Các phương pháp ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong thực phẩm

- Các loại thực phẩm có hàm lượng axit cao: thịt đỏ, thịt gà, trứng, gạo trắng, bánh mì trắng, đậu lăng… là những thực phẩm đặc biệt tốt cho chế biến áp suất cao.- Kỹ thuật áp suất cao c

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC

PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

….….

VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM

Giảng viên HD: Ths Nguyễn Thị Thu Sang

Đề tài: Các phương pháp ức chế sự phát triển của

vi sinh vật trong thực phẩm

(tiếp theo)

6-2013.Tp HCM

Các pp hóa học

Kĩ thuật chân không

KỸ THUẬT CHÂN KHÔNG

Là cách cách ly thực phẩm với môi trường bên ngoài bằng chân không.

Thực phẩm được đặt trong bao bì không thấm khí

Không khí bên trong rút ra hết

Ưu điểm:

 Ức chế sự trao đổi chất và sinh trưởng của

vi sinh vật.

 Ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật hiếu khí.

 Ngăn chặn vi sinh vật bên ngoài môi trường

xâm nhập vào thực phẩm Ngoài ra:

Hạn chế sự oxy hóa các chất dinh dưỡng

NHƯỢC ĐIỂM:

Vi sinh vật yếu khí có thể phát triển.

Không áp dụng được cho các chất lỏng , thức ăn dạng lỏng,

Cần sử dụng thiết bị chuyên dụng cũng như bao gói tuyệt đối không hở,đa số

thường phải dùng bao ny-lông gây ô nhiễm môi trường

KỸ THUẬT

ÁP SUẤT CAO

1 KHÁI NIỆM.

 Kỹ thuật áp suất cao (high pressure processing - HPP)

−Là một phương pháp bảo quản thực phẩm

− Giá trị áp suất cao giao động trong khoảng 100-1000 MPa

−Có hoặc không có sự bổ sung của nhiệt độ.

Tại thời điểm này, chế biến áp suất cao đang được sử dụng tại Hoa Kỳ, Châu Âu, và Nhật Bản

2 Nhằm mục đích

Tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật

Kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm

 Giữ chất lượng thực phẩm.

 Duy trì sự tươi mát tự nhiên.

- Kỹ này có thể không hoàn toàn được áp dụng cho tất cả các loại thực phẩm Nó có thể được sử dụng để xử lý cả hai loại thực phẩm lỏng và rắn.

- Hiện nay các nhà chế biến chỉ ứng dụng công nghệ này đối với các thực phẩm đắt tiền như thịt, gà tây, hàu và đồ ăn sẵn như thịt gà nướng.

3 Phạm vi áp dụng đối với thực phẩm

- Các loại thực phẩm có hàm lượng axit cao: thịt đỏ, thịt gà, trứng, gạo trắng, bánh mì trắng, đậu lăng… là những thực phẩm đặc biệt tốt cho chế biến áp suất cao.

- Kỹ thuật áp suất cao có thể chưa được

sử dụng cho sản phẩm có hàm lượng axit thấp như rau, sữa, súp… vì nó có thể làm phai màu thực phẩm nếu áp suất quá cao

4 Nguyên tắc.

Kỹ thuật bảo quản ở áp suất cao cần hai loại thiết bị chính.

 Thùng chịu áp

 Thiết bị tạo áp

- Mỗi chất tạo áp (thường là nước) được bơm vào thùng từ dưới đáy Khi áp suất trong thùng đạt tới mức quy định, quá trình bơm ngừng lại Thời gian nâng áp thường ngắn (không quá 15 phút).

Thường thường áp suất ở

khoảng 300 - 800 MPa sẽ tiêu diệt được các loại vi khuẩn Tuy nhiên có một số loại lại chịu được áp suất cao Nếu kết hợp nhiệt độ (60 - 90 o C)

và áp suất để xử lý thực phẩm thì sẽ diệt được toàn bộ

các loại vi khuẩn

5 Cơ chế tác dụng của kỹ thuật áp suất cao.

Sử dụng áp suất cao trong thực phẩm với khoảng áp suất từ 300MPa-800MPa

có tác dụng vô hoạt vi sinh vật hoặc enzym mà không phá hủy màu sắc, mùi

vị, thành phần dinh dưỡng của thực phẩm so với kỹ thuật xử lý nhiệt thông thường.

5.1 Cơ chế tác dụng lên tế bào sinh dưỡng của vi

sinh vật:

• Gây biến tính các protein

• Tác dụng lên màng tế bào, làm thay đổi cấu trúc của màng, gây ra sự rối loạn trao đổi chất trong và ngoài tế bào.

• Ảnh hưởng có hại lên vật chất duy truyền như axit ribonucleic (RNA), acid nucleic, riboxom… làm biến đổi cấu trúc của chúng

và gây cản trở quá trình tổng hợp protein, quá trình sao chép vật chất duy truyền.

- Áp suất cao làm mất hoạt tính của các loại

vi sinh có khả năng gây thiu thối thực

phẩm

- Khi áp suất tác động lên cơ thể vi sinh vật,

các phân tử trong màng tế bào bị biến đổi và ảnh hưởng tới các chức năng và khả năng bền vững của chúng

Thành phần các chất trong thực phẩm cũng ảnh hưởng tới khả năng kháng áp của các vi sinh vật.

5.2 Cơ chế tác động lên bào tử VSV

Áp suất cao tác động theo cơ chế bao gồm 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: bào tử dưới tác dụng của

áp suất cao sẽ được kích thích họat động

•Các tác động nói trên có thể không diệt được tế bào nhưng làm nó bị tổn thương

•Môi trường axit góp phần giết chết các

tế bào vi sinh đã bị tổn thương do áp suất gây nên

6 Những ví dụ áp dụng kỹ

thuật áp suất cao

7 Ưu, nhược của kỹ thuật áp suất cao.

• Tiêu diệt tế bào sinh dưỡng của vi sinh vật, có thể tiêu diệt cả bào tử nếu kết hợp với nhiệt độ cao.

• Vô hoạt enzyme

•Vẫn còn tồn tại vi sinh vật

•Thiết bị đắt tiền

•Yêu cầu thực phẩm phải chứa khoảng

40 % nước tự do để đảm bảo hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật.

•Giới hạn trong việc chọn bao bì cho sản phẩm (thường là chai túi hoặc nhựa).

7.2Nhược điểm.

Lọc thanh trùng

6 Lọc thanh trùng (siêu lọc)

•6.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÀNG LỌC

•.6.1.1 Khái Niệm Về Màng Lọc:

•Màng lọc là một lớp màng của vật liệu mỏng có khả năng phân tách vật chất theo đặc tính vật

lý và hóa học của chúng khi chịu một áp lực

nhất định

•Là rào chắn ngăn cách giữa các pha, hạn chế sự vận chuyển qua lại giữa các cơ chất một cách có chọn lọc

6.1.2 PHÂN LOẠI CÁC LOẠI MÀNG LỌC:

Sự Khác Nhau Giữa Các Màng Lọc

6.2 Màng Siêu Loc (UF):

6.2.1 NGUYÊN TẮC

• Sử dụng màng để phân tách dòng chất lỏng , loại các phân tử hòa tan có trong dòng.

• Loại trừ vi khuẩn, vi rút một vài loại protein, thuốc nhuộm và các cơ chất có phân tử lượng lớn hơn 10.000dalton, và các hạt có kích từ 10- 1000Å

6.2.2 CƠ CHẾ :

Màng lọc UF (UltraFiltratic) dùng màng

áp suất thấp để loại bỏ những phân tử có

kích thuớc lớn ra khỏi nguồn nước.

 Dưới một áp suất 2,5 bars, nước, muối khoáng và các phân tử/ ion  lỗ lọc (0.1-

0.005 micron) sẽ “chui” qua màng dễ dàng Các phân tử có lớn hơn, các loại virus, vi

khuẩn sẽ bị giữ lại và thải ra ngoài.

6.2.3 ƯU ĐIỂM:

Quá trình lọc diễn ra ở nhiệt độ bình thường

và áp suất thấp nên tiêu thụ ít điện năng, cắt giảm chi phí hoạt động đáng kể.

* Kích thuớc của hệ thống gọn nhỏ, cấu trúc đơn giản nên không tốn mặt bằng lắp đặt.

* Quy trình vận hành đơn giản, không cần

nhiều nhân công.

6.2.3 ƯU ĐIỂM:

• Cấu trúc và vật liệu màng lọc đồng

nhất và sử dụng phương pháp lọc cơ học nên không làm biến đổi tính chất hóa học của nguồn nước

• Sản phẩm Thực phẩm giữ được hoàn toàn tính chất tự nhiên

•Cấu trúc và vật liệu màng lọc đồng

nhất và sử dụng phương pháp lọc cơ học nên không làm biến đổi tính chất hóa học của nguồn nước

•Sản phẩm Thực phẩm giữ được hoàn toàn tính chất tự nhiên

ép trái cây, nước trà xanh, sữa,…);

sử dụng màng UF,các loại thực phẩm quí, không bền với nhiệt.

XỬ LÝ NƯỚC UỐNG BẰNG MÀNG UF

Một dây chuyền lọc nước bằng màng UF

6.2.7.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NĂNG

SUẤT LỌC:

• Dòng lưu chất ban đầu: nồng độ, thành phần, kích thước phân tử, điện cực các phân tử, độ nhớt, pH

• Đặc tính, cấu tạo của màng lọc: ưa nước, kỵ nước….

• Tương tác ions, điện cực giữa lưu chất ban đầu và màng lọc

• Điều kiện vật lý, động lực học của quá trình: áp suất qua màng, vận tốc lọc, nhiệt độ

• Yêu cầu chất lượng của dịch sau khi lọc

6.2 Các phương

pháp hóa học

Chất bảo quản (chất sát trùng) là những chất vô cơ hay hữu cơ, khi khuếch tán vào tế bào vi sinh vật sẽ tác dụng với protein của nguyên sinh chất, làm chết tế bào.

6.2.1 sử dụng hóa chất ( chất bảo quản):

3 Một số chất dùng trong bảo quản thực phẩm:

4 Một số chất hóa học thường gặp và ứng dụng của nó:

 SO 2 :phương pháp sunfat hóa thực phẩm

- Khí SO 2 ảnh hưởng đến các quá trình oxy hóa trong tế bào vi sinh vật, làm thay đổi trạng thái

lý, hóa học của chất nguyên sinh

- SO2 có tác dụng ở 0.1-0.2%, có tính độc mạnh trong môi trường acid.

- Dạng sử dụng : khí SO 2 , acid sulfurous (H 2 SO 3 ), các loại muối như Natri bisulfite NaHSO 3 , Kali bisulfite KHSO 3 , Canxi bisulfile Ca(SO 3 ) 2 , Natri sulfite Na 2 SO 3 , Kali sulfite K 2 SO 3

PP sulfite

khô (xông khói sulfurous)

PP sulfite hoá ướt

PP sulfite hoá ướt

Cho trực tiếp khí SO 2 hoặc dung dịch axit sulfurous (H 2 SO 3 ) vào sản phẩm dạng lỏng:

rau quả hoặc quả nghiền, nước quả

-SO 2 có thể lấy từ bình thép hoặc đốt lưu huỳnh -Quả được đựng trong thùng hay trong hòm kín

có chứa SO 2

 Khí SO 2 dùng trong bảo quản rau quả

 Tiêu diệt các vi sinh vật làm hư hỏng quả, nấm

ngoài vỏ quả và enzyme trong cùi quả.

 Kiểm soát nấm Botrytis, Rhyzopus,

Aspergillus trong nho hàm lượng khoảng 10ppm.

 Ngoài ra: SO 2 sử dụng trong các canh trường

lên men để kiềm hãm vsv gây thối và nấm men dại:

 Trong sản xuất bia, rượu vang hàm lượng sử

dụng thường trong khoảng 50-350 ppm.

Một số loại thực phẩm được bảo quản bằng khí SO 2

Một số loại thực phẩm được bảo quản bằng khí SO 2

Rau quả được bảo quản bằng SO 2

Không dùng các hợp chất SO2 để bảo quản thịt, ngũ cốc, đậu đỗ hạt, sữa.

Nhược điểm của phương pháp:

H 2 SO 3 có khả năng ăn mòn kim loại (như sắt,

thép) do đó cần chú ý các dụng cụ và thiết bị xử lý

SO 2 và H 2 SO 3

- Dùng SO 2 và H 2 SO 3 có hại đến sức khoẻ vì thế việc Sunfit hoá chỉ được dùng cho những bán

thành phẩm chế biến có đun sôi (vì khi đun sôi

khí SO 2 sẽ bay lên)

- Phải có quá trình khử sunfua (Desunfit).

 Nitric (NaNO3 , KNO3 )

• Nitrit được ứng dụng trong công nghiệp chế biến thịt.

• Mục đích: giữ màu đỏ cho thịt muối mặn, làm thuốc sát khuẩn trong bảo quản cá, thịt và các chế phẩm từ

cá, thịt (cá, thịt muối hoặc ướp lạnh).

tác động lên màng tế bào nấm, ức chế quá trình hô hấp của tế bào, ức chế quá trình oxy hóa glucose và pyruvate, ức chế quá trình biến dưỡng các hợp chất

đa lượng (N, P,…) của sinh vật.

 Nitrate (NaNO3 , KNO3 )

• Sử dụng làm chất sát khuẩn và giữ màu cho

thịt, các sản phẩm thịt, cá và phomát

• Liều lượng sử dụng cho người : 0 - 5 mg/kg thể trọng.

 Acid benzoic và Natri benzoat

•Ức chế mạnh nấm men và nấm mốc, có tác dụng yếu đối với vi khuẩn

•Nồng độ acid benzoic sử dụng trong thực phẩm: 0,05-0,15%.

•Nồng độ benzoat trong sản phẩm có tác

dụng bảo quản là 0,07-0,1%.

•Acid benzoic được sử dụng nhiều trong

bảo quản trái cây và rau quả

Nhược điểm:

- Dùng benzoic hoặc benzoat trong bảo quản sản phẩm có thể làm cho sản

phẩm bị thâm đen, và dễ nhận biết dư

vị, làm giảm chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

phẩm bị thâm đen, và dễ nhận biết dư

vị, làm giảm chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

- Nếu sử dụng ở nồng độ cao sẽ làm

thay đổi mùi vị sản phẩm, ảnh hưởng tới thận của người sử dụng.

• Dùng nhiều trong chế biến rau quả, rượu vang, sản xuất đồ hộp, chế biến sữa, bảo quản và chế biến cá, thịt, sản phẩm bánh mì, bảo quản nước mắm, nước chấm, cá ngâm dấm.

Phối hợp acid sorbic hoặc sorbat với các chất bảo quản khác: +Dùng acid sorbic với natri benzoat trong bảo quản nước quả +Dùng acid sorbic cho sản phẩm ướp đường có thể giảm một nửa lượng đường để ướp Trộn 0,1-0,2% acid sorbic (so với lượng muối) vào dung dịch muối để muối cá trước khi hun khói

Thịt hun khói Rau muối chua

 Carbonic (CO 2 )

Sử dụng trong bảo quản thịt (tác dụng của

CO 2 sẽ tăng lên rất nhiều nếu kết hợp bảo quản lạnh).

Nếu bảo quản thịt ở 100% CO 2 hiệu quả đạt được sẽ rất cao, số lượng vsv sẽ rất thấp trong suốt 16-27 ngày sau khi giết mổ.

Bảo quản thịt ở 1 0 C với 15% CO 2 ,85% kk hay 15% CO 2 , 85% O 2 đều cho kết quả tốt.

Hỗn hợp CO 2 & O 2 có hiệu quả bảo quản thực phẩm tốt hơn là CO 2 & KK

 Trong chế biến thực phẩm ( giai đoạn sơ chế).nguyên liệu đươc rửa trong các dung dịch tẩy trùng ozone,

clorine Đối với rau- quả, hiện nay tổ chức Y Tế thế giới (WTO) và Cơ quan quản lí an toàn thực phẩm- dược Hoa Kỳ (FDA) khuyến cáo sử dụng ozone trong rửa rau quả

 Acid acetic (ngâm giấm):

 Hyperoxide (H2O2):

Trong dây chuyền công nghệ, khi dây chuyền

ngừng hoạt động sau một chu kỳ sản xuất Các

thiết bị và dụng cụ sẽ được vệ sinh và tẩy uế bằng Hyperoxide.

Ứng dụng trong bảo quản sữa, phomat, sản

phẩm từ cá.

Ngoài ra trog chế biến thực phẩm người ta còn thêm vào trong thành phần thực phẩm một số chất giúp kéo dài thời gian bảo quản: vitamin E,

Ngoài ra trog chế biến thực phẩm người ta còn thêm vào trong thành phần thực phẩm một số chất giúp kéo dài thời gian bảo quản: vitamin E,

Làm ngăn cản hoặc làm chết vi sinh vật, tác động lên hoạt tính enzym của vi sinh vật và lên sự vận chuyển các chất dinh dưỡng qua

màng tế bào của vi sinh vật.

Trong môi trường acid yếu proton H+ làm ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp ATP, làm giảm

nguồn năng lượng dự trữ ATP do

áp lực proton H+, làm thay đổi trạng thái tích điện của màng tế bào dẫn đến rối loạn quá trình trao đổi chất

Tác

dụng

Cơ

chế

Bảo quản thực phẩm bằng acid nghĩa là thêm vào thực phẩm một lượng nhỏ acid hữu cơ hay vô cơ sát trùng lên vi sinh vật.

Tác dụng các acid khác nhau phụ thuộc bản chất, tính chất môi trường, đặc tính vi sinh

vật

Acid axetic và muối axetat

• Được sử dụng rộng rãi như một chất tạo acid cho thực phẩm và gây ức chế vi sinh vật.

• Ở PH=6 ảnh hưởng đến Bacillus, Clostridium và vi

khuân Gram(-)

• Ở PH=5 ảnh hưởng nhiều nhất đến vi khuẩn Gram(+)

• Ở PH=4.1 ức chế Aspergillus niger

• Ở PH=3.9 ức chế Saccharomyces cerevisiae

• Ở PH=3.5 có tác dụng tốt với A.niger và Rhizopus

nifricans, với nồng độ 0.8-1% có khả năng ức chế

S.cerevisiae, ellipsoideus và pennicillium glaucum

• Ứng dụng trong thực phẩm chế biến đồ hộp, rau, quả

Acid lactic

Trong công nghệ thực phẩm acid lactic được sử dụng như chất bảo quản và chất tạo mùi

Có hoạt lực ức chế Bacillus coagulans trong dịch

cà chua mạnh hot gấp 4 lần acid propionic, acid axetic, acid citric với liều lượng 6-8 micromet

Ở PH=5 có tác dụng ức chế vi khuẩn tạo bào tử nhưng lại tác dụng yếu đối với nấm men và nấm mốc

trong 12 giờ ở PH=4,6 và 4.9

Acid citric

• Có khả năng chống một số nấm mốc và vk.

• Acid citric với liều lượng 0.75% làm giảm sự

phát triển của Aspergillus

• Staphylococcus aureus bị ức chế 90-99%

trong 12 giờ ở PH=4.7 và 4.5

phát triển của Aspergillus

• Staphylococcus aureus bị ức chế 90-99%

trong 12 giờ ở PH=4.7 và 4.5

Sử dụng hợp chất tự nhiên: ( tinh dầu, hợp chất

Ứng dụng: Trong gia vị tẩm ướp thực phẩm

có tác dụng ức chế sự phát triển của vsv.

Ứng dụng: Trong gia vị tẩm ướp thực phẩm

có tác dụng ức chế sự phát triển của vsv.

Tinh dầu sả trong thịt bò khô.

Tinh dầu riềng trong tôm chua.

Tinh dầu bạc hà, quế, gừng trong một số

bánh kẹo.

C. không làm sản phẩm biến đổi, gây mùi lạ.

D. tác dụng với thiết bị bao bì

D

Câu 2: Không dùng các hợp chất SO2 để bảo quản:

CÂU 3: TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ( CÔNG ĐOẠN SƠ CHẾ) NGUYÊN LIỆU ĐƯỢC RỬA TRONG CÁC DUNG DỊCH :

Cau 4.Màng siêu lọc có thể loại bỏ:

B

Câu 5:Ưu điểm của màng lọc UF

Câu 5:Ưu điểm của màng lọc UF

A Kích thước của hệ thống gọn nhỏ, cấu trúc đơn giản nên không tốn mặt bằng lắp đặt.

B Quy trình vận hành đơn giản, không cần nhiều nhân công

C Giữ được hương vị tự nhiên của thực phẩm

D Áp dụng cho thực phẩm dạng rắn, lỏngD