Đề tài Tìm hiểu kỹ thuật MAP và hệ thống APS

n cheá cuûa phöông phaùp naøy laø khoù khaên ñeå tìm ñöôïc vaät lieäu coù ñoä thaám khí phuø hôïp vôùi toác ñoä hoâ haáp cuûa rau quaû. Haàu heát nhöõng maøng bao ñeàu khoâng ñaûm baûo noàng ñoä O2 vaø CO2 toái öu trong bao bì, trong nhieàu tröôøng hôïp daãn ñeán söï hoâ haáp yeám khí hay söï hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät kò khí. Ñeå giaûi quyeát ñieàu naøy,ngöôøi ta ñaõ taïo ra nhöõng vi loã coù kích côõ vaø soá löôïng xaùc ñònh treân maøng bao ñeå taïo ñieàu kieän cho nhöõng loaïi rau quaû coù toác ñoä hoâ haáp cao nhö boâng caûi xanh, suùplô, caø roát, giaù , naám, rau dieáp…, ngaên chaën nhöõng vi sinh vaät yeám khí. Moät soá maøng ñöôïc duøng ñeå bao goùi rau quaû trong MAP: Maøng plastic: LDPE (linear low density polyethylen) Laø maøng polyethylen coù tyû troïng thaáp ñöôïc saûn xuaát baèng phöông phaùp truøng hôïp khí ethylen C2H4 Tyû troïng : 0,91 ¸ 0,925 g/cm3 Ñaëc tính : Trong suoát, hôi coù aùnh môù, coù beà maët boùng laùng, meàm deûo Tnc = 85 ¸ 930C Beàn cô hoïc cao döôùi taùc duïng cuûa axít, kieàm,dung dòch muoái voâ cô Bò hö hoûng khi tieáp xuùc vôùi caùc dung moâi höõu cô vaø caùc chaát taåy nhö H2O2, HClO … Choáng thaám O2, CO2 keùm Choáng thaám nöôùc vaø hôi nöôùc toát Duøng ñeå bao goùi rau, quaû töôi soáng baûo quaûn theo phöông phaùp öùc cheá hoâ haáp raát hieäu quaû vaø kinh teá. PVC (polyvinylclorua) Laø loaïi maøng ñöôïc saûn xuaát baèng phöông phaùp truøng hôïp caùc monomer vinylcloride, ôû aùp suaát thaáp, ôû khoaûng nhieät ñoä khoâng cao. Tyû troïng : 1,4 g/cm3 Ñaëc tính : Choáng thaám hôi vaø nöôùc keùm hôn PE Choáng thaám khí vaø choáng thaám daàu môõ cao Khoâng bò hö hoûng bôûi acid vaø kieàm Bò phaù huûy bôûi caùc dung moâi höõu cô Laøm maøng co vì coù tính khaù meàm deûo ñeå bao boïc caùc loaïi rau quaû töôi soáng EVA (ethylen vinyl acetat) Laø loaïi maøng ñöôïc saûn xuaát baèng phöông phaùp ñoàng truøng hôïp ethylen vaø vinyl acetat Loaïi maøng EVA coù tæ leä VA khoaûng 7 ¸ 8% thì coù tính chaát gioáng LDPE, VA khoaûng 15 ¸ 20% thì khaù gioáng PVC nhung deûo dai hôn ñöôïc duøng laøm maøng co. Ñaëc tính : Meàm deûo Ñoä beàn cô hoïc cao hôn LDPE Tính choáng thaám hôi nöôùc vaø khí thaáp hôn LDPE OPP (oriented polypropylen) Laø maøng polypropylen caûi tieán Tyû troïng : 0,902 ¸ 0,907 g/cm3 Ñaëc tính : Trong suoát vaø boùng beà maët Ñoä beàn cô hoïc cao Choáng thaám khí hôi toát Moät soá loaïi thöïc phaåm nhö rau xaø laùch, naám rôm, boâng caûi xanh… caàn ñöôïc ñoùng bao bì coù bôm khí, vôùi bao bì laøm baèng vaät lieäu plastic OPP. Polyamide (nylon) Laø moät loaïi plastic taïo ra töø phaûn öùng truøng ngöng cuûa moät loaïi acid höõu cô vaø moät amin Ñaëc tính : Beàn cô hoïc, trong suoát,coù ñoä boùng beà maët cao, meàm deûo Khoâng bò taùc ñoäng bôûi acid vaø kieàm yeáu nhöng bò hö hoûng khi tieáp xuùc vôùi acid vaø kieàm noàng ñoä cao Tính choáng thaåm thaáu khí hôi raát toát (thöôøng ñöôïc söû duïng laøm bao bì ñoùng goùi chaân khoâng) Baûng 4: Khaû naêng thaám khí hôi vaø nöôùc, khaû naêng chòu ñöïng trong caùc moâi tröôøng hoùa hoïc cuûa caùc loaïi plastic Vaät lieäu maøng bao bì Toác ñoä khueách taùn khí (cm3/25mm/100m2/24h/atm 250C) Toác ñoä thaåm thaáu hôi nöôùc (g/25mm/100m2/24h/atm 380C 90% RH) Khaû naêng chòu ñöïng trong moâi tröôøng O2 N2 CO2 Acid maïnh Kieàm maïnh Chaát beùo Dung moâi höõu cô LDPE 500 180 2700 1,0 ¸ 1,5 Toát Toát Keùm Keùm PVC 8 ¸160 1 ¸ 70 20 ¸ 1900 4 ¸ 10 Toát Toát Toát Coù caûi thieän OPP 160 20 540 0,25 Toát Toát Toát Toát Nylon-6 2,6 0,9 10 ¸ 12 16 ¸ 22 Toát Toát Toát Toát GHI CHUÙ: PVC thöôøng söû duïng chuû yeáu ñeå bao goùi beân ngoaøi nhöõng saûn phaåm, coøn PP vaø LDPE ñöôïc söû duïng ñeå ñoùng goùi nhöõng saûn phaåm cheá bieán toái thieåu. Baûng 5: ÖÙng duïng caùc loaïi vaät lieäu trong bao goùi rau quaû Rau quaû Vaät lieäu bao goùi Ñoä daøy (μm) Khoai taây boùc voû vaø laùt moûng LDPE 50 PA/PE 70-100 Carrot nghieàn OPP 40 Vi loã OPP 30-40 PE/EVA/OPP 30-40 Cuû caûi laùt moûng LDPE 50 Cuû caûi nghieàn PE/EVA/OPP 40 Cuû caûi ñöôøng laùt moûng LDPE 50 PA/PE 70-100 Cuû caûi ñöôøng nghieàn OPP 40 Vi loã OPP 30-40 PE/EVA/OPP 30-40 Baép caûi Trung Quoác xeù nhoû Caûi baép traéng xeù nhoû OPP 40 PE/EVA/OPP 30-40 Haønh thaùi nhoû OPP 40 PA/PE 70-100 Toûi taây thaùi nhoû LDPE 50 OPP 40 PA/PE 70-100 Maøng saùp: Maøng saùp thöôøng duøng ñeå choáng taùc duïng cuûa naám, haïn cheá söï hoâ haáp, söï chín, söï boác hôi cuûa rau quaû vöøa laø chaát choáng naám beänh. Maøng saùp thöôøng goàm caùc chaát taïo maøng, chaát dieät naám vaø caùc chaát phuï khaùc. Caùc loaïi chaát taïo maøng saùp thöôøng duøng hieän nay laø: saùp loâng cöøu, saùp ong, Waxol 0,12, Waxol 12 (Aán Ñoä), Protexan… Nguyeân taéc taïo maøng: quaû seõ ñöôïc nhuùng vaøo dung dòch roài vôùt ra ñeå khoâ seõ taïo ñöôïc lôùp maøng bao xung quanh. Maøng Waxol 0-12: Saùp caây cacbona 26g Nöôùc soâi 2233ml Saùp mía 13g Nöôùc laïnh 2000ml Acid oleic 5g Caùnh kieán 500g Trietylamin 8g Natri octophenit-phenat (SOPP) 10g Maøng Waxol 12: Saùp mía 40g Trietylamin 13-19g Saùp parafin 20g Nöôùc noùng 500g Saùp caây cacroba 20g Nöôùc nguoäi 225ml Acid oleic 7g SSOP 0.2g Protexan: Chaát loûng khoâng muøi khoâng vò khoâng ñoäc, ñöôïc duøng döôùi daïng dung dòch moät cheá phaåm ba nöôùc (1:3). Maøng Chitoxan : Chitoxan (C6H13NO5) cheá hoùa töø chitin trong voû toâm, mai ruøa vôùi NaOH. Chitoxan laø polymer sinh hoïc coù hoaït tính cao, coù tính khaùng naám, coù khaû naêng töï phaân huûy, maøng moûng coù tính choáng thaám,… Caùch taïo maøng Chitoxan: chitoxan hoøa tan trong duïng dòch vôùi acid acetic 2 – 3%, moät soá chaát khaùng naám vaø moät soá chaát taêng tính taïo maøng. Maøng Chitoxan taïo thaønh treân beá maët quaû coù taùc duïng öùc cheá hoâ haáp, giöõ khí CO2, giaûm löôïng ethylen (kích thích quaù trình chín), kìm haõm söï bieán maøu cuûa quaû khi baûo quaûn. Ñeå taêng cöôøng hieäu quaû baûo quaûn, ngöôøi ta thöôøng xöû lyù rau quaû ôû 35-500C trong vaøi phuùt ñeán vaøi chuïc phuùt, nhuùng vaøo dung dòch CaCl2 2-8% sau ñoù môùi taïo maøng. Caùc loaïi rau quaû phuø hôïp vôùi phöông phaùp taïo maøng nhö taùo, leâ, bô, quaû muùi, döa chuoät, tieâu, khoai taây, khoai lang, caø chua …Rau laù, maêng khoâng phuø hôïp vôùi phöông phaùp taïo maøng naøy. Caùc chaát taïo maøng khaùc : CMS (Carboxy Methyl Sitoxan), CMC (Carboxy Methyl Cellulose), saran… Taùc duïng baûo quaûn cuûa caùc chaát phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá trong ñoù coù noàng ñoä cuûa chuùng. Ví duï : Xöû lyù chuoái baèng CMC noàng ñoä 2,5 – 3%, t = 250C, j = 70%, sau 11 ngaøy baûo quaûn, hao huït 14% Xöû lyù chuoái baèng CMC noàng ñoä 6%, t = 250C, j = 90%, sau 12 ngaøy baûo quaûn, hao huït 8% Moät soá thieát bò ñoùng goùi MAP trong rau quaû Hình 14: Maùy KATS 800 Ñaëc tính Maùy baùn töï ñoäng Toác ñoä 720 khay/h Kích thöôùc : 8,2 x 5 x 4ft Troïng löôïng 500kg Ñieän : 240V/60Hz/3pha Coù heä thoáng bôm huùt chaân khoâng. Hình 15: Maùy ORICS R40 Ñaëc tính : Toác ñoä 40 – 60goùi/ph Coù heä thoáng bôm huùt chaân khoâng Ñieän 220V/3pha Thöôøng ñöôïc duøng ñeå bao nhöõng goùi lôùn. Hình 16: Heä thoáng saûn xuaát salad ñoùng goùi söû duïng kyõ thuaät MAP Moät soá hình aûnh bao goùi rau quaû trong MAP Quaû leâ Baép Quaû cam Haønh thaùi Traùi sôri Caùc loaïi rau quaû Quaû daâu HEÄ THOÁNG ÑOÙNG GOÙI CHOÁNG VI SINH VAÄT APS (ANTIMICROBIAL PACKAGING SYSTEMS) Khaùi nieäm veà heä thoáng ñoùng goùi choáng vi sinh vaät Ñònh nghóa Kyõ thuaät ñoùng goùi choáng vi sinh vaät coù theå ngaên chaên hoaëc tieâu dieät vi sinh vaät, do ñoù coù theå keùo daøi thôøi gian baûo quaûn cuõng nhö taêng ñoä an toaøn cuûa saûn phaåm ñaõ ñöôïc bao goùi . Beân caïnh nhieàu öùng duïng nhö oxygen- scavenging, ñieàu khieån ñoä aåm, kyõ thuaät ñoùng goùi choáng vi sinh vaät laø moät trong nhöõng ñaày höùa heïn seõ ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong kyõ thuaät ñoùng goùi (Floros, 1997). Noù coù theåà ñoàng thôøi keát hôïp söû duïng vaät lieäu bao bì choáng vi sinh vaät vaø chaát choáng vi sinh vaät beân trong khoaûng troáng giöõa bao bì vaø thöïc phaåm hoaëc ngay beân trong thöïc phaåm. Moãi thöïc phaåm ñoùng goùi ñeàu bao goàm saûn phaåm, bao bì vaø khoaûng troáng giöõa saûn phaåm vaø bao bì. Vaø baát kì moät trong ba phaàn ñoù ñeàu coù theà chöùa chaát choáng vi sinh vaät ñeå taêng hieäu quaû baûo quaûn saûn phaåm. Nhöõng nghieân cöùu ñaàu tieân veà kyõ thuaät APS laø veà bao bì chöùa nhöõng hoùa chaát choáng vi sinh vaät. Tuy nhieân nhöõng bao bì thoâng thöôøng khaùc cuõng ñöôïc söû duïng trong kyõ thuaät APS khi ñaõ coù söï choáng vi sinh vaät ngay beân trong thöïc phaåm hay beân trong khoaûng troáng cuûa bao bì vaø thöïc phaåm. Nhöõng chaát choáng vi sinh vaät aên ñöôïc coù theå ñöôïc boå sung ngay vaøo beân trong thöïc phaåm, trong khi ñoù chaát choáng vi sinh vaät khaùc seõ ñöôïc ñöa vaøo khoaûng troáng cuûa bao bì ôû daïng caùc tuùi nhoû, daïng maøng, daïng baûn moûng hoaëc caùc chaát phuï theâm ñeå taïo ra moâi tröôøng choáng vi sinh vaät. Chaát choáng vi sinh vaät Coù raát nhieàu chaát choáng vi sinh vaät coù theå ñöôïc söû duïng trong kyõ thuaät APS. Ta coù theå chia chuùng thaønh ba nhoùm chính: nhoùm hôïp chaát hoùa hoc, nhoùm coù nguoàn goác töï nhieân, nhoùm coù baûn chaát vi sinh (probiotics). Baûng 6: Caùc chaát choáng vi sinh vaät thöôøng duøng (Han, 2000, Han, 2003a, Han, 2003b, Suppakul, 2003a) Phaân loaïi Chaát choáng vi sinh vaät Acid höõu cô Acid acetic, acid benzoic, acid lactic, acid citric, acid malic, acid propionic, acid sorbic, acid succinic, acid tartaric, hoãn hôïp caùc acid höõu cô Muoái Kali sorbat, natri benzoat Acid anhydric Anhydric sorbic, anhydric benzoic Acid para benzoic Propyl paraben, methyl paraben, ethyl paraben Röôïu Ethanol Bacteriocin Nisin, pediocin, subtilin, lacticin Acid beùo Acid lauric, acid palmitoleic Ester cuûa acid beùo Glycerol mono laurat Chaát kieàm haõm EDTA, citrat, lactoferrin Enzyme Lyzozyme, glucose oxidase, lactoperoxidase Kim loaïi Baïc, ñoàng, ziriconi Chaát choáng oxy hoùa BHA, BHT, TBHQ, muoái saét Khaùng sinh Natamycin Thuoác dieät naám Benomyl, imazalil, SO2 Khí O3, ClO2, CO, CO2 Polysaccharide Chitosan Phenolic Catechin, cresol, hydroquinone Chaát deã bay hôi Allyl isothiocyanate, cinnamaldehyd, eugenol, linalool, terpineol, thymol, Chieát xuaát töø thöïc vaät Chieát xuaát töø haït nho, daàu caây höông thaûo, daàu huùng queá… Vi sinh Acid lactic Hoùa chaát choáng vi sinh vaät Hoùa chaát choáng vi sinh vaät laø hôïp chaát ñöôïc söû duïng phoå bieán nhaát. Noù coù theåà ñöôïc boå sung tröïc tieáp vaøo thöïc phaåm, ñính leân maøng bao bì hoaëc cho vaøo khoaûng troáng cuûa bao bì vaø thöïc phaåm. Trong tröôøng hôïp thöïc phaåm khoâng söû duïng hoùa chaát thì caùch duy nhaát ñeå söû duïng kyõ thuaät APS laø coá ñònh chaát choáng vi sinh vaät vaø maøng bao bì thaønh daïng polymer. Luùc ñoù haøm löôïng coøn laïi cuûa chaát choáng vi sinh vaät trong saûn phaåm khoâng ñöôïc pheùp coù. Vì vaäy söï phaùt taùn vaø haøm löôïng cuûa noù phaûi ñöôïc ñieàu chænh ngay khi coá ñònh. Caùc hoùa chaát choáng vi sinh vaät thöôøng gaêp trong coâng nghieäp nhaát laø: acid höõu cô, thuoác dieät naám, röôïu, chaát khaùng sinh…(Han, 2005). Acid höõu cô Nhieàu loaïi acid höõu cô, bao goàm caû acid beùo, ñeàu co nguoàn goác töï nhieân vaø ñöôïc söû duïng töø raát laâu ñôøi. Tuy nhieân hieän nay haàu heát chuùng ñeàu ñöôïc toång hôïp töø hoùa chaát. Acid höõu cô nhö acid benzoic, acid sorbat, acid citric…laø hoùa chaát ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát trong kyõ thuaät APS, nguyeân nhaân laø do vi sinh vaät raát nhaïy caûm vôùi nhöõng tính chaát cuûa noù. Acid sorbic vaø sorbat laø chaát choáng naám raát hieäu quaû nhöng laïi khoâng hieäu quaû vôùi caùc chuûng vi khuaån. Vì vaäy phaûi coù löïa choïn chính xaùc khi söû duïng chaát choáng vi sinh vaät. Hoãn hôïp caùc acid höõu cô coù taùc duïng maïnh meõ vaø phaïm vi roäng hôn moät acid ñôn leû (Han, 2005). Thuoác dieät naám Thuoác dieät naám cuõng laø moät chaát ñöôïc söû duïng phoå bieán. Keå töø khi thuoác dieät naám bò caám söû duïng nhö laø moät phuï gia thöïc phaåm, chuùng ta khoâng theå boå sung tröïc tieáp noù vaøo thöïc phaåm ñöôïc thì kyõ thuaät APS ñöôïc thieát keá vaø ñöa vaøo öùng duïng. Imazalil ñöôïc ñính vaøo maøng bao bì söû duïng ñeå baûo quaûn cam vaø caùc loaïi quaû coù muùi (Ahvenaine, 2003). Noù laø moät chaát coù khaû naêng chòu nhieät toát vaø hoaït ñoäng maïnh meõ ngay caû ôû noàng ñoä thaáp. Imazalil ñöôïc coá ñònh treân maøng PE coù theå ngaên chaën naám moác (Penicillium spp, A. toxicarius) treân beà maët phoâ mai (Weng and Hotchkiss, 1992). Chaát choáng vi sinh vaät coù nguoàn goác töï nhieân Chaát choáng vi sinh vaät coù nguoàn goác töï nhieân coù theå phaân loaïi theo nguoàn thu nhaän. Noù coù theà thu nhaân töø ñoäng vaät nhö: chitosan (toâm), lactoferrin (söõa) (Oram and Reiter, 1968), lysozyme (tröùng, coân truøng..) (Hughey and Johnson, 1987, Roller, 2000);(Saleem and AL- Delaimy, 1982) thöïc vaät nhö: allium (haønh,toûi..) , vi sinh vaät nhö: natamycin (Streptomyces natalensis) (Anonymous, 1991), nisin (Lactococcus lactis) (Thomas, 2000). Ngöôøi tieâu duøng ngaøy caøng coù khuynh höôùng söû duïng nhöõng thöïc phaåm khoâng chöùa phuï gia baûo quaûn, chính vì vaäy caùc nhaø saûn xuaát phaûi söû duïng nhöõng chaát coù nguoàn goác töø thieân nhieân ñeå choáng vi sinh vaät, keùo daøi thôøi gian baûo quaûn. Chieát xuaát töø thaûo moäc vaø caùc loaïi gia vò ñaõ ñöôïc bieát ñeán laø moät chaát coù khaû naêng choáng laïi söï hoaït ñoäng cuûa nhieàu chuûng vi sinh vaät khaùc nhau. Tuy nhieân cô cheá hoaït ñoäng cuûa chuùng vaãn coøn laø vaán ñeà ñang ñöôïc nghieân cöùu. Caùc hôïp chaát trong chieát xuaát naøy coù nguoàn goác töï nhieân neân khoâng gaây ñoäc haïi nhöng laïi coù aûnh höûông khoâng toát ñeán muøi cuûa saûn phaåm. Ngoaøi ra ñoái vôùi enzyme, khi söû duïng ta coøn phaûi chuù yù ñeán caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hoaït tính cuûa noù nhö: nhieät ñoä, pH… Lyzozyme Lyzozyme laø moät enzyme xuùc taùc cho phaûn öùng thuûy phaân lien keát ß-1,4 glucoside giöõa N-acetylmuramic acid vaø N-acetylglucosamine cuûa peptidoglycan trong thaønh teá baøo vi khuaån. Noù coù trong tröùng caùc loaïi chim, söõa, nöôùc maét, coân truøng vaø caù. Trong moâi tröôøng nhöôïc tröông, enzyme naøy seõ laøm thaønh teá baøo vi khuaån moûng daàn, noù coù tính ñaëc hieäu vôùi vi khuaån gram döông hôn do peptidoglycan cuûa thaønh teá baøo loä ra ngoaøi nhieàu hôn. Noù ngaên chaën söï sinh saûn vaø phaùt trieån cuûa B.stearothermophilus, C.botulium, C.thermosaccharolyticum, l.monocytogenes, S.aureus…(Hughey and Johnson, 1987). Chaát choáng vi sinh vaät coù nguoàn goác vi sinh (probiotic) ÖÙng duïng cuûa caùc probiotic laø ñeå taïo neân, ñieàu khieån söï caïnh tranh giöõa caùc vi sinh vaät. Vi khuaån acid lactic coù theà taïo ra caùc bacteriocin vaø caùc chaát kieàm haõm nhö reuterin, nhöõng hôïp chaát naøy coù theå laøm haïn cheá söï phaùt trieån cuûa caùc vi khuaån khaùc. Caùc saûn phaåm leân men truyeàn thoáng cuõng chöùa raát nhieàu caùc chaát choáng vi sinh vaät coù nguoàn goác vi sinh vaät. Caùc bacteriocin khaùc nhö nisin, pediocin, lacticin… coù theå söû duïng ñeå coá ñònh leân maøng bao bì, choáng laïi söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät vaø ñang ñöôïc öùng duïng ngaøy caøng roäng raõi (Daeschul, 1989). Nisin Nisin laø moät peptid goàm 34 amino acid, ñöôïc saûn sinh ra trong quaù trình nuoái caáy vi khuaån L.lactic spp lactis. Nisin chæ coù taùc duïng ngaên chaën ñoái vôùi vi khuaån gram döôngbao goàm: Alicyclobacillus, B. cereus, B. thermosphacta, C. botulium, C. sporogenes, , l.monocytogenes, Lactibacillus, Leuconostoc…(Thomas, 2000). Noù khoâng coù taùc duïng ngaên chaën vi khuaån gram aâm, naám men vaø moác, tuy nhieân tình traïng naøy coù theå caûi thieän khi noù ñöôïc keát hôïp vôùi nhöõng chaát kieàm haõm khaùc nhö EDTA, ñun noùng hoaëc laøm laïnh (Delves-Broughton and M.J., 1994, Carneiro de Melo et al., 1998). Maøng film vaø maøng phuû choáng vi sinh vaät Chaát choáng vi sinh vaät ñöôïc keát hôïp vaøo beân trong maøng film hoaëc maøng phuû aên ñöôïc seõ nhaû töø töø vaøo beà maët thöïc phaåm ñeå ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät. Maøng phuû cuõng ñoùng vai troø nhö moät raøo caûn choáng aåm vaø choáng thaám khí. Maøng phuû aên ñöôïc ngaøy caøng ñöôïc söû duïng phoå bieán trong coâng ngheä thöïc phaåm vì noù taïo ra ít chaát thaûi, coù hieõu quaû cao vaø coù khaû naêng baûo veä ngay khi bao bì ñaõ môû (Cha and Chinnan, 2004). Thaønh phaàn cuûa maøng film vaø maøng phuû aên ñöôïc chia laøm ba nhoùm chính bao goàm: hydrocolloid, lipid vaø hoãn hôïp composite. Nhoùm hydrocolloid goàm protein vaø polysaccharid nhö tinh boät, alginat, chaát coù nguoàn goác töø cellulose, chitosan, agar…Nhoùm lipid goàm saùp, acylglycerol, acid beùo. Nhoùm composite bao goàm thaønh phaàn hydrocolloid vaø lipid. Vieäc löïa choïn chuùng phuï thuoäc vaøo yeâu caàu baûo quaûn (Cha and Chinnan, 2004). Nhoùm polysaccharid Polysaccharid ñöôïc öùng duïng raát roäng raõi. Noù coù tính choáng thaám khí choïn loïc ñoái vôùi O2 vaø CO2, vì vaäy laøm giaûm quaù trình hoâ haáp vaø quaù trình chín cuûa nhieàu loaïi rau quaû. Tinh boät Tinh boät laø moät chaát haùo nöôùc, deã bò phaân huûy nhöng coù hieäu quaû cao. Maøng film laøm töø tinh boät coù tính choáng thaám khí töông ñoái, tính cô hoïc cuûa noù khoâng baèng maøng polymer toång hôïp. Khi theâm nöôùc vaøo thì tinh boät seõ coù tính deûo. Amylose ñoùng vai troø chaát ñònh hình cho maøng film laøm töø tinh boät. Tæ leä amylose trong tinh boät cao seõ laøm taêng ñoä deûo, ñoä dai, cuûa maøng film, ngöôïc laïi, maøng coù nhieàu amylopectin seõ gioøn vaø khoâng lieàn maïch. Maøng film laøm töø tinh boät keát hôïp vôùi kali sorbat coù taùc duïng keùo daøi thôøi gian baûo quaûn cuûa daâu taây töø 14 ñeán 28 ngaøy (Cha and Chinnan, 2004). Cellulose vaø chaát coù nguoàn goác töø cellulose Cellulose laø moät polymer töï nhieân raát phoå bieán treân traùi ñaát, noù coù ñoä keát tinh cao, coù nhieàu sôïi thoâ vaø khoâng tan. Moät soá hôïp chaát töø cellulose nhö methylcellulose (MC), hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), laø moät maøng deûo coù caáu truùc vöõng chaéc coù taùc duïng keùo daøi thôøi gian baûo quaûn cuûa taùo vaø caø chua. Söû duïng nhöõng maøng naøy keát hôïp vôùi caùc bacteriocin nhö nisin, pediocin seõ laøm taêng hieäu quaû choáng khuaån cuûa maøng (Cha and Chinnan, 2004). Maøng HPMC ñöôïc phuû ethanol coù khaû naêng ngaên chaën S. montevideo treân beà maët caø chua, noù coù theå laøm giaûm quaù trình meàm quaû vaø chuyeån maøu cuûa caø chua ôû 200C hôn 18 ngaøy (Zhuang et al., 1996). Alginat Alginat laø chaát chieát töø gioáng taûo bieån Phaephyceae, laø muoái cuûa acid alginic (polymer cuûa caùc monomer D-mannuronic vaø L-guluronic). Söï töông taùc cuûa alginat vôùi cation hoùa trò II vaø hoùa trò III ñöôïc söû duïng trong coâng thöùc laøm maøng film alginat. Ion Ca2+ coù hieäu quaû hôn ion Mg2+, Mn2+, Al3+, Fe2+, Fe3+ , vaø ñöôïc söû duïng nhö laø moät maøng gel. Nhoùm protein Protein laø maøng phuû ñöôïc söû duïng ñeå baûo quaûn rau quaû töôi, noù coù theå ñöôïc chieát xuaát töø baép, boät mì, ñaäu naønh, ñaäu phoäng, söõa…Maøng protein coù khaû naêng choáng thaám khí O2 vaø CO2 toát nhöng khoâng coù khaû naêng choáng thaám nöôùc. Ñaïm baép (corn zein) Ñaïm baép laø moät prolamin trong protein baép, caáu truùc maøng cuûa noù ñaõ ñöôïc öùng duïng nhieàu trong coâng nghieäp nhö laøm maøng phuû beân ngoaøi haït ñaäu, keïo, laøm voû bao cuûa vien thuoác con nhoäng… Maøng ñaïm baép coù tính choáng thaám O2 toát, tính thaám hôi cuûa noù cao gaáp 800 laàn so vôùi loaïi maøng vaûi. Maøng film töø ñaïm baép coù aûnh höôûng laøm chaäm quaù trình chín vaø chuyeån maøu cuûa caø chua trong suoát thôøi gian baûo quaûn (Park et al., 1994). SPI (Soy Protein Isolate) Maøng film laøm töø ñaäu naønh ñaõ ñöôïc söû duïng töø xa xöa ôû vuøng Vieãn Ñoâng trong moät saûn phaåm töø protein vaø lipid ñaäu naønh goïi laø yuba film (Gennadios et al., 1993). Hoãn hôïp chaát choáng vi sinh vaät (nisin, lyzozyme, EDTA) keát hôïp leân maøng SPI coù theå ngaên chaën ñöôïc söï phaùt trieån cuûa L. plantarum (Padgett et al., 1998). Nhoùm lipid Lipid bao goàm caùc glycerid laø nhöõng ester cuûa glycerol vaø acid beùo, saùp hoaëc laø ester cuûa röôïu ñôn chöùc maïch daøi acid beùo. Trong ñoù acetylat monoglycerid, saùp töï nhieân thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå laøm maøng aên ñöôïc. Lipid thöôøng ñöôïc boå sung vaøo trong maøng thöïc phaåm ñeå taêng tính choáng nöôùc cuûa noù. Caáu truùc cuûa chaát beùo nhö ñoä baõo hoøa, ñoä daøi maïch, traïng thaùi vaät lyù, hình daïng vaø kích thöôùc cuûa tinh theå, söï phaân boá cuûa lipid treân maøng film coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán ñaëc tính cuûa maøng (Kester and Fennema, 1986). Saùp Saùp thuoäc nhoùm lipid khoâng phaân cöïc, noù khoâng hoøa tan ñöôïc trong nöôùc cuõng khoâng traûi maøng ñöôïc treân beà maët thöïc phaåm. Tính kò nöôùc cuûa saùp raát cao theå hieän bôûi tính tan cuûa noù trong caùc dung moâi höõu cô. Ñoä choáng thaám khí vaø hôi nöôùc cuûa caùc loaïi saùp khaùc nhau nhö saùp ong, saùp candelilla, saùp carnauba phuï thuoäc chuû yeáu vaøo thaønh hoùa hoïc vaø caáu truùc tinh theå cuûa chuùng (Donhowe and Fennema, 1993). Caùc loaïi saùp naøy ñöôïc keát hôïp vôùi caùc choáng vi sinh vaät duøng ñeå baûo quaûn rau quaû, ñaëc bieät laø hoï quaû coù muùi. Glycerid Monoglycerid ñöôïc söû duïng trong maøng film aên ñöôïc nhö moät chaát nhuõ hoùa coù taùc duïng oån ñònh tính nhuõ hoùa cuûa maøng vaø laøm taêng söï lieân keát cuûa hai thaønh phaàn coù tính kò nöôùc khaùc nhau. Triglycerid khoâng tan trong nöôùc nhöng toàn taïi khaù oån ñònh ôû caáu truùc daïng maøng. Tính aùi nöôùc hay kò nöôùc cuûa triglycerid phuï thuoäc vaøo caáu truùc cuûa noù. Tính choáng aåm cuûa maøng glycerid seõ taêng khi ta boå sung theâm vaøo acid palmitic, acid stearic, acid lauric hoaëc stearyl alcohol (Cha and Chinnan, 2004). Hoãn hôïp composit Maøng film caáu taïo neân töø moät loaïi chaát raát hieám khi vöøa coù tính chaát cô hoïc toát vöøa coù tính choáng thaám toát. Maøng film ñöôïc laøm töø protein vaø polysaccharid coù tính choáng thaám O2 töông ñoái toát nhöng khaû naêng choáng thaám hôi laïi khoâng toát do tính haùo nöôùc coù saün trong protein vaø polysaccharid (Kester and Fennema, 1986). Maøng film lipid coù tính choáng aåm toát nhöng nhöôïc ñieåm laø tính cô hoïc yeáu nhö vieäc xuaát hieän loã hoång vaø veát raïn treân maøng film, tính baùm dính keùm, thieáu ñoä ñoàng nhaát vaø coù vò saùp. Vì vaäy, qua nhöõng moâ taû veà tính chaát vaät lieäu nhö treân, caùc nhaø khoa hoïc ñaõ keát hôïp caùc vaät lieäu treân ñeå taïo neân maøng hoãn hôïp hoaëc maøng ña thaønh phaàn nhö maøng sinh hoïc hay maøng nhuõ. Ñaõ coù nhieàu nghieân cöùu veà maøng hoãn hôïp töø söï keát hôïp cuûa acid beùo hoaëc daàu beùo vôùi polysaccharid hoaëc vôùi protein (Cha and Chinnan, 2004). Cô cheá vaän haønh kyõ thuaät APS Trong kyõ thuaät APS, chaát choáng vi sinh vaät seõ keát hôïp vôùi mang bao bì baèng nhieàu caùch khaùc nhau nhö: pha troän (blending), coá ñònh (immobilisation) treân bao bì hoaëc phuû maøng (coating) leân bao bì, vieäc löïa choïn naøy phuï thuoäc vaøo ñaëc ñieåm cuûa loaïi maøng bao vaø thöïc phaåm caàn ñöôïc bao goùi. Pha troän chaát choáng vi sinh vaät leân bao bì coù theå laøm noù di chuyeån töø bao bì vaøo beân trong thöïc phaåm, trong khi ñoù neáu ta duøng phöông phaùp coá ñònh thì coù theå haïn cheá ñöôïc tình traïng naøy. Hình 17: Kỹ thuật APS ((Ahvenaine, 2003)) Kỹ thuật biểu diễn ở hình 17 (A) vaø (B), chất chống khuẩn sẽ nhả ra từ từ thoâng qua hiện tượng khuếch taùn, ở hình 17 (C) vaø (D) chất chống khuẩn sẽ taùch ra bởi hiện tượng bay hơi. Ở hệ thống 1 lớp, chất chống khuẩn được kết hợp beân trong bao bì hoặc cố định treân bao bì. Ở hệ thống 2 lớp, chất chống khuẩn (lớp ngoaøi) sẽ bao bọc maøng bao bì (lớp trong). Ở hệ thống coù khoaûng troáng, caùc chaát choáng vi sinh vaät deã bay hôi ñöôïc keát hôïp trong lôùp ñeäm seõ nhaû ra töø töø vaøo khoaûng troáng beân trong bao bì, khoaûng khoâng khí chöùa chaát choáng vi sinh vaät naøy ñöôïc ngaên caùch vôùi thöïc phaåm bôûi hieän töôïng caân baèng huùt thaám beà maët hoaëc ñöôøng ñaúng nhieät. ÔÛ heä thoáng coù khoaûng troáng keát hôïp vôùi lôùp ñieàu khieån, lôùp ñieàu khieån chi phoái söï thaåm thaáu cuûa caùc chaát choáng vi sinh vaät deã bay hôi ñeå duy trì löôïng khí choáng vi sinh vaät trong bao bì (Ahvenaine, 2003). Nhö ñaõ ñeà caäp ôû treân, chaát choáng vi sinh vaät deã bay hôi seõ thoaùt ra ngoaøi khoaûng khoâng bao bì tieáp xuùc vôùi thöïc phaåm.Trong quaù trình keát hôïp, chaát choáng vi sinh vaät ñöôïc troän laãn vaøo beân trong maøng bao bì tröôùc quaù trình eùp ñuøn cuoái cuøng (Nam et al., 2002, Han and Floros, 1997); hoaëc hoøa tan vaøo lôùp maøng phuû beân ngoaøi bao bì (Rodriues and Han, 2000, Rodriues et al., 2002). Quaù trình coá ñònh (immobilisation) chaát choáng vi sinh vaät vaøo trong bao bì döïa treân lieân keát coäng hoùa trò cuûa chaát ñoù vaø caáu truùc hoùa hoïc cuûa maøng bao bì. (Appendini and Hotchkiss, 1996, Appendini and Hotchkiss, 1997, Miller et al., 1984). Chaát choáng vi sinh vaät coá ñònh naøy coù taùc duïng ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät treân beà maët cuûa thöïc phaåm ñöôïc bao goùi. Lôùp maøng beân treân bao bì hoaëc lôùp maøng aên ñöôïc treân beà maët thöïc phaåm coù theå taïo neân moât lôùp maøng baûo veä chöùa chaát choáng vi sinh vaät. Chaát choáng vi sinh vaät treân beà maët ñoù phaûi xuyeân qua ñöôïc lôùp maøng beân trong ñeán beà maët thöïc phaåm thöïc hieän chöùc naêng baûo quaûn. Lôùp maøng aên ñöôïc raát coù lôïi do noù coù theå aên ñöôïc, coù baûn chaát sinh hoïc vaø ñôn giaûn (Krochta and De Mulder-Johnston, 1997). Noù coù theå ñöôïc söû duïng laøm maøng khoâ hoaëc maøng öôùt. Maøng khoâ coù theà keát hôïp caû chaát choáng vi sinh vaät coù nguoàn goác hoùa hoïc laãn chaát coù nguoàn goác töï nhieân ñoùng vai troø laø raøo caûn hoùa lyù hoaëc raøo caûn vi sinh coù taùc duïng baûo quaûn (Han, 2000, Han, 2001). Maøng öôùt phaûi coù moät lôùp maøng bao beân ngoaøi ñeå traùnh söï thoaùt aåm, tuy nhieân maøng öôùt coù theà mang nhieàu loaïi taùc nhaân chöùc naêng khaùc nhau nhö probiotic hoaëc chaát khaùng khuaån (Gill, 2000). Vi khuaån acid lactic ñöôïc keát hôïp vaøo trong maøng öôùt vaø kieåm soaùt söï caïnh tranh vôùi caùc vi sinh vaät khoâng mong muoán. Loaïi maøng öôùt naøy thích hôïp söû duïng cho saûn phaåm töôi, thòt vaø gia caàm. Moãi chaát choáng vi sinh vaät coù cô cheá ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaât khaùc nhau, vì vaäy vieäc löïa choïn noù phuï thuoäc vaøo loaïi vi sinh vaät caàn ngaên chaën. Sau ñaây laø moät soá kyõ thuaät APS aùp duïng cho saûn phaåm cuï theå ñaõ ñöôïc nghieân cöùu: Baûng 7: Moät soá nghieân cöùu öùng duïng kyõ thaät APS (Han, 2005) Chaát choáng vi sinh vaät Maøng bao bì Thöïc phaåm VSV Nguoàn Acid höõu cô Acid benzoic PE Phi leâ Tilapia Taát caû (Huang et al., 1997) Para benzoat Styren acrylat Moâi tröôøng nuoâi caáy S. cerevisiae (Chung et al., 2001b) Acid benzoic vaø acid sorbic PE-co-Met-acrylat Moâi tröôøng nuoâi caáy A. niger, Penn. spp (Weng et al., 1999) Sorbat LDPE Moâi tröôøng nuoâi caáy S. cerevisiae (Han and Floros, 1997) OE, BOPP, PET Nöôùc, phoâ mai Migration test (Han and Floros, 1998b, Han and Floros, 1997b, Han and Floros, 1998a) LDPE Phoâ mai Naám men, moác (Devlieghere et al., 2000a) Sorbat vaø propionat PE Taùo Firmness test (Yakovleva et al., 1999) Acid acetic, acid propionic Chitosan Nöôùc Migration test (Ouattara et al., 2000a) Enzyme Lyzozyme PVOH Nöôùc Migration test (Buonocore et al., 2003) Lyzozyme, nisin, EDTA SPI Moâi tröôøng nuoâi caáy E. coli, L. plantarum (Padgett et al., 1998) Glucose oxidase Caù (Fields et al., 1986) Bacteriocin Nisin PE Thòt boø B. thermosphacta (Siragusa et al., 1999) HPMC Moâi tröôøng nuoâi caáy L. Monocytogenes, S. aureus (Coma et al., 2001`) Nisin, lacticin LDPE, polyamide Haøu, thòt boø Vi khuaån hieáu khí, coliform (Kim et al., 2002) EDTA PE, PE-PE oxit Thòt boø B. thermosphacta (Cutter et al., 2001) Citrat, EDTA PVC, nylon, LLDPE Thòt gaø S. typhimurium (Tatrajan and Sheldon, 2000) Polysaccharide Chitosan Phoâ mai L. Monocytogenes, L. Innocua (Coma et al., 2002) Giaáy Daâu taây E.coli (Yi et al., 1998) Chitosan vaø chieát xuaát thaûo moäc LDPE Moâi tröôøng nuoâi caáy L. plantarum, E. coli, S. cerevisiae, F. oxysporum (Hong et al., 2000) BHT LDPE Nguõ coác (Hoojjatt et al., 1987) Ethanol Silicon oxit sachet Baùnh nöôùng (Smith et al., 1987) Khaùng sinh PE Moâi tröôøng nuoâi caáy S. Typhimurium, K. pheumoniae, E.coli, S. aureus (Han and Moon, 2002) Hexamethylenetetramine LDPE Nöôùc cam Naám men, vi khuaån acid lactic (Devlieghere et al., 2000b) Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán kyõ thuaät APS Coù nhieàu nhaân toá caàn phaûi löu yù khí thieát heä moät heä thoáng bao bì choáng vi sinh vaät beân caïnh nhöõng yeáu toá ñaõ neâu ôû treân nhö: tính chaát cuûa chaát choáng vi sinh vaät, phöông phaùp keát hôïp chaát choáng vi sinh vaät vaøo trong bao bì, söï thaåm thaáu vaø söï bay hôi. Nhöõng yeáu toá ñoù bao goàm phaïm vi hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät, loaïi vi sinh vaät, kieåm soaùt vieäc nhaû khí, cô cheá nhaû khí, thaønh phaàn cuûa thöïc phaåm, maøng bao bì, ñieàu kieän baûo quaûn, tính chaát caûm quan vaø ñoäc tính cuûa chaát choáng vi sinh vaät, chuùng coù lieân quan chaët cheõ vôùi nhau. Moãi chaát choáng vi sinh vaät coù khaû naêng ngaên chaën söï hoaït ñoäng cuûa moät loaïi vi sinh vaät khaùc nhau. Vì vaäy vieäc löïa choïn chaát choáng vi sinh vaät phuï thuoäc vaøo vieäc chuùng ta caàn ngaên chaën loaïi vi sinh vaät naøo trong thöïc phaåm. Döïa vaøo ñaëc ñieåm cuûa saûn phaåm thöïc phaåm nhö: pH, hoaït ñoä cuûa nöôùc aw, thaønh phaàn vaø nhieät ñoä baûo quaûn, söï phaùt trieån cuûa nhöõng vi sinh vaät tieàm aån laøm hö hoûng thöïc phaåm laø vieäc coù theå döï ñoaùn ñöôïc. Chaát choáng vi sinh vaät seõ ñöôïc löïa choïn ñeå choáng laïi loaïi vi sinh vaät coù khaû naêng gaây beänh trong ñieàu kieän moâi tröôøng cuûa thöïc phaåm ñaõ ñöôïc bao goùi. Thieát keá heä thoáng bao bì choáng vi sinh vaät ñoøi hoûi phaûi coù kyõ thuaät kieåm soaùt söï nhaû khí vaø phaûi bieát cô cheá phaùt trieån cuûa vi sinh vaät. Khi toác ñoä phaùt taùn ra ngoaøi cuûa chaát choáng vi sinh vaät lôùn hôn toác ñoä phaùt trieån cuûa vi sinh vaät, chaát choáng vi sinh vaät seõ ít ñi, khaû naêng choáng vi sinh vaät seõ bò suy yeáu tröôùc khi keát thuùc thôøi gian baûo quaûn vì löôïng thöïc phaåm ñöôïc ñoùng goùi laø raát lôùn so vôùi löôïng bao bì vaø taùc nhaân choáng vi sinh vaät. Do ñoù vi sinh vaät vaãn seõ tieáp tuïc phaùt trieån khi löôïng taùc nhaân choáng vi sinh vaät ñaõ bò hao huït. Maët khaùc, khi toác ñoä nhaû chaát baûo quaûn nhoû hôn toác ñoä phaùt trieån cuûa vi sinh thì vi sinh vaät seõ phaùt trieån maïnh meõ tröôùc khi taùc nhaân choáng vi sinh vaät nhaû ra ngoaûi. Vì vaäy toác ñoä nhaû cuûa chaát choáng vi sinh vaät töø bao bì ra ngoaøi thöïc phaåm phaûi ñöôïc kieåm soaùt sao cho töông öùng vôùi toác ñoä phaùt trieån cuûa vi sinh vaät. Hình 18: Hệ thống bao bì vả hệ thống maøng phủ ăn được (Ahvenaine, 2003) Hình 18 mieâu taû söï chuyeån hoùa vaø phaùt trieån cuûa vi sinh vaät trong tröôøng hôïp maøng bao film vaø maøng bao phuû aên ñöôïc. Chaát choáng vi sinh vaät ñöôïc keát hôïp vaøo trong bao bì (hình a), vaø ñöôïc phuû leân treân maøng bao (hình b) seõ di chuyeån töø bao bì ra thöïc phaåm trong suoát thôøi gian baûo quaûn. ÔÛ heä thoáng (a), haàu heát söï hö hoûng do vi sinh vaät gaây ra ñeàu dieãn ra treân beà maët cuûa thöïc phaåm, beân trong bao bì. ÔÛ heä thoáng (b), vi sinh vaät laïi chuû yeáu gaây hö hoûng ôû beà maët lôùp maøng phuû. Söï di chuyeån cuûa chaát choáng vi sinh vaät töø bao bì ra ngoaøi thöïc phaåm laø hieän töôïng caàn thieát ñeå ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät treân beà maët saûn phaåm thöïc phaåm. Trong khi noàng ñoä cuûa chaát choáng vi sinh vaät ñeàu duy trì treân möùc “noàng ñoä ngaên chaën thaáp nhaát” m.i.c. (minimal inhibitory concentration) treân beà maët thöïc phaåm, söï taäp trung naøy coù hoaït tính choáng vi sinh vaät. Tuy nhieân söï di chuyeån cuûøa chaát choáng vi sinh vaät töø bao bì ra thöïc phaåm laøm giaûm noàng ñoä cuûa noù treân maøng phuû. So saùnh vôùi löôïng maøng phuû thì beà maët thöïc phaåm lôùn hôn nhieàu.Vì vaäy söï di chuyeån ñoù laøm giaûm löôïng chaát choáng vi sinh vaät beân trong maøng phuû, laøm noàng ñoä giaûm xuoáng döôùi möùc m.i.c., khaû naêng choáng vi sinh vaät cuûa maøng phuû giaûm. Noùi caùch khaùc khoâng coù söï di chuyeån naøo laø coù lôïi cho heä thoáng maøng phuû. Traïng thaùi hoùa hoïc cuûa caùc chaát choáng vi sinh vaät cuõng laø moät nhaân toá quan troïng. Moät soá tan trong nöôùc, moät soá thì khoâng. Neáu chaát choáng vi sinh vaät hoøa tan ñöôïc troän vaøo nhöïa thoâng ñeå laøm maøng film choáng vi sinh vaät, ñieàu ñaëc bieät phaûi xem xeùt cuûa tính chaát maøng film laø noù coù ñaït chaát löôïng cao? Vì khi so saùnh tính haùo nöôùc cuûa chaát choáng vi sinh vaät so vôùi nhöïa, quaù trình eùp ñuøn nhöïa coù theå gaây ra nhieàu vaán ñeà raéc roái bao goàm vieäc taïo neân nhieàu loã hoång treân maøng film, hieän töôïng “boät nôû hoa” (powder-blooming), laøm giaûm tính chaát vaät lyù vaø ñoä trong suoát (Han and Floros, 1997). Haàu heát hoùa chaát choáng vi sinh vaät ñeàu thay ñoåi hoaït tính theo pH. pH cuûa heä thoáng bao goùi (a) phuï thuoäc chuû yeáu vaøo pH cuûa thöïc phaåm ñöôïc bao goùi. Vì vaäy söï xem xeùt thaønh phaàn thöïc phaåm vaø traïng thaùi chaát choáng vi sinh vaät cuõng quan troïng nhö vieäc xem xeùt ñaëc tính cuûa bao bì vaø traïng thaùi hoùa hoïc cuûa chaát choáng vi sinh vaät. Hình 19: Sự nhả của chất chống khuẩn trong hai hệ thống bao bì chống khuẩn khaùc nhau (Ahvenaine, 2003) Tính tan cuûa chaát choáng vi sinh vaät vaøo trong thöïc phaåm cuõng laø moät nhaân toá then choát. Neáu chaát choáng vi sinh vaät hoøa tan toát trong nöôùc, söï di chuyeån seõ dieãn ra theo söï khueách taùn töï do (hình 19), trong khi ñoù neáu tan khoâng toát thì seõ coù heä thoáng nguyeân khoái. Phaàn beân traùi (maøu xaùm) laø maøng bao bì choáng vi sinh vaät, phaàn beân phaûi (maøu traéng) laø thöïc phaåm. Ñöôøng neùt ñöùt bieåu dieãn möùc m.i.c. cuûa chaát choáng vi sinh vaät. Söï khueách taùn töï do (hình 19a) bieåu dieãn heä thoáng coù chaát choáng vi sinh vaät hoøa tan toát vaøo bao bì ñang di chuyeån ra beà maët thöïc phaåm vaø noàng ñoä chaát choáng vi sinh vaät trong bao bì giaûm khi söï di chuyeån vaãn tieáp tuïc dieãn ra. Noàng ñoä chaát choáng vi sinh vaät treân beà maët thöïc phaåm (Cs) giaûm khi noàng ñoä beân trong bao bæ giaûm vaø cuoái cuøng giaûm xuoáng döôùi möùc m.i.c. laøm giaûm hoaït tính choáng vi sinh vaät. Heä thoáng nguyeân khoái (hình 19b) bieåu dieãn cho chaát keùm hoøa tan di chuyeån ra beà maët thöïc phaåm. Trong heä thoáng naøy, noàng ñoä cuûa chaát choáng vi sinh vaät treân beà maët thöïc phaåm (Cs) raát thaáp so vôùi heä thoáng chaát hoøa tan toát. Noàng ñoä cao hay thaáp phuï thuoäc vaøo ñoä hoøa tan cuûa chaát choáng vi sinh vaät vaøo thöïc phaåm. Cho ñeán khi keát thuùc quaù trình di chuyeån, noàng ñoä treân beà maët ñöôïc duy trì khi noù laø moät haèng soá (thaäm chí laø ñoä hoøa tan cöïc ñaïi) duy trì hoaït tính baûo quaûn trong khi toång löôïng chaát choáng vi sinh vaät beân trong bao bì giaûm xuoáng. Söï di chuyeån cuûa chaát choáng vi sinh vaät phaûi ñöôïc tìm hieåu ñaày ñuû vaø kieåm soaùt ñeå ñaït ñöôïc hieäu quaû choáng vi sinh vaät trong suoát thôøi gian baûo quaûn. Söï quan troïng cuûa nguyeân taéc kieåm soaùt söï nhaû khí ñöôïc bieåu dieãn ôû hình 20. Hình 20: Noàng ñoä treân beà maët thöïc phaåm (A) heä thoáng khueách taùn töï do; (B) heä thoáng nguyeân khoái (Ahvenaine, 2003) Khoaûng dieän tích phía döôùi ñöôøng noàng ñoä cuûa caû hai heä thoáng coù trò soá toång baèng löôïng chaát choáng vi sinh vaät ban ñaàu. Tuy nhieân heä thoáng (B) coù khoaûng noàng ñoä treân möùc m.i.c. daøi hôn so vôùi heä thoáng (A). Quaù trình baûo quaûn vaø phaân phoái cuõng laø nhöõng nhaân toá quan troïng. Chuùng bao goàm thôøi gian vaø nhieät ñoä baûo quaûn. Söï hoøa hôïp giöõa thôøi gian vaø nhieät ñoä aûnh höôûng raát lôùn ñeán söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät. Ñeå ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät, neân traùnh hoaëc haïn cheá giai ñoaïn baûo quaûn ôû khoaûng nhieät ñoä thuaän lôïi cho söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät trong suoát thôøi gian baûo quaûn vaø phaân phoái. NHÖÕNG ÖÙNG DUÏNG TRONG THÖÏC TEÁ Toùm laïi kyõ thuaät APS coù theå söû duïng ñeå ngaên chaën söï phaùt trieån gaây hö hoûng vaø maàm beänh cuûa vi sinh vaät, noù coøn ñoùng goùp cho söï caûi tieán cuûa thöïc phaåm an toaøn vaø keùo daøi thôøi gian baûo quaûn. Chính vì vaäy ñaõ coù nhieàu heä thoáng ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp vôùi hoùa chaát chuû yeáu laø ion baïc. Hình 21: Ion baïc ñöôïc ñính leân chaát mang laø nhoâm silicat Theo Baûng 8: Moät soá chaát choáng vi sinh vaät vaø nhaø saûn xuaát (Han, 2005) Teân thöông maïi Hôïp chaát Nhaø saûn xuaát Nguoàn Piatech Baïc oxit Daikoku Kasei Co. (Japan) (Brody et al., 2001) Silvi Film Baïc oxit Nomiko Co. (Japan) (Brody et al., 2001) Apacider Baïc zeloit Sangi Co. (Japan) (Brody et al., 2001) Zeomic Baïc zeloit Shinanen New Ceramics Co. (Japan) (Brody et al., 2001) Bactekiller Baïc zeloit Kanebo Co. (Japan) (Brody et al., 2001) MicroFree Baïc, ñoàng oxit, keõm silicat Dupont (USA) (Vermeiren et al., 2002) Novaron Baïc zirconium photphat Milliken Co. (USA) (Vermeiren et al., 2002) Surfacine Baïc halide Surfacine Development Co. (USA) (Vermeiren et al., 2002) Microban Triclosan Microban Products Co. (USA) (Brody et al., 2001) Wasa Ouro Allyl isothiocyanat Green Cross Co. (Japan) (Brody et al., 2001) Take Guard Chieát xuaát tre Takex Co. (Japan) (Brody et al., 2001) Acticap Ethanol Freund Industrial Co. (Japan) (Smith et al., 1987) Biocleanact Khaùng sinh Micro Science Tech Co. (Korea) (Han and Moon, 2002) Microatmosphere ClO2 Southwest Reseach Institute(USA), Bernard Technologies Inc. (USA) (Brody et al., 2001) TAØI LIEÄU THAM KHAÛO Ahvenaine, R. (2003) Novel Food Packaging Techniques. CRC Press, Booca Raton,FL, 77-78. Anonymous (1991) Technical Bulletin. Gist-brocades Food Ingredients Inc.King of Prussia, PA. Appendini, P. & Hotchkiss, J.H. (1996) Immobilization of lysozyme on synthetic polymers for the application to food packages. Book of Abstracts (1996 IFT Annual Meeting New Orleans, LA), Institute of Food Technologists. Chicago, 177. Appendini, P. & Hotchkiss, J.H. (1997) Immobilization of lyzozyme on food contact polymers as potentialantimicrobial films. Packaging Technol, 10(5), 271-279. Brody, A.L., Strupinsky, E.R. & Kline, L.R. (2001) Active Packaging for Food Applications. Technomic Publishing Co. Lancaster, PA, 131-196. Buonocore, G.G., Del Nobile, M.A., Panizza, A., Bove, S., Battaglia, G. & Nicolais, L. (2003) Modeling the lyzozyme release kinetics from antimicrobial films intended for food packaging applications. J.Food Sci, 68(4), 1365-1370. Cantwell, M. (1995) Fresh-cut products. Perishable Handing Newsletter,CA,US Davis, 4-6. Carneiro de Melo, A.M.S., Cassar, C.A. & Miles, R.J. (1998) Trisodium phosphate increases sensitivity of gram-negative bacteria to lyzozyme and nisin. J. Food Protect, 61, 839-844. Cha, D.S. & Chinnan, M.S. (2004) Biopolymer-Based Antimicrobial Packaging. Department of Food Science and Technology, University of Georgia, GA, 224-229. Chung, D., Chikindas, M.L. & Yam, K.L. (2001b) Inhibition of Saccharomyces cerevisiae by slow release of propyl paraben from a polymer coating. J.Food Protect, 64(9), 1420-1424. Church, N. (1994) Developments in modified atmosphere packaging and related technologies. Trends Food Sci Technol, 5, 345-352. Coma, V., Martial- Gross, A., Gareau, S., Copinet, A., Salin, F. & Deschamps, A. (2002) Edible antimirobial films based on chitosan matrix. J. Food Sci., 37(3), 1162-1169. Coma, V., Sebti, I., Pardon, P., Deschamps, A. & Pichvant, F.H. (2001`) Antimicrobial edible packaging based on cellulosic ethers, fatty acids, and nisin incorporation to inhibit Listeria innocua and Staphylococcus aureus. J.Food Protect, 64(4), 470-475. Cutter, C.N., Willett, J.L. & Siragusa, G.R. (2001) Improved antimicrobial activity of nisin-incorporation polymer films by formulation change and addition of food grade chelator. Lett. Appl. Microbial, 33(4), 325-328. Daeschul, M.A. (1989) Antimicrobial substancesfrom lactic acid bacteria for use as food preservatives. Food Technol, 43(1), 164-167. Day, B.P.F. (2003) Novel MAP for fresh- prepared produce. CRC Press, Booca Raton,FL. Delves-Broughton, J. & M.J., G. (1994) Natural Antimicrobial System and Food Preservation. CAB International, Wallingford, Oxon, UK. Devlieghere, F., Debevere, J. & Vanimpe, J. (1998) Effect of dissolved carbon dioxide and temperaure on the growth of Lactobacillus Sake in modified atmosphere. Int J Food Microbiol, 41, 231-238. Devlieghere, F., Geeraerd, A.H., Versyck, K.J., Vandeweatere, B., Vanimpe, J. & Debevere, J. (2001) Growtn of Listeria monocytogenes in modified atmosphere packed cooked meat poducts: a predictive model. Int J Food Microbiol, 16), 53-66. Devlieghere, F., Vermeiren, L., Bockstl, A. & Debevere, J. (2000a) Study on antimicrobial activity of food packaging material containing potassium sorbate. Acta Alimentaria, 29(2), 137-146. Devlieghere, F., Vermeiren, L., Jacobs, M. & Debevere, J. (2000b) The effectiveness of Hexamethylenetetramine-incorporated plastic for the active packaging of food. Packaging Technol Sci., 13(3), 117-121. Donhowe, I.G. & Fennema, O.R. (1993) Water vapor and oxygen permeabilityof wax films. J.Am.Oil Chem.Soc., 70, 867-873. Dufresne, I., Smith, J., Juin-ni-Liu & Tarte, I. (2000) Effects of headspace oxygen on toxin production by Colostrium botulinum type E in rainbow fillets stored under modified atmospheres. J.Food Safety, 20(3), 157-175. Fields, C., Pivarnic, L.F., Barnett, S.M. & Rand, A. (1986) Utilization of glucose oxidase for extending the shelflife of food. J. Food Sci., 51(1), 66-70. Floros, J.D., Dock,L.L., Han,J.H. (1997) Active Packaging technologies and applications. Food Cosm, Drug Packag, 20(1), 10-17. Gennadios, A., Weller, C.L. & Testin, R.F. (1993) Modification of physical and barrier properties of edible wheat gluten-based films. Cereal Chem., 70, 426-429. Gibson, A.M., Ellis-Brownlee, R.C.L., Cahill, M.E., Szabo, E.A., Fletcher, G.C. & Bremer, P.J. (2000) The effect of 100% CO2 on the growth of non-proteolytic Clostridium botulium at chill temperatures. Int J Food Microbiol, 54, 39-48. Gill, A.O. (2000) Application of Lysozyme and Nisin to Control Bacterial Growth on Cured Meat Products (M.Sc. Dissertation). The University of Manitoba, Winnipeg, MB, Canada. Han, J.H. (2000) Antimicrobial food packaging. Food Technol, 54(3), 56-65. Han, J.H. (2001) Design edible and biodegradable films/coatings containing active ingredients.In Active Biopolymer Films and Coatings for Food and Biotechnological Uses, Proceedings of Pre-congress Short Course of IUFoST. IUFoST, 187-198. Han, J.H. (2003a) Antimirobial food packaging.In: Novel Food Packaging Techniques. Woodhead Publishing Ltd.,Cambridge,UK, 50-70. Han, J.H. (2003b) Design of antimicrobial packaging systems.Int: Rev. Food Sci.Technol, 11, 106-109. Han, J.H. (2005) Innovations in Food Packaging. Academic Press Publisher. Han, J.H. & Floros, J.D. (1997) Casting antimicrobal packaging films and measuring their physical properties and antimicrobial activity. J.Plactic Film Sheeting, 13, 287-298. Han, J.H. & Floros, J.D. (1997b) Casting antimicrobial packaging films and measuring their physical properties and antimicrobial activity. Journal of Plastic Film and Sheeting, 13, 287-298. Han, J.H. & Floros, J.D. (1998a) Potassium sorbate diffusivity in American processed and Mozzarella cheeses. J. Food Sci., 63(3), 435-437. Han, J.H. & Floros, J.D. (1998b) Simulating diffuson model an determining dffusivity of potassium sorbate through plastic to develope antimicrobal packaging film. J. Food Process.Preserv., 22(2), 107-122. Han, J.H. & Moon, W.S. (2002) Plastic packaging material cotaining chemical antimicrobial agents. In Active Food Packaging (J.H. Han, ed.). Publication and Communication Services, Winnipeg, Canada, 11-14. Hong, S.I., Park, J.D. & Kim, D.M. (2000) Antimicrobial and physical properties of food packaging films incorporated with some natural compounds. Food Sci.Biotechnol, 9(1), 38-42. Hoojjatt, P., Honte, B., Hernandez, R., Giacin, J. & Miltz, J. (1987) Mass transfer of BHT from HDPE film and its influence on product stability. J. Packag. Technol., 1(3), 78. Huang, L.J., Huang, C.H. & Weng, Y.M. (1997) Using antimicrobial polyethylene films and minimal microwave heating to control microbial growth of tilapia fillets during cold storage. Food Sci.Taiwan, 24(2), 263-268. Hughey, V.L. & Johnson, E.A. (1987) Antimicrobial activity of lysozyme againts bacteria involved in food spoilage and food -born deasese. Appl Environ Microbiol, 53, 2165-2170. Kester, J.J. & Fennema, O.R. (1986) Edible films and coatings: A review. Food Technol., 40(12). Kim, Y.M., Paok, H.D. & Lee, D.S. (2002) Shelf-life characteristics of fresh oyster and ground beef as effected by bacteriocins-coated plastic packaging films. J.Sci. Food Agric, 82(9), 998-1002. Krochta, J.M. & De Mulder-Johnston, C. (1997) Edible and biodegradable polymer films: challenges and opportunities. Food Technology, 51(2), 61-74. Leistner, L. & Gorris, L.G.M. (1995) Food preservation by hurdle technology. Food Sci.Technol, 6(2), 41-46. Miller, W.R., Spalding, D.H., Risse, L.A. & Chew, V. (1984) The effects of an imazalil-impregnated film with chlorine and imazalil to control decay of bell peppers. Proc Fla State Hort Soc, 97, 108–111. Nam, S., Han, J.H., Scanlonm, G. & Izydorczyk, M.S. (2002) Use of extruded pea starch containing lysozyme as an antimicrobial and biodegradable packaging. Book of Abstracts (2002 IFT Annual Meeting), Chicago, Institute of Food Technologists, 248. O'Connor-Shaw, R. & Reyes, V. (2000) Use of modified atmosphere packaging. Academic Press, San Diego. Ooraikul, B. & Stiles, M.E. (1991) Modified Atmosphere Packaging of Food. Chapman & Hall Publisher. Oram, J.D. & Reiter, B. (1968) Inhibition of bacteria by lactoferrin and other iron chelating agents. Biochim Biophys Acta, 10. Ouattara, B., Simard, R.E., Piette, G., Begin, A. & Holley, R.A. (2000a) Diffusion of acetic and propionic acids from chitosan-based antimicrobial packaging films. J. Food Sci., 65(5), 768-773. Padgett, T., Han, I.Y. & Dawson, P.L. (1998) Incorporation of food-grade antimicrobial compounds into biodegradable packaging films. J. Food Process., 61(10), 1330-1335. Park, H.J., Chinnan, M.S. & Shewfeft, R.L. (1994) Edible corn-zein film coatings to extend storage life of tomatoes. J. Food Process.Preserv., 18, 317-331. Peter, J. & Leif, B.-S. (2000) Food preservation techniques. CRC Press, Booca Raton,FL, 342. Rodriues, E.T. & Han, J.H. (2000) Antimicrobial whey protein films against spoilage and pathogenic bacteria. in Book of Abstracts (2000 IFT Annual Meeting), Chicago, Institute of Food Technologists, 191. Rodriues, E.T., Han, J.H. & Holley, R.A. (2002) Optimized antimicrobial edible whey protein films against spoilage and pathogenic bacteria. Book of Abstracts (2002 IFT Annual Meeting), Chicago, Institute of Food Technologists, 252. Roller, N.C.a.S. (2000) The antimicrobial properties of chitosan in mayonnaise and mayonnaise-based shimps salads. J.Food Protect, 63(3), 202-209. Saleem, Z.M. & AL- Delaimy, K.S. (1982) Inhibition of Baccillus cereus by garlic axtracts. J.Food Protect, 45, 1007-1009. Siragusa, G.R., Cutter, C.N. & Willett, J.L. (1999) Incorporation of bateriocin in plastic retains activity and inhibits surface growth of bacteria on meat. Food Microbial, 16(3), 229-235. Smith, J.P., Ooraikul, B., Koersen, W.J., van de Voort, F.R., Jackson, E.D. & Lawrene, R.A. (1987) Shelf life extension of a bakery product using ehtanol vapor. Food Microbial, 4, 329-337. Suppakul, P., Miltz,J.,Sonneveld,K. and Bigger, S.W. (2003a) Active packaging technologies with an emphasis on antimicrobial packaging and its applications. J.Food Sci, 68(2), 408-420. Tatrajan, N. & Sheldon, B.W. (2000) Efficaccy of nisin-coated polymer films to inactivate Salmonella typhimurium on fresh broiler skin. J. Food Protect, 63(9), 1189-1196. Thomas, L., Clarkson Mr and Delves- Broughton J (2000) Natural Food Antimicrobial systems. CRC Press, Booca Raton,FL. Vermeiren, L., Devlieghere, F. & Debevere, J. (2002) Effectiveness of some recent antimicrobial packaging concepts. Food Add. Contam., 19, 163-171. Weng, Y.M., Chen, M.J. & Chen, W. (1999) Antimicrobial food packaging materials from poly (ethylene-co-methacrylic acid). Lebensm. Wiss.u.Tschnol, 32(4), 191-195. Weng, Y.M. & Hotchkiss, J.H. (1992) Inhibition of surface molds on cheese by polyethylene film containing the antimycotic imazalil. J. Food Protect, 55(5), 367-369. Yakovleva, L.A., Kolesnikov, G.A., Kondrashov, G.A. & Markelov, A.V. (1999) New generation of bactericidal polymer packaging materials. Khranenie I Pererabotka Ssel'khozsyr'ya, 6, 44-45. Yi, J.H., Kim, I.H., Choe, C.H., Seo, Y.B. & Song, K.B. (1998) Chitosan-coated packaging papers for storage of agricultural products. Hanguk Nongwhahak Hoechi, 41(6). Zeuthen, P. & Bogh-Sorensen, L. (2003) Food Preservation Techniques. CRC Press, Booca Raton,FL. Zhuang, R.Y., Beuchat, L.R., Chinnan, M.S., Shewfeft, R.L. & Huang, Y.W. (1996) Inactivation of Salmonella montevideo on tomatoes by applying cellulose-based edible films. J. Food Protect, 59, 808-812.