Những nghiên cứu về sử dụng tia phóng xạ để bảo quản thực phẩm bắt đầu từ 1929. Từ đó đến nay, phương pháp này được áp dụng rộng rãi để bảo quản nhiều loại thực phẩm khác nhau. 12.6.1 Đặc điểm của những tia phóng xạ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm : 1 Tia tử ngoại : Tia tử ngoại, có tác dụng rất mạnh đối với vi sinh vật với bước sóng 2600Ao, và có năng lượng khoảng 35ev ( 1012ergs). (ev – electron vôn, là năng lượng tính bằng công của 1 electron chuyển dời trong điện trường giữa 2 điểm có hiệu điện thế 1vôn; 1Me = 106ev ). Ở bước sóng này rất nhiều vi sinh vật sẽ bị chết. Các axit nucleic của vi sinh vật sẽ hấp thụ tiatử ngoại và làm biến đổi các bazơ của axit nucleic. Cơ chế cơ bản của chúng là làm liên kết các thymin của ADN theo cơ chế sau: qbaoquanthucphambangphongxa1 Do tác động này mà tế bào dinh dưỡng của vi sinh vật dễ dàng bị chết. Tuy nhiên, một số tế bào vi sinh vật cũng có khả năng chống lại tác động của tia tử ngoại. Các loài Micrococcus có khả năng tạo ra những sắc tố, các sắc tố này có khả năng hấp thụ tia tử ngoại và như vậy chúng sẽ làm giảm tác động của tia tử ngoại lên tế bào vi sinh vật.
Bảo quản thực phẩm_Bài 6: Bảo quản thực phẩm tia phóng xạ Bảo quản thực phẩm tia phóng xạ : Những nghiên cứu sử dụng tia phóng xạ để bảo quản thực phẩm 1929 Từ đến nay, phương pháp áp dụng rộng rãi để bảo quản nhiều loại thực phẩm khác 12.6.1 Đặc điểm tia phóng xạ sử dụng bảo quản thực phẩm : 1/ Tia tử ngoại : Tia tử ngoại, có tác dụng mạnh vi sinh vật với bước sóng 2600Ao, có lượng khoảng 3-5ev ( 10-12ergs) (ev – electron vơn, lượng tính cơng electron chuyển dời điện trường điểm có hiệu điện 1vôn; 1Me = 106ev ) Ở bước sóng nhiều vi sinh vật bị chết Các axit nucleic vi sinh vật hấp thụ tiatử ngoại làm biến đổi bazơ axit nucleic Cơ chế chúng làm liên kết thymin ADN theo chế sau: Do tác động mà tế bào dinh dưỡng vi sinh vật dễ dàng bị chết Tuy nhiên, số tế bào vi sinh vật có khả chống lại tác động tia tử ngoại Các loài Micrococcus có khả tạo sắc tố, sắc tố có khả hấp thụ tia tử ngoại chúng làm giảm tác động tia tử ngoại lên tế bào vi sinh vật Một chế tác động ngược lại vi sinh vật tia tử ngoại chúng có khả sửa chữa sai sót bazơ nitơ bị tia tử ngoại tác động vào Khả khác loài vi sinh vật khác nhau:Virut > Nấm tạo bào tử > Vi khuẩn tạo bào tử > Nấm men > Vi khuẩn gram(+) > Vi khuẩn gram(-) Mặt khác, khả tác động tia tử ngoại phụ thuộc lớn vào môi trường, cường độ chiếu đèn tử ngoại Trong dung dịch có nhiều chất hữu cơ, khả tác động tia UV giảm nhiều Người ta xác định liều lượng gây chết (D) số vi sinh vật sau: 2/ Các loại tia ion : Các tia ion hóa có lượng khoảng 3-5ev (10-12ergs) (1e = 1015Hz) Trong thực tế, người ta thường dùng loại tia ion hóa sau bảo quản thực phẩm a Điện tử lượng cao: Chúng chứa lượng lượng lớn, khả tiêu diệt vi sinh vật bề mặt, chúng có khả xun sâu vào thực phẩm khoảng 2,5 cm b.Tia X : Tia X gần giống với tia gamma khả tác động tới vi sinh vật c.Tia gamma : Tia gamma tạo từ đồng vị coban 60, 60Co tạo 59Co Tia chứa lượng lượng cao (1, MeV) có khả xâm nhập vào thực phẩm sâu đến 20 cm Các loại tia ion có khả tiêu diệt vi sinh vật cao Chúng làm thay đổi cấu trúc phân tử tế bào, đồng thời chúng có khả phân hủy phân tử nước theo chế sau : Chúng gây phá hủy liên kết hyđro phân tử tế bào, mối nối hyđro phân tử ADN, kết hyđro tách khỏi deoxiribose Chúng có khả thủy phân purin pyrimidine Khả chống lại tia ion hóa vi sinh vật phụ thuộc vào khả sữa chữa sai sót phân tử có tế bào vi sinh vật Khả chống lại vi sinh vật khác khác Khả biểu diễn sau: Virut >nấm men > bào tử > nấm mốc >gram(+) > gram(-) Ở người ta dùng đơn vị Gray (1Gy = 1joule kg1- ) khả trình bày bảng sau : Ứng dụng tia ion hóa tiến hành từ chiến lần thứ hai kết chạy đua vũ khí hạt nhân Hiện việc sử dụng tia ion hóa có qui định cụ thể liều lượng để tránh gây độc thực phẩm Qui định FAO/WHO cho thấy liều lượng sử dụng để bảo quản thực phẩm khoảng 10Kgy Ta tham khảo mức sử dụng Anh bảng sau: Vi khuẩn gram(+) có khả chống lại chiếu xạ tốt vi khuẩn gram(-) Dạng bào tử vi sinh vật có khả chống lại chiếu xạ tốt tế bào sinh dưỡng Trong chủng vi khuẩn tạo bào tử Pacenibacillus larvae có khả chống lại chiếu xạ tốt nhất, Clostridium type A có khả chống lại chiếu xạ tốt số chủng Clostridium Mức độ chịu đựng chiếu xạ enzym sinh vật khác biểu diễn hình sau : Nấm mốc nấm men có khả chống lại chiếu xạ vi khuẩn gram(+) Tuy nhiên, số loài nấm men thuộc Candida có khả chống chiếu xạ loài vi khuẩn nội bào tử Về bản, nhạy cảm vi sinh vật với chiếu xạ chúng dung dịch đệm tốt chúng mơi trường chứa protein Khi có mặt oxy, khả chống lại chiếu xạ vi sinh vật điều kiện khơng có mặt oxy Tế bào vi sinh vật trạng thái khơ có khả chống lại chiếu xạ tốt tế bào trạng thái có độ ẩm cao Ở trạng thái đông lạnh, tế bào vi sinh vật có khả chống lại chiếu xạ tốt trạng thái không đông lạnh Tế bào vi sinh vật giai đoạn phát triễn có khả chống lại chiếu xạ tốt giai đoạn chúng sinh sản Từ nhiều năm đến có 36 nước sử dụng chiếu xạ để bảo quản thực phẩm Ở Mỹ có đến 20 loại thực phẩm khác ( loại có bao bì) chiếu xạ Theo qui định FDA (của Mỹ ) liều lượng chiếu xạ khoảng 10-60Kgy Riêng loại gia vị chiếu xạ với liều lượng 10Kgy 1985 FDA cho phép chiếu xạ thịt heo 1Kgy để tiêu diệt Trichinella spiralis Năm 1986, Thái Lan chiếu xạ xucxic thịt heo với liều lượng 2,0Kgy Năm 1986 Puerto Rican chiếu xạ xoài với liều lượng 1,0Kgy Hawai tiến hành chiếu xạ đu đủ với liều lượng 0,41-0,51KGy từ 1987 WHO đề nghị chiếu xạ với liều lượng 7Kgy, Canada đề nghị với liều lượng 1,5Kgy hải sản 12.6.2 Ảnh hưởng chiếu xạ chất lượng thực phẩm : 1/ Sự thay đổi thành phần chất : – Nước thành phần dễ bị ảnh hưởng chiếu xạ Cơ chế chuyển hóa sau : Trong điều kiện yếm khí, thực phẩm sau chiếu xạ màu, mùi khơng có mặt oxy Một phương pháp giữ mùi chiếu xạ phải đưa nhiệt độ xuống thấp Khi nhiệt độ thấp, phản ứng phân hủy nước giảm – Sau nước protein hợp chất chứa nước nhạy cảm chiếu xạ Sản phẩm chiếu xạ axit amin, peptit, protein phụ thuộc vào liều lượng chiếu xạ, nhiệt độ khí chiếu xạ, lượng oxy, độ ẩm yếu tố khác Sản phẩm trình NH3, H2, CO2, H2S carbonyl Các axit xmin nhạy cảm với chiếu xạ Trong axit amin sau đặc biệt nhạy cảm: methionin, cysteine, histedine, arginine, tyrosine Trong cysteine nhạy cảm Moser (1967) cho 50% tổng lượng axit amin bị chiếu xạ, Tryptophan 10% – Khi chiếu xạ, lipit bị thay đổi mạnh, đặc biệt trường hợp có mặt oxy Sản phẩm trình peroxit sản phẩm oxy hóa khác carbonyl Wicketal (1967) cho thấy chiếu xạ thịt bò tươi nhiệt độ phòng với 20-60Kgy thấy nhiều thành phần chất mùi Trong 45 hỗn hợp chất tạo mùi tìm thấy, có 17 chất chứa sulfur, 14 chất chứa hydrocacbon, carbonyl, chất alcohol Trong có nhiều chất tìm thấy thịt khơng chiếu xạ mà đun nấu – Các loại vitamin thiamin, niacin, pyridoxine, biotin, B12 bị phá hủy, riboflavin, pantothenic, folic lại tăng trình chiếu xạ – Các chất pectin cenlulose bị biến đổi chiếu xạ Kết loại rau, trở nên mềm ( Massey Bourke, 1967) 2/ Khả bảo quản thực phẩm chiếu xạ : Thực phẩm sau chiếu xạ thực phẩm an toàn mặt vi sinh vật Tuy nhiên trình chiếu xạ cho thấy ảnh hưởng chúng đến khả bảo quản thực phẩm Trong trình chiếu xạ với liều lượng không cao lắm, loại enzym thường khơng bị phá hủy Khí chiếu xạ với liều lượng 45KGy loại enzym thịt gà thịt heo bị biến tính Thực phẩm đóng gói trước chiếu xạ, mùi bảo tồn chiếu xạ với liều lượng 10,8KGy Đồng thời thịt bảo quản 12 năm khơng thấy thay đổi chất lượng Nhìn chung sản phẩm thực phẩm chiếu xạ tăng khả bảoquản 3/ Bản chất chống lại chiếu xạ vi sinh vật : Vi khuẩn nhạy cảm tia ion hóa trực khuẩn gram(-), Pseudomonas Các vi khuẩn gram(-) khác Moraxellae acinebacter vi khuẩn chống chiếu xạ mạnh Các vi khuẩn gram(+) bao gồm mcrococcus, staphylococcus enterococcus loài vi khuẩn chống chiếu xạ mạnh Khả chống chiếu xạ cao vi sinh vật sau: – chủng thuộc Deinococcus , gram(+) – chủng thuộc Deinobacter , gram(-) – chủng thuộc Rubrobacter , gram(+) – chủng thuộc Acinetobacter , gram(-) chủng thuộc Deinococcus bao gồm : – Deinococcus radiodurans – D radiophilus – D Proteolyticus – chủng thuộc Deinobacter Deinobacter grandis – chủng thuộc Acinetobacter Acinetobacter radioresistens – chủng thuộc Rubrobacter R radiotolerans Nguyên nhân vi sinh vật số vi sinh vật khác lại có khả chống chiếu xạ chưa thật rõ Người ta dự đoán chất lượng màu carotenoit có tế bào vi khuẩn có liên quan mật thiết đến khả chống chiếu xạ vi khuẩn Tuy nhiên, lại thấy chất màu vi khuẩn D.radiophilus lại khơng đóng vai trò chống lại chiếu xạ ( Kilburn R.E, 1985, lewis J.S, 1974) Người ta dự đoán khả sửa chữa sai sót ADN vi khuẩn có liên quan đến khă chống chiếu xạ vi khuẩn Mặt khác khả sửa chữa hư hỏng cấu trúc enzym vi khuẩn D.radiodurans nhắc tới chế chống chiếu xạ vi khuẩn (Thayer D.W., 1987) Tuy nhiên điều cần phải làm sáng tỏ 12.7 Dùng áp suất thẩm thấu để bảo quản thực phẩm : 12.7.1 Tác dụng áp suất thẩm thấu dể bảo quản : Vi sinh vật giống thực phẩm, bị ảnh hưởng sức thẩm thấu, theo hai chiều hướng khác Nếu áp suất thẩm thấu cao nguyên sinh chất vi sinh vật bị co lại, làm vi sinh vật bị chết Người ta thường dùng muối ăn (NaCl) đường để tạo áp suất thẩm thấu cao Cũng tượng thẩm thấu, ngâm đường ướp muối thực phẩm, nước tế bào thực phẩm chảy ngoài, làm giảm độ ẩm thực phẩm, tạo điều kiện thuận lợi để ức chế phát triễn vi sinh vật 12.7.2 Các phương pháp bảo quản : 1/ Ướp muối : Tác dụng muối ăn ướp muối bảo quản thực phẩm phối hợp yếu tố : a Muối ăn có tính sát khuẩn : Hoạt tính NaCl chống vi sinh vật liên quan đến làm giảm hoạt tính nước làm tăng điều kiện khơng thích hợp với vi sinh vật Muối ăn có khả sinh áp suất thẩm thấu lớn: dung dịch muối 1% NaCl có áp suất thẩm thấu 4,1atm; dung dịch 15-20% 200atm Các lồi vi khuẩn chịu lạnh vi khuẩn ưa ấm, gram(-) chết nồng độ muối 6-10%, vi khuẩn lactic chịu nồng độ muối 6-15% Các vi khuẩn tạo bào tử có khả chịu muối với nồng độ cao 16% Nồng độ muối 4% có khả làm giảm khả sinh tổng hợp enterotoxin đến 80% Nồng độ muối 10% ức chế toàn khả tổng hợp enterotoxin ( Mc Lean et al 1986) Hoạt tính nước tối thiểu môi trường chứa đường cao với phần lớn nấm mốc (Corry, 1987) Khả ức chế vi sinh vật NaCl phụ thuộc vào loạt yếu tố khác pH, nhiệt độ, nồng độ NaCl, loài số lượng vi sinh vật, dạng thực phẩm, muối khác thời gian bảo quản Các kết nghiên cứu cho thấy độ axit giảm lượng NaCl cần để ức chế vi sinh vật giảm (Riemann et al 1972) Khả ức chế NaCl ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản Liều lượng NaCl 2,2% có khả ức chế C.botulinum khả tổng hợp độc tố chúng diều kiện sau: 26C tháng 25C tháng 30C ngày Muối khơng có tác dụng phá hủy độc tố, ví dụ cá có độc tố Clostridium botilinum ngâm nước muối lâu độc tố vẫn gây ngộ độc Sức đề kháng ấu trùng tương đối mà ấu trùng giun xoắn, giun đũa nồng độ 20-25% muối phải 2-6 tuần chết Do nguyên liệu đem muối bảo quản phải tươi, b Giảm lượng oxi hòa tan : có muối nên oxi hòa tan vào mơi trường ướp muối VSV hiếu khí khơng có điều kiện để phát triển, đồng thời hạn chế bớt q trình oxi hóa chất thực phẩm c Làm giảm ẩm thực phẩm: tượng thẩm thấu nên ướp muối nước tế bào thực phẩm chảy ngoài, làm cho độ ẩm thực phẩm bị giảm góp phần ức chế phát triển VSV Nhưng mà số chất dinh dưởng hòa tan nước muối khoáng, vitamin… thực phẩm theo nước chảy làm giảm giá trị dinh dưởng thực phẩm d Làm giảm khả phân hủy chất đạm VSV: ion clo kết hợp với chất đạm dây nối peptit làm cho enzym phân hủy chất đạm VSV khơng khả phá vỡ phân tử protit để lấy chất dinh dưỡng tự nuôi sống phát triển Ngâm đường : Sức thẩm thấu đường muối nhiều Dung dịch 1% saccarose cho áp suất thẩm thấu 0,7at; dung dịch 1% glucose cho 1,2at Nồng độ nước đường phải từ 60- 65% trở lên đủ khả ức chế phát triển VSV khơng ổn định Do bảo quản nước đường phải kết hợp với đóng gói kín đóng hộp, đong chai… Cũng bảo quản ướp muối, q trình bảo quản nồng độ đường mơi trường bảo quản giảm dần chất dinh dưỡng hòa tan thực phẩm thơi nước ngày tăng lên, điều kiện thuận lợi cho VSV phát triển làm hư hỏng thực phẩm 12.8 Sử dụng siêu âm để bảo quản thực phẩm : Âm vượt ngồi thính giác thường vời tần số 20 nghìn chu kì/giây gọi siêu âm Những năm gần siêu âm ứng dụng rộng rãi nông nghiệp, công nghiệp, y dược Siêu âm có tính diệt khuẩn tác dụng chất tế bào chuyển động mạnh, chất rắn chất lỏng có tốc độ khác làm cho VSV bị rạn nứt phân tử bị rời Mặc khác siêu âm biến thành nhiệt năng, tăng tốc độ chuyển hóa làm cho chất đạm bị đông đặc lại… Tuy ý kiến chế siêu âm có khác tác dụng tiệt khuẩn siêu âm nhà nghiên cứu thống công nhận Siêu âm dùng để xử lí sữa tươi, nước hoa Sữa tươi xử lí siêu âm làm tăng nhủ hóa giúp cho thể tiêu hóa tốt Còn nước xử lí siêu âm giữ hương vị tự nhiên vitamin Vì siêu âm coi phương pháp tiệt khuẩn lạnh 12.9 Sử dụng chất bảo quản từ sinh vật : Người ta sử dụng nhiều chất khác từ thực vật, động vật hay VSV để bảo quản thực phẩm cho kết tốt: – Sử dụng phitơnxit : chất kháng sinh thực vật bậc cao có tính sát khuẩn tốt Tùy loại thực phẩm mục đích sử dụng mà dùng loại phitơnxit có loại thực vật khác để bảo quản Đôi kết hợp với chế biến để tạo hương, tạo vị tạo màu cho sản phẩm – Kháng sinh : kháng sinh thu nhận từ VSV dùng bảo quản loại thực phẩm khác – Các chế phẩm enzym : nhiều chế phẩm enzym sử dụng để làm tăng chất lượng kéo dài thời gian bảo quản số thực phẩm XIII> PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM 13.1 Bảo quản thịt : Thịt loại thực phẩm giàu dinh dưởng Trong thịt có nước, protein, lipit, chất khống vitamin Do thịt khơng thức ăn tốt cho người mà mơi trường thích hợp cho VSV phát triển Hơn pH thịt tươi khoảng 6-6,5 thích hợp cho phát triển đa số giống VSV Thịt dù tươi đến đâu loại thực phẩm vơ trùng, tìm thấy số nhóm VSV Trong số thường gặp VK gây thối rữa, bào tử nấm mốc tế bào nấm men Những VSV nhiễm vào thịt theo đường nội sinh ngoại sinh Thịt vật khỏe có VSV Để bảo quản thịt người ta sử dụng nhiều phương pháp : nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao, làm khô, ướp muối… Sau xét số phương pháp kéo dài thời gian bảo quản thịt tươi 13.1.1 Bảo quản thịt khí CO2 : Nhiều nghiên cứu chứng tỏ khí CO2 phối hợp với nhiệt độ dương thấp ức chế đình hồn tồn hoạt động sống nhiều loại VSV Khí CO2 ức chế mạnh phát triển nấm mốc VSV gây thối rữa Ví dụ VK Achromobacter, Pseudomonas Paratyphi Hiệu tác dụng CO2 đến VSV tăng lên nhiệt độ giảm Sở dỉ CO2 có khả thấm qua màng nguồn gốc động vật có độ hòa tan cao khí khác Khi nhiệt độ thấp độ hòa tan tăng lên Mặc khác, khí CO2 có độ hòa tan cao chất béo nên làm giảm hàm lượng oxi chất béo làm chậm lại q trình oxi hóa thủy phân chất béo bảo quản Nhược điểm phương pháp nồng độ CO2 > 20% thịt bị tối màu Sỡ dỉ có biến đổi có tạo thành cacbohemoglobin cacbomioglobin Màu tự nhiên mỡ bò bị Biến đổi biến đổi không thuận nghịch Để khắc phục nhược điểm nên bảo quản nồng độ CO2 PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM... định Do bảo quản nước đường phải kết hợp với đóng gói kín đóng hộp, đong chai… Cũng bảo quản ướp muối, trình bảo quản nồng độ đường môi trường bảo quản giảm dần chất dinh dưỡng hòa tan thực phẩm