a. Cơ sở khoa học
Mục đích của quá trình tiệt trùng: là tiêu diệt hoàn toàn tổ chức vi sinh vật và vô hoạt không thuận nghịch những enzyme có trong thực phẩm. Vì sự kháng nhiệt của bào tử vi sinh vật, đòi hỏi phải xử lý ở nhiệt độ cao (thường lớn hơn 100oC), tối thiểu là 121oC (nhiệt ẩm) trong 15 phút đôi khi kết hợp với áp suất cao và thời gian xử lý nhiệt kéo dài. Sản phẩm qua quá trình tiệt trùng được gọi là vô trùng.
Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 18 Tuy nhiên, các vi sinh vật không gây bệnh có thể vẫn còn sống sót sau quá trình tiệt trùng nhưng với số lượng rất thấp.
Bảng 5: Phương pháp tiệt trùng
(Nguồn: Dương Thị Phượng Liên, 2006)
Quá trình tiệt trùng thực phẩm thường bao gồm ba giai đoạn:
+ Gia nhiệt tăng nhiệt độ thực phẩm từ giá trị ban đầu lên đến giá trị nhiệt độ thanh trùng hoặc tiệt trùng.
+ Giữ nhiệt độ ở giá trị nhiệt độ cần thanh trùng hoặc tiệt trùng trong một khoảng thời gian xác định.
+ Làm nguội thực phẩm về giá trị nhiệt độ thích hợp để bao gói hoặc bảo quản sản phẩm.
b. Các yếu tốảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình tiệt trùng + Hệ vi sinh vật trong thực phẩm
Số lượng tế bào vi sinh vật trong sữa nguyên liệu sẽảnh hưởng đến việc chọn nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt. Nếu hàm lượng vi sinh vật càng nhiều, đểđạt được một mức độ vô trùng công nghiệp thì chếđộ xử lý nhiệt phải nghiêm ngặt với nhiệt độ cao và thời gian dài hơn. Như vậy, việc hạn chế vi sinh vật ban đầu trước khi tiệt trùng là rất cần thiết.
Thành phần các loại vi sinh vật có mặt trong thực phẩm cũng là một vấn đề cần lưu ý trong quá trình tiệt trùng. Để tiêu diệt các vi sinh vật chịu nhiệt nhưBacillus, Clostridium,…nhiệt độ xử lý phải lớn hơn 80oC mới đạt hiệu quả cao. Một số vi khuẩn có thể tồn tại trong thực phẩm dưới dạng bào tử. Để tiêu diệt chúng nhiệt độ xử lý phải tăng cao hơn nữa.
+ Thành phần hoá học của thực phẩm
Đối với nguyên liệu sữa, việc lựa chọn nhiệt độ và thời gian tiệt trùng phụ thuộc vào giá trị pH của sản phẩm. Do pH ảnh hưởng đến hoạt độ của enzyme nên giá trị pH đóng vai trò kích thích hoặc kìm hãm sự sinh trưởng, thậm chí có thể tiêu diệt một số vi sinh vật có trong sữa.
Những sản phẩm có giá trị pH cao (pH > 4,5) như sữa tươi, đểđạt được mức độ vô trùng công nghiệp, người ta cần xử lý ở nhiệt độ cao trên 100oC. Ngược lại, đối với
Phương pháp Chếđộ
UHT 135 ÷ 150oC, 2 ÷ 20 giây
Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 19 những sản phẩm có giá trị pH thấp, ta có thể giảm nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt nhưng vẫn đảm bảo được một khoảng thời gian bảo quản nhất định cho sản phẩm. Các hợp chất hoá học trong thực phẩm có hệ số dẫn nhiệt khác nhau. Như lipid là thành phần quan trọng có trong sữa, có hệ số dẫn nhiệt rất thấp. Do đó, nếu sữa có hàm lượng béo nhiều thì ta tăng nhiệt độ và thời gian xử lý.
+ Các tính chất vật lý của thực phẩm
Đối với thực phẩm lỏng như sữa, trong quá trình xử lý nhiệt sẽ xuất hiện các dòng đối lưu, do đó quá trình truyền nhiệt nhanh và hiệu quả.
Một số chỉ tiêu vật lý khác như hàm lượng chất khô, độ nhớt của thực phẩm cũng ảnh hưởng ít nhiều đến hệ số truyền nhiệt và hiệu quả của quá trình tiệt trùng. + Phương pháp và thiết bị tiệt trùng
Khi tiến hành tiệt trùng thực phẩm trong bao bì, các vấn đề như hình dạng, kích thước, vật liệu bao bì sẽảnh hưởng đáng kểđến hệ số truyền nhiệt.
Hiện nay, nhiều loại thiết bị tiệt trùng được thiết kế với bộ phận đảo trộn sản phẩm trong quá trình xử lý nhiệt nhằm làm xuất hiện các dòng đối lưu, cải thiện hệ số truyền nhiệt cũng như mức độđồng nhất của sản phẩm sau tiệt trùng.
Đối với nhóm phương pháp tiệt trùng thực phẩm ngoài bao bì, người ta sẽ thiết kế các thiết bị truyền nhiệt sao cho làm xuất hiện cá dòng chảy rối nhằm mục đích giúp cho quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh và hiệu quả hơn.
+ Chếđộ tiệt trùng
Việc lựa chọn chếđộ tiệt trùng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hệ vi sinh vật ban đầu có trong mẫu, thành phần và tính chất của mẫu, phương pháp xử lý nhiệt thực phẩm,…