Thành phần hoá học của các loại nông sản: Nước, Protein,…

Trong thành phần của nông sản bất kỳ đều có chứa các nhóm hợp chất hữu cơ: protein, gluxit, lipit, vitamin, axit hữu cơ và các chất khoáng, sắc tố,… với các tỷ lệ khác nhau. Để có thể bảo quản tốt, cần phải hiểu rõ các thành phần và tác động các yếu từ bên ngoài tới nông sản. Thông thường trong thành phần của các loại nông sản thường chứa những hợp chất sau:

Nước

Tùy theo từng loại mà hàm lượng nước trong nông sản có tỷ lệ khác nhau. Thóc, gạo, ngô,… thường có thuỷ phần từ 11 – 14%. Khoai sắn lát khô 9 – 10%, củ sắn tươi, rau quả,… có thuỷ phần từ 60 – 90%,… Nói chung, trong tế bào các loại nông sản thường chứa nước dưới dạng: liên kết hoá học, liên kết hoá lý và liên kết cơ học.

• Nước liên kết hoá học: nước liên kết hoá học rất cần cho sự cấu tạo của hạt nông sản và thường chiếm từ 6 – 9%. Đây là liên kết rất bền vững.
• Nước liên kết hoá lý: kết hợp với vật liệu không theo một tỷ lệ nhất định. Nó gồm có nước hấp phụ, nước thẩm thấu, nước cấu trúc. Đây là dạng liên kết kém bền vững. Muốn tách loại nước này cần dùng một lượng nhiệt đế biến nước từ pha lỏng sang pha khí.
• Nước tự do: Đây là dạng kém bền vững nhất, chuyển dịch trong sản phẩm ở thể lỏng. Muốn tách loại nước này cần sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 độ C.

Hàm lượng nước trong sản phẩm ảnh hưởng lớn tới chất lượng bảo quản. Khi hàm lượng nước cao là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, làm cho chất lượng sản phẩm xấu đi.

Ví dụ: đối với ngô, nước chiếm 12 – 15% trọng lượng hạt khi chứa hoàn toàn và khô tự nhiên trong không khí. Nó cũng đạt giá trị tới 15 – 19% khi ngô thu hoạch tươi. Ngoài ra, đối với giống ngô chín sớm, chín muộn, thời tiết khi thu hoạch và ngay các hạt trên một bắp độ ẩm cũng khác nhau. 

Trong rau quả hàm lượng nước trung bình chiếm 80 – 90%, đôi khi tới 97%. Nước chủ yếu dưới dạng tự do, có tới 80 – 90% trong dịch bào, phần còn lại trong nguyên sinh chất và gian bào.

Ở màng tế bào, nước liên kết với protopectin, hemixelluloza và xelluloza. Nước phân bố không đều. Ví dụ cam, quýt, hàm lượng nước trong vỏ là 74,7%, còn trong múi tới 87,2%. 

Do độ ẩm cao, các quá trình trong rau quả xảy ra mạnh, làm tăng hô hấp, tiêu hao chất dinh dưỡng và sinh nhiệt, bốc hơi nước khi tồn trữ, giảm khối lượng sản phẩm, héo nhanh và dễ hỏng do vi sinh vật.

Protein

Protein là hợp chất chứa nitơ chủ yếu trong nông sản, là thành phần dinh dưỡng chủ yếu của sản phẩm có hạt. Các sản phẩm khác nhau, hàm lượng protein chứa trong chóng cũng khác nhau: lúa nước chứa 7 – 10%, cao lương 10 – 13%, đậu Hà Lan 22 – 26%, đậu tương 36 – 42%, cà rốt 2%.

Người ta phân loại protein theo tính hoà tan của nó: albumin tan trong nước, globumin tan trong muối, prolamin tan trong etanol 70 – 80%, glutelin tan trong natrihydroxít và seleroprotein không tan trong dung môi chứa nước.

Trong rau quả, hàm lượng protein rất thấp (1 – 2%) và thường có ở các loại rau cao cấp như súp lơ, cà rốt, khoai tây 

Trong quá trình bảo quản, nitơ tổng số ít thay đổi nhưng nitơ protein thay đổi khá nhiều, chúng phân giải thành các axit amin, làm cho hàm lượng axit amin tăng lên.

Sự chuyển hoá các chất có nitơ trong sản phẩm còn phụ thuộc vào phương pháp bảo quản.

Đối với rau quả nếu dùng C2H4 đó bảo quản thì hàm lượng nitơ protein tăng. Nếu dùng CO2 thì hàm lượng này lại giảm. Khi bảo quản thoáng, sự phân giải nitơ protein tăng mạnh hơn bảo quản kín.

Hàm lượng đạm trong rau quả tuy ít nhưng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất và dinh dưỡng. 

Các hợp chất nitơ trong rau quả ở nhiều dạng: protein, axit amin, amit, axit nucleic, amoniac muối, nitrat và enzim. Trong rau quả, nitơ protein chiếm phần lớn từ 30% (cà chua) tới 40% (một số loại quả) và 50% (chuối, cải bắp).

Cacbon hydrat

Trong từng phần của hạt, hàm lượng cacbon hydrat khác nhau: nội nhũ chứa 73% (ở dạng tinh bột, đường, xelluloza) còn ở phôi là dạng đường, ở cả dạng xelluloza.

Đường và tinh bột là chất dự trữ chủ yếu trong hạt và củ (60 – 70%). Đối với rau quả chỉ có 1 %. 

Về cấu tạo các loại tinh bột cũng rất khác nhau ở những loại sản phẩm. Trong các hạt cây hoà thảo, các hạt khác nhau: đậu, đỗ, lạc,… chủ yếu là đường thứ cấp. Trong rau quả chứa các dạng đường có giá trị dinh dưỡng cao: glucoza, fructoza, saccaroza và một số dạng đường khử khác.

Trong quá trình bảo quản, tinh bột và đường bị biến đổi khá nhiều. Tinh bột ngô chứa khoảng 72,5% (theo Earlz), trong đó là 72% amilo và 28% là amilopectin.

Trong rau quả, gluxit là hợp phần chủ yếu của các chất khô. Chúng vừa là vật liệu xây dựng vừa là thành phần tham gia chính vào quá trình trao đổi chất. Gluxit là nguồn dự trữ năng lượng chính cho các quá trình sống của rau quả tươi khi tồn trữ. 

Gluxit của rau quả gồm các thành phần đường dễ tiêu: saccaroza, glucoza, fructoza.

Các loại rau quả khác nhau, thành phần các chất gluxit cũng khác nhau. Gluxit trong khoai tây chủ yếu là tinh bột, trong đậu non làm rau ăn là tinh bột và đường, trong rau lá là xelluloza, trong trái cây chín là đường. Các gluxit trong rau quả thường có ở ba dạng: monosacarit, disacarit và polisacarit.

Tất có các loại đường đều hoà tan trong nước, độ hoà tan tăng khi nhiệt độ tăng. Khi tồn trữ rau quả tươi, saccaroza bị thuỷ phân thành đường khử dưới tác động của enzim invectaza. Ngược lại, trong quá trình sống của rau quả, lại xảy ra quá trình tổng hợp saccaroza từ đường khử.

Trong các loại rau quả khác nhau, số lượng và tỷ lệ các loại đường khác nhau làm cho rau quả có vị ngọt khác nhau. Trong quả mơ, mận, đào có ít saccaroza, còn glucoza và fructoza bằng nhau. Trong cam, chanh, quýt, bưởi,… đường saccaroza là chủ yếu.

Thành phần tinh bột của củ và hạt chủ yếu là amilopectin (78 – 83%) còn trong quả không có hoặc ít.

Các loại rau, đậu có hàm lượng tinh bột tăng lên khi già, chín, hàm lượng đường giảm. Đối với các loại quả thì tinh bột nhiều khi quả còn xanh. Ví dụ chuối tiêu xanh già chứa 20,6% tinh bột, khi chín còn 1,95%; trong khi đã hàm lượng đường tăng từ 1,44% lên 16,48%.

Xelluloza có trong rau quả ở phần vỏ và mô nâng đỡ. Trong quá trình tồn trữ rau quả, xelluloza ít biến đổi. Hàm lượng xelluloza trong trái cây chiếm khoảng 0,5 – 2,7%.

Lipit (Chất béo)

Chất béo có trong các loại quả và hạt, đặc biệt hạt cây có dầu. Chất béo là chất dự trữ năng lượng. Tùy theo loại nông sản khác nhau, hàm lượng Chất béo khác nhau. Ở lúa nước là 1,8 – 2,5%, ngô là 3,5 – 7,0%, đậu tương là 15 – 25%,…

Trong các loại ngũ cốc, ngô có hàm lượng lipit cao nhất. Lipit chứa trong phôi, 30 – 50%, 85% số lipit trong phôi là nguồn dầu thương mại. Ngoài ở phôi, lipit còn chứa trong lớp alơrông của hạt.

Căn cứ vào thành phần axit béo no và không no chứa trong Chất béo ta chia ra các nhóm sau:

• Nhóm bay hơi: chủ yếu là glyxerin của axit linolenic (57 – 60%).
• Nhóm bán bay hơi: trong thành phần tế bào, chủ yếu gồm glyxerin của axit linolic (40 – 57%) và chứa mét ít axit béo không no nh— axit oleinnoic (28 – 50%). Loại này có khả năng oxi hoá kém hơn.
• Nhóm không bay hơi: thành phần chứa chủ yếu là glyxerin của axit linolenonic trên 83% và một số axit béo không no. Loại này chứa nhiều trong lạc, vừng.

Nông sản chứa nhiều lipit, bảo quản lâu sẽ xảy ra phân giải chất béo để tạo thành các sản phẩm của axit béo, anđehyt và xeton làm cho sản phẩm có mùi ôi, khét, giảm chất lượng sản phẩm.

Lipit của phôi chứa rất ít axit béo và các chất xà phòng hoá. Lipit của tinh bột chứa 17 – 90% axit béo và nhiều axit palmitric, trong khi đã lipit của gluten và xelluloza chứa tới 32% các chất không xà phòng hoá và 20% axit béo tự do.

Các chất khoáng

Trong rau quả, một phần nhỏ chất khoáng ở dạng nguyên tố kim loại liên kết với các hợp chất hữu cơ cao phân tử như magie trong clorofin, lưu huỳnh, photpho trong thành phần của protein; sắt, đồng trong enzim. Phần chủ yếu các chất khoáng ở trong thành phần các axit hữu cơ và vô cơ. 

Các chất khoáng trong rau quả chia ra thành khoáng: đa lượng, vi lượng, siêu vi lượng. Các nguyên tố khoáng đa lượng trong rau là canxi, kali, photpho. Sắt là trung gian giữa khoáng đa lượng và vi lượng.

Các nguyên tố  vi lượng: magie, mangan, iot, bo, kẽm, đồng. Các nguyên tố siêu vi lượng: urani, radi, thorie,… chứa vô cùng nhỏ trong rau quả.

Vitamin

Đối với hạt khô, lượng vitamin ít. Khi hạt nảy mầm thì lượng vitamin tăng lên. Trong hạt ngô, các vitamin chủ yếu nằm ở phôi và lớp ngoài cùng của nội nhũ cắm vào lớp alơrông. Trong lớp alơrông có tiền vitamin A, riboflavin và axit nicotinic (vitamin PP). Trong phôi chứa một số nhỏ những vitamin, trong số đó phần lớn là vitamin E và thiamin. Phần còn lại nằm ở lớp alơrông.

Trong ngô có các loại vitamin như sau:

• Vitamin A: các giống ngô vàng chứa nhiều vitamin A và tiền vitamin A. Trong cơ thể động vật tiền vitamin A dễ trở thành vitamin A. Các giống ngô trắng chứa ít vitamin A.
• Vitamin B: trong hạt ngô có nhiều vitamin B1 (thiamin), chứa ít vitamin B2 (Riboflavin), B6 (Pyridoxin), vitamin này nằm ở protein hoặc tinh bột. Ngô có hàm lượng riboflavin ít hơn lúa mì và gạo. Hàm lượng vitamin này thay đổi 0,77 – 2,29mg/kg (trung bình 1,02 – 1,31mg/kg).
• Vitamin PP (axit nicotinic): ngô có ít vitamin PP h-n lóa mì và gạo, hàm lượng trung bình 29,08mg/kg. Axit nicotinic tập trung ở lớp alơrông (chiếm tới 63%).
• Vitamin E: chứa nhiều trong phôi, đây là loại vitamin có giá trị trong sinh trưởng.
• Vitamin C: có nhiều nhất trong rau quả, tính chất quan trọng nhất của vitamin C nhất là khi gia nhiệt, có không khí và ánh sáng là dễ bị oxi hoá. Vitamin C được bảo vệ tốt trong dung dịch có nồng độ đường cao. Các muối của sắt và đồng phá huỷ vitamin C.
• Vitamin P: Vitamin P thường đi kèm vitamin C. Vị trí nào ở rau quả chứa nhiều vitamin C thì cũng giàu vitamin P.