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

MỞ ĐẦU
Nước ta đang ngày càng phát triển đi lên nhưng ngành sản xuất chính vẫn
là nông nghiệp. Các sản phẩm từ nông nghiệp vẫn chiếm sản lượng xuất khẩu
hàng đầu cũng như tiêu thụ trong nước.
Việc bảo quản thực phẩm sau khi thu hoạch để đảm bảo chất lượng thực
phẩm vẫn như ban đầu khi đến tay người tiêu dùng không chỉ là một trong
những mối quan tâm hàng đầu của các nhà sản xuất trồng trọt, chăn nuôi, các
công ty chế biến thực phẩm mà còn của cả những nhà kinh doanh tiêu thụ
thực phẩm và người tiêu dùng. Đã có nhiều công trình khoa học trong nước
cũng như trên thế giới, nhiều bài báo khoa học đã đề cập nghiên cứu tìm các
nguyên nhân gây hư hỏng, giảm chất lượng thực phẩm để từ đó tìm ra các
biện pháp ngăn ngừa sự hư hỏng, đảm bảo chất lượng thực phẩm, vẻ đẹp và
khối lượng thực phẩm.
Với phạm vi ở mức tiểu luận, tôi xin được trình bày đề tài “Các yếu tố
nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khí quyển ảnh hưởng đến các nguyên nhân gây
hư hỏng - giảm chất lượng nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm”.
1
NỘI DUNG CHI TIẾT
Chất lượng nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm giữ được như ban đầu hay
không trong thời hạn bảo quản kéo dài bao lâu phụ thuộc vào nhiều yếu tố
khác nhau, trong đó đáng kể nhất là: nhiệt độ, độ ẩm và thành phần khí quyển.
1. Nhiệt độ
1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các nguyên nhân gây hư hỏng, giảm chất
lượng thực phẩm trong quá trình bảo quản thực phẩm
Nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng có tính chất quyết định thời hạn bảo quản
nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm đặc biệt là thực phẩm tươi. Sự thay đổi
nhiệt độ trước hết ảnh hưởng đến cường độ hô hấp. Nhiệt độ càng cao, tốc độ
các phản ứng sinh hoá xảy ra trong thực phẩm cũng càng cao được thể hiện
qua cường độ hô hấp. Tuy nhiên sự phụ thuộc tỷ lệ thuận đó chỉ đến giới hạn
nhất định, cụ thể khi tăng nhiệt độ từ 25
0

C trở lên thì cường độ hô hấp chẳng
những không tăng mà còn có chiều hướng giảm. Như vậy, muốn cường độ hô
hấp giảm, tức là muốn ức chế hoạt động sống của nguyên liệu, sản phẩm thực
phẩm tươi thì cần bảo quản thực phẩm trong môi trường có nhiệt độ càng thấp
càng tốt.
Nhiệt độ càng thấp thì vi khuẩn càng phát triển chậm. Do đó làm lạnh là
một biện pháp rất có hiệu quả để bảo quản thực phẩm. Càng giữ lâu càng phải
làm lạnh sâu. Tùy mức độ và khối lượng thực phẩm cần bảo quản và thời gian
bảo quản mà người ta dùng các phương tiện khác nhau như tủ lạnh thường, tủ
lạnh sâu (deep freezer, congelator), nhà lạnh, toa lạnh di động...
Thực phẩm có tính chất chung là dẫn nhiệt rất kém, do đó với một khối
lượng lớn thì nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ ở sâu bên trong có thể chênh nhau
rất nhiều. Làm lạnh không đủ sâu thì phần bên trong của khối thực phẩm
không lạnh, vi khuẩn vẫn phát triển và làm hỏng thực phẩm.
2
Với mỗi chủng loại nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm, sự giảm hoạt động
của các quá trình sinh lý – sinh hoá trong thực phẩm cũng như trong vi sinh
vật khi hạ thấp nhiệt độ được giải thích bằng những cách khác nhau.
Ví dụ với rau quả tươi: một mặt bằng việc giảm tốc độ các phản ứng hoá
học, mặt khác là do nguyên sinh chất của tế bào co lại, làm giảm tính thẩm
thấu của màng tế bào và từ đó giảm khả năng trao đổi chất. Tuy nhiên, nhiệt
độ quá thấp không hẳn đã kéo dài được thời hạn bảo quản vì hai lý do:
Một là, nếu nhiệt độ bảo quản thấp hơn nhiệt độ đóng băng của dịch bào
thì rau quả sẽ bị đóng băng, tế bào thực vật sẽ bị phá huỷ và quá trình sống bị
đình chỉ. Khi đó rau quả sẽ tồn tại ở dạng sản phẩm lạnh đông chứ không phải
dạng tươi như mong muốn. Nhiệt độ đóng băng của một số loại rau quả được
ghi ở bảng 1.
Bảng 1. Nhiệt độ đóng băng của một số loại rau quả
Loại rau quả
Nhiệt độ đóng

băng,
0
C
Loại rau quả
Nhiệt độ đóng
băng,
0
C
Táo (tây)
Lê
Đào
Mận
Mơ
Chanh
Cam
Quýt
Chuối
-1,4 đến -2,8
-2,0 đến -2,7
-1,0 đến-1,4
-2,0
-2,0
-0,2
-2,0 đến-2,5
-2,2
-1,1
Cà rốt
Khoai tây
Bắp cải
Hành tây

Dưa chuột
Cà chua chín
Ớt xanh
Cà tím
Dưa bở
-1,3
-1,7
-1,1
-1,0
-0,5
-1,1
-1,0
-1,0
-1,5 đến -2,0
Nhưng thực tế có loại rau quả có thể bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn điểm
đóng băng. Đó là trường hợp bảo quản hành tây ở -3
0
C. Sở dĩ hành tây bảo
quản được như vậy là do loại nguyên liệu này có khả năng trương nguyên
sinh cao, tế bào có thể phục hồi hoạt động sống khi làm tan giá từ từ.
3
Hai là, nhiệt độ thấp có thể dẫn đến rối loạn một số quá trình sinh lý sinh
hoá của rau quả. Khi bảo quản chuối xanh ở nhiệt độ dưới 12
0
C, chuối sẽ
không chín khi rấm. Hoặc bảo quản chuối chín ở nhiệt độ thấp hơn 11
0
C,
chuối sẽ bị thâm làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Có thể nói mỗi một
loại rau quả có một giới hạn nhiệt độ bảo quản, thấp hơn giới hạn đó hiệu quả

bảo quản sẽ không tốt. Nhiệt độ giới hạn của các loại rau quả như sau:
Táo tây: 2-3
0
C
Dưa bở: 7-10
0
C
Dưa hấu: 4
0
C
Cam: 3
0
C…
Do vậy mỗi một loại rau quả thích hợp với một nhiệt độ bảo quản nhất
định nào đó. Khi bảo quản ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn đều có ảnh
hưởng xấu đến thời hạn bảo quản và chất lượng của rau quả. Nhiệt độ tốt nhất
cho việc bảo quản của một loại rau quả nào đó gọi là nhiệt độ bảo quản tối ưu.
Nhiệt độ bảo quản tối ưu cho một loại rau quả nào đó không cố định mà
phụ thuộc vào một vài yếu tố, nhất là yếu tố độ chín. Độ chín càng cao nhiệt
độ bảo quản càng phải thấp. Ví dụ nhiệt độ tối ưu cho bảo quản cam, chanh,
quýt khi đã chín là 1-2
0
C nhưng khi còn xanh là 4-6
0
C.
Người ta đã chứng minh được rằng sự biến động nhiệt độ gây ảnh hưởng
lớn đến thời hạn bảo quản. Nếu bảo quản rau quả ở nhiệt độ thấp nhưng độ
dao động lớn không ổn định thì tác hại còn lớn hơn là bảo quản ở nhiệt độ cao
hơn nhưng ổn định. Vì vậy trong thực tế cho phép nhiệt độ dao động trong
khoảng ± 0,5

0
C.
Theo báo Khoa học Công nghệ Tuyên Quang, một nhóm các nhà khoa học
đã làm các thí nghiệm trên một số loại rau để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt
độ đến chất lượng của rau bảo quản. Các loại bao bì, phương pháp đóng gói
và độ dày thích hợp được áp dụng cho mỗi loại rau để nghiên cứu tìm nhiệt
độ bảo quản thích hợp nhất. Kết quả cho thấy súp lơ xanh và cải bảo quản ở
4
0oC tốt hơn ở 2
0
C, rau có chất lượng tốt hơn ở 0
o
C. Chỉ số vàng hóa của hoa
lơ là 0,9%, chỉ số nâu nhũn của cuống là 1% sau 20 ngày bảo quản, còn của
cải bao là 0,5% và 0,4% sau 40 ngày bảo quản. Các chỉ số này cao hơn một
chút nếu bảo quản ở 2
0
C là 1,4% & 1,2% với súp lơ và 0,7% & 0,6% ở cải
bao. Dưa chuột bảo quản ở 12
o
C tốt hơn so với 10
o
C. Sau 25 ngày bảo quản ở
12
o
C, chỉ số vàng hóa của quả là 2,0% và nâu nhũn là 1,2%. Trong khi ở 10
o
C
các chỉ số này là 2,9% và 1,7%. Ngô nõn bảo quản ở 5
o

C tốt hơn ở 7
o
C, các
chỉ số nâu hóa và nâu nhũn ở 5
o
C là 2,1% và 1,8% trong khi ở 7
o
C là 3,2% và
2,8%. Ngô bẹ bảo quản ở 7
o
C lại tốt hơn ở 5
o
C, chỉ số nâu hóa và nâu nhũn ở
7
o
C là 1,9% và 1,5% trong khi ở 5
o
C là 2,1% và 2,3%.
Với các loại sản phẩm thực phẩm là thịt, công nghệ lạnh đã thực hiện được
hai chức năng: bảo quản thịt ở nhiệt độ thấp đủ để ngăn ngừa sự phát triển của
vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, nấm mốc và tránh xương bị hư hỏng; và
chậm làm biến đổi kết cấu thịt khi rã đông, giữ phẩm chất thịt ít suy giảm khi
bày bán. Để bảo đảm chất lượng sản phẩm, vẻ đẹp và khối lượng thịt, điều hết
sức mong muốn là làm lạnh thân thịt ngay sau khi hạ thịt càng sớm càng tốt.
Luật pháp qui định về việc bảo quản lạnh thịt, phủ tạng và các sản phẩm
thịt thay đổi theo từng quốc gia. Ở Anh quốc, luật về lò sát sinh (1977) khẳng
định rằng lò mổ phải có phòng làm lạnh đủ công suất và thích hợp cho việc
dự trữ thịt, trừ phi thịt đó được di chuyển ra khỏi lò mổ trong 48 giờ sau khi
hạ thịt. Tương tự, giám sát việc xuất khẩu thịt tươi, EC đã đưa ra chỉ thị số
69/349, đề nghị các lò mổ phải có đủ phòng làm lạnh hoặc làm mát:

1. Thịt phải được làm lạnh ngay sau khi thú y kiểm tra, giữ thân thịt ở nhiệt
độ không đổi và không thấp hơn 7
0
C, phủ tạng và thịt miếng không thấp hơn
3
0
C
2. Phòng pha lọc phải có thiết bị làm lạnh và giữ nhiệt độ bên trong phòng
không thay đổi và không quá 7
0
C.
3. Phòng pha lọc thịt phải có nhiệt kế hoặc bộ phận điều chỉnh từ xa.
5
4. Trong khi pha lọc, nhiệt độ của tòa nhà làm việc không vượt 10
0
C.
Về thịt gà, EC cũng qui định rằng sau khi thú y kiểm tra và mổ lấy lòng,
thân thịt phải được làm sạch và làm lạnh tức khắc rồi sau đó giữ ở nhiệt độ
không vượt quá 4
0
C.
Việc vận chuyển thịt tươi ra thị trường phải được thực hiện dưới các điều
kiện lạnh để duy trì các thông số nhiệt độ đã ghi ở trên. Những tiêu chuẩn đó
áp dụng chung cho bên trong lẫn bên ngoài Thị trường chung châu Âu trong
hoạt động mua bán. Tại Việt Nam, Cục Thú y đã ra văn bản số 273 ngày
14/08/1997 hướng dẫn vận chuyển thịt phải được bảo quản ở 10
0
C trở xuống
bằng thiết bị làm lạnh hoặc bằng nước đá trong suốt quá trình vận chuyển
đường dài; rất tiếc rằng văn bản không qui định cự ly đường dài và không đề

cập đến việc hạ thấp nhiệt độ thịt và cách thức sắp xếp thịt trước khi vận
chuyển.
Thân thịt bò và bê cần được làm lạnh ngay sau khi hạ thịt, giữ nhiệt độ
thân thịt không vượt trên 7
0
C cho đến khi sử dụng. Thân thịt heo cũng vậy và
nhiệt độ bên trong nơi sâu nhất không cao hơn 4
0
C.
Ở Nam Phi, đạo luật đã chi tiết hóa các thông số kỹ thuật về việc làm lạnh
như sau:
1. Trước tiên, làm lạnh thân thịt nóng (nửa hoặc phần tư thân thịt), phải duy
trì nhiệt độ dưới 70
0
C, tốc độ trung bình của không khí lớn hơn 0,75 m/s.
Trong giai đoạn cuối của quá trình làm lạnh, nhiệt độ không khí phải duy trì ở
khoảng âm 1
0
C đến 2
0
C. Thịt trong thùng giấy hoặc trong khay phải có nhiệt
độ dưới 3
0
C, vận tốc đối lưu của không khí trên 0,75 m/s.
2. Dự trữ quy định thịt lạnh (nửa hay một phần tư thân thịt) nhiệt độ phải ở
trong khoảng âm 1
0
C đến 5
0
C, vận tốc không khí trên 0,5 m/s. Ẩm độ tương

đối (RH) duy trì dưới 95%; nếu sản phẩm dự trữ trên 72 giờ thì RH dưới 90%.
3. Dự trữ phủ tạng, nhiệt độ duy trì thấp hơn âm 2
0
C, nếu tồn trữ sau 72 giờ
thì nhiệt độ dưới âm 7
0
C.
6
Tổ chức Nông - Lương Liên Hợp Quốc (FAO)/Tổ chức Y tế Thế giới
(WHO) năm 1976 đã đưa ra khuyến cáo sau: Thịt chuyển sang làm thực phẩm
cho con người phải được chuyển ra khỏi khu vực hạ thịt đến khu vực làm lạnh
dưới sự giám sát chặt chẽ của thú y sĩ. Khi pha lọc thịt phải tiến hành trong
phòng được kiểm soát nhiệt độ, không bao giờ trì hoãn và phải thực hiện ngay
sau khi chuyển thân thịt đến phòng lạnh hoặc phòng chế biến.
1.2. Công nghệ bảo quản lạnh đông thực phẩm
Thời gian gần đây trên thế giới người ta có xu hướng bảo quản thực phẩm
bằng phương pháp lạnh đông. Phương pháp bảo quản lạnh đông thực phẩm
đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới, bởi vì có nhiều ưu điểm với phần
lớn các phương pháp bảo quản khác. Bằng phương pháp này chất lượng tự
nhiên của sản phẩm ít biến đổi, thời gian bảo quản kéo dài. Tuy nhiên cũng có
một số nhược điểm nhất định. Thứ nhất là tốn nhiều năng lượng vì luôn phải
giữ sản phẩm ở nhiệt độ rất thấp; sau nữa: chất lượng sản phẩm bảo quản lạnh
đông thấp hơn so với ở dạng tươi; việc sử dụng sản phẩm này cũng có sự
phiền toái: trước khi sử dụng phải làm tan giá vừa tốn thời gian vừa có thể
dẫn đến mất mát về chất lượng và khối lượng sản phẩm.
Bản chất của phương pháp bảo quản này là làm đóng băng toàn bộ khối
sản phẩm ở nhiệt độ dưới 0
o
C, thường là khoảng – 18
o

C hoặc thấp hơn. Dưới
tác dụng của nhiệt độ thấp và trạng thái đóng băng của nước cùng với một số
thành phần khác, vi sinh vật hoặc enzyme trong sản phẩm bị ức chế hoặc đình
chỉ khả năng hoạt động, ngăn ngừa được ảnh hưởng xấu của chúng với sản
phẩm thực phẩm.
Sự chết của vi sinh vật: Có 2 giả thiết về cơ chế vô hiệu hóa hoạt động của
vi sinh vật. Giả thuyết thứ nhất cho rằng khi đóng băng nồng độ các chất
trong tế bào vi sinh vật tăng lên đáng kể, điều đó xảy ra khi nước quanh tế bào
bị đóng băng, nồng độ chất khô tăng lên, dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu, làm
cho nước từ trong tế bào vi sinh vật đi ra ngoài. Khi nồng độ chất khô trong tế
7
bào tăng lên sẽ làm rối loạn quá trình sống của chúng. Hơn nữa khi nước
đóng băng hoạt tính của nước sẽ thay đổi, hàm thay đổi a
w
thích hợp cho sự
phát triển của vi sinh vật. Hai yếu tố kể trên làm cho vi sinh vật có thể bị chết
hoặc ít nhất mất khả năng hoạt động, phát triển.
Giả thiết thứ hai giải thích sự chết của vi sinh vật bằng tác dụng cơ lý của
các tinh thể đá. Các tinh thể nước đá được tạo thành ở bên trong và ngoài tế
bào vi sinh vật chèn ép phá vỡ tế bào vi sinh vật và vì thế vi sinh vật bị chết.
Tỷ lệ tế bào vi sinh vật bị phá vỡ phụ thuộc vào số lượng và tốc độ tạo thành
tinh thể đá.
Thực nghiệm cho thấy rằng khi làm lạnh đông với tốc độ chậm (1
o
/50
phút) số lượng vi sinh vật sống còn lại nhiều hơn so với làm lạnh đông nhanh,
và tỷ lệ tế bào bị phá vỡ cũng cao hơn.
Nhiệt độ làm lạnh đông cũng ảnh hưởng nhiều đến sự sống của vi sinh vật.
Khi làm lạnh đông dịch chứa E.coli ở - 79
o

C, số tế bào sống còn lại ít hơn khi
làm lạnh đông ở - 20
o
C. Ở đây có điều đáng chú ý là số vi sinh vật còn sống
sau khi làm lạnh đông ở - 79
o
C vẫn tiếp tục sống trong quá trình bảo quản.
Nhưng số vi sinh vật còn sống sau khi làm lạnh đông ở - 20
o
C sẽ chết dần
trong quá trình bảo quản. Điều này có thể giải thích tại sao khi làm lạnh đông
và bảo quản lạnh đông ở nhiệt độ càng thấp số lượng vi sinh vật còn sống sau
bảo quản càng tăng. Sự biến đổi tính chất hóa lý cúa sản phẩm lạnh đông là
một trong những nguyên nhân làm mất hoạt tính của enzyme.
Độ pH của sản phẩm thay đổi do nước bị đóng băng làm tăng nồng độ chất
khô, trong đó có các chất tạo độ pH và các chất muối. Sự thay đổi nồng độ
chất khô và pH sẽ gây ảnh hưởng đến cấu trúc và sự liên kết của protein trong
đó có protein tạo nên enzyme. Protein biến tính khi làm lạnh đông có thể
được phục hồi trở lại sau khi tan giá. Khả năng mất hoạt tính của enzyme
càng lớn khi tốc độ làm lạnh đông càng chậm. Trong nhiều trường hợp đối
với một số loại enzyme khi nồng độ muối tăng hoạt tính của chúng không
8