Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả

Mục tiêu của quá trình thanh trùng ở đồ hộp rau quả Rau quả trước khi cho vào hộp và được ghép mí kín đã trải qua các công đoạn xử lý như rửa, chần, hấp,… Số vi sinh vật bám trên nguyên

-o0o -TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RAU QUẢ

TÌM HIỂU VỀ CÔNG ĐOẠN THANH TRÙNG

TRONG CHẾ BIẾN ĐỒ HỘP RAU QUẢ

GVHD: TH.S.NGUYỄN THỊ HOÀNG YẾN

MSSV: 13028331 LỚP: ĐHTP9ATT HỌC KỲ: II NĂM HỌC: 2015-2016

TP Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2016

MỤC LỤC 2

1 Tổng quan quá trình thanh trùng 1

1.1 Định nghĩa 1

1.2 Sự khác nhau giữa thanh trùng và tiệt trùng 1

1.3 Các loại sản phẩm thường sử dụng phương pháp thanh trùng 1

2 Thanh trùng trong đồ hộp rau quả 1

2.1 Mục tiêu của quá trình thanh trùng ở đồ hộp rau quả 1

2.2 Một số phương pháp thanh trùng thường gặp trong đồ hộp rau quả 1

2.2.1 Thanh trùng bằng nhiệt 2

2.2.2.Thanh trùng bằng tia ion hóa 7

2.2.3 Thanh trùng bằng sóng siêu âm 8

2.2.4 Thanh trùng bằng dòng điện cao tần 9

2.2.5 Thanh trùng bằng sử dụng áp suất cao 10

2.2.6 Thanh trùng bằng trường điện từ 11

2.2.7 Lọc thanh trùng 12

2.2.8 Chiếu xạ (Irradiation) 13

2.3 Một số thiết bị thanh trùng sử dụng trong đồ hộp rau quả 13

2.3.1 Thiết bị thanh trùng hở nắp 13

2.3.2 Thiết bị thanh trùng có áp suất cao làm việc gián đoạn 13

2.3.3 Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục dùng áp suất thủy tĩnh 14

2.3.4 Thiết bị thanh trùng bản mỏng 14

2.4 Những biến đổi của đồ hộp rau quả sau thanh trùng 14

2.4.1 Vật lý 14

2.4.2 Hóa học 14

2.4.3 Hóa lý 14

2.4.4 Sinh học 14

2.4.5 Hóa sinh 15

1 Tổng quan quá trình thanh trùng

1.1 Định nghĩa

Thanh trùng là quá trình tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho thực phẩm nhằm ức chế quá trình sinh, tổng hợp độc tố của chúng và tiêu diệt những vi sinh vật gây hại như vi khuẩn, virut, nấm men, nấm mốc

1.2 Sự khác nhau giữa thanh trùng và tiệt trùng

Tiệt trùng là tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật (bào tử và tế bào sinh dưỡng), ức chế không thuận nghịch các enzyme trong thực phẩm Thanh trùng chỉ tiêu diệt một phần hay chỉ dừng lại ở việc ức chế tạm thời vi sinh vật

Do các đặc tính đó mà thanh trùng và tiệt trùng có các thông số sử dụng khác nhau như nhiệt độ, thời gian, áp suất…

1.3 Các loại sản phẩm thường sử dụng phương pháp thanh trùng

Phương pháp thanh trùng hiện nay rất phổ biến ở nhiều sản phẩm khác nhau không chỉ trong đồ hộp rau quả như sữa, bia,…

2 Thanh trùng trong đồ hộp rau quả

2.1 Mục tiêu của quá trình thanh trùng ở đồ hộp rau quả

Rau quả trước khi cho vào hộp và được ghép mí kín đã trải qua các công đoạn xử lý như rửa, chần, hấp,… Số vi sinh vật bám trên nguyên liệu rau quả đã giảm xuống nhiều nhưng vẫn còn một lượng lớn sống sót hoặc xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào thực phẩm trong quá trình chế biến Đồ hộp chưa được vô trùng vì vậy không thể bảo quản được lâu Để bảo quản đồ hộp trong thời gian dài không bị hư hỏng biến chất cần phải tiêu diệt các vi sinh vật sống sót ấy – người ta gọi đây là quá trình thanh trùng

Thanh trùng bằng nhiệt còn có tác dụng làm tăng phong vị của đồ hộp, làm nhừ kết cấu tổ chức của rau quả

Có điều cần lưu ý về nhiệm vụ của quá trình thanh trùng là nhằm tiêu diệt chỉ các loại vi sinh vật có khả năng phát triển ở điều kiện bảo quản bình thường, đồng thời làm hư hỏng đồ hộp hoặc tạo ra các chất nguy hại đối với sức khỏe con người Một số vi sinh vật như trực khuẩn khoai tây Bac.licheniformis hay Bac.subtylis không phát triển được trong đồ hộp và vô hại Việc tiêu diệt chúng không có ý nghĩa, hơn nữa chúng rất bền với nhiệt, cố tình tiêu diệt chúng chỉ có thể dẫn đến hậu quả phung phí năng lượng và giảm chất lượng đồ hộp rau quả

Như vậy quá trình thanh trùng cần đạt được không phải độ vô trùng tuyệt đối mà chỉ cần đạt được độ vô trùng công nghiệp, nghĩa là trong đồ hộp không được tồn tại các vi sinh vật có thể gây hư hỏng thực phẩm hoặc các loại tạo độc tố, và có thể gặp các vi sinh vật không có khả năng phát triển và gây hư hỏng đồ hộp ở các điều kiện bảo quản bình thường

2.2 Một số phương pháp thanh trùng thường gặp trong đồ hộp rau quả

Để đạt được mục đích thanh trùng, đồng thời đảm bảo phẩm chất của đồ hộp rau quả, người ta áp dụng nhiều phương pháp thanh trùng như:

- Dùng nhiệt độ để thanh trùng

- Thanh trùng bằng chất kháng sinh, chất hóa học

- Thanh trùng bằng tia tử ngoại, tia ion hóa

- Thanh trùng bằng dòng điện cao tần

- Thanh trùng bằng sóng siêu âm

- Thanh trùng bằng điện ly

- Thanh trùng bằng trường điện từ

- Thanh trùng bằng màng lọc

- Thanh trùng bằng áp suất cao…

Các phương pháp trên có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp phương pháp này với phương pháp khác, nhằm nâng cao hiệu quả thanh trùng (chất kháng sinh + nhiệt độ, tia tử ngoại + nhiệt độ…)

Hiện nay phương pháp thanh trùng phổ biến nhất trong đồ hộp rau quả là thanh trùng bằng nhiệt Trong công nghiệp thực phẩm, phương pháp dùng nhiệt được sử dụng phổ biến hơn

cả vì nó đơn giản, dễ thao tác và ứng dụng được với đa số sản phẩm thực phẩm

2.2.1 Thanh trùng bằng nhiệt

Đồ hộp sau khi đã được ghép mí kín sẽ được thanh trùng Quá trình thanh trùng bằng nhiệt được thực hiện theo thứ tự chung như sau: đồ hộp được xếp vào thiết bị thanh trùng, trong

đó nhiệt độ tăng từ từ đến mức nhất định Nhiệt độ cần thiết này được giữ trong khoảng thời gian nhất định, sau đó từ từ hạ thấp Cuối cùng hộp đã qua thanh trùng được lấy ra khỏi thiết bị

Như vậy các thông số cơ bản của quá trình thanh trùng là nhiệt độ cần đạt được và duy trì trong thiết bị thanh trùng, và thời gian cần thiết nung nấu đồ hộp Hai thông số này có thể gọi là thông số vi sinh vật vì chúng quyết định việc tiêu diệt vi sinh vật Việc theo dõi kém chặt chẽ, kỹlưỡng các thông số này dẫn tới sự hư hỏng đồ hộp do vi sinh vật sau vài ngày, hay đôi khi vài tuần… sau khi thanh trùng (hiện tượng tạo khí, biến chua, lên mốc…)

Nếu nhiệt độ thanh trùng cao hơn 1000C và ta dùng hơi nước để thanh trùng thì cần phải tạo ra áp suất cao tương ứng bằng cách dùng hơi nước bão hòa Áp suất này không được coi là thông số thứ ba

Nhưng nhiều trường hợp quá trình thanh trùng được thực hiện ở áp suất cao hơn áp suất cần thiết để đạt được nhiệt độ thanh trùng định trước Điều này thường xảy ra khi thanh trùng hộp thủy tinh hay hộp sắt ở nhiệt độ cao, áp suất bên trong hộp quá lớn có thể gây hư hỏng vỏ hộp, làm bung nắp ra khỏi miệng hộp thủy tinh Ta cần tạo ra “áp suất” thêm nhằm cân bằng áp suất bên trong hộp, gọi là áp suất đối kháng Đây là thông số thứ ba của quá trình thanh trùng Thông số này không gây ảnh hưởng gì đến sự tiêu diệt vi sinh vật và là thông số vật lý Tuy nhiên có vai trò không kém gì nhiệt độ và thời gian

Đối với mỗi loại đồ hộp, các thông số của quá trình thanh trùng không giống nhau Xét sau đây các yếu tố ảnh hưởng đến thông số của quá trình thanh trùng và lựa chọn chế độ chế biến nhiệt phù hợp cho đồ hộp rau quả

2.2.1.1 Nhiệt độ thanh trùng Các yếu tố quyết định sự lựa chọn nhiệt độ thanh trùng

Các sản phẩm đồ hộp là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Tuy nhiên không phải trong mỗi sản phẩm vi sinh vật đều có thể phát triển thuận lợi như nhau bởi vì chúng rất nhạy với độ acid hoạt động của môi trường trong đó chúng sống

Các thực phẩm đồ hộp nói chung đều được coi là môi trường chua, vì độ pH của chúng nói chung đều nhỏ hơn 7 (trừ một số trường hợp vô cùng hiếm) Tuy nhiên điều này còn chưa đủ

để cho ta khả năng đánh giá về sự hiện diện và tồn tại của vi sinh vật trong môi trường

Các nhà vi sinh vật học đánh giá độ chua của thực phẩm dựa trên phản ứng của Cl.

Botulinium với độ acid của môi trường

Đồ hộp rau quả có thể phân làm 2 nhóm: ít chua (pH≥4.2) và chua (pH≤4.2) Nhóm đồ hộp ít chua thanh trùng ở nhiệt độ > 1000C, thường người ta hay sử dụng nhiệt độ 112- 1200C, đôi khi 125-1300C Nhóm đồ hộp chua được thanh trùng ở nhiệt độ ≤1000C, nhưng không thấp hơn 75-800C Nhóm đồ hộp ít chua gồm đồ hộp rau Nhóm đồ hộp chua gồm tất cả các đồ hộp hoa quả, nước quả đường, nước quả ép…

Tuy nhiên sự phân loại đồ hộp ra làm 2 nhóm này chỉ là gần đúng Thời gian sau này người ta tìm ra một loạt những trường hợp cần lưu ý khi chọn nhiệt độ thanh trùng

- Nước cà chua giải khát có pH 4.0-4.5 lại là môi trường, ở những điều kiện xác định, rất thuận

lợi cho Cl Botulinium phát triển và tạo độc tố Từ năm 1973 trở đi, người ta thanh trùng nước cà

chua ở nhiệt độ 1200C như là đồ hộp thuộc nhóm ít chua

- Nước mơ đục có pH 3.8-3.9 cũng là môi trường thích hợp cho các botuliz Vì vậy người ta thanh trùng nước mơ đục (và các độ hộp sản xuất từ mơ nói chung) ở nhiệt độ 1100C, hoặc hạn hữu ở 1000C nếu pH<3.8

- Các salad dầu dấm chế biến từ rau tươi (bắp cải, ớt ngọt, cà chua, cà rốt, hành, củ dền) có pH trong khoảng 3.7-4.2 nhưng lại được thanh trùng ở nhiệt độ 112-1200C vì trong đồ hộp này có dầu và bản thân rau là thành phần ít chua, lượng dấm trộn vào đồ hộp chưa kịp phân bổ đều khắp thể tích sản phẩm trong thời gian thanh trùng

- Các sản phẩm cà chua cô đặc có pH>4.2 nhưng lại thường thanh trùng chỉ ở nhiệt độ 1000C vì

cà chua cô đặc không phải là môi trường thuận lợi cho các botuliz và các loài yếm khí phát triển

Ta chia nó làm ba phương pháp nhỏ là:

- Thanh trùng ở nhiệt độ thấp là thanh trùng ở nhiệt độ ≤1000C

- Thanh trùng ở nhiệt độ cao là thanh trùng ở nhiệt độ >1000C

- Thanh trùng gián đoạn hay thanh trùng lặp lại là đồ hộp được xử lý gia công nhiệt 2 hay 3 lần, khoảng thời gian giữa các lần nấu là 20-28h

Phương pháp thanh trùng gián đoạn khác với các phương pháp thanh trùng thông thường

ở chỗ mỗi lần gia công nhiệt ở đây không đạt được độ vô trùng cần thiết Ví dụ người ta thanh trùng ở nhiệt độ như bình thường nhưng mỗi lần chỉ nấu trong thời gian rất ngắn Hoặc người ta cũng nấu trong khoảng thời gian như bình thường nhưng ở nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ cần thiết cho loại đồ hộp này

Ví dụ: Đồ hộp mơ đào nước đường:

Thanh trùng 1 lần 40-50’ ở nhiệt độ 100 0 C.

Thanh trùng 3 lần ở 100 0 C, mỗi lần 5’

→Quả không bị rữa nát, có độ chắc cứng.

Trên cơ sở vi sinh vật học, nguyên tắc của phương pháp thanh trùng gián đoạn này được giải thích như sau: ở lần nấu đầu tiên một số lượng lơn vi khuẩn bị tiêu diệt Một số ít đã kịp chuyển sang dạng nha bào khi môi trường bên ngoài chuyển sang chiều hướng không thuận lợi cho chúng, nghĩa là nhiệt độ tăng lên như vậy Trong thời gian giữ đồ hộp ở nhiệt độ phòng

(18-200C) trước khi đem nấu lần 2 các nha bào sẽ trở lại trạng thái bình thường và bị tiêu diệt do tácdụng của nhiệt độ trong lần nấu thứ 2

2.2.1.2 Các yếu tố xác định thời gian thanh trùng

Thanh trùng là quá trình xử lý nhiệt cho đồ hộp nhằm mục đích tiêu diệt các vi sinh vật trong đồ hộp sau khi ghép mí để bảo quản đồ hộp được lâu dài

Khi thanh trùng, ta nâng nhiệt độ trong thiết bị thanh trùng đến mức nhất định, sau đó giữ nhiệt độ đó trong khoảng thời gian cần thiết, sau cùng là làm nguội

Thời gian thanh trùng bao gồm hai khoảng: thời gian nâng nhiệt và thời gian giữ nhiệt Phần trung tâm hộp cũng có vi sinh vật như các phần khác nhưng lại bắt đầu được thanh trùng chậm nhất, chậm hơn nhiều so với lớp ngoài Do đó vi sinh vật ở đây có khả năng sống sót nhiều hơn so với vi sinh vật ở các lớp ngoài, và khi ta nói thời gian tiêu diệt vi sinh vật có nghĩa

là ta đang nói đến các tế bào vi sinh vật các phần tử ở phần tâm hộp Thời gian tiêu diệt được tính bắt đầu từ thời điểm trung tâm hộp đạt được nhiệt độ định trước chứ không phải từ lúc bắt đầu đun nóng hộp trong thiết bị thanh trùng

Một cách gần đúng:

Thời gian thanh trùng = thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp + thời gian tiêu diệt (thời gian cần thiết để diệt vi sinh vật ở trung tâm hộp, bắt đầu từ lúc đạt được nhiệt độ định trước)

Tuy nhiên cách tính thời gian thanh trùng này không được đúng Vì trên thực tế vi sinh vật ở tâm hộp bị tiêu diệt không phải chỉ từ lúc tâm hộp đạt được nhiệt độ định trước mà từ sớm hơn, lúc tâm hộp chưa đạt được nhiệt độ định trước

Vì vậy : τ thanhtrùng ≠ τ truyềnnhiệt+τ tiêu diệt

Mà phải nói : τ thanhtrùng = f (τ truyềnnhiệt , τ tiêudiệt)

τ thanhtrùngphụ thuộc vào những yếu tố gì?

τ truyềnnhiệt (thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp – phụ thuộc các yếu tố nhiệt lý)

- Tính chất vật lý của thực phẩm

 Đồ hộp rau quả khác nhau có tính chất vật lý khác nhau, độ đặc, tỷ trọng, độ nhớt khác nhau

 Khi thanh trùng thực phẩm lỏng, nhiệt được truyền chủ yếu nhờ sự đối lưu, do vậy nhiệt trở của thực phẩm không lớn Khi thanh trùng thực phẩm đặc, nhiệt truyền chủ yếu bằng phương pháp truyền dẫn, nhiệt trở của thực phẩm trong trường hợp này rất lớn

 Tính chất vật lý của đồ hộp rau quả mà chính xác là độ trơ nhiệt của chúng ảnh hưởng rất lớn đến thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp

- Tính chất vật lý của vật liệu làm vỏ hộp và độ dày vỏ hộp

 Trở nhiệt vỏ hộp càng lớn, hộp càng dày, độ dẫn nhiệt càng nhỏ

- Kích thước hình học của hộp

 Kích thước bao bì càng lớn, trở nhiệt càng lớn

 Khi tăng thể tích hộp lên 3 lần thì hằng số trơ nhiệt tăng 2.2 lần

- Nhiệt độ ban đầu của thực phẩm

 Nếu tăng nhiệt độ thực phẩm lúc bắt đầu thanh trùng thì thời gian nâng nhiệt chung sẽ giảm

 Đối với sản phẩm lỏng, do sự truyền nhiệt chủ yếu bằng các dòng đối lưu, nên nhiệt độ ban đầu ít có ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt

 Đối với sản phẩm đặc, thì sự truyền nhiệt chủ yếu bằng dẫn nhiệt, nên nhiệt độ ban đầu của sản phẩm có ảnh hưởng nhiều đến vận tốc truyền nhiệt của sản phẩm Đồ hộp lúc thanh trùng càng nguội thì thời gian truyền nhiệt càng kéo dài

 Tác dụng tốt về mặt lý nhiệt, vi sinh (nhiệt độ lúc bắt đầu càng lớn thì càng ít vi sinh vật)

- Nhiệt độ cuối của sản phẩm

- Nhiệt độ thanh trùng

 Tăng nhiệt độ thanh trùng thì chúng ta sẽ giảm được thời gian nâng nhiệt

 Tăng nhiệt lên 80C thì thời gian gia nhiệt giảm hơn 40%

- Trạng thái của hộp khi thanh trùng (đứng yên hay chuyển động quay)

 Hộp quay, thực phẩm bị xáo trộn, quá trình nâng nhiệt xảy ra nhanh hơn

 Chú ý đến cấu trúc thực phẩm để tránh hỏng

τ tiêudiệt (thời gian tiêu diệt vi sinh vật)

- Nhiệt độ thanh trùng

- Thành phần của đồ hộp

 Acid: Hàm lượng acid ảnh hưởng trực tiếp đến pH

 Chất sát trùng thực vật (phitonxit): Nếu có thêm chất sát trùng thì thời gian tiêu diệt vi sinh vật sẽ giảm Các chất sát trùng thường gặp trong thực vật là tomatin trong cà chua, allyxin trong hành tỏi, antoxian trong rau quả, các sắc tố có màu…

 Chất béo: Chất béo làm tăng thời gian tiêu diệt vi sinh vật vì nó làm tăng sức chịu nhiệt của chúng

 Đường và muối: Đường có tác dụng bảo vệ vi sinh vật khi đun nóng vì quá trình các vi sinh vật mất nước do thẩm thấu và chính việc hàm lượng nước giảm này làm phần lớn vi sinh vật bền vững khi đun nóng Nồng độ muối <2.5% trong sản phẩm thực phẩm có tác dụng bảo vệ vi sinh vật khi đun nóng, còn nồng độ muối >8% lại có tác dụng làm vi sinh vật bị tiêu diệt nhanh hơn Nồng độ muối không lớn có tác dụng là tế bào vi sinh vật bị mất nước do thẩm thấu tương tự như hiện tượng xảy ra trong dung dịch đường, do đó làm

độ bền nhiệt của nó tăng lên Ở môi trường có nồng độ muối cao bắt đầu xuất hiện sự điện ly

 Giống loài vi sinh vật và số lượng của chúng: Thời gian tiêu diệt chịu ảnh hưởng rất lớn của các loài vi sinh vật có thể phát triển trong thực phẩm bởi vì độ bền nhiệt của các loài

vi sinh vật không giống nhau, các tế bào sinh dưỡng dễ bị tiêu diệt hơn nhiều so với nha bào

2.2.1.3 Mối tương quan giữa thời gian và nhiệt độ thanh trùng

Nhiệt độ thanh trùng tăng thì thời gian tiêu diệt giảm và ngược lại

Xử lý rau quả ở nhiệt độ cao dẫn đến các biến đổi về chất lượng như cảm quan (do phản ứng thủy phân dẫn tới rau quả mềm, nhũn, nát…), phản ứng melanoidine (làm rau quả sẫm màu, mùi nấu…)… Do vậy cần xác định 2 yếu tố thời gian và nhiệt độ phù hợp để hạn chế thấp nhất các biến đổi này

2.2.1.4 Áp suất đối kháng

Rau quả đựng trong hộp bao gồm các thành phần : chất rắn, chất lỏng, chất khí Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các áp suất riêng phần và sự dãn nở của các cấu tử đó tăng lên, làm cho

áp suất chung trong bao bì đựng sản phẩm tăng lên Áp suất này (có thể tới 2 atm) có thể làm cho bao bì sắt tây bị biến dạng, bao bì thủy tinh bị nứt, vỡ Vì vậy ta cần tạo ra áp suất trong thiết bị thanh trùng (căn cứ vào tính chất của bao bì, thành phần của sản phẩm đựng trong hộp và nhất là nhiệt độ thanh trùng) bằng hay gần bằng áp suất dư đã tăng lên trong hộp, áp suất này gọi là áp suất đối kháng, thường vào khoảng 0,4 - 1,4 atm

2.2.1.5 Công thức thanh trùng

Khi xác định được các thông số của một chế độ thanh trùng đồ hộp, ta ghi lại thành công thức thanh trùng tổng quát

a A−B−C

T o P

a: Thời gian đuổi không khí ra khỏi thiết bị thanh trùng (bằng hơi nước), tính bằng phút Thời gian đuổi khí thường kéo dài : 5 - 10 phút

Nếu thanh trùng trong thiệt bị hở (bằng nước) thì không có thời gian đuổi khí a

A: Thời gian nâng nhiệt độ, trong thiết bị thanh trùng đã chứa đồ hộp, từ nhiệt độ ban đầu tới nhiệt độ thanh trùng cần thiết (phút) A phụ thuộc nhiệt độ thanh trùng, nhiệt độ ban đầu, loại sản phẩm, thể tích, khối lượng, bao bì

B: Thời gian giữ nhiệt độ không đổi trong thiết bị thanh trùng (phút) B phụ thuộc vào vi sinh vật (loại vi sinh vật, số lượng, giai đoạn phát triển), loại thực phẩm, thành phần thực phẩm (pH, đường, muối, béo)

C: Thời gian hạ nhiệt từ nhiệt độ thanh trùng tới nhiệt độ có thể lấy đồ hộp ra (phút) Thời gian hạ nhiệt nên ngắn vì nếu C dài thì sản phẩm đầu ra có mùi nấu

To: Nhiệt độ thanh trùng (oC)

p: Áp suất đối kháng cần tạo ra trong thiết bị thanh trùng (atm)

2.2.1.6 Cách thiết lập chế độ thanh trùng

Thiết lập chế độ thanh trùng cho một loại đồ hộp là xác định nhiệt độ và thời gian thanh trùng cần thiết để vừa đảm bảo yêu cầu tiêu diệt vi sinh vật, vừa giữ được giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của đồ hộp rau quả

Các giai đoạn tiến hành trình tự như sau:

- Phân tích thành phần hóa học của thực phẩm cần đóng hộp, chủ yếu là độ acid, hàm lượng đường, muối, chất béo, protid

- Chọn nhiệt độ thanh trùng căn cứ vào độ acid (pH)

+ Đồ hộp có pH < 4,6 thì nhiệt độ thanh trùng : 80 - 100OC

+ Đồ hộp có pH > 4,6 thì nhiệt độ thanh trùng :105 - 121OC

- Xác định tốc độ truyền nhiệt vào trung tâm hộp theo nhiệt độ thanh trùng đã chọn bằng nồi hấp thí nghiệm: dưới nồi hấp đặt một hộp sản phẩm, trên nắp hộp có đặt một nhiệt kế, bầu thủy ngân của nhiệt kế cắm đúng trung tâm hộp Cho hơi vào nồi hấp và cứ sau một khoảng thời gian (thường khoảng 1 phút) đọc nhiệt độ ở cột nhiệtmkế Sau khi đo được nhiệt độ giữa hộp ở từng thời điểm người ta vẽ đồ thị truyền nhiệt Từ đó xác định được thời gian truyền nhiệt

- Phân lập vi sinh vật để xác định loại vi sinh vật nguy hiểm nhất bao gồm loại gây bệnh, loại có độc tố, loại chịu nhiệt Tìm tốc độ tiêu diệt theo các số liệu đã có Trên cơ sở đó vẽ đồ thị thời gian tiêu diệt Thiết lập thời gian thanh trùng

- Kiểm tra chế độ thanh trùng theo phương pháp biểu đồ của Biegelow, hay theo phương pháp hiệu ứng của Ball - Flaumenbaum

- Từ các mẫu đồ hộp đã thanh trùng theo các chế độ khác nhau, người ta kiểm tra chất lượng đồ hộp về cảm quan và về vi sinh vật Sau đó xét đến hiệu quả kinh tế của chế độ thanh trùng, mà chọn ra chế độ thanh trùng tốt nhất

2.2.2.Thanh trùng bằng tia ion hóa

2.2.2.1 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

2.2.2.2 Các tia ion hóa

Căn cứ vào tần số dao động điện từ, người ta chia tia sáng làm các loại: Tia hồng ngoại, tia sáng trông thấy, tia tử ngoại, tia X, tia Rongel cứng, tia gamma Tia có tần số dao động cao thì lực đâm xuyên cao

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

2.2.3 Thanh trùng bằng sóng siêu âm

Cơ chế tác động của năng lượng siêu âm trên hệ thống các chất ở môi trường lỏng chủ yếu cho là do sự tạo lổ hổng và các lực này có một ảnh hưởng nguy kịch lên hệ thống sinh học

Sự tạo lổ do sóng âm được chia tổng quát thành 2 loại: loại tạm thời và loại bền vững

Dạng bong bóng sủi trong nước chứa đầy khí hay hơi nước, trải qua sự dao động không đều nhau và cuối cùng nổ tung Điều này sinh ra nhiệt độ và áp xuất tại chỗ cao sẽ phân hủy các

tế bào sinh học và làm biến tính các enzyme hiện diện Các bong bóng nổ tung vào trong cũng sinh ra các lực biến dạng cao và các tia lỏng trong dung môi cũng có thể có đủ năng lượng phá hủy màng tế bào một cách cơ học Cơ chế tác động kiểu này cũng từng được sử dụng ở quy mô nhỏ trong việc tẩy uế nguồn nước bị nhiễm bào tử vi sinh

Dạng lỗ ổn định liên quan đến những bọt sủi mà dao động theo một dạng đều cho nhiều chu trình âm thanh Các bọt sủi cảm ứng các vi dòng có thể gây ra stress trong các chất lỏng xung quanh lên sự hiện diện của vài loài Tác dụng này do đó cung cấp một lực lớn mà không có

sự nổ của các bọt sủi Dạng tạo lỗ trống này quan trọng trên một loạt các ứng dụng của siêu âm trong công nghệ sinh học

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

Các loài vi sinh vật khác nhau có sức chịu đựng khác nhau với sóng siêu âm Các tế bào lớn hơn nhạy cảm hơn, dạng hình cầu chịu đựng sóng siêu âm tốt hơn dạng que và những loài hiếu khí cũng chống chịu với sóng siêu âm tốt hơn kị khí

Trong các loại vi sinh vật thì vi khuẩn dễ bị siêu âm tác dụng nhất

Hiệu quả bất hoạt của sóng siêu âm cũng được cho là do sự phát sinh các lỗ trống nội bào

và phá vỡ cấu trúc tế bào và các thành phần chức năng dẫn đến việc phân giải tế bào

Bào tử chịu đựng sóng siêu âm tốt hơn dạng tế bào sinh dưỡng, các enzyme bị bất hoạt bởi sóng siêu âm do tác dụng khử trùng hợp

Sự tạo lỗ trống là sự hình thành, phát triển và thỉnh thoảng sự nổ của các vi bọt tạo ra trong chất lỏng khi các sóng siêu âm truyền qua nó Sự vỡ ra của bong bóng dẫn tới sự tích tụ năng lượng trong các điểm nóng

Nhiệt độ cao có được do sự tạo lỗ trống

Qua các gốc tự do được tạo ra bởi sự âm giải nước

Do các lực tạo ra bởi các vi dòng và sóng điện

Tác dụng của nhiệt và áp suất trên sóng âm cảm ứng sự phá vỡ tế bào

 Sự chịu đựng của vi sinh vật và các enzyme với sóng âm rất cao

 Xử lý kéo dài sẽ sinh ra những thay đổi kéo dài trong thực phẩm và ảnh hưởng lớn đến chất lượng thực phẩm được xử lý

 Sử dụng sóng siêu âm với gia nhiệt vừa phải được gọi là sự nhiệt âm

Kết hợp sóng âm và áp suất vừa phải được gọi là siêu âm áp lực