Đề tài Các phương pháp mới bảo quản thịt

nguyeân sinh chaát, teá baøo ngöøng phaùt trieån hoaëc cheát hoaëc duy trì ôû traïng thaùi khoâng hoaït ñoäng. Ñeå laáy laïi söï phaùt trieån, teá baøo phaûi giaûm hoaït tính cuûa nöôùc ôû beân trong noäi baøo. Ngoaøi ra, NaCl coøn haïn cheá khaû naêng hoøa tan oxy, laøm thay ñoåi pH, taïo ra ñoäc tính do söï coù maët cuûa caùc ion Na+ vaø Cl- töø ñoù laøm öùc cheá caùc vi sinh vaät ñaëc bieät laø loaïi hieáu khí. Lieàu löôïng söû duïng: NaCl thöôøng ñöôïc söû duïng trong khoaûng 1 - 2,5% khoái löôïng saûn phaåm. ÔÛ thòt coù haøm löôïng muoái 2 -2,5% thì protein ñöôïc trích ly nhieàu hôn, pH saûn phaåm cao hôn, khaû naêng giöõ nöôùc cao hôn, khaû naêng taïo nhuõ vaø ñoä deûo cao hôn, söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät cuõng chaäm hôn so vôùi saûn phaåm coù haøm löôïng muoái 1 – 1,5 %. Ñoäc tính: Lieàu löôïng NaCl vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp coù theå daãn ñeán chöùng taêng huyeát aùp. Nitrat vaø nitrit Taùc duïng cuûa nitrat vaø nitrit: - Choáng laïi Clostridium botulinum vaø moät soá vi khuaån gaây hö hoûng khaùc. - Chaäm quaù trình oxy hoùa chaát beùo - laø nguyeân nhaân taïo ra nhöõng höông vò khoâng mong muoán. - Taïo cho thòt coù höông vò ñaëc tröng. - Giöõ ñöôïc maøu ñoû hoàng ñaëc tröng cuûa thòt. - Khaû naêng öùc cheá vi khuaån cuûa nitrit taêng maïnh trong moâi tröôøng axit. Lieàu löôïng söû duïng - Lieàu löôïng söû duïng: 90 - 120 mg/kg thòt - AÛnh höôûng baát lôïi cuûa nitrat vaø nitrit ñoái vôùi con ngöôøi: - Nhö chuùng ta ñaõ bieát, baûn thaân nitrat vaø nitrit khoâng aûnh höôûng gì ñeán cô theå con ngöôøi khi ôû haøm löôïng cho pheùp. Tuy nhieân chuùng bò bieán ñoåi trong cô theå con ngöôøi thì taùc haïi cuûa noù ñeán cô theå con ngöôøi môùi ñaùng keå. 7 - Taùc ñoäng caáp tính: nitrat vaø nitrit coù taùc ñoäng caáp tính ñeán söùc khoûe con ngöôøi khi chuùng bò bieán ñoåi maïnh meõ, do söï coù maët cuûa vi khuaån ñöôøng ruoät nitrat ñöôïc bieán ñoåi thaønh nitrit. Nitrit oxy hoùa ion Fe2+ trong heme thaønh Fe3+ vaø keát quaû laø taïo ra Methemmoglobin vaø khoâng theå vaän chuyeån oxy, daãn ñeán tình traïng caùc teá baøo trong cô theå bò thieáu oxy. Hieän töôïng naøy ñöôïc goïi laø Methemmoglobinemia (khi hemoglobin khoâng coøn khaû naêng naêng vaän chuyeån oxy). - Taùc ñoäng maõn tính: Khi thöùc aên bò ñun noùng ôû nhieät ñoä quaù cao seõ sinh ra amin, nitrit coù theå phaûn öùng vôùi amin taïo thaønh Nitrosamin. Coù nhieàu loaïi Nitrosamin khaùc nhau nhöng haàu heát chuùng laø taùc nhaân gaây ung thö ñoái vôùi ñoäng vaät. Polyphotphat Taùc duïng cuûa polyphotphat - AÛnh höôûng ñeán tính giöõ nöôùc cuûa thòt: ñaây laø chöùc naêng chính cuûa polyphotphat. Caùc loaïi muoái thoâng thöôøng khaùc cuõng coù ñaëc tính naøy nhöng thöôøng gaây aûnh höôûng khoâng toát ñeán vò cuûa saûn phaåm. Khi söû duïng vôùi lieàu löôïng nhaát ñònh, polyphotphat khoâng laøm thay ñoåi ñaùng keå muøi vò saûn phaåm, coù theå laøm taêng nheï vò maën cuûa saûn phaåm. Polyphotphat ñöôïc xem laø taùc nhaân giöõ nöôùc vôùi cô cheá taïo moái lieân keát giöõa protein vaø nöôùc do vieäc beû gaõy caùc caàu noái giöõa caùc chuoãi peptid, nhôø ñoù maø moâi tröôøng ñöôïc hydrat hoaù. Polyphotphat coøn ñöôïc söû duïng nhaèm laøm taêng khoái löôïng thòt caù do khaû naêng giöõ nöôùc. Söï taêng khoái löôïng naøy khoâng mang tính lôïi ích kó thuaät maø chæ mang tính kinh teá, giuùp taêng lôïi nhuaän - AÛnh höôûng ñeán tính hoaø tan cuûa caùc protein chuû yeáu laø caùc protein sôïi cô. - Ñaûm baûo söï oån ñònh nhaát ñònh maøu saéc thòt vaø giôùi haïn söï oxi hoaù môõ nhôø vaøo khaû naêng taïo phöùc vôùi caùc kim loaïi xuùc taùc cho phaûn öùng oxi hoaù nhö saét, ñoàng. - AÛnh höôûng ñeán söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät: Maëc daàu theo lí thuyeát polyphotphat coù theå laø nguoàn cung caáp photpho taïo ñieàu kieän cho söï phaùt trieån cuûa vi khuaån nhöng thöïc teá polyphotphat öùc cheá, ngaên caûn söï taêng sinh khoái, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho söï phaù huyû caùc maàm vi khuaån. Nhieàu nghieân cöùu ñaõ cho thaáy polyphotphat laøm chaäm söï taêng tröôûng cuûa ña soá caùc vi khuaån nhö 8 Pseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus nhoùm D, caùc tröïc khuaån ñöôøng ruoät: Bacillus, Clostridium perfringens,… Lieàu löôïng söû duïng: - Haøm löôïng toái ña cho pheùp laø 0,5%. - Polyphotphat coù teân thöông maïi laø TARI, thöôøng duøng TARI-K Aûnh höôûng cuûa Polyphotphat ñeán söùc khoeû : Phaàn lôùn polyphotphat ñöôïc theâm vaøo thòt ñeàu ñöôïc phaân huyû thaønh nhöõng phaàn töû photphat ñôn ôû daï daøy hoaëc thaäm chí tröôùc khi ñi vaøo cô theå. Vì vaäy haàu heát polyphotphat ñöôïc theâm vaøo thòt cuõng coù ñaëc tính töông töï nhö phosphat saün coù trong thöïc phaåm vaø ít gaây haïi ñeán söùc khoeû con ngöôøi. Tuy nhieân vieäc söû duïng polyphotphat phaûi ôû döôùi möùc giôùi haïn cho pheùp vì vieäc duøng polyphotphat cuõng nhö baát kì loaïi phuï gia naøo khaùc, neáu quaù lieàu löôïng ñeàu coù aûnh höôûng khoâng toát ñeán söùc khoeû. Hàn the: Có tác dụng kìm hãm vi khuẩn phát triển, làm thực phẩm lâu hỏng và duy trì màu sắc tươi nguyên của thịt, cá do nó có khả năng làm giảm tốc độ khử ôxy của các sắc tố myoglobin trong các sợi cơ của thịt nạc đồng thời còn làm cho thịt dẻo dai không nhão. Nếu dùng hàn the có khả năng tích tụ trong cơ thể gây tổn thương và thoái hóa cơ quan sinh dục. Có thể gây ngộ độc cấp tính làm tổn thương gan, thận... Hàn the còn bài tiết qua sữa và nhau thai gây ngộ độc cho thai nhi. Hàn the đã bị cấm sử dụng làm phụ gia thực phẩm. Ngày nay rất ít sử dụng hóa chất để bảo quản 1.4 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Phương pháp sử dụng bacteriocin Sử dụng màng mỏng cellulose vi khuẩn (BC) hấp phụ bacteriocin để bảo quản thịt tươi sơ chế tối thiểu: có thể bảo quản thịt tươi đến 3 ngày bằng màng BC hấp phụ dịch bacteriocin 200 AU/m vẫn đảm bảo chất lượng thịt, theo TCVN 7046:2002. 1.5 BAO GÓI KHÍ QUYỂN ĐIỀU CHỈNH Điều chỉnh khí quyển làm giảm cường độ hô hấp của tế bào, ngăn cản bốc hơi nước bề mặt thay đổi nồng độ oxi và cacbonic theo hướng tích cực. Sản phẩm sẽ tự tạo môi trường khí quyển khi được đóng gói vào những màng bao plastic có tính thấm khí khác nhau. 9 Nguyeân taéc Ñaây laø phöông phaùp maø thaønh phaàn cuûa hoãn hôïp khí ñöôïc ñieàu chænh tröôùc khi theâm vaøo trong bao bì. Thaønh phaàn cuûa hoãn hôïp khí phaûi ñöôïc ñieàu chænh sao cho phuø hôïp vôùi thòt. Sau khi bao goùi xong ñem baûo quaûn laïnh ôû nhieät ñoä < 2oC. Nhöõng loaïi khí thöôøng ñöôïc söû duïng trong phöông phaùp MAP laø nitô, oxy vaø khí cacbonic. Trong ñoù: Nitô laø loaïi khí khoâng coù taùc duïng khaùng vi sinh vaät, duøng ñeå thay thí khoâng khí beân trong bao bì, ñuoåi oxy vaø laø khí laøm ñaày.Khí oxy ñöôïc söû duïng ñeå ngaên caûn söï maát maøu cuûa cô thòt. Khí cacbonic duøng ñeå öùc cheá söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät, söï öùc cheá naøy phuï thuoäc vaøo loaïi vi sinh vaät, haøm löôïng CO2, nhieät ñoä toàn tröõ, ñoä hoaït ñoäng cuûa nöôùc trong thöïc phaåm, giai ñoaïn phaùt trieån cuûa vi sinh vaät ôû ngay thôøi ñieåm bao goùi. Ngoaøi ra, ngöôøi ta coù theå theâm CO vaøo trong bao goùi MAP. Maøu cuûa thòt ñöôïc giöõ baèng caùch söû duïng CO. CO keát hôïp maïnh vôùi myoglobin taïo thaønh cacboxymyoglobin, taïo ra maøu ñoû saùng cho moâ cô vaø thoûa maõn nhu caàu ngöôøi tieâu duøng. MAP söû duïng noàng ñoä CO thaáp vaø CO2 cao giöõ ñöôïc maøu cuûa thòt vaø chaát löôïng thòt. Thòt heo baûo quaûn ôû 4oC trong 21 ngaøy vôùi ñieàu kieän bao goùi: 0,4% CO+ 60% CO2+ 40% N2. Bao goùi chaân khoâng: 99% CO2 +1%CO: laøm noåi roõ maøu saéc cuûa thòt do CO keát hôïp laøm giaûm löôïng MetMb. Phoái hôïp söû duïng moâi tröôøng khí cacbonic vaø laïnh coù theå öùc cheá hoaëc ñình chæ hoaït ñoäng soáng cuûa nhieàu loaïi vi sinh vaät. Khí CO2 khoâng nhöõng öùc cheá maïnh söï phaùt trieån cuûa naám moác, caùc loaïi vi sinh vaät gaây thoái röõa maø coøn coù taùc duïng kìm haõm caùc quaù trình oxy hoùa vaø thuûy phaân chaát beùo. Hieäu quaû taùc duïng cuûa khí CO2 phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö noàng ñoä CO2, nhieät ñoä, moâi tröôøng vaø chuûng loaïi vi sinh vaät. Nhieät ñoä haï thaáp, taùc duïng cuûa CO2 ñoái 10 vôùi vi sinh vaät caøng roõ. Noàng ñoä CO2 caøng cao thì hieäu löïc baûo quaûn thòt caøng toát. Nhöng khoâng cho pheùp duøng noàng ñoä CO2 quaù 20 – 22% ñeå traùnh thòt bò xaãm maøu vaø giaûm chaát löôïng thòt. Nhaän xeùt: Baûo quaûn ôû pH bình thöôøng thì soá löôïng vi sinh vaät ít hôn khi baûo quaûn ôû pH cao. Khi theå tích CO2 caøng cao thì soá löôïng vi sinh vaät cuõng ít hôn. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp Keùo daøi thôøi gian baûo quaûn. Cung caáp saûn phaåm coù chaát löôïng toát. Nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp Moãi loaïi saûn phaåm ñoøi hoûi moät coâng thöùc khí, thaønh phaàn khí beân trong coù theå bò thay ñoåi theo thôøi gian. Khi ñoù hieäu quaû baûo quaûn seõ giaûm. Ñeå khaéc phuïc ñieàu naøy caàn choïn vaät lieäu bao bì thích hôïp. Caàn phaûi kieåm soaùt nhieät ñoä (nhieät ñoä ñoùng goùi, baûo quaûn £ 2°C). Noàng ñoä khí CO2 cao seõ keùo daøi thôøi gian söû duïng, nhöng cao quaù coù theå laø nguyeân nhaân gaây ra toån thöông caáu truùc cuûa moâ cô. Thòt phaûi coù chaát löôïng cao thì duøng phöông phaùp naøy môùi hieäu quaû. Giaù thaønh taêng roõ reät. 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI BẢO QUẢN THỊT Trong những thập kỉ gần đây, đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp mới trong việc bảo quản thịt và các sản phẩm thịt. Yêu cầu chung của các phương pháp này là tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường. Mục đích của các phương pháp này là tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng, đồng thời giữ được trạng thái tự nhiên của sản phẩm. Các phương pháp đó bao gồm: xử lý áp suất cao (HPP), chiếu xạ và sử dụng vi sóng … 2.1 PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ÁP SUẤT CAO HPP: 2.1.1 Định nghĩa Kỹ thuật sử dụng áp suất cao là phương pháp xử lý mẫu (thực phẩm) dưới áp suất cao (100-1000MPa) trong một môi trường truyền áp ổn định. 11 Để tạo áp lực tác động từ mọi phía là như nhau, người ta sử dụng môi trường truyền áp là chất lỏng (nước) nên các thuật ngữ sử dụng cho phương pháp này là xử lý bằng áp suất thủy tĩnh cao (High hydrostatic pressure treatment/processing/technique) hoặc xử lý bằng áp suất thủy tĩnh siêu cao (Ultra-high hydrostatic pressure treatment). 2.1.2 Cơ sở khoa học: Cơ sở khoa học của phương pháp sử dụng áp suất cao dựa trên hai nguyên lý:  Nguyên lý Pascal: áp suất phân bố nhanh và đồng nhất trong môi trường truyền áp, không phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của mẫu cần xử lý.  Nguyên lý Le Chatlier – Braun: áp suất sẽ thúc đẩy các phản ứng có sự giảm thể tích tự do. 2.1.3 Nguyên lý hoạt động: Thực phẩm sau khi được đóng gói chân không sẽ được nhúng vào trong các thiết bị chứa có khả năng chịu được áp lực lớn. Sau đó các thiết bi này sẽ được đóng kín lại và bơm thêm nước vào. áp suất của nước tăng lên với tốc độ 100-200mpa/phút.khi đạt được áp suất thích hợp, van cấp nước sẽ được khóa lại, áp suất trong thiết bị chứa được giư nguyên. Khi đó, thực phẩm sẽ bị nén lại. Trong công nghiệp thực phẩm, áp suất thường được sử dụng nằm trong khoảng 200-800mpa trong khoảng thời gian ngắn nhất có thể. Quá trình này sẽ giúp tiêu diệt các loại vi khuẩn, enzyme bằng cách bẻ gãy các cấu trúc phân tử và làm vỡ thành tế bào của chúng.sau khi dừng nén áp suất, thực phẩm sẽ quay trở lại kích thước và hình dạng ban đầu. Do áp suất được trải đều lên khắp bề mặt của sản phẩm nên thực phẩm không bị nghiền nát. 2.1.4 Ảnh hưởng của áp suất cao lên thịt Ảnh hưởng của áp suất cao lên cấu tử của thịt Áp suất cao chủ yếu ảnh hưởng lên các cấu tử của thịt như: nước, protein (gồm cả các enzyme) và các lipid. Ảnh hưởng lên nước: tại áp suất 600 MPa ở 22oC, nước bị nén lại 15%. thịt và các sản phẩm thịt chứa một lượng nước lớn và có xu hướng nén một lượng tương tự. áp suất cao cung gây ra sự phân ly thuận nghịch của nước, pH giảm 0.73 khi tăng áp suất từ 0.1-100MPa (CHeftel, 1991). sự thay đổi này thì quan trọng bởi sẽ ảnh hưởng đến protein. Thêm vào đó, dưới áp suất cao nước vẫn có thể tồn tại ở thể lỏng ở nhiệt độ dưới 0oC. Protein và enzyme: 12 Ảnh hưởng của áp suất cao lên protein phụ thuộc nhiều vào cấu trúc của các đại phân tử và môi trường xung quanh nó ( pH, điện tích và nhiệt độ). Nhìn chung, cấu trúc bậc 1 không bị ảnh hưởng bởi áp suất. trong khi đó, áp suất bậc 2 chỉ bị ảnh hưởng khi áp suất cao (700 mpa)và cấu trúc bậc 3 và bậc 4 se thay đổi với áp suất từ 100MPa.các thay đổi này có thể thay đổi hoạt tinh của các enzyme nội bào. Biến đổi hóa sinh: HHP không ảnh hưởng đến cấu trúc bậc 1 do không phá vỡ các liên kết cộng hóa trị nhưng lại có thể làm thay đổi bất thuận nghịch các cấu trúc bậc 2, bậc 3 và bậc 4. Do áp suất không làm thay đổi đáng kể lien kết hydro, cấu trúc bậc 2 chỉ bị phá vỡ ở áp suất rất cao ( 700 mpa) và dẫn đến biến tính không thuận nghịch, protein bị duỗi mạch và có thể kết khối và tạo gel. Khi tương tác tĩnh điện bị phá vỡ, các nhóm điện tích được giải phóng, các phân tử nước được định hướng lại và mất đi cấu trúc giữa nước. Các tương tác kỵ nước giải phóng các acid amin kỵ nước vào môi trường lỏng khi bị phá vỡ. Những nguyên nhân trên làm thay đổi cấu trúc bậc 3, bậc 4 của protein. Carbohydrate và lipid: Áp suất cao chỉ ảnh hưởng lên các polysaccharide. Glycogen là polysaccharide duy nhất trong cơ thịt, nhưng thịt sau thời gian giết mổ hầu như không còn glycogen do quá trình thủy phân glycogen. Do đó, áp suất cao gần như không ảnh hưởng tới các carbohydrate của các sản phẩm thịt. Áp suất cao có thề gây ra một số thay đổi ở các lipid. Áp suất cao làm tăng điểm nóng chảy của các lipid. tại nhiệt độ phòng, triglyceride có thể kết tinh, do đó có thể làm thay đổi cấu trúc và dẫn tới thay đổi tính thẩm thấu của màng tế bào. Cơ chế này có thể được giải thích cho việc tiêu diệt vi khuẩn. Ảnh hưởng lên kết cấu của thịt: Han-Jun Ma và cộng sự (2004) đã nghiên cứu về ảnh hưởng của áp suất cao và nhiệt độ lên kết cấu của thịt và có những kết luận sau: 13 Hình: ảnh hưởng của áp suất lên độ cứng của thịt (Nguồn: Han-jun Ma, D.A. Ledward (2004). Hight pressure/thermal treatment effects on the texture of beef muscle. Meat science, 68, 374-355.) tại nhiệt độ 20- 40oC, khi tăng áp suất thì độ cứng của thịt tăng. Tuy nhiên, tại nhiệt độ cao hơn, 60-700C, với áp suất 200MPa có sự giảm đáng kể độ cứng của thịt . tác giả đã kết luận rằng,khi tăng áp suất (tại nhiệt độ thích hợp) sẽ làm mềm thịt trong giai đoạn trước co cứng. trong khi đó điều này không đúng đối với thịt trong giai đoạn sau co cứng, đôi khi còn làm tăng độ cứng của sản phẩm. đối với thịt trong giai đoạn sau co cứng, điều kiện thích hợp để làm mềm thịt là 100MPa, 40-60oC trong thời gian từ 2.5 phút trở lên (Bouton và cộng sự, 1977). Biến đổi hóa học: Các liên kết hóa học: Quá trình HHP ở nhiệt độ phòng và nhiệt ấm chỉ ảnh hưởng đến các liên kết yếu như liên kết ion, liên kết hydro, liên kết kị nước.liên kết cộng hóa trị không bị ảnh hưởng bởi áp suất cao. Biến đổi sinh học: HHP se tiêu diệt được các vi sinh vật có trong sản phẩm 2.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng 14 Mục tiêu chính của phương pháp xử lý áp suất cao là tiệu diệt các vi sinh vật có trong sản phẩm. Các biến đổi của vi sinh vật dưới tác động của HHP phụ thuộc nhiều vào:  Các điều kiện xử lý : áp suất, nhiệt độ, thời gian…  Thành phần của thực phẩm  Đặc tính sinh lý của vi sinh vật:  Tế bào ở pha sinh trưởng nhạy cảm với áp suất hơn ở pha cân bằng.  Các bào tử vi khuẩn có khả năng chịu đựng được áp suất cao hơn so với tế bào sinh dưỡng và có thể tồn tại ở áp suất trên 1000mpa. Bào tử có thể bị hoạt hóa để nảy mầm khi áp suất từ 50-300 mpa.  Vi khuẩn gram (+) có khả năng chịu áp suất cao hơn so với I khuẩn gram (- ), trừ E.coli 0157:H7. để vô hoạt vi khuẩn gram (-), cần xử lý áp suất 300- 400 MPa ở 20oC với thời gian 10 phút. Trong khi ở cùng điều kiện thời gian và nhiệt độ, áp suất cần để vô hoạt vi khuẩn gram (+) là 500-600MPa.  Trong các vi sinh vật, nấm men và nấm mốc nhạy cảm với áp lực nhất. 2.1.6 Ưu nhược điểm: Ưu điểm: Chất lượng cảm quan không thay đổi đáng kể so với trước khi xử lý. Sự tổn thất dinh dưỡng không đáng kể, chất lượng tốt hơn hẳn so với xử lý nhiệt. Môi trường truyền áp ổn định đảm bảo cho độ đồng nhất của sản phẩm Trong một số trường hợp, có thể hạn chế hiện tượng tái nhiễm vi sinh vật vào sản phẩm. Không phụ thuộc kích thước và hình dạng sản phẩm. Không phá vỡ các liên kết cộng hóa trị. Do đó, ngăn chặn sự xuất hiện các mùi vị lạ, đồng thời duy trì mùi vị tự nhiên của sản phẩm. Có thể ứng dụng trong điều kiện nhiệt độ phòng. Do đó, giảm lượng nhiệt sử dụng. Thân thiện với môi trường. Nhược điểm: Tùy theo từng đối tượng nguyên liệu, vi sinh vật và hệ enzyme không bị tiệu diệt hoàn toàn. nếu muốn ức chế hệ enzyme và vi sinh vật trong mẫu thực phẩm đạt đến độ an toàn đòi hỏi phải sử dụng một áp suất rất lớn, điều này không khả thi để ứng dụng 15 phương pháp này vào quy mô công nghiệp; do vậy, cần phải kết hợp với các kĩ thuật khác để đạt hiệu quả mong muốn. Chi phí đầu tư rất lớn, thiết bị mắc tiền. Phạm vi sử dụng giới hạn: chỉ áp dụng cho một số đối tượng thích hợp. cấu tạo thiết bị cồng kềng Thể tích buồng xử lý rất giới hạn, năng suất thấp. Cần phải bảo quản và phân phối ở nhiệt độ thấp để giữ được chất lượng cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm. 2.2 PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ THỰC PHẨM Chiếu xạ là phương pháp mới có tính năng kỹ thuật cao, có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp truyền thống bằng nhiệt hoặc hoá chất, được ứng dụng ngày càng phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm và dụng cụ y tế. Bức xạ là sự lan truyền ở dạng sóng điện từ hoặc chùm hạt chuyển động với vận tốc cao trong không gian. Mỗi loại bức xạ được đặc trưng bằng dải năng lượng đặc trưng, có thể qui tương ứng với dải bước sóng xác định. Bức xạ ion hóa để chỉ các bức xạ có mức năng lượng cao là khi tương tác với môi trường vật chất mà nó truyền qua gây nên các hiện tượng ion hóa và kích thích các nguyên tử phân tử của môi trường mà trong đó hiện tượng ion hóa chiếm ưu thế. Chiếu xạ thực phẩm là thực phẩm đã chế biến sử dụng năng lượng từ bức xạ ion hóa hoặc các điện tử năng lượng cao hay X-quang từ máy gia tốc, hoặc bằng tia gamma (phát ra từ các nguồn phóng xạ là Cobalt-60 hoặc xêzi-137) và electron gia tốc. Công nghệ này có thể được so sánh với thanh trùng, nó đôi khi được gọi là “lạnh thanh trùng”. Các tác nhân chiếu xạ tác động ngay trên các chuỗi AND gây ra các tổn thương như gãy đoạn, đứt đoạn …gây đột biến tế bào và làm tế bào dễ bị chết diệt vi trùng sâu bọ côn trùng và kí sinh trùng làm chậm sự phát triển làm chậm sự chín cũng như ngăn chặn sự nẩy mầm. Từ năm 1986, tất cả các loại thực phẩm đã được chiếu xạ được yêu cầu phải mang biểu tượng radura trên bao bì của nó. 16 2.2.1 Mục đích của việc chiếu xạ: Chiếu xạ là phương pháp bảo quản, sử dụng bức xạ ion hóa để tiêu diệt hoặc vô hoạt vi sinh vật gây hư hỏng thịt cũng như các vi sinh vật gây ra bệnh truyền qua thực phẩm. Đối với thịt đông lạnh chiếu xạ để kéo dài thời hạn bảo quản, hạn chế vi sinh vật gây bệnh và kiểm soát động thực vật ký sinh. 2.2.2 Cơ chế chiếu xạ của thực phẩm lên hệ vi sinh vật Vi sinh vật khi tiếp xúc với các tia bức xạ như tia X, tia gama có thể bị vô hoạt hoặc chết ngay lập tức do sự thay đổi cấu trúc tế bào và sự tác động trực tiếp lên hệ enzyme. Tác động quan trọng nhất của chiếu xạ là thay đổi cấu trúc DNA và RNA ảnh hưởng lên quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Sự tác động này có hiệu quả sau khi chiếu xạ một thời gian ngắn, khi tế bào không thể tổng hợp enzyme và phân chia. Tốc độ tiêu diệt tế bào phụ thuộc vào loại bức xạ, khả năng tác động và số lượng tế bào được chiếu xạ. Sự nhạy cảm với chiếu xạ được đánh già bằng chỉ số D10 (hàm lượng chiếu xạ cần để giảm vi sinh vật xuống 10 %). Số lượng vi sinh vật giảm khi tăng lượng chiếu xạ, ngoại trừ những vi sinh vật có khả năng tái tạo DNA sau chiếu xạ. Tế bào vi sinh vật càng nhỏ thì cần liều chiếu cao hơn để phá hủy nó. Virus có khả năng chịu đựng rất tốt và hầu như không bị tiêu diệt bởi liều chiếu xạ thường dùng trong thực phẩm. Các vi khuẩn có bào tử như Clostridium Botulinum và loại vi sinh vật có khả năng tái tạo DNA như Deinococcus radiodurans có khả năng chống bức xạ tốt hơn các vi sinh vật khác 2.2.3 Các đại lượng đặc trưng của chiếu xạ 2.2.3.1 Liều chiếu Định nghĩa: đó là liều chiếu tia X hay beta tạo ra được 2.08*10 cặp ion trong 1 cm3 không khí ở điều kiện tiêu chuẩn hay 1.61*1012 cặp ion trong không khí. Liều chiếu xạ kí hiệu là X Đơn vị: Renghen kí hiệu là R hay C.kg-1 2.2.3.2 Liều hấp thu Định nghĩa: là năng lượng của bức xạ đó bị hấp thu bởi một đơn vị khối lượng vật chất bị hấp thu. Liều hấp thu kí hiệu là D 17 Đơn vị: Gray(Gy) 1 Gray [Gy] = 1 [Joule/kg] 1 kGy =1,000 Gy 1 rad = 100 [ergs/gm] 1 Gy = 100 rads, 2.2.4 Phân loại chiếu xạ thực phẩm: Liều chiếu xạ trong thực phẩm phụ thuộc vào loại thực phẩm và mục đích của việc chiếu xạ, được FDA phân loại như sau: Liều chiếu thấp: < 1 kGy Kiểm soát côn trùng sâu bọ trong hạt ngũ cốc lương thực vàl àm chậm sự nảy mầm. Làm chậm sự hư hỏng và kiểm soát các côn trùng trong rau quả + Liều chiếu trung bình: từ 1- 10 kGY Kiểm soát Samonella, Shigella, Cambylobacter, Yersinia, E.coli trong thịt gia súc và gia cầm Ngăn chặn sự phát triển của mốc trên dâu tây và một số loại trái cây khác Liều chiếu cao: từ 10- 60 kGy Tiêu diệt vi sinh vật và các côn trùng trong các gia vị Khử trùng thực phầm, phá hủy tất cả vi sinh vật ảnh hưởng đến sức khỏe Ở VN theo điều 9 văn bản Quy định an toàn đối với thực phẩm bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ của Bộ Y Tế ban hành ngày 24/10/2004  Chiếu xạ là quy trình xử lý một lần, đơn giản, trực tiếp và hiệu quả. Sử dụng liều chiếu xạ thấp cũng có tác dụng diệt côn trùng lây nhiễm, ký sinh trùng ở thịt và sản phẩm từ thịt. Sử dụng liều chiếu xạ trung bình diệt trừ được vi sinh sản phẩm thịt và gia cầm, diệt mầm bệnh ở thịt. Liều chiếu xạ cao giúp bảo quản thực phẩm được lâu dài mà không cần bảo quản lạnh và có thể tiệt trùng thực phẩm dùng cho các nhu cầu đặc biệt. 2.2.5 Hình thức chiếu xạ 2.2.5.1 Tiệt trùng Mục đích: Tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, vi khuẩn kháng nhiệt Lượng chiếu xạ 40-50kGy Khuyết điểm: tạo mùi vị khó chịu cho thịt chiếu xạ 18 Cải thiện lưu ý: chiếu xạ thịt đông lạnh, bao gói chân không 2.2.5.2 Thanh trùng Mục đích: loại vi khuẩn gây bệnh , kí sinh trùng, virus.. Liều giới hạn hiện nay là 10kGy Khuyết điểm: tạo mùi vị khó chịu cho thịt chiếu xạ Hạn chế sử dụng Thịt gia cầm khi chiếu xạ với liều lượng 2.5 kGy thì hoàn toàn không có Samonella .Ở liều cao hơn đến 10 kGy khi dùng chiếu xạ thịt gia cầm được đông lạnh ở - 180C đã tiêu diệt được Cambylobacter, E.coli, Vibrio sp 2.2.5.3 Làm sạch khuẩn bề mặt Mục đích: kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm bằng cách tiêu diệt hệ vi sinh vật gây hư hỏng Lượng chiếu xạ 1-5kgy Sử dụng diệt khuẩn bề mặt thịt xay Lưu ý: dùng bảo quản lạnh để hạn chế sự oxy hóa Mb và chất béo 2.2.6 Ảnh hưởng của chiếu xạ lên thực phẩm Ở liều chiếu dùng trong sản xuất , bức xạ ion hóa tác động rất nhỏ đến sự phá hủy protein cũng như thành phần các axid amin cần thiết. Ở liều chiếu cao hơn sự phân hủy nhóm sulphydruy từ các sulfur amino acid trong các protein làm thay đổi mùi vị của thực phẩm, các acid béo trong lipid có thể bị cắt mạch hay bị oxi hóa làm sản phẩm có mùi ôi. Các carbohydarat có thể bị cắt mạch thành các polysaccharide hay oxi hóa làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Tuy nhiên các biến đổi trên giảm hẳn nếu chiếu thực phẩm vào môi trường lạnh đông. Ảnh hưởng của chiếu xạ thể hiện rõ nhất là ở hàm lượng vitamin . Thực phẩm Liều chiếu xạ (kGy) Phần trăm hao hụt(%) Thiamin B1 Riboflavin B12 Pyridoxin B6 Thịt bò 4.7-7.1 60 4 10 19 Thịt lợn 4.5 15 22 2 Cá 1.5 22 0 15 Chiếu xạ ảnh hưởng đến màu sắc của thịt Chiếu xạ thịt heo tươi và thịt bò ở liều lượng đủ sẽ gia hạn thời hạn sử dụng và giảm thiểu tác nhân gây bệnh, nhưng trong 1 số trường hợp có thể làm phát triển nhanh chóng các màu nâu, xanh lá cây hoặc oxymyoglobin màu đỏ tươi như sắt. Liều chiếu xạ ion hóa (50 kGy) có thể phá hủy hoàn toàn myoglobin. Thay đổi màu sắc của thịt tươi chiếu xạ xảy ra vì của tính nhạy cảm của phân tử myoglobin, đặc biệt là sắt. Khi thay đổi số oxi hóa,cũng như tồn tại trong trạng thái spin khác nhau nguyên tử sắt tồn tại ở nhiều hơn một mức năng lượng và dễ bị chuyển hóa với sự hiện diện của điện tử của các năng lượng cao khi chiếu xạ. Các sắc tố đ