Mục đích thanh trùng
Thực phẩm trước khi cho vào hộp và được ghép mí kín đã trải qua nhiều công đoạn chế biến khác nhau, nên có thể bị lây nhiễm vi sinh vật từ môi trường chế biến. Đồng thời, đồ hộp chưa được vô trùng và hệ men có sẵn trong nguyên liệu chưa bị vô hiệu hóa, vì vậy không bảo quản được lâu, để bảo quản đồ hộp trong thời gian dài không bị hư hỏng và biến chất cần phải tiêu diệt vi sinh vật và các men sống sót ấy.
Ngoài ra việc thanh trùng bằng nhiệt còn có tác dụng làm tăng phong vị của đồ hộp và tạo ra nét hấp dẫn riêng của thực phẩm đóng hộp.
Phương pháp thanh trùng bằng nhiệt có những ưu điểm hơn hẳn các phương pháp khác, vì nhiệt độ ít ảnh hưởng đến thực phẩm và sức khỏe người tiêu dùng. Ngoài ra thanh trùng bằng phương pháp nhiệt còn dễ dàng kiểm soát được các thông số theo từng loại nguyên liệu, hay yêu cầu của sản phẩm đồ hộp mà người ta thanh trùng ở nhiệt độ cao hay thấp.
Cần lưu ý nhiệm vụ của quá trình thanh trùng là nhằm tiêu diệt chỉ các loại vi sinh vật có khả năng phát triển ở điều kiện bình thường, đồng thời giây hư hỏng thực phẩm hoặc tạo ra các chất nguy hại đối với sức khỏe con người. Như vậy quá trình thanh trùng không cần phải đạt đến độ vô trùng tuyệt đối mà chỉ cần đạt vô trùng thương phẩm hoặc đạt được độ vô trùng công nghiệp, nghĩa là, trong đồ hộp không được tồn tại các vi sinh vật có thể gây hư hỏng thực phẩm hoặc tạo ra các độc tố, và có thể còn sống sót các vi sinh vật không có khả năng phát triển và gây hư hỏng đồ hộp ở các điều kiện bảo quản bình thường.
Cơ sở lý thuyết chọn lựa chế độ thanh trùng
Tất cả các loại thực phẩm trong tự nhiên đều bị nhiễm nhiều loại vi sinh vật, tùy thuộc vào môi trường của thực phẩm, mà mức độ nhiễm trùng và chủng loại vi khuẩn khác nhau. Các sản phẩm đồ hộp vừa đầy đủ thức ăn, vừa giàu độ ẩm là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Tùy thuộc vào môi trường, đặc biệt là độ chua của nó, mà khả năng sống sót của vi sinh vật trong thực phẩm đồ hộp khi thanh trùng là khác nhau. Vi sinh vật rất nhạy cảm với pH của môi trường chúng sống, ở môi trường ít chua vi sinh vật bền nhiệt, khó bị tiêu diệt hơn khi thanh trùng, còn nếu thực phẩm có độ acid lớn chúng dễ dàng bị tiêu diệt ngay cả ở nhiệt độ không lớn lắm. Chính do
phản ứng rất nhạy của vi sinh vật đối với độ chua như vậy, nhiệt độ thanh trùng đồ hộp được lựa chọn dựa trên độ pH của nó.
Các thực phẩm được phân chia làm 2 nhóm để lựa chọn chế độ thanh trùng: + Nhóm thực phẩm chua có pH < 4,2 (gồm tất cả các đồ hộp hoa quả như quả nước đường, mứt, nước ép quả,…), thường thanh trùng ở nhiệt độ dưới 100oC, nhưng không thấp hơn 75-800C.
+ Nhóm thực phẩm ít chua có pH >= 4,2 ( gồm đồ hộp cá, thịt, sữa, rau), được thanh trùng ở nhiệt độ từ 100oC trở lên, thường hay sử dụng khoảng 112 – 1200C, đôi khi 125 – 1300C.
Đôi khi vẫn gặp cách chia thực phẩm ra thành 3 nhóm: thực phẩm chua (pH < 4,2), thực phẩm hơi chua (pH = 4,2-6,0) và thực phẩm ít chua (pH > 6,0), tuy nhiên việc lựa chọn nhiệt độ thanh trùng vẫn tuân theo cách trên. Ngoài ra, hiện nay một số nước đã thay thế giới hạn pH = 4,2 bằng pH = 4,5, nghĩa là các thực phẩm có pH < 4,5 thì thanh trùng ở nhiệt độ nhỏ hơn 100oC, còn thực phẩm có pH > 4,5 thì thanh trùng ở nhiệt độ từ 100oC trở lên.
Theo các nghiên cứu gần đây, trong số các loại vi sinh vật có khả năng phát triển và gây hư hỏng thực phẩm đồ hộp thì Cl. botulinum là loại được quan tâm đặc biệt vì các lý do sau: có nhiều khả năng sống sót sau thanh trùng, vừa khó phát hiện ra sự hiện diện của hư hỏng và người tiêu dùng có nhiều khả năng ăn phải dễ bị ngộ độc nhất bên cạnh đó bào tử của chúng sinh ra độc tố và tỷ lệ tử vong cao nếu ăn phải thực phẩm có chứa độc tố. Các loại khác có thể dễ bị tiêu diệt hoặc nếu sống sót làm hư hỏng thực phẩm sau thanh trùng thì dấu hiệu hư hỏng cũng rõ ràng. Và đồ hộp có pH < 4,5
Cl. botulinum vẫn có thể phát triển và gây hư hỏng được, vì vậy ngưỡng pH = 4,5 giảm xuống đầu tiên là 4,4 sau đó còn 4,2.
Các nghiên cứu cho thấy ở pH = 4,2 và độ ẩm bé hơn 0,85 thì Cl. Botulinum bị ức chế và không sản sinh ra độc tố. Tuy nhiên, sự phân loại đồ hộp ra làm hai nhóm để lựa chọn chế độ thanh trùng như ở trên chỉ là gần đúng. Thời gian gần đây, người ta tìm ra hàng loạt những trường hợp cần lưu ý khi chọn nhiệt độ thanh trùng:
Nước cà chua giải khát có pH = 4,0-4,5 là môi trường thuận lợi cho Cl.botulinum
phát triển và sinh độc tố. Vì vậy, từ năm 1973 trở đi nước cà chua được thanh trùng ở 1200C như là đồ hộp nhóm ít chua.
Nước mơ đục (nước mơ có thịt quả mịn) có pH = 3,8-3,9 cũng là môi trường thích hợp cho Cl.botulinum phát triển, vì vậy thanh trùng phải ở nhiệt độ 1100C, hoặc hạn hữu lắm ở 1000C nếu pH < 3,8. Các loại đồ hộp sản xuất từ mơ nói chung cũng chọn nhiệt độ tương tự.
Các loại đồ hộp dầm giấm (bắp cải, ớt Đà Lạt, cà chua, cà rốt, hành tây, củ dền,….) có pH trong khoảng 3,7 - 4,2 nhưng lại được thanh trùng ở 112 - 1200C, vì trong đồ hộp này có dầu và bản thân rau là thành phần ít chua, lượng giấm trộn vào rau còn chưa kịp ngấm và phân bố đều thể tích hộp trong thời gian thanh trùng.
Các sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc có pH > 4,2 nhưng lại thường được thanh trùng ở nhiệt độ 1000C vì cà chua cô đặc không phải là môi trường thuận lợi cho Cl. botulinum và các vi sinh vật yếm khí phát triển sinh độc tố.
Ngoài các trường hợp đáng lưu ý kể trên thì có thể chấp nhận sự phân chia đồ hộp thực phẩm thành hai nhóm chua và ít chua.
Các phương pháp thanh trùng đồ hộp
Để đạt được mục đích thanh trùng đồng thời đảm bảo chất lượng của đồ hộp thực phẩm, người ta sử dụng nhiều phương pháp thanh trùng khác nhau như:
Thanh trùng bằng nhiệt
+ Nhiệt độ cao thời gian ngắn (HTST)
Hiện nay, HTST thanh trùng là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để xử lý nhiệt nước ép trái cây. Ví dụ, nước cam được xử lý bởi HTST ở 90-95°C trong 15 đến 30 giây [76]. Và nước táo được xử lý bởi HTST ở 77-88°C trong 25 đến 30 giây [76].
+ Nhiệt độ thấp thời gian dài (LTLT)
Nước trái cây đã được thanh trùng theo bằng cách đun nóng hàng loạt ở 63-65°C trong thời gian tương đối dài [76]. Phương pháp này đã được thay thế bởi xử lý nhiệt độ cao thời gian ngắn do sự thay đổi chất lượng không mong muốn trong quá trình này.
Thanh trùng bằng chất kháng sinh
Một số chất bảo quản hóa học được sử dụng rộng rãi để tăng thêm thời hạn sử dụng của các loại nước ép trái cây và nước giải khát. Chất bảo quản thường được sử dụng là kali sorbat và natri benzoat. Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng chất bảo quản thực
phẩm thân thiện với môi trường an toàn và ngày càng tăng. Kháng sinh tự nhiên như bacteriocins, lactoperoxidase, lá thảo mộc và các loại dầu, gia vị, chitozan và acid hữu cơ đã cho thấy tính khả thi để sử dụng trong một số sản phẩm thực phẩm [76].
Thanh trùng bằng tia tử ngoại Thanh trùng không nhiệt
Một số phương pháp thanh trùng không nhiệt đã được đề xuất trong hai thập niên qua, trong đó có áp lực thủy tĩnh cao (HHP), đồng nhất áp suất cao (HPH), điện trường xung (PEF) và siêu âm (Mỹ). Những kỹ thuật mới này cho phép nước ép trái cây kéo dài thời gian sử dụng.
Thanh trùng bằng dòng điện cao tần Thanh trùng bằng sóng siêu âm
Thanh trùng bằng tia bức xạ điện ly ….
Các phương pháp trên có thể sử dụng độc lập hoặc kết với nhau nhằm nâng cao hiệu quả thanh trùng, ví dụ thanh trùng bằng chất kháng sinh kết hợp nhiệt, tia tử ngoại kết hợp nhiệt……