Kỹ nghệ bảo quản thực phẩm một cách thành công là sự ứng dụng rộng rãi các hiểu biết về vi khuẩn và tác động của môi trường tới vi sinh vật. Trên thực tế tất cả các phương pháp đều sử dụng những kiến thức cũ về vi sinh vật, nhưng dùng những quy trình sinh học hợp lý. Những sáng chế hiện đại hơn chỉ là sự hoàn thiện các quá trình như chân không, lọc, đóng hộp dưới áp suốt và bảo quản bằng phóng xạ.
lớn đối với sự tồn tại của con người ở một số nơi mà có các mùa khác nhau. Lương thực ở các thời kỳ được mùa dư thừa sẽ được bảo quản lâu dài để đùng cho những khi hạn hán hoặc mùa đông hoặc để cung cấp cho những chuyến di chuyển xa trên mặt đất khi họ không thể dừng lại đủ lâu để trồng trọt. Ngày nay không thể duy trì một số dân thủ đô (đô thị) lớn nếu như con người phụ thuộc hoàn toàn vào lương thực tươi cung cấp hàng ngày.
Mục tiêu cơ bản của bảo quản thực phẩm là ngăn cản chúng khỏi nhiễm phải những tính chất có hại trong quá trình chế biến, vận chuyển hoặc cất giữ. Con người thường được nghe nói rằng: “Hoặc giữ nóng, hoặc giữ lạnh, hoặc không giữ chúng quá lâu”, nhưng đó không phải là tất cả. Những phương pháp cơ bản mà con người cần quan tâm là điều chỉnh nhiệt độ, khử trùng, đóng hộp, sấy khô, xử lý hoá học, ướp muối, lên men, các chất phụ gia và các quá trình vật lý khác.
Điều chỉnh nhiệt độ
Những nhu cầu cần thiết cho sự sinh trưởng của vi sinh vật là các nguyên tắc rất quan trọng để hiểu được cách kiểm soát chất lượng thực phẩm. Sẽ có thể có sự xuất hiện của mầm bệnh, sức đề kháng của cơ thể có thể chịu được một lượng nhỏ nếu bị nhiễm ở pha lôgarit. Mặt khác, một lượng lớn độc tố do vi khuẩn tiết ra ở pha lôgarit hoặc pha nghỉ có thể đủ để gây bệnh hoặc thậm chí gây chết. Đó là cơ sở của câu nói "Giữ nóng, giữ lạnh hoặc đừng giữ chúng quá lâu”. Trong kinh nghiệm bảo vệ sức khoẻ cộng đồng, có hai nguyên tắc bảo quản thực phẩm được chỉ ra:
- Sản phẩm ban đầu nên càng sạch, tươi, không pha trộn, và càng lành (ít độc) càng tốt. Nếu được như thế, thực phẩm đó sẽ
có thể được sử dụng trước khi quá trình nhân lên nhanh chóng của các vi sinh vật có thể dẫn tới sự làm hư hỏng hoặc sự tăng một lượng lớn các nhân tố gây bệnh.
Quá trình bảo quản nên được áp dụng càng sớm càng tốt và phải đủ để ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Nhiệt độ làm lạnh phải đủ thấp để duy trì hiệu quả ức chế. Lượng nhiệt trong khi đóng hộp, nấu nướng hoặc diệt khuẩn phải đủ để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh.
Làm lạnh
Lạnh làm ức chế hoặc cản trở hoạt động của vi khuẩn. Nhiệt độ thấp có thể nhưng không phải luôn luôn giết được vi khuẩn; tuy vậy nhiệt độ lạnh làm thậm quá trình sinh trưởng của hầu hết chúng. Như là một quy luật, các vi khuẩn mang mầm bệnh không thể sinh trưởng hoặc nhân lên một cách đáng kể ở nhiệt độ thấp, nhưng nhiều vi khuẩn hoại sinh và nấm có thể sinh trưởng ở 00C (320F) hoặc là thấp hơn.
Hai cách để giữ thực phẩm lạnh là làm lạnh và làm đóng băng. Hầu hết thực phẩm đều chứa nhiều vi sình vật khác nhau, có hại hoặc vô hại. Để ngăn cản những vi sinh vật gây hại tiềm tàng, thực phẩm nên được làm lạnh. Con người biết rằng với nhiệt độ làm lạnh thông thường (360 - 450F), sinh trưởng của vi khuân không bị ngừng hoàn toàn nhưng bị cản trở rất nhiều. Tuy nhiên, sau một thời gian dài làm lạnh, các vi khuẩn ưa lạnh sẽ sinh đôi và cuối cùng làm hỏng thức ăn.
Người ta thấy rằng nếu thức ăn có thể làm lạnh ở pha Lag, khi chỉ có một vài con vi khuẩn và sự nhân lên của chúng còn bị cản trở, thức ăn sẽ giữ được lâu hơn. Vi khuẩn chưa sinh sản nhanh được, số lượng của chúng sẽ nhỏ. Do đó, khả năng tiêu
thụ và dẫn đến khả năng gây nhiễm bệnh là tương đối nhỏ. Tuy nhiên, nêu người ta không làm lạnh thực phẩm đủ sớm hoặc nếu nhiệt độ làm lạnh không đủ thấp, vi khuẩn nhân lên đến một điểm mà sức đề kháng của cơ thể người không thể chiến thắng nổi chúng và người sử dụng bị ốm. Con người cũng phải cẩn thận với các thức ăn được náu chín, được bảo quản lạnh, sau đó mang ra cho phục vụ, và sau đó lại được bảo quản lạnh trở lại, bởi vì thức ăn đó có thể đã bị nhiễm bẩn khi đem ra ngoài.
Cũng nên cẩn thận khi dự trữ thức ăn ở những chỗ chứa nhỏ, nông và những chỗ chứa cá nhân. Tránh dùng những dụng cụ đựng lớn với một lượng lớn thức ăn bởi vì vùng trung tâm của khối thực phẩm về cơ bản là vẫn chưa được làm lạnh. Nhiệt độ thấp cần thiết phải với tới được tất cả mọi phần của số thức ăn đó. Nhiều sự phát sinh mạnh các độc tố trong thức ăn xẩy ra như là kết quả của việc dự trữ một lượng lớn thực phẩm trong những chỗ chứa lớn. Phần lớn vi khuẩn mang mầm bệnh có thể chịu được nhiệt độ đóng băng. Cũng như các cách diệt khuẩn khác, nhân tố thời gian đóng vai trò quyết định trong việc làm đóng băng. Nghĩa là bằng cách này, thức ăn bị đóng băng càng lâu thì số lượng mầm bệnh còn sống càng giảm.
Việc đóng băng sẽ tiêu diệt một số động vật ký sinh trong thịt và các thực phẩm khác, nếu nhiệt độ được giữ thấp và không đổi trong một khoảng thời gian dài. Tuy nhiên, cần chú ý rằng việc quan trọng là nhiệt độ được duy trì không đổi ở nhiệt độ gần đóng băng. Sự cố bất thường về máy móc hoặc năng lượng sẽ gây cho thức ăn chảy lỏng ra và đôi khi thậm chí còn tăng đến nhiệt độ ủ bệnh (phát triển của vi trùng). Khi điều này xẩy ra, vi khuẩn sẽ nhân lên và khi bị làm lạnh trở lại, sẽ tạo ra một mối
nguy hiểm tiềm tàng cho người tiêu dùng: Người ta lại thấy rằng điều quan trọng là phải đông lạnh thực phẩm trong khi chúng đang ở pha kéo dài vì việc làm đông lạnh không đủ để giết vi khuẩn.
Cần phải cẩn thận với thịt đông lạnh đã chảy lỏng. Tác giả khuyến cáo nên đặt nó vào trong tủ lạnh để nó chảy lỏng từ từ đến khi có thể nấu được thịt, như vậy sẽ làm loại trừ được khả năng miếng thịt đạt tới nhiệt độ ủ bệnh.
Nhiệt
Nhiệt được dùng theo nhiều cách khác nhau trong việc bảo quản thực phẩm. Việc nấu nướng sẽ làm ngừng sự sinh trưởng của vi khuẩn và giết các vi khuẩn mang mầm bệnh cũng như những sinh vật khác. Tuy nhiên, việc này sẽ không phá huỷ được độc tố của tụ cầu khuẩn. Sự nấu lại một cách thích hợp sẽ diệt được các vi khuẩn tụ cầu và phá huỷ độc tố gây ra ngộ độc thức ăn. Vì thế, thức ăn bị nghi ngờ là đã nhiễm khuẩn, cần được nấu chín lại ngay để giết những sinh vật này trước khi chúng sản sinh ra độc tố. Khử trùng là một quá trình kết hợp nhiệt độ thời gian, mà nếu được sử dụng hợp lý, sẽ tiêu diệt các sinh vật gây bệnh mà không làm hỏng mùi vị, khả năng tiêu hoá hay giá trị dinh dưỡng của thức ăn và sữa. Mối quan hệ giữa nhiệt độ thời gian trong khử trùng sữa thể hiện như sau:
1450F (62,70C) cho 30 phút ở lò hấp Pasteur trong thùng chứa 1610F (71,60C) cho 15 giây ở lò hấp Pasteur HTST
Vì nhiệt độ cao giết chết một số sinh vật ưa nhiệt nào đó, nên những nhiệt độ này được ưa dùng. Sinh vật ưa nhiệt không quan trọng lắm đối với sức khoẻ cộng đồng, nhưng chúng gây ra một số khó khăn.
- Trong thực tế thì việc đóng hộp cũng đồng nghĩa với việc khử trùng khi áp dụng những nhiệt độ thích hợp và các thời gian biểu khác nhau. Đơn giản hơn, đóng hộp là đóng kín một hộp đựng thức ăn và có vi sinh vật tiềm tàng trong đó, và sau đó xử lý nhiệt để giết các sinh vật. Vì không có thêm vi sinh vật nào vào được trong hộp nên thực phẩm được giữ trong một thời gian dài. Tuy nhiên, nếu các vi sinh vật xoay sở để thâm nhập vào trong, hoặc ban đầu không bị giết trong quá trình đóng hộp thì dễ xẩy ra hư hỏng. Sự tạo thành các khí sẽ dẫn đến hộp bị phồng hoặc lồi lên, và có thể dẫn đến bị hỏng, và chỉ ra một cách chắc chắn rằng sự đóng hộp là không đúng cách. Cách thao tác hợp lý, áp dụng thời gian và nhiệt độ khôn ngoan thì đóng hộp là một cách tốt và an toàn để bảo quản thực phẩm.
Sấy khô (làm khô)
Trước đây con người đã nói về việc độ ẩm là cần thiết cho vi khuẩn sống sót được. Sấy khô đơn giản là loại bỏ hơi ẩm ra khỏi sản phẩm để diệt vi khuẩn. Sản phẩm đó sau đó được giữ khô để ngăn cản sự xâm nhập của vi khuẩn. Quá trình này cần phải làm nhanh chóng.
Đã hàng thế kỷ nay con người sử dụng lợi ích từ năng lượng nhiệt của mặt trời để bảo vệ thức ăn bằng cách sấy khô. Sự hướng dẫn cho kỹ thuật sấy nhanh trong chân không thì không thay đổi về nguyên tắc căn bản nhưng chỉ đơn thuần là mở rộng ra với những sản phẩm khác nhau mà có thế áp dụng thành công được. Hiện nay một số sản phẩm thực phẩm được bảo quản bằng cách sấy khô là hoa quả, rau, trứng, thịt và sữa. Cùng với sự mất nước qua quá trình bay hơi, sự hư hỏng vẫn tiếp tục một cách chậm chạp. Sữa, trứng, v.v... có thể trở nên ôi thiu sau khi sấy