MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG BẢO QUẢN SẢN PHẨM THUỶ SẢN KHÔ Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC XỬ LÝ SẢN PHẨM

KHÔ Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC XỬ LÝ SẢN PHẨM KHÔ BẰNG TIA CỰC TÍM TRƯỚC KHI BẢO QUẢN.

1.2.1. Một số vấn đề trong bảo quản sản phẩm thuỷ sản khô ở nhiệt độ thấp.

Điều khác biệt cơ bản giữa sản phẩm khô và sản phẩm tươi là ở hàm lượng nước trong chúng. Sự khác nhau về hàm lượng nước dẫn đến sự khác nhau về

phương pháp bảo quản và những biến đổi chất lượng trong quá trình bảo quản. Sản phẩm khô được đưa vào bảo quản mà không phải qua giai đoạn làm đông trong các thiết bị làm đông. Đó là do trong sản phẩm khô lượng nước tự do rất ít, dẫn đến lượng nhiệt cần lấy ra để làm đóng băng nước không nhiều. Lượng nhiệt này có thể được lấy ra ngay trong kho bảo quản, nên không cần đến những điều kiện phức tạp của các tủ đông. Mặt khác, do cấu trúc sản phẩm săn chắc nên sự kết tinh nước chậm (trong kho bảo quản) ảnh hưởng không đáng kể đến chất lượng sản phẩm.

Các sản phẩm thuỷ sản khô thường có hàm lượng nước thấp hơn 30% và chủ yếu ở trạng thái liên kết. Hơn nữa, cấu trúc tế bào co rút và các chất protein hoà tan đã biến tính trong quá trình làm khô, nên khả năng khuếch tán nước trong sản phẩm là rất hạn chế. Khi đưa sản phẩm khô vào bảo quản ở nhiệt độ thấp sẽ có thể xảy ra, hoặc không xảy ra sự kết tinh nước trong sản phẩm. Điều này phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản của sản phẩm. Nếu nhiệt độ bảo quản cao hơn nhiệt độ đóng băng nước trong sản phẩm, sẽ không có sự đóng băng nước. Nếu nhiệt độ bảo quản thấp hơn nhiệt độ đóng băng nước trong sản phẩm sẽ xảy ra hiện tượng đóng băng nước trong sản phẩm. Nhiệt độ đóng băng nước trong sản phẩm khô thường rất thấp. Đó là do trạng thái liên kết của nước với các thành phần khác của sản phẩm. Khi đóng băng ở nhiệt độ thấp và nước ít khuếch tán, các tinh thể nước đá tạo thành trong sản phẩm sẽ có kích thước nhỏ và đồng đều. Vì vậy, ảnh hưởng của sự giãn nở nước đá đến cấu trúc sản phẩm không đáng kể [2].

Tuy tỷ lệ nước đóng băng trong sản phẩm khô ít, nhưng nó có ý nghĩa quan trọng là góp phần làm giảm độ ẩm của sản phẩm mà không gây nên sự biến tính protein, sự co rút cấu trúc như trong các trường hợp làm giảm hàm lượng nước của sản phẩm nhờ bay hơi nước. Nhờ đó, sản phẩm không bị cứng, dai khi sử dụng. Tỷ lệ nước đóng băng trong sản phẩm càng tăng thì độ ẩm của

sản phẩm càng thấp. Khi đó, hoạt động của vi sinh vật và các enzim trong sản phẩm càng được kìm hãm [42].

Nhiệt độ bảo quản của sản phẩm khô cần được xác định trong sự phụ thuộc vào thời hạn cần bảo quản sản phẩm. Muốn tăng thời hạn bảo quản, phải giảm nhiệt độ bảo quản của sản phẩm. Tuy nhiên, do chi phí bảo quản lạnh cao, nên trong thực tế nhiệt độ bảo quản các sản phẩm thuỷ sản khô còn được chọn theo giá trị kinh tế của sản phẩm. Những sản phẩm có giá trị kinh tế lớn thường được bảo quản ở nhiệt độ -18oC. Những sản phẩm có giá trị kinh tế thấp hơn thường được bảo quản ở nhiệt độ dương thấp hoặc nhiệt độ thường [33].

Những biến đổi chất lượng của sản phẩm khô trong quá trình bảo quản thường là sự biến màu, mùi, vị. Nguyên nhân của những biến đổi này là sự biến đổi hoá học của các thành phần trong sản phẩm. Tốc độ biến đổi về vật lý, hoá học và sinh học của sản phẩm phụ thuộc rất lớn vào hoạt độ của nước trong sản phẩm. Khi làm giảm hoạt độ của nước sẽ làm giảm tốc độ các biến đổi của sản phẩm. Hoạt độ của nước phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá học, hàm lượng nước của sản phẩm, tính chất của nước trong sản phẩm, nhiệt độ và độ ẩm của môi trường không khí bao quanh sản phẩm. Sự liên hệ giữa tốc độ biến đổi chất lượng của sản phẩm với hoạt độ của nước trong nó được thể hiện ở đồ thị trên hình 1.2.[90]

Biến đổi về hoá học của sản phẩm chủ yếu là sự oxy hoá các chất béo và các chất tạo màu [9]. Các phản ứng oxy hoá có thể xảy ra ở cả trong điều kiện không có oxy (trong bao gói chân không) và ở nhiệt độ thấp hơn –18oC. Trong những điều kiện này, tốc độ phản ứng rất chậm, nhưng các chất sinh ra từ các phản ứng tích tụ dần trong quá trình bảo quản và khi hàm lượng của chúng tăng đến một mức xác định thì sẽ tạo ra những hiện tượng biến đổi màu sắc, mùi vị rõ ràng [36]. Thời gian bảo quản để bắt đầu thấy các hiện tượng biến đổi này phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản. Nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn hoặc

bằng –18oC và sản phẩm được bao gói chân không thì sản phẩm có thể bảo quản được tới 6 tháng vẫn chưa bị ôi khét và biến màu.

L4-1-1 14 T ốc đ ộ cá c b iế n đ ổ i Sự oxi hoá Sự biến màu Đẳng nhiệt Hoạt độ của nước Enzim Nấm mốc Nấm men Vikhuẩn Sự thuỷ phân

Hình 1.2. Tốc độ các biến đổi hoá học, hoá sinh và vi sinh ở thực phẩm phụ thuộc vào hoạt độ của nước của thực phẩm

Ở nhiệt độ thấp hơn –18oC vi sinh vật bị ngừng hoạt động [58]. Vì vậy, nếu nhiệt độ bảo quản thấp hơn –18oC và ổn định thì không xảy ra hiện tượng các thành phần dinh dưỡng của sản phẩm bị phân huỷ do vi sinh vật. Trong thực tế, nhiệt độ bảo quản của sản phẩm thường không đảm bảo sự ổn định. Nếu kích thước kho nhỏ, nhiệt độ môi trường bên ngoài cao, thời gian mở cửa dài, nhiệt độ sản phẩm có thể tăng cao hơn –8oC. Trong những trường hợp này, ở sản phẩm khô có thể xuất hiện vi sinh vật, đặc biệt là nấm mốc. Chúng có nguồn gốc từ các bào tử bám trên bề mặt sản phẩm trước khi đưa vào kho bảo quản. Các loài nấm mốc hoạt động gây nên các vết màu xanh, đen hoặc vàng trên bề mặt sản phẩm. Sau đó, nhiệt độ của kho lạnh giảm xuống thấp hơn –18oC,

chúng sẽ ngừng hoạt động và phát triển. Như vậy, sự dao động nhiệt độ bảo quản tạo ra cơ hội cho vi sinh vật hoạt động. Trong quá trình bảo quản, tuy thời gian của mỗi lần dao động nhiệt độ không nhiều, nhưng hiện tượng này lặp lại nhiều lần, sẽ gây tích tụ các sản phẩm của sự phân huỷ do vi sinh vật hoạt động, dẫn đến sau thời gian bảo quản nhất định, sản phẩm bị biến đổi chất lượng [52]. Ở các sản phẩm thuỷ sản thường gặp một số loài vi khuẩn gây bệnh là

Salmonella choleraesuis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Cl. botulinum[10],[21].

Salmonella choleraesuis là vi khuẩn gây bệnh thường gặp nhất ở hầu hết các loại thực phẩm. Nguồn lây nhiễm đầu tiên là từ phân động vật và phân người (có thể từ người bệnh hoặc từ người có vi khuẩn nhưng vẫn khoẻ mạnh bình thường). Salmonella gây ra hơn 25% các vụ ngộ độc thực phẩm và 66% các trường hợp bị tử vong. Salmonella choleraesuis là những tế bào có hình que thẳng, kích thước ngang 0,7 - 1,5 m, dài 2 - 5 m. Chúng là vi khuẩn yếm khí tuỳ tiện, Gram - , nhạy cảm với quá trình thanh trùng Pasteur và các tia bức xạ[10].

Salmonella choleraesuis bị ức chế ở nồng độ muối ăn 3,5%, môi trường pH < 4,5 và bởi hệ vi khuẩn lactic. Chúng sinh sản ở nhiệt độ 5 - 12 oC, nhưng vài chủng sinh sản ở nhiệt độ thấp hơn 5 oC. Chúng được nuôi cấy dễ dàng và tăng trưởng nhanh trong môi trường đơn giản. Yêu cầu môi trường nuôi cấy phải đủ chất dinh dưỡng với hoạt độ nước Aw = 0,93. Vi khuẩn này không gây mùi khó chịu cho thực phẩm [5].

Salmonella choleraesuis sống tốt ở môi trường tự nhiên, dễ lây lan, có thể sống được cả ở điều kiện bảo quản ít nước, ướp muối. Chúng có khả năng chịu được tác động của các chất kháng sinh [61].

Bệnh do vi khuẩn Salmonella choleraesuis gây ra là bệnh thương hàn. Khi vi khuẩn xâm nhập vào dạ dày, sau 24 giờ sẽ xuất hiện các triệu chứng tiêu

chảy, co thắt bụng, sốt, buồn nôn, nhức đầu. Các triệu chứng này kéo dài trong thời gian 2 -3 ngày. Ở ruột non, vi khuẩn xâm nhập vào tế bào và sinh sản trong đó. Nhiều vi khuẩn chết tạo ra độc tố nội bào. Các hiện tượng này gây ra sự tách chiết dịch ruột non, gây tiêu chảy. Nếu bị bệnh thường xuyên thì không nên dùng kháng sinh bởi Salmonella có thể phát sinh khả năng chịu kháng sinh, đồng thời chất kháng sinh loại đi những vi khuẩn cạnh tranh. Vi khuẩn

Salmonella có thể phá huỷ ruột rất mạnh, có thể tấn công vào các cơ quan khác như tim, não, lá lách, tụy tạng. Một số ít trường hợp nó có thể đi theo máu và giải phóng độc tố nội bào. Bệnh thương hàn huỷ hoại con người sau một thời gian ủ bệnh dài. Bệnh kéo dài 2-4 tuần gây sốt cao, yếu toàn thân, đôi khi tiêu chảy kèm theo máu. Bệnh có thể gây chết người nếu không được diều trị kịp thời [85].

Vi khuẩn Staphylococcus aureus có dạng hình cầu, đường kính khoảng 0,5-1m, là vi khuẩn Gram+ và yếm khí tuỳ tiện. Vi khuẩn này sinh ra độc tố có nguồn gốc protein, dễ tan trong nước, không gây mùi khó chịu. Các độc tố này chịu được điều kiện thanh trùng nhiệt ở 100oC, trong hơn 30 phút. S. aureus

là vi khuẩn nhạy cảm với nhiệt độ, sinh sản ở 512oC, có khả năng sinh trưởng ở hoạt độ nước nhỏ hơn 0,9, sinh sản được ở môi trường có muối ăn với nồng độ 15-20%, hoặc có đường với nồng độ 50-60%. Chúng ít có tính cạnh tranh với các vi khuẩn khác và bị ức chế hoạt động khi pH<4,8 [10],[20].

Vi khuẩn S.aureus nhiễm vào dạ dày với số lượng lớn hơn 106 tế bào, sau 2-4 giờ sẽ gây bệnh. Các triệu chứng là nôn mửa nhiều, đau thắt vùng bụng dữ dội, ra mồ hôi nhiều, nhưng không sốt, có thể tiêu chảy hay đau đầu. Bệnh sẽ giảm nhanh sau một đến hai ngày, khi các độc tố bị vô hoạt hoặc được thải ra ngoài. Rất ít trường hợp bị tử vong. Người ta tìm thấy nhiều chủng

Staphylococcus vô hại và cả những chủng nguy hiểm cư trú trong mũi, họng, trên da người. Vì vậy, trong quá trình chế biến thực phẩm bằng tay dễ có sự lây

nhiễm vi khuẩn này vào sản phẩm. Đặc biệt là đối với những sản phẩm đã được thanh trùng nhiệt Pasteur, phần lớn những vi khuẩn đối kháng đã bị loại trừ, sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho Staphylococcus phát triển [18],[79].

Escherichia coli là loại trực khuẩn hình que, kích thước ngang 1,1-1,5 m, dài 2-6m, yếm khí tuỳ tiện và Gram-. Phần lớn E. coli sinh sản trong khoảng 512oC, chịu được môi trường axit và nhiệt độ lạnh tốt hơn các vi khuẩn khác. Chúng tồn tại rất lâu trong môi trường tự nhiên và nhạy cảm với việc thanh trùng [9], [81].

E. coli là một nguyên nhân quan trọng gây bệnh viêm đường ruột, có triệu chứng tiêu chảy. Liều lượng để sinh độc tố gây bệnh của E. coli là 106-1010 tế bào. Bệnh có thể kéo dài từ 3 ngày đến 3 tuần. Các triệu chứng là tiêu chảy không ra máu, có thể đến 3 lần trong ngày, đau bụng nhẹ, nôn, hơi sốt. Sau đó vi khuẩn có thể lan truyền và tấn công vào các bộ phận khác của cơ thể như thận, tim, não. Tại đó chúng coá thể tạo ra cục máu đông và đó là một trong các nguyên nhân gây đột tử, nhất là ở trẻ em [1],[35].

Cl. botulinum là trực khuẩn có khả năng sinh bào tử. Chúng có hình que thẳng, kích thước ngang 0,5-1,5 m, dài 5m, yếm khí và Gram+. Các chủng có khả năng phân huỷ protein là những chủng sinh độc tố nguy hiểm nhóm A, B, F. Chúng chịu được nồng độ muối ăn tới 10% và hoạt độ của nước là 0,94. Các chủng không có khả năng phân huỷ protein sinh độc tố nhóm E. Chúng chịu được nồng độ muối ăn tới 5% , hoạt độ của nước là 0,97 và không gây mùi khó chịu cho sản phẩm nên khó bị phát hiện. Độc tố của Cl. botulinum có thể được sinh ra ở nhiệt độ thấp đến 3oC. Các bào tử có thể sống sót rất lâu trong môi trường, chịu được điều kiện lạnh đông và sấy. Chúng có thể chịu được nhiệt độ 100oC trong 25 phút, hay ở 121oC trong 2,4 phút. Sự phát triển và sinh độc tố của Cl. botulinum bị kìm hãm khi môi trường có độ pH thấp hơn 4,6, hoặc có các muối nitrit, ascorbat [65],[80].

Cl. botulinum sinh ra độc tố gây bệnh bại liệt. Đây là căn bệnh nguy hiểm với tỷ lệ tử vong cao. Vi khuẩn có thể xâm nhập vào cơ thể người qua các vết thương hoặc đường tiêu hoá. Chúng hoạt động, sinh trưởng rồi sinh ra độc tố gây bệnh. Chất độc do Cl. botulinum sinh ra đi vào máu, xâm nhập vào tất cả các cơ quan, mà trước hết là hệ thần kinh, gây nên sự tê liệt bởi sự truyền các xung của hệ thần kinh bị ngăn chặn. Các triệu chứng kèm theo là rối loạn thị giác, nôn mửa, đau vùng thắt lưng, khó thở. Thường gây tử vong do tê liệt hệ thống hô hấp và tim. Những trường hợp sống sót sau khi bị ngộ độc nặng có thể bị bại liệt một phần cơ thể trong 6-8 tháng[21].

1.2.2. Ý nghĩa của việc xử lý sản phẩm thuỷ sản khô bằng tia cực tím trước khi bảo quản.

Một trong những đặc điểm quan trọng của nguyên liệu thuỷ sản là thường có rất nhiều vi sinh vật. Chúng lây nhiễm vào nguyên liệu từ môi trường sống, từ quá trình đánh bắt, vận chuyển, bảo quản. Khi chế biến thuỷ sản khô bằng các phương pháp phơi nắng, sấy bằng không khí nóng, hoặc sấy lạnh, nguyên liệu thường được xử lý, làm khô trong điều kiện nhiệt độ thích hợp với sự hoạt động, phát triển của các loài vi sinh vật gây thối rữa và gây bệnh. Đặc biệt là ở giai đoạn đầu của quá trình làm khô, hàm lượng ẩm của nguyên liệu còn rất cao, nhiệt lượng từ môi trường phơi, sấy truyền vào từ từ sẽ tạo ra điều kiện rất thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Ở giai đoạn cuối của quá trình làm khô, hàm lượng ẩm của nguyên liệu giảm dần, dẫn đến sự hoạt động của vi sinh vật giảm. Tuy nhiên, rất nhiều vi sinh vật không bị chết, chúng chuyển vào trạng thái không hoạt động. Vì vậy, trên bề mặt các sản phẩm thuỷ sản khô thường có nhiều vi sinh vật ở trạng thái không hoạt động, hoặc hoạt động yếu. Trong quá trình bảo quản, những vi sinh vật này sẽ tăng dần sự hoạt động và gây nên những biến đổi xấu cho chất lượng của sản phẩm [42].

Từ đặc điểm công nghệ sản xuất các sản phẩm thuỷ sản khô nêu trên cho thấy, việc áp dụng các biện pháp tiêu diệt vi sinh vật ở các sản phẩm thuỷ sản khô trước khi bảo quản có ý nghĩa quan trọng là đảm bảo tính vệ sinh, an toàn và chất lượng cho sản phẩm trong quá trình bảo quản. Có thể kể ra nhiều biện pháp tiêu diệt hoặc kìm hãm sự hoạt động của vi sinh vật. Mỗi biện pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm nhất định. Biện pháp làm giảm hàm lượng ẩm của sản phẩm là một biện pháp đơn giản, có hiệu quả tốt trong việc ngăn ngừa vi sinh vật hoạt động, nhưng khi hàm lượng ẩm của sản phẩm giảm, sẽ làm tăng sự biến tính của các chất protein, làm cho sản phẩm bị cứng, dai, giảm giá trị sử dụng. Biện pháp dùng hoá chất để tiêu diệt vi sinh vật tuy có hiệu quả cao, nhưng các hoá chất diệt khuẩn thường độc hại đối với người sử dụng sản phẩm. Biện pháp dùng nhiệt độ thấp để kìm hãm vi sinh vật trong quá trình bảo quản