Ức chế vi sinh vật bằng phương pháp vật lí

vi sinh vật thực phẩmMở đầu1Phần 1.Sử dụng nhiệt độ cao21.1.Thanh trùng31.2.Tiệt trùng5Phần 2.Sử dụng nhiệt độ thấp92.1.Bảo quản lạnh92.2.Bảo quản lạnh đông10Phần 3.Làm khô123.1.Phương pháp sấy tự nhiên (phơi nắng)123.2.Phương pháp sấy nhân tạo13Phần 4.Ức chế sự phát triển của vi sinh vật bằng phương pháp siêu âm194.1.Khái niệm về sóng siêu âm.194.2.Nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm để ức chế vi sinh vật.194.3.Phân loại.194.4.Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm.20Phần 5.Chiếu xạ215.1.Tia tử ngoại215.2.Tia ion hóa22Phần 6.Lọc thanh trùng25Phần 7.Áp suất307.1.Khái niệm:307.2.Mục đích:307.3.Phạm vi áp dụng đối với thực phẩm:317.4.Các yếu tố ảnh hưởng tới kỹ thuật áp suất cao32PHẦN KẾT LUẬN34Tài liệu tham khảo35 

To

Phan Kiều Nguyệt Anh 2022200229

Nguyễn Thị Minh Thư 2022202034

Tô Thành Đạt 2005208158

Nguyễn Hữu Nhân 2028200021

Họ và tên Nhiệm vụ và phần trình bày Ghi chú

Phan Kiều Nguyệt Anh Sử dụng nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp

Nguyễn Hữu Nhân Làm khô và siêu âm

Nguyên Thị Minh Thư Sử dụng áp suất

vật lý

Sử dụ

ng nh

iệt độ cao

Sử d ụng nhiệt độ t

Hệ thống thanh trùng kem theo phương pháp Pasteur và các cuộn dây làm lạnh tại nhà máy sản xuất bơ

Murgon, 1939

Quy trình thanh trùng sữa

1.1 Thanh trùng

1.1 Thanh trùng

1.1 Thanh trùng

Phương pháp thanh trùng Pasteurisation.

− Sử dụng trong nhiệt độ từ 60 đến 80 độ C

− Phương pháp Pasteur không có mục đích tiêu diệt vi sinh vật có thể có để chúng không còn khả năng gây bệnh.

Phương pháp Ultra High Temperature.

− Nguồn nhiệt chính là hơi nước có nhiệt độ 140-160oC trong thời gian ngắn, thực hiện khoảng vài giây hoặc vài chục giây

1.2 Tiệt trùng

Quá trình giúp tiêu diệt tất cả các vi sinh vật kể cả nha bào và bất hoạt virus hoặc loại bỏ chúng hoàn toàn ra khỏi các vật cần tiệt trùng.

1.2.1 PP Tiệt trùng

− Tiệt trùng bằng hơi nóng ẩm

Phương pháp giúp diệt các vi sinh vật bằng hơi nước căng và bão hoà ở nhiệt độ trên 100oC

− Phương pháp tiệt trùng bằng tia gama.

Dùng các bức xạ ion hoá giàu năng lượng để giúp tiêu diệt các loại vi sinh vật.

1.2.1 PP Tiệt trùng

− Phương pháp lọc vô trùng.

Để tiệt trùng cho không khí hoặc những sản phẩm sinh học mà không áp dụng phương pháp nhiệt độ hoặc những phương pháp tiệt trùng khác

− Tiệt trùng bằng UHT ( Ultra High Temperature)

Công nghệ xử lí sản phẩm lỏng (sữa tươi, sữa đậu nành, nước trái cây ) ở nhiệt độ cao (135 - 140oC) trong khoảng 2-5 giây, sau đó làm lạnh ngay, giúp giữ lại tối đa hương vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm trữ lạnh .

1.2.1 PP Tiệt trùng

Thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống Thiết bị tiệt trùng UHT dạng tấm

- Ức chế làm giảm tốc độ các phản ứng sinh hóa trong thực phẩm.

- Làm vsv ngừng quá trình trao đổi chất và có thể dẫn đến tiêu diệt một phần vsv kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm thực phẩm

- Với nhiệt độ lạnh 4oC có thể ức chế các vi khuẩn ưa nhiệt phát triển trên thực phẩm

Nhiệt độ -18oC tiêu diệt 1 phần các tế bào sinh dưỡng, nhưng không thể tiêu diệt được các bào tử của vi sinh vật

 Chủ yếu bảo quản rau quả tươi.

 Nhiệt độ hạ xuống gần 0oC  tinh thể nước đá chưa xuất hiện, hệ thống men (trong nguyên liệu và trong vi sinh vật) hoạt động yếu đi làm kìm hãm và biến đổi về lý, hóa, sinh, hoạt động vi sinh vật.

2.1 Bảo quản lạnh

 Giữ thực phẩm được vài tháng  vài năm

 Bảo quản ở nhiệt độ > -100oC và bé hơn nhiệt độ đóng băng của dịch bào

 Nhiệt độ của thực phẩm được hạ thấp hơn nhiệt độ đóng băng của các dung dịch nước trong thực phẩm

 Các quá trình sống của vi sinh vật và hoạt động của các hệ thống men bị kiềm chế rõ rệt

 Nhiệt độ làm lạnh đông tốt nhất khi lượng nước còn lại trong thực phẩm bị đóng băng chiếm không quá 15%

 Người ta chỉ ướp đông thịt, cá đến -32 _-35oC, rau quả 20 -270 C

2.2 Bảo quản lạnh đông

1 PP sấy tự nhiên (Phơi nắng)

2 PP sấy nhân tạo

- Dùng nhiệt của ánh sáng mặt trời

- Thích hợp các loại hạt, thủy sản ướp muối

- Cũng có thể hong khô rau quả mà không cần nắng

- Thời gian dài

- Giảm giá trị dinh dưỡng, cảm quan

- Dễ bị mốc khi bảo quản

- Làm khô lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn

- Tiến hành trong thiết bị nhờ có tác nhân sấy, điều chỉnh được chế độ sấy

- Có nhiều pp sấy như: Sấy khô, sấy phun, thăng hoa, bức xạ và điện cao tần

1.1 Sấy khô

- Dùng lò sấy than, củi… làm bay hơi nước trong thực phẩm

- Chất lượng sản phẩm không cao (chất dinh dưỡng, vitamin bị ảnh hưởng)

1.1 Sấy khô

Thịt gác treo gác bếp Máy sấy bằng than củi

1.2 Sấy phun

Công nghệ sấy công nghiệp chính do khả năng sấy một bậc nguyên liệu, từ dạng lỏng sang dạng bột khá đơn giản Dễ dàng kiểm soát nhiệt độ và định dạng hạt sản phẩm một cách chính xác

1.2 Sấy phun

Bột giặt sử dụng pp sấy phun Máy sấy phun sương

1.2 Sấy thăng hoa

Quá trình làm khô sản phẩm đã được cấp đông trong điều kiện chân không.

Khi gia nhiệt thì nước sẽ thăng hoa trực tiếp từ dạng rắn (băng) sang dạng khí

Giúp cho sản phẩm sau khi tách ẩm vẫn giữ được nguyên hình dạng, màu sắc, mùi vị, dưỡng chất.

1.2 Sấy thăng hoa

1.2 Sấy thăng hoa

1.2 Sấy bằng bức xạ

- Chiếu tia hồng ngoại

(0.75-4µm) vào sản phẩm nóng lên (vì 80% công suất đèn biến thành nhiệt bức xạ)

- Các đèn hồng ngoại có công suất 250 -500 W

1.2 Sấy bằng điện cao tần

- Đặt sản phẩm sấy vào điện trường xoay chiều có tần

số dao động cao (500 k.Hz) cho sản phẩm khô đều và nhanh.

- Các sản phẩm sau khi làm khô nguội ngay, bao gói tốt, tránh hút ẩm trở lại, giữ nơi khô mát để được lâu dài

PP Siêu âm

Nguyên lý : chiếu xạ vô hoạt hoàn toàn vi sinh vật và côn trùng bị ion hóa, làm thay đổi bản chất hóa học, đây là tác động chính của quá trình chiếu xạ Năng lượng của chiếu xạ phải đủ lớn để cắt đứt liên kết cộng hóa trị trong khoảng 1-8 eV.

PP Siêu âm

Phân Loại

Theo các dải sóng âm được sử dụng, siêu âm có thể được chia thành siêu âm tần số cao công suất thấp

và siêu âm tần số thấp công suất cao.

PP Siêu âm Ứng dụng

Chiếu xạ

 Quá trình chiếu bức xạ ion hóa tiêu diệt vsv

 Giảm nguy cơ bệnh tật do thực phẩm gây ra

 Ngăn chặn sự lây lan của các loài xâm hại

Chiếu xạ

Không tạo ra thêm các đồng vị phóng xạ trong thực     phẩm, nên không gây nguy hiểm về phóng xạ cho người dùng

Đơn vị cường độ chiếu xạ: Gy (Gray), 1 Gy = 1j/kg

Chiếu xạ

5.1 Tia cực tím (Ultra violet_UV)

• Cơ chế tiêu diệt vi sinh vật:

Acid nucleic cuả vi sinh vật bị gây đột biến

• Mức độ kháng tia UV

5.2 Tia ion hoá

Làm ion hóa các phân tử trong đó có phân tử nước, tia ion có tác dụng sát trùng mạnh

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

Chiếu xạ

Lọc thanh trùng

3 loại màng lọc chính:

1 Màng thấm ngược: giữ lại các ion đơn trị trên màng

2 Màng siêu lọc: giữ lại các đại phân tử như protein, polysaccharides hay chất béo, đường hay amino acid có thể qua màng Đường kính lỗ từ 2 -20 nm

3 Màng vi lọc: tách các loài có kích thước khoảng 0.1 – 10 nm, giữ lại các đại phân tử

Lọc thanh trùng

Nguyên lí thẩm thấu ngược RO là gì?

1 Màng thấm ngược: giữ lại các ion đơn trị trên màng

Lọc thanh trùng

Cấu tạo và chức năng của màng siêu lọc UF

2 Màng siêu lọc: giữ lại các đại phân tử như protein, polysaccharides, chất béo, đường hay aminoacid có thể qua màng Đường kính lỗ từ 2- 20cm

Lọc thanh trùng

• Lọc sạch tạp chất có kích thước nhỏ hơn cả vi khuẩn, loại bỏ dầu, mỡ, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ tương

và các phân tử lớn từ nước và các dung dịch khác như (phấn hoa, tảo, kí sinh trùng, virut và vi trùng gây bệnh…)

• Đặc biệt là có thể triệt tiêu được vi khuẩn tới 99.9% dường như không còn vi khuẩn

Màng siêu lọc UF đã cho ra một nguồn nước siêu tinh khiết đảm bảo sức khỏe tối ưu cho mọi người

sử dụng

Màng lọc Ultrafiltration hoạt động theo 2 nguyên lý:

- Từ ngoài vào trong: Lớp lọc nằm ngoài màng

Dòng nước có chất ô nhiễm được đẩy từ ngoài vào trong màng lọc Các chất độc hại được giữ lại bên ngoài màng lọc

Duy nhất nước sạch nguyên khoáng, nước tinh khiết sau lọc được thu ở bên trong màng lọc.

- Từ trong ra ngoài: Lớp lọc nằm trong màng

Dòng nước có chất ô nhiễm được thấm vào từ bên trong màng lọc

Nước sạch sau lọc được thu ở bên ngoài màng lọc

Cấu tạo màng lọc UF

3 Màng vi lọc: tách các loài có kích thước khoảng 0.1 – 10 nm, giữ lại các đại phân tử

-Vi lọc: quá trình loại bỏ vật lý các chất rắn lơ lửng khỏi nước, qua màng

Thường sử dụng cùng với các quá trình phân tách khác: siêu lọc và thẩm thấu ngược

- Các bộ lọc có kích thước lỗ lọc khoảng 0,1 micron (nhỏ)

Vi khuẩn và chất rắn lơ lửng là yếu tố duy nhất có thể được loại bỏ thông qua vi lọc

• Ngành công nghiệp sữa (pho mát, sữa,…)

• Ngành công nghiệp thực phẩm (lọc nước trái cây, rượu, bia)

• Ngành công nghiệp kim loại (tách nhũ tương dầu / nước)

• Ngành công nghiệp dược phẩm (tiệt trùng lạnh)

• MF cũng được thực hiện để tái sử dụng nước thải

PP Áp Suất

Kỹ thuật áp suất cao (high pressure processing – HPP)

- Là một phương pháp bảo quản thực phẩm

- Giá trị áp suất cao giao động trong khoảng 100-1000 MPa

- Có hoặc không có sự bổ sung của nhiệt độ nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật hoặc nhằm thay đổi các đặc tính của thực phẩm

- Vẫn giữ được chất lượng, trạng thái tươi ngon tự nhiên đồng thời kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm

Tại thời điểm này chế biến áp suất cao đang được sử dụng tại Hoa Kỳ, Châu Âu và Nhật Bản.

PP Áp Suất

• Tiêu diệt ức chế vi sinh vật

• Kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm

• Duy trì sự tươi mát tự nhiên

Mục đích

PP Áp Suất

Cơ chế tác dụng lên tế bào sinh dưỡng của vi sinh vật:

− Gây biến tính các protein

− Tác dụng lên màng tế bào làm thay đổi cấu trúc của màng gây ra sự rối loạn trao đổi chất trong và ngoài tế bào

− Ảnh hưởng có hại lên vật chất duy truyền như acid ribonucleic (RNA), acid nucleic, riboxom… làm biến đổi cấu trúc của chúng và gây cản trở quá trình tổng hợp protein quá trình sao chép vật chất duy truyền

− Áp suất cao làm mất hoạt tính của các loại vi sinh có khả năng gây thối thực phẩm

PP Áp Suất

Áp suất cao tác động theo cơ chế gồm hai giai đoạn

Giai đoạn 1 : bào tử dưới tác dụng của áp suất cao sẽ được kích thích hoạt động

và nảy mầm.

Giai đoạn 2 : sau khi nảy mầm khả năng nhạy cảm với áp suất tăng, bào tử sẽ được áp suất cao tiêu diệt.

PP Áp Suất

Ưu điểm:

 Tiêu diệt tế bào sinh dưỡng của vi sinh vật có thể tiêu diệt cả bào tử nếu kết

hợp với nhiệt độ cao

 Vô hoạt hóa enzyme

 Không gây độc

 Đảm bảo sự đồng đều khi xử lý trên toàn bộ khối ản phẩm

 Giảm hay không dùng chất bảo quản.

Nhược điểm:

 Vẫn còn tồn tại vi sinh vật

 Thiết bị đắt tiền

 Yêu cầu thực phẩm phải chứa khoảng 40% nước tự do để đảm bảo hiệu quả

tiêu diệt vi sinh vật

 Giới hạn trong việc lựa chọn bao bì cho sản phẩm

PP Áp Suất

Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả tác động lên vi sinh vật của kỹ thuật áp suất cao

phẩm càng lớn

- Nếu vsv có khả năng sinh bào tử thì bào tử sinh ra có khả năng kháng áp suất cao

VD: sử dụng áp suất cao tới 1200 MPa cũng không đủ khả năng tiêu diệt bào tử của Bacillus subtilis và Clostridium

botulinum.

- Vi khuẩn Gram (+) có khả năng kháng áp suất mạnh hơn vi khuẩn Gram (-)

- Nấm men và nấm mốc có khả năng chịu được tác động của áp suất tốt hơn là vi khuẩn

PP Áp Suất

Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả tác động lên vi sinh vật của kỹ thuật áp suất cao

EDTA… thì hiệu quả ức chế tiêu diệt vsv sẽ tăng cao

Để tăng hiệu quả người ta thường sử dụng kỹ thuật áp suất cao kết hợp với các yếu tố khác nhau như chế độ xử lý nhiệt nhẹ nhàng độc acid của môi trường thấp hay có bổ sung các chất chống vsv được phép sử dụng

PP Áp Suất

Ví dụ

Mứt trái cây dressing, xốt điều kiện xử lý 400MPa từ 10-30 phút

ở 20oC Nước ép nho điều kiện xử lý 120-400MPa từ 2-20 phút ở 20oC