MÔN CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH đề tài PHƯƠNG PHÁP xử lí BẰNG CHIẾU xạ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM š«› MƠN: CƠNG NGHỆ SAU THU HOẠCH ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ BẰNG CHIẾU XẠ NHĨM 11 GVHD: Cơ Hồng Thị Trúc Quỳnh Lê Hoàng Tuyết Trong 2005200566 2.Trương Trọng Nghĩa 2005201323 Phạm Thị Cẩm Tú 2005203001 Nguyễn Thị Ngọc Yên 2005202205 TP.HCM, tháng năm 2022 Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU Vật lý hạt nhân lĩnh vực xuất muộn ngành công nghệ khác, qua năm tháng, ngành công nghệ hạt nhân khơng ngừng phát triển Nó ứng dụng rộng rãi lĩnh vực như: vũ khí hạt nhân, nhà máy điện nguyên tử, khảo cổ học… Đặc biệt nữa, vật lý hạt nhân ứng dụng công nghệ thực phẩm Theo xu hướng phát triển thời đại, việc sử dụng chất phóng xạ liều lượng nằm giới hạn cho phép, để bảo vệ thực phẩm khỏi tác hại vi sinh vật phương pháp đầy triển vọng Phương pháp gọi chiếu xạ thực phẩm Chiếu xạ (hay hay gọi xạ ion hóa) q trình xử lý sản phẩm với cường độ xạ định Thực phẩm chiếu xạ khái niệm Tổ chức FDA tiến hành đánh giá mức độ an toàn chiếu xạ 40 năm qua xác định q trình chiếu xạ an tồn để sử dụng nhiều loại thực phẩm khác Để tìm hiểu phương pháp xử lí thực phẩm chiếu xạ tiểu luận chia thành nội dung chính: - - Khái niệm, lịch sử thực trạng xử lí thực phẩm chiếu xạ Cơ chế, mục đích, yêu cầu thực phẩm chiếu xạ, nhóm thực phẩm chiếu xạ cách nhận biết điều kiện ảnh hưởng thực phẩm chiếu xạ - Những biến đổi phương pháp xử lí chiếu xạ, liều lượng chiếu xạ - Ưu nhược điểm phương pháp chiếu xạ - Các bước chế biến thực phẩm chiếu xạ thiết bị nhà máy chiếu xạ BẢNG PHÂN CÔNG TRÁCH NHIỆM, CƠNG VIỆC STT Tên thành viên Vai trị trách Nội dung công Kế hoạch thực nhiệm việc - Phân chia nội dung cấu trúc tiểu luận Lê Hồng Tuyết Trong 2005200566 Trưởng nhóm - Mở đầu, kết luận - Word chỉnh sửa toàn Hoàn thành nội dung trước 4/7/2022 tiểu luận Trương Trọng Nghĩa 2005201323 Phạm Thị Cẩm Tú 2005203001 Thành viên Thành viên Tóm tắt, thiết kế powerpoint Tìm nội dung muc I, II Tìm nội dung Nguyễn Thị Ngọc Yên 2005202205 Thành viên III, IV, V Hoàn thành nội dung trước 4/7/2022 Hoàn thành nội dung trước 27/6/2022 Hoàn thành nội dung trước 27/6/2022 I KHÁI NIỆM, LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ THỰC TRẠNG CỦA THỰC PHẨM CHIẾU XẠ 2.1 Lịch sử chiếu xạ thực phẩm giới Ngồi quy trình khác sử dụng ngành cơng nghiệp thực phẩm Đó là, lị vi sóng ánh sáng hồng ngoại - hai tạo nhiệt - dạng xạ, việc sử dụng chúng nấu nướng, hâm nóng thức ăn lị vi sóng đơn giản giữ ấm thức ăn ánh sáng hồng ngoại thông lệ nhiều nhà hàng - giống prop gọi "chiếu xạ thực phẩm" Thật vậy, sau Thế chiến thứ hai, Hoa Kỳ phổ biến rộng rãi sữa nước tiệt trùng dán nhãn "bức xạ nhiệt" xử lý ánh sáng hồng ngoại để phát triển vitamin D từ tiền chất Bước theo hướng việc sử dụng ngày phổ biến thuật ngữ "thanh trùng điện tử" Hoa Kỳ để mô tả bất hoạt vi khuẩn gây bệnh thực phẩm thơng qua chiếu xạ Nhìn chung, lịch sử ban đầu chiếu xạ thực phẩm (những năm 1890-1940) tách rời liên kết với vật lý xạ phát triển hệ thống phương pháp sử dụng chiếu xạ thực phẩm Sau khoảng thời gian tập trung nghiên cứu phát triển (1940-1970) trùng lặp với nghiên cứu sâu rộng tính lành mạnh thực phẩm chiếu xạ (1970) Tuy nhiên, kể từ năm 1970, hầu hết kiện chiếu xạ thực phẩm lịch sử có liên quan đến quy định Xử lý thực phẩm xạ ion hóa cụ thể để cải thiện tính an tồn khả bảo quản vi sinh công nghệ nghiên cứu rộng rãi kỷ XX Tuy nhiên, phần lớn nghiên cứu thực phịng thí nghiệm cịn tương đối sử dụng mặt thương mại Tiềm ứng dụng đa dạng, từ việc ức chế nảy mầm củ củ đến sản xuất sản phẩm thực phẩm vơ trùng thương mại Tính an tồn tiêu dùng tính lành mạnh thực phẩm chiếu xạ nghiên cứu rộng rãi hợp tác quốc tế Nhiều nhóm chuyên gia quốc tế FAO, IAEA WHO, Ủy ban Khoa học Thực phẩm Ủy ban Châu Âu đồng thành lập kết luận thực phẩm chiếu xạ công nghệ thích hợp vừa an tồn vừa đủ dinh dưỡng Tiêu chuẩn chung Codex Thực phẩm chiếu xạ Quy tắc thực hành quốc tế khuyến nghị chế biến thực phẩm xạ phát triển Các ứng dụng cụ thể chiếu xạ thực phẩm chấp thuận luật pháp quốc gia 55 quốc gia toàn giới Tuy nhiên, việc sử dụng chiếu xạ cho mục đích thương mại hạn chế Bất chấp hoạt động R&D trước tiên phong Châu Âu Bắc Mỹ, việc sử dụng quy trình ngày nhanh ngày tăng, chủ yếu cho mục đích vệ sinh, nước phát triển nhanh khu vực (Đông Nam) Châu Á số nước Mỹ Latinh Tiến Liên minh châu Âu rõ ràng chậm Ở EU, chiếu xạ thực phẩm quy định từ năm 1999 Chỉ thị chung, thị thực nó, danh sách Cộng đồng thực phẩm chiếu xạ EU phê duyệt chứa loại mặt hàng: “thảo mộc thơm khô, gia vị gia vị rau ” Sự chậm tiến độ chủ yếu yếu tố tâm lý trị, thơng tin sai lệch tạo nhóm hoạt động khác chần chừ việc thực quy trình ngành khơng khuyến khích lực lượng Tương lai chiếu xạ thực phẩm phụ thuộc vào công chúng thông báo hiểu rõ vai trị q trình việc kiểm soát mầm bệnh truyền qua thực phẩm Ý tưởng xạ ion hóa bảo quản thực phẩm gần sau phát phóng xạ Henri Bec-cơ-ren năm 1895 1905: Các nhà khoa học phát bắt đầu sử dụng xạ ion hóa để tiêu diệt vi khuẩn thực phẩm 1906: Ở Anh sử dụng đồng vị phóng xạ để chiếu xạ thực phẩm dạng hạt 1918: Tại Mỹ sử dụng tia X để bảo quản thực phẩm 1920: Các nhà khoa học Pháp phát phương pháp bảo quản thực phẩm chiếu xạ 1970: Thành lập Dự án Chiếu xạ Thực phẩm Quốc tế  Hoa Kỳ Từ năm 1960, Hoa Kỳ Canada bắt đầu cho áp dụng kỹ thuật chiếu xạ (irradiation) vào số thực phẩm ngũ cốc để tiệt trùng Từ năm 1972, quan NASA Hoa Kỳ cho chiếu xạ tất thực phẩm dùng chuyến du hành không gian Vào năm 1990, Hoa Kỳ cho phép chiếu xạ trái tươi thịt gà Năm 1997 quan FDA( Cơ quan Quản Trị Thực Phẩm Dược Phẩm) cho phép chiếu xạ loại thịt đỏ thịt bò, thịt cừu , thịt heo Năm 2000 thịt bò xay ép miếng chiếu xạ, lần thấy xuất số chợ Minnesota, sau mặt hàng từ từ lan dần sang tiểu bang khác Tháng 9/2008 Environmental Protection Agency Hoa Kỳ cho phép nhà sản xuất cảng Mỹ chiếu xạ lên loại rau spinach Thịt bò hambuger chiếu xạ ngày có mặt số chợ siêu thị Hoa Kỳ  Canada Đối với Canada, từ 40 năm trở lại quốc gia thường cho áp dụng kỹ thuật chiếu xạ vào số nông sản khoai tây, củ hành, lúa mì, bột mì loại gia vị khơ Chiếu xạ thực phẩm khơng có tính bắt buộc Canada  Châu Âu Với thượng viện Liên Âu họ khắc khe với việc chiếu xạ, họ cho phép chiếu xạ loại rau mùi khô loại gia vị Pháp cho phép chiếu xạ với 15 loại sản phẩm thực phẩm loại gia vị, rau mùi khô, củ hành, hành lá, tỏi, rau khô, thịt gà, tôm, ếch, chất gomme arabique, chất phụ gia ovalbumin, casein casetinate => Ngày kỹ thuật chiếu xạ 40 quốc gia nhìn nhận cho phép thực 50 mặt hàng khác Chiếu xạ phương pháp có tính kỹ thuật cao, có nhiều ưu điểm phương pháp khử trùng cổ điển nhiệt hóa chất, ứng dụng ngày phổ biến ngành công nhiệp thực phẩm 2.2 Thực trạng thực phẩm chiếu xạ Việt Nam Năm 1985 công nghệ chiếu xạ thực phẩm nghiên cứu ứng dụng Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Năm 1991, Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân, Hà Nội, thiết bị chiếu xạ bán công nghiệp nguồn 60Co dùng cho bảo quản thực phẩm( chủ yếu khoai tây) đưa vào hoạt động Hiện nay, nước ta có trung tâm chiếu xạ- Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam ( phía Bắc) Trung tâm Nghiên cứu Triển khai công nghệ xạ ( phía Nam) thực việc chiếu xạ thực phẩm Vào ngày 14/10/2004 Bộ Y Tế định số 3616/2004/QĐ_BYT việc ban hành “Quy định vệ sinh an toàn thực phẩm bảo quản phương pháp chiếu xạ” => Trước Việt Nam thực phẩm chiếu xạ chưa sử dụng rộng rãi chưa đủ thiết bị người tiêu dùng chưa có đủ thơng tin an toàn thực phẩm chiếu xạ Nhưng đến ngày phương pháp chiếu xạ thực phẩm ngày quan tâm nhiều nhu cầu chiếu xạ Việt Nam năm gần hầu hết nhu cầu đến từ nước nhập Mỹ, Châu Âu, Nga, New Zealand phần đảm bảo cho sức khỏe người tiêu dùng Dự đoán nhu cầu chiếu xạ hai lĩnh vực chủ yếu trái thủy sản tươi phát triển ngày nhiều để xuất qua thị trường khó tính Mỹ 2.3 Khái niệm Chiếu xạ hiểu chiếu chùm xạ điện từ vào chất Chiếu xạ thực phẩm trình chiếu xạ ion lên thực phẩm nhằm tiêu diệt vi sinh vật cịn tồn dư thực phẩm, nhờ bảo quản thực phẩm lâu làm giảm nguy bệnh tật thực phẩm gây ra, ngăn chặn lây lan mối nguy xâm hại làm chậm trễ hay loại bỏ mọc mầm chín hỏng Chiếu xạ thực phẩm (một ứng dụng xạ ion hóa vào thực phẩm) cơng nghệ cải thiện độ an tồn kéo dài thời gian bảo quản loại thực phẩm cách giảm loại bỏ vi sinh vật trùng Phương pháp chiếu xạ ( cịn gọi xử lý ion) phương pháp xử lí thực phẩm tia Gamma phát từ cobal 60 cesium 137, chùm tia điện tử tạo nhờ máy gia tốc điện tử tia X tạo từ biến đổi chùm tia điện tử Các xạ thực phẩm hấp thu, tác động trực tiếp vào q trình hóa học, vật lý sinh học thực phẩm dẫn đến gây chết vi sinh vật sinh vật ký sinh, làm hoạt tính enzyme, ức chế sinh trưởng nhiều hiệu khác Có thể hiểu đơn giản chiếu xạ thực phẩm cách thức tác động lên thực phẩm tia ion hóa để xử lý thực phẩm, nhằm nâng cao chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm Liều hấp phụ tỉ số de dm: -de lượng hấp thụ trung bình(jun) -dm khối lượng khối thực phẩm (kg) Đơn vị liều hấp phụ Gray( Gy), 1Gy= 1j/kg, 1kGy= 1000Gy Phân loại  Chiếu xạ tia Gamma Bức xạ Gamma( ɣ) dạng xạ điện từ có lượng cao từ 1.333- 1.172 MeV Để chiếu xạ thực phẩm thường sử dụng nguồn phát tia Gamma cobalt 60 Cobalt 60 tạo từ lị phản ứng hạt nhân, có chu kỳ bán hủy 5,27 năm (tức hoạt tính khoảng 1% tháng) Có thể hiểu đơn giản dùng tia Gamma- chất đồng vị phóng xạ ( 60Co) chọn đặc trưng để tác động lên thực phẩm  Chiếu xạ tia X Các tia X tạo máy gia tốc điện tử Máy gia tốc điện tử nhìn chung có ba phần: - Một nguồn điện tử Cathode, thường sợi dây volfram đốt nhiệt độ cao - Một khu vực gia tốc mà có trường điện tử - Một hệ thống quét điều chỉnh tiêu cự để tập trung chùm điện tử Có thể thu tia X cách điều khiển chùm điện tử bìa kim loại thích hợp Hiệu suất chuyển đổi chùm điện tử thành tia X không vượt 3% xạ có lực xuyên sâu tượng tự tia Gamma Năng lượng sức xuyên phụ thuộc vào lượng cung cấp, đạt đến hàng chục triệu điện tử Để tránh nguy hại phóng xạ cảm ứng người ta giới hạn lượng chùm tia điện tử 10MeV Cũng hiểu đơn giản chiếu xạ tia X tương tự chiếu xạ tia Gamma, tia X có hạt photon có quang phổ rộng có khả xuyên thấu 60Co, chúng sử dụng chiếu xạ  Chiếu xạ dòng electron Dòng electron tia xạ đặc biệt, có khả xuyên qua nhiều lớp tế bào photon Chính dòng electron xuyên sâu vào thực phẩm chiếu xạ vài inch, điều phụ thuộc vào độ dày thực phẩm chiếu xạ Có thể hiểu đơn giản chiếu xạ dòng electron dùng trực tiếp dòng electron chiếu xạ lên thực phẩm để tiêu diệt vi khuẩn II CƠ CHẾ, MỤC ĐÍCH, U CẦU CỦA THỰC PHẨM CHIẾU XẠ, NHĨM THỰC PHẨM ĐƯỢC CHIẾU XẠ, CÁCH NHẬN BIẾT, ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG TỚI THỰC PHẨM CHIẾU XẠ 2.1 Cơ chế chiếu xạ thực phẩm Cơ chế trình chiếu xạ dựa tính chất ion hóa tia xạ (Tia gamma, tia X ) nguyên tử, phân tử, cấu tử, cấu thành nên thể sống đặc biệt phân tử DNA tế bào vi sinh tế bào thực vật Khi phân tử DNA bị ion hóa, liên kết chúng dễ đứt gãy, khơng có khả phục hồi, tế bào bị chết trình phân bào Khả chịu đựng chiếu xạ xạ ion hóa loại, lồi vi sinh đặc trưng liều D10 Liều D10 liều mà 90% vi sinh bị tiêu diệt Ở vùng liều chiếu định, lượng vi sinh vật sống sót sau chiếu xạ biểu diễn theo công thức: N = N0 x 10-D/D10 Trong đó: - N: số vi sinh vật sống sót sau chiếu xạ - N0: số vi sinh vật ban đầu - D10: liều chiếu (KgY) làm chết 90% vi sinh - D: liều chiếu (KgY) Mức độ vi sinh vật gây bệnh sống sót sau chiếu xạ phụ thuộc vào yếu tố: - Kích thước DNA - Tốc độ hồi phục chúng - Liều chiếu xạ 2.2 Mục đích cơng nghệ phạm vi thực phương pháp chiếu xạ Bảo quản: q trình chiếu xạ làm kéo dài thời gian bảo quản số loại thực phẩm nhiều nguyên nhân khác - Chiếu xạ ức chế tiêu diệt số loại côn trùng, sâu bọ vi sinh vật Sự hư hỏng thực phẩm tác nhân nói trên, đặc biệt hư hỏng vi sinh vật xảy nhanh Do đó, việc làm giảm mật độ vi sinh vật thực phẩm làm gia tăng thời hạn sử dụng sản phẩm Quá trình chiếu xạ sử dụng phổ biến công nghệ sau thu hoạch trái rau tươi, ngũ cốc, thịt thủy sản tươi Ngồi ra, chiếu xạ cịn sử dụng công nghệ sản xuất số loại bột gia vị (tiêu bột, ớt bột ) loại bột trái cây, bột rau (ví dụ bột măng tây khô) - Khi chiếu xạ với liều lượng thích hợp q trình chín sau thu hoạch q trình lão hóa số loại trái bị chậm lại, ví dụ chuối, xồi, đu đủ Theo quan niệm này, q trình chiếu xạ làm kéo dài thời gian bảo quản trái tươi ức chế vi sinh vật, chiếu xạ làm cho trình trao đổi chất loại trái nói diễn chậm so với mẫu không qua chiếu xạ - Chiếu xạ gây ức chế nảy mầm số loại thực vật khoai tây, củ hành, tỏi, gừng Nhờ đó, thời gian bảo quản nguyên liệu kéo dài, tỷ lệ tổn thất tượng nảy mầm giảm Chuẩn bị: Chiếu xạ xem trình chuẩn bị nguyên liệu cho trình khai thác chế biến công nghệ thực phẩm Dưới vài ví dụ: - Khi chiếu xạ đại mạch với liều xạ thấp (10-100Gy) nảy mầm hạt kích thích, nhờ trình ươm mầm diễn thuận lợi nhanh Như vậy, chiếu xạ xem trình chuẩn bị cho q trình ươm mầm cơng nghệ sản xuất malt - Khi chiếu xạ nho với liều xạ 2-7Kgy, trình ép để thu nhận dịch nho diễn dễ dàng hơn, hiệu suất thu hồi chất chiết nước nho ép tăng cao mẫu đối chứng không qua chiếu xạ Như vậy, trình chiếu xạ nho xem trình chuẩn bị cho trình ép để thu nhận dịch nho sản xuất nước ép trái rượu vang nho Hồn thiện: chiếu xạ cải thiện vài tiêu chất lượng sản 10 khác Với suất liều nhỏ tốc độ phát triển tổn thương cân với mức độ phục hồi Nếu tăng suất liều trình phục hồi giảm nên mức độ tổn thương tăng lên, hiệu ứng sinh học tăng lên  Diện tích chiếu Mức độ tổn thương sau chiếu xạ phục thuộc nhiều vào diện tích chiếu , diện tích chiếu có hai loại chiếu cục hay chiếu tồn phần Liều chiếu xạ tồn phần thường gây nguy hiểm chiếu xạ cục  Hiệu ứng nhiệt độ Khi giảm nhiệt độ làm giảm tác dụng xạ ion hóa, nhiệt độ giảm tốc độ di chuyển gốc tự tới phân tử sinh học giảm dẫn đến giảm số phân tử sinh học bị tổn thương Áp dụng hiệu ứng nhiệt độ thực tế nhự bảo quản chế phẩm sinh học có gắn phóng xạ nhiệt độ đóng băng để giảm co ức chế tác dụng gían tiếp xạ  Hiệu ứng oxy Độ nhạy cảm phóng xạ vi sinh vật tăng lên theo nồng độ oxy, lượng HO2, H2O2 tạo nhiều vfa làm tăng số phân tử sinh học bị tổn thương phóng xạ Hiệu ứng oxy tăng dần đến nồng độ oxy điều kiện bình thường khơng khí (21%), sau có tăng cao thí tác dụng hiệu ứng không tăng lên  Hàm lượng nước Hàm lượng nước lớn gốc tự tạo nhiều, số gốc tự tác động lên phân tử sinh học nhiều hiệu ứng sinh học tăng lên 13 III NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BẰNG CHIẾU XẠ VÀ LIỀU LƯỢNG CHIẾU XẠ 3.1 Biến đổi thực phẩm sau chiếu xạ 3.1.1 Biến đổi bên Thành phần thực phẩm bao gồm đa lượng protein, lipit, carbohydrates vi lượng vitamin, khoáng đa vi lượng Một ưu điểm lớn xử lý chiếu xạ hàm lượng protein, lipit carbohydrates không biến đổi qua xử lý chiếu xạ Các thay đổi xảy thường thay đổi cấu trúc polymer sinh học Các protein bị cầu nối disulfur hay bị phân cách thành hay bị phân cách thành peptide ngắn Các acid béo có lipid bị cắt mạch hay bị oxi hóa nối đơi gây cho sản phẩm có mùi Vì nên sản phẩm có hàm lượng lipid cao lạc, olive, dừa thường không xử lí phương pháp chiếu xạ Các carbohydrates bị cắt mạch thành polysaccharides ngắn hya bị oxi hóa thành acid hữu gây chua cho sản phẩm Tuy nhiên biến đổi giảm chiếu xạ môi trường lạnh, phương pháp tốt xử lý chiếu xạ kết hợp với trình làm lạnh Mặc khác thực phẩm vào thể bị thể tiến hành trình tương tự để tiêu hóa Vì nhìn chung hàm lượng dinh dưỡng chất bảo toàn xử lý chiếu xạ Ảnh hưởng chiếu xạ lên thực phẩm thể rõ hàm lượng vitamin Trong vitamin thơng dụng vitamin nhóm B Thiamine( B1), Riboflavin(B2), Pyrioxine(B6), ascorbic acid( vitamin C) có thay đổi lớn Các vitamin tan dầu D,E,K có biến đổi mạnh Ảnh hưởng chiếu xạ lên màu sắc mùi vị không ảnh hưởng lớn Các biến đổi diễn cụ thể sau *Vật lý: Khi chiếu tia gamma hay dòng eclectron lên mẫu thực phẩm , photon electron chùm tia chiếu tác động lên hạt vật chất nguyên tử 14 Khi sử dụng tia gamma để chiéu xạ thực phẩm gây hai trường hợp photon đâm xuyên qua mẫu thực phẩm truyền phần lượng cho mẫu, photon biến mẫu thực phẩm truyền toàn lượng cho mẫu Có hai kiểu tương tác photon xạ điện từ electron mẫu chiếu xạ, tượng quang điện hiệu ứng Compton - Hiệu ứng quang điện có nghĩa phôton tác động lên electron tách electron khỏi quỹ đạo chuyển động nguyên tử photon biến Lúc đó, mẫu thực phẩm chiếu xạ thu nhận toàn lượng mà photon tương tác Hiệu ứng quang điện dẫn đến hai hệ nguyên tử bị electron bị ion hóa, đồng thời xuất electron bậc hai mẫu thực phẩm Các electron bậc hai tiếp tục chuyển động tác động lên elctron khác cấu trúc nguyên tử có thực phẩm gây hiệu ứng tương tự photon gây lượnhg electron bậc hai thấp lượng photon ban đầu- Hiệu ứng Compton: photon tác động lên electron tách electron khỏi quỹ đạo chuyển động nguyên tử Photon không bị vẫn chuyển động với lượng giảm so với ban đầu quỹ đạo chuyển động bị thay đổi Như giai đoạn photon electron bậc hai gây tác động đến electron kháctrong cấu trúc ngun tử có thực phẩm Sử dụng dịng electron: sử dụng dòng electron để chiếu xạ thực phẩm, electron chùm tia chiếu xạ tác động đến electron cấu trúc nguyên liệu có mẫu thực phẩm Tương tác electron nguồn chiếu xạ với electron nguyên tử nguyên liệu gọi tương tác Coulomb Và tương tác Coulomb dẫn đến hai tượng sau - Tách electron khỏi quỹ đạo cấu trúc nguyên tử, từ làm xuất electron bậc hai Nguyên tử có electron bị tách khỏi quỹ đạo bị ion hóa - Làm thay đổi quỹ đạo chuyển động electron cấu trúc nguyên tử, nguyên tử chuyển động sang trạng thái kích thích => Khả đâm xuyên qua mẫu thực phẩm tia gamma lớn nhiều dịng electron *Hóa học 15 Nước: trình chiếu xạ phân tử nước bị kích thích trở thành gốc tự Polysaccharide: polysaccharide tinh bột, pectin, cellulose, hemiellulose bị gãy mạch, từ xuất sản phẩm có phân tử lượng thấp Những biến đổi gây nên ảnh hưởng có lợi có hại cho thực phẩm Ví dụ chiếu xạ súp ăn liền thí gãy mạch polysaccharide làm tăng giá trị cảm quan sản phẩm súp dễ bị hydrate hóa, ngược lại chiếu xạ trái tươi với liều cao gãy mạch cuar polysaccharide thành tế bào thực vật làm trái trở nên mềm làm giảm giá trị cảm quan thực phẩm Protein: với liều chiếu xạ cho phép sử dụng cơng nghiệp thực phẩm protein thực phẩm gần khơng có thay đổi đáng kể mặt cấu trúc tính chất hóa học Liều lượng chiếu xạ thấp khơng làm ảnh hưởng đến hàm lượng acid amin tự có thực phẩm Lipid: chiếu xạ điều kiện có oxi, acid béo thực phẩm đặc biệt acid béo không no dễ bị oxy hóa Ngồi ra, góc tự cịn sinh từ csac phản ứng xạ ly phân tử nước hợp chất khác phản ứng với acid béo khơng bão hóa, từ làm xuất nhiều hợp chất hóa học thực phảm aldehyde, ketone, hydrogen peroxyde biến đổi ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng cảm quan thực phẩm Khống: hợp chất khống khơng bị biến đổi đsang kể trình chiếu xạ Vitamin: tùy thuộc vào liều lượng chiếu xạ mà mức độ tổn thất vitamin nhiều hay Ví dụ chiếu xạ nhóm trái có múi( cam, qt, bưởi ) liều xạ 1KGy khơng làm tổn thất lượng vitamin C trái Nếu tăng liều lượng chiếu xạ lên 2-4 KGy lượng viatamin C giảm mạnh Acid nucleic: trình chiếu xạ acid nucleic bị biến đổi theo nhiều hướng khác phân tử bị gãy mạch xảy nhánh hai nhánh cấu trúc DNA; hydroxyl hóa gốc bazơ A, T, G, C, U; phân hủy đường ribise dexoyribose; tạo cầu nói ngẫu nhiên mạch DNA không theo quy luật rõ ràng 16 Các hợp chất khác: ngồi nhữnh hợp chất hóa học thực phẩm cịn chứa nhiều hợp chất khác, ví dụ chất có hoạt tính sinh học, chất màu, chất mùi tùy thuộc vào liều lượng chiếu xạ sử dụng mà chúng bị thay đổi Nhưng Carotenoids nhóm gồm nhiều chất khác chức tạo màu sắc cho thực phẩm số chất carotenoids cịn có hoạt tính sinh học *Hóa lý Q trình chiếu xạ khơng ảnh hưởng đến trạng thái pha thực phẩm *Sinh học Tác động đến vi sinh vật: chiếu xạ làm biến đổi acid nucleic nên cấu trúc nhân vi sinh vật bị ảnh hưởng Chiếu xạ làm tổn thương thành phần phospholipid màng tế bào chất vi sinh vật , khả vận chuyển chất qua màng membrance bị ảnh hưởng Hiện tượng nàu làm giảm hoạt tính trao đổi chất vi sinh vật làm cho vi sinh vật chết không lấy thức ăn từ mơi trường bên ngồi Tác động đến nảy mầm thực vật: liều chiếu xạ từ 0,05- 0,15 KGy gây ức chế nảy mầm số loại khoai tây, hành tây, tỏi sủ dụng chiếu xạ kết hợp với phương pháp khác bảo quản nơng sản năm tỉ lệ tổn thất trình bảo quản khơng đáng kể Ngồi khả ức chế vi sinh vật chiếu xạ cịn ức chế số loại côn trùng gây bệnh nông sản thu hoạch 3.1.2 Biến đổi bên Quá trình chiếu xạ thường tiếng hành sản phẩm đóng gói bao bì, chiếu xạ ảnh hưởng phần đến bao bì Các loại bao bì có nguồn gốc vơ thủy tinh, kim loại thù bị ảnh hưởng Các loại bao bì có nguồn gốc sinh học giấy bao bì nhựa bị ảnh hưởng mạnh Tuy nhiên loại bao bì tổng hợp P.E, P.S khơng bị ảnh hưởng 17 3.2 Liều lượng chiếu xạ hiệu chiếu xạ 3.2.1 Liều lượng chiếu xạ Tùy thuộc vào mục đích việc sử lý mà liều hấp thụ sản phẩm chia làm ba mức: *Liều thấp ≤5kGy Có tác dụng làm giảm số lượng mầm bệnh vi sinh vật hồi sinh Nhờ kéo dài thời gian bảo quản nông sản, thực phẩm Tuy nhiên với liều hấp thụ khơng có khả tiêu diệt enzym Đôi người ta kết hợp chiếu xạ liều thấp với xử lý nhiệt xử lý lạnh để kéo dài tuổi thọ chất lượng sản phẩm Người ta dùng liều xạ hấp thụ cho ngũ cốc, rau, số thủy hải sản Để ức chế nảy mầm củ, người ta dùng liều thấp (từ 0,05 – 0,15kGy) *Liều trung bình ≤10kGy Liều xạ phá hủy hết vi sinh vật gây bệnh dạng dinh dưỡng, cho phép kéo dài tuổi thọ sản phẩm *Liều cao 20÷50 kGy Liều hấp thụ có khả tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật, kể vi sinh vật chịu nhiệt thấp virus gây bệnh Với liều xử lý cần số ý sau: -Sản phẩm cần đóng gói để tránh lây nhiễm sau để tránh tiếp xúc sản phẩm với oxy khơng khí, ngăn cản phản ứng oxy hóa -Hoạt tính enzyme bị gây biến đổi mùi vị, màu sắc cấu trúc sản phẩm, nên áp dụng cần thiết Bảng 4.4.1.1.Liều xạ phá hủy thập phân (D10) số vi sinh vật gây bệnh thường gặp thực phẩm Vi sinh vật Bacillus cereus Môi trường Nước cất Mozzarella Yoghurt Điều kiện 20-25°C, hiếu khí D10 (KGy) 1,6 -78°C, hiếu khí, bào tử 3,6 4,0 18 Clostridium botulinum Clostridium perfringens Listeria monocytogenes Dung dịch đệm -78°C 5°C 1,8 Dung dịch đệm -80°C, type A 2,6 Dung dịch đệm 1,3 1,2 – 1,3 Gà -80°C, type B 20-25°C 2-4°C Gà 12°C 0,49 Thịt bò xay nhuyễn 12°C 0,5 – 0,9 -78°C pH 7,0 2,0 0,77 10-25°C 0,4 10°C -17°C 0,42 Nước Ice – cream Đệm phosphate Staphylococcus aureus Nước muối sinh lý Gà E.coli 0157: H7 Thịt bò xay Thịt bò xay 0,77 0,307 0,241 Thịt bò nướng 2-5°C 3°C Salmonella typhimurium Thịt bị nướng 20°C 0,55 -40°C, chân khơng 0,497 Gà 0,567 3.2.2 Hiệu chiếu xạ vi sinh vật Những xạ ion hóa gây biến đỏi hóa học ADN ARN tế bào làm gãy mạch liên kết hydrogene, phá hủy cấu trúc lipoprotein màng tế bào Nhờ làm ức chế sinh trưởng làm cho tế bào bị chết IV ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ 4.1 Ưu điểm Tạo nguồn thực phẩm an tồn Thực phẩm chiếu xạ khơng tiếp xúc với chất phóng xạ mà bị chiếu tia gama từ nguồn phóng xạ, khơng bị nhiễm xạ Sau chiếu xạ thực phẩm không xuất độc tố khơng có thay đổi thành phần hóa học gây ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe người Quá trình tương tác xạ thực phẩm tạo lượng nhiệt 19 không đáng kể (Chiếu 10kGy nhiệt độ tăng lên 2°C) nên chiếu xạ tiêu diệt vi sinh vật khơng làm chín, khơng làm tổn thất chất dinh dưỡng biến dạng bao bì bao gói thực phẩm plastic Các nhà máy sử dụng chiếu xạ thực phẩm theo quy trình an tồn khơng gây hại đến mơi trường xung quanh sức khỏe công nhân làm việc Chiếu xạ thực phẩm đem lại hiệu cao, tiết kiệm lượng Lợi ích kinh tế lớn, thực phẩm bảo quản lâu hơn, hạn chế tổn thất 4.2 Nhược điểm Một số vi sinh vật có khả chỉnh sửa lại cấu trúc tế bào Do chúng có khả sống sót phát triển trở lại sau chiếu xạ Ví dụ dạng vi sinh vật có bào tử (Clostridium botulinum, bacilus cereus ) loại vi sinh vật tái tạo DNA (Deinococcus radiodurans) có khả chống xạ tốt Virus có khả chịu đựng tốt khơng bị tiêu diệt tia chiếu xạ thường dùng sản xuất chẳng hạn virus gây bệnh cò điên V CÁC BƯỚC CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CHIẾU XẠ VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY CHIẾU XẠ 5.1 Các bước chế biến thực phẩm chiếu xạ số nhà máy sản xuất Sơ chế bao gồm trình rửa, cắt gọt Mục đích q trình sơ chế để rửa chất bẩn cịn dính bề mặt ngun liệu, tạo hình cho sản phẩm Đóng kiện: nguyên liệu sau sơ chế để thuận tiện cho việc nhập liệu, thiếu liệu, xếp đặt buồng xử lí Vật liệu chế tạo kim loại nhẹ nhôm, hợp kim nhôm, thép khơng rỉ Xử lí: có hai cách xử lí -Chỉ xử lí chiếu xạ: cách áp dụng cho loại thực phẩm có hàm lượng nước thấp, hợp chất bay màu, mùi, hàm lượng vitamin thấp Cách xử lý đơn giản tốn chi phí Phương pháp hiệu với loại thực phẩm có hàm lượng tinh bột cao 20 -Xử lí chiếu xạ kết hợp với làm lạnh: cách áp dụng với loại thực phẩm có hàm lượng nước, vitamin cao, có chứa nhiều hợp chất bay Xử lí chiếu xạ kết hợp với làm lạnh nhằm giảm thoát màu, mùi, vitamin, giảm liều chiếu xạ so với xử lí xạ thường Cách có dạng tiến hành: Làm lạnh sau chiếu xạ: cách áp dụng trng hạn chế hoạt động sinh lí ngun liệu hơ hấp, chín, nảy nầm Tuy nhiên không tiêu diệt vi sinh vật dạng bào tử chúng có khả chống tia xạ mạnh Chiếu xạ kết hợp với làm lạnh lúc: buồng xử lí chiếu xạ buồng làm lạnh Phương pháp cho hiệu cao, giảm lượng vi sinh vật, đảm bảo chất lượng cảm quan cho sản phẩm Tuy nhiên chi phí đầu tư cao Chiếu xạ kết hợp với làm lạnh đột ngột: băng chuyền nhập liệu, trước đến nguồn xạ, sản phẩm qua phận phun dạng tuyết Phương pháp tiêu diệt vi sinh vật hiệu kết hợp chiếu xạ sốc nhiệt Nhưng tế bào sản phẩm bị phá vỡ theo, đặc biệt sản phẩm có hàm lượng nước cao, làm giảm chất lượng sản phẩm Cho nên phương pháp phù hợp với sản phẩm có hàm lượng nước thấp như: ngũ cốc, 5.2 Thiết bị chiếu xạ 5.2.1 Thiết bị tạo dòng electron Để tạo dòng electron, người ta sử dụng thiết bị gia tốc (accelerator) Thiết bị gồm có phận sau: -Bộ phận tạo dòng electron: sinh electron Người ta dùng cathode kim loại để tạo số lượng lớn electron -Bộ phận gia tốc: có chức làm tăng giá trị lượng electron Năng lượng electron phụ thuộc lượng chủ yếu vào tốc độ chuyển động Khi tốc độ chuyển động electron cao giá trị lượng electron lớn Bộ phận gia tốc hoạt động theo nguyên tắc hiệu ứng điện Khi đặt electron vào điện xác định chúng chuyển động cực âm cực dương Giá trị điện cao tốc độ chuyển động electron lớn, từ mức lượng chúng cao -Bộ phận định hướng dòng electron: có chức thay đổi quỹ đạo chuyển 21 động electron Bộ phận hoạt động theo nguyên tắc hiệu ứng từ -Bộ phận tách electron: cửa dịng electron từ thiết bị gia tốc để tiếp xúc với mẫu thực phẩm cần chiếu xạ Thiết bị gia tốc tạo dịng electron với mức lượng khác tùy theo yêu cầu sử dụng Ngồi ra, q trình hoạt động, thiết bị không gây ô nhiễm môi trường Nhược điểm lớn thiết bị gia tốc tiêu tốn nhiều lượng trịn q trình vận hành 5.2.2 Thiết bị phát tia gamma Để tạo tia gamma, người ta sử dụng , phổ biến Sơ đồ phân hủy biểu diễn sau: Trong trình phân rã, sinh electron hai tia gamma với mức lượng 1,333 MeV 1,172 MeV Cịn q trình phân rã sinh electron tia gamma với mức lượng thấp 0,663 MeV Các electron có độ đâm xuyên nên người ta dễ dàng tách chúng ra, tia gamma sử dụng cho mục đích chiếu xạ Chu kỳ bán hủy 5,27 30 năm Ưu điểm vượt trội thiết bị chiế xạ dùng tia gamma chi phí lượng thấp nhiều so với thiết bị gia tốc tạo dòng electron Các tia gamma có tốc độ đâm xuyên mẫu cao hẳn dòng electron Các quốc gia giới thường dùng thiết bih phát tia gamma để chiếu xạ thực phẩm Nhược điểm cần lưu ý thiết bị phát tia gamma chúng hoạt động liên tục không phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng Ngoài ra, cần quan tâm đến vấn đề xử lý chất thải trình vận hành thiết bị Hình 6.2.2.1 giới thiệu dây chuyền chiếu xạ thực phẩm sử thiết bị phát tia gamma 22 Hình 6.1.2.1 Thiết bị chiếu xạ sử dụng tia gamma Nguồn đặt sâu lòng đất cách ly hẳn với môi trường bên ngồi thơng qua hệ thống tường chắn Thực phẩm đóng gói vào bao bì, sau đặt vào thùng chứa (container) đặt lên băng chuyền Băng chuyền dịch chuyển để đưa thực phẩm vào khu vực tiếp xúc với tia gamma Thời gian lưu thực phẩm khu vực cần tính tốn để đảm bảo liều chiếu xạ theo giá trị yêu cầu Cuối băng chuyền đưa container chứa thực phẩm bên hệ thống thiết bị Nhìn chung, quy trình thực chiế xạ thực phẩm đơn giản Tuy nhiên, sở chiếu xạ cần phải tuân thủ nghiêm ngặt điều kiện vận hành để đảm bảo an tồn cho cơng nhân q trình làm việc 23 KẾT LUẬN Nhóm trình bày nội dung thực phẩm chiếu xạ bao gồm: khái niệm, chế, mục đích, yêu cầu, cách nhận biets, điều kiện ảnh hưởng, biến đổi, ưu nhược điểm, bước tiến hành chiếu xạ thiết bị chiếu xạ Điều quan trọng phải nhớ chiếu xạ biện pháp thay cho trình xử lý thực phẩm thích hợp nhà sản xuất, nhà chế biến người tiêu dùng Thực phẩm chiếu xạ cần phải lưu trữ, xử lý nấu theo cách tương tự loại thực phẩm không chiếu xạ, bị lây nhiễm sinh vật gây bệnh sau chiếu xạ quy tắc an toàn vệ sinh thực phẩm không tuân thủ FDA chứng nhận an toàn thực phẩm chiếu xạ từ 30 năm trước.Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization, WHO), Trung tâm Kiểm sốt Phịng ngừa bệnh Hoa Kỳ (Center for Disease Control and Prevention, CDC) Bộ Nông nghiệp Mỹ (U.S Department of Agriculture, USDA) xác nhận an toàn thực phẩm chiếu xạ 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Việt Mẫn, 2011 Giáo Trình Cơng Nghệ Chế Biến Thực Phẩm [2] PGS.TS.Trần Như Khun, Ths Hồng Xn Anh, (2007) Giáo trình Công nghệ chế biến bảo quản lương thực , NXB Hà Nội [3] J Farkas, C Mohácsi-Farkas - Trends in Food Science & Technology, 2011 History and future of food irradiation từ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924224410001044 [4] W Urbain,2012 Food Irradiation từ https://books.google.com/books? hl=vi&lr=&id=3V5IndKfswEC&oi=fnd&pg=PP1&dq=food+irradiation&ots=Qa8g zJiloK&sig=dlAOsCTEz-zRMXBIHrO4QgN3fIQ [5] 76/2011/TT-BNNPTNT, Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn, 2011 Từ https://phapluatxnk.vn/danh-muc-thuc-pham-duoc-chieu-xa-lieu-luongchieu-xa [6] Dự Thảo, Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn, 2011 Từ http://www.spsvietnam.gov.vn/Data/File/Notice/93/Chieu%20xa-2011-TTBNNPTNT_Vie.pdf [7] Cục an toàn xạ hạt nhân, 2014 Từ https://www.varans.vn/ [8] Lê Thái Dũng, 2015 Chiếu xạ thực phẩm Từ https://www.slideshare.net/thaidungle/chiu-x-thc-phm [9] Food & Beverages, 02/17/2022, từ https://www.fda.gov/food/buy-storeserve-safe-food/food-irradiation-what-you-need-know 25 BẢNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ MỨC ĐỘ HOÀN THÀNH CƠNG VIỆC STT Tên thành viên Vai trị, Nội trách dung Mức độ hồn thành cơng việc Mơ tả nhiệm Lê Hoàng Tuyết Trưởng - Mở đầu, 100/100 Trong kết luận - thời gian nhóm 2005200566 Trương Trọng Thành Nghĩa viên 2005201323 Tỉ lệ 100% Đánh giá chất lượng cơng việc Word chỉnh sửa tồn tiểu luận Tóm tắt, 100/100 thiết Tốt, quy định 100% kế Tốt, powerpoint thời gian Phạm Thị Cẩm Thành Tìm quy định Tốt, Tú 2005203001 dung mục I, II thời gian quy định Tốt, viên nội 100/100 Nguyễn Thị Thành Tìm Ngọc Yên viên dung mục III, IV, V thời gian 2005202205 nội 100/100 100% 100% quy định 26 ... chiếu xạ Cơ chế, mục đích, yêu cầu thực phẩm chiếu xạ, nhóm thực phẩm chiếu xạ cách nhận biết điều kiện ảnh hưởng thực phẩm chiếu xạ - Những biến đổi phương pháp xử lí chiếu xạ, liều lượng chiếu xạ. .. tích chiếu Mức độ tổn thương sau chiếu xạ phục thu? ??c nhiều vào diện tích chiếu , diện tích chiếu có hai loại chiếu cục hay chiếu tồn phần Liều chiếu xạ tồn phần thường gây nguy hiểm chiếu xạ cục... ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ 4.1 Ưu điểm Tạo nguồn thực phẩm an toàn Thực phẩm chiếu xạ khơng tiếp xúc với chất phóng xạ mà bị chiếu tia gama từ nguồn phóng xạ, khơng bị nhiễm xạ Sau chiếu xạ thực