Tiểu luận công nghệ chế biến thịt và thủy sản các kĩ thuật hiện đại ứng dụng trong công nghệ chế biến thịt, thuỷ sản

Trường Đại học Bách Khoa- Đại học Quốc gia TpHCM Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Bộ Mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm

 Báo Cáo Tiểu Luận CNCB thịt, thuỷ sản: Các Kĩ Thuật Hiện Đại ứng Dụng Trong CNCB Thịt, Thuỷ Sản GVHD: ThS Nguyễn Thị Hiền Nhóm thực hiện: Đặng Minh Đạt 60700484 Trần Chí Hải 60700686 Trương Vĩnh Lộc 60701383 Năm học 2010-2011 Mục lục: Giới thiệu Tổng quan kỹ thuật sử dụng áp lực cao 2.1 Định nghĩa 2.2 Cơ sở khoa học Thiết bị 3.1 Buồng áp 3.2 Hệ thống tạo áp suất 3.3 Bộ phận hiệu chỉnh nhiệt độ 10 3.4 Bộ phận nạp tháo mẫu 11 3.5 Quy trình vận hành: hai loại hệ thống 11 Ứng dụng áp suất cao sản phẩm thịt 13 4.1 Thịt tươi: 13 4.2 Jambon thịt lợn: 14 4.3 Jambon nấu chín: 15 4.4 Jambon muối hun khói: 15 4.5 Thịt bò băm viên (beefburger): 17 4.6 Áp suất cao hỗ trợ cho q trình lạnh đơng rã đơng: 19 4.7 Độ rủi ro trình áp suất cao: 20 Kết luận 21 Tài liệu tham khảo: 22 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT SINH HỌC 23 Định Nghĩa: 23 Phân loại bacteriocin: 24 2.1 Bacteriocin từ vi khuẩn Gram âm 24 2.2 Bacteriocin từ vi khuẩn Gram dương 24 Bản chất hóa học 26 Tính chất: 27 5.Cơ chế kháng khuẩn phổ kháng khuẩn 28 Khả tự miễn bacteiocin tế bào chủ 30 Ứng dụng : 30 7.1 Định nghĩa: 30 7.2 Đặc điểm: 31 8.Thành tựu: 32 8.1 Tiến hành thí nghiệm 32 8.2 Kết quả: 32 8.3 Nhận xét kết : 34 Tài liệu tham khảo: 35 PHẦN 3: KỸ THUẬT CHIẾU XẠ TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT, HẢI SẢN 36 Định nghĩa chiếu xạ: 36 Lịch sử thực phẩm chiếu xạ: 36 Cơ sở khoa học trình chiếu xạ: 38 Thiết bị: 38 Ảnh hưởng chiếu xạ lên thịt: 39 5.1 Giới thiệu chung: 39 5.2 Ảnh hưởng chiếu xạ lên mùi vị sản phẩm thịt: 40 6.1 Nghiên cứu ảnh hưởng tia gama lên acid béo thịt bò chiếu xạ: (Rayna Stefanova, Stoyan Toshkov, Nikola V Vasilev, Nikolay G Vassilev, Ilko N Marekov (2011)): 53 6.2 Kéo dài thời gian sử dụng cho loại sản phẩm thịt truyền thống bán siêu thị (Sweetie R.Kanatt,M.ShobitaRao,S.P.Chawla, ArunSharma (2010)): 56 6.3 Ứng dụng chiếu xạ vào sản xuất số loại sản phẩm thịt RTE giàu acid folic (I Galán, ML García, MD Selgas (2011)) 62 Tài Liệu Tham Khảo: 65 CHƯƠNG 1: KỸ THUẬT XỬ LÝ ÁP SUẤT CAO Giới thiệu Ngày nay, quy trình chế biến thực phẩm đòi hỏi phải đạt nhu cầu người tiêu dùng nhiều mặt như: thực phẩm phải có chất lượng cao đạt vệ sinh an tồn, khả cung cấp dinh dưỡng tốt, có giá trị cảm quan tốt, sử dụng phụ gia, tổn thất cảm quan dinh dưỡng trình xử lý Do đó, quy trình xử lý thực phẩm không sử dụng nhiệt xử lý áp suất cao (High hydrostatic pressure - HHP), xử lý trường xung điện (pulsed electric fields), xử lý sóng siêu âm (ultrasound), xử lý phương pháp hóa học … quan tâm nghiên cứu nhiều nhằm mục đích ứng dụng cho quy mô công nghiệp Trong công nghệ thực phẩm, phương pháp áp suất thủy tĩnh cao lần Hite (USA) ứng dụng để xử lý thịt sữa với mục đích làm giảm số tế bào vi sinh vật vào năm 1899 Hơn 100 năm sau, sản phẩm thực phẩm qua xử lý kỹ thuật xuất thị trường Nhật Bản vào đầu năm 1990 [12] Từ đó, ngày nhiều thực phẩm áp dụng kỹ thuật thương mại hóa, ví dụ sản phẩm từ cá, hải sản, thịt, sản phẩm rau trái guacamole, jelly, nước quả… (Considine cộng sự, 2008; Goh cộng sự, 2007; Murchie cộng sự, 2005; Smelt, 1998; Torres cộng sự, 2005) [6] Công nghệ bảo quản sử dụng áp suất nén tương đương với trọng lượng voi ép lên phần diện tích đồng xu, thời gian khoảng 10 phút Thực phẩm đóng gói chân khơng nhúng vào thùng nước Sau thùng đóng kín lại bơm thêm nước vào Khi áp suất nước tăng lên, thực phẩm bị nén lại Quá trình giúp tiêu diệt loại vi khuẩn, enzim nấm mốc cách bẻ gãy cấu trúc phân tử làm vỡ thành tế bào chúng Sau dừng nén áp suất, thực phẩm quay trở lại kích thước hình dạng ban đầu Lý thực phẩm không bị nghiền nát áp suất nén trải khắp bề mặt sản phẩm Mặc dù phương pháp áp suất cao ứng dụng bảo quản, song lại có tiềm lớn thực phẩm thay đổi cấu trúc áp suất cao tiêu hóa dễ dàng Việc xử lý áp suất cao cải thiện tính chất loại thực phẩm, đặc biệt sữa chua phomat Sữa chua sản xuất theo phương pháp gel hóa tác động áp lực đặc loạl sản phẩm làm theo cách thông thường Một đặc điểm phomat cần thời gian (từ vài tháng đến vài năm) để đủ độ chín dem bán Nhờ xử lý áp suất cao mà q trình chín phomat nhanh Việc xử lý cá thịt áp suất cao nghiên cứu kỹ lưỡng Thịt cá áp suất 300 MPa bị "nấu chín" mùi vị giữ nguyên Đối với thịt bò, áp suất 80 - 100 MPa làm cho màu sắc ổn định, tạo hấp dẫn trưng bày tủ kính Thịt tươi bị thay đổi để lâu thịt xử lý áp suất cao có chất lượng tốt mà hình thức lại không bị biến đổi Thị trường thực phẩm chế biến xử lý áp suất cao Nhật Bản phát triển mạnh phương Tây Hàng loạt sản phẩm hoa quả, mứt sữa chua xử lý theo phương pháp bán từ nhiều năm Gần sản phẩm từ gạo bánh, cơm hộp xử lý áp suất cao đưa thị trường Hiện Mỹ, người ta nói nhiều loại nước cam, sau 12 tuần giữ lạnh có hương vị nước cam tươi, hay chuối không bị thâm đen sau thời gian dài Hiện có vài nhà chế biến thực phẩm Mỹ sử dụng loại công nghệ Tuy vậy, nhiều nhà khoa học dự đốn cơng nghệ bảo quản cao áp trở thành “cải tiến vĩ đại nhất” ngành chế biến thực phẩm kể từ sau cơng nghệ đóng hộp thương mại Sữa thực phẩm cung cấp nguồn dinh dưỡng cân đối vào đầy đủ cho người Tuy nhiên, việc bảo quản vào kéo dài thời gian bảo quản (shelf-life) vấn đề phức tạp liên quan đến cân việc tiêu diệt/ ức chế vi sinh vật với giá trị cảm quan dinh duỡng Trong khoảng 15 năm gần đây, phương pháp xử lý áp suất cao (High hydrostatic pressure - HHP) áp dụng cho sữa sản phẩm từ sữa quan tâm phương pháp cho bảo quản thực phẩm Từ nghiên cứu biến đổi ảnh hưởng phương pháp cho kết ứng dụng cho ngành công nghiệp sữa (dairy industry), đảm bảo an tịan vi sinh, tối thiểu hóa q trình chế biến, sản phẩm có cấu trúc lạ, có giá trị cảm quan dinh dưỡng cao [1] Tổng quan kỹ thuật sử dụng áp lực cao 2.1 Định nghĩa Kỹ thuật sử dụng áp suất cao phương pháp xử lý mẫu (thực phẩm) áp suất cao môi trường truyền áp ổn định Để tạo áp lực tác động từ phía nhau, người ta sử dụng mơi trường truyền áp chất lỏng (nước) nên thuật ngữ sử dụng cho phương pháp xử áp thực phẩm áp suất thủy tĩnh cao (High hydrostatic pressure treatment/processing/technique) xử lý áp suất thủy tĩnh siêu cao (Ultra-high hydrostatic pressure treatment) Trong nhiều trường hợp, khoảng giá trị giới hạn áp suất từ 100 đến 1000 MPa đề xuất phương pháp trùng tiệt trùng không sử dụng nhiệt, tránh ảnh huởng đến giá trị cảm quan dinh dưỡng 2.2 Cơ sở khoa học Cơ sở khoa học phương pháp sử dụng áp suất cao dựa hai nguyên lý: • Nguyên lý pascal: áp suất phân bố nhanh đồng môi trường truyền áp, khơng phụ thuộc vào kích thước hình dạng mẫu cần xử lý • Nguyên lý Le Chatelier – Braun: áp suất thúc đẩy phản ứng có giảm thể tích tự (thể tích hoạt hóa phản ứng có giá trị âm) Các ưu điểm kỹ thuật xử lý thực phẩm áp suất thủy tĩnh cao: • Chất lượng cảm quan khơng thay đổi đáng kể so với trước xử lý • Sự tổn thất dinh dưỡng không đáng kể, chất lượng tốt hẳn so với phương pháp sử dụng nhiệt • Mơi trường truyền áp ổn định đảm bảo cho độ đồng sản phẩm cao • Trong số trường hợp, hạn chế tượng tái nhiễm vi sinh vật vào sản phẩm tượng nhiễm chéo • Có thể thay đổi số tính chất có lợi cho thực phẩm Ví dụ phương pháp xử lý áp suất cao hạ nhiệt độ bảo quản lạnh Dưới áp suất 200 MPa nhiệt độ hạ xuống tới 20oC mà nước khơng bị đóng băng, điều cho phép bảo quản thực phẩm OoC mà không tạo tinh thể băng làm ủng hoa Tuy nhiên việc giữ áp suất cao thời gian dài tốn Một cách làm khác làm lạnh nước tới 20oC áp lực 200 MPa, sau ngừng gia áp để nước tự đóng băng Lúc việc đóng băng nhanh khắp bề mặt sản phẩm; tinh thể băng nhỏ, chất lượng sản phẩm bị ảnh hưởng Nhờ xử lý áp suất cao mà độ tươi loại nước hoa kéo dài lâu hơn, làm giảm căng thẳng kho chứa vận chuyển Với ưu điểm chất lượng cảm quan dinh dưỡng nên có xu hướng dùng kỹ thuật sử dụng áp suất cao để phát triển dòng sản phẩm cao cấp thực phẩm hữu (organic food) dành cho nhóm người tiêu dùng có thu nhập cao Tuy vậy, phương pháp có vài nhược điểm: • Tùy thuộc theo đối tượng nguyên liệu, vi sinh vật hệ enzyme không bị tiêu diệt hoàn toàn Nếu muốn ức chế hệ enzyme vi sinh vật mẫu thực phẩm đạt đến độ an tồn địi hỏi phải sử dụng áp suất lớn, điều không khả thi phương pháp áp dụng quy mô công nghiệp; vậy, cần có giải pháp kết hợp với kỹ thuật khác để đạt hiệu mong muốn • Chi phí đầu tư lớn, thiết bị mắc tiền • Phạm vi sử dụng: áp dụng cho số đối tượng thích hợp • Cấu tạo thiết bị cồng kềnh • Thể thích buồng xử lý giới hạn, suất thấp Đối với đối tượng thực phẩm mẫu lỏng sữa, nước ép … có hai phương thức thực Ngồi phương pháp thơng thuờng cho thực phẩm vào màng bao polymer hàn kín xử lý thực phẩm rắn ta khơng cần sử dụng thêm lưu chất để truyền áp, sử dụng trực tiếp mẫu thực phẩm lưu chất để tăng áp Trong báo nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp áp suất thủy tĩnh cao (HHP) đến hệ VSV thành phần hóa học thịt cá, người ta sử dụng môi truờng truyền áp gián tiếp nước , dung dịch nuớc glycol , hệ nước- propylene glycol (tỉ lệ 1:1 v/v), hệ nhũ tương dầu thực vật 10% nước, dung dịch nước Mobil Hydrasol 78 5% , polyetyleneglycol Thiết bị Các thành phần thiết bị xử lý áp suất cao chia làm bốn phận • Buồng áp • Hệ thống tạo áp suất • Bộ phận hiệu chỉnh nhiệt độ • Bộ phận nạp tháo mẫu 3.1 Buồng áp • Buồng áp thân hình trụ dày, chịu áp suất cao Buồng áp chia làm ba loại Monoblock (buồng lớp): thép không rĩ, áp suất làm việc 400-600MPa, khả chịu áp không cao so với loại buồng áp khác • Multilayer vessel (buồng nhiều lớp): vật liệu thép không rỉ, lắp ráp cách lớp nguội ép với lớp ngồi nóng, khả chịu áp tăng • Wire-wound vessel (buồng quấn dây): ứng dụng hầu hết qui mô công nghiệp + Dây thép lò xo: độ bền uốn 1600/mm2; độ bền đứt: 1900 N/mm2 + Chiều dài dây: vài trăm km/buồng áp + Chịu áp cao; giảm khối lượng V-100l, M=29 cịn 10 Hình 1.1: cấu tạo buồng áp dạng quấn dây - Nắp đậy: dạng hình trụ có ren khơng liên tục - Bố trí thiết bị: đặt đứng ngang Hình 1.2: thiết bị bố trí nằm đứng nằm ngang 3.2 Hệ thống tạo áp suất - Mơi trường truyền áp: lỏng khí, nhung ngành thực phẩm sử dụng môi trường truyền áp lỏng - Nước cất: khả bị nén thấp, không làm biến dạng thực phẩm áp suất cao - Thực tế: dung dịch nuớc glycol, hệ nước- propylene glycol (tỉ lệ 1:1 v/v), hệ nhũ tương dầu thực vật 10% nước, dung dịch nước Mobil Hydrasol 78,5% - Phương pháp thực • Tăng áp trực tiếp + Pham vi áp dụng: áp dụng cho mẫu lỏng, mẫu lỏng mơi trường truyền áp + Cách thực hiện: bơm mẫu vào buồng áp, sử dung piston để nén mẫu Hình 1.3: phương pháp tăng áp suất trực tiếp + Nguyên tắc: tạp lực đẩy lên piston thông qua môi trường truyền áp (sử dụng bơm để môi trường truyền áp tác động lên piston) + Ưu điểm: tốc độ tăng áp nhanh + Nhược điểm: Vấn đề ăn mòn dễ xảy Vấn đề rị rĩ bù áp • Tăng áp gián tiếp + Pham vi áp dụng: mẫu có trạng thái lưu ý loại bao bì sử dụng phải có khả chịu áp + Cách thực hiện: nạp mẫu vào buồng áp, bơm môi trường truyền áp vào thiết bị đuổi khí, sau sử dụng phận khuếch tăng áp Hình 1.4: phương pháp tăng áp suất trực tiếp + Nguyên tắc: phận khuếch đại hoạt động tương tự phương pháp tăng áp trực tiếp + Ưu điểm: Phạm vi áp dụng rộng Mẫu không tiếp xúc trực tiếp với thiết bị nên vấn đề ăn mòn bị hạn chế + Nhược điểm: yêu cầu phận khuếch đại phải nằm riêng 3.3 Bộ phận hiệu chỉnh nhiệt độ - Phương pháp hiệu chỉnh từ bên (external regulation) • Điện trở quấn quanh buồng áp • Vỏ áo xung quanh buồng áp - Phương pháp hiệu chỉnh từ bên (internal regulation) • Thiết bị trao đổi nhiệt • Thiết bị gia nhiệt • Phương pháp hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường truyền áp Thiết bị trao đổi nhiệt: đặt bên So sánh ưu- nhược
Thể tích buồng áp khơng bị ảnh hưởng, thiết kế buồng áp đơn giản
Khoảng nhiệt độ bị giới hạn chậm kéo dài thời gian bảo quản (Luchsinger cộng sự, 1996a; Luchsinger cộng sự, 1996b; Shultz, Cohen, Mason, Wierbicki, 1977) 5.2.5 Ảnh hưởng pH: − Sản phẩm xạ nước ( OH, H, H3O+, ( eaq )), se phản ứng với chất có sẵn mơi trường Hiệu suất tạo thành gốc tự từ nước môi trường acid nhiều hẳn so với mơi trường trung tính (Spinks Woods, 1976) Mơi trường bazo hình thành − − nhiều eaq mơi trường acid khơng xuất Electron từ nước eaq có xu hướng tác dụng với hợp chất thơm, acid carboxylic, keton, aldehyde thiol Bất kỳ thay đổi − − eaq làm thay đổi sản phẩm cuối Bởi hình thành gốc tự eaq xảy môi trường pH thấp, tiền chất ban đầu oxi hóa thích điều kiện Nam, Ahn, Du Jo (2001) đánh giá ảnh hưởng chiếu xạ lên oxi hóa lipid, hợp chất mùi lạ, hợp chất dễ bay việc đóng gói có khơng khí bình thường, thịt heo PSE (pH thấp), DFD (pH cao) suốt trình bảo quản lạnh đông Chiếu xạ bảo quản tăng oxy hóa lipid thịt PSE thịt DFD ổn định có khả chịu đựng oxi hóa Chiếu xạ làm tăng hợp chất bay có chứa lưu huỳnh; tổng hình thành từ thịt bình thường PSE cao DFD pH có ảnh hưởng rõ ràng hình thành hợp chất bay có chứa lưu huỳnh 5.2.6 Ảnh hưởng chống oxy hóa: Nếu enzyme khơng bị vơ hoạt, thịt ngun liệu (chưa nấu) có khả chống oxy hóa (Ahn cộng sự, 2000) Thịt nấu oxy hóa dễ dàng nhiệt làm biến tính vơ hoạt chất chống oxy hốm cấu trúc màng bị phá vỡ làm xuất phospholipid môi trường (Ahn cộng sự, 1998) Những chất chống oxy hóa chất hấp thu gốc tự (gallate, sesamol, tocopherol, BHA), phức kim loại (EDTA) chất chống oxi hóa nội (carnosine) hạn chế hình thành mùi lạ sản phẩm thịt chiếu xạ (Nam Ahn, 2003) Chất chống oxy hóa thể hạn chế hình thành peroxyde mỡ lợn mỡ động vật (Kyong, Hong, Ju, Hyun, Myung, 1998; Kyong, Hong, Ju, Sung, Myung, 1999) Ngay sau chiếu xạ, ascorbyl palmitate (AP) hiệu nhất, theo sau BHA, AP + α – tocopherol, có α – tocopherol Trong suốt trình bảo quản, BHA lại hiệu nhất, tiếp đến AP + α – tocopherol AP có hiệu việc làm giảm hàm lượng oxi hóa chiếu xạ mỡ heo, động vật, acid linoleic tùy thuộc vào nồng độ (Lee cộng sự, 1999) Nghiên cứu động học chứng tỏ AP làm giảm oxy hóa cách dập tắt oxy Thêm acid ascorbic (0.1%) sesamol+tocopherol (0.01%) thị bò trước chiếu xạ giảm sinh hợp chất chứa lưu huỳnh (Nam cộng sự, 2003) Trong số nghiên cứu, việc cho thêm vào vit E vào thức ăn động vật, giúp giảm oxy hóa chất béo thịt đưa vào mơi trường có oxy(Ahn, Kawamoto, Wolfe, Sim, 1995; Houben cộng sự, 2000; Stubbs, Morgan, Bates, Dolezal, 1999) Vit E giữ lại màng, gần với phospholipid Ahn cộng (1998) báo cáo TBARS ức gà tây chiếu xạ giảm dần mức độ tocopherol acetate tăng lên Nam Ahn (2003) nói thịt bị xay nhuyễn chiếu xạ sinh hợp chất bay có lưu huỳnh, khơng xuất bảo quản có khơng khí Tuy vậy, hợp chất aldehyde tăng nhanh lên Acid ascorbic + sesamol + α – tocopherol thêm vào trước chiếu xạ Theo thời gian, ảnh hưởng chống oxy hóa sesamol + α – tocopherol acid ascorbic Tuy thế, Nam cộng (2006) lại cho kết hợp hương thảo tocopherol khơng có ảnh hưởng lên hình thành hợp chất chứa lưu huỳnh mùi lạ thịt heo chiếu xạ Sự khác chất chống oxy hóa bổ sung, bao gồm gallate, BHA, TBHQ, Tenox T1, dịch chiết từ hương thảo cải thiện mùi vị thịt bò chiếu xạ (Stout, Muthukamarappan, Julson, 2000)
Xác định loại thực phẩm chiếu xạ: Việc phân biệt thịt sản phẩm từ thịt có sử dụng chiếu xạ hay khơng, quan tâm đáng kể thay đổi chất lượng xảy chiếu xạ phải theo quy định phụ gia thực phẩm Chiếu xạ thay đổi hợp chất có sẵn sản phẩm trước chiếu xạ, q trình khơng phải hợp chất, nên thật khó khăn để kiểm sốt liên tục Cuối cùng, hợp chất làm sáng tỏ mà có liên quan đến q trình chiếu xạ mục đích nhiều nhà nghiên cứu Hydrocarbon, chủ yếu 1,7-hexadecadiene, 1,7,10-hexadecatriene, 6,9- heptadecadiene, phát jambon, xúc xích chiếu xạ (Kwon cộng sự, 2007) Obana, Furuta Masakazu (2006) phát 2-dodecylcylobutanone (2-DCB) 2tetradecylcylclobutane (2-TCB) sản phẩm thịt bò nấu mẫu nguyên liệu ban đầu tiến hành chiếu xạ với - 6.5 kGy Cả –DCB – TCB ổn định với nhiệt độ 100 oC, chúng bị phá hủy nhiệt độ mẫu lên đến 200 oC Yong cộng (2000) xác định hợp chất đặc biệt hình thành từ chiếu xạ gà – methylpentanal, methylcyclohexene, cyclotetradecene Bởi cường độ chiếu xạ cao, họ lựa chọn cyclotetradecene dấu hiệu tìm cho chiếu xạ gà ( r2 = 0.92) Yong cộng (2000) lựa chọn cyclodecene, (E)-2-hexenal, nonene 2-nonenal chất đánh dấu chiếu xạ thịt bò (theo thứ tự r2 = 0.88, 0.85, 0.74 0.70) Một vài nghiên cứu gần lĩnh vực chiếu xạ lên thịt: 6.1 Nghiên cứu ảnh hưởng tia gama lên acid béo thịt bò chiếu xạ: (Rayna Stefanova, Stoyan Toshkov, Nikola V Vasilev, Nikolay G Vassilev, Ilko N Marekov (2011)): Thịt bò mua từ siêu thị, cắt nhỏ đóng gói túi PE có khơng khí, bảo quản -20 oC để tránh thay đổi thành phần hóa học Sau tiến hành chiếu xạ tia gama tạo gởi Co-60, với liều chiếu xạ 2.5, 5.0, 7.5, 10.0, 15 kGy Bảng 3.6 : Thành phần số acid béo sản phẩm thịt bị phương pháp phân tích HMR Bảng 3.7 : ester methyl acid béo thịt bò phương pháp phân tích HMR: Dựa vào phân tích NMR, có xu hướng rõ tăng acid béo bão hòa (palmitic acid, C16:0 acid stearic C18:0) giảm dần lượng acid béo khơng bão hịa (linoleic C18:2 linolenic C18:3) với việc tăng lên liều chiếu xạ Mặt khác, khơng có ảnh hưởng rõ ràng chiếu xạ lên acid oleic Thêm vào đó, tất mẫu chiếu xạ có hàm lượng tổng cộng acid bão hòa cao so với acid chưa bão hịa Có thể giải thích cho giảm hàm lượng linoleic linolenic acid tăng với liều chiếu xạ lên đến 15 kGy liên quan với độ nhạy cảm chúng phóng xạ Cũng thật rõ ràng chất béo thực phẩm nhạy cảm với chiếu xạ Trong đó, chiếu xạ dẫn đến oxi hóa chất béo ảnh hưởng lượng chiếu chiếu xạ trực tiếp đẩy mạnh tự oxy hóa nhóm acyl acid béo chưa bão hào triacylglycerol suốt trình hình thành gốc tự (Nawar , 1986) Sự oxi hóa chất béo phụ thuộc vào số lượng vị trí nối đơi ( Cosgrove, Church, Pryor, 1987) Nhìn chung, độ chưa bão hịa cao độ nhạy cảm oxi hóa cao tương ứng với xử lý chiếu xạ Như kết thu hai bảng trên, vị trí bis – allylic linoleic linolenic acid dễ bị tự oxy hóa vị trí allytic, acid oleic chịu đựng tốt với gốc tự Ngoài ra, chiếu xạ liều cao chứng tỏ oxi hóa linoleic linolenic acid liên quan đến chiếu xạ tia gama Mặt khác, tăng lên tổng acid bão hịa q trình chiếu xạ oxi hóa acid béo chưa bão hịa tạo nên báo cáo Bhattacharjee, Singhal, Gholap, Variyar, Bongirwar (2003) Vì thế, xu hướng giảm acid chưa bão hòa tăng acid bão hòa chiếu xạ đồng tình với việc có diện oxy hóa gốc tự sinh trình chiếu xạ kết thơng báo (Gưlge & Ova, 2008; Sajilata & Singhal, 2006) Từ điểm nhìn chiếu xạ, thú vị nhạy cảm tín hiệu NMR tín hiệu thuộc bis-allylic allytic methylene, proton olefinic Trong đó, tín hiệu proton bis-allylic allylic methylene linoleic acid linolenic acid xuất chuẩn thay đổi cấu hình acid béo suốt trình chiếu xạ Cũng cần nhấn mạnh cường độ tín hiệu proton giảm tăng lên liều chiếu xạ Như thể hình 3.6, tổng acid chưa bão hòa đa (PUFA) giảm theo cấp số nhân liều chiếu xạ Do đó, việc tìm kiếm sử dụng chất thị thịt dù có chiếu xạ hay khơng Dựa vào quang phổ NMR tính chất acid béo, tác giả đề xuất cách tiếp cận để tính liều chiếu xạ cách sử dụng đường thẳng mối liên hệ hàm lượng acid béo bão hòa tổng (TSFA) với liều xạ dùng (Hình 3.7) Hình 3.6: Tổng acid chưa bão hòa đa theo liều chiếu xạ mẫu: A – phân tích NMR thành phần triacylglycerol khoảng từ 2.5 – 15 kGy B – phân tích NMR ester methyl acid béo (FAME) khoảng từ 7.5 đến 15 kGy Hình 3.7: Tổng acid béo bão hòa (TSFA) ứng với liều chiếu xạ khác thịt bị: A – phân tích NMR thành phần triacylglycerol khoảng từ 2.5 – 15 kGy B – phân tích NMR FAME khoảng 7.5 – 15 kGy Ta nhận thấy, phương trình đường thẳng mối liên hệ liều chiếu xạ với hàm lượng acid béo bão hịa phân tích thành phần triacylglycerol là: (1) Với R = 0.997 độ lệch chuẩn 0.075 Trong đó, phương trình đường thẳng thể mối liên hệ liều chiếu xạ với hàm lượng acid béo bão hịa tổng phân tích thành phần FAME (2) Với R2 = 0.992 độ lệch chuẩn 0.235 Dựa vào phương trình đường chuẩn ta tiên đốn liều chiếu xạ cho thực phẩm biết hàm lượng triacylglycerol ngược lại từ liều chiếu xạ xác định hàm lượng chất béo bão hòa tổng tổng chất béo sản phẩm chiếu xạ Ngoài ta ccos thể kiểm tra mẫu sản phẩm thịt bò thịt trường Bằng cách sử dụng hai phương trình ta xác định liều xạ sản phẩm thịt bò thương mại Phương trình (1) với liều xạ 25.4 kGy phương trình (2) với liều xạ lên đến 24.38 Liều xạ ước tính phù hợp với tính chất cuẩ tracylglycerol mẫu thương mại sẵn, nên coi chất thị chiếu xạ liều cao 15 kGy 6.2 Kéo dài thời gian sử dụng cho loại sản phẩm thịt truyền thống bán siêu thị (Sweetie R.Kanatt,M.ShobitaRao,S.P.Chawla, ArunSharma (2010)): Thịt cừu băm, thịt gà băm thịt gà nguyên khối chân gà chứa khai xốp có chứa miếng đệm hút nước tiến hành chiếu xạ 2.5 kGy sau bảo quản – oC 21 ngày Ta thu kết sau: 6.2.1 Phân tích vi sinh vật: Tổng số vi sinh vật sống sót (TVCs) mẫu thịt khác khay nhựa có thấm nước thể hình – Tổng vi sinh vật sống tìm thấy mẫu thịt không chiếu xạ khoảng – log cfu/g Tổng số vi sinh vật ban đầu thấp chứng tỏ chất lượng cao sản phẩm thịt Trong suốt trình bảo quản, vi sinh vật tăng lên đáng kể ( p < 0.05) tất mẫu đạt đến mức – log cfu/g sau ngày bảo quản – oC Những mẫu khơng chiếu xạ sau ngày thường có mùi lạ có số màu xanh nhạt nhớt chứng tỏ hư hỏng Quá trình chiếu xạ 2.5 kGy giảm đáng kể tổng số vi sinh vật sống sót tất sản phẩm thịt với ưu kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm Hình thể khối thịt gà chiếu xạ có thời gian sử dụng (shelf-life) đến 21 ngày mẫu kiểm chứng có ngày Những kết tìm thấy giống với báo cáo trước giảm hàm lượng vi sinh vật thịt báo cáo Việc giảm hàm lượng vi sinh vật tổng xuống – log phụ thuộc vào liều xạ gama ( – kGy) báo cáo lát thịt bò (Naik cộng , 1994), thịt cừu (Kannatt cộng sự, 2006, 2007), gà (Miyaguskua cộng sự, 2007), thịt thỏ (Badr, 2004) thịt lạc đà (Al – Bachir Zeinou, 2009) Coliforms Stapphylococus spp khơng cịn mẫu chiếu xạ mẫu khơng chiếu xạ cịn Trong trường hợp thịt gà nhuyễn, chân gà, thịt cừu nhuyễn (hình – 4) chiếu xạ kéo dài thời gian sử dụng đến ngày Hàm lượng vi sinh vật tổng ban đầu liên quan cao mẫu thịt nhuyễn Điều có thể trình xay làm tăng số tổng số vi sinh vật sống ( Hayes cộng sự, 2010) Coliform diện mẫu chưa chiếu xạ không thấy mẫu chiếu xạ Stekelenburg (1990) chứng minh sản phẩm thịt có sodium thấp, Enterbacteriaceae bị vô hoạt hiệu điều kiện lạnh đông lạnh chiếu xạ với liều từ – kGy, nên chúng có hàm lượng vi sinh vật ban đầu loại thấp Tương tự, việc loại bỏ Enterobacteriaceae chiếu xạ thịt báo cáo trước sản phẩm thịt bị lát (Naik cộng sự, 1994) gà lạnh (Kanatt cộng sự, 2005) Staphylococus spp., xuất tất mẫu, có số lượng (p< 0.05) mẫu chiếu xạ Kéo dài thời gian pha lag sinh trưởng tế bào song thực phẩm với thương tổn liên quan chiếu xạ báo cáo (Grant Patterson, 1992) Giảm Staphylococus spp phụ thuộc vào chiếu xạ gama ( – kGy) nhắc đến sản phẩm thịt bò lát (Naik cộng sự, 1994) gà lạnh (Kanatt cộng sự, 2005) Hình 3.8:Ảnh hưởng chiếu xạ lên sản phẩm khối thịt gà suốt trình bảo quản – o C Hình 3.9: Ảnh hưởng chiếu xạ lên sản phẩm thịt gà xay suốt trình bảo quản – oC Hình 3.10: Ảnh hưởng chiếu xạ lên sản phẩm chân gà suốt trình bảo quản – oC Hình 3.11: Ảnh hưởng chiếu xạ lên sản phẩm thịt cừu xay suốt trình bảo quản – oC Việc sử dụng khay hút ẩm không ảnh hưởng đến tổng số vi sinh vật Kết tương tự báo cáo Charles cộng (2006), ông nhận thấy miếng lót hút ảnh khơng làm tăng tốc sinh trưởng vi sinh vật ức gà giữ chất lượng cảm quan giữ lại nước nhìn thấy suốt q trình bảo quản thịt 6.2.2 pH nồng độ methmyoglobin: Màu sắc thịt tươi chất tiêu quan trọng nhân tố định sức mua người tiêu dùng Bất kỳ suy giảm màu sắc thịt có thời gian sử dụng dài đề vi sinh vật gây bệnh tạo nên Sự thay đổi màu sắc xuất phụ thuộc vào myoglobin (deoxymyoglobin, oxymyoglobin, methmyoglobin) phụ thuộc vào thời gian (Ledward, 1992) Trong suốt q trình bên ngồi, nấu, bảo quản chiếu xạ, ba loại myoglobin chuyển hóa qua lại suy thoái phản ứng oxi hóa khử, cuối ảnh hưởn glên màu sắc thịt (Nanke cộng sự, 1999) Bảng 3.7 cho ta thấy hình thành MMb suốt thời gian bảo quản sản phẩm thịt Trong thịt gà, khơng có thay đổi rõ ràng nồng độ MMb bảo quản cho dù có hay khơng có chiếu xạ Những kết khác địng tình với Liu cộng (2003) cho trình chiếu xạ bảo quản màu sắc cách làm giảm tích tụ sắc tố không mong muốn thịt gà Tuy vậy, trường hợp thịt cừu xay, trình bảo quản, có tăng lên đáng kể (p < 0.01) MMb, mẫu kiểm chứng lẫn mẫu chiếu xạ Luciano cộng (2009) nói tăng lên MMb thịt cừu 14 ngày bảo quản lạnh đông Bảng 3.7: pH nồng độ methmyoglobin thịt bảo quản lạnh pH mô sử dụng phương tiện giám sát chất lượng thịt (Jeremiah cộng sự, 1991) Vi sinh vật enzyme nội phân hủy protein tạo nên ammonia, amide sulphide hữu cơ., làm pH tăng dần (Devine Graafhuis, 1995) Trong tất sản phẩm thịt nghiên cứu có tăng lên pH trình bảo quản Điều chứng tỏ thịt với pH cao 5.8 dễ dẫn đến hư hỏng kết giảm thời gian sử dụng (Price Schweigert, 1987) Trong nghiên cứu có pH thấp 5.8 sau trình bảo quản 6.2.2.1 Peroxy hóa lipid: Cùng với hư hỏng vi sinh, hư hỏng hóa học đặc biệt oxi hóa chất béo nguyên nhân làm giảm thời gian sử dụng thực phẩm Oxi hóa lipid mối quan tâm thịt chiếu xạ Peroxy hóa chất béo đo lường hàm lượng TBARS, kết thể hình Trong tất sản phẩm thịt, chiếu xạ kèm với tăng giá trị TBARS So với mẫu không chiếu xạ, mức độ oxy hóa mẫu chiếu xạ cao cách vừa phải Sự hình thành TBARS tăng tốc trình bảo quản thịt chiếu xạ sản phẩm thịt báo cáo số nhà nghiên cứu (Galvin cốnguự, 1998; Lefebvre cộng sự, 1994) Trong trường hợp gà xay chiếu xạ, TBARS tăng lên từ 0.98 đến 2.2 sau 10 ngày bảo quản lạnh Giá trị TBARS thấp thịt cừu xay tăng lên từ 0.48 lên 1.4 sau thời gian bảo quản 10 ngày Sản phẩm thịt gà dễ bị oxy hóa so với thịt cừu có nồng độ cao acid béo chưa bão hòa Những loài động vật, liều chiếu xạ, thời gian bảo quản phương pháp đóng gói có ảnh hưởng rõ rệt lên hàm lượng TBARS sản phẩm thịt ( Katusin – Razem cộng sự, 1992) Campo cộng (2006) nói Giá trị TBARS vịng 2.0 ngưỡng giới hạn mà thịt bò bị oxi hóa Hình 3.12: Giá trị TBA sản phẩm thịt bảo quản – oC 6.2.2.2 Đánh giá cảm quan: Xử lý chiếu xạ khơng có ảnh hưỡng rõ ràng( p < 0.05) lên hình dạng bên ngồi, màu sắc, mùi, cấu trúc sản phẩm thịt (hình 6) Trong ngày đầu tiên, hội đồng cho điểm tương tự sản phẩm chiếu xạ không chiếu xạ đánh giá màu sắc hình dạng bên ngồi Hội đồng thích mùi sản phẩm không chiếu xạ đôi chút Bảo quản lạnh 10 ngày, mẫu chưa chiếu xạ khơng dùng chúng hư hỏng mà mẫu chiếu xạ có điểm chấp nhận Ahn cộng (2000) nói nhiều hợp chất hình thành chiếu xạ bay khơng tìm tìm thấy giảm nhiều q trình bảo quản có khơng khí Trong nghiên cứu khác nói chiếu xạ gama (2 – kGy) khơng có ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan sản phẩm thịt thịt (Kanatt cộng sự, 2005, Ahn cộng sự, 2000) Vì vậy, dựa vào đánh giá cảm quan ta nhận thấy chiếu xạ khơng có ảnh hưởng xấu lên thời gian sử dụng sản phẩm thịt Hình 3.13: Đánh giá cảm quan sản phẩm thịt bảo quản lạnh 6.3 Ứng dụng chiếu xạ vào sản xuất số loại sản phẩm thịt RTE giàu acid folic (I Galán, ML García, MD Selgas (2011)) Acid folic (FA) thuật ngữ dùng để tập hợp vitamin tìm thấy rộng rãi thực phẩm Nó vitamin nhóm B tan nước đóng vai trò quan trọng tác chất tổng hợp amio acid nucleoic acid thể người 6.3.1 Xác định acid folic: Hình 3.14 thể nồng độ FA sau nấu xúc xích mà khơng có chiếu xạ có chiếu xạ Nồng độ sau nấu loại gần giống với không nấu, chứng tỏ nhiệt độ (72 oC) không ảnh hưởng đến độ ổn định FA Kết giống Nguyun, Isndrawatu Hendickx (2003), người cho nhiệt độ tiệt trùng không ảnh hưởng lên FA Cheung, Morrison, Small, Marriot (2008) nhận thấy 99% acid folic giữ lại sản phẩm phở ăn liền nhiệt độ 150 oC Kết tương tụ sản phẩm giàu FA truyền thống (Cáceres cộng sự, 2008) hamburger (Galán cộng sự, 2010) Trong trường hợp sau, nhiệt độ tâm sản phẩm đạt gần 60 oC Thật vây, Vora, Riga, Dollimore Alexander (2004) nói FA bị phân hủy nhiệt độ gần 190 oC kèm theo q trình acid glutamic nhóm amide Mặc dù nấu khơng ảnh hưởng lên FA, chiếu xạ lại có Nồng độ FA giảm với tăng liều chiếu xạ, rõ ràng kGy với nồng độ FA cao (2.4 mg/100g), làm đến 30 % Vit nhạy cảm với chiếu xạ, ví dụ Giroux Lacroix (1998) nói ảnh hưởng chiếu xạ lên độ ổn định vitamin nhóm B Ottaway, Assicuates Ltd (2002) báo cáo ảnh hưởng phụ thuộc vào liều chiếu xạ Những tác giả chứng tỏ liều xạ từ – kGy khơng làm nhiều vitamin, làm tiêu hao đáng kể với liều xạ từ - 10 kGy Mặt dù mát FA, sản phẩm cuối kiểm tra xem sản phẩm giàu acid folic theo quy định 1924/2006 liên minh nghị viện châu Âu thực phẩm dinh dưỡng tốt cho sức khỏe Hình 3.14: Ảnh hưởng liều chiếu xạ lên FA 6.3.2 Cấu trúc sản phẩm: Việc bổ sung FA không ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm, có xu hướng độ cứng giảm với tăng dần lượng FA (2.4 mg/100g) tăng độ dính (P>0.05) Tuy vậy, độ nhớt, độ nhai tương tự tất mẻ Tính dính kết tương tự cho mẻ phụ thuộc cường độ chiếu xạ với lượng FA thêm vào Bảng 3.8: ảnh hưởng liều chiếu xạ hàm lượng acid folic lên cấu trúc xúc xích nấu: 6.3.3 Đánh giá cảm quan: Mẫu chiếu xạ kGy khơng ưa thích so với mẫu cịn lại (P0,05), có xu hướng chấp nhận mẫu có liều xạ thấp Kết tương tự John Resurreccion (2009), không tìm yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan sản phẩm xúc xích từ thịt gia cầm với liều xạ 1, kGy Tài Liệu Tham Khảo: Ahn, D., & Lee, E J (2006) Mechanisms and prevention of quality changes in meat by irradiation In C H Sommers & X Fan (Eds.), Food irradiation research and technology (p 317) USA: Blackwell Publishing Professional Ames Ahn, D., Lee, E J., & Mendonca, A (2006) Meat decontamination by irradiation In L M L Nollet & F Toldra (Eds.), Advances technologies for meat processing (p 483) NY: Taylor & Francis Group Ahn, D U., Nam, K C., Du, M., & Jo, C (2001) Volatile production in irradiated normal, pale soft exudative (PSE) and dark firm dry (DFD) pork under different packaging and storage conditions Meat Science, 57, 419–426 Borsa, J (2006) Introduction: Food irradiation in moving on In C H Sommers & X Fan (Eds.), Food irradiation research and technology (pp 317) USA: Blackwell Publishing Professional Ames Brewer, S (2009) Irradiation effects on meat color – A review Meat Science, 68, 1–17