Ảnh hưởng của các liều lượng chiếu xạ khác nhau đối với sự hình thành BA biogenic amine trong xúc xích lên men của Ai Cập trong suốt quá trình bảo quản.. Ảnh hưởng của chiếu xạ gamma mức
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
&
BÁO CÁO MÔN TIẾN BỘ TRONG CÔNG NGHỆ LÊN MEN
TÊN ĐỀ TÀI:
CHIẾU XẠ TIA GRAMMA LÊN XÚC XÍCH LÊN MEN
GVHD: THS.NGUYỄN MINH HẢI
Trang 2Mục Lục
I
.Giới thiệu 3
1.1 Xúc xích lên men (Fermented Sausages) 3
1.2 Lên men vi sinh 4
1.3 Đặc tính, giá trị dinh dưỡng của xúc xích lên men 6
II Công nghệ chiếu xạ gamma 6
III Ảnh hưởng của các liều lượng chiếu xạ khác nhau đối với sự hình thành BA (biogenic amine) trong xúc xích lên men của Ai Cập trong suốt quá trình bảo quản [3] 8
3.1 Chuẩn bị mẫu và tiến hành 8
3.2 Kết quả và thảo luận 8
3.3 Kết luận 12
IV Ảnh hưởng của chiếu xạ gamma mức thấp (0,5, 1, 2 và 4 kGy) đến màu sắc, quá trình oxy hóa lipid, số lượng vi sinh vật và các đặc điểm cảm quan của xúc xích khô đóng gói chân không trong quá trình bảo quản [3] 12
4.1 chuẩn bị và tiến hành 12
4.2 kết quả và thảo luận 12
4.3 Kết luận 18
V Ảnh hưởng của chiếu xạ gamma đến chất lượng vi sinh của xúc xích lên men19 5.1 kết quả và thảo luận 19
Trang 3I Giới thiệu
1.1 Xúc xích lên men (Fermented Sausages)
- Xúc xích lên men (Fermented Sausages) là nhóm sản phẩm thịt lên men khá nổitiếng trên thế giới, được ra đời từ rất lâu và châu Âu được coi như là nơi đầutiên làm ra sản phẩm này và đến nay cũng là nơi sản xuất và tiêu thụ nhiều nhấttrên thế giới Các sản phẩm xúc xích lên men nổi tiếng trên thế giới có thể kểđến là Salami khô/cứng (Ý, Đức, Hungary), Pepperoni (Ý), Chorizo (Tây BanNha), Saucission (Pháp), … [1]
- Xúc xích lên men có truyền thống lâu đời và có nguồn gốc từ các nước ĐịaTrung Hải có khí hậu khô hạn (Tây Ban Nha, Ý, Pháp, Bồ Đào Nha và ThổNhĩ Kỳ) (Lücke, 1985; Perez-Alvarez và cộng sự, 1999) Hỗn hợp của thịt nạcxay nhỏ (thịt lợn và / hoặc thịt bò), mỡ lưng lợn, muối, chất đóng rắn (nitrat
và / hoặc nitrit), và gia vị có nuôi cấy khởi động axit lactic được sử dụng đểsản xuất xúc xích lên men (Caplice và Fitzgerald, 1999) Trong quá trình lênmen, quá trình gia nhiệt diễn ra chậm nhưng đáng kể, điều này rất quan trọng
để khuyến khích sự phát triển của vi khuẩn axit lactic (LAB) (Acton và Dick,1977) Những LAB này, cùng với các enzym phân giải mỡ và proton (Olesen
và Stahnke, 2000), xác định các đặc tính của sản phẩm cuối cùng Vào cuối quátrình làm chín, xúc xích lên men được đặc trưng với độ chua nổi bật, chua nhẹ,đàn hồi và độ đặc nửa cứng (Comi và cộng sự, 2005; Houben và van't Hooft,2005) [2]
- Xúc xích lên men khô đã được phát minh như một cách chế biến hầu hết cácloại thịt tươi không sử dụng hết Một trong những sản phẩm phổ biến nhất hiệnnay cho xúc xích lên men là Salami Tên gọi này có nguồn gốc ở thành phố HyLạp cổ đại Salamis, trên bờ biển phía đông Cyprian [1]
- Sau đó các sản phẩm thịt lên men được phát triển rộng ra các nước như Đức,Hungary, và một số các quốc gia khác như Mỹ, Argentina và Úc Mặc dù vậy,hiện nay Châu Âu vẫn là nơi sản xuất và tiêu thụ xúc xích lên men lớn nhất.Với việc thay đổi nguyên liệu sản xuất ban đầu, công thức phối trộn, chủng
Trang 4giống lên men và quá trình sản xuất đã tạo nên các sản phẩm xúc xích lên menkhác nhau [1]
- Đặc điểm nổi bật của nhóm sản phẩm này là hương vị thơm ngon và cấu trúc rấtrắn chắc, dai mịn được tạo ra bởi quá trình lên men và làm khô, làm chín dàingày ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khắt khe cùng với vai trò rất quan trọng của
hệ vi sinh vật chuyển hóa tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm [1]
- Đây là dòng sản phẩm thịt lên men cao cấp, nguyên liệu làm sản phẩm từ thịtlợn, bò có chất lượng cao mới đáp ứng điều kiện lên men, phối trộn cùng vớicác loại gia vị, phụ gia, chủng giống lên men xuất xứ từ châu Âu tạo hương vịđặc trưng [1]
- Một dạng sản phẩm thực phẩm chế biến từ hỗn hợp thịt đã xay nhỏ và các phân
từ chất béo, gia vị (muối, đường, ớt, hạt tiêu và tác nhân bảo quản…) và cóhoặc không bổ sung chủng khởi động (starter culture) [1]
- Hỗn hợp được phối trộn sau đó được nhồi và định hình bằng các loại vỏ bao cóbản chất tự nhiên như ruột ruột heo, bò, cừu hoặc loại làm từ collagen,cellulose, … tiếp đó được đem đi lên men, là khô và làm chín sinh hóa Quátrình lên men kết hợp với quá trình làm khô làm giảm độ ẩm cho sản phẩmmang lại hương vị và mùi thơm, tạo được cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm cuốicùng [1]
Trang 51.2 Lên men vi sinh
- Lên men vi sinh là một trong những phương pháp bảo quản thực phẩm lâu đời nhất và được sử dụng phổ biến trong chế biến thịt; do đó, sự giảm độ pH ngăn cản sự phát triển của các mầm bệnh truyền qua thực phẩm như Clostridium spp.Tuy nhiên, mức protein cao trong chất nền thịt ban đầu và các protease được tạo
ra trong quá trình lên men nói trên cung cấp tiền chất cho các phản ứng loại decarboxylase cuối cùng; những enzym đó được giải phóng khi ly giải môi trường nuôi cấy khởi động, mang lại bởi hoạt độ nước thấp [3]
- Phản ứng decaboxylase Khử cacboxy hóa các axit amin:
Trong tế bào động vật, thực vật phản ứng này đều dễ dàng xảy ra nhưng phổ biến nhất là trong tế bào sinh vật
Mỗi axit amin được eyzyme riêng biêt xúc tác
Carboxy-lyases , còn được gọi là decarboxylases , là các lyase carbon-carbon
bổ sung hoặc loại bỏ một nhóm cacboxyl khỏi các hợp chất hữu cơ
Các enzym này xúc tác quá trình khử carboxyl của các axit amin tạo amin tương ứng
Trang 61.3 Đặc tính, giá trị dinh dưỡng của xúc xích lên men
- Sản phẩm lên men, làm khô dài ngày (20-30 ngày) nên có hàm ẩm thấp 40%), hàm lượng protein rất cao 35-40% được lên men chuyển hóa thành dạngcác peptit, axit amin có giá trị dinh dưỡng cao hỗ trợ hệ tiêu hóa dễ hấp thụ,hàm lượng lipit khoảng từ 25-30% [1]
(<35 Đây cũng là một trong các sản phẩm thực phẩm giàu năng lượng nhất cung cấp
từ 430-450 Kcal/100g sản phẩm Ngoài ra salami còn cung cấp một hệ các visinh vật có lợi cho đường tiêu hóa của con người tương tự các sản phẩm lênmen khác như sữa chua, phomai,… [1]
- Có thể nói, xúc xích lên men là sản phẩm thịt cao cấp, giàu chất dinh dưỡng
và năng lượng, chất lượng ổn định lại an toàn vệ sinh thực phẩm, do đượckiểm soát bởi quá trình lên men lactic có định hướng để có được chất lượngthơm ngon đặc trưng không thua kém sản phẩm nước ngoài [1]
II Công nghệ chiếu xạ gamma
- Chiếu xạ gamma có khả năng thủy phân các liên kết hóa học, do đó phân cắtcác phân tử lớn của tinh bột thành các đoạn dextrin nhỏ hơn có thể mang điệnhoặc không tích điện như các gốc tự do Những thay đổi này có thể ảnh hưởngđến các đặc tính vật lý và lưu biến của thực phẩm được chiếu xạ, dẫn đến tăngkhả năng hòa tan của tinh bột, giảm độ trương nở, và giảm độ nhớt của hồ tinhbột [4]
- Hàm lượng các chất dinh dưỡng đa lượng (carbohydrate, protein và lipid) tươngđối ổn định đối với liều chếu xạ lên đến 10 kGy, mặt khác, chiếu xạ gamma ảnhhưởng đến protein bằng cách gây ra các thay đổi cấu trúc, oxy hóa các axitamin, phá vỡ các liên kết cộng hóa trị và hình thành các gốc tự do protein.Những thay đổi về hình thái, cấu trúc và chức năng qua trung gian bức xạ trongthực vật bị chi phối bởi cường độ và thời gian chiếu xạ gamma [4]
- Chiếu xạ thực phẩm là việc sử dụng các tia bức xạ (thường là tia gamma đượcphát ra từ chất phóng xạ Coban 60 hoặc Xesi 137) để chiếu vào thực phẩm
Trang 7nhằm diệt vi khuẩn, côn trùng và một số ký sinh trùng (ngoài ra nó còn có thể
có tác dụng làm chậm lại quá trình chín của trái cây cũng như ngăn chặn sự nảymầm của củ, hạt) Các tia bức xạ này có tác dụng “bắn” vào ADN của các tếbào vi khuẩn hay vi sinh vật gây bệnh có trong thực phẩm để tiêu diệt chúng.Đôi khi phương pháp chiếu xạ này còn được gọi là phương pháp khử trùng điện
tử (electronic pasteurization) hay khử trùng lạnh (cold pasteurization) vìphương pháp này không sử dụng nhiệt độ để tiệt trùng
Tia gamma: Các tia được sử dụng trong chế biến thực phẩm được lấy từcác nguồn phóng xạ coban-60 lớn Loại bức xạ này về cơ bản là đơn sắc(coban-60 phát ra đồng thời hai photon mỗi lần phân rã với năng lượng1,17 và 1,33 MeV)
Mục tiêu bài báo:
- Sau khi chế biến thịt thăn và xương heo được xay nhuyễn ướp với gia vị và các
chất phụ gia như: NaCl, NaNO3, NaNO2, natri ascorbate, glucose, sucrose, bộttiêu đen, ớt đỏ, tỏi và gia vị… Lactobacillus pentosus và Staphylococcus đượcthêm vào ở một nồng độ nhất định Được ủ lên men ở nhiệt độ 25 độ C với độ
ẩm 90% trong vòng 24h sau khi nhiệt độ và độ ẩm của sản phẩm xuống còn 10
độ C và độ ẩm 70% ta đem ủ 30 ngày Sau khi có được sản phẩm xúc xích lênmen ta đem đi chiếu xạ Từ đó thấy được những ảnh hưởng:
Ảnh hưởng của các liều lượng chiếu xạ (0, 2, 4, 6 kGy) khác nhau đối với sự hình thành BA trong xúc xích lên men của Ai Cập trong suốt quá trình bảo quản.Ảnh hưởng của chiếu xạ gamma mức thấp (0,5, 1,
2 và
4 kGy) đến màu sắc, quá trình oxy hóa lipid, số lượng vi sinh vật và các đặc điểm cảm quan của xúc xích khô đóng gói chân không trong quá trình bảo quản.
Ảnh hưởng của chiếu xạ gamma mức thấp (1, 2, 3 kGy) đến chất lượng vi sinh của xúc xích lên men.
Trang 9III Ảnh hưởng của các liều lượng chiếu xạ khác nhau đối với sự hình thành BA (biogenic amine) trong xúc xích lên men của Ai Cập trong suốt quá trình bảo quản [3]
3.1 Chuẩn bị mẫu và tiến hành
- Sử dụng nguồn chiếu xạ 60 Coban với nguồn cường độ là 100kCi, với tốc độ 2
kGy/h được áp dụng ở 12 ± 0,5 0C các liều chiếu xạ được thử nghiệm là 0, 2, 4,
6 kGy Thực hiện trên 3g mẫu xúc xích lên men sau khi sấy trong lò WS50 ở 100-1050C
- Sau khi loại bỏ phần ruột bao bì bên ngoài, thịt băm được đồng nhất Sau đó các
amin sinh học trong các mẫu này được chiết xuất theo Simon Sarkadi and Holzapfel (1994): 10ml axit trichloroacetic (TCA) 10% được thêm vào 3g mẫu
và hỗn hợp được lắc trong 1 giờ bằng Laboshake Sau đó đem đi lọc qua 1 tờ giấy để loại bỏ chất béo, mẫu được giữ ở -200C trong 1 ngày và sau đó đem ly tâm ở 700 x g khoảng 15 phút Thu nhận các chất nổi qua màng lọc 0,25μm
- Đem đi phân tích các amin sinh học trong máy phân tích acid amin AAA 400
giữ ở 600C với thể tích mẫu đưa vào là 100ml quá trinh phân tách được thực hiện bằng từng bước giá trị vô hướng ( gradient ) sử dụng Na+/ K+ hệ thống đệmtrong 92 phút với tốc độ dòng chảy 0,30ml/ phút ở bước sóng 570nm sau khi tạo dẫn xuất với ninhydrin ở 1210C và ở tốc dộ dòng 0,20mL/ phút
3.2 Kết quả và thảo luận
- Tổng hàm lượng amin sinh học trong các mẫu không chiếu xạ nằm trongkhoảng từ 277 đến 5815 mg/ kgdw Tìm thấy 6 amine sinh học khác nhau:
- 6 amin sinh học khác nhau có trong xúc xích pepperoni Những xúc xích Ai
Cập không chiếu xạ được gia tăng đáng kể hàm lượng Histamine (7-768 mg/
kgdw ), Tyramine (104-862 mg/ kgdw ), Putrescine (115-1601mg/ kgdw ),Cadaverine (28-2557 mg/kgdw ) các mức trên gây nguy hiểm cho cộng đồngsức khỏe (hình 1)
Trang 10- Giới hạn độc hại đối với histamine nằm trong khoảng 40–100 mg / kgDWvàhàm lượng trên 100 mg / kgDW có thể gây ngộ độc, trong khi hàm lượngtyramine trên 100 mg / kgDW có thể gây ra chứng đau nửa đầu.
- Cadaverine là amin sinh học chính được tìm thấy trong xúc xích lên men của AiCập không qua chiếu xạ (chiếm 44% tổng số BA 30 ngày) (hình 1) Tyramine
và Cadaverine được hình thành trong quá trình sản xuất và chúng cũng được đềxuất làm chỉ thị hóa học về điều kiện vệ sinh phổ biến trong nguyên liệu banđầu và quá trình xử lý chế biến sau đó - chúng có liên quan đến hoạt động của
vi khuẩn gây ô nhiễm
Hình 1 Sự thay đổi nồng độ của các amin sinh học được chọn trong xúc xích Ai Cập
lên men không chiếu xạ trong suốt thời gian bảo quản
- Sự thay đổi tổng hàm lượng khi được chiếu xạ ở các liều lượng 2, 4, 6 kGy) làmgiảm BA xuống 40%, 47%, 68% (hình 2) Tyramine là amin sinh học chiếm50% sau 30 ngày
Trang 11Hình 2: sự thay đổi nồng độ của tổng số amin sinh học trong xúc xích lên men Ai Cập
được chiếu xạ trong suốt thời gian bảo quản
- Những thay đổitrong quá trình bảo quản ở mức BA trong xúc xích lên men của
Ai Cập được chiếu xạ ở 2 kGy được mô tả ở hình 3 Hàm lượng Putrescine vàCadaverine lầ lượt giảm 1,4 lần và 16 lần Bức xạ 2,5kGy gây ra sự phân giảiphóng xạ của Putrescine trong 1 hệ thống mô hình nước, với sự phá hủy hoàntoàn ở 5 kGy Spermidine và Spermine cũng giảm trong quá trình bảo quảntrong xúc xích lên men của Ai Cập được chiếu xạ ở 2 kGy; chúng lần lượtchiếm 1,4% và 0,9% trong tổng hàm lượng BA trong 30 ngày
Hình 3: sự thay đổi nồng độ của các amin sinh học được chọn trong xúc xích lên men
của Ai Cập trong suốt thời gian bảo quản, sau khi chiếu xạ ở 2 kGy
Trang 12- Tất cả các amin sinh học được phát hiện giảm mức độ của chúng trong quá trình bảo quản sau khi được chiếu xạ ở 4 kGy Cadaverine giảm mạnh nhất (20 lần), đứng thứ 2 là putrescine (1,7 lần) tyramine (1,4 lần), sản phẩm có thể bị ảnh hưởng do mức độ cao ban đầu của nó Spermidine và Spermine giảm mức
độ của chúng trong quá trình bảo quản trong xúc xích lên men Ai Cập được chiếu xạ, sau khi chiếu xạ ở 4 kGy; chúng lần lượt chiếm 1,8 và 1,5% trong tổng số BA tồn kho trong 30 ngày
Hình 4: sự thay đổi nồng độ của các amin sinh học trong xúc xích lên men của Ai Cập
trong suốt thời gian bảo quản sau khi chiếu xạ 4kGy
- Hình 5, chiếu xạ xúc xích lên men của Ai Cập ở 6 kGy có ảnh hưởng lớn nhấtđến BA (như mong đợi) Cadaverine, putrescine và tyramine đã giảm đáng kể,lần lượt là 18, 3,2 và 3 lần trong 30 ngày Hai BA này trong xúc xích lên mencủa Ai Cập được chiếu xạ trước đó ở 6 kGy cho thấy mức độ cao hơn đáng kểtrong 30 ngày (tương ứng là 3,2 và 2,6%) so với xúc xích không được chiếu xạ(0,2–0,3%, tương ứng) Mặt khác, mức độ Spermidine bị giảm trong xúc xíchpepperoni được chiếu xạ trong điều kiện không khí và chân không, trong 30ngày bảo quản, trong khi Spermine trong xúc xích pepperoni được chiếu xạ ở 5kGy và 10 kGy, và được duy trì trong môi trường của CO2/N2
Trang 13Hình 5 Sự thay đổi nồng độ của các amin sinh học trong xúc xích lên men của Ai Cập
trong suốt thời gian bảo quản, sau khi chiếu xạ ở 6 kGy
3.3 Kết luận
- Nói chung, histamine có thể nguy hiểm trong xúc xích lên men của Ai Cậpkhông chiếu xạ, sau khi bảo quản trong khoảng thời gian 30 ngày, vì giá trị caođạt được do đó (768 mg / kgDW) Trong các mẫu được chiếu xạ, histamineđược phát hiện ngay sau khi chiếu xạ, nhưng không phải sau đó; và xu hướnggiảm mức độ của tất cả các BA được quan sát thấy khi thời gian lưu trữ trôi qua
- một xu hướng đặc biệt quan trọng sau chiếu xạ 6 kGy Do đó, chiếu xạ γdường như có hiệu quả trong việc ngăn chặn sự hình thành của BA, do đó chophép kéo dài thời hạn sử dụng của xúc xích lên men đáng kể
IV Ảnh hưởng của chiếu xạ gamma mức thấp (0,5, 1, 2 và 4 kGy) đến màu sắc, quá trình oxy hóa lipid, số lượng vi sinh vật và các đặc điểm cảm quan của xúc xích khô đóng gói chân không trong quá trình bảo quản [3]
4.1 chuẩn bị và tiến hành
- Sau khi chế biến thịt thăn và xương heo được xay nhuyễn ướp với gia vị và cácchất phụ gia như: NaCl, NaNO3, NaNO2, natri ascorbate, glucose, sucrose, bộttiêu đen, ớt đỏ, tỏi và gia vị… Lactobacillus pentosus và Staphylococcus đượcthêm vào ở một nồng độ nhất định Được ủ lên men ở nhiệt độ 250C với độ ẩm90% trong vòng 24h sau khi nhiệt độ và độ ẩm của sản phẩm xuống còn 100C
và độ ẩm 70% ta đem ủ 30 ngày
- Xúc xích đóng gói chân không được chiếu xạ ở 0 (đối chứng), 0,5, 1, 2 và 4kGy bằng máy chiếu xạ gamma Co-60 với cường độ nguồn là 100 kCi Sử dụngliều kế alanin đường kính 5 mm và tín hiệu gốc tự do được đo bằng Máy phân
