Ứng dụng phương pháp UHT trong Công nghệ chế biến Thực phẩm

Tiệt trùng là một quá trình mà trong đó thực phẩm được gia nhiệt đến một nhiệt độ đủ cao và thời gian đủ dài (>1000C) và thời gian đủ dài để phá hủy hoạt động của vi sinh vật và enzyme. Kết quả là các loại thực phẩm tiệt trùng có tuổi thọ vượt qua 6 tháng ở nhiệt độ thường. Việc xử lý nhiệt ở mức độ mạnh có thể tạo ra sự thay đổi đáng kể chất dinh dưỡng và cảm quan thực phẩm. Do đó mục tiêu của sự phát triển công nghệ chế biến nhằm giảm thiệt hại các chất dinh dưỡng và giá trị cảm quan, bằng cách giảm thời gian xử lý nhiệt. Vì vậy, phương pháp tiệt trùng UHT ra đời vào thế kỷ XX đã đáp ứng nhu cầu trên. Các loại nước uống trong bao bì giấy là hình ảnh thường thấy nhất của ứng dụng công nghệ bảo quản này.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN: AN TOÀN THỰC PHẨM

CHỦ ĐỀ: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TIỆT TRÙNG UHT TRONG CÁC SẢN PHẨM

THỰC PHẨM CÓ ĐỘ pH THẤP

Thực hiện: nhóm 08

GVHD:

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM 8

TT HỌ VÀ TÊN LỚP MSV

1 Tô Vân Oanh K62CNSTHA 620702

2 Nguyễn Mai Phương K63QLTP 636162

3 Nguyễn Thị Phương K62CNTPA 620799

4 Đoàn Thúy Quỳnh K62CNTPA 620802

5 Nguyễn Thị Quỳnh K62CNTPC 621000

6 Hoàng Minh Thành K62CNSTHA 620707

7 Diệp Hà Thu Thảo K63CNTPA 636176

8 Nguyễn Thị Bích Thảo K62CNTPA 620811

9 Trần Thị Phương Thảo K62QLTP 636455

10 Trương Thị Thảo K62CNSTHA 620708

MỤC LỤC

I MỞ ĐẦU

II NỘI DUNG

1 KHÁI QUÁT PHƯƠNG PHÁP TIỆT TRÙNG UHT

2 PHÂN LOẠI PHƯƠNG PHÁP TIỆT TRÙNG UHT

3 CÁC QUÁ TRÌNH TRONG CÔNG NGHỆ UHT

4 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP UHT

5 THỰC TRẠNG CỦA PHƯƠNG PHÁP UHT HIỆN NAY

6 TÁC ĐỘNG VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA PHƯƠNG PHÁP TIỆT TRÙNG UHT III KẾT LUẬN

I MỞ ĐẦU

Từ xưa đến nay, thực phẩm luôn là một phần quan trọng trong sự sinh trưởng và phát triển của con người Thực phẩm hay còn đươc gọi là các thức ăn là bất kì vật phẩm nào, bao gồm chủ yếu các chất: gluxit, lipit, protein, nước, chất khoáng, mà con người hay động vật có thể ăn hay uống được, với mục đích cơ bản là thu nạp các chất dinh dưỡng nhằm nuôi cơ thể hay vì sở thích cá nhân Tuy nhiên, song song với sự phát triển của con người còn có các loại vi sinh vật cũng sử dụng thức ăn để phát triển, chúng phân giải các chất làm hư hỏng thực phẩm, đồng thời còn sinh ra độc tố gây ngộ độc cho con người và vật nuôi Điều này đặt ra câu hỏi làm thế nào để vô hoạt các vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm

Hiện nay có nhiều phương pháp đảm bảo chất lượng an toàn thực phẩm như sử dụng nhiệt độ tháp, nhiệt độ cao, chiếu xạ, lọc bằng màng, hóa chất, điều chỉnh hoạt độ nước, Trong số đó, phương pháp sử dụng nhiệt độ cao được sử dụng rộng rãi nhất do những ưu điểm mà nó mang lại

Phương pháp sủ dụng nhiệt độ cao gồm có thanh trùng và tiệt trùng

Thanh trùng là quá trình tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho thực phẩm và ức chế quá trình sinh tổng hợp độc tố của chúng, gia nhiệt ở 60-90 độ C

Tiệt trùng là một quá trình mà trong đó thực phẩm được gia nhiệt đến một nhiệt độ đủ cao và thời gian đủ dài (>1000C) và thời gian đủ dài để phá hủy hoạt động của vi sinh vật và enzyme Kết quả là các loại thực phẩm tiệt trùng có tuổi thọ vượt qua 6 tháng ở nhiệt độ thường Việc xử lý nhiệt ở mức độ mạnh có thể tạo ra sự thay đổi đáng kể chất dinh dưỡng và cảm quan thực phẩm Do đó mục tiêu của sự phát triển công nghệ chế biến nhằm giảm thiệt hại các chất dinh dưỡng và giá trị cảm quan, bằng cách giảm thời gian xử lý nhiệt Vì vậy, phương pháp tiệt trùng UHT ra đời vào thế kỷ XX đã đáp ứng nhu cầu trên Các loại nước uống trong bao bì giấy là hình ảnh thường thấy nhất của ứng dụng công nghệ bảo quản này

Phương pháp tiệt trùng được sử dụng cho nhiều loại thực phẩm, tuy nhiên dưới đây chúng tôi xin trình bày về tiệt trùng đối với loại thực phẩm có pH thấp

Thực phẩm có Ph thấp là những loại có độ pH <7

II NỘI DUNG

1 Khái quát về phương pháp tiệt trùng UHT

Mô hình chế biến sữa tiệt trùng UHT thu nhỏ

Công nghệ tiệt trùng UHT được đánh giá là phát minh quan trọng trong ngành chế biến thực phẩm của thế kỷ 20

- Nguyên tắc căn bản của công nghệ chế biến tiệt trùng UHTlà gia nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ 135-1400C trong thời gian ngắn (4-6 giây), sau đó làm nguội nhanh ở 250C

- Quy trình xử lý nhiệt siêu cao và làm lạnh cực nhanh này đã giúp tiêu diệt hết vi khuẩn có hại, các loại nấm men, nấm mốc… đồng thời, giữ lại tối đa các chất dinh dưỡng và mùi vị tự nhiên của sản phẩm sữa nguyên liệu

- Các mặt hàng sữa, nước ép trái cây chế biến theo công nghệ tiệt trùng UHT đều đảm bảo 3 yếu tố: giữ chất lượng tốt, ổn định, không hư hỏng trong quá trình bảo quản; không chứa các vi khuẩn và cácđộc tố gây hại; không chứa bất cứ vi sinh vật nào có khả năng sinh sôi, phát triển khiến gây hỏng sản phẩm

2 Các phương pháp tiệt trùng UHT trên thế giới.

Có hai phương pháp tiệt trùng UHT, dựa vào cách gia nhiệt cho thực phẩm

* Phương pháp gia nhiệt trực tiếp.

Sản phẩm được gia nhiệt bằng cách tiếp xúc trực tiếp với hơi nước vô trùng Có thể gia nhiệt bằng hai phương pháp:

- Sử dụng vòi phun hơi nước để đưa hơi nước áp suất cao vào chất lỏng vào chất lỏng đã đc gia nhiệt trước đó để tăng nhiệt độ một cách nhanh chóng Sau giai đoạn gia nhiệt, sản phẩm sẽ được làm lạnh nhanh trong chân không để loại bỏ nước tương đương với lượng hơi nước đã được sử dụng Với phương pháp này sản phẩm được gia nhiệt và làm lạnh nhanh chóng và loại được hơi nước Tuy nhiên phương pháp này chỉ phù hợp với một số sản phẩm nhất định Vì phương pháp này tiêu hao năng lượng khá lớn,mặt khác sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với thiết bị ở nhiệt độ cao sẽ ảnh hưởng đến mùi vị của sản phẩm

- Dòng sản phẩm sẽ được bơm vào buồng chứa hơi nước áp suất cao bằng vòi.Điểm nổi bật của hệ thống này là lượng hơi nước lớn còn thể tích dòng sản phẩm nhỏ được phân bố trên một diện tích bề mặt lớn của sản phẩm Nhiệt độ sản phẩm được kiểm soát chính xác thông qua áp suất.Bên cạnh đó,giai đoạn giữ nhiệt sẽ được thực hiện bằng việc sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc dạng ống.Tiếp theo sản phẩm sẽ được làm lạnh nhanh trong buồng chân không Ưu điểm của phương pháp này là sản phẩm được gia nhiệt và làm lạnh nhanh chóng,quá trình trao đổi nhiệt xảy ra đồng đều trong dòng sản phẩm,thích hợp cho cả sản phẩm có độ nhớt thấp và cao

* Phương pháp gia nhiệt gián tiếp

Với phương pháp này,thiết bị gia nhiệt và sản phẩm không tiếp xúc trực tiếp với nhau,cách nhau bởi các thiết bị tiếp xúc bề mặt.Có nhiều kiểu trao đổi nhiệt được áp dụng: thiết bị dạng bản mỏng,dạng ống

+ Thiết bị dạng bản mỏng: Tượng tự như khi ta sử dụng trong HTST,nhưng áp suất của quá trình được giới hạn bởi những tấm đệm.Vận tốc chất lỏng thấp có thể dẫn đến việc gia nhiệt không đồng đều.Phương pháp này giúp tiết kiệm được không gian tầng,dễ dàng kiểm tra và có khả năng tái sinh

Thiết bị tiệt trùng dạng bản mỏng – tấm trao đổi nhiệt JIMEI sản xuất

+ Thiết bị dạng ống gồm có kiểu ống bọc,kiểu ống xoắn,kiểu ống lồng ống,nhiều ống.Tất cả những thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống không được bịt kín như thiết bị dạng bản

mỏng.Nên nó có thể chịu được áp suất cao,do dó tốc độ dòng chảy sẽ cao hơn và nhiệt độ đạt được cao hơn.Nên trao đổi nhiệt diễn ra đồng đều hơn nhưng khó kiểm tra

Thiết bị tiệt trùng dạng ống

3 Các quá trình trong công nghệ tiệt trùng UHT

Quy trình tiệt trùng UHT của sữa

Quá trình xử lý nhiệt độ cực cao UHT là một quá trình sản xuất phức tạp – trong đó đòi hỏi nhiều công đoạn, liên kết chặt chẽ từ khâu chế biến cho đến khâu đóng gói được thực hiện một cách nghiêm ngặt và khép kín, theo trình tự:

1 Heating – Hệ thống gia nhiệt

2 Flash cooling – Hệ thống làm lạnh

3 Homogenization – Quá trình đồng hóa

4 Aseptic packaging – Quá trình đóng gói vô trùng

* Heating – Hệ thống gia nhiệt

Trong quá các cấp xử lý nhiệt tiệt trùng UHT, chất lỏng trước tiên được đưa lên nhiệt độ (70-80°C) sau đó, một cách đột ngột đưa lên nhiệt độ yêu cầu của quá trình xử lý nhiệt UHT Chúng ta có hai công nghệ để gia nhiệt : cách thứ nhất nồi hơi sẽ được kết nối trực tiếp với sản phẩm – hơi nóng từ đó được tiếp xúc trực tiếp, cách thứ hai sản phẩm sữa sẽ được tiếp xúc dán tiếp nhiệt độ qua các bề mặt Với mục tiêu chính của cả 2 loại thiết kếlà chất lượng sản phẩm và hiệu quả với các đặc điểm duy trì nhiệt độ sản phẩm ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn nhất có thể, đảm bảo nhiệt độ được phân bố một cách đều đặn Trong quá các cấp xử lý nhiệt tiệt trùng UHT, chất lỏng trước tiên được đưa lên nhiệt độ (70-80°C) sau đó, một cách đột ngột đưa lên nhiệt độ yêu cầu của quá trình xử lý nhiệt UHT Chúng ta có hai công nghệ để gia nhiệt, với mục tiêu chính của cả 2 loại thiết kếlà chất lượng sản phẩm và hiệu quả với các đặc điểm duy trì nhiệt độ sản phẩm ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn nhất có thể, đảm bảo nhiệt độ được phân bố một cách đều đặn

* Flash cooling – làm lạnh chân không

Sau quá gia nhiệt dịch lỏng được giữ trong ống chuyển đến buồng chân không Tại đây quá trình bay hơi chân không sẽ diễn ra, và các quá trình làm mát nhanh – Flash, làm giảm tối đa các tổn thương nhiệt cho sản phẩm Loại bỏ tất cả các chất lỏng nước thừa do tiếp xúc với hơi nước, toàn bộ các chất dễ bay hơi gây ảnh hưởng tiêu cực đến sản phẩm Mức độ làm mát hoặc lượng nước lấy ra phải được xác định

theo cấp độ chân không, và kiểm tra cẩn thận

* Homogenization – Quá trình đồng hóa

Quá trình đồng hóa là một phần không thể thiếu trong dây chuyền chế biến sữa tiệt trùng UHT Đồng hóa là cách xử lý cơ học làm giảm kích thước các chất béo có trong sữa, giảm xu hướng Sữa tạo thành kem, ở bề mặt hoặc đóng gói Tăng cường sự ổn định của Sữa và thoải mái hơn đối với người tiêu dùng khi sử dụng

* Aseptic packaging – Quá đóng gói vô trùng

Chức năng chính của máy chiết rót hộp giấy tiệt trùng : khép kín chu trình 1 lần – tự động hoàn chỉnh hộp sản phẩm, tiệt trùng, định dang hộp, chiêt rót, niêm phong hộp Quy trình định hình hộp giấy: sử dùng vòi phun Hydrogen peroxide, bức xạ tia cực tím cường độ cao và khí nóng vô trùng Sau đó khi định hình hộp giấy xong, quá trình chiết rót trong buồng kín vông tùng, và niêm phong hộp giấy, cắt đoạn xếp góc

Quá trình chiết rót hộp giấy vô trùng, đảm bảo nguyên liệu bao bì và sản phẩm đều tiệt trùng, Giữ cho sản phẩm được tươi lâu trong vòng 6- 12 tháng

4.Ưu, nhược điểm của phương pháp UHT

- Ưu điểm:Đây là phương pháp diệt khuẩn cực nhanh bằng cách cho thực phẩm dạng lỏng chảy thành màng mỏng ở nhiệt độ nhất định trong thời gian thích hợp, từ 2-30 giây, sau đó làm lạnh ngay Trong việc bảo quản, công nghệ UHT giúp tiết kiệm nhiên liệu do không cần giữ lạnh trong khi với công nghệ thanh trùng, phải giữ sản phẩm ở 2-5 độ C Kết hợp với bao bì giấy 6 lớp, thực phẩm lỏng như sữa bò tươi, sữa đậu nành, nước hoa quả xử lý bằng công nghệ này được tiệt trùng, giữ được tối đa các chất dinh dưỡng trong vòng 6 tháng mà không cần dùng chất bảo quản Ở Việt Nam, công nghệ này bước đầu được áp dụng trong sản xuất nước mắm Quá trình chế biến được thiết kế nhằm bảo vệ hương vị và chất dinh dưỡng trong sản phẩm Mỗi loại thực phẩm sẽ có phương án xử lý nhiệt tối ưu khác nhau, dựa theo thuộc tính cụ thể của sản phẩm đó Việc xử lý sữa diễn

ra chỉ trong thời gian cực ngắn (từ 2 đến 5 giây), với nhiệt độ 135 độ C

- Nhược điểm: Tuy nhiên, công nghệ UHT cũng có một số hạn chế Nó đòi hỏi việc xử lý diễn ra trong bầu khí quyển vô trùng từ chế biến cho tới đóng gói Phương pháp này cần kỹ năng vận hành cao Đối với các sản phẩm dạng rắn, kích thước các hạt lớn, quá trình tiệt trùng khi truyền nhiệt sẽ diễn ra không đồng đều, làm cho bề mặt sản phẩm được truyền nhiệt cao hơn so với những vùng khác của sản phẩm Nhiệt độ tiệt trùng quá cao có

thể làm lipit bị ôi hóa, protein bị biến tính gây đông tụ sữa làm giảm chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm

5 Thực trạng

Sự ra đời của xử lý nhiệt cao và đóng hộp như một phương tiện bảo quản thực phẩm bắt đầu ở Pháp vào đầu những năm 1800 Đến năm 1839, thùng thép tráng thiếc được sử dụng rộng rãi Vào những năm 1960, dựa trên công nghệ bảo tồn thực phẩm sớm này,

Tetra Pak đã tiên phong trong quy trình UHT liên tục của riêng mình và các hệ thống

đóng gói vô trùng, và do đó đã khởi đầu sự phát triển của phân khúc sữa UHT

Nó được sử dụng cho các sản phẩm có hàm lượng axit thấp (trên pH 4,6) như sữa UHT, sữa có hương vị UHT, kem UHT, sữa đậu nành và các sản phẩm thay thế sữa khác Quá trình tương tự cũng được sử dụng để khử trùng thực phẩm chế biến sẵn, chẳng hạn như súp, nước sốt, món tráng miệng, cà chua và các chế phẩm từ trái cây, và thức ăn trẻ em Ở Việt Nam, công nghệ này bước đầu được áp dụng trong sản xuất nước mắm

Một số sản phẩn sử dụng phương pháp tiệt trùng UHT

6 Tác động và tầm quan trọng của phương pháp tiệt trùng UHT

Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm không chỉ ảnh hưởng đến thương hiệu sản phẩm của doanh nghiệp mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người, an ninh chính trị xã hội và sự trường tồn của một dân tộc

Thực tế và kiểm nghiệm cho thấy thực phẩm khi tiếp xúc với môi trường bên ngoài sẽ dễ bị biến chất, hư hỏng và hao hụt dinh dưỡng Để giải quyết vấn đề trên, nhiều nhà sản xuất đã sử dụng các phụ gia để bảo quản thực phẩm trong đó có một số chất gây hại cho

sức khỏe con người

Để khắc phục thực trạng lạm dụng các chất bảo quản, các chất phụ gia thực phẩm để kéo dài tuổi thọ của sản phẩm thì việc áp dụng các công nghệ chế biến tiên tiến như sử dụng công nghệ tiệt trùng UHT với bao bì giấy tiệt trùng 6 lớp là chìa khoá cho vệ sinh và

an toàn thực phẩm sản xuất ở dạng lỏng Công nghệ tiệt trùng UHT xuất hiện từ năm

1951 có thể giúp bảo quản các loại thực phẩm lỏng một cách hiệu quả