Đề tài Hạn sử dụng

o với nhiệt độ bảo quản sản phẩm nhằm mục đích rút ngắn thời gian phá hủy của sản phẩm, tức tăng vận tốc phản ứng phá hủy để xác định hạn sử dụng tại nhiệt độ cao này một cách nhanh chóng, sau đó ta sẽ suy về hạn sử dụng tại nhiệt độ bảo quản bình thường với thời gian dài hơn bằng phương pháp dựng đường chuẩn. Phương pháp này thường áp dụng cho sản phẩm có thời hạn sử dụng dài. Ứng dụng :Trong thực tế người ta áp dụng công thức Arrhenius để xác định hạn sử dụng: k=Koe -Ea/RT Trong đó: K: tốc độ phản ứng phân hủy K0: hằng số tốc độ Ea: năng lượng hoạt hóa cho phản ứng Ví dụ: Theo dõi hạn sử dụng của whey-protein ở 250 C Với ts1,ts2 là hạn sử dụng tại T1,T2 và ts1*K1=K2*ts2 Ứng dụng Arrhenius ta có: Log(ts1/ts2) = (Ea/2.3R)*(1/T1-1/T2) Hay: log(ts1)-log(ts2) = (Ea/2.3R)*(1/T1) - (Ea/2.3R)*(1/T2) Đặt log(ts) =y ;Ea/2.3R= k ;1/T=x Ta suy ra: y=kx+b Tiến hành xác định ts tại các điều kiện nhiệt độ cao khác nhau với chỉ tiêu oxi hóa chất béo và xây dựng đường chuẩn ta được: Y=2358.5X – 5.396 với r2 = 0.998 => ts = 329.6 ngày tại 250 2.2.Phương pháp trực tiếp: Ở phương pháp này người ta theo dõi trực tiếp sản phẩm để xác định hạn sử dụng của chúng dựa trên tiêu chí đã xác định trước tại điều kiện bảo quản thực tế. Đối với phương pháp này người ta chỉ có thể áp dụng cho các sản phẩm có thời hạn sử dụng ngắn. 3. C ác phương pháp kéo dài hạn sử dụng. Nguyên nhân gây hư hỏng. Sự hô hấp: Rau trái dù đã thu hái tách khỏi cây mẹ nhưng vẫn là các cơ thể sống, do đó vẫn hô hấp để lấy năng lượng phục vụ cho hoạt động sống.Quá trình hô hấp là quá trình oxy hoá các chất phức tạp có trong tế bào thực vật để thành các phần tử đơn giản hơn, nhằm thu năng lượng và một số chất cần thiết cho sinh tổng hợp của tế bào rau trái. Trong điều kiện có đủ oxy thì xảy ra quá trình hô hấp hiếu khí.Nếu cơ chất bị oxy hoá là đường glucose thì quá trình hô hấp có phương trình sau: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 677,2 Kcal Còn khi thiếu oxy, rau trái vẫn hô hấp nhưng sản phẩm quá trình lại là rượu và khí CO2, năng lượng sinh ra ít hơn.Quá trình như vậy được gọi là hô hấp yếm khí. C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH + 28Kcal Trái có đỉnh đột phá hô hấp có thể được thu hoạch lúc chưa chín muồi, và được dú chín sau đó (chuối, xoài, cà chua, lê tàu…). Trong quá trình chín của trái có đỉnh đột phá hô hấp, có một khoảng thời gian ngắn, cường độ hố hấp của trái sẽ tăng lên đột ngột. Nếu không điều chỉnh nhiệt độ, sau khoảng thời gian này, trái sẽ nhanh chóng chín muồi và lão hóa nhanh chóng. Tóm lại, nếu nhiệt độ không được điều chỉnh thì nhiệt sinh ra từ quá trình hô hấp sẽ làm tăng sự mất nước, hơn nữa còn tăng nhiệt và tăng ẩm, mà trong quá trình bảo quản, chính nhiệt và ẩm sẽ hỗ trợ cho sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc. Độ ẩm, hoạt độ nước: Khi độ ẩm môi trường và sản phẩm càng cao thì càng thuận lợi cho vi sinh vật phát triển và enzyme hoạt động.Nhưng đối với rau trái tươi không thể giảm ẩm để ức chế vi sinh vật phát triển và giảm cường độ hô hấp vì dẫn đến bay hơi nước làm rau trái bị héo. Ánh sáng. Ánh sáng có tác dụng kích thích hô hấp, do đó nên bảo quản rau trái trong nơi râm mát hay bóng tối. Còn đối với sản phẩm có chứa những chất dễ bị oxy hoá như: vitamin… thì dưới tác dụng của ánh sáng các chất dễ bị oxy hoá sẽ bị oxy hoá, do đó đối với những sản phẩm này ta phải có vật chứa đựng không cho ánh sáng xuyên qua. Nhiệt độ. Tốc độ của các phản ứng sinh hoá xảy ra bên trong thực phẩm và nhiệt độ có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng đồng thời khả năng hoạt động của các vi sinh vật, enzyme có trong thực phẩm cũng tăng. Nhiệt độ môi trường càng cao thì cường độ hô hấp càng mạnh, đồng thời hô hấp càng mạnh thì càng sinh nhiệt làm tăng nhiệt độ. Do đó, để kéo dài thời gian bảo quản rau trái, cần điều chỉnh giảm nhiệt độ sẽ hạn chế tăng cường độ hô hấp. Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì các phản ứng sinh hoá gây hư hỏng sản phẩm bị ức chế không xảy ra được hay tốc độ xảy ra rất thấp.Khi nhiệt độ thấp thì vi sinh vật và enzyme cũng bị ức chế.Tuy nhiên khi nhiệt độ bảo quản thấp hơn 0oC, các loại thực phẩm có chứa nước sẽ bị đông lại khi rã đông một số loại sản phẩm sẽ mất đi tính tươi. Vi sinh vật. Các sản phẩm thực phẩm là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.Nhiều loài vi sinh vật đã được tìm thấy trong thực phẩm.Dựa vào khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh, hệ vi sinh vật trong thực phẩm có thể được chia làm hai nhóm: Nhóm vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh cho người: đây là nhóm vi sinh vật có hại và chúng ta cần phải áp dụng những giải pháp kỹ thuật trong quy trình sản xuất để chúng không bị nhiễm vào thực phẩm. Nhóm vi sinh vật không có khả năng sinh tổng hợp độc tố: khi nhóm vi sinh vật này có mặt trong thực phẩm, chúng sẽ thực hiện quá trình trao đổi chất, từ đó gây ra những biến đổi về thành phần hoá học và giá trị cảm quan của thực phẩm. Các phương pháp kéo dài hạn sử dụng: 3.2.1 Phương pháp vật lý: Phương pháp sấy: Nguyên lý: Sử dụng nhiệt để tách nước ra khỏi bán thành phẩm làm giảm hoạt độ nước.Trong quá trình sấy nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi hoặc thăng hoa. Phương pháp sử dụng nhiệt. Phương pháp sử dụng nhiệt độ thấp. Làm lạnh. Nguyên lý: Làm lạnh là quá trình làm giảm nhiệt độ của sản phẩm đến giá trị từ -1oC đến 8oC nhằm làm giảm cường độ của các biến đổi về hoá học, hoá sinh và sinh học để kéo thời gian sử dụng của thực phẩm tươi sống hoặc thực phẩm đã qua chế biến. Thiết bị: Tủ lạnh cơ: Thiết bị gồm bốn phần chính: bộ phận bốc hơi, máy nén, bộ phận ngưng tụ và van giãn nở. Nguyên tắc hoạt động: đầu tiên môi chất lạnh dạng lỏng sẽ chuyển qua dạng hơi dưới áp suất thấp trong bộ phận bốc hơi và làm giảm nhiệt độ chất làm lạnh. Sau đó, phần hơi môi chất lạnh sẽ đi đến máy nén để tăng áp suất rồi đến bộ phận ngưng tụ để chuyển qua dạng lỏng. Cuối cùng, môi chất lạnh sẽ đi qua van giãn nở để giảm áp và tiếp tục cho một chu kỳ mới. Hình 3.1 Tủ lạnh cơ Lạnh đông. Nguyên lý: Lạnh đông lá quá trình bảo quản thực phẩm bằng giảm nhiệt độ của sản phẩm xuống thấp hơn nhiệt độ mà tại đó,nước có trong sản phẩm sẽ kết tinh. Khi giảm nhiệt độ của sản phẩm từ -10oC đến -20oC, những phản ứng ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm sẽ bị đình chỉ hoặc diễn ra ở cường độ thấp,hầu như tất cả vi sinh vật đều bị ức chế không hoạt động nữa. Thiết bị: Lạnh đông gió: trong thiết bị lạnh đông gió không khí có nhiệt độ từ -30oC đến -40oC với tốc độ 1.5-6.0 m/s. Hình 3.2 Thiết bị lạnh đông gió Phương pháp sử dụng nhiệt độ cao. Nguyên lý: Mọi loài vi sinh vật chỉ có khả năng hoạt động trong một giới hạn nhiệt độ nhất định, có thể chia làm 3 nhóm vi sinh vật: + Vi sinh vật ưa lạnh (Psychrophile) + Vi sinh vật ưa ấm (Mesophile) + Vi sinh vật ưa nóng (Thermophile) Ngoài ra, một số vi sinh vật có thể sống ở nhiệt độ cao hơn, chúng là những vi sinh vật chịu nhiệt. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt hoặc bị ức chế. Phân loại. -Thanh trùng: là quá trình tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm và ức chế quá trình sinh tổng hợp độc tố của chúng. Quá trình thanh trùng không làm tổn thất đáng kể giá trị dinh dưỡng và cảm quan của thực phẩm. -Tiệt trùng: là quá trình tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật và ức chế không thuận nghịch các enzyme trong thực phẩm. -Quá trình tiệt trùng không những đảm bảo cho thực phẩm an toàn về mặt vi sinh mà còn kéo dài thời gian bảo quản cho thực phẩm.Nhưng quá trình tiệt trùng ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng và cảm quan của thực phẩm. Thiết bị. Thiết bị thanh trùng/ tiệt trùng sản phẩm trong bao bì. Sản phẩm được rót vào bao bì và đóng nắp trước khi thực hiện quá thanh trùng/ tiệt trùng. Vật liệu bao bì có thể là kim loại, thuỷ tinh hoặc plastic. Thiết bị thanh trùng liên tục dạng đường hầm. Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật và được chia làm 5 khu vực khác nhau: một khu vực có chức năng gia nhiệt cho sản phẩm, một khu vực để giữ nhiệt và ba khu vực để làm nguội sản phẩm. Hình 3.3 Thiết bị thanh trùng tunnel Thiết bị thanh trùng/ tiệt trùng sản phẩm ngoài bao bì. Các thiết bị dạng này sử dụng cho nhóm thực phẩm dạng lỏng. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng: thiết bị gồm những tấm bản mỏng đặt sát vào nhau.Độ dày của tấm bản rất mỏng, trên bề mặt của chúng có các khe lồi lõm làm tăng hệ số và bề mặt truyền nhiệt. Hình 3.4 Thiết bị thanh trùng/ tiệt trùng bản mỏng Phương pháp sử dụng tia bức xạ. Tác dụng của các tia bức xạ: Người ta có thể sử dụng các tia bức xạ như: tia tử ngoại, tia X, tia gamma, tia beta, tia alpha... trong bảo quản thực phẩm. Tia tử ngoại. Tia tử ngoại: Người ta có thể sử dụng đèn chiếu tử ngoại để chiếu vào thực phẩm. Tác dụng mạnh nhưng khả năng đâm xuyên yếu nên chỉ dùng để diệt khuẩn ở mặt ngoài thực phẩm, mặt ngoài dụng cụ chứa đựng, không khí nơi sản xuất thực phẩm. Làm phân huỷ một số chất hữu cơ trong tế bào Làm đông tụ protein Khi chiếu xạ thời gian khá dài, sự phá hủy protein có thể dẫn đến phân giải cả chuỗi polipeptide thành các gốc acid amin, làm enzyme mất hoạt tính, dẫn đến phá huỷ tế bào vi sinh vật. Sức chịu đựng của bào tử cao hơn 4-5 lần so với thể sinh dưỡng; Một lượng nhất định tia này có thể gây đột biến. Tia ion hoá: Các tia có tần số dao động cao thì có lực đâm xuyên cao. làm thay đổi cấu trúc của một số phân tử protein của tế bào VSV và làm ion hoá dung môi. Hiệu quả thanh trùng của tia ion hóa tuỳ thuộc vào thời gian xứ lý, độ dày của thực phẩm và lượng VSV nhiễm vào thực phẩm. Các tia phóng xạ ion có tác dụng sát trùng mạnh, khi định lượng đảm bảo đầy đủ thì tiệt trùng hoàn toàn trong vài giây. Để thực hiện mục đích đó, người ta dùng các tia âm cực, tia Rơnghen và các tia phóng xạ .. Hiện nay, phương pháp này đang được nghiên cứu đảm bảo an toàn cho người sử dụng, về chế độ thanh trùng hợp lý. Ảnh hưởng của các tia bức xạ đến chất lượng thực phẩm Thực phẩm chiếu xạ thường mất màu, mất mùi. Protein và acid amin trong thực phẩm rất nhạy cảm với chiếu xạ. Sản phẩm do chiếu xạ protein, acid amin, peptide gồm: NH3, H2, CO2, H2S và Carbonyl. Các acid amin đặc biệt nhạy cảm với chiếu xạ là : methionin, cysteine, histidine, arginine, tyrosine. Trong dó cysteine nhạy cảm nhất. Lipid trong thực phẩm cũng bị thay đổi rất mạnh, đặc biệt là trong trường hợp có oxy. Các loại vitamin như: thiamin, niacin, pyridoxin, biotin, B12 bị phá huỷ, nhưng riboflavin, pantothenic, folic lại tăng trong quá trình chiếu xạ. Các chất pectin và cellulose cũng bị biến đổi khi chiếu xạ, kết quả là các loại rau, quả sẽ trở nên mềm hơn. trạng thái cảm quan của thực phẩm chiếu xạ bị thay đổi do chất đạm bị phá huỷ, mùi ôi do mỡ bị oxy hoá. Nếu chiếu xạ ở môi trường không có oxy như chân không hoặc khử oxy, thành phần dinh dưỡng và tính chất cảm quan ít bị thay đổi hơn. Trước khi chiếu xạ, người ta có thể thêm vào thực phẩm các hoá chất để bảo quản như chất chống oxy hoá, các chất dinh dưỡng trong thực phẩm sẽ ít bị ảnh hưởng hơn. Phương pháp hút chân không. Ở phương pháp này, người ta đặt các sản phẩm thực phẩm trong những bao bì không thấm khí và hút không khí ở trong ra, tạo ra một môi trường chân không. Trong trường hợp này những quá trình oxi hoá thường xảy ra dưới tác dụng của không khí bị kìm hãm mạnh, lớp bề mặt của sản phẩm không bị khô, giữ được màu sắc và tính chất ban đầu của sản phẩm. Phương pháp này thường được dùng kết hợp với các phương pháp vật lý khác, chủ yếu là làm lạnh và làm lạnh đông. Phương pháp dùng dòng điện cao tầng. Sản phẩm được đặt trong điện trường của dòng điện xoay chiều có tần số cao để thanh trùng. Các phần tử tích điện trong sản phẩm (ion, điện tử) sẽ dao động do tác dụng của điện năng, chuyển điện năng được hấp thụ thành nhiệt năng để làm chết vi sinh vật. Khả năng hấp thụ điện năng tuỳ thuộc kích thước bao bì đựng thực phẩm, vào điện áp và tần số của dòng điện. Tần số dòng điện càng lớn hay bước sóng càng ngắn thì quá trình thanh trùng càng nhanh. Phương pháp này sử dụng chưa phổ biến vì còn nguy hiểm cho người điều khiển và giá thành đắt (0,3-0,5 kWh/kg sản phẩm). Ưu điểm: bất hoạt nhanh của các vi sinh vật sinh dưỡng gồm cả chủng gây bệnh và gây hư hỏng thực phẩm. Nhược điểm Chỉ những thực phẩm lỏng đồng nhất không có bọt khí hay các phân tử lớn có thể xử lý hữu hiệu Bào tử vi khuẩn không bị bất hoạt Enzyme chỉ bị bất hoạt một phần nên hầu hết các thực phẩm xử lý bằng xung điện cần được trữ lạnh để tăng thời gian bảo quản. Sự thay đổi bất lợi về hóa học có thể xảy ra nếu chất điện môi bị thủng và hiện tượng hóa điện không được quản lí. Phương pháp dùng sóng siêu âm. Siêu âm là sóng âm có tần số dao động cao mà con người không cảm thụ được. Dưới tác dụng của siêu âm, môi trường lỏng (sản phẩm) truyền âm bị xô đi đẩy lại, bị ép và tạo chân không liên tiếp sinh ra nhiều khoảng trống. Lúc đó, các chất hòa tan và hơi của chất lỏng lập tức dồn vào các khoảng trống ấy, gây ra tác dụng cơ học làm chết vi sinh vật ở trong môi trường. Mặt khác, trong quá trình ấy một phần chất khí hoà tan bị ion hóa tạo ra nước oxi già, nitro oxid là những chất độc đối với vi sinh vật, nhất là vi khuẩn. Phương pháp đóng gói khí quuyển. Giới thiệu chung: Việc sản xuất và thực hiện theo cách dùng thích hợp của phương pháp đóng gói khí quyển điều chỉnh (MAP) thì có hiệu lực chống lại cơ chế hư hỏng này giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Sự kéo dài thời gian bảo quản tạo ra nhiều lợi nhuận thương mại do ít bị lãng phí mất mát trong sản xuất và bán lẻ, phân phối, giúp cải thiện hình ảnh sản phẩm và khả năng bán thuận tiện, tăng giá trị đối với người tiêu dùng. Sự tạo lập khí quyển điều chỉnh cân bằng: (EMA) Không giống như những thực phẩm đã qua chế biến, các sản phẩm rau trái tươi tiếp tục hô hấp sau khi đóng gói. Sự tiêu thu O2 và làm giàu CO2 là kết quả tự nhiên của quá trình hô hấp đối với môi trường khí quyển trong bao bì. Từ đó một khí quyển thay đổi một cách bị động được thành lập trong những bao gói đóng kín. Nếu các đặc tính hô hấp của một sản phẩm phù hợp với tính thấm chọn lọc của màng bao thì một sự tạo lập khí quyển cân bằng được thành lập một cách bị động bên trong bao bì. Tuy nhiên, đối với các sản phẩm rau quả tươi thì sự hình thành sự cân bằng này cũng bị giới hạn do quá trình hô hấp không ổn định và khó điều khiển chung cho nhiều loại rau trái. Bằng cách thay thế khí quyển trong bao bì với một hỗn hợp thích hợp O2, CO2, N2, một phương pháp EMA có lợi có thể được thành lập nhanh hơn và hiệu quả hơn. Ví dụ, bao bì chứa đầy N2 hoặc một hỗn hợp của 5-10% O2, 5-10% CO2 và 80-90% N2 là việc thực hiện thương mại để ngăn cản sự hoá nâu không mong muốn trên rau salad xanh (Day, 1998). Chìa khoá thành công trong việc sử dụng MAP cho sản phẩm rau trái tươi hiện nay là dùng màng bao gói có tính thấm khí hợp lý để tạo EMA tốt nhất, tiêu biểu là loại thấm khí 3-10% O2 và 3-10% CO2. Phương pháp bảo quản bằng áp lực thuỷ tĩnh cao. Dựa trên nguyên tắc thủy tĩnh, áp lực thủy tĩnh tại một điểm cho trước bằng nhau ở mọi hướng và áp lực được truyền đi lập tức và giống nhau qua môi trường truyền áp lực. à Do đó, hiệu quả của kỹ thuật này thì không phụ thuộc vào kích thước và hình dạng sản phẩm Thời gian xử lý, tỉ lệ ép, nhiệt độ và số lượng xung rất quan trọng đối với hiệu quả của quá trình. Các thành phần thực phẩm và trạng thái sinh lý của vi sinh bị bất hoạt phải được tính toán khi xử lý áp lực tối đa cho tính an toàn và chất lượng cao của thực phẩm Ảnh hưởng của áp lực cao lên vi sinh vật Tế bào sinh dưỡng của prokaryote như nấm men và nấm mốc nhạy cảm với áp lực nhất vi khuẩn gram dương chịu áp lực tốt hơn gram âm . vi khuẩn hình cầu chịu áp lực tốt hơn hình que do sự thay đổi hình thái ít hơn. Các chủng phát triển trong nhạy cảm nhiều hơn các chủng trong pha log hay pha tĩnh. Một số tế bào sinh dưỡng bị áp lực nhiều lần có thể tăng tính kháng áp lực. Sự nén bằng xung hay dao động ở áp lực cao và chậm cũng hữu hiệu trên sự bất hoạt bào tử hơn là áp lực liên tiếp. Sự giảm ép nhanh gia tăng lực tác động trên vỏ bào tử nhiều hơn sự giảm ép từ từ à tạo ra sự khử trùng thích hợp tại áp lực thấp hơn. 3.2.2 Phương pháp hoá học. Sử dụng chất ức chế vi sinh vật có nguồn gốc thiên nhiên hoặc chất ức chế tổng hợp. Sử dụng chất ức chế vi sinh vật có nguồn gốc thiên nhiên. Nói chung dung bất kì một lọai hóa chất nào để bảo quản rau quả đều dẫn đến ít nhiều làm giảm khả năng đề kháng chống bệnh tật và ảnh hưởng đến chất lựơng rau quả, mặt khác có khi làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người sử dụng. Trước đây người ta thường sử dụng chất hóa học tổng hợp để bảo quản rau quả vì họat tính mạnh và rẻ tiền. Nhưng xu hướng hiện nay để đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng và yếu tố thân thiện với môi trường người ta sử dụng các chất có nguồng gốc từ tự nhiên. Các chất có nguồn gốc từ vi sinh vật: a) Nisin: Nisin là chất kháng khuẩn có nguồn gốc từ vi sinh vật, nó được tạo thành trong quá trìng sống của nhóm vi khuẩn lên men lactic Steptococens lactic. Tên thương mại là Nisaphin. Công thức cấu tạo Hình 3.5: Công thức cấu tạo của nisin. Tính chất vật lý: Nisin được sản xuất trong công nghiệp có dạng tinh thể trắng, rất ít hòa tan trong nước nhưng độ hòa tan tăng lên trong môi trường axit: pH=2,5: độ hòa tan là 40% pH=5: độ hòa tan là 12% pH trung tính hay kiềm: chúng hòan tòan không tan. Tính chất hóa học: Nisin là một polypeptide có cấu tạo phân tử gần giống như phân tử protein. Trong thành phần chính của nó có các axit amin như leucin, valin, alanin, glyxin, prolin, histidin, lycin, axit glutamic, axit aspartic, serin, methionin. Trọng lượng phân tử khỏang 350. Tuy nhiên chúng thường tạo thành dimmer nên trọng lượng phân tử của chúng khỏang 700. Vì có bản chất là polypeptide nên nisin dễ bị enzyme protease phân hủy. Ví dụ: nisin bị phá hủy bởi pancreatin ở pH=8, nhiệt độ 37oC trong 15 đến 30 phút, tức là có thể bị phá hủy trong khi tiêu hóa thức ăn. Họat tính: Nisin chỉ có tác dụng đối với vi khuẩn, không có tác dụng đối với nấm men và nấm mốc. Đầu tiên Nisin được dung trong công nghiệp để tiêu diệt vi khuẩn kị khí (Clostridium). Sau đó được mở rộng để tiêu diệt nhiều lọai vi khuẩn khác. Nếu kết hợp nisin với acid sorbic thì trong bảo quản vừa tiêu diệt đựơc vi khuẩn vừa ức chế được nấm men nấm mốc. Ứng dụng: Trong khi các lọai kháng sinh khác còn gây ra nhiều lo ngại thì nisin lại có triển vọng sử dụng rộng rãi hơn vì dễ bị phá hủy, chuyển hóa nhanh, không gây tác dụng độc hại. Liều lượng sử dụng Nisin ADI=0-33000. Độc tính: Những thử nghiệm độc tính ngắn ngày và dài ngày không thấy ảnh hưởng độc hại gì đến máu, gan, thận… và cũng không thấy có sự thay đổi không tốt đến sức phát triển, tăng cân, sinh sản, tuổi thọ…của các sinh vật thí nghiệm. b)Natamycin: (Pimaricin) Natamycin là một hợp chất kháng sinh có nhiều nối đôi (polyenic antibiotic) được điều chế từ xạ khuẩn Streptomyces natalensis. Công thức cấu tạo: C33H47NO13 Hình 3.6 : Công thức cấu tạo của natamycin. Tính chất vật lý: Natamycin tan ít trong nước, trong lipid, các nguyên liệu dầu, glacial acetic acid, dimethyl-formamide, tan nhanh trong methanol và hầu hết các dung môi hữu cơ nên nó thích hợp cho xử lý bề mặt thực phẩm. NÓ có màu trắng đến màu kem trắng, hầu như không có mùi, dạng bột tinh thể. Tính chất hóa học: Natamycin có phân tử lượng 665,7. Nó có một vòng lactone lớn trong phân tử, dạng khan chứa tối thiểu 95% natamycin nguyên chất. Họat tính: Natamycin có tác dụng chống lại chủ yếu nấm men và nấm mốc, nó còn có tác dụng chống vi khuẩn nhưng yếu. Nồng độ tác dụng của natamycin là 5-10µg/mL thì chống lại hầu hết nấm men và, nấm mốc. Cơ chế tác dụng: Ức chế nấm men và nấm mốc bằng cách tác dụng với sterol trong membrane. Ứng dụng: Nồng độ sử dụng: 1-5mg/kg Có tác dụng tốt hơn sorbic acid và benzoic acid. Rau quả: Phun lên hoặc nhúng trong dung dịch 0.4%. Độc tính: Sử dụng đúng liều lượng qui định thì không gây độc nhưng ở hàm lượng cao thì có các tiệu chứng ngộ độc như cảm giác buồn nôn, hiện tượng nôn mửa, tiêu chảy đôi khi cũng được thấy sau khi dụng 300-400mg natamycin hằng ngày. Không có những thay đổi đáng kể tế bào máu. Các chất có nguồn gốc từ động vật. Hiện nay một chất có nguồn gốc từ động vật đang được sử dụng ngày càng nhiều trong bảo quản rau trái là chitosan. Định nghĩa: Chitosan là một dạng chitin đã khử acetyl, nhưng không giống chitin nó tan được trong dung dịch acid. Chitin là một polymer sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau cellulose. Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ các động vật không xương sống trong đó có lòai giáp xác (tôm, cua). Đặc tính của chitosan: Là polysaccharide có đạm không độc hại, có phân tử lượng lớn. Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau.Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi. Chitosan không tan trong nước, trong kiềm hay dung dịch axid đậm đặc nhưng tan trong axid lõang (pH=6), tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy từ 309-311oC. Nó phân hủy sinh học dễ hơn chitin Tác dụng của chitosan: Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, như ức chế một số lọai vi khuẩn như E.coli, diệt được một số nấm hại ở dâu tâu, cà rốt, có tác dụng tốt trong bảo quản các lọai rau có vỏ cứng bên ngòai. Khi sử dụng màng chitosan dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thóang không khí. Màng chitosan làm chậm quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả sau thu hoặch dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polymer hóa của quinon. Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế đựơc họat tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần các anthocyamin, flavonoid và các hợp chất phenol ít bị biến đổi giữ cho rau quả tươi lâu hơn. Ứng dụng: Rau quả được rửa sạch rồi đem nhúng vào dung dịch chitosan 2% trong dung dịch axit 1.5%. Để khô rồi đem bảo quản lạnh. Các chất có nguồn gốc từ thực vật. Giới thiệu chung: Khoa học thực vật, đặc biệt là khoa học về sự bảo vệ của thực vật là một trong các lĩnh vực lý thú và phát triển nhanh nhất trong sinh học hiện đại. Nghiên cứu về cơ chế bảo vệ của thực vật của sinh học hiện đại dưa trên hai con đường: - Phương thức thứ nhất dựa trên các tiến bộ trong sinh học phân tử thực vật, thông qua sự xác định trật tự các gen để xác định các gen liên quan đến sự chống lại bệnh tật ở thực vật. - Phương thức thứ hai dựa trên sinh lý học của cơ chế bảo vệ ở thực vật. Cả hai phương thức trên đều sử dụng các cơ chế mà khắc phục được nhiều nhược điểm trong kỹ thuật bảo quản theo phương thức cổ điển như ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và ô nhiễm môi trường. Dưới đây xin giới thiệu một ứng dụng của phương thức thứ hai, đó là kỹ thuật sử dụng chất kháng khuẩn tự nhiên từ thực vật (pesticide) trong bảo quản rau trái. Nguyên tắc: sử dụng chất kháng khuẩn có nguồn gốc tự nhiên xử lý bên ngoài đối với rau trái tươi để kéo dài thời gian bảo quản Chất kháng khuẩn tự nhiên phytoalexin: - Nguồn gốc: lá các thực vật dây leo, đặc biệt là nho và cũng có trong vỏ nho. Khi bị nấm bệnh tấn công chúng sẽ tổng hợp ra một hợp chất có tên gọi là trans-resveratrol, đây là hợp chất chống oxy hoá rất hiệu quả có tác dụng kháng nấm mốc. - Cấu tạo: trans-resveratrol là 3,5,4’-trihydroxystilbene, có công thức cấu tạo như hình bên dưới. Hình 3.7: Công thức cấu tạo của trans-resveratrol. - Tác dụng: trans-resveratrol có tác dụng đề kháng hiệu quả đối với loài mốc xám Botrytis cinerea, và các loài mốc khác như: Rhizopus stonifer, Plasmopara viticola, Phomopsis vitiula. - Cách xử lý bên ngoài đối với rau quả: pha trans-resveratrol với nồng độ thích hợp vào nước, nhúng ngập rau trái tươi vào dung dịch sau một thời gian ngắn rồi đem bảo quản ở nhiệt độ thấp (nhỏ hơn 80C). Ví dụ: xử lý đối với nho: nho được nhúng vào dung dịch 1.6x10-4M trong thời gian 5 giây, sau đó đem bảo quản lạnh dưới 80C. Sau 10 ngày, các chùm nho này vẫn giữ được chất lượng tốt: không bị mất nước, không có sự phát triển của nấm mốc. - Ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người: cho đến nay nhiều nghiên cứu đã chứng minh trans-resveratrol không có tính độc đối với sức khoẻ con người. Các tác nhân sinh học có nguồn gốc từ tự nhiên vẫn là lựa chọn tốt hơn so với dùng các hoá chất trừ hại độc hại đối với sức khoe