1.2.1. Mục đích thanh trùng.
Thực phẩm trước khi cho vào hộp và được ghép mí kín đã trải qua các công đoạn xử lý như: rửa, chần, hấp, rán, hun khói,…Số lượng vi sinh vật bám trên nguyên liệu thực phẩm đã giảm đi nhiều nhưng vẫn còn một lượng lớn sống sót hoặc xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào thực phẩm trong quá trình chế biến. Đồ hộp chưa được vô trùng và hệ men sẵn có trong nguyên liệu chưa bị vô hiệu hóa vì vậy không thể bảo quản được lâu. Để bảo quản đồ hộp trong một thời gian dài không bị hư hỏng, biến chất cần phải tiêu diệt các vi sinh vật và men sống sót ấy. Người ta gọi đây là quá trình thanh trùng.
1.2.2. Phương pháp thanh trùng.
Để đạt được mục đích thanh trùng người ta có nhiều phương pháp thanh trùng khác nhau như: thanh trùng bằng nhiệt, thanh trùng bằng áp suất, thanh trùng bằng
tia tử ngoại, thanh trùng bằng dòng điện cao tầng, thanh trùng bằng sóng siêu âm… tuy nhiên phương pháp thanh trùng bằng nhiệt hiện nay được sử dụng khá phổ biến.
Thanh trùng bằng nhiệt được phân ra hai nhóm nhỏ:
+ Thanh trùng ở nhiệt độ thấp dưới 100oC, thường trong khoảng 80100oC + Thanh trùng ở nhiệt độ cao với nhiệt độ 100oC trở lên, thường nhất là 105121oC.
Ngoài ra còn có thể kể thêm nhóm nữa là thanh trùng kiểu Tyndal hay thanh trùng gián đoạn, nhưng phương pháp thanh trùng này không được xếp thành một nhóm chính thức vì chúng rất ít được sử dụng.
1.2.3. Công thức thanh trùng.
1.2.3.1. Thiết lập chế độ thanh trùng đồ hộp.
Thiết lập chế độ thanh trùng cho một loại đồ hộp tức là xác định nhiệt độ thanh trùng và thời gian thanh trùng cần thiết vừa để đảm bảo được yêu cầu tiêu diệt vi sinh vật vừa giữ được giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của đồ hộp.
Các giai đoạn trình tự như sau:
Phân tích thành phần hóa học của thực phẩm cần đóng hộp, chủ yếu là độ axit, chỉ số pH, hàm lượng đường, muối, chất béo, protein…
Chọn nhiệt độ thanh trùng căn cứ vào chỉ số pH, hoạt độ nước… Đồ hộp hoa quả có pH dưới 4,5 thì nhiệt độ thanh trùng là 80100oC.
Đồ hộp rau tự nhiên (nấm, măng…), đồ hộp thịt, cá, sữa… có pH trên 4,5 thì nhiệt độ thanh trùng là 105121oC.
Xác định tốc độ truyền nhiệt vào tâm hộp theo nhiệt độ thanh trùng đã chọn bằng nhiệt kế cực đại hay cặp nhiệt điện. Sau khi đo được nhiệt độ giữa hộp ở từng thời điểm, người ta vẽ đồ thi truyền nhiệt.
Phân lập vi sinh vật để xác định loại vi sinh vật nguy hiểm nhất bao gồm loại gây bệnh, loại chịu nhiệt…và tìm tốc độ tiêu diệt theo số liệu đã có ở giai đoạn 3. Trên cơ sở đó, vẽ đồ thị thời gian tiêu diệt. Lập thời gian thanh trùng.
Kiểm tra chế độ thanh trùng theo phương pháp biểu đồ của Bigelow hay theo hiệu ứng F của Ball-Flaumenbaum).
Từ mẫu đồ hộp đã được thanh trùng theo các chế độ khác nhau, người ta kiểm tra chất lượng đồ hộp về cảm quan và về vi sinh vật.
Sau đó xét hiệu quả kinh tế của chế độ thanh trùng.
* Nếu đã có chế độ thanh trùng hợp lý của một loại đồ hộp có thành phần tương tự loại đồ hộp cần nghiên cứu thì có thể sử dụng chế độ ấy, kiểm tra và điều chỉnh cho thích hợp.
1.2.3.2. Công thức thanh trùng.
Quá trình thanh trùng bằng nhiệt thường được tiến hành như sau: + Đưa đồ hộp vào thiết bị thanh trùng.
+ Nâng nhiệt độ của đồ hộp, giỏ đựng đồ hộp và thiết bị thanh trùng từ nhiệt độ bình thường lên đến nhiệt độ quy định rồi giữ ở nhiệt độ đó trong một thời gian nhất định.
+ Sau đó hạ nhiệt độ xuống dưới 40oC và lấy hộp ra khỏi thiết bị.
Mỗi dạng đồ hộp thanh trùng trong các thiết bị thanh trùng khác nhau, có chế độ thanh trùng riêng, thường chế độ thanh trùng cũng đều được biểu diễn theo các kí hiệu sau đây và được gọi là: công thức thanh trùng.
1 - 2 - 3
CTTT =
t
* P
Trong đó:
1: thời gian cần thiết để nâng nhiệt độ nồi thanh trùng từ nhiệt độ ban đầu của nó lên nhiệt độ thanh trùng (phút).
2: thời gian giữ nhiệt, thời gian giữ nhiệt ổn định của nồi thanh trùng tại nhiệt độ thanh trùng (phút).
3: thời gian hạ nhiệt, từ nhiệt độ thanh trùng đến không quá 40oC (phút). t: nhiệt độ thanh trùng (oC, oF).
1.2.4. Cơ sở xác định chế độ thanh trùng. 1.2.4.1. Yếu tố vi sinh vật.
Trong tất cả các công đoạn chế biến trước khi thanh trùng thực phẩm đều có khả năng lây nhiễm vi sinh vật với nhiều mức độ và chủng loại khác nhau. Mỗi loài vi sinh vật lại có đặc tính chịu nhiệt khác nhau vì vậy chế độ thanh trùng của mỗi loại sản phẩm cũng ít nhiều khác nhau.
Sức chịu nhiệt của vi khuẩn không nha bào, các nấm men, nấm mốc tương đối kém. Sức chịu nhiệt của nấm men kém hơn mốc, ở nhiệt độ trên 70oC đã bị tiêu diệt nhưng nha bào của chúng thì chịu nhiệt khá tốt. Với các loài vi khuẩn thì nhiệt độ trên 80oC thì chúng mới bị ức chế còn nha bào của chúng thường chịu được từ - 23130oC. Như vậy ta phải nâng cao nhiệt độ và kéo dài thời gian tương ứng mới tiêu diệt được chúng.
1.2.4.2. Đặc tính của sản phẩm.
Thành phần hóa học của thực phẩm cũng làm tăng hay giảm tính bên nhiệt của các loài vi sinh vật, do vậy nó cũng ảnh hưởng tới chế độ thanh trùng. Mặt khác tính chất của từng loại nguyên liệu và yêu cầu về chất lượng của mỗi dạng sản phẩm khác nhau nên cúng ta cũng cần phải xác định nhiệt độ thanh trùng khác nhau đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất, an toàn nhất cho người sử dụng.
Axit và các chất sát khuẩn thực vật (phytoxit) làm cho tính bền nhiệt của vi sinh vật kém đi, rút ngắn được thời gian thanh trùng.
Protein dẫn nhiệt kém nên thực phẩm chứa nhiều thành phần này đòi hỏi chế độ thanh trùng cao hơn.
Lipit có tác dụng bảo vệ tế bào vi sinh vật, làm tăng độ bền nhiệt của vi sinh vật, vì nó tạo ra xung quanh tế bào vi sinh vật một lớp màng bảo vệ, màng này ngăn cách tế bào vi sinh vật với môi trường bên ngoài. Nhiệt từ bên ngoài khó xâm nhập qua màng phân cách làm cho protein của vi sinh vật khó bị đông tụ, do đó vi sinh vật khó bị tiêu diệt.
Đường và muối ở nồng độ thấp có tác dụng bảo vệ vi sinh vật vì nó có khả năng tạo ra áp suất thẩm thấu làm cho tế bào vi sinh vật ở trạng thái tiêu nguyên sinh. Lúc
này lượng nước tự do trong tế bào vi sinh vật là bé nhất vì vậy nó có khả năng chịu nhiệt tốt. Nhưng khi muối và đường ở nồng độ cao thì nó lại có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật, do đó rút ngắn được thời gian thanh trùng.
Ở những thực phẩm lỏng, tỷ trọng và độ nhớt bé, sự truyền nhiệt trong nó là đối lưu nên thời gian truyền nhiệt nhanh. Ở thực phẩm đặc do truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt, thực phẩm lại có hệ số dẫn nhiệt thấp nên ở tâm hộp phải sau một thời gian dài mới đạt được nhiệt độ thanh trùng. Ở thực phẩm có sự rót dịch sự truyền nhiệt bằng cả 2 cách là đối lưu và dẫn nhiệt, trong đó truyền nhiệt bằng đối lưu chiếm ưu thế.
Thành phần hóa học của thực phẩm quyết định độ pH trong hộp, dựa vào độ pH ta chia thực phẩm thành 3 nhóm sau:
+ Nhóm 1: pH < 4,5 là nhóm thực phẩm chua, thường gặp ở đồ hộp rau quả. + Nhóm 2: pH = 4,56 là nhóm ít chua, thường gặp ở đồ hộp sốt cà chua.
+ Nhóm 3: pH > 6 là nhóm đồ hộp không chua, thường gặp ở đồ hộp thủy sản, thịt, rau, nấm…
Như vậy, tùy theo đặc tính của từng dạng thực phẩm mà ta chọn chế độ thanh trùng thích hợp.