Biến đổi xảy ra khi bảo quản củ

Quá trình xử lý và bảo quản cây có củ, chẳng hạn như khoai tây, khoai lang, cà rốt, và củ cải, có thể gây ra một số biến đổi quan trọng về mặt hóa học, sinh học và vật lý. Dưới đây là các biến đổi chính xảy ra trong quá trình này:

Biến đổi sinh lý

Quá trình hô hấp

Hô hấp là quá trình sinh lý quan trọng trong tế bào thực vật, nhưng cũng là nguyên nhân gây suy giảm chất lượng và tổn thất sản phẩm nếu không kiểm soát tốt.

Đặc điểm quá trình hô hấp

• Phân giải chất hữu cơ: Tinh bột, đạm, và béo chuyển hóa thành CO₂, nước và năng lượng.
• Sinh nhiệt: Nhiệt lượng từ hô hấp làm khối sản phẩm ấm lên, thúc đẩy quá trình hư hỏng.

Các yếu tố làm tăng hô hấp

• Mọc mầm: Tăng cường độ hô hấp lên 50%, đẩy nhanh hao hụt dinh dưỡng.
• Tổn thương: Củ bị tổn thương khi thu hoạch khiến hô hấp tăng gấp đôi, tạo điều kiện cho vi khuẩn và nấm mốc phát triển.

Kiểm soát hô hấp trong bảo quản

• Nhiệt độ thấp: Giảm tốc độ hô hấp và ức chế hoạt động của vi khuẩn, nấm mốc.
• Điều chỉnh khí quyển: Giảm lượng O₂ và tăng CO₂ trong môi trường bảo quản để kìm hãm hô hấp.
• Xử lý tổn thương: Hạn chế tổn thương vật lý, bảo vệ bề mặt củ sau thu hoạch.

Hiện tượng nảy mầm

Sự nảy mầm là một yếu tố tiêu cực trong bảo quản nông sản, đặc biệt đối với các loại củ như khoai tây.

Hậu quả của nảy mầm

• Giảm chất lượng dinh dưỡng: Giảm hàm lượng chất khô và dưỡng chất như tinh bột, vitamin.
• Tăng cường độ hô hấp: Đẩy nhanh hao hụt dinh dưỡng, sản sinh nhiệt, và tạo điều kiện cho vi khuẩn, nấm mốc phát triển.
• Sinh chất độc: Khoai tây nảy mầm tạo glicoancaloit, chất gây đắng và độc hại cho sức khỏe.

Phương pháp chống mọc mầm

Hóa chất ức chế:

• CIPC (Isopropyl N-(3-chlorophenyl) carbamate).
• MH (Maleic hydrazide).
• TCNB (Tetrachloronitrobenzene).
• MENA (Methyl ester của naphthalene acetic).

Cách sử dụng:

• Phun dung dịch: Dung dịch ở nồng độ phù hợp phun trực tiếp lên củ.
• Trộn với đất sét: Các hóa chất được trộn với bột đất sét để xử lý bề mặt củ.

Tự lành vết thương

Khi củ bị thương xây 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 vi 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:

Biến đổi hóa học

Sự biến màu của sắn

Nguyên nhân chính

Polyphenol và enzym polyphenol oxidase (PPO):

• Trong sắn chứa 0,1-0,3% polyphenol, hợp chất này rất nhạy cảm với enzym PPO.
• PPO xúc tác quá trình oxy hóa polyphenol, tạo ra hợp chất prohafen tối màu và bền vững, gây hiện tượng đen ở những vùng bị gãy, bầm giập hoặc bong vỏ.

Hiện tượng chảy nhựa:

• Do quá trình oxy hóa nhanh, đặc biệt ở những chỗ xây xát hoặc vùng tiếp xúc với không khí, sắn tiết ra nhựa.
• Chảy nhựa làm hạn chế quá trình thoát nước, gây khó khăn trong việc làm khô củ.

Đặc điểm khác biệt với các loại củ khác

So với khoai lang và khoai tây:

• Sắn chảy nhựa rất nhanh, ngay cả khi củ còn nguyên vẹn.
• Hiện tượng này bắt đầu từ lớp vỏ cùi, lan đến thịt củ và gây hư hỏng nặng trong vài ngày nếu không được xử lý kịp thời.

Tác động của hiện tượng chảy nhựa

• Làm giảm chất lượng bảo quản: Sắn bị chảy nhựa sẽ dễ thối nhanh chóng, không thể lưu trữ lâu dài.
• Cản trở chế biến: Nhựa làm chậm quá trình thoát nước, ảnh hưởng đến các bước chế biến tiếp theo như phơi khô hoặc làm bột.

Biện pháp khắc phục

• Xử lý kỹ thuật sớm sau thu hoạch: Loại bỏ phần vỏ hoặc vùng bị xây xát ngay sau khi thu hoạch.
• Bảo quản trong điều kiện phù hợp: Tránh để sắn tiếp xúc trực tiếp với không khí hoặc ánh nắng mặt trời kéo dài.
• Ứng dụng chất chống oxy hóa: Ngâm sắn trong dung dịch chứa chất chống oxy hóa như ascorbic acid để giảm tốc độ oxy hóa polyphenol.

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 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 của củ và nhiều gấp ba 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.

Biến đổi vật lý

Mất Nước

Tác động của sự bay hơi nước

Giảm khối lượng tự nhiên: Trong quá trình bảo quản, sự bay hơi nước từ củ khoai tây và khoai lang dẫn đến giảm 5-10% khối lượng củ. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến trọng lượng mà còn làm giảm chất lượng của sản phẩm.

Biến đổi cảm quan: Khi mất nước, củ trở nên nhăn nheo, khô và kém hấp dẫn về mặt hình thức.

Giảm khả năng đề kháng: Sự mất nước làm giảm khả năng chống lại sự xâm nhập của nấm mốc, vi khuẩn gây bệnh, từ đó làm tăng nguy cơ thối rữa trong quá trình bảo quản.

Yếu tố ảnh hưởng đến sự bay hơi nước

Kích thước củ: Củ khoai càng lớn, tốc độ bay hơi nước càng cao. Điều này có thể làm mất nước nhanh chóng, ảnh hưởng đến chất lượng củ trong quá trình bảo quản.

Thời gian bảo quản: Những ngày đầu sau thu hoạch, tốc độ bay hơi nước của củ cao hơn so với những ngày sau. Do đó, cần có biện pháp bảo quản hợp lý để giảm tốc độ mất nước ngay từ đầu.

Biện Pháp Giảm Sự Mất Nước

• Vùi trong cát hoặc đất: Phương pháp này giúp giữ ẩm cho củ, ngăn chặn sự bay hơi nước và giữ cho củ khoai tây và khoai lang không bị khô trong quá trình bảo quản.
• Bảo quản trong môi trường kín: Sử dụng màng nilon hoặc bao bì kín sẽ giúp giảm sự bay hơi và duy trì độ ẩm cho củ khoai trong suốt thời gian bảo quản.
• Điều chỉnh độ ẩm và thông thoáng: Môi trường bảo quản cần có độ ẩm thích hợp và độ thông thoáng để duy trì chất lượng củ, tránh làm mất nước quá mức.
• Bảo quản ở độ thông thoáng cao: Khi bảo quản củ ở độ thông thoáng cao (ví dụ như trên giàn), tốc độ bay hơi nước sẽ rất mạnh, dẫn đến việc giảm khối lượng củ. Tuy nhiên, việc này cũng kích thích mầm mọc, vì mức độ thoát nước qua bề mặt mầm gấp 100 lần so với qua bề mặt củ.
• Bảo quản kín không thông thoáng: Nếu không có sự thông thoáng và bảo quản trong môi trường kín thì củ sẽ bị ủ, hô hấp mạnh, sinh nhiệt và dễ bị thối rữa.

Thay Đổi về Kết Cấu

Khi củ khoai bị mất nước hoặc xử lý nhiệt không đúng cách, kết cấu của củ sẽ thay đổi, làm chúng trở nên xốp hoặc nhão hơn. Việc này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan mà còn làm giảm giá trị thương phẩm của củ.

Mốc và Sâu Bệnh

Nếu củ không được bảo quản trong điều kiện khô ráo và sạch sẽ, sự phát triển của nấm mốc và sự tấn công của sâu bệnh có thể xảy ra, làm giảm chất lượng sản phẩm và ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm. Để ngăn ngừa điều này, cần đảm bảo môi trường bảo quản luôn khô ráo và vệ sinh.

Biến đổi hóa lý

Chuyển Đổi Tinh Bột

Chuyển hóa tinh bột thành đường

Trong quá trình bảo quản hoặc chế biến, tinh bột trong khoai tây và một số củ khác có thể chuyển hóa thành đường dưới tác động của nhiệt độ thấp (khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh) hoặc khi củ bị nấu chín.

Tác động đến độ ngọt: Quá trình chuyển hóa này có thể làm tăng độ ngọt của củ, nhưng đồng thời cũng có thể làm thay đổi cấu trúc và hương vị của củ. Đặc biệt khi khoai tây được bảo quản trong nhiệt độ thấp quá lâu, lượng đường hình thành có thể cao hơn mức bình thường, dẫn đến mùi vị ngọt gắt khi chế biến.

Ảnh hưởng đến chất lượng chế biến

Khi tinh bột chuyển thành đường, cấu trúc của củ có thể trở nên mềm hơn hoặc dễ bị nhão, điều này ảnh hưởng đến chất lượng và độ bền của củ khi chế biến, đặc biệt là khi chiên, luộc hay nướng.

Tạo Bọt

Sự phân hủy tinh bột

Một số củ, đặc biệt là khoai tây, có thể tạo ra bọt trong quá trình chế biến (chiên, nấu) do sự phân hủy của tinh bột và các hợp chất khác có trong củ.

Nguyên nhân tạo bọt: Khi khoai tây được nấu hoặc chiên, tinh bột trong củ bắt đầu phân hủy thành các hợp chất đơn giản như glucose và fructose, trong khi đó một số hợp chất khác trong củ có thể phân hủy tạo ra khí hoặc bọt.

Tác động đến quá trình chế biến

Bọt này có thể làm ảnh hưởng đến mùi vị và hình thức của món ăn, đặc biệt khi chiên khoai tây. Bọt cũng có thể làm giảm hiệu quả chiên hoặc nấu, do các hợp chất bám vào bề mặt khoai sẽ không làm món ăn đạt được độ giòn như mong muốn.

Các Biện Pháp Giảm Tác Động

• Điều chỉnh nhiệt độ bảo quản: Để hạn chế sự chuyển hóa tinh bột thành đường, nên bảo quản khoai tây và các củ khác ở nhiệt độ cao hơn 4°C, tránh để trong môi trường lạnh quá lâu.
• Thời gian chế biến: Cần chú ý thời gian và nhiệt độ chế biến khi nấu hoặc chiên để không tạo ra quá nhiều bọt, đồng thời giữ được cấu trúc và hương vị tự nhiên của củ.