Ứng dụng kỹ thuật áp suất cao trong sản phẩm thịt , Ứng dụng công nghệ áp suất cao , Áp suất cao trong chế biến thịt , Ảnh hưởng của áp suất cao trong chế biến thịt, enzyme , protein , chất béo , tiêu diệt vi sinh vật , ảnh hưởng của áp suất cao ,.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GỊN KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ ÁP SUẤT CAO TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN THỊT GVHD: TS Nguyễn Vũ Hồng Phương Thành viên nhóm: HỌ VÀ TÊN Phạm Phú Hoàng Minh MSSV DH61805086 TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2023 LỚP D18_TP03 MỤC LỤC I Giới thiệu: 1 Định nghĩa: 1.1 Cơ sở khoa học: .3 II Các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp tiến bộ: Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu tác động lên vi sinh vật kỹ thuật áp suất cao: III Biến đổi sản phẩm chất lượng sản phẩm: 10 Ảnh hưởng áp suất cao tới chất lượng thịt:[1] 10 1.1 Ảnh hưởng áp suất lên màu sắc thịt: 12 1.2 Ảnh hưởng áp suất cao lên mùi vị thịt: 13 1.3 Ảnh hưởng áp suất cao lên cấu trúc thịt: .13 1.4 Ảnh hưởng áp suất lên oxi hóa lipid thịt: 14 1.5 Ảnh hưởng tới tính chất tạo gel, nhũ hóa, protein thay đổi cấu trúc MP 15 1.6 Ảnh hưởng HPP vi sinh vật [1]: 18 1.7 Tác dụng chữa bệnh: 19 1.8 So sánh phương pháp xử lý thực phẩm áp suất cao bao bì: 19 2.Ứng dụng HPP ngành thịt: 20 2.1 Thanh trùng lạnh để đảm bảo an toàn kéo dài thời hạn sử dụng: 20 2.2.Kháng sinh: 20 2.3.Công nghệ thay giảm Natri thực phẩm áp suất cao (HPP): 20 IV Kết luận: 20 V Ưu nhược so với phương pháp truyền thống: 21 VI Tài liệu kham khảo 23 KỸ THUẬT ÁP SUẤT CAO I Giới thiệu: - Ngày nay, yêu cầu người tiêu dùng dành cho sản phẩm thực phẩm ngày cao (chế biến thực phẩm điều kiện thấp sử dụng phụ gia) Nhưng sản phẩm phải có đầy đủ chất dinh dưỡng, chất lượng cảm quan tốt, tính an tồn cao thời hạn sử dụng sản phẩm lâu dài.Tuy nhiên, sản phẩm thị trường thường trùng, tiệt trùng để giảm thiểu vi sinh vật gây hại hư hỏng thực phẩm (gây biến đổi cảm quan, tính chất nguyên liệu,…) Từ phương pháp chế biến áp suất cao nghiên cứu áp dụng - Chế biến áp suất cao biện pháp can thiệp không sử dụng nhiệt sử dụng rộng rãi để giảm số lượng tế bào sinh dưỡng vi sinh vật gây hư hỏng mầm bệnh thực phẩm Áp suất cao tăng trưởng thương mại toàn giới số sản phẩm xử lý áp lực, thịt sản phẩm từ thịt chiếm khoảng 30% thị phần khai thác chấp nhận công nghệ [2] - Giảm lượng muối thực phẩm chế biến mục tiêu ngành công nghiệp thực phẩm Mặc dù natri clorua chất dinh dưỡng thiết yếu để trì sức khỏe, tiêu thụ mức có liên quan đến phát triển bệnh tim mạch, tăng huyết áp, bệnh thần kinh, loãng xương, ung thư dày, bệnh thận, hen suyễn béo Do đó, Tổ chức Y tế Thế giới (WHD) khuyến nghị giảm natri để tăng cường sức khỏe (Tổ chức Y tế Thế giới, 2011) Theo đó, ngày có nhiều người quan tâm đến việc sản xuất thực phẩm natri Tuy nhiên, muối thành phần quan trọng thực phẩm liên quan đến khía cạnh cơng nghệ cảm quan.[3] - Chế biến áp suất cao (HPP) công nghệ đề xuất cho thịt sản phẩm xử lý áp suất cao phương pháp thay để đảm bảo an toàn sản phẩm thịt sau chế biến, đồng thời hiệu xử lí tốt so với phương pháp xử lí áp dụng nhiệt độ cao, cho phép thu sản phẩm tốt chất lượng cảm quan dinh dưỡng mà không ảnh hưởng đến việc giảm lượng vi sinh vật.[1] - Nhu cầu sản xuất sản phẩm thịt với chất lượng đánh giá cao, tiết kiệm chi phí, thân thiện với môi trường hấp dẫn người tiêu dùng thúc đẩy nhà chế biến thịt, nhà phân phối, nhà bán lẻ nhà công nghiệp đảm bảo có sẵn sản phẩm thịt với đặc điểm yêu cầu Do tính dễ hư hỏng cao sản phẩm làm từ thịt, không dễ để tồn thị trường toàn cầu động không áp dụng số kỹ thuật chế biến bảo quản phù hợp Vì vậy, loạt kỹ thuật bảo quản, chế biến đóng gói tiên tiến không ngừng phát triển để nâng cao chất lượng ổn định thời hạn sử dụng thực phẩm bắp, điều khơng có đáng ngạc nhiên Sản xuất tiếp thị quán sản phẩm thịt với chất lượng cao an toàn tối đa nhu cầu hàng ngày để trì mở rộng thị trường tồn cầu Như vậy, Thách thức lớn nhà sản xuất, chế biến, kỹ sư nhà nghiên cứu thịt phát triển số kỹ thuật hiệu đáp ứng nhu cầu ngày tăng sản phẩm thịt an toàn chất lượng cao Trong thập kỷ qua, nghiên cứu thực nghiệm báo cáo liệu khác bất hoạt vi khuẩn áp suất cao hệ thống thực phẩm Việc vô hiệu hóa vi khuẩn áp suất cao khơng phụ thuộc vào chất thực phẩm mà phụ thuộc vào vi sinh vật.[5] Định nghĩa: - Kỹ thuật sử dụng áp suất cao phương pháp xử lý mẫu áp suất cao môi trường truyền áp ổn định - Để tạo áp lực tác động từ phía , người ta sử dụng môi trường truyền áp chất lỏng nên kỹ thuật sử dụng cho phương pháp xử áp thực phẩm áp suất thủy tĩnh cao xử lý áp suất thủy tĩnh siêu cao - Phương pháp áp suất thủy tĩnh cao (high pressure processing – HPP) phương pháp sử dụng áp suất cao, kết hợp với nhiệt độ khơng, nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật nhằm thay đổi đặc tính thực phẩm 1.1 Cơ sở khoa học: - Công nghệ áp suất cao xem cải tiến tốt chế biến thực phẩm từ 50 năm qua Một số thay đổi vật lý hóa học kết việc áp dụng áp suất Nén vật lý trình xử lý áp suất dẫn đến giảm thể tích, tăng nhiệt độ lượng - Cơ sở khoa học kỹ thuật xử lý áp suất cao dựa 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: Áp suất thúc đẩy phản ứng có giảm thể tích tự do, áp suất tăng giảm thể tích để đối kháng với áp lực - Nguyên tắc xử lý áp suất cao cho thực phẩm bao gồm giai đoạn chính: tăng áp, giữ áp xả áp 1.2 Thiết bị áp suất cao sản xuất thực phẩm : - Kỹ thuật áp suất cao có chi phí đầu tư lớn kỹ thuật chế biến thơng thường khác việc sử dụng đem lại hội cho công nghiệp thực phẩm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Có hệ thống xử lý thực phẩm áp suất cao hệ thống gián đoạn hệ thống bán liên tục - Cấu tạo: Thiết bị áp suất cao bao gồm thành phần chính: + Ống áp lực vỏ ống + Hệ thống tạo áp lực + Thiết bị kiểm soát nhiệt độ + Hệ thống điều khiển nguyên liệu - Hầu hết ống áp lực làm từ vật liệu thép không rỉ có áp suất lớn, chịu áp suất từ 400-600MPa Đối với trường hợp áp suất cao lớn, ống áp lực chế tạo gồm nhiều lớp nén ép lại với - Nguyên lý hoạt động: Thực phẩm bao gói đặt ống áp lực Sau tất không khí loại bỏ khỏi ống áp lực môi trường tạo áp lực (nước dầu) bơm từ phận chứa vào ống áp lực dùng phận khuếch đại áp lực đạt áp suất mong muốn Bộ phận khuếch đại áp lực thường sử dụng bơm áp lực cao - Có thể kiểm sốt nhiệt độ thiết bị cách bơm mơi trường nóng lạnh qua lớp vỏ áo bao quanh ống áp lực Cách đáp ứng u cầu để trì nhiệt độ khơng đổi Tuy nhiên, cần thiết phải điều chỉnh thay đổi nhiệt độ, quán tính nhiệt ống lớn vùng trao đổi nhiệt tương đối nhỏ nên cách vận hành kiểm soát nhiệt độ đáp ứng chậm Trong trường hợp này, việc sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt bên ống áp lực phù hợp 1.3 Cơ chế tác dụng kỹ thuật áp suất cao : - Sử dụng áp suất cao thực phẩm với khoảng áp suất từ 300MPa800MPa, có tác dụng vô hoạt vi sinh vật enzyme mà không phá hủy màu sắc , mùi vị , thành phần dinh dưỡng thực phẩm so với kỹ thuật xử lý nhiệt thông thường 1.3.1 Cơ chế tác động lên tế bào sinh dưỡng vi sinh vật : - Gây biến tính protein - Tác dụng lên tế bào, làm thay đổi cấu trúc màng, gây rối loạn trao đổi chất ngồi tế bào - Ảnh hưởng có hại lên vật chất di truyền acid ribonucleic, acid nucleic, ribosome, Làm biến đổi cấu trúc chúng gây cản trở trình tổng hợp protein, trình chép vật chất di truyền 1.3.2 Cơ chế bất hoạt vi sinh vật: - Mức áp suất vừa phải (lên đến 180 MPa) làm giảm tốc độ phát triển sinh sản vi sinh vật, dẫn đến tổn thương tế bào mức gây tử vong, mức áp suất cao (trên 200 MPa) dẫn đến chết tế bào Những thay đổi đáng kể cấu trúc quan sát thấy mức áp suất 400 MPa Việc vô hiệu hóa tế bào vi sinh vật thực vật thường diễn phạm vi áp suất từ 200 đến 600 MPa nhiệt độ phòng sở làm lạnh.[1] - Sự bất hoạt vi sinh vật áp suất, đó, tính ổn định vi sinh vật thực phẩm, xử lý HPP kết kết hợp nhiều yếu tố khác nhau, xác định tác động áp suất lên vi sinh vật khả phục hồi chúng sau xử lý Những thay đổi hình thái cấu trúc tế bào thay đổi sinh hóa, sinh lý di truyền coi số yếu tố dẫn đến bất hoạt vi sinh vật [1] - Bảo quản HP nhiệt độ môi trường xung quanh bao gồm vơ hiệu hóa hầu hết tế bào vi sinh vật sinh dưỡng ức chế phần tồn enzym chủ chốt Có thể nói chung nấm men nấm mốc nhạy cảm với áp lực so với vi khuẩn nhân sơ Vi khuẩn gram âm (ví dụ,E coliVà vi khuẩn Salmonella) dường nhạy cảm với HPP vi khuẩn Gram dương (ví dụ:Listeria) Các bào tử thường biết đến cơng nhận có khả chịu đựng cao yếu tố vật lý hóa học bên ngồi nhiệt, hóa chất, xạ, v.v Do đó, phương pháp khác để giải bất hoạt bào tử kết hợp với HPP, chẳng hạn giảm độ pH chất để ngăn chặn nảy mầm bào tử, chu kỳ HP, kết hợp áp suất với nhiệt độ cao thấp chất kháng khuẩn, 1.3.3 Cơ chế tác động lên bào tử: Đối với bào tử vi sinh vật, áp suất cao tác động theo chế bao gồm giai đoạn: - Giai đoạn 1: Bào tử tác động áp suất cao kích thích hoạt động nảy mầm - Giai đoạn 2: Sau nảy mầm, khả nhạy cảm với áp suất tăng, bào tử bị áp suất cao tiêu diệt Các tế bào bị thay đổi sử dụng áp suất cao 1.3.4 Cơ chế tác động lên enzyme: - Enzyme có chất protein, tác dụng áp suất cao, protein bị biến tính, gây vơ hoạt enzyme - Các enzyme cấu trúc bậc bị ảnh hưởng từ áp suất cao Enzyme cấu trúc bậc nhạy cảm với áp suất liên kết chủ yếu cấu trúc liên kết hydro Enzyme có cấu trúc bậc bậc bền vững bậc không bị phá vỡ suốt trình xử lý 1.3.5 Ưu điểm nhược điểm enzyme: - - Ưu điểm Chất lượng cảm quan không - thay đổi đáng kể so với trước vi sinh vật mẫu thực xử lý phẩm đạt đến độ an tồn địi Sự tổn thất dinh dưỡng không hỏi phải sử dụng áp suất đáng kể, chất lượng tốt lớn hẳn so với phương pháp sử - dụng nhiệt - - Nhược điểm Nếu muốn ức chế hệ enzyme Môi trường truyền áp ổn định Chi phí đầu tư lớn , thiết bị mắc tiền - Phạm vi sử dụng : Chỉ áp dụng đảm bảo cho độ đồng cho số đối tượng thích sản phẩm cao hợp Hạn chế tượng tái nhiễm - Cấu tạo thiết bị cồng kềnh vi sinh vật vào sản phẩm - Thể tích buồng xử lý giới tượng nhiễm chéo hạn, suất thấp II Các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp tiến bộ: Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu tác động lên vi sinh vật kỹ thuật áp suất cao: -Số lượng vi sinh vật ban đầu: Áp suất tác động cao thời gian tác động dài số lượng vi sinh vật ban đầu thực phẩm lớn -Thành phần vi sinh vật: Nếu có vi sinh vật có khả sinh bào tử bào tử sinh có khả kháng áp suất cao - Vi khuẩn gram (+) có khả kháng áp suất mạnh vi khuẩn gram (-) - Nấm men nấm móc có khả chịu tác động áp suất tốt vi khuẩn - Loại enzyme : Mỗi loại enzyme có khả áp suất khác Có thể xếp khả kháng áp suất theo chiều tăng dần vài loại enzyme điển sau: Lypoxygenase < Lactoperoxidase