Bảo quản nông sản

BẢO QUẢN NÔNG SẢNPGS.TS. Phạm Văn HiềnE-mail: pvhien@hcmuaf.edu.vnhttp//:pgo.hcmuaf.edu.vn/pvhienĐề cươngChương 1. Giới thiệuChương 2. Mối quan hệ giữa môi trường và nông sảnChương 3. Cấu tạo giải phẫu và tính chất vật lý căn bảnChương 4. Những biến đổi sinh lý, sinh hóa trong quá trình bảo quảnChương 5. Sâu bệnh hại nông sảnChương 6. Kiểm nghiệm nông sảnChương 7. Bảo quản nông sản1. GIỚI THIỆU1.1. Sự thiệt hại trong quá trình bảo quản Hai loại hao hụt nông sản phẩm - Trọng lượng do vật lý và sinh học - Chất lượng do hô hấp, vi sinh vật 1.2. Vai trò của bảo quản nông sản phẩm ? - An toàn lương thực quốc gia; giống vụ mùa - Cung cấp nguyên liệu - Bán thành phẩm sơ chế, chất lượng, giá thành - Bảo tồn cho nghiên cứu 2. MÔI TRƯỜNG BẢO QUẢN– NÔNG SẢNĐặc điểm của môi trường bảo quảnVị trí địa lýKhí hậu (Tây Nguyên?)Đặc điểm nông sản phẩm Theo đặc điểm hình thái và thành phần dinh dưỡng Theo mục đích sử dụng Mối quan hệ giữa môi trường bảo quản và nông sản (1) (2) (3) (1) Đại khí hậu (2) Tiểu khí hậu (3) Vi khí hậuMối quan hệ giữa môi trường bảo quản và nông sản Môi trường nào ảnh hưởng lớn? 3. CẤU TẠO GIẢI PHẪU CỦA NÔNG SẢN - TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA HẠT3.1 @ Cấu tạo giải phẫu, đặc điểm hình thái của các loại hạt Hạt nông sản Chủ yếu thuộc 2 họ: - Họ Hoà thảo (Gramineae) - Họ Đậu (Leuguminosae) * Võ hạt Thành phần: cellulose và Hemicellulose. Căn cứ đặc điểm vỏ hạt chia ra: Loại vỏ trần: Ngô, lúa mì, đậu, Loại có vỏ trấu: Lúa, cao lương, đa số hạt rau * Lớp Aloron (vỏ lụa) * Nội nhũ Nội nhũ là cơ quan dự trữ dinh dưỡng chính của hạt. * Phôi mầm - Mầm phôi - Rễ phôi - Thân phôi - Tử diệp3.2. Tính chất vật lý cơ bản của hạt3.2.1 Mật độ và độ rỗng * - Tính tan rời và tự động phân cấp Tính tan rời phụ thuộc: Lực ma sát, độ nhẵn, kích thước hạt, vật lẫn tạp, hàm lượng nước, điều kiện xử lý và bảo quản. 3.2.2 Tính tự động phân cấp 3.2.3. Tính dẫn nhiệt và lượng nhiệt dung - Tính dẫn nhiệt Hạt nông sản có tính dẫn nhiệt kém Nhiệt độ khối hạt bề mặt của hạt 20 lầnTính hấp phụ của hạt phụ thuộc: - Cấu tạo của hạt - Độ lớn, nhỏ của bề mặt hấp phụ Hạt nhỏ, tỷ lệ bề mặt lớn hấp phụ > hạt lớn, tỷ lệ bề mặt nhỏ - Nồng độ thể khí của môi trường - Tính hoạt động của thể khí trong môi trường - Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí Tính hút ẩmTính hấp phụ và tỏa giải hấp phụ hơi nước Hạt hút ẩm là do kết cấu của hạt có nhiều lỗ mao quản và thành phần hóa học của hạt là keo ưa nước. Hàm lượng nước cân bằng khi tốc độ hấp phụ và giải tỏa hấp phụ bằng nhau.3.2.5. Dung trọng và tỷ trọng- Dung trọng Là trọng lượng tuyệt đối của hạt chứa trong một đơn vị dung tích nhất định. ĐVT: g/lDung trọng lớn nhỏ phụ thuộc: Độ lớn của hạt, độ thuần, hình dạng, kết cấu hạt, thành phần hóa học, ...Chất lượng của hạt - Hạt nhỏ, hàm lượng thấp, bề mặt trơn nhẵn, kết cấu chặt, tinh bột, N cao thì dung trọng lớn. - Hạt lớn, lẫn tạp, bề mặt xù xì, kết cấu lỏng lẻo, hàm lượng nước cao, lipid giàu thì dung trọng nhỏ.- Tỷ trọngTỷ số P tuyệt đối/V tuyệt đối của hạt Tỷ trọng cho biết kết cấu tế bào xốp hay chặt. Hạt chắc thường tỷ trọng cao.Hạt cây trồng Dung trọng Tỷ trọng ?Lúa nước 92-120 1,04-1,18Ngô 145-150 1,11-1,22Cao lương 148 1,14-1,28Đậu tương 145-152 1,14-1,28Đậu Hà lan 160 1,32-1,40Cải dầu 127-136 1,11-1,384. NHỮNG BIẾN ĐỔI SINH LÝ SINH HOÁ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN NÔNG SẢN4.1. NướcHạt hàm lượng nước: 11-12%, rau quả tươi: 65-95 %. Có 3 loại nước chính: - Nước liên kết cơ học - Nước liên kết hoá – lý Dạng nước hấp phụ, nước thẩm thấu, nước cấu trúc. - Nước liên kết hoá học Dạng nước liên kết bền khó phá vở. Vdụ: Na3CO3.3H2OHàm lượng nước cao việc bảo quản khó khăn4.2. Protein và sự biến đổi của nó Protein lúa nước: 7-10 %, ngô 10-12 %, đậu Hà lan 22-26%, đậu tương 36-42%, cà rốt 2%, rau quả 1%Thành phần protein: Albumin, prolamin, glutein, globulin. Bảng 2: Sự thay đổi của hàm lượng nitơ trong củ khoai tây 20/10/1981 25/12/1981 5/3/1982 18/4/1982Pro thô 9.87 9.62 9.87 9.75Nitơ Protein 0.81 0.75 0.62 0.44Nitơ phypro 0.77 0.79 0.96 1.12N tổng số không thay đổi, N protein hoà tan thay đổi nhiều và phân giải thành acid amin. Nếu dùng C2H4 để bảo quản rau quả thì thúc đẩy sự tăng hàm lượng N protein. Nếu dùng CO2 thì lại giảm N protein. Quá trình bảo quản thoáng phân giải N protein mạnh hơn bảo quản kín4.3. Glucid và sự biến đổi của nóChiếm 90% P khô của hạt. Glucid có 3 dạng chínhĐường và tinh bộtTinh bột: có 2 loại chính: Amiloze và Amilo-pectic Lúa rẫy hàm lượng amilopectid > giống cải tiến. Củ sắn amiloze 15-20%, amilopectid 80-85%.Đường: chủ yếu là đường đa thứ cấp (glucoza, fructoza, saccaroza)Bảng: Sự thay đổi của tinh bột và đường trong quá trình bảo quản khoai tây ?Ngày 25/10/1981Ngày 25/12/1981Ngày 5/3/1982Ngày 10/4/1982Hàm lượng tinh bột17.9%16.20%14.80%13.50%Hàm lượng đường khử0.61%0.77%0.81%0.94%Trong quá trình bảo quản tinh bột giảm, hàm lượng đường tăngĐường tổng số giảm theo thời gian bảo quản do đường cung cấp nguyên liệu cho quá trình hô hấp.2. Celluloza và Hemicelluloza Thành phần chủ yếu của vách tế bào, celluloza và hemicelluloza nằm ở vỏ quả, vỏ hạt. Quả chứa 0,5%-2%, rau 0,2-2,8% . Vỏ quả cứng chứa nhiều hơn đôi khi 15% trọng lượng khô.3. Pectin Là glucid cao phân tử chứa nhiều trong củ quả: 1-1,5% Pectin có hai dạng:Dạng không hoà tan gọi là protopectin ở màng tế bàoDạng hoà tan ở trong dịch tế bào Protopectin phân tán ở màng tế bào khi quả chín protopectin bị thuỷ phân thành pectin hoà tan. Trong quá trình bảo quản propectin bị thuỷ phân thành đường, rượu metylic và acid pectic.4.4. Lipid và sự biến đổi của nóChất béo là chất dự trữ năng lượng cao Lúa nước 1,8-2,5%, ngô 3,5-6,5%, đậu nành 15-25%, đậu phụng 40-57%.Trong quá trình bảo quản chất béo bị phân giải tạo ra acid béo, aldehyd và ceton làm cho sản phẩm có mùi hôi khét. Hiện tượng phân giải xảy ra theo hai quá trình:1. Quá trình thuỷ phân chất béo Do enzym lipase và oxydoreductase Lipase Chất béo Glycerin + Acid béo tự do Glycerin và acid béo vừa hình thành tuỳ điều kiện có thể biến đổi theo chiều hướng khác nhau. Glycerin Triozophosphate GlucozaChất béo Acid béo Acetyl CoA Chu trình Acid di, tri cacboxylic CO2 + H2O + Q2. Quá trình oxy hoá chất béoNông sản giàu lipid còn xảy ra sự oxy hoá // quá trình thủy phân chất béo. tạo ra nhiều sản phẩm như: Aldehyd, xeton, acid béo và rượu.Các sản phẩm này là nguyên nhân làm cho sản phẩm bị hôi, khét, đắng.B. Những biến đổi sinh lý xảy ra trong quá trìnhbảo quản nông sảnI. Độ chín của nông sản và quá trình chín tiếp sau khi thu hoạch 1. Một số khái niệm về độ chín- Độ chín thu hoạch Là độ chín thực dụng có thể thu hoạch được, thường chưa chín hoàn toàn, vật chất đã tích lũy đầy đủ. Đối với rau quả thu hoạch ở giai đoạn chín ương Đối với hat thu hoạch ở giai đoạn chín hoàn toàn- Độ chín sinh lý Là chín thuần thục hoàn toàn về phương diện sinh lý như quả mềm, hạt bắt đầu rởi khỏi thịt. Hạt đã khô, quá trình tích lũy vật chất đã đạt tới mức cao nhất- Độ chín chế biến Thu thuộc nhu cầu chế biến Ví dụ: Dứa, dâu làm rượu chín mềm; nếu sấy khô hoặc đóng hộp thì chín già vừa phải còn cứng.2. Quá trình chín sau thu hoạch Quả hạt làm giống phải có thời gian chín sau thu hoạch để thanh thục hoàn toàn Quá trình thủy phân tăng, tinh bột và protopectin bị thủy phân, axit và chất chát giảm, protein tăng. Rau quả chín sau thu hoạch càng ngọt do tinh bột biến thành đường, saccaroza thủy phân thành glucoza, fructaza.3. Quá trình chín nhân tạo - Phương pháp gia công nhiệt - Phương pháp yếm khí - Phương pháp dùng Oxy Thí nghiệm: Trên cà chua, O2: 50-70% chín nhanh hơn tự nhiên 3 lần, O2: 5-6% chín chậm đi 40-60 ngày.4. Phương pháp dùng hóa chất kích thích C2H4 (Etylen), C2H2 (acetylen), C3H6 (Propylen)II. Trạng thái nghỉ của hạt giống và hạt nông sản1. Khái niệm: Hạt có sức sống nhưng ở trạng thái đứng yên không nẩy mầm - Loại nghỉ sâu chưa hoàn thành giai đoạn chín sinh lý - Loại nghỉ cưỡng bức2. Nguyên nhân nghỉ . Phôi hạt chưa chín già . Hạt chưa hoàn thành giai đoạn chín sau . Trạng thái vở hạt: Vỏ không thấm nước, vỏ không thấm khí, vỏ gỗ dày . Chất cản nẩy mầmIII. Hiện tượng nẩy mầm của hạt, củ giống trong  thời gian bảo quản3. Hô hấp và quá trình tự bốc nóng khi bảo quản1. Hô hấp - Hô hấp yếm khí: Không đủ O2 cho oxy hóa các chất dinh dưỡng tạo năng lượng thì nông sản dựa vào các enzim và vi sinh vật để phân ly chất dinh dưỡng tạo năng lượng sống. Sản phẩm cuối cùng là acid pyruvic. - Hô hấp hảo khí: Nông độ O2: 21% thể tích thì hạt hô hấp hảo khí Sản phẩm cuối cùng là CO2 + H2O + Q 1 g glucoza cần 0,747 l O2 và thải ra 0,7471 l CO2 + 5,04 Kcal (1 l O2 oxy hóa hoàn toàn 1,488 g glucoza thải ra 1 l CO2 + 5,04 Kcal) 1 l O2 oxy hóa hoàn toàn được 0,347 g tripanmitin và tỏa ra 4,69 Kcal2. Quá trình tự bốc nóng a, Nguyên nhân Đặc tính sinh lý, sinh hóa, vật lý của hạt gây ra. b, Điều kiện thúc đẩy quá trình bốc nóng - Trạng thái kết cấu của kho - Trạng thái khối hạt - Điều kiện bảo quản c, Các loại hiện tượng tự bốc nóng - Tự bốc nóng từng vùng - Tự bốc nống tầng trên - Tự bốc nóng tầng dưới - Tự bốc nóng thẳng đứng - Tự bốc nóng toàn bộ5. SÂU BỆNH HẠI NÔNG SẢN TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN 5.1, Các loại vi sinh vật hại1, Vi sinh vật phụ sinh Chiếm 90 % ở hạt, chúng di chuyển từ rễ, thân lên hạt. Chúng là thành viên của khu hệ vi sinh vật hại rễ, củ. Điển hình có: Pseudomonas herbicola (chiếm chủ yếu), P. Fluorescens Nhóm này hút những vật chất sống của ký chủ. 2, Vi sinh vật hoại sinh Nhóm này huỷ diệt trực tiếp tế bào của nông sản phẩm. Vi sinh vật hoại sinh chủ yếu là nấm. Một số loại gồm:Aspergillus penicillium, Micrococus collectotricum, Helmintho sporium.Phá hoại chủ yếu ở rau, quả, củ. 3, Vi sinh vật ký sinh, bán ký sinh và cộng sinhVSV ký sinh lấy chất dinh dưỡng chủ yếu của ký chủVSV bán ký sinh lấy một phần dinh dưỡng của ký chủVSV cộng sinh kết hợp dinh dưỡng với ký chủ Phần lớn các nhóm trên là nấm: Alternaria, Helminthosporium, Pellicularia, Gibberella zeae.4. Điều kiện phát triển và tác hại của vi sinh vậtĐiều kiện phát triển của vi sinh vật ? Các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật là:- Độ ẩm: cao thuận lợi cho vi sinh vật gây hại nông sản. Độ ẩm > 80% nhiều loai vi sinh vật phát triển.- Nhiệt độ: Nhiệt độ cao thuận lợi cho vi sinh vật gây hại Nhiệt độ 90%.Quá trình thoát hơi nước mạnh dễ héo, giảm giá trịHoạt động sinh lý xảy ra mạnhThành phần dinh dưỡng phong phú giàu đường, đạm, muối khoáng, sinh tố..Tổ chức tế bào lỏng lẻo, mềm xốp, dễ dập nátQuả, củ chín vỏ mỏng, mềm dễ tổn thương, dập.Hiện tượng hư hỏng trong bảo quảnGồm 2 hiện tượng chính:Những biến đổi sinh lý, sinh hóa của rau quả gây raNhững biến đổi do vi sinh vật gây hại xâm nhập vào gây thối rữa. + Với củ: vi khuẩn, nấm men. + Với rau quả: vi khuẩn mốc là chính.Phương phápBảo quản thông thoáng tự nhiên: thường áp dụng ở các gia đình, thời gian bảo quản khoảng 3-4 tháng, tùy loại nông sản. Bảo quản đổ đống, (quả, củ) đóng sọt (rau), trên giàn che( khoai tây, hành tỏi)Bảo quản kín: trong hầm đất nơi mạch nước ngầm thấp, ít mưa, đào chìm hoàn toàn oặc nửa chìm phun thuốc sát trùng, đẻ khô ráo rồi mới xếp nông sản vào. Diện tích tùy yêu cầu của số lượngthường h<1m. Yêu cầu ẩm 75-80%, nhiệt độ 150C trong hầm.Bảo quản lạnh: không quá 24 h sau khi thu hoạch phải cho vào bảo quản lạnh, chống thoát hơi nước, khắc phục tính trạng lạnh đông bằng cách tạo những tinh thể nhỏ như tuyết.Bảo quản trong vật liệu xốp: cát được làm sạch, khô Bảo quản hóa chất + Sunfit hóa rau quả bằng SO2 hoặc H2SO3, chúng là những chất khử mạnh, có tác dụng diệt trùng. Tác dụng của chúng như sau: