BÀI GIẢNG MÔN: BẢO QUẢN NÔNG SẢN THỰC PHẨM -----------------***-------------- Bài mở đầu TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN I. Sự thiệt hại trong quá trình bảo quản -Trong quá trình sản xuất chất lượng nông sản chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố môi trường, điều kiện kỹ thuật canh tác, kỹ thuật thu hái vận chuyển. Trong quá trình bảo quản cất giữ, sơ chế nông sản phẩm lại luôn chịu ảnh hưởng các yéu tố môi trường mà biến đổi chất lượng gây ra những tổn thất. Theo thống kê của liên hiệp quốc, mỗi năm trung bình thiệt hại của thế giới về lương thực từ 15-20% tính ra tới 130 tỷ đô la, đủ nuôi được 200 triệu người trong một năm. Theo tài liệu điều tra của FAO hàng năm thế giới có 10% số lượng lương thực bảo quản trong kho bị tổn thất, riêng những nước có trình độ bảo quản thấp và khí hậu nhiệt đới, sự thiệt hại lên tới 50%. Ở nước ta, tính trung bình đối với các loại hạt tổn thất sau thu hoạch là 10%, đối với cây có củ từ 10-20%, còn với rau quả là 10-30%. Trong quá trình bảo quản, sự hao hụt của nông sản được biểu hiện ở 3 dạng. + Hao hụt về số lượng: Số lượng nông sản sẽ bị mất đi do côn trùng, vi sinh vật gây hại. Tuy nhiên nông sản hao hụt ở dạng này là không đáng kể. +Hao hụt khối lượng: Biểu hiện bằng sự hao hụt về khối lượng chất khô và thuỷ phần của nông sản phẩm- Hao hụt chất khô bị tiêu hao do quá trình hô hấp của nông sản, do VSV, côn trùng ăn mất.. + Hao hụt về chất lượng biểu hiện bằng sự giảm chất lượng cảm quan, chất lượng dinh dưỡng, chất lượng chế biến...Đây là dạn tổn thất chủ yếu và là vấn đề đáng quan tâm trong công tác bảo quản. 1 Nông sản trong quá trình tồn trữ ngoài việc tổn thất ở 3 dạng như trên thì vấn đề an toàn thực phẩm khi có sự xâm nhiễm của vi sinh vật và côn trùng cũng cần được quan tâm. Với những tổn thất này sẽ làm giảm giá trị kinh tế của nông sản, giảm thu nhập của người sản xuất. Nguyên nhân + Do nông sản hô hấp + Do côn trùng xâm nhiễm và gây hại + Do vi sinh vật Tóm lại, trong quá trình bảo quản nông sản không thể tránh khỏi tổn thất dù sử dụng các phương pháp bảo quản tốt nhất. Tuy nhiên có thể hạn chế sự hao hụt này ở mức thấp nhất. II. Vai trò của công tác bảo quản. Mục đích công tác bảo quản: - Bảo quản để đảm bảo cho quá trình tái sản xuất. - Khắc phục tính mùa vụ trong nông nghiệp - Đảm bảo thực phẩm dự trữ cho tiêu dùng - Đảm bảo cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến. -Tăng giá trị kinh tế cho nông sản Yêu cầu: - Đảm bảo hao hụt thấp nhất về khối lượng - Hạn chế sự thay đổi về chất lượng - Chi phí giá thành thấp nhất trên một đơn vị sản phẩm bảo quản 2 CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ TÍNH CHẤT CỦA NÔNG SẢN I. Đặc điểm của nông sản và môi trường bảo quản 1. Đặc điểm của môi trường bảo quản - Môi trường bảo quản nông sản là một trong những yếu tố quyết định đến thời gian, chất lượng nông sản bảo quản. Môi trường bảo quản có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, thời gian nông sản bảo quản như: các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm...ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý, sinh hoá...của nông sản hoặc ảnh hưởng gián tiếp đến thời gian, chất lượng nông sản bảo quản như các yếu tố môi trường [nhiệt độ, ẩm độ ...] đến sự phát triển, phá hại của côn trùng, vi sinh vật. - Nước ta nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa nên nhìn chung nhiệt độ tương đối cao. Vào mùa nóng TTB = 30 – 350C, vào mùa lạnh TTB = 15 – 200C. - Độ ẩm trung bình hàng năm ở nước ta khoảng 85% đôi khi ẩm độ lên tới 100%. Ngoài 2 yếu tố nhiệt độ và ẩm độ còn các yếu tố khác của môi trường cũng ảnh hưởng đến nông sản phẩm khi bảo quản như lượng mưa, oxi không khí, ánh sáng mặt trời... Với điều kiện môi trường bảo quản như vậy thì công tác bảo quản nông sản gặp nhiều khó khăn + Nhiệt độ cao, ẩm độ cao là môi trường thuận lợi cho sự xâm nhập phát triển và gây hại của côn trùng, vi sinh vật + Nhiệt độ cao, ẩm độ cao thúc đẩy các hoạt động sinh lý, sinh hoá trong nông sản như: quá trình nảy mầm, quá trình hô hấp ... 2. Đặc điểm của nông sản phẩm + Dựa vào đặc điểm hình thái và phần dinh dưỡng ta có thể chia nông sản phẩm thành các dạng sau: - Hạt: Khi đưa vào bảo quản thường có độ ẩm thấp và hạt được chia thành Hạt lương thực: ngô, lúa, cao lương, đại mạch Hạt giầu chất béo: hạt vừng, nạc Hạt giầu chất protein: các loại đậu Dù khác nhau về mặt dinh dưỡng nhưng cấu tạo thực vật của các hạt nông sản thường gồm những phần sau: 3 + Vỏ hạt: Là phần bao bọc xung quanh toàn bộ hạt Tác dụng: Bảo vệ phôi và nội nhũ, chống lại những ảnh hưởng xấu của điều kiện ngoại cảnh: Thời tiết, vi sinh vật, tác động cơ học... Vỏ hạt được cấu tạo từ nhiều lớp tế bào, thành phần chủ yếu Xenluloza và hemixenluloza. Căn cứ vào đặc điểm của vỏ hạt, người ta có thể chia vỏ hạt làm 2 loại: Vỏ trần và vỏ trấu Trong quá trình thu hái, vận chuyển cần giảm tối đa mức độ xây xát, dập nát lớp vỏ hạt. + Lớp alơron: Là lớp tế bào trong cùng của vỏ hạt tiếp giáp với nội nhũ Lớp alơron tập trung nhiều chất dinh dưỡng quan trọng. Chủ yếu protein, lipit, muối khoáng, VTM [VTM B1]...Vì vậy lớp này dễ bị oxy hoá trong thời gian bảo quản, làm giảm chất lượng cảm quan cũng như chất lượng dinh dưỡng cuả hạt. Biểu hiện: hạt bị kết dích với nhau, có mùi ôi khét, dễ bị nấm mốc phát triển. Trong quá trình xay sát, lớp alơron bị tách ra khỏi hạt tạo thành cám Vì vậy khi bảo quản gạo, gạo thường được sát kỹ vừa có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản vừa tăng giá trị cảm quan. Tuy nhiên giảm chất lượng dinh dưỡng, đặc biệt mất đi 1 lượng VTM B1 khá lớn. + Nội nhũ: là nơi tập trung chất dinh dưỡng dự trữ chủ yếu của hạt. Phần nội nhũ là phần dinh dưỡng mà con người sử dụng. Trong quá trình bảo quản đây là phần dễ bị tổn thất do VSV, do hạt hô hấp và do côn trùng gây hại + Phôi hạt: Thường nằm trong góc hạt. Phôi hạt chứa nhiều chất dinh dưỡng: protein, lipit, đường, VTM, muối khoáng, Enzym...đồng thời lại do cấu tạo xốp và hoạt động sinh lý mạnh nên phôi hạt rất dễ ẩm và hư hỏng. 4 - Củ thường chia làm 3 phần: vỏ, thịt củ, lõi [nếu có] + Vỏ: gồm 2 phần Vỏ ngoài: mỏng, chiếm 1% trọng lượng củ, gồm những tế bào có chứa sắc tố, cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicellulose Tác dụng: làm giảm các tác động từ bên ngoài, hạn chế sự bay hơi nước của củ trong quá trình bảo quản -Vỏ cùi: chiếm 5 - 12%, gồm những tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất và dịch thể. Hàm lượng tinh bột ở vỏ cùi ít hơn ở thịt củ. +] Thịt củ: gồm các tế bào nhu mô có chứa: Tinh bột Hợp chất chứa nitơ Nước Đường Gluxit - Các loại quả: nhìn chung các loại có hàm lượng nước cao, hàm lượng chất dinh dưỡng cao, vỏ mỏng do vậy rất dễ bị dập nát, dễ bị vi sinh vật xâm nhập và gây hại. Do vậy công tác vận chuyển và công tác bảo quản cần được quan tâm - Các loại thân, rau: các loại rau có hàm lượng nước rất cao, vỏ tế bào mỏng, gần mặt đất dễ bị dập, dễ bị sinh vật gây hại Công tác bảo quản rau rất khó giữ được chất lượng sản phẩm tươi nguyên, rau rất dễ bị héo úa và thối nhũn trong khi tồn trữ. Do vậy trong công tác bảo quản nông sản thì bảo quản rau được coi là khó khó khăn nhất và hiện nay người ta đang nghiên cứu để tìm ra phương pháp bảo quản rau cho hiệu quả. + Dựa vào mục đích sử dụng - Các sản phẩm nông sản bảo quản làm giống - Các sản phẩm phục vụ tiêu dùng Nhìn chung nông sản phẩm có tính chất đa dạng, phong phú và phức tạp, mỗi loại nông sản lại có tính chất và đặc điểm riêng. Do vậy đối với mỗi loại nông sản phẩm khác nhau, với mục đích bảo quản khác nhau mà có công tác bảo quản thích hợp. Ví dụ: Với bảo quản hạt chủ yếu giảm thuỷ phần an toàn của hạt còn khoảng 13 – 15%, rồi tiến hành bảo quản ở nhiệt độ thường và ẩm độ thấp. Còn các loại quả cần bảo quản ở ẩm độ cao và nhiệt độ thấp. 5 Với nông sản phẩm làm giống cần đảm bảo tốt tỷ lệ nảy mầm, sức nảy mầm…còn với nông sản phẩm dùng làm nguyên liệu cho quá trình chế biến cần hạn chế đến mức thấp nhất sự giảm chất lượng của sản phẩm. 3. Mối quan hệ giữa môi trường bảo quản và nông sản phẩm Nông sản phẩm sau khi thu hoạch về được bảo quản trong điều kiện nhất định của môi trường. Sự thay đổi của những yếu tố môi trường đều có ảnh hưởng nhất định đến trạng thái của nông sản phẩm. Chất lượng của nông sản phẩm trong quá trình bảo quản phụ thuộc vào điều kiện của môi trường, vào sự phát sinh, phát triển và gây hại của các yếu tố dịch hại trong kho, vào nhiệt độ và độ ẩm trong kho đồng thời phụ thuộc vào chất lượng của sản phẩm trước lúc nhập kho. Nhiệt độ không khí là một trong những điều kiện cơ bản làm ảnh hưởng đến tốc độ của các quá trình xảy ra trong nông sản phẩm khi bảo quản. Khi nhiệt độ tăng lên thì các quá trình hoá học, sinh hoá, lý học đều tăng. Về độ ẩm bình quân hàng năm của nước ta thường > 80%. Với độ ẩm này nếu để nông sản phẩm tiếp xúc thường xuyên thì thuỷ phần của nông sản sẽ tăng lên Sự tăng giảm thuỷ phần của khối nông sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào loại hình kho chứa, tình trạng kho và phương pháp bảo quản. Ngoài nhiệt độ và ẩm độ của môi trường, không khí cũng là yếu tố ảnh hưởng. Nó bao gồm các loại hơi khí khác nhau như oxy, nitơ, hơi nước, amôniac và ôzôn. Oxy không khí sẽ oxy hoá các chất chứa trong nông sản phẩm tạo ra các andehyt, xeton làm ảnh hưởng đến mùi vị và mầu sắc của sản phẩm. Lượng ozon tuy chứa một lượng nhỏ trong không khí 2,5 mg/cm3 nhưng có ảnh hưởng rất lớn đến sản phẩm vì nó là chất oxy hoá mạnh, có khả năng làm tăng nhanh các quá trình phân giải những hợp chất hữu cơ - đặc biệt là chất béo. Mặt khác trong môi trường bảo quản còn có các sinh vật gây hại như vi sinh vật, côn trùng, chuột có ảnh hưởng trực tiếp đến sự hao hụt về khối lượng cũng như chất lượng của nông sản phẩm trong quá trình bảo quản. Ngược lại nông sản trong quá trình bảo quản cũng ảnh hưởng trở lại môi trường xung quanh. 6 Trong thời gian bảo quản các hoạt động sinh lý sinh hoá trong nông sản sẽ diễn ra như quá trình hô hấp, quá trình bay hơi nước...làm tăng ẩm độ và nhiệt độ xung quanh. Như vậy trong quá trình bảo quản giữa nông sản và môi trường có mối quan hệ qua lại với nhau. Môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và thời hạn nông sản bảo quản và ngược lại các hoạt động sinh lý sinh hoá trong nông sản diễn ra tác động trở lại môi trường II. Một số tính chất của khối hạt 1. Tính chất vật lý 1. Khối lượng nghìn hạt Là khối lượng tính bằng kg của 1000 hạt và được kí hiệu P1000 - Ý nghĩa: Khối lượng nghìn hạt cho biết sơ bộ chất lượng hạt. Hạt có khối lượng nghìn hạt càng cao, hạt càng có chất lượng tốt Cách xác định: Xác định khối lượng của 100 hoặc 500 hạt đại diện cho mẫu. Yêu cầu: 100 hoặc 500 hạt này phải lẫy ngẫu nhiên và đại diện cho cả lô hàng 2. Dung trọng hạt Là khối lượng của 1 đơn vị dung tích hạt nhất định. Đơn vị kg/m3 - Ý nghĩa: Dự đoán phẩm chất, chất lượng hạt. Hạt có dung trọng cao thì chất lượng càng cao + Dự đoán dung tích kho chứa nông sản - Cách xác định: Đổ đầy hạt vào vào 1 ống đong có thể tích 1 lít. Dùng thước nhẹ nhàng gạt phẳng hạt trên miệng ống đong. Sau đó mang hạt trong ống đong đem cân. 3. Độ trống rỗng Trong khối hạt, các hạt không phải dính vào nhau mà vẫn tốn tại những khe hở to nhỏ khác nhau giữa các hạt. Do vậy thể tích khối hạt trên thực tế do 2 thể tích tạo ra. Thể tích do hạt chiếm chỗ [thể tích thật của hạt] và khoảng không gian chiếm chỗ [thể tích khoảng không gian giữa các hạt]. Nếu dùng tỷ lệ % để biểu thị thì tỷ lệ % hạt chiếm là mật độ của hạt. Còn tỷ lệ % thể tích không gian giữa các hạt là độ trống rỗng cuả hạt 7 - Ý nghĩa: Độ trống rỗng lớn thì không khí lưu thông, nước phân tán tốt, tránh hiện tượng bốc nóng. Tuy nhiên nếu độ trống rỗng quá lớn hạt hô hấp mạnh và tốn diện tích kho chứa. 4. Góc nghiêng tự nhiên Do hạt có tính tan dời khi rót hạt từ trên xuống sẽ hình thành khối hạt hình chóp. Góc tạo bởi đường sinh và đường đáy gọi là góc nghiêng tự nhiên [góc tĩnh tại]. Hạt càng chắc mẩy góc nghiêng tự nhiên càng nhỏ. Để biểu thị cho tính tan rời của hạt người ta người ta còn dựa vào chỉ tiêu góc tự chảy của hạt Khi để hạt trên mặt phẳng và đáy tạo thành 1 góc, khi góc này đạt đến độ lớn nhất định hạt bắt đầu lăn và khi hầu hết hạt lăn thì dừng lại. Góc này gọi là góc tự chảy. - Ý nghĩa: Thuận lợi, tiết kiệm nhân công khi xuất và nhập kho + Xác định kết cấu kho thích hợp với mỗi loại nông sản 5. Tính tự động phân cấp của khối hạt Trong khối hạt những hạt có tính chất tương tự nhau có xu hướng tập hợp cùng một vị trí. Hiện tượng đó gọi là tính tự động phân cấp của hạt - Khi hạt từ một độ cao rơi xuống hình thành khối hạt hình chóp. Những hạt chắc và tạp chất nặng đều tập trung ở dưới và ở giữa khối hạt, những hạt nhẹ thị phân tán ở trên và ở xung quanh Tính tự động phân cấp thuận lợi trong việc làm sạch và phân loại hạt. Tuy nhiên làm giảm tính đồng đều của hạt, ảnh hưởng đến độ chính xác khi lấy mẫu. 6. Tính hấp phụ chất khí và hơi nước Do kết cấu của hạt có nhiều mao quản và trong thành phần của hạt có hạt keo ưa nước do vậy hạt có tính hút ẩm và khí Tính hấp phụ bao gồm tính hấp phụ và giải hấp phụ - Tính hấp phụ là khả năng hấp phụ ẩm của môi trường không khí vào hạt – xảy ra khi bảo quản trong môi trường có ẩm độ cao - Tính giải hấp phụ là khả năng thoát ẩm từ hạt ra môi trường – xảy ra khi bảo quản trong môi trường có ẩm độ thấp 2. Tính dẫn nhiệt của hạt 8 Khối hạt là 1 khối vật chất, trong đó không khí là dạng vật chất đặc biệt nên nó có tính dẫn nhiệt. Hình thức dẫn nhiệt cơ bản của khối hạt là tiếp xúc và đối lưu Các hạt tiếp xúc nhau nên nhiệt năng có thể dần dần chuyển dịch từ hạt này sang hạt khác. Không khí có nhiệt độ cao nhẹ hơn nên theo nguyên tắc đối lưu chúng sẽ vận chuyển lên trên Hệ số dẫn nhiệt của hạt là nhiệt lượng qua 1m 2 bề mặt một khối hạt dày 1m trong 1 giờ làm cho nhiệt độ tầng trên và tầng dưới chênh nhau 1 oC. Đơn vị của hệ số dẫn nhiệt là Kcal/m.giờ.0C. - Nhiệt dung riêng là lượng nhiệt cần thiết để làm tăng nhiệt độ của 1kg hạt lên 10C. Đơn vị của nhiệt dung riêng Kcal/kg.0C Để xác định nhiệt dung riêng người ta dùng công thức sau Cp Q m.T Trong đó: Cp Nhiệt dung riêng của hạt Q: Nhiệt lượng cần thiết m. Khối lượng hạt T. Sự chênh lệch nhiệt độ 9 Chương II: NHỮNG BIẾN ĐỔI SINH LÝ VÀ HOÁ SINH XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN NÔNG SẢN PHẨM I. Biến đổi vật lý 1. Độ chín của nông sản và qúa trình chín sau thu hoạch a. Một số khái niệm về độ chín của nông sản phẩm - Độ chín thu hoạch Là độ chín đạt ở thời kỳ trước khi chín thực dụng mà có thể thu hoạch được, lúc này thường chưa chín hoàn toàn, vật chất đã tích luỹ đầy đủ. Đối với rau quả, độ chín thu hoạch đạt ở giai đoạn chín ương. Đối với loại hạt nông sản thường là ở thời kỳ gần chín hoàn toàn, hạt khô. Độ chín thu hoạch thường thay đổi theo điều kiện vận chuyển và bảo quản.Thời gian vận chuyển và bảo quản càng dài thì độ chín thu hoạch càng xanh. - Độ chín sinh lý Là hạt, rau quả đã chín thuần thục hoàn toàn về phương diện sinh lý như quả đã mềm, hạt bắt đầu rời khỏi thịt. Rau đã ra hoa, ngồng, rau quả đã có nhiều xơ. Những độ hạt đã qua độ chín sinh lý, nếu đủ điều kiện thích nghi như nhiệt độ ẩm độ nó sẽ nảy mầm. Hạt đã khô, quá trình tích luỹ vật chất đạt tới mức cao nhất. - Độ chín chế biến Là độ chín của nông sản thích hợp cho một quy trình chế biến. Tuỳ theo yêu cầu của sản phẩm chế biến với các quá trình công nghệ khác nhau mà có thể yêu cầu về độ chín khác nhau đối với từng loại nông sản. Ví dụ: Đồ hộp dứa nước đường thì độ chín chế biến là lúc dứa chín già [vỏ nửa vàng, nửa xanh]. Đồ hộp nước dứa thì độ chín chế biến là dứa đã chín vàng b. Quá trình chín sau thu hái - Hạt giống và các loại rau quả sau khi thu hoạch về quá chín sinh lý, sinh hoá vẫn tiếp tục xảy ra, hạt và quả vẫn tiếp tục chín. Quá trình đó gọi là quá trình chín tiếp hay quá trình chín sau. 10 Trong thực tế sản xuất, ta không thể hái đúng thời kỳ chín thực dụng hay chín sinh lý mà thường hái trước cho nên phải có quá trình chín sau mới sử dụng được.vì vậy quá trình chín sau là quá trình chín tự nhiên do men nội tại của bản thân hạt giống, rau quả tiến hành. Quả và hạt này muốn nẩy mầm được phải cần có thời gian chín sau để hoàn thành nốt các quá trình chín sinh lý và các quá trình biến đổi sinh lý cần thiết. Phần lớn các loại quả, loại rau ăn quả có hạt và các loại hạt nông sản đều có quá trình chín sau, còn loại rau ăn lá, ăn củ, rễ thì không cần qua giai đoạn chín sau. Trong quá trình chín sau do tác dụng của men nội tại nên xảy ra hàng loạt những biến đổi sinh hoá. - Quá trình chín sau làm cho hạt thành thục, ổn định chất lượng và thành phần các chất - Thay đổi về tính thẩm thấu của mô và thành tế bào - Thay đổi về thành phần các chất như: + với hạt: Hàm lượng tinh bột tăng lên + với rau quả: hàm lượng tinh bột giảm, hàm lượng đường tăng lên, hàm lượng axit hữu cơ giảm do phản ứng giữa axit và rượu – Este làm cho quả thơm hơn - Thay đổi về cấu trúc của quả: quả mềm hơn – do phản ứng thuỷ phân Protopectin [không hoà tan] pectin [hoà tan] Trong quá trình chín, sắc tố bị thay đổi nhiều, chlorofyl mất màu xanh, chỉ còn màu hồng của carotenoit, xantoplyl và antocyan. c. Quá trình chín nhân tạo Trong quá trình bảo quản và chế biến rau quả do một số yêu cầu mà người ta phải dùng biện pháp để tăng độ chín của rau quả. Đó là quá trình chín nhân tạo. Một số rau quả chín khi bảo quản thường phẩm chất kém nhưng nếu người ta dùng biện pháp tốt có thẻ khắc phụ được.Trong quá trình bảo quản, muốn xúc tiến quá trình chín của rau quả được nhanh người ta dùng một số phương pháp sau đây: * Phương pháp gia công nhiệt 11 Bản chất của quá trình chín là quá trình biến đổi sinh lý, sinh hoá trong nông sản dưới tác dụng của enzym và của ethylen. Do vậy khi tăng nhiệt độ môi trường sẽ kích thích các quá trình biến đổi này diễn ra nhanh hơn Thường tăng nhiệt độ lên đến 30 0C – 40oC và ẩm độ không khí trong phòng bảo quả là 85 - 90% thì sau một thời gian quả sẽ chín đẹp. Tuỳ theo từng loại nguyên liệu mà nhiệt độ thay đổi trong phạm vi cho phù hợp. Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến chất lượng quả sau khi chín- nhiệt độ dấm chín quá cao quả sẽ chín nhũn, quả có màu thâm nhũn không tươi sáng – nhiệt độ dấm chín quá thấp, thời gian dấm kéo dài, quả bị mất nước nhiều, vỏ quả bị héo, màu sắc quả không tươi sáng Ví dụ cà chua cần nhiệt độ dấm không quá 30oC vì nếu lớn hơn nhiệt độ đó thì sắc tố màu hồng của cà chua không được chuyển hoá, màu sắc của quả sẽ không được đẹp. Nhược điểm của phương pháp này là thời gian lâu quả bị bay hơi nước nhiều, dễ bị nhăn nheo và có thể bị lên men. * Phương pháp dùng oxy Dùng oxy để tăng quá trình hô hấp hảo khí, thúc đẩy quá trình sản sinh etylen làm cho quá trình chín nhanh hơn. ở Liên Xô người ta dùng 50-70% khí oxy với nhiệt độ 20 0C trong 7 ngày để dấm cà chua thì cà chua chín nhanh hơn tự nhiên 3 lần. * Phương pháp dùng hoá chất kích thích Đây là phương pháp áp dụng rộng rãi và chủ yếu hiện nay. Các chất này có tác dụng thúc đẩy các quá trình biến đổi sinh lý, sinh hoá làm cho quả chóng chín hơn Các chất thường dùng là C2H4 [etylen] C2H2 [axetylen], C3H6 [propylen] divinyl, rượu, hương thắp đôi khi còn dùng cả etylen bromit, Tetraclorua cacbon. Cách dùng: Đối với chất khí, người ta dùng cách sấy, xông hơi. Đối với chất nước thì dùng cách ngâm, tiêm vào quả. Phòng hun phải có thể tích hợp lý: cao 6m, rộng 6m, dài 10m. Người ta đã thí nghiệm với phòng hun như trên cho vào khoảng 5000kg chuối. Độ ẩm trong quá trình này phải đảm bảo 80- 90%. Sau khi dấm xong mở cửa thông gió . 12 Ví dụ: với chế phẩm ethrel [ethylen] pha loãng ở nồng độ 0,1%, đem nhúng quả trong thời gian 5 – 10 phút. Sau đó để ráo nước và bao gói kín. 2. Quá trình ngủ nghỉ của hạt và củ a. Khái niệm Ngủ nghỉ là trạng thái mà nông sản vẫn còn sức sống nhưng các hoạt động trao đổi chất hầu như không hoặc diễn ra một cách hạn chế. Sự nghỉ của hạt có 2 loại: - Nghỉ tự phát [ngủ nghỉ nội sinh]: Do bản thân hạt và củ chưa hoàn thành giai đoạn chín sinh lý nên ở trong điều kiện ngoại cảnh thích hợp cho nảy mầm vẫn không nảy mầm được - Nghỉ cưỡng bức [ngủ nghỉ bắt buộc]: Hiện tượng nghỉ do nguyên nhân bên ngoài không thuận lợi [nhiệt độ, ẩm độ, khí quyển ...] làm hạn chế các hoạt động sinh lý sinh hoá. Hiện tượng nghỉ của hạt, củ là một hình thức bảo tồn nòi giống của cây giống, là hình thức chống đỡ với điều kiện ngoại cảnh. Sự ngủ nghỉ là kết quả của sự chọn lọc tự nhiên, là tính thích ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi mà đã trở thành tính di truyền cố định của cây trồng. b. Nguyên nhân - Với hạt Hạt giống của những loại cây trồng khác nhau có thời kì nghỉ khác nhau. Có rất nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến sự nghỉ của hạt * Nguyên nhân nội tại - Phôi hạt chưa hoàn thiện: Hạt tuy đã rời khỏi cây nhưng tổ chức phôi hạt chưa phân hoá đầy đủ, hoặc đã phân hoá đầy đủ nhưng chưa thành thục về phương diện sinh lý, vật chất tích luỹ trong hạt chưa đủ cần thiết cho phôi đồng hoá, các dạng men trong hạt ở trạng thái không hoạt động. - Ảnh hưởng của trạng thái, cấu trúc vỏ hạt + Tính hút khí, hút nước của vỏ hạt bị hạn chế ở một số loại hạt, thành tế bào của lớp vỏ ngoài có cấu trúc rất dày hoặc có một lớp sáp, cutin bao phủ bên ngoài ngăn cản sự hút nước, hút khí của vỏ. 13 Khi loại bỏ hoặc phá vỡ lớp vỏ ngoài này hoặc để hạt một thời gian tính thấm nước, thấm khí của lớp vỏ tăng lên. Quá trình trao đổi chất của hạt bình thường thì chúng mới nảy mầm được + Cấu trúc cứng và bền vững của một số loại vỏ hạt cũng là một dạng ức chế cơ học làm cho phôi không thể phát triển. Những hạt này muốn nảy mầm được cần làm mỏng hay phá vỡ trạng thái bền vững kể trên Ví dụ: hạt táo, đào, mận... - Tồn tại những chất ức chế – Sự cân bằng hocmon [Trong thực vật người ta chia chất điều hoà sinh trưởng làm 2 loại: chất kích thích sinh trưởng và chất ức chế sinh trưởng. 2 loại chất kích thích sinh trưởng này đều có tác dụng điều tiết quá trình sinh trưởng, phát triển của cây. Ví dụ: Auxin [IAA, PAA], Auxin tổng hợp [ỏ – NAA; IBA, 2,4D...] có tác dụng kích thích hiện tượng ra rễ, phát triển chồi ngọn, ức chế sự rụng của lá, quả, ức chế sự chín của quả... Giberelin [GA] kích thích sự sinh trưởng về chiều cao của cây, kích thích sự nảy mầm của hạt và củ, kích thích sự ra hoa... Xytokinin [Zeatin, IPA, Diphenyl urea, BA...] kích thích sự hình thành chồi, kích thích sự nảy mầm của hạt và củ... Chất ức chế sinh trưởng: ABA, MH,CC, TIBA...ức chế sự nảy mầm, kích thích sự rụng lá, hoa... Etylen, CEPA...điều chỉnh sự chín của quả, kích thích sự rụng lá, hoa, quả, kích thích sự ra hoa trái vụ...] Sự cân bằng hocmon trong hạt điều chỉnh sự ngủ nghỉ là GA/ABA. Nếu trong hạt tích luỹ quá nhiều ABA [axit abxixic] thì hạt sẽ ngủ nghỉ. Ngoài ra một số vỏ quả, hạt cây trồng, phôi hoặc phôi nhũ thường tồn tai một số chất ức chế nảy mầm như urê, dầu thơm, axit không bão hoà, kiềm thực vật... Phần lớn các chất ức chế này đều tan trong nước [rất ít loại không tan trong nước], ngâm hạt giống trước khi gieo phần nào cũng làm giảm chất ức chế khiến cho hạt dễ nảy mầm. * Nguyên nhân ngoại cảnh 14 Các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, thành phần không khí, ánh sáng...không thích hợp khiến cho hạt đã hoàn thiện nhưng vẫn ở trạng thái ngủ nghỉ - Với củ + Nguyên nhân nội tại - Do các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự nảy mầm chưa được tích luỹ đẩy đủ: Củ còn non... - Do lớp vỏ củ bị tổn thương [do cơ giới, do nhiệt độ...] - Tính hút khí, hút nước của vỏ hạt bị hạn chế ở một số loại củ lớp vỏ ngoài có lớp bần bao phủ ngăn cản sự hút nước, hút khí của vỏ. Khi để củ một thời gian nhất định tính thấm nước, thấm khí của lớp vỏ tăng lên. Quá trình trao đổi chất của hạt bình thường thì chúng mới nảy mầm được Ví dụ: củ khoai tây, khoai lang... - Tồn tại những chất ức chế như ABA.... + Nguyên nhân ngoại cảnh Các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, thành phần không khí, ánh sáng...không thích hợp khiến cho củ không nảy mầm được. Ví dụ: nhiệt độ quá cao [quá thấp]... c. Điều chỉnh sự ngủ nghỉ Kéo dài ngủ nghỉ - Tạo điều kiện ngoại cảnh kéo dài sự ngủ nghỉ như bảo quản ở nhiệt độ thấp [hoặc cao], ẩm độ môi trường thấp, nồng độ oxi thấp ... - Dùng các chất ức chế nảy mầm như MH [malein hydrazit], MENA...phun trước hoặc sau khi thu hoạch có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản. Phá ngủ Có những loại hạt giống, củ giống qua giai đoạn nghỉ muốn gieo trồng ngay cho kịp thời vụ, nhất thiết phải tiến hành các biện pháp xử lý thích hợp để phá vỡ trạng thái nghỉ, bắt chúng vào thời kỳ hoạt động nảy mầm. - Sử dụng các chất kích thích sinh trưởng điều chỉnh sự cân bằng hocmon theo hướng nảy mầm. Thông thường người ta thường sử dụng GA để kích thích sự nảy mầm 15 Ví dụ: Để phá ngủ cho khoai tây ta có thể phun hoặc ngâm khoai tây trong dung dịch GA3 nồng độ 2 – 5 ppm rồi ủ cho khoai nảy mầm. - Xử lý hoá học: dùng hoá chất để làm tăng tính thấm như axir nitric xử lý cho hạt thóc, dùng thiourê cho khoai tây hoặc một số chất khí xông hơi như H 2S, etylen clohydrin, CCl4...có tác dụng làm tăng tính thấm của lớp vỏ, kích thích chúng nảy mầm - Xử lý biện pháp cơ học: thường được sử dụng với những loại hạt có vỏ cứng. Người ta chà, xát cho mỏng vỏ, ghè nhẹ cho nứt vỏ, có thể trộn hạt với cát để giã nhẹ làm cho vỏ hạt bị tổn thương hoặc dùng axit ngâm hạt làm mỏng lớp vỏ ngoài...có tác dụng tăng khả năng nảy mầm của hạt. Khoai tây cắt thành từng miếng hoặc tác động vào vỏ, vào mắt củ cũng có tác dụng kích thích sự nảy mầm.Tuy nhiên biện pháp này dễ gây tổn thương và dễ dàng bị vi sinh vật xâm nhập.
- Xử lý nhiệt độ: Xử lý nhiệt độ cao [sinh lý, đẩy mạnh quá trình trao đổi vật chất trong hạt và tích luỹ những vật chất đồng hoá. Do sự xen kẽ nhiệt độ cao, thấp làm cho vỏ hạt co giãn, trở nên mềm, nước thấm vào hạt, đồng thời nhiệt độ thay đổi có thể thúc đẩy sự hoạt động của các enzym và tăng cường sự hô hấp. Hoặc khi xử lý nhiệt độ thấp hàm lượng GA tăng lên, hàm lượng ABA giảm đi có tác dụng kích thích sự nảy mầm của hạt, củ - Xử lý phóng xạ: Dùng phóng xạ để xử lý hạt giống, làm thay đổi trạng thái sinh lý, hoá sinh có thể làm thay đổi tính thấm của vỏ hạt và hoạt hoá hoạt động của enzym làm cho hạt thông qua giai đoạn ngủ, nghỉ. 3. Hiện tượng nẩy mầm của hạt và củ giống trong thời gian bảo quản - Sự nẩy mầm của hạt và củ trong thời gian bảo quản là quá trình phân giải các chất hữu cơ tích luỹ và bắt đầu quá trình sinh trưởng mới. Sự nảy mầm của hạt là cả một qúa trình biến đổi sâu sắc và nhanh chóng về hoá sinh và sinh lý. - Biến đổi hoá sinh Đặc trưng của các biến đổi hoá sinh trong khi nảy mầm là sự tăng đột ngột hoạt động thuỷ phân xảy ra trong hạt. Các hợp chất dự trữ dưới dạng polyme như tinh 16 bột, protein, lipit...bị phân giải thành các monome như các đường đơn, axit amin, axit béo...phục vụ cho sự nảy mầm Sau giai đoạn nảy mầm, cây con xuất hiện thì hoạt động tổng hợp các chất mới cấu tạo nên tế bào mới xảy ra mạnh mẽ. Đó là sự tổng hợp protein, axit nucleic, phospholipit, pectin... - Biến đổi sinh lý + Biến đổi hô hấp Ngay sau khi hạt hút nước thì hoạt tính của các enzym hô hấp tăng lên mạnh, làm cường độ hô hấp của hạt tăng lên nhanh. Việc tăng hô hấp đã giúp cây có đủ năng lượng và các nguyên liệu cần thiết cho sự nảy mầm + Biến đổi cân bằng hocmon Sự cân bằng hocmon điều chỉnh quá trình nảy mầm là cân bằng GA/ABA. Khi hạt hút nước, phôi hoạt động sinh trưởng thì phôi tăng cường tổng hợp GA nên sự cân bằng GA/ABA nghiêng về GA. - Quá trình nảy mầm của hạt trải qua 4 giai đoạn + Giai đoạn hydrat hoá [Trương nước]: nước xâm nhập vào phôi và xảy ra quá trình thuỷ phân các chất + Sự hoạt hoá các Enzym + Sự dài ra của các tế bào rễ mầm + Sự phát triển tiếp của cây con - Những yếu tố ngoại cảnh có ảnh hưởng rất lớn đến sự nẩy mầm của hạt. + Hàm lượng nước trong hạt Nước là dung môi cho các phản ứng hoá sinh trong hạt [phản ứng thuỷ phần các chất dự trữ và tổng hợp các chất mới], là điều kiện cần thiết cho hô hấp của hạt, cho quá trình sinh trưởng của mầm. Trước hết hạt muốn nẩy mầm được, hạt phải hút nước và trương lên. Lượng nước hút vào nhiều hay ít tuỳ thuộc theo giống. Khi hạt hút một lượng nước vượt quá lượng nước tối thiếu thì hạt có thể nẩy mầm. Lượng nước tối thiểu là tỷ lệ % giữa lượng nước hút vào để nẩy mầm so với trọng lượng của hạt. 17 Ví dụ: Lúa nước cần 50 - 80%, ngô cần 38 – 40%, đậu tương cần 50 – 80% + Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng hoá sinh diễn ra trong quá trình nảy mầm và cường độ hô hấp của hạt. Khi mầm xuất hiện thì nhiệt độ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của mầm. Nhiệt độ thích hợp để hạt nẩy mầm là 20 – 35 0C. Với cây ôn đới nhiệt độ thích hợp là 25- 280C, với cây nhiệt đới nhiệt độ tối ưu là 30 – 350C. + Lượng oxi trong môi trường Oxi rất cần cho sự nảy mầm vì cần cho hô hấp. Tuy nhiên ảnh hưởng của hàm lượng oxi đến việc nảy mầm của mỗi loại hạt là khác nhau. Ví dụ: Hạt lúa mì nảy mầm tốt trong không khí [hàm lượng oxi trong không khí 21%], hạt lúa lại có thể nảy mầm tốt trong nước [hàm lượng oxi khoảng 0,2%]. Ngoài ra sự nảy mầm của hạt còn phụ thuộc vào ánh sáng, nồng độ dung dịch đất... - Quá trình nẩy mầm là quá trình hoà tan các vật chất phức tạp, khó tiêu biến thành các chất đơn giản cung cấp nhiệt lượng cho quá trình cơ giới của mầm và cung cấp cho sự hợp thành các tế bào mầm non. Khi hạt nẩy mầm, các chất khô trong hạt bị phân giải. Protein bị phân giải thành các axit amin, tinh bột phân giải thành đường Theo tài liệu của Liên Xô với hạt mạch khi nẩy mầm 1 ngày lượng chất khô hao hụt là 0,7%, sau 2 ngày là 0,8%, sau 3 ngày là 2,3%. - Quá trình nẩy mầm trong thời gian bảo quản làm giảm chất lượng hạt [chất lượng cảm quan, chất lượng dinh dưỡng và chất lượng vi sinh vật] một cách đáng kể, xuất hiện một số mùi vị khó chịu. Vì vậy trong khi thu hoạch, vận chuyển, nhập kho, bảo quản hạt phải không chế, ngăn ngừa những yếu tố gây nên hiện tượng nẩy mầm. Phải duy trì độ ẩm của hạt thấp hơn độ ẩm cần thiết để nẩy mầm, thường xuyên kiểm tra phát hiện tình trạng trong kho để có biện pháp xử lý kịp thời. 4. Sự bay hơi của nước 18 Đây là hiện tượng vật lý tự nhiên của nông sản [Chủ yếu xảy ra với rau quả. Với củ lượng nước thoát ra nhỏ hơn] * Nguyên nhân: Trong tế bào rau quả có hàm lượng nước rất cao [7095%], chủ yếu nước ở dạng tự do, dễ dàng bay hơi trong điều kiện nhất định của môi trường bảo quản, khi đó nước bay hơi ra khỏi bề mặt rau quả ra môi trường xung quanh, làm rau quả héo và giảm khối lượng tự nhiên của rau quả. * Tác hại: Khi nước trong rau quả bốc hơi mạnh, lượng nước giảm dưới mức cho phép không những làm cho rau quả khô héo mà còn làm rối loạn các họat động sinh lý sinh hóa, giảm khả năng kháng bệnh cho nên rau quả nhanh chóng hư hỏng. * Các yếu tố ảnh hưởng tới sự bay hơi nước của rau quả + Phụ thuộc vào mức độ háo nước của hệ keo nguyên sinh trong tế bào rau quả. Khi mức độ háo nước của keo nguyên sinh không cao tức là tế bào ở trạng thái non chất nguyên sinh loãng nhiều nước tự do nên rau quả dễ mất nước và bị héo nhanh. Ngược lại mức độ háo nước của chất nguyên sinh cao tế bào trạng thái già chất nguyên sinh đặc lại, rất khó mất nước nên rau quả tươi bị héo khó hơn [chậm hơn]. Chính vì vậy rau quả non dễ bị héo hơn rau quả già. + Phụ thuộc vào cấu tạo và trạng thái cuả mô che chở lớp biểu bì [lớp vỏ] độ dày, độ chắc của lớp vỏ, lớp sáp, lớp phấn bao bọc bên ngoài tuỳ loại rau quả có loại quả vỏ được cấu tạo từ những chất đặc và cứng như lớp cutin lớp sáp tạo nên lớp màng bao bọc ít thấm khí và nước. Do đó hạn chế thoát hơi nước. Hoặc có loại quả bên ngoài được bao bới lớp lông mỏng cũng có tác dụng làm giảm thoát hơi nước. Vì tạo ra vùng có độ ẩm cao bao quanh quả làm hạn chế hơi nước từ trong qủa thoát ra ngoài. Cho nên trong thực tế khi thu hái cần bảo vệ lớp phấn sáp, lớp lông bao ngoài quả. + Phụ thuộc vào điều kiện môi trường xung quanh như ẩm độ, nhiệt độ. Nếu nhiêt độ môi trường càng cao thì tốc độ bay hơi nước của rau quả mạnh làm cho rau nhanh héo. Còn độ ẩm tương đối của môi trường càng cao [ %] thì tốc độ thoát hơi nước của rau quả chậm và ngược lại ẩm độ trong môi trường thấp thì tốc độ thoát hơi nước của rau quả nhanh. Nên bảo quản rau quả tươi trong môi trường mát và có ẩm độ cao. 19 Giải thích vì sao rau quả tươi để trong tủ lạnh lại nhanh héo để ngoài môi trường Trường hợp rau quả để trong tủ lạnh lại bị héo nhanh hơn rau quả để ngoài môi trường vì nhiệt độ trong tủ lạnh luôn nhỏ hơn nhiệt độ bên ngoài môi trường nên sự mất ẩm của nguyên liệu giảm. Ngược lại ẩm độ [] trong tủ lạnh nhỏ hơn ẩm độ ngoài môi trường, làm cho sự mất ẩm của nguyên liệu mất đi rất nhanh và vận tốc mất ẩm độ do [] thấp lớn hơn rất nhiều vận tốc mất ẩm độ do nhiệt độ cao. Do vậy rau quả để trong tủ lạnh mất ẩm nhiều hơn quả để ngoài môi trường. Tức là quả bị héo nhanh chóng + Phụ thuộc vào tốc độ dòng khí trong môi trường bảo quản . Tốc độ chuyển động của không khí phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ thấp tộc độ chuyển động của không khí nhỏ hơn nên sự thoát hơi nước giảm, còn nhiệt độ cao tốc độ chuyển động của không khí lớn nên sự thoát ẩm tăng lên. + Phụ thuộc vào mức độ dập nát do va đập cơ giới gây ra vết thương làm tăng sự thoát hơi nước. Trong thời gian bảo quản sự mất nước trong rau quả biến đổi như sau: - Giai đoạn đầu khi mới thu hái sự mất ẩm tăng mạnh. - Giai đoạn giữa cường độ mất ẩm giảm và giai đoạn cuối của quả chín hoặc bắt đầu hư hỏng thì cường độ mất ẩm lại tăng [do sự bão hoà hệ keo, làm giảm tính ưa nước]. Thường với các rau quả tươi khi bảo quản sự giảm khối lượng do mất nước khoảng 75- 85% và giảm 15 –25% là do tiêu hao vật chất khô. 5. Sự giảm khối lượng tự nhiên Nông sản sau khi thu hoạch bảo quản trong môi trường cụ thể nào đó khối lượng tự nhiên sẽ giảm dần là do ba nguyên nhân chủ yếu sau: - Do bay hơi nước làm giảm khối lượng tự nhiên [75 – 85%] - Do sự tiêu hao chất khô dự trữ trong nguyên liệu chủ yếu là đường axit hữu cơ, VTM do hô hấp của nông sản sử dụng, tạo ra CO 2 và H2O thoát khỏi nguyên liệu ra ngoài. Đây là nguyên nhân khách quan và phụ thuộc vào các yếu tố của môi trường như nhiệt độ, ẩm độ. - Do sự dập nát thối rữa của nông sản bởi vi sinh vật trong bảo quản và đây là nguyên nhân chủ quan. 20