3.1. Định nghĩa quá trình tiệt trùng
Tiệt trùng là quá trình tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật (ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử) và ức chế không thuận nghịch các enzyme trong thực phẩm. Sau quá trình tiệt trùng, sản phẩm sẽ trở nên vô trùng. Ngoài ta, sau tiệt trùng thực phẩm đóng hộp còn được tăng thêm hương vị do cấu trúc tổ chức của thực phẩm bị làm nhừ dưới tác dụng của nhiệt độ tạo được nét đặc trưng riêng cho sản phẩm đồ hộp. Như vật, quá trình tiệt trùng không những làm cho thực phẩm an toàn về mặt vi sinh mà còn kéo dài thời gian bảo quản, giúp ổn định chất lượng của thực phẩm trong một thời gian dài sau sản xuất.
Hệ vi vật trong thực phẩm
Nhiều loài vi sinh vật khác nhau được tìm thấy trong thực phẩm do có sẵn trong nguyên liệu và xâm nhập vào thực phẩm trong các công đoạn đóng hộp. Dựa vào khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh, hệ vi sinh vật trong thực phẩm chia làm 2 nhóm:
Nhóm vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh cho người: nếu thực phẩm bị nhiếm nhóm vi sinh vật này thì có thể gây độc tố cho người sử dụng. Vì vậy, chúng ta cần phải đảm bảo trong quy trình sản xuất chúng không được nhiễm vào trong thực phẩm.
Nhóm vi sinh vật không có khả năng sinh tổng hợp độc tố: nhóm vi sinh vật này hoặc không có khả năng ảnh hưởng xấu hoặc có ảnh hưởng tốt đến sức khỏe người tiêu dùng. Tuy nhiên, khi nhóm vi sinh vật này có mặt trong thực phẩm chúng sẽ thực hiện quá trình trao đổi chất, từ đó gây ra một số biến đổi về thành phần hóa học và cảm quan của thực phẩm.
Trong quy trình sản xuất đồ hộp cá ngứ sốt cà chua thì chúng ta quan tâm chủ yếu đến vi sinh vật thuộc nhóm ưa nhiệt mà đại diện là Clostridium botulinum. Đây là vi khuẩn kỵ khí, sinh bào tử, có thể di động đa dạng, tồn tại ở trong đất, phân động vật và ruột cá. Chúng là vi khuẩn sinh độc tố botulin là nguyên nhân gây tổn thương hệ thần kinh trung ương, gây tê liệt cơ, gây liệt
trung tâm hô hấp, tim dẫn đến tử vong. Phát triển thuận lợi ở nhiệt độ 26 – 28oC, sinh khí hydro sunfua và sinh hơi.
3.2. Phân loại
Tiệt trùng có 2 loại:
Tiệt trùng trong bao bì: sản phẩm sẽ được rót vào bao bì rồi tiến hành tiệt trùng.
Tiệt trùng ngoài bao bì: sản phẩm được tiệt trùng riêng, bao bì được tiệt trùng riêng và tiến hành rót sản phẩm vào bao bì trong điều kiện vô trùng. Tiệt trùng ngoài bao bì có 2 loại: gián tiếp và trực tiếp.
Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình tiệt trùng
Vật lý: trong quá trình tiệt trùng nhiệt, một số chỉ tiêu vật lý của thực phẩm thay đổi như thể tích, trọng lượng, độ giòn, độ dai,… Trong công nghệ sản xuất đồ hộp cá thì quá trình tiệt trùng sẽ làm cho cấu trúc của mô và xương cá trở nên mềm mại giúp cho người sử dụng dễ tiêu hóa thức ăn, nhờ đó làm tăng giá trị sử dụng của sản phẩm.
Hóa học: nhiệt độ là một tác nhân quan trọng thúc đẩy các phản ứng hóa học xảy ra. Phản ứng hóa học phi enzyme (dưới tác dụng của nhiệt độ) phổ biến nhất là phản ứng Maillard. Đây là phản ứng giữa nhóm khử (-CHO, =CO) của
đường và nhóm amino (-NH2) của các acid amin, peptide và protein trong cá ngừ.
Phản ứng Maillard gồm một chuỗi nhiều phản ứng xảy ra nối tiếp nhau. Những hợp chất này có màu sẫm và sự có mặt của chủng sẽ tăng giá trị cảm quan của cá ngừ.
Sinh học: nhiệt độ cao sẽ làm cho quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật ngừng lại, các vi sinh vật trong thực phẩm sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt.
Hóa sinh: nhiệt độ cao sẽ làm biến tính bất thuận nghịch các enzyme có mặt trong thực phẩm, do đó chúng bị vô hoạt.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tiệt trùng
Hai thông số công nghệ quan trọng nhất trong quá trình tiệt trùng là nhiệt độ và thời gian. Nếu nhiệt độ trong sản phẩm không đồng nhất trong quá trình tiệt trùng thì ta sẽ quan tâm đến nhiệt độ tại tâm sản phẩm. Giá trị nhiệt độ tại tâm không phải là một hằng số trong quá trình tiệt trùng. Chúng ta cần phải tính
toán chế độ tiệt trùng phù hợp để không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà vẫn đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Việc lựa chọn chế độ thanh trùng sẽ phụ thuộc vào các yếu tố:
Hệ vi vật trong thực phẩm: chúng ta cần quan tâm đến tên loài vi sinh vật bị nhiếm và mật độ của chúng trong mẫu thực phẩm. Đặc biệt quan tâm đến nhóm vi sinh vật ưa nhiệt vì nhóm này thì chế độ tiệt trùng phải nghiêm ngặt thì mới tiêu diệt được chúng. Ngoài ra mặt độ vi sinh vật càng cao thì việc tăng nhiệt độ và thời gian xử lý cần thiết để đảm bảo sản phẩm có xác suất tái nhiễm thấp nhất.
Trạng thái vật lý của thực phẩm: thực phẩm tồn tại ở dạng nào (rắn, lỏng, …). Đối với thực phẩm của chúng ta thì cá ngừ ở dạng rắn thì sự truyền nhiệt xảy ra chủ yếu là sự dẫn nhiệt.
Thành phần hóa học của thực phẩm: việc lựa chọn chế độ tiệt trùng sẽ phụ thuộc vào độ pH của sản phẩm.
Các giai đoạn trong quá trình tiệt trùng
Gồm có 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: gia nhiệt mẫu thực phẩm từ giá trị nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ tiệt trùng.
Giai đoạn 2: giữ mẫu thực phẩm ở nhiệt độ tiệt trùng đã chọn.
Giai đoạn 3: làm nguội thực phẩm từ nhiệt độ tiệt trùng về nhiệt độ thích hợp cho quá trình chế biến tiếp theo trong quy trình sản xuất.