Các biến đổi xảy ra trong quá trình xử lý và bảo quản một số sản phẩm cây có củ

Thành phần dinh dưỡng trong cây có củ bao gồm chủ yếu tinh bột và đường. Ngoài ra còn có xenlulo, pectin, hemixenlulo với những protein phức hợp và linin được gọi chung là xơ thức ăn.

Củ có rất nhiều nước (60-75%), thích hợp cho quá trình sinh lý của củ, đồng thời cũng là môi trường thích hợp cho vi sinh vật phát triển. Sau khi tách củ khỏi cây, củ vẫn là cơ thể sống. Để duy trì sự sống, trong củ vẫn tiếp diễn một loạt các quá trình hóa lý sinh phức tạp làm giảm lượng chất dinh dưỡng có trong củ.

I. Các hiện tượng thường gặp ở một số sản phẩm cây có củ sau thu hoạch

Những hiện tượng thường gặp ở củ sau thu hoạch như: hô hấp, mọc mầm, thối do vi sinh vật, quá trình gây biến màu do oxy hóa hay quá trình hình thành vỏ mới chỗ bị sây sát…

Các quá trình này mạnh hay yếu có liên quan tới chất lượng củ từ khi phát triển của cây, độ già, trạng thái và điều kiện khi thu hoạch, giống và điều kiện bảo quản…

1. Quá trình hô hấp:

Hô hấp là một quá trình mà các chất hữu cơ dự trữ (tinh bột, đạm, béo) được phân giải đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và nước, đồng thời giải phóng năng lượng và oxygen.

Năng lượng hô hấp được giải phóng dưới dạng nhiệt làm khối củ nóng lên, đẩy mạnh hơn sự hô hấp, tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc và dẫn đến hư hỏng củ nhanh chóng hơn.

Khi củ mọc mầm cường độ hô hấp sẽ tăng 50%. Sự tổn thương cũng làm tăng cường độ hô hấp. Củ bị tổn thương khi thu hoạch cũng làm tăng cường độ hô hấp lên gấp đôi.

Trong điều kiện nhiệt độ môi trường thấp, lượng O2 trong khí quyển thấp, lượng CO2 cao làm giảm quá trình hô hấp.

2. Hiện tượng mất nước

Sự bay hơi nước trong quá trình bảo quản tùy thuộc vào từng loại giống và điều kiện bảo quản. Sự bay hơi nước dẫn đến giảm khối lượng tự nhiên của chúng (từ 5-10%), củ bị xấu về cảm quan, bên ngoài nhăn nheo, khô, giảm khả năng đề kháng chống sự xâm nhập của nấm mốc, vi khuẩn gây bệnh.

Kích thước củ càng lớn thì tốc độ bay hơi nước càng lớn. Tốc độ bay hơi nước ở những ngày đầu mới thu hoạch lớn hơn nhiều so với những ngày sau.

Để giữ cho khối lượng tự nhiên của củ giảm ít trong quá trình bảo quản, người ta dùng biện pháp vùi trong cát, trong đất, phủ màng nylong hoặc tạo môi trường bảo quản có độ ẩm thích hợp và độ thông thoáng thích hợp .

Nếu bảo quản ở độ thông thoáng cao (để giàn) thì sự bay hơi nước mạnh, giảm khối lượng lớn và kích thích sự nảy mầm. Mà mức độ thoát nước qua bề mặt mầm gấp 100 lần qua bề mặt củ.

Nhưng nếu bảo quản kín, không có sự thông thoáng thì khoai sẽ bị ủ, hô hấp mạnh và sinh nhiệt. Điều này dẫn đến sự bất lợi trong quá trình bảo quản, làm khoai dễ bị thối hỏng.

3. Sự nảy mầm

Sự nảy mầm là một hiện tượng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của củ, làm giảm lượng chất khô, giảm các thành phần dinh dưỡng trong củ, tăng cường độ hô hấp trong khối củ và tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc.

Hình: Sự nảy mầm của khoai lang, khoai tây

Ví dụ:
+ Sự mọc mầm ở khoai tây tạo ra chất glicoancaloit là chất độc, gây đắng của khoai.

+ Khoai lang mọc mầm tuy không sinh ra độc tố nhưng lại dễ dàng bị nhiễm mấm mốc.

Để chống mọc mầm có thể dùng một số hóa chất ức chế được cơ quan quản lý cho phép sử dụng như: isopropyl N-(3-chlorophenyl), cacbamate (CIPC), maleichydrazide (MH), tetrachloronitrobenzn (TCNB) hoặc methyl ester của naphthalene acetic (MENA). Các chất này có thể dùng ở dạng trộn với bột đất sét, hoặc phun dung dịch ở nồng độ thích hợp lên củ.

4. Sự biến màu của củ sắn

Trong sắn có chứa hợp chất polyphenol (0,1-0,3%), hợp chất này rất dễ bị chuyển màu do enzyme polyphenol oxydaza gây nên quá trình oxy hóa tạo ra hợp chất prohafen rất bền, tối màu.

Khi sắn bị gãy, bầm dập, bong vỏ, nếu không có biện pháp kỹ thuật thích hợp thì những chỗ này có màu đen. Hợp chất polyphenol bị oxy hóa màu sinh hiện tượng chảy nhựa và còn hạn chế tốc độ thoát nước của sắn khi làm khô.

Khác với khoai lang và khoai tây, sắn bị chảy nhựa khá nhanh kể cả với những củ còn nguyên vẹn. Sau khi sắn đào được vài ngày, xuất hiện những vết li ti bắt đầu từ vỏ cùi, những chỗ sây sát và đầu cuống rồi lan sâu vào thịt củ. Sắn đã chảy nhựa không thể bảo quản vì thối rất nhanh.

Bảo quản củ sắn tươi gồm phương pháp vùi đất hay vùi cát; vùi mùn cưa hay xơ dừa và dự trữ trong hầm. Nguyên lý của các phương pháp này tạo ra môi trường cất giữ càng ít khác với môi trường trước khi đào càng tốt. Mục đích hạn chế quá trình sinh lý của bản thân củ.

Bảo quản củ và lát tươi với mục đích chấm dứt hoạt động sống của tế bào củ, tránh tổn thất chất khô do quá trình sinh lý, yêu cầu phải tạo được môi trường ức chế được vi sinh vật gây thối rữa đồng thời loại trừ khả năng biến màu của củ hay lát cũng như sản phẩm chế biến tiếp từ củ hay lát đó.

5. Sự xanh vỏ ở củ khoai tây

Trong quá trình bảo quản khoai tây nếu không được che chắn ánh sáng thì khoai tây sẽ bị xanh bởi vì có ánh sáng sẽ sinh ra chlorophyl dẫn đến xanh vỏ và xanh ruột.

Hiện tượng xanh ruột, xanh vỏ ở khoai tây

Hiện tượng này không chỉ làm xấu sản phẩm mà còn sinh ra một chất độc có vị đắng gọi là solanin. Chất độc này có nhiều ở lớp ngoài ở củ và nhiều gấp 3 lần so với trung tâm củ. Những củ bé có chứa nhiều solanin hơn củ to. Trong khoai tươi lượng solanin chỉ là 2-10mg/100g, nếu hàm lượng này tới 20mg/100g đã có thể gây bệnh cho người tiêu dùng.

6. Quá trình tự lành vết thương

Khi củ bị thương sây sát, củ có thể hình thành vỏ mới ở chỗ bị thương, do đó bảo vệ cho củ không bị nhiễm trùng, những mô mới hình thành đó gọi là chu bì vết thương. Nếu củ chỉ bị tróc vỏ gỗ mà không bị nhiễm si sinh vật thì sau ít ngày đã có thể hình thành vỏ mới và khi củ bị thương tới phần thịt thì hoàn toàn mất khả năng tạo vỏ.

Điều kiện môi trường thích hợp để chữa lành vết thương một số loại củ

Các loại củ

Nhiệt độ (oC)

Độ ẩm tương đối (%)

Thời gian (ngày)

Khoai tây

15-20

85-90

5-10

Khoai lang

30-32

85-90

4-7

Khoai mỡ

32-40

90-100

1-5

Sắn

30-40

80-85

4-8

II. Phương pháp bảo quản một số sản phẩm cây có củ (sắn, khoai tây, khoai lang…)

Bảo quản sắn tươi
a.

Chôn vùi bằng đất hay cát

Đây là phương pháp thông thường, đã có từ lâu và được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước trồng sắn trên thế giới.

* Nguyên liệu

: Sắn khi đưa vào bảo quản phải chọn củ già, nguyên vẹn, còn vỏ cùi và ít tróc vỏ gỗ. Cuống chặt dài hoặc để nguyên càng tốt. Sau khi dỡ sắn, không để lâu quá 8 tiếng, bảo quản ngay càng tốt.

* Tiến hành bảo quản:

– Chọn nền đất cao, không đọng nước

– Xếp sắn thành từng lớp, xen với lớp đất hoặc cát dày 5-7 cm. Lớp trên cùng là lớp đất dày 10-15 cm, nện chặt để hạn chế ngấm nước và chống xói mòn. Có thể xếp đống thành hình tròn đường kính 1,5 – 2,0 m hoặc thành luống chiều rộng 1,5 m.

– Đào rãnh xung quanh để thoát nước

Với phương pháp này thời gian bảo quản tối đa là 45 ngày.

Chôn vùi trong mạt cưa, bột xơ dừa

Phương pháp này dùng để dự trữ khối lượng sắn không lớn lắm.

Sắn vừa thu hoạch (củ nguyên, không sây xước) được vùi ngay trong mạt cưa, bột xơ dừa ẩm 50% trong thùng gỗ. Nếu khô hơn, các vết thương trên củ không lành và sự hư hỏng diễn ra nhanh chóng, nếu quá ẩm ướt củ sẽ bị thối. Thùng trữ sắn phải để trong nhiệt độ mát (26±2 o C).

Với phương pháp bảo quản này sắn có thể bảo quản được 1 tháng, mức độ hư hỏng 15-20%.

Bảo quản bằng hóa chất

Phương pháp này thường áp dụng bảo quản sắn tươi với số lượng lớn để làm nguyên liệu cho sản xuất tinh bột, không sử dụng với mục đích ăn tươi.

* Tiến hành:

– Thu hoạch, xử lý: Sắn thu hoạch (không cần phân loại) ngâm trong dung dịch thuốc tím KMnO4 2-5 g/m3. Sau 30-60 phút cho dung dịch HCl để đạt nồng độ 0,2-0,6%, thời gian ngâm 4-6 giờ tùy theo nồng độ hóa chất, độ già của sắn và nhiệt độ của môi trường. Sau đó, sắn được rửa lại bằng nước sạch 2-3 lần, mỗi lần rửa nên ngâm nước sạch 30-60 phút. Tác dụng của công đoạn này là hạn chế các quá trình sinh lý của tế bào và khử chất sinh màu, tránh sự oxy hóa tự nhiên gây hiện tượng chảy nhựa . . .

– Bảo quản

: Sắn tiếp tục được ngâm trong dung dịch H2SO4 hoặc NaHSO4 0,2-0,5% để bảo quản. Hóa chất này có tác dụng ức chế vi sinh vật gây thối và chống oxy hóa chất tạo màu nếu như chât này chưa khử hết ở công đoạn trước. Do dung dịch này dễ bị phân hủy giải phóng khí SO2 nên định kỳ 5-7 ngày bổ sung thêm hóa chất.

Trước khi đưa vào sản xuất tinh bột, phải rửa lại sắn 2-3 lần bằng nước sạch để loại bỏ hoàn toàn hóa chất. Với phương pháp bảo quản này có thể bảo quản sắn tối đa là 6 tháng.

1. Bảo quản khoai tây
a.

Bảo quản theo phương pháp lạnh

Phương pháp lạnh là dùng nhiệt độ thấp để ngừng hoặc hạn chế tối đa sự hoạt động và sinh trưởng của vi sinh vật và côn trùng gây bệnh, để ngừng những hoạt động sinh lý của khoai sau thu hoạch (như hô hấp, trao đổi nước, sinh trưởng, mọc mầm) và làm ngừng đến mức tối đa sự hư hỏng gây ra bởi các tác nhân vật lý và hóa học khác).

Bảo quản trong kho lạnh có thể chất đống (nếu thông gió tốt), trong các thùng chứa xếp chồng lên nhau cao tới 3-4m nhưng giữa các chồng có khe hở 10-15 cm để thông gió. Nhiệt độ thích hợp trong bảo quản lạnh từ 1-3oC, độ ẩm tối ưu khoảng 85-90%.

Phương pháp lạnh được dùng để bảo quản khoai tây giống và thương phẩm, thời gian bảo quản có thể kéo dài 6-8 tháng.

Bảo quản theo phương pháp xử lý hóa chất

Dùng các chất hóa học cho phép để tiêu diệt, ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hỏng khoai, ức chế sự mọc mầm và các quá trình sinh lý bất lợi, hạn chế hô hấp và kéo dài thời gian bảo quản.

– Xử lý chống nấm: thực hiện sau khi xử lý trước bảo quản. Các chất chống nấm là Cacbendazim 2% (CBZ)

– Xử lý chống nẩy mầm: Giai đoạn này có thể tiến hành ngay sau khi xử lý chống nấm hoặc khoai đã bảo quản 3 tháng. Các chất chống nẩy mầm là CIPC, MH, TCNB hoặc MENA ở các nồng độ thích hợp.

Việc xử lý hóa chất chống thối, chống nấm, chống mọc mầm cho khoai tây có thể theo cách phun trực tiếp vào khoai hay trộn hóa chất vào đất sét rồi rắc vào khoai.

* Lưu ý

: – Khi dùng các chất xử lý bảo quản phải chấp hành theo quy định an toàn lao động và vệ sinh an toàn thực phẩm

– Cần kiểm soát nghiêm ngặt và chấp hành theo đúng quy định vấn đề chất tồn dư trong sản phẩm khoai.

Bảo quản khoai lang thương phẩm

Khoai lang tươi là một trong những loại củ khó bảo quản vì vỏ củ mỏng lại chứa hơn 80% khối lượng là nước. Trong điều kiện nhiệt độ cao, các hoạt động sinh lý trong củ chuyển hóa mạnh làm cho lượng tinh bột tiêu hao nhanh chóng. Khoai lang có vỏ mỏng, dễ sây sát nên tác dụng bảo vệ kém, dễ thối hỏng, đặc biệt là bị bọ hà xâm nhập. Khi củ khoai bị hà, gần như phải bỏ hoàn toàn vì chúng tạo mùi vị khó chịu, không thể sử dụng được.

Một số phương pháp bảo quản khoai thương phẩm như:
a.

Bảo quản trong hầm sâu dưới đất hoặc bán lộ thiên

Chọn đất để đào hầm bảo quản khoai lang phải khô ráo, không có nước ngầm. Hầm đào xong phải để khô, chọn ngày khô mát mới đưa vào bảo quản. Khoai bảo quản: phải chọn củ khoai tốt, nguyên vẹn, không sây sát và chưa bị bọ hà xâm nhập. Khoảng 15-20 ngày kiểm tra 1 lần vừa để biết chất lượng bảo quản vừa để thoát nhiệt và ẩm, tránh bốc nóng cho khoai.

Đối với hầm bán lộ thiên, cũng được chọn vị trí rất cao và khô, hầm được đào sâu hơn 1m, phía trên đắp một bức tường đất bao quanh miệng hầm, có cửa để lên xuống, có mái che mưa và có nắp đậy kín.

Bảo quản bằng cách ủ cát khô kết hợp xử lý hóa chất

Trước khi được bảo quản bằng cách ủ cát khô, khoai cần được xử lý bằng các hóa chất khác nhau để kéo dài thời gian bảo quản.

– Khoai sau khi thu hoạch sẽ bị sây xước lớp vỏ, dễ bị vi sinh vật phá hoại. Cần phải giữ khoai lang ở nhiệt độ 30-32oC, độ ẩm 85-90% thích hợp để tạo điều kiện tốt cho sự phát triển của lớp vỏ mới.Việc giữ ổn định độ ẩm và nhiệt độ tạo cho khoai chóng lành các vết thương nhỏ.

– Xử lý chống nấm: Chất chống nấm thường dùng là CBZ (Cacbendazim). Dung dịch Cacbendazim 0,2% được phun vào khối củ bằng bình bơm.

– Xử lý chống nảy mầm: Khoai được xử lý chất chống nảy mầm NAA (naphtyl axetic axit). Dung dịch NAA 0,2% cũng được phun vào khối củ, sau đó để khoai khô bề mặt tự nhiên.

– Xử lý thuốc thảo mộc (nếu cần): Dung dịch thảo mộc được dùng ở giai đoạn này là Guchungjing 0,04%, sau đó khoai được phủ vào cát.

* Ủ cát:

– Cát dùng để ủ khoai phải được sàng sẩy tạp chất, phơi khô. Trước khi ủ vào khoai, cát được khử trùng bằng hỗn hợp dung dịch EM. Phun dung dịch EM thứ cấp vào cát sạch khô bằng bơm tay cho thấm ướt đều. Sau khi phun, cát ướt, phơi lại cát cho khô tơi, phơi cát ở bóng râm, không phơi ngoài nắng.

– Ủ cát vào khoai cho vừa đủ che hết các củ khoai. Chỗ ủ cát cần khô ráo tránh ảnh hưởng ẩm từ nền đất. Ở nền đất nên lót tấm nylong rồi mới ủ cát vào khoai. Phía trên nên đậy kín bằng bìa các tông.

– Trong thời gian bảo quản, định kỳ sau 1-2 tháng, có thể kiểm tra 1 lần để loại bỏ củ hà, thối. Nếu bảo quản tốt, khoai lang có thể bảo quản được 3-4 tháng, tỷ lệ thối, hà ít hơn 10-15%.