Đang tải... (xem toàn văn)
Tiểu luận Tìm hiểu phương pháp chiếu xạ trong bảo quản nông sản sau thu hoạch. Tình hình ứng dụng phương pháp ở Việt Nam và trên thế giới gồm các nội dung chính như: Phương pháp chiếu xạ trong bảo quản nông sản sau thu hoạch, tình hình ứng dụng phương pháp chiếu xạ ở Việt Nam và trên thế giới,...
Cơng nghệ sau thu hoạch NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch DANH SÁCH SINH VIÊN Dư Thị Thanh Hương 2005140206 Vũ Ngọc Huyền 2005140224 Nguyễn Thị Ngọc Huyền 2005140225 Phạm Thị Huyền 2005140226 Nguyễn Đặng Hoài Linh 2005142074 NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH ẢNH DANH SÁCH BẢNG NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch LỜI MỞ ĐẦU Từ xưa con người đã biết bảo quản nơng sản và thực phẩm bằng cách phơi sấy, hun khói, ướp muối, đóng hộp. Song các phương pháp này còn thơ sơ, nhiều mặt hạn chế, với sự phát triển nhanh chóng của KHKT, từ những năm 50 của thế kỷ trước, việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ đã được bắt đầu để bảo quản nơng sản và thực phẩm trên thế giới. Năm 1971, chương trình chiếu xạ thực phẩm quốc tế đầu tiên được triển khai, gồm 23 nước tham gia với mục đích chủ yếu là hợp tác nghiên cứu tình hình thực phẩm chiếu xạ và trao đổi thơng tin về kỹ thuật chiếu xạ. Năm 1980, nhóm chun gia hỗ trợ của 3 tổ chức quốc tế lớn là Y tế Thế giới (WHO), Nơng lương thế giới (FAO) và Năng lượng ngun tử quốc tế (IAEA) họp ở Geneve (Thụy Sỹ) để tổng kết các cơng trình nghiên cứu trong gần 30 năm các nước phát triển với kinh phí hàng tỷ đơ la. Nhóm chun gia đã đi đến kết luận: Thực phẩm chiếu xạ, với liều chiếu dưới 1 Mrach (10 KGY) khơng gây ra độc hại và khơng ảnh hưởng gì đến sức khỏe người tiêu dùng. Kết luận trên càng được củng cố vững chắc trong hội nghị của Ủy ban Quốc tế về vi sinh và an tồn thực phẩm (thuộc Liên Hợp Quốc), Các hội vi sinh tại Copenhagen (Đan Mạch) tháng 12/1982 đã khẳng định chiếu xạ là phương pháp hữu hiệu để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh và khơng gây tác hại đến sức khỏe con người. Từ các kết quả nghiên cứu của các cơ quan chun mơn quốc tế, bắt đầu từ năm 1980, kỹ thuật chiếu xạ đã được phát triển nhanh chóng trên thế giới cũng như vùng châu Á Thái Bình Dương. Cơ sở khoa học của kỹ thuật chiếu xạ Cơ sở khoa học của kỹ thuật chiếu xạ là sử dụng bức xạ gamma hoặc beta được gia tốc đạt năng lượng khơng q 5 Mev, tác động lên vật chiếu để diệt các vi sinh vật gây hư hại thực phẩm và nơng sản, các dụng cụ y tế, ức chế các q trình sinh trưởng như nảy mầm, chính hoặc ngược lại theo sự điều khiển của con người. Nguồn đồng vị phóng xạ thường dùng là cobald – 60 phát ra 2 bức xạ gamma có năng lượng 1.17 Mev và 1.33 Mev, trung bình là 1.25 Mev. Ngồi ra, kỹ thuật chiếu xạ cũng được sử dụng để xử lý các vật liệu như polyme, gỗ, cao su và nhiều lĩnh vực khác. Ưu điểm của NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch kỹ thuật chiếu xạ là nhanh chóng, thuận tiện, khơng phụ thuộc vào hình dáng bao gói, nhiệt độ, áp suất, khơng tiêu hao vật chiếu, giữ được màu sắc, mùi vị. I PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ TRONG BẢO QUẢN NƠNG SẢN SAU THU HOẠCH Giới thiệu Chiếu xạ là một q trình vật lý. Người ta sử dụng tia bức xạ điện từ hoặc dòng electron để tác động lên các mẫu thực phẩm. Hiện tượng thực phẩm hấp thu năng lượng từ tia bức xạ điện từ hoặc dòn electron sẽ làm xảy ra một số biến đổi có lợi cho chất lượng sản phẩm Năm 1930 lần đầu tiên trong lịch sử, O. Wurst (Đức) đã đăng ký bằng phát minh sáng chế tại Pháp về việc ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong cơng nghệ thực dụng ngay vào thời điểm đó vì người ta lo ngại vấn đề an tồn thực phẩm chiếu xạ có chứa các chất có hoạt tính phóng xạ gây nguy hiểm cho sức khỏe của người tiêu dung hay khơng? Trả lời câu hỏi này thì trong giai đoạn 1940 – 1970, các nhà khoa học tại nhiều nước trên thế giới đã thực hiện những nghiên cứu khác nhau. Sau một khoảng thời dài nghiên cứu và tranh luận, các nhà khoa học đi đến một kết luận thống nhất là nếu dùng tia chiếu xạ với liều lượng thích hợp thì vấn đề an tồn của thực phẩm chiếu xạ cho người tiêu dùng được đảm bảo tuyệt đối Vào năm 1976, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) ra thơng báo khuyến cáo sử dụng kỹ thuật chiếu xạ trong cơng nghệ thực phẩm. Đến nay, đã có hơn 40 quốc gia trên thế giới cho phép sử dụng kỹ thuật chiếu xạ để xử lý thực phẩm, trong đó có nhiều nước phát triển như Mỹ, Canada, Anh, Pháp, Đức, Bỉ, Đan Mạch, Nga, Australia, Nhật, Trung Quốc…và Việt Nam cũng nằm trong danh sách các nước cho phép sử dụng kỹ thuật chiếu xạ trong cơng nghiệp thực phẩm NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch Ngun tắc chiếu xạ thực phẩm là chuyển một phần năng lượng từ dòng electron hoặc tia bức xạ điện từ cho mẫu thực phẩm được chiếu xạ, nhờ đó sẽ tạo một số biến đổi có lợi cho q trình chế biến hoặc bảo quản thực phẩm Trong số các tia bức xạ điện tử như tia X, tia gamma, tia beta…chỉ có tia gamma là được sử dụng ở quy mơ cơng nghiệp cho mục đích chiếu xạ thực phẩm. Người ta sử dụng tia bức xạ gamma của các chất phóng xạ Cobalt 60 hoặc của chất Cesium 137 để chiếu vào thực phẩm nhằm diệt vi trùng (thịt), vi sinh vật, sâu bọ, cơn trùng và ký sinh trùng (lúa mì, bột, đồ gia vị, ngũ cốc, trái cây khơ) làm chậm sự phát triển, sự chín cũng như ngăn chặn sự nảy mầm các loại trái cây và củ hành…Phóng xạ tác động thẳng vào phần DNA làm tế bào khơng thể phân cắt được. Đơi khi phương pháp này còn được gọi bằng những tên khác như khử trùng bằng điện tử electronic pasteurization hoặc cold pasteurization (khử trùng lạnh) Mục đích chiếu xạ Mục đích chủ yếu của q trình này là tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật, cơn trùng có hại trên rau quả và làm chậm các q trình chin sau thu hoạch, lão hóa sản phẩm… a) Tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật và cơn trùng có hại trên sau quả Một trong những ngun nhân quan trọng gây hư hỏng rau quả trong q trình bảo quản là do vi sinh vật và một số cơn trùng có hại Hệ vi sinh vật trên rau quả bao gồm nấm sợi, nấm men và vi khuẩn, trong đó thường gặp nhất là nấm sợi. Khi các tế bào vi sinh vật thực hiện q trình trao đổi chất và sinh trưởng nên chúng làm thay đổi thành phần hóa học cũng như giá trị cảm quan của rau quả là làm cho rau quả nhanh chóng bị hư hỏng. Một số lồi vi sinh vật khác có thể gây bệnh rau quả như Botrytis, Alternaria…Thực tế cho thấy khi số tế bào vi sinh vật có trong rau quả càng nhiều thì thời gian bảo quản rau quả càng ngắn Như vậy, để kéo dài thời gian bảo quản rau quả, một trong những giải pháp kỹ thuật quan trọng là khống chế số tế bào vi sinh vật và cơn trùng trên rau quả càng ít càng tốt NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch Các kết quả nghiên cứu trước đây đã khẳng định là kỹ thuật chiếu xạ rau quả có thể tiêu diệt hoặc ức chế các tế bào vi sinh vật và cơn trùng, góp phần kéo dài thời gian bảo quản rau quả Vi sinh vật Cơn trùng Saccharomyces cerevisiae Penicilum Spp Aspergillus Spp Mycobacterium tuberculosis Salmonella Spp Staphylococcus aureus Bacillus subtilis Bacillus stearothermophilus Virus Escherichia coli Liều gây chết 0,22 – 0,13 1,4 – 2,5 1,4 – 3,7 1,4 3,7 – 4,8 1,4 – 7,0 12 – 18 10 – 17 10 – 40 1 – 2,3 Nếu như đơng lạnh chỉ có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật thì tia bức xạ có tác dụng gây tổn thương cơ chất di truyền (phân tử AND) làm bất hoạt khả năng sinh sản của vi sinh vật. Nhờ đó sau khi chiếu xạ, các vi sinh vật gây bệnh cho người và các vi sinh vật khác gây hại cho thực phẩm bị bất hoạt Q trình tương tác giữa bức xạ và thực phẩm tạo ra một lượng nhiệt khơng đáng kể (chiếu 10kGy nhiệt độ chỉ tang 2 0C) nên chiếu xạ diệt được vi khuẩn nhưng khơng làm chín, làm mất mác các chất dinh dưỡng và khơng làm biến dạng bao gới thực phẩm bằng plastic… Nhờ các hiệu ứng đó thực phẩm chiếu xạ trở nên vệ sinh và an tồn hơn, chất lượng dinh dưỡng được ổn định, thời gian sử dụng của thực phẩm được kéo dài…tạo điều kiện thuận lợi cho khâu lưu trữ và phân phối thực phẩm tới các thị trường xa trái thời vụ Chiếu xạ thực phẩm gớp phần ngăn chặn sự lây lan của nhiều dịch bệnh. Trong các loại ngũ cốc, hoa quả, thịt, trứng, sữa, hải sản…là một trường lưu trú thích hợp cho nhiều vi khuẩn, cơn trùng, ký sinh trùng gây bệnh (Salmonella, Listeria monocytogeess, Campylobacter, Vibro cholera, Yersina, Shigella, Escheria coli, Clostridium perfringenes…) NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch Khi lưu trú trên thực phẩm, các mầm bệnh này rất dễ lây lan sang người sử dụng hoặc sang các vùng địa lý khác nhau. Vì vậy, chiếu xạ trước khi thực phẩm được xuất đi tiêu thụ là một biện pháp kiểm dịch hữu hiệu góp phần ngăn chặn đáng kể sự lây lan, làm giảm sự thiệt hại về nhân mạng, kinh tế. b) Làm chậm các q trình chín sau thu hoạch, lão hóa và nảy mầm của rau Nhóm trái cây : sau thời điểm thu hái, thường xảy ra hai q trình nối tiếp nhau: q trình chín và q trình lão hóa Đối với các loại trái cây có đỉnh sinh trưởng, q trình chín sẽ diễn ra khá nhanh sau khi thi hái. Điểm đặc trưng của q trình chín sau thu hoạch là hệ số hơ hấp của trái gia tang và sự sinh tổng hợp ethylene được tang cường. Bên cạnh đó, nhiều biến đổi hóa sinh và hóa học diễn ra bên trong trái như: Pectin bị phân hủy làm cho cấu trúc trái trở nên mềm hơn Tinh bột cũng bị phân hủy làm tang lượng đường khử và độ ngọt của trái Chlorophyll bị phân hủy, ngược lại hợp chất carotenoid anthocyanin được sinh tổng hợp làm màu sắc từ xanh chuyển dần sang vàng Phản ứng sinh tổng hợp các chất mùi được thúc đẩy và cường độ mùi của trái gia tăng… Những biến đổi trên làm cho trái chưa chín khi thu hái sẽ tiến dần trạng thái của độ chín kỹ thuật. Ở trạng thái này, chất lượng trái cây được xem là tốt nhất cho người sử dụng. Tuy nhiên, nếu các biến đổi trên tiếp tục diễn ra với mức độ lớn, q trình lão hóa của trái sẽ tiếp diễn và chất lượng của trái sẽ bị giảm đi nhanh chóng. Nhìn chung, các loại trái cây có đỉnh sinh trưởng thường có thời gian bảo quản khá ngắn NHĨM 1 Cơng nghệ sau thu hoạch Đối với trái cây khơng có đỉnh sinh trưởng, hệ số hơ hấp của trái giảm dần sau thời điểm thu hái. Như vậy, q trình chín sau thu hoạch tuy cí diễn ra nhưng với tốc độ chậm hơn. Tuy nhiên, trái cây khơng có đỉnh sinh trưởng vẫn bị lão hóa theo thời gian. Khi đó, trái trở nên mềm nhũn, các thành phần hóa học và tính chất cảm quan của trái cũng bị thay đổi sâu sắc, khơng còn thích hợp cho người sử dụng Nhóm rau củ : Đối với một số loại rau củ như salad, cải, cà rốt, su su…sau thời điểm thu hái bắt đầu q trình lão hóa. Khi đó, rau lá sẽ bị mất nước, còn củ sẽ trở nên mềm nhũn Thành phần hóa học và giá trị cảm quan của rau củ sẽ bị biến đổi sâu sắc và khơng còn thích hợp cho người sử dụng Đối với một số loại rau củ khác như hành tây, tỏi, khoai tây…có thể xảy ra hiện tượng nảy mầm trong q trình bảo quản sau thu hoạch. Hiện tượng này ảnh hưởng xấu đến chất lượng của rau củ và làm tăng tỉ lệ tổn thất sau thu hoạch Đến nay, các kết quả nghiên cứu thu được cho thấy khi chiếu xạ một số loại rau trái tươi với liều lượng thích hợp sẽ hạn chế được các q trình chín, lão hóa và nảy mầm. Như vậy, sử dụng kỹ thuật chiếu xạ sẽ gớp phần kéo dài thời gian bảo quản rau tráu tươi, hạn chế tỷ lệ tổn thất do hiện tượng nảy mầm và lão hóa ở rau quả Các biến đổi trong q trình chiếu xạ thực phẩm Các nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh là các chất dinh dưỡng đa lượng như protein, gluxit và lipid tương đối ổn định khi xử lí rau quả có liều xạ thấp dưới 10kGy. Các chất dinh dưỡng vi lượng, đặc biệt là các vitamin tỏ ra khá nhạy cảm với các tác nhân xử lý, kể cả với bức xạ. Ví dụ, vitamin A, E, C và B có độ nhạy cảm cao với các bức xạ song chỉ tương đương với các tác nhân xử lý nhiệt. Ủy ban hỗn hợp giữa FAO, WHO và IAEA khẳng định chiếu xạ khơng làm giảm vấn đề dinh dưỡng trong thực phẩm NHĨM 1 10 Cơng nghệ sau thu hoạch đổi. Nước táo thực hiện thanh trùng bằng tia cực tím nhưng hương vị bị thay đổi nhẹ và vitamin C, B1, B2 bị giảm c) Thành phần thực phẩm: Nói chung vi sinh vật rất nhạy cảm với các tia chiếu xạ. Khi chúng ở trong các dung dịch đậm hơn trong mơi trường chứa protein. Tn theo sự có mặt của nitric có khả năng làm cho bào tử vi khuẩn nhạy cảm hơn với tia chiếu xạ d) Oxy Khả năng đề kháng với tia chiếu xạ của vi sinh vật khi có Oxy thấp hơn khơng có Oxy. Như sự đề kháng với tia chiếu xạ của E.Coli khi khơng có Oxy trong tế bào tăng lên ba lần e) Trạng thái vật lý của thực phẩm: Các tế bào khơ có sự đề kháng với bức xạ mạnh hơn tế bào ấm. Điều đó bởi vì các chùm ion phân hủy nước. Các tế bào đã được làm lạnh đơng có tính bền với tia bức xạ hơn các tế bào khơng lạnh đơng Thiết bị chiếu xạ a) Máy gia tốc Ngun tắc hoạt động: máy gia tốc phát ra dòng electron Cấu tạo: gồm có bốn bộ phận chính: bộ phận tạo dòng electron, bộ phận gia tốc electron, bộ phận định hướng dòng electron, bộ phận tách electron Ngun lý hoạt động: Bộ phận tạo dòng electron: đây là bộ phận sinh các electron NHĨM 1 18 Cơng nghệ sau thu hoạch Bộ phận gia tốc electron: năng lượng của mỗi electron sẽ phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của nó. Khi tốc độ chuyển động của electron càng nhanh thì năng lượng của electron sẽ càng lớn. Bộ phận gia tốc electron có mục đích là gia tăng mức năng lượng của các electron được sinh ra từ bộ phận tạo dòng electron Bộ phận định hướng dòng electron: bộ phận này có chức năng hiệu chỉnh quỹ đạo chuyển động của các electron Bộ phận tách electron: đây là cửa thốt của các dòng electron từ máy gia tốc. Thơng ra bộ phận này dòng electron sẽ thốt ra ngồi máy gia tốc và tác động lên mẫu nơng sản sau thu hoạch cần chiếu xạ Ưu điểm: Tạo ra những dòng electron với các mức năng lượng khác nhau. Hoạt động của máy gia tốc khơng gây ơ nhiễm mơi trường Nhược điểm: Các máy gia tốc thường có kích thước rất lớn và tiêu tốn nhiều năng lượng Ví dụ: Máy gia tốc tại trung tâm nghiên cứu CERN của Thụy Sỹ có đường kính xấp xỉ 9km, sử dụng mạng điện thế 50,000 MeV Máy gia tốc mini đặt tại Saclay (Pháp) với đường kính dài 200m, sử dụng mạng điện thế 640 MeV Khả năng đâm xun của các dòng electron thường kém xa so với tia Gamma Chính vì vậy mà máy gia tốc ít được sử dụng trong cơng nghiệp chiếu xạ nơng sản sau thu hoạch b) Máy phát ra tia gramma NHĨM 1 19 Cơng nghệ sau thu hoạch Ngun tắc hoạt động: Hiện nay có nhiều nguồn khác nhau có thể phát tia Gamma. Ở quy mơ cơng nghiệp, nguồn phát tia gamma thơng dụng nhất là 60Co Tia gamma sinh ra từ nguồn 60Co được biểu hiện theo sơ đồ: Theo lý thuyết trong q trình phân rã 60Co sẽ sinh ra electron và tia gamma. Có hai tia gamma được sinh ra với mức năng lượng lân lượt là 1,333 MeV và 1,172 MeV. Do các electron có khả năng đâm xun kém nên máy phát tia gamma có bộ phận chun ngăn tách những electron được sinh ra trong q trình phân rã 60Co. Còn các tia gamma sẽ được sử dụng cho mục đích chiếu xạ. Chu kỳ bán hủy của 60Co là 5,27 năm Cấu tạo: Hình : Thiết bị chiếu xạ Ngun lý hoạt động: NHĨM 1 20 Cơng nghệ sau thu hoạch Nguồn 60Co được đặt sâu trong lòng đất và được đặt cách ly hẳn với mơi trường bên ngồi thơng qua hệ thống tường chắn. Nơng sản sau thu hoạch được đóng gói vào bao bì, sau đó được đặt vào trong các thùng chứa (container) và được đặt lên băng chuyền. Băng chuyền sẽ dịch chuyển để đưa nơng sản sau thu hoạch vào khu vực tiếp xúc với tia gamma. Thời gian lưu của nơng sản sau thu hoạch trong khu vực này cần được tính tốn để đảm bảo liều xạ chiếu theo giá trị u cầu. Cuối cùng băng chuyền sẽ đưa các container chứa nơng sản sau thu hoạch ra bên ngồi hệ thống thiết bị để đem đi chế biến hoặc bảo quản nơng sản trong điều kiện thích hợp Ưu điểm: Chi phí năng lượng thấp hơn rất nhiều so với việc sử dụng máy gia tốc. Các tia gamma có độ đâm xun khá cao. Hiện nay, tại nước ta và nhiều nước trên thế giới, máy phát tia gamma được sử dụng rất rộng rãi để chiếu xạ nông sản sau thu hoạch Nhươc điểm Việc sử dụng máy phát tia gamma theo nguyên lý trên làm sản sinh ra các chất thải có thể gây ơ nhiễm mơi trường. Máy phát tia gamma ln trong tình trạng hoạt động liên tục khơng phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng Nhìn chung, quy định thực hiện chiếu xạ nơng sản sau thu hoạch rất đơn giản. Tuy nhiên, các cơ sở chiếu xạ cần phải tn thủ nghiêm ngặt những điều kiện vận hành để đảm bảo an tồn an tồn cho cơng nhân trong q trình làm việc Ưu nhược điểm của phương pháp chiếu xạ a) Ưu điểm của chiếu xạ NHĨM 1 21 Cơng nghệ sau thu hoạch Tạo ra nguồn thực phẩm an tồn. Thực phẩm chiếu xạ khơng tiếp xúc với chất phóng xạ mà chỉ bị chiếu bởi tia gramma từ nguồn phóng xạ, do đó khơng thể bị nhiễm xạ Sau khi chiếu xạ thực phẩm khơng xuất hiện bất kỳ độc tố nào và khơng có sự thay đổi thành phẩn hóa học gây ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe con người Q trình tương tác giữa bức xạ và thực phẩm chỉ tạo ra một lượng nhiệt khơng đáng kể (chiếu 10 kGy nhiệt độ chỉ tăng lên 2 0C) nên chiếu xạ tiêu diệt được vi sinh vật…nhưng khơng làm chín, khơng làm tổn thất các chất dinh dưỡng và biến dạng bao bì bao gói thực phẩm bằng plastic Các nhà máy sử dụng chiếu xạ thực phẩm theo đúng quy trình an tồn sẽ khơng gây hại đén mơi trường xung quanh và sức khỏe của cơng nhân làm việc Chiếu xạ thực phẩm đem lại hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng Lợi ích kinh tế lớn, thực phẩm có thể được bảo quản lâu hơn, hạn chế tổn thất b) Nhược điểm của chiếu xạ Một số vi sinh vật có khả năng chỉnh sửa lại cấu trúc tế bào của mình. Do đó chúng có khả năng sống sót và phát triển trở lại sau khi chiếu xạ. Ví dụ như dạng vi sinh vật có bào tử (Clostridium Botulinum, Bacillus cereus…) nà vi sinh vật tái lại DNA (Deinococcus radio) có khả năng chống xạ rất tốt Virus có khả năng chịu đựng tốt và khơng bị tiêu diệt bởi tia chiếu xạ thường dùng trong sản xuất chẳng hạn như virus gây bệnh cò điên Thực phẩm đã nhiễm độc tố vi sinh khơng thể làm sạch bằng phương pháp chiếu xạ được Thiết bị đắt tiền, cần nguồn nhân lực có trình độ chun mơn cao NHĨM 1 22 Cơng nghệ sau thu hoạch Kết hợp chiếu xạ với các phương pháp bảo quản khác Để tăng hiệu quả cơng nghệ, hiện nay các nhà sản xuất ít khi sử dụng chiếu xạ như là một kỹ thuật riêng rẽ để xử lý rau quả sau khi thu hoạch. Thơng thường, họ kết hợp chiếu xạ với một số kỹ thuật khác để thời gian bảo quản rau quả tươi được kéo dài hơn nữa a) Kết hợp chiếu xạ với xử lý nhiệt Để ức chế nấm bệnh trên các loại trái cây nhiệt đới như chuối, xồi, đu đủ… việc sử dụng kết hợp hai phương pháp: ngâm trái trong nước ấm và chiếu xạ cho hiệu quả cao hơn rất nhiều so với việc sử dụng từng phương pháp riêng rẽ. Hạn chế được q trình chín và lão hóa của trái cây, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản của chúng Ví dụ như đói với xồi, q trình xử lý nhiệt được thực hiện bằng cách ngâm trái trong nước ấm 50 – 550C trong 5 phút, sau đó đem chiếu xạ với liều xạ 0,75 kGy. Khi đó, thời gian bảo quản xồi ở 110C có thể kéo dài đến 30 ngày. Ngồi ra, thí nghiệm đối với sung cũng được kết quả tương tự. Ngâm sung trong nước ấm 500C trong 5 phút tiếp theo chiếu xạ với liều xạ 1,5 kGy. Nếu nhiệt độ bảo quản là 150C thì thời gian bảo quản sẽ lên tới 8 10 ngày Ngồi ra phương pháp kết hợp xử lý nhiệt với chiếu xạ còn có tác động tương hỗ trong việc ức chế sự phát triển các nấm bệnh. Kết luận dựa trên thí nghiệm với cà chua Khi tiến hành xử lý trái bằng cách ngâm trong nước ấm 50 0C trong 2 phút rồi chiếu xạ 1 kGy, sau 5 ngày bảo quản ở 230C, số trái bị nhiễm B. cinerea và R. stolonifera lần lượt là 1,7% và 10%. Trong khi đó, mẫu đối chứng khơng qua xử lý có số trái bị nhiễm lần lượt là 67% và 100% Tuy nhiên, do đặc điểm cấu trúc và thành phần hóa học của một số loại rau trái nên phương pháp xử lý nhiệt kết hợp với chiếu xạ tỏ ra khơng thích hợp. Một nhược điểm lớn của phương pháp này là rất khó tách đi phần nước tự do bám trên bề mặt rau trái trong q trình ngâm trong nước ấm. Phần nước tự do này có thể thúc đẩy sự phát triển các loại nấm bệnh trên rau trái trong q trình bảo quản NHĨM 1 23 Cơng nghệ sau thu hoạch b) Kết hợp chiếu xạ với xử lý nhiệt và hóa chất Với mục đicxhs tiêu diệt vi sinh vật, đặc biệt là các lồi nấm mốc gây bệnh trên rau trái, việc kết hợp cả ba phương pháp: chiếu xạ, xử lý nhiệt và xử lý bằng hóa chất được xem là một giải pháp hiệu quả nhất. Các kết quả nghiên cứu cho thấy tác động tương hỗ của ba phương pháp trên làm tăng khả năng tiêu diệt vi sinh vật lên rất nhiều so với khi chúng ta sử dụng từng phương pháp riêng lẽ. Việc kết hợp chiếu xạ, nhiệt và hóa chất để xử lý rau quả sau thu hoạch thường được áp dụng trog trường hợp ngun liệu có nguy cơ nhiếm nấm mốc gây bệnh Như xồi thường hay bị bệnh lt và bệnh thối cuống gây ra bởi Colletotrichum gloeosporioides và Diplodia natalensis hoặc Phomopsis citri. Để ngăn ngừa sự phát triển của nấm bệnh trong q trình bảo quản người ta ngâm trái trong dung dịch benomyl với nồng độ 500ppm ở 520C trong 5 phút, sau đó tiến hành chiếu xạ với liều xạ 0,075 – 0,6 kGy. Ngồi khả năng khống chế bệnh do nấm mốc, các quy trình xử lý trên còn có tác dụng làm chậm q trình chín và lão hóa của xồi, kéo dài thời gian bảo quản Đối với nhóm trái cây có múi, việc kết hợp chiếu xạ, nhiệt và hóa chất cũng là một giải pháp hữu hiệu nhất để ngăn ngừa sự phát triển của lồi nấm mốc, đặc biệt là Penicillum digitatum, Penicillum italium và Diplodia natalensis Các quy định về thực phẩm chiếu xạ Chiếu xạ thực phẩm là cơng nghệ sử dụng năng lượng bức xạ ion hóa để xử lý thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng vệ sinh an tồn thực phẩm, nâng cao thời gian bảo quản Thực phẩm chiếu xạ đã được chứng minh là lành tính và mang lại những lợi ích kinh tế xã hội to lớn. Tuy nhiên cũng giống như các cơng nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm bằng hóa học hoặc bằng nhiệt, cơng nghệ chiếu xạ thực phẩm cũng đòi hỏi cơ sở chiếu xạ và cơ sở sản xuất chế biến thực phẩm phải tn thủ những u cầu nhất định về vệ sinh an tồn thực phẩm trước khi chiếu xạ, liều lượng chiếu xạ thích hợp cho tùng loại thực phẩm, NHĨM 1 24 Cơng nghệ sau thu hoạch quy cách sản phẩm và điều kiện lưu kho, vận chuyển và chế biến thực phẩm sau khi chiếu xạ Theo quy định của các tổ chức chính phủ thì mỗi loại thực phẩm đều có một liều xạ tối đa cho phép xử lý thực phẩm khơng vượt q 5 kGy đối với tia Gramma và 10 kGy đối với tia bức xạ điện tử Thực phẩm chiếu xạ là thực phẩm có từ 5% trở lên theo khối lượng đã hấp thụ một liều vượt q liều hấp phụ tối thiểu. Khơng được chiếu xạ lại thực phẩm trừ trường hợp ngũ cốc, đậu đỗ, thực phẩm khơ…và các hàng hóa khác tương tự được chiếu xạ với mục đích kiểm sốt tái nhiễm cơn trùng hoặc ức chế sự nảy mầm Thực phẩm khơng được coi là chiếu xạ lại nếu: Thực phẩm chế biến từ nguyên liệu đã được chiếu xạ liều hấp thụ không lớn hơn 1 kGy Thực phẩm đem chiếu xạ chứa không quá 5% thành phần theo khối lượng đã được chiếu xạ u cầu cơng nghệ dsacwj thù phải chiếu xạ qua nhiều giai đoạn để tổng liều hấp thụ ở các giai đoạn của q trình chế biến đạt được giá trị đủ gây hiệu quả mong muốn Chỉ được phép lưu thơng trên thị trường những thực phẩm chiếu xạ có ghi nhãn thực phẩm đầy đủ theo quy định của Nhà Nước Theo các quy định quốc tế, thực phẩm chiếu xạ đều phải có gắn biểu tượng của việc chiếu xạ (biểu tượng Radura) trên bao bvif để người tiêu dùng nhận biết. Biểu tượng gồm có một vòng tròn đứt đoạn bao quanh (tượng trưng cho sự chiếu xạ). Bên trong là hai cánh hoa và một chấm tròn (tượng trưng cho loại thực phẩm), trên bao bì phải kèm theo ghi chú “sản phẩm được chiếu xạ” NHĨM 1 25 Cơng nghệ sau thu hoạch Liều hấp thụ (kGy) TT Loại chiếu xạ Tối thiể u Loại 1: sản phẩm nơng Ức chế sự nảy mầm trong q trình 0,1 bảo quản sản dạng rễ, thân, củ Loại 2: rau tươi (trừ loại 1) Loại 3: ngũ cốc và các sản phẩm bột nghiền từ ngũ cốc; đậu hạt, hạt có dầu, hoa quả khơ Loại 4: thủy sản sản phẩm thủy sản, bao gồm động vật không xương sống, động vật lưỡng cư (tươi sống hoặc đông lạnh Loại 5: thịt gia súc, gia cầm sản phẩm từ gia súc gia cầm dạng tươi sống Loại 6: rau khô, gia vị và thảo mộc Mục đích chiếu xạ a) b) c) d) a) b) c) Làm chậm q trình chín Diệt cơn trùng, ký sinh trùng Kéo dài thời gian bảo quản Xử lý kiểm dịch Diệt cơn trùng, ký sinh trùng Giảm nhiễm bẩn VSV Ức chế sự nảy mầm 0,3 0,3 1,0 0,2 0,3 1,5 0,1 a) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh 1,0 b) Kéo dài thời gian bảo quản 1,0 c) Kiểm soát động thực vật ký 0,1 Tối đa 0,2 1,0 1,0 2,5 1,0 1,0 5,0 0,25 7,0 3,0 2,0 sinh a) Hạn chế vi sinh vật gây bệnh 1,0 b) Kéo dài thời gian bảo quản 1,0 c) Kiểm soát động thực vật ký 0,5 sinh a) Hạn chế VSV gây bệnh b) Diệt côn trùng, ký sinh trùng 2,0 0,3 7,0 3,0 2,0 10,0 1,0 NHĨM 1 26 Cơng nghệ sau thu hoạch Loại 7: thực phẩm khơ có nguồn gốc động vật a) Diệt cơn trùng, ký sinh trùng b) Kiểm soát nấm mốc c) Hạn chế VSV gây bệnh 0,3 1,0 2,0 1,0 3,0 7,0 Bảng : Danh sách thực phẩm đượcp hép chiếu xạ và giới hạn liều hấp thụ tối đa II TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI Việt Nam 1985 cơng nghệ chiếu xạ thực phẩm đã được nghiên cứu và ứng dụng tại Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Năm 1991, tại Viện Khao học và Kỹ thuật Hạt nhân Hà Nội, một thiết bị chiếu xạ bán cơng nghiệp nguồn Cobalt60 dùng cho bảo quản lương thực thực phẩm (chủ yếu là khoai tây) đã được đưa vào hoạt động Hiện nay, nước ta có Trung tâm chiếu xạ Viện Năng lượng Ngun tử Việt Nam (ở phía Bắc) và Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai cơng nghệ bức xạ (ở phía Nam) thực hiện việc chiếu xạ thực phẩm. Tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai cơng nghệ bức xạ mỗi năm có khoảng 5000 tấn thực phẩm và 2000 mét khối dụng cụ y tế các loại đã được đưa vào để chiếu phóng xạ với liều lượng cho phép để diệt khuẩn… 14//10/2004 Bộ Y tế ra quyết định số 3616/2004/QĐBYT về việc ban hành “Quy định vệ sinh an tồn đối với thực phẩm bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ” Giới thiệu trung tâm chiếu xạ tại Hà Nội Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội được xây dựng phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, trên diện tích 1,8 ha Trung tâm gồm 3 bộ phận chính: Thiết bị chiếu xạ bao gồm nguồn chiếu xạ Cobalt – 60 kèm theo hệ thơng băng tải để vận chuyển hàng hóa chiếu xạ theo quy trình cơng nghệ tự động NHĨM 1 27 Cơng nghệ sau thu hoạch Nguồn Cobalt – 60 đặt trong hầm kín được bảo quản khơ, máy chiếu phẳng có tường bê tơng dày 0,5 m ngăn cách, bảo đảm an tồn phóng xạ cho các hoạt động liên quan cũng như mơi trường xung quanh. Tồn bộ hệ thống thiết bị được hệ thống điều khiển đặt ở phía ngồi chỉ huy bằng các camera và đèn tín hiệu, tùy theo u cầu chiếu xạ của từng loại sản phẩm (cường độ chiếu, khối lượng, sản phẩm, kích thước, hình dáng của sản phẩm…) quyết định thời gian chiếu. Hệ thống kho chứa, để bảo quản hàng hóa trước và sau khi chiếu xạ. Theo thiết kế ban đầu, trung tâm có một kho chứa hàng bình thường, diện tích 750 m 2, một kho lạnh nhiệt độ 0 độ C và 15 độ C với diện tích 750 m2, nhưng do điều kiện kinh phí nên trung tâm mới có được kho chứa 750 m2. Hệ thống các phòng thí nghiệm hóa học, hóa lý và sinh học để nghiên cứu, thí nghiệm liều chiếu xạ cho các loại sản phẩm khác nhau như khoai tây, hành tỏi, gia vị, thuốc lá, dược liệu, hoa quả tươi, thịt, mực khơ, cá khơ… Tại đây cũng nghiên cứu, thử nghiệm, theo dõi, đánh giá các sản phẩm chiếu xạ để xây dựng quy trình chiếu với hiệu quả cao nhất. Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội là cơ sở ứng dụng cơng nghệ bức xạ đầu tiên ở Việt Nam với nhiệm vụ chủ yếu là nghiên cứu, thực nghiệm để chuyển giao cơng nghệ bức xạ Việt Nam Trên thế giới a) Hoa Kỳ Từ những năm 1960, Hoa Kỳ và Canada đã bắt đầu cho áp dụng kỹ thuật chiếu xạ vào một số thực phẩm và ngũ cốc để tiệt trùng Từ năm 1972, cơ quan NASA Hoa Kỳ đã cho chiếu xạ tất cả thực phẩm dùng trong các chuyến du hành trong không gian 1990 Hoa Kỳ cho phép chiếu xạ trái cây tươi và thịt gà Năm 1997 cơ quan FDA (Cơ quan Quản trị Thực phẩm và Dược phẩm) cho việc chiếu xạ các loại thịt đỏ như thịt bò, thịt cừu và thịt heo (để diệt giun bao Trichinella) NHĨM 1 28 Cơng nghệ sau thu hoạch Năm 2000 thịt bò xay ép miếng được chiếu xạ lần đầu tiên được thấy xuất hiện tại một số chợ Minnesota, sau đó thì mặt hàng này từ từ lan dần sang các tiểu ban khác Tháng 9/2008 Environmental Protection Agency của Hoa Kỳ đã cho phép các nhà sản xuất Mỹ có thể chiếu xạ mồng tơi có rau spinach Thịt bò hambuger chiếu xạ ngày nay đã có mặt tại một số chợ và siêu thị Hoa Kỳ mà dẫn đầu là Wal Mart. Đối với Canada, từ 40 năm nay quốc gia này cũng thường cho áp dụng kỹ thuật chiếu xạ vào một số nơng sản như khoai tây, củ hành, lúa mì, bột mì và các loại gia vị khơ. Chiếu xạ thực phẩm khơng có tính chất bắt buộc tại Canada b) Châu Âu Thượng viện Liên Âu có vẻ hơi khắt khe, họ chỉ cho phéo chiếu xạ các rau mùi khơ, và các loại gia vị mà thơi Pháp là quốc gia cới mở nhất với 15 sản phẩm và ngun liệu được cho phép chiếu xạ như: các loại gia vị, rau mùi khơ, củ hành, hành lá, tỏi, rau quả khơ, thịt gà, tơm tép, đùi ếch, chất gomme arabique, các chất phụ gia như ovalbumine, casein và caseinates Cơng nghiệp chiếu xạ thực phẩm tại Pháp được thực hiện tại 7 trung tâm lớn Ngày nay kỹ thuật chiếu xạ thực phẩm đã được 39 quốc gia nhìn nhận và cho phép thực hiện trên 40 loại mặt hang khác nhau. Chiếu xạ là phương pháp mới có tính năng kỹ thuật cao, có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp khử trùng cổ điểm bằng nhiệt hoặc hóa chất, được ứng dụng ngày càng phổ biến trong ngành cơng nghiệp thục phẩm Tiềm năng phát triển của chiếu xạ trong tương lai Ngành chiếu xạ tại Việt Nam ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm. Nhu cầu chiếu xạ tại Việt Nam trong các năm vừa qua hầu như đến từ u cầu của phía đối tác nhập khẩu như Mỹ, Châu Âu, Nga, New Zealand… Trong hồn cảnh hiện nay, để phát triển sản xuất, kinh doanh, xuất nhập khẩu sản phẩm thực phẩm chiếu xạ, đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng, đảm bảo uy tín cho nhà sản xuất và để có căn cứ pháp lý cho việc kiểm tra và quản lý sản phẩm thực phẩm chiếu xạ NHĨM 1 29 Cơng nghệ sau thu hoạch Mặt khác, để đảm bảo lợi ích cho doanh nghiệp, tránh tình trạng độc quyền trong các ngành nghề kinh doanh mà Nhà nước khơng cấm, đồng thời tranh thủ kỹ thuật, cơng nghệ hiện đại của thế giới đi đơi với lợi ích của quốc gia, cần xây dựng và áp dụng các tiêu chuẩn liên quan đến thực phẩm chiếu xạ, trên cơ sở chấp nhận các tiêu chuẩn tương ứng của Tổ chức Quốc tế về Tiêu chuẩn Thực phẩm Nhu cầu chiếu xạ đối với hai lĩnh vực chủ yếu là thủy sản và trái cây tươi hiện vẫn khá thấp, vào khoảng 40.000 – 55.000 tấn/năm. Sản lượng xuất khẩu đối với hai mặt hang này dự kiến sẽ gia tăng trong các năm sau khi nhận được một số tín hiệu tích cực từ ngành thủy sản cũng như việc mở rộng sản phẩm nơng sản xuất khẩu sang thị trường Mỹ Trong quyết định số 127/QĐTTg về quy hoạch chi tiết phát triển ứng dụng bức xạ đến năm 2020, Thủ tướng Chính phủ đã nhấn mạnh việc đẩy mạnh phát triển lĩnh vực chiếu xạ khử trùng vật phẩm y tế, khử trùng thực phẩm (thủy hải sản, thịt, trái cây, rau và gia vị) Song song đó, quyết định cũng chỉ rõ một số chỉ tiêu định hướng đến năm 2020 Mục tiêu 2011 2015 2016 2020 Tỷ lệ tăng doanh thu dịch vụ chiếu xạ cơng nghiệp 20 18 Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu về chiếu xạ công nghiệp 35 40 Số cơ sở chiếu xạ công nghiệp 16 30 Bảng : Một số chỉ tiêu định hướng theo quy hoạch phát triển ứng dụng bức xạ đến năm 2020 TÀI LIỆU THAM KHẢO III Giáo trình Cơng nghệ sau thu hoạch , trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TPHCM NHĨM 1 30 Cơng nghệ sau thu hoạch Cơng nghệ chế biến thực phẩm – Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Hà Công nghệ bảo quản và chế biến nông sản sau thu hoạch – Trần Văn Chương http://doc.edu.vn/tailieu/detaibaoquanrauquabangphuongphapchieuxa11496/ http://www.slideshare.net/thaidungle/chiuxthcphm http://www.hoinongdan.org.vn/sitepages/news/46/35439/kythuatchieuxabaoquan nongsan http://www.vaas.org.vn/kythuatchieuxabaoquannongsana14528.html Canada food inspection agency (05/07/2016), trích từ nguồn: http://www.inspection.gc.ca/food/informationforconsumers/factsheetsand infographics/irradiation/eng/1332358607968/1332358680017 OP Snyder and DM Poland, FOOD IRRADIATION TODAY (1995). Trích từ nguồn: http://www.hitm.com/Documents/Irrad.html NHĨM 1 31 Cơng nghệ sau thu hoạch NHĨM 1 32 ... Bảng : Danh sách thực phẩm đượcp hép chiếu xạ và giới hạn liều hấp thụ tối đa II TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI Việt Nam 1985 cơng nghệ chiếu xạ thực phẩm đã được nghiên cứu và ứng dụng tại Viện nghiên ... kỹ thu t chiếu xạ là nhanh chóng, thu n tiện, khơng phụ thu c vào hình dáng bao gói, nhiệt độ, áp suất, khơng tiêu hao vật chiếu, giữ được màu sắc, mùi vị. I PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ TRONG BẢO QUẢN NƠNG SẢN SAU THU HOẠCH Giới thiệu Chiếu xạ là một q trình vật lý. Người ta sử... kỹ thu t chiếu xạ đã được phát triển nhanh chóng trên thế giới cũng như vùng châu Á Thái Bình Dương. Cơ sở khoa học của kỹ thu t chiếu xạ Cơ sở khoa học của kỹ thu t chiếu xạ là sử dụng bức xạ gamma hoặc beta được gia tốc đạt năng lượng khơng q 5 Mev, tác động lên