Ứng dụng chiếu xạ trong việc bảo quản xúc xích lên men

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GỊN
KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM


BÀI THI TỐT NGHIỆP 2

ỨNG DỤNG CHIẾU XẠ GAMMA
BẢO QUẢN XÚC XÍCH LÊN MEN

GVHD: Th.S Nguyễn Minh Hải
Họ và tên
Nguyễn Hải Đăng
Thiệu Thanh Hiếu
Đoàn Thị Cẩm Hương
Nguyễn Thanh Thảo

NHÓM 2
MSSV
DH61804474
DH61802261
DH61800599
DH61801127

THÁNG 5 NĂM 2023

Lớp
D18 – TP03
D18 – TP04
D18 – TP04
D18 – TP04

MỤC LỤC
1. GIỚI THIỆU ............................................................................................................... 1
1.1.

Xúc xích lên men ................................................................................................... 1

1.2.

Amin sinh học (BA) ............................................................................................... 1

2. PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ (GAMMA)................................................................ 2
2.1.

Khái niệm chiếu xạ: ............................................................................................... 2

2.2.

Liều lượng chiếu xạ ............................................................................................... 3

2.3.

Cơ chế hoạt động chiếu xạ ..................................................................................... 4

3. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM ..................................................................................... 5
4. KẾT QUẢ .................................................................................................................... 6
4.1.

Hàm lượng BA trong xúc xích khơng chiếu xạ trong thời gian bảo quản ............. 6

4.2.

Hàm lượng BA trong xúc xích được chiếu xạ trong thời gian bảo quản ............... 6

4.3. Hàm lượng BA trong xúc xích được chiếu xạ ở 2 kGy, 4 kGy và 6 kGy trong
thời gian bảo quản ............................................................................................................ 7
5. KẾT LUẬN .................................................................................................................. 9


Bài thi tốt nghiệp 2

1. GIỚI THIỆU
1.1. Xúc xích lên men[1]
Xúc xích lên men là món ăn có truyền thống lâu đời và được bắt nguồn từ các nước
Địa Trung Hải có khí hậu khơ hạn (Tây Ban Nha, Ý, Pháp, Bồ Đào Nha và Thổ Nhĩ
Kỳ). Nguyên liệu gồm hỗm hợp thịt nạc xay nhỏ (thịt heo hoặc thịt bò), mỡ (heo),
muối nitrat hoặc nitrit, gia vị, vi khuẩn acid lactic (LAB) đơn lẻ hoặc LAB trộn với
các vi khuẩn khác như Staphylococcus xylosus hoặc Staphylococcus carnosus.[1]

Hình 1.1: Xúc xích lên men
Thịt được xem như là nguồn thực phẩm giàu protein, vitamin và khống chất. Tuy
nhiên, thịt cũng có tính chất dễ hư hỏng nên từ thời xưa nó cũng trải qua nhiều phương
pháp bảo quản khác nhau. Lên men là một trong những phương pháp bảo quản thực
phẩm lâu đời nhất và cũng là phương pháp phổ biến trong chế biến thịt.
Theo truyền thống, xúc xích được xem là thực phẩm lành mạnh và an toàn. Gần đây,
theo một số nghiên cứu việc ăn xúc xích lên men có thể dẫn đến một số nguy cơ có
hại cho sức khoẻ do vấn đề an toàn thực phẩm của nó: hàm lượng chất béo bão hồ
cao, NaCl cao, có sự hiện diện của Nitrit và các sản phẩm thoái hố như nitrosamine,
sản phẩm khơng xử lý nhiệt (thay đổi tính chất cảm quan của sản phẩm), nhiễm vi

khuẩn khác trong q trình chế biến. Bên cạnh đó, hàm lượng protein trong thịt và
enzyme protease có trong q trình lên men cung cấp tiền chất cho các phản ứng
decarboxylase, hình thành các amin sinh học (BA).
1.2. Amin sinh học (BA)[2]
Amin sinh học là hợp chất chứa nitơ có trong nhiều loại thực phẩm: Histamine,
putrescine, cadavarine, tyramine, Spermine, Spermidine, tryptamine và βphenylethylamine. Mặc dù các amin sinh học đóng một số chức năng sinh lý quan
trọng nhưng mức độ amin cao có trong thực phẩm có thể gây ngộ độc. Trong q
trình lên men, vi sinh vật có thể tạo ra nồng độ cao các amin sinh học bằng cách khử
carboxyl các acid amin tự do. Nồng độ của các amin sinh học được xem như là chỉ số

1


Bài thi tốt nghiệp 2

cho sự nhiễm vi khuẩn trong thực phẩm. Tiêu thụ một lượng lớn các amin sinh học
trong thực phẩm có thể dẫn đến ngộ độc histamine và tyramine.

Hình 1.2: Cấu tạo phân tử của các BA
Những người khỏe mạnh có thể chuyển hóa histamine trong chế độ ăn uống một cách
nhanh chóng. Tuy nhiên, sự tích lũy histamine vượt quá khả năng phân hủy histamine
có thể dẫn đến ngộ độc histamine. Ngộ độc histamine gây ra một hoặc nhiều triệu
chứng sau bao gồm phát ban trên mặt, cổ và ngực, nôn mửa, đổ mồ hôi, buồn nơn,
đau quặn bụng, nhức đầu, tiêu chảy, chóng mặt, đánh trống ngực,… Sau khi ăn phải
thức ăn chứa hàm lượng histamine cao thì thời gian ủ bệnh kéo dài từ vài phút đến
vài giờ. Thường ngộ độc histamine bị chuẩn đốn nhầm là dị ứng do các triệu chứng
điển hình của nó. Do đó, việc xác định và kiểm sốt amin sinh học (BA) trong thực
phẩm rất được quan tâm. Một số chuyên gia đã đề xuất lượng histamine tối đa trong
thực phẩm là 100 mg/kg. Bên cạnh đó, sự hiện diện của các amin thứ cấp như
putrescine và cadaverine góp phần tăng cường độc tính của histamine.

Việc kiểm sốt sự hình thành các amin sinh học chủ yếu tập trung vào việc kiểm soát
sự phát triển của vi khuẩn hình thành các amin sinh học. Một khi được hình thành,
histamine rất khó bị phân giải bằng các phương pháp đơng lạnh, gia nhiệt, chưng cất
hoặc hun khói. Tuy nhiên, chiếu xạ (gamma) là một phương pháp thay thế đầy hứa
hẹn cho việc sản xuất xúc xích lên men ở cấp độ cơng nghiệp, giúp kiểm sốt lượng
amin sinh học (BA) có trong sản phẩm.
2. PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ (GAMMA)[4]
2.1. Khái niệm chiếu xạ:

2


Bài thi tốt nghiệp 2

Chiếu xạ (𝛾) thực phẩm hoạt động bằng cách cho các sản phẩm thực phẩm tiếp xúc
với bức xạ ion hóa. Chiếu xạ thực phẩm được coi là một phương pháp bảo quản
“lạnh”, nghĩa là nó khơng sử dụng nhiệt để tiêu diệt vi khuẩn

Hình 2.1: Chiếu xạ gamma ảnh hưởng tới vi sinh vật
Quá trình chiếu xạ xảy ra sau khi thực phẩm được sản xuất và đóng gói. Thực phẩm
đi vào một buồng nơi nó tiếp xúc với một lượng bức xạ cụ thể. Bức xạ xuyên qua thực
phẩm và giết chết vi trùng hoặc ngăn không cho chúng sinh sôi nảy nở, và nó khơng
tồn tại trong thực phẩm. Chiếu xạ là một bước bảo vệ nữa, nhưng nó khơng thay thế
các biện pháp an toàn thực phẩm khác.
Chiếu xạ thực phẩm được sử dụng để mơ tả một q trình trong đó thực phẩm tiếp
xúc với năng lượng ion hóa, sử dụng các photon gamma phát ra từ đồng vị phóng xạ
Co-60 (cobalt 60) hoặc Cs-137 (Ceasium 137) tia X, tia electron do máy tạo ra. Các
bức xạ điện từ của hai loại nguồn đầu tiên có khả năng đâm xuyên tốt, trong khi các
điện tử được gia tốc có khả năng xuyên thấp.
2.2. Liều lượng chiếu xạ[5]

Gray (Gy) là đơn vị đo liều chiếu xạ quốc tế. 1Gy đại diện cho 1J năng lượng được
hấp thụ trên 1kg sản phẩm được chiếu xạ, tương đương với 100 rad (liều hấp thụ bức
xạ). Năng lượng hấp thụ phụ thuộc vào khối lượng, mật độ khối và độ dày của thực
phẩm.
Liều lượng quá cao có thể làm hỏng thực phẩm và khơng thể tiêu thụ được, trong khi
liều lượng không đủ sẽ không đạt được hiệu quả mong muốn. Thường phương pháp
chiếu xạ thực phẩm sử dụng liều lượng chiếu xạ từ 2 – 10 kGy.
Bảng 2.1: Phân loại liều lượng và mục đích của chiếu xạ
Mức độ liều lượng (kGy)
Mục đích
Ví dụ
Liều lượng thấp: Khử Ức chế sự phát triển của mầm Khoai tây, hành tây, tỏi,
trùng/ làm chậm quá tình trên khoai tây và các loại thực củ gừng, chuối, xoài và
chín (trái cây, rau củ)
phẩm khác.
một số loại trái cây không
thuộc họ cam quýt khác,
ngũ cốc và các loại đậu,
3


Bài thi tốt nghiệp 2

Diệt côn trùng và ấu trùng có rau khơ, cá và thịt khơ, thịt
thể tìm thấy trong lúa mì, bột tươi.
mì, trái cây và rau quả sau khi
thu hoạch.
Làm chậm q trình chín.
Liều lượng trung bình: Giảm đáng kể số lượng hoặc Dâu tây, nho, rau khô, hải
Thanh trùng (1 – 10 kGy) loại bỏ một số vi khuẩn và ký sản tươi hoặc đông lạnh,

sinh trùng gây hư hỏng thực thịt sống hoặc đông lạnh.
phẩm.
Giảm hoặc loại bỏ một số vi
sinh vật gây bệnh.
Liều lượng cao: Tiệt trùng Tiệt trùng thực phẩm cho
(10 – 5- kGy)
nhiều mục đích sử dụng khác
nhau, chẳng hạn như bữa ăn
cho bệnh nhân bệnh viện bị rối
loạn miễn dịch và chỉ có thể ăn
thực phẩm khơng có vi khuẩn.

Thịt, gia cầm, hải sản và
các thực phẩm khác chế
biến cho chế độ ăn kiêng
tiệt trùng trong bệnh viện,
gia vị, chế phẩm enzyme,
gum tự nhiên.

Loại bỏ một số virus gây
bệnh.
Khử nhiễm một số chất phụ
gia và thành phần thực phẩm.
2.3. Cơ chế hoạt động chiếu xạ
Chiếu xạ giúp kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm bằng cách chiếu bức xạ ion
hóa tia sóng gamma với khả năng trực tiếp xuyên sâu phá hủy các liên kết cộng hóa
trị DNA của vi khuẩn, virut và gián tiếp bằng cách phân li nước thành H+ và OH- (gốc
tự do), những thành phần đó sẽ tương tác với O2 tạo nên HO2, H2O2. Các gốc tự do
đó tấn cơng vào tế bào gây tổn thương tế bào.

4


Bài thi tốt nghiệp 2

Hình 2.1: Ảnh hưởng của tia gamma lên phân tử nước
3. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM

Xúc xích lên men
đã được đóng gói

Chiếu xạ
(2 kGy, 4 kGy, 6 kGy; 1h;
nhiệt độ 12oC)

Bảo quản
(0 – 30 ngày, 4oC)

Phân tích BA

5


Bài thi tốt nghiệp 2

4. KẾT QUẢ[3]
4.1. Hàm lượng BA trong xúc xích khơng chiếu xạ trong thời gian bảo quản
Tổng hàm lượng BA trong các mẫu xúc xích khơng chiếu xạ tăng từ 277 đến 5815
mg/kg, có 6 loại BA khác nhau: histamine (Him), tyramine (Tym), putrescine (Put),
cadaverine (Cad), spermidine (Spd), spermine (Spm).

Hình 4.1: Sự thay đổi BA của xúc xích khơng chiếu xạ trong suốt thời gian bảo
quản
Xúc xích lên men khơng chiếu xạ có sự gia tăng hàm lượng amin sinh học:
• Hàm lượng Histamine 7 – 768 mg/kg.
• Hàm lượng Tyramine 104 – 862 mg/kg.
• Hàm lượng Putrescine 115 – 1601 mg/kg.
• Hàm lượng Cadaverine 28 – 2557 mg/kg.
Hàm lượng Cadaverine là amin sinh học chính được tìm thấy trong xúc xích lên men
khơng chiếu xạ, chiếm 44% tổng số BA trong 30 ngày.
Các mức hàm lượng trên có thể gây ảnh hưởng tới sức khoẻ, giới hạn gây ngộ độc
của hàm lượng histamine nằm trong khoảng 40 – 100 mg/kg, hàm lượng tyramine
trên 100 mg/kg có thể gây đau nửa đầu.
Các amin sinh học như histamine và cadaverine được xem như chất chỉ thị hoá học
trong an tồn thực phẩm, nó thể hiện ngun liệu đầu vào hoặc quá trình chế biến đạt
điều kiện vệ sinh an tồn thực phẩm – vì sự tích tụ amin sinh học có liên quan tới vi
sinh vật.
4.2. Hàm lượng BA trong xúc xích được chiếu xạ trong thời gian bảo quản

6


Bài thi tốt nghiệp 2

Tổng hàm lượng BA của xúc xích lên men được chiếu xạ ở 2kGy, 4kGy và 6kGy có
sự giảm rõ rệt xuống 40%, 47% và 68%. Trong suốt 30 ngày bảo quản, hàm lượng
tyramine chiếm nhiều nhất, chiếm 50% trong 30 ngày.

Hình 4.2: Sự thay đổi BA của xúc xích lên men được chiếu xạ trong thời gian bảo
quản

4.3. Hàm lượng BA trong xúc xích được chiếu xạ ở 2 kGy, 4 kGy và 6 kGy trong thời
gian bảo quản
❖ Hàm lượng BA trong xúc xích được chiếu xạ ở 2 kGy
- Sau 30 ngày, hàm lượng putrescine và cadaverine lần lượt giảm 1.4 lần và 16 lần.
-

Hàm lượng spermidine và spermine chiếm 1.4% và 0.9% trên tổng số hàm lượng
BA.

7


Bài thi tốt nghiệp 2

❖

❖

Hình 4.3: Sự thay đổi BA của xúc xích lên men được chiếu xạ ở 2kGy trong thời
gian bảo quản
Hàm lượng BA trong xúc xích được chiếu xạ ở 4 kGy
- Hàm lượng Cadaverine giảm nhiều nhất (20 lần), tiếp đến putrescine (1.7 lần) và
tyramine (1.4 lần).

Hình 4.4: Sự thay đổi BA của xúc xích lên men được chiếu xạ ở 4kGy trong thời
gian bảo quản
Hàm lượng BA trong xúc xích được chiếu xạ ở 6 kGy

8

Bài thi tốt nghiệp 2

-

Việc chiếu xạ xúc xích lên men ở 6 kGy khiến BA có ảnh hưởng lớn nhất.
Cadaverine, putrescine và tyramine giảm đáng kể, lần lượt 18, 3.2, 3 lần sau 30
ngày.

Hình 4.5: Sự thay đổi BA của xúc xích lên men được chiếu xạ ở 6kGy trong thời
gian bảo quản
-

Sau khi chiếu xạ, hàm lượng histamine có trong xúc xích lên men gần như khơng
phát hiện sau 30 ngày bảo quản. Tuy nhiên, hàm lượng tyramine vẫn chiếm ưu thế
trên tổng số BA. Điều này được cho là tyramine là amin sinh học chính được tìm
thấy trong xúc xích lên men, thường được sản xuất bởi vi sinh vật lên men, cụ thể
là vi khuẩn acid lactic (LAB) và Staphylococcus. Chúng có khả năng khử carboxyl
của tyrosine để tạo thành tyramine.[6]

-

Bên cạnh việc chiếu xạ để làm giảm BA thì nó cịn có tác dụng làm giảm Nnitrosamine và Nitrit. Vì Nitrit có thể phản ứng với putrescine và cadaverine để
tạo ra nitrosamine gây ung thư.[3]

5. KẾT LUẬN
Sau khi bảo quản 30 ngày, hàm lượng histamine trong xúc xích khơng chiếu xạ tăng
đáng kể (768mg/kg) có thể gây nguy hiểm. Tuy nhiên, sau khi chiếu xạ ở 6kGy hàm
lượng của các BA giảm đáng kể. Do đó, chiếu xạ gamma có hiệu quả trong việc ngăn
chặn sự hình thành BA, kéo dài thời hạn sử dụng của xúc xích lên men.

9


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Askild Holck, Lars Axelsson, Anette McLeod, Tone Mari Rode and Even Heir.
Health and Safety Considerations of Fermented Sausages. Food Quality. 2017
[2] Chong, C. Y., Abu Bakar, F., Russly, A. R., Jamilah, B. and Mahyudin, N. A. The
effects of food processing on biogenic amines formation. International Food Research
Journal. 2011.
[3] Mohamed A. Rabie, Hassan Siliha, Soheir el-Saidy, Ahmed-Adel el-Badawy, F.
Xavier Malcata. Effects of γ-irradiation upon biogenic amine formation in Egyptian
ripened sausages during storage. Innovative Food Science and Emerging
Technologies. 2010. 661 – 665.
[4] Maria Pricaz, Alexandra-Cristina Uta. Gamma Radiation For Improvements In
Food Industry, Environmental Quality And Healthcare. Romanian J. Biophys. 2015.
VOL. 25, NO. 2, P. 143–162
[5] M.K. Akinloye, G.A Isola, S.K. Olasunkanmi, D.A. Okunade. Irradiation as a Food
Preservation Method in Nigeria: Prospects and Problems. International Journal for
Research in Applied Science & Engineering Technology. 2015. Volume 3 Issue XI.
[6] M.L. Latorre-Moratalla, O. Comas-Basté, S. Bover-Cid, M.C. Vidal-Carou.
Tyramine and histamine risk assessment related to consumption of dry fermented
sausages by the Spanish population. Food and Chemical Toxicology. 2016. doi:
10.1016/j.fct.2016.11.011.