ít bền vững nhất. Trong chế biến thực phẩm, do lượng vitamin C thất thoát đáng kể do là vitamin tan trong nước và kém bền với oxy trong không khí. Nhiệt độ càng cao, thời gian đun nấu càng lâu thì khả năng vitamin bị phá hủy càng lớn.Vitamin C đặc biệt nhạy cảm với các tác động của oxy nhất là khi nhiệt độ môi trường quanh nó tăng lên hoặc khi có mặt của các kim loại sắt, đồng. Người ta thấy 90-95% vitamin C bị mất đi khi xử lý nhiệt. Ví dụ: Thời gian dự trữ rau càng dài thì lượng C hao hụt càng lớn, sau một ngày hao hụt 26%, sau hai ngày 41%. Một lát dưa chuột sẽ bị mất đến 41% thành phần vitamin C nếu để lâu trong 3 giờ, còn một lát dưa đỏ nếu để hở trong tủ lạnh sẽ mất 35% vitamin C trong chưa đến 24 giờ. Rửa rau hao 1%, cắt nhỏ hao 14%. Cho rau vào nước sôi để luộc hao 15%, cho vào nước lạnh kuộc tới sôi hao 42%. Luộc rau đậy nắp hao 15%, mở nắp hao 32%. Rau luộc xong ăn ngay hao 15%, để sau 1 giờ hao 25%, sau 2 giờ hao 34%, sau 3 giờ hao 42%. Rau xào mất nhiều vitamin hơn luộc, vì tiếp xúc cùng một lúc với không khí và nhiệt độ cao hơn. Xào xong để một giờ hao 45%, sau hai giờ hao 57%. Bảng 16: Thất thoát Vitamin trong quá trinh chế biến và bao gói rau củ Sản phẩm chế biến, đóng hộp Thấm thoát vitamin C(%) (so với rau củ mới nấu xong và xả nước) Sản phẩm đông lạnh (a) 26(c) 0 – 78 (d) Sản phẩm tiệt trùng (b) 51(c) 28-67(d) (a) Gồm măng tây, đậu lima, đậu xanh, súp lơ, bắp cải, đậu Hà Lan, khoai tây, rau spinach, giá đỗ, lõi ngô non. (b) Giống ở thí nghiệm a, ngoại trừ súp lơ, bắp cải, giá đỗ. (c) Giá trị trung bình. (d) Khoảng biến động (của giá trị đo được). Bảng 17: Thất thoát Vitamin trong quá trinh chế biến và bao gói trái cây Sản phẩm chế biến, đóng hộp Thấm thoát vitamin C(%) (so với rau củ mới nấu xong và xả nước) Sản phẩm đông lạnh (a) 18(c) 0 – 50 (d) Sản phẩm tiệt trùng (b) 56(c) 11-86(d) (a) Gồm táo, mơ, quả việt quất, sơ ri chua, nước cam ép cô đặc (concentrate), đào, quả mâm xôi và dâu tây. (b) Giống thí nghiệm (a) nhưng sử dụng nước cam ép thường thay cho dạng concentrate 2./ Vitamin E 2/3 vitamin E có thể mất đi trong quá trình sản xuất dầu thực vật thương mại, sản xuất margarine, shortening… Quá trình tự oxy hoá chất béo xảy ra ở thực phẩm sấy hay thực phẩm chiên rán trong dầu mỡ ở nhiệt độ cao làm mất đi vitamin E. Độ bền của tocopherol trong quá trình chiên rán ở nhiệt độ cao Bảng 18: Thất thoát Vitamin trong quá trình chế biến Tổng lượng tocopherol (mg/100g) Lượng vitamin E mất đi(%) Dầu trước khi chiên 82 1 Dầu sau khi chiên 73 1 Dầu tách từ khoai tây chiên (potato chip) Ngay sau khi sản xuất 75 Sau 2 tuần bảo quản ở nhiệt độ phòng 39 48 Sau 1 tháng bảo quản ở nhiệt độ phòng 22 71 Sau 2 tháng bảo quản ở nhiệt độ phòng 17 77 Sau 1 tháng bảo quản ở -120C 28 63 Sau 2 tháng bảo quản ở -120C 24 68 Dầu tách từ khoai tây chiên(French fries) Ngay sau khi sản xuất 78 Sau 1 tháng bảo quản ở -120C 25 68 Sau 2 tháng bảo quản ở -120C 20 74 3./ Vitamin A Sự oxy hóa không do enzyme: Carotenoid khi tiếp xúc với không khí dần dần bị oxy hoá tại nối đối tạo thành các hợp chất có màu nâu như hydroperoxide, carbonyl…Sản phẩm ở dạng bột sấy khô (có bề mặt tiếp xúc với không khí lớn) đặc biệt dễ bị oxy hoá. Hydroperoxide Cacrbonyl Thông thường cả vitamin A và carotene khá bền với nhiệt độ nhưng ở nhiệt độ cao nó lại bị phá huỷ gián tiếp thông qua sự oxy hoá các acid béo chưa no. Tỷ lệ carotenoid bị mất đi do oxy hoá không chỉ phụ thuộc lượng oxy mà còn phụ thuộc nhiệt độ và ánh sáng. Tất cả carotenoid đều nhạy cảm với ánh sáng mặt trời. Ánh sáng nhân tạo thì không có tác dụng xúc tác như ánh sáng mặt trời. Ví dụ : Sau 3 giờ, ở 65oC chỉ có 15% lycopene bị mất đi ;ở 100oC là 25% lượng lycopene bị mất đi. Khi giữ nhiệt trong các bao bì không thấm nước, trong chân không hay trong khí nitơ thì sự mất mát rất nhỏ. Nhìn chung, vitamin A và carotenoid không bền với nhiệt độ khi có cả oxy và ánh sáng. Như vậy việc tăng nhiệt độ chỉ làm tăng thêm quá trình biến đổi nhất là quá trình oxy hoá. Sự oxy hoá bởi enzyme: Trong tế bào, carotenoid ổn định hơn khi tạo thành phức hợp carotenoid- protein. Carotenoid bị tấn công bởi các enzyme oxy hoá chất béo: Peroxidase làm giảm chất lượng chất béo theo cơ chế: peroxidase acid thực vật carotenoid 5,6-epoxide 5,8-epoxide Lipoxidase tạo thành gốc tự do từ acid béo không no sau đó bắt đầu oxy hoá các carotenoid. Lipoperoxidase chỉ hoạt động khi có mặt acid béo không no bị oxy hoá bởi lipoxidase. Một vài ion kim loại có thể xúc tác làm giảm chất lượng của carotenoid khi không có chất béo. Ví dụ : như ngươì ta đã chứng tỏ được rằng Cu làm giảm chất lượng của lycopene đến 3,5 lần so với tỷ lệ bình thường . Ion đồng là chất xúc tác cho việc tạo thành gốc tự do. Ở pH trung tính và kiềm, nhiệt độ sẽ phá huỷ dễ dàng các loại vitamin trong đó có vitamin A và carotenoids. II./ Những biến đổi của đường trong quá trình chế biến: Khi đun nóng lâu và ở nhiệt độ cao, các rau quả có chứa đường, có thể xảy ra hiện tượng caramel hoá tức là sự phân huỷ chưa hoàn toàn các đường còn gọi là sự cháy đường. Ở giai đoạn đầu của sự phân huỷ đường, các chất được tạo nên thường làm cho rau quả có mùi thơm( mùi rau rán ). Tuy nhiên, nếu ở nhiệt độ cao, lâu thì các sản phẩm giàu đường sẽ bị sẫm mầu và vị đắng làm sản phẩm có chất lượng kém. Ở nhiệt độ 95oC, đường khử có thể bị caramel hóa. Ở nhiệt độ 160oC, quá trình caramel hóa xảy ra mạnh. Ở 160oC, saccharose loại 1 phân tử nước tạo ra glucosan và fructosan. Ở 185 – 190oC, glucosan kết hợp với fructosan tạo thành isosaccharosan. Tiếp tục, 2 phân tử isosaccharosan kết với nhau, loại 2 phân tử nước tạo thành caramelan. Caramelan lại kết hợp với isosaccharosan, loại 3 phân tử nước tạo thành caramelen. Khi nhiệt độ tăng cao trên 200oC tạo thành caramelin (mất tính hòa tan) Sơ đồ phản ứng caramel hóa như sau: Hiện tượng xẫm màu còn do phản ứng giữa protein (nhóm –NH2) và đường khử (nhóm –CHO) tạo các melanoidin. Nhưng trong chế biến rau quả, các quá trình xử lí nhiệt rất ít khi đến1600C ,vì vậy phản ứng cháy đường chỉ có thể xảy ra ở giai đoạn đầu. Phản ứng này xảy ra mạnh giữa các axit amin, đặc biệt là glixin và các axit amin hoà tan khác ( alamin, asparagin ) với các đường mono có nhóm cacbonyl tự do( fructoza,glucoza, maltoza, kxiloza ). Phản ứng xảy ra mạnh nhất khi tỉ lệ khối lượng phân tử giữa axit amin và đường là 1:2 . Saccaroza chi có thẻ tham gia phản ứng sau khi thuỷ phân thành đường khử, axit amin hoà tan kém( xistin, tirozin ) cũng kém tác dụng. Phản ứng melanoidin xảy ra không chỉ ngay khi đun nấu mà còn có thể tiếp tục trong cả quá trình bảo quản. Vì vậy có nhiều sản phẩm bảo quản càng lâu, màu càng sẫm dần. Trong quá trình rán glucid bị biến đổi, đường và tinh bột ở lớp bề mặt bị caramel hóa. Protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan, làm rau rán trở nên mềm. Tinh bột sẽ bị hồ hóa. Pectin bị phân hủy nên giảm tính tạo đông trong nấu mứtKhi gia nhiệt, các nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hút nước sẽ trương nở, như đậu khô sau khi chần sẽ tăng thể tích gần 2 lần và khối lượng tăng 1,85 lần, nên khi thanh trùng sẽ chóng chín, dung dịch rót vào không bị hút nhiều. III./ Những biến đổi của Protein trong quá trình chế biến: Mặc dù hàm lượng nhỏ nhưng protein trong rau quả có ảnh hưởng đến quá trình chế biến nguyên liệu. Chế biến , gia nhiệt vừa phải thì lượng protid trong nguyên liệu dễ tiêu hóa, nhưng nhiệt độ cao thì lượng acid amin trong sản phẩm bị thủy phân một phần và protid trong nguyên liệu bị biến tính. Ví dụ: Trong quá trình rán protid trong nguyên liệu bị biến tính. Rau chứa ít protid nên khi đông, protid chuyển thành dạng hạt rời, rồi phân hủy thành dạng bông. Sự biến đổi của protid bắt đầu ở nhiệt độ 30 – 35oC, và tốc độ tăng dần theo nhiệt độ, ở nhiệt độ 60 – 65oC thì protid đã bị biến tính. Các protid mất tính tan, các phân tử protid chứa S bị cắt đứt, giải phóng H2S. Rau quả sấy bị hóa nâu, hóa đen do phản ứng giữa đường khử và acid amin do sự khử nước của đường dưới tác dụng của nhiệt, do pirocatexin bị oxy hóa hay trùng hợp. Nhiệt độ sấy: trong điều kiện ẩm, nếu nhiệt độ trên 600C, protein bị biến tính. Sup lơ xanh còn có thêm protein ESP với nhiệm vụ tạo ra sự cân bằng cho các sulphoraphane kém sunphur( chất sulphoraphane giết vi khuẩn Helicobacterpylori- vi khuẩn gây bệnh ung thư dạ dày). Khi sup lơ đã nấu chín sẽ mất tác dụng chống ung thư vì nhiệt độ cao sẽ phá hủy enzyme và chất ESP, làm xáo trộn sự cân bằng của sulphoraphane. Hơn nữa, lượng sulphoraphanes có đính thêm sulphur trong sup lơ xanh rất nhỏ, chỉ chiếm khoảng 20% tổng số và rất dễ bị vô hiệu hóa. Các thành phần còn lại không có đủ nguyên tố sulphur hữu ích, nên không có khả năng kháng bệnh. Do đó nên ăn sup lơ như một loại rau sống là tốt nhất. Có thể nấu hay hấp với ít nước và thật nhanh đủ đề nó hơi mềm. Ta có thể ngâm cho hột sup lơ mọc mầm (như giá đậu xanh sống). Trọng lượng phân tử protein rất lớn nên dung dịch thật của protein có tính chất keo, phân tán cao và bền vững: trong môi trường acid của dịch quả, protein có tích điện dương, khi bị trung hòa thì kết tủa. Protein mất tính keo dưới tác dụng của nhiệt độ. Từ keo háo nước ở điều kiện thường trở thành keo kị nước và kết tủa dưới tác dụng của: Nhiệt độ chuyển động nội phân tử Acid, dòng điện: pH của môi trường thay đổi tiến đến giảm độ hòa tan của protein Muối và rượu: từ keo háo nước trở thành mất háo nước và tiến đến lắng cặn. Với rau quả giàu protein thì biến đổi của hệ keo này khác với hệ keo có hàm lượng cao của tinh bột và các thứ glucid khác. Do gia nhiệt, protein bị đông tụ làm cho tính háo nước của nó giảm. Khác với protein ban đầu, protein bị đông tụ (biến tính) thì trương nở kém, không tan trong nước và trong dung dịch trung tính. Khi có nước, protein bắt đầu biến tính ở gần 400C và biến tính hoàn toàn khi nhiệt độ ở trên 600C. Vì thế tính háo nước của hệ keo của rau giàu protein giảm đi khi xử l‎ nhiệt tạo điều kiện thuận lợi cho sự thoát ẩm khi sấy, nhưng cũng làm giảm khả năng chín rền khi nấu nướng( nghĩa là có thể bị sượng). Nguyên liệu giàu protid, do bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt, sẽ làm giảm thể tích và trọng lượng. Sự thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu sau khi gia nhiệt làm cho sản phẩm ổn định, đáp ứng các yêu cầu về tỉ lệ cái-nước và thành phần các cấu tử trong hộp. Đối với nguyên liệu thực vật, dưới tác dụng của enzyme peroxidase, polyphenoloxidase trong các nguyên liệu thường xảy ra quá trình oxy hóa các chất chát, tạo thành flobafen có màu đen. Chần, hấp, đun nóng làm cho hệ thống enzyme đó bị phá hủy nên nguyên liệu không bị thâm đen. Ngoài ra Chlorophyl chuyển thành pheophytin, caroten ít bị phân hủy, nhưng lại tan nhiều trong dầu nóng làm cho dầu có màu da cam. Các chất hữu cơ hòa tan và các vitamin hòa tan trong chất béo đều chuyển vào dầu. Vitamin B1, B2 tổn thất ít. Vitamin C bị phá hủy 7 – 18%. Các ester và các chất thơm bay hơi cũng bị tổn thất khi rán. Nước thoát ra làm tăng nồng độ chất khô. Các chất thơm và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị của sản phẩm. C./ Các biện pháp bảo vệ chất dinh dưỡng trong quá trình sản xuất và bảo quản I./ Dùng chất chống oxy hóa: Một số chất dinh dưỡng trong rau trái rất dễ bị oxy hóa như carbohydrate, lipid, vitamin . Nguyên nhân gây oxy cũng rất phong phú, chủ yếu là do các tác nhân bên ngoài môi trường như là nhiệt độ, ánh sáng, oxy không khí hay là do các enzyme có sẵn trong nguyên liệu. Biểu hiện cảm quan bên ngoài của sự oxy hóa các chất dinh dưỡng là sự hóa nâu bề mặt nguyên liệu hay là tạo thành các hợp chất có mùi ôi khó chịu. Tùy theo tác nhân và cơ chế oxy hóa là gì mà chúng ta có các biện pháp bảo vệ cụ thể. 1./ Acid hóa : mỗi loại enzyme có khả năng hoạt động ở một dãy pH và bị mất hay giảm đáng kể hoạt tính ở pH nằm ngoài dãy đó. Theo các nghiêm cứu trước đây thì pH tối ưu cho polyphenoloxidase hoạt động là từ acid tới pH trung tính. pH tối ưu cho loại enzyme này hoạt động là 6.0 – 6.5, hoạt tính thấp nhất ghi nhận lại được là tại pH 4.5. Đó là lý do tại sao sau đây sử dụng pH thấp để hỗ trợ kiểm soát enzyme oxy hóa. Tuy nhiên việc chỉ dùng pH thấp để ngăn cản sự oxy hóa là rất khó thực hiện, do đó người ta thường sử dụng kết hợp với các biện pháp khác. Các acid thường dùng acid citric, malic và phosphoric có khả năng làm giảm nhẹ pH của hệ thống do đó giảm hoạt tính của polyphenol oxidase (Lamikanra, 2002 and Marshall et al., 2000). Acid citric được sử dụng rộng rãi, lượng cho vào từ 1.5-2%(w/v) để chống lại sự oxy hóa trong rau trái. Acid citric có thể sử dụng kết hợp với các tác nhân chống hóa nâu khác như acid ascorbic hay erythorbic và các muối tự nhiên của chúng để ngăn chặn các prooxidants và vô hoạt polyphenol oxidase. Bên cạnh pH thấp, acid citric còn có thể tác dụng với Cu là trung tâm hoạt động của enzyme (Marshall et al., 2000). De Souza et al. (2006) sử dụng acid citric, CaCl2 và giảm oxy (2.5%) hay CO2 cao (5-40%) cho xoài (Kensington) được bảo quản ở 30C. Người ta cho rằng sử dụng acid citric có ít ảnh hưởng rõ rệt đến sự mềm nhũn của xoài. Quá tình xử lý tốt nhất là oxy thấp và CaCl2 , đã cho thời gian sử dụng (shelf life) là 15 ngày. Acid Kojic là 5-hydroxy-2-hydroxymethyl-4H-pyran-4-one, a γ-pyrone derivative và một sản phẩm chuyển đổi do nấm thuộc nhiều loài của Aspergillus và Penicillium. Son et al. (2001) đã dùng acid kojic so sánh với hơn 36 hợp chất chống oxy hóa khác khi sử dụng cho những miếng táo. Acid Kojic, acid oxalic, acid oxalacetic, acid ascorbic, cysteine, glutathione, N-acetylcysteine và 4-hexyl resorcinol tạo thành nhóm có hoạt tính ức chế cao nhất lên sự hóa nâu táo. Nồng độ thấp nhất cho một tác động chống oxy hóa là 0.25% acid oxalacetic, 0.05% acid oxalic, 0.05% cysteine và 0.05% acid kojic. 2./ Giảm tác nhân: Giảm tác nhân phản ứng với quinone, giảm tác động của chúng tới enzyme polyphenol oxidase bởi liên kết không thuận nghịch với đồng của enzyme. Một trong những chất chống hóa nâu được sử dụng rộng rãi nhất là acid ascorbic. Ascorbic là một nhóm các hợp chất bao gồm acid trong tự nhiên, các muối trung tính và muối base có thể hòa tan trong nước. Sulfites là các chất ức chế enzyme hóa nâu. Các hợp chất này bao gồm sulphur dioxide (SO2) và một vài dạng chất vô cơ giải phóng SO2. Gonzales et al. (1993) đã so sánh việc sử dụng các tác nhân chống hóa nâu khác với sulphites và đã cho kết quả như trên hình 1 Hình 1 : sự thay đổi giá trị L (Lightness) trong những khoanh táo tươi được bảo quản ở 210C. Các mẫu được xử lý : mẫu đối chứng ( nước), PJ ( nước táo 12.8 Brix), FCPJ ( nước táo 12.8 Brix lạnh đông), IEPJ (nước táo đóng trong lon có trao đổi ion 12.8 Brix), AA (0.7% Ascorbic acid), OJ (nước cam lạnh đông 11.8 Brix, EF ( dung dịch thương mại của Ever Fresh), và S (0.1% sodium bisulfite) Ta thấy nước táo khi được xử lý với các tác nhân trên thì cho kết quả khác nhau về độ sáng của nước táo. Phản ứng oxy hóa sinh ra các hợp chất keo cao phân tử màu sậm làm cho mẫu nước táo bị sậm màu. Do đó độ sáng của nước táo tỷ lệ với khả năng chống oxy hóa của tác nhân tức là phản ứng hóa nâu càng ít xảy ra, điều đó cũng có nghĩa là tác nhân chống oxy hóa có tác dụng tốt. Nhìn vào biểu đồ trên ta thấy khi sử lý với 0.1% sodium bisulfite đã cho kết quả tốt nhất về độ sáng màu của nước táo. Khi không được xử lý với tác nhân chống oxy hóa ( mẫu đối chứng) mẫu nước táo cho kết quả về độ sáng là thấp nhấtechnology. Độ sáng của mẫu nước táo không những giảm đi trong quá trình bảo quản mà còn giảm đi một cách nhanh chóng tức là mẫu nước táo rất nhanh bị sậm màu. Trong khi đó các mẫu xử lý khác cũng có sự giảm về độ sáng nhưng sự giảm đi này chậm hơn rất nhiều so với mẫu đối chứng. Polyphosphate là một nguồn tác nhân tạo phức và cũng là tác nhân acid hóa. Dung dịch sulfite bảo quản rau trái đã bóc vỏ tươi tốt như lá rau tươi. Rau trái đã bóc vỏ tươi được bảo quản bởi quá trình ngâm hay phun hỗn hợp chất bảo quản Sporix thương mại và acid citric. Sau khi được cắt nhỏ, rau trái đã bóc vỏ tươi được phun dung dịch trên lần thứ 2 và sau đó được đóng gói và đem đi bảo quản lạnh cho tới 12 ngày mà không có sự đổi màu do tổn thương hay hư hỏng. Sporix có thể được sử dụng ở trên bề mặt bị cắt của rau trái cùng với acid ascorbic, tuy nhiên điều này không được cho phép sử dụng cho thực phẩm ở Mỹ (Lamikanra, 2002). Phosphates đã quen được sử dụng như là một hợp phần của chất ức chế sự oxy hóa trong thương mại. Rojas-Grau et al. (2006) đã so sánh khả năng ngăn chặn sự hóa nâu của N-acetyl cysteine, glutathione, acid ascorbic và 4-Hexylresorcinol với táo “Fuji” được cất giữ trong 14 ngày ở 40C. người ta đã nhận thấy rằng nồng độ cho kết quả chống oxy hóa tốt nhất là bao gồm ít nhất 0.75 N-acetylcysteine, 0.60% N-acetylcysteine và 0.60% glutathione. Tuy nhiên trong nghiên cứu này chỉ quan tâm tới sự oxy hóa các chất dinh dưỡng còn các tính chất cảm quan khác của các mẫu xử lý đã không được xác định rõ. Xử lý với N-acetyl-cysteine (0.05M) đã cho kết quả tốt trong việc giảm sự hóa nâu và còn cho kết quả tốt hơn khi kết hợp với nồng độ đường cao và vitamin C từ acid isoascorbic (0.1M) và acid ascorbic. Lượng chất chống oxy hóa đã sử dụng không làm ảnh hưởng đến các tính chất khác của mẫu nghiên cứu. Tác nhân tạo phức Loại tác nhân này chống lại sự oxy hóa do enzyme bằng cách hình thành phức với đồng thông qua một cặp electron không liên kết trong cấu trúc phân tử. Một vài trong số các tác nhân tạo phức sử dụng trong rau trái là acid citric và EDTA (ethylenediamine tetraacetic acid) (Alzamora, 2000). EDTA được sử dụng với các tác nhân chống oxy hóa khác với nồng độ nhỏ hơn (Lamikanra, 2002). Tuy nhiên một vài thử nghiệm sử dụng EDTA như là một chất ức chế polyphenol oxidase trong trái đào đã không có tác dụng hoàn toàn (Marshall et al., 2000). Pilizota và Sapers (2004) đã sử dụng kết hợp sodium hexametaphosphate, ascorbic acid, calcium chloride, sodium chloride và sodium erythorbate với liều lượng khác nhau của acid citric để điều chỉnh pH với mục đích phát triển một loại chất ức chế sự oxy hóa của những miếng táo fresh- cut nhưng không làm giảm pH. Sự xử lý tốt nhất là 3% acid ascorbic + 1% acid citric + 1% sodium hexametaphosphate đã cho pH là 2.9, nhưng vấn đề là trong một vài trường hợp sodium hexamethaphosphate gây ra những hư hỏng nhỏ với những vị khác nhau ở 100C. Mặc dù vậy nhưng thông qua các đánh giá cảm quan thông thường có thể nhận thấy là sản phẩm bị chua hơn. Inorganic salts Muối của Ca, Zn và Na đã được kiểm tra như là tác nhân chống oxy hóa bởi sự ức chế enzyme polyphenol oxidase. Tuy nhiên chloride là mộ chất ức chế yếu, do đó để có tác dụng chống oxy hóa tốt cần đến một nồng độ cao chloride. Tuy nhiên khi sử dụng như vậy lại gây nên tác duịng không mong muốn là làm ảnh hưởng tới vị của sản phẩm (Lamikanra, 2002). Do đó các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu sử dụng tác nhân này theo hướng kết hợp với các chất ức chế khác. Các nghiên cứu đã kiểm tra việc sử dụng một hỗn hợp của ascorbic acid-sodium chloride, kết quả cho thấy là đã ức chế 90-100% hoạt tính của polyphenol oxidase (Alzamora, 2000). Ngoài ra, Lu et al. (2007) đã sử dụng sodium chlorite để ngâm những miếng táo fresh-cut trong 1 phút, để ráo nước, bọc trong plastic ở 200C trong vòng 24 giờ và sau đó bảo quản chúng trong những túi polyethylene ở 5°C trong 2 tuần. Quá trình xử lý sodium chlorite, sodium chlorite acid hóa bằng acid hữu cơ và các muối khác. Những miếng táo được xử lý bằng sodium chlorite có acid hóa hay chỉ có sodium chlorite có sự giảm nhẹ về giá trị L*(lightness) chỉ ra sự oxy hóa ít hơn các mẫu khác xử lý trong acid citric hay trong nước trong 4 giờ. Sau 2 tuần cất giữ, sodium chlorite (0.5–1.0 g/L), sodium bisulfite (0.5 g/L) và calcium l-ascorbate (10 g/L) vẫn tiếp tục ức chế sự hóa nâu. Quá trình sử lý với 0.5 g/L sodium chlorite và pH trong khoảng từ 3.9 đến 6.2 sử dụng acid citric để giảm sự oxy hóa nhiều hơn việc xử lý với 0.5 g/L sodium chlorite mà không có chỉnh pH. Hai loại acid hữu cơ, acid salicylic và acid cinnamic, khi được cho thêm vào dung dịch sodium chlorite, đã cho kết quả tốt thậm chí tốt hơn acid citric ở cùng giá trị pH. Nói tóm lại việc xử lý các sản phẩm và bán thành phẩm rau trái trong quá trình chế biến thường là sự kết hợp của việc sử dụng nhiều loại tác nhân chống oxy khác nhau, cùng một tác nhân chống oxy hóa lại có nhiều hơn một cơ chế chống oxy hóa. Do đó việc sử dụng chất chống oxy hóa cần có những kết luận dựa trên việc thí nghiệm thực tế. Việc sử dụng chất chống oxy hóa cũng tùy theo loại sản phẩm và các tính chất về thành phần hóa học trong sản phẩm. 3./ Enzyme: Xu hướng của các sản phẩm thực phẩm hiện nay là tiến tới sự tự nhiên càng nhiều càng tốt, tức là càng ít sử dụng các chất hóa học tổng hợp càng tốt mà thiên về sử dụng các chất có nguồn gốc tự nhiên. Theo xu hướng đó thì 4-hexylresorcinol là một tác nhân chống oxy hóa tiềm năng để cho vào sản phẩm fresh-cut. Đó là một hợp chất hóa học được sử dụng trong y học và đã được sử dụng để ngăn cản sự đổi màu của tôm (Lamiknara, 2002). Dong et al. (2000) đã dùng 4-hexylresorcinol kết hợp với các hợp chất khác để kéo dài thời gian sử dụng của lê Anjou fresh-cut. Người ta đã nhận thấy rằng 4-hexylresorcinol (0.005 và 0.01%) đã có tác động ngăn cản sự oxy hóa khi kết hợp với 0.5% acid ascorbic nhưng lại không có tác dụng nếu không có acid ascorbic. Giá trị cảm quan đã chỉ ra rằng 0.01% của 4-hexylresorcinol đã bị nhận ra bởi những người tham gia thử. Do đó hợp chất này cần phải được nghiên cứu thêm để có thể ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Mật ong là một nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng mà đã được sử dụng lâu đời. Mật ong cũng đã được nghiên cứu để chống lại sự hóa nâu trên táo fresh-cut. Những miếng táo đã được tẩm dung dịch 10% mật ong trong chân không và màu sắc của táo đã được giám sát trong vòng 10 ngày cất giữ ở 40C và độ ẩm 80%. Mật ong đã có tác dụng làm giảm sự háo nâu , tuy nhiên lại làm cho màu sắc bị kém sáng hơn do tác dụng của màu sắc của mật ong. Một loại mật ong với màu sáng hơn có thể là dùng làm tác nhân chống oxy hóa cho táo có thể là thích hợp hơn. Các enzyme gây oxy hóa đều có bản chất là protein, do đó có thể dụng các tác nhân thủy phân protein để ngăn chặn sự oxy hóa. Các biện pháp xử lý enzyme với protease để thủy phân polyphenol oxidase đã được đề nghị để thay cho các biện pháp ngăn cản sự oxy hóa do enzyme. Một vài kiểm tra sơ bộ đã sử dụng những miếng táo và khoai tây cắt nhỏ ngâm 5 phút trong dung dịch enzyme 2% và kết quả cho thấy là papain đã làm việc hiệu quả trên táo, trong khi ficin ( enzyme từ heo) làm việc tốt hơn trên khoai tây (Lamikanra et al., 2002). Forget et al. (1998) đã nghiên cứu tác động chống hóa nâu của dịch papain khi nghiên cứu hoạt tính của chúng thông qua 2 cơ chế : vô hoạt polyphenol oxydase và đặt bẫy cơ chất quinone. Lozano de Gonzales et al. (1993) đã sử dụng nước ép dứa để chống oxy hóa, xem như là nước ép dứa có chứa enzyme bromelain, cái mà cũng có tính chất ức chế sự hóa nâu do enzyme như acid ascorbic. Nước dứa là một tác nhân chống hóa nâu cho cả táo tươi và khô. Nước dứa được trích ly và được phân riêng. Người ta nhận thấy rằng phần có tác dụng chống oxy hóa là phần có khối lượng phân tử nhỏ. Dịch nước dứa này đã cho tác dụng chống oxy hóa là giảm ít nhatá là 26% về cường độ màu của sản phẩm và được kiểm tra bằng thị giác đã cho kết quả tốt. Song et al. (2007) đã sử dụng nước cây đại hoàng (rhubarb) như là một tác nhân chống hóa nâu tự nhiên cho táo fresh-cut. Người ta đã nhận thấy rằng loại nước ép này ở nồng độ 20% bao gồm 67mg/100g của acid oxalic. Yoruk and Marshall (2003) đã khám phá ra cơ chế ức chế của acid oxalic lên polyphenoloxidase và đã xác nhận rằng bằng liên kết với đồng tạo thành phức không hoạt động, làm giảm sự hình thành sản phẩm catechol-quinone. Acid oxalic có tác dụng nhiều hơn so với các chất ức chế khác có liên quan tới acid. Các hợp chất khác như là acid benzoic và acid cinnamic là các chất ức chế polyphenol oxidase nhưng không kéo dài tác dụng trong quá trình bảo quản (Lamikanra, 2002). Roller and Seedhar (2002) đã sử dụng acid cinnamic để ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật trong dưa và kiwifruit fresh-cut. Hexanal là một hợp chất tiền hương tự nhiên trong táo. Hexanal làm tăng hương, nhưng lại được dùng để làm giảm sự hóa nâu do enzyme tốt như là ức chế nấm mốc, nấm men và vi khuẩn trong miếng táo (Beaulieu and Gorny, not dated). Li et al. (2007) đã sử dụng oxyresveratrol (dịch trích Morus alba L. twig được dùng trong y học cổ truyền Trung Hoa) như là một tác nhân chống oxy cho nước táo đục và táo fresh-cut. Họ đã sử dụng 0.001M oxyresveratrol, 0.5 M acid isoascorbic, 0.05 M calcium chloride và 0.025 M acetyl cysteine và không thấy bất kỳ vết nâu nào trên miếng táo sau 28 ngày ở 40C. Tuy các hợp chất tự nhiên chưa được sử dụng nhiều trong việc chống oxy hóa do gây ra những tác dụng không mong muốn nhưng đây lại là một xu hướng đầy triển vọng trong tương lai, do đó các hợp chất này cần phải đượn nghiene cứu nhiều hơn để có thể ứng dụng được trong quá trình chế biến công nghiệp. 4./ Kết hợp sử dụng với các biện pháp khác: Việc sử dụng chất chống oxy hóa có thể kết hợp sử dụng với các biện pháp khác. Các nghiên cứu gần đây đã sử dụng kết hợp nhiều loại tác nhân chống oxy hóa và MAP (modified atmosphere packaging). Kết quả cho thấy là sự oxy hóa và sự hư hỏng đã bị giảm xuống khi bảo quản ở 100C. Mohammed và Wickham (2005) đã ngâm những miếng lê trong một dung dịch bao gồm 300ppm acid ascorbic hoặc 200ppm 4-hexylresorcinol hoặc 300ppm acid ascorbic + 200ppm 4-hexylresorcinol. Những miếng lê fresh-cut sau đó được đóng gói trong MAP và được cất giữ tới 4 ngày ở 100C. Các quá trình xử lý khác nhau với acid ascorbic 4-hexylresorcinol trong sự kết hợp với MAP kiểm soát sự hóa nâu và giữ cho chất lượng của lê fresh-cut trong 2 ngày ở 100C. Việc kết hợp xử lý nhiều biện pháp xử lý có nhiều tác dộng đến sự ức chế sự hóa nâu cũng như sự hư hỏng do vi sinh vật trong thời kỳ bảo quản tiếp theo. Một nghiên cứu đã nghiên cứu việc kết hợp sử dụng các chất oxy hóa và màng bao MAP cho sản phẩm của một số loại rau trái. Nguyên nhân chủ yếu gây mất giá trị dinh dưỡng của rau trái là do vi sinh vật tấn công. Vi sinh vật có thể nhiễm vào nguồn nguyên liệu theo nhiều nguyên nhân và mức độ khác nhau. Sau đây là một ví dụ về nguồn lây nhiễm vi sinh vật và chủng loại nhiễm vào trong salad. Nguồn Vi sinh vật nhiễm Thiết bị ngâm, nghiền,cắt Toàn bộ microflora và coliforms Non-vegetable Tổng số microflora tăng lên Packaging Mở rộng sự đa dạng của vsv Vi sinh vật phát triển làm tăng sự thất thoát chất dinh dưỡng ra môi trường bên ngoài, làm cho cơ chất oxy hóa có thể tiếp xúc với các yếu tố oxy hóa. Việc sử dụng MAP có tác dụng làm cản trở một phần sự phát triển của vi sinh vật, do đó mà cũng làm cản trở một phần sự oxy hóa. Sau đây là một ví dụ về việc kết hợp chất chống oxy hóa và MAP cho một số loại rau trái. B ảng 19 : thời gian bảo quản rau trái khi có và không có MAP Rau trái bảo quản ở 80C Thời gian bảo quản (ngày) Industry standard air/low O2 MAP High O2 MAP Rau diếp xứ lạnh 2-4 4-11 Chuối 2 4 Bông cải Broccoli 2 9 Cos lettuce (rau diếp) 3 7 Dâu 1-2 4 Lá spinach non 7 9 Lá rau mùi tây 4 9 Cây gia vị coriander 4 7 Cải Thuỵ Điển 3 10 Ta thấy khi kết hợp sử dụng MAP tất cả các loại rau trái đều cho thời gian bảo quản dài hơn, thậm chí là gấp 3 lần. Có được kết quả này là do sự phụ thuộc của quá trình sinh trưởng của một số loại vi sinh vật vào nồng độ CO2 và O2 trong khí quyển. Hình 2: Ảnh hưởng của thành phần O2 lên sự phát triển của các loại nấm mốc Quan sát kết quả trên biểu đồ trên ta thấy khi nồng độ khí CO2 và O2 thay đổi thì khả năng phát triển của các loài vi sinh vật khảo sát thay đổi rất nhiều. Từ đó có thể khẳng định thành phần và nồng độ các khí có trong khí quyển có ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển của vi sinh vật.MAP là một biện pháp phù hợp, không những ngăn cản được sự tiếp xúc trực tiếp của sản phẩm với không khí bên ngoài làm giảm sự oxy mà còn có tác dụng bảo vệ chúng khỏi các tổn thương khác. Đồng thời MAP còn làm cho quá trình xử lý với chất chống oxy hóa có tác dụng kéo dài hơn, khi được bao bọc bởi màng bao làm giảm khả năng thất thoát chất chống oxy hóa. Việc kết hợp vài chất ức chế hóa nâu có thể có tác dụng nhiều hơn là chỉ dùng 1 loại. Trong số các biện pháp xử lý kiểu này, dung dịch bao gồm 4-hexylresorcinol (0.001 M) cùng với potassium sorbate (0.05 M), 4-hexylresorcinol, potassium sorbate và D-isoascorbic acid (0.5 M) đã làm giảm sự thay đổi về màu sắc và sự sinh trưởng của vi sinh vật mà không ảnh hưởng đến các tính chất cảm quan của xoài fresh-cut (Gonzalez-Aguilar, 2000). Gorny et al. (2002) đã nhận thấy rằng xử lý với 2% acid ascorbic, 1% calcium lactate và 0.5% cysteine chỉnh pH về 7.0 làm giảm sự mất cấu trức vững chắc và ngăn cản sự hóa nâu của lê Bartlett trong sự kết hợp với khí quyển O2 thấp và CO2 cao mà không gây mùi khó chịu. II./ Calcium treatments Xử lý bằng Calcium hay được sử dụng trong công nghiệp như là tác nhân làm cứng chắc cho cà chua, dưa chuột và các loại rau khác đóng hộp, và cũng đã đựoc ghi nhận là làm giảm sự hóa nâu. Ngâm trong dung dịch Calcium đã cho thấy là có giúp ích cho táo, hồ tiêu, dâu tây, cà chua và đào nguyên trái. Tác động của calcium lên cấu trúc có thể giải thích bằng các cơ chế khác nhau : 1. trạng thái của ion calcium với thành tế bào và giữa các lớp mỏng pectin 2. Sự ổn định của màng tế bào bởi ion calcium 3. Tác động của calcium lên áp suất thẩm thấu (Luna-Guzman and Barret, 2000). Sự cứng chắc nhờ calcium cũng góp phần làm giảm sự thoát ra của polyphyenol oxidase và các chất nền ở bề mặt cũng góp phần làm giảm sự hóa nâu. (Lamikanra et al., 2002). Calcium chloride đã được sử dụng là một tác nhân làm cứng chắc, nhưng bất lợi phổ biến là có thể có thể gây nên vị đắng hay mùi lạ cho sản phẩm. Calcium lactate là một nguồn được lựa chọn của calcium (Luna-Guzman and Barret, 2000). Các biện pháp xử lý kết hợp nhiệt độ thấp làm nhạt dần hoạt tính của enzyme pectinesterase.The enzyme pectinesterase có thể đề ester của pectin và làm tăng số lượng vị trí liên kết với calcium (Lamikanra, 2002). Luna-Guzman et al. (1999) ứng dụng calcium chloride (1-5%) để ngâm dưa. Sản phẩm tạo thành có nồng độ CO2 cao hơn trong mẫu không xử lý và hơn xử lý calcium với trái cây còn nguyên. Ngâm Calcium chloride cải thiện sự vững chắc của trái dưa đỏ fresh-cut cất giữ ở 50C. Sự cứng chắc được cải thiện với nồng độ calcium chloride cao hơn và nồng độ trong mô dưa tăng lên 300%.Luna-Guzman và Barret (2000) đã so sánh tác động của calcium chloride và calcium lactate trong việc duy trì chất lượng của dưa đỏ fresh-cut. Dưa đỏ fresh-cut hình trụ được ngâm trong vòng 1 phút trong dung dịch calcium chloride ở 25 °C và calcium lactate ở 25°C. Các tính chất về vi sinh và cảm quan đã được xác định là tốt như là hô hấp và sinh ethylene trong suốt 12 ngày ở 50C. Cả 2 muối đều có khả năng giữ cho sự vững chắc của dưa, nhưng calcium chloride cho vị đắng phổ biến, ngược lại calcium lactate thì không. Cấu trúc của trái cây được người tiêu dùng cảm nhận trước khi nếm chúng. Khi cắn một miếng táo, sự cứng giòn được cảm nhận trước sự mọng nước. Sự mềm nhũn hay sự mất đi độ cứng chắc là sự mất chất lượng cái mà liên quan tới thời gian sử dụng của rất nhiều loại trái cây fresh-cut. Ví dụ như sự thay đổi về sự vững chắc của các miếng kiwifruit và chuối trong suốt thời gian cất giữ ở nồng độ ethylene khác nhau được chỉ ra ở hình 3 Hình 3 : sự thay đổi trong độ giòn của miếng chuối và kiwi bảo quản ở 20oC trong khí quyển 0, 2 hay 20 ppm ethylene. (từ Watada, A.E., Ko, N.P., Minott, D.A. 1996. Factors affecting quality of fresh-cut horticultural products. Postharvest Biol. Technol. 9: 115–125.) Mất cấu trúc có thể phát triển sau quá trình chuẩn bị sản phẩm fresh-cut . Hình 4 cung cấp hình ảnh những miếng lê từ trái cây chín, chỗ rìa có màu trắng đục bị nhận ra chỉ sau vài giờ cắt. Hình 4: lê chín fresh-cut vài phút sau khi cắt (cv. Bartlett). Lưu ý ở những đường viền mờ đục ở rìa miếng lê Trái cây được lựa chọn dựa trên chất lượng ăn được tốt hơn( mùi, độ ngọt, mọng nước và cấu trúc), nhưng điều này rõ ràng không tương xứng để chế biến fresh-cut. Tráicây càng có sự chế biến nhiều, tức là càng có sự can thiệp nhiều vào cấu trúc thì khả năng mất mát về khối lượng càng tăng lên. Hình 5:Sự mất mát khối lượng theo mức độ chế biến Ta thấy lượng khối lượng bị mất mát tăng dần lên khi trái cây bị chế biến càng nhiều từ nguyên trái tới lột vỏ, lột vỏ không cắt miếng và lột vỏ có cắt miếng. sau khi trái cây bị lột vỏ và cắt miếng thì khả năng bị mất mát về cấu trúc cũng như là khối lượng càng tăng. Hậu quả của những biến đổi trên là trái cây bị mềm nhũn. Trong kiwifruit fresh-cut, sự hóa mềm thịt quả có thể đuợc nhận biết rõ ràng nhất sau khi cắt (Varoquaux et al., 1990); sự sạm đen bề mặt cắt không phải do sự hóa nâu do enzyme , nhưng dĩ nhiên là có sự xuất hiện những mô nhiều nước có màu đục mờ (Agar et al., 1999). Sự mất đi tính cứng vững tăng lên cùng với thời gian và nhiệt độ cất giữ, trong khi sự chuyển động của ethylene từ khí quyển bảo quản làm cải thiện sự duy trì cấu trúc miếng cắt. Phương pháp xử lý thông thường được sử dụng để cải thiện việc duy trì cấu trúc là ngâm trong dung dịch calcium, như đã được mô tả đối với dâu tây (Main et al., 1986), và lê và dâu tây (Rosen và Kader, 1989). Sự cứng chắc tác động của calcium đã được quy cho là do sự hình thành của phức hợp với acid polygalacturonic còn lại (Van-Buren, 1979). Cả calcium chloride và calcium lactate đều hay được sử dụng. Tuy nhiên, những chuyên gia cảm quan được huấn luyện đã phân biệt được rằng calcium chloride gây ra vị hơi đắng cho dưa đỏ fresh-cut (Luna-Guzmán and Barrett, 2000). Hơn nữa, vị của các loại dưa đã được nhận thấy là ngon hơn khi xử lý với 1% calcium lactate khi so sánh với 1% calcium chloride. Trong nghiên cứu này, họ đã nhận thấy rằng sự cứng chắc ban đầu dưới tác động của cả calcium chloride và calcium lactate lên dưa hình trụ là như nhau; tuy nhiên mẫu được xử lý với calcium lactate có khuynh hướng duy trì sự cứng chắc cao hơn trong suốt thời gian cất giữ. Một biện pháp xử lý kết hợp sử dụng cả nhiệt thấp ngâm trong dung dịch calcium có liên quan tới một sự giảm sút về sự thủy phân pectin bởi pectinmethylesterase, tạo ra những vị trí tiềm tàng cho liên kết ngang (Stanley et al., 1995). Một nghiên cứu về tác động của sự kết hợp của việc ngâm trong calcium chloride và xử lý nhiệt độ lên sự cứng chắc của dưa đỏ fresh-cut đã được nhóm này chỉ ra rằng có cải thiện sự cứng chắc khi so sánh với mẫu chỉ ngâm calcium. Tuy nhiên, nó cũng có thể tốt hơn là sự hoạt hóa pectinmethylesterase, các kết quả đã được theo dõi có thể liên quan tới một loại màng bảo vệ được hình thành hay tác động của một loại sức căng bề mặt nào đó. Cấu trúc của táo fresh-cut đã được ghi nhận là cải thiện với việc sử dụng nhiệt xử lý táo trước khi cắt miếng (Kim et al., 1994). Ba loại táo (Delicious, Golden Delicious, và McIntosh) đã được giữ ở nơi lạnh (20C, độ ẩm 90% ) trong ít nhất là 2 tháng sau khi được xử lý trong 1.75 giờ trong nước ở 450C, sau đó để qua đêm ở 20C. Trái cây đã được cắt miếng và cất giữ ở 20C trong 21 ngày mà không bọc trong polyethylene. Mẫu không được xử lý thể hiện sự mất đi độ cứng chắc ban đầu trong thời gian cất giữ, mẫu được xử lý nhiệt độ thể hiên một sự tăng lên về độ cứng. ở ngày thứ 7, sự khác nhau về độ cứng giữa mẫu được xử lý nhiệt và mẫu kiểm chứng là 12% cho McIntosh, 34% cho Golden Delicious, và 28% cho Delicious. Sự khác nhau lớn nhất đã được chỉ ra giữa Delicious tại ngày thứ 14 cất giữ, mẫu được xử lý nhiệt cứng hơn khoảng 40% mẫu kiểm chứng. III./ Bảo quản lạnh: -Nhiệt độ thấp làm giảm tất cả các phản ứng hóa sinh xảy ra trong rau trái, điều này bao gồm cả phản ứng oxy hóa, sự mất cấu trúc và sự hư hỏng do vi sinh vật. Đối với các bán thành phẩm rau trái sau khi được sơ chế và bảo quản để chờ chế biến thì các quá trình hư hỏng cũng như mất mát chất dinh dưỡng xảy ra càng nhanh hơn. Đối với các loại bán thành phẩm này ta có thể bảo quản tam thời ở nhiệt độ lạnh đông, có thể từ -220C đến -50C. Trong quá trình bảo quản như vậy nước tự do trong mô tế bào chuyển từ thể lỏng sang thể rắn, hình thành các tinh thể đá bên trong mô làm cho những miếng cắt cứng chắc hơn, điều này cũng góp phần làm giảm khả năng thất thoát chất dinh dưỡng. Trong quá trình bảo quản nói chung và kể cả bảo quản lạnh đông, chất dinh dưỡng thường bị tổn thất. Nhiệt độ bảo quản càng cao thì mức độ tổn thất càng cao. Ví dụ như trong trái kiwi, mức độ tổn thất vitamin C là khác đối với từng nhiệt độ bảo quản : mất 21% ở 100C,13% ở 50C và mất 8% ở 00C. -Tuy nhiên trong một vài loại trái cây, một vài chất lại có xu hướng tăng lên khi bảo quản lạnh đông. Ví dụ như trong đào khi bảo quản ở 120C trong vòng 3 tháng, người ta nhận thấy rằng tổng lượng các hợp chất phenolic lại tăng lên. Sự tăng lên này có thể do nhiều nguyên nhân như sự thủy phân hay phản ứng của các hợp chất khác mà kết quả là tạo ra hàm lượng phenolic cao hơn so với ban đầu. -Tương tự như vậy, trường hợp bảo quản trái mâm xôi, lượng anthocyan tăng lên. Một loại hợp chất tăng lên hay mất đi trong quá trình bảo quản là có lợi hay có hại còn tùy thuộc vào giá trị dinh dưỡng của chất đó so với các chất khác đã bị mất đi để tạo thành chất đó. Tuy nhiên bảo quản bán thành phẩm bằng phương pháp lạnh đông vẫn được sử dụng phổ biến hơn cả do nó có thể bảo vệ được hầu như toàn bộ các chất dinh dưỡng quan trọng trong rau trái như vitamin, khoáng, glucid. IV./ Lựa chọn phương pháp chế biến thích hợp nhất: Với cùng một mục đích chế biến và cùng một loại nguyên liệu ta có thể có rất nhiều quy trình khác nhau để tạo thành sản phẩm. Có những quy trình chế biến mà trong đó có một vài quá trình gây tổn thất rất nhỉều chất dinh dưỡng, tuy nhiên cũng có thể lựa chọn các quá trình khác cho chát lượng tương đương để thay thế nhằm giữ lại lượng chất dinh dưỡng là cao nhất. Do đó trong quá trình chế biến người ta có thể lựa chọn các quá trình phù hợp sao cho tổn thất là ít nhất. Ví dụ như quá trình sấy ở nhiệt độ cao làm tổn thất nhiều chất dinh dưỡng do nhiều chất này rất nhạy cảm với nhiệt. Do đó thay vì sấy ở nhiệt độ cao ta có thể sấy ở nhiệt độ thấp hơn, hay sử dụng phương thức sấy khác. Tùy theo chi phí và giá trị dinh dưỡng đạt được mà ta có sử dụng hay không sử dụng phương pháp chế biến khác. Quá trình sấy thăng hoa là một quá trình sấy giữ lại gần như nguyên vẹn chất dinh dưỡng có trong rau trái nhưng lại là một quá trình sấy tốn kém về chi phí năng lượng. Do đó quá trình sấy thăng hoa vẫn chưa được sử dụng phổ biến để sấy các loại nguyên liệu rau trái. Sấy trong chân không cũng là một quá trình sấy ít tổn thất hơn so với các phương pháp sấy truyền thống khác. Xét về giá trị dinh dưỡng thì sấy chân không hoàn toàn là một phương pháp sấy tốt, hiện nay người ta đã và đang nghiên cứu kết hợp quá trình sấy chân không với các quá trình khác cho kết quả tốt hơn. Ngoài ra ta có thể sử dụng phương pháp chế biến tổn thất chất dinh dưỡng nhưng cho chi phí thấp hơn, sau đó bổ sung thêm chất dinh dưỡng đó nếu như chất này không đến nỗi mác tiền và có thể bổ sung được mà không làm ảnh hưởng tới các giá trị khác của sản phẩm.