CÁC HỆ VI SINH VẬT TRONG ĐỒ HỘP

CÁC HỆ VI SINH VẬT TRONG ĐỒ HỘP Các hệ vi sinh vật tồn tại trong đồ hộp nguy hiểm nhất là các loại vi khuẩn, sau đó mới đến nấm men và nấm mốc. Vi khuẩn Các loại vi khuẩn phổ biến nhất thường thấy trong đồ hộp. a. Loại hiếu khí + Bacillus mesentericus : có nha bào, không độc, ở trong nước và trên bề mặt rau. Nha bào bị phá hủy ở 1100C trong 1 giờ. Loại này có trong tất cả các loại đồ hộp, phát triển nhanh ở nhiệt độ quanh 370C. + Bacillus subtilis : có nha bào không gây bệnh. Nha bào chịu 1000C trong 1 giờ, 1150C trong 6 phút. Loại này có trong đồ hộp cá, rau, thịt. Không gây mùi vị lạ, phát triển rất mạnh ở 25 350C. b. Loại kỵ khí + Clostridium sporogenes: cố định ở trạng thái tự nhiên của mọi môi trường. Nó phân hủy protid thành muối của NH3, rồi thải NH3,, sản sinh ra H2S, H2 và CO2. Nha bào của nó chịu đựng được trong nước sôi trên 1 giờ. Clostridium sporogenes có độc tố, song bị phá hủy nếu đun sôi lâu. Loại này có trong mọi đồ hộp, phát triển rất mạnh ở 27 580C. Nhiệt độ tối thích là 370C. + Clostridium putrificum: là loại vi khuẩn đường ruột, có nha bào, không gây bệnh. Các loại nguyên liệu thực vật đề kháng mạnh với Clostridium putrificum vì có phitonxit. Loại này có trong mọi đồ hộp, nhiệt độ tối thích là 370C. c. Loại vừa hiếu khí vừa kỵ khí + Bacillus thermophillus: có trong đất, phân gia súc, không gây bệnh, có nha bào. Tuy có rất ít trong đồ hộp nhưng khó loại trừ. Nhiệt độ tối thích là 60 70oC. + Staphylococcus pyrogenes aureus : có trong bụi và nước, không có nha bào. Thỉnh thoảng gây bệnh vì sinh ra độc tố, dễ bị phá hủy ở 60 70oC. Phát triển nhanh ở nhiệt độ thường. d. Loại gây bệnh, gây ra ngộ độc do nội độc tố + Bacillus botulinus : còn có tên là Clostridium botulinum. Triệu chứng gây bại liệt rất đặc trưng : làm đục sự điều tiết của mắt, rồi làm liệt các cơ điều khiển bởi thần kinh sọ, sau đó toàn thân bị liệt. Người bị ngộ độc sau 4 8 ngày thì chết. Loại này chỉ bị nhiễm khi không tuân theo nguyên tắc vệ sinh và thanh trùng tối thiểu. Nha bào có khả năng đề kháng mạnh: ở 100oC là 330 phút, 115oC là 10 phút, 120oC là 4 phút. Độc tố bị phá hủy hoàn toàn khi đun nóng 80oC trong 30 phút. + Salmonella: thuộc nhóm vi khuẩn gây bệnh, hiếu khí, ưa ẩm, không có nha bào nhưng có độc tố. 2. Nấm men, nấm mốc + Nấm men: chủ yếu là Saccharomyces ellipsoides, hiện diện rộng khắp trong thiên nhiên. Nấm men thường thấy trong đồ hộp có chứa đường. Bào tử của nấm men không có khả năng chịu đựng được nhiệt độ cao, chúng có thể chết nhanh ở nhiệt độ 60oC. + Nấm mốc : ít thấy trong đồ hộp. Nói chung men, mốc dễ bị tiêu diệt ở nhiệt độ thấp và dễ loại trừ bằng cách thực hiện vệ sinh công nghiệp tốt. PHƯƠNG PHÁP THANH TRÙNG VẬT LÝ Thanh trùng bằng tia ion hóa Nguyên lý Tác dụng diệt trùng của các tia ion hóa là thay đổi cấu trúc của một số phân tử protein của tế bào vi sinh vật và làm ion hóa dung môi. Hiệu quả thanh trùng của tia ion hóa phụ thuộc vào thời gian xử lý, chiều dày của thực phẩm và lượng vi sinh vật nhiễm vào thực phẩm. Các tia ion hóa Căn cứ vào tần số dao động điện từ, người ta chia tia sáng làm các loại : Bảng 4.1. Tần số dao động điện từ của các tia ion hóa Tia Tần số dao động điện từ (Hz) 1012 101410151016 1017 1018 Tia γ hồng ngoạiTia sáng trông thấyTia tử 10201021 1022 ngoạiTia XTia Rongel cứng, tia Bảng 1 (Nguyễn Vân Tiếp. 2000) Các tia có tần số dao động cao thì có lực đâm xuyên là các tia ion hóa đều có tác dụng diệt trùng. Liều lượng sửγ cao. Tia X, tia dụng tùy thuộc vào bản chất từng loại vi sinh vật. Chiều dày tối đa của thực phẩm đem chiếu tia X và tia âm cực là 127mm (nếu chiếu cả 2 mặt). Tia hồng ngoại và tia tử ngoại là các tia bức xạ. Tác dụng của tia hồng ngoại là làm nóng sản phẩm để diệt vi sinh vật. Tia tử ngoại có tác dụng sát trùng là làm đông tụ protid và phá hủy hệ thống men của vi sinh vật. Thanh trùng bằng sóng siêu âm Dưới tác dụng của siêu âm, môi trường lỏng truyền âm bị xô đẩy, bị ép và tạo chân không liên tiếp, sinh ra nhiều khoảng trống. Lúc đó, các chất hòa tan và hơi của chất lỏng lập tức dồn vào khoảng trống ấy, gây ra tác dụng cơ học làm chết vi sinh vật ở trong môi trường. Mặt khác trong quá trình ấy, một phần chất khí hòa tan bị ion hóa tạo ra nước oxy già (H2O2), Nitrogen oxy (NO) là những chất độc đối với vi sinh vật. Trong các loại vi sinh vật thì vi khuẩn dễ bị siêu âm tác dụng nhất. Thanh trùng bằng dòng điện cao tần Thanh trùng bằng cách đặt sản phẩm trong điện trường của dòng điện xoay chiều (có tần số cao) Các phần tử tích điện trong sản phẩm (ion, điện tử) sẽ dao động do tác dụng của điện năng, chuyển điện năng được hấp thu thành nhiệt năng để làm chết vi sinh vật. Khả năng hấp thu điện năng tùy thuộc vào: kích thước bao bì đựng thực phẩm, điện áp tần số của dòng điện. Tần số của dòng điện càng lớn hay bước sóng càng ngắn thì quá trình thanh trùng càng nhanh (Tần số thích hợp nhất là 3.108 3.107 Hz). Thời gian thanh trùng chỉ trong vài mươi giây đến vài phút. Thanh trùng bằng sử dụng áp suất cao Áp lực 300 600MPa có khả năng vô họat các vi sinh vật không hình thành bào tử. Trong khi để vô họat các vi khuẩn sinh bào tử cần áp lực rất cao (1800MPa) Tuy nhiên, tại áp suất thấp 200 400MPa cũng làm giảm sự sản sinh bào tử. Thanh trùng bằng xung điện từ Trường xung điện (áp dụng cho các lọai thực phẩm lỏng, thời gian xử lý từ vài micro tới mili giây) có thể tiêu diệt vi sinh vật vì tạo xốp màng tế bào. Lực điện trường đòi hỏi để vô họat vi sinh vật thay đổi m.µ từ 0,1 2,5 V Lọc Thanh trùng Sản phẩm lỏng, như nước quả trong có thể loại trừ vi sinh vật bằng cách lọc. Bản lọc, thường là các màng sứ xốp, có những lỗ đủ nhỏ chỉ cho sản phẩm qua, còn giữ lại vi sinh vật. Sau khi lọc, sản phẩm được rót vào bao bì đã sát trùng, rồi ghép kín ngay. Quá trình này phải tiến hành trong điều kiện vệ sinh cao. Bằng phương pháp này, sản phẩm hoàn toàn giữ được tính chất tự nhiên. THANH TRÙNG BẰNG TÁC DỤNG CỦA NHIỆT ĐỘ Thanh trùng bằng nhiệt độ cao của nước nóng và hơi nước nóng là phương pháp thanh trùng phổ biến nhất trong sản xuất đồ hộp. Khi nâng nhiệt độ của môi trường quá nhiệt độ tối thích của vi sinh vật thì hoạt động của vi sinh vật bị chậm lại. Ở nhiệt độ cao, protid của chất nguyên sinh của vi sinh vật bị đông tụ làm cho vi sinh vật bị chết. Quá trình đông tụ protid này không thuận nghịch, nên hoạt động của vi sinh vật không phục hồi sau khi hạ nhiệt. Động học của quá trình tiêu diệt vi sinh vật bằng nhiệt Từ thực nghiệm đã chỉ sự tiêu diệt vi sinh vật được thể hiện bởi phương trình: (1)dN dt =kT.Nn Trong đó : N : lượng vi sinh vật trong sản phẩm sau thời gian t (cfuml). kT: hệ số vận tốc tiêu diệt vi sinh vật ở nhiệt T, tùy theo loại vi sinh vật và tính chất của đồ hộp mà trị số k thay đổi. t : Thời gian xử lý (phút) n : Bậc phản ứng Trong hầu hết trường hợp, bậc phản ứng bằng 1, tiến trình vô hoạt bậc nhất có thể viết như sau: (2)dN dt =kT.N Hay dN N =−kT.dt (3) Với phương trình vi phân (3) có thể được lấy tích phân theo các điều kiện ở thời điểm ban đầu t = 0 thì N = No ở thời điểm t = t thì N = N N ∫ N0 dN N =− t ∫ 0 kT.dt ⇒(4) Khi thực hiện tiêu diệt vi sinh vật ở nhiệt độ không đổi, kT = hằng số (quá trình đẳng nhiệt) Phương trình (4) có thể viết như sau: (5) N ∫ N0 dN N =−kT t ∫ 0 dt ln (N) – ln (No) = kT. t(6)⇒ ln  N N0  =−kT.t (7) Hoặc (8)Từ đó ta có được : N = No e kt Trong đóN : lượng vi sinh vật trong sản phẩm ở thời điểm t (cfuml) No: lượng vi sinh vật ban đầu (cfuml) kT : hệ số vận tốc tiêu diệt vi sinh vật ở nhiệt độ T t : Thời gian gia nhiệt (phút) Ở nhiệt độ tiêu diệt vi sinh vật không đổi, lượng vi sinh vật giảm theo hàm số mũ theo thời gian. Điều này có nghĩa tổng số vi sinh vật không thể giảm đến 0. Vì vậy, không thể đảm bảo tuyệt đối rằng tất cả vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt bởi một quá trình nào đó. Nếu vẽ đường biểu diễn về mức độ tiêu diệt vi sinh vật theo thời gian bởi phương trình (8) ta có đồ thị theo hình 4.1 Hình 1 Hình 4.1. Sự tiêu diệt vi sinh vật bằng nhiệt theo thời gian Cũng có thể viết : lg N N0 =− k 2,303 t (9) Nếu biểu diễn theo hàm logarite thập phân phương trình (9) đồ thị là một k 2,303 đường thẳng, có hệ số góc biểu thị qua hình 4.2 Đường lý thuyếtĐường thực nghiệm Hình 2 Hình 4.2. Thời gian tiêu diệt vi sinh vật theo mối quan hệ logarite Với giá trị D là thời gian cần thiết tại một nhiệt độ xác định để tiêu diệt 90% lượng vi sinh vật ban đầu. Được gọi là “thời gian tiêu diệt thập phân”. Theo hình 4.2 và phương trình (9), ta xây dựng được mối quan hệ giữa hệ số vận tốc k và thời gian D : 1 D =− k 2,303 Phương trình (9) có thể viết : (10) lg N N0 =− 1 D t Vậy thời gian tiêu diệt vi sinh vật t=Dlg N0 N (11) Tính toán ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt (Giá trị thanh trùng F) Để xác định mức độ tiêu diệt vi sinh vật, cần phải biết trị số D và z biểu thị cho loài vi sinh vật cần tiêu diệt. (Đường hiệu chỉnh)(Đường thực nghiệm) Hình 3 Thời gian tiệt trùngNhư ta đã biết đường “thời gian chết nhiệt” của vi sinh vật trong quá trình xử lý nhiệt là một đường thẳng, ta vẽ đồ thị biểu diễn (hình 4.3) Hình 4.3. Biểu diễn “thời gian chết nhiệt” của vi sinh vật F : thời gian cần thiết (tính bằng phút) để tiêu diệt vi sinh vật, tại một nhiệt độ nhất định. z : khoảng nhiệt độ cần thiết cho đường “thời gian chết nhiệt” thực hiện một chu trình logarite (Đối với mỗi loại vi sinh vật và thực phẩm khác nhau, có giá trị D và z khác nhau) Bảng 4.2. Sự kháng nhiệt của vi sinh vật trong quá trình xử lý nhiệt Nhóm vi khuẩn D (phút) z (OC) Sản phẩm không chua và ít chua(pH > 4,5) Vi khuẩn chịu 2,0 5,0 (1)0,1 8 128 nhiệt (bào tử) Vi khuẩn không chịu nhiệt (bào tử) 1,5 (1) 10 Sản phẩm chua (pH 4,0 4,5) Vi khuẩn chịu nhiệt (bào tử) Vi 0,01 0,07 8 107 khuẩn không chịu nhiệt (bào tử) (1)0,1 0,5 (2) 10 Sản phẩm rất chua (pH < 4,0)Vi sinh vật không chịu nhiệt (vi 0,5 1,0 (3) 57 khuẩn không sinh bào tử, nấm men, nấm mốc) Bảng 2 (Carla,1992) Ghi chú (1): xử lý ở 121,1OC (2): xử lý ở 100OC (3): xử lý ở 65OC Bảng 4.3. Sự vô hoạt vi sinh vật (bào tử) trong quá trình tiệt tùng LOÀI VI SINH VẬT(Type of microorganism)MÔI TRƯỜNG(Medium)zvalue (oC)D121,1 (min)Bacillus stearothermophilusGeneral7,610,31,84,7Bacillus subtilis 5230General7,4130,30,76Bacillus coagulanssolution8,29,00,22,5Bacillus cereusGeneral9,70,0065Bacillus megateriumGeneral8,80,04Clostridium perfringensGeneral10,0Clostridium sporogenesGeneral8,012,00,481,4Clostridium botulinumGeneral9,90,21(Carla.1992) Bảng 4.4. Sự vô hoạt vi sinh vật (Tế bào sinh dưỡng) trong quá trình thanh trùng LOÀI VI SINH VẬT(Type of microorganism)MÔI TRƯỜNG(Medium)zvalue (oC)DT (min)Escherichia coli4,94,5 (56oC)Pseudomonas fluoresens7,53,2 (60oC)Streptococcus faecalisFish6,715,7 (60oC)Staphylococcus aureusPea soup4,610,4 (60oC)Salmonella senftenbergPea soup5,710,6 (60oC)Lactobacillus plantarumTomato soup12,511,0 (70oC)Listeria monocytogenesCarrots6,70,27 (70oC)Closstridium botulinumNonproteolytic type BNonproteolytic type EBuffer pH 7,0Water9,79,432,3 (82oC)3,3 (80oC)Bacillus cereusBuffer pH 7,010,58,0 (100oC)Bacillus subtilisBuffer pH 6,89,80,57 (121oC)(Carla.1992) Bảng 4.5. Sự kháng nhiệt của các enzyme trong quá trình xử lý nhiệt Enzyme D (phút) z (OC) 232 (1)20 (1)0,82 PeroxydasePolygalacturonaseO(1)0,09 286,85,58,58,3262 diphenoloxydaseLipoxygenaseCatalaseLipaseProtease (1)0,02 8 (1)25 (2)300 (2) Bảng 3 (Carla.1992) Ghi chú (1): xử lý ở 80OC (2): xử lý ở 120OC Bảng 4.6. Giá trị Z đối với sự vô hoạt enzyme và các nhân tố chất lượng của một số thực phẩm GÍA TRỊ Z ENZYME (oC) Lipoxygenase (peas) 8,7 Lipoxygenase (soybean) 6,9 Polyphenoloxidase (mushroom) 6,5 Polyphenoloxidase (plum) 17,6 Chlorophyllase (spinach) 12,2 Peroxidase (potato) 35,0 NHÂN TỐ CHẤT LƯỢNG Thiamine (milk) 29,4 – 31,4 Thiamine (meat, vegetables) 25,0 – 31,3 Chất lượng chung (peas) 28,3 Chất lượng chung (green beans)28,8 Chất lượng chung (bắp) 31,6 Bảng 4 (Carla.1992) Bảng 4.7. Gía trị Z của các nhân tố thực phẩm (tổng quát) NHÂN TỐ GÍA TRỊ Z (oC) Bào tử vi khuẩn 7 –12 Tế bào sinh dưỡng 4–8 Vitamins 25 – 30 Proteins 15 – 37 Enzymes 5 – 50 Chất lượng cảm quan chung25 – 45 Cấu trúc 17 – 47 Màu sắc 17 57 Bảng 5 (Carla.1992) Theo hình 4.3, ta có thể viết: độ dốc của đường thẳng lgt−lgF 121,1−T = 1 Z = lgt−lgF= 121,1−T Z Hay có thể viết lại lg F t = T−121,1 Z F=t.10 T−121,1 z ⇒ Một cách tổng quát, gía trị F được biểu thị : FTrefz=t.10 T−Tref z Tref : nhiệt độ “tham chiếu” tương ứng với quá trình xử lý nhiệt (ví dụ đối với quá trình tiệt trùng thì nhiệt độ đó là 121,1oC, đối với quá trình thanh trùng thì nhiệt độ đó là 100oC...) T : Nhiệt độ xử lý nhiệt (oC) z : tùy thuộc vào loại vi sinh vật cần tiêu diệt và tính chất của sản phẩm. Nói chung, người ta chọn loài sinh bào tử Clostridium botulinum là mục tiêu của quá trình thanh trùng và đại diện cho loài chịu nhiệt, có z = 10oC FTrefz= ∞ ∫ ο 10 T(t)−Tref z .dtTrong trường hợp nhiệt độ thay đổi theo thời gian, người ta ghi nhận T(t), khi đó giá trị F được tính như sau : Nó có ý nghĩa là tính trên tổng thời gian ảnh hưởng tức thời, mà đã được biểu thị bởi gía trị 10 (T Tref)z được gọi là yếu tố Bigelow. Công thức Bigelow cho ta tính được sự phá hủy các bào tử bởi nhiệt trong trường hợp xử lý ở nhiệt độ không cố định. Mục tiêu của quá trình tiệt trùng Bào tử yếm khí Clostridium botulinum là mục tiêu chính trong quá trình chế biến nhiệt vì : Có thể sản sinh ra độc tố làm chết người dù ở liều lượng rất thấp. Có khả năng thành lập bào tử, rất bền nhiệt Clostridium botulinum có thể tìm thấy bất cứ nơi đâu, vì vậy hầu hết nguyên liệu đều nhiễm vi sinh vật này, nên chúng quan hệ mật thiết tới lĩnh vực an toàn thực phẩm Chính vì những lý do trên, Clostridium botulinum được xem là nguyên nhân gây ngộ độc thực phẩm. Để tránh sự bùng nổ về ngộ độc, các nhà chế biến thực phẩm cần : Giảm mật số bào tử Clostridium botulinum đến mức có thể chấp nhận được trong thực phẩm Ngăn cản sự phát triển của Clostridium botulinum (bào tử) và quá trình sản sinh độc tố Trong thực tế rất khó vô hoạt bào tử Clostridium botulinum, vì vậy để tránh hư hỏng đòi hỏi phải xử lý ở nhiệt độ cao, đây là nguyên nhân dẫn đến việc giảm tính chất dinh dưỡng, cảm quan của các thực phẩm, không đáp ứng được đòi hỏi của người tiêu dùng. Chính vì thế, việc ngăn cản hư hỏng thực phẩm thường là hạn chế sự phát triển nhanh của bào tử Clostridium botulinum hơn là vô hoạt. Việc xử lý nhiệt thành công để phá hủy bào tử Clostridium botulinum là kết hợp với nhiều yếu tố (yếu tố bên trong và bên ngoài) như pH, nhiệt độ, oxy, độ hoạt động của nước, phụ gia bảo quản hoặc kết hợp với nhóm vi sinh vật cạnh tranh Bảng 4.8. Các nội và ngoại tác nhân góp phần ngăn chặn sự phát triển của clostridium botulinum Yếu tố bên trong aw : 0,93 (theo FDA, aw < 0,85) pH < 4,6 Phụ gia : Nitrit : 0,1 – 0,2gkg, Muối : < 100gkg Yếu tố bên ngoài Nhiệt độ bảo quảnT < 10oC : Clostridium botulinum dạng A, B; enzyme phân giải proteinT < 3,3oC : Clostridium botulinum dạng B, E, F; không phân giải protein Bảng 6 (Carla.1992) Thông thường bào tử Clostridium botulinum không hình thành và phát triển trong thực phẩm có pH < 4,6. Vì vậy

CC H VI SINH VT TRONG HP Cỏc h vi sinh vt tn ti hp nguy him nht l cỏc loi vi khun, sau ú mi n nm men v nm mc Vi khun Cỏc loi vi khun ph bin nht thng thy hp a Loi hiu khớ + Bacillus mesentericus : cú nha bo, khụng c, nc v trờn b mt rau Nha bo b phỏ hy 1100C gi Loi ny cú tt c cỏc loi hp, phỏt trin nhanh nhit quanh 370C + Bacillus subtilis : cú nha bo khụng gõy bnh Nha bo chu 1000C gi, 1150C phỳt Loi ny cú hp cỏ, rau, tht Khụng gõy mựi v l, phỏt trin rt mnh 25 - 350C b Loi k khớ + Clostridium sporogenes: c nh trng thỏi t nhiờn ca mi mụi trng Nú phõn hy protid thnh mui ca NH3, ri thi NH3,, sn sinh H2S, H2 v CO2 Nha bo ca nú chu ng c nc sụi trờn gi Clostridium sporogenes cú c t, song b phỏ hy nu un sụi lõu Loi ny cú mi hp, phỏt trin rt mnh 27 - 580C Nhit ti thớch l 370C + Clostridium putrificum: l loi vi khun ng rut, cú nha bo, khụng gõy bnh Cỏc loi nguyờn liu thc vt khỏng mnh vi Clostridium putrificum vỡ cú phitonxit Loi ny cú mi hp, nhit ti thớch l 370C c Loi va hiu khớ va k khớ + Bacillus thermophillus: cú t, phõn gia sỳc, khụng gõy bnh, cú nha bo Tuy cú rt ớt hp nhng khú loi tr Nhit ti thớch l 60 - 70oC + Staphylococcus pyrogenes aureus : cú bi v nc, khụng cú nha bo Thnh thong gõy bnh vỡ sinh c t, d b phỏ hy 60 - 70oC Phỏt trin nhanh nhit thng d Loi gõy bnh, gõy ng c ni c t + Bacillus botulinus : cũn cú tờn l Clostridium botulinum Triu chng gõy bi lit rt c trng : lm c s iu tit ca mt, ri lm lit cỏc c iu khin bi thn kinh s, sau ú ton thõn b lit Ngi b ng c sau - ngy thỡ cht Loi ny ch b nhim khụng tuõn theo nguyờn tc v sinh v trựng ti thiu Nha bo cú kh nng khỏng mnh: 100oC l 330 phỳt, 115oC l 10 phỳt, 120oC l phỳt c t b phỏ hy hon ton un núng 80oC 30 phỳt + Salmonella: thuc nhúm vi khun gõy bnh, hiu khớ, a m, khụng cú nha bo nhng cú c t Nm men, nm mc + Nm men: ch yu l Saccharomyces ellipsoides, hin din rng khp thiờn nhiờn Nm men thng thy hp cú cha ng Bo t ca nm men khụng cú kh nng chu ng c nhit cao, chỳng cú th cht nhanh nhit 60oC + Nm mc : ớt thy hp Núi chung men, mc d b tiờu dit nhit thp v d loi tr bng cỏch thc hin v sinh cụng nghip tt PHNG PHP THANH TRNG VT Lí Thanh trựng bng tia ion húa Nguyờn lý Tỏc dng dit trựng ca cỏc tia ion húa l thay i cu trỳc ca mt s phõn t protein ca t bo vi sinh vt v lm ion húa dung mụi Hiu qu trựng ca tia ion húa ph thuc vo thi gian x lý, chiu dy ca thc phm v lng vi sinh vt nhim vo thc phm Cỏc tia ion húa Cn c vo tn s dao ng in t, ngi ta chia tia sỏng lm cỏc loi : Bng 4.1 Tn s dao ng in t ca cỏc tia ion húa Tia Tn s dao ng in t (Hz) 1012 - 101410151016 - 1017 1018 Tia hng ngoiTia sỏng trụng thyTia t 10201021 - 1022 ngoiTia XTia Rongel cng, tia Bng (Nguyn Võn Tip 2000) Cỏc tia cú tn s dao ng cao thỡ cú lc õm xuyờn l cỏc tia ion húa u cú tỏc dng dit trựng Liu lng scao Tia X, tia dng tựy thuc vo bn cht tng loi vi sinh vt Chiu dy ti a ca thc phm em chiu tia X v tia õm cc l 127mm (nu chiu c mt) Tia hng ngoi v tia t ngoi l cỏc tia bc x Tỏc dng ca tia hng ngoi l lm núng sn phm dit vi sinh vt Tia t ngoi cú tỏc dng sỏt trựng l lm ụng t protid v phỏ hy h thng men ca vi sinh vt Thanh trựng bng súng siờu õm Di tỏc dng ca siờu õm, mụi trng lng truyn õm b xụ y, b ộp v to chõn khụng liờn tip, sinh nhiu khong trng Lỳc ú, cỏc cht hũa tan v hi ca cht lng lp tc dn vo khong trng y, gõy tỏc dng c hc lm cht vi sinh vt mụi trng Mt khỏc quỏ trỡnh y, mt phn cht khớ hũa tan b ion húa to nc oxy gi (H2O2), Nitrogen oxy (NO) l nhng cht c i vi vi sinh vt Trong cỏc loi vi sinh vt thỡ vi khun d b siờu õm tỏc dng nht Thanh trựng bng dũng in cao tn Thanh trựng bng cỏch t sn phm in trng ca dũng in xoay chiu (cú tn s cao) Cỏc phn t tớch in sn phm (ion, in t) s dao ng tỏc dng ca in nng, chuyn in nng c hp thu thnh nhit nng lm cht vi sinh vt Kh nng hp thu in nng tựy thuc vo: kớch thc bao bỡ ng thc phm, in ỏp tn s ca dũng in Tn s ca dũng in cng ln hay bc súng cng ngn thỡ quỏ trỡnh trựng cng nhanh (Tn s thớch hp nht l 3.108 - 3.107 Hz) Thi gian trựng ch vi mi giõy n vi phỳt Thanh trựng bng s dng ỏp sut cao p lc 300 - 600MPa cú kh nng vụ hat cỏc vi sinh vt khụng hỡnh thnh bo t Trong vụ hat cỏc vi khun sinh bo t cn ỏp lc rt cao (1800MPa) Tuy nhiờn, ti ỏp sut thp 200 - 400MPa cng lm gim s sn sinh bo t Thanh trựng bng xung in t Trng xung in (ỏp dng cho cỏc lai thc phm lng, thi gian x lý t vi micro ti mili giõy) cú th tiờu dit vi sinh vt vỡ to xp mng t bo Lc in trng ũi hi vụ hat vi sinh vt thay i m.àt 0,1 - 2,5 V/ Lc Thanh trựng Sn phm lng, nh nc qu cú th loi tr vi sinh vt bng cỏch lc Bn lc, thng l cỏc mng s xp, cú nhng l nh ch cho sn phm qua, cũn gi li vi sinh vt Sau lc, sn phm c rút vo bao bỡ ó sỏt trựng, ri ghộp kớn Quỏ trỡnh ny phi tin hnh iu kin v sinh cao Bng phng phỏp ny, sn phm hon ton gi c tớnh cht t nhiờn THANH TRNG BNG TC DNG CA NHIT Thanh trựng bng nhit cao ca nc núng v hi nc núng l phng phỏp trựng ph bin nht sn xut hp Khi nõng nhit ca mụi trng quỏ nhit ti thớch ca vi sinh vt thỡ hot ng ca vi sinh vt b chm li nhit cao, protid ca cht nguyờn sinh ca vi sinh vt b ụng t lm cho vi sinh vt b cht Quỏ trỡnh ụng t protid ny khụng thun nghch, nờn hot ng ca vi sinh vt khụng phc hi sau h nhit ng hc ca quỏ trỡnh tiờu dit vi sinh vt bng nhit T thc nghim ó ch s tiờu dit vi sinh vt c th hin bi phng trỡnh: (1)dN dt =kT.Nn Trong ú : N : lng vi sinh vt sn phm sau thi gian t (cfu/ml) kT: h s tc tiờu dit vi sinh vt nhit T, tựy theo loi vi sinh vt v tớnh cht ca hp m tr s k thay i t : Thi gian x lý (phỳt) n : Bc phn ng Trong hu ht trng hp, bc phn ng bng 1, tin trỡnh vụ hot bc nht cú th vit nh sau: (2)dN dt =kT.N Hay dN N =kT.dt (3) Vi phng trỡnh vi phõn (3) cú th c ly tớch phõn theo cỏc iu kin thi im ban u t = thỡ N = No thi im t = t thỡ N = N N N0 dN N = t kT.dt (4) Khi thc hin tiờu dit vi sinh vt nhit khụng i, kT = hng s (quỏ trỡnh ng nhit) Phng trỡnh (4) cú th vit nh sau: (5) N N0 dN N =kT t dt ln (N) ln (No) = - kT t(6) ln N N0 =kT.t (7) Hoc (8)T ú ta cú c : N = No e -kt Trong úN : lng vi sinh vt sn phm thi im t (cfu/ml) No: lng vi sinh vt ban u (cfu/ml) kT : h s tc tiờu dit vi sinh vt nhit T t : Thi gian gia nhit (phỳt) nhit tiờu dit vi sinh vt khụng i, lng vi sinh vt gim theo hm s m theo thi gian iu ny cú ngha tng s vi sinh vt khụng th gim n Vỡ vy, khụng th m bo tuyt i rng tt c vi sinh vt s b tiờu dit bi mt quỏ trỡnh no ú Nu v ng biu din v mc tiờu dit vi sinh vt theo thi gian bi phng trỡnh (8) ta cú th theo hỡnh 4.1 Hỡnh Hỡnh 4.1 S tiờu dit vi sinh vt bng nhit theo thi gian Cng cú th vit : lg N N0 = k 2,303 t (9) Nu biu din theo hm logarite thp phõn phng trỡnh (9) th l mt k 2,303 ng thng, cú h s gúc biu th qua hỡnh 4.2 ng lý thuytng thc nghim Hỡnh Hỡnh 4.2 Thi gian tiờu dit vi sinh vt theo mi quan h logarite Vi giỏ tr D l thi gian cn thit ti mt nhit xỏc nh tiờu dit 90% lng vi sinh vt ban u c gi l thi gian tiờu dit thp phõn Theo hỡnh 4.2 v phng trỡnh (9), ta xõy dng c mi quan h gia h s tc k v thi gian D : D = k 2,303 Phng trỡnh (9) cú th vit : (10) lg N N0 = D t Vy thi gian tiờu dit vi sinh vt t=Dlg N0 N (11) Tớnh toỏn nh hng ca quỏ trỡnh x lý nhit (Giỏ tr trựng F) xỏc nh mc tiờu dit vi sinh vt, cn phi bit tr s D v z biu th cho loi vi sinh vt cn tiờu dit (ng hiu chnh)(ng thc nghim) Hỡnh Thi gian tit trựngNh ta ó bit ng thi gian cht nhit ca vi sinh vt quỏ trỡnh x lý nhit l mt ng thng, ta v th biu din (hỡnh 4.3) Hỡnh 4.3 Biu din thi gian cht nhit ca vi sinh vt - F : thi gian cn thit (tớnh bng phỳt) tiờu dit vi sinh vt, ti mt nhit nht nh - z : khong nhit cn thit cho ng thi gian cht nhit thc hin mt chu trỡnh logarite (i vi mi loi vi sinh vt v thc phm khỏc nhau, cú giỏ tr D v z khỏc nhau) Bng 4.2 S khỏng nhit ca vi sinh vt quỏ trỡnh x lý nhit Nhúm vi khun D (phỳt) z (OC) Sn phm khụng chua v ớt chua(pH > 4,5)- Vi khun chu 2,0 - 5,0 (1)0,1 - - 128 nhit (bo t) - Vi khun khụng chu nhit (bo t) 1,5 (1) 10 Sn phm chua (pH 4,0 - 4,5)- Vi khun chu nhit (bo t)- Vi 0,01 - 0,07 - 107 khun khụng chu nhit (bo t) (1)0,1 - 0,5 (2) 10 Sn phm rt chua (pH < 4,0)Vi sinh vt khụng chu nhit (vi 0,5 - 1,0 (3) 5-7 khun khụng sinh bo t, nm men, nm mc) Bng (Carla,1992) Ghi chỳ (1): x lý 121,1OC (2): x lý 100OC (3): x lý 65OC Bng 4.3 S vụ hot vi sinh vt (bo t) quỏ trỡnh tit tựng LOI VI SINH VT(Type of microorganism)MễI TRNG(Medium)z-value (oC)D121,1 (min)Bacillus stearothermophilusGeneral7,6-10,31,8-4,7Bacillus subtilis 5230General7,4-130,3-0,76Bacillus coagulanssolution8,2-9,00,2-2,5Bacillus cereusGeneral9,70,0065Bacillus megateriumGeneral8,80,04Clostridium perfringensGeneral10,0/Clostridium sporogenesGeneral8,0-12,00,48-1,4Clostridium botulinumGeneral9,90,21(Carla.1992) Bng 4.4 S vụ hot vi sinh vt (T bo sinh dng) quỏ trỡnh trựng LOI VI SINH VT(Type of microorganism)MễI TRNG(Medium)z-value (oC)DT (min)Escherichia coli/4,94,5 (56oC)Pseudomonas fluoresens/7,53,2 (60oC)Streptococcus faecalisFish6,715,7 (60oC)Staphylococcus aureusPea soup4,610,4 (60oC)Salmonella senftenbergPea soup5,710,6 (60oC)Lactobacillus plantarumTomato soup12,511,0 (70oC)Listeria monocytogenesCarrots6,70,27 (70oC)Closstridium botulinumNonproteolytic type BNon-proteolytic type EBuffer pH 7,0Water9,79,432,3 (82oC)3,3 (80oC)Bacillus cereusBuffer pH 7,010,58,0 (100oC)Bacillus subtilisBuffer pH 6,89,80,57 (121oC)(Carla.1992) Bng 4.5 S khỏng nhit ca cỏc enzyme quỏ trỡnh x lý nhit Enzyme D (phỳt) z (OC) 232 (1)20 (1)0,82 PeroxydasePolygalacturonaseO(1)0,09 286,85,58,58,32628 diphenoloxydaseLipoxygenaseCatalaseLipaseProtease (1)0,02 (1)25 (2)300 (2) Bng (Carla.1992) Ghi chỳ (1): x lý 80OC (2): x lý 120OC Bng 4.6 Giỏ tr Z i vi s vụ hot enzyme v cỏc nhõn t cht lng ca mt s thc phm ENZYME GA TR Z (oC) Lipoxygenase (peas) 8,7 Lipoxygenase (soybean) 6,9 Polyphenoloxidase (mushroom) 6,5 Polyphenoloxidase (plum) 17,6 Chlorophyllase (spinach) 12,2 Peroxidase (potato) 35,0 NHN T CHT LNG Thiamine (milk) 29,4 31,4 Thiamine (meat, vegetables) 25,0 31,3 Cht lng chung (peas) 28,3 Cht lng chung (green beans)28,8 Cht lng chung (bp) 31,6 Bng (Carla.1992) Bng 4.7 Gớa tr Z ca cỏc nhõn t thc phm (tng quỏt) NHN T GA TR Z (oC) Bo t vi khun 12 T bo sinh dng 48 Vitamins 25 30 Proteins 15 37 Enzymes 50 Cht lng cm quan chung25 45 Cu trỳc 17 47 Mu sc 17 - 57 Bng (Carla.1992) Theo hỡnh 4.3, ta cú th vit: dc ca ng thng lgtlgF 121,1T = Z = lgtlgF= 121,1T Z Hay cú th vit li lg F t = T121,1 Z F=t.10 T121,1 z Mt cỏch tng quỏt, gớa tr F c biu th : FTrefz=t.10 TTref z Tref : nhit tham chiu tng ng vi quỏ trỡnh x lý nhit (vớ d i vi quỏ trỡnh tit trựng thỡ nhit ú l 121,1oC, i vi quỏ trỡnh trựng thỡ nhit ú l 100oC ) T : Nhit x lý nhit (oC) z : tựy thuc vo loi vi sinh vt cn tiờu dit v tớnh cht ca sn phm Núi chung, ngi ta chn loi sinh bo t Clostridium botulinum l mc tiờu ca quỏ trỡnh trựng v i din cho loi chu nhit, cú z = 10oC FTrefz= 10 T(t)Tref z .dtTrong trng hp nhit thay i theo thi gian, ngi ta ghi nhn T(t), ú giỏ tr F c tớnh nh sau : Nú cú ý ngha l tớnh trờn tng thi gian nh hng tc thi, m ó c biu th bi gớa tr 10 (T - Tref)/z c gi l yu t Bigelow Cụng thc Bigelow cho ta tớnh c s phỏ hy cỏc bo t bi nhit trng hp x lý nhit khụng c nh Mc tiờu ca quỏ trỡnh tit trựng Bo t ym khớ Clostridium botulinum l mc tiờu chớnh quỏ trỡnh ch bin nhit vỡ : - Cú th sn sinh c t lm cht ngi dự liu lng rt thp - Cú kh nng thnh lp bo t, rt bn nhit - Clostridium botulinum cú th tỡm thy bt c ni õu, vỡ vy hu ht nguyờn liu u nhim vi sinh vt ny, nờn chỳng quan h mt thit ti lnh vc an ton thc phm Chớnh vỡ nhng lý trờn, Clostridium botulinum c xem l nguyờn nhõn gõy ng c thc phm trỏnh s "bựng n" v ng c, cỏc nh ch bin thc phm cn : - Gim mt s bo t Clostridium botulinum n mc cú th chp nhn c thc phm - Ngn cn s phỏt trin ca Clostridium botulinum (bo t) v quỏ trỡnh sn sinh c t Trong thc t rt khú vụ hot bo t Clostridium botulinum, vỡ vy trỏnh h hng ũi hi phi x lý nhit cao, õy l nguyờn nhõn dn n vic gim tớnh cht dinh dng, cm quan ca cỏc thc phm, khụng ỏp ng c ũi hi ca ngi tiờu dựng Chớnh vỡ th, vic ngn cn h hng thc phm thng l hn ch s phỏt trin nhanh ca bo t Clostridium botulinum hn l vụ hot Vic x lý nhit thnh cụng phỏ hy bo t Clostridium botulinum l kt hp vi nhiu yu t (yu t bờn v bờn ngoi) nh pH, nhit , oxy, hot ng ca nc, ph gia bo qun hoc kt hp vi nhúm vi sinh vt cnh tranh Bng 4.8 Cỏc ni v ngoi tỏc nhõn gúp phn ngn chn s phỏt trin ca clostridium botulinum Yu t bờn trong- aw : 0,93 (theo FDA, aw < 0,85)- pH < 4,6- Ph gia : Nitrit : 0,1 0,2g/kg, Mui : < 100g/kg Yu t bờn ngoi- Nhit bo qunT < 10oC : Clostridium botulinum dng A, B; enzyme phõn gii proteinT < 3,3oC : Clostridium botulinum dng B, E, F; khụng phõn gii protein Bng (Carla.1992) Thụng thng bo t Clostridium botulinum khụng hỡnh thnh v phỏt trin thc phm cú pH < 4,6 Vỡ vy, pH : 4,6 c chn l ranh gii phõn chia gia thc phm acid v ớt acid - Trong thc phm acid (pH < 4,6) bo t Clostridium botulinum cú th hin din, khụng cú du hiu liờn quan n s phỏt trin nhanh, cú th ỏp dng x lý nhit trung bỡnh phỏ hy chỳng (thanh trựng) - Trong thc phm ớt acid (pH > 4,6) x lý nhit mc tng i cú th s dng vi mc ớch tiờu dit bo t Clostridium botulinum, nhng phi kt hp vi quỏ trỡnh bo qun mỏt Trong trng hp ny, quỏ trỡnh tit trựng thng c ỏp dng hn Xỏc nh im kt thỳc ca quỏ trỡnh tit trựng Tri s giỏ tr tit trựng F cn c xỏc nh cho mi loi h hng vi sinh vt Mt tr s ca quỏ trỡnh ny c tớnh toỏn da vo z = 10oC v nhit qui c l 121,1oC, c ký hiu l F0 Nhiu nm thc t úng hp cho phộp kt lun i vi quỏ trỡnh tit trựng nhit m, tr s F10121,1 (Clostridium botulinum) tc l F0 = phỳt, ti tõm ca sn phm úng hp s cho kt qu an ton theo quan im an ton v mt sc khe Nhng bo t ca vi sinh vt chu nhit cú th cũn sng i vi quỏ trinh nhit c thit lp git bo t Clostridium botulinum v cú th gõy h hng cho sn phm, nhng khụng sinh c t bo qun thc phm Vỡ vy, vic thit lp quỏ trỡnh nhit ti thiu l hng n vic tiờu dit cỏc bo t ca cỏc ging Clostridium botulinum phõn gii protein da vo nhng thụng s z (khong nhit cn thit thc hin chu trỡnh logarit tiờu dit vi sinh vt) v nhit thc hin quỏ trỡnh tiờu dit vi sinh vt im kt thỳc ca quỏ trỡnh trựng thng c xỏc nh theo Xỏc sut ca mt vi sinh vt cũn sng sút (PNSU: Probability of a Non-Sterile Unit) Tr s thc nghim ca F10121,1 i vi : Sc khe cng ng Bo t Clostridium botulinum N0 = 103 D121,1 = 0,2 phỳt PNSU = 10-9 F0 = phỳt Ngn nga h hng - Bo t chu nhit trung bỡnh N0 = 104 D121,1= 0,5 phỳt PNSU = 10-6 F0 = phỳt D121,1= 0,7 phỳt F0 = phỳt - Bo t chu nhit Phõn b nhit < 30oC N0 = 102 D121,1= 1,5 phỳt PNSU = 10-2 F0 = phỳt Phõn b nhit > 30oC N0 = 102 D121,1= 1,5 phỳt PNSU = 10-6 F0 = 12 phỳt D121,1= 2,5 phỳt F0 = 20 phỳt Chn ch trựng Ta phi chn c mt ch trựng hp lý, cú ngha l m bo c yờu cu tiờu dit cỏc vi sinh vt cú hi hp ú, ng thi cỏc cht dinh dng ớt b tn tht nht, phm cht sn phm tt nht a Chn nhit trựng Tt c cỏc loi thc phm em úng hp u l mụi trng sng ca cỏc loi vi sinh vt Mc dự cú rt nhiu yu t nh hng n kh nng hot ng ca vi sinh vt, ú acid nh hng rt ln, nờn acid l yu t quan trng vic chn nhit trựng Ngi ta chia sn phm hp thnh nhúm theo acid hot ng ca sn phm, lm c s cho vic chn nhit trựng : >- Nhúm sn phm hp khụng chua v ớt chua cú pH 4,6 4,6ớt chua, tc l cú mụi trng pH rau.): vi sinh vt phỏt trin mnh mụi trng ny u l cỏc vi sinh vt chu nhit Trong ú loi nguy him hn c, cú hi n sc khe ngi s dng l nhng bo t ca loi vi khun Clostridium botulinum cú kh nng phõn gii protein, l loi vi sinh vt chu nhit nguy him nht, c cỏc nc trờn th gii coi l i tng ch yu phi loi tr, v tiờu dit nha bo ca nú c coi l tiờu chun trựng ti thiu Mc dự nú khụng phi l i din a núng nht ca nhúm vi sinh vt lờn men thi Trong hp tht, cỏ, ta cũn cú th gp cỏc loi vi khun ym khớ gõy thi hng hp nh Clostridium sporogenes bn vi nhit hn c Clostridium botulinum Ngoi cỏc loi hp cú acid hot ng khụng cao lm, cng thng cú cỏc loi vi khun bn vi nhit nh Clostridium thermosaccharolyticum thuc nhúm ym khớ a nhit, cú tỏc dng phõn hy glucid V loi hiu khớ a nhit nh loi Bacillus stearothermophillus, l loi vi sinh vt lm hng hp 4,6>Do ú i vi cỏc loi hp cú mụi trng pH cn phi cú nhit trựng cao mi tiờu dit c cỏc loi vi sinh vt a nhit gõy h hng hp Nhit ú vo khong 105oC - 121oC, c gi l quỏ trỡnh tit trựng + i vi cỏc loi hp thuc nhúm chua, tc l cú 4,6 (nh hp qu, c chua, rau mui chua): cỏc vi khun chu[...]... tiêu diệt các vi sinh vật có hại trong đồ hộp đó, đồng thời các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất nhất, phẩm chất sản phẩm tốt nhất a Chọn nhiệt độ thanh trùng Tất cả các loại thực phẩm đem đóng hộp đều là môi trường sống của các loại vi sinh vật Mặc dù có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của vi sinh vật, trong đó độ acid ảnh hưởng rất lớn, nên độ acid là yếu tố quan trọng trong vi c chọn... phẩm đồ hộp thành 2 nhóm theo độ acid hoạt động của sản phẩm, để làm cơ sở cho vi c chọn nhiệt độ thanh trùng : >- Nhóm sản phẩm đồ hộp không chua và ít chua có pH 4,6 4,6 ít chua, tức là có môi trường pH rau.): vi sinh vật phát triển mạnh trong môi trường này đều là các vi sinh. .. stearothermophillus, là loại vi sinh vật làm hỏng đồ hộp 4,6>Do đó đối với các loại đồ hộp có môi trường pH cần phải có nhiệt độ thanh trùng cao mới tiêu diệt được các loại vi sinh vật ưa nhiệt gây hư hỏng đồ hộp Nhiệt độ đó vào khoảng 105oC - 121oC, được gọi là quá trình tiệt trùng + Đối với các loại đồ hộp thuộc nhóm chua, tức là có 4,6 (như đồ hộp quả, cà chua, rau muối chua): các vi khuẩn chịu ... vi sinh vt thỡ hot ng ca vi sinh vt b chm li nhit cao, protid ca cht nguyờn sinh ca vi sinh vt b ụng t lm cho vi sinh vt b cht Quỏ trỡnh ụng t protid ny khụng thun nghch, nờn hot ng ca vi sinh. .. hc lm cht vi sinh vt mụi trng Mt khỏc quỏ trỡnh y, mt phn cht khớ hũa tan b ion húa to nc oxy gi (H2O2), Nitrogen oxy (NO) l nhng cht c i vi vi sinh vt Trong cỏc loi vi sinh vt thỡ vi khun d... dit vi sinh vt bng nhit T thc nghim ó ch s tiờu dit vi sinh vt c th hin bi phng trỡnh: (1)dN dt =kT.Nn Trong ú : N : lng vi sinh vt sn phm sau thi gian t (cfu/ml) kT: h s tc tiờu dit vi sinh