Tổng quan công nghệ bảo quản nông sản

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN NÔNG SẢN

Bộ môn Môi trường Nông thôn

Tác giả: NCV. Vũ Phạm Thái

Việt Nam có khí hậu nhiệt đới, bốn mùa quanh năm đều có nông sản thu hoạch. Do dó, cần có kỹ thuật bảo quản, chế biến để nâng cao chất lượng nông sản. Việc nâng cao chất lượng của nông sản có ý nghĩa rất lớn, đảm bảo được chất lượng nông sản sau thu hoạch. Rau quả là một loại nông sản tương đối khó bảo quản vì lượng nước trong rau quả chiếm rất cao là điều kiện tốt cho vi sinh vật hoạt động. Mặt khác, thành phần dinh dưỡng của rau quả rất phong phú chứa chủ yếu là đường dễ hấp thu (glucose, fructose, saccarose), các polisaccarit (tinh bột, xenlulose, hemiixenlulose, các chất pectim), các axit hữu cơ, muối khoáng, các hợp chất chứa nitơ, chất thơm và các vitamin. Kết cấu của đa số các loại rau quả lại lỏng lẻo, mềm xốp, dễ bị xây xát sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập và phát triển. Trong quá trình thu hoạch rau quả còn xảy ra quá trình hô hấp dẫn các quá trình sinh lý, hoá thuỷ phân trong nội bộ làm tiền đề cho vi sinh vật phát triển. Trong rau hàm lượng nước chiếm 85-95%, chỉ có từ 5-15% là chất khô, nên rau là đối tượng rất dễ bị hỏng, dập nát khi thu hái, vận chuyển và bảo quản. Trong chất khô lượng cacbon rất cao (trong dưa chuột cacbon chiếm 74-75%). Gluxit chủ yếu có ở rau các lại đường đơn và đây là giá trị dinh dưỡng cao nhất trong rau.

Chính thành phần dinh dưỡng cao của các loại nông sản làm tăng giá trị của nó và cũng là môi trường hấp dẫn cho các loại vi sinh vật và sâu bọ, côn trùng phát triển, nên phải kết hợp các biện pháp tổng hợp giữa các khâu trước và sau thu hoạch, vận chuyển và phân phối lưu trữ để giảm tổn thất, nâng cao chất lượng và tăng thêm thu nhập cho người sản xuất. Nên cần phải hiểu được nguyên lý và tầm quan trọng của rau đối với đời sống con người.

1. Bảo quản bằng phương pháp lạnh

Nguyên tắc của phương pháp này là dùng nhiệt độ thấp làm tê liệt các hoạt động của vi sinh vật, côn trùng. Nhiệt độ trong môi trường bảo quản càng thấp thì càng có tác dụng ức chế các quá trình sinh hóa xảy ra bên trong rau quả cũng như sự phát triển của vi sinh vật, do đó có thể kéo dài thời gian bảo quản rau quả lâu hơn. Quá trình bảo quản có thể được nâng cao bằng cách giảm nhiệt độ hơn nữa ở nhiệt độ thấp, với nhiệt độ khoảng 1^oC trong nhiệt độ thấp có thể làm tăng khả năng bảo quản một cách có ý nghĩa.

 Để kiểm tra chế độ bảo quản rau quả tươi thường trong kho bảo quản có lắp đặt thêm một số thiết bị đo như: Nhiệt kế, thiết bị đo độ ẩm, hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm, hệ thống đo và điều chỉnh dòng khí...vệ sinh vùng lạnh trước khi bảo quản là việc làm hết sức cần thiết nhằm ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng.

Tùy từng loại rau quả mà chọn nhiệt độ bảo quản cho thích hợp. Để làm lạnh các phòng của kho bảo quản người ta dùng máy lạnh với các tác nhân lạnh khác nhau. Trong quá trình bảo quản cần giữ nhiệt độ ổn định, không nên để tác động của sự biến đổi nhiệt độ đột ngột sẽ gây hiện tượng đọng nước dễ làm hư hỏng nguyên liệu. Tôt nhất, sự tăng giảm nhiệt độ là 4-5⁰C trong một ngày một đêm. Khi chuyển nhiệt độ từ kho lạnh ra cũng cần qua gia đoạn nâng nhiệt từ từ để giữ được chất lượng của rau quả.

2. Công nghệ CAS ( Cells alive system)

Hệ thống công nghệ CAS bao gồm thiết bị CAS kết hợp với thiết bị làm lạnh nhanh tác động lên đối tượng là nông sản, thực phẩm làm cho phân tử nước đóng băng (nhưng không liên kết với nhau) trong thời gian khoảng 30 phút. Nhờ vậy sẽ không phá vỡ cấu trúc mô tế bào, ức chế quá trình bị oxy hóa, phòng chống sự gia tăng nhiễm khuẩn và làm cho sản phẩm giữ nguyên mùi, vị, lượng nước cần thiết, màu sắc và dinh dưỡng đạt tới mức 99,7%.

CAS được đánh giá là công nghệ tiên tiến, cho phép khống chế và tối ưu hóa các thông số bảo quản để kéo dài quá trình chín nhưng không làm hư hỏng nông sản, thực phẩm tươi sau thu hoạch. Dùng kỹ thuật lạnh kết hợp với kỹ thuật nuôi sống các tổ chức tế bào (CAS) trong bảo quản còn là phương pháp sạch và kinh tế trong bảo quản nông sản, thực phẩm tươi.

Sự khác biệt giữa công nghệ CAS và công nghệ đông lạnh truyền thống là sự đóng băng của nước trong mỗi loại nông sản, thực phẩm. Công nghệ CAS thường sử dụng để bảo quản “tươi sống” những nông sản thực phẩm có khả năng bảo quản lạnh và có giá trị thương phẩm cao. CAS không thể thay thế cho các công nghệ bảo quản khác, tùy theo đối tượng nông sản, mục đích và giá thành sản phẩm mà lựa chọn công nghệ bảo quản phù hợp.

3. Bảo quản rau quả thực phẩm bằng phương pháp điều chỉnh khí quyển

Việc loại bỏ hoặc bổ sung các chất khí dẫn đến kết quả là thành phần khí quyển thay đổi khác với thành phần không khí ban đầu, bằng cách thực hiện các phương pháp như CA (Controlled Atphosphere), MA (Modifided Atphosphere) và các phương pháp tồn trữ áp suất thấp (hipobaric)..có thể kéo dài thời gian tồn trữ các loại rau quả. Mục đích của phương pháp này là làm giảm hoạt động hô hấp và các phản ứng trao đổi chất khác bằng cách làm tăng hàm lượng CO₂ và làm giảm hàm lượng O₂, giảm tốc độ sản sinh ethyle tự nhiên.

Kiểm soát khí quyển tồn trữ với hàm lượng CO₂ sẽ hạn chế được sự thủy phân các hợp chssta pectin, duy trì được cấu trúc và độ cứng của rau quả trong thời gian dài, còn làm tăng cường mùi vị của rau quả trong quá trình bảo quản.

3.1. Phương pháp CA (Controlled Atphosphere)

Là phương pháp bảo quản rau quả tươi trong môi trường khí quyển mà thành phần không khí như O₂ và CO₂ được điều chỉnh hay được kiểm soát khác với các khí quyển bình thường. Khí O₂ và CO₂ có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý, sinh hóa của rau quả và từ đó ảnh hưởng đến thời gian bảo quản của chúng. Khi bảo quản ở điều kiện khí quyển bình thường thì cường độ hô hấp sẽ rất cao, rau quả sẽ chín vài ngày sau thu hoạch.

 Nhiều nghiên cứu cho rằng, bảo quản rau quả tươi trong điều kiện hạ thấp nồng độ O₂ xuống <21% và tăng hàm lượng CO₂ thì kết quả cho thấy thời gian bảo quản tăng. Đó là sự kết hợp của 2 loại khí trên ở cùng điều kiện nhiệt độ.

Ưu điểm:

Phương pháp CA cho hiệu quả bảo quản cao, thời gian bảo quản kéo dài (6-9 tháng). Trong thời gian bảo quản chất lượng rau quả không đổi.

Nhược điểm:

- Hệ thống phức tạp đòi hỏi sự chú ý đặc biệt trong quá trình xây dựng và vận hành trong kho bảo quản

- Tính ổn định của chế độ bảo quản không cao, phụ thuộc vào giống loài, loại, thời vụ điều kiện và địa bàn phát triển nguyên liệu hoa quả.

3.2. Phương pháp MA (Modified Atmosphere)

Phương pháp MA, tạm dịch là khí quyển điều chỉnh, hiện được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới, đối với nhiều loại quả, chẳng hạn như Philippines, Nam Phi, màng MA thực chất là màng polyethylen (PE) chứa một loại khoáng chất chứa sẵn có ở nước ta, không độc hại. Khi sử dụng để bảo quản nguyên liệu thì sử dụng tương tác giữa màng và rau quả làm cho khí quyển có nồng khí CO₂ và O₂ thích hợp cho từng loại rau quả. Do vậy, màng giúp kéo dài thời gian bảo quản, giữ được chất lượng và đảm bảo độ an toàn của rau quả.

Một màng sáp có tên là Protexan thường được sử dụng trong bảo quản rau quả. Đó là một dung dịch không màu, không mùi vị và không ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng, được sử dụng để bảo quản táo cho kết quả tốt. Sau khi nhúng quả vào dung dịch rồi chảy ra ngoài, dung môi bốc hơi tạo thành một màng mỏng bảo vệ quanh quả.

Cách sử dụng Protexan: Pha với nước tỉ lệ 1:3, trộn đều để tạo ra dung dịch đồng nhất. Nhúng quả (chứa trong lưới, khay lỗ, bằng tải lưới) vào dung dịch. Dung môi sẽ bốc hơi nhanh và trên bề mặt quả định hình màng quả bảo vệ. Một lít Protexan có thể dùng được cho 200-400kg táo. Protexan sẽ không có tác dụng nếu không được rửa sạch và không tươi tốt, ngoài việc bảo quản táo, protexan còn dùng để bảo quản nhiều loại rau quả khác.

Ưu điểm:

+ Làm giảm sự mất ẩm.

+ Giảm được các hư hỏng về mặt cơ học.

+ Tăng tính hấp dẫn bề mặt.

+ Không đòi hỏi tính xây dựng lớn và thiết bị đặc biệt nên giá trị kinh tế cao.

+ Không tồn trữ với khối lượng lớn.

3.3. Bảo quản rau quả thực phẩm bằng hóa chất

Một số hóa chất có tác dụng ức chế sinh trưởng trong nguyên liệu rau quả cũng như tiêu diệt vi sinh vật. Để kéo dài thời gian bảo quản chủ yếu là dựa vào khả năng tiêu diệt vi sinh vật của hóa chất. Tuy nhiên, khi sử dụng hóa chất để bảo quản có thể gây ra những biến đổi về màu sắc, mùi vị rau quả, một điều đáng lo ngại là hóa chất còn gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người.

Phương pháp dùng hóa chất để bảo quản rau quả có ưu điểm là có tác dụng nhanh và một lúc có thể xử lý một khối lượng nguyên liệu lớn nên rất phù hợp với bảo quản công nghiệ. Cho nên, khi cần thiết bảo quản dài ngày, kho không có phương tiện bảo quản lạnh hoặc trong một số trường hợp chỉ dùng riêng nhiệt độ thấp không giải quyết được đầy đủ yêu cầu của công tác bảo quản thì vẫn dùng hóa chất.

Trong bảo quản rau quả tươi, hóa chất được sử dụng để chống hiện tượng nẩy mầm, chống  sâu bệnh hoặc một số hiện tượng hư hại khác.

3.4. Bảo quản rau quả thực phẩm bằng phương pháp chiếu xạ

Mục đích của phương pháp chiếu xạ đối với thực phẩm chủ yếu để làm ngưng sự hoạt động sinh học của rau, củ, quả, cải thiện chất lượng, chống sâu bọ, khử trùng và tiệt trùng (tiêu diệt vi sinh vật) tăng thời gian bảo quản. Có nhiều loại bức xạ dùng trong bảo quản thực phẩm gồm:

+ Tia âm cực và tia b : Phóng xạ b là các eleltron, có tính xuyên thấu kém hơn g và tia a phóng nên an toàn hơn xạ g nhưng thời gian tiêu diệt vi sinh vật ngắn hơn, chỉ cần vài giây là có thể tiêu diệt được vị sinh vật, năng lượng được tính theo đơn vị Electron – Volt (eV). Một eV là năng lượng thu được khi điện tử đi qua hiệu điện thế 1 Volt. Trong bảo quản thường dùng mức năng lượng tính theo Mega electronvolt (1 MeV = 10⁶eV). Phóng xạ b thường được sử dụng khi chỉ cần chiếu xạ bề mặt, không có khả năng xuyên thấu cao nên an toàn cho người vận hành. Tuy nhiên độ xuyên thấu thấp làm giảm khả năng xử lý các sản phẩm. Phóng xạ b thường được sử dụng xử lý bề mặt hay sử dụng cho các sản phẩm có hình dạng phẳng, mỏng.

          Tia Rơngen (tia a) và tia g: là dạng sóng điện tử ngằn thu được bằng cách bắn phá điện tử, bước sóng dài ngăn sự phụ thuộc vào năng lượng bắn phá điện tử. Tia a  có độ xuyên thấu cao, dễ sử dụng nhưng thời gian tiêu diệt vi sinh vật lâu khoảng 10-30 phút.

3. 5. Các phương pháp bảo quản rau quả thực phẩm bằng màng

a. Phương pháp bảo quản bằng màng Chitosan

Trong thực tế, chitosan thường được chế biến ở dạng bột hoặc vẩy mịn, trong môi trường thích hợp Chitosan sẽ hòa tan tạo ra dung dịch có độ nhớt, có độ dính cao, có khả năng đông tủa các hạt vô cơ cũng như các thành phần hữu cơ khác. Tùy theo các nhu cầu riêng, người tạo ra các dẫn xuất khác nhau của chitosan mà chúng có khả năng tạo ra các màng mỏng trong suốt, bền vững, có tính kháng nấm, vô hạn với người và môi trường. Sử dụng Chitosan để bảo quản một số rau quả tươi.

Song Chitosan không phải là chất bảo quản tốt nhất để bảo quản rau quả tươi, cho dù có sử dụng chitosan hoặc bất cứ vật liệu nào đi nữa, đặc tính sinh lý, sinh hóa của từng loại quả, các yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm...luôn luôn là các yếu tố quan trọng hàng đầu cần được quan tâm đầy đủ trong suốt quá trình bảo quản rau quả.

b. Bảo quản rau quả thực phẩm màng bán thấm  BOQ-15

BOQ -15 là hỗn hợp dung môi hữu cơ và thuốc chống nấm được kết hợp với nhau dưới dạng một dung dịch lỏng dùng để bảo quản các loại quả thuộc họ Citrus (cam, chanh, quýt, bưởi) và một số loại rau ăn quả như cà chua. Sau khi thu hái, nông dân chỉ cần rửa sạch, lau khô rồi nhúng hoặc dùng khăn sạch tẩm dung dịch lau một lớp mỏng trên bề mặt quả, để 3-5 phút rồi xếp vào thùng carton đem bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát. Lớp màng mỏng bằng Parafine hữu cơ có tác dụng vừa làm bóng mặt quả, tăng thêm độ hấp dẫn của mã quả, vừa có tác dụng ngăn sự bốc hơi nước giảm sự hao hụt khối lượng trong suốt quá trình bảo quản. Thuốc chống nấm được phối trộn với parafine có tác dụng ngăn ngừa sự xâm nhiễm và gây hại của nấm bệnh nhưng hoàn toàn không độc hại với con người khi sử dụng.

Đánh giá của nông dân nhiều nơi khi sử dụng chế phẩm BOQ -15 là công nghệ đơn giản, dễ làm, chi phí thấp (200-300 đồng/kg trái cây bảo quản) mà hiệu quả lại ao nên hiện nay rất nhiều người đã bắt đầu triển khai bảo quản theo phương pháp này

c. Bảo quản bằng chế phẩm tạo màng

Các đối tượng nông sản có thể ứng dụng công nghệ bảo quản này là cam, bưởi, xoài. Các loại chế phẩm do công nghệ tạo màng tạo ra gồm 08 loại với các ký hiệu: CEFORES-CP10-01, CEFORES-CP092, CEFORES-CP093, CEFORES-CP094, CEFORES-CP10-02, CEFORES-CP10-03, CEFORES-CP10-04. ĐH-08, đã được đăng ký chất lượng tại Cục An toàn thực phẩm – Bộ Y tế.

Trong đó, mỗi công nghệ lại có điều kiện và phạm vi áp dụng riêng: CEFORES CP-10-01 và CEFORES-CP092 dùng để bảo quản quả có múi (cam, bưởi, chanh…); ĐH-08 cho bảo quản bưởi Đoan Hùng; CEFORES CP-093 dùng để quả xoài; CEFORES CP-094 dùng cho quả chuối; CEFORES-CP10-02 cho quả dưa hấu; CEFORES CP-10-03: dùng để bảo quản dưa chuột, cà rốt; CEFORES CP-10-04: cho bảo quản dưa chuột.

d. Công nghệ bảo quản quả trên cây bằng chế phẩm Retaine (AVG) 

Retain có tác dụng hạn chế sự sinh Ethylen thông qua việc ức chế enzym sinh tổng hợp ACC từ đó giúp kéo dài mùa thu hoạch, giảm khả năng rụng quả, tăng kích thước và độ cứng, giảm hiện tượng rối loạn sinh lý của quả, thịt quả mọng nước, mùi vị tự nhiên…Phạm vi ứng dụng của công nghệ này là các loại quả như cam, quýt, nhãn, mận, vải, táo…với thời điểm xử lý là trong giai đọan cận thu hoạch. Khi quả bắt đầu có hiện tượng chín.

Công nghệ này đem lại hiệu quả cao, tăng năng suất cho cây ăn quả. Nếu chủ vườn muốn quá trình quả chín chậm lại, áp dụng công nghệ này sẽ kéo dài thêm thời gian chín của quả là 2 tháng; giảm tỷ lệ quả rụng: 5-10%; hiệu quả kinh tế tăng từ 20-30%.

4. Kết luận.

Như vậy, vấn đề bảo quản rau quả sau thu hoạch ở nước ta và trên thế giới ngày càng được quan tâm vì đây là khâu tất yếu để giải quyết đầu ra của sản phẩm, nâng cao chất lượng cũng như các vấn đề khác.

Các loại nông sản tươi(rau quả tươi) sau thu hoạch đều là những thực thể sống, còn đang trong quá trình biến dưỡng của các chủng loại trong chu trình chuyển hóa cả về chất và lượng. Kéo dài thời gian bảo quản rau quả sau thu hoạch chính là kéo dài thời gian tồn tại của sản phẩm làm ức chế quá trình sinh lý và loại trừ các tác nhân vi sinh vật xâm nhiễm hủy hoại.

Để hạn chế sự hư hỏng trong quá trình bảo quản chúng ta phải đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật sau.

+ Khi thu hoạch ra quả cần thu hái đúng thời vụ, đúng độ chín, tránh thu hoạch quá non, ngày mưa, phải loại bỏ những rau quả bị sâu bệnh hay bị dập nát.

Vận chuyển cần tránh vứt ném, phải nhẹ nhàng tránh dập nát để tránh sự xâm nhập của vi sinh vật vào rau quả.

Không nên chất đống rau quả ngoài trời nắng, nóng rau quả sẽ hô hấp mạnh và dẫn đến hư hỏng, rau quả cần xếp vào kho mát hoặc kho lạnh tùy từng loại .