BẢO QUẢN THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢM HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ pH


Nước và tính chất của nó:
Vai trò nước trong sản xuất thực phẩm:
Nước là hợp phần phong phú nhất trong các thực phẩm ở trạng thái tự nhiên trừ ngũ cốc. Nước cũng là nguyên liệu không thể thiếu được đối với công nghiệp hóa học và công nghệ thực phẩm: dùng để nhào rửa nguyên liệu, vận chuyển và xử lí nguyên liệu, để chế tạo sản phẩm và xử lí sản phẩm lần cuối. Nước còn được dùng để liên kết các nguyên liệu và các chất trong sản phẩm, là thành phần cơ bản của một số sản phẩm như bia, nước giải khát..
Đối với nông sản sau thu hoạch nước làm tăng cường các quá trình sinh học như hô hấp, nảy mầm, lên men..
Nước làm tăng chất lượng và tăng giá trị cảm quan của thực phẩm: độ bóng, độ dai, dẻo, độ mịn cùng với vẻ đẹp của nhiều sản phẩm phụ thuộc vào sự có mặt của nước.
Trong các quá trình và thiết bị, nước dùng để đốt nóng và làm lạnh các động cơ trong nồi hơi và trong máy ép thủy lực.
Trạng thái của nước trong thực phẩm:
Dựa vào hàm lượng nước có thể chia các sản phẩm thực phẩm thành 3 nhóm:
Nhóm có hàm lượng nước cao trên 40%.
Nhóm có hàm lượng nước trung bình từ 10% - 40%.
Nhóm có hàm lượng nước thấp dưới 10%.
Trong các sản phẩm thực phẩm, nước thường ở dưới 2 dạng: nước tự do và nước liên kết.
Nước tự do là chất lỏng giữa các mixen và có tính chất như nước nguyên chất.
Nước liên kết được hấp phụ bền vững trên bề mặt các mixen và thường tồn tại dưới một áp suất rất đáng kể do trường lực phân tử quyết định do đó khó bốc hơi. Tùy mức độ liên kết có thể chia ra 3 loại: liên kết hóa học, liên kết hấp phụ, liên kết mao quản.
Hoạt độ của nước:
Giá trị thực phẩm, tính chất cảm vị cũng như độ bền của các sản phẩm khi bảo quản là do thành phần các chất hữu cơ và vô cơ quyết định. Trong đó thì nước có ảnh hưởng lớn hơn cả.
Mối quan hệ giữa nước và từng sản phẩm thực phẩm là khác nhau: có hợp chất như đường, axit hữu cơ, các hợp chất thơm và các sắc tố thì hòa tan trong nước trong khi protein ở trạng thái keo hoặc lipid thì không hòa tan trong nước.
Tỷ số áp suất hơi của dung dịch và dung môi được gọi là hoạt độ nước, kí hiệu aW. Hoạt độ nước là hàm số của độ ẩm, thành phần hóa học và cấu trúc của sản phẩm thực phẩm.
Hoạt độ nước nguyên chất quy ước bằng 1. Hoạt độ nước của một dung dịch hay một thực phẩm luôn nhỏ hơn 1. Áp suất hơi sẽ không bị giảm khi dung dịch hay thực phẩm có chứa các chất không hòa tan.
Khi thực phẩm có hàm ẩm cao thường chứa nhiều nước tự do, do đó có hoạt độ nước cao, aW có thể bị giảm xuống không chỉ bằng cách thêm các chất hòa tan khác nhau vào thực phẩm để làm cho lượng nước liên kết tăng lên
Hoạt độ nước không chỉ phụ thuộc vào thành phần hóa học mà còn vào trạng thái vật lí của sản phẩm: protein và tinh bột thường giữ một lượng nước nhiều hơn các lipid và các chất kết tinh như đường.
Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến tính chất sản phẩm thực phẩm:
Các sản phẩm có hoạt độ nước cao thì quá trình sinh học chiếm ưu thế. Tuy nhiên trong những sản phẩm có hàm lượng lipid nhiều thì ngay cả aW cao quá trình phi sinh học( oxy hóa) vẫn trội hơn.
Đối với những sản phẩm có hàm ẩm thấp và trung bình thì các quá trình phi sinh học như sự oxy hóa và phản ứng hóa nâu rất thường xảy ra. Tốc độ của các quá trình này phụ thuộc rất mạnh vào hoạt độ nước.
Phản ứng oxy hóa lipid:
Khi hoạt độ nước thấp , sự oxy hóa chất béo diễn ra mạnh mẽ, cùng với sự tăng hoạt độ nước thì cường độ oxy hóa lại bị giảm. Các sản phẩm chất béo ở dạng khan( có hàm ẩm rất thấp), chất béo thường phân bố ở bề mặt vi lỗ nên O2 xâm nhập tự do. Do đó sự tự oxy hóa xảy ra khá dễ dàng
Tác dụng kìm hãm của nước đối với sự oxy hóa chất béo là do tạo ra lớp nước hấp phụ bảo vệ trên bề mặt sản phẩm hạn chế sự xâm nhập O2 khí quyển xâm nhập. Nhìn chung hiệu ứng bảo vệ của nước ở trong khoảng aW = 0.05-0.3. khi tăng hoạt độ nước, tốc độ oxy hóa lại tăng do tăng độ linh động của các chất phản ứng ở trong vùng hấp phụ đa tầng và vùng ngưng tụ.
Phản ứng hóa nâu phi enzim