I. Khái niệm về hệ thống đĩng gĩi chống vi sinh vật
4. Cơ chế vận hành kỹ thuật APS
Trong kỹ thuật APS, chất chống vi sinh vật sẽ kết hợp với mang bao bì bằng nhiều cách khác nhau như: pha trộn (blending), cố định (immobilisation) trên bao bì hoặc phủ màng (coating) lên bao bì, việc lựa chọn này phụ thuộc vào đặc điểm của loại màng bao và thực phẩm cần được bao gĩi. Pha trộn chất chống vi sinh vật lên bao bì cĩ thể làm nĩ di chuyển từ bao bì vào bên trong thực phẩm, trong khi đĩ nếu ta dùng phương pháp cố định thì cĩ thể hạn chế được tình trạng này.
Hình 17: Kỹ thuật APS
Kỹ thuật biểu diễn ở hình 17 (A) và (B), chất chống khuẩn sẽ nhả ra từ từ thơng qua hiện tượng khuếch tán, ở hình 17 (C) và (D) chất chống khuẩn sẽ tách ra bởi hiện tượng bay hơi. Ở hệ thống 1 lớp, chất chống khuẩn được kết hợp bên trong bao bì hoặc cố định trên bao bì. Ở hệ thống 2 lớp, chất chống khuẩn (lớp ngồi) sẽ bao bọc màng bao bì (lớp trong). Ở hệ thống cĩ khoảng trống, các chất chống vi sinh vật dễ bay hơi được kết hợp trong lớp đệm sẽ nhả ra từ từ vào khoảng trống bên trong bao bì, khoảng khơng khí chứa chất chống vi sinh vật này được ngăn cách với thực phẩm bởi hiện tượng cân bằng hút thấm bề mặt hoặc đường đẳng nhiệt. Ở hệ thống cĩ khoảng trống kết hợp với lớp điều khiển, lớp điều khiển chi phối sự thẩm thấu của các chất chống vi sinh vật dễ bay hơi để duy trì lượng khí chống vi sinh vật trong bao bì (Ahvenaine, 2003).
Như đã đề cập ở trên, chất chống vi sinh vật dễ bay hơi sẽ thốt ra ngồi khoảng khơng bao bì tiếp xúc với thực phẩm.Trong quá trình kết hợp, chất chống vi sinh vật được trộn lẫn vào bên trong màng bao bì trước quá trình ép đùn cuối cùng (Nam et al., 2002, Han and Floros, 1997); hoặc hịa tan vào lớp màng phủ bên ngồi bao bì (Rodriues and Han, 2000, Rodriues et al., 2002). Quá trình cố định (immobilisation) chất chống vi sinh vật vào trong bao bì dựa trên liên kết cộng hĩa trị của chất đĩ và cấu trúc hĩa học của màng bao bì. (Appendini and Hotchkiss, 1996, Appendini and Hotchkiss, 1997, Miller et al., 1984). Chất chống vi sinh vật cố định này cĩ tác dụng ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật trên bề mặt của thực phẩm được bao gĩi.
Lớp màng bên trên bao bì hoặc lớp màng ăn được trên bề mặt thực phẩm cĩ thể tạo nên mơt lớp màng bảo vệ chứa chất chống vi sinh vật. Chất chống vi sinh vật trên bề mặt đĩ phải xuyên qua được lớp màng bên trong đến bề mặt thực phẩm thực hiện chức năng bảo quản. Lớp màng ăn được rất cĩ lợi do nĩ cĩ thể ăn được, cĩ bản chất sinh học và đơn giản (Krochta and De Mulder-Johnston, 1997). Nĩ cĩ thể được sử dụng làm màng khơ hoặc màng ướt. Màng khơ cĩ thề kết hợp cả chất chống vi sinh vật cĩ nguồn gốc hĩa học lẫn chất cĩ nguồn gốc tự nhiên đĩng vai trị là rào cản hĩa lý hoặc rào cản vi sinh cĩ tác dụng bảo quản (Han, 2000, Han, 2001). Màng ướt phải cĩ một lớp màng bao bên ngồi để tránh sự thốt ẩm, tuy nhiên màng ướt cĩ thề mang
nhiều loại tác nhân chức năng khác nhau như probiotic hoặc chất kháng khuẩn (Gill, 2000). Vi khuẩn acid lactic được kết hợp vào trong màng ướt và kiểm sốt sự cạnh tranh với các vi sinh vật khơng mong muốn. Loại màng ướt này thích hợp sử dụng cho sản phẩm tươi, thịt và gia cầm.
Mỗi chất chống vi sinh vật cĩ cơ chế ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vât khác nhau, vì vậy việc lựa chọn nĩ phụ thuộc vào loại vi sinh vật cần ngăn chặn. Sau đây là một số kỹ thuật APS áp dụng cho sản phẩm cụ thể đã được nghiên cứu:
Bảng 7: Một số nghiên cứu ứng dụng kỹ thật APS
(Han, 2005)
Chất chống vi sinh
vật Màng bao bì Thực phẩm VSV Nguồn
Acid hữu cơ
Acid benzoic PE Phi lê Tilapia Tất cả (Huan1997)g et al.,
Para benzoat Styren acrylat Mơi trường nuơi cấy S. cerevisiae (Chun2001b)g et al.,
Acid benzoic và acid sorbic
PE-co-Met- acrylat
Mơi trường
nuơi cấy A. niger, Penn. spp
(Weng et al., 1999)
Sorbat
LDPE Mơi trường nuơi cấy S. cerevisiae (Han and Floros, 1997)
OE, BOPP, PET Nước, phơ mai Migration test
(Han and Floros, 1998b, Han and Floros, 1997b, Han and Floros, 1998a) LDPE Phơ mai Nấm men, mốc (Devliegheral., 2000a) e et
al., 1999) Acid acetic, acid
propionic Chitosan Nước Migration test (Ouattar2000a) a et al.,
Enzyme
Lyzozyme PVOH Nước Migration test (Buonocoral., 2003) e et Lyzozyme, nisin,
EDTA SPI Mơi trường nuơi cấy E. coli, L. plantarum (Padget1998) t et al.,
Glucose oxidase Cá (Field1986)s et al.,
Bacteriocin
Nisin
PE Thịt bị B. thermosphacta (Siragus1999) a et al.,
HPMC Mơi trường nuơi cấy L. Monocytogenes, S.aureus (Com2001`)a et al.,
Nisin, lacticin LDPE, polyamide Hàu, thịt bị Vi khuẩn hiếu khí, coliform (Ki2002)m et al.,
EDTA PE, PE-PE oxit Thịt bị B. thermosphacta (Cutte2001)r et al.,
Citrat, EDTA PVC, nylon, LLDPE Thịt gà S. typhimurium (Tatrajan and Sheldon, 2000) Polysaccharide
Chitosan Phơ mai
L. Monocytogenes,
L. Innocua (Com2002)a et al.,
Giấy Dâu tây E.coli (Yi et al., 1998)
xuất thảo mộc nuơi cấy coli, S. cerevisiae, F.oxysporum 2000)
BHT LDPE Ngũ cốc (Hoojjat1987) t et al.,
Ethanol Silicon oxit sachet Bánh nướng (Smit1987)h et al.,
Kháng sinh PE Mơi trường nuơi cấy S. Typhimurium, K. pheumoniae, E.coli, S. aureus
(Han and Moon, 2002) Hexamethylenetetra
mine LDPE Nước cam
Nấm men, vi khuẩn acid lactic
(Devlieghere et al., 2000b)