Thịt tươi:
Việc ứng dụng áp suất cao trong sản phẩm thịt tươi sẽ làm bề mặt thịt giống như được nấu chín và thỉnh thoảng sản phẩm có thể chắc như cao su. Murano, Murano, Brennan, Shenoy, và Moreira (1999) đã kiểm tra ưu điểm của việc áp dụng nhiệt độ ôn hòa hơn khoảng 50oC kết hợp với áp suất cao lên các mẫu thịt lợn. Khi xử lý ở áp suất 414MPa, 50oC trong 6 phút, họ đã thu được độ giảm 10-log10 đối với giống Listeria monocytogenes chịu đựng tốt nhất. Các nghiên cứu thời hạn sử dụng đã được thực hiện, mức độ hư hỏng của các mẫu bình thường là sau 5 ngày ở nhiệt độ bảo quản là 4oC và 28 ngày đối với mẫu qua xử lý như trên. Đánh giá cảm quan các mẫu sau khi nướng thấy rằng người tham gia đánh giá không phân biệt được giữa mẫu không xử lý và mẫu có xử lý. Vì thế, sử dụng áp suất kết hợp với nhiệt độ vừa phải có thể sản xuất ra những sản phẩm thịt tươi giữ được lâu, an toàn mà không ảnh hưởng đến chất lượng.
Thịt bò ướp, một sản phẩm thịt sống với hoạt tính nước cao, nồng độ muối thấp và không có nitrite, che giấu một hệ vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng từ quá trình vận hành của các xưởng giết mổ. Các miếng thịt bò ướp đóng gói chân không được xử lý ở áp suất 600MPa trong 6 phút tại 31oC. Số lượng vi khuẩn lactic và ưa lạnh hiếu khí có độ giảm ít nhất là 4 log10 sau khi xử lý và được giữ dưới giới hạn phát hiện (<102 cfu/g) trong suốt 120 ngày bảo quản lạnh, giúp ngăn chặn vị chua và mất mùi. Trong khi đó, các mẫu không xử lý đạt tới 108 cfu/g sau 30 ngày ở cùng điều kiện bảo quản. Enterobacteriaceae được giữ dưới 10 cfu/g trong suốt giai đoạn tồn trữ của các mẫu đã qua xử lý, trong khi các mẫu không xử lý là 105 cfu/g sau 30 ngày.
Áp suất cao là một công cụ hữu ích để kiểm soát những rủi ro liên quan đến
Bảng 7: Nghiên cứu sự hiện diện của 2 chủng vi khuẩn trong thịt bò ướp theo thời gian bảo quản ở 4oC
Ngày Listeria monocytogenes/25g Salmonella spp/25g
NT HPP NT HPP 0 30 60 90 120 2/3a 2/3 3/3 1/3 1/3 0/3 0/3 0/3 0/3 0/3 3/3 2/3 2/3 0/3 2/3 0/3 0/3 0/3 0/3 0/3 HPP: áp suất cao 600MPa, 31oC trong 6 phút
NT: mẫu không qua xử lý áp suất Nguồn: Garriga, Aymerich, và Hugas (2002)
a số lượng mẫu có vi khuẩn/ số mẫu kiểm tra.
Hầu hết các mẫu không xử lý đều có sự có mặt của 1 hoặc cả 2 vi sinh vật trên trong mẫu 25g, ngược lại các mẫu qua xử lý đều không có (Garriga, Aymerich, và Hugas, 2002). Sử dụng áp suất cao có thể làm gia tăng thời hạn sử dụng của thịt bò ướp bằng việc kiểm soát sử phát triển của các vi khuẩn gây hư hỏng và gây bệnh.
Jambon thịt lợn:
Nose, Yamagishi, và Hattori (1992) đã giới thiệu áp suất cao để chế biến các sản phẩm từ thịt lợn. Thịt lợn muối được xử lý với áp suất cao khoảng 250 MPa trong 3 giờ sau khi hun khói ở 65oC trong 90 phút trong một lò hun khói. Sự thay đổi ở một số vi sinh vật và đặc tính của Jambon được xử lý dưới áp suất trong thời gian lưu trữ ở 4oC được hiển thị trong bảng 8.3. Trong thời gian lưu trữ, không có sự tăng trưởng của vi khuẩn và những thay đổi về hoạt độ của nước, pH, nồng độ muối và độ ẩm. Dữ liệu không được hiển thị chỉ ra rằng màu sắc không thay đổi trong suốt quá trình lưu trữ và cấu trúc giống như thịt tươi. Các thử nghiệm cảm quan chỉ ra rằng sản phẩm mới được xử lý dưới áp suất như Jambon được chấp nhận đối với người tiêu dùng (dữ liệu không được hiển thị).
Bảng 8: Sự thay đổi lượng vi khuẩn và một số tính chất của thịt heo qua áp suất trong bảo quản lạnh 4oC
Số ngày bảo quản ở 4oC
2 8 16 23 29
Staphylococcus aureus Clostridium Salmonella Hoạt tính nước pH Muối (%) Độ ẩm (%) <100 0 Âm tính 0.97 6.0 2.2 69.0 <100 0 Âm tính 0.97 6.0 2.4 70.0 <100 0 Âm tính 0.96 5.95 2.3 69.0 <100 0 Âm tính 0.96 6.0 2.4 69.0 <100 0 Âm tính 0.96 6.0 2.4 69.0 Nguồn: Nose, Yamagishi, and Hattori (1992)
Từ sự quan sát này, rõ ràng quá trình xử lý dưới áp suất của Jambon thịt lợn là có lợi trong việc giảm mật độ vi khuẩn và kéo dài thời hạn làm lạnh với một chất lượng cao. Các công ty phát triển sản phẩm này có được sự phê duyệt chính thức trong tháng 4 năm 2000 của Bộ Y tế và Phúc lợi Nhật Bản, nhưng đang được khảo sát để mở rộng sản xuất vì những khoản tiền rất lớn đầu tư vào máy móc và phương tiện.
Jambon được nấu chín:
Jambon chín được đóng gói chân không là một sản phẩm dễ hư hỏng do thành phần hóa học, pH, hoạt tính nước và không có các nhân tố chống lại các vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng. Thời hạn sử dụng của nó phụ thuộc vào độ an toàn vệ sinh của sản phẩm cuối. Phương pháp hạn chế sự nhiễm khuẩn bao gồm một quy trình sản xuất tố, thanh trùng sau khi đóng gói hoặc thâm chí là sử dụng phòng vô trùng trong giai đoạn cắt lát và đóng gói.
Hình 11: Cấu tạo bên trong của thiết bị áp suất cao
Các miếng jambon chín sau khi qua đóng gói sẽ được xử lý tại áp suất 600MPa trong 6 phút. Việc xử lý này cho thấy hiệu quả đáng kể trong việc làm chậm sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng khi so với mẫu không qua xử lý, vì thế góp phần duy trì chất lượng cảm quan của thịt trong ít nhất 60 ngày sau khi xử lý (Garriga, Aymerich, và Hugas). Áp suất cao giúp ngăn chặn sự xuất hiện vị chua, mất mùi, thay đổi màu và kém chất lượng. Vì thế, áp suất cao là phương pháp hiệu quả làm tăng thời hạn sử dụng cho sản phẩm thịt lợn chín.
Jambon muối hun khói:
Jambon muối hun khói là dạng sản phẩm thịt không lên men, được ướp muối và sấy khô, có xương. Do hoạt tính nước thấp và hàm lượng muối cao của sản phẩm nên vi sinh vật gây hư hỏng chủ yếu là cầu khuẩn gram dương và nấm men. Chúng có thể hiện diện trên bề mặt toàn khối thịt và lan ra các miếng cắt trong suốt quá trình cắt, đóng gói. Các mẫu thịt đùi lợn khô sau khi được đóng gói sẽ được xử lý bằng áp suất cao 600MPa trong 6 phút. Kết quả cho thấy sự sụt giảm đáng kể các vi sinh vật gây hư hỏng ít nhất là 2 log10. Các vi sinh vật sống sót có số lượng rất thấp trong suốt giai đoạn tồn trữ. Điều này góp phần bảo quản chất lượng cảm quan trong suốt thời hạn sử dụng (120 ngày) và giúp ngăn chặn sự mất mùi, vị chua, và xuất hiện khí. Enterobacteriaceae và Escherichia coli nằm dưới giới hạn phát hiện trong mẫu xử lý áp suất cao và mẫu không xử lý. Listeria monocytogenes có mặt trong 1 mẫu (25g) không xử lý, trong khi các mẫu qua áp suất cao thì không có mẫu nào có trong suốt giai đoạn tồn trữ (Garriga, Aymerich, và Hugas, 2002).
Tong khi đó, Minerich và Krug (2003) có báo cáo cho rằng áp suất cao có ảnh hưởng đối với các loài vi sinh vật có trong jambon prosciutto (1 loại jambon muối hun khói của Ý). Listeria monocytogenes có thể là một trong những vi sinh vật gây bệnh khó kiểm soát nhất với xu hướng của nó ẩn trong môi trường chế biến thực phẩm và đe dọa sự ô nhiễm trong chế biến. Quá trình tiệt trùng áp suất cao đã nổi lên như một phương pháp có khả năng giảm thiểu đáng kể các tác nhân gây bệnh để không ảnh hưởng xấu đến sản phẩm. Là một sản phẩm rất dày, khô, và tương đối lớn, jambon prosciutto không qua quá trình kiểm tra sau đóng gói mà không có vấn đề gì cả, như sự mất mùi hay cấu trúc mềm.
Hình 12: Thiết bị áp suất cao
Hình 13: Một loại thiết bị tạo áp suất dạng nằm ngang(được phép của Esteban Espuña, Spain, và ACB Pressure System, France)
Quá trình tiệt trùng áp suất cao đối với jambon được thực hiện trong nước thông thường bằng cách sử dụng các thiết bị xử lý nặng và có khả năng tạo ra và giữ áp suất hơn 850MPa. Ở áp suất này, lực nén giữa sản phẩm và nước đã đạt được, nhưng vì áp suất cân bằng trong thiết bị, nên các thành phần xuất hiện mà không có dấu vết phát hiện của sự nén. Các nghiên cứu tiến hành trên jambon bằng
cách sử dụng một lượng đã biết Listeria monocytogenes được cho vào trước khi tăng áp suất cho thấy rằng giảm 5-log là có thể đạt được. Tuy nhiên, mức độ xử lý này không tạo ra sản phẩm vô trùng. Không giống như hầu hết các vi sinh vật gây bệnh, vi sinh vật gây hư hỏng có xu hướng chịu áp suất. Mặc dù áp suất cao tiệt trùng hiệu quả như một phương pháp khống chế vi sinh vật, tuy nhiên nó có yêu cầu về vốn đầu tư đáng kể. Thông qua khối lượng (25-30 jambon /giỏ) thì nó có phần hạn chế so với các phương pháp khác. Tuy nhiên, không còn cách khác để khống chế các vi sinh vật bệnh trong môi trường bao gói cho các sản phẩm. Tiệt trùng áp suất cao cũng có thể được sử dụng mà không cần bất kỳ quy định ghi nhãn đặc biệt tại Mỹ.
Saccani, Parolari, Tanzi, và Rabbuti (2004) đã nghiên cứu các chỉ tiêu cảm quan và vi sinh của jambon hun khói được xử lý bằng áp suất cao. Việc xử lý áp suất cao (9 phút ở 600 MPa) làm giảm Listeria monocytogenes đến mức thấp nhất trong jambon muối hun khói. Phương pháp này ảnh hưởng đến màu sắc (sự đổi màu nhẹ) và nồng độ muối của jambon. Mùi vị đặc trưng của jambon muối hun khói không thay đổi sau khi xử lý với áp suất cao, trong khi các chỉ tiêu về màu sắc, vị mặn, và độ cứng thì bị ảnh hưởng đáng kể (p <0,05) bởi áp suất cao. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thời gian chín và việc bảo quản lạnh có ảnh hưởng đến chỉ tiêu cảm quan của bao bì jambon muối hun khói. Đối với thời gian chín, chỉ tiêu cảm quan và hơn hết, các chỉ tiêu về màu sắc, ít bị ảnh hưởng hơn so với jambon bị già (dưới tác động của áp suất thịt bị mất nước nhiều hơn). Đối với việc bảo quản lạnh, cường độ màu tăng lên ngay cả sau khi lưu trữ trong 7 ngày ở 4oC. Hiện nay các jambon muối hun khói trên thị trường đều được xử lý dưới áp suất cao.
Thịt bò băm viên (beefburger):
Áp suất cao còn có khả năng trong việc bù đắp những tác động tiêu cực trong việc giảm chất béo trong thịt bò băm viên (tại Việt Nam được biết đến là loại thịt bò dùng trong bánh hamburger).
Hình 14: Thịt bò băm viên
Thịt bò băm viên trên thị trường chứa 23-25% chất béo. Hàm lượng đối với người tiêu dùng là cao và không tốt cho sức khỏe của họ. Tuy nhiên, việc giảm hàm lượng béo lại làm giảm các tính chất cảm quan do chất béo mang lại, cấu trúc và sự hấp dẫn người tiêu dùng. Vì thế cần có các phương pháp để bù đắp những mất mát đó. Một phương pháp được đề cập là dùng áp suất cao. Nghiên cứu này kiểm tra khả năng chấp nhận thịt bò băm viên chứa 15% chất béo khi không dùng hoặc dùng áp suất cao 300MPa. Nghiên cứu cũng kiểm tra ảnh hưởng của tinh bột sắn. Các mẫu kiểm tra được trình bày trong bảng dưới.
Thịt bò Chất béo Gia vị Nước Tinh bột sắn
20% fat 2.6 0.75 0.15 0.04 - 20% fat + HP 2.6 0.75 0.15 0.04 - 15% fat 2.6 0.61 0.15 0.14 - 15% fat + HP 2.6 0.61 0.15 0.14 - 15% fat + tinh bột sắn 2.6 0.61 0.15 0.105 0.035 15% fat + HP + tinh bột sắn 2.6 0.61 0.15 0.105 0.035
Hàm lượng béo được giảm xuống 15%, lượng giảm được thay thế bằng nước hoặc kết hợp nước và tinh bột sắn.
Năng suất sau khi nấu cao nhất được ghi nhận là thịt bò với 15% béo tại áp suất 300MPa hoặc áp suất cao cộng tinh bột sắn. Phần trăm khả năng giữ nước là tương đồng cho tất cả các sản phẩm và thịt bò có 15% chất béo sử dụng áp suất 300MPa và tinh bột sắn được chấp nhận.
Hình 15: Thịt bò sau khi qua áp suất
Thịt bò có 15% chất béo đã cho thấy giá trị cảm quan tối ưu khi dùng tinh bột sắn và có hoặc không dùng áp suất cao. Nồng độ mùi, cấu trúc và mọng nước đều gia tăng.
Kết luận, việc dùng áp suất cao và tinh bột sắn cải thiện chất lượng thịt bò băm viên có hàm lượng chất béo thấp.
Áp suất cao hỗ trợ cho quá trình lạnh đông và rã đông:
Quá trình lạnh đông và rã đông được hỗ trợ bởi áp suất dựa trên giản đồ pha của nước đã được xem xét bởi Cheftel, Levy, và Dumay (2000), và Cheftel, Thiebaud, và Dumay (2002, 2003). Nước có thể vẫn còn tồn tại ở trạng thái lỏng khi hạ xuống khoảng -22oC ở áp suất lên đến 210 MPa. Đặc điểm này cho phép lạnh đông và rã đông nhanh các loại thực phẩm thông qua các ứng dụng của áp suất. Trong thời gian lạnh đông, việc sử dụng áp suất cao tạo điều kiện quá lạnh, và thúc đẩy sự tạo các tinh thể đá đều và nhanh chóng trong mẫukhi xả áp, tạo các tinh thể đá nhỏ hơn. Ngược lại, sự tăng áp suất đối với các thực phẩm đông lạnh
cho phép làm rã đông nhanh một phần. Sự rã đông nhanh này có thể giới hạn sự vận chuyển các chất từ các tế bào, vốn làm tổn thất trong thời gian rã đông bằng nước. Nhìn chung có thể chấp nhận tốc độ làm lạnh chậm tạo ra các tinh thể đá lớn, chúng phá hủy cấu trúc của thực phẩm, trong khi tốc độ lạnh đông nhanh tạo ra các tinh thể đá nhỏ, ngăn cản các tinh thể này phá hủy nguyên liệu thực phẩm.
Martino, Otero, Sanz, và Zaritzky (1998) báo cáo rằng lạnh đông có sự hỗ trợ của áp suất cao thì đặc biệt hữu ích cho việc lạnh đông 1 lượng lớn thực phẩm trong khi tinh thể đá được đòi hỏi đồng đều. Trong quá trình lạnh đông dưới áp suất cao, các mẫu được làm lạnh dưới 200 MPa đến -20oC mà không hình thành băng, sau đó áp suất được giảm xuống và đạt tới sự quá lạnh cao (gần 20oC) thúc đẩy sự tạo tinh thể nhanh và đồng đều. Kích thước và vị trí của các tinh thể đá trong miếng thịt lớn (Longissimus dorsi cơ thịt heo) được so sánh giữa phương pháp lạnh đông áp suất cao với phương pháp thổi khí và N2 lỏng. Các mẫu từ bề mặt và trung tâm của cơ đông lạnh được phân tích mô học bằng cách sử dụng một kỹ thuật gián tiếp. Lạnh đông bằng thổi khí, có gradient nhiệt, cho thấy sự phân phối các tinh thể đá không đồng đều. Các mẫu lạnh đông bằng áp suất cao, cả ở bề mặt và tại các vùng trung tâm, cho thấy các tinh thể đá có kích thước nhỏ và tương tự nhau.
Hai điểm sau đây rất quan trọng để ngăn chặn sự suy giảm về chất lượng thịt trong quá trình rã đông của thịt đông lạnh: (a) rút ngắn thời gian rã đông, và (b) rã đông ở nhiệt độ thấp nhất có thể (Massaux, Bera, Steyer, Cindic, và Deroanne 1999a, 1999b). Okamoto và Suzuki (năm 2002) đã so sánh các thông số hóa lý và mô học (thất thoát trong quá trình rã đông, độ mềm, drip, màu sắc, và siêu cấu trúc) của thịt heo được rã đông dưới áp suất cao (100-500 MPa) với thịt được rã đông bằng nước. Họ kết luận rằng các kết quả tốt nhất thu được khi thịt heo đông lạnh được xử lý dưới áp suất khoảng 200 MPa. Zhao, Flores, và Olson (1998) báo cáo rằng rã đông bằng áp suất cao giữ được các đặc tính cảm quan của