bài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệt

bài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệtbài giảng kỹ thuật xử lý thực phẩm không cần nhiệt

Chương 4

KỸ THUẬT XỬ LÝ THỰC PHẨM

KHÔNG SỬ DỤNG NHIỆT

GVGD: Nguyễn Thành Công MAIL: thcong52@yahoo.com

ÁP SUẤT CAO (High - Pressure Processing, HPP)

 HPP – là một phương pháp chế biến không sử dụng nhiệt nhằm vô hoạt vi sinh vật, đem lại những biến đổi mong muốn

 Loại bỏ hoặc làm giảm đáng kể vi sinh vật gây hại hay enzyme nhằm kéo dài thời gian sử dụng: nước quả, thịt,

bơ, sữa, hải sản…

 Áp suất cao (high pressure - HP), đặc biệt áp suất thủy tĩnh cao (high hydostatic pressure - HHP) là công nghệ không sử dụng nhiệt dùng để xử lý thực phẩm dạng lỏng hoặc bán lỏng (Hogan et al 2005; Welti-Chanes, Ochoa-Velasco et al 2009; Mor-Mur and Yuste 2005;

 Áp suất thường sử dụng từ 200 – 800 Mpa tùy thuộc vào tính chất từng loại thực phẩm Áp lực khi xử lý bằng áp suất cao ít ảnh hưởng đến liên kết cộng hóa trị (Tauscher, 1999) và thời gian tiếp xúc với thực phẩm thường nhỏ hơn 20 phút

GIỚI THIỆU

MÁY XỬ LÝ

THIẾT BỊ

HIỆU QUẢ

400 Mpa, 30 phút, 50C

HPP – TÁC DỤNG ĐẾN TRỨNG GÀ 100 –

700 MPa

ẢNH HƯỞNG CỦA XỬ LÝ

CÁC SẢN PHẨM THƯỜNG XỬ LÝ

XỬ LÝ HÀU

HPP – LÊN CÁC VI SINH VẬT

HIỆU QUẢ

ỨNG DỤNG

Tác động của HHP đến Saccharomyces

cerevisiae, Escherichia coli và Listeria nocInua

trong nước cam không hạt (Guerrero-Beltran et

al, 2011)

Nghiên cứu đã dùng nước cam không hạt được tiêm các loại vi sinh vật, với số lượng ban đầu là:

 S cerevisiae : 5.3 x 105 CFU/ml

S.cerecisiae khi xử lý HHP

E.coli khi xử lý HHP

L innocua khi xử lý HHP

Tác động kết hợp HHP và Nisin làm mất khả năng tồn tại, phá hủy màng

và giải phóng các chất nội bào của Bacillus subtilis và Escherichia coli (Qi et

al, 2010)

mô hình tuyến tính của B subtilis khi xử lý HHP có kết hợp với Nisin

E coli khi xử lý HHP kết hợp với Nisin

Hiệu quả khi kết hợp HHP và nhiệt độ để bất hoạt bào tử vi

khuẩn Bacillus anthracis (Clery – barraud et al, 2003)

Mô hình tuyến tính của B anthracis khi xử lý ở 280 Mpa

(A), 400 Mpa (B) và 500 Mpa (C)

SÓNG SIÊU ÂM

DONG NAI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FOOD TECHNOLOGY FACULTY

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 Dải sóng âm có tần số lớn hơn 20kHz

 Sóng siêu âm có chiều dài sóng khoảng 10 – 10-3cm

 Sóng siêu âm đƣợc sử dụng trong công nghệ thực phẩm:

có tần số thấp (<40 kHz) và có năng lƣợng cao (>5W/cm2)

 Sóng siêu âm có tác dụng khác nhau đối với các hệ:

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG

CƠ CHẾ PHÁ HỦY TẾ BÀO VSV

36

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ

TẠO SÓNG SIÊU ÂM

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ

TẠO SÓNG SIÊU ÂM

38

 Hiệu quả của sóng siêu âm phụ thuộc vào loại vi sinh vật hoặc enzyme, cường độ,tần suất, thời gian xử lý, thể tích

và loại thực phẩm

 Tuy nhiên, chỉ áp dụng riêng sóng siêu âm thì không đủ hiệu quả để tiêu diệt vi sinh vật hoặc bất hoạt enzyme trừ khi ở cường độ rất cao

 Cần được kết hợp với những kỹ thuật khác như áp suất cao, gia nhiệt để đạt được hiệu quả

40

NHƯỢC ĐIỂM

ỨNG DỤNG

Tạo bọt

 Do có sự có mặt của khí hòa tan trong chất lỏng

 Làm bay hơi pha lỏng

 Hoạt động của các tác nhân vi sinh hoặc hóa học làm sản sinh khí

 Các nghiên cứu cho thấy việc dùng sóng siêu âm với mục đích hỗ trợ sản xuất có thể làm giảm thời gian sản xuất sữa chua tới 40% Hơn nữa, sóng siêu âm có thể cải thiện độ đặc và cấu trúc của sản phẩm cuối cùng

 Trong quá trình trích ly nước quả và đồ uống, ứng dụng siêu âm có thể làm tăng lượng nước quả trích ly

42

ỨNG DỤNG

ỨNG DỤNG

 Trong quá trình sấy, khi áp dụng sóng siêu âm, có một loạt

sự nén ép và trương nở tạo ra cấu trúc xốp và do đó tạo sự thuận lợi cho độ ẩm di chuyển nhanh ra khỏi sản phẩm

 Ngoài ra, sử dụng sóng siêu âm có thể làm mềm thịt Khi dùng sóng siêu âm, cơ và cấu trúc tế bào của mô có thể bị

Phá vỡ bọt

 Tạo độ chân không trên bề mặt bọt

 Tao áp suất lên bề mặt bọt

ỨNG DỤNG Kết tụ các hạt lơ lửng trong không khí

46

ỨNG DỤNG

Lọc và sấy

ỨNG DỤNG

Trích ly

Có 3 giả thuyết

 Tác dụng nhiệt đơn thuần (phạm vi nhỏ, thời gian ngắn nên không đáng kể)

 Các gốc tự do sinh ra do phân hủy nước

 Lực cắt cơ học do các tia hoặc sóng chấn động

48

ỨNG DỤNG

Ức hoạt enzyme

ỨNG DỤNG

Ức chế vi sinh vật

50

ỨNG DỤNG

Ức chế vi sinh vật

ỨNG DỤNG

Ức chế vi sinh vật

52

ỨNG DỤNG

Ức chế vi sinh vật

ỨNG DỤNG

Ức chế vi sinh vật

54

ỨNG DỤNG

Ức chế vi sinh vật

ỨNG DỤNG

Ức chế vi sinh vật

56

ỨNG DỤNG

Ức chế vi sinh vật

ỨNG DỤNG

Kích cỡ Whey Protein

DONG NAI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FOOD TECHNOLOGY FACULTY

TRƯỜNG XUNG ĐIỆN

NGUYỄN THÀNH CÔNG

TRƯỜNG XUNG ĐIỆN (PULSED ELECTRIC

FIELD, PEF)

• Là phương pháp sử dụng xung điện thế cao: 20 –

80 kV/cm để xử lý thực phẩm khi đặt giữa 2 điện

cực, tại nhiệt độ phòng, với thời gian xử lý < 1s

• Được xem là phương pháp xử lý không sử dụng

nhiệt mà vẫn đạt được mức độ xử lý mong muốn chất lượng thực phẩm tốt hơn

• Tháng 7/1995, The Food and Drug

Administration (FDA) không phản đối cho sử

dụng kỹ thuật trường điện từ dạng xung

MỘT SỐ KỸ THUẬT TIÊN TIẾN

PEF VỚI CÁC KỸ THUẬT

KHÁC

Stefan Toepfl,

2007

Nhiệt độ

xử lý thấp

Thời gian xử lý

và phân hủy tế bào ngắn

Thay thế phương pháp truyền thống

ít bị biến đổi

Ưu điểm

và ứng dụng

Hiệu quả

xử lý cao

Khó ức chế vi sinh trong sản phẩm rắn, bán rắn

Tính kháng trở của 1 số vật liệu

Chi phí đầu tƣ cho thiết bị cao

CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA PEF

 Nguyên lý: thực phẩm được đặt giữa hai điện cực dẫn

điện, hai điện cực này được lắp trên vật liệu không dẫn điện, cung cấp xung dòng điện có hiệu điện thế cao sẽ sinh ra trường điện từ dạng xung có cường độ cao Xung này tác động vào thực phẩm ở giữa hai cực

Turn Up Your Volume

To View This Presentation

CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA PEF

NGUYÊN TẮC TẠO XUNG ĐIỆN

NGUYÊN TẮC TẠO XUNG ĐIỆN

Nguyên tắc tạo xung điện

Nguyên tắc tạo xung điện

RULES

5 Quá trình xử lý

NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ PEF

MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA PEF

Toepft et.al 2004

Nước táo khi được xử lý với PEF tại :

50kV/cm,

10 xung, nhiệt độ xử lý tối đa ở 450C

Sẽ có thời gian thời gian sử dụng là 28 ngày so với 21 ngày của nước táo ép tươi không qua xử lý, mà không làm thay đổi tính chất vật lý hay hóa học của

Khi nước ép cam được xử lý ở:

32 kV/cm kết hợp với bảo quản ở 40C

Sẽ có thời gian sử dụng hơn 5 tháng, vitamin C mất ít và màu sắc nói chung là tốt hơn so với phương pháp xử lý nhiệt và bảo quản ở 40C hoặc

220C chỉ có thời gian sử dụng trong 90 ngày

Dunn và Pearlman (1987) đã thử nghiệm với

sữa khi đƣợc tiêm Salmonella dublin

• Kết quả thí nghiệm cho thấy không còn phát hiện

vi khuẩn này khi đƣợc xử lý với PEF ở 36,7

kV/cm, 40 xung và trong khoảng thời gian 25

phút

DONG NAI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FOOD TECHNOLOGY FACULTY

GV: NGUYỄN THÀNH CÔNG

LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT

TRIỂN KỸ THUẬT CHIẾU XẠ

 Năm 1895 Henri Becquerel phát hiện ra phóng xạ và Wihelm Conrad Roentgen phát minh ra tia X

 Năm 1905 hai sáng chế đã đăng ký ở Mỹ và Anh về diệt

vi sinh bằng tia X

 Năm 1955 công ty Johnson và Johnson đã đưa vào sử dụng máy gia tốc chùm tia điện tử dùng cho chiếu xạ khử trùng chỉ phẫu thuật qui mô thương mại

LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT

TRIỂN KỸ THUẬT CHIẾU XẠ

xử lý khoat tây 15.000 tấn/năm đã đƣợc đƣa vào hoạt động ở Canada

 Chiếu xạ thực phẩm là việc sử dụng các tia bức xạ để

chiếu vào thực phẩm nhằm diệt

Ngoài ra nó còn có thể có tác dụng làm chậm lại quá trình chín của trái cây cũng nhƣ ngăn chặn sự nảy mầm của củ, hạt

vi khuẩn Côn

trùng

Ký sinh trùng

Nguồn

đồng vị

phóng xạ

Máy phát phóng xạ

60Co và 137Cs

Bức xạ điện từ có bước sóng cực ngắn λ < 0.001 nm

Phá hủy các liên kết hydro trong các phân tử của tế bào, AND…kết quả hydro sẽ tách khỏi deoxiribose

Thường dùng khi cần chiếu xạ vào sâu bên trong vật thể

Là các tia Thường 32 P, 35 S,

 Tia bức xạ ion hóa các DNA của tế bào vi sinh gây bệnh Chiếu xạ ở liều đủ vi sinh vật không thể phục hồi các DNA bị đứt gãy tế bào bị chết trong quá trình phân bào

Phá vỡ 1 sợi (có thể sửa chữa)

Phá vỡ 2 sợi (không thể sửa chữa trong hầu hết các trường hợp)

 Sự chiếu xạ có thể gián tiếp tạo những sản phẩm

Gốc oOH gây nên 90% trường hợp hư hỏng DNA

TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CHIẾU

XẠ LÊN SINH VẬT

 Loại thực phẩm

 Thực phẩm càng phức tạp càng khó xử lý

 Chất béo trong thịt bò xay không làm thay đổi liều

lƣợng chiếu xạ để loại trừ E coli O157:H7

CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN

HIỆU QUẢ CHIẾU XẠ

 Độ ẩm

 Hoạt độ nước càng thấp, càng ít gốc tự do được hình thành-> ít DNA bị hư hỏng

sinh vật kháng xạ để phục hồi trong quá trình tồn trữ

CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN HIỆU QUẢ CHIẾU XẠ

 Nhiệt độ của thực phẩm

 Nhiệt độ cao: cơ chế sửa chữa của vi sinh vật (VSV) giảm

CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN HIỆU QUẢ CHIẾU XẠ

 Hiện diện của oxi

vsv

vsv sau khi chiếu xạ

CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN HIỆU QUẢ CHIẾU XẠ

Approximate doses of radiation needed to kill various organisms

TÍNH KHÁNG XẠ

 Vi khuẩn gram âm < vi khuẩn gram dương /mốc/men <

bào tử và virut

 Phụ thuộc:

Effect of Irradiation on Pathogens

Population (log10 CFU/g) - killed by :

pathogen 0.50 Gy 1.0 kGy 1.5 kGy 2.0 kGy 2.5 kGy

TÍNH KHÁNG XẠ

nhất; Salmonella spp kháng mạnh nhất

Typical radiation survival curves

Một thiết bị chiếu xạ gồm có các thành phần sau:

Máy tạo bức xạ

Nơi chứa nguyên liệu để tiếp nhận nguồn bức xạ

Thiết bị đo, nhập liệu, tháo liệu

Thiết bị điều chỉnh liều lƣợng bức xạ, bảo vệ, ngăn ngừa việc nhiễm xạ

ra ngoài

Những quy định về an toàn và kiểm tra chất lượng thực phẩm sau chiếu xạ

Thực hiện theo chương 2 điều 4, 5 “quy định về vệ sinh an toàn đối với thực phẩm bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ” của bộ Y tế ban hành ngày

BAO GÓI, BẢO QUẢN, GHI NHÃN

 Thực phẩm trước và sau khi chiếu xạ phải được đóng gói trong cùng một bao bì

 Thực phẩm đã chiếu xạ phải được bảo quản theo quy định như thực phẩm khi chưa chiếu xạ

 Trên bao bì phải có dòng chữ “thực phẩm chiếu xạ”

(food irradiantion) hoặc dán nhãn

 Ký hiệu quốc tế chiếu xạ - “Radura”

CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM SAU

CHIẾU XẠ

 Quá trình tương tác giữa bức xạ và thực phẩm chỉ tạo ra một lượng nhiệt không đáng kể (chiếu

10 kGy, nhiệt độ chỉ tăng lên 20c) nên:

 Chiếu xạ diệt được vi khuẩn nhưng không làm chín thực

CHẤT LƢỢNG THỰC PHẨM SAU

CHIẾU XẠ

 Vitamin: mất đi một phần các vitamin nhóm B,

vitamin A, C, E, K, các amino acid và các acid béo không bão hòa

 thiamin > ascorbic acid > pyridoxine > riboflavin > folic acid > cobalamin > nicotinic acid (vitamin

tan trong nước) và vitamin E > carotene > vitamin

A > vitamin K > vitamin D

khẳng định chiếu xạ không làm giảm vấn đề dinh dƣỡng trong thực phẩm

TT Loại thực phẩm Mục đích chiếu xạ

Liều hấp thụ tối đa (kGy)

Tối thiểu

b) Diệt côn trùng, ký sinh

0,3

0,3

1,0

1,0

Danh mục thực phẩm đƣợc phép chiếu xạ và giới hạn hấp thụ tối

đa (theo 3616/2004/QĐ_BYT)

1,0

5,0 0,25

4 Thủy sản và sản phẩm

thủy sản

a) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

b) Kéo dài thời gian bảo quản c) Kiểm soát động thực vật ký sinh

1,0

1,0 0,1

7,0

3,0 2,0

5 Thịt gia súc, gia cầm và

sản phẩm từ gia súc, gia

cầm

a) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

b) Kéo dài thời gian bảo quản c) Kiểm soát động thực vật ký sinh

1,0

1,0 0,5

7,0

3,0 2,0

6 Rau khô, gia vị và thảo

mộc

a) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

b) Diệt côn trùng, ký sinh trùng

0,3

1,0 2,0

1,0

3,0 7,0

PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM SAU CHIẾU XẠ

CÁC NƯỚC ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ TRÊN THẾ GIỚI

GIA VỊ VÀ RAU QUẢ CHIẾU XẠ Ở 1

SỐ NƯỚC

Phần 4: Ứng dụng của phương pháp chiếu xạ trên dâu tây

Coliform phân  E.coli

Phần 4 – ứng dụng của phương pháp chiếu

xạ trên thịt

 Staphylococcus.spp  Shigella.ssp

 Salmonella.spp  Vibrio.spp

 Bacillus cereus  Clostridium botulinum

TÁC DỤNG CỦA CHIẾU XẠ LÊN

THỜI GIAN BẢO QUẢN THỊT

TƯƠI

cảm với liều chiếu xạ thấp

do nấm men, Moraxella spp

D-values của 1 số vi sinh gây hại

Meat product

Dose (kGy)

Untreated shelf life (days)

Irradiated shelf life (days)

Hiệu quả của chiếu xạ lên 1 số loại thịt

Theo Catherine N Cutter

Các dạng sản phẩm thịt đƣợc chiếu xạ