Ứng dụng chiếu xạ trong việc bảo quản xúc xích lên men

Xúc xích lên men là món ăn có truyền thống lâu đời và được bắt nguồn từ các nước Địa Trung Hải có khí hậu khô hạn (Tây Ban Nha, Ý, Pháp, Bồ Đào Nha và Thổ Nhĩ Kỳ). Nguyên liệu gồm hỗm hợp thịt nạc xay nhỏ (thịt heo hoặc thịt bò), mỡ (heo), muối nitrat hoặc nitrit, gia vị, vi khuẩn acid lactic (LAB) đơn lẻ hoặc LAB trộn với các vi khuẩn khác như Staphylococcus xylosus hoặc Staphylococcus carnosus.Chiếu xạ (γ) thực phẩm hoạt động bằng cách cho các sản phẩm thực phẩm tiếp xúc với bức xạ ion hóa. Chiếu xạ thực phẩm được coi là một phương pháp bảo quản “lạnh”, nghĩa là nó không sử dụng nhiệt để tiêu diệt vi khuẩn.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GỊN KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÀI THI TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CHIẾU XẠ GAMMA BẢO QUẢN XÚC XÍCH LÊN MEN GVHD: Th.S Nguyễn Minh Hải Họ tên Nguyễn Hải Đăng Thiệu Thanh Hiếu Đoàn Thị Cẩm Hương Nguyễn Thanh Thảo NHÓM MSSV DH61804474 DH61802261 DH61800599 DH61801127 THÁNG NĂM 2023 Lớp D18 – TP03 D18 – TP04 D18 – TP04 D18 – TP04 MỤC LỤC GIỚI THIỆU 1.1 Xúc xích lên men 1.2 Amin sinh học (BA) PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ (GAMMA) 2.1 Khái niệm chiếu xạ: 2.2 Liều lượng chiếu xạ 2.3 Cơ chế hoạt động chiếu xạ QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM KẾT QUẢ 4.1 Hàm lượng BA xúc xích khơng chiếu xạ thời gian bảo quản 4.2 Hàm lượng BA xúc xích chiếu xạ thời gian bảo quản 4.3 Hàm lượng BA xúc xích chiếu xạ kGy, kGy kGy thời gian bảo quản KẾT LUẬN Bài thi tốt nghiệp GIỚI THIỆU 1.1 Xúc xích lên men[1] Xúc xích lên men ăn có truyền thống lâu đời bắt nguồn từ nước Địa Trung Hải có khí hậu khô hạn (Tây Ban Nha, Ý, Pháp, Bồ Đào Nha Thổ Nhĩ Kỳ) Nguyên liệu gồm hỗm hợp thịt nạc xay nhỏ (thịt heo thịt bò), mỡ (heo), muối nitrat nitrit, gia vị, vi khuẩn acid lactic (LAB) đơn lẻ LAB trộn với vi khuẩn khác Staphylococcus xylosus Staphylococcus carnosus.[1] Hình 1.1: Xúc xích lên men Thịt xem nguồn thực phẩm giàu protein, vitamin khoáng chất Tuy nhiên, thịt có tính chất dễ hư hỏng nên từ thời xưa trải qua nhiều phương pháp bảo quản khác Lên men phương pháp bảo quản thực phẩm lâu đời phương pháp phổ biến chế biến thịt Theo truyền thống, xúc xích xem thực phẩm lành mạnh an toàn Gần đây, theo số nghiên cứu việc ăn xúc xích lên men dẫn đến số nguy có hại cho sức khoẻ vấn đề an tồn thực phẩm nó: hàm lượng chất béo bão hồ cao, NaCl cao, có diện Nitrit sản phẩm thoái hoá nitrosamine, sản phẩm không xử lý nhiệt (thay đổi tính chất cảm quan sản phẩm), nhiễm vi khuẩn khác q trình chế biến Bên cạnh đó, hàm lượng protein thịt enzyme protease có trình lên men cung cấp tiền chất cho phản ứng decarboxylase, hình thành amin sinh học (BA) 1.2 Amin sinh học (BA)[2] Amin sinh học hợp chất chứa nitơ có nhiều loại thực phẩm: Histamine, putrescine, cadavarine, tyramine, Spermine, Spermidine, tryptamine βphenylethylamine Mặc dù amin sinh học đóng số chức sinh lý quan trọng mức độ amin cao có thực phẩm gây ngộ độc Trong q trình lên men, vi sinh vật tạo nồng độ cao amin sinh học cách khử carboxyl acid amin tự Nồng độ amin sinh học xem số Bài thi tốt nghiệp cho nhiễm vi khuẩn thực phẩm Tiêu thụ lượng lớn amin sinh học thực phẩm dẫn đến ngộ độc histamine tyramine Hình 1.2: Cấu tạo phân tử BA Những người khỏe mạnh chuyển hóa histamine chế độ ăn uống cách nhanh chóng Tuy nhiên, tích lũy histamine vượt khả phân hủy histamine dẫn đến ngộ độc histamine Ngộ độc histamine gây nhiều triệu chứng sau bao gồm phát ban mặt, cổ ngực, nôn mửa, đổ mồ hôi, buồn nôn, đau quặn bụng, nhức đầu, tiêu chảy, chóng mặt, đánh trống ngực,… Sau ăn phải thức ăn chứa hàm lượng histamine cao thời gian ủ bệnh kéo dài từ vài phút đến vài Thường ngộ độc histamine bị chuẩn đoán nhầm dị ứng triệu chứng điển hình Do đó, việc xác định kiểm sốt amin sinh học (BA) thực phẩm quan tâm Một số chuyên gia đề xuất lượng histamine tối đa thực phẩm 100 mg/kg Bên cạnh đó, diện amin thứ cấp putrescine cadaverine góp phần tăng cường độc tính histamine Việc kiểm sốt hình thành amin sinh học chủ yếu tập trung vào việc kiểm soát phát triển vi khuẩn hình thành amin sinh học Một hình thành, histamine khó bị phân giải phương pháp đông lạnh, gia nhiệt, chưng cất hun khói Tuy nhiên, chiếu xạ (gamma) phương pháp thay đầy hứa hẹn cho việc sản xuất xúc xích lên men cấp độ cơng nghiệp, giúp kiểm sốt lượng amin sinh học (BA) có sản phẩm PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ (GAMMA)[4] 2.1 Khái niệm chiếu xạ: Bài thi tốt nghiệp Chiếu xạ (𝛾) thực phẩm hoạt động cách cho sản phẩm thực phẩm tiếp xúc với xạ ion hóa Chiếu xạ thực phẩm coi phương pháp bảo quản “lạnh”, nghĩa khơng sử dụng nhiệt để tiêu diệt vi khuẩn Hình 2.1: Chiếu xạ gamma ảnh hưởng tới vi sinh vật Quá trình chiếu xạ xảy sau thực phẩm sản xuất đóng gói Thực phẩm vào buồng nơi tiếp xúc với lượng xạ cụ thể Bức xạ xuyên qua thực phẩm giết chết vi trùng ngăn không cho chúng sinh sôi nảy nở, khơng tồn thực phẩm Chiếu xạ bước bảo vệ nữa, khơng thay biện pháp an toàn thực phẩm khác Chiếu xạ thực phẩm sử dụng để mô tả q trình thực phẩm tiếp xúc với lượng ion hóa, sử dụng photon gamma phát từ đồng vị phóng xạ Co-60 (cobalt 60) Cs-137 (Ceasium 137) tia X, tia electron máy tạo Các xạ điện từ hai loại nguồn có khả đâm xuyên tốt, điện tử gia tốc có khả xuyên thấp 2.2 Liều lượng chiếu xạ[5] Gray (Gy) đơn vị đo liều chiếu xạ quốc tế 1Gy đại diện cho 1J lượng hấp thụ 1kg sản phẩm chiếu xạ, tương đương với 100 rad (liều hấp thụ xạ) Năng lượng hấp thụ phụ thuộc vào khối lượng, mật độ khối độ dày thực phẩm Liều lượng cao làm hỏng thực phẩm tiêu thụ được, liều lượng không đủ không đạt hiệu mong muốn Thường phương pháp chiếu xạ thực phẩm sử dụng liều lượng chiếu xạ từ – 10 kGy Bảng 2.1: Phân loại liều lượng mục đích chiếu xạ Mức độ liều lượng (kGy) Mục đích Ví dụ Liều lượng thấp: Khử Ức chế phát triển mầm Khoai tây, hành tây, tỏi, trùng/ làm chậm tình khoai tây loại thực củ gừng, chuối, xồi chín (trái cây, rau củ) phẩm khác số loại trái không thuộc họ cam quýt khác, ngũ cốc loại đậu, Bài thi tốt nghiệp Diệt côn trùng ấu trùng có rau khơ, cá thịt khơ, thịt thể tìm thấy lúa mì, bột tươi mì, trái rau sau thu hoạch Làm chậm trình chín Liều lượng trung bình: Giảm đáng kể số lượng Dâu tây, nho, rau khô, hải Thanh trùng (1 – 10 kGy) loại bỏ số vi khuẩn ký sản tươi đông lạnh, sinh trùng gây hư hỏng thực thịt sống đông lạnh phẩm Giảm loại bỏ số vi sinh vật gây bệnh Liều lượng cao: Tiệt trùng Tiệt trùng thực phẩm cho (10 – 5- kGy) nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn bữa ăn cho bệnh nhân bệnh viện bị rối loạn miễn dịch ăn thực phẩm khơng có vi khuẩn Thịt, gia cầm, hải sản thực phẩm khác chế biến cho chế độ ăn kiêng tiệt trùng bệnh viện, gia vị, chế phẩm enzyme, gum tự nhiên Loại bỏ số virus gây bệnh Khử nhiễm số chất phụ gia thành phần thực phẩm 2.3 Cơ chế hoạt động chiếu xạ Chiếu xạ giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm cách chiếu xạ ion hóa tia sóng gamma với khả trực tiếp xuyên sâu phá hủy liên kết cộng hóa trị DNA vi khuẩn, virut gián tiếp cách phân li nước thành H+ OH- (gốc tự do), thành phần tương tác với O2 tạo nên HO2, H2O2 Các gốc tự cơng vào tế bào gây tổn thương tế bào Bài thi tốt nghiệp Hình 2.1: Ảnh hưởng tia gamma lên phân tử nước QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM Xúc xích lên men đóng gói Chiếu xạ (2 kGy, kGy, kGy; 1h; nhiệt độ 12oC) Bảo quản (0 – 30 ngày, 4oC) Phân tích BA Bài thi tốt nghiệp KẾT QUẢ[3] 4.1 Hàm lượng BA xúc xích khơng chiếu xạ thời gian bảo quản Tổng hàm lượng BA mẫu xúc xích khơng chiếu xạ tăng từ 277 đến 5815 mg/kg, có loại BA khác nhau: histamine (Him), tyramine (Tym), putrescine (Put), cadaverine (Cad), spermidine (Spd), spermine (Spm) Hình 4.1: Sự thay đổi BA xúc xích khơng chiếu xạ suốt thời gian bảo quản Xúc xích lên men khơng chiếu xạ có gia tăng hàm lượng amin sinh học: • Hàm lượng Histamine – 768 mg/kg • Hàm lượng Tyramine 104 – 862 mg/kg • Hàm lượng Putrescine 115 – 1601 mg/kg • Hàm lượng Cadaverine 28 – 2557 mg/kg Hàm lượng Cadaverine amin sinh học tìm thấy xúc xích lên men không chiếu xạ, chiếm 44% tổng số BA 30 ngày Các mức hàm lượng gây ảnh hưởng tới sức khoẻ, giới hạn gây ngộ độc hàm lượng histamine nằm khoảng 40 – 100 mg/kg, hàm lượng tyramine 100 mg/kg gây đau nửa đầu Các amin sinh học histamine cadaverine xem chất thị hoá học an tồn thực phẩm, thể ngun liệu đầu vào trình chế biến đạt điều kiện vệ sinh an tồn thực phẩm – tích tụ amin sinh học có liên quan tới vi sinh vật 4.2 Hàm lượng BA xúc xích chiếu xạ thời gian bảo quản Bài thi tốt nghiệp Tổng hàm lượng BA xúc xích lên men chiếu xạ 2kGy, 4kGy 6kGy có giảm rõ rệt xuống 40%, 47% 68% Trong suốt 30 ngày bảo quản, hàm lượng tyramine chiếm nhiều nhất, chiếm 50% 30 ngày Hình 4.2: Sự thay đổi BA xúc xích lên men chiếu xạ thời gian bảo quản 4.3 Hàm lượng BA xúc xích chiếu xạ kGy, kGy kGy thời gian bảo quản ❖ Hàm lượng BA xúc xích chiếu xạ kGy - Sau 30 ngày, hàm lượng putrescine cadaverine giảm 1.4 lần 16 lần - Hàm lượng spermidine spermine chiếm 1.4% 0.9% tổng số hàm lượng BA Bài thi tốt nghiệp ❖ ❖ Hình 4.3: Sự thay đổi BA xúc xích lên men chiếu xạ 2kGy thời gian bảo quản Hàm lượng BA xúc xích chiếu xạ kGy - Hàm lượng Cadaverine giảm nhiều (20 lần), tiếp đến putrescine (1.7 lần) tyramine (1.4 lần) Hình 4.4: Sự thay đổi BA xúc xích lên men chiếu xạ 4kGy thời gian bảo quản Hàm lượng BA xúc xích chiếu xạ kGy Bài thi tốt nghiệp - Việc chiếu xạ xúc xích lên men kGy khiến BA có ảnh hưởng lớn Cadaverine, putrescine tyramine giảm đáng kể, 18, 3.2, lần sau 30 ngày Hình 4.5: Sự thay đổi BA xúc xích lên men chiếu xạ 6kGy thời gian bảo quản - Sau chiếu xạ, hàm lượng histamine có xúc xích lên men gần không phát sau 30 ngày bảo quản Tuy nhiên, hàm lượng tyramine chiếm ưu tổng số BA Điều cho tyramine amin sinh học tìm thấy xúc xích lên men, thường sản xuất vi sinh vật lên men, cụ thể vi khuẩn acid lactic (LAB) Staphylococcus Chúng có khả khử carboxyl tyrosine để tạo thành tyramine.[6] - Bên cạnh việc chiếu xạ để làm giảm BA cịn có tác dụng làm giảm Nnitrosamine Nitrit Vì Nitrit phản ứng với putrescine cadaverine để tạo nitrosamine gây ung thư.[3] KẾT LUẬN Sau bảo quản 30 ngày, hàm lượng histamine xúc xích khơng chiếu xạ tăng đáng kể (768mg/kg) gây nguy hiểm Tuy nhiên, sau chiếu xạ 6kGy hàm lượng BA giảm đáng kể Do đó, chiếu xạ gamma có hiệu việc ngăn chặn hình thành BA, kéo dài thời hạn sử dụng xúc xích lên men TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Askild Holck, Lars Axelsson, Anette McLeod, Tone Mari Rode and Even Heir Health and Safety Considerations of Fermented Sausages Food Quality 2017 [2] Chong, C Y., Abu Bakar, F., Russly, A R., Jamilah, B and Mahyudin, N A The effects of food processing on biogenic amines formation International Food Research Journal 2011 [3] Mohamed A Rabie, Hassan Siliha, Soheir el-Saidy, Ahmed-Adel el-Badawy, F Xavier Malcata Effects of γ-irradiation upon biogenic amine formation in Egyptian ripened sausages during storage Innovative Food Science and Emerging Technologies 2010 661 – 665 [4] Maria Pricaz, Alexandra-Cristina Uta Gamma Radiation For Improvements In Food Industry, Environmental Quality And Healthcare Romanian J Biophys 2015 VOL 25, NO 2, P 143–162 [5] M.K Akinloye, G.A Isola, S.K Olasunkanmi, D.A Okunade Irradiation as a Food Preservation Method in Nigeria: Prospects and Problems International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology 2015 Volume Issue XI [6] M.L Latorre-Moratalla, O Comas-Basté, S Bover-Cid, M.C Vidal-Carou Tyramine and histamine risk assessment related to consumption of dry fermented sausages by the Spanish population Food and Chemical Toxicology 2016 doi: 10.1016/j.fct.2016.11.011