bảo quản thịt băng phương pháp chiếu xạ

Nhiệm vụ chung của ngành công nghệ thựcphẩm là phải nghiên cứu được những tính chấtchủ yếu của các sản phẩm thịt, các quá trình chếbiến, phương pháp kiểm tra chất lượng và điềukiện bảo q

MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT

LỜI MỞ ĐẦU

Thịt gia súc và gia cầm là thực phẩm có giá trịdinh dưỡng tốt cho cơ thể con người vì trongthành phần của nó có chứa một lượng lớn cácprotein hoàn thiện, chất béo, khoáng và một sốcác vitamin cần thiết cho hoạt động sống bìnhthường của con người Frederic Engels đã nhấnmạnh: “ Thức ăn bằng thịt, đặc trưng tiến hóacủa sự sống chứa đựng gần như sẵn sàng nhữngchất chủ yếu mà cơ thể cần dùng để trao đổichất”

Thịt và các sản phẩm chế biến từ thịt rất đadạng Nhiệm vụ chung của ngành công nghệ thựcphẩm là phải nghiên cứu được những tính chấtchủ yếu của các sản phẩm thịt, các quá trình chếbiến, phương pháp kiểm tra chất lượng và điềukiện bảo quản

Thịt gia súc gia cầm sau khi giết mổ phải đượcbảo quản thì mới đảm bảo được các tính chất tựnhiên ban đầu của chúng và tránh được sự hưhỏng do vi sinh vật gây ra, đảm bảo và nâng caochất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm Để bảoquản thịt và các sản phẩm từ thịt có rất nhiềuphương pháp Công nghệ bảo quản thịt bằngchiếu xạ là một phương pháp ứng dụng côngnghệ hoàn toàn mới để bảo quản thịt và các sảnphẩm từ thịt Theo xu hướng phát triển của thờiđại, việc sử dụng các chất phóng xạ ở một liều

lượng nằm trong giới hạn cho phép, để bảo vệthực phẩm khỏi các tác hại của vi sinh vật là mộtphương pháp đầy triển vọng Vì nó vừa đem lạicác lợi ích kinh tế vừa đảm bảo sức khỏe chongười tiêu dùng.

an toàn thực phẩm

Thực phẩm chiếu xạ đã được chứng minh là lành tính và mang lại những lợi ích kinh tế - xãhội to lớn Tuy nhiên cũng giống như các côngnghệ chế biến và bảo quản thực phẩm bằng hoáhọc hoặc bằng nhiệt, công nghệ chiếu xạ thựcphẩm cũng đòi hỏi cơ sở chiếu xạ và cơ sở sảnxuất chế biến thực phẩm phải tuân thủ nhữngyêu cầu nhất định về liều chiếu, qui cách sảnphẩm và điều kiện lưu kho, vận chuyển và chếbiến thực phẩm sau khi chiếu xạ

Thực phẩm chiếu xạ là cách thức tác động lênthực phẩm bằng tia ion hóa.Những tia có nănglượng cao đi xuyên qua sản phẩm, tiêu diệt hầunhư tất cả vi khuẩn có hại và sinh vật kí sinh ở

trên hay bên trong thực phẩm.Phần thực phẩmcòn lại chỉ trải qua những biến đổi hóa học khôngđáng kể.

2 Nhận biết thực phẩm chiếu xạ

Bằng mắt thường không thể nào nhận biết được

vì màu sắc và mùi vị của sản phẩm chiếu xạ, nókhông thay đổi nhiều so với sản phẩm bìnhthường Chỉ có các kiểm tra trong phòng thínghiệm mới cho ta biết được tính chất chiếu xạ Trong thực tế, chỉ có dấu hiệu radura trên bao bìmới cho ta biết được đó là sản phẩm đã đượcchiếu xạ

II Công nghệ chiếu xạ trong bảo quản các

sản phẩm thịt.

1.Mục đích của chiếu xạ vào sản phẩm thịt

• Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

• Kéo dài thời gian bảo quản

• Kiểm soát động thực vật kí sinh

2 Nguyên lí của kĩ thuật chiếu xạ sản phẩmthịt

Thực phẩm thịt gia cầm gia súc được chế biếngói với oxy- permeable phim và vận chuyểntươi hoặc đông lạnh đến cơ sở chiếu xạ

Áp dụng kỹ thuật vô bao trong chân không(vacuum packed), nghĩa là sau khi cho thịt vàotrong bao, không khí liền được rút hết ra ngoàitrước khi ép kín bao lại, và sau đó thì đem đichiếu xạ sản phẩm

• Tại cơ sở chiếu xạ palletized được chuyểnbằng băng tải đến một buồng chiếu xạ.

• Đây là sự tiếp xúc với tia Gamma từ mộtnguồn phóng xạ

thịt, giết hại vi sinh vật, kí sinh trùng hoặccôn trùng mà không làm thay đổi bản chấtcủa sản phẩm

dài và tần số cao hơn, thâm nhập qua cácthực phẩm nhanh chóng mà không sinh ranhiệt

• Sau khi sản phẩm thịt được chiếu xạ nó đượclưu trữ và có thể được vận chuyển về nhàmáy chế biến để xử lí thêm

Sơ đồ một dây chuyền chiếu xạ

Các nguồn phóng xạ được sử dụng trong chiếuxạ

Có ba lọai chiếu xạ: dùng tia gamma – chất đồng

vị phóng xạ ( như 60Co) được chọn đặc trưng đểtác động lên thực phẩm; tia electron – dùng trựctiếp dòng electron chiếu lên thực phẩm để tiêu

diệt vi khuẩn; và tia X – tập trung một dòngeletron xuyên qua tấm kim loại mỏng để tạo ratia X Cả dòng electron và tia X đều được tạo ra

từ máy có thể tắt được và không cần phải dùngbất kì chất phóng xạ nào (National ConsumersLeague, 1701 K Street NW, Suite 1200Washington

3.Cơ chế chiếu xạ

Người ta sử dụng tia bức xạ gamma của chấtphóng xạ Cobalt 60 hoặc của chất Cesium 137 đểchiếu vào thực phẩm nhằm diệt vi trùng (thịt), visinh vật, sâu bọ, côn trùng và ký sinh trùng (lúa

mì, bột, đồ gia vị, ngũ cốc, trái cây khô), làmchậm lại sự phát triển, làm chậm chín cũng nhưngăn chặn sự nảy mầm ở các loại trái cây và củhành… Phóng xạ tác động thẳng vào phần DNAtức là phần quyết định tính chất di truyền, làm tếbào không thể phân cắt được

Thiết bị chiếu xạ hiện dùng để chiếu xạ thựcphẩm thường sử dụng nguồn đồng vị phóng xạ(60Co hoặc 137Cs) hoặc tia X và các dòng electronđược phát ra từ máy phát

Chiếu xạ bằng dòng electron

Dòng electron chạy qua một điện trường với vậntốc gần bằng vận tốc ánh sáng Dòng electronnhư một tia xạ đặc biệt, có khả năng xuyên quanhiều lớp tế bào hơn là các photon Vì vậy dòngelectron sẽ xuyên sâu vào thực phẩm chiếu xạvài inch, điều này còn phụ thuộc vào độ dày của

thực phẩm thực phẩm chiếu xạ Bao quanh máychiếu xạ electron là một tấm chắn bảo vệ bằng

bê tông vững chắc, để bảo vệ không gây ảnhhưởng đến những công nhân làm việc ở đây

Chiếu xạ bằng tia Gramma

Sử dụng Cobalt 60 là phương pháp thích hợp đểchiếu xạ hầu hết các loại thực phẩm, là phươngpháp phổ biến hiện nay, bởi vì chúng có khả năngxuyên sâu tốt, đồng thời chúng ta có thể kiểmsoát được khả năng xuyên thấu nhờ các tấm đỡpallet hay tole Một pallet hoặc tole thường mất

đi tác dụng bảo vệ từ vài phút đến vài giờ tùythuộc vào lượng phóng xạ Chất phóng xạ phảiđược theo dõi và chứa cẩn thận để bảo vệ nhânviên và môi trường khỏi tác hại của tia gamma từchính chúng Trong suốt quá trình hoạt độngchiếu xạ diễn ra, các yếu tố trên được xem là tấmchắn an toàn bảo vệ Hầu hết trong các thiết kếthì súng chiếu xạ đều hướng tia xạ vào một hồchứa đầy nước, nước sẽ hấp thụ tia xạ, làm giảmtác hại tia xạ, dẫn chúng tới các tấm chắn xạ.Nước trong hồ này sẽ bị làm nóng lên do nănglượng của các tia xạ bị nước hấp thu Có mộtcách thiết kế nữa để giảm sức mạnh của tia xạ làthiết kế các tấm chắn có khả năng giữ ẩm cao,tức các tâm chắn thường ẩm ướt, nhất là nơi cáctia xạ tập trung vào Tuy nhiên cách này khôngthông dụng Có nhiều cách chiếu xạgramma, 60Co được tiến hành hoàn toàn dưới môitrường nước Và sản phẩm và quá trình chiếu xạđược tiến hành trong một chuông kín Đặc điểm

nổi trội phương pháp này là chúng ta không cầndùng các tấm chắn bảo vệ nữa.

Chiếu xạ bằng tia X

Tương tự như tia gramma, tia X cũng là hạtphoton có quang phổ rộng, được sử dụng cơ bảntrong chiếu xạ Tia X được sinh ra do sự va chạmelectron với một vật liệu đích như tantalum haytungsten như đã biết các electron hơn mức cầnthiết để sinh ra một lượng photon để chiếu xạ.Giống như các phương pháp vật liệu này đóng vaitrò như cực dương trong dòng điện Tia X cũng cókhả năng xuyên thấu ngang bằng như 60Co Vớiviệc sử dụng các dòng electron sinh ra tia X, ta

có thể ngưng quá trình chiếu xạ một cách dễdàng bằng cách ngắt dòng điện Tuy nhiên, quátrình này làm hao phí nhiều năng lượng vì cầndùng nhiều dòng khác, chiếu xạ bằng tia X cũngcần các tấm chắn để bảo vệ môi trường và nhữngngười làm việc trong môi trường chiếu xạ Bìnhthường tia X được giới hạn trong khoảng 5MeV, ở

Mỹ thì tiêu chuẩn cho phép cao hơn là 7.5 MeV

Ở các khu vực phát triển khác dòng điện chophép có thể là 1000kW Sức mạnh của tia X cóthể đạt tới 100kW Tương đương sức mạnh củatia Gramma 60Co khoảng 6.5 M Ci.s

Thiết bị chiếu xạ có thể là loại vận hành theo chế

độ “xử lí liên tục” hoặc loại “xử lí theo mẻ” Việckiểm soát quá trình chiếu xạ thực phẩm tại tất cảcác loại thiết bị gắn liền với việc sử dụng cácphương pháp được chấp nhận để đo liều xạ hấpthụ và các phương pháp dùng để giám sát các

thông số vật lí của quá trình này Việc vận hànhcác thiết bị chiếu xạ thực phẩm phải tuân theocác khuyến nghị của CODEX về vệ sinh thựcphẩm.

Các đồng vị phóng xạ được sử dụng để chiếu xạthực phẩm phát ra các photon có năng lượng đặctrưng Chất đồng vị được sử dụng làm nguồnphóng xạ hoàn toàn quyết định khả năng đâmxuyên của bức xạ phát ra Hoạt động của nguồnđược đo bằng đơn vị Becquerel (Bq) và phải đượcnhà cung cấp nguồn công bố Hoạt động củanguồn phải được ghi đầy đủ và lưu giữ lại, có tínhđến sự tự nhân ra của nguồn kèm theo ngày đo

và tính kết quả Các nguồn phóng xạ thườngxuyên được bảo quản ở khu vực riêng biệt, đượcche chắn, bảo vệ an toàn và có tín hiệu báo chínhxác vị trí hoạt động và bảo quản an toàn nguồnphóng xạ và được nối liên động với hệ thống vậnchuyển sản phẩm Nguồn bức xạ được sử dụng cóthể là chùm electron hoặc chùm tia X được phát

ra từ các máy phát thích hợp Khả năng xuyênsâu của bức xạ được quy định bởi năng lượng củaelectron Năng lượng trung bình chùm tia đượcghi lại đầy đủ, có chỉ dẫn rõ ràng về việc thiết lậpchính xác các thông số của máy Các thông sốnày nối liền với nguồn và hệ thống vận chuyểnsản phẩm Tốc độ dịch chuyển của sản phẩm, độrộng chiếu tia, tốc độ quét và tần số xung củachùm tia được điều chỉnh đảm bảo đồng đều liều

xạ trên toàn bộ bề mặt sản phẩm

Trước khi chiếu xạ thường tiến hành một số phép

đo lường để kiểm chứng quy trình chiếu xạ saocho đáp ứng yêu cầu Hàng ngày, việc đo liềuđược thực hiện trong suốt quá trình vận hànhchiếu xạ và được lưu lại

Các khoa học gia khắp mọi nơi trên thế giới đềuxác nhận rằng chiếu xạ thực phẩm là phươngpháp rất an toàn vì chỉ sử dụng tia phóng xạ ởmột cường độ thật thấp mà thôi Cường độ 0.15kGy có thể làm ngăn cản sự nẩy mầm của củhành và của khoai tây Cường độ từ 3 đến 7 kGy(kilo Gray) có thể diệt được vi khuẩn E.coli và vikhuẩn Salmonella Nhờ sử dụng tia phóng xạ ởcường độ quá thấp, nên sản phẩm chiếu xạ sẽkhông trở nên phát xạ (radioctive) được để gâyhại đến sức khỏe của chúng ta Các chất dinhdưỡng khác như protein, glucide và chất béo lipidcũng không mấy bị thay đổi Hương vị có thể bịthay đổi ở một mức độ rất thấp không khác chicho lắm nếu so sánh với các kỹ thuật hấp khửtrùng bằng autoclave như thường được sử dụng

từ xưa nay Người ta đã giải quyết một phần điểmbất lợi nầy bằng cách áp dụng kỹ thuật vô baotrong chân không (vacuum packed), nghĩa là saukhi cho thịt vào trong bao, không khí liền đượcrút hết ra ngoài trước khi ép kín bao lại, và sau

đó thì cho chiếu xạ sản phẩm

4.Những yêu cầu kĩ thuật trong chiếu xạ thực phẩm

Công nghệ chiếu xạ thực phẩm trong bảo quản thịt cũng như các thực phẩm khác đòi hỏi cơ sở chiếu xạ và cơ sở chế biến thực phẩm phải tuân thủ những yêu cầu nhất định về:

- Liều chiếu

- Quy cách sản phẩm

- Điều kiện lưu kho

- Vận chuyển

- Chế biến thực phẩm khi chiếu xạ

Chiếu xạ trong các điều kiện được kiểm soátkhông làm cho thực phẩm biến thành chất phóngxạ

Bất kể loại vật liệu nào trong môi trường sống củachúng ta, kể cả thực phẩm, đều chứa một lượngcực nhỏ các nguyên tố có hoạt tính phóng xạđược gọi là các nguyên tố phóng xạ tự nhiên.Tổng hoạt độ của các nguyên tố phóng xạ tựnhiên mà con người hấp thụ qua đường ăn uốnghàng ngày vào khoảng 150-200 becquerel

Thực phẩm không bao giờ trực tiếp tiếp xúc vớinguồn xạ và mức năng lượng tối đa của cácnguồn chiếu xạ thực phẩm luôn được giới hạn nhỏhơn 5 MeV đối với bức xạ gamma, tia X và nhỏhơn 10 MeV đối với bức xạ điện tử Các giới hạnnăng lượng trên là nhỏ so với năng lượng liên kếthạt nhân và vì vậy các bức xạ iôn hóa này không

có khả năng biến thực phẩm được chiếu xạ thànhphóng xạ

Thực phẩm bị nhiễm xạ là thực phẩm hấp thụ cácchất phóng xạ thoát ra từ các sự cố lò phản ứnghạt nhân, các vụ nổ bom nguyên tử Sự nhiễm xạnhư vậy không liên quan tới quá trình chiếu xạ cókiểm soát và được giới hạn về mức năng lượngbức xạ được sử dụng nhằm mục tiêu bảo quảnthực phẩm.

Chiếu xạ không tạo ra các chất độc hại cho thực phẩm nói chung và thịt nói riêng.

Xử lý bức xạ chỉ gây nên những biến đổi hoá họckhông đáng kể và tỏ ra vô hại đối với thực phẩm.Hiệu ứng bức xạ có thể tạo ra một số “sản phẩm

xạ ly” như glucose, axit formic, axetandehit và

CO2 Các chất này cũng được tạo ra khi xử lýthực phẩm bằng nhiệt Các sản phẩm xạ ly đãđược nghiên cứu khá kỹ lưỡng và không có bằngchứng nào thể hiện tính độc hại của chúng

Hơn 30 năm qua gần 2000 cuộc thử nghiệm khoahọc với các kỹ thuật phân tích cực nhạy đã phânlập và xác định các chất trung gian được hìnhthành do chiếu xạ gây ra ở thực phẩm chiếu xạ

Sự thật là không có một hoá chất dị thường nàotrong thực phẩm chiếu xa được phát hiện ở rau,quả, thịt, trứng, sữa, cá

Tính lành của thực phẩm chiếu xạ cũng đã đượcminh chứng bằng các thử nghiệm trên cơ thểsống: thử độc tố chung, thử hiệu ứng timmạch, thử hiệu ứng gây quái thai (Teratology),thử đột biến, thử dinh dưỡng, và thử vô trùng

Một số phép thử trên có thể đánh giá bằng phântích hoá học, vật lý học Một số khác được đánhgiá trên động vật hoặc trên vi sinh vật nuôi cấy.Các gốc tự do, theo định nghĩa khoa học, lànhững nguyên tử, phân tử thiếu sự phân bố cácđiện tử ở dạng từng cặp Chúng có thể đượchình thành khi chiếu xạ cũng như khi xử lý thựcphẩm bằng các phương pháp khác như khinướng, sấy khô, đông khô và ngay cả trongquá trình oxy hoá bình thường của thực phẩm.Các gốc tự do có tính hoạt động rất cao, cấu trúckhông ổn định nên dễ dàng tương tác với các

cơ chất khác để trở thành dạng sản phẩm ổnđịnh Các gốc tự do dễ hình thành và cũng dễbiến mất một thời gian ngắn sau khi chiếu xạthực phẩm ở trạng thái lỏng

Sự tiêu hoá chúng chẳng gây nên bất kỳ hiệu ứngđộc hại nào Điều này được khẳng định nhờ cácnghiên cứu trường diễn trên những động vật ănsữa bột chiếu xạ ở liều 45 kGy (gấp 4 lần liều tối

đa cho phép chiếu xạ thực phẩm) Không có hiệntượng đột biến di truyền nào được thông báo,không có hiệu ứng gây ung thư nào được pháthiện

Sản phẩm thịt chiếu xạ vẫn duy trì được chất lượng dinh dưỡng.

Các nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh làcác chất dinh dưỡng đa lượng như protein, gluxit

và lipit tương đối ổn đinh khi xử lý thưc phẩm tớiliều 10 kGy Các chất dinh dưỡng vi lượng, đặcbiệt là các vitamin, tỏ ra khá nhạy cảm với các tácnhân xử lý, kể cả với bức xạ Ví du, vitamin A, E, C

và B có độ nhạy cảm cao với bức xạ song cũng chỉtương đương với các tác nhân xử lý bằng nhiệt

Uỷ ban hỗn hợp giữa FAO, WHO và IAEA, 1980khẳng định chiếu xạ không làm giảm vấn đề dinhdưỡng trong thực phẩm

dưỡng trong thực phẩm nói chung và thịt nóiriêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: liều lượngbức xạ, loại thực phẩm, chất liệu bao gói và cácđiều kiện xử lý (nhiệt độ trong thời gian chiếu xạ

và lưu kho sau chiếu xạ) Phần lớn các yếu tốtrên cũng gặp phải trong các phương pháp bảoquan thực phẩm khác đã và đang sử dụng

WHO cho việc lựa chọn và dùng thực phẩm thìQui tắc thứ nhất là lời khuyên “hãy chọn thựcphẩm đã được xử lý đảm bảo an toàn”, và trongcác phương pháp bảo đảm an toàn hiện có

“khách hàng nên chọn thực phẩm xử lý bằng bứcxạ”