Giáo trình Nguyên lý bảo quản và chế biến thực phẩm cung cấp cho sinh viên những kiến thức về nguyên lý bảo quản và chế biến sản phẩm thực phẩm, làm cơ sở để học sinh tiếp thu tốt các môn học chuyên môn chuyên ngành trong lĩnh vực thực phẩm. Giáo trình được biên soạn gồm 4 chương, nội dung chủ yếu giới thiệu tổng quát về chế biến thực phẩm, các nhân tố gây ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm cũng như áp dụng ba nguyên lý trong bảo quản và chế biến thực phẩm. Mời các bạn cùng tham khảo!
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƢỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: NGUN LÝ BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾNTHỰC PHẨM NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ngày tháng năm 20… Hiệu trƣởng trƣờng Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình Nguyên lý bảo quản chế biến thực phẩm nên nguồn thông tin đƣợc phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Nhằm góp phần làm phong phú nguồn tƣ liệu phụ vụ nghiên cứu, học tập cho sinh viên Mục tiêu môn học nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức nguyên lý bảo quản chế biến sản phẩm thực phẩm, làm sở để học sinh tiếp thu tốt môn học chuyên môn chuyên ngành lĩnh vực thực phẩm Giáo trình đƣợc biên soạn gồm chƣơng, nội dung chủ yếu giới thiệu tổng quát chế biến thực phẩm, nhân tố gây ảnh hƣởng đến chất lƣợng thực phẩm nhƣ áp dụng ba nguyên lý bảo quản chế biến thực phẩm Thêm vào đó, cuối chƣơng cịn có nhiều câu hỏi ơn tập hữu ích cho sinh viên Giáo trình đƣợc biên soạn với mục đích làm tài liệu cho sinh viên trƣờng Cao Đẳng Cộng Đồng Đồng Tháp, đặc biệt sinh viên theo học ngành CNTP Xin gửi lời cảm ơn đến Ban lảnh đạo nhà trƣờng Cao Đẳng Cộng Đồng Đồng Tháp, thầy cô môn CNTP Khoa KTCN giúp tơi hồn thành giáo trình Xin chân thành cảm ơn! Đồng Tháp, ngày … tháng … năm 2021 Biên soạn ThS Phan Thị Thúy Giàu i MỤC LỤC Trang Tuyên bố bảng quyền CHƢƠNG 1: CÁC NHÂN TỐ GÂY BIẾN ĐỔI CHẤT LƢỢNG THỰC PHẨM2 1.1 Quan niệm thực phẩm phi thực phẩm 1.2 Các nhân tố gây biến đổi chất lƣợng thực phẩm 1.2.1 Các nhân tố gây biến đổi chất lƣợng thực phẩm từ mơi trƣờng bên ngồi 1.2.2 Các nhân tố gây biến đổi chất lƣợng thực phẩm từ bên thực phẩm 1.3 Nguyên tắc chung bảo quản thực phẩm CHƢƠNG 2: NGUYÊN LÝ BẢO QUẢN THỨ NHẤT 2.1 Phát biểu nguyên lý bảo quản thứ .7 2.2 Những tác nhân gây hƣ hỏng thực phẩm 2.2.1 Bản chất chất thực phẩm tự tƣơng tác gây biến đổi 2.2.2 Thực phẩm tiếp xúc với môi trƣờng 2.2.3 Thực phẩm tiếp xúc với thiết bị 2.2.4 Thực phẩm tiếp xúc với ngƣời 2.2.5 Sự tiếp xúc bố trí sản xuất nhà máy 2.3 Liên hệ thực tế chế biến thực phẩm 10 2.3.1 Tách khí O2 để ngăn phản ứng oxy hoá 10 2.3.2 Tổ chức sản xuất thực phẩm vệ sinh 11 CHƢƠNG 3: NGUYÊN LÝ BẢO QUẢN THỨ HAI 13 3.1 Phát biểu nguyên lý 13 3.2 Các phƣơng pháp áp dụng nguyên lý thứ hai 11 3.2.1 Làm nhanh tiến trình xử lý chế biến 14 3.2.2 Bảo quản thực phẩm cách tách nƣớc 14 3.2.3 Bảo quản cách thêm đƣờng 25 3.2.4 Bảo quản muối ăn 28 3.2.5 Bảo quản thực phẩm cách dùng khí (Nitơ, CO2, Oxy) 32 3.2.6 Bảo quản thực phẩm sử dụng nhiệt độ thấp 36 3.2.7 Bảo quản thực phẩm acid hóa mơi trƣờng 44 ii 3.2.8 Bảo quản thực phẩm chất sát trùng 47 3.2.9 Bảo quản thực phẩm chất chống oxy hóa 50 CHƢƠNG 4: NGUYÊN LÝ BẢO QUẢN THỨ BA 54 4.1 Phát biểu nguyên lý bảo quản thứ ba 54 4.1.1 Các biện pháp tiêu diệt mầm móng gây hƣ hỏng thực phẩm .54 4.2 Sử dụng nhiệt độ cao xử lý chế biến nguyên liệu 55 4.2.1 Chần, hấp, đun nóng .55 4.2.2 Rán (chiên) 56 4.3 Sử dụng trình trùng nhiệt 57 4.3.1 Các phƣơng pháp trùng nhiệt .57 4.3.2 Sự kháng nhiệt vi sinh vật 59 4.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến kháng nhiệt vi sinh vật 60 4.3.4 Ứng dụng 61 4.4 Tiệt trùng thực phẩm tia xạ điện ly (tia ion hóa) 61 4.4.1 Các yêu cầu tia xạ điện ly dùng cho thực phẩm .61 4.4.2 Hiệu sát trùng tia xạ điện ly phụ thuộc vào yếu tố 61 4.4.3 Ảnh hƣởng việc chiếu tia xạ điện ly thực phẩm 62 4.4.4 Những biện pháp khắc phục 63 4.4.5 Ứng dụng 63 iii GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Nguyên lý bảo quản chế biến thực phẩm Mã mơn học: CN405 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Đây môn học chuyên môn đƣợc học chung với môn học sở Tính chất: Là mơn học lý thuyết Ý nghĩa vai trị mơn học: Mơn học giúp cho sinh viên hiểu đƣợc quy trình sản xuất nhƣ nguyên lý bảo quản nguyên liệu thực phẩm, cấu tạo, hoạt động thiết bị chế biến thực phẩm Mục tiêu môn học/ mơ đun: - Về kiến thức: + Trình bày đƣợc nguyên lý bảo quản thực phẩm + Trình bày đƣợc phƣơng pháp bảo quản thực phẩm nhằm khắc phục phòng tránh đƣợc nguyên nhân hƣ hỏng + Chọn lựa đƣợc phƣơng pháp chế biến bảo quản tùy loại thực phẩm + Nêu đƣợc phƣơng pháp chế biến sản phẩm thực phẩm - - Về kỹ năng: + Phân tích đƣợc q trình xảy bảo quản chế biến thực phẩm + Phân tích đƣợc đặc tính nguyên liệu thực phẩm + Ứng dụng đƣợc phƣơng pháp khác bảo quản thực phẩm Về lực tự chủ trách nhiệm: + Chú ý, nghiêm túc, tuân thủ nội quy lớp học + Tự học tập, nghiên cứu khoa học chuyên ngành + Có kỹ giao tiếp, tổ chức làm việc nhóm Nội dung mơn học/mơ đun: CHƢƠNG 1: CÁC NHÂN TỐ GÂY BIẾN ĐỔI CHẤT LƢỢNG THỰC PHẨM Giới thiệu: Nội dung chƣơng nhằm giới thiệu đến sinh viên khái niệm thực phẩm phi thực phẩm, nhân tố nhân tố làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng trình chế biến bảo quản thực phẩm Mục tiêu: + Trình bày đƣợc khái niệm thực phẩm nhân tố gây biến đổi chất lƣợng thực phẩm + Nêu lên đƣợc nguyên tắc chung bảo quản thực phẩm + Nghiêm túc học tập 1.1 Quan niệm thực phẩm phi thực phẩm Con người dùng thực phẩm để sinh tồn phát triển Mặc dù có cách suy nghĩ khác thực phẩm nhƣng nhu cầu sinh học ngƣời dƣờng nhƣ gần giống Ngƣời ta dùng thực phẩm để cung cấp lƣợng (2000 ÷ 3000 kcal/ngày) chất tối cần thiết với lƣợng nhu cầu xác định nhƣ: protein, lipid, glucid, vitamine, khoáng,… Tuy nhiên thực tế người chấp nhận thực phẩm không giống Sự chấp nhận thay đổi theo nhiều nguyên nhân nhƣ: đặc điểm sinh học hay nhận thức khoa học ngƣời Thực phẩm đƣợc ngƣời chấp nhận tuỳ thuộc vào quan niệm khác mang tính chất chủ quan nhƣ: - Thực phẩm chấp nhận tập quán: thực phẩm đƣợc ngƣời lớn dạy cho ăn uống lâu ngày trở nên quen thuộc, chấp nhận phát triển đến mức cao biết thƣởng thức nhƣ ngƣời sành điệu - Thực phẩm chấp nhận theo quan điểm tơn giáo: tín đồ tôn giáo đƣợc giáo dục theo triết học tôn giáo cho tin tƣởng cần ăn số loại thực phẩm không đƣợc ăn số thứ khác Ví dụ: - Phật giáo: khơng ăn thịt động vật, không uống rƣợu - Ấn độ giáo: khơng ăn thịt bị - Hồi giáo: khơng ăn thịt heo, khơng uống rƣợu, khơng ăn thịt ngƣời ngồi đạo làm… Một cách tự nhiên, ngƣời ta phân biệt lĩnh vực ăn uống: thực phẩm (thứ ăn được) phi thực phẩm (thứ không muốn ăn) Tuy nhiên quan niệm thực phẩm phi thực phẩm đƣợc nhận thức theo phát triển tri thức, biến đổi phép chế biến Những thứ thƣờng đƣợc ngƣời ta coi phi thực phẩm: bụi, đá, xƣơng, vỏ, da, lông, chất thải, chất gây độc, vi sinh vật, ký sinh trùng… Những thứ đƣợc ngƣời coi thực phẩm nhƣ: rau, trái, đậu, thịt, tôm, cá,… Trong thực tế có lẫn lộn chất phi thực phẩm vào chất thực phẩm ngƣợc lại có chất thực phẩm nằm phần phi thực phẩm Ví dụ: - Thức ăn có chứa vi trùng, độc tố, chất có hại: antitripsin, goitrogen,… - Ăn nƣớc chấm từ xƣơng, uống rƣợu thuốc trích từ gỗ, thực phẩm chế biến từ vi sinh vật,… Nhờ có tri thức mà người phân biệt phần nên ăn phần nên tránh ăn, biết loại phần lợi Sự phát triển khoa học thực phẩm, đời phƣơng tiện phân tích, hiểu biết ngày nhiều dinh dƣỡng học cho phép ngƣời nhận rõ chất thực phẩm, mặt lợi hại Nhận thức thực phẩm thay đổi, làm cho ngƣời biết cách thay đổi phƣơng pháp, kỹ thuật chế biến bảo quản, thực phẩm ngƣời ngày hồn thiện tiện ích hơn, giúp ngƣời cải thiện sức khoẻ 1.2 Các nhân tố gây biến đổi chất lƣợng thực phẩm 1.2.1 Các nhân tố gây biến đổi chất lƣợng thực phẩm từ môi trƣờng bên ngồi - Vi sinh vật: có nhiều loại có khắp nơi tự nhiên tác động tới thực phẩm khác Tùy theo thành phần dinh dƣỡng loại thực phẩm mà có loại vi sinh vật cách thức phá hoại khác Vi khuẩn: Chủ yếu vi khuẩn gây thối rữa, phát triển mạnh môi trƣờng kiềm Có số loại vi khuẩn gây bệnh + Vi khuẩn phân giải protêin: Clostridium, Bacillus, Pseudomonas, Streptococus, + Vi khuẩn phân giải lipit: Pseudomonas, Achoromobacter, + Vi khuẩn phân giải Gluxit: Bacillus subitilis, Lactobacilus, + Vi khuẩn phân giải pectin Có số vi khuẩn sản sinh sắc tố thực phẩm Có loại làm cho thực phẩm có mơi trƣờng kiềm, Nấm men: Nấm men làm thực phẩm bị biến đổi hơn, thƣờng làm lên men loại thực phẩm có đƣờng Các nấm men chịu đƣợc nồng độ đƣờng cao nhƣ Saccharomyces làm hỏng xiro đƣờng, làm hỏng mật ong Có loại nấm men chịu đƣợc nồng độ rƣợu cao làm hỏng loại rƣợu Nấm mốc: Có nhiều loại khác nhau, có số nấm mốc có khả gây bệnh Các loại nấm mốc sinh trƣởng phát triển thực phẩm tạo độc tố gây độc cho ngƣời sử dụng Các loại nấm mốc nhƣ: Penicilium, Mucor, Aspergilus, phân giải gluxit làm lƣơng thực bị biến chất Dƣới tác động vi sinh vật, thực phẩm bị biến chất, chất dinh dƣỡng nhƣ protein, gluxit, lipit, bị chuyển hóa thành chất ảnh hƣởng đến trạng thái cảm quan, tính chất hóa học, thành phần dinh dƣỡng thực phẩm, làm ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng - Nhiệt độ môi trƣờng Là yếu tố gián tiếp thúc đẩy trình hƣ hỏng thực phẩm Khi nhiệt độ môi trƣờng tác động lên thực phẩm nhiệt độ tối thích cho vi sinh vật gây thối rữa phát triển enzim thực phẩm hoạt động thực phẩm nhanh chóng bị hƣ hỏng Vì phải chọn nhiệt độ bảo quản phù hợp với loại thực phẩm Độ ẩm khơng khí Độ ẩm khơng khí cao tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển mạnh, đặc biệt vi khuẩn gây thối rữa nấm mốc Độ ẩm khơng khí cao hấp thụ vào thực phẩm làm thay đổi trạng thái, cấu trúc thực phẩm Độ ẩm khơng khí tác nhân gián tiếp làm hƣ hỏng thực phẩm Thành phần khơng khí Thành phần khơng khí tác nhân gián tiếp làm hƣ hỏng thực phẩm Ôxy xúc tác q trình oxy hóa làm biến đổi thành phần thực phẩm, đặc biệt với chất béo vitamin C Hầu hết vi sinh vật gây thối rữa hơ hấp hiếu khí Vì ngăn cản oxy tiếp xúc với thực phẩm để hạn chế vi sinh vật gây thối phát triển Các chất khí có mùi nhƣ NH3, H2S, hấp thụ vào thực phẩm có điều kiện thuận lợi, làm thay đổi mùi vị thực phẩm - Ánh sáng Ánh sáng chiếu trực tiếp vào thực phẩm xúc tiến làm chuyển hóa thành phần có thực phẩm, dẫn đến thực phẩm bị hƣ hỏng Ví dụ: Ánh sáng chiếu vào rau tƣơi làm cho q trình hơ hấp xảy mạnh hơn, nhiệt độ khối rau tăng lên, trình bay nƣớc nhanh hơn, làm cho rau nhanh chóng bị hƣ hỏng Ví dụ: Ánh sáng chiếu vào bia làm oxy hóa chất màu dẫn đến bia màu Tuy nhiên, có số sản phẩm thực phẩm không bị hƣ hỏng chịu tác động ánh sáng mặt trời Tác động học Các tác động học tác động lên thực phẩm q trình bao gói, vận chuyển bảo quản thực phẩm Nó làm biến dạng thực phẩm, bao bì bao gói dẫn đến thực phẩm bị hƣ hỏng Vậy trình sản xuất phải lựa chọn bao bì phù hợp, có khả chịu tác động học 1.2.2 Các nhân tố gây biến đổi chất lƣợng thực phẩm từ bên thực phẩm - Các enzim có thực phẩm Các enzim có sẵn thực phẩm xúc tác phản ứng sinh học làm thay đổi thành phần thực phẩm, dẫn đến làm thay đổi tính chất chất lƣợng thực phẩm Vì ln phải tìm cách để hạn chế vô hoạt enzim cách giảm nhiệt độ, dùng chất ức chế, dùng nhiệt độ cao, Ví dụ: Bảo quản rau tƣơi: nhiều hệ enzim hoạt động nhƣ: amilaza, pectinaza, xenlulolaza, Ví dụ: bảo quản sữa tƣơi: enzim hoạt động nhƣ: proteaza, lipaza, galactoza, - Bao bì bao gói Là nhân tố định đến chất lƣợng thời gian bảo quản thực phẩm Ví dụ: Bảo quản thực phẩm lỏng khơng đƣợc sử dụng bao bì có khả thấm ẩm Ví dụ: Bảo quản thực phẩm mà thành phần bị thay đổi dƣới tác dụng ánh sáng mặt trời phải dùng bao bì có khả ngăn cản ánh sáng 1.3 Nguyên tắc chung bảo quản thực phẩm Trong sản xuất thực phẩm hàng hoá, thực phẩm thƣờng đƣợc chở xa tiêu thụ sau sản xuất thời gian dài Chất lượng nông sản thực phẩm dễ biến đổi nhiều ngun nhân nhƣ: biến đổi vật lý (khơ, dịn, dai, cứng, trọng lượng…), biến đổi hoá học (tương tác chất thực phẩm, có enzyme khơng có enzyme), biến đổi sinh học (sự hô hấp, hoạt động vi sinh vật…) Có số biến đổi có lợi nhƣ: trái chín, lên men hố già rƣợu, chín hố học thịt…Tuy nhiên có nhiều biến đổi bất lợi gây hƣ hỏng sản phẩm nhƣ: màu tƣơi trái rau, thịt cá ƣơn thối, khô bị ôi, màu thịt xám, bánh mì lên mốc, màu tự nhiên chế biến, phát triển vi sinh vật gây hại, chứa mầm bệnh… Do đó, yêu cầu bảo quản thực phẩm phải đƣa thực phẩm đến với ngƣời tiêu dùng trạng thái chất lƣợng tốt Trong sản xuất nông sản thực phẩm, hư hỏng sau thu hoạch xảy thường xuyên lớn giới, đặc biệt nước phát triển Ngoài ra, thực phẩm sau chế biến, trình tồn trữ tiếp tục hư hỏng Sự hƣ hỏng nhiều xảy nhanh chóng, đơi xảy chậm, thƣờng đƣợc coi nhƣ biến đổi, giảm chất lƣợng tồn trữ Ví dụ: - Sự hƣ hỏng trình bảo quản lúa gạo thể giảm khối lƣợng nhiều nguyên nhân nhƣ: chuột, hô hấp, mọc mầm; giảm chất lƣợng nhƣ: hoá vàng, lên mốc, sinh mùi mốc, chứa độc tố, gạo gãy nát nhiều… - Sau đánh bắt tơm, biến đổi chất xảy trƣớc sơ chế để cấp đông Nếu tiến trình bảo quản khơng kịp thời, protein bị biến đổi, khả giữ nƣớc giảm xuống, tan giá tôm bị giảm giá trị cảm quan nhƣ dinh dƣỡng Các nguyên lý bảo quản tổng quát không thay đổi nhiều, nhiên việc áp dụng nguyên lý bảo quản đa dạng phong phú Sự kết hợp nguyên lý, phƣơng pháp ngày có nhiều thành tựu Hai thuật ngữ bảo quản chế biến có ý nghĩa bao hàm tồn hành động liên quan đến công nghệ thực phẩm Sự đa dạng ăn uống, nhu cầu sử dụng khiến cho tác động có mục đích làm cho thực phẩm khơng thay đổi (bảo quản), có mục đích làm cho thực phẩm biến đổi (chế biến) Theo đánh giá FAO, benzoate acid benzoic độc, nhƣng liều lƣợng mg/kg thể trọng gây độc cho ngƣời 3.2.8.3 Acid sorbic (C5H7COOH) - Có tác dụng mạnh đến nấm men nấm mốc Acid sorbic không tiêu diệt đƣợc vi khuẩn, đặc biệt vi khuẩn lactic Acid sorbic có tác dụng bảo quản mạnh môi trƣờng acid (hoạt động mạnh pH = 5) nhiệt độ cao - Liều lƣợng sử dụng: 0,05 - 0,1% Với liều lƣợng sản phẩm khơng có mùi lạ không gây độc thể ngƣời Thƣờng sử dụng dạng muối tan nhiều nƣớc nên dễ sử dụng vào thực phẩm 3.2.8.4 Hydrogen peroxide (H2O2) H2O2 kháng vi khuẩn mạnh nấm men, nấm mốc đƣợc dùng nhiều bảo quản sản phẩm sữa, H2O2 phối hợp với enzyme có sữa sinh chất kháng lại vi sinh vật Nhƣng sữa môi trƣờng tốt cho vi sinh vật phát triển, để bảo quản lâu, ngƣời ta thƣờng kết hợp với phƣơng pháp bảo quản lạnh phƣơng pháp trùng Pasteur Nồng độ H2O2 sử dụng phải dƣới 0,1% sử dụng liều lƣợng cao, dƣ lƣợng lại sản phẩm cao gây hại đến sức khỏe Để khử H2O2 sữa ngƣời ta sử dụng men Catalase, môi trƣờng acid men catalase phân giải H2O2 phân giải xong dùng nhiệt để tiêu diệt chúng 3.2.9 Bảo quản thực phẩm chất chống oxy hóa 3.2.9.1 Chất chống oxy hố chất béo - BHA (Butylated hydroxyanisole) + BHA bột màu trắng, điểm nóng chảy thấp Dễ tan glyceric dung mơi hữu khác, khơng tan nƣớc Có mùi phenol + Hoạt tính BHA bị nhiệt độ cao, trƣờng hợp nƣớng sấy BHA tác dụng với kim loại kiềm cho sản phẩm có màu hồng BHA đƣợc hấp thụ qua thành ruột non tồn mơ bào + Ở ngƣời, với liều lƣợng 50 ÷ 100 mg BHA đƣợc chuyển hoá đƣa khỏi thể theo nƣớc tiểu BHA đƣợc sử dụng với liều lƣợng: 0,01 ÷ 0,02% so với chất béo 50 Hình 3.4 Cơng thức cấu tạo hình ảnh minh họa BHA - BHT (Butylated hydroxytoluene) + BHT chất bột màu trắng kết tinh, bền nhiệt BHA nhƣng tác dụng Tan glyceric, không tan nƣớc + BHT đƣợc hấp thụ qua thành ruột non đƣợc thải ngồi, thƣờng khơng độc nhiều Liều lƣợng sử dụng: 0,01 - 0,02% so với chất béo Hình 3.5 Cơng thức cấu tạo hình ảnh minh họa BHT - Tocopherol (Vitamin E) + Có dạng (α, β, γ, δ) Hiệu chống oxy hoá theo thứ tự: δ > γ > β > α Liều lƣợng sử dụng: 0,03 - 0,1% so với chất béo Vitamin E có nhiều dầu đậu nành, ngũ cốc… - Propyl gallat + Là ester n-propyl với acid 3,4,5-trihydroxybenzoic hay acid galic Dạng bột màu trắng đến màu xám trắng Tan chất béo, tan tốt nƣớc 51 + Khi sử dụng cần lƣu ý propyl gallat đƣợc hấp thu qua đƣờng tiêu hoá đƣợc chuyển hoá thành 4-metyl acid galic Cuối đƣợc thải qua nƣớc tiểu Liều lƣợng lớn 2,5% gây rối loạn số chức động vật Hình 3.6 Cơng thức cấu tạo hình ảnh minh họa Propyl Gallat - TBHQ (tert-butyl hydroquinone) + Có khả tan dầu béo (10%), tan nƣớc (1%) + Bị màu tác dụng với kim loại Ít độc + Đƣợc sử sụng rộng rãi chế biến thực phẩm + Tác động hiệu dầu mỡ, đặc biệt dầu thực vật + Có khả bảo vệ sản phẩm chiên, giúp cải thiện thời gian bảo quản - Một số ứng dụng: + Thuỷ sản ƣớp muối phơi khô: cho 0,01% chất chống oxy hóa (so với nước muối) vào nƣớc muối đem ƣớp cá, phơi khô + Thuỷ sản chín phơi khơ: cho chất chống oxy hóa vào nƣớc luộc với nguyên liệu, sau đem phơi khơ + Sản phẩm mì ăn liền: cần chất chống oxy hóa dầu, cho chất oxy hóa vào dầu lúc chiên 3.2.9.2 Hoá chất chống phản ứng hoá nâu Chủ yếu xảy sản phẩm thực vật, rau Các điều kiện xảy phản ứng hố nâu: - Phải có chất thích hợp - Có hệ enzyme oxy hố, chủ yếu polyphenoloxydase 52 - Có diện oxy Q trình oxy hóa xảy ra, oxy hóa hợp chất quinone thành hydroquinone làm cho thực phẩm sậm màu, ảnh hƣởng đến chất lƣợng trình chế biến + Muốn ngăn ngừa phản ứng hoá nâu: - Tránh cho thực phẩm tiếp xúc với khí oxy (ngâm chuối, táo vào nước muối dung dịch có chứa acid khơng làm sậm màu sản phẩm) - Tiêu diệt enzyme oxy hố có thực phẩm nhƣ: sử dụng nhiệt độ cao sử dụng hoá chất để ức chế hệ enzyme oxy hoá Một số hoá chất chống phản ứng hố nâu nhƣ: SO2 muối nó, acid ascorbic, acid citric, NaCl,… Thƣờng ngƣời ta cho hoá chất vào nƣớc ngâm nƣớc chần nguyên liệu q trình xử lý Câu hỏi ơn tập: Phát biển nguyên lý bảo quản thứ hai? Nhận diện phân tích mục đích biện pháp áp dụng nguyên lý thứ hai trình chế biến bảo quản thực phẩm? Cho ví dụ có áp dụng nguyên lý bảo quản thứ hai? Đền xuất phƣơng pháp bổ sung thay giúp chất lƣợng sản phẩm tốt hơn? Cho quy trình sản xuất thực phẩm (đề nghị) phân tích áp dụng nguyên lý vừa học? 53 CHƢƠNG 4: NGUYÊN LÝ BẢO QUẢN THỨ BA Giới thiệu: Trang bị cho sinh viên phƣơng pháp bảo quản thực phẩm ứng dụng nguyên lý bảo quản thứ ba Mục tiêu: + Trình bày sở lý thuyết nguyên lý bảo quản thực phẩm thứ ba + Nêu lên đƣợc mục đích trùng nhiệt + Phân tích đƣợc yếu tố ảnh hƣởng đến kết trùng nhiệt chế biến bảo quản thực phẩm + Phân tích đƣợc tác dụng bảo quản tia xạ thực phẩm + Nghiêm túc học tập 4.1 Phát biểu nguyên lý bảo quản thứ ba Bảo quản thực phẩm cách tiêu diệt mầm móng gây hư hỏng thực phẩm Nguyên lý có tác dụng làm cho khơng cịn mầm mống gây hƣ hỏng thực phẩm vi sinh vật hay lại lƣợng nhỏ, mức độ không gây hại đƣợc 4.1.1 Các biện pháp tiêu diệt mầm móng gây hƣ hỏng thực phẩm - Sử dụng nhiệt độ cao trình xử lý chế biến (chần, hấp, đun nóng) + Dùng để xử lý sơ nguyên liệu trình chế biến Sử dụng nhiệt độ thấp, thời gian ngắn nên có khả ức chế phần vi sinh vật enzyme có thực phẩm - Sử dụng biện pháp trùng nhiệt + Thanh trùng: trình xử lý nhiệt nhiệt độ dƣới nhiệt độ sôi nƣớc Tùy thuộc vào loại thực phẩm, trùng nhằm mục đích: - Phá hủy vi sinh vật chịu nhiệt mà chúng kết hợp với thực phẩm gây ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời sử dụng nhƣ sản phẩm sữa, trứng lỏng - Tiêu diệt vi sinh vật enzyme kéo dài thời gian bảo quản nhƣ sản phẩm rƣợu, bia, nƣớc Sản phẩm trùng tồn vi sinh vật (hàng ngàn vi sinh vật / gam thực phẩm) thời gian bảo quản hạn chế 54 + Tiệt trùng: nhằm tiêu diệt hoàn toàn tổ chức vi sinh vật Vì kháng nhiệt bào tử vi sinh vật, đòi hỏi phải xử lý nhiệt độ tối thiểu 121oC (nhiệt ẩm) 15 phút Trong trình tiệt trùng làm thay đổi tính chất làm giảm chất lƣợng sản phẩm Do nhiều loại thực phẩm khơng cần tiệt trùng hồn tồn mà tiêu diệt phần đồng thời đảm bảo đƣợc chất lƣợng chúng - Sử dụng biện pháp trùng vật lý: dùng dịng điện cao tần, tia ion hố, sóng siêu âm, lọc trùng 4.2 Sử dụng nhiệt độ cao xử lý chế biến nguyên liệu 4.2.1 Chần, hấp, đun nóng + Khái quát: Chần, hấp, đun nóng cho nguyên liệu tiếp xúc với nhiệt độ khoảng 75 ÷ 100oC thời gian ngắn: ÷ phút - Chần: cho ngun liệu tiếp xúc với mơi trƣờng nƣớc nóng - Hấp: cho nguyên liệu tiếp xúc với nƣớc nóng - Đun nóng: cho nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt + Tác dụng bảo quản: - Tiêu diệt phần vi sinh vật bám nguyên liệu, đặc biệt vi sinh vật nhạy cảm với nhiệt độ - Tiêu diệt enzyme có sẵn nguyên liệu: peroxydase, polyphenoloxydase, phosphorilase, tirosinase, ascorbinase, amylase,… (sử dụng chủ yếu rau nhằm tránh tượng sẫm màu sản phẩm) - Đuổi bớt oxy gian bào nguyên liệu Đình trình sinh hoá nguyên liệu, giữ màu nguyên liệu sáng Loại hợp chất mùi khơng thích hợp nhƣ: hợp chất lƣu huỳnh bắp cải Làm cho trình chế biến đƣợc thuận lợi + Ứng dụng: 55 - Trong chế biến chuối sấy, nƣớc xoài, nƣớc chuối… loại rau có chứa chất chát tiếp xúc với enzyme polyphenoloxydase thƣờng gây sẫm màu sản phẩm Do q trình xử lý ngƣời ta cho nguyên liệu qua trình chần hấp giữ đƣợc màu sắc đƣợc tƣơi sáng Tùy thuộc vào loại nguyên liệu mà tiến hành chần hay hấp Nếu xử lý nguyên liệu dạng nguyên ta tiến hành chần cịn ngun liệu cắt miếng thƣờng tiến hành hấp chần nguyên liệu tiếp xúc với nƣớc nên tổn thất số chất dinh dƣỡng - Trong sản xuất sản phẩm thịt cá: chần hấp để tiêu diệt số vi sinh vật enzyme tránh biến đổi gây hƣ hỏng nguyên liệu trình xử lý chế biến - Trong sản xuất sauce cà chua: chần hấp xử lý để vô hoạt enzyme pectinase (có khả phân hủy pectin nguyên liệu) tránh tƣợng phân lớp thành phẩm 4.2.2 Rán (chiên) + Khái quát: Rán (chiên) cho nguyên liệu tiếp xúc với dầu nhiệt độ cao tuỳ theo loại nguyên liệu, nhiệt độ thay đổi từ 120 ÷ 180oC + Tác dụng: - Ở nhiệt độ cao hầu hết vi sinh vật bị tiêu diệt enzyme có nguyên liệu bị phá hủy Ngồi rán (chiên) nƣớc ra, hàm lƣợng chất khô tăng lên làm tăng giá trị dinh dƣỡng cảm quan cho thực phẩm + Ứng dụng: - Trong cơng nghệ sản xuất mì ăn liền, sản phẩm sau qua trình rán (chiên) hàm lƣợng ẩm lại thấp tiêu diệt hầu hết loại vi sinh vật nên bảo quản đƣợc lâu - Trong sản xuất cá mòi, cá đƣợc rán (chiên) trình xử lý nhằm tạo hƣơng vị thơm ngon cho sản phẩm tiêu diệt đƣợc lƣợng lớn vi sinh vật nguyên liệu 56 Hình 4.1 Đồ hộp cá mòi chiên 4.3 Sử dụng trình trùng nhiệt 4.3.1 Các phƣơng pháp trùng nhiệt 4.3.1.1 Phương pháp trùng nhiệt khô - Trong phƣơng pháp sử dụng sức nóng khơ (khơng khí nóng nhiệt độ 180oC) để tiêu diệt enzyme vi sinh vật Có tác dụng nhiệt tác động lên vi sinh vật làm biến tính protein vi sinh vật - Để thực phƣơng pháp tiến hành trùng lò, tủ trùng đƣợc thiết kế cách nhiệt với mơi trƣờng bên ngồi Khơng khí đƣợc đốt nóng, khơng khí dẫn nhiệt kém, để nhiệt độ phân phối lò, ngƣời ta dùng quạt để quạt khơng khí nóng vào lị để tăng đối lƣu khơng khí lị Chú ý ngun liệu khơng đƣợc xếp q nhiều hay q dầy để khơng khí nóng lƣu thơng dễ dàng - Thanh trùng nhiệt khô đạt hiệu khó điều chỉnh nhiệt độ có tổn thất nhiệt nhiều 4.3.1.2 Phương pháp trùng nhiệt ẩm - Thanh trùng nhiệt ẩm phƣơng pháp trùng sử dụng sức nóng ƣớt (nước nóng nước nóng) để tiêu diệt vi sinh vật enzyme Đƣợc tiến hành nồi hấp áp lực Nhiệt độ nƣớc bão hoà thiết bị đƣợc điều khiển áp suất Trong trùng nhiệt ẩm thƣờng có hai phƣơng pháp: + Phƣơng pháp trùng Pasteur 57 - Chủ yếu áp dụng cho loại thực phẩm dễ bị biến tính nhiệt độ cao Thanh trùng to ≤ 100oC khoảng thời gian ngắn (5 ÷ 10 phút) Phƣơng pháp đƣợc dùng phổ biến sản xuất sản phẩm rau quả, sữa tƣơi Thanh trùng làm biến đổi cấu trúc vi sinh vật gây bệnh có mặt sữa Vì vậy, trùng phƣơng pháp bảo quản hợp vệ sinh đảm bảo sức khoẻ cho ngƣời tiêu dùng có tác dụng mặt thƣơng mại Sữa trùng sản phẩm chế biến từ sữa tƣơi đƣợc đựng hộp giấy, chai thủy tinh chai nhựa kín có quy trình cơng nghệ sản xuất đơn giản Hình 4.2 Sản phẩm sữa tƣơi trùng Pasteur Hình 4.3 Quá trình xử lý nhiệt sữa tƣơi trùng, sữa tƣơi tiệt trùng sữa hoàn nguyên tiệt trùng 58 + Phƣơng pháp trùng Tyndall Thanh trùng to < 100oC, phƣơng pháp trình trùng đƣợc lặp lại lần ngày liên tiếp Ở lần lặp lại, giữ sản phẩm tủ ấm để bào tử phát triển thành tế bào sinh dƣỡng cho dễ tiêu diệt lần trùng sau Tổng thời gian trùng khoảng 30 phút Phƣơng pháp thƣờng đƣợc ứng dụng trình sản xuất sữa dừa Hình 4.4 Sản phẩm nƣớc sữa dừa trùng Tyndall 4.3.2 Sự kháng nhiệt vi sinh vật Sự kháng nhiệt vi sinh vật khả chịu đƣợc nhiệt vi sinh vật (khả chống chọi lại nhiệt độ) - Điểm chết nhiệt: điểm có nhiệt độ thấp mà vi sinh vật bị tiêu diệt thời gian 10 phút - Thời gian chết nhiệt vi sinh vật: thời gian ngắn cần thiết để tiêu diệt vi sinh vật diện nhiệt độ cho - Sự kháng nhiệt vi sinh vật: đƣợc mô tả giá trị D Z D: thời gian cần thiết (tính phút) để tiêu diệt 90% vi sinh vật (tại nhiệt độ định) Z: số độ cần thiết để thời gian chết nhiệt thực chu trình logarit Hai số ƣớc lƣợng mô tả đồng thời thời gian chết nhiệt vi sinh vật đo lƣờng kháng nhiệt vi sinh vật dãy nhiệt độ Mỗi vi sinh vật khác có thời gian chết nhiệt khác Thời gian chết nhiệt cao kháng nhiệt 59 vi sinh vật cao Muốn giết chết vi sinh vật nhanh cần phải đƣa nhiệt độ lên cao ngƣợc lại 4.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến kháng nhiệt vi sinh vật - Loại vi sinh vật: tất loại vi sinh vật khơng có tính cảm thụ nhiệt Đối với loài vi sinh vật định dạng bào tử đề kháng mạnh dạng sinh dƣỡng bào tử đƣợc tạo thành nhiệt độ cao kháng nhiệt mạnh bào tử sản sinh nhiệt độ thấp Các dạng sinh dƣỡng phần lớn bị tiêu diệt nhiệt độ 52 ÷ 60oC Đối với tử phải sử dụng nhiệt độ cao 100oC Một số bào tử vi sinh vật có tính kháng nhiệt cao nhƣ: Clostridium botulinum, Bacillus subtilis - Lượng vi sinh vật: thời gian tiêu diệt phụ thuộc vào lƣợng vi sinh vật Nếu lƣợng vi sinh vật nhiều thời gian tiêu diệt chúng kéo dài - Nhiệt độ thời gian: Khi tiêu diệt vi sinh vật nhiệt độ cao thời gian tiêu diệt cần thiết ngắn Muốn tiêu diệt vi khuẩn Clostridium Botulinum thời gian phút nhiệt độ 120oC, phút 115oC, 30 phút 110oC phải nhiệt độ 100oC Tùy loại vi sinh vật tính chất sản phẩm mà có chế độ tiêu diệt vi sinh vật khác Chế độ trùng phải tiêu diệt đƣợc vi sinh vật thực phẩm phải bảo đảm đƣợc cảm quan thực phẩm, hai yếu tố cần ý trùng - Độ ẩm môi trường: môi trƣờng khô vi sinh vật khó bị tiêu diệt mơi trƣờng ẩm (phương pháp trùng nhiệt ẩm) - pH thực phẩm: giá trị pH thực phẩm ảnh hƣởng lớn đến kháng nhiệt vi sinh vật Hầu hết bào tử vi khuẩn kháng nhiệt mạnh pH trung tính kháng nhiệt pH thấp (pH