Đề tài Hư hỏng và bảo quản thực phẩm

c đâm xuyên cao. Làm thay đổi cấu trúc của một số phân tử protein của tế bào VSV và làm ion hoá dung môi. Hiệu quả thanh trùng của tia ion hóa tuỳ thuộc vào thời gian xứ lý, độ dày của thực phẩm và lượng VSV nhiễm vào thực phẩm. Các tia phóng xạ ion có tác dụng sát trùng mạnh, khi định lượng đảm bảo đầy đủ thì tiệt trùng hoàn toàn trong vài giây. Để thực hiện mục đích đó, người ta dùng các tia âm cực, tia Rơnghen và các tia phóng xạ .. Hiện nay, phương pháp này đang được nghiên cứu đảm bảo an toàn cho người sử dụng, về chế độ thanh trùng hợp lý. Điện tử năng lượng cao : chúng chiếm một lượng năng lượng rất lớn, ngoài khả năng tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt chúng còn có khả năng xuyên sâu vào thực phẩm khoảng 2,5 cm. s Tia X và tia gamma Được tạo ra từ đồng vị coban 60, 60CO được tạo ra bởi 59CO . Tia này chiếm một lượng năng lương rất cao ( 1,1 MeV) , và có khả năng xâm nhập và thực phẩm sâu đến 20 cm. Các loại tia ion hóa có khả năng tiêu diệt vi sinh vật rất cao . Chúng có thể làm thay đổi cấu trúc các phân tử trong tế bào, đồng thời chúng có khả năng phân hủy phân tử nước . Chúng gây ra sự phá hủy các liên kết hydro trong các phân tử của tế bào, mối nối hydro trong phân tử AND, kết quả là hydro sẽ tách khỏi deoxyribose. Chúng còn có khả năng thủy phân purin và pyrimidine Khả năng chống lại các tia ion hóa của vi sinh vật phụ thuộc vào khả năng sữa chữa những sai xót trong phân tử có trong tế bào vi sinh vật. Khả năng chống lại đó ở những vi sinh vật khác nhau . Khả năng này được biểu diễn như sau : virus > nấm men > bào tử> nấm mốc > gram (+) gram (-) . Ở đây người ta dùng đơn vị là Gray. Ứng dụng các tia ion hóa được tiến hành từ thế chiến lần thứ II do kết quả chạy đua về vũ khí hạt nhân. Hiện nay việc sử dụng các tia ion hóa có những quy định rất cụ thể về liều lượng để tránh gây độc trong thực phẩm. Quy định của FAO /WHO cho thấy rằng liều lượng được sử dụng để bảo quản thực phẩm khoảng 10KGy. Ta có thể tham khảo múc sử dụng này ở ANH như bảng sau : Thực phẩm Liều lượng tia ion hóa cho phép(KGy) Trái cây và nấm Rau Hạt 2 1 1 Các loại gia vị Cá và hải sản khác Thịt gà 10 3 7 ( theo M.R.Adams và M.O.Moss.1995) Vi khuẩn Gram (+) có khả năng chống lại chiếu xạ tốt hơn vi khuẩn Gram (-) .Dạng bào tử của vi sinh vật có khả năng chống lại chiếu xạ tốt hơn tế bào sinh dưỡng. Trong đó chuẩn vi khuẩn tạo bào tử Pacenibacillus larvae có khả năng chống lại chiếu xạ tốt nhất. Nấm men và nấm mốc có khả năng chống lại sự chiếu xạ kém hơn vi khuẩn Gram (+). Về cơ bản các vi sinh vật nhạy cảm với chiếu xạ khi chúng ở trong dung dịch đệm tốt hơn khi chúng ở trong môi trường chứa protein . Khi có mặt của oxi , khả năng chống lại sự chiếu xạ của vi sinh vật kém hơn trong điều kiện không có mặt oxi. Tế bào vi sinh vật ở trạng thái khô có khả năng chống lại sự chiếu xạ tốt hơn tế bào trong trạng thái có độ ẩm cao. Ở trạng thái đông lạnh, tế bào vi sinh vật có khả năng chống lại ở trạng thái chiếu xạ tốt hơn ở trạng thái không chiếu xạ. Tế bào vi sinh vật ở giai đoạn phát triển có khả năng chống lại chiếu xạ tốt hơn ở giai đoạn chúng đang phát triển Đến nay đã có 36 nước sử dụng chiếu xạ để bảo quản thực phẩm.Ở Mỹ có đến 20 loại thực phẩm khác nhau ( loại có bao bì ) được chiếu xạ .WHO đề nghị chiếu xạ với liều lượng 7 KGy ,Canada đề nghị với liều lượng 1,5 KGy với hải sản. 3.2 Ảnh hưởng của chiếu xạ đối với chất lượng thực phẩm Ø Sự thay đổi thành phần các chất Nước là thành phần dễ bị ảnh hưởng bởi chiếu xạ. Cơ chế chuyển hóa này như sau: 3H2O Chiếu xạ H+OH+H2O2+ H2 Trong điều kiện yếm khí ,thực phẩm sau chiếu xạ sẽ mất màu ,mất mùi do không có mặt của oxi. Một trong những phương pháp giữ mùi khi chiếu xạ là phải đưa nhiệt độ xuống rất thấp. Khi nhiệt độ thấp , phản ứng phân hủy nước sẽ giảm. Protein và những hợp chất chứa nước rất nhạy cảm với chiếu xạ .Sản phẩm do chiếu xa acid amin, peptid,protein phụ thuộc vào liều lượng chiếu xa, nhiệt độ khi chiếu xa…sản phẩm của quá trình trên là NH3, H2,CO2,H2S và carboxyl. Các acid amin rất nhạy cảm với chiếu xạ trong khi đó các acid amin sau đặc biệt rất nhạy cảm: methionine,cystenie,histidine,arginine, tyrosine. Trong đó cysteine nhạy cảm nhất . Khi chiếu xạ lipid cũng bị thay đổi rất mạnh ,đặc biệt là trong trường hợp có mặt của oxi. Sản phẩm của quá trình này là tạo thành peroxit và các sản phẩm oxi hóa khác như carbonyl . Các loại vitamin như thyamin, miacine, pyridoxine, biotin, B12 bị phá hủy , riboflavin, pantothenic, folic lại được tăng trong quá trình chiếu xạ. Các chất pectin và cellulose cũng bị biến đổi khi chiếu xâ .Kết quả là các rau quả trở nên mềm hơn. Ø Khả năng bảo quản của thực phẩm đã được chiếu xạ . Thực phẩm sau khi chiếu xạ là thực phẩm an toàn về mặt vi sinh vật .Tuy nhiên quá trình chiếu xạ cũng cho thấy ảnh hưởng của chúng đến khả năng bảo quản thực phẩm. Trong quá trình chiếu xạ với liều lượng không cao lắm các loại enzyme thường không bị phá hủy .Khi chiếu xa với liều lượng 45KGy các loại enzyme của thịt gà ,thịt heo bị biến tính. Thực phẩm đóng gói được chiếu xạ, mùi được baỏ tồn khi chiếu xạ với liều lượng 10,8 KGy .Đồng thời thịt có thể bảo quản 12 năm không thấy sự thay đổi chất lượng . Nhìn chung các sản phẩm thực phẩm được chiếu xạ bao giờ cũng tăng khả năng bảo quản. Ø Bản chất sự chống lại chiếu xạ ở vi sinh vật Vi khuẩn nhạy cảm nhất đối với tia ion hóa la trực khuẩn Gram(-) Pseudomonas. Các vi khuẩn Gram(-) khác như :moraxellae acinebacter la những vi khuẩn chông lại sự chiêu xạ mạnh nhất. Các vi khuẩn Gram (+) bao gồm micrococcus,staphylococcus và enterococcus là những loài vi khuẩn chống chiếu xạ mạnh nhất . Khả năng chống chiếu xạ mạnh nhất là những vi sinh vật sau : 4 chủng thuộc Deinococcus,Gram(+) 1 chủng thuộc Deinobacter, Gram (-) 1 chủng thuộc Rubrobacter, Gram(+) 1 chủng thuộc Acinetobacter, Gram (-) Nguyên nhân tại sao các vi sinh vật trên và một số vi sinh vật khác lại có khả năng chống sự chiếu xa hiện nay chưa thật rõ . Người ta cũng dự đoán rằng, lượng chất màu carotenoid có trong các tế bào vi khuẩn trên có liên quan mật thiết đến khả năng chống chiếu xạ của vi khuẩn. Người ta cũng dự đoán rằng , khả năng sữa chửa các sai xó ở AND của những vi khuẩn trên có liên quan đến khả năng chống chiếu xạ của vi khuẩn. Tuy nhiên,những điều trên vẫn còn đang cần phải được làm sang tỏ. v Ứng dụng chiếu xạ trong bảo quản thực phẩm và ảnh hưởng của nó đối với sức khoẻ người tiêu dùng Bảo quản các thực phẩm như: khoai tây, hành, gia vị, chuối, xoài, tỏi, hạt đậu, nem chua, thịt gà, thịt vịt, thịt heo, thịt bò, tôm, đùi ếch... Với liều thấp hơn 10 KGy, chiếu xạ thực phẩm sẽ phòng ngừa và ngăn cản sự nảy mầm của khoai tây, hành, diệt côn trùng và kéo dài thời gian bảo quản. Với liều chiếu xạ 1 đến 10 KGy có thể giảm sự nhiễm vi khuẩn gây bệnh như Salmonella, bảo quản thịt gia cầm, tôm, chân ếch. Tại một số nước mà quá trình bảo quản thực phẩm bằng chiếu xạ đã ở mức lưu thông thương mại, nhưng còn khá nhiều người tiêu dùng vẫn giữ thái độ không chấp nhận thực phẩm chiếu xạ. 4. Phương pháp bảo quản thực phẩm bằng thay đổi khí quyển Tính năng của công nghệ bảo quản bằng cách bao gói sản phẩm trong khí quyển thay đổi (MAP) nhằm kéo dài tuổi thọ của thực phẩm đã được nhận biết cách đây nhiều năm. Nơi khởi xướng ra phương pháp này là Vương Quốc Anh, bắt đầu từ thập niên 1920 các nhà khoa học đã nhận thấy rằng tuổi thọ của những quả táo có thể gia tăng bằng cách tồn trữ chúng trong môi trường với những nồng độ oxygen thấp, khí carbonic lại cao, và trong thập niên 30 khi thịt bò được vận chuyển trong các môi trường có chứa khí carbonic thì thời gian bảo quản của chúng tăng gấp hai lần so với trước. Ngày nay thực phẩm đóng gói trong MA bao gồm thịt tươi và nấu chín, thịt gia cầm và cá, rau quả, mì sợi, phomat, các loại bánh nướng từ bột mì, khoai tây chiên, cà phê và trà. Bao gói trong khí quyển điều chỉnh (CAP) : sự bao gói trong một khí quyển mà ở đây thành phần của chất khí được liên tục điểu chỉnh trong suốt quá trình bảo quản. Bao gói trong khí quyển thay đổi cân bằng (EMA): ứng dụng chủ yếu cho rau và trái, bao gói được nạp đầy với hỗn hợp khí cần thiết hoặc sản phẩm được đóng gói mà không có sự thay đổi của không khí bảo quản trong bao. Sự đóng gói này sẽ cho phép một trạng khí quyển thay đổi đạt được chính là nhờ vào sự hô hấp về sau của sản phẩm và tính thẩm thấu của chất khí trong bao gói. v Ưu điểm : Tuổi thọ có thể tăng đến 400% Tổn thất về mặt kinh tế giảm (lâu bị hư hỏng) Sản phẩm có thể được phân phối đến các nơi xa hơn và với ít dịch vụ hơn, giảm chi phí trong phân phối Cung ứng sản phẩm với chất lượng cao Việc phân loại các sản phẩm dễ dàng hơn Công tác đóng gói được tập trung hoá và kiểm tra từng phần một Tăng tính thẩm mỹ trong trưng bày Sản phẩm được nhìn thấy rõ ràng và quan sát được toàn bộ Ít hoặc là không cần các hoá chất bảo quản. v Nhược điểm: Giá thành cao Nhiệt độ cần phải điều chỉnh Các công thức chất khí khác nhau cho từng sản phẩm Đòi hỏi thiết bị đặc biệt và công tác huấn luyện Gia tăng thể tích bao gói- ảnh hưởng trực tiếp đền chi phí vận chuyển và không gian trong buôn bán lẻ. Có 3 loại khí chính được sử dụng: CO2, N2, và O2. Chúng được xử dụng riêng lẽ hay kết hợp với nhau v Dụng cụ biến đổi không khí Dụng cụ này là sản phẩm riêng biệt, thường ở dạng túi nhỏ. Các túi này được đóng gói cùng với sản phẩm thực phẩm và sẽ biến đổi tích cực không khí trong vật chứa cũng như các sản phẩm được đóng gói và lưu trữ. Ageless chứa các oxide sắt, có khả năng giảm 02 trong khí quyển vật chứa <0.05% trong 9 giờ và do đó, rất hữu hiệu khi phòng ngừa sự phát triển các vi sinh kỵ khí như mốc. Ageless đặc biệt hữu hiệu trong việc nâng cao thời gian bảo quản của sản phẩm bánh mỳ có cấu trúc lỗ bởi vì việc di đời toàn bộ O2 dư bẫy trong cấu trúc của sản phẩm bằng thiết bị chân không đơn giản và thay thế nó với CO2 và N2 cực kì khó. 5. Bảo quản bằng áp lực thủy tĩnh cao Dựa trên nguyên tắc thủy tĩnh, áp lực thủy tĩnh tại một điểm cho trước bằng nhau ở mọi hướng và áp lực được truyền đi lập tức và giống nhau qua môi trường truyền áp lực. à Do đó, hiệu quả của kỹ thuật này thì không phụ thuộc vào kích thước và hình dạng sản phẩm Thời gian xử lý, tỉ lệ ép, nhiệt độ và số lượng xung rất quan trọng đối với hiệu quả của quá trình. Các thành phần thực phẩm và trạng thái sinh lý của vi sinh bị bất hoạt phải được tính toán khi xử lý áp lực tối đa cho tính an toàn và chất lượng cao của thực phẩm v Ảnh hưởng của áp lực cao lên vi sinh vật Tế bào sinh dưỡng của prokaryote như nấm men và nấm mốc nhạy cảm với áp lực nhất vi khuẩn gram dương chịu áp lực tốt hơn gram âm . vi khuẩn hình cầu chịu áp lực tốt hơn hình que do sự thay đổi hình thái ít hơn. Các chủng phát triển trong pha mũ nhạy cảm nhiều hơn các chủng trong pha log hay pha tĩnh. Một số tế bào sinh dưỡng bị áp lực nhiều lần có thể tăng tính kháng áp lực. Sự nén bằng xung hay dao động ở áp lực cao và chậm cũng hữu hiệu trên sự bất hoạt bào tử hơn là áp lực liên tiếp. Sự giảm ép nhanh gia tăng lực tác động trên vỏ bào tử nhiều hơn sự giảm ép từ từ à tạo ra sự khử trùng thích hợp tại áp lực thấp hơn. 6. Phương pháp lọc thanh trùng Màng lọc xuất hiện cách đây hơn 40 năm và ngày càng trở nên quan trọng trong công nghiệp thực phẩm, phục vụ cho việc cô đặc và phân đoạn sản phẩm Có 3 loại màng lọc chính: Màng thấm ngược: giữ lại các ion đơn trị trên màng Màng siêu lọc: giữ lại các đại phân tử như protein, polysaccharides hay chất béo, đường hay amino acid có thể qua màng. Đường kính lỗ từ 2-20nm Màng vi lọc: tách các loài có kích thước khoảng 0.1 – 10nm, giữ lại các đại phân tử Kỹ thuật màng lọc góp phần bảo quản thực phẩm bằng cách giữ lại vi sinh vật trên màng và do đó dịch lỏng thấm qua sẽ vô khuẩn. Sự vi lọc là một kỹ thuật phòng thí nghiệm được sử dụng tốt nhất trong việc loại bỏ vi sinh vật (cả tế bào sinh dưỡng và bào tử), do đó sản phẩm sẽ được vô khuẩn mà không cần xử lí nhiệt. Kĩ thuật vi lọc dòng ngang (cross-flow MF) được ứng dụng rộng rãi trong việc sản xuất các thức uống được lọc như bia, rượu vang, nước trái cây. Vi lọc di dời hữu hiệu các tế bào và các chất rắn lơ lửng, tránh việc sử dụng các tác nhân làm sạch như diatomite hay các enzyme, mà vẫn giữ lại được màu. v Xu hướng tương lai Kỹ thuật màng tạo ra những tiến bộ đáng kể trong các ứng dụng để bảo quản thực phẩm. Tuy nhiên, kỹ thuật này chưa phát huy hết tiềm năng của nó do các lý do: Mức độ tinh sạch không đủ cao để đấu lại với các kỹ thuật khác Vấn đề về dòng chảy hay sự giảm về dòng trong suốt quá trình chế biến không được kinh tế Nhiều khu vực của công nghiệp thực phẩm rất truyền thống và chậm nắm bắt các cơ hội phát triển kỹ thuật màng mới Chế biến màng là một kỹ thuật hoàn toàn vật lý, thích hợp với khoa học sản xuất các thực phẩm chế biến rất nhỏ và có thể tiếp tục để thay thế các kỹ thuật phức tạp khác liên quan đến nhiệt. Màng lọc có thể sử dụng để sản xuất các protein tinh khiết với đặc điểm chức năng chuyên biệt, tinh sạch các oligosaccharide với đặc tính prebiotic hay sữa có thời gian bảo quản lâu mà không cần xử lý nhiệt. 7. Phương pháp siêu âm Siêu âm là sóng âm có tần số dao động cao mà con người không cảm thụ được. Dưới tác dụng của siêu âm, môi trường lỏng (sản phẩm) truyền âm bị xô đi đẩy lại, bị ép và tạo chân không liên tiếp sinh ra nhiều khoảng trống. Lúc đó, các chất hòa tan và hơi của chất lỏng lập tức dồn vào các khoảng trống ấy, gây ra tác dụng cơ học làm chết vi sinh vật ở trong môi trường. Mặt khác, trong quá trình ấy một phần chất khí hoà tan bị ion hóa tạo ra nước oxi già, nitro oxid là những chất độc đối với vi sinh vật, nhất là vi khuẩn. Các loài vi sinh vật khác nhau có sức chịu đựng khác nhau với sóng siêu âm. Các tế bào lớn hơn nhạy cảm hơn, dạng hình cầu chịu đựng sóng siêu âm tốt hơn dạng que và những loài hiếu khí cũng chống chịu với sóng siêu âm tốt hơn kị khí. Cơ chế tác động của năng lượng siêu âm trên hệ thống các chất ở môi trường lỏng chủ yếu cho là do sự tạo lổ hổng và các lực này có một ảnh hưởng nguy kịch lên hệ thống sinh học. Sự tạo lổ do sóng âm được chia tổng quát thành 2 loại: loại tạm thời và loại bền vững. Dạng bong bóng sủi trong nước chứa đầy khí hay hơi nước, trải qua sự dao động không đều nhau và cuối cùng nổ tung. Điều này sinh ra nhiệt độ và áp xuất tại chỗ cao sẽ phân hủy các tế bào sinh học và làm biến tính các enzyme hiện diện. Các bong bóng nổ tung vào trong cũng sinh ra các lực biến dạng cao và các tia lỏng trong dung môi cũng có thể có đủ năng lượng phá hủy màng tế bào một cách cơ học. Cơ chế tác động kiểu này cũng từng được sử dụng ở quy mô nhỏ trong việc tẩy uế nguồn nước bị nhiễm bào tử vi sinh. Dạng lổ ổn định liên quan đến những bọt sủi mà dao động theo một dạng đều cho nhiều chu trình âm thanh. Các bọt sủi cảm ứng các vi dòng có thể gây ra stress trong các chất lỏng xung quanh lên sự hiện diện của vài loài. Tác dụng này do đó cung cấp một lực lớn mà không có sự nổ của các bọt sủi. Dạng tạo lỗ trống này quan trọng trên một loạt các ứng dụng của siêu âm trong công nghệ sinh học. Ø Hiệu quả bất hoạt của sóng siêu âm cũng được cho là do sự phát sinh các lỗ trống nội bào và phá vỡ cấu trúc tế bào và các thành phần chức năng dẫn đến việc phân giải tế bào. Bào tử chịu đựng sóng siêu âm tốt hơn dạng tế bào sinh dưỡng Các enzyme bị bất hoạt bởi sóng siêu âm do tác dụng khử trùng hợp. Ø Sự tạo lỗ trống là sự hình thành, phát triển và thỉnh thoảng sự nổ của các vi bọt tạo ra trong chất lỏng khi các sóng siêu âm truyền qua nó. Sự vỡ ra của bong bóng dẫn tới sự tích tụ năng lượng trong các điểm nóng. à Nhiệt độ cao có được do sự tạo lỗ trống Qua các gốc tự do được tạo ra bởi sự âm giải nước Do các lực tạo ra bởi các vi dòng và sóng điện Ø Tác dụng của nhiệt và áp suất trên sóng âm cảm ứng sự phá vỡ tế bào Sự chịu đựng của vi sinh vật và các enzyme với sóng âm rất cao Xử lý kéo dài sẽ sinh ra những thay đổi kéo dài trong thực phẩm và ảnh hưởng lớn đến chất lượng thực phẩm được xử lý. Sử dụng sóng siêu âm với gia nhiệt vừa phải được gọi là sự nhiệt âm Kết hợp sóng âm và áp suất vừa phải được gọi là siêu âm áp lực Và cuối cùng sự kết hợp cả 3 loại được gọi là nhiệt siêu âm áp lực Thuận tiện cho sự bất họat một vài enzyme ở nhiệt độ thấp. 8. Phương pháp dòng điện cao tần Sản phẩm được đặt trong điện trường của dòng điện xoay chiều có tần số cao để thanh trùng. Các phần tử tích điện trong sản phẩm (ion, điện tử) sẽ dao động do tác dụng của điện năng, chuyển điện năng được hấp thụ thành nhiệt năng để làm chết vi sinh vật. Khả năng hấp thụ điện năng tuỳ thuộc kích thước bao bì đựng thực phẩm, vào điện áp và tần số của dòng điện. Tần số dòng điện càng lớn hay bước sóng càng ngắn thì quá trình thanh trùng càng nhanh. Phương pháp này sử dụng chưa phổ biến vì còn nguy hiểm cho người điều khiển và giá thành đắt (0,3-0,5 kWh/kg sản phẩm). v Sự bất hoạt vi sinh bằng xung điện cao áp dựa trên nhiều nhân tố, có thể được phân loại thành ¯ Thông số xử lý cường độ xung điện và tổng thời gian xử lý hay nguồn năng lượng đầu vào là những tham số chính ảnh hưởng đến sự bất hoạt vi sinh. Nếu tăng cường độ xung điện hay tổng thời gian xử lý sẽ tăng sự bất hoạt vi sinh. Tuy nhiên, để đạt sự giảm chuyên biệt về số lượng vi sinh , cường độ xung điện sử dụng phải vượt hơn giá trị tới hạn. ¯ Đặc điểm vi sinh Tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn chịu đựng xung điện cao áp tốt hơn nấm men hay nấm mốc. Vi khuẩn gram (+) chịu được xung tốt hơn gram (–) do sự khác nhau về màng và vách tế bào. Các bào tử vi khuẩn thường chống chịu với những điều kiện xung điện mà bất hoạt được các tế bào sinh dưỡng. Tính kháng cao với xung điện của bào tử là do kích thước nhỏ và chúng ở trạng thái loại nước và khóang hóa với lớp vỏ và lớp phủ dày giúp bảo vệ nhân bên trong. Bào tử men hay mốc lại dễ bị bất hoạt bởi xung điện. Tế bào phát triển ở pha log nhạy cảm với xung điện hơn tế bào ở pha tĩnh. Điều này một phần là do tính yếu của màng tế bào trong suốt sự phân chia tế bào. ¯Thông số sản phẩm Độ dẫn điện của mẫu được xử lý là một trong những tham số sản phẩm quan trọng vì nó quyết định trực tiếp đến độ chống chịu của bộ phận xử lý. Ảnh hưởng của pH sản phẩm lên sự bất hoạt vi sinh bởi luồng xung điện thay đổi và phụ thuộc vào loại vi sinh cùng điều kiện xử lí. pH giảm làm tăng hiệu quả bất hoạt vi sinh của xung điện. Các sản phẩm mang tính acid thích hợp hơn với bảo quản bằng xung điện cao áp do pH thấp có thể tránh được các tế bào tổn thương nhẹ phục hồi. ¯ Ưu điểm: bất hoạt nhanh của các vi sinh vật sinh dưỡng gồm cả chủng gây bệnh và gây hư hỏng thực phẩm. ¯ Nhược điểm Chỉ những thực phẩm lỏng đồng nhất không có bọt khí hay các phân tử lớn có thể xử lý hữu hiệu Bào tử vi khuẩn không bị bất hoạt Enzyme chỉ bị bất hoạt một phần nên hầu hết các thực phẩm xử lý bằng xung điện cần được trữ lạnh để tăng thời gian bảo quản. Sự thay đổi bất lợi về hóa học có thể xảy ra nếu chất điện môi bị thủng và hiện tượng hóa điện không được quản lí. 9.Phương pháp hút chân không Ở phương pháp này, người ta đặt các sản phẩm thực phẩm trong những bao bì không thấm khí và hút không khí ở trong ra, tạo ra một môi trường chân không. Trong trường hợp này những quá trình oxi hoá thường xảy ra dưới tác dụng của không khí bị kìm hãm mạnh, lớp bề mặt của sản phẩm không bị khô, giữ được màu sắc và tính chất ban đầu của sản phẩm. Phương pháp này thường được dùng kết hợp với các phương pháp vật lý khác, chủ yếu là làm lạnh và làm lạnh đông. II PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC v Tác dụng Sử dụng các chất hóa học để ức chế tác nhân làm biến đổi các thành phần hóa học trong thực phẩm. Ức chế sự phát triển của vi sinh vật cũng như hệ enzym do chúng tiết ra. Cản trở quá trình tự biến đổi của thực phẩm. Các chất bảo quản tham gia vào quá trình bất hoạt các enzyme có trong thực phẩm (các enzyme này gây biến đổi các chất có trong thực phẩm trong quá trình bảo quản). v Yêu cầu Phải có tính kháng khuẩn, kháng nấm mốc và kháng nấm men mạnh và phải có tính chất chống oxy hoá xảy ra trong bảo quản và chế biến lương thực, thực phẩm. Không gây độc cho người và gia súc. Không làm thay đổi hay làm thay đổi rất ít tính chất hoá lý, cảm quan của thực phẩm. Không tạo ra những phản ứng phụ, những sản phẩm độc hại trong thực phẩm. Các chất bảo quản thường được sử dụng ở dạng hòa tan. 1 Hóa chất bảo quản thực phẩm 1.1 Chất tác động đến sự phát riển của vi sinh vật v Cơ chế sử dụng Các chất bảo quản làm thay đổi các yếu tố môi trường, ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Chất bảo quản tác động đến hệ thống protein cấu trúc, enzyme tham gia vào các quá trình trao đổi chất, tiêu diệt hay ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Một số chất thường dùng trong bảo quản thực phẩm SO2 Nitrit (NO2) Nitrat (NO3) Acid benzoic Acid sorbic Acid acetic Ethylpyrocarbonat CO2 Ÿ O3 Chất gia tăng áp suất thẩm thấu Kháng sinh được sản xuất theo phương pháp hóa học Ethanol H2O2 Hợp chất của halogen Chất tạo mùi ¯ SO2 (sulfurous dioxide) Khí SO2 ảnh hưởng đến các quá trình oxy hóa trong tế bào vi sinh vật, đồng thời cũng có tác dụng tương hỗ với các nhóm cacboxyl của các hợp chất đặc biệt có trong thành phần của chất nguyên sinh, làm thay đổi trạng thái lý, hóa học của chất nguyên sinh. Khí SO2 dùng trong bảo quản rau quả. Không dùng các hợp chất SO2 để bảo quản thịt, ngũ cốc, đậu đỗ, sữa. Dạng sử dụng: khí SO2, acid sulfurous (H2SO3), các loại muối như Natri bisulfite NaHSO3, Kali bisulfite KHSO3, Canxi bisulfile Ca(SO3)2, Natri sulfite Na2SO3, Kali sulfite K2SO3. SO2 có tác dụng bảo vệ ở nồng độ 0,1-0,2%. Ø Phương pháp sử dụng khí SO2 Phương pháp sulfite hoá ướt: cho trực tiếp khí SO2 hoặc dung dịch axit sulfurous (H2SO3) vào sản phẩm dạng lỏng: rau quả hoặc quả nghiền, nước quả. Phương pháp sulfite khô (xông khói sulfurous): Quả được đựng trong thùng hay trong hòm kín có chứa SO2, SO2 có thể lấy từ bình thép hoặc đốt lưu huỳnh. Phương pháp xông khói còn được dùng khi làm vệ sinh kho: NaNO3, KNO3 Nitrit được ứng dụng trong công nghiệp chế biến thịt. Mục đích: giữ màu đỏ cho thịt muối mặn, làm thuốc sát khuẩn trong bảo quản cá, thịt và các chế phẩm từ cá, thịt (cá, thịt muối hoặc ướp lạnh). Paté gan Xúc xích Jambon Ø Liều lượng sử dụng Nitrit: Không hạn chế 0 - 0,4 mg/kg thể trọng. Có điều kiện 0,4 - 0,8 mg/kg thể trọng. Dùng trộn lẫn với muối ăn để muối thịt thì tỉ lệ không được lớn hơn 0,6%. Không được dùng cho vào thức ăn của trẻ em. Nitrit có tác dụng chuyển hemoglobin thành methemoglobin, gây hiện tượng tím tái xám. Khi ăn phải thức ăn chứa nhiều nitrit có thể gây ngộ độc. ¯ Nitrat (NO3) Nitrit có tác dụng chuyển hemoglobin thành methemoglobin, gây hiện tượng tím tái xám. Khi ăn phải thức ăn chứa nhiều nitrit có thể gây ngộ độc NaNO3, KNO3 Sử dụng làm chất sát khuẩn và giữ màu cho thịt, các sản phẩm thịt, cá và phomát. Thử nghiệm ngắn ngày ở trâu bò, gia súc ăn cỏ khô (chứa 1,5% nitrat) bị chết do nitrat bị vi khuẩn đường ruột chuyển hoá thành nitrit. Liều lượng sử dụng cho người : Không hạn chế 0 - 5 mg/kg thể trọng Có điều kiện 5 - 10 mg/kg thể trọng Thịt muối Thịt hộp ¯ Acid benzoic, muối benzoat Ức chế mạnh nấm men và nấm mốc, có tác dụng yếu đối với vi khuẩn. Tác động lên màng tế bào nấm, ức chế quá trình hô hấp của tế bào, ức chế quá trình oxy hóa glucose và pyruvate, ức chế quá trình biến dưỡng các hợp chất đa lượng (N, P,…) của sinh vật. Một số loài vi sinh vật có thể sử dụng acid benzoic trong quá trình trao đổi chất hay có các cơ chế đặc hiệu (các bơm màng) loại bỏ các chất độc ra khỏi tế bào. Acid benzoic có thể tác động hệ hô hấp và hệ thần kinh trung ương, gây kích ứng mắt. Tác dụng bảo quản của Acid benzoic và Natri benzoat chỉ xảy ra ở môi trường acid, pH=2,5-3,5. Nồng độ acid benzoic sử dụng trong thực phẩm: 0,05-0,15%. Nồng độ benzoat trong sản phẩm có tác dụng bảo quản là 0,07-0,1%. Acid benzoic được sử dụng nhiều trong bảo quản trái cây và rau quả. Nếu sử dụng ở nồng độ cao sẽ làm thay đổi mùi vị sản phẩm, ảnh hưởng tới thận của người sử dụng. Dùng benzoic hoặc benzoat trong bảo quản sản phẩm có thể làm cho sản phẩm bị thâm đen, và dễ nhận biết dư vị, làm giảm chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm. Liều gây chết ở người: 500 mg/kg ¯ Acid sorbic (C5H7COOH) Dạng thường sử dụng làm chất bảo quản: acid sorbic, sorbate natri, sorbate calci, sorbate kali. Acid sorbic và kali sorbat có tác dụng ức chế nấm mốc và nấm men, ít có tác dụng với vi khuẩn. Acid sorbic ảnh hưởng tới protein trên màng tế bào nấm mốc, gây ảnh hướng đến quá trình vận chuyển các ion âm qua màng: làm chuyển đổi pH bên ngoài tế bào, thay đổi sự vận chuyển của các acid amin; làm giảm sinh tổng hợp protein và thay đổi sự tích lũy nucleotide trong tế bào. Acid sorbic ảnh hưởng tới hoạt tính của các enzyme nhất là enzyme dehydrogenase. Acid sorbic và kali sorbat không độc đối với cơ thể con người, dùng trong bảo quản thực phẩm không gây ra mùi vị lạ, không làm mất mùi tự nhiên. Sử dụng cho bảo quản sản phẩm làm nguyên liệu cho chế biến: bảo quản rau quả cho muối chua, sữa làm sữa chua. Dùng nhiều trong chế biến rau quả, rượu vang, sản xuất đồ hộp, chế biến sữa, bảo quản và chế biến cá, thịt, sản phẩm bánh mì, bảo quản nước mắm, nước chấm, cá ngâm dấm. Phối hợp acid sorbic hoặc sorbat với các chất bảo quản khác: Dùng acid sorbic với natri benzoat trong bảo quản nước quả Dùng acid sorbic cho sản phẩm ướp đường có thể giảm một nửa lượng đường để ướp. Trộn 0,1% - 0,2% acid sorbic (so với lượng muối) vào dung dịch muối để muối cá trước khi hun khói. ¯ Ester diethyl của acid pyrocarbonic Diệt nấm men, nấm mốc và vi khuẩn, kìm hãm hoạt động của enzyme. Ethylpyrocarbonat hoàn toàn không độc đối với người, khi tiếp xúc với nước sẽ phân hủy dần dần thành ethanol và CO2. Dùng trong bảo quản nước quả, quả tươi. Sử dụng ethylpyrocarbonat để thay thế phương pháp sulfite hoá trong bảo quản rượu nho và nước quả. Ethylpyrocarbonat ¯ Carbonic (CO2) Khí carbonic tác động tới quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, ức chế một vài quá trình biến dưỡng của vi sinh vật. Nấm mốc nhạy cảm hơn đối với khí carbonic, còn vi khuẩn thí ít nhạy cảm hơn. Nồng độ khí carbonic cao ức chế sự phát triển của những vi khuẩn hiếu khí và cả vi khuẩn yếm khí. Khí carbonic kìm hãm sự oxy hóa chất béo ngay cả ở những nồng độ nhỏ. ¯ Ozon (O3) Ozon có tính oxi hóa rất mạnh, tác động trực tiếp tới các chất sống gây biến đổi và bất hoạt các đại phân tử sinh học, gây rối loạn các hoạt động sống của vi sinh vật. Hiệu quả tác dụng của ozon sẽ được nâng cao khi hạ thấp nhiệt độ và tăng độ ẩm tương đối của không khí. Kết hợp bảo quản lạnh thực phẩm với việc ozon hóa không khí sẽ cho kết quả tốt hơn. ¯ Chất gia tăng áp suất thẩm thấu Sử dụng đường hay muối trong bảo quản thực phẩm làm gia tăng áp xuất thẩm thấu của môi trường, tạo áp suất thẩm thấu cao à nước trong tế bào thấm ra khỏi màng tế bào chất và gây ra hiện tượng co nguyên sinh; đồng thời tế bào vi sinh vật không thể hấp thu được các chất dinh dưỡng, làm ức chế hoạt động và sự phát triển của vi sinh vật. Sử dụng nồng độ muối từ 5-20% hoặc 30%, nồng độ đường 50-60%. Sản phẩm điển hình: mứt trái cây, thịt muối, cá muối. ¯ Acid acetic (Ngâm dấm) Acid acetic làm giảm pH của sản phẩm, làm cho quá trình trao đổi ion của vi sinh vật không thực hiện được. Sự thay đổi quá lớn của nồng độ ion trong và ngoài màng tế bào làm rối loạn các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong thực phẩm. Nồng độ acetic acid thường dùng: 1,7-2% (pH 2,3-2,5). Phương pháp ngâm dấm thường dùng acid acetic, acid citric, tartric. ¯ Kháng sinh được sản xuất theo phương pháp hóa học Trước năm 1960, kháng sinh được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm do những ưu điểm của kháng sinh: ức chế vi sinh vật một cách hiệu quả, dễ bị biến tính và phân huỷ ở nhiệt độ cao. Từ sau năm 1969 người ta thấy những tồn tại trong việc sử dụng kháng sinh làm chất bảo quản thực phẩm: Đối với các kháng sinh khó phân hủy, dư lượng trong thực phẩm sẽ ảnh hưởng tới sức khoẻ của người sử dụng. Làm thay đổi hệ vi khuẩn đường ruột và sự tổng hợp vitamin ở ruột. Sinh ra sự nhạy cảm đối với kháng sinh. Gây ra ngộ độc do các chất dạng chuyển hoá của kháng sinh. Có hiện tượng kháng kháng sinh của vi sinh vật (lờn thuốc) làm cho việc điều trị bệnh không hiệu quả. Các chất kháng sinh có tác dụng chủ yếu với vi khuẩn, tác động yếu đối với nấm mốc, nấm men. Làm ngưng tổng hợp thành tế bào vi khuẩn; phá vỡ tính thẩm thấu của màng tế bào. Ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn. Ảnh hướng đối với acid nucleic. Các chất kháng sinh được phép dùng: biomixin (clotetraxyclin), teramixin, oreomixin,… ¯ Nguyên tắc sử dụng kháng sinh làm chất bảo quản thực phẩm: Chỉ sử dụng những kháng sinh nào không dùng cho chữa bệnh quan trọng, không gây hiện tượng kháng kháng sinh, không ảnh hưởng đến việc sử dụng những kháng sinh khác trong điều trị bệnh. Không sử dụng những kháng sinh gây hại cho sức khoẻ người tiêu dùng. Cần xác minh loại kháng sinh sử dụng không gây hại cho hệ vi sinh vật đường ruột. Khi sử dụng kháng sinh để bảo quản, phải đảm bảo không hạ thấp bất cứ chỉ tiêu vệ sinh nào khác. Ethanol Ở nồng độ cao, ethanol có tác dụng biến tính protein màng tế bào, làm chết vi sinh vật. Dùng để bảo quản các dạng bán chế phẩm. H2O2 Có khả năng oxy hóa mạnh. Ứng dụng trong bảo quản sữa, phomat, sản phẩm từ cá. Hợp chất của halogen Biến đổi protein, gây rối loạn các hoạt động sống của sinh vật, ức chế và tiêu diệt vi sinh vật. Sát trùng các dụng cụ đựng thực phẩm. Chất ức chế sự tự biến đổi của thực phẩm (Chất chống oxy hoá). Các chất chống oxy hóa có đặc tính dễ bị oxi hóa hơn so với các chất béo có trong thực phẩm. Sự oxi hóa các hợp chất chống oxi hóa sẽ làm giảm sự oxi hóa của các chất béo trong thực phẩm. Các chất chống oxy hóa có hai dạng như sau: Acid (hoặc muối hay ester của chúng) như acid citric, acid ascorbic,... Hợp chất phenol làm chậm khả năng oxy hóa chất béo và dầu có trong thực phẩm. v Yêu cầu đối với chất chống oxy hóa sử dụng trong bảo quản thực phẩm Không có độc tính. Có khả năng hoà tan, hoặc phân tán đồng đều trong khối thực phẩm. Tăng khả năng ổn định chất lượng sản phẩm khi hạn chế hay loại bỏ quá trình oxy hóa các chất dễ bị oxy hóa trong sản phẩm. Các giá trị dinh dưỡng cơ bản trong thực phẩm phải được bảo tồn. Bảo đảm các giá trị cảm quan về màu và mùi, trạng thái của dầu mỡ. Bảo đảm việc tiêu thụ thuận lợi khi sử dụng các chất chống oxy hóa. v Một số chất chống oxy hoá đã dùng và có triển vọng dùng ở nước ta: Acid ascorbic (vitamin C): bảo quản thịt đóng thùng; hoa quả đóng lọ, làm chất chống oxy hoá dầu mỡ Acid citric, acid limonic: bảo quản sản phẩm sữa, kẹo, nước giải khát α-tocopherol (vitamin E): là chất chống oxi hóa tự nhiên, có trong một số dầu mỡ tự nhiên như dầu đậu tương, dầu hạt bông, dầu mầm ngũ cốc. Trong kỹ thuật bảo quản, người ta dùng dung dịch pha trong dầu, không chứa ít hơn 31% tocopherol v Kết hợp giữa chất chống oxy hóa và các kỹ thuật bảo quản khác Ủ lạnh: bảo quản dầu tinh chế từ cây cải dầu với liều lượng 500 mg tocopherol/kg ở 400C trong 2-4 tuần. Nếu ủ dầu đó ở 100C, có thể bảo quản hơn 15 tháng. Nếu rút hết không khí hay bơm khí trơ vào bao gói thực phẩm có thể giảm 50% lượng chất chống oxy hóa. 2. Bảo quản thực phẩm bằng cách điều chỉnh pH v Tác dụng của việc điều chỉnh pH. Có rất nhiều bị ngừng hoạt động trong môi trường có nồng độ acid cao Tác dụng làm ngăn cản hoặc làm chết vi sinh vật, tác động lên hoạt tính enzym của vi sinh vật, và lên sự vân chuyển các chất dinh dưỡng qua màng tế bào cảu vi sinh vật. màng tế bào của vi sinh vật hoạt động chịu ảnh hưởng rất lớn từ H+ và OH-. Mỗi loài sinh vật có khoảng pH nhất định để phát triển và sinh sản. Ở pH này, các loài vi sinh vật có giới hạn pH phát triển cao và pH phát triển thấp.Ngoài ra còn có giá trị pH tối ưu, các vi sinh vật thực phẩm có giá rị pH tối ưu rất khác nhau. Chính vì thế, ởbất kỳ giá trị pH nào trong thực phẩm cũng tồn tại vi sinh vật hoặc là loại này, hoặc là loài khác. Vi sinh vật pH Vi sinh vật pH Aeromonas hydrophila Alicyclobacillus Acidocaldarinc Bacillus cereus Clostridium botulinum C.perfringens E.coli 0157-H7 Gluconobacter sp Lactobacillus brevis 6,0 2.0 4.9 4,6 5,0 4,5 3,6 3,16 L. plantarum L.lactic Listeria monocytogenes Plesiomonas shigelloides Pseudomonas fragi Salmonella sp Shewanella putre faciens Shigella flexneri Staphylococcus aureus V. parahaemolyticus 3,34 4,30 4,0 4,50 5,00 4,05 5,40 5,50 4,00 4,80 Nguồn James M.Jay ( 1997) Nhận biết được giá trị pH của nguyên liệu và thực phẩm, nhận biết khoản pH phát triển và pH tối ưu của vi sinh vật giúp ta thiết lập những biện pháp phòng. Sự nhiễm vi sinh vật có hại trong thực phẩm. Từ đó có những phương pháp chế biến thực phẩm hữu hiệu hơn. 3. Các phương pháp bảo quản 3.1 Sử dụng các acid hữu cơ chuỗi ngắn Acid hữu cơ chuỗi ngắn được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm. Chúng có 3 đặc điểm rất thuận lợi trong công việc trên là: có khả năng tan rất tốt, có mùi và không gây độc Tác động tiêu diêt hoặc ức chế vi sinh vật của những acid hữu cơ chuỗi ngắn là độ pH thấp của chúng Sben và Freese năm 1972 cho rằng các acid hữu cơ mạch ngắn tác động và làm thay đổi cấu trúc màng tế bào làm thay đổi quá trình trao đổi chất của tế bào. Trong đó sự vận chuyển acid amin chịu ảnh hưởng nhiều nhất. 3.2 Acid axetic và muối axetat Acid axetic và các muối của chúng được sử dụng rộng rãi như một chất tạo acid cho thực phẩm và gây ức chế vi sinh vật. Acid axetic không chỉ tác động tới sinh vật mà làm ảnh hưởng đến cả thực phẩm. Ở pH=6, Woolford (1975) cho thấy acid axetic ảnh hưởng đến Bacillus, Clostridium và vi khuẩn Gram(-) nhiều hơn là nấm men, nấm mốc, vi khuẩn lactic. Ở pH=5, lại thấy vi khuẩn Gram(+) chịu ảnh hưởng nhiều hơn vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc. Brackett tìm thấy rằng acid axetic là loại acid hữu cơ tốt nhất chống lại Yersina enterocolitica. Ở pH chúng ức chế B. Cereus và Salmonella Ở pH=4,1 chúng ức chế Aspergillus niger Ở pH=3,9 chún ức chế Saccharomyces cerevisiae Ở pH=3,5 acid axetic có tác dụng rất tốt A.niger và Rhizopus nifricans, với nồng độ 0,8-1% chúng có khả năng ức chế S. Cerenvisiae var ellipsoideus và penicillium glocucum ¯ Liều lượng quy định sử dụng ở Mỹ như sau: Thịt bò nước 0,25% Phomai 0,8% Sản phẩm sữa 0,6% Các sản phẩm khác 0,15% 3.3 Acid lactic Acid lactic được sử dụng trong công nghệ thực phẩm như chất bảo quản và chất tạo mùi vị. Acid lactic có hoạt lực ức chế Bacillus coagulans trong dịch cà chua mạnh hơn 4 lần các loại acid hữu cơ khác như acid propionic, acid axetic, acid xitric (Rice và Pederson 1954) với liều lượng 6-8 micromet, ở pH=5,0 chúng có tác dụng ức chế vi khuẩn tạo bào tử nhưng lại tác dụng yếu đối với nấm men và nấm mốc. (Woolford 1975) Staphylococcous aureus bị ức chế từ 90-99% trong 12 giờ ở pH=4,9 và 4,6 ( Minor và Marth, 1970). 3.4 Acid propionic Acid propionic là một acid hữu cơ có 3 gố cacbon. Công thức hóa học của chúng như sau: CH3-CH2-COOH Acid propionic được sản xuất từ các vi khuẩn propionibacterium freudenreichii, A. Propionic ức chế sự phát triển của nấm mốc. Một số nấm men, vi khuẩn Gram(-) có thể bị ức chế. Ở pH=6 các propionat ức chế các vi khuẩn tạo bào tử Bacillus subtilis. Propionat và acid propionic 8-12% ức chế sự phát triển của nấm mốc. 3.5 Acid fumaric Ester của acid fumaric như monomethyl, dimethyl, ethyl với liều lượng 0,15%-0.2% dễ phát hiện, A. Fumaric và ester của chúng với liều lượng 0,125% ức chế vi khuẩn gây phồng hộp Clostridium bolulinum trong 56 ngày ở 300C. 3.6 Acid xitric Không sử dụng trực tiếp như chất chống khuẩn chúng chỉ có khả năng chống một số nấm mốc và vi khuẩn. Theo PEISS 1976 acid xitric với liều lượng 0,75% làm giảm sự phát triển của Aspergilus paraciticus và làm giảm khả năng sinh tổng hợp độc chất. Staphylococcus aureus bị ức chế 90-99% trong 12 giờ ở pH=4,7 và 4,5. 3.7 lên men chua Tác dụng bảo quản của kỹ thuật lên men chua là việc lên men sản xuất acid lactic bởi chủng Lactobacillus, nhưng cũng có một số thành phần khác được hình thành trong quá trình lên men và có tác dụng ngăn cản sự phát triển của một số vi sinh vật lên men lactic, gây bệnh và biến chất làm hư hỏng thực phẩm. 4. Sử dụng nồng độ thẩm thấu cao ( Osmotic concentration ) Trong điều kiện nồng độ thẩm thấu cao, sẽ giảm hoạt tính của nước trong thực phẩm và ngăn cản các chất dinh dưỡng từ môi trường qua màng tế bào vi sinh vật. Có hai biện pháp để tạo nồng độ thaamr thấu cao trong thực phẩm là: sử dụng môi trường có nồng độ muối và đường cao. Sử dụng dung dịch có nồng độ muối ăn hoặc ngoài 1 lượng muối ăn có thêm một ít nitrat, nitrit… để bảo quản thực phẩm. Cần chú ý muối ăn ít khi được dùng một mình để bảo quản thực phẩm, do có một số loại vi sinh vật gây bệnh như: Vibrio cholerae có thể sống rất nhiều ngày trong dung dịch muối nhạt. Có 3 phương pháp muối để bảo quản thực phẩm: Muối khô: trong đó thực phẩm sẽ hấp thụ lượng muối cao và nước muối luôn luôn chảy thoát ra ngoài. Muối ướt: trong đó muối và nước trong thực phẩm được hòa tan thành dung dich muối và bảo quản thực phẩm. Muối trong dung dịch đã có sẵn nồng độ muối thích hợp. Bảo quản thực phẩm bằng sử dụng nồng độ đường thích hợp, nồng độ đường trong dung dịch không thấp hơn 60%, có thể sử dụng đường kính hoặc đường bạch nha. Trong thị trường, kỹ thuật bảo quản vơi nồng độ đường thích hợp trong thực phẩm kết hợp với bảo quản trong bao gói kín và diệt khuẩn đã kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm được lâu hơn. III. PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN SINH HỌC 1. Phương pháp lên men (muối chua) Sử dụng các vi sinh vật lên men tạo ra acid làm thay đổi pH môi trường ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm và kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm.  Vi khuẩn sinh acid lactic (LAB) là một nhóm vi khuẩn đa dạng có sản phẩm trao đổi chất cuối cùng là acid lactic. Trong quá trình lên men các vi khuẩn này tiết ra acid lactic và acid acetic làm acid hóa môi trường góp phần kìm hãm và tiêu diệt vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm. Ngoài ra các vi khuẩn sinh lactic còn tiết ra các bacteriocin kháng khuẩn 2. Phương pháp sử dụng bacteriocin Bacteriocin là các protein có tính kháng một số gây hư hỏng và gây ngộ độc thực phẩm, nó được các vi sinh vật chủ yếu là nhóm vi khuẩn sinh lactic tiết ra. Bacteriocin lớp I có phổ kháng khuẩn khá rộng Bacteriocin lớp IIa lại có phổ kháng khuẩn hẹp Nisin là một bacteriocin được sinh ra bởi Lactococcus lactis và Streptococcus lactis. Nisin liên kết với anion phospholipid → di chuyển vào tế bào gây rối loạn quá trình trao đổi ion và làm chết vi sinh vật Lactococcus lactis Streptococcus lactis Nisin Nisin có tác dụng với một số vi khuẩn (Enterococcus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Clostridium botulinum..), nhưng không có tác dụng với nấm men, nấm mốc. L.monocytogenes Enterococcus S.aureus B.cereus C.botulinum Nisin bị phá hủy ở pH=8,0 nhiệt độ 37oC từ 15-30 phút Nó được dùng trong công nghiệp chế biến pho mát, bảo quản đồ hộp, nước ép quả đóng hộp, rau quả tươi… Liều dùng trong thực phẩm là 20 U.I/g thực phẩm 3. Phương pháp sử dụng enzyme Enzyme Nguồn gốc Cơ chế Lyzozyme Sữa động vật Xúc tác quá trình cắt đứt nối peptidoglycan trên vách tế bào vi khuẩn Lactose peroxidase Glucose peroxidase Sữa bò A.niger Xúc tác quá trình oxy hóa, giải phóng chất độc hay các sản phẩm làm bất hoạt vi khuẩn Glucose oxidase Penicillium, A.niger Xúc tác quá trình oxy hóa loại bỏ cơ chất hay chất dinh dưỡng Hydrolase Nhiều nguồn khác nhau Xúc tác quá trình thủy phân polysaccharide ngoại bào D. PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM I. PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN THỊT 1. Phương pháp bảo quản lạnh Là phương pháp tốt nhất để ngăn ngừa hoặc làm chậm lại sự hư hỏng của sản phẩm và duy trì đầy đủ tính chất tự nhiên ban đầu của thịt. Thường sử dụng 2 phương pháp xử lý lạnh sau: Phương pháp làm lạnh thịt: Là quá trình hạ thấp nhiệt độ của thịt xuống nhưng nhiệt độ đó lớn hơn nhiệt độ đóng băng dịch mô. Nhiệt độ làm lạnh thường là 0- 4oC. Phương pháp lạnh đông thịt: Là quá trình hạ thấp nhiệt độ của thịt xuống thấp hơn nhiệt độ đóng băng của dịch mô. Nhiệt độ tốt nhất để làm lạnh đông thịt bò từ -15 - -200C. Phương pháp lạnh đông thường ít được sử dụng vì làm giảm chất lượng thực phẩm, không hiệu quả kinh tế. Khi bảo quản lạnh trong thịt diễn ra các biến đổi vật lý và hóa học của mô cơ cũng như các quá trình vi sinh vật. Thịt trở nên chắc, mùi vị phát triển qua giai đoạn chín tới. Màu sắc thịt tiếp tuc biến đổi do sự oxy hóa hemoglobin và mioglobin. Bảo quản lạnh đông sẽ diễn ra sự biến đổi hóa học ở mô mỡ gây ra hiện tượng ôi thịt do sự thủy phân và oxy hóa chất béo. Để kéo dài thời gian bảo quản thịt lạnh, có thể phối hợp với các biện pháp khác như: dùng khí carbonic, khí ozon, tia tử ngoại và các chất kháng sinh. 2. Phương pháp ướp muối Uớp muố thịt để bảo quản là phương pháp bảo quản cổ truyền được sử dụng nhiều trong dân gian. Có thể ướp tư vài ngày đến vài tuần hoặc chỉ ướp trong vài giờ. Có thể ướp muối khô hoặc muối ướt hoặc phối hợp cả 2 cách. Có thể kết hợp ướp muối với bảo quản lạnh để kéo dài thời gian bảo quản. Nguyên liệu dùng để ướp muối là NaCl, các chất phụ gia, các chất gia vị như hồi, quế, gừng, tỏi … Tác dụng của muối ăn là làm cho thịt mặn, nâng cao tính chất bền vững của sản phẩm khi bảo quản tạo áp suất thẩm thấu và giảm độ ẩm của sản phẩm, giảm tỷ lệ oxy hòa tan trong môi trường làm ức chế các vi sinh vật hiếu khí. Trong quá trình ướp muối thường xảy ra một số hiện tượng làm giảm chất lượng sản phẩm như sự mất nước và mất một số thành phần protid tan trong thịt. Thịt nạn thường ngấm muối nhanh hơn thịt mỡ. 3. Phương pháp xông khói Xông khói thịt có thể tiến hành ở các khoảng nhiệt độ: từ 18-200C gọi là xông khói lạnh, từ 35-500C gọi là xông khói ấm, từ 70-1200C goị là xông khói nóng. Các chế độ nhiệt của quá trình xông khói có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm do nhiều biến đổ sâu sắc trong thịt. Tác dụng bảo quản của khối chủ yếu là do các hợp chất phenol. Nó được hấp thu chọn lọc và thấm sâu vào thịt. Mô mỡ hấp thu nhiều hơn mô cơ. ức chế và tieu diệt vi khuẩn làm hỏng thịt, chống oxy hóa thành phần chất béo không no trong thịt, cải thiện mùi,vị, màu sắc của thịt. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN TRỨNG 1.Bảo quản lạnh Nguyên tắc: hạ nhiệt độ bảo quản xuống gần điểm đóng băng của trứng, nhiệt độ bảo quản từ 0-20C. 2.Bảo quản trong nước vôi Nguyên tắc: Cho trứng vào ngập dung dịch Ca(OH)2 nhằm ngăn cách trứng với môi trường xung quanh, ngăn ngừa sự xâm nhập của sinh vật vào trứng. 3.Bảo quản trong lớp màng bảo vệ Màng silicate: Là loại màng được tạo thành bởi dung dịch thủy tinh lỏng trong suốt. Màng paraffin: Có thể dùng Paraffin hay hỗn hợp Paraffin + nhựa thông + Trichloetylen. 4.Bảo quản trong môi trường khí trơ Đây là phương pháp tích cực mà các nước tiên tiến thường dùng. Các chất hữu cơ thường dùng CO2, N2 hoặc hỗn hợp của chúng. 5.Bảo quản bằng sự lên nhiệt Trong điều kiện không có thiết bị lạnh thì có thể dùng phương pháp này để bảo quản trứng. Cách làm là nhúng trứng vào nước nóng, tùy nhiệt độ nước mà nhúng trong thời gian khác nhau. III. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN CÁ 1.Bảo quản bằng muối ăn Đây là phương pháp bảo quản truyền thống có từ xa xưa trong lịch sử phát triển loài người. Muối cá nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quản đồng thời cũng để tăng hương vị của cá. Hiện nay muối cá vẫn chiếm một vị trí quan trọng trong ngành chế biến thủy sản ở nước ta. Đây là phương pháp có hiệu quả tốt, dễ áp dụng bảo quản kịp thới một khối lượng cá lớn vào mùa khai thác. Tác dụng của muối ăn: Kìm hãm sự tự phân của enzyme và vi khuẩn, nồng độ muối lớn gây nên tác dụng thẩm thấu lớn có thể làm vỡ màng tế bào của vi khuẩn, làm thoát nước ra ngoài, vì thế vi khuẩn khó phát triển, nồng độ muối thông thường lớn hơn 10%. 2.Sấy khô Nguyên liệu cá tươi sống chứa nhiều nước là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vât. Nếu giảm hàm lượng nước trong sản phẩm sẽ làm giảm sự phát triển của vi sinh vật. Phương pháp làm giảm lượng nước trong thực phẩm gọi là phương pháp làm khô. Dựa vào tính chất của sản phẩm mà ta có 3 loại khô: khô sống, khô chín và khô mặn. 3.Xông khói Nhằm phát triển mùi cho sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản và tạo ra dạng sản phẩm mới. Một trong những mục đích chính của quá trình xông khói là tiêu diệt các vi sinh vật trên bề mặt. Ngoài ra xông khói còn làm giảm độ ẩm của sản phẩm, ức chế hoạt động của vi sinh vật trên bề mặt sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản. Tác dụng bảo quản của khói chủ yếu là do các hợp chất phenol, khói có tác dụng phòng thối hơn sát trùng. 3 nhân tố chủ yếu giúp cho sản phẩm xông khói phòng thối tốt là ướp muối, xông khói và khử triệt để nước; khói có tác dụng chống oxy hóa. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN SỮA 1.Bảo quản lạnh Sữa là một sản phẩm giàu dinh dưỡng. Sữa mới vắt ra ở nhiệt độ 35- 370C dù có thuân thủ chặt chẽ điều kiện vệ sinh vắt sữa đến đâu thì trong sữa vẫn luôn luôn có một lượng vi khuẩn nhất định. Các vi khuẩn này phát triển và nhân lên nhanh chóng, làm cho sữa bị chua, bị hỏng và không còn sử dụng được nữa. Chính vì vậy, trong vòng một giờ sau khi vắt, sữa phải được chế biến hoặc phải được đổ vào tăng bảo quản lạnh. Bảo quản lạnh là biện pháp hiệu quả kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật. Bằng cách hạ nhiệt độ của sữa xuống 2-50C chúng ta có thể giữ sữa tươi được 1-2 ngày. 2.Bảo quản bằng phức chất LPS Phức chất Lactoperoxydaza (LPS) là phương tiện bảo vệ tự nhiên có sẵn trong sữa. Nó bao gồm một enzym (Lactoperoxydaza), liên kết với một anion và một lượng nhỏ Peroxyde. Phức chất này oxy hoá các cơ chất đặc trưng trên màng tế bào, dẫn đến rối loạn quá trình trao đổi chất và kết quả là vi khuẩn có thể bị chết.Thông thường, phức chất này có tác dụng diệt các vi khuẩn Gram - và tác động kìm hãm các vi khuẩn Gram + phát triển. Trong thực tế, để kích thích hệ thống kháng khuẩn trong sữa và kéo dài thời gian an toàn cho sữa, người ta bổ sung một lượng nhỏ (8,5 ppm) Hydrogen peroxyde (H2O2 ) và 15 ppm Thiocyanate. Lượng bổ sung này rất nhỏ và hoàn toàn không độc hại đối với người tiêu dùng sữa, nhưng có tác dụng kháng khuẩn 5-6 ngày (đối với loại sữa được làm lạnh) và tăng thời gian an toàn cho sữa tươi 3-5 giờ (đối với sữa ở nhiệt độ môi trường 300C ). TÀI LIỆU THAM KHẢO Hà Văn Thuyết- Trần văn Bình. “Bảo quản rau quả tươi và bán chế phẩm”. NXB Nông Nghiệp. Nguyễn Đức Lượng- TS Phan Minh Tâm. “ Vệ sinh an toàn thực phẩm”. NXB ĐH quốc gia TpHCM- 2005 Hà Duyên Tư. “ Dinh dưỡng ứng dụng và chế biến thực phẩm”. NXB Nông Nghiệp Hà Nội- 2000. Hà Duyên Tư. “ Kỹ thuật phân tích cảm quan thực phẩm”. NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. Nguyễn Đức Lượng- Nguyễn Hữu Phước. “ Công nghệ vi sinh vật tập 2, vi sinh vật công nghiệp”. NXB Trường ĐH Bách khoa TpHCM-1996. Trần Thị Thanh. “ Công nghệ vi sinh”. Số xuất bản 196/6-00- NXB giáo dục 2000. “ Bảo quản và chế biến nông sản”. NXB lao động xã hôi- viện Cisdoma trung tâm nguyên cứu nhà xuất bản sách và tạp chí. TS Nguyễn Đức Lượng. “ công nghệ vi sinh vật tập 1 cơ sở vi sinh vật công nghiêp”. NXB ĐH quốc gia TPHCM. PGS-TS Bùi Minh Đức, GS-TS Nguyễn Văn Dịp. “ Vi sinh vật thực phẩm kỹ thuật kiễm tra và chỉ tiêu đánh giá an toàn thực phẩm”. NXB Y hoc. PGS-TS Nguyễn Đức lượng. “ Công nghệ vi sinh vật tập 3 thực phẩm lên men truyền thống. NXB ĐH Kỹ thuật TPHCM. MỤC LỤC A. Lời giới thiệu Trang 1 B. Sự hư hỏng của thực phẩm khi bảo quản I. Nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm Trang 2 1. Do vi sinh vật Trang 2 2. Enzyme nội tại Trang 4 3. Ảnh hưởng của môi trường Trang 4 II. Nguyên nhân và quá trình biến chất của thực phẩm Trang 5 1. Nguyên nhân thực phẩm bị biến chất Trang 6 2. Thực phẩm giàu đạm Trang 6 3. Thực phẩm giàu lipid Trang 7 4. Thực phẩm giàu tinh bột Trang 8 II. Các biện pháp phòng chống thực phẩm, thức ăn bị biến chất Trang 8 1. Lựa chọn thực phẩm an toàn Trang 8 2. Bảo quản, cất giữ Trang 8 C. Phương pháp bảo quản thực phẩm Trang 9 I. Phương pháp vật lý Trang 9 1. Phương pháp bảo quản thực phẩm bằng nhiệt độ Trang 9 2. Phương pháp bảo quản thực phẩm bằng làm khô Trang 17 3. Phương pháp bảo quản thự phẩm bằng tia phóng xạ Trang 21 4. Phương pháp bảo quản thực phẩm bằng thay đổi khí quyển Trang 25 5. Bảo quản bằng áp lực thủy tĩnh cao Trang 26 6. Phương pháp lọc thanh trùng Trang 26 7. Phương pháp siêu âm Trang 27 8. Phương pháp dòng điện cao tần Trang 28 9. Phương pháp hút chân không Trang 29 II. Phương phap hóa học Trang 29 1. Hóa chất bảo quản thực phẩm Trang 29 2. Bảo quản thực phẩm bằng cách điều chỉnh pH Trang 35 3. Các phương pháp bảo quản Trang 35 4. Sử dụng nồng độ thẩm thấu cao ( Osmotic concentration ) Trang 37 III. Phương pháp bảo quản sinh học Trang 37 1. Phương pháp lên men (muối chua) Trang 37 2. Phương pháp sử dụng bacteriocin Trang 38 3. Phương pháp sử dụng enzyme Trang 39 D. Phương pháp bảo quản một số loại thực phẩm Trang 40 I. Phương pháp bảo quản thịt Trang 40 1. Phương pháp bảo quản lạnh Trang 40 2. Phương pháp ướp muối Trang 40 3. Phương pháp xông khói Trang 40 II. Các phương pháp bảo quản trứng Trang 41 1.Bảo quản lạnh Trang 41 2.Bảo quản trong nước vôi Trang 41 3.Bảo quản trong lớp màng bảo vệ Trang 41 4.Bảo quản trong môi trường khí trơ Trang 41 5.Bảo quản bằng sự lên nhiệt Trang 41 III. Các phương pháp bảo quản cá Trang 41 1.Bảo quản bằng muối ăn Trang 41 2.Sấy khô Trang 41 3.Xông khói Trang 41 IV. Các phương pháp bảo quản sữa Trang 42 1.Bảo quản lạnh Trang 42 2.Bảo quản bằng phức chất LPS Trang 42 Tài liệu tham khảo Trang 43