7

PHẨN 1
ðẠI CƯƠNG VỀ CÁC SẢN PHẨM THỰC PHẨM- SINH HỌC
CHƯƠNG 2
NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM VÀ NHỮNG BIẾN ðỔI CỦA NGUYÊN LIỆU TP
TRONG QUÁ TRÌNH THU NHẬN VÀ BẢO QUẢN

1. ðặc ñiểm của nguyên liệu sản xuất thực phẩm :
Nguyên liệu dùng ñể chế biến thực phẩm rất ña dạng. Chúng có thể là thực vật như rau, quả,
hạt, củ hoặc các loại ñộng vật như gia súc, gia cầm hoặc các loại thủy hải sản nhưng nhìn
chung các loại nguyên liệu có những ñặc ñiểm sau:
1.1 Thu hoạch theo thời vụ :
Tất cả các loại nguyên liệu thực vật ñều thu hoạch theo thời vụ, các loại thủy hải sản ñánh
bắt theo mùa chính vấn ñề này cũng gây khó khăn cho việc sản xuất liên tục. Chính vì thế nên
cần phải có kế hoạch ñể bảo ñảm ñủ nguyên liệu sản xuất hoặc bảo ñảm cho nhà máy hoạt ñộng
thường xuyên.
1.2 Dễ bị hư hỏng trong bảo quản :
Các loại nguyên liệu dùng ñể sản xuất thực phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng khác nhau
nên thuận lợi cho sự xâm nhập và phát triển của VSV. Hơn nữa trong các loại nguyên liệu cũng
chứa nhiều loại enzim có thể gây tác ñộng xấu cho nguyên liệu sản xuất thực phẩm. Chính vì thế
các loại nguyên liệu này rất dễ bị hư hỏng trong bảo quản và có nhiều loại có thời hạn bảo quản
rất ngắn. Cho nên trong sản xuất thực phẩm phải tìm biện pháp ñể bảo quản nguyên liệu sao cho
kìm hãm ñược hoạt lực của enzim và ức chế hoặc tiêu diệt ñược VSV và các loại côn trùng gây
hại nhằm ñể giữ ñược chất lượng của nguyên liệu và bảo ñảm cung cấp nguyên liệu thường
xuyên cho sản xuất.
Chất lượng của sản phẩm thực phẩm phụ thuộc rất lớn vào chất lượng của nguyên liệu.
Cho nên nếu chất lượng của nguyên liệu kém thì sản phẩm sẽ không ñạt yêu cầu.
2. Thu nhận và bảo quản nguyên liệu trước khi ñưa vào sản xuất:
2.1. Nguyên liệu thực vật:

không nắng, không có sương muối.Tốt nhất nên thu hái vào buổi sáng sớm, lúc ñó thành phần
dinh dưỡng sẽ cao nhất. Khi thu hái phải cẩn thận, nhẹ nhàng, không làm xây xát hoặc dập nát
nguyên liệu ñặc biệt không làm mất lớp phấn, hoặc dập túi the hoặc trầy vỏ.
- Bảo quản: Sau khi thu hái mặc dù ñã tách khỏi cơ thể mẹ, nhưng các loại rau quả vẫn
tiếp tục quá trình sống và vẫn duy trì hoạt ñộng của enzim do ñó sẽ có sự biến ñổi về thành phần
hóa học. Cần phải tạo ñiều kiện ñể rau quả ñi theo hướng có lợi.
Ví dụ: ñối với các loại rau quả chưa chín, cần chín ngay thì dùng etylen ñể dấm. Etylen
làm quả mau chín vì nó làm thay ñổi cấu trúc trong nhiễm sắc thể của tế bào do ñó các enzim oxy
hóa khử bị nhiễm sắc thể hấp phụ sẽ chuyển vào dung dịch hòa tan của tế bào làm tăng hoạt ñộng
thủy phân và ñẩy mạnh các quá trình hóa học gây chín. Ngoài ra, propylen, axetylen cũng có tác
dụng tương tự.
2.2. Nguyên liệu ñộng vật
:
Phẩm chất thịt phần lớn phụ thuộc vào ñiều kiện kho dự trữ gia súc, gia cầm chờ giết và
kỹ thuật sơ chế.
- Gia súc, gia cầm nhập vào nhà máy phải ñược kiểm tra thú y. Số khoẻ mạnh ñưa vào
kho chờ giết, số chẩn ñoán thêm ñưa vào nơi cách li, số mắc bệnh ñưa ñến chỗ giết mổ vệ sinh.
Kho dự trữ chờ giết mổ nhằm mục ñích chuẩn bị con thịt ñể giết, ñảm bảo công tác của
xưởng giết mổ nhịp nhàng. Con thịt trước khi giết mổ phải ñược nghỉ ngơi sau một thời gian vận
chuyển. Thịt ñộng vật mệt mỏi có phẩm chất kém hơn thịt ñộng vật ñược nghỉ ngơi.
- Sau khi bị ñánh bắt, cá sống thêm một thời gian ngắn rồi chết nhưng còn tươi. Trong
thời gian này cá ñược chứa ñựng trong các hòm, rổ, thùng, toa xe ñể chuyên chở ñến các nơi
phân phối sử dụng hoặc chế biến. Hệ VSV tự nhiên của cá trong thời kỳ này thường không phát
triển, nhưng có thể bị lây nhiễm thêm vào cá do VSV ở các dụng cụ chứa ñựng chuyên chở
Những vsv lây nhiễm này thường là tạp khuẩn nhưng cũng có khi có cả vi sinh vật gây bệnh.
ðể ngăn chặn quá trình thối rửa người ta phải tiến hành bảo quản cá. Có thể dùng các tác
nhân bên ngoài ñể ức chế sự phát triển của vi sinh vật (ướp lạnh, muối )
3. NHỮNG BIẾN ðỔI HÓA SINH VÀ SINH LÝ CỦA NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM
TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN
3.1. Thành phần hóa học của nguyên liệu thực phẩm và những biến ñổi của chúng trong

những nguyên liệu TP tươi như rau quả. Nếu lượng nước giảm xuống thấp thì nguyên liệu TP sẽ
bị héo úa, bề mặt nhăn lại làm cho trạng thái cảm quan không tốt. Nhưng khi cho chúng hấp thụ
nước trở lại thì nông sản sẽ trở nên tươi, các hoạt ñộng sống lại ñược thức tỉnh.
Trong quá trình bảo quản, hàm lượng nước trong nguyên liệu TP, ñặc biệt là trong rau quả
sẽ giảm nhiều do quá trình thoát hơi nước. Vì vậy, ñối với rau quả ñộ ẩm không khí trong bảo
quản là một yếu tố rất quan trọng. nếu ñộ ẩm không khí thấp thì tốc ñộ mất nước sẽ tăng và
ngược lại, ñộ ẩm không khí quá cao thì sẽ làm cho nước ngưng tụ trên bề mặt rau quả gây nên
những hư hỏng không ñáng có.
3.1.2. Glucid
ðây là thành phần quan trọng ở trong các loại nông sản, nó thường chiếm ñến 90% trọng
lượng chất khô. Ở trong nông sản, glucid thường tồn tại ở những dạng sau.
3.1.2.1. ðường và tinh bột
ðường và tinh bột là chất dự trữ chủ yếu trong nguyên liệu TP. Trong các loại củ và hạt
như thóc, ngô, khoai, sắn… thì tinh bột chiếm ña số, chúng chiếm ñến 60%. Còn trong các loại
quả, nếu khi quả còn xanh thì lượng tinh bột cũng tương ñối nhiều như trong chuối xanh có ñến
20 ÷ 30% tinh bột. Nhưng ñến khi quả chín thì các dạng ñường như fructose, glucose, saccharose,
maltose… lại chiếm chủ yếu, chúng chiếm ñến 80 ÷ 90% tổng chất khô trong quả còn tinh bột chỉ
còn khoảng 1% Thành phần này thường phân bố tập trung tại bộ phận dự trữ chính của nguyên
liệu TP như nội nhũ, thịt quả… và tỷ lệ giữa chúng sẽ biến ñổi theo quá trình già chín của TP.

10

Trong quá trình bảo quản, tinh bột và ñường bị biến ñộng khá nhiều. ðối với hạt cũng như
rau quả, sau khi thu hoạch chúng vẫn còn có quá trình sống diễn ra, ñồng thời nó còn chịu ảnh
hưởng của các ñiều kiện bảo quản. Trong quá trình ñó, ban ñầu, lượng tinh bột có thể sẽ tăng lên
do vẫn còn quá trình tổng hợp diễn ra. Sau ñó, tinh bột sẽ bị thủy phân ñể tạo thành các loại
ñường nên hàm lượng tinh bột sẽ giảm và hàm lượng các loại ñường sẽ tăng lên.Tuy nhiên, lượng
ñường chỉ tăng lên trong một thời gian nhất ñịnh, sau ñó, chúng có thể bị giảm xuống mặc dù quá
trình thủy phân tinh bột vẫn tiếp tục diễn ra. Nguyên nhân của quá trình này là do ñường là
nguyên liệu của quá trình hô hấp, lên men, nẩy mầm… ngoài ra, ñường còn tham gia vào các


E Cellulose
Protopectin
E
Pectin ðường + galactaldehyd. 11

3.1.3. Lipid
Lipid là chất dự trữ năng lượng và là thành phần có ở trong tất cả các loại hạt và quả nhưng
chủ yếu là trong các hạt cây có dầu. Hàm lượng lipid ở từng loại nông sản khác nhau là không
giống nhau.Căn cứ vào thành phần acid béo no và không no chứa trong lipid mà người ta chia
thành các nhóm sau:
Bảng 2.1: Hàm lượng lipid trong một số loại nguyên liệu TP
Loại TP
Hàm lượng lipid
(% chất khô)
Loại TP
Hàm lượng lipid
(% chất khô)
Lúa nước 1,8 ÷ 2,5 Lúa mì 1,7 ÷ 2,3
Ngô 3,5 ÷ 6,5 ðậu tương 15 ÷ 25
Lạc 40 ÷ 57 Thầu dầu 57 ÷ 70
Vừng 40 ÷ 47 Quả bơ 2,5 ÷ 8
Trong quá trình bảo quản, lipid trong nông sản sẽ bị giảm dần do quá trình thủy phân và
oxy hóa ñể tạo nên các acid béo, aldehyd, ceton… làm cho chúng có mùi ôi khét khó chịu và
chất lượng bị giảm.
* Quá trình thủy phân lipid
Phương trình tổng quát:

E
Lipid + H
2
O Glycerin + Acid béo

12

Bảng 2.2: Hàm lượng protein trong một số loại nguyên liệu TP
Lo
ại TP
Hàm lượng protein
(% chất khô)
Loại TP
Hàm lượng protein
(% chất khô)
Lúa nước 7 ÷ 10 Ngô 10 ÷ 12
Cao lương 10 ÷ 13 ðậu Hà Lan 22 ÷ 26
ðậu tương 36 ÷ 42 ðậu xanh 23
Suplơ 1,5 Cà rốt 2
Nấm 2 ÷ 3 Các loại quả 1 ÷ 2
Trong thành phần protein có ñầy ñủ các nhóm albumin, prolamin, glutenlin, globulin.
Trong quá trình bảo quản, nói chung hàm lượng protein giảm nhưng hàm lượng nitơ thì
không thay ñổi hoặc thay ñổi rất ít. Nguyên nhân là protein dưới tác dụng của các enzym sẽ bị
thủy phân thành các acid amin rồi các acid amin này lại tiếp tục bị oxy hóa thành các chất khác
không bản chất protein nữa. Quá trình phân giải protein:
Sự chuyển hóa các hợp chất có chứa nitơ trong nông sản còn phụ thuộc rất lớn vào các
phương pháp bảo quản.


[O]
Protein acid amin hợp chất nitơ phi protein

13

quản phù hợp ñể làm giảm thiểu sự tổn thất vitamin. Ngoài các yếu tố trên, ñộ bền của vitamin
còn chịu ảnh hưởng của các yếu tố khác như thành phần không khí, các hóa chất bảo quản…
Tóm lại, vitamin là một trong những thành phần quý nhất có trong nông sản, ñặc biệt là
trong rau quả, do ñó là một chỉ tiêu ñánh giá hiệu quả các biện pháp bảo quản cũng như chế biến.
3.1.6. Acid hữu cơ
Acid hữu cơ thường có nhiều ở rau quả hơn là trong hạt và nó cũng là nguyên liệu của quá
trình hô hấp. Vì vậy, trong quá trình bảo quản, acid hữu cơ thường giảm và mức ñộ giảm còn
nhiều hơn cả ñường, nhưng ñôi khi nó không giảm hoặc giảm rất ít. Acid hữu cơ giảm ngoài lý
do nó là nguyên liệu cho quá trình hô hấp còn có một lý do khác là nó còn tham gia phản ứng este
ñể tạo nên hương vị cho quả chín.
ðối với quá trình chín tiếp của quả trong quá trình bảo quản, sự biến ñổi của ñường và acid
hữu cơ còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố nhưng nhìn chung tỷ lệ ñường/acid vẫn tăng do ñó ta thấy
quả càng chín càng ngọt.
3.1.7. Sắc tố
Sắc tố chứa ở nguyên liệu TP gồm nhiều loại khác nhau và chủ yếu tập trung ở 3 nhóm sau.
3.1.7.1. Diệp lục (Chlorophyl)
Nhóm sắc tố này có màu xanh, nó gồm có 5 loại a, b, c, d, e nhưng chủ yếu là 2 loại a và b.
Trong quá trình bảo quản, chế biến nông sản, màu xanh của nó rất dễ bị biến màu do tác
dụng của nhiệt nhất là trong môi trường acid, vì lúc ñó ion H
+
dễ thay thế ion Mg
2+
trong phân tử
diệp lục làm cho nó mất màu xanh.

2
. Trong ñiều kiện bảo quản mà lượng O
2
bình
thường thì trong nông sản xảy ra quá trình hô hấp này. Nguyên liệu chủ yếu của quá trình này là
glucid và lipid và sản phẩm cuối cùng là CO
2
và H
2
O và nhiệt lượng. Phương trình các phản ứng
này như sau:
- ðối với glucid:

- ðối với lipid:
Qua 2 phương trình tổng quát trên, ta có thể nhận thấy rằng lượng O
2
cần thiết cho sự hô
hấp cũng như lượng CO
2
và nhiệt lượng tỏa ra phụ thuộc vào nguyên liệu của quá trình hô hấp.
Nhìn chung, nhiệt lượng tỏa ra khi oxy hóa lipid lớn hơn khi oxy hóa glucid.
* Quá trình hô hấp yếm khí
ðây là quá trình hô hấp không có sự tham gia của O
2
hay còn gọi là quá trình lên men. Quá
trình này diễn ra khi lượng O
2
trong môi trường không ñủ cung cấp ñể tiến hành hô hấp hiếu khí.
Nói chung, quá trình này diễn ra rất phức và tạo thành rất nhiều sản phẩm trung gian. Sản phẩm
cuối cùng ñược tạo ra là acid pyruvic. Sau ñó, tùy theo các ñiều kiện môi trường khác nhau mà

12
O
6
+ 6O
26CO
2
+ 6H
2
O + 686Kcal(C
15
H
31
CO
O)
3
C
3
H
5
+ 72,5O
2
51CO
2
+ 49H

O
6
2CH
3
CHOHCOOH + 22,5Kcalðường 6C EMP
Acid pyruvic

Yếm khí Hiếu khí

C
2
H
5
OH H
2
O
CH
3
COOH CO
2

CH
3
CHOHCOOH Q

* Vai trò của quá trình chín tiếp
Quá trình chín tiếp này có vai trò rất quan trọng trong sản xuất:
- Giúp cho quả và hạt hoàn thành nốt các quá trình chín sinh lý và các quá trình biến ñổi
sinh hóa cần thiết cho sự nẩy mầm.
- Giúp cho nguyên liệu TP ñạt ñược chất lượng tốt thông qua các quá trình biến ñổi làm
tăng hàm lượng các chất có giá trị dinh dưỡng cao tinh bột, ñường, acid amin, protein… và làm
giảm các thành phần không tốt như acid, chất chát…
- Làm thay ñổi màu sắc của nông sản, làm tăng giá trị cảm quan của chúng.
Trong quá trình bảo quản, chế biến rau quả, do yêu cầu người ta phải dùng các biện pháp
kỹ thuật ñể tăng ñộ chín của rau quả. Sau ñây là một số phương pháp làm chín nhân tạo quả.
. Phương pháp sử dụng nhiệt: tăng nhiệt ñộ và ñộ ẩm của môi trường lên ñể tạo ñiều kiện cho quá
trình hô hấp của nông sản diễn ra mạnh làm cho chúng nhanh chín.
Ví dụ: ñối với cà chua thì nhiệt ñộ không khí không ñược quá 30
o
C, nếu lớn hơn thì màu
sắc của quả không ñẹp.
.Phương pháp yếm khí: dùng cho những quả có hàm lượng tanin cao như quả hồng… Quả ñược
ñem ngâm trong nước vôi 10% trong 2 ÷ 6 ngày và ngâm trong nước nóng 40
o
C trong 1 ngày
ñêm sau ñó ñể bình thường. Bên cạnh ñó, người ta còn dùng phòng kín cho khí CO
2
vào ñể ñuổi
không khí ra hoặc ñể trong môi trường chân không.
. Phương pháp hiếu khí: dùng O
2
ñể tăng nhanh quá trình hô hấp hiếu khí, thúc ñẩy quá trình chín
nhanh hơn. Ví dụ: với cà chua, nếu trong không khí O
2
chiếm 50 ÷ 70% thì quả sẽ chín nhanh

Liberman cho thấy sự ứng dụng của methionin ñể kích thích sự tạo thành etylen của táo, và hợp
chất này sau ñó ñược xem là tiền chất của việc tổng hợp etylen. Các nhà khoa học ở Davis ñã xác
ñịnh SAM (S-adenosyl-methionin) như là một hợp chất chính trong quá trình. Amrhein ở Tây
ðức và Yang ở Davis ñã khám phá ra sự chuyển hóa SAM thành ACC (1-aminocyclopropan-1-
carboxylic acid). Hiện nay, ACC ñược xem là tiền chất trực tiếp của etylen. ACC synthase,
enzym kiểm soát tốc ñộ của quá trình này, ñược hoạt hóa bởi pyridoxal phosphate. Các chất ức
chế enzym như AVG (aminoethoxyvinyl glycine) và AOA (aminooxyacetic acid) có thể ñược sử
dụng ñể kìm hãm sự sinh etylen.

- Ảnh hưởng của etylen ñến sự chín của quả:
Trong quá trình chín, etylen ñược tạo thành rất mạnh và song song là sự hô hấp tăng nhanh.
Hàm lượng etylen cực ñại khi quả sắp chín tới, sau ñó lại giảm. Etylen tạo thành càng sớm thì
quá trình chín càng nhanh và chóng kết thúc. Giữ quả trong môi trường với một lượng nhỏ etylen
(0,1-1ppm) quả sẽ chín nhanh. ðó là do etylen có những kích thích ñến sự chín của quả như sau:
- Trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra sự phân hủy của chlorofil dẫn ñến quả xanh thành vàng
hoặc ñỏ.
- Làm cho sự tăng ñột phát hô hấp ñến sớm hơn và chín nhanh hơn. Tăng ñộ thấm màng tế
bào, do vậy, etylen ảnh hưởng ñến toàn bộ trao ñổi chất của tế bào.
- Kích thích enzym của quá trình thủy phân, oxy hóa khử, ñồng thời kìm hãm các quá trình
tổng hợp (khi nồng ñộ của nó ñạt tới một giới hạn tiêu chuẩn).
Hiệu quả tác dụng của etylen phụ thuộc vào nhiệt ñộ (Tác dụng kích thích của etylen chỉ
thể hiện tốt ở nhiệt ñộ 22
0
C, ở nhiệt ñộ lớn hơn 30
0
C nó không kích thích sự chín), hàm lượng
oxy và CO
2
trong khí quyển. Ở những quả có sự tăng ñột phát hô hấp thì etylen chỉ có hiệu lực
trong thời gian trước ñột phát hô hấp. Ở quả không có tăng ñột phát hô hấp thì etylen tăng hô hấp

lượng nước trong hạt vượt quá lượng nước tối thiểu thì nó sẽ nẩy mầm.
- Nhiệt ñộ: cũng là yếu tố có tác dụng mạnh ñến sự nẩy mầm. Nhiệt ñộ thích hợp ñể hạt nẩy
mầm là 20 ÷ 35
o
C. Tuy nhiên, ở nhiệt ñộ thấp hơn (5 ÷ 10
o
C) hay cao hơn (40 ÷ 50
o
C) hạt vẫn có
thể nẩy mầm ñược. Trong ñiều kiện nước ta, khi nhiệt ñộ tăng thì quá trình nẩy mầm cũng tăng.
Mỗi loại hạt khác nhau có một nhiệt ñộ thích hợp cho quá trình nẩy mầm khác nhau và có
3 giới hạn nhiệt ñộ: nhiệt ñộ tối thấp, nhiệt ñộ tối thích và nhiệt ñộ tối cao. Nhìn chung, nhiệt ñộ
tối thích của một số hạt cây trồng ñều nằm trong khoảng 25 ÷ 30
o
C.
- O
2
: cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng ñến sự nẩy mầm. Lượng O
2
trong không
khí ảnh hưởng ñến hình thức hô hấp của hạt. Nếu lượng O
2
không ñủ thì hạt sẽ hô hấp yếm khí và
như vậy hạt sẽ không nẩy mầm ñược. Mặt khác, bản chất của quá trình nẩy mầm là sự biến ñổi
các hợp chất phức tạp thành các chất ñơn giản nên giai ñoạn này hạt cần rất nhiều O
2
cho hô hấp.
Do sự nẩy mầm trong quá trình bảo quản làm giảm phẩm chất của hạt một cách ñáng kể và
xuất hiện một số mùi vị khó chịu nên trong quá trình bảo quản cũng như trong quá trình thu
hoạch, vận chuyển, nhập kho cần phải chú ý ngăn ngừa các ñiều kiện thuận lợi cho quá trình nẩy