Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) Bởi: Nguyễn Lân Dũng buivietha Cùng với khởi đầu ngành nông nghiệp, giảm phụ thuộc vào săn bắn, hái lượm nhu cầu bảo quản thực phẩm dư thừa trở nên vô quan trọng để tồn Việc sử dụng muối để bảo quản thịt sản xuất phomat từ sữa thực sớm, từ khoảng 3000 năm trước Công nguyên vùng Cận Đông Sản xuất loại rượu vang, bảo quản cá với thịt cách xông khói phổ biến thời gian Mặc dù có truyền thống lâu đời để bảo quản thực phẩm khói bị hư hỏng đến tận kỉ XIX phá hỏng thực phẩm vi sinh vật nghiên cứu kỹ Năm 1857, Louis Pasteur gây dựng nên thời kì ngành Vi sinh vật học Ông vi sinh vật nguyên nhân gây hư hỏng sữa Công trình nghiên cứu Pasteur suốt 60 kỷ XIX chứng minh nhiệt độ sử dụng để khống chế vi sinh vật gây hư hỏng loại rượu vang bia Các phương pháp bảo quản thực phẩm Phương pháp Quá trình Loại bỏ vi sinh vật Tránh tạp nhiễm vi sinh vật, lọc, ly tâm Nhiệt độ thấp Bảo quản lạnh Nhiệt độ cao Làm bất hoạt phần hoàn toàn vi sinh vật (khử trùng Pasteur, đóng hộp) Giảm hoạt độ nước Loại bỏ nước, lạnh khô, thêm muối đường Bảo quản nhờ hóa chất Bổ sung chất ức chế đặc hiệu như: acid hữu cơ, nitrate, sulfur dioxid Phóng xạ Sử dụng tia gamma UV 1/6 Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) Ức chế vi sinh vật Bổ sung vào thực phẩm chất bacteriocin vi gây hỏng nhờ vi sinh vật khuẩn sinh để loại trừ vi sinh vật gây hư hỏng Các loại thực phẩm bảo quản nhiều phương pháp khác (bảng 4) Điều cần thiết để loại bỏ giảm thiểu quần thể gây hư hỏng với vi sinh vật gây bệnh để giữ lại giá trị thực phẩm để đóng gói bảo quản Sự nhiễm bẩn thường xảy sau gói hay hộp thực phẩm mở lâu trước sử dụng Điều tạo hội lý tưởng cho sinh trưởng lây lan mầm bệnh Loại bỏ vi sinh vật Các vi sinh vật loại bỏ khỏi nước, rượu vang, bia, nước ép hoa quả, loại đồ uống nhẹ, chất lỏng khác cách lọc Cách làm giảm loại bỏ hoàn toàn vi sinh vật Sử dụng màng lọc ly tâm đạt hiệu tối đa Đối với bia, người ta lọc không khử trùng Pasteur nhằm giữ hương vị tự nhiên bia Nhiệt độ thấp Làm lạnh nhiệt độ 5oC ngăn cản sinh trưởng vi sinh vật, với bảo quản tối nhóm ưa lạnh nhóm chịu lạnh chí sinh trưởng làm hư hỏng thực phẩm Sự sinh trưởng chậm vi sinh vật nhiệt độ – 10oC nghiên cứu, đặc biệt với nước ép hoa , kem, vài loại trái Nhiệt độ thấp làm giảm số lượng nhiều vi sinh vật không dẫn đến giảm đáng kể tổng số quần thể vi sinh vật Nhiệt độ cao Kiểm soát quần thể vi sinh vật loại thực phẩm phương pháp dùng nhiệt độ cao làm hạn chế cách đáng kể lây lan bệnh tật hư hỏng thực phẩm Lần trình Nicholas Appert sử dụng vào năm 1809 cung cấp phương pháp an toàn để bảo quản thực phẩm, đặc biệt tiến hành đóng hộp sản phẩm thương mại (hình 7) Việc vận chuyển cung cấp thực phẩm cho lượng lớn binh sĩ gặp nhiều khó khăn Do nhu cầu phải dự trữ thực phẩm điều kiện tác chiến khí hậu khắc nghiệt khiến cho phủ Pháp trao giải thưởng 12 000 000 frans vào năm 1975 cho người nghĩ cách giữ thực phẩm tốt điều kiện chiến trường Cuối giải thưởng trao cho Nicholas Appert, người thợ làm kẹo, ông tìm cách đưa thịt sản phẩm khác vào dụng cụ, đóng kín lại gia nhiệt Nhờ sản phẩm giữ ổn định lâu Mặc dù có công trình nghiên cứu 2/6 Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) trước Leeuwenhoek, Appert khái niệm vi sinh vật để giúp cho việc giải thích tính hiệu quy trình Dụng cụ ông bình thuỷ tinh lớn, bít kín nút bần keo cá Bằng quan tâm ý đặc biệt để mô tả tỉ mỉ, ông có khả làm nóng chai nước đun sôi để tạo thực phẩm bảo quản vài năm Công trình Appert sở quan trọng cho nghiên cứu sau Louis Pasteur Một quy trình đóng hộp Kiểm soát vi sinh vật bước quan trọng bảo quản thực phẩm.Người công nhân đổ đậu vào bể lớn, để làm súp rau.Sau làm xong súp cho vào hộp.Mỗi hộp làm nóng, hàn kín.Quá trình diễn nhiệt độ từ 110 – 121oC để tiêu diệt vi sinh vật gây hư hỏng đồ hộp Bảo quản thực phẩm đónghộp Kỹ thuật sử dụng rộng rãi hiệu quả.Đóng hộp không gây hư hỏng hộp Thực phẩm đóng hộp đun nóng thùng đặc biệt nhiệt độ 115oC khoảng thời gian từ 25 đến 100 phút, thời gian xác nhiệt độ phụ thuộc vào chất thực phẩm Đôi đóng hộp không giết chết tất vi sinh vật, mà sinh vật làm hỏng thực phẩm (chẳng hạn giữ lại vi khuẩn khả sinh trưởng tính acid thực phẩm) Sau xử lý nhiệt hộp làm nguội nhanh , thường nước lạnh Sự diệt vi sinh vật theo phương pháp tiệt trùng Pasteur đòi hỏi phải làm nóng thực phẩm tới nhiệt độ không cao đủ giết chết 3/6 Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) phần lớn vi sinh vật gây bệnh làm giảm tối đa sinh vật gây hư hỏng thực phẩm Trong trình chế biến sữa, loại bia loại nước ép hoa nhiệt độ thấp giữ nhiệt độ 62 8oC vòng 30 phút Các sản phẩm giữ 71oC 15 giây, nhiệt độ cao, quy trình ngắn Sữa xử lý 125oC giây với quy trình nhiệt độ siêu cao Quy trình ngắn đưa đến kết hương vị tăng hạn sử dụng kéo dài Mặc cho cố gắng để loại trừ vi sinh vật làm hư hỏng thực phẩm trình đóng hộp, thực phẩm đóng hộp bị hư hỏng nặng (hình 8) Điều thực phẩm bị hư từ trước đóng hộp, sản xuất tiêu chuẩn trình đóng hộp rỉ nước ô nhiễm vào hộp thời gian làm mát Thực phẩm hư hỏng bị biến đổi đặc tính màu sắc, kết cấu, mùi vị, hương vị Các acid hữu cơ, sulfid, khí (đặc biệt CO2 H2S) tạo Đối với hư hỏng acid hóa, không tạo thành khí hộp thực phẩm không bị căng phồng ra, đồ chứa bên bị chua có mặt acid sinh lên men Nếu vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm tạo khí, đáy hộp bị phình lên Acid thực phẩm có độ acid cao phản ứng với sắt hộp để giải phóng hidro hình thành chỗ lồi khí hidro Sự tạo hidro sulfid Desulfoto maculum gây sulfur độc Sự loại nước, chẳng hạn làm lạnh khô để tạo loại thực phẩm đông lạnh, cách thức phổ biến để loại trừ sinh trưởng vi sinh vật Quy trình đại nhiều thay cho quy trình cũ ngũ cốc, thịt, cá, loại trái làm khô Bảo quản phương pháp hoá học (Chemical-Based Preservation) Rất nhiều chất hoá học sử dụng để bảo quản loại thực phẩm, chất quy định nghiêm ngặt Cơ quan Quản lý Thuốc Thực phẩm Mỹ (the U S Food and Drug Administration) liệt kê công nhận mặt an toàn, GRAS (bảng 5) Các nhóm hóa chất sử dụng bảo quản thực phẩm Các chất bảo quản Nồng độ cao Hiệu tới vi sinh vật Thực phẩm Propionic acid 32 /propionates Nấm sọi Bánh mỳ, bánh ngọt, bơ, ức chế trình nhào bột Acid sorbic/ sorbats Nấm sợi Bánh mỳ, bánh ngọt, bơ, ức chế trình nhào bột Benzoic acid/ benzoats Nấm men, Nấm Bơ thực vật, hoa dầm, nước táo, sợi sốt cà 4/6 Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) Parabensa Nấm men, Nấm Các loại bánh quy, đồ ướng không sợi chứa cồn, hoa dầm, salat SO2/sulfites 200-300ppm Côn trùng, vi sinh vật Sodium diacetate 700ppm Nấm men, Nấm Gia vị, loại hạt mốc, sâu hại Ethylene 32 Nấm mốc Bánh mỳ /propylene oxide Côn trùng Dâu tây, bí ngô Dehydroacetic 65ppm acid Clostridia Các sản phẩm từ thịt Sodium nitrite 120ppm Nấm mốc Đóng gói bơ Caprylic acidEthyl formate 50-200ppm Nấm men, Nấm Hoa khô, loại hạt mốc Rỉ đường, hoa khô, rượu vang, nước chanh Chúng bao gồm acid hữu đơn giản, sulfite, ethylene oxide natri nitrite, ethyl formate Các chất hoá học ảnh hưởng tới vi sinh vật cách làm bất hoạt vài yếu tố quan trọng tế bào Chẳng hạn, chúng phá huỷ màng sinh chất, hay làm biến tính nhiều loại protein tế bào Nhiều hợp chất khác cản trở chức acid nucleic, ức chế tế bào sinh trưởng Hiệu hoá chất dùng để bảo quản phụ thuộc vào pH thực phẩm Chẳng hạn, natri propionate có hiệu pH thấp, chúng không bị phân ly có khả lipid vi sinh vật thu nhận Các loại bánh mỳ, với giá trị pH thấp chúng, bảo quản bới natri propionatee Các chất bảo quản hoá học sử dụng sản phẩm ngũ cốc, bơ sữa, rau trái Natri nitrite chất hóa học sử dụng để bảo quản dăm bông, nước sốt, thịt muối loại thịt xông khói ức chế phát triển Clostridium botulinum ức chế bào tử nảy mầm Điều giúp khỏi bị ngộ độc giảm thiểu mức độ hư hỏng thực phẩm Ngoài việc giữ cho thịt khỏi bị hư hỏng, nitrite phân giải thành acid nitric, phản ứng với sắc tố heme làm cho thịt có màu đỏ Nitrite thêm vào với lượng nhỏ, không sử dụng chúng Sự xạ Sự xạ, ion hoá lẫn không ion hoá, có lịch sử đáng ý liên quan đến bảo quản thực phẩm Bức xạ tia tử ngoại sử dụng để kiểm soát quần thể vi sinh vật bề mặt thiết bị phòng thí nghiệm thiết bị xử lý thực phẩm, xuyên sâu vào thực phẩm Phương pháp chủ yếu sử dụng cho khử 5/6 Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) trùng thực phẩm xạ chiếu tia gamma từ nguồn Coban 60 Sự xạ điện từ có khả xuyên thấu mạnh phải sử dụng với thực phẩm ẩm ướt lẽ xạ tạo peroxid từ bên tế bào vi sinh vật, dẫn đến oxi hoá thành phần tế bào mẫn cảm Quá trình chiếu xạ thực phẩm đặt theo tên Nicholas Appert (radappertization), tăng hạn sử dụng thực phẩm biển, loại trái rau xanh Để tiệt trùng sản phẩm thịt thường sử dụng từ đến megarad Deinococcus radiodurans số vi khuẩn kháng xạ mạnh, chúng có cấu trúc thành tế bào phức tạp mô hình sinh trưởng bốn Chúng có sức chống chịu mạnh với liều lượng xạ cao, chế chưa hiểu rõ Ức chế sản phẩm vi sinh vật Ngày có tăng cường sử dụng bacteriocin (chất diệt vi khuẩn vi khuẩn sinh ra) để bảo quản thực phẩm Bacteriocin protein diệt khuẩn, chúng liên kết với vị trí đặc hiệu tế bào, ảnh hưởng tới tính nguyên vẹn chức màng tế bào Sản phẩm phê chuẩn nisin Nisin sản xuất từ số chủng Streptococcus lactis, protein phân tử nhỏ kị nước, không độc người tác động chủ yếu lên vi khuẩn Gram dương, đặc biệt Enterococcus faecalis Nisin đặc biệt sử dụng thực phẩm có độ acid thấp để tăng bất hoạt Clostridium botulinum trình đóng hộp ức chế nảy mầm bào tử sống sót Bacteriocin hoạt động cách làm tiêu hao lực đẩy proton (PMF) số vi khuẩn mẫn cảm Những hợp chất có nhiều tên, phụ thuộc vào sinh vật sản sinh chúng Bacteriocin hoạt động hình thành rãnh ưa nước bề mặt số vi khuẩn mẫn cảm, giải phóng phân tử có khối lượng thấp; điều xảy giống ức chế tổng hợp peptidoglican, tác động giống chất tẩy rửa lên màng sinh chất Bổ sung bacteriocin vào loại thực phẩm phomat làm giảm số lượng vi khuẩn Listeria monocytogenes từ đến lần phomat bảo quản 180 ngày Các hợp chất tương tự tìm thấy sinh vật nhân chuẩn 6/6 .. .Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) Ức chế vi sinh vật Bổ sung vào thực phẩm chất bacteriocin vi gây hỏng nhờ vi sinh vật khuẩn sinh để loại trừ vi sinh vật gây hư hỏng. .. cho khử 5/6 Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food Spoilage) trùng thực phẩm xạ chiếu tia gamma từ nguồn Coban 60 Sự xạ điện từ có khả xuyên thấu mạnh phải sử dụng với thực phẩm ẩm ướt... , thường nước lạnh Sự diệt vi sinh vật theo phương pháp tiệt trùng Pasteur đòi hỏi phải làm nóng thực phẩm tới nhiệt độ không cao đủ giết chết 3/6 Phòng chống hư hỏng thực phẩm (Controlling Food