IV. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
4.3.1.2.Chế độ thanh trùng
4.3. Phương pháp nghiên cứu
4.3.1.2.Chế độ thanh trùng
- Thanh trùng bằng nhiệt độ cao của nước nóng và hơi nước nóng để kìm hãm sự phát triển và hạn chế hoạt động của via sinh vật. Đây là phương pháp thanh trùng phổ biến nhất trong sản xuất đồ hộp.
- Khi nâng nhiệt độ của môi trường quá nhiệt độ tối thích của vi sinh vật thì hoạt động của vi sinh vật bị chậm lại.
a. Chọn chế độ thanh trùng
- Ta phải chọn được một chế độ thanh trùng hợp lý, có nghĩa là đảm bảo được yêu
cầu tiêu diệt các vi sinh vật có hại trong đồ hộp đó, đồng thời các chất dinh dưỡng ít bị
tổn thất nhất, phẩm chất sản phẩm tốt nhất.
- Tất cả các loại thực phẩm đem đóng hộp đều là môi trường sống của các loại vi sinh vật. Mặc dù có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của vi sinh vật, trong đó độ acid ảnh hưởng rất lớn, nên độ acid là yếu tố quan trọng trong việc chọn nhiệt độ thanh trùng.
- Người ta chia sản phẩm đồ hộp thành 2 nhóm theo độ acid hoạt động của sản phẩm,
để làm cơ sở cho việc chọn nhiệt độ thanh trùng.
+ Nhóm sản phẩm đồ hộp không chua và ít chua có pH > 4,6.
- Đối với các loại đồ hộp thuộc nhóm không chua hay ít chua, tức là có môi trường pH > 4,6 ( như đồ hộp rau ): vi sinh vật phát triển mạnh trong môi trường này đều là các vi sinh vật chịu nhiệt.
- Do đó đối với các loại đồ hộp có môi trường pH > 4,6 cần phải có nhiệt độ thanh trùng cao mới tiêu diệt được các loại vi sinh vật ưa nhiệt gây hư hỏng đồ hộp (>100oC)
+ Nhóm sản phẩm đồ hộp chua có pH < 4,6.
- Đối với các loại đồ hộp thuộc nhóm chua, tức là có môi trường pH < 4,6 (như đồ hộp quả, cà chua, rau muối chua): các vi khuẩn chịu nhiệt không những không phát triển được mà tính chịu nhiệt của chúng cũng giảm đi, nên nó dễ dàng bị tiêu diệt khi nâng cao nhiệt độ. Các loại nấm men, nấm mốc tuy có thể phát triển mạnh được trong môi trường acid, nhưng hầu hết là kém bền đối với nhiệt. Nên có thể thanh trùng các loại đồ hộp có độ acid cao ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt dộ thanh trùng các loại
đồ hộp ít chua thường ở nhiệt độ < 100oC.
- Khi xác định nhiệt độ thanh trùng, phải chú ý nhiệt độ đó phải là nhiệt độ của cả khối sản phẩm cần được thanh trùng, phải là nhiệt độ ở vị trí trung tâm của hộp (đối với đồ hộp sản phẩm đặc thì vị trí trung tâm là ở giữa hộp, đối với đồ hộp sản phẩm lỏng thì vị trí trung tâm nằm ở 2/3 của hộp). Trong thực tế, nhiệt độ ở vị trí này gần bằng nhiệt độ ở thiết bị thanh trùng đối với đồ hộp lỏng, hoặc thấp hơn nhiệt độ ở thiết bị thanh trùng
0,5 - 1,5oC đối với đồ hộp đặc.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian thanh trùng
* Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt trong quá trình thanh trùng
+ Tính chất vật lý của sản phẩm: các loại đồ hộp có tính chất vật lý khác nhau như độ nhớt và trọng lượng riêng. Do đó các loại đồ hộp có thời gian truyền nhiệt khác nhau.
- Các loại đồ hộp sản phẩm đặc (như paste, thịt hầm….) sự truyền nhiệt của các sản phẩm này bằng cách dẫn nhiệt. Vì hệ số dẫn nhiệt của thực phẩm nhỏ nên sự đun nóng các sản phẩm kéo dài thời gian.
- Ngoài ra các dung dịch có chứa nhiều đường, tinh bột, pectin, cellulose làm ảnh
hưởng đến tính chất vật lý nên ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt. Có thể kéo dài thời
gian truyền nhiệt.
+ Tính chất của bao bì: các loại sản phẩm thực phẩm đựng trong các loại bao bì làm bằng vật liệu khác nhau, có độ dày khác nhau, kích thước khác nhau. Nên thời gian truyền nhiệt trong chế độ thanh trùng khác nhau.
- Ảnh hưởng tính chất vật lý của bao bì
Khi truyền nhiệt từ môi trường đun nóng bên ngoài vào khu vực trung tâm của bao bì. Trước hết phải khắc phục nhiệt trở của thành bao bì, nhiệt trở này phụ thuộc vào độ dầy của bao bì (δ) và hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm bao bì (λ). Nhiệt trở đó biểu thị bằng tỉ số δ/λ. Nhiệt trở chung càng lớn thì thời gian truyền nhiệt càng kéo dài.
- Bảng 4.1: Tính chất của bao bì thủy tinh và sắt tây.
Nhưng trong quá trình thanh trùng, không thể nghiên cứu riêng rẽ ảnh hưởng nhiệt trở của bao bì, mà phải xét ảnh hưởng của cả khối sản phẩm.
- Sản phẩm đặc đựng trong bao bì thủy tinh : sự truyền nhiệt chủ yếu cũng bằng dẫn nhiệt. Thời gian truyền nhiệt trong trường hợp này dài nhất và phụ thuộc vào tính chất của bao bì thủy tinh và sản phẩm, trong đó tính chất của sản phẩm giữ vai trò chủ yếu.
Tóm lại tính dẫn nhiệt và độ dầy của bao bì chỉ có ảnh hưởng đáng kể đến thời gian truyền nhiệt trong chế độ thanh trùng khi có các dòng đối lưu mạnh trong các sản phẩm lỏng. Trường hợp đồ hộp chứa sản phẩm đặc, nghĩa là sự truyền nhiệt chủ yếu bằng dẫn nhiệt thì các đặc điểm của bao bì ít có ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt. Mà chủ yếu là tính chất của sản phẩm, sản phẩm càng đặc, càng có hệ số giãn nhiệt nhỏ và bề dầy lớp sản phẩm từ ngoài vào lớp giữa hộp càng lớn, thì thời gian truyền nhiệt càng kéo dài. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Ảnh hưởng của nhiệt độ ban đầu của đồ hộp
Thời gian truyền nhiệt của đồ hộp còn phụ thuộc vào nhiệt độ ban đầu của đồ hộp trước khi thanh trùng và nhiệt độ của thiết bị thanh trùng.
Loại bao bì
Chiều dày(δ) Độ dẫn nhiệt(λ) Nhiệt trở (δ/λ )
Thủy tinh Sắt tây 2 - 6.10-3 m 0,24 – 0,26.10- 3m 0,6 – 0,9 w/m.oC 0,6 – 0,9 w/m.oC 3,33 – 6,66.10-3 oC.m2/w 0,52 – 0,28.10-3 oC.m2/w
- Đối với sản phẩm lỏng, do sự truyền nhiệt chủ yếu bằng các dòng đối lưu, nên nhiệt độ ban đầu ít có ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt.
- Đối với sản phẩm đặc, thì sự truyền nhiệt chủ yếu bằng dẫn nhiệt, nên nhiệt độ ban đầu của sản phẩm có ảnh hưởng nhiều đến vận tốc truyền nhiệt của sản phẩm. Đồ hộp lúc thanh trùng càng nguội thì thời gian truyền nhiệt càng kéo dài.[4]
* Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian tiêu diệt vi sinh vật trong quá trình thanh trùng + Ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng
Ở nhiệt độ 60oC thì các loại vi sinh vật chịu nhiệt kém bị tiêu diệt, ức chế hoạt động của các vi sinh vật chịu nhiệt. Nhưng nếu nhiệt độ thanh trùng thấp thì phải kéo dài thời gian tiêu diệt. Ngược lại, nhiệt độ thanh trùng càng cao thì thời gian tiêu diệt càng ngắn.
+ Ảnh hưởng của loại và số lượng vi sinh vật.
- Thời gian tiêu diệt của một chế độ thanh trùng phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm của các loại vi sinh vật có thể phát triển trong đồ hộp, vì khả năng chịu nhiệt của các loại vi sinh vật rất khác nhau. Trong cùng một môi trường có cùng độ acid hoạt động, các loại vi khuẩn không nha bào bị tiêu diệt nhanh hơn loại vi khuẩn có nha bào. Thời gian tiêu diệt của phần lớn các vi sinh vật không nha bào chỉ cần ở 60 – 80 oC trong vài phút. Còn các loại vi sinh vật có nha bào phải đòi hỏi thời gian thanh trùng kéo dài hơn, có thể hơn vài giờ.
- Thời gian tiêu diệt vi sinh vật trong chế độ thanh trùng còn phụ thuộc vào số lượng vi sinh vật nhiễm vào đồ hộp. Lượng vi sinh vật nhiễm nhiều thì cần thời gian tiêu diệt dài.