CHƯƠNG II: KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH SẤY PHUN
2.5. Các yếu tố gây chết tế bào vi sinh vật bởi sấy phun
Có nhiều nghiên cứu khẳng định khi tăng nhiệt độ đầu vào sẽ ảnh hửơng đến sức sống vi sinh vật (Mauriello và c.s., 1999) . Tuy nhiên theo Kim và c.s., (1990) không có sự tương quan rõ ràng về khả năng bất hoạt vi sinh vật bởi nhiệt độ không khí đầu vào và đây chỉ là yếu tố tác động nhỏ. Bởi vì mức độ bất hoạt vi khuẩn trong quá trình sấy phun phụ thuộc vào sự kết hợp thời gian và nhiệt độ sấy.
Các nhà khoa học khác lại báo cáo rằng nhiệt độ không khí đầu ra tăng làm giảm sức sống vi sinh vật sau khi sấy phun (Kim và c.s., 1990; Lian và c.s.,2002). Thông số này bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ không khí đầu vào, tốc độ lưu lượng không khí, tốc độ tạo sản phẩm, thành phần nguyên liệu và kích thứơc hạt phun (Boza và c.s.,(2004); santivarangkna và c.s.,2008). Tuy nhiên, rất khó để tính toán cho vấn đề tối ưu hóa các biến này và điều này có thể dẫn đến sự thay đối lớn trong khả năng tồn tại của vi sinh đã sấy khô ( Roelean và c.s.,1990).
Janning và c.s.,(1994) cho thấy rằng hai yếu tố chính ảnh hưởng đển khả năng tồn tại của vi sinh vật trong quá trình sấy là do nhiệt độ và sự mất nước nhưng để biết chính xác yếu tố nào gây hại nhiều hơn thì chưa chứng minh được vì hai yếu tố này diễn ra đồng thời. Trong sấy phun, giống khởi động acid lactic được sấy trong dòng không khí nóng bởi thế sự bất hoạt của tế bào diễn ra ở nhiệt độ cao có khả năng diễn ra đồng thời với bất hoạt do mất nước.
- Bất hoạt do nhiệt
Kể từ khi nhiệt độ cao được nghiên cứu chủ yếu như là một nguyên nhân để gây chết hoặc làm giảm số lượng vi sinh vật trong sấy khô, đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến việc xác định thành phần nào quan trọng bên trong tế bào tổn thương để gây nên bất hoạt tế bào.
Abee và c.s. (1990) ; Van de guchte và c.s.,(2002) đã xác định dấu hiệu thiệt hại của đại phân tử DNA, RNA và protein hoặc các siêu phân tử như màng và các ribosome từ tác động của nhiệt. Nhưng để xác định chính xác thành phần quan trọng nào hoặc trình tự các sự việc diễn ra trong quá trình phá hủy thì rất khó bởi vì nhiệt
độ đồng thời ảnh hưởng không chỉ các riêng các phân tử mà còn ảnh hưởng cấu trúc tế bào. Khi tế bào chết kéo theo sự biến tính của thành phần tế bào và thành phần tế bào then chốt sẽ biến tính trước tiên. Santivarangkna và c.s.,(2008), dưới nhiệt độ 640C ( nhiệt độ gây nguy hiểm cho tế bào) cấu trúc màng và bên trong tế bào vẫn còn giữ nguyên vẹn. Tuy nhiên từ 650C trở lên, ribosome và protein bị biến tính đồng thời với giai đoạn chết của tế bào.
- Bất hoạt do loại nước
Bất hoạt do các yếu tố loại nước đối với các giống khởi động acid latic có thể xảy ra trong suốt thời gian sấy tại nhiệt độ sinh lý hoặc ở nhiệt độ cực thấp ( đông khô) hoặc rất cao (sấy phun).
Tế bào vi khuẩn chứa từ 70% - 95% là nước và các phân tử nước đóng góp vào sự ổn định protein ,DNA và Lipid cũng như thay đổi trật tự cấu trúc đáp ứng lên tế bào. Do đó việc loại nước có ảnh hưởng rất lớn đến sinh lý tế bào (Potts, 1994). Khi các tế bào bị sấy khô có hàm lượng nước thấp, các thành phần cấu trúc nên tế bào cũng bị biến đồi. màng tế bào chất được coi là thành phần nhạy cảm nhất trong quá trình mất nước, bởi vì nó mất đi một số thành phần nội màng khi màng tế bào bị hư hỏng.
Người ta ước tính khoảng 80% các phản ứng sinh lý của sinh vật phụ thuộc chủ yếu vào sự chuyển động của các liên kết nước (Webb, 1960) . Việc loại bỏ các phân tử nước tự do dường như có ít nhiều tác dụng bất lợi đến khả năng tồn tại của các tế bào (Santivarangkna và c.s.,2007b). Bên cạnh đó, trong suốt quá trình sấy khô, các tế bào có khuynh hướng tiếp xúc với một thể tích không khí và do đó quá trình oxy hóa lipid có thể xảy ra (Teixeira và c.s.,1996). Kết quả của quá trình oxy hóa lipid có thể dẫn đến việc thay đổi tính chất vật lý trong cấu trúc và động lực học của màng ( In’t Veld và c.s.,1992; Borst và c.s.,2000). Trong khi chỉ ghi nhận thay đổi nhỏ các acid béo xuất hiện trong quá trình sấy đông khô hay sấy chân không ( Breman và c.s.,1986).
Mặc dù có những ưu điểm nổi bật nhưng nhiệt độ cao trong quá trình sấy phun ảnh hưởng rất nhiều đến sức sống của vi sinh vật và đây chính là điều khó khăn trong quá trình sản xuất các sản phẩm bột có hoạt tính probiotic như sữa chua probiotic.
Do đó, sử dụng các chất bảo vệ là cần thiết trong trường hợp này nhằm bảo vệ khả năng sống sót của vi khuẩn lactic trong điều kiện cực đoan.