Tiểu luận công nghệ chế biến thịt và thủy sản các phương pháp mới bảo quản thịt

MỤC LỤC
1. Tổng quan các phương pháp bảo quản ............................................................ 1
1.1Bảo quản theo phương pháp cổ truyền .......................................................... 1
1.1.1 Sấy khơ ................................................................................................ 1
1.1.2 Ướp muối............................................................................................. 1
1.1.3 Hun khói .............................................................................................. 2
1.2 Bảo quản ở nhiệt độ thấp .............................................................................. 2
1.3 Bảo quản sử dung hóa chất ........................................................................... 2
1.4 Phương pháp sinh học .................................................................................. 6
1.5 Bao gói khí quyển điều chỉnh ....................................................................... 7
2.Các phương pháp mới bảo quản thịt ................................................................. 8
2.1 Phương pháp sử dụng áp suất cao ................................................................. 8
2.1.1 Định nghĩa ........................................................................................... 8
2.1.2 Cơ sở khoa học .................................................................................... 9
2.1.3 Nguyên lý hoạt động ............................................................................ 9
2.1.4 Ảnh hưởng của áp suất lên thịt ............................................................. 9
2.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng .......................................................................... 11
2.1.6 Ưu nhược điểm .................................................................................... 12
2.2 Phương pháp chiếu xạ thực phẩm ...................................................................... 13
2.2.1 Mục đích của chiếu xạ ......................................................................... 14
2.2.2 Cơ chế ................................................................................................. 14
2.2.3 Các đại lượng đặc trưng của chiếu xạ ................................................... 14
2.2.4 Phân loại chiếu xạ ................................................................................ 15
2.2.5 Hình thức chiếu xạ ............................................................................... 15
2.2.6 Ảnh hưởng của chiếu xạ lên thực phẩm ............................................... 16
2.2.4 Điều kiện công nghệ ............................................................................ 18
2.2.4 Ưu nhược điểm .................................................................................... 18
2.3 Phương pháp sử dụng song siêu âm ................................................................... 19
2.3.1 Định nghĩa ........................................................................................... 19
2.3.2 Ứng dụng sóng siêu âm trong bảo quản thịt ......................................... 20
2.3.2.1 khả năng vô hoạt vi sinh vật......................................................... 20

2.3.2.2 Khả năng vô hoạt enzyme ............................................................ 25
1


2.3.3 Ưu nhược điểm .................................................................................... 25
3.Tài liệu tham khảo .............................................................................................. 26

2


1.

TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN
Thịt tươi rất dễ bị hư hỏng do nhạy cảm với sự thay đổi của các điều kiện hố lý
trong q trình bảo quản, đặc biệt nhiễm vi sinh vật là nguyên nhân chính dẫn đến sự hư
hỏng, làm rút
ngắn thời gian bảo quản.
Có nhiều phương pháp bảo quản thịt:
1.1

BẢO QUẢN THEO PHƯƠNG PHÁP CỔ TRUYỀN (ƯỚP MUỐI, Ủ

CHUA, SẤY KHƠ, HUN KHĨI)
I.1.1 Sấy khơ
Các thực phẩm như tơm, cá, mực, thịt, có tỉ lệ nước cao, vi khuẩn càng dễ sinh sản
và phá hủy thực phẩm nhanh chóng, làm cho thịt ơi, cá ươn. Vì vậy cần sấy khơ, phơi
khơ, hun khói để loại bỏ nước trong thực phẩm, để thực phẩm giữ được nhiều ngày
Ưu điểm : Ức chế vi sinh vật phát triển và các enzyme tự phân
Nhược điểm : Có thể gây ra mất mát của một số chất dinh dưỡng, đặc biệt là
vitamin

1.1.2 Ướp muối
Ướp muối thịt để bảo quản là phương pháp cổ truyền được sử dụng nhiều trong
nhân dân. Có thể ướp kéo dài từ vài ngày đến vài tuần hoặc ướp thời gian ngắn (vài giờ).
Có thể ướp muối khô hoặc ướp muối ướt hoặc phối hợp cả hai cách. Có thể kết hợp ướp
muối với bảo quản lạnh để kéo dài thời gian bảo quản.
Nguyên liệu dùng để ướp muối là NaCl, các chất phụ gia (natrinitrat, kalinitrat,
natrinitrit, kalinitrit), các chất gia vị như hồi quế, gừng, tỏi, đường, …
Tác dụng của muối ăn là làm cho thịt mặn, nâng cao tính chất bền vững của sản phẩm khi
bảo quản, xúc tiến các quá trình oxy hóa các thành phần trong thịt làm cho sản phẩm thay
đổi màu. Ngoài ra cần tạo áp suất thẩm thấu và giảm độ ẩm của sản phẩm, giảm tỷ lệ oxy
hóa tan trong mơi trường làm ức chế các vi sinh vật hiếu khí.
Đường có tác dụng làm dịu vị mặn của muối ăn có trong nguyên liệu ướp, tạo điều
kiện cho vi khuẩn lactic hoạt động, kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn gây thối thịt
Trong quá trình ướp muối thường xảy ra một số hiện tượng làm giảm chất lượng
sản phẩm như sự mất nước và mất một số thành phần protid tan của thịt. Mức độ ngấm
muối phụ thuộc vào tính chất của thịt, nồng độ muối, nhiệt độ và thời gian ướp muối.
Thịt nạc thường ngấm muối nhanh hơn thịt mỡ.
3


Ưu điểm: dễ thực hiện, hao hụt dinh dưỡng ít
Nhược điểm: thịt mặn, kém mềm mại, hương vị kém tươi
1.1.3 Hun khói
Nhiên liệu để tạo khói là gỗ, mùn cưa, vỏ bào của các loại gỗ có hương thơm như
sồi, trầm, ổi, mít, …khơng dùng gổ có nhựa như thơng v. trong khói có nhiều bồ hóng
làm cho sản phẩm có màu sẫm và vị đắng. Độ ẩm nhiên liệu khoảng 30%, nhiệt độ đốt
300 - 3500C thì cho khói tốt nhất
Tác dụng bảo quản của khói chủ yếu là do các hợp chất phenol. Nó được hấp thu
chọn lọc và thấm sâu vào súc thịt. Mô mỡ hấp thu nhiều hơn mơ cơ. Thịt có độ ẩm cao
hấp thu nhiều hơn thịt có độ ẩm thấp. Khói có tác dụng ức chế và tiêu diệt vi khuẩn làm

hỏng thịt, chống oxy hóa thành phần chất béo khơng no trong thịt, cải thiện mùi, vị, màu
sắc của thịt.
1.2

PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN Ở NHIỆT ĐỘ THẤP
Bảo quản lạnh
Bảo quản đông lạnh

1.3

PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG HĨA CHẤT
Thịt có thể được nhúng ngập trong hóa chất hoặc phun chất lỏng.
Thịt đặt trong pallet rồi nhúng trong chất lỏng hoặc thịt được đặt trên băng

chuyền, chất lỏng được phun lên bề mặt thịt.
Yêu cầu của hóa chất:
Vì dùng trong thực phẩm nên hóa chất dùng để bảo quản phải đạt các yêu cầu
sau:
- Chọn hóa chất có trong danh mục cho phép sử dụng.
- Sử dụng đúng liều lượng cho phép.
- Không có mùi vị lạ, tính chất hóa học ổn định.
- Nếu sản phẩm chứa hóa chất không được phép sử dụng hoặc sử dụng quá giới hạn
cho phép thì sản phẩm sẽ bị hủy.
- Ngoài ra, cần chọn hóa chất không làm mục dụng cụ, phải có hiệu lực sát trùng
mạnh, giá thành thấp và cách sử dụng đơn giản.
Nguyên tắc của phương pháp làm lạnh kết hợp với hóa chất:
- Làm chậm các biến đổi về oxy hóa và vi sinh vật xảy ra trong quá
4

trình bảo quản.
- Duy trì độ tươi.
- Kéo dài thời hạn sử dụng.
- Cải thiện chất lượng của sản phẩm: cấu trúc, màu sắc, mùi vị…
Các hóa chất thường sử dụng:
Muối ăn
Tác dụng của muối:
- Tạo vị mặn cho sản phẩm
- Tác động lên một số tính chất của thịt:
Tác động lên khả năng giữ nước: muối làm tăng khả năng giữ nước của thịt. Người ta
nhận thấy rằng muối có tác dụng làm giảm sự thoát dịch của thịt.
Tác động lên tính hoà tan của protein thịt: muối có tác dụng trích ly protein, làm tăng
độ hòa tan protein, góp phần tăng liên kết các phần của thịt, tạo thuận lợi cho việc
hình thành nhũ tương bền với chất béo, tăng pH của hệ nhũ tương, tăng khả năng giữ
nước.
Tác động lên mỡ: muối không hoà tan trong mỡ nhưng chúng hoà tan trong nền protein
bao quanh các tế bào mỡ, như vậy nó có tác dụng bảo quản nền protein này nhưng
muối lại thúc đẩy việc oxy hoá chất béo và gây ôi hoá mỡ. Ngoài ra, muối cũng góp
phần làm giảm màu thịt, đặc biệt khi hàm lượng muối lớn hơn 1,5%.
Đây là những tác động không có lợi của muối.
- Tác động lên sự phát triển của vi sinh vật: Muối không có tác dụng giết chết vi
sinh vật; nó chỉ kiềm hãm sự phát triển của một số loài vi sinh vật bằng cách giảm
lượng nước cần thiết cho sự tăng trưởng của chúng. Tuy nhiên muối có thể tạo điều
kiện thuận lợi cho sự phát triển của các vi khuẩn ưa muối. Tác dụng ức chế của NaCl
bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, pH, nhiệt lượng, nồng độ muối, số lượng vi sinh vật, loại
thực phẩm. Các nghiên cứu cho thấy nếu pH môi trường thấp thì chỉ cần một lượng nhỏ
NaCl để ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn.
Cơ chế chống vi sinh vật của muối: hoạt tính chống vi sinh vật của NaCl có liên quan
đến khả năng làm giảm hoạt tính của nước (aw) và tạo điều kiện phát triển khoâng
5

thuận lợi cho vi sinh vật. Khi hoạt tính nước ở môi trường bên ngoài giảm, các tế bào
bị mất nước nhanh chóng do hiện tượng co nguyên sinh chất. Trong thời gian co
nguyên sinh chất, tế bào ngừng phát triển hoặc chết hoặc duy trì ở trạng thái không
hoạt động. Để lấy lại sự phát triển, tế bào phải giảm hoạt tính của nước ở bên trong
nội bào. Ngoài ra, NaCl còn hạn chế khả năng hòa tan oxy, làm thay đổi pH, tạo ra
độc tính do sự có mặt của các ion Na+ và Cl- từ đó làm ức chế các vi sinh vật đặc biệt
là loại hiếu khí.
Liều lượng sử dụng:
NaCl thường được sử dụng trong khoảng 1 - 2,5% khối lượng sản phẩm. Ở thịt
có hàm lượng muối 2 -2,5% thì protein được trích ly nhiều hơn, pH sản phẩm cao hơn,
khả năng giữ nước cao hơn, khả năng tạo nhũ và độ dẻo cao hơn, sự phát triển của vi
sinh vật cũng chậm hơn so với sản phẩm có hàm lượng muối 1 – 1,5 %.
Độc tính: Liều lượng NaCl vượt quá giới hạn cho phép có thể dẫn đến
chứng tăng huyết áp.
Nitrat và nitrit
Tác dụng của nitrat và nitrit:
- Chống lại Clostridium botulinum và một số vi khuẩn gây hư hỏng khác.
- Chậm quá trình oxy hóa chất béo - là nguyên nhân tạo ra những hương
vị không mong muốn.
- Tạo cho thịt có hương vị đặc trưng.
- Giữ được màu đỏ hồng đặc trưng của thịt.
- Khả năng ức chế vi khuẩn của nitrit tăng mạnh trong môi trường axit.
Liều lượng sử dụng
- Liều lượng sử dụng: 90 - 120 mg/kg thịt
- Ảnh hưởng bất lợi của nitrat và nitrit đối với con người:
- Như chúng ta đã biết, bản thân nitrat và nitrit không ảnh hưởng gì đến cơ thể con
người khi ở hàm lượng cho phép. Tuy nhiên chúng bị biến đổi trong cơ thể con người
thì tác hại của nó đến cơ thể con người mới đáng kể.

6


- Tác động cấp tính: nitrat và nitrit có tác động cấp tính đến sức khỏe con người khi
chúng bị biến đổi mạnh mẽ, do sự có mặt của vi khuẩn đường ruột nitrat được biến đổi
thành nitrit. Nitrit oxy hóa ion Fe2+ trong heme thành Fe3+ và kết quả là tạo ra
Methemmoglobin và không thể vận chuyển oxy, dẫn đến tình trạng các tế bào trong cơ
thể bị thiếu oxy. Hiện tượng này được gọi là Methemmoglobinemia (khi hemoglobin
không còn khả năng năng vận chuyển
oxy).
- Tác động mãn tính: Khi thức ăn bị đun nóng ở nhiệt độ quá cao sẽ sinh ra amin, nitrit
có thể phản ứng với amin tạo thành Nitrosamin. Có nhiều loại Nitrosamin khác nhau
nhưng hầu hết chúng là tác nhân gây ung thư đối với động vật.
Polyphotphat
Tác dụng của polyphotphat
- Ảnh hưởng đến tính giữ nước của thịt: đây là chức năng chính của polyphotphat. Các
loại muối thông thường khác cũng có đặc tính này nhưng thường gây ảnh hưởng không
tốt đến vị của sản phẩm. Khi sử dụng với liều lượng nhất định, polyphotphat không
làm thay đổi đáng kể mùi vị sản phẩm, có thể làm tăng nhẹ vị mặn của sản phẩm.
Polyphotphat được xem là tác nhân giữ nước với cơ chế tạo mối liên kết giữa protein
và nước do việc bẻ gãy các cầu nối giữa các chuỗi peptid, nhờ đó mà môi trường được
hydrat hoá. Polyphotphat còn được sử dụng nhằm làm tăng khối lượng thịt cá do khả
năng giữ nước. Sự tăng khối lượng này không mang tính lợi ích kó thuật mà chỉ mang
tính kinh tế, giúp tăng lợi nhuận
- Ảnh hưởng đến tính hoà tan của các protein chủ yếu là các protein sợi cơ.
- Đảm bảo sự ổn định nhất định màu sắc thịt và giới hạn sự oxi hoá mỡ nhờ vào khả
năng tạo phức với các kim loại xúc tác cho phản ứng oxi hoá như sắt, đồng.
- Ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật:
Mặc dầu theo lí thuyết polyphotphat có thể là nguồn cung cấp photpho tạo điều kiện

cho sự phát triển của vi khuẩn nhưng thực tế polyphotphat ức chế, ngăn cản sự tăng
sinh khối, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phá huỷ các mầm vi khuẩn. Nhiều nghiên cứu
đã cho thấy polyphotphat làm chậm sự tăng trưởng của đa số các vi khuẩn như
7


Pseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus nhóm D, các trực khuẩn đường ruột:
Bacillus, Clostridium perfringens,…
Liều lượng sử dụng:
- Hàm lượng tối đa cho phép là 0,5%.
- Polyphotphat có tên thương mại là TARI, thường dùng TARI-K
nh hưởng của Polyphotphat đến sức khoẻ :
Phần lớn polyphotphat được thêm vào thịt đều được phân huỷ thành những phần tử
photphat đơn ở dạ dày hoặc thậm chí trước khi đi vào cơ thể. Vì vậy hầu hết
polyphotphat được thêm vào thịt cũng có đặc tính tương tự như phosphat sẵn có trong
thực phẩm và ít gây hại đến sức khoẻ con người. Tuy nhiên việc sử dụng polyphotphat
phải ở dưới mức giới hạn cho phép vì việc dùng polyphotphat cũng như bất kì loại phụ
gia nào khác, nếu quá liều lượng đều có ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ.
Hàn the:
Có tác dụng kìm hãm vi khuẩn phát triển, làm thực phẩm lâu hỏng và duy trì màu
sắc tươi ngun 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 cịn làm cho thịt dẻo dai khơng nhão.
Nếu dùng hàn the có khả năng tích tụ trong cơ thể gây tổn thương và thối 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 GĨI 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 mơi trường khí quyển khi được đóng gói vào những màng bao
plastic có tính thấm khí khác nhau.
8


Nguyên tắc
Đây là phương pháp mà thành phần của hỗn hợp khí được điều chỉnh trước khi thêm
vào trong bao bì. Thành phần của hỗn hợp khí phải được điều chỉnh sao cho phù hợp
với thịt. Sau khi bao gói xong đem bảo quản lạnh ở nhiệt độ < 2oC.
Những loại khí thường được sử dụng trong phương pháp MAP là nitơ, oxy và khí
cacbonic. Trong đó:
Nitơ là loại khí không có tác dụng kháng vi sinh vật, dùng để thay thí không khí
bên trong bao bì, đuổi oxy và là khí làm đầy.Khí oxy được sử dụng để ngăn cản sự mất
màu của cơ thịt.
Khí cacbonic dùng để ức chế sự phát triển của vi sinh vật, sự ức chế này phụ
thuộc vào loại vi sinh vật, hàm lượng CO2, nhiệt độ tồn trữ, độ hoạt động của nước
trong thực phẩm, giai đoạn phát triển của vi sinh vật ở ngay thời điểm bao gói.
Ngoài ra, người ta có thể thêm CO vào trong bao gói MAP. Màu của thịt được
giữ bằng cách sử dụng CO. CO kết hợp mạnh với myoglobin tạo thành
cacboxymyoglobin, tạo ra màu đỏ sáng cho mô cơ và thỏa mãn nhu cầu người
tiêu dùng. MAP sử dụng nồng độ CO thấp và CO2 cao giữ được màu của thịt và chất

lượng thịt.
Thịt heo bảo quản ở 4oC trong 21 ngày với điều kiện bao gói: 0,4% CO+ 60% CO2+
40% N2.
Bao gói chân không: 99% CO2 +1%CO: làm nổi rõ màu sắc của thịt do CO kết hợp
làm giảm lượng MetMb.
Phối hợp sử dụng môi trường khí cacbonic và lạnh có thể ức chế hoặc đình chỉ hoạt
động sống của nhiều loại vi sinh vật. Khí CO2 không những ức chế mạnh sự phát triển
của nấm mốc, các loại vi sinh vật gây thối rữa mà còn có tác dụng kìm hãm các quá
trình oxy hóa và thủy phân chất béo. Hiệu quả tác dụng của khí CO2 phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như nồng độ CO2, nhiệt độ, môi trường và chủng loại vi sinh vật. Nhiệt
độ hạ thấp, tác dụng của CO2 đối

9


với vi sinh vật càng rõ. Nồng độ CO2 càng cao thì hiệu lực bảo quản thịt càng tốt.
Nhưng không cho phép dùng nồng độ CO2 quá 20 – 22% để tránh thịt bị xẫm màu và
giảm chất lượng thịt.
Nhận xét:
Bảo quản ở pH bình thường thì số lượng vi sinh vật ít hơn khi bảo quản ở pH cao.
Khi thể tích CO2 càng cao thì số lượng vi sinh vật cũng ít hơn.
Ưu điểm của phương pháp
Kéo dài thời gian bảo quản.
Cung cấp sản phẩm có chất lượng tốt.
Nhược điểm của phương pháp
Mỗi loại sản phẩm đòi hỏi một công thức khí, thành phần khí bên trong có thể bị thay
đổi theo thời gian. Khi đó hiệu quả bảo quản sẽ giảm. Để khắc phục điều này cần
chọn vật liệu bao bì thích hợp.
Cần phải kiểm soát nhiệt độ (nhiệt độ đóng gói, bảo quản £ 2°C).
Nồng độ khí CO2 cao sẽ kéo dài thời gian sử dụng, nhưng cao quá có thể là nguyên

nhân gây ra tổn thương cấu trúc của mô cơ.
Thịt phải có chất lượng cao thì dùng phương pháp này mới hiệu quả.
Giá thành tăng rõ rệt.
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.

10


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 mơi trường truyền

áp, khơng 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 Ngun lý hoạt động:
Thực phẩm sau khi được đóng gói chân khơng 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 cơng 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:
11


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 khơng 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 khơng 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 khơng cịn glycogen do
q 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 phịng, 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:

12


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,
đơi khi cịn 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 phịng 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

13


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 300400 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.
Khơng 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 phịng. 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
tồn địi hỏi phải sử dụng một áp suất rất lớn, điều này không khả thi để ứng dụng
14


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 mơi
trường vật chất mà nó truyền qua gây nên các hiện tượng ion hóa và kích thích các
ngun tử phân tử của mơi 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. Cơng
nghệ này có thể được so sánh với thanh trùng, nó đơi 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 cơn
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.

15


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
khơng khí ở điều kiện tiêu chuẩn hay 1.61*1012 cặp ion trong khơng 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
16


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 sốt cơn trùng sâu bọ trong hạt ngũ cốc lương thực vàl àm chậm sự nảy
mầm.
Làm chậm sự hư hỏng và kiểm sốt các cơn 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 cơn 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
khơng 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
17


Cải thiện lưu ý: chiếu xạ thịt đông lạnh, bao gói chân khơng
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 hồn tồn khơng 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 ơi.
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

Phần trăm hao hụt(%)

Liều
chiếu xạ
(kGy)

Thiamin
B1
Thịt bò

4.7-7.1

60
18

Riboflavin Pyridoxin
B12
B6
4

10


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 hồn 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 đỏ ổn định hoặc các chất màu nâu mà trở thành màu đỏ theo thời gian
là do các sản phẩm ferrylmyoglobin hình thành khi chiếu xạ hoặc các loại khí như CO
hoặc do sự thay đổi trong hoạt động của enzyme gây nên sự thay đổi trong quá trình oxi
hóa tạo oxymyoglobin và metmyoglobin .Các sắc tố màu xanh lá cây xuất hiện là do sự
hình thành sulfmyoglobin.
Tóm lại chiếu xạ ảnh hưởng lên 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
Nếu chiếu xạ ở mơi trường khơng có oxy như chân khơng 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.
Bảo trì màu sắc thịt lý tưởng trong quá trình chiếu xạ có thể được tăng cường bởi
sự kết hợp khác nhau trước khi giết mổ của ăn của các chất chống oxy hóa để chăn ni,
điều kiện của thịt trước khi chiếu xạ (pH, oxymyoglobin vs metmyoglobin), bổ sung các
19


chất chống oxy hóa trực tiếp cho sản phẩm, khí khí quyển (MAP) hoặc đóng gói, kiểm
sốt nhiệt độ.
2.2.7 Điều kiện cơng nghệ
Thực phẩm

Mục đích chiếu xạ

Liều tối
thiểu

Liều
tối đa

Thủy sản và sản phẩm

Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

1

7

thủy sản

Kéo dài thời gian bảo quản

1

3

Kiểm sốt động thực vật kí
sinh

0.1

2

Thịt gia súc gia cầm
và sản phẩm thịt gia

Hạn chế vi sinh vật gây bệnh

1

7

Kéo dài thời gian bảo quản

1

3

súc gia cầm ở dạng
lạnh đơng

Kiểm sốt động thực vật kí
sinh

0.5

2

2.2.8 Ưu, nhược điểm của phương pháp
Ưu điểm:
Chiếu xạ thực phẩm tạo ra nhiều lợi ích hơn so với các phương pháp bảo quản
thông thường như bảo quản lạnh, muối và sấy khơ vì phương pháp này khơng làm mất
hương vị, mùi, cấu trúc hoặc chất lượng của thực phẩm.
Có rất ít hoặc khơng có thay đổi mùi, vị và màu sắc của thịt .
Hàm lượng dinh dưỡng của thực phẩm bị biến đổi rất ít sau khi xử lý.
Khi sử dụng liều cao hơn của bức xạ ion hóa (khoảng mười lần so với giá trị cho
phép) sẽ làm thay đổi mùi vị, màu sắc và mùi vị của thịt.
Việc chiếu xạ khơng cần tháo bỏ bao gói. Có thể xử lý trong và ngồi bao bì.
Khơng làm tan băng đối với thực phẩm đơng lạnh.
Khơng cần phải sử dụng hóa chất.

Chi phí năng lượng nhỏ.
Việc chiếu xạ khơng độc .Chiếu xạ thực phẩm khơng trở thành phóng xạ, và các
cơ quan chuyên gia quốc gia và quốc tế đã tuyên bố chiếu xạ thực phẩm là lành mạnh.

20