b. Thiết bị
4.4. Kiểm soát bằng phương pháp giảm độ ẩm
4.4.1.Mục đích: Nhằm ngăn chặn hoặc làm giảm sự tăng trưởng, nảy mầm của tế bào sinh dưỡng.
4.4.1.1.Giảm nước:
- Sử dụng phương pháp giảm nước tự nhiên giảm được chi phí thấp, nó được
sử dụng làm khơ một số loại trái cây (nho), rau, cá, thịt, sữa… tùy thuộc vào điều kiện sử dụng và sự hư hỏng của vi snh vật gây bệnh như nấm men, nấm mốc, vi khuẩn.
4.4.1.2.Đông khô:
- Được sử dụng cho cả chất rắn và chất lỏng thực phẩm. Quá trình này bao
gồm thực phẩm đơng lạnh, ở nhiệt độ thấp sau đó được đưa vào môi trường chân không để loại bỏ các phân tử nước ở trạng thái rắn bị thăng hoa bằng sự thốt hơi nước mà khơng ảnh hưởng đến hình dạng và kích thước của thực phẩm.
- Phương pháp này được dùng trong việc làm đông khô rau, hoa quả, nước
quả, thịt, cá… 4.4.1.3.Sấy khô:
- Giúp tăng diện tích bề mặt của sản phẩm và ít gây nguy hiểm trên tế bào vi
khuẩn và bào tử.
- Sản phẩm chất lỏng như lòng trắng trứng, trái cây, cà chua,… phương pháp
này chủ yếu tạo bọt và độ pH của sản phẩm, độ ẩm thấp sẽ gây chết tế bào vi khuẩn.
- Hun khói nhằm giết chết các vi sinh vật, sự tăng trưởng của vi khuẩn cũng
được kiểm soát bởi độ ẩm thấp.
- Độ ẩm tỷ lệ thuận với mực độ nước có trong sản phẩm. Sự tăng trưởng của vi
sinh vật có ảnh hưởng đến độ ẩm và ngăn chặn sự tăng trưởng của vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm. Độ ẩm thấp tế bào vi khuẩn mất khả năng tồn tại, tuy nhiên nó cũng khơng kiểm sốt được tát cả các mầm bệnh trong thực phẩm.
4.4. Kiểm soát vi sinh vật bằng phương pháp acid hữu cơ và pH thấp:
4.5.1.Mục đích: Sử dụng kháng khuẩn acid hữu cơ và làm giảm pH thực phẩm để
kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn.
4.5.1.1.Acid axetic:
- Acid axetic được sử dụng thường như dấm (5 – 10% acid axetic) hặc muối
của natri và canxi ở 25% hoặc cao hơn như trong dưa chua, nước sốt,.. có hiệu quả chống lại vi khuẩn hơn so với nấm men và nấm mốc.
- Vi khuẩn phát triển tốt ở pH= 6.0, và ức chế ở acid 0.02% so với
Salmonella.spp, 0.01% so với Staphylococcus aureus, 0.02% so với Bacillus cereus,
0.1% so với Aspergillus spp., và 0.5% so với Saccharomyces spp. Bên cạnh việc sử
dụng trong thực phẩm, acid acetic còn được sử dụng từ 1 – 2% để rửa thịt nhằm giảm mực độ vi khuẩn.
4.5.1.2.Acid propionic:
- Acid propionic được sử dụng như muối của canxi và natri ở 1000 – 2000 ppm
(0.1 – 0.2%) trong bánh mì, sản phẩm bánh ngọt, phomat, mứt,… có tác dụng chống nấm mốc và vi khuẩn nhưng khơng có tác dụng chống nấm men ở nồng độ sử dụng cho thực phẩm.
- Nồng độ ức chế của acid chống nấm mốc và vi khuẩn là 0.05%.
Được sử dụng như acid hoặc muối natri và kali 2% trong đồ uống có ga, dưa chua, các sản phẩm thịt đã được xử lý nhiệt,… có tác dụng chống lại các vi khuẩn, nấm mốc và nấm men.
Acid lactic ít có hiệu quả hơn acetic, propionic, benzoic, hoặc acid sorbic, nhưng có hiệu quả đối với acid citric.
4.5.1.4.Acid citric:
Có tác dụng kháng khuẩn, sử dụng 1% acid citric trong nước uống, các sản phẩm bánh kẹo, phomat, rau quả đóng hộp,… giúp chống lại vi khuẩn, nấm mốc và nấm men.
4.5.1.5.Acid Sorbic:
- Đây là một loại acid chưa bảo hịa, nó được sử dụng trong một số loại đồ
uống có cồn, hoa quả chế biến và rau quả, sữa, bánh kẹo,… Nồng độ sử dung khác nhau 5 – 200ppm (0.05 – 0.2%), có hiệu quả trong việc chống lại nấm mốc, nấm men và vi khuẩn.
- Các nồng độ gây ức chế sự phát triển của vi sinh vật: 0.01% (100ppm) đối với
Pseudomonas spp., Staphylococcus aureus, Escherichia coli, và Serratia,spp; 0.1%
cho Lactobacillus spp và Salmonella spp; 0.02% cho hầu hết nấm men và nấm mốc; 1% cho Clostridium spp.
- Ngồi ra , phẩm có pH thấp. Có khả năng chống lại nấm men và vi khuẩn nấm
mốc.nó cũng gây ức chế sự tổng hợp của thành tế bào, protein, RNA và DNA. Cản
trở khả năng nẩy mầm và bào tử. 4.5.1.6.Acid benzoic:
- Được sử dụng như acid hoặc như muối natri 5 – 200ppm (0.05 – 0.2%) trong
nhiều sản
- Đối với vi khuẩn gây ức chế ở nồng độ 0.01 – 0.02%, và 0.05 – 0.1% nấm mốc
- Gây ức chế các chức năng của nhiều enzyme cần thiết cho phosphoryl hóa oxy hóa.
pH thấp ngăn cản sự tăng trưởng và phát triển của vi khuẩn bằng cách nó tác động đến việc sản xuất năng lượng, hoạt động của enzyme và sự vận chuyển của các chất dinh dưỡng. Nhiều thực phẩm sử dụng acid hữu cơ để kiểm soát vi sinh vật tăng trưởng trong thực phẩm, pH thấp cũng được dùng để ngăn chặn sự nảy mầm của bào tử vi khuẩn trong thực phẩm.
4.5. Kiểm soát bằng chất bảo quản kháng sinh:
4.6.1.Mục đích: Hóa chất kháng sinh được sử dụng trong thực phẩm ở liều lượng
tương đối nhỏ, hoặc để tiêu diệt vi sinh vật không mong muốn nhằm ngăn ngừa và làm chậm sự tăng trưởng của nó.
4.6.1.1.Nitrite (NaNO2 và KNO2):
- Được sử dụng để chế biến thịt, gia cầm, các sản phẩm cá, và để kiểm soát sự
tăng trưởng, sản xuất độc tố Clostridium botulinum. Ngoài ra, việc sử dụng Nitrite
còn được dùng để ức chế sự hiện diện của các vi khuẩn ở nồng độ 200ppm như
Staphylococcus aureus, Escherichia, Pseudomonas và Enterobacter spp; Lactobacillus và Salmonella serovars kháng với nồng độ NO2.
- Tác dụng kháng khuẩn của NO2 được tăng cường ở pH thấp (pH=5.0 – 6.0),
nhằm giảm bới sự hiện diện của vi sinh vật. 4.6.1.2.Lưu huỳnh dioxide (SO2) và Sulfite (SO3):
- Dioxide lưu huỳnh, natri sunfit (Na2SO3), natri bisulfide ( NaHSO3) và natri
metabisufite (Na2S2O5) được sử dụng để kiểm soát vi sinh vật và côn trùng trong trái
cây, nước trái cây, nước chanh, nước giai khát, rượu vang, dưa chua,…
các enzyme cũng như các thành phần tế bào khác. Ở pH thấp (pH = 4.5) và độ ẩm thấp là điều kiện thuận lợi cho nấm mốc và nấm men phát triển. pH = 5.0 tạo điều kiện cho vi khuẩn, nhưng có thể bị ức chế vi khuẩn ở nồng độ thấp hơn và tiêu diệt vi khuẩn ở nồng độ cao.
- Ở Mỹ, nồng độ 200 – 300ppm được phép sử dụng để kháng khuẩn. Lưu uỳnh
và sunfite dioxide cũng được sử dụng như là chất chống oxi hóa trong trái cây tươi, khơ và rau.
4.6.1.3.H2O2:
- H2O2 (0.05 – 0.1%) là một chất kháng sinh trong sữa được sử dụng trong chế
biến pho mat (để kiểm soát sự tăng trưởng của gram dương sản xuất các enzyme
ổn định nhiệt), tạo điều kiện tiêu diệt Salmonella bởi khử trùng ở nhiệt độ thấp, vật
liêu đóng gói được sử dụng trong bao bì đóng gói vơ trùng thực phẩm và thiết bị chế biến thực phẩm.
- Trong sữa tươi và lòng trắng trứng, catalase được sử dụng đẻ phân hủy H2O2 với nước và oxy.
- H2O2 là chất oxy hóa rất mạnh, và được sử dụng trong các loại thực phẩm ít
calo và chất tẩy trắng, cải thiện màu sắc của hạt, socola, trà, cá…nhằm giảm sufit trong rượu vang.
4.6.1.4.Epoxit (Ethylene oxide, propylene oxide):
- Ethylene oxide và propylene oxide được sử dụng để tiêu diệt vi sinh vật và
cơn trùng có trong ngũ cốc, bột cacao, các loại hạt, trái cây sấy khô,…
- Có khả năng chống lại các tế bào, bào tử và vi rút. Ethylene oxide có tác dụng
gây hiệu quả tốt hơn propylene.
Ví dụ: -SH, -NH2, -OH trong phân tử tế bào, đặc biệt là cấu trúc protein và enzyme có thể ảnh hưởng xấu đến chức năng của thực phẩm. Khi phản ứng có thể hình thành các hợp chất độc hại như clorua… tạo ra lượng dư trong thực phẩm sau khi xử lý.
4.6.1.5.Butylated hydroxyanisol (BHA), hydroxytolunene butylated (BHT) và t- butyl:
- Chủ yếu được sử dụng ở nồng độ 200 ppm hoặc ít hơn.
- Là chất chống oxi hóa nhằm làm chậm q trình oxy hóa của lipid chưa bão
hịa. Ngồi ra, nó cịn có tính kháng khuẩn.
- Ở nồng độ 50- 400 ppm BHA ức chế sự tăng trưởng của gram dương và gram
âm. Ngăn chặn sự tăng trưởng và sinh độc tố của vi khuẩn và nấm men.
- Tuy nhiên sự kháng khuẩn của nó có thể gây ảnh hưởng lên màng tế
bào và các enzyme nhưng làm chát béo trong thực phẩm giảm ở nhiệt độ thấp.4.6.1.6.Chitosan:
- Là một loại polymer polycationic, thu được bằng thủy phân kiềm chất chitin
từ lớp vỏ Crustaceae.
- Ứng dụng nhiều trong thực phẩm, bao gồm bảo quản thực phẩm. Có hiệu
quả chống lại vi khuẩn , nấm mốc và nấm men. 4.6.1.7.Ethylenediaminetetraacetate (EDTA):
- Muối natri và canxi của EDTA ở nồng độ 100ppm được sử dụng trong thực
phẩm để ngăn chặn kim loại gây hưởng xấu trong thực phẩm.
- EDTA ở nồng độ 5.000 ppm không gây tác dụng độc hại. Vì EDTA có nhiều
kháng sinh có hiệu lực và có khả năng cation hóa trị, do đó nó làm mất chức năng màng ngoài của vi khuẩn gram âm và một số thành tế bào của vi khuẩn gram dương.
- EDTA ức chế sự nảy mầm và phát triển của bào tử Clo.botulinum trong sự
hiện diện của hai cation hóa trị trong mơi trường thực phẩm (sản phẩm sữa).
4.6.1.8.Lysozyme:
- Các enzyme lysozyme có mặt với số lượng lớn trong thực phẩm như lòng
trắng trứng, vỏ động vật hai mảnh (trai, sò), và một lượng nhỏ trong sữa và mơ thực vật.
- Nó thủy phân lớp mucopepitide trong tế bào vi khuẩn gram dương và màng
- Sử dụng kháng sinh lysozyme gây ức chế các tế bào vi khuẩn và ở pH = 6.0
đến pH= 7.0 và nồng độ 0.01 – 0.1%. Nó có thể được sử dụng trực tiếp để kiểm soát vi khuẩn gram dương và với EDTA dùng để kiểm soát gram âm.
- Trong rượu vang, lysozyme được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển không
mong muốn của vi khuẩn lactic acid.
4.6.1.9.Monolaurin (Glycerol Monolaurate):
- Là este của acid lauric và glycerol, có hiệu quả trong việc tiêu diệt vi khuẩn
gây bệnh có trong thực phẩm như thịt, xúc xích, dăm bơng… đặc biệt là vi khuẩn kỵ khí.
- Nó làm tăng hoạt tính chịu nhiệt của các bào tử Bacillus spp. Các kháng sinh
của hợp chất được tăng cường với lipophilic lactate, sorbate, ascorbate và những hợp chất protein.
- Ở nồng độ thấp, nó kìm hẫm vi khuẩn bằng cách hấp thụ chất dinh dưỡng, sử
dụng ở nồng độ 500 ppm vẫn không ảnh hưởng đến mùi vị của thức ăn. 4.6.1.10.Kháng sinh (tetracycline, natamycin và tylosin):
- Kháng sinh được xem như là một chất bảo quản thực phẩm. Tetracycline
được sử dụng để làm lạnh hải sản và gia cầm trong những năm 1950. Tuy nhiên, do sự gia tăng vi khuẩn kháng kháng sinhvieecj sử dụng thuốc kháng sinh trong thực phẩm bi cấm.
- Natamycin được sản xuất bởi natalensis Streptomyces là tác nhân chống
nấm, sử dụng bằng cách phun nhằm ngăn chặn sự tăng trưởng của nấm mốc và sự hình thành mycotoxin trên bề mặt của một số loại phomat, xúc xích.
- Mức an tồn của thuốc kháng sinh trên bề mặt sản phẩm được sử dụng ở
nồng độ 500 ppm.
- Tylosin ức chế tổng hợp protein và sự nảy mầm của nấm mốc, có khả năng
tiêu diệt vi khuẩn gram dương và gram âm và khả năng chịu nhiệt độ cao. 4.6.1.11.Hun khói:
- Được sử dụng để tạo ra các sản phẩm mong muốn về kết cấu, màu sắc và
- Tùy thuộc vào nhiệt độ, thời gian làm nóng trên bề mặt của sản phẩm mà
việc sử dụng biện pháp hun khói nhằm kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và các tế bào vi khuẩn. Có tác dụng tiêu diệt sự tồn tai của việc nảy mầm của bào tử vi khuẩn.
- Tuy nhiên, việc hun khói cũng có thể chứa một số hóa chất gây ung thư như
benzopyrene và dibenzanthracene. Do đó cần giảm thiểu việc tiêu thụ các loại thực phẩm được xử lý khói nhằm giảm ung thư ruột già.
4.6.1.12.Gia vị:
- Sử dụng một số gia vị như tỏi, hành tây, gừng,.. được dùng làm chất bảo
quản thực phẩm. Nó có tác dụng kháng khuẩn và kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật.
4.6. Kiểm soát bằng cách chiếu xạ:
4.7.1. Mục đích:
Chiếu xạ thực phẩm nhằm tiêu diệt nấm mốc, nấm men, các tế bào vi khuẩn và bào tử, vi rút gây bệnh như E.coli, Trichina, Salmonella (vi khuẩn làm thực phẩm có độc tính)… có trong thịt và gia cầm hay các loại thực phẩm khác. Nó ngăn cản sự nảy mầm của một số thực phẩm như khoai tây, hành tỏi, làm chậm q trình chín của trái cây… Tuy nhiên, bức xạ có thể gây ra oxy hóa lipit và làm biến tính các protein thực phẩm đặc biệt khi sử dụng ở liều lượng cao.
4.7.1.1.Liều chiếu xạ:
- Thực phẩm bị chiếu xạ lên đến 10.000 Gy (10kGy), 1 Gy tương đương với
100rad được xem là an toàn.
- Vi sinh vật bị chiếu xạ sẽ dẫn đến tử vong: Đối với côn trùng độ chiếu xạ
1kGy; nấm men, tế bào vi khuẩn 0.5 – 10kGy; bào tử vi khuẩn 1 – 50kGy; vi rút 1 – 20kGy.Tuy nhiên, bào tử Clo. Botulinum không bị phá hủy trong thực phẩm ở độ chiếu xạ 10kGy.
- Nó được sử dụng để kiểm sốt mầm bệnh và vi sinh vật hư hỏng có trong
+ Đối với bức xạ thấp (< 1kGy) được dùng để kiểm sốt cơn trung trong trái cây và ngũ cốc, ký sinh trùng trong thịt, cá,…
+ Đối với bức xạ cao (> 10kGy) dùng để tiêu tiệt bào tử khơng có lợi trong thực phẩm (trừ các loại gia vị và rau gia vị được sử dụng với số lượng nhỏ khi bị chiếu xạ). Vì có thể gây ơ nhiễm vi vinh vật gây bệnh và làm hư hỏng nhiều nguồn khác nhau trong thực phẩm, do đó biện pháp ngăn ngừa thích hợp là đóng gói.
4.7.1.2.Một số loại chiếu xạ:
Radurization:
- Là loại bức xạ khử trùng chủ yếu nhằm mục đích tiêu diệt vi khuẩn gây hư
hỏng thực phẩm ở độ ẩm thấp, đặc biệt là vi khuẩn pschrotrophs gram âm trong
thịt, cá, và nấm men, nấm mốc.
- Sử dụng bức xạ 1 kGy, các sản phẩm phải được đóng gói và ướp lạnh để ngăn
ngừa sự phát triển của mầm bệnh.
Radicidation:
- Đây là loại thực phẩm nhằm tiêu diệt các mầm bệnh sinh dưỡng từ thực
phẩm. Liều sử dụng 2.5 kGy đến 5.0 kGy.
- Gây chết các tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn và nấm mốc, nhưng bào tử của
mầm bệnh không tiêu diệt. Một số chủng kháng bức xạ của mầm bệnh vẫn có thể tồn tại như chủng Salmonella, Typhymurium.
- Sản phẩm sau khi chiếu xạ phải được lưu giữ ở nhiệt độ – 4oC, nhằm ngăn chặn sự nảy mầm của bào tử Clo. botulinum.
Radappertization:
- Sử dụng liều bức xạ ở liều cao > 30kGy để tiêu diệt bào tử Clo.botulinum, Tuy
nhiên việc sử dụng liều bức xạ cao không được khuyến cáo trong thực phẩm. 4.7.1.3.Bức xạ tia cực tím :
- Bức xạ tia cực tím UV với bước sóng 260nm có hiệu ứng diệt khuẩn rất
mạnh, tuy nhiên khơng có khả năng xun qua thủy tinh, các màng bẩn, nước, và một số cơ chất khác.
- Vi sinh vật không chịu được nhiệt độ của tia UV (200 – 280 nm), do đó nó
được sử dụng để ức chế sự hiện diện của vi sinh vật trên bề mặt của các loại thực phẩm (thịt, cá, bánh mì), trong khơng khí, thiết bị xử lý thực phẩm và khu vực chế biến…
- Ngoài ra, một số loại thức phẩm nước như siro, nước,.. cũng được xử lý bằng
tia UV.
4.7.1.4.Bức xạ ion hóa:
- Có sức xuyên rất mạnh và được dùng rất tốt để diệt khuẩn. Nó có khả năng
tiêt diệt cả tế bào sinh dưỡng lẫn bào tử vi khuẩn.
- Có thể tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm như Escherichia coli
O157:H7, Staphylococcus aureus, Campylobacter jejuni…
CHƯƠNG V. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1. Thời gian và địa điểm thực hiện: