Phương pháp tránh sư hư hỏng thực phẩm do vsv

Thanh trùng - Sử dụng nhiệt độ 80-1000C để ức chế và tiêu diệt các tế bào của vi sinh vật - Thanh trùng bằng phương pháp Pasteur... Như vậy, nhiệt độ thấp làm vi sinh vật ngừng quá trình

1 Sự hư hỏng của thực phẩm do vi sinh vật

Thực phẩm nói chung (bao gồm cả tươi sống và đã chế biến) bản chất là những chất hữu cơ giàu chất dinh dưỡng (protein, lipid, gluxit), là môi trường thuận lợi cho VSV xâm nhập và phá hỏng

Các dạng hư hỏng của thực phẩm do VSV như: bị thối rửa (do phân hủy protein), bị chua (do phân hủy gluxit), bị oxi hóa (các chất béo), tạo mùi, màu sắc hoặc biến đổi trạng thái của thực phẩm

Hình 1 Các dạng hư hỏng của TP

Nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm là do thục phẩm bị phân hủy

do hoạt động trao đổi chất của các VSV hoặc hư hỏng do độc tố VSV tiết ra

2 Các phương pháp bảo quản vật lý nhằm tránh sự hư hỏng thực phẩm

do vi sinh vật

2.1 Nhiệt độ

2.1.1 Nhiệt độ cao

2.1.1.1 Thanh trùng

- Sử dụng nhiệt độ 80-1000C để ức chế và tiêu diệt các tế bào của

vi sinh vật

- Thanh trùng bằng phương pháp Pasteur

Hình 2 Máy tiệt trùng Pasteur

+ Nhiệt độ từ 60-800C

+ Làm chậm quá trình hư, hỏng của thức ăn gây ra do vi sinh vật

+ Giảm số lượng mầm bệnh

2.1.1.2 Tiệt trùng

 Tiệt trùng bằng khí khô ở nhiệt độ cao

- Tăng nhiệt độ đột ngột để làm bay hơi nước của nguyên sinh

chất nhằm phá vỡ vỏ để tiêu diệt vi sinh vật

- Sấy từ 600C – 2500C hoặc cao hơn, thời gian sấy từ 1 hoặc lâu hơn

- Sử dụng đơn giản, thuận tiện

 Tiệt trùng bằng hơi nước bão hòa ở nhiệt độ và áp suất cao

- Nhiệt độ từ 1150C- 1350C, áp suất từ 0,5- 2,0 bar

- Ưu điểm: Hiệu quả tiệt trùng cao, không hủy hoại vật hấp, tiết

kiệm thời gian

2.1.2 Nhiệt độ thấp

Dưới tác động của nhiệt độ thấp một số vi sinh vật bị hạn chế hoạt động hoặc bị chết bởi các nguyên nhân sau:

- Phần protein của vi sinh vật bị biến đổi hay bị phân hủy do hệ thống keo sinh học (keo protein) cũng bị phá hủy

- Sự phá hủy cơ học ở tế bào vi sinh vật trong quá trình đóng băng tinh thể nước đá Các tinh thể đá có góc cạnh nên chèn ép làm rách màng tế bào của vi sinh vật

- Sự thay đổi áp suất, pH, nồng độ chất tan và áp suất thẩm thấu Do nước bị đóng băng và tách ra ở dạng nguyên chất nên nồng độ của dịch bào tăng lên, áp suất thẩm thấu tăng, pH giảm do đó vi sinh vật rất khó phát triển

Như vậy, nhiệt độ thấp làm vi sinh vật ngừng quá trình trao đổi chất

và có thể dẫn đến tiêu diệt một phần vi sinh vật kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm thực phẩm,

Nhóm vi sinh vật ưa lạnh thường gặp là:

- Vi khuẩn Pseudomonas làm cho thực phẩm có màu xanh hoặc màu sẫm tối

- Nấm mốc có nhiều loại phát triển được ở nhiệt độ thấp như Penecillum, Mucor… hoạt động được ở nhiệt đô -150C

- Nấm men ưa lạnh, loại này phát triển ở nhiệt đô -2 đến 30C, môi trường thích hợp nhất của nó là sản phẩm chua Nhìn chung có thể phát triển được ở trong tất cả các sản phẩm bảo quản lạnh

Nhiệt độ thấp ức chế tốc độ các phản ứng sinh hóa trong thực phẩm Nhiệt độ càng thấp thì tốc độ các phản ứng sinh hóa càng giảm

Trong phạm vi nhiệt độ thường, cứ hạ xuống 100C thì tốc độ phản ứng giảm từ 1/2 - 1/3 lần

Với nhiệt độ lạnh (40C) có thể ức chế các vi khuẩn ưa nhiệt phát triển trên thực phẩm Nhiệt độ -180C có thể tiêu diệt một phần các tế bào sinh dưỡng, nhưng không thể tiêu diệt được các bào tử của VSV Bảo quản lạnh: 0 – 50C

Bảo quản lạnh đông:

- Trong tủ cấp đông: -20 đến -180C

- Trong nitơ lỏng: -1960C

2.1.3 Làm khô

Hoạt độ nước trong sản phẩm hoặc nguyên liệu sẽ giảm xuống nếu chúng được sấy khô, đóng băng hoặc thêm đường, muối Khi đó sẽ hạn chế sự tăng trưởng của VSV trong thực phẩm

2.1.3.1 Sấy khô, phơi khô

 Phơi khô:

Là phương pháp cổ điển và thủ công, thường dùng để làm khô rau quả, cá…

Làm khô bằng phương pháp này, thực phẩm bị biến đổi chất lượng cảm quan và giá trị dinh dưỡng

Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ thực hiện, không yêu cầu trang thiết bị và ky

thuật

Nhược điểm: Chất lượng sản phẩm không đều, tốn thời gian, tốn

diện tích phơi, phụ thuộc nhiều vào thời tiết

 Sấy khô:

Dùng nhiệt làm bay hơi nước trong thực phẩm Có thể dùng không khí nóng, hoặc hơi nước quá nhiệt Có thể sấy gián tiếp hoặc trực tiếp

Ưu điểm: Chất lượng sản phẩm đồng đều, thời gian ngắn, khống

chế được quá trình sấy, không phụ thuộc vào thời tiết

Nhược điểm: Giá thành cao, chi phí năng lượng lớn, yêu cầu cao

về trang thiết bị và công nghệ

Làm khô thực phẩm phải đảm bảo những yêu cầu sau:

- Nguyên liệu phải tươi tốt, sạch sẽ, đảm bảo vệ sinh

- Chọn phương pháp làm khô phù hợp với đặc điểm thực phẩm và trang thiết bị

- Chỉ dùng nhiệt độ vừa đủ để vô hoạt enzim và sấy khô thực phẩm mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Tránh dùng nhiệt độ quá cao và đột ngột

- Sau khi thực phẩm được sấy khô phải được làm nguội nhanh và bao gói kín trong điều kiện chân không hoặc có khí trơ, để tránh

sự hút ẩm trở lại Cũng có thể thu nhỏ thể tích thực phẩm khô lại (ép thành bánh) để diện tích tiếp xúc với không khí ẩm giảm bớt đi

- Khi đã khô phải được bảo quản trong các kho sạch sẽ, thoáng mát, khô ráo Độ ẩm không khí trong kho bảo quản thích hợp nhất là 70%

2.2 Chiếu xạ

Hình 3 Các giải sóng điện từ

- Chiếu xạ là quá trình chiếu bức xạ ion hóa lên thực phẩm nhằm tiêu

diệt các sinh vật còn tồn dư trong thực phẩm Nhờ đó bảo quản thực phẩm tốt hơn, giảm nguy cơ bệnh tật do thực phẩm gây ra, ngăn chặn sự lây lan của của các loài xâm hại, và làm chậm trễ hoặc loại bỏ mọc mầm hoặc chín, hỏng

- Thực phẩm chiếu xạ đã được chứng minh là lành tính và mang lại

những lời ích kinh tế - xã hội to lớn Tuy nhiên, công nghệ chiếu xạ thực phẩm cũng đòi hỏi cơ sở chiếu xạ và cơ sở sản xuất chế biến thực phẩm phải tuân thủ những yêu cầu nhất định về điều kiện lưu kho, vận chuyển và chế biến thực phẩm sau khi chiếu xạ

2.2.1 Tia cực tím (Ultra violet_UV)

- Là những trùm tia chiếu có bước sóng < 450 nm và năng lượng

lượng tử từ 3-5 eV () Chỉ những lượng tử mang năng lượng mới làm ức chế sự tăng trưởng của VSV

- Bước sóng trên dưới 260nm có khả năng tiêu diệt VSV hiệu quả

nhất vì trong khoảng này các acid nucleic hấp thu mạnh nhất

- Cơ chế tiêu diệt VSV: Khi bị chiếu xạ, acid nucleic của VSV bị

gây đột biến (điểm, thay thế hay dimer hóa) hoặc bị phá vỡ cấu trúc làm tổn thương VSV Nếu thời gian và cường độ đủ ngưỡng thì gây chết VSV

Hình 4 Dimer hóa ở thymine dưới tác dụng của tia UV

- Mức độ kháng thể tia UV của VSV thường là khác nhau, phụ

thuộc vào cấu trúc, kích thước của tế bào VSV Thể hiện như sau:

Vi khuẩn G(-) < Vi khuẩn G(+) Nấm men < bào tử vi khuẩn

< bào tử nấm mốc << virus

Serrutia marcescens 3 – 4

Pseudomonus fluorescens 3 – 4

Bacillus subtilis (vegetative cells) 6 – 8

Bacillus subtilis (spores) 8 – 10

Micrococcus luteus 10 – 20

Penicillium roquefortii 20 – 50

Rhizopus nigricans >200

Saccharomyees cerevisiae 3 – 10

Bảng 1 Mức độ kháng tia UV của vi sinh vật phụ thuộc vào

cấu trúc, kích thước của tế bào vi sinh vật

2.2.2 Tia ion hóa

- Tia Gamma : được tạo ra bởi các phản ứng của các đồng vị

phóng xạ Thường người ta sử dụng cobalt 60

- Cơ chế tiêu diệt VSV: Tia ion hóa làm ion hóa các phân tử trong

đó có nước, điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của tế bào VSV và gây chết VSV

- Mức độ ion hóa gây chết VSV ở mỗi loại là khác nhau:

Vi khuẩn G(-) < vi khuẩn G(+) bào tử nấm mốc < bào tử vi

khuẩn nấm men << virus

Bảng

2 Sự

E coli Saluronella Enteritidis

S Typhimurium Vibrio parahaemolyticus Pseudomonas fluorescens Bacillus cereus

B.stearothermophilus C.botulinum type A Lactobacillus spp

Micrococcus spp

Deinococcus radiodurans Aspergillus flavus

Penicillium notatum

S cerevisiae

1,5 – 3

3 – 5

3 – 5

< 0,5 – 1 0,5 – 1

20 – 30

10 – 20

20 – 30

2 – 7,5

3 – 5

>30

2 – 3 1,5 – 2 7,5 – 10

kháng lại các tia ion hóa của một số loài vi sinh vật gây bệnh có

trong thực phẩm

Ngưỡng chiếu xạ tối đa cho phép chiếu trên thực phẩm Trái cây và nấm 2

Bảng 3 Ngưỡng chiếu xạ tối đa cho phép chiếu trên thực

phẩm ở Anh

2.3 Siêu âm

- Là sóng cơ học hình thành do sự lan truyền dao động của các phần

tử trong không gian có tần số lớn hơn giới hạn trên ngững nghe của con người (60-20kHz)

- Sóng siêu âm có bản chất là sóng dọc hay song nén, nghĩa là trong

trường siêu âm các phần tử dao động theo phương cùng với phương truyền của sóng

- Một số ứng dụng của siêu âm trong thực phẩm:

Ứng dụng các hiệu ứng cơ học Ứng dụng hiệu ứng hóa học và

hóa sinh

- Quá trình kết tinh chất béo,

đường

- Bài khí

- Phá bọt

- Trích ly các chất thơm

- Hỗ trợ lọc và sấy tách ẩm

đông

- Khuấy trộn và đồng hóa

- Kết tụ các hạt bụi lơ lủng

- Làm mềm thịt

- Diệt khuẩn

- Xử lý dòng chảy (nước thải)

- Điều chỉnh sự sinh trưởng của

tế bào sống

- Biến đổi hoạt tính enzyme

- Tiệt trùng thiết bị trong công

nghiệp

- Thường ky thuật siêu âm được áp dụng kết hợp với các chất diệt

khuẩn để làm sạch các thiết bị y tế, làm sạch một số loại thực phẩm như làm sạch bề mặt của trứng

- Ky thuật siêu âm có thể sử dụng để loại bỏ các màng sinh học

(biofilm)

- Các nghiên cứu kết hợp sóng siêu âm 27,5 MHz và dung dịch

natrihypochlorite đã làm tăng hiệu quả tiêu diệt tế bào nấm men S.cerevisie

2.4 Sử dụng áp suất

 Khái niệm:

Áp suất cao là một trong những ky thuật chế biến tối thiểu thực phẩm, trong đó thực phẩm được đặt dưới áp suất cao, có thể kết hợp với nhiệt độ hoặc không nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật hoặc nhằm thay đổi các đặc tính của thực phẩm Ky thuật này vẫn giữ được chất lượng của thực phẩm, giữ được trạng thái tươi ngon tự nhiên đồng thời kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm Ky thuật áp suất cao là ky thuật không sử dụng

Áp suất cao làm phá hủy các tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn và vô hoạt enzyme, nhưng không làm thay đổi đặc điểm bề ngoài của sản phẩm

và giữ lại một số vitamin Tuy nhiên, khả năng chịu đựng của vi sinh vật rất khác nhau phụ thuộc vào giống và loại thịt được xử lý

Sử dụng áp suất cao có thể gây ra những biến đổi đặt biệt về cấu trúc của sản phẩm và khả năng này có thể được sử dụng để phát triển một dòng sản phẩm mới hoặc gia tăng chức năng của một thành phần nào đó

 Việc sử dụng áp suất cao hoặc thấp giúp bảo quản sản phẩm thực phẩm được dài ngày và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật Sử dụng áp suất liên tục trong thời gian cần thiết (5p) tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật dưới dạng tế bào bằng phương pháp thanh trùng không nhiệt

 Sự giảm tế bào phụ thuộc:

– Thời gian

– Nhiệt độ: nhiệt độ âm hay dương

– Loại vi sinh vật (vi rút < nấm men < vi khuẩn < bào tử vi khuẩn)

 Việc giảm số lượng tế bào có thể sử dụng kết hợp các sử lý (trường hợp điện từ, chất kháng khuẩn) Với áp suất trên 800 Mpa có thể tiêu diệt được các tế bào sinh dưỡng của sinh vật Với áp suất trên 1000 Mpa cũng chưa thể tiêu diệt được các bào tử của sinh vật, vì vậy mà hiện nay người ta thường sử dụng kết hợp áp suất cao và một tác nhân khác như độ acid…

2.5 Lọc thanh trùng (siêu lọc)

Ngoài ra sử dụng các màng lọc với kích thước lỗ lọc cở nm có thể giúp loại bỏ các tế bào sinh vật, cũng đang được áp dụng trong các quá

Các màng bán thấm siêu lọc là những màng xốp, trong đó tồn tại hệ rãnh xuyên suốt bảo đảm thẩm thấu pha của các cấu tử trong hỗn hợp bị phân chia Các lỗ nhỏ trong màng tạo ra hệ thống đường rãnh ngoằn ngoèo liên kết với nhau hay có thể độc lập các màng bám thẩm là bộ phận hoạt động cơ bản của thiết bị siêu lọc, cho phép tác các chất hòa tan có khối lượng phân tử trong khoảng 12003000000 Các màng dùng trong công nghiệp được sản suất từ các màng xenluloza axetac xốp, dị hướng có kết cấu hai lớp gồm lớp bề mặc mỏng với bề dày 0,25m đến đệm xốp mịn dày 100m Lớp mịn hoạt hóa của màng sẽ xác định khả năng giữ lại một loại cấu tử trong hỗn hợp được phân chia trong lớp này xảy ra quá trình phân chia Vì kết cấu của lớp hoạt hóa tới kích thước lỗ được quy định sẽ xác định mức độ khô của các chất

Hiện nay các vật liệu được dùng làm nền cho màn: giấy kim loại, thủy tinh xốp, grafit…Yêu cầu cơ bản của các màng nhân tạo như sau: tính lựa chọn cao, tính thấm cao, bền hóa và tính trơ sinh học đối với các dung dịch đem phân ly, tính ổn định trong quá trình hoạt động, độ bền cơ học và tuổi thọ cao, có khả năng tái sinh và giá thành thấp

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Giáo trình Vi sinh vật học thực phẩm trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm, 2015