ACID HÓA NATRI CHLORIT THAY THẾ CLO ĐỂ KIỂM SOÁT SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT TRÊN CÀ RỐT SỢI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

ACID HÓA NATRI CHLORIT THAY THẾ CLO ĐỂ KIỂM SOÁT SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT TRÊN CÀ RỐT SỢI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MÔN CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

ĐỀ TÀI :

ACID HÓA NATRI CHLORIT THAY THẾ CLO ĐỂ KIỂM SOÁT SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT TRÊN CÀ RỐT SỢI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ THU SANG.

SVTH: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG 072427S

TÂN THỊ XUÂN HUYỀN 072454S

LÊ THANH HOÀNG 072447S PHAN HỒNG HẢI 072433S PHẠM HẬU 072438S

LỚP: 07SH1D

NIÊN KHOÁ : 2010 – 2011

ACID HÓA NATRI CHLORIT THAY THẾ CLO ĐỂ KIỂM SOÁT SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT TRÊN CÀ RỐT SỢI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN.

Tóm tắt:

Cà rốt sợi là nơi thuận lợi cho các VSV tăng trưởng vì vậy làm suy giảm chất lượng, do diện tích bề mặt lớn Axit hóa natri clorit (ASC) trong khoảng nồng độ 500-1200L/L đã được chứng minh là có hiệu quả mạnh mẽ trong việc chống lại tác nhân gây bệnh và vi

khuẩn làm hỏng hơn so với Clo và không tạo ra những sản phẩm gây ung thư Tuy nhiên,

ASC ở nồng độ cao gây tổn thương mô Mục tiêu của việc nghiên cứu này là tối ưu hóa các thông số của ASC để cân bằng hoạt tính kháng khuẩn với việc duy trì chất lượng của cà rốt sợi.Cà rốt sợi được ngâm 1 phút trong dung dịch ACS có nộng độ 100, 250 hoặc 500 μ L/L hoặc 2 phút trong 200 μ L/L Clo hoặc nước ( mẫu đối chứng ).Các mẫu nghiên cứu được sấy khô và bọc trong bao polypropylene sau đó đem đi lưu trữ ở 5oC trong 21 ngày Cứ 7 ngày thì đánh giá một lần, về: hình dạng bên ngoài, thành phần không khí trong bao gói (O2 và

CO2), độ cứng chắc của sản phẩm, sự hư hại mô và pH Sự phát triển của vi sinh vật, bao gồm tổng số vi khuẩn hiếu khí, coliform tổng số / E.coli, nấm men, nấm mốc và số lượng vi khuẩn lactic trên các mẫu đều được xác định Các mẫu được ngâm với tất cả các nồng độ của ASC đều giảm số lượng vi khuẩn hiếu khí, coliform / E.coli nấm mốc, nấm men và mật độ

VK lactic (1,2-2,0 log cfu/g) khi so sánh mẫu có rữa nước và không rữa nước Trong thời gian lưu trữ, mẫu không rữa có sự tăng nhanh của vi khuẩn lactic kèm theo sự giảm mạnh độ

pH làm mất đi độ cứng chắc và sự nguyên vẹn của mô Mẫu được ngâm bằng ASC ở nồng

độ 100 μL/L ASC đã duy trì được chất lượng cảm quan, sự nguyên vẹn của mô và độ cứng

Do đó, khi ngâm cà rốt ở nồng độ 100 μ L/L ASC được xác định là tối ưu cho việc duy trì chất lượng cảm quan và độ cứng chắc, ức chế sự tăng trưởng của VSV và kéo dài hạn sử dụng

GIỚI THIỆU:

Việc xử lý tối thiểu trong quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm cắt tươi đã phát triển nhanh chóng trong thập kỷ qua vì được thúc đẩy bởi nhu cầu tiêu dùng mạnh mẽ với thực phẩm ăn liền thuận tiện và bỗ dưỡng Tuy nhiên, việc chất lượng sản phẩm bị giảm nhanh chóng và thời gian bảo quản sản phẩm ngắn là vấn đề lớn mà các ngành công nghiệp phải đối mặt, dẫn đến sự cần thiết phát triển của công nghệ mới để duy trì chất lượng và an toàn của thực phẩm cắt tươi trong khi kéo dài hạn sử dụng Với việc áp dụng thành công phương pháp MAP làm giảm không khí trong đóng gói đã nâng cao chất lượng và tăng hạn sử dụng, tuy nhiên chất lượng suy giảm nhanh và hậu quả là giảm hạn sử dụng vẫn còn là trở ngại quan trọng phải vượt qua Sự hư hỏng trong cà rốt cắt tươi là do sự phát triển của độ trắng , làm mềm mô, mất mùi, sự thối rữa mô Nghiên cứu cho thấy thực phẩm cắt tươi rất dễ bị nhiễm VSV do bị loại bỏ mô bảo vệ ( vỏ, … ) và sự thoát dịch của tế bào bị cắt Do diện tích bề mặt tiếp xúc lớn của cà rốt sợi làm cho chúng dễ bị vi khuẩn tấn công, mất độ ẩm và mất nước Rửa là một trong những bước quan trọng được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp để loại bỏ các VSV, chất dịch của mô và các chất khác Tuy nhiên, ô nhiễm chéo của sản phẩm với VSV bao gổm nguồn nhiễm từ con người có thể xảy ra trong suốt quá trình rửa Công nghiệp phát triển, nghiêm ngặt trong quản lý con người nhằm loại bỏ các VSV và kiểm soát lây nhiễm chéo là quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và sự an toàn của sản phẩm cắt tươi

Chlorine (100-200 μ L/L) đã được sử dụng rộng rãi như là chất khử trùng trong sản xuất Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng sử dụng Clo ở nồng độ cho phép của FDA là thiếu hiệu quả trong việc loại bỏ các mầm bệnh từ con người và sự hư hỏng gây nên bởi VSV Ngoài ra, Clo có thể tác dụng với các chất hữu cơ trong nước gây bệnh ung thư Những nhược điểm của Clo trong vai trò là một chất khử trùng đã kích thích sự quan tâm trong việc tìm kiếm chất khử trùng an toàn và hiệu quả hơn

Axit hóa natri clorit (ASC) được sự chấp thuận của FDA cho việc phun và nhúng trên các sản phẩm, thực phẩm khác nhau bao gồm cả sản phẩm tươi và cắt tươi ASC là hỗn hợp

của axit citric và natri clorit trong dung dịch nước trong đó có tính kháng khuẩn mạnh chủ

yếu là tác động chống oxy hóa, có tác dụng chống vi khuẩn Escherichia coli O157:H7 và

Salmonella spp Đã được ứng dụng trên dưa hấu, dưa ngọt, măng tâycho thấy tác nhân gây

bệnh giảm 3 log cfu/g Nghiên cứu trước đây của chúng tôi đã cho thấy ASC làm ngừng hoạt động các tác nhân gây bệnh đến 5 log cfu/g ngày đối với E.coli O157:H7 được tiêm thử nghiệm trên cà rốt thái nhỏ E.coli O157:H7 đã không phục hồi lại trên cà rốt được rữa bằng

ASC suốt 14 ngày lưu trữ Tuy nhiên ta thấy được sự tổn thương của các mô cà rốt sợi khi cà rốt được ngâm với nồng độ 1000 μL/L ASC trong 2 phút

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là tìm nồng độ tối ưu của ASC để xử lý có hiệu quả, làm giảm vi khuẩn trong khi duy trì tính toàn vẹn mô và kéo dài thời gian sử dụng của cà rốt sợi

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP:

Chuẩn bị mẫu:

Củ cà rốt (Daucus carota, var Sativus) được mua từ một chợ ở Jessup, MD, Hoa Kỳ và được

sử dụng trong vòng 24 giờ sau lưu trữ tại 50C Loại bỏ những phần hư hại dập nát Cà rốt được rửa dưới vòi nước chảy để loại bỏ đất còn sót lại và sau đó cắt nhỏ bằng máy chế biến thực phẩm (CUISINART, East Windsor, New Jersey USA) Cà rốt đã được chia thành nhiều phần riêng lẻ, mỗi phần 1000g chứa trong túi nylon dạng lưới và rửa trong các dung dịch khử trùng theo mô tả dưới đây

Quy trình xử lí :

Mẫu cà rốt ngâm ngập trong các dung dịch chứa 200 μL/L Clo với pH được điều chỉnh tới 6,5 bằng HCl hoặc 100, 250 hoặc 500 μL/LASC Clorit natri được axit hóa bằng axít citric (theo khuyến cáo của nhà sản xuất) Độ pH cuối cùng của dung dịch ASC 100, 250 và 500 μL/L lần lượt là 2,71, 2,55 và 2,47 Các mẫu rữa và không rữa dưới vòi nước bao gồm cả mẫu đối chứng Cà rốt được xử lý với dung dịch có tỷ lệ 01:10 (w / v) Thời gian ngâm là 1 phút cho tất cả các mẫu ASC và 2 phút cho Clo và nước Sau khi ngâm, cà rốt được ly tâm trong 2 phút (650 vòng / phút) để loại bỏ nước dư thừa, sử dụng một máy sấy ly tâm (Model

T-304, Garroute SpinDryer, Meyer machine, San Antonio, TX, USA) Từng mẫu có khối lượng 200g được đóng gói trong túi nhựa PP (18 × 22 cm) với tốc độ truyền oxy

290mL/day.m2 O2 và đóng kín bằng cách sử dụng máy xung lực PFS-F450 (Kingstar

Manufactoring, Ôn Châu, Trung Quốc) Các mẫu được kiểm tra sự rò rỉ khí trước khi lưu trữ Tất cả các mẫu được lưu bảo quản tại 50C trong 21 ngày, cứ cách 7 ngày thì kiểm tra và đánh giá lượng vi sinh vật

Xác định thành phần không khí:

Mẫu khí được thu hồi từ các gói thông qua một vách ngăn bằng cách sử dụng một ống tiêm dưới vỏ bọc kín khí Áp suất O2 và CO2 (kPa) được xác định bằng một máy phân tích hồng ngoại (Model S-3A / I và Model CD-3A, Ametek, Pittsburgh, PA, USA)

Phân tích dịch mô:

Dịch mô được phân tích theo phương pháp cải tiến của Luo và cộng sự Mỗi mẫu 50g được ngâm trong 500 ml nước khử ion ở 50C trong 30 phút Tính dẫn điện (μS) của dung dịch được đo bằng đồng hồ điện (Model AB30 Accumet Basic, Fisher Scientific Co, Pittsburgh,

PA, USA) Tổng số điện tích của các mẫu đã được xác định sau khi làm lạnh ở 200C trong

24 giờ và sau đó làm tan ở nhiệt độ phòng Độ dẫn tương đối là tỷ lệ của sự dẫn điện trong

30 phút/tổng điện tích

Độ cứng, dịch mô, độ pH và xác định chất lượng tổng thể:

Máy phân tích TA-XT2 Texture Analyzer (Texture Technologies, Scarsdale, New York, Mỹ) được trang bị một dao cắt Kramer có 10 lưỡi được sử dụng để đo lực cắt (kN) để cắt 50g cà rốt thái nhỏ ở tốc độ con trượt 10mm/svới độ dày cắt được là 20mm Lực tối đa được ghi lại và được sử dụng để cho biết độ cứng của mẫu cà rốt Dịch mô được đo theo phương pháp của Carlin và công sự Mỗi 10g mẫu được đặt giữa hai tờ giấy lọc có đường kính 10cm

(whatman, Maidstone, Kent, Anh) Cân 10 kg mẫu rồi đặt lên giấy lọc trong 10 giây và sau

đó đem cân lại tờ giấy lọc, số g chênh lệch chính là lượng chất lỏng trên 100g mẫu tươi pH được đo theo phương pháp của Barry-Ryan và cộng sự.Mỗi 50 g mẫu được hòa trộn trong 50ml nước khử ion khoảng 1 phút bằng máy xay (Waring Products, Torrington, CT, USA)

Độ pH của dịch ngâm được đo bằng pH kế (Oakton Intruments, Vernon Hills, IL, USA) Chất lượng cảm quan của mẫu cà rốt được đánh giá theo phương pháp cải tiến của Cantwell, Mercado-Silva cùng với cộng sự, bởi bốn thành viên của hội đồng cảm quan Trước khi kiểm tra, các thành viên hội đồng được huấn luyện để nhận biết và đánh giá những thuộc tính về chất lượng của cà rốt sợi Mẫu được mã hóa với 3 chữ số ngẫu nhiên để đảm bảo tính khách quan Có 9 thang điểm đánh giá,với 9 = cực kỳ thích, 8 = rất thích , 7 = thích , 6 = tương đối thích , 5 = bình thường, 4 = tương đối ko thích, 3 = không thích, 2 = rất không thích và 1 = cực kỳ không thích Lỗi nhỏ là do sự sấy khô trên bề mặt tế bào, lỗi lớn là do sự phân rã mô Mẫu có điểm số 5 hoặc dưới được coi là không bán được

Đếm vi sinh vật:

Mẫu cà rốt sợi (30 g) được ngâm trong dung dịch peptone vô trùng bằng máy làm dập mẫu

(400 Model, Seward, London, Anh) trong 2 phút với 230 vòng / phút và lọc qua kính len vô trùng Các đồng chất và dung dịch pha loãng nối tiếp của mẫu đã được trải đều trên đĩa thạch

theo hình xoắn ốc một cách tự động (Wasp II Spiral Plater, DW Scientifist , Shipley, West Yorkshire, UK) Việc đếm vi sinh vật được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp nuôi cấy bào tử của Allende và cộng sự: (1)TSA (Difco laboratory, Sparks, MD, USA) ủ ở 280C trong 24-48 giờ đối vơi vi khuẩn hiếu khí, (2) DPA (Difco laboratory ) bổ sung với 300 μg/

ml chloramphenicol (Clr, Difco phòng thí nghiệm) ủ ở 250C trong 5 ngày đối với nấm men

và nấm mốc; (3) LMRS (Difco laboratory ) ủ ở 350C trong 72giờ dưới 20kPa CO2 và 5 kPa

O2 được bọc một lớp áo nước với hệ thống kiểm soát khí tự động (Forma Scientifist,

Marjetta, OH, USA ) đối với vi khuẩn axit lactic; và (4) 3MTM coliform / E coli Petrifilm (3M, St Paul, MN, USA) trải ra và ủ ở 350C trong 24 giờ đối với coliform / E coli Khuẩn

lạc được đếm bằng mấy đếm khuẩn lạc (Model 50 000, Synoptics, Cambridge, Vương quốc Anh) và hiển thị kết quả dưới dạng log cfu/ g mô

Xử lý thống kê:

Thí nghiệm được lặp đi lặp lại hai lần, mỗi lần với 3 lần lặp lại Kết quả của hai lần thí nghiệm được kết hợp với tổng số sáu lần lặp lại Phân tích phương sai (ANOVA), tiếp theo

là thử nghiệm của Tukey để so sánh phương pháp và khác nhau nhỏ nhất (LSD) tại α = 0,05, được thực hiện bằng cách sử dụng các số thống kê Cruncher Systems'97 (NCSS97) Phần mềm thống kê, phiên bản 6.0 (NCSS, Kaysville, UT, USA) Trừ khi có cách khác, kết quả chỉ có ý nghĩa ở P ≤ 0,05 sẽ được thảo luận

Xác định thành phần không khí trong gói và chất lượng sản phẩm:

Xác định thành phần không khí trong gói:

Không khí trong túi đựng mẫu thay đổi do việc tiêu thụ O2 và thải ra CO2 qua quá trình hô hấp của các mẫu cà rốt và khí thoát ra túi Bảng 1 mô tả sự thay đổi của khí trong suốt thời gian lưu trữ mẫu cà rốt ngâm bằng Clo, nước và ASC Áp suất oxy bên trong các gói của tất

cả các mẫu xử lý đều giảm nhanh khi đóng gói và đạt trạng thái cân bằng ở áp suất 0,3-0,9 kPa ở ngày thứ 7 (Bảng 1) Không có sự khác biệt đáng kể về áp suất O2 giữa các phương pháp xử lý, áp suất CO2 cho thấy sự tăng lên một cách nhanh chóng từ ngày đầu cho đến ngày 7 và duy trì ổn định trong suốt thời gian lưu trữ còn lại Trong tất cả các phương pháp

xử lý không qua giai đoạn rửa thì có mức CO2 cao đáng kể ở ngày thứ 14 ( 21kPa ) so với hai phương pháp còn lại.Sự tích lũy CO2 thấp nhất được tìm thấy ở mẫu đã xử lý với ASC nồng độ 100 l Các mẫu không rửa tăng O2 giảm CO2 vào cuối thời gian lưu trữ, rất có thể

đó là do sự giảm đáng kể tỉ lệ hô hấp gây ra do lão hóa và tế bào chết Ngoài ra, do sự tích tụ của axit lactic và giảm độ pH có thể là nguyên nhân do sự thoái hóa của vi khuẩn lactic và làm giảm sự trao đổi chất sản sinh CO2

Bảng 1 : Ảnh hưởng của việc sử dụng chất khử trùng lên áp suất O 2 và CO 2 trong đóng gói cà rốt bảo quản ở 5 0 C trong 21 ngày.

Dịch mô thường được xem như là chỉ số của chất lượng và độ tươi của sản phẩm Dịch mô được đánh giá bằng cách đo độ dẫn điện (EC) của nước đã dùng để ngâm mẫu trong một khoảng thời gian Giá trị EC thấp nhất khi màng còn nguyên vẹn Như hình 1, mẫu cà rốt được ngâm bằng ASC ở nồng độ 100-250 μL/L , Clo 200 μL/L và nước duy trì được sự thoát dịch mô thấp nhất trong suốt quá trình lưu trữ, cho thấy rằng ít mẫu cà rốt bị hư hỏng khi xử lý với những phương pháp này Tuy nhiên, mẫu cà rốt được xử lý với ASC nồng độ

500 μL/L cho thấy sự rò rỉ điện giải nhiều hơn so với các mẫu còn lại , có thể là do xử lý ASC ở nồng độ cao đã làm hư hại tế bào Các mẫu được đóng gói mà không qua giai đoạn rửa có tỷ lệ thoat dịch mô cao nhất ngay trong thời gian bắt đầu bảo quản do dịch mô còn lại

và sau đó tăng mạnh vào cuối thời gian lưu trữ, có thể là do sự phân hủy mô gây ra bởi vi khuẩn

Độ pH ban đầu dao động 5,9-6,1 sau khi ngâm bằng Clo hoặc ASC và 6,3 khi rửa bằng nước hoặc không rửa với nước [hình 1 (b)] Kết quả tương tự đối với pH ban đầu đã được báo cáo bở Izumi, Watada, Barry-Ryan và cộng sự pH giảm từ từ trong suốt thời gian lưu trữ khoãng 5,4-5,6 đối với tất cả các mẫu mà không có sự khác biệt đáng kể, ngoại trừ mẫu cà rốt không qua giai đoạn rữa có pH giảm mạnh vào ngày 7 và đạt đến 4,4 ở ngày 21 Sự giảm

độ pH có thể là do sự sinh axit để đáp ứng với CO2 cao, bằng chứng là một lượng lớn các vi khuẩn lactic được thấy trên mẫu này Kết quả tương tự cũng được báo cáo bởi Izumi,

Watada, Barry-Ryan và cộng sự

Hình 1 : Ảnh hưởng của việc dùng chất khử trùng tới sự thoát dịch mô (a) và pH (b) khi đóng gói mẫu cà rốt bảo quản ở 5 0 C trong 21 ngày Mỗi kí hiệu là trung bình của 6 lần lặp lại, đường dọc đại diện cho SE, đường SE không được hiển thị vì được mã hóa bằng kí hiệu.

Tương tự thì việc đo độ cứng chắc của mẫu cà rốt cũng được tiến hành ở ngày 0 [hình 2 (a)] Nói chung, độ cứng tăng nhẹ từ ngày 0-7, sau đó tương đối ổn định trong suốt thời gian lưu trữ còn lại đối với hầu hết các mẫu Tuy nhiên,độ cứng trên các mẫu được xủ lý bằng ASC ở nồng độ 500 μL/L thấp hơn so với những mẫu còn lại Độ cứng của mẫu không qua giai đoạn rửa giảm đều từ ngày 7 đến ngày 21 Cà rốt rửa với nước có độ cứng tăng cao nhất

trong thời gian suốt lưu trữ, có thể là do quá trình làm khô bề mặt mô của cà rốt Cà rốt rửa nước cho thấy triệu chứng chính là tình trạng mất nước bề mặt bao gồm cả đốm trắng , bởi

sự hình thành của lignin Dịch mô cà rốt được xem như là một thước đo của sự tươi mới Xác định theo tỷ lệ phần trăm khối lượng dịch lỏng tế bào thoát ra trên 100 g mẫu Ban đầu lượng nước dao động từ 1,8-2,2% không có sự khác biệt đáng kể giữa mẫu [hình 2 (b)]

Hình 2 :Ảnh hưởng của việc dùng chất khử trùng lên độ cứng (a) đơn vị (kN), và dịch ép (b) 1g/100g trọng lượng tươi về việc đóng gói cà rốt bảo quản ở 5 0 C trong 21 ngày Mỗi ký hiệu là trung bình của 6 lần lặp lại, đường thẳng đứng đại diện cho SE, đường

SE không được hiển thị mà được mã hóa bằng kí hiệu

Dịch mô từ tất cả các mẫu ngoại trừ các mẫu không rửa vẫn ổn định trong quá trình lưu trữ giảm nhẹ sau khi lưu trữ từ ngày đầu đến ngày thứ 7 Sự gia tăng nhanh chóng dịch mô trong