b. Thiết bị
4.2. Kiểm soát bằng phương pháp vật lý
4.2.1. Phương pháp ly tâm:
- Được sử dụng trong một số thực phẩm lỏng (như sữa, nước trái cây, siro), để
loại bỏ những hạt không mong muốn (bụi, đất, cát…) ra khỏi thực phẩm việc sử dụng phương pháp ly tâm nhằm đẩy các hạt nặng ra ngoài thực phẩm và tachsa khối chất lỏng nhẹ hơn. Tuy nhiên, việc ly tâm không loại bỏ được các vi sinh vật, bào tử, vi khuẩn,nấm men và nấm mốc ra khỏi thực phẩm. Vì khối lượng của nó nặng hơn nhiều so với các hạt bẩn dính bám trên thực phẩm.
- Một thực phẩm sau khi ly tâm có thể loại bỏ 90% vi sinh vật (vi khuẩn bào
tử), một số cịn sót lại chủ yếu trong sữa tiệt trùng và làm tăng tải trọng của vi khuẩn trong quá trình khử trùng sản phẩm.
4.2.2. Phương pháp lọc:
- Được sử dụng cho một số loại thực phẩm lỏng (như nước ngọt, nước ép trái
cây, bia, rượu vang…), để loại bỏ chất rắn không mong muốn và vi sinh vật có trong thực phẩm. Khi nung nóng tránh làm mất mùi tự nhiên và chất dinh dưỡng của sản phẩm (ví dụ: Vitamin C trong các loại nước ép cam quýt) được giữ lại để cung cấp cho các sản phẩm đặc tính tự nhiên.
- Q trình lọc được sử dụng như một bước trong sản xuất nước trái cây tập
trung với hương vị thơm ngon và giàu chất vitamin hơn. Trong quá trình lọc, bộ phận lọc thô được sử dụng ban đầu để loại bỏ các thành phần lớn để bước vào giai đoạn siêu lọc. Phương pháp siêu lọc tùy thuộc vào kích thước lỗ của bộ lọc vật liệu (0.45 – 0.7 mm), có hiệu quả loại bỏ nấm men, nấm mốc và hầu hết các tế bào vi khuẩn và bào tử trong các sản phẩm lỏng.
- Lọc khơng khí cũng được sử dụng trong chế biến thực phẩm (như phun khô
sữa), nhằm loại bỏ bụi từ khơng khí được sử dụng để sấy khơ. Q trình này cũng loại bỏ một số vi sinh vật có trong bụi và làm giảm mật độ vi khuẩn có trong thực phẩm thừ khơng khí.
4.2.3. Phương pháp cắt:
- Cắt tỉa các lá bên ngoài của bắp cải được sử dụng trong sản xuất dưa cải bắp
cũng làm giảm các vi sinh vật từ đất. Cắt tỉa nhằm loại bỏ nấm mốc có thể nhìn thấy trong các sản phẩm từ pho mát cứng, xúc xích lên men, bánh mì và một số sản phẩm có pH thấp.
- Phương pháp này giúp loại bỏ các khu vực ô nhiễm rất cao, tuy nhiên nó
khơng đảm bảo loại bỏ hồn tồn các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố có trong sản phẩm do nấm mốc tiết ra. Ví dụ thớ thịt bị bị ô nhiễm phân cùng với mầm bệnh ruột, việc cắt tỉa không giúp loại bỏ các mầm bệnh xung quanh từ các khu vực mà nó có thể lan sang nhiều trên bề mặt. Đây là mối quan tâm quan trọng trong việc sản xuất ra các loại thực phẩm an toàn.
4.2.4. Phương pháp rửa:
- Trái cây và rau quả phải được rửa thường xuyên để làm giảm nhiệt độ (giúp
giảm tỷ lệ trao đổi chất và quá trình tăng trưởng của vi sinh vật) và loại bỏ đất.
- Trong chế biến thịt gia cầm, sản phẩm cũng được tiếp xúc với nước nhiều
lần. Tiếp xúc với nước nóng để loại bỏ các mầm bệnh trong ruột, sau đó được rửa phun và cuối cùng nó được tiếp xúc với nước lạnh trong một bể làm lạnh. Tuy nhiên, chúng có thể lan truyền những vi sinh vật không mong muốn đặc biệt là vi sinh vật gây bệnh đường ruột.
đường ruột như vi khuẩn Salmonella ssp., Campylobacter jejuni, Escherichia coli
O157: H7, Listeria monocytogenes. Tuy nhiên chỉ có thể làm giảm vi khuẩn ơ nhiễm
ở mức độ nhất định trên bề mặt thịt tươi.
4.3. Kiểm sốt bằng phương pháp nhiệt (đốt nóng):
4.3.1. Mục đích: Tiêu diệt các tế bào sinh dưỡng và bào tử của vi sinh vật bao
gồm: nấm mốc, nấm men, vi khuẩn và vi rút (bao gồm bacteriophages).
- Để kiểm soát sự phát triển của vi sinh vật cịn sống sót trong thực phẩm được
sử dụng sau xử lý nhiệt, giúp tiêu diệt các enzyme không mong muốn (vi khuẩn và thực ăn) mà có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng thực phẩm.
- Để ngăn chặn sự hiện diện của vi sinh vật gây bệnh vàgây hư hỏng trong thực
phẩm. Nhiệt độ thích hợp trên 50o C, tốt nhất là 60o C là rất quan trọng để kiểm
soát sự tăng trưởng của vi sinh vật trong thời gian bảo quản trước khi sử dụng.
4.3.2. Các nhân tố ảnh hưởng:
- Bản chất của thực phẩm: Thành phần (carbohydrates, protein,lipit và chất
tan), độ ẩm, pH và kháng sinh ảnh hưởng nhiều đến khả năng tiêu diệt vi khuẩn bởi nhiệt trong thực phẩm. Carbohydrat, protein, lipit, cung cấp chất tan chống lại các vi sinh vật chịu nhiệt và chúng dễ chết trong thực phẩm có pH cao, độ ẩm cao hoặc thấp hơn. Sự hiện diện của axetic, propionic, acid lactic và aicd phosphoric hoặc citric ở cùng pH cũng gây chết vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm
- Bản chất của vi sinh vật:
+ Các tế bào sinh dưỡng của nấm mốc, nấm men và vi khuẩn nhạy cảm với các
bào tử, chúng bi tiêu diệt trong vòng 10 phút ở 65oC (trừ vi khuẩn thermoduric và
Thermophilic).
+ Hầu hết Thermoduric và tế bào vi khuẩn Thermophilic bị tiêu diệt trong vòng
một vài phút, nhưng một số bào tử có thể sống sót ở nhiệt độ cao 90oC trong 4 – 5
giờ. Tất cả các bào tử bị tiêu diệt ở 121oC trong 15 phút.
4.3.3. Chế biến thực phẩm ở nhiệt độ thấp:
- Chế biến thực phẩm ở nhiệt độ thấp được sử dụng chủ yếu để tiêu diệt vi
sinh vật khơng chịu nhiệt (khơng có hiệu quả đối với vi khuẩn botulinum
thermoduric).
- Sử dụng nước nóng đối với sữa, nước ấm đối với sản phẩm thịt, và để làm
nóng một số loại thực phẩm như sấy khơ lịng trắng trứng, dừa sấy,.. điều kiện sản
phẩm tiếp xúc với nhiệt độ từ 50 – 70oC trong 5 – 7 phút.
- Trong quá trình sản xuất thực phẩm lên men để tiêu diệt các tế bào sinh
dưỡng của mầm bệnh và vi sinh vật hư hỏng bao gồm tế bào vi khuẩn hermoduric. Sữa nguyên liệu dùng để sản xuất sữa béo, sữa acidophilus và sữa chua được xử lý
nhiệt ở 90oC trong 60 phút.
4.3.4. Chế biến thực phẩm ở nhiệt độ cao (tăng nhiệt):
- Đối với các sản phẩm có acid cao hoặc pH thấp, như cà chua, sản phẩm trái
cây được xử lý ở nhiệt độ thấp.Vì bào tử Clo. Botulinum khơng nảy mầm và phát
triển ở pH thấp.
- Tuy nhiên, vi khuẩn heatstable proteinases hoặc lipases hiện diện trong sữa
làm cho sữa bị hư hỏng. Quá trình tiệt trùng sữa bằng áp suất hơi nước làm gia tăng nhiệt độ và được xử lý với số lượng lớn sữa sẽ được đóng gói vào bao bì đem sử dụng.
- Trong quá trình đặc biệt, để tiêu diệt tất cả các vi vinh vật (tế bào và bào tử)
có trong thực phẩm, cần nung nóng để ức chế sự hiện diện của vi sinh vật có trong thực phẩm.
- Giúp rã đơng và làm nóng nhanh chóng trong một vài phút, và tùy thuộc vào
kích thước của sản phẩm. Các hoạt động của phân tử nước tạo ra lực ma sat làm cho nhiệt độ thực phực phẩm lên rất nhanh.
- Nhiệt độ cao trong lị vi sóng sẽ làm tiêu diệt mầm bệnh vi sinh vật có trong
thực phẩm.
4.4. Kiểm sốt bằng phương pháp giảm độ ẩm
4.4.1.Mục đích: Nhằm ngăn chặn hoặc làm giảm sự tăng trưởng, nảy mầm của tế bào sinh dưỡng.
4.4.1.1.Giảm nước:
- Sử dụng phương pháp giảm nước tự nhiên giảm được chi phí thấp, nó được
sử dụng làm khô một số loại trái cây (nho), rau, cá, thịt, sữa… tùy thuộc vào điều kiện sử dụng và sự hư hỏng của vi snh vật gây bệnh như nấm men, nấm mốc, vi khuẩn.
4.4.1.2.Đông khô:
- Được sử dụng cho cả chất rắn và chất lỏng thực phẩm. Quá trình này bao
gồm thực phẩm đơng lạnh, ở nhiệt độ thấp sau đó được đưa vào mơi trường chân khơng để loại bỏ các phân tử nước ở trạng thái rắn bị thăng hoa bằng sự thốt hơi nước mà khơng ảnh hưởng đến hình dạng và kích thước của thực phẩm.
- Phương pháp này được dùng trong việc làm đông khô rau, hoa quả, nước
quả, thịt, cá… 4.4.1.3.Sấy khơ:
- Giúp tăng diện tích bề mặt của sản phẩm và ít gây nguy hiểm trên tế bào vi
khuẩn và bào tử.
- Sản phẩm chất lỏng như lòng trắng trứng, trái cây, cà chua,… phương pháp
này chủ yếu tạo bọt và độ pH của sản phẩm, độ ẩm thấp sẽ gây chết tế bào vi khuẩn.
- Hun khói nhằm giết chết các vi sinh vật, sự tăng trưởng của vi khuẩn cũng
được kiểm soát bởi độ ẩm thấp.
- Độ ẩm tỷ lệ thuận với mực độ nước có trong sản phẩm. Sự tăng trưởng của vi
sinh vật có ảnh hưởng đến độ ẩm và ngăn chặn sự tăng trưởng của vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm. Độ ẩm thấp tế bào vi khuẩn mất khả năng tồn tại, tuy nhiên nó cũng khơng kiểm sốt được tát cả các mầm bệnh trong thực phẩm.
4.4. Kiểm soát vi sinh vật bằng phương pháp acid hữu cơ và pH thấp:
4.5.1.Mục đích: Sử dụng kháng khuẩn acid hữu cơ và làm giảm pH thực phẩm để
kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn.
4.5.1.1.Acid axetic:
- Acid axetic được sử dụng thường như dấm (5 – 10% acid axetic) hặc muối
của natri và canxi ở 25% hoặc cao hơn như trong dưa chua, nước sốt,.. có hiệu quả chống lại vi khuẩn hơn so với nấm men và nấm mốc.
- Vi khuẩn phát triển tốt ở pH= 6.0, và ức chế ở acid 0.02% so với
Salmonella.spp, 0.01% so với Staphylococcus aureus, 0.02% so với Bacillus cereus,
0.1% so với Aspergillus spp., và 0.5% so với Saccharomyces spp. Bên cạnh việc sử
dụng trong thực phẩm, acid acetic còn được sử dụng từ 1 – 2% để rửa thịt nhằm giảm mực độ vi khuẩn.
4.5.1.2.Acid propionic:
- Acid propionic được sử dụng như muối của canxi và natri ở 1000 – 2000 ppm
(0.1 – 0.2%) trong bánh mì, sản phẩm bánh ngọt, phomat, mứt,… có tác dụng chống nấm mốc và vi khuẩn nhưng khơng có tác dụng chống nấm men ở nồng độ sử dụng cho thực phẩm.
- Nồng độ ức chế của acid chống nấm mốc và vi khuẩn là 0.05%.
Được sử dụng như acid hoặc muối natri và kali 2% trong đồ uống có ga, dưa chua, các sản phẩm thịt đã được xử lý nhiệt,… có tác dụng chống lại các vi khuẩn, nấm mốc và nấm men.
Acid lactic ít có hiệu quả hơn acetic, propionic, benzoic, hoặc acid sorbic, nhưng có hiệu quả đối với acid citric.
4.5.1.4.Acid citric:
Có tác dụng kháng khuẩn, sử dụng 1% acid citric trong nước uống, các sản phẩm bánh kẹo, phomat, rau quả đóng hộp,… giúp chống lại vi khuẩn, nấm mốc và nấm men.
4.5.1.5.Acid Sorbic:
- Đây là một loại acid chưa bảo hịa, nó được sử dụng trong một số loại đồ
uống có cồn, hoa quả chế biến và rau quả, sữa, bánh kẹo,… Nồng độ sử dung khác nhau 5 – 200ppm (0.05 – 0.2%), có hiệu quả trong việc chống lại nấm mốc, nấm men và vi khuẩn.
- Các nồng độ gây ức chế sự phát triển của vi sinh vật: 0.01% (100ppm) đối với
Pseudomonas spp., Staphylococcus aureus, Escherichia coli, và Serratia,spp; 0.1%
cho Lactobacillus spp và Salmonella spp; 0.02% cho hầu hết nấm men và nấm mốc; 1% cho Clostridium spp.
- Ngồi ra , phẩm có pH thấp. Có khả năng chống lại nấm men và vi khuẩn nấm
mốc.nó cũng gây ức chế sự tổng hợp của thành tế bào, protein, RNA và DNA. Cản
trở khả năng nẩy mầm và bào tử. 4.5.1.6.Acid benzoic:
- Được sử dụng như acid hoặc như muối natri 5 – 200ppm (0.05 – 0.2%) trong
nhiều sản
- Đối với vi khuẩn gây ức chế ở nồng độ 0.01 – 0.02%, và 0.05 – 0.1% nấm mốc
- Gây ức chế các chức năng của nhiều enzyme cần thiết cho phosphoryl hóa oxy hóa.
pH thấp ngăn cản sự tăng trưởng và phát triển của vi khuẩn bằng cách nó tác động đến việc sản xuất năng lượng, hoạt động của enzyme và sự vận chuyển của các chất dinh dưỡng. Nhiều thực phẩm sử dụng acid hữu cơ để kiểm soát vi sinh vật tăng trưởng trong thực phẩm, pH thấp cũng được dùng để ngăn chặn sự nảy mầm của bào tử vi khuẩn trong thực phẩm.
4.5. Kiểm soát bằng chất bảo quản kháng sinh:
4.6.1.Mục đích: Hóa chất kháng sinh được sử dụng trong thực phẩm ở liều lượng
tương đối nhỏ, hoặc để tiêu diệt vi sinh vật không mong muốn nhằm ngăn ngừa và làm chậm sự tăng trưởng của nó.
4.6.1.1.Nitrite (NaNO2 và KNO2):
- Được sử dụng để chế biến thịt, gia cầm, các sản phẩm cá, và để kiểm soát sự
tăng trưởng, sản xuất độc tố Clostridium botulinum. Ngoài ra, việc sử dụng Nitrite
còn được dùng để ức chế sự hiện diện của các vi khuẩn ở nồng độ 200ppm như
Staphylococcus aureus, Escherichia, Pseudomonas và Enterobacter spp; Lactobacillus và Salmonella serovars kháng với nồng độ NO2.
- Tác dụng kháng khuẩn của NO2 được tăng cường ở pH thấp (pH=5.0 – 6.0),
nhằm giảm bới sự hiện diện của vi sinh vật. 4.6.1.2.Lưu huỳnh dioxide (SO2) và Sulfite (SO3):
- Dioxide lưu huỳnh, natri sunfit (Na2SO3), natri bisulfide ( NaHSO3) và natri
metabisufite (Na2S2O5) được sử dụng để kiểm sốt vi sinh vật và cơn trùng trong trái
cây, nước trái cây, nước chanh, nước giai khát, rượu vang, dưa chua,…
các enzyme cũng như các thành phần tế bào khác. Ở pH thấp (pH = 4.5) và độ ẩm thấp là điều kiện thuận lợi cho nấm mốc và nấm men phát triển. pH = 5.0 tạo điều kiện cho vi khuẩn, nhưng có thể bị ức chế vi khuẩn ở nồng độ thấp hơn và tiêu diệt vi khuẩn ở nồng độ cao.
- Ở Mỹ, nồng độ 200 – 300ppm được phép sử dụng để kháng khuẩn. Lưu uỳnh
và sunfite dioxide cũng được sử dụng như là chất chống oxi hóa trong trái cây tươi, khô và rau.
4.6.1.3.H2O2:
- H2O2 (0.05 – 0.1%) là một chất kháng sinh trong sữa được sử dụng trong chế
biến pho mat (để kiểm soát sự tăng trưởng của gram dương sản xuất các enzyme
ổn định nhiệt), tạo điều kiện tiêu diệt Salmonella bởi khử trùng ở nhiệt độ thấp, vật
liêu đóng gói được sử dụng trong bao bì đóng gói vơ trùng thực phẩm và thiết bị chế biến thực phẩm.
- Trong sữa tươi và lòng trắng trứng, catalase được sử dụng đẻ phân hủy H2O2 với nước và oxy.
- H2O2 là chất oxy hóa rất mạnh, và được sử dụng trong các loại thực phẩm ít
calo và chất tẩy trắng, cải thiện màu sắc của hạt, socola, trà, cá…nhằm giảm sufit trong rượu vang.
4.6.1.4.Epoxit (Ethylene oxide, propylene oxide):
- Ethylene oxide và propylene oxide được sử dụng để tiêu diệt vi sinh vật và
cơn trùng có trong ngũ cốc, bột cacao, các loại hạt, trái cây sấy khơ,…
- Có khả năng chống lại các tế bào, bào tử và vi rút. Ethylene oxide có tác dụng
gây hiệu quả tốt hơn propylene.
Ví dụ: -SH, -NH2, -OH trong phân tử tế bào, đặc biệt là cấu trúc protein và enzyme có thể ảnh hưởng xấu đến chức năng của thực phẩm. Khi phản ứng có thể hình thành các hợp chất độc hại như clorua… tạo ra lượng dư trong thực phẩm sau khi xử lý.
4.6.1.5.Butylated hydroxyanisol (BHA), hydroxytolunene butylated (BHT) và t- butyl:
- Chủ yếu được sử dụng ở nồng độ 200 ppm hoặc ít hơn.
- Là chất chống oxi hóa nhằm làm chậm q trình oxy hóa của lipid chưa bão
hịa. Ngồi ra, nó cịn có tính kháng khuẩn.
- Ở nồng độ 50- 400 ppm BHA ức chế sự tăng trưởng của gram dương và gram
âm. Ngăn chặn sự tăng trưởng và sinh độc tố của vi khuẩn và nấm men.
- Tuy nhiên sự kháng khuẩn của nó có thể gây ảnh hưởng lên màng tế