nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật sử dụng tia cực tím đến chất lượng một số sản phẩm thuỷ sản

không khí và thời gian chiếu tia cực tím44 2.7 Sơ đồ thí nghiệm xác định sự biến đổi chất lượng của mực khô và cá cơm khô trong quá trình bảo quản sau khi được xử lý kếthợp axit ascorbic

1

-BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

VŨ DUY ĐÔ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁCTHÔNG SỐ KỸ THUẬT SỬ DỤNG TIA CỰCTÍM ĐẾN CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ.SẢNPHẨM THUỶ SẢN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

THUỶ SẢN

Chuyên ngành: Công nghệ sản p

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những kết quảnghiên cứu được trình bày trong bản luận án này là trung thực và chưa từngđược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

- 4 –

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành luận án này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, chân

thành tới PGS.TS Trần Thị Luyến, TS Nguyễn Thị Nga là những các cán bộhướng dẫn đã hết sức tận tình chỉ bảo, động viên tôi trong quá trình thực hiện đềtài luận án Xin chân thành cảm ơn các GS., PGS., TS trong các Hội đồng bảo

vệ luận án: GS.TSKH Nguyễn Trọng Cẩn, GS.TSKH Lưu Duẩn, GS.TS

Nguyễn Thị Hiền, GS.TS Đoàn Dụ, PGS.TS Ngô Tiến Hiển, PGS.TS Nguyễn

Đức Lượng, PGS.TS Ngô Đăng NGhĩa, PGS.TS Xích Liên, TS Trần ThịDung, TS Đỗ Văn Ninh, TS Vũ Ngọc Bội đã có nhiều ý kiến góp ý cho luậnán.

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban

Chủ nhiệm khoa Chế biến, Phòng Đào tạo, các đồng nghiệp trong khoa Chếbiến và trong bộ môn Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang đãgiúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn Viện Công nghệ sinh học & Môi trường - TrườngĐại học Nha Trang, Viện Pasteur Nha Trang, Trung tâm Y tế dự phòng NhaTrang, Phân viện Khoa học vật liệu tại Nha Trang thuộc Viện Khoa học &Công nghệ Việt Nam, Trung tâm Chất lượng, An toàn vệ sinh & Thú y thuỷ sảnvùng 3 đã phối hợp thực hiện, tạo thuận lợi cho tôi có được những kết quả tốt,hoàn thành luận án của mình

thấp và ý nghĩa của việc xử lý sản phẩm khô bằng tia cực tím.

2.2 Phương pháp nghiên cứu

3.1 Kết quả nghiên cứu xác định khoảng cách chiếu tia cực tím

cho các sản phẩm mực khô, cá cơm khô

3.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tia cực tím đến một số

thành phần, tính chất hoá học của mực khô và cá cơm khô

3.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tia cực tím đến chất lượng

cảm quan của mực khô, cá cơm khô

69

3.3.1 Kết quả xác định sự biến đổi chất lượng cảm quan của mực khô,

cá cơm khô khi chiếu tia cực tím

70

3.3.2 Kết quả xác định sự biến đổi chất lượng cảm quan của mực khô, cácơm khô trong quá trình bảo quản sau khi được chiếu tia cực tím

73

3.4 Kết quả xác định nồng độ dung dịch axit ascorbic và tối ưu

hoá các thông số kỹ thuật cơ bản của công đoạn xử lý

3.5 Kết quả xác định sự biến đổi một số chỉ tiêu chất lượng của

mực khô, cá cơm khô trong quá trình bảo quản sau khi được

xử lý bằng axit ascorbic và tia cực tím

83

3.5.1 Sự biến đổi một số chỉ tiêu hoá học của mực khô và cá cơm khôtrong quá trình bảo quản sau khi xử lý bằng axit ascorbic kết hợptia cực tím

83

3.5.2 Sự biến đổi một số chỉ tiêu cảm quan của mực khô và cá cơmkhô trong quá trình bảo quản sau khi xử lý bằng axit ascorbic kếthợp tia cực tím

bằng axit ascorbic và tia cực tím

Tỷ lệ biến đổi chỉ tiêu chất lượng của cá cơm khô

định các phương trình hồi qui thực nghiệm

Kết quả của các thí nghiệm tối ưu hoá các thông số nhiệt độ,

độ ẩm không khí và thời gian chiếu tia cực tím, nhằm tiêudiệt vi sinh vật ở mực khô, cá cơm khô

Tốc độ các biến đổi hoá học, hoá sinh, vi sinh vật ở thực phẩmphụ thuộc vào hoạt độ của nước của thực phẩm.

Sơ đồ thí nghiệm xác định sự biến đổi một số tính chất hoá học

và cảm quan của sản phẩm khi chiếu tia cực tím

không khí và thời gian chiếu tia cực tím

44

2.7

Sơ đồ thí nghiệm xác định sự biến đổi chất lượng của mực khô

và cá cơm khô trong quá trình bảo quản sau khi được xử lý kếthợp axit ascorbic với tia cực tím

Tỷ lệ giảm hàm lượng axit béo không no bậc cao của mực khô

và cá cơm khô không bao gói theo thời gian chiếu tia cực tím53

- 12 –

3.5

Tỷ lệ tăng chỉ số peroxit của mực khô và cá cơm khô không

bao gói theo thời gian chiếu tia cực tím

54

3.6

Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia cực tím đến hàm lượng

vitamin A của mực khô và cá cơm khô không bao gói

56

3.7

Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia cực tím đến hàm lượng

vitamin D của mực khô và cá cơm khô không bao gói

56

3.8

Tỷ lệ giảm hàm lượng lipit và axit béo không no bậc cao của

mực khô có bao gói theo thời gian chiếu tia cực tím

60

3.9

Tỷ lệ tăng chỉ số peroxit và hàm lượng Vitamin D của mực

khô có bao gói theo thời gian chiếu tia cực tím

lý tia cực tím

63

3.12 Sự biến đổi hàm lượng axit béo không no bậc cao của mực khô

và cá cơm khô trong quá trình bảo quản, ở các trường hợp

được xử lý và không xử lý tia cực tím

3.20 Tỷ lệ giảm hàm lượng axit béo không no bậc cao của mực khô

và cá cơm khô trong quá trình bảo quản, sau khi được xử lý

bằng axit ascorbic và tia cực tím

84

3.21 Tỷ lệ tăng chỉ số peroxit của mực khô và cá cơm khô trong quátrình bảo quản, sau khi được xử lý bằng axit ascorbic và tia cựctím

3.24 Sự biến đổi màu sắc, mùi vị của mực khô trong quá trình bảo

quản ở các trường hợp được xử lý bằng axit ascorbic và tia cực

tím, không xử lý và chỉ xử lý bằng tia cực tím

93

3.25 Sự biến đổi màu sắc, mùi vị của cá cơm khô trong quá trình

bảo quản ở các trường hợp được xử lý bằng axit ascorbic và tia

- 14 –

cực tím, không xử lý và chỉ xử lý bằng tia cực tím

94

3.26 Sơ đồ tổng quát qui trình sản xuất mực khô lột da, có xử lý

bằng axit ascorbic và tia cực tím

95

3.27 Sơ đồ tổng quát qui trình sản xuất cá cơm khô, có xử lý bằng

axit ascorbic và tia cực tím

Trong đó, biện pháp dùng tia cực tím là một biện pháp hiện đại, có hiệu quả cao

về kỹ thuật, công nghệ, nhưng lại có sự ứng dụng hạn chế hơn so với các biệnpháp khác

Việc sử dụng tia cực tím đã được biết đến từ lâu, nhưng sự nghiên cứu các

ứng dụng của nó vẫn còn chưa đáp ứng được nhu cầu sản xuất thực tế Trongchế biến thực phẩm, tia cực tím được dùng cho các mục đích là xử lý, tiêu diệt

vi sinh vật ở bề mặt thực phẩm để đảm bảo tính vệ sinh an toàn của chúng, tiêudiệt vi sinh vật trong các kho bảo quản thực phẩm, nhằm kéo dài được thời hạnbảo quản của sản phẩm [31], [32] Đồng thời, xử lý tia cực tím làm phân huỷcác chất mang mùi lạ ở không khí trong kho bảo quản thực phẩm, nhờ đó đảmbảo cho sản phẩm không bị nhiễm mùi lạ trong quá trình bảo quản

Ngoài sự ứng dụng trong chế biến, bảo quản thực phẩm, các tia cực tím

còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như: y học, xử lý nước dùng trongđời sống và sản xuất thực phẩm [64],[75], xử lý nước thải chứa ít tạp chất [71].Đèn cực tím được gắn vào hệ thống máy điều hoà không khí với chức năng diệtkhuẩn cho không khí Trong qui trình sản xuất tôm giống, người ta đã dùng tiacực tím để làm sạch nước tuần hoàn trong ao nuôi Nhờ đó tránh được việc phải

xử lý nước nuôi tôm bằng hoá chất, thường gây nhiễm độc hoá chất cho môitrường [16]

Trước nhu cầu phát triển mạnh mẽ của ngành chế biến thực phẩm, việc

nghiên cứu ứng dụng tia cực tím vào sản xuất là một hướng đi cần được chú ý

- 2 –

quan tâm, nhằm đảm bảo chất lượng, vệ sinh, an toàn cho sản phẩm thực phẩm.Cần thiết phải nghiên cứu các ảnh hưởng của tia cực tím đến chất lượng thực

phẩm Trên cơ sở đó, xác định các thông số kỹ thuật thích hợp cho việc sử dụngtia cực tím, đảm bảo được các mục đích và yêu cầu công nghệ Với xu hướngsản xuất thuỷ sản ngày càng tăng các ‘mặt hàng tinh chế’, yêu cầu về chất

lượng, vệ sinh cho sản phẩm ngày càng trở nên bức thiết Vì vậy, việc thực hiện

đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật sử dụng tia cực tímđến chất lượng một số sản phẩm thuỷ sản” là rất cần thiết

Đề tài luận án được nghiên cứu nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của các yếu tố

kỹ thuật, công nghệ xử lý tia cực tím cho một số sản phẩm thuỷ sản Trên cơ sở

đó, xác định được các thông số kỹ thuật là những yêu cầu, điều kiện, thao táccông nghệ tốt nhất của quá trình xử lý để đảm bảo tính vệ sinh, an toàn và chấtlượng cao cho sản phẩm

Nội dung của đề tài luận án là xác định ảnh hưởng của các yếu tố công

nghệ chiếu tia cực tím đến hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật ở sản phẩm thuỷ sản:+ Khoảng cách chiếu tia cực tím

+ Nhiệt độ, độ ẩm của không khí trong môi trường chiếu tia cực tím

+ Bao gói sản phẩm

Xác định ảnh hưởng của tia cực tím đến chất lượng cảm quan và hoá học

của sản phẩm, biện pháp hạn chế ảnh hưởng xấu của tia cực tím đối với các sảnphẩm khi xử lý Đồng thời, đề xuất cải tiến qui trình chế biến, bảo quản có xử lýtia cực tím cho mặt hàng mực khô lột da và cá cơm khô

Việc xác định được các biến đổi về vi sinh vật, hoá học, cảm quan của

sản phẩm thuỷ sản khi chiếu tia cực tím và tìm ra sự ảnh hưởng của các yếu tốcông nghệ xử lý tia cực tím cho sản phẩm có ý nghĩa khoa học quan trọng

Những quá trình biến đổi này sẽ được dùng để giải thích nhiều hiện tượng xảy

ra trong quá trình sản xuất thực tế cũng như trong các nghiên cứu ứng dụng tia

- 3 –

cực tím vào sản xuất thực phẩm

Các kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được làm tài liệu tham khảo góp phầnđáp ứng nhu cầu kiến thức về tác dụng của tia cực tím trong giảng dạy, nghiêncứu các đề tài khoa học trong lĩnh vực ứng dụng tia cực tím

Kết quả xác định các thông số kỹ thuật (các yêu cầu, điều kiện, thao tác

công nghệ) của quá trình xử lý tia cực tím, nhằm đảm bảo tính vệ sinh, an toàn,chất lượng cao cho các sản phẩm có thể được áp dụng vào sản xuất thực tế.Ngoài ra, các kết quả xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình

xử lý tia cực tím và các biến đổi chất lượng của sản phẩm cũng là cơ sở quantrọng cho việc xây dựng các qui trình công nghệ sản xuất các mặt hàng có sựtham gia của tia cực tím, hoặc điều chỉnh, cải tiến phương pháp công nghệ,nâng cao chất lượng sản phẩm

Sử dụng tia cực tím để tiêu diệt và hạn chế hoạt động của vi sinh vật ở thựcphẩm là một biện pháp hiện đại, tiện lợi, có hiệu quả cao Tuy nhiên, ở nước taviệc nghiên cứu ứng dụng tia cực tím vào sản xuất thực phẩm còn rất hạn chế

Vì vậy, kết quả của đề tài sẽ góp phần vào phát triển, mở rộng phạm vi nghiêncứu, ứng dụng tia cực tím trong quá trình sản xuất các mặt hàng thực phẩm

Đề tài luận án là công trình nghiên cứu khoa học đầu tiên ở Việt Nam có

kết quả nghiên cứu đầy đủ, có hệ thống về những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đếntác dụng diệt khuẩn của tia cực tím ở một số sản phẩm thuỷ sản Kết quả nghiêncứu của đề tài luận án là những dẫn liệu đầu tiên về ảnh hưởng của tia cực tímđến chất lượng cảm quan và hoá học của các sản phẩm mực khô, cá cơm khô

Bản thân những kết quả này thể hiện tính mới của đề tài luận án Những kết quảnghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học để giải thích các biến đổi của các sản phẩm khiđược xử lý bằng tia cực tím Đây cũng là cơ sở để xây dựng mới, hoặc cải tiếncác qui trình sản xuất thực phẩm, có sử dụng tia cực tím.

- 4 –

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1 Khái quát về các tia chiếu xạ nói chung và về tia cực tím nói riêng

Phương pháp chiếu xạ được phát minh từ những năm 1895-1896 Các

nghiên cứu về chiếu xạ thực phẩm bắt đầu phát triển mạnh từ ngay sau chiếntranh thế giới lần thứ hai Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào vấn đề an toàn

và tính khả dụng của các sản phẩm chiếu xạ [44] Các loại thực phẩm chiếu xạlần lượt được nhiều nước chứng nhận Hiện có 44 nước thuộc tổ chức tư vấnquốc tế về chiếu xạ cao năng và có khoảng 60 sản phẩm thực phẩm đã được ápdụng chiếu xạ Ngoài Mỹ và các nước thành viên EU, các nước đã đồng ý sửdụng thực phẩm chiếu xạ là: Achentina, Ai cập, Ấn Độ, Bangladet, Braxin,Bungary, Ba Lan, Bờ Biển Ngà, Canađa, Chilê, Costarica, Ganna, Ecuađo,Hungary, In đô nê xia, Irắc, Ixraen, Liên Bang Nga, Malaixia, Mêhicô, Niu Dilân, Nam Tư, Pakistan, Peru, Philipin, Ôxtrâylia, Xiri, Thái Lan, Thổ Nhĩ Kì,Việt Nam [15]

Từ ngày 15 đến ngày 20 tháng 9 năm 1997 các tổ chức FAO, WHO và

IAEA họp tại Geneva đã tuyên bố, rằng với liều lượng chiếu xạ cao hơn 10KGy, không làm thay đổi thành phần của thực phẩm và xét về phương diện độc

tố học, không gây hại cho sức khoẻ con người; Giảm đáng kể rủi ro vi sinh vật

tiềm ẩn cho người tiêu dùng; Không làm thất thoát dinh dưỡng của thực phẩmđến mức ảnh hưởng xấu đến chế độ dinh dưỡng của cá nhân người sử dụng haycủa cộng đồng dân cư [14] Chúng ta cần phát triển công nghệ chiếu xạ phục vụviệc xử lý, chế biến, bảo quản thực phẩm [22], [24].

Các tia chiếu xạ có bản chất sóng điện từ Tính chất của các tia chiếu xạ

phụ thuộc vào tần số, bước sóng và mức năng lượng của sóng Theo thuyếtlượng tử, khi bước sóng của bức xạ điện từ giảm thì tần số và mức năng lượngcủa nó tăng Tần số và bước sóng liên hệ với nhau theo biểu thức [67]:

của sóng theo biểu thức: E = h

h - Hằng số Planck ( h = 6,626 10 –27 erg = 4,12 10 –15 eV.s)

Tổng năng lượng bức xạ tác dụng phụ thuộc vào mức năng lượng của mỗi

photon trong tia chiếu xạ Trên hình 1.1 biểu diễn sự phân chia các bức xạ điện

từ theo tần số, bước sóng và mức năng lượng của chúng [34]

105 1010 1015 1020

Hình 1.1: Sơ đồ phân chia các bức xạ điện từ

Khi tia chiếu xạ tác động vào vật liệu sẽ có sự chuyển hoá năng lượng làm

- 6 –

giảm, hoặc mất hoàn toàn năng lượng của các photon Sự chuyển hoá nănglượng này chủ yếu là ở hiệu ứng quang điện và hiệu ứng compton Hiệu ứngquang điện được giải thích như sau [49]:

Khi tia chiếu xạ chiếu vào vật liệu, nguyên tử của vật liệu hấp thụ hoàn

toàn năng lượng của photon Năng lượng này chuyển vào điện tử làm đứt liênkết giữa điện tử với hạt nhân và tạo cho điện tử một động năng nhất định để nó

bắn ra Khi đó biểu thức chuyển hoá năng lượng của photon được viết:

h = +1/2 m v2

- Năng lượng liên kết của điện tử

m - Khối lượng của điện tử

v -Vận tốc chuyển động của điện tử

Khác với hiệu ứng quang điện, ở hiệu ứng compton sự va chạm giữa

photon với điện tử chỉ làm giảm mức năng lượng và lệch hướng chuyển độngcủa photon Một phần năng lượng của photon đã tiêu hao vào việc làm đứt liênkết của điện tử và truyền động năng cho nó bắn ra khỏi quỹ đạo Khi đó, photonvẫn tiếp tục chuyển động, nhưng với mức năng lượng thấp hơn so với trước khi

nó va chạm với điện tử Biểu thức của sự chuyển động hoá năng lượng này

được viết :

h = + ½ m v2 + h’

’ = Tần số của photon sau khi va chạm với điện tử

Các hiệu ứng quang điện và compton xảy ra phụ thuộc vào mức năng lượngban đầu của các photon trong tia chiếu xạ và vào bản chất của vật được chiếu tiachiếu xạ

Hiệu quả diệt khuẩn của các tia chiếu xạ với bước sóng khác nhau được trìnhbày ở bảng 1.1

Ngoài tác dụng diệt khuẩn, các bức xạ cao năng có khả năng tạo ra một số

biến đổi hoá học trong các vật mà nó chiếu vào Các điện tử hoặc các photon

- 7 –

trong tia chiếu xạ va chạm với các điện tử của vật hấp thụ bức xạ, làm cho cácđiện tử này bắn ra khỏi quỹ đạo chuyển động của chúng Kết quả của sự va

chạm này là sự tạo thành các điện tử tự do và các ion.Bảng 1.1 Hiệu quả diệt khuẩn của các tia chiếu xạ [40]Loại tia chiếu xạ Bước sóng

Hiệu quả diệt khuẩn

Các photon trong tia chiếu xạ sau khi va chạm với điện tử của vật hấp thụ

bức xạ sẽ tiêu hao một phần năng lượng và đổi hướng chuyển động Như vậy,

- 8 –

photon sẽ thực hiện nhiều lần va chạm với các điện tử ở các quỹ đạo khác nhau

Do đó, nó tạo ra sự ion hoá trong một vùng xung quanh điểm chiếu tia chiếu xạ

Sự ion hoá làm xuất hiện các ion và các gốc tự do trong vật hấp thụ bức xạ

Sau đó, các ion và các gốc tự do sẽ kết hợp với nhau hoặc với các thành phầnkhác Kết quả là sẽ có nhiều chất mới được tạo thành Ví dụ: với môi trườngnước và có sự tham gia của oxi các biến đổi hoá học khi được chiếu xạ ion hoá

sẽ diễn ra theo hướng như sau [63]:

(H2O)* là phân tử nước được kích hoạt bởi các tia chiếu xạ

Khi thực phẩm được chiếu tia chiếu xạ, ngoài thành phần nước bị phân

ly, còn có sự tách các điện tử của các phân tử các chất hữu cơ Quá trình này tạo

ra các gốc tự do Các gốc tự do này tuỳ theo điều kiện và các thông số chiếu xạ

có thể tham gia nhiều phản ứng tạo ra các thành phần mới, ví dụ : mạch

hydrocacbon và protein có thể tạo thành các gốc tự do theo sơ đồ [49]:

giảm giá trị dinh dưỡng và giá trị sử dụng của thực phẩm.

Theo Advocate 10/2003, các tia chiếu xạ có thể gây nên hiện tượng đứt các

- 9 –

liên kết hoá học của nhiều hợp chất trong thực phẩm, nhưng mức độ ít hơnnhiều so với trong quá trình gia nhiệt Các tia chiếu xạ không gây nên sự hìnhthành và ngưng tụ các hợp chất có vòng thơm và các hợp chất dị vòng trongthực phẩm (những hợp chất này có tính độc) Trong khi đó, các hợp chất trên cóthể được sinh ra do quá trình gia nhiệt, làm chín thực phẩm ở nhiệt độ cao.[25]Bảng 1.2 Mục đích và liều lượng chiếu xạ của một số thực phẩm.[14]

không có bao gói)

Campylobacter và các vi sinh vật gây <7(thịt đông lạnh)

Rau và gia vị khô

Giảm vi sinh vật gây thối rữa và gây

<10

bệnh

Rau, quả tươi

Giảm vi sinh vật, đặc biệt là vi sinh vậtgây thối rữa

Bảng 1.3 Ảnh hưởng của chiếu xạ đến số lượng vi khuẩn trong các loài thuỷsản cận nhiệt đới [26]

Trong các tia chiếu xạ kể trên, tia cực tím là một loại tia có năng lượng ở

mức đủ để tiêu diệt vi sinh vật, mà ít gây nên các biến đổi xấu về chất lượngcho thực phẩm như các tia X, , ,

Đã có nhiều công trình nghiên cứu dùng tia cực tím để xử lý các loại thực

phẩm khác nhau, cũng như để khử trùng các bề mặt vật rắn tiếp xúc với thựcphẩm Tia cực tím (còn gọi là tia UV) là một dạng ánh sáng không nhìn thấy, có

- 11 –

khoảng bước sóng trong khoảng 13,6-400 nm Tia cực tím có thể có nguồn gốc

tự nhiên từ mặt trời, hoặc được tạo ra bằng các đèn hoặc các dụng cụ phát tiacực tím

Tia cực tím được chia thành các loại khác nhau phụ thuộc vào dải bước

sóng của nó:

Tia UV-A có dải bước sóng 320-400 nm;

Tia UV-B có dải bước sóng 280-320 nm;

Tia UV-C có dải bước sóng 200-280 nm [72]

Trong đó tia UV-C bước sóng 200-280 nm được ứng dụng để tiêu diệt vi

sinh vật trên bề mặt của thực phẩm, vì có khả năng diệt khuẩn tốt nhất so vớicác tia cực tím thuộc dải bước sóng khác Hạn chế lớn nhất của việc áp dụng tiacực tím là khả năng xuyên thấu kém của nó Tia cực tím có thể ảnh hưởng tới

sức khoẻ người, đặc biệt là mắt, khoảng cách an toàn từ đèn cực tím là 2m.Tia cực tím chứa các photon năng lượng cao, có khả năng làm biến đổi cácnhóm purin, pyrimidin và làm biến tính ADN của tế bào vi sinh vật, quá trìnhnày có hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật Ngoài ra, năng lượng tia cực tím còn cókhả năng làm cho các điện tử nhảy từ quĩ đạo có mức năng lượng thấp lên quĩđạo có mức năng lượng cao hơn, tạo ra sự hoạt hoá cho các phân tử các chất.Khi đó, các phản ứng quang hoá sẽ xảy ra Chúng làm thay đổi tính chất cácthành phần hoá học của tế bào vi sinh vật, dẫn đến vi sinh vật bị chết Quá trìnhtác động của tia cực tím có thể chia thành 3 giai đoạn: giai đoạn đầu khi liềulượng tia cực tím còn ít, trong tế bào vi sinh vật có hiện tượng tăng dần kíchthước không bào, hình dạng tế bào vi sinh vật thay đổi tuỳ theo trạng thái củadịch bào Giai đoạn tiếp theo, kích thước không bào tăng đáng kể, độ trong củadịch bào giảm, những giọt mỡ nhỏ xuất hiện Đó là do sự tạo thành tập hợp từcác lipoprotein của tế bào Giai đoạn cuối, những biến đổi trong tế bào xảy rasâu sắc Một số trường hợp, màng tế bào bị biến mất [49].

- 12 –

Cường độ dòng tia cực tím diệt khuẩn phụ thuộc vào bước sóng của tia

cực tím Tia cực tím có cường độ dòng diệt khuẩn lớn nhất khi bước sóng của

nó là 253,7nm Những tia cực tím có bước sóng lớn hơn hoặc nhỏ hơn 253,7nmđều có cường độ dòng diệt khuẩn nhỏ hơn so với tia có bước sóng 253,7 nm.Hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím tỷ lệ thuận với cường độ dòng diệt

khuẩn và thời gian chiếu tia cực tím Điều này được thể hiện ở công thức:

H = F n

H - Liều lượng tia cực tím diệt khuẩn (w.phút/cm2)

F n- cường độ dòng diệt khuẩn của tia cực tím (w/cm2)

- Thời gian chiếu tia cực tím (phút)

Các đèn cực tím thường có dạng ống, bên trong đèn là hơi thuỷ ngân áp

suất thấp, các điện cực làm bằng tantalum, công suất đèn là 15W hoặc 30W.Cường độ dòng diệt khuẩn của đèn cực tím được đo bằng đơn vị “bac” “Bac”

là cường độ dòng được chiếu ra từ nguồn công suất 1W với số tia cực tím cóbước sóng 253,7nm chiếm tỷ lệ là 100% Trong thực tế, các đèn cực tím thườngchỉ phát ra khoảng 80% số tia cực tím có bước sóng 253,7nm Vì vậy, công suấtcủa đèn là 1W chỉ tương đương với cường độ dòng là 0,8 bac [49]

Khả năng tiêu diệt vi sinh vật của tia cực tím phụ thuộc vào khoảng cách

chiếu tia cực tím Ở bảng 1.4 ghi cường độ dòng diệt khuẩn của đèn cực tímphụ thuộc vào khoảng cách từ điểm xác định đến đèn Khi khoảng cách chiếutia cực tím càng lớn thì cường độ dòng diệt khuẩn càng giảm

Liều lượng bức xạ diệt khuẩn cần thiết được xác định cho từng giống loài

vi sinh vật ở những điều kiện xác định Nếu coi liều lượng tia cực tím diệt

khuẩn của vi khuẩn E.coli là một đơn vị thì của B subtilis là 1,6; của

Achromobacter là 6,9; của Mucor là 3,9; của Penicillium glaucum là 11,5; củaAspergillus niger là 23.[48]

Vi sinh vật ở trạng thái bào tử chịu được liều lượng tia cực tím lớn hơn so

- 13 –

với vi sinh vật ở trạng thái dưỡng sinh Vi sinh vật già có khả năng chịu liềulượng tia cực tím lớn hơn vi sinh vật non Sau khi bị chiếu tia cực tím, dù visinh vật không bị chết, khả năng chịu bức xạ cực tím của chúng cũng bị giảm

đi Vì vậy, hiệu quả diệt khuẩn vẫn không thay đổi khi chiếu tia cực tím nhiều

lần với tổng liều lượng bằng định mức liều lượng diệt khuẩn qui định.Bảng 1.4 Cường độ dòng diệt khuẩn của đèn cực tím [54]

Tia cực tím không có khả năng xuyên sâu vào cấu trúc thực phẩm Vì vậy,

nó chỉ có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật ở bề mặt thực phẩm tới độ sâu 0,1cm.Đây là một điểm hạn chế của tia cực tím Tuy nhiên, nhiều loại thực phẩm nhưrau, quả, thịt gia súc, gia cầm, thuỷ sản với chất lượng tốt, hầu như không có visinh vật nhiễm vào trong cấu trúc, mà chỉ có ở bề mặt nên tia cực tím vẫn pháthuy được tác dụng là đảm bảo vệ sinh, an toàn cho sản phẩm Ngoài ra, khi tiacực tím không xuyên được vào sâu trong cấu trúc thực phẩm thì những tác độngkhông có lợi của nó đối với thực phẩm như làm tăng sự oxy hoá chất béo, sựphân giải prrotein sẽ chỉ có thể xảy ra ở bề mặt mà không ảnh hưởng đến cáclớp bên trong cấu trúc sản phẩm

Hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật của tia cực tím phụ thuộc vào nhiệt độ của

- 14 –

môi trường không khí Ở trong khoảng 2oC đến 25oC khả năng tiêu diệt vi sinhvật của tia cực tím lớn hơn so với ở nhiệt độ bình thường của khí quyển [34].Khả năng tiêu diệt vi sinh vật của tia cực tím giảm khi độ ẩm của môi

trường không khí tăng Đó là do hơi nước trong không khí hấp thụ năng lượngtia cực tím, làm cho năng lượng của tia cực tím yếu đi, không còn đủ khả năngtạo ra các phản ứng quang hoá ở tế bào vi sinh vật

Tia cực tím có thể tiêu diệt vi sinh vật trong môi trường nước với bề dày

lớp nước mà tia cực tím xuyên qua không lớn hơn 2cm Các axit amin có chứalưu huỳnh có khả năng hấp thụ mạnh năng lượng tia cực tím Khi trong môitrường nước có nhiều protein hoà tan, khả năng diệt khuẩn của tia cực tím trongnước giảm đi Đó là do protein tạo độ nhớt làm yếu đi khả năng xuyên thấu củatia cực tím, đồng thời các axit amin chứa lưu huỳnh làm giảm năng lượng củatia cực tím Các chất không tan ở trạng thái lơ lửng trong nước cũng cản trở tiacực tím Nồng độ tạp chất càng tăng thì khả năng diệt khuẩn của tia cực tímcàng bị hạn chế [53].

Sử dụng tia cực tím để diệt vi sinh vật có ưu điểm hơn so với các phươngpháp khác Đó là nó không làm ảnh hưởng đến độ ẩm và nhiệt độ của thựcphẩm, lắp đặt, vận hành thiết bị đơn giản, hoạt động sản xuất có thể hoàn toàn

tự động, đồng thời chi phí sản xuất không lớn

1.2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG BẢO QUẢN SẢN PHẨM THUỶ SẢN

KHÔ Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC XỬ LÝ SẢN PHẨMKHÔ BẰNG TIA CỰC TÍM TRƯỚC KHI BẢO QUẢN

1.2.1 Một số vấn đề trong bảo quản sản phẩm thuỷ sản khô ở nhiệt độ

đông trong các thiết bị làm đông Đó là do trong sản phẩm khô lượng nước tự

do rất ít, dẫn đến lượng nhiệt cần lấy ra để làm đóng băng nước không nhiều