MỘT số PHƯƠNG PHÁP bảo QUẢN PHI NHIỆT TRONG THỰC PHẨM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  NGUYỄN HẢI ÂU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP BẢO QUẢN PHI NHIỆT TRONG THỰC PHẨM ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ SỐ MÔN HỌC: NN181 Cần Thơ, 2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ SỐ MÔN HỌC: NN181 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP BẢO QUẢN PHI NHIỆT TRONG THỰC PHẨM Cán hướng dẫn: TS Nhan Minh Trí Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hải Âu MSSV: B1306358 Lớp: NN1308A1 Cần Thơ, 2016 LỜI CẢM TẠ Xin gởi lời chân thành cảm ơn đến Thầy, Tiến sĩ Nhan Minh Trí tận tình hƣớng dẫn suốt thời gian tơi thực đồ án Xin cảm ơn quý thầy, cô cán Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng, Trƣờng Đại Học Cần Thơ giảng dạy, truyền đạt kiến thức hỗ trợ thời gian học tập trƣờng Trong q trình thực đồ án khơng tránh khỏi sai sót, kính mong góp ý nhận xét từ quý thầy, cô Xin chân thành cảm ơn i MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ i MỤC LỤC ii DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT iv DANH SÁCH BẢNG v DANH SÁCH HÌNH vi CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề…………………………………………………………… 1.2 Mục tiêu……………………………………………………………… CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Phƣơng pháp sử dụng tia ion hóa ( Radiation Preservation of Food)… 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Tính chất tia ion hóa 2.1.3 Liều lƣợng tia xạ 2.1.4 Ảnh hƣởng tia ion hóa lên sống vi sinh vật 2.1.5 Ảnh hƣởng tia xạ đến chất lƣợng thực phẩm 2.1.6 Ứng dụng chiếu xạ bảo quản thực phẩm ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng 2.2 Phƣơng pháp sử dụng áp suất cao (High-pressure processing - HPP)………………………………………………………………………… 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Nguyên lý 2.2.3 Sự phụ thuộc lẫn nhiệt độ ảnh hƣởng áp suất cao 2.2.4 Ảnh hƣởng áp suất cao đến sống vi sinh vật 2.2.5 Ảnh hƣởng áp suất cao đến chất lƣợng thực phẩm 10 2.2.6 Ƣu điểm giới hạn phƣơng pháp HPP 10 2.2.7 Vài nét thiết bị tình hình ứng dụng phƣơng pháp HPP bảo quản thực phẩm 11 2.3 Phƣơng pháp sử dụng điện cao tần (High-Intensity Pulsed Electric Fields) ………………………………………………………………………… 13 2.3.1 Giới thiệu 13 ii 2.3.2 Nguyên lý 13 2.3.3 Ảnh hƣởng dòng điện cao tần đến sống vi sinh vật 14 2.3.4 Ứng dụng phƣơng pháp PEF bảo quản thực phẩm 15 2.3.5 Thiết bị sử dụng phƣơng pháp PEF 16 2.4 Phƣơng pháp sử dụng sóng siêu âm (Ultrasound) …………………… 18 2.4.1 Giới thiệu 18 2.4.2 Nguyên lý bất hoạt vi sinh vật sóng siêu âm 19 2.4.3 Ứng dụng sóng siêu âm bảo quản thực phẩm 20 2.4.4 Sự phối hợp sóng âm với nhiệt độ áp suất 23 2.5 Phƣơng pháp sử dụng xung điện từ (Oscillating Magnetic Fields or Static Magnetic Fields)……………………………………………………… 23 2.5.1 Giới thiệu 23 2.5.2 Nguyên lý 24 2.5.3 Tác động xung điện từ đến vi sinh vật 24 CHƢƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 iii DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT HPP: High-Pressure Processing PEF: Pulsed Electric Fields OMF: Oscillating Magnetic Fields SMF: Static Magnetic Fields iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Sự biến đổi hàm lƣợng acid ascorbic (vitamin C) trình xử lý nhiệt , % Bảng 2: Tần số dao động số dạng tia ion hóa Bảng 3: Một số giá trị D10 vi sinh vật Bảng 4: Một số giá trị thời gian tiêu diệt thập phân số loài vi khuẩn tƣơng ứng với phƣơng pháp xử lý siêu âm 21 v DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Hệ thống máy chiếu xạ tia gramma Hình 2: Máy phát tia X Hình 3: Cơ chế tác dụng áp suất Hình 4: Sự thay đổi thể tích nƣớc theo áp suất tác dụng (http://www.fda.gov) Hình 5: Sự thay đổi nhiệt độ số dung dịch theo áp suất tác dụng (http://www.fda.gov) Hình 6: Thiết bị chế biến áp suất cao thƣơng mại modern 215l 11 Hình 7: Sơ đồ phận phƣơng pháp HPP 12 Hình 8: Hệ thống áp suất thũy tĩnh cao (áp suất tối đa 600MPa, nhiệt độ từ - 90ºC) 12 Hình 9: Minh họa chế tác động điện cao tần lên vi sinh vật 13 Hình 10: Minh họa tác động xung điện cao tần vi sinh vật 14 Hình 11: Sơ đồ biểu diễn hệ thống thiết bị phƣơng pháp PEF 14 Hình 12: Các dạng xử lý PEF 16 Hình 13: Biểu diễn thiết bị phƣơng pháp PEF thực phẩm dạng lỏng 16 Hình 14: Buồng xử lý dạng tĩnh với điện cực cacbon 17 Hình 15: Buồng xử lý tĩnh có ống thủy tinh quấn quanh cực dƣơng 17 Hình 16: Buồng liên tục với màng ion dẫn điện ngăn cách thực phẩm 17 Hình 17: Buồng PEF có vách ngăn 18 Hình 18: Buồng điều trị với điện trƣờng nâng cao 18 Hình 19: Cơ chế tổn thƣơng tế bào siêu âm gây 20 Hình 20: Tăng cƣờng tính thấm siêu âm 22 Hình 21: Sự khác biệt việc cắt lát cắt giảm sản phẩm bánh có khơng có 22 Hình 22: Biểu diễn phƣơng pháp sử dụng siêu âm thực phẩm 23 Hình 23: Biểu diễn thiết bị phƣơng pháp OMF 25 vi Đồ án công nghệ thực phẩm CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN Đặt vấn đề Trong năm gần đây, thực sách đổi Đảng Nhà nƣớc, ngành Nơng nghiệp nƣớc ta có nhiều bƣớc tiến quan trọng Sự tăng trƣởng nhanh chóng mặt số lƣợng lẫn chất lƣợng nông sản tạo nên nhiều thuận lợi nhƣ: đảm bảo nhu cầu lƣơng thực nƣớc, nâng cao chất lƣợng bữa ăn ngƣời dân đồng thời gia tăng nguồn lợi từ xuất hàng hóa…Song song đó, từ đa dạng, phong phú đặt nhiều thách thức cho ngành công nghiệp bảo quản chế biến thực phẩm Việc trì chất lƣợng, hạn chế đến mức thấp hao hụt giá trị dinh dƣỡng chế biến bảo quản, đặc biệt ngăn ngừa giảm thiểu mối nguy vi sinh thực phẩm mối quan tâm hàng đầu Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm trƣởng thành qua nhiều năm với thành cơng đáng kể an tồn thị trƣờng sôi động cho đời phát triển nhiều sản phẩm (Awuah, Ramaswamy, & Economides, 2007) Mặc dù công nghệ bảo quản đƣợc phát triển nhiều thập kỷ qua, nhiên tỷ lệ thực phẩm hƣ hỏng cao đƣợc báo cáo nhiều nƣớc Theo Liên Hiệp Quốc, 30% tỷ lệ tử vong toàn giới bệnh tiêu hóa Mong muốn hầu hết nƣớc làm cho thực phẩm an toàn cho ngƣời tiêu dùng, đòi hỏi bảo quản thực phẩm kỹ thuật sản xuất tốt (Knorr et al., 2011) Nhu cầu ngƣời tiêu dùng sản phẩm chất lƣợng cao, bổ dƣỡng an toàn với sức khỏe truyền cảm hứng cho nhà nghiên cứu khám phá nhiều phƣơng pháp bảo quản khác để thay cho phƣơng pháp bảo quản truyền thống Ngày nay, ngƣời tiêu dùng không quan tâm đặc tính cảm quan sản phẩm thực phẩm (ví dụ: kết cấu, hƣơng vị, mùi thơm, hình dáng, màu sắc, dƣ vị) mà họ ý nhiều đến giá trị dinh dƣỡng Nhìn chung, ngƣời tiêu dùng đòi hỏi sản phẩm chế biến hạn chế sử dụng phụ gia thực phẩm Mục tiêu nhà sản xuất thực phẩm phát triển sử dụng cơng nghệ bảo quản có khả trì hạn chế tối đa mát hƣơng vị mong muốn chất dinh dƣỡng, làm giảm thay đổi không mong muốn thực phẩm chế biến kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm Kể từ đƣợc Ball Bigelow đặt móng sở khoa học vào năm 1920, trùng nhiệt phƣơng pháp hữu hiệu, đƣợc sử dụng rộng rãi việc bảo vệ kéo dài tuổi thọ thực phẩm (Awuah et al., 2007) Các phƣơng pháp bảo quản nhiệt độ thấp đƣợc áp dụng rộng rãi, kể đến nhƣ: làm lạnh, lạnh đông, sấy lạnh…Tuy nhiên trải qua chặng đƣờng dài phát triển, xử lý nhiệt bộc lộ nhiều khuyết điểm trình sản xuất thực tế Sự nhạy cảm nhiều hợp chất dinh dƣỡng quý giá với nhiệt độ cao vấn đề đƣợc quan tâm Xử lý nhiệt nhiều nguyên nhân dẫn đến hao hụt dinh dƣỡng thực phẩm Một tỉ lệ lớn loại vitamin thực phẩm bị sau trình xử lý nhiệt Các vitamin nhạy cảm với nhiệt bao gồm: vitamin A, E, C, B1 acid folic (Riaz, Asif, & Ali, 2009) Nhiều nghiên cứu cho thấy acid ascorbic nhạy cảm với nhiệt độ, dễ dàng bị phá hủy chế biến bảo quản Nhiệt độ cao mức độ phá hủy lớn 1.1 Đồ án công nghệ thực phẩm (Minh Thủy, 2015) Ở nhiều loại thực phẩm có chứa hàm lƣợng chất béo hay protein cao, trùng nhiệt q cao làm hóa chất béo hay diễn đông tụ protein làm giảm tiêu chất lƣợng sản phẩm Còn sản phẩm thực phẩm dạng rắn, kích cỡ hạt lớn hay cấu trúc phúc tạp, trình truyển nhiệt tiệt trùng diễn không đồng phần thực phẩm, ảnh hƣởng lớn đến hiệu suất trùng Bảng 1: Sự biến đổi hàm lƣợng acid ascorbic (vitamin C) trình xử lý nhiệt , % Điều kiện xử lý Trƣớc xử lý Sau xử lý Tỉ lệ tổn thất Nƣớc nhiệt độ 90ºC 10,9 6,9 36,7 Nƣớc nhiệt độ 100ºC 11,2 6,7 40,0 Hơi nƣớc nhiệt độ 100ºC 12,8 10,8 15,6 Hơi nƣớc nhiệt độ 110ºC 17,9 9,0 49,7 (Guerrant, O’hara,1996) Những biến đổi mặt cấu trúc hao hụt trình tan giá sau lạnh đông khuyết điểm lớn bảo quản nhiệt Chính từ tồn tác dụng phụ không mong muốn xử lý nhiệt nhƣ mong muốn cho linh hoạt trình phƣơng pháp lƣu trữ cung cấp động lực để khám phá phƣơng pháp bảo quản vật lý chế biến thực phẩm (Karel & Lund, 2003) 1.2 Mục tiêu: Đồ án tập trung tìm hiểu số biện pháp phổ biến lĩnh vực bảo quản phi nhiệt độ đƣợc áp dụng Bao gồm:  Phƣơng pháp sử dụng tia ion hóa (Radiation Preservation of Foods)  Phƣơng pháp sử dụng sóng siêu âm (Ultrasound)  Phƣơng pháp sử dụng áp suất cao (High-Pressure Processing)  Phƣơng pháp sử dụng dòng điện cao tần (High-Intensity Pulsed Electric Fields - PEF)  Phƣơng pháp sử dụng xung điện từ (Oscillating Magnetic Fields or Static Magnetic Fields) Các vấn đề đƣợc tìm hiểu bao gồm nguyên lý hoạt động, chế tác động lên vi sinh vật, tính chất, thiết bị, liều lƣợng sử dụng, ảnh hƣởng đến tính chất thực phẩm nhƣ tình hình ứng dụng sản xuất Mỗi phƣơng pháp có ƣu, khuyết điểm riêng thực tiễn Tùy thuộc vào tính chất hóa lý thực phẩm, nhu cầu nhƣ khả vận hành áp dụng mà lựa chọn phƣơng pháp xử lý tối ƣu cho hiệu cao Đồ án công nghệ thực phẩm bảo quản thịt cá dạng băm nhƣ cá hồi thịt băm, gan băm Kết cho thấy có khả trì thời hạn sử dụng nhƣng có thay đổi giá trị cảm quan 2.3 Phƣơng pháp sử dụng điện cao tần (High-Intensity Pulsed Electric Fields) 2.3.1 Giới thiệu Tác dụng diệt khuẩn dòng điện có đƣợc thử nghiệm vào cuối kỷ XIX (Prochownick Spaeth, 1890; Kru ger, 1893, Thiele Wolf, 1899), nhƣng ảnh hƣởng gây chủ yếu kết nhiệt hiệu ứng điện hóa Trong năm 1920, trình gọi "electropure" đƣợc giới thiệu châu Âu Hoa Kỳ (Beattie Lewis, 1925; Fetterman năm 1928; Moses, 1938) Đó nỗ lực để sử dụng điện cho trùng sữa, dòng điện xoay chiều 220 V từ điện cực carbon buồng điều trị đƣợc áp dụng Xung điện cao áp hai điện cực với mục đích vơ hoạt vi sinh vật đƣợc nghiên cứu năm 1950 dẫn đến phát triển trình gọi điều trị thủy điện Các điện cực ngập môi trƣờng lỏng nồi áp suất, hồ quang điện đƣợc tạo xung điện áp cao, hình thành sóng xung kích áp thống qua lên đến 250 MPa xung ánh sáng cực tím phản ứng điện hóa, sóng xung kích, ánh sáng tia cực tím tạo nên gốc tự có hại cho sinh trƣởng, phát triển vi sinh vật H2O H+ + OH2H+ + 2e-H2 4OH-O2 + 2H2O + 4e2Cl-  Cl2 + 2eFe  Fe2+ + 2eHình 9: Minh họa chế tác động điện cao tần lên vi sinh vật 2.3.2 Nguyên lý Xung điện trƣờng cƣờng độ cao (High-intensity Pulsed Electric Fields – PEF) phƣơng pháp tác dụng xung điện áp xoay chiều cƣờng độ cao vào vật chất đặt hai điện cực Các nghiên cứu tiếp xúc vi sinh vật với điện trƣờng xoay chiều điện trƣờng có tác dụng biến đổi sâu sắc đến màng tế bào Các phần tử tích điện sản phẩm (ion, điện tử) dao động tác dụng điện năng, chuyển điện đƣợc hấp thu thành nhiệt để làm chết vi sinh vật Một ứng dụng phổ biến dựa nguyên lý kỹ thuật electroporation – kỹ thuật sử dụng điện trƣờng để tạo lỗ trống màng tế bào, cho phép vận chuyển vật chất bên vào tế bào nhƣ phân tử, ion, nƣớc cà ADN Trong điều kiện thích hợp, tế bào phục hồi 13 Đồ án công nghệ thực phẩm Hình 10: Minh họa tác động xung điện cao tần vi sinh vật Các nghiên cứu vi sinh học cho thấy, vơ hoạt tế bào vi sinh vật điện áp 20 kV/cm trở lên Tác nhân gây chết tổn thƣơng màng tế bào có tham gia nhiệt độ cao sinh trình Một nguồn lƣợng điện lớn đƣợc lƣu trữ tụ điện xả dƣới dạng xung điện áp cao buồng chứa thực phẩm Khả hấp thụ điện tuỳ thuộc kích thƣớc bao bì đựng thực phẩm, vào điện áp tần số dòng điện Tần số dòng điện lớn hay bƣớc sóng ngắn q trình trùng nhanh Phƣơng pháp sử dụng chƣa phổ biến nguy hiểm cho ngƣời điều khiển giá thành đắt (0,30,5 kWh/kg sản phẩm) Công tắc Điện trở Bồn Nguồn phát điện chiều Tụ điện xử lý Hình 11: Sơ đồ biểu diễn hệ thống thiết bị phƣơng pháp PEF 2.3.3 Ảnh hƣởng dòng điện cao tần đến sống vi sinh vật Điện trƣờng dòng điện xoay chiều có tần số cao làm phần tử tích điện sản phẩm (ion, điện tử) dao động, chuyển lƣợng hấp thụ đƣợc thành nhiệt để làm chết vi sinh vật Xung điện từ có khả gây tổn thƣơng lớn đến màng tế bào vi sinh vật Sự hƣ hỏng mảng tế bào khiến cho hoạt động 14 Đồ án cơng nghệ thực phẩm sinh lí, trao đổi chất tế bào bị đình trệ phá hủy Mức độ thiệt hại phụ thuộc vào cƣờng độ số lƣợng xung khoảng thời gian xác định Các hiệu ứng gây chết trình vật lý phụ thuộc vào hai yếu tố, trực tiếp, hai gián tiếp Trong phƣơng pháp xử lý nhiệt, yếu tố trực tiếp nhiệt độ, yếu tố gián tiếp thời gian Trong phƣơng pháp PEF, yếu tố trực tiếp cƣờng độ điện trƣờng, yếu tố gián tiếp thời gian (số xung điện nhân với thời gian xung) Mơ hình Hulshegger tính tốn hiệu suất tiêu diệt vi sinh vật: N t  e N tc E  Ec K Trong đó: N0 số lƣợng vi sinh vật ban đầu N số lƣợng vi sinh vật sau xử lý t thời gian điều trị, E cƣờng độ điện trƣờng sử dụng c tƣợng trƣng cho giá trị tham chiếu K số động học Các giá trị số động học cƣờng độ điện trƣờng sử dụng phụ thuộc lớn vào loại vi sinh vật Giá trị K lớn Ec nhỏ vi sinh vật nhạy cảm với khả bất hoạt phƣơng pháp PEF Thông thƣờng giá trị tham chiếu Ec dao động khoảng đến 20 kV, số K dao động khoảng 2,2 đến 8,1kV/cm S aureus nấm men C albicans có khả kháng cao E coli nhạy cảm 2.3.4 Ứng dụng phƣơng pháp PEF bảo quản thực phẩm Đến nay, PEF đƣợc áp dụng chủ yếu để bảo toàn chất lƣợng thực phẩm, chẳng hạn nhƣ để cải thiện thời hạn sử dụng bánh mì, sữa, nƣớc cam, trứng lỏng, nƣớc ép táo, đặc tính lên men nấm men bia Đối với thuộc tính chất lƣợng thực phẩm, công nghệ PEF đƣợc coi vƣợt trội so với xử lý nhiệt truyền thống loại thực phẩm tránh làm giảm đáng kể thay đổi bất lợi tính chất cảm quan vật lý thực phẩm (Quass 1997) Phƣơng pháp PEF chủ yếu đƣợc sử dụng trùng thực phẩm lỏng nhƣ nƣớc ép, sữa Những nghiên cứu ứng dụng cho thấy phƣơng pháp PEF có tiềm lớn khả làm giảm mật số vi sinh vật nhiễm thực phẩm Nghiên cứu cho thấy phƣơng pháp PEF không ảnh hƣởng nhiều đến giá trị cảm quan sản phẩm Khả kéo dài thời hạn sử dụng phụ thuộc vào loại thực phẩm, thông số xử lý điều kiện bảo quản Hiện nay, phƣơng pháp PEF chƣa đƣợc phổ biến rộng rãi sản xuất tồn số nhƣợc điểm nhƣ: thiết bị tiêu chuẩn hóa thƣơng mại thiếu nhà cung cấp, phức tạp, số tính chất vật lý thực phẩm bị ảnh hƣởng nhƣ tƣợng tạo bong bóng khí sản phẩm, kết điều trị phụ thuộc khả dẫn điện thực phẩm, kích thƣớc tối đa hạt thực phẩm phải phù hợp với vùng xử lý thiết bị dạng tĩnh dạng động, thiếu phƣơng pháp định lƣợng để đo mức độ tiêu diệt (Karel & Lund, 2003) Khả hấp thu điện tùy thuộc vào: kích thƣớc bao bì đựng thực phẩm, điện áp, tần số dòng điện (tần số thích hợp 3.108 - 3.107 Hz).Tần số dòng điện lớn hay bƣớc sóng ngắn q trình trùng nhanh Thời gian trùng vài mƣơi giây đến vài phút Hiệu 15 Đồ án công nghệ thực phẩm suất phƣơng pháp phụ thuộc nhiều yếu tố nhƣ: kích thƣớc tế bào, phân phối cƣờng độ điện trƣờng, vật liệu điện cực nhiều thông số khác (Toepfl, Heinz, & Knorr, 2007) 2.3.5 Thiết bị sử dụng phƣơng pháp PEF Thực phẩm Thực phẩm Thực phẩm Đồng trục Tấm song song Đồng tuyến tính Hình 12: Các dạng xử lý PEF Bộ điều khiển Bồn chứa thực phẩm trƣớc xử lý Thiết bị phát điện Bồn xử lý Bơm Bồn chứa thực phẩm sau xử lý Hình 13: Biểu diễn thiết bị phƣơng pháp PEF thực phẩm dạng lỏng Các thiết bị sử dụng bao gồm thành phần chính: nguồn cung cấp điện áp cao, tụ điện lƣu trữ lƣợng, buồng điều trị, máy bơm để tiến hành đƣa thực phẩm vào buồng điều trị, làm mát thiết bị, điện áp kế, ampe kế, thiết bị đo nhiệt độ, máy tính để kiểm sốt hoạt động Hiện nay, hệ thống thiết bị sử dụng đƣợc phân loại thành hai dạng: tĩnh động Dạng tĩnh bao gồm:  Hệ thống U-shaped polystyrene 16 Đồ án công nghệ thực phẩm Không khí Tấm đồng Làm nguội Điện cực Cacbon Thực phẩm lỏng Miếng đệm Đệm nhựa polyethylene Hình 14: Buồng xử lý dạng tĩnh với điện cực cacbon  Glass coil static chamber Điện cao áp Ống thủy tinh Chất lỏng làm đầy Chất lỏng làm đầy Tiếp đất Đế cách điện Hình 15: Buồng xử lý tĩnh có ống thủy tinh quấn quanh cực dƣơng Dạng động gồm:  Buồng liên tục với màng ion dẫn điện Thực phẩm vào Khu vực xử lý Điện cực Màng dẫn ion Không gian chất điện phân Thực phẩm Hình 16: Buồng liên tục với màng ion dẫn điện ngăn cách thực phẩm với điện cực 17 Đồ án công nghệ thực phẩm Máy phát xung điện cao Điện cực Đế cách điện Thực phẩm vào Thực phẩm Điện cực Vách ngăn Vùng xử lý Thực phẩm vào Thực phẩm Hình 17: Buồng PEF có vách ngăn Mặt cắt theo chiều dọc Điện áp cao Dòng chảy thực phẩm v Điện cực nối đất Phần cách điện Dòng chảy thực phẩm Phần cách điện Mặt cắt ngang Hình 18: Buồng điều trị với điện trƣờng nâng cao 2.4 Phƣơng pháp sử dụng sóng siêu âm (Ultrasound) 2.4.1 Giới thiệu Siêu âm dạng lƣợng đƣợc tạo sóng âm có tần số cao để đƣợc phát tai ngƣời (16kHz) Sóng siêu âm sau truyền qua cấu trúc sinh học gây sức ép dồn nén cấu trúc hạt đồng thời nguồn lƣợng cao đƣợc truyền tải siêu âm có đƣợc sử dụng cho nhiều mục đích, bao gồm lĩnh vực khác nhƣ thông tin liên lạc với động vật, phát sai sót tòa nhà bê tơng, tổng hợp hóa chất điều trị bệnh Mặc dù đƣợc sử dụng rộng rãi có nhiều bƣớc tiến vƣợt bậc, nhƣng khoa học nghiên cứu sóng siêu âm ngành tƣơng đối trẻ Các ứng dụng sóng siêu âm thực phẩm xuất thời gian gần Việc ứng dụng sóng siêu âm hiên đƣợc chia làm hai nhóm:  Nhóm lƣợng thấp: cƣờng độ dƣới W/cm2 hay tần số cao 100 kHz, đƣợc ứng dụng chủ yếu kỹ thuật phân tích tính chất hóa lý thực phẩm nhƣ thành phần, cấu trúc, trạng thái vật lý Siêu âm có lợi kỹ thuật phân tích truyền thống khác phép đo đƣợc thực 18 Đồ án công nghệ thực phẩm nhanh chóng, khơng phá hủy, xác, hồn tồn tự động đƣợc thực phòng thí nghiệm  Nhóm lƣợng cao: cƣờng độ cao 1W/cm2 , tần số từ 18 – 100 kHz, có khả làm thay đổi đặc tính vật liệu Siêu âm cƣờng độ cao đƣợc sử dụng tạo nhũ tƣơng, phá vỡ tế bào phân tán vật liệu tổng hợp Gần nhiều nghiên cứu xác định đƣợc tiềm lớn sóng siêu âm để phát triển tƣơng lai, ví dụ sửa đổi kiểm sốt q trình kết tinh, khử khí thực phẩm lỏng, enzyme ngừng hoạt động, sấy nâng cao lọc cảm ứng phản ứng oxy hóa 2.4.2 Nguyên lý bất hoạt vi sinh vật sóng siêu âm Sóng siêu âm sóng âm có tần số dao động cao mà ngƣời khơng cảm thụ đƣợc Dƣới tác dụng siêu âm, môi trƣờng lỏng (sản phẩm) truyền âm bị xô đẩy lại, 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 trƣờng Mặt khác, q trình phần chất khí hồ tan bị ion hóa tạo nƣớc oxi già (H2O2), nitrogen oxy (NO) chất độc vi sinh vật, vi khuẩn Các loài vi sinh vật khác có sức chịu đựng khác với sóng siêu âm Trong loại vi sinh vật vi khuẩn dễ bị siêu âm tác dụng Các tế bào lớn nhạy cảm hơn, dạng hình cầu chịu đựng sóng siêu âm tốt dạng que lồi hiếu khí chống chịu với sóng siêu âm tốt kị khí Vi khuẩn gram dƣơng nhạy cảm với sóng siêu âm vi khuẩn gram âm (Karel & Lund, 2003) Cơ chế tác động lƣợng siêu âm hệ thống chất môi trƣờng lỏng chủ yếu cho tạo lổ hổng lực có ảnh hƣởng nguy kịch lên hệ thống sinh học Sự tạo lổ sóng âm đƣợc chia tổng quát thành loại: loại tạm thời loại bền vững (Dolatowski, Stadnik, & Stasiak, 2007) • Dạng bong bóng sủi nƣớc chứa đầy khí hay nƣớc, trải qua dao động khơng 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 mơi có đủ lƣợng phá hủy màng tế bào cách học Cơ chế tác động kiểu đƣợc sử dụng quy mô nhỏ việc tẩy uế nguồn nƣớc 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 khơng có nổ bọt sủi Dạng tạo lỗ trống quan trọng loạt ứng dụng siêu âm công nghệ sinh học Hiệu bất hoạt sóng siêu âm đƣợc 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 dƣỡng Các 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 19 Đồ án cơng nghệ thực phẩm lƣợng điểm nóng Nhiệt độ cao có đƣợc tạo lỗ trống, qua gốc tự đƣợc tạo âm giải nƣớc Những điều kiện dẫn đến phá vỡ thành tế bào vi sinh vật (Karel & Lund, 2003) Ultrasound (US) H2O US Cell TB Cell(TB) Tế bào US Cell TB US Sóng âm phá vỡ màng TB H2O xâm nhập, TB trƣơng phồng Màng TB bị phá hủy Hình 19: Cơ chế tổn thƣơng tế bào siêu âm gây 2.4.3 Ứng dụng sóng siêu âm bảo quản thực phẩm Siêu âm thu hút đƣợc quan tâm đáng kể khoa học công nghệ thực phẩm có nhiều hứa hẹn chế biến bảo quản thực phẩm Là kỹ thuật đại thực phẩm đƣợc ứng dụng vào trình để cải thiện chất lƣợng tính an tồn sản phẩm, đồng thời cung cấp tiềm lực để cải thiện phƣơng pháp bảo quản chế biến nhƣ phát triển phƣơng pháp tƣơng lai Khả sử dụng sóng siêu âm thực phẩm đƣợc thực lần đầu vào khoảng 60 năm trƣớc Thanh trùng sóng siêu âm kĩ thuật đƣợc ứng dụng rộng rãi đƣợc chứng minh có nhiều ƣu điểm vƣợt trội sản xuất Ngồi ra, sóng siêu âm đƣợc ứng dụng phân tích, đánh giá chất lƣợng, xác định kích thƣớc giọt béo, mức độ đồng Một ứng dụng lƣợng siêu âm chế biến nhũ tƣơng hóa Nhũ tƣơng đƣợc tạo với siêu âm thƣờng ổn định ngƣời sản xuất thông thƣờng Điều tra việc sử dụng sóng siêu âm nhƣ q trình chế biến hỗ trợ làm giảm thời gian sản xuất sữa chua lên đến 40% Siêu âm đƣợc sử dụng để kích hoạt enzym cố định cách tăng vận chuyển chất với enzyme Với nhiều loại enzyme, siêu âm đƣợc sử dụng nhƣ phƣơng pháp ức chế Ví dụ nhƣ pepsin tinh khiết đƣợc bất hoạt siêu âm, kết tạo bọt Áp dụng siêu âm ba giờ, hoạt động ban đầu peroxidase, enzyme chịu trách nhiệm cho phát triển off-flavor sắc tố màu nâu, giảm 90% Sóng siêu âm đƣợc chứng minh hữu ích q trình kết tinh Nó phục vụ số vai trò việc bắt đầu hạt giống hình thành tinh thể tăng trƣởng Siêu âm đƣợc áp dụng để lọc Năng lƣợng siêu âm đƣợc chứng tỏ phƣơng pháp hiệu việc hỗ trợ thực phẩm đông lạnh nhiều ứng dụng khác (Dolatowski et al., 2007) Sóng siêu âm đƣợc ứng dụng tăng cƣờng tính thấm, cơng nghệ cắt gọt Tính chất cƣờng độ hiệu ứng siêu âm phụ thuộc vào điều kiện ứng dụng, đặc biệt nhiệt độ, tính chất nguồn phát âm độ nhớt chất Số lƣợng ứng dụng sóng siêu âm quy trình cơng 20 Đồ án cơng nghệ thực phẩm nghiệp ngày tăng, bao gồm: trộn nguyên liệu, hình thành tiêu hủy bọt sản phẩm, cải thiện hiệu lọc sấy khô, nâng cao hiệu suất trích ly hợp chất có giá trị từ rau loại thực phẩm khác Với cƣờng độ tác động đƣợc tính tốn trƣớc ứng với loại ngun liệu, sóng siêu âm cơng cụ hỗ trợ đắc lực cho công nghệ nƣớc ép Dƣới tác động sóng âm, thành tế bào nguyên liệu bị tổn thƣơng, thay đổi tính thấm, giúp làm tăng hiệu suất trích ly Siêu âm công nghệ chuyên ngành đa với nhiều ứng dụng chế biến thực phẩm Chế biến siêu âm giai đoạn trứng nƣớc đòi hỏi nhiều nghiên cứu tƣơng lai để phát triển công nghệ quy mô công nghiệp, làm sáng tỏ đầy đủ tác dụng siêu âm thuộc tính thực phẩm Sóng siêu âm dùng bảo quản thực phẩm kết hợp với nhiều phƣơng pháp xử lý khác để tăng hiệu hoạt tính Dựa vào ngƣời ta phân loại phƣơng pháp bảo quản sóng âm thành dạng (Ercan & Soysal, 2013):  Ultrasonication: ứng dụng siêu âm nhiệt độ thấp Ứng dụng cho loại thực phẩm nhạy cảm với nhiệt Tuy nhiên, phƣơng pháp đòi hỏi thời gian để bất hoạt enzyme nhƣ vô hoạt vi sinh vật Nhƣợc điểm phƣơng pháp tốn lƣợng  Thermosonication: phƣơng pháp kết hợp siêu âm nhiệt Phƣơng pháp tạo hiệu bất hoạt vi sinh vật lớn so với xử lý nhiệt  Manosonication: phƣơng pháp kết hợp siêu âm áp suất đƣợc áp dụng với  Manothermosonication: phƣơng pháp kết hợp nhiệt, siêu âm áp suất Bảng 4: Một số giá trị thời gian tiêu diệt thập phân số loài vi khuẩn tƣơng ứng với phƣơng pháp xử lý siêu âm Vi sinh vật Nhiệt độ (•C) Heat Listeria monocytogenes Môi trƣờng - 4.3 - Yersenia entercolitica 30 - 1.52 - 1.5 (200 kPa) 1.0 (400 kPa) 0.2 (600 kPa) Saccharomyces cerevisiae 60 3.53 3.1 0.73 - Manosonication/ Ultrasound Thermosonicationmanothermosonication Escherichia coli K12 61 0.79 1.01 0.44 0.40 (300 kPa) Cronabacter sakazakii 56 0.86 - - 0.28 Aspergillus flavus 55 60 17.40 2.60 - 5.06 1.20 - Penicillium digitatum 50 25.42 - 9.59 - Listeria innocua 63 30 - 10 - Lactobacillus acidophilus 60 70.5 - 43.3 - Enterecoccus faecium Staphylococcus aureus 62 50.5 11.2 19.7 30 - 1.8 7.3 - (Ercan & Soysal, 2013) 21 Đồ án công nghệ thực phẩm Trên thực tế, enzyme gây thay đổi không mong muốn nhiều loại thực phẩm trình chế biến bảo quản thực phẩm Xử lý nhiệt để loại bỏ enzyme phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng nhƣng phá hủy chất dinh dƣỡng gây giảm chất lƣợng thực phẩm Vì lý này, cơng nghệ “nonthermal” đƣợc thử nghiệm nhƣ lựa chọn cho việc giảm hoạt động enzyme thực phẩm Bất hoạt enzyme sóng siêu âm đƣợc áp dụng cho pepsin tinh khiết khoảng 60 năm trƣớc chế hoạt tính đƣợc giải thích tạo bọt Kể từ đó, nhiều nghiên cứu chứng minh siêu âm phƣơng pháp hiệu bất hoạt enzyme đƣợc sử dụng với nhiệt độ áp suất Có nhiều loại enzyme bị vơ hoạt với siêu âm nhƣ glucose oxidase, peroxidase, pectin methyl esterase, protease lipase , peroxidase cải xoong poly phenoloxidase (Ercan & Soysal, 2013) Siêu âm tạo rung động liên tục tạo bong bóng ổn định, phá vỡ bóng bón tạo nên hệ áp lực nhiệt độ Ngồi ra, sóng siêu âm gây sóng xung kích cắt mạnh mẽ Tất yếu tố gây thay đổi cấu trúc protein phân hủy liên kết hydro Van der Walls tƣơng tác chuỗi polypeptide Những thay đổi gây hoạt tính enzyme Dòng vật chất Dòng vật chất Sóng siêu âm Hình 20: Tăng cƣờng tính thấm siêu âm a) Khơng xử lý b) Có xử lý Hình 21: Sự khác biệt việc cắt lát cắt giảm sản phẩm bánh có khơng có xử lý siêu âm 22 Đồ án công nghệ thực phẩm 2.4.4 Sự phối hợp sóng âm với nhiệt độ áp suất Sự chịu đựng vi sinh vật enzyme với sóng âm cao Xử lý kéo dài sinh thay đổi kéo dài thực phẩm ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng thực phẩm đƣợc xử lý Do đó, kết hợp với nhiệt độ áp suất có khả tăng hiệu xử lý, rút ngắn thời gian điều trị Sử dụng sóng siêu âm với gia nhiệt vừa phải đƣợc gọi nhiệt âm Kết hợp sóng âm áp suất vừa phải đƣợc gọi siêu âm áp lực cuối kết hợp loại đƣợc gọi nhiệt siêu âm áplực Điện trở Quạt Mẫu Hình 22: Biểu diễn phƣơng pháp sử dụng siêu âm thực phẩm 2.5 Phƣơng pháp sử dụng xung điện từ (Oscillating Magnetic Fields or Static Magnetic Fields) 2.5.1 Giới thiệu Hội thảo công nghệ tiên tiến áp dụng cho ngành công nghiệp thực phẩm Hội nghị hàng năm năm 2003 Viện Nhà công nghệ Thực phẩm (ở Chicago, Mỹ) nhấn mạnh vào trạng công nghệ điện trƣờng xung nhƣ phƣơng pháp có triển vọng dùng để trùng phƣơng pháp Pastơ không dùng nhiệt cho thực phẩm lỏng Tiến sĩ Q.H Zhang, thuộc Khoa Khoa học Công nghệ Thực phẩm trƣờng Đại học bang Ohio cho biết, sau 40 năm nghiên cứu phát triển, phƣơng pháp phát triển từ phòng thí nghiệm đến giai đoạn kỹ thuật làm cho nhiều hãng lĩnh vực thực phẩm quan tâm Qua minh chứng chất lƣợng thời gian bảo quản sản phẩm, phƣơng pháp dƣờng nhƣ thu hút ý đến khả trùng phƣơng pháp Pastơ khơng dùng nhiệt, dự kiến "có khả phát triển đến giai đoạn thƣơng mại hố hồn tồn cơng nghệ" Ngày có nhiều tài liệu đề cập đến bất hoạt vi khuẩn enzym điện trƣờng xung Cho đến nay, phƣơng pháp đƣợc chứng minh bất hoạt đƣợc vi khuẩn, kể E coli O157:H7 Listeria monocytegenes Trong báo cáo khác hội nghị, J.Raso-Pueyo thuộc trƣờng Đại học Zaragoza, Tây Ban Nha, đƣa liệu mơ hình hố động học bất hoạt loại vi khuẩn khác thực phẩm, ngồi hai vi khuẩn nêu có 23 Đồ án cơng nghệ thực phẩm loại nhƣ Yersinia Enterocolitica, Salmonelle-spp, Enterococcus faecium Saccaromyces cerevisae Trong phƣơng pháp này, cƣờng độ điện trƣờng, thời gian xử lý nhiệt độ xử lý thông số quan trọng Theo nghiên cứu đƣợc thực nay, bất hoạt enzym phƣơng pháp điện trƣờng xung đạt giới hạn 40-90% Đây quy trình xử lý liên tục tỏ phù hợp với sản phẩm lỏng Có thể phải phát triển kỹ thuật xử lý theo lô để xử lý hiệu thực phẩm dạng rắn thực phẩm lỏng đặc biệt phƣơng pháp Hiện nay, ngƣời ta tiến hành nghiên cứu ngƣời tiêu dùng nghiên cứu kinh tế phƣơng pháp Phƣơng pháp điện trƣờng xung xử lý sản phẩm nƣớc ép đƣợc đánh giá cao nhƣ phƣơng pháp đối chứng khía cạnh nhƣ tính chất, bị hƣơng thơm mùi vị Một vấn đề khác mà nhà khoa học cần nghiên cứu xác định xác độ an tồn hố học cơng nghệ điện trƣờng xung 2.5.2 Nguyên lý Oscillating Magnetic Fields (OMF) Static Magnetic Fields (SMF) hai dạng xung điện từ đƣợc tham dò cho thấy có tiềm phƣơng pháp bất hoạt vi sinh vật Đối với SMF, cƣờng độ từ trƣờng không đổi theo thời gian, OMF có cƣờng độ từ trƣờng dao động theo thời gian Từ trƣờng đồng không đồng Trong từ trƣờng đồng nhất, cƣờng độ trƣờng B thống khu vực kín cuộn dây từ trƣờng, trƣờng hợp không đồng nhất, B không đồng dạng, với cƣờng độ giảm dần theo khoảng cách từ trung tâm cuộn dây Các tác động sinh học phi nhiệt điện từ trƣờng làm bối rối nhà khoa học nhiều thập kỉ liền chƣa có lời giải thích rõ ràng Bảo quản thực phẩm với OMF liên quan đến việc niêm phong thực phẩm túi nhựa xử lý 1-100 xung lần điều trị với tần số từ đến 500 kHz nhiệt độ khoảng từ đến 50ºC với tổng thời gian phơi sáng khác nhau, từ 25 đến 100 ms Tần số cao 500 kHz hiệu cho ngừng hoạt động vi sinh vật có xu hƣớng để làm nóng thực phẩm OMF cƣờng độ từ đến 50 Telsa (T) tần số 5-500 kHz đƣợc áp dụng làm giảm số lƣợng vi sinh vật chu kỳ log (Butz & Tauscher, 2002) 2.5.3 Tác động xung điện từ đến vi sinh vật Trƣờng xung điện (áp dụng cho lọai thực phẩm lỏng, thời gian xử lý từ vài micro tới mili giây) tiêu diệt vi sinh vật tạo xốp màng tế bào Lực điện trƣờng đòi hỏi để vơ hoạt vi sinh vật thay đổi từ 0,1 - 2,5 V/μm Các lý thuyết tuyên bố OMF nới lỏng mối liên kết ion protein Nhiều protein quan trọng cho q trình chuyển hóa tế bào có chứa ion Trong diện từ trƣờng ổn định nhƣ trái đất, tác dụng sinh học OMF rõ rệt xung quanh tần số cụ thể, tần số cộng hƣởng cyclotron ion Hiện tƣợng cộng hƣởng cyclotron xảy tần số ion quay gây cƣờng độ từ trƣờng cụ thể tƣơng tự nhƣ tần số từ trƣờng song song với Trong trƣờng hợp này, lƣợng đƣợc chuyển giao cho ion, ảnh hƣởng đến hoạt động tế bào trao đổi chất.Tại cộng hƣởng cyclotron, lƣợng đƣợc chuyển có chọn lọc từ từ trƣờng để ion Sự tác động từ trƣờng ion tế bào, truyền tải đến tế bào khác, đến cấp độ mô quan Một giả thuyết thứ hai xem xét ảnh hƣởng SMF OMF 24 Đồ án công nghệ thực phẩm ion canxi bị ràng buộc liên kết protein, nhƣ calmodulin Các ion canxi liên tục rung động quanh vị trí cân phân tử calmodulin Các xung từ trƣờng tần số cyclotron làm nhiễu loạn xác , nới lỏng liên kết ion canxi calmodulin Ion canxi bị ràng buộc vào bề mặt màng tế bào quan trọng việc trì ổn định tế bào Chúng giúp giữ lại phân tử phospholipid có một phần thiết yếu tế bào Nếu khơng có ion, màng tế bào bị suy yếu có nhiều khả để xé dƣới áp lực, ảnh hƣởng đến trình trao đổi chất Sự bất hoạt vi sinh vật dựa giả thuyết OMF truyền lƣợng vào phận hoạt động từ tính phân tử quan trọng lớn nhƣ DNA Trong vòng 5-50 T, lƣợng lƣợng dao động với lƣỡng cực DNA 10-2 đến 10-3 eV Xung điện từ dẫn đến sụp đổ liên kết hóa trị phân tử ADN ức chế tăng trƣởng vi sinh vật, làm rò rỉ màng lysosome (hạt nhỏ xung quanh tế bào sống mà tái chế chất thải) giải phóng enzym tiêu hóa, bao gồm DNAase (một loại enzyme phá hủy DNA) (Fields, 2007) Ảnh hƣởng từ trƣờng đến mật số vi khuẩn thực phẩm phụ thuộc vào mật độ từ trƣờng, tần số xung, tần số tính chất thực phẩm (điện trở suất, độ dẫn điện độ dày) (Lipiec, Janas, & Barabasz, 2004) Bộ phận tạo xung từ Công tắc Điện trở Điện trở Nguồn phát điện chiều Tụ điện Thực phẩm Buồng xử lý Hình 23: Biểu diễn thiết bị phƣơng pháp OMF 2.5.4 Ứng dụng xung điện từ thực phẩm Xung điện từ lĩnh vực non trẻ nay, hiểu biết chế bất hoạt vi sinh vật, enzyme nhƣ hệ tác động phƣơng pháp thực phẩm hạn chế Do đó, tình hình ứng dụng xung điện từ hiếm, phần chi phí vận hành đòi hỏi nguồn lƣợng tƣơng đối lớn Xung điện từ chủ yếu đƣợc sử dụng nhiều nghiên cứu chuyên sâu quy mơ phòng thí nghiệm, việc áp dụng quy mơ cơng nghiệp cần thêm nhiều thời gian để hồn thiện 25 Đồ án công nghệ thực phẩm CHƢƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những nghiên cứu phƣơng pháp bảo quản phi nhiệt cho thấy chúng có tiềm triển vọng lớn thực phẩm nhiều lĩnh vực khác Tuy nhiên, việc áp dụng phƣơng pháp thực tiễn gặp phải nhiều khó khăn định Chiếu xạ thực phẩm kỹ thuật phát triển cao Xử lý chiếu xạ biện pháp an toàn hiệu để kiểm soát mầm bệnh mối nguy lây truyền qua thực phẩm Tuy nhiên, khả chấp nhận phổ biến phƣơng pháp thực tế vƣớng phải nhiều câu hỏi nhƣ: phƣơng pháp xử lý có tồn tác dụng phụ phóng xạ hay khơng? Cần thiết kế thực chƣơng trình bảo vệ an tồn cho nhân viên vận hành nhƣ nào? Liệu dƣới tác dụng lƣợng chiếu xạ có gây phản ứng không mong muốn thực phẩm hay không? Với liều lƣợng chiếu xạ định trƣớc có gây phản ứng biến đổi gen hay khơng? Chính vậy, việc sử dụng tia ion hóa bảo quản chế biến thực phẩm cần thời gian nghiên cứu thử nghiệm nhiều để đến giai đoạn ứng dụng đại trà cộng đồng Việc sử dụng áp suất cao lĩnh vực thực phẩm có nhiều bƣớc tiến nhanh, số lƣợng ứng dụng phƣơng pháp ngày tăng cao Ngoài khả đáp ứng đƣợc yêu cầu an toàn thực phẩm nhƣ phƣơng pháp xử lý nhiệt, HPP đáp ứng đƣợc nhu cầu ngƣời tiêu dùng tính chất “tƣơi”, chế biến Ngồi vai trò bảo quản ƣu điểm lớn phƣơng pháp HPP khả lƣu giữ màu sắc hƣơng thơm, tính độc lập với kích thƣớc, hình dáng ngun liệu cuối tính thân thiện với mơi trƣờng Tuy nhiên, phƣơng pháp xử lý áp suất cao tồn số nhƣợc điểm nhƣ nguy ảnh hƣởng đến hoạt động bình thƣờng phân tử protein carbohydrate, yêu cầu an toàn cao hệ thống xử lý PEF cung cấp tiềm to lớn để bảo quản sản phẩm chất lƣợng cao với thời gian xử lý ngắn nhiệt độ thấp hơn, từ trì đƣợc phẩm chất tƣơi ngon giá trị dinh dƣỡng cho sản phẩm Yêu cầu đặt trƣớc mắt tập trung tiềm hiểu chế động học trình để đƣa lựa chọn xác thơng số chế độ xử lý phát triển thiết bị Phƣơng pháp đòi hỏi thiết bị có độ tin cậy cao, hệ thống xử lý quy mô công nghiệp cần bền vững dƣới tác động điện trƣờng Tối ƣu hóa hình dạng hình học buồng xử lý để phân bố đồng điều cƣờng độ điều trị Các ứng dụng siêu âm, xung điện từ dần đƣợc khám phá, nguyên lý, chế tác động vi sinh vật nhƣ ƣu, khuyết điểm ứng dụng thực phẩm cần nhiều thời gian để có hiểu biết sâu sắc Chi phí vận hành mức độ phức tạp hoạt động thiết bị rào cản lớn để phổ biến ứng dụng thƣơng mại Trên thực tế để tăng hiệu xử lý, ngƣời ta sử dụng phối hợp phƣơng pháp xử lý Ngoài ra, lĩnh vực bảo quản phi nhiệt nhiều phƣơng pháp có tiềm lớn sản xuất thực tiễn kể đến nhƣ: ứng dụng tia cực tím (UV), lọc trùng, xung ánh sáng lƣợng cao, … 26 Đồ án công nghệ thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Awuah, G B., Ramaswamy, H S., & Economides, A (2007) Thermal processing and quality: Principles and overview Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 46(6), 584–602 http://doi.org/10.1016/j.cep.2006.08.004 Butz, P., & Tauscher, B (2002) Emerging technologies: Chemical aspects Food Research International, 35(2-3), 279–284 http://doi.org/10.1016/S09639969(01)00197-1 Dolatowski, Z J., Stadnik, J., & Stasiak, D (2007) Applications of ultrasound in food technology ACTA Scientiarum Polonorum, 63(6), 89–99 Ercan, S Ş., & Soysal, Ç (2013) Use of ultrasound in food preservation Natural Science, 05(8), 5–13 http://doi.org/10.4236/ns.2013.58A2002 Fields, E (2007) The Biological Effects of Weak, 1–15 Hồng, L M (2011) Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp, 1019 Karel, M., & Lund, D B (2003) Physical Principles of Food Preservation Journal of Food Processing and Preservation Retrieved from http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.17454549.2004.28601_1_1.x/abstract Knorr, D., Froehling, A., Jaeger, H., Reineke, K., Schlueter, O., & Schoessler, K (2011) Emerging Technologies in Food Processing Annual Review of Food Science and Technology (Vol 2) http://doi.org/10.1146/annurev.food.102308.124129 Lipiec, J., Janas, P., & Barabasz, W (2004) Effect of oscillating magnetic field pulses on the survival of selected microorganisms ** International Agrophysics, 18, 325–328 Minh Thủy, N (2015) Nghiên cứu ổn định acid ascorbic điều kiện xử lý nhiệt kết hợp với áp suất cao (mơ hình mẫu) Tạp Chí Khoa Học Trường Đại Học Cần Thơ Mostafavi, H A (2012) The Potential of Food Irradiation : Benefits and Limitations Trends in Vital Food and Control Engineering Riaz, M N., Asif, M., & Ali, R (2009) Stability of vitamins during extrusion Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 49(4), 361–368 http://doi.org/10.1080/10408390802067290 Toepfl, S., Heinz, V., & Knorr, D (2007) High intensity pulsed electric fields applied for food preservation Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 46(6), 537–546 http://doi.org/10.1016/j.cep.2006.07.011 Yaldagard, M., Mortazavi, S., & Tabatabaie, F (2008) The principles of ultra high pressure technology and its application in food processing/preservation: A review of microbiological and quality aspects African Journal of Biotechnology, 7(16), 2739–2767 http://doi.org/10.5897/AJB07.923 http://www.fda.gov 27 ... BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ SỐ MÔN HỌC: NN181 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP BẢO QUẢN PHI NHIỆT TRONG THỰC PHẨM Cán hướng dẫn: TS Nhan Minh Trí Sinh viên thực hiện: Nguyễn... Ứng dụng sóng siêu âm bảo quản thực phẩm Siêu âm thu hút đƣợc quan tâm đáng kể khoa học công nghệ thực phẩm có nhiều hứa hẹn chế biến bảo quản thực phẩm Là kỹ thuật đại thực phẩm đƣợc ứng dụng vào... xạ thực phẩm phƣơng pháp có tính triệt để bảo quản thực phẩm Việc sử dụng chiếu xạ khử độc thực phẩm cơng nghệ đầy hứa hẹn đƣợc áp dụng cho sản phẩm cuối Công nghệ có lợi đƣợc áp dụng cho thực