1) Yêu cầu
Hóa chất có trong danh mục cho phép sử dụng Sử dụng đúng liều lượng qui định
2) Cách sử dụng hoá chất
Ướp trực tiếp
Cho vào dung dịch ướp Nhúng
Cho vào nước làm đá
3) Một số hoá chất thường sử dụng
Chất bảo quản:
NaCl, axit và các muối của chúng, sulfit, nitrat, nitrit… Chất chống oxy hóa:
Axit xitric, axit ascorbic, Natri ascorbat, Natri erythorbat, butylhydroxy anizol (BHA), butyl hydroxy toluen (BHT)
(a) NaCl
J) Đơn giản, rẻ tiền làm cho sản phẩm có vị mặn, ảnh hưởng đến vị và sự chế biên tiếp theo sau
K) Làm giảm aw, 9%÷11% mới có tác dụng bảo quản
L) Muối cá nhằm mục đích tăng thời gian bảo quản đồng thời tạo cho sản phẩm có hương vị thơm ngon.
Đây là phương pháp có hiệu quả cao, bảo quản kịp thời một khối lượng cá lớn vào mùa khai thác.
(i) Nguyên lý ướp muối để bảo quản
Muối ăn có kích thước và thành phần hóa học khác nhau, đặc biệt thành phần nước thay đổi nhiều: khi độ ẩm không khí trên 75% thì muối hút nhiều nước, khi độ ẩm không khí dưới 15% thì muối khô nhanh. Muối có nhiều Ca2+ và Mg2+ thì đặc tính hút ẩm cao. CaCl2 và MgCl2 có độ hòa tan cao hơn NaCl, nhiệt độ tăng cao thì độ hòa tan của hai chất trên cũng tăng nhanh. Vì vậy nếu hàm lượng các chất trên trong muối ăn nhiều sẽ làm giảm độ hòa tan của NaCl. Ngoài ra Ca2+ và Mg2+ còn tạo cho sản phẩm có vị đắng chát. Do đó nên dùng lọai muối có chất lượng tốt để ướp muối cá giúp cho sản phẩm cá ướp muối có hương vị thơm ngon.
- Kiềm hãm sự tự phân do tác dụng của enzym và vi khuẩn
Nồng độ muối cao gây nên áp suất thẩm thấu lớn có thể làm vỡ màng tế bào vi khuẩn, làm nước thoát ra ngoài vì thế vi khuẩn khó phát triển. Nồng độ muối thông thường sử dụng lớn hơn 10%. Tuy nhiên có một số vi khuẩn chịu muối phát triển được trong môi trường nồng độ muối cao (28%). Ở nồng độ muối 20 – 25% quá trình phân giải cá diễn ra rất chậm. - Muối NaCl có chứa ion Cl- có tác dụng gây độc đối với vi khuẩn. Sự thối rữa của cá chủ yếu là do tác dụng phân giải của enzym và vi khuẩn. Các loại enzym và vi khuẩn này cho hoạt tính mạnh nhất trong môi trường nước muối loãng hoặc không muối nhưng ở nồng độ muối cao chúng sẽ bị kiềm hãm
(iii) Sự thẩm thấu của muối vào cá
Quá trình thẩm thấu có thể chia làm 3 giai đoạn
- Giai đoạn 1: nồng độ muối cao các phân tử muối ngấm vào cá nhanh, nước trong cá thoát ra ngoài (nước thoát ra gấp 3 lần muối ngấm vào). Trong giai đoạn này thịt cá còn màu đỏ, chưa đông đặc.
- Giai đoạn 2: nồng độ muối giảm dần làm cho lượng nước thoát ra ngoài chậm hơn, protein bị biến tính, thịt cá rắn chắc, màu trở nên sậm và đông đặc lại.
- Giai đoạn 3: áp suất thẩm thấu giảm dần đến 0, nồng độ muối trong cá dần bằng nồng độ muối của dung dịch bên ngoài. Thịt cá ở giai đoạn này rắn chắc, có mùi thơm đặc trưng.
(iv)Những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ ướp muối
- Phương pháp ướp: phương pháp muối ướt nhanh hơn phương pháp muối khô - Nồng độ: nồng độ cao, tốc độ thẩm thấu nhanh
- Thời gian: tốc độ thẩm thấu của muối vào cá tăng tỷ lệ thuận với thời gian, đến một tốc độ nhất định nào đó thì quá trình thẩm thấu giảm dần và đạt trạng thái cân bằng.
- Thành phần hóa học của muối: các thành phần khác trong muối như Ca2+, Mg2+ sẽ làm giảm quá trình thẩm thấu của muối vào cá.
- Nhiệt độ: nhiệt độ tăng, tốc độ thẩm thấu tăng. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao enzym hoạt động mạnh và tác dụng của vi khuẩn tăng lên làm giảm chất lượng của cá.
- Chất lượng: cá tươi tốc độ thẩm thấu mạnh, cá béo tốc độ thẩm thấu bé hơn cá gầy
(v) Những biến đổi của cá trong quá trình ướp muối
- Protein của cá giảm do thoát ra ngoài nhiều, lượng nước thoát ra phụ thuộc vào phương pháp muối, nồng độ muối, thời gian muối.
- Hao hụt chất dinh dưỡng: Chất béo hao hụt ít, protein hao hụt nhiều do hàm lượng đạm hòa tan khuếch tán ra dung dịch muối cùng với thời gian và nhiệt độ bảo quản.
(vi)Quá trình chín của cá ướp muối
Cá sau khi ướp muối một thời gian dưới tác dụng của enzym và vi sinh vật làm cho mùi vị tươi của cá mất đi, tạo ra mùi vị đặc trưng của cá muối, thịt cá săn chắc, có mùi vị thơm ngon của cá muối.
Trong quá trình chín protein bị phân giải tạo thành acid amin và các hợp chất hữu cơ khác làm cho protein trong thịt cá giảm xuống, lượng nitơ phi protein ngấm vào trong nước tăng.
Các chất đường và chất béo cũng bị phân giải nhưng chậm hơn tạo cho sản phẩm có mùi vị đặc trưng.
(b) Axit và các muối của axit
- Tác dụng bảo quản:
• Làm giảm pH
• ức chế trực tiếp đến sự phát triển của VSV
• làm giảm hoạt tính enzyme
thường sử dụng: axit axetic, benzoic, propionic, sorbic, lactic… và các muối của chúng
(i) Axit axetic
chống nấm men ( Aspergillus, Penicillium, Saccharomyces). Chống vi khuẩn ( Bacillus, Clotridium, Salmonella)
(ii) Axit sorbic và sorbat
ức chế nhiều loại vi khuẩn, nấm mốc, nấm men.
Được dùng theo nhiều cách khác nhau để kéo dài thời hạn bảo quản
(iii) Axit benzoic và Benzoat
Chống vi sinh vật (ức chế nấm men nấm mốc) Khoảng 0.1% là có hiệu quả bảo quản
Mặc dù Benzoic chống vi sinh vật hữu hiệu hơn Benzoat Natri nhưng nó ít được sử dụng hơn vì Benzoat Natri có khả năng hòa tan gấp 200 lần.
(c) Sulfit
- Tác dụng:
• Chống VSV
• Chống oxy hóa
• Hạn chế hoạt động xúc tác của enzyme
• Ngăn ngừa hoặc giảm sự biến màu
- Khả năng chống vi sinh vật chủ yếu do pH
- SO2 kết hợp với Hb cho màu đỏ bền vững nên che giấu sự hư hỏng của thịt Không được sử dụng để bảo quản thịt, cá
Thường sử dụng : Natri Sulfit, : Natri bisulfit, Natri metabisulfit, kali metabisulfit, kali Sulfit.
(d) Nitrat và Nitrit
- Tác dụng:
• Chống lại Clostridium botulinum và một số vi khuẩn gây hư hỏng khác.
• Chậm quá trình oxy hóa chất béo-là nguyên nhân tạo ra những hương vị không mong muốn.
• Tạo cho thịt có hương vi đặc trưng
• Giữ được màu đỏ hồng đặc trưng của thịt Khả năng ức chế vi khuẩn tăng mạnh trong môi trường axit
(e) Poly photphat
- Tác dụng:
• Ngăn cản sự mất màu của thịt
• Ngăn ngừa sự ôi hóa làm mất mùi thịt, làm bền hương vị sản phẩm hơn
• Giảm mất nước trong quá trình nấu, giảm chảy dịch trong quá trình bảo quản lạnh và khi rã đông
• Giúp bề mặt sản phẩm khô hơn
• Tăng khả năng trích ly protein
• Kháng khuẩn nhẹ đối với các khuẩn gram dương
Mặt hạn chế: dùng nhiều làm sản phẩm có cấu trúc như cao su, gây vị tanh kim loại, gắt, vị xà phòng, ngứa lưỡi và có thể ảnh hưởng đến sức khỏe.
II) PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ 1) Định nghĩa
Chiếu xạ thực phẩm:
- Là phương pháp xử lý thực phẩm bằng tia bức xạ ion hoá có năng lượng cao như tia X,tia gamma của nguồn bức xạ như máy phát xạ hoặc đồng vị phóng xạ (Co60 hoặc Cs137..) hoặc máy phát tia bức xạ để bảo quản và ngăn ngừa sự biến chất của thực phẩm.
Thực phẩm chiếu xạ:
- Thực phẩm chiếu xạ là thực phẩm có từ 5% trở lên theo khối lượng đã hấp thụ một liều vượt quá liều hấp thụ tối thiểu.
2) Nguồn bức xạ
Trong phổ của bức xạ điện từ, bức xạ Gamma được xếp vào vùng năng lượng cao cùng với tia X.Năng lượng liên quan đến bức xạ Gamma là đủ lớn để phá vỡ liên két phân tử và ion hoá các nguyên tử, nhưng không đủ lớn để ảnh hưởng đến cấu trúc hạt nhân nguyên tử ( không tạo thành vật liệu phóng xạ ) . Do đó bức xạ Gamma có thể dùng để làm biến đổi tính chất hoá học, vật lý hoặc sinh học của các sản phẩm/ vật liệu được chiếu xạ, tuy nhiên các sản phẩm này không trở thành vật liệu có tính phóng xạ. Bức xạ có năng lượng cao như vậy được xem như bức xạ ion hoá. Tất cả các quá trình xử lý bằng bức xạ được thực hiện với bức xạ ion hoá bao gồm : bức xạ Gamma, các tia X được sinh ra từ các electron có năng lượng cao (≤5MeV [tcvn-7416],electron năng lượng cao ( ≤10MeV [tcvn-7414]) nhưng được sử
dụng chủ yếu trong công nghiệp nói chung cũng như trong bảo quản thực phẩm nói chung nguồn phát xạ Gamma được sử dụng phổ biến.Do nó có năng lượng tương đối cao và chu kỳ bán rã dài.
Nguồn phóng xạ Cobalt-60:
Cobalt phóng xạ (Co-60 hoặc 60Co27 ) là nguồn bức xạ Gamma được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghệ bức xạ,cả trong công nghiệp lẫn mục đích trong y tế. Sản xuất đồng vị phóng xạ Cobalt bắt đầu từ Cobalt tự nhiên ( nguyên liệu ) có đồng vị cobalt-59 làm giàu 100%. Quặng Cobalt giàu là rất hiếm và kim loại này chỉ chiếm khoảng 0,001% bề mặt vỏ trái đất. Các thanh kim loại ( dạng hình trụ nhỏ ) hoặc các thỏi ( dạng bút chì ) được làm từ bột Cobalt nung với độ tinh khiết 99,9% và được hàn kín trong vỏ bọc kim loại Zircaloy, sau đó được đưa vào lò phản ứng hạt nhân với khoảng thời gian nhất định ( khoảng 18-24 tháng ) phụ thuộc vào thông lượng của Notron tại vị trí xảy ra phản ứng.
Hình: Các than kim loại và bút chì Cobalt-60 sẽ được lắp thành khối bảng nguồn phóng xạ Trong khoảng thời gian ở trong lò phản ứng,một nguyên tử Cobalt-59 hấp thụ 1 nơtron và nó chuyển thành 1 nguyên tử cobalt-60. Trong suốt 2 năm trong lò phản ứng,một phần nhỏ số nguyên tử trong thanh kim loại bị chuyển thành các nguyên tử Cobalt 60. Sau khi được chiếu xạ, các thỏi kim loại chứa các thanh cobalt được bọc thêm lớp thép không gỉ chống ăn mòn để tạo thành các bút chì nguồn phóng xạ hoàn chỉnh mà bức xạ Gamma có thể xuyên qua nhưng bản thân lớp vỏ thép này không trở thành vật liệu có tính phóng xạ. Cấu hình của nguồn phải đáp ứng được yêu cầu sao cho những bút chì nguồn này sẽ được nạp vào các mođun đã được xác định trước trong bảng nguồn, và phân bố của các mođun này trên toàn bộ bảng nguồn của một thiết bị chiếu xạ công nghiệp
Tại thiết bị chiếu xạ công nghiệp, cobalt-60 phân rã thành 1 đồng vị nikel bề,không có tính phóng xạ,trong quá trình phân rã đó phát ra một hạt beta âm (có năng lượng cực đại là 0,313 MeV).Do vậy,Nikel 60 được sinh ra ở trạng thái kích thích và ngay lập tức nó phát ra 2 photon có năng lượng 1.17 và 1.33MeV rồi trở về trạng thái bền. Hai photon gamma này đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý bằng bức xạ đối với các thiết bị chiếu xạ sử dụng bức xạ gamma nguồn Cobalt-60.
Tất cả các nguyên tử cobalt-60 sẽ phân rã, cường độ và hoạt độ phóng xạ của nguồn cobalt sẽ giam, giảm đến 50% trong 5.27 năm hoặc giảm 12% mỗi năm. Định kỳ, các bút chì cobalt-60 sẽ được nạp thêm vào bảng nguồn để đảm bảo công suất của thiết bị chiếu xạ.Các bút chì cobalt-60 cuối cùng được tháo dỡ khỏi bảng nguồn khi hoạt độ của nó còn lại rất thấp,thông thường sau 20 năm sử dụng. Nhìn chung, bút chì nguồn được trả lại nhà cung cấp để tái sử dụng,tái chế hoặc loại bỏ. Trong khoảng 50 năm, thì 99,9% cobalt-60 sẽ phân rã thành nikel không phóng xạ. Các lò phản ứng của các nhà máy điện hạt nhân đóng vai trò rất quan trọng,mang lại lợi ích cho cuộc sống của chúng ta thông qua việc sử dụng nguồn phóng xạ cobalt-60 trong y tế cũng như trong các ứng dụng của bức xạ với quy mô công nghiệp. Sơ đồ khối toàn cảnh của một thiết bị chiếu xạ Gamma điển hình
3) Quá trình phát triển của công nghiệp xử lý bức xạ
Việc sử dụng bức xạ Gamma để khử trùng các sản phẩm chăn sóc sức khoẻ được bắt đầu từ cuối những năm 1950,và đến nay công nghệ bức xạ đã phổ biến ở nhiều quốc gia.Hiện nay, có khoảng trên 200 thiết bị đang hoạt động ở tất cả các nước thành viên của cơ quan nguyên tử Quốc tế (IAEA).Góp một phần quan trọng có ý nghĩa đối với ngành công nghiệp xử lý bức xạ ứng dụng trong khoa học kỹ thuật.
Nhìn vào cho ta nhận xét sự phát triển đều đặn của công nghệ xử lý bằng bức xạ thông qua việc mua bán lượng Cobalt-60 được ứng dụng trong công nghệ chiếu xạ.
Cơ chế diệt khuẩn
Cơ chế diệt vi sinh vật, côn trùng, nấm mốc dựa trên tính chất ion hoá các phân tử cấu thành cơ thể sống,đặc biệt là các phân tử DNA của tế bào vi sinh vật. Khi các phân tử của DNA bị ion hoá,các liên kết giữa chúng bị đức gãy,nếu chiếu xạ ở 1 liều thích hợp thì việc phục hồi các đức gãy trong cấu trúc DNA sẽ không thực hiện được và khi đó tế bào sẽ chết trong quá trình phân bào cũng như bị bất hoạt trong quá trình chiếu xạ.
Khả năng chịu đựng chiếu xạ bằng bức xạ ion hoá của từng loài vi sinh vật được đặc trưng bằng liều D10 . Liều D10 là liều mà 90% vi sinh vật bị tiêu diệt. Ở 1 vùng liều chiếu nhất định, lượng vi sinh vật sống sót sau khi chiếu xạ được biểu diễn bằng công thức:
Trong đó . D : Là liều chiếu làm giảm số vi sinh vật từ lượng ban đầu ( No ) xuống còn số lượng mong muốn (N). N do cơ quan sản xuất hoặc cơ quan y tế có thẩm quyền quy định theo mức vệ sinh an toàn thực phẩm cho phép, D10 là liều chỉ rõ mức độ mẫn cảm phóng xạ bẩm sinh của các loài vi sinh vật.
Tuy nhiên liều xạ thực hiện phải tương quan với các tiêu chuẩn về chất lượng dinh dưỡng, an toàn độc tố và các chỉ tiêu về cảm quan của thực phẩm. Vì vậy, liều chiếu phải xác định cho từng loại thực phẩm cụ thể với yêu cầu về chất lượng đảm bảo. Mỗi quốc gia đều đưa ra những quy định giới hạn về liều chiếu cho từng loại thực phẩm
Mức độ vi sinh vật gây bệnh bị tiêu diệt bằng bức xạ ion hoá phụ thuộc chủ yếu vào kích thước DNA, tốc độ hồi phục của chúng và một số các thông số khác. Liều diệt vi sinh vật gây bệnh đối với thực phẩm đông lạnh cao hơn khi thực phẩm đó ở nhiệt độ bình thường. Liều D10 đối với côn trùng và ký sinh trùng có lượng lớn DNA khoảng 0,1kGy,đối với vi khuẩn có DNA nhỏ hơn khoảng từ 0,3 đến 0,7 kGy và đối với virus là vi sinh vật gây bệnh nhỏ nhất là 10kGy hoặc lớn hơn. Đối với vi sinh vật dạng bào tử liều D10 cao hơn nhiều khi ở dạng bình thường và cỡ vài kGy.
TT LOÀI VI SINH LIỀU D10 ( kGy)
1 Moraxella osloenensis 5 ÷ 10 2 Micrococus Radiodurans 3 ÷ 7 3 Clostridium Botulium 2 ÷ 3,5 4 Bào tử của nấm 0,5 ÷ 5 5 Saccharomys cervisiae 0,4 ÷ 0,6 6 Salmonella 0,2 ÷ 1 7 Staphylococcus aureus 0,2 ÷ 0,6 8 E.Coli 0,1 ÷ 0,35 9 Pseudomonas 0,02 ÷ 0,2
Ở Việt Nam đã cho phép đã cho phép chiếu xạ thực phẩm từ năm 2004.
Hiện nay, dịch vụ chiếu xạ để khử trùng và bảo quản nông sản ở Việt Nam nói chung là chưa phát triển, công nghệ chiếu xạ mới được áp dụng ở các tỉnh phía Nam. Ngoài nhà máy hạt nhân ở Đà Lạt mang tính chất nghiên cứu, được xây dựng trước năm 1975 và Trung tâm Vina Gamma Thủ Đức( 2000: Trung Tâm Nghiên Cứu và Triển Khai Công Nghệ Bức Xạ), thì hiện tại chỉ có 3 công ty triển khai dịch vụ chiếu xạ này là Công Ty Chiếu Xạ An Phú (2003:Chiếu xạ khử trùng các loại thủy hải sản, các loại dụng cụ y tế, trái cây tươi).Thái Sơn Group ( 1991 : Nhà đầu tư dây chuyền chiếu xạ đầu tiên ở ĐBSCL ), Công Ty TNHH Chế Biến Thuỷ Hải