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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM -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 SVTH: NGUYỄN THỊ THÙY TRANG MSSV: 13028331 LỚP: ĐHTP9ATT HỌC KỲ: II NĂM HỌC: 2015-2016 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 MỤC LỤC Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến Tổng quan trình trùng 1.1 Định nghĩa Thanh trùng trình tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho thực phẩm nhằm ức chế trình sinh, tổng hợp độc tố chúng tiêu diệt vi sinh vật gây hại vi khuẩn, virut, nấm men, nấm mốc 1.2 Sự khác trùng tiệt trùng Tiệt trùng tiêu diệt toàn vi sinh vật (bào tử tế bào sinh dưỡng), ức chế không thuận nghịch enzyme thực phẩm Thanh trùng tiêu diệt phần hay dừng lại việc ức chế tạm thời vi sinh vật Do đặc tính mà trùng tiệt trùng có thông số sử dụng khác nhiệt độ, thời gian, áp suất… 1.3 Các loại sản phẩm thường sử dụng phương pháp trùng Phương pháp trùng phổ biến nhiều sản phẩm khác không đồ hộp rau sữa, bia,… Thanh trùng đồ hộp rau 2.1 Mục tiêu trình trùng đồ hộp rau Rau trước cho vào hộp ghép mí kín trải qua công đoạn xử lý rửa, chần, hấp,… Số vi sinh vật bám nguyên liệu rau giảm xuống nhiều lượng lớn sống sót xâm nhập từ môi trường bên vào thực phẩm trình chế biến Đồ hộp chưa vô trùng bảo quản lâu Để bảo quản đồ hộp thời gian dài không bị hư hỏng biến chất cần phải tiêu diệt vi sinh vật sống sót – người ta gọi trình trùng Thanh trùng nhiệt có tác dụng làm tăng phong vị đồ hộp, làm nhừ kết cấu tổ chức rau Có điều cần lưu ý nhiệm vụ trình trùng nhằm tiêu diệt loại vi sinh vật có khả phát triển điều kiện bảo quản bình thường, đồng thời làm hư hỏng đồ hộp tạo chất nguy hại sức khỏe người Một số vi sinh vật trực khuẩn khoai tây Bac.licheniformis hay Bac.subtylis không phát triển đồ hộp vô hại Việc tiêu diệt chúng ý nghĩa, chúng bền với nhiệt, cố tình tiêu diệt chúng dẫn đến hậu phung phí lượng giảm chất lượng đồ hộp rau Như trình trùng cần đạt độ vô trùng tuyệt đối mà cần đạt độ vô trùng công nghiệp, nghĩa đồ hộp không tồn vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm loại tạo độc tố, gặp vi sinh vật khả phát triển gây hư hỏng đồ hộp điều kiện bảo quản bình thường 2.2 Một số phương pháp trùng thường gặp đồ hộp rau Để đạt mục đích trùng, đồng thời đảm bảo phẩm chất đồ hộp rau quả, người ta áp dụng nhiều phương pháp trùng như: - Dùng nhiệt độ để trùng Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến - Thanh trùng chất kháng sinh, chất hóa học - Thanh trùng tia tử ngoại, tia ion hóa - Thanh trùng dòng điện cao tần - Thanh trùng sóng siêu âm - Thanh trùng điện ly - Thanh trùng trường điện từ - Thanh trùng màng lọc - Thanh trùng áp suất cao… Các phương pháp sử dụng độc lập kết hợp phương pháp với phương pháp khác, nhằm nâng cao hiệu trùng (chất kháng sinh + nhiệt độ, tia tử ngoại + nhiệt độ…) Hiện phương pháp trùng phổ biến đồ hộp rau trùng nhiệt Trong công nghiệp thực phẩm, phương pháp dùng nhiệt sử dụng phổ biến đơn giản, dễ thao tác ứng dụng với đa số sản phẩm thực phẩm 2.2.1 Thanh trùng nhiệt Đồ hộp sau ghép mí kín trùng Quá trình trùng nhiệt thực theo thứ tự chung sau: đồ hộp xếp vào thiết bị trùng, nhiệt độ tăng từ từ đến mức định Nhiệt độ cần thiết giữ khoảng thời gian định, sau từ từ hạ thấp Cuối hộp qua trùng lấy khỏi thiết bị Như thông số trình trùng nhiệt độ cần đạt trì thiết bị trùng, thời gian cần thiết nung nấu đồ hộp Hai thông số gọi thông số vi sinh vật chúng định việc tiêu diệt vi sinh vật Việc theo dõi chặt chẽ, kỹlưỡng thông số dẫn tới hư hỏng đồ hộp vi sinh vật sau vài ngày, hay vài tuần… sau trùng (hiện tượng tạo khí, biến chua, lên mốc…) Nếu nhiệt độ trùng cao 1000C ta dùng nước để trùng cần phải tạo áp suất cao tương ứng cách dùng nước bão hòa Áp suất không coi thông số thứ ba Nhưng nhiều trường hợp trình trùng thực áp suất cao áp suất cần thiết để đạt nhiệt độ trùng định trước Điều thường xảy trùng hộp thủy tinh hay hộp sắt nhiệt độ cao, áp suất bên hộp lớn gây hư hỏng vỏ hộp, làm bung nắp khỏi miệng hộp thủy tinh Ta cần tạo “áp suất” thêm nhằm cân áp suất bên hộp, gọi áp suất đối kháng Đây thông số thứ ba trình trùng Thông số không gây ảnh hưởng đến tiêu diệt vi sinh vật thông số vật lý Tuy nhiên có vai trò không nhiệt độ thời gian Đối với loại đồ hộp, thông số trình trùng không giống Xét sau yếu tố ảnh hưởng đến thông số trình trùng lựa chọn chế độ chế biến nhiệt phù hợp cho đồ hộp rau Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.2.1.1 Nhiệt độ trùng Các yếu tố định lựa chọn nhiệt độ trùng Các sản phẩm đồ hộp môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Tuy nhiên sản phẩm vi sinh vật phát triển thuận lợi chúng nhạy với độ acid hoạt động môi trường chúng sống Các thực phẩm đồ hộp nói chung coi môi trường chua, độ pH chúng nói chung nhỏ (trừ số trường hợp vô hiếm) Tuy nhiên điều chưa đủ ta khả đánh giá diện tồn vi sinh vật môi trường Các nhà vi sinh vật học đánh giá độ chua thực phẩm dựa phản ứng Cl Botulinium với độ acid môi trường Đồ hộp rau phân làm nhóm: chua (pH≥4.2) chua (pH≤4.2) Nhóm đồ hộp chua trùng nhiệt độ > 100 0C, thường người ta hay sử dụng nhiệt độ 112- 120 0C, 125-1300C Nhóm đồ hộp chua trùng nhiệt độ ≤100 0C, không thấp 75-800C Nhóm đồ hộp chua gồm đồ hộp rau Nhóm đồ hộp chua gồm tất đồ hộp hoa quả, nước đường, nước ép… Tuy nhiên phân loại đồ hộp làm nhóm gần Thời gian sau người ta tìm loạt trường hợp cần lưu ý chọn nhiệt độ trùng - Nước cà chua giải khát có pH 4.0-4.5 lại môi trường, điều kiện xác định, thuận lợi cho Cl Botulinium phát triển tạo độc tố Từ năm 1973 trở đi, người ta trùng nước cà chua nhiệt độ 1200C đồ hộp thuộc nhóm chua - Nước mơ đục có pH 3.8-3.9 môi trường thích hợp cho botuliz Vì người ta trùng nước mơ đục (và độ hộp sản xuất từ mơ nói chung) nhiệt độ 110 0C, hạn hữu 1000C pH4.2 lại thường trùng nhiệt độ 100 0C cà chua cô đặc môi trường thuận lợi cho botuliz loài yếm khí phát triển Ta chia làm ba phương pháp nhỏ là: - Thanh trùng nhiệt độ thấp trùng nhiệt độ ≤1000C - Thanh trùng nhiệt độ cao trùng nhiệt độ >1000C - Thanh trùng gián đoạn hay trùng lặp lại đồ hộp xử lý gia công nhiệt hay lần, khoảng thời gian lần nấu 20-28h Phương pháp trùng gián đoạn khác với phương pháp trùng thông thường chỗ lần gia công nhiệt không đạt độ vô trùng cần thiết Ví dụ người ta trùng nhiệt độ bình thường lần nấu thời gian ngắn Hoặc người ta nấu khoảng thời gian bình thường nhiệt độ thấp so với nhiệt độ cần thiết cho loại đồ hộp Ví dụ: Đồ hộp mơ đào nước đường: Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến Thanh trùng lần 40-50’ nhiệt độ 1000C Thanh trùng lần 1000C, lần 5’ Quả không bị rữa nát, có độ cứng Trên sở vi sinh vật học, nguyên tắc phương pháp trùng gián đoạn giải thích sau: lần nấu số lượng lơn vi khuẩn bị tiêu diệt Một số kịp chuyển sang dạng nha bào môi trường bên chuyển sang chiều hướng không thuận lợi cho chúng, nghĩa nhiệt độ tăng lên Trong thời gian giữ đồ hộp nhiệt độ phòng (18200C) trước đem nấu lần nha bào trở lại trạng thái bình thường bị tiêu diệt tácdụng nhiệt độ lần nấu thứ 2.2.1.2 Các yếu tố xác định thời gian trùng Thanh trùng trình xử lý nhiệt cho đồ hộp nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật đồ hộp sau ghép mí để bảo quản đồ hộp lâu dài Khi trùng, ta nâng nhiệt độ thiết bị trùng đến mức định, sau giữ nhiệt độ khoảng thời gian cần thiết, sau làm nguội Thời gian trùng bao gồm hai khoảng: thời gian nâng nhiệt thời gian giữ nhiệt Phần trung tâm hộp có vi sinh vật phần khác lại bắt đầu trùng chậm nhất, chậm nhiều so với lớp Do vi sinh vật có khả sống sót nhiều so với vi sinh vật lớp ngoài, ta nói thời gian tiêu diệt vi sinh vật có nghĩa ta nói đến tế bào vi sinh vật phần tử phần tâm hộp Thời gian tiêu diệt tính thời điểm trung tâm hộp đạt nhiệt độ định trước từ lúc bắt đầu đun nóng hộp thiết bị trùng Một cách gần đúng: Thời gian trùng = thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp + thời gian tiêu diệt (thời gian cần thiết để diệt vi sinh vật trung tâm hộp, lúc đạt nhiệt độ định trước) Tuy nhiên cách tính thời gian trùng không Vì thực tế vi sinh vật tâm hộp bị tiêu diệt từ lúc tâm hộp đạt nhiệt độ định trước mà từ sớm hơn, lúc tâm hộp chưa đạt nhiệt độ định trước Vì : ≠ Mà phải nói : = f ( , ) phụ thuộc vào yếu tố gì? (thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp – phụ thuộc yếu tố nhiệt lý) - Tính chất vật lý thực phẩm • • Đồ hộp rau khác có tính chất vật lý khác nhau, độ đặc, tỷ trọng, độ nhớt khác Khi trùng thực phẩm lỏng, nhiệt truyền chủ yếu nhờ đối lưu, nhiệt trở thực phẩm không lớn Khi trùng thực phẩm đặc, nhiệt truyền chủ yếu phương pháp truyền dẫn, nhiệt trở thực phẩm trường hợp lớn Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh • GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến Tính chất vật lý đồ hộp rau mà xác độ trơ nhiệt chúng ảnh hưởng lớn đến thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp - Tính chất vật lý vật liệu làm vỏ hộp độ dày vỏ hộp • Trở nhiệt vỏ hộp lớn, hộp dày, độ dẫn nhiệt nhỏ - Kích thước hình học hộp • • Kích thước bao bì lớn, trở nhiệt lớn Khi tăng thể tích hộp lên lần số trơ nhiệt tăng 2.2 lần - Nhiệt độ ban đầu thực phẩm • • • • Nếu tăng nhiệt độ thực phẩm lúc bắt đầu trùng thời gian nâng nhiệt chung giảm Đối với sản phẩm lỏng, truyền nhiệt chủ yếu dòng đối lưu, nên nhiệt độ ban đầu có ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt Đối với sản phẩm đặc, truyền nhiệt chủ yếu dẫn nhiệt, nên nhiệt độ ban đầu sản phẩm có ảnh hưởng nhiều đến vận tốc truyền nhiệt sản phẩm Đồ hộp lúc trùng nguội thời gian truyền nhiệt kéo dài Tác dụng tốt mặt lý nhiệt, vi sinh (nhiệt độ lúc bắt đầu lớn vi sinh vật) - Nhiệt độ cuối sản phẩm - Nhiệt độ trùng • • Tăng nhiệt độ trùng giảm thời gian nâng nhiệt Tăng nhiệt lên 80C thời gian gia nhiệt giảm 40% - Trạng thái hộp trùng (đứng yên hay chuyển động quay) • • Hộp quay, thực phẩm bị xáo trộn, trình nâng nhiệt xảy nhanh Chú ý đến cấu trúc thực phẩm để tránh hỏng (thời gian tiêu diệt vi sinh vật) - Nhiệt độ trùng - Thành phần đồ hộp • • • • Acid: Hàm lượng acid ảnh hưởng trực tiếp đến pH Chất sát trùng thực vật (phitonxit): Nếu có thêm chất sát trùng thời gian tiêu diệt vi sinh vật giảm Các chất sát trùng thường gặp thực vật tomatin cà chua, allyxin hành tỏi, antoxian rau quả, sắc tố có màu… Chất béo: Chất béo làm tăng thời gian tiêu diệt vi sinh vật làm tăng sức chịu nhiệt chúng Đường muối: Đường có tác dụng bảo vệ vi sinh vật đun nóng trình vi sinh vật nước thẩm thấu việc hàm lượng nước giảm làm phần lớn vi sinh vật bền vững đun nóng Nồng độ muối 8% lại có tác dụng làm vi sinh vật bị tiêu diệt nhanh Nồng độ muối không lớn có tác dụng tế bào vi sinh vật bị nước thẩm thấu tương tự tượng xảy dung dịch đường, làm Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh • GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến độ bền nhiệt tăng lên Ở môi trường có nồng độ muối cao bắt đầu xuất điện ly Giống loài vi sinh vật số lượng chúng: Thời gian tiêu diệt chịu ảnh hưởng lớn loài vi sinh vật phát triển thực phẩm độ bền nhiệt loài vi sinh vật không giống nhau, tế bào sinh dưỡng dễ bị tiêu diệt nhiều so với nha bào 2.2.1.3 Mối tương quan thời gian nhiệt độ trùng Nhiệt độ trùng tăng thời gian tiêu diệt giảm ngược lại Xử lý rau nhiệt độ cao dẫn đến biến đổi chất lượng cảm quan (do phản ứng thủy phân dẫn tới rau mềm, nhũn, nát…), phản ứng melanoidine (làm rau sẫm màu, mùi nấu…)… Do cần xác định yếu tố thời gian nhiệt độ phù hợp để hạn chế thấp biến đổi 2.2.1.4 Áp suất đối kháng Rau đựng hộp bao gồm thành phần : chất rắn, chất lỏng, chất khí Dưới tác dụng nhiệt độ cao, áp suất riêng phần dãn nở cấu tử tăng lên, làm cho áp suất chung bao bì đựng sản phẩm tăng lên Áp suất (có thể tới atm) làm cho bao bì sắt tây bị biến dạng, bao bì thủy tinh bị nứt, vỡ Vì ta cần tạo áp suất thiết bị trùng (căn vào tính chất bao bì, thành phần sản phẩm đựng hộp nhiệt độ trùng) hay gần áp suất dư tăng lên hộp, áp suất gọi áp suất đối kháng, thường vào khoảng 0,4 - 1,4 atm 2.2.1.5 Công thức trùng Khi xác định thông số chế độ trùng đồ hộp, ta ghi lại thành công thức trùng tổng quát a: Thời gian đuổi không khí khỏi thiết bị trùng (bằng nước), tính phút Thời gian đuổi khí thường kéo dài : - 10 phút Nếu trùng thiệt bị hở (bằng nước) thời gian đuổi khí a A: Thời gian nâng nhiệt độ, thiết bị trùng chứa đồ hộp, từ nhiệt độ ban đầu tới nhiệt độ trùng cần thiết (phút) A phụ thuộc nhiệt độ trùng, nhiệt độ ban đầu, loại sản phẩm, thể tích, khối lượng, bao bì B: Thời gian giữ nhiệt độ không đổi thiết bị 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 trùng tới nhiệt độ lấy đồ hộp (phút) Thời gian hạ nhiệt nên ngắn C dài sản phẩm đầu có mùi nấu To: Nhiệt độ trùng (oC) p: Áp suất đối kháng cần tạo thiết bị trùng (atm) Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.2.1.6 Cách thiết lập chế độ trùng Thiết lập chế độ trùng cho loại đồ hộp xác định nhiệt độ thời gian trùng cần thiết để vừa đảm bảo yêu cầu tiêu diệt vi sinh vật, vừa giữ giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan đồ hộp rau Các giai đoạn tiến hành trình tự sau: - Phân tích thành phần hóa học thực phẩm cần đóng hộp, chủ yếu độ acid, hàm lượng đường, muối, chất béo, protid - Chọn nhiệt độ trùng vào độ acid (pH) + Đồ hộp có pH < 4,6 nhiệt độ trùng : 80 - 100OC + Đồ hộp có pH > 4,6 nhiệt độ trùng :105 - 121OC - Xác định tốc độ truyền nhiệt vào trung tâm hộp theo nhiệt độ trùng chọn nồi hấp thí nghiệm: nồi hấp đặt hộp sản phẩm, nắp hộp có đặt nhiệt kế, bầu thủy ngân nhiệt kế cắm trung tâm hộp Cho vào nồi hấp sau khoảng thời gian (thường khoảng phút) đọc nhiệt độ cột nhiệtmkế Sau đo nhiệt độ hộp thời điểm người ta vẽ đồ thị truyền nhiệt Từ xác định thời gian truyền nhiệt - Phân lập vi sinh vật để xác định loại vi sinh vật nguy hiểm bao gồm loại gây bệnh, loại có độc tố, loại chịu nhiệt Tìm tốc độ tiêu diệt theo số liệu có Trên sở vẽ đồ thị thời gian tiêu diệt Thiết lập thời gian trùng - Kiểm tra chế độ trùng theo phương pháp biểu đồ Biegelow, hay theo phương pháp hiệu ứng Ball - Flaumenbaum - Từ mẫu đồ hộp trùng theo chế độ khác nhau, người ta kiểm tra chất lượng đồ hộp cảm quan vi sinh vật Sau xét đến hiệu kinh tế chế độ trùng, mà chọn chế độ trùng tốt 2.2.2.Thanh trùng tia ion hóa 2.2.2.1 Nguyên lý Tác dụng diệt trùng tia ion hóa thay đổi cấu trúc số phân tử protein tế bào vi sinh vật làm ion hóa dung môi Hiệu trùng tia ion hóa phụ thuộc vào thời gian xử lý, chiều dày thực phẩm lượng vi sinh vật nhiễm vào thực phẩm 2.2.2.2 Các tia ion hóa Căn vào tần số dao động điện từ, người ta chia tia sáng làm 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 lực đâm xuyên cao Tia hồng ngoại tia tử ngoại tia xạ Tác dụng tia hồng ngoại làm nóng sản phẩm để diệt vi sinh vật Tia tử ngoại có tác dụng sát trùng làm đông tụ protid phá hủy hệ thống men vi sinh vật Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.2.3 Thanh trùng sóng siêu âm Cơ chế tác động lượng siêu âm hệ thống chất môi trường lỏng chủ yếu cho tạo lổ hổng lực có ảnh hưởng nguy kịch lên hệ thống sinh học Sự tạo lổ sóng âm chia tổng quát thành loại: loại tạm thời loại bền vững Dạng bong bóng sủi nước chứa đầy khí hay nước, trải qua dao động không cuối nổ tung Điều sinh nhiệt độ áp xuất chỗ cao phân hủy tế bào sinh học làm biến tính enzyme diện Các bong bóng nổ tung vào sinh lực biến dạng cao tia lỏng dung môi có đủ lượng phá hủy màng tế bào cách học Cơ chế tác động kiểu sử dụng quy mô nhỏ việc tẩy uế nguồn nước bị nhiễm bào tử vi sinh Dạng lỗ ổn định liên quan đến bọt sủi mà dao động theo dạng cho nhiều chu trình âm Các bọt sủi cảm ứng vi dòng gây stress chất lỏng xung quanh lên diện vài loài Tác dụng cung cấp lực lớn mà nổ bọt sủi Dạng tạo lỗ trống quan trọng loạt ứng dụng siêu âm công nghệ sinh học Dưới tác dụng siêu âm, môi trường lỏng truyền âm bị xô đẩy, bị ép tạo chân không liên tiếp, sinh nhiều khoảng trống Lúc đó, chất hòa tan chất lỏng dồn vào khoảng trống ấy, gây tác dụng học làm chết vi sinh vật môi trường Mặt khác trình ấy, phần chất khí hòa tan bị ion hóa tạo nước oxy già (H2O2), Nitrogen oxy (NO) chất độc vi sinh vật Các loài vi sinh vật khác có sức chịu đựng khác với sóng siêu âm Các tế bào lớn nhạy cảm hơn, dạng hình cầu chịu đựng sóng siêu âm tốt dạng que loài hiếu khí chống chịu với sóng siêu âm tốt kị khí Trong loại vi sinh vật vi khuẩn dễ bị siêu âm tác dụng Hiệu bất hoạt sóng siêu âm cho phát sinh lỗ trống nội bào phá vỡ cấu trúc tế bào thành phần chức dẫn đến việc phân giải tế bào Bào tử chịu đựng sóng siêu âm tốt dạng tế bào sinh dưỡng, enzyme bị bất hoạt sóng siêu âm tác dụng khử trùng hợp Sự tạo lỗ trống hình thành, phát triển nổ vi bọt tạo chất lỏng sóng siêu âm truyền qua Sự vỡ bong bóng dẫn tới tích tụ lượng điểm nóng Nhiệt độ cao có tạo lỗ trống Qua gốc tự tạo âm giải nước Do lực tạo vi dòng sóng điện Tác dụng nhiệt áp suất sóng âm cảm ứng phá vỡ tế bào • • • Sự chịu đựng vi sinh vật enzyme với sóng âm cao Xử lý kéo dài sinh thay đổi kéo dài thực phẩm ảnh hưởng lớn đến chất lượng thực phẩm xử lý Sử dụng sóng siêu âm với gia nhiệt vừa phải gọi nhiệt âm Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 10 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh • • • GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến Kết hợp sóng âm áp suất vừa phải gọi siêu âm áp lực Và cuối kết hợp loại gọi nhiệt siêu âm áp lực Thuận tiện cho bất họat vài enzyme nhiệt độ thấp Phạm vi ứng dụng thực phẩm: Nâng cao hiệu trùng Pasteur, bất hoạt enzyme, sàng lọc, tách nước 2.2.4 Thanh trùng dòng điện cao tần Thanh trùng cách đặt sản phẩm điện trường dòng điện xoay chiều (có tần số cao) Các phần tử tích điện sản phẩm (ion, điện tử) dao động tác dụng điện năng, chuyển điện hấp thu thành nhiệt để làm chết vi sinh vật Khả hấp thu điện tùy thuộc vào: - Kích thước bao bì đựng thực phẩm, - Điện áp - Tần số dòng điện Tần số dòng điện lớn hay bước sóng ngắn trình trùng nhanh (Tần số thích hợp 3.108-3.107Hz) Thời gian trùng vài mươi giây đến vài phút Các phần tử tích điện sản phẩm (ion, điện tử) dao động tác dụng điện năng, chuyển điện hấp thụ thành nhiệt để làm chết vi sinh vật Phương pháp sử dụng chưa phổ biến nguy hiểm cho người điều khiển giá thành đắt (0.3-0.5 kWh/kg sản phẩm) Sự bất hoạt vi sinh xung điện cao áp dựa nhiều nhân tố, phân loại thành - Thông số xử lý • • • Cường độ xung điện tổng thời gian xử lý hay nguồn lượng đầu vào tham số ảnh hưởng đến bất hoạt vi sinh Nếu tăng cường độ xung điện hay tổng thời gian xử lý tăng bất hoạt vi sinh Tuy nhiên, để đạt giảm chuyên biệt số lượng vi sinh , cường độ xung điện - Thông số sản phẩm • • • Độ dẫn điện mẫu xử lý tham số sản phẩm quan trọng định trực tiếp đến độ chống chịu phận xử lý Ảnh hưởng pH sản phẩm lên bất hoạt vi sinh luồng xung điện thay đổi phụ thuộc vào loại vi sinh điều kiện xử lí pH giảm làm tăng hiệu bất hoạt vi sinh xung điện Các sản phẩm mang tính acid thích hợp với bảo quản xung điện cao áp pH thấp tránh tế bào tổn thương nhẹ phục hồi sử dụng phải vượt giá trị tới hạn Ưu điểm: Bất hoạt nhanh vi sinh vật sinh dưỡng gồm chủng gây bệnh gây hư hỏng thực phẩm Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 11 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến Nhược điểm • • • • Chỉ thực phẩm lỏng đồng bọt khí hay phân tử lớn xử lý hữu hiệu Bào tử vi khuẩn không bị bất hoạt Enzyme bị bất hoạt phần nên hầu hết thực phẩm xử lý xung điện cần trữ lạnh để tăng thời gian bảo quản Sự thay đổi bất lợi hóa học xảy chất điện môi bị thủng tượng hóa điện không quản lí 2.2.5 Thanh trùng sử dụng áp suất cao 2.2.5.1 Cơ chế trình Biến tính protein enzyme Phá hủy cấu trúc tế bào, màng tế bào bào tử Thay đổi tính thấm màng tế bào Áp lực 300 - 600MPa có khả vô họat vi sinh vật không hình thành bào tử Trong để vô họat vi khuẩn sinh bào tử cần áp lực cao (1800MPa) Tuy nhiên, áp suất thấp 200 - 400MPa làm giảm sản sinh bào tử 2.2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng Chủng loại vi sinh vật Hình thể mô hình bất hoạt samonella HPP Chế độ xử lý (áp suất, thời gian) Đặc điểm thực phẩm (pH, oxy hóa khử) Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 12 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.2.5.3 Khả áp dụng Trong đồ hộp rau sử dụng cho quả, nước ăn tráng miệng Ở Mỹ Mexico, phương pháp áp dụng cho sản phẩm jams hay jellies, loại nước ép trái cây, salad Ở châu Âu, phương pháp sử dụng cho loại nước ép trái cây, sữa trái cây, trái tươi đóng hộp Ở Nhật Bản, phương pháp sử dụng cho sản phẩm trái dạng jams hay jellies, sữa chua trái 2.2.5.4 Các dạng trùng áp suất cao Có dạng Ultra High Pressure (UHP) High Hydrostatic Pressure (HHP) 2.2.5.5 Một số hạn chế Hiệu thấp bào tử vi khuẩn, trường hợp cần phải phối hợp với số phương pháp bảo quản khác như: - Bổ sung Axit thực phẩm - Bảo quản lạnh Năng suất thấp Chi phí cao 2.2.6 Thanh trùng trường điện từ 2.2.6.1 Đặc điểm phương pháp Sử dụng dòng điện có hiệu điện lên đến 50kV/cm tần số 400 KHz Có khả bất hoạt enzym, vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm vi sinh vật gây bệnh, làm thay đổi điện tích tính thấm màng tế bào Thời gian xử lý ngắn khoảng phần triệu giây Thích hợp sản phẩm dạng lỏng nước trái cây, mứt trái cây… Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 13 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.2.6.2 Cơ chế bất hoạt 2.2.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng Cường độ dòng điện (Electric Field Intensity) Hình dạng sóng điện (Pulse wave shape) Thời gian xử lý (Treatment time) Mức độ ion hóa thực phẩm (Ionic concentration of food) Nhiệt độ thực phẩm (Temperature of food) Số lượng vi sinh vật ban đầu (Initial cell concentration) Giai đoạn phát triển VSV (Growth stage of the cell) 2.2.6.4 Một số hạn chế Hiệu thấp bào tử vi khuẩn Không có tác dụng đối với: Thực phẩm không đồng nhất, thực phẩm có bẫy khí, thực phẩm có độ nhớt cao, thực phẩm có khả dẫn điện Hiệu suất thấp Chưa sẵn có thiết bị có khả sản xuất thương phẩm 2.2.7 Lọc trùng Sản phẩm lỏng, nước loại trừ vi sinh vật cách lọc Bản lọc, thường màng sứ xốp, có lỗ đủ nhỏ cho sản phẩm qua, giữ lại vi sinh vật Sau lọc, sản phẩm rót vào bao bì sát trùng, ghép kín Quá trình phải tiến hành điều kiện vệ sinh cao Bằng phương pháp này, sản phẩm hoàn toàn giữ tính chất tự nhiên Kỹ thuật màng lọc góp phần bảo quản thực phẩm cách giữ lại vi sinh vật màng dịch lỏng thấm qua vô khuẩn Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 14 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến Sự vi lọc kỹ thuật phòng thí nghiệm sử dụng tốt việc loại bỏ vi sinh vật (cả tế bào sinh dưỡng bào tử), sản phẩm vô khuẩn mà không cần xử lí nhiệt Kĩ thuật vi lọc dòng ngang (cross-flow MF) ứng dụng rộng rãi việc sản xuất thức uống lọc nước trái Vi lọc di dời hữu hiệu tế bào chất rắn lơ lửng, tránh việc sử dụng tác nhân làm diatomite hay enzyme, mà giữ lại màu Màng lọc xuất cách 40 năm ngày trở nên quan trọng công nghiệp thực phẩm, phục vụ cho việc cô đặc phân đoạn sản phẩm Có loại màng lọc chính: Màng thấm ngược: giữ lại ion đơn trị màng Màng siêu lọc: giữ lại đại phân tử protein, polysaccharides hay chất béo, đường hay amino acid qua màng Đường kính lỗ từ 2-20nm Màng vi lọc: tách loài có kích thước khoảng 0.1 – 10nm, giữ lại đại phân tử 2.2.8 Chiếu xạ (Irradiation) 2.2.8.1 Giới thiệu chung Chiếu xạ phương pháp trùng không dùng nhiệt áp dụng phạm vi rộng sau 45 năm nghiên cứu Được chấp nhận 43 nước bắt buộc phải ghi nhãn Liều chiếu xạ an toàn thực phẩm 10KGy (KiloGrays) (WHO) Cơ chế tác dụng: Phá hủy DNA, phá hủy màng tế bào 2.2.8.3 Các yếu tố ảnh hưởng Điều kiện môi trường pH, nhiệt độ, nồng độ oxy … Chủng loại vi sinh vật Giai đoạn phát triển vi sinh vật Thành phần hóa học thực phẩm Trạng thái vật lý thực phẩm 2.3 Một số thiết bị trùng sử dụng đồ hộp rau 2.3.1 Thiết bị trùng hở nắp Có cấu tạo đơn giản nồi nấu, dùng môi trường truyền nhiệt nước đun sôi đun trực tiếp nhiên liệu Dùng để trùng loại đồ hộp có nhiệt độ trùng không 100oC 2.3.2 Thiết bị trùng có áp suất cao làm việc gián đoạn Dùng để trùng loại đồ hộp có nhiệt độ trùng từ 100 oC có nắp đậy kín, gọi nồi hấp trùng Có loại nồi hấp: loại đặt thẳng đứng loại đặt nằm ngang Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 15 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến + Thiết bị hấp trùng loại thẳng đứng Có thân hình trụ, đáy nắp hình chõm cầu, nắp có chốt ghép chặt với thân thiết bị, đáy có lắp ống phun nóng để trùng Bên thiết bị có giá đỡ để đặt giỏ đựng đồ hộp, có loại có giỏ, loại giỏ, loại giỏ + Thiết bị hấp trùng loại đặt nằm ngang Thân thiết bị đặt nằm ngang, bên giá đỡ giỏ mà có đường rây xe đựng giỏ đồ hộp đẩy vào Loại có khả làm việc cao, thao tác phức tạp, chu kỳ làm việc kéo dài, tốn nước nhiều 2.3.3 Thiết bị trùng làm việc liên tục dùng áp suất thủy tĩnh Thiết bị gồm có nhánh cột nước cao 12 - 20 m chứa đầy nước nóng Giữa cột nước phòng chứa đầy nước nóng Cuối cột nước thứ II thùng nước lạnh Đồ hộp chuyển băng tải xích Áp suất phòng điều chỉnh cách điều chỉnh chiều cao mực nước nhánh cột nước Thời gian trùng điều chỉnh vận tốc băng tải Thiết bị làm việc với suất cao có nhược điểm cấu tạo cồng kềnh 2.3.4 Thiết bị trùng mỏng Đây loại thiết bị làm việc liên tục áp suất nước cao áp suất khí Cấu tạo thiết bị nhờ khoang chứa nước đặt xen kẻ với khoang chứa chất tải nhiệt, nước chảy khoang kín lớp mỏng, lại truyền nhiệt từ mặt nên thời gian trùng nhanh Thiết bị trùng mỏng dùng để trùng nước trược rót vào hộp phải rót hộp điều kiện vô trùng 2.4 Những biến đổi đồ hộp rau sau trùng 2.4.1 Vật lý Một số tiêu vật lý thực phẩm thay đổi thể tích, trọng lượng, độ giòn, độ dai… Tùy trường hợp mà biến đổi có ý nghĩa tích cực hay tiêu cực 2.4.2 Hóa học Nhiệt độ tác nhân quan trọng thúc đẩy phản ứng hóa học xảy Trong công nghiệp thực phẩm, phản ứng hóa học phi enzyme phổ biến Maillard 2.4.3 Hóa lý Gây biến đổi phase : Nước số protein hòa tan thực phẩm lỏng bị đông tụ chuyển sang phase rắn Một số chất dễ bay chuyển sang pha khí 2.4.4 Sinh học Nhiệt độ cao làm cho trình trao đổi chất tế bào sinh vật ngừng lại, vi sinh vật thực phẩm bị ức chế tiêu diệt Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 16 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.4.5 Hóa sinh Nhiệt độ cao làm biến tính bất thuận nghịch enzyme có mặt thực phẩm, chúng bị vô hoạt Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 17 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Mỹ Hồng, 2005 Giáo trình công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp Trịnh Thị Hồng Slide bảo quản thực phẩm Các trình sản xuất đồ hộp Lê Văn Hoàng Các trình thiết bị công nghệ sinh học công nghiệp Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Lê Hà Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm Tìm hiểu công đoạn trùng chế biến đồ hộp rau 18 [...]... các vi sinh vật trong thực phẩm sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả 16 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.4.5 Hóa sinh Nhiệt độ cao làm biến tính bất thuận nghịch các enzyme có mặt trong thực phẩm, do đó chúng sẽ bị vô hoạt Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả 17 Trường ĐH Công nghiệp TP... 4 Lê Mỹ Hồng, 2005 Giáo trình công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp Trịnh Thị Hồng Slide bảo quản thực phẩm Các quá trình cơ bản trong sản xuất đồ hộp Lê Văn Hoàng Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học trong công nghiệp Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật 5 Nguyễn Lê Hà Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả 18 ... samonella bằng HPP Chế độ xử lý (áp suất, thời gian) Đặc điểm của thực phẩm (pH, thế oxy hóa khử) Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả 12 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.2.5.3 Khả năng áp dụng Trong đồ hộp rau quả thì sử dụng được cho quả, nước quả và các món ăn tráng miệng Ở Mỹ và Mexico, phương pháp này được áp dụng cho sản phẩm quả như jams... thiết bị thanh trùng sử dụng trong đồ hộp rau quả 2.3.1 Thiết bị thanh trùng hở nắp Có cấu tạo đơn giản như nồi nấu, dùng môi trường truyền nhiệt là nước được đun sôi bằng hơi hoặc đun trực tiếp bằng nhiên liệu Dùng để thanh trùng các loại đồ hộp có nhiệt độ thanh trùng không quá 100oC 2.3.2 Thiết bị thanh trùng có áp suất cao làm việc gián đoạn Dùng để thanh trùng các loại đồ hộp có nhiệt độ thanh trùng. .. nồi hấp thanh trùng Có 2 loại nồi hấp: loại đặt thẳng đứng và loại đặt nằm ngang Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả 15 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến + Thiết bị hấp thanh trùng loại thẳng đứng Có thân hình trụ, đáy và nắp hình chõm cầu, nắp có các chốt ghép chặt với thân thiết bị, dưới đáy có lắp ống phun hơi nóng để thanh trùng Bên trong. .. bị nhờ các khoang chứa nước quả đặt xen kẻ với các khoang chứa chất tải nhiệt, và nước quả chảy trong khoang kín chỉ bằng một lớp mỏng, lại được truyền nhiệt từ 2 mặt nên thời gian thanh trùng rất nhanh Thiết bị thanh trùng bản mỏng dùng để thanh trùng nước quả trược khi rót vào hộp và phải rót hộp trong điều kiện vô trùng 2.4 Những biến đổi của đồ hộp rau quả sau thanh trùng 2.4.1 Vật lý Một số chỉ... 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 Kỹ thuật màng lọc góp phần bảo quản thực phẩm bằng cách giữ lại vi sinh vật trên màng và do đó dịch lỏng thấm qua sẽ vô khuẩn Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả 14 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh... sản phẩm mang tính acid thích hợp hơn với bảo quản bằng xung điện cao áp do pH thấp có thể tránh được các tế bào tổn thương nhẹ phục hồi sử dụng phải vượt hơn giá trị tới hạn Ưu điểm: Bất hoạt nhanh của các vi sinh vật sinh dưỡng gồm cả chủng gây bệnh và gây hư hỏng thực phẩm Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả 11 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng... bào Thời gian xử lý ngắn chỉ khoảng một phần triệu giây Thích hợp đối với các sản phẩm dạng lỏng như nước trái cây, mứt trái cây… Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả 13 Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến 2.2.6.2 Cơ chế bất hoạt 2.2.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng Cường độ dòng điện (Electric Field Intensity) Hình dạng sóng điện (Pulse wave shape) Thời... thiết bị có giá đỡ để đặt giỏ đựng đồ hộp, có loại chỉ có 1 giỏ, loại 2 giỏ, loại 3 giỏ + Thiết bị hấp thanh trùng loại đặt nằm ngang Thân thiết bị đặt nằm ngang, bên trong không có giá đỡ giỏ mà có đường rây để cho xe đựng các giỏ đồ hộp đẩy vào Loại này có khả năng làm việc cao, nhưng thao tác phức tạp, chu kỳ làm việc kéo dài, tốn hơi và nước nhiều 2.3.3 Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục dùng áp