Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ chế biến tối thiểu khoai tây

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Sau đại học, Viện Công nghệ
sinh học & thực phẩm - Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi để tôi hoàn thành bản luận văn.
Tôi xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp &
Công nghệ sau thu hoạch, lãnh đạo và cán bộ Bộ môn bảo quản (Viện cơ
điện nông nghiệp & Công nghệ sau thu hoạch) đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
nhất trong quá trình thực hiện các nghiên cứu liên quan đến luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS. Nguyễn Xuân
Phương (Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch, Viện Công nghệ sinh học & thực
phẩm- Đại học Bách khoa Hà Nội) đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo để tôi hoàn
thành bản luận văn này.
Đặc biệt, tôi muốn cám ơn sinh viên Bùi Thị Phương, lớp CNTP2-K48,
Đại học Bách khoa Hà Nội đã tham gia thực hiện và giúp tôi hoàn thành luận
văn này.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp
đã động viên và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như
thực hiện đề tài.
Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2008
Nguyễn Thị Khả
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6
MỞ ĐẦU 7
1.1.3. Những biến đổi của rau quả chế biến tối thiểu 12
1.1.3.1. Quá trình hô hấp 12
1.1.3.2. Sự sản sinh ethylene 13
1.1.3.3. Sự phá hủy màng bảo vệ 14
1.1.3.4. Phản ứng nâu hóa 15
1.1.3.5. Tổng hợp chất trao đổi phụ 16

1.1.3.6. Sự thoát hơi nước 16
1.1.3.7. Thối hỏng do vi sinh vật 17
2.1. NGUYÊN VẬT LI ỆU

41
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
2.2.1. Phương pháp thí nghiệm 42
2.2.2.1. Lấy mẫu khoai tây phân tích theo TCVN 4999 – 89 43
2.2.2.2. Xác định cường độ hô hấp 43
2.2.2.3. Xác định độ cứng 45
2.2.2.4. Xác định màu sắc 45
2.2.2.5. Tỷ lệ hao hụt khối lượng 46
2.2.2.6. Xác định độ ẩm của khoai tây 46
2.2.2.7. Xác định đường khử tổng số 46
- Hàm lượng đường khử tổng số theo phương pháp V.y. Rodzevich 46
2.2.2.8. Xác định hàm lượng Vitamin C 47
1
- Hàm lượng Vitamin C được xác định bằng phương pháp chuẩn độ Iot
(phương pháp Ierkuzt) 47
2.2.2.9. Xác định hàm lượng axit bằng phương pháp chuẩn độ kiềm
(TCVN 5483-91) 47
2.2.2.10. Đánh giá chất lượng cảm quan 47
3.2.2.1. Hao hụt khối lượng 53
3.2.2.5. Hàm lượng đường khử tổng số 56
3.2.2.6. Hàm lượng axit 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 97
PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 3

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6
MỞ ĐẦU 7
1.1.3. Những biến đổi của rau quả chế biến tối thiểu 12
1.1.3. Những biến đổi của rau quả chế biến tối thiểu 12
2.1. NGUYÊN VẬT LI ỆU

41
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
2.2.1. Phương pháp thí nghiệm 42
2.2.1. Phương pháp thí nghiệm 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO 97
2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Quả chế biến tối thiểu Error: Reference source not found
Hình 1.2: Rau chế biến tối thiểu Error: Reference source not found
Hình 1.3:Phản ứng nâu hóa xúc tác bởi enzim polyphenoloxidaza Error:
Reference source not found
Hình 1.4: Sự biến đổi màu do phản ứng nâu hóa ở khoai tây và táo cắt Error:
Reference source not found
Hình 1.5: Doanh thu rau quả chế biến tối thiểu tại Mỹ Error: Reference
source not found
Hình 1.6: Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam khoai tây luộc cả vỏ Error:
Reference source not found
Hình 1.7: Sơ đồ quy trình chế biến tối thiểu khoai tây Error: Reference source
not found
Hình 1.8: Cơ chế tạo thành hợp hợp chất menalin từ tyrozin Error: Reference
source not found
Hình 1.9: Cơ chế ngăn cản sự tạo thành hợp chất màu của sunphit Error:
Reference source not found

Hình 1.10: Cơ chế ngăn cản sự tạo thành hợp chất màu của axit ascorbic
Error: Reference source not found
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống đo cường độ hô hấp dòng Error:
Reference source not found

Hình 3.1:. Sự biến đổi tỷ lệ hao hụt của các mẫu xử lý trong quá trình
bảo quản ở 3
0
C Error: Reference source not found
Hình 3.2: Sự biến đổi màu sắc của các mẫu xử lý trong thời gian bảo quản
ở 3
0
C Error: Reference source not found
Hình 3.3: Sự biến đổi thành phần Vitamin C của các mẫu xử lý trong quá
trình bảo quản ở 3
0
C Error: Reference source not found
3
Hình 3.4: Sự biến đổi hàm lượng đường khử tổng số của các mẫu xử lý
trong quá trình bảo quản ở 3
0
C Error: Reference source not found
Hình 3.5: Sự biến đổi hàm lượng axit của các mẫu xử lý trong quá trìnhError:
Reference source not found
Hình 3.6: Sự biến đổi cường độ hô hấp của các mẫu xử lý, bảo quản ở 3
0
C
Error: Reference source not found
Hình 3.7: Sự biến đổi chỉ số tổn thất khối lượng các mẫu xử lý của 3 dạng
định hình trong quá trình bảo quản ở 3

0
C Error: Reference source
not found
Hình 3.8: Sự biến đổi màu sắc của các mẫu xử lý của 3 dạng định hình trong
quá trình bảo quản ở 3
0
C Error: Reference source not found
Hình 3.9: Sự biến đổi lượng vitamin C các mẫu xử lý của 3 dạng định hình
trong quá trình bảo quản ở 3
0
C Error: Reference source not found
Hình 3.10: Sự biến đổi lượng đường các mẫu xử lý của 3 dạng định hình
trong quá trình bảo quản ở 3
0
C Error: Reference source not found
Hình 3.11: Sự biến đổi lượng axit các mẫu xử lý của 3 dạng định hình trong
quá trình bảo quản ở 3
0
C Error: Reference source not found
Hình 3.12: Biểu đồ so sánh tỷ lệ giảm khối lượng (%) theo thời gian bảo quản
ở các nhiệt độ khác nhau Error: Reference source not found
Hình 3.13: Sự biến đổi màu sắc (ΔE) theo thời gian bảo quản ở các nhiệt độ
khác nhau Error: Reference source not found
Hình 3.14: Sự thay đổi hàm lượng vitamin C (mg%) theo thời gian bảo quản
ở các nhiệt độ khác nhau Error: Reference source not found
Hình 3.15: Sự thay đổi hàm lượng đường (%) theo thời gian bảo quản ở các
nhiệt độ khác nhau Error: Reference source not found
Hình 3.16: Sự thay đổi hàm lượng axit hữu cơ (%) theo thời gian bảo quản ở
các nhiệt độ khác nhau Error: Reference source not found
4

5
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DV Daily Value
FDA Food and Drug Administration
GAP Good Agricultural Practices
GMP Good Manufactural Practices
IFPA International Fresh-cut Produce
Association
LDPE Low-density Polyethylene
MAP Modified Atmosphere Packing
MVP Modified Vacuum Packing
PE Polyethylene
OPP Orirened polypropylene
PMA Produce Marketing Association
USDA United States Department of Agriculture
6
MỞ ĐẦU
Rau quả là một nguồn thực phẩm rất quan trọng và cần thiết trong khẩu
phần ăn của con người trên toàn thế giới. Rau quả không những cung cấp các
vitamin, khoáng chất mà chúng còn là chất xơ tiêu hoá tốt nhất cho cơ thể.
Nó như một nhân tố tích cực làm tăng dinh dưỡng, tuổi thọ của con người. Do
vậy trong chế độ ăn hàng ngày không thể thiếu được rau quả.
Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu của con người về thực phẩm ngày
càng cao. Họ không những đòi hỏi thực phẩm có chất lượng tốt mà phải có
tính tiện lợi, an toàn và giảm thiểu được thời gian chuẩn bị. Do vậy đã hình
thành một trào lưu quốc tế mới về nghiên cứu và thương mại hoá thực phẩm
tối thiểu, đặc biệt là các sản phẩm rau quả chế biến tối thiểu (minimally
processing fruits and vegetables) hay rau quả cắt (fresh-cut fruits and
vegetables). Theo Hiệp hội sản phẩm dạng cắt quốc tế (IFPA), rau quả chế
biến tối thiểu là một trong những sản phẩm có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất

ở thị trường Mỹ. Giá trị thương mại của rau quả chể biến tối thiểu tăng mạnh
từ 3,3 tỷ USD năm 1994 lên 11 tỷ năm 2000 và 15 tỷ USD năm 2005.
Ở Việt Nam, rau quả chế biến tối thiểu là một xu thế mới và sẽ là tất
yếu theo quá trình phát triển của xã hội. Gần đây, các sản phẩm rau quả chế
biến tối thiểu rau quả đã xâm nhập vào thị trường các thành phố thông qua hệ
thống siêu thị lớn như Metrô. Các sản phẩm này đẵ bắt đầu được người tiêu
dùng ưa thích và sẵn sàng trả tiền để mua thay cho việc mua nguyên củ,
nguyên quả. Tuy nhiên,các sản phẩm này chủ yếu nhập ngoại, giá thành cao.
Các cơ sở sơ chế và chế biến đã bắt đầu cung cấp ra thị trường loại sản phẩm
dạng này, nhưng chất lượng chưa cao và chủ yếu tiêu thụ trong ngày. Vì vậy
việc nghiên cứu hoàn thiện công nghệ chế biến tối thiểu rau quả ở nước ta là
rất cần thiết.
7
Khoai tây là một loại cây trồng vụ đông có giá trị dinh dưỡng, giá trị
kinh tế cao, sản lượng lớn. Khoai tây có thời gian sinh trưởng ngắn, tính thích
ứng rộng, nên được trồng ở khắp các vùng miền trong cả nước. Thành phần
dinh dưỡng của khoai tây tương đối toàn diện. Nó không chỉ là một loại
lương thực có thể dùng thay thế các loại ngũ cốc mà còn là một loại thực
phẩm, một loại rau củ tương đối thông dụng trong các bữa ăn gia đình, nhà
hàng, hội nghị. Với vai trò đặc biệt quan trọng đó, khoai tây được coi là “vua
của các loài thực vật” và Liên hợp quốc đã quyết định chọn năm 2008 là
năm quốc tế về khoai tây.
Xuất phát từ cơ sở khoa học và thực tiễn trên, chúng tôi lựa chọn đề tài:
“Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ chế biến tối thiểu khoai tây”
+ Mục đích của đề tài:
Hoàn thiện quy trình công nghệ chế biến tối thiểu khoai tây với các
dạng sản phẩm khác nhau. Sản phẩm tạo ra phải có chất lượng tốt, tiện lợi khi
sử dụng và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
+ Nội dung của đề tài và các vấn đề cần giải quyết:
1. Xác định các chỉ tiêu hoá lý của khoai tây nguyên liệu

2. Nghiên cứu lựa chọn loại hoá chất, nồng độ và thời gian xử lý phù hợp
với các dạng sản phẩm khoai tây chế biến tối thiểu .
3. Nghiên cứu lựa chọn loại và độ dày bao bì phù hợp với sản phẩm khoai
tây chế biến tối thiểu.
4. Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ phù hợp với bảo quản khoai tây chế biến
tối thiểu
5. Đánh giá chất lượng sản phẩm khoai tây chế biến tối thiểu
6. Quy trình công nghệ chế biến khoai tây tối thiểu
8
PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TÌM HIỂU CHUNG VỀ RAU QUẢ CHẾ BIẾN TỐI THIỂU
1.1.1.Khái niệm về rau quả chế biến tối thiểu
Rau quả chế biến tối thiểu (minimally processing fruits and vegetables)
hay rau quả cắt (fresh-cut fruits and vegetables) là rau quả được chế biến ở
mức ít nhất và “sẵn sàng để ăn” hay “sẵn sàng để nấu”. Theo nhiều tác giả,
rau quả chế biến tối thiểu hay rau quả cắt được hiểu theo các cách khác nhau:
• Chế biến tối thiểu là việc xử lý ít nhất để đạt được mục đích sử dụng
(Manvell, 1996) [18].
• USDA và FDA định nghĩa rau quả chế biến tối thiểu là sản phẩm
được cắt, định hình tươi, rửa, đóng gói và bảo quản ở điều kiện lạnh. Sản
phẩm chế biến tối thiểu ở dạng nguyên liệu, sẵn sàng để ăn hay nấu, không có
quá trình xử lý nhiệt, xử lý với chất phụ gia hay chất bảo quản [20].
• Hiệp hội sản phẩm dạng cắt quốc tế (IFPA) định nghĩa “rau quả
chế biến tối thiểu được cắt tỉa, gọt vỏ, rửa và cắt định hình thành dạng có
thể dùng được 100% sau đó đóng gói và bảo quản”. Rau quả chế biến tối
thiểu thường có giá trị dinh dưỡng cao, thuận tiện và có lợi cho sức khỏe
trong khi vẫn duy trì được trạng thái tươi như mong muốn của người tiêu
dùng [18].
Hình 1.1: Quả chế biến tối thiểu
9

Hình 1.2: Rau chế biến tối thiểu
Ưu điểm của rau quả chế biến tối thiểu là đã được chế biến sẵn nên
người dùng không cần phải nhặt, rửa hay thái. Hiện nay, các khâu này thường
được thực hiện ở nhà hay tại các nhà hàng và đều có nguy cơ lây nhiễm các
tác nhân gây ngộ độc thực phẩm. Việc sử dụng các sản phẩm rau quả chế biến
tối thiểu là giải pháp hợp lý và cần thiết để giảm tối đa sự tiếp xúc với thực
phẩm, hạn chế các mối nguy hiểm của các tác nhân gây bệnh nhiễm vào thực
phẩm và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Mặt khác, rau quả chế biến tối
thiểu được sản xuất tập trung nên tận dụng phế liệu sử dụng cho các mục đích
khác như: chế biến thức ăn gia súc, phân bón…, đồng thời hạn chế rác thải
gây ô nhiễm môi trường.
Trong hướng dẫn chế độ ăn hàng ngày của người Mỹ năm 2005 khuyến
cáo mọi người nên ăn nhiều rau quả hơn các thực phẩm khác [33]. Tuy nhiên
việc cung cấp đủ lượng rau quả tươi cho nhu cầu này rất khó khăn, đặc biệt ở
các khu đô thị, thành phố tập trung đông dân cư. Sự phát triển của rau quả chế
biến tối thiểu giúp loại bỏ được khó khăn này và giúp người tiêu dùng dễ
10
dàng lựa chọn chế độ ăn nhiều rau quả. Ăn nhiều rau quả tốt cho sức khỏe:
giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, bệnh tiểu đường loại 2, áp huyết cao, nhiều
loại bệnh ung thư và giúp duy trì trọng lượng cơ thể.
1.1.2. Giá trị dinh dưỡng và tính an toàn của rau quả chế biến tối thiểu
Đã có rất nhiều nghiên cứu về giá trị dinh dưỡng của rau quả chế biến
tối thiểu. Nghiên cứu của TS. Gil và TS. Kader đã chỉ ra rằng [24]: Không có
sự biến đổi đáng kể nào về các chất dinh dưỡng quan trọng (vitamin C,
vitamin A…) do quá trình chế biến tối thiểu hay trong thời hạn sử dụng của
sản phẩm. Thông thường, sản phẩm rau quả chế biến tối thiểu thối hỏng trước
khi bị mất nhiều chất dinh dưỡng. Sự tổn thất chất dinh dưỡng theo thời gian
sau khi thu hoạch là một quá trình tự nhiên trong cả sản phẩm để nguyên hay
chế biến tối thiểu. Chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm thường đạt tối ưu
ngay sau khi thu hoạch. Công nghệ đóng gói thường không làm đẩy nhanh sự

hao hụt chất dinh dưỡng của sản phẩm trừ khi dùng công nghệ không đúng
hay nhiệt độ sử dụng không thích hợp. Các bước xử lý không có ảnh hưởng
bất lợi nào đến chất lượng dinh dưỡng của rau quả chế biến tối thiểu.
Theo kết quả nghiên cứu của Tudela J.A.và cộng sự [21], thành phần
axit ascorbic tăng 16 ÷ 108 % sau khi bảo quản 2 ÷ 4 ngày ở 3,3
0
C (38
0
F) do
khoai tây vẫn tiếp tục tổng hợp vitamin C sau khi chế biến tối thiểu.
Rau quả chế biến tối thiểu được chế biến trong điều kiện đảm bảo vệ
sinh nên sản phẩm cuối cùng cũng đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Sản
phẩm này không cần phải rửa lại mà có thể sử dụng ngay. TS. Linda Harris,
một chuyên gia về an toàn vệ sinh an toàn thực phẩm tại trường đại học
Califorlia, cho biết: “Rất an toàn khi ăn sản phẩm rau được đóng trong túi.
Rau salad thường được sơ chế trong điều kiện thuận lợi và sạch hơn bất kì
bếp gia đình nào”.
11
1.1.3. Những biến đổi của rau quả chế biến tối thiểu
Sau khi thu hoạch, rau quả không được cung cấp nước, chất khoáng và
các chất dinh dưỡng cần thiết. Tuy nhiên, tế bào rau quả vẫn tiếp tục hô hấp,
sử dụng đường và axit hữu cơ có sẵn và chúng sẽ nhanh chóng trở nên già cỗi.
Sự tổn thất chất lượng sau thu hoạch là một hàm của quá trình hô hấp, quá
trình chín (rau quả hô hấp đột biến), mất nước, biến đổi màu do enzim của bề
mặt cắt, sự phá hủy bởi vi sinh vật, già hóa và tổn thất cơ học trong quá trình
chế biến, vận chuyển, bảo quản và phân phối (Schlimme & Rooney, 1994;
Watada & cộng sự, 1996). Quá trình chế biến tối thiểu làm tăng cường độ hô
hấp, tổn thương tế bào khi đó enzim và cơ chất cô lập trong không bào sẽ trộn
lẫn với tế bào chất. Đồng thời chế biến tối thiểu cũng làm tăng C
2

H
4
, nước tự
do và diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích, đẩy nhanh việc mất nước và
sự phát triển của vi sinh vật (King & Bolin, 1989; Watada & cộng sự, 1990;
Watada & Qi, 1999; Wiley, 1994). Sự biến đổi này có thể dẫn đến sự mất mùi
vị, biến đổi màu bề mặt cắt, mất màu, thối hỏng, tăng cường độ mất vitamin,
giảm độ cứng và giảm thời gian bảo quản. Vì vậy phải kiểm soát nhiệt độ
thích hợp trong quá trình chế biến, bảo quản, phân phối để duy trì chất lượng
của sản phẩm.
1.1.3.1. Quá trình hô hấp
Rau quả là sinh vật sống và cần oxi để hô hấp, sản phẩm của quá
trình hô hấp là CO
2
, C
2
H
4
và nước. Nhưng khi không có mặt oxi sẽ xảy ra
quá trình hô hấp yếm khí hay xuất hiện sự lên men. Quá trình lên men tạo
ra cồn và aldehyt, làm mất mùi vị của sản phẩm (Camile, 2000). Khi tế bào
bị tổn thương, sản sinh ra lượng ethylene cao, kích thích quá trình hô hấp.
Sự phá vỡ tinh bột làm đẩy nhanh chu trình Krebs và chuỗi vận chuyển
electron (Brecht, 1995).
12
Cường độ hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ và dạng định hình. Khi nhiệt
độ càng cao, cường độ hô hấp càng tăng; nguyên nhân là khi số Q
10
cứ tăng
nhiệt độ lên 10

0
C thì cường độ hô hấp sẽ tăng lên từ 3,4 ÷ 8,3 lần tuỳ loại sản
phẩm rau quả chế biến tối thiểu (Watada et al, 1996). Với cà chua, kiwi hệ số
Q
10
là 3,5, trong khi đó hạt tiêu, dưa hấu hệ số đó là 8,3. Đồng thời khi dạng
định hình có kích thước càng nhỏ thì lượng tế bào bị tổn thương, bề mặt tiếp
xúc với không khí càng lớn và cường độ hô hấp càng cao. Điều này được thể
hiện rõ hơn qua số liệu bảng sau:
Bảng 1.1: Cường độ hô hấp của khoai tây chế biến tối thiểu ở các dạng
định hình và nhiệt độ khác nhau
Nhiệt độ,
(ºC)
Dạng định hình
Nguyên củ Một nửa củ
Lát
(2 mm)
Dạng thanh
(0,95 x 0,95
cm)
Đơn vị, mg CO
2
. kg
-1
. h
-1
2 6,0 ÷ 8,0 8,0 10,0 ÷ 12,0 12,2
5 7,8 7,8 ÷ 9,8 11,7 ÷ 15,6 -
10 17,1 ÷ 19,0 21 ÷ 22,8 38,0 -
23 54 ÷ 63 81 - 117 ÷ 126

Nguồn: Gorny (1997) [17]
1.1.3.2. Sự sản sinh ethylene
Ethylene (C
2
H
4
) là sản phẩm của quá trình hô hấp của rau quả, như một
hoocmon điều chỉnh độ chín. Lượng ethylene sinh ra phụ thuộc độ chín, tổn
thương cơ học (vết thương, vết thâm), lượng nước hao hụt, nhiệt độ và lượng
oxi thấp (< 8%), CO
2
(> 2%) (Camile, 2000).
Rosen và Kader (1989) đã tiến hành nghiên cứu so sánh sự biến đổi
sinh lý trong quá trình bảo quản giữa dạng nguyên quả và dạng chế biến tối
13
thiểu của quả dâu tây và quả lê. Kết quả cho thấy dâu tây khi chế biến tối
thiểu sinh ra nhiều CO
2
, C
2
H
4
và giảm độ cứng hơn so với khi để nguyên quả,
tuy nhiên khi ngâm trong dung dịch CaCl
2
1% và đóng gói với thành phần khí
CO
2
12% đã giảm tối đa sự khác nhau giữa dạng nguyên quả và dạng chế biến
tối thiểu. Đối với lê, chế biến tối thiểu làm tăng lượng sản phẩm CO

2
, không
tăng C
2
H
2
, giảm độ cứng đồng thời xảy ra phản ứng nâu hóa so với dạng
nguyên quả.
Agar và cộng sự (1999) công bố rằng kiwi gọt vỏ và cắt làm tăng CO
2
và C
2
H
4
sau 2 ÷ 6 giờ ở 20
0
C, lượng CO
2
và C
2
H
4
sinh ra tăng khoảng 2 ÷ 4
lần so với dạng cắt để nguyên vỏ. Khi để nguyên quả cho thấy không có sự
biến đổi CO
2
và C
2
H
4

đáng kể nào sau 6h ở 20
0
C và sau 3 ngày ở 3
0
C [9].
Cường độ hô hấp và lượng C
2
H
4
sinh ra tăng khi nhiệt độ tăng.
1.1.3.3. Sự phá hủy màng bảo vệ
Để để nghiên cứu cấu trúc tế bào thực vật có thể dùng kính hiển vi (loại
quang học, điện tử hay nguyên tử), một số kỹ thuật xem hình ảnh và định vị
khác (tia X, vi phân tích, v.v…). Việc hình dung và hiểu đúng cấu trúc có thể
giúp giải thích quá trình phân hủy kết cấu mô tế bào (Alzamora & cộng sự,
2000; Soliva-Fortuny & cộng sự, 2003).
Chế biến tối thiểu làm mất màng bảo vệ dẫn đến sự chia cắt cấu trúc và
tổ chức tế bào, mất chức năng của tế bào bình thường. Đây là nguyên nhân
gây phản ứng nâu hóa tế bào, làm mất mùi vị, sản sinh ra oxi tự do, kích thích
enzim phân hủy thành phần màng, sản sinh ra axit béo tự do bởi các enzim
hydrolaza, phospholipaza-D từ màng lipit (Lamikanra, 2002). Soliva-Fortuny
& cộng sự (2002; 2003) nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình chế biến tối
14
thiểu và đóng gói điều biến không khí đến đặc tính cấu trúc, kết cấu của lê và
táo cắt, sử dụng thiết bị quan sát vi cấu trúc và kết cấu. Họ cho rằng CO
2
là
chất độc khi ở nồng độ cao và làm rối loạn sinh lý do làm tăng độ axit khi hòa
tan trong tế bào trung gian, là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự
thay đổi chất lượng cảm quan gây tổn thương cấu trúc mô tế bào.

1.1.3.4. Phản ứng nâu hóa
Chế biến tối thiểu gây phá vỡ cấu trúc tế bào, biến màu bề mặt cắt và khi
tế bào bị phá vỡ tạo điều kiện cho cơ chất và oxidaza sẽ tiếp xúc với nhau. Nâu
hóa là yếu tố hạn chế trong bảo quản của các loại rau quả (Brecht, 1995). Phản
ứng nâu hóa thường do enzim polyphenol oxidaza (PPO), khi có mặt O
2
enzim
này chuyển hợp chất phenolic trong rau quả thành chất màu đen (Beauliu và
Gorny). Phản ứng nâu hóa xảy ra do enzim PPO xúc tác theo hai giai đoạn:
(1)Hydroxyl hóa monophenol thành o-diphenol
(2) Oxi
hóa o-
diphenol thành o-quinon.
Hình 1.3:Phản ứng nâu hóa xúc tác bởi enzim polyphenoloxidaza
15
Hình 1.4: Sự biến đổi màu do phản ứng nâu hóa ở khoai tây và táo cắt
1.1.3.5. Tổng hợp chất trao đổi phụ
Khi chế biến tối thiểu dẫn đến các tế bào bị tổn thương, đồng thời xuất
hiện phản ứng tự chữa lành vết thương bằng cách tổng hợp hợp chất phụ. Hợp
chất này phụ thuộc vào từng loài thực vật và ảnh hưởng đến mùi vị, cảm
quan, giá trị dinh dưỡng và tính an toàn của sản phẩm chế biến tối thiểu
(Brecht, 1995).
1.1.3.6. Sự thoát hơi nước
Bình thường, tế bào thực vật ở trạng thái cân bằng với khí quyển ở
cùng nhiệt độ và độ ẩm. Nhưng khi rau quả bị cắt hay gọt vỏ tế bào bị lộ ra
bên ngoài và chính điều này làm tăng tốc độ bay hơi nước. Tốc độ mất nước
của bề mặt thực vật bị tổn thương so với không bị tổn thương khác nhau phụ
thuộc vào từng loài (Watada & Qi, 1999).
Aguayo và cộng sự (2004) cho rằng tổn thất khối lượng do mất nước
phụ thuộc vào từng dạng định hình. Khi bề mặt tiếp xúc của dạng định hình

16
với không khí càng lớn thì sự mất nước càng lớn. Họ đã tiến hành nghiên cứu
với dưa và cho thấy tỷ lệ mất mát là 1,1% khi định hình ở dạng lát; 1,0% khi
ở dạng hình trụ và 0,6% khi ở dạng hình thang [2]. Dạng lát giảm khối lượng
nhiều hơn do có diện tích tiếp xúc với không khí lớn nhất và không còn tế bào
biểu bì bảo vệ. Đồng thời sự mất mát này cũng phụ thuộc vào từng loại giống,
nhiệt độ bảo quản. Đối với hai giống Piel de Sapo và Amarillo, tổn thất khối
lượng ở 0
0
C (0,85%) thấp hơn so với ở 5
0
C (1,28%) [9].
1.1.3.7. Thối hỏng do vi sinh vật
Trong các túi rau quả chế biến tối thiểu tìm thấy một số vi sinh vật phát
triển mạnh như vi khuẩn ưa ẩm vừa phải, vi khuẩn lactic, coliform, nấm men,
nấm mốc. Khi tăng vi sinh vật tổng số đồng nghĩa với việc tăng cường độ hô
hấp trong thời gian bảo quản. Chế biến tối thiểu gây tổn hại các mô và phá vỡ
tế bào, chính điều này cung cấp chất dinh dưỡng và môi trường thuận lợi cho
hầu hết các loại vi sinh vật phát triển (Lamikanra, 2002).
Khi đóng gói điều biến khí có thể hạn chế sự phát triển của một số vi
sinh vật, nhưng vẫn có một số tác nhân gây bệnh phát triển ở điều kiện này.
Quá trình cắt tỉa và rửa có thể loại trừ được một số vi sinh vật gây thối hỏng
thông thường, nhưng vẫn có thể đưa vào một số tác nhân gây bệnh và tạo điều
kiện cho chúng phát triển. Do vậy, bảo quản ở nhiệt độ thấp là cần thiết để
làm giảm được cường độ hô hấp, làm chậm sự thối hỏng đồng thời cũng làm
chậm sự phát triển của vi sinh vật.
1.1.3.Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau quả chế biến tối thiểu
1.1.3.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau quả chế biến tối thiểu trên thế giới
Trên thế giới, rau quả chế biến tối thiểu rất phát triển, tạo thị trường
rộng lớn trên nhiều nước.

17
Về rau, các sản phẩm chế biến tối thiểu rất đa dạng: xúp lơ xanh và
trắng, nấm, cà chua, khoai tây, cà rốt, bắp cải, hành, rau chân vịt, cần tây, dưa
chuột, đậu, đỗ xanh, đỗ hà lan, ớt xanh…
Về quả, một số nước trên thế giới đã thương mại hoá sản phẩm chế
biến tối thiểu: dứa, đào, xoài, bưởi, đu đủ, dâu tây, mận, táo, lê, dừa, mít,
lạc tiên…công nghệ chế biến tối thiểu hoàn chỉnh, thời hạn bảo quản sản
phẩm có thể lên tới 3 tháng. Với sầu riêng, Thái lan đã chế biến tối thiểu
rất tốt loại quả này.
Hình 1.5: Doanh thu rau quả chế biến tối thiểu tại Mỹ (IFPA)
Rau quả chế biến tối thiểu là một trong những sản phẩm có tốc độ tăng
trưởng nhanh nhất ở Mỹ. Theo IFPA ước tính giá trị thương mại của rau quả
chế biến tối thiểu tăng mạnh từ 3,3 tỷ USD năm 1994 lên 8,9 tỷ USD năm
2003 và cung cấp hơn 60% nhu cầu của người tiêu dùng, đến năm 2005 tăng
lên đến 15 tỷ USD [13]. Theo dự bào của IFPA, trong tương lai chắc chắn sẽ
có bước nhảy vọt của ngành công nghiệp chế biến tối thiểu để có thể cung cấp
rau quả đến từng hộ gia đình, trường học bằng các máy bán hàng tự động.
1.1.3.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau quả chế biến tối thiểu trong
nước
Chế biến tối thiểu ở Việt Nam cho đến thời điểm hiện nay chưa có công
trình nghiên cứu nào công bố. Trước đây TS. Trần Thị Mai và cộng sự - Viện
công nghệ sau thu hoạch đã nghiên cứu thăm dò về chế biến tối thiểu khoai
18
tây và cà rốt [5]. Kết quả thu được rất khả quan, đã triển khai sản xuất thử tại
doanh nghiệp. Tuy nhiên thời gian bảo quản còn ngắn và còn nhiều vấn đề
cần hoàn thiện thêm: bảo quản MAP, các biện pháp chống nâu hóa cho miếng
khoai tây. Gần đây, phân viện miền Nam đã bắt đầu nghiên cứu chế biến tối
thiểu dừa, các kết quả nghiên cứu chưa được công bố.
Hiện nay, trong hệ thống các siêu thị đã xuất hiện một số sản phẩm chế
biến tối thiểu như khoai tây, rau hỗn hợp, măng, ngô bao tử, dứa, v.v… Hầu

hết được nhập khẩu nên giá thành cao hay sản xuất ở một vài cơ sở nhỏ lẻ,
không đảm bảo an toàn vệ sinh. Yêu cầu cấp thiết đặt ra là phát triển công
nghệ chế biến tối thiểu đối với một số loại rau quả, đáp ứng nhu cầu ngày
càng tăng của người tiêu dùng. Tuy nhiên cần phải nghiên cứu, tìm hiểu kỹ
những biến đổi xảy ra của rau quả sau khi chế biến tối thiểu trước khi đưa ra
sản xuất thực tế.
1.2. NGUYÊN LIỆU KHOAI TÂY
1.2.1. Cây khoai tây
1.2.1.1.Nguồn gốc cây khoai tây
Cây khoai tây tên khoa học là Solanum tuberosum L. thuộc họ
Solanaceae, có nguồn gốc từ vùng núi Andes của Bolivia và Peru, nơi mà có
khoảng 5.500 loại khoai tây được trồng bởi những thế hệ nông dân tại vùng
này. Chúng được đem tới Tây Ban Nha và Châu Âu vào cuối thế kỷ 16, loài
cây này nhanh chóng thích nghi và sớm thành một thực phẩm chính tại thời
điểm mà dân số tăng nhanh. Từ Châu Âu chúng được đem đến mọi nơi trên thế
giới. Và ngày nay khoai tây được trồng trên một diện tích ước đạt 180.000 km
2
,
từ cao nguyên Vân Nam Trung Quốc tới vùng đất trũng cận nhiệt đới của Ấn
Độ, tới khu vực cao nguyên gần xích đạo của Java cho tới Ucraina [ 27]
Ở Việt Nam, một người Pháp đã đem hạt khoai tây sang nước ta và
trồng thử vào năm 1980. Do khoai tây dễ trồng, củ ăn ngon, nên nó mong
chóng được trồng ở nhiều địa phương trong cả nước [26].
19
Bộ rễ
1.2.1.2. Đặc điểm cây khoai tây
Khoai tây (Solanum tuberosum) là một loại cây thảo mộc một mùa.
Trong sản xuất, khoai tây là cây trồng vụ đông, nhiệt độ tối ưu cho sự phát
triển của cây từ 10 ÷ 18
0

C [33]. Phần cho giá trị thương mại của cây khoai tây
là củ khoai, củ là phần phình to của thân chìm phía dưới mặt đất. Chỗ phình
to là do sự di chuyển, tổng hợp và dự trữ carbohydrat của phần phía trên của
cây. Dựa vào phần thân cây và lá ở trên người ta có thể biết được lúc nào có
thể thu hoạch được củ.
 Bộ rễ
Rễ khoai tây thuộc loại rễ chùm (trồng từ củ), có rễ cọc (khi trồng bằng
hạt), từ rễ cọc phát triển ra nhiều rễ phụ khác. Phần lớn rễ tập trung ở độ sâu
30 ÷ 40 cm, nhưng cũng có rễ ăn sâu tới 1,5 ÷ 2
m. Ngoài ra rễ còn phát triển trên củ nhưng ngắn,
ít phân nhánh và cũng có chức năng như những
rễ khác. Rễ khoai tây phát triển mạnh ở thời kỳ ra
hoa (ở dưới mặt đất lúc này đã hình thành củ và củ bắt đầu lớn).
Rễ có nhiệm vụ hút nước và thức ăn từ đất để nuôi cây.
 Thân
Thân khoai tây mọc thẳng, đôi khi có cấu tạo dích dắc, có 3 ÷ 4 cạnh,
cao trung bình từ 40 ÷ 70 cm. Phụ thuộc vào giống, thời vụ, điều kiện chăm
sóc v.v… mà chiều cao cây có thể khác nhau. Thân cây thường có màu xanh
hoặc xanh nhạt hay đậm, đôi khi có màu phớt hồng hoặc tím v.v… tùy thuộc
vào từng giống. Trên thân cây có lớp lông tơ mềm (khi cây còn non) cứng dần
và rụng theo thời gian sinh trưởng.
20
 Lá
Lá khoai tây tương tự như lá cà chua, nhưng khác một số điểm - thuộc
lá phức tạp, bản lá to, mọc cánh xẻ lông chim, có 3 ÷ 7 đôi mọc đối xứng qua
trục và một lá lẻ trên cùng thường lớn hơn gọi là lá chét đỉnh. Lá khoai tây dài
khoảng 10 ÷ 15 cm, mặt lá phẳng hoặc gợn
sóng, bản lá thường to hơn lá cà chua. Màu sắc
lá phụ thuộc vào giống, thời vụ, điều kiện chăm
sóc mà có thể màu xanh, xanh đậm hoặc xanh

nhạt, v.v…
 Hoa
Hoa khoai tây thường mọc tập trung trên một chùm hoa. Nó thuộc loại
hoa lưỡng tính và có cấu tạo 5:5:5, cuống ngắn. Màu sắc hoa thường trắng,
cũng có thể là phớt hồng, hồng, tím, đỏ, v.v… phụ thuộc vào từng loại và
giống.
 Quả
Quả thuộc loại quả mọng. Hình dạng quả tròn hoặc trái xoan. Khi chín
quả màu trắng bạc hoặc phớt hồng. Quả có từ 2 hoặc 3 ngăn, trong đó chứa
nhiều hạt (30 ÷ 300 hạt).
21
1. Lá chét
2. Lá chét cuối
cùng
3. Lá chét đầu tiên
4. Lá chét phụ
5. Gân giữa lá
6. Lá chét phôi thai
7. Cuống lá
Vỏ
Vòng mạch
Biểu
bì
Chu bì
Mắt
Lõi giữa
Phần thịt củ
Đỉnh củ
Mắt
Mi mắt

Đáy củ
Phần củ hình hạt đậu
 Hạt
Hạt khoai tây có dạng hình dẹt, màu cà phê sáng hoặc màu đen. Khối
lượng 1000 hạt khoảng 0,5 gam. Thời gian ngủ nghỉ của hạt lâu.
 Củ khoai tây
Củ là bộ phận có giá trị dinh dưỡng quan trọng nhất của cây khoai tây. Củ
được hình thành là do thân phát triển trong điều kiện bóng tối dưới mặt đất.
1.2.2. Củ khoai tây
1.2.2.1. Đặc điểm củ khoai tây
Củ là bộ phận quan trọng nhất của cây được sử dụng chủ yếu làm thực
phẩm cho con người. Hình dạng củ khoai tây có thể là hình tròn, elip, tròn
dài, đôi khi hình vuông.
Màu sắc củ tùy thuộc vào từng giống, có thể là màu trắng, trắng nhạt,
vàng, vàng nhạt, v.v… Trên củ có nhiều mắt củ, nhưng phân bố không đều.
Số lượng mắt củ nhiều hay ít tùy thuộc vào từng giống. Trên mắt củ có mi
mắt và mắt. Mi mắt dài hay ngắn, mắt nông hay sâu là do đặc tính di truyền
của giống. Trên mỗi mắt thường có 2÷3 mầm ngủ và thường tập trung nhiều
trên đỉnh củ. Tùy thuộc từng giống, thời vụ, đất trồng, điều kiện chăm sóc mà
có trọng lượng củ khác nhau.
22
1.2.2.2. Giá trị của của củ khoai tây
 Giá trị dinh dưỡng
Khoai tây là một loại thực phẩm phổ biến, giàu cacbohydrat. Hiện nay,
trên khắp thế giới, từ khoai tây người ta đã chế biến ra hàng trăm món ăn khác
nhau, thơm ngon, rẻ tiền và rất bổ dưỡng. Khoai tây mới thu hoạch chứa
khoảng 80% nước và 20% chất khô. Trong đó có khoảng 60 ÷ 80% chất khô
là tinh bột [32]. Trong khoai tây còn có một lượng nhỏ tinh bột “xơ” nhưng
rất quan trọng, nó có khả năng kháng lại enzim tiêu hóa trong dạ dày và ruột
non do đó nó còn nguyên vẹn trong ruột. Tinh bột này có tác dụng sinh lý và

như là chất xơ rất có lợi cho sức khỏe (có lợi cho hệ tiêu hóa, chống lại ung
thư ruột kết, tăng việc hấp thụ glucoza và tính nhạy của insulin, nồng độ
cholesterol và triglycerit thấp, tăng cảm giác no và có thể giảm béo)
(Cummings & cộng sự 1996; Hylla & cộng sự 1998; Raban & cộng sự 1994).
Lượng tinh bột “xơ” trong khoai tây cao hay thấp phụ thuộc vào phương pháp
chế biến. Nấu sau đó làm lạnh khoai tây sẽ làm tăng lượng tinh bột “xơ”: khi
nấu khoai tây chứa 7% tinh bột xơ thì khi làm lạnh tăng lên 13% (Englyst &
cộng sự 1992) [25].
Hàm lượng protein của khoai tây tương tự như của ngũ cốc và cao hơn
hẳn so với các loại rau ăn rễ và củ khác. Trong củ khoai tây có 2% protein bao
gồm cả lysine (một axít amin thường không có trong protein thực vật) nên
phối hợp tốt với ngũ cốc. Trong protein khoai tây còn có một số axít amin tự
do và các chất kiềm purin. Giá trị sinh học của khoai tây tương đối cao lên tới
75% (theo phương pháp Mittchell). Chất đường hấp thu chậm trong khoai tây
đem lại cảm giác no và cung cấp năng lượng trong một thời gian dài. Chất
kali có nhiều trong khoai tây giúp cho các vận động viên thể dục thể thao tăng
sức mạnh cơ bắp.
23
Thêm vào đó, khoai tây ít béo. Khoai tây chứa nhiều các chất dinh
dưỡng vi lượng, đặc biệt là vitamin C (trung bình 150 g khoai tây cung cấp 27
mg viamin C (45% nhu cầu giá trị dinh dưỡng hàng ngày (DV)). Khoai tây
chứa một lượng vừa phải sắt, chính thành phần vitamin C cao làm tăng khả
năng hấp thụ sắt. Ngoài ra khoai tây còn là nguồn vitamin B1, B3, B6 (150 g
khoai tây cung cấp 0,2 mg vitamin B6 (10% DV)) và các khoáng chất như
kali (150 g khoai tây cung cấp 600 mg kali (18% DV)), magie, phopho, folat,
axit pantothenic và vitamin B2 [32].
Nguồn: Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ, dữ liệu dinh dưỡng quốc gia
[
32
]

Hình 1.6: Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam khoai tây luộc cả vỏ
Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam khoai tây nguyên liệu [15]
Thành phần Hàm lượng (%) Thành phần Hàm lượng (%)
Năng lượng 80 kcal (320 kJ) Vitamin B
6
0,25 mg
Carbohydrat
- Tinh bột
- Chất xơ
tiêu hóa
19 g
15 g
2,2 g
Vitamin C 20 mg
Chất béo 0,1 g Canxi 12 mg
Protein 2 g Sắt 1,8 mg
Nước 75 g Magie 23 mg
Vitamin B
1
0,08 mg Photpho 57 mg
Vitamin B
2
0,03 mg Kali 421 mg
Vitamin B
3
1,1 mg Natri 6 mg
24
Vitamin B1
0,106 mg
Niacin

1,44 mg
Sắt
0,31g
Photpho
44 mg
Kali
44 mg
Vitamin B2
0,02 mg
Vitamin C
13,0 mg
Protein
1,87 mg
Chất béo
0,1 g
Chất xơ
1,8 g
Cacbohydrat
20,13 g
Canxi
5 mg