Tiểu luận công nghệ thực phẩm Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp làm lạnh và lạnh đông

Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
MỞ ĐẦU
Kỹ thuật lạnh đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế xã hội. Đặc biệt
là đối với nước ta nền kinh tế chủ yếu là nông nghiệp, ngư nghiệp. Sản phẩm
nông nghiệp của chúng ta dồi dào, bên cạnh đó là quá trình phát triển nền kinh
tến xã hội chúng ta đang dần tiến tới công nghiệp hóa hiện đại hóa. Sản phẩm
bán ra ngày càng nhiều và chế biến tinh vi hơn, các ngành nông sản, chế biến
thủy sản ngày càng chiếm vị thế trong nền kinh tế xã hội. Đặc biệt với ngành chế
biến thủy sản, Việt Nam là thị trường xuất khẩu đáng kể của thế giới do đó công
nghệ lạnh đóng vai trò rất quan trọng. Và việc nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật
lạnh đúng hướng ở nước ta là rất cần thiết để đưa nền kinh tế nước nhà đi lên.
Kỹ thuật lạnh có rất nhiều vấn đề để nghiên cứu, học hỏi. Tuy nhiên, trong
lĩnh vực thực phẩm, chúng ta chỉ tập trung nghiên cứu về những ứng dụng của kỹ
thuật lạnh trong quá trình chế biến, bảo quản thực phẩm. Và trong lĩnh vực vi
sinh thực phẩm, chúng ta chỉ tập trung tìm hiểu những tác động của kỹ thuật
lạnh, gồm có ướp lạnh và lạnh đông, đến vi sinh vật trong quá trình bảo quản
thực phẩm.
Được sự phân công của giáo viên, nhóm chúng em tìm hiểu về nội dung
“Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp – làm lạnh và lạnh đông”. Đó cũng chính là
tên đề tài tiểu luận của nhóm chúng em.
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm chúng em không tránh khỏi những
sai sót. Mong cô và các bạn nhiệt tình góp ý để chúng em học tốt hơn nữa.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
NỘI DUNG TỔNG QUÁT
Nhóm 2
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
4.4. Bảo quản ở nhiệt độ thấp – làm lạnh và lạnh đông
Tốc độ của hầu hết các phản ứng hóa học phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt
độ được hạ thấp thì tốc độ phản ứng giảm. Khi đó sự hư hỏng thực phẩm thường
là kết quả của các phản ứng hóa học gián tiếp gây ra bởi vi sinh vật và các
enzyme nội sinh, thời gian hữu dụng của nhiều loại thực phẩm có thể gia tăng

bằng cách lưu trữ ở nhiệt độ thấp, mặc dù phương pháp này được biết từ thời xa
xưa. Một trong những kinh nghiệm được ghi nhận sớm nhất được hướng dẫn bởi
nhà khoa học tự nhiên người Anh Francis Bacon vào năm 1626 đã dừng việc dạy
học của ông để vùi xác một con gà trong tuyết để chứng minh rẳng sự thối rửa đã
bị trì hoãn. Trải nghiệm này ít được chú ý với kết quả của nó, không có tầm quan
trọng thực tế trực tiếp. hơn là hậu quả đáng tiếc của nó. Kết quả của sự nỗ lực
của trong tuyết là Bacon bị thương nặng dẫn đến tử vong một thời gian ngắn sau.
Việc sử dụng nhiệt độ thấp bảo quản thực phẩm chỉ có thể thực hiện được ở
những nơi có băng tự nhiên. Vào đầu thế kỷ 11 trước công nguyên, người Trung
Quốc đã phát triển nhà băng như một phương tiện để lưu trữ băng tuyết qua
những tháng hè và nó trở thành một nét đặc trưng phổ biến của những ngôi nhà
lớn ở châu Âu và Bắc Mỹ trong thế kỷ 17 và 18. Đến thế kỷ thứ 19, cắt và
chuyển băng tuyết tự nhiên đã trở thành một nghành công nghiệp lớn trong lĩnh
vực công nghiệp của những nước có khí hậu lạnh.
Phương pháp cơ khí làm lạnh và làm đá lần đầu tiên được cấp bằng sáng
chế trong những năm 1830. Những phương pháp này dựa trên nguyên tắc làm
mát bằng cách xông hơi bằng chất lỏng lạnh, ban đầu người ta thường sử dụng
ete nhưng sau đó dung dịch ammoniac được sử dụng nhiều hơn. Phương pháp
này sớm được phát triển ứng dụng nhiều tại Úc vì nơi này sẵn có một nguồn thịt
tươi phong phú và rẻ tiền mà họ muốn tìm cách vận chuyển chúng sang các khu
dân cư trung tâm ở Châu Âu. Vào năm 1872 Triển lãm Melbourne, Joseph
Harrison trưng bày "nhà băng" - một ngôi nhà mà trong đó chứa đầy thịt bò và
thịt cừu chất lượng vẫn còn tốt. Ngôi nhà đủ dài để chứa một lượng lớn thịt đủ để
làm một buổi tiệc vào buổi trưa để đãi mọi người vào năm sau. Bữa tiệc này đã
được gửi theo một tàu hơi nước đến London mang 20 tấn thịt cừu và thịt bò đông
lạnh đóng gói để trong các bể làm lạnh bằng nước đá và muối. Thật không may
Nhóm 2
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
bất hạnh bắt đầu, trong quá trình đi qua các vùng nhiệt đới và băng tan chảy,
những miếng thịt đầu tiên có khả năng hư hỏng được ném xuống biển trước khi

tàu đến London. Tuy là thịt ướp lạnh chứ không phải đã đông lạnh, họ đã thành
công khi vận chuyển ở một khoảng cách ngắn hơn đó là đoạn đường từ Bắc Mỹ
đến châu Âu. Và đến cuối thế kỷ 19, thế kỷ của công nghệ kỹ thuật, thì kỹ thuật
lạnh đông này đã tiến bộ đến mức ngưới ta có thể vận chuyển thịt ướp lạnh và
đông lạnh từ Bắc Mỹ, Nam Mỹ và Úc đến Châu Âu, đây là hướng kinh doanh
lớn và đầy lợi nhuận.
Kể từ đó, việc sử dụng kỷ thuật ướp lạnh và đông lạnh được ứng dụng rộng
hơn cho nhiều loại thịt dễ bị hư hỏng. Ngày nay, kỹ thuật này được phổ biến và
có tầm quan trọng rất lớn đối với ngành công nghiệp thực phẩm.
4.4.1. Làm lạnh
Các loại thực phẩm lạnh là những loại thực phẩm được lưu trữ ở nhiệt độ
gần, nhưng trên điểm đông, thường 0-50C. Đa số hàng hóa được bảo quản theo
cách này trong những năm gần đây như các sản phẩm truyền thống ướp lạnh như
thịt tươi, cá và các sản phẩm sữa đã được sự tham gia của một loạt lớn các sản
phẩm mới bao gồm cả bữa ăn hoàn chỉnh, chuẩn bị và delica- tessen xà lách, món
tráng miệng từ sữa và nhiều món khác. Ba yếu tố chính góp phần vào sự phát
triển này:
(1) Mục tiêu của các nhà sản xuất thực phẩm trong việc tăng giá trị gia tăng
cho sản phẩm của mình
(2) Nhu cầu tiêu dùng thực phẩm tươi sống và dễ dàng trong khi chuẩn bị
đồng thời đòi hỏi sự tiện lợi khi mua sắm,du lịch
(3) Sự sẵn có của một dây chuyền lạnh hiệu quả - tổ chức và cơ sở hạ tầng
cho phép nhiệt độ thấp được duy trì thông qua chuỗi thực phẩm từ sản xuất/thu
hoạch để bảo quản.
Lưu trữ bằng làm lạnh có thể thay đổi cả bản chất của sự hư hỏng và tốc độ
mà nó xảy ra. Có thể có những thay đổi về tính chất hư hỏng, khi nhiệt độ thấp
gây một tác dụng chọn lọc ngăn chặn sự tăng trưởng của mesophiles (vi sinh vật
chịu áp) và dẫn đến sự phát triển của psychrotrophs (vi sinh vật ưa lạnh). Điều
này có thể được nhìn thấy trong trường hợp của nguyên liệu sữa mà trong những
Nhóm 2

Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
ngày đánh sữa để lấy bơ và bộ sưu tập bên lề đã có một sự hư hỏng bao gồm
phần lớn các vi khuẩn lacto ưa lạnh mà gây chua sữa. Ngày nay tại Vương quốc
Anh, sữa được làm lạnh gần như ngay lập tức để trưc khuẩn ưa lạnh Gram âm
chiếm ưu thế và tạo ra một loại hoàn toàn khác loại hư hỏng. Nhiệt độ thấp cũng
có thể làm thay đổi sinh lý trong vi sinh vật làm thay đổi hoặc làm trầm trọng
thêm tính chất hư hỏng.
Hai ví dụ về vấn đề trên là sự sản xuất các chất màu như phenazine và
carotenoid tăng hơn trong vài sinh vật ở nhiệt độ thấp và sự kích thích sản xuất
polysaccharide ngoại bào của loài Leuconostoc, và vài loại vi khuẩn acid lactic
khác. Trong hầu hết các trường hợp, các sự thay đổi như vậy có lẽ là kết quả của
sự rối loạn trao đổi chất bởi vì sự khác nhau về các hệ số nhiệt và năng lượng
hoạt hóa của vô số các phản ứng hóa học bao gồm sự trao đổi chất của vi khuẩn.
Mặc dù các vi khuẩn ưa lạnh có thể phát triển trong thực phẩm được làm
lạnh, chúng chỉ có thể phát triển một cách tương đối chậm chạp kết quả là sự tấn
công của sự hư hỏng bị trì hoãn lại. Các thay đổi đáng chú ý về nhiệt độ bên
trong khoảng nhiệt độ làm lạnh có thể có những ảnh hưởng được công bố. Ví dụ,
thời gian một thế hệ của một trùng roi giả (tế bào đơn lẻ giả) được tách ra (cô
lập) từ cá là 6.7 giờ ở 5oC so với 26.6 giờ ở 0oC. Tại nơi mà vi khuẩn này là một
yếu tố quan trọng gây hư hỏng, sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ sẽ có tác động lớn
đến thời hạn sử dụng. Thời gian bảo quản của cá tuyết chấm đen và cá thu phi lê
được tìm ra rằng sẽ tăng gấp đôi nếu nhiệt độ lưu trữ được giảm xuống từ 2.8oC
đến -0.3oC. Các kĩ thuật mẫu của các loại được mô tả trong phần 3.4 có thể hữu
ích trong việc dự báo ảnh hưởng của các sự thay đổi bất thường của nhiệt độ tới
thời hạn bảo quản, tuy nhiên, như một quy luật chung, nhiệt độ lưu trữ nên duy
trì thấp, chặt chẽ như có thể.
Khả năng của vi khuẩn để phát triển ở nhiệt độ thấp xuất hiện để liên kết
một cách đặc biệt với thành phần và cấu trúc của màng plasma. Các vi khuẩn gây
hư hỏng thực phẩm và gây ngộ độc thực phẩm thuộc loại ưa lạnh nên thích nghi
với lạnh vẫn còn là một mối quan tâm bởi vì chúng có protein thích nghi lạnh và

các lipid tạo thành màng làm cho chúng dễ dàng phát triển ở nhiệt độ thấp. Khi
nhiệt độ bị làm giảm xuống, màng plasma trải qua một thời kì chuyển tiếp pha từ
Nhóm 2
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
một giai đoạn kết tinh không bền vững sang một dạng gel bền vững lúc đó sự vận
chuyển chất tan bị giới hạn một cách gay gắt. Nhiệt độ của thời kì chuyển tiếp
này thì thấp hơn đối với các vi khuẩn ưa lạnh, kết quả của các mức độ cao hơn
của các chuỗi acid béo mạch ngắn và không bão hòa trong các màng lipid của
chúng. Nếu vài loại vi khuẩn được cho phép thích nghi để phát triển ở nhiệt độ
thấp hơn chúng sẽ tăng tỷ lệ các thành phần đó trong các màng của chúng. Việc
sử dụng các kỹ thuật bảo quản tân tiến phá vỡ lớp màng tế bào, ví dụ như siêu
âm, áp suất thủy tĩnh cao hoặc xung điện trường, cung cấp khả năng mở rộng
thời hạn sử dụng. Hạn sử dụng của thực phẩm được mở rộng bằng cách làm lạnh
vì các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật thực phẩm có liên quan bị làm chậm
lại do nhiệt độ hạ xuống.
Khả năng của các sinh vật phát triển ở nhiệt độ thấp dường như đặc biệt liên
quan đến thành phần và cấu trúc của màng huyết tương. Khi nhiệt độ hạ xuống,
các màng tế bào trải qua một giai đoạn chuyển tiếp từ trạng thái tinh thể lỏng
sang trạng thái gel không linh động, trong đó vận chuyển chất tan bị hạn chế.
Nhiệt độ của quá trình chuyển đổi này là thấp hơn trong các loài ưa lạnh phần lớn
là do kết quả của các chuỗi axit béo bậc cao không bão hòa, mạch ngắn trong
màng lipid của chúng. Nếu một số sinh vật được cho phép để thích ứng với sự
tăng trưởng ở nhiệt độ thấp chúng sẽ tăng tỷ lệ các thành phần trong màng của
nó. Có vẻ như không có giới hạn phân loại học về sinh vật ưa lạnh, có thể được
tìm thấy trong nấm men, nấm mốc, vi khuẩn Gram âm và Gram dương. Một tính
chất mà chúng cho biết thêm rằng, ngoài khả năng của chúng để phát triển ở
nhiệt độ thấp, chúng bất hoạt ở nhiệt độ vừa phải. Một số lý do cho điều này
đánh dấu độ nhạy cảm nhiệt được đưa ra bao gồm khả năng của màng lỏng quá
mức ở nhiệt độ cao hơn. Nhiệt độ thấp ổn định của các enzym và protein chức
năng quan trọng khác dường như là một yếu tố quan trọng, mặc dù lipases và

protease ngoại bào chịu nhiệt sản xuất bởi Pseudomonads ưa lạnh có thể là một
vấn đề trong ngành công nghiệp sữa.
Mặc dù loài chịu áp không thể phát triển ở nhiệt độ lạnh, chúng không nhất
thiết phải chết. Làm lạnh sẽ tạo ra một hiện tượng thay đổi độ lạnh một cách
nhanh chóng, đột ngột là nguyên nhân làm chết và đa số vi sinh vật ức chế nhưng
Nhóm 2
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
ảnh hưởng của sự thay đổi độ lạnh không thể đoán trước trong cùng một cách
như xử lý nhiệt. Các mức độ sốc về sự thay đổi độ lạnh phụ thuộc vào một số yếu
tố như sinh vật (Gram âm nhạy cảm xuất hiện nhiều hơn Gram-dương), giai đoạn
tăng trưởng (ở giai đoạn đầu thì tế bào dễ bị hơn khi tế bào đã phát triển hoàn
chỉnh),sự chênh lệch nhiệt độ và làm lạnh (trong cả hai trường hợp lớn hơn, càng
có nhiều thiệt hại), và tăng trưởng trung bình (các tế bào phát triển trong môi
trường phức tạp có sức đề kháng nhiều hơn).
Cơ chế chính của sốc lạnh dường như là hư hỏng màng gây ra bởi những
thay đổi từng giai đoạn trong màng lipid mà tạo ra sự ưa nước thông qua đó tế
bào chất có thể bị thoát ra ngoài. Sự gia tăng phá vỡ sợi đơn trong ADN cũng đã
được ghi nhận như sự tổng hợp protein cụ thể là sự làm lạnh đột ngột để bảo vệ
các tế bào.
Kể từ khi làm lạnh không phải là một quá trình cho vi khuẩn, việc sử dụng
nguyên liệu đạt chất lượng vi sinh tốt và kiểm soát vệ sinh là đòi hỏi quan trọng
để sản xuất các loại thực phẩm lạnh an toàn. Các vi sinh vật chịu áp vẫn tồn tại ở
điều kiện làm mát, mặc dù trong tình trạng bị kìm hãm vẫn có thể tồn tại trong
thực phẩm và tiếp tục tăng trưởng nên các điều kiện khác trở nên thuận lợi. Do
đó làm lạnh sẽ ngăn chặn sự gia tăng nguy cơ từ vi sinh vật chịu áp tác nhân gây
bệnh, nhưng sẽ không đảm bảo loại bỏ nó. Tuy nhiên, có tác nhân gây bệnh sẽ
tiếp tục tăng trưởng ở một nhiệt độ lạnh và vai trò quan trọng của làm lạnh trong
công nghiệp thực phẩm hiện đại đã tập trung sự chú ý đặc biệt về những điều
này. Rủi ro gây ra bởi những sinh vật này có thể tăng lên với thời hạn lưu trữ
nhưng quá trình này có thể sẽ chậm và phụ thuộc vào lưu trữ chính xác nhiệt độ

và thành phần của thực phẩm.
Một số thức ăn không thích hợp cho việc lưu trữ lạnh khi chùng bị lạnh thì
các mô tế bào bị phá vỡ và dễ làm vi sinh vật phát triển. Trái cây nhiệt đới đặc
biệt dễ bị tổn thương dưới hình thức này.
4.4.2. Lạnh đông
Lạnh đông là kĩ thuật thành công nhất trong việc bảo quản thực phẩm thời
gian dài bởi vì hàm lượng dinh dưỡng được duy trì nhiều và sản phẩm tương
đồng với nguyên liệu tươi hơn là trong các thực phẩm khai vị.
Nhóm 2
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Các thực phẩm bắt đầu lạnh đông một phần trong khoảng nhiệt độ từ -0,5
đến -3oC, điểm lạnh đông thì thấp hơn ở nước nguyên chất bởi sự hiện diện cùa
các chất tan. Khi nước biến đổi thành đá trong suốt quá trình lạnh đông, nồng độ
ác chất tan trong nước chưa đóng băng tăng lên, sự giảm điểm lạnh đông của nó
vẫn còn xa hơn nữa thậm chí ở các nhiệt độ rất thấp, ví dụ, ở -60oC một ít nước
vẫn còn giữ tình trạng chưa đóng băng. Các nhiệt độ sử dụng trong bảo quản lạnh
đông thường thấp hơn -18oC. Ở nhiệt độ này không thể có sự phát triển của vi
khuẩn, mặc dù các vi khuẩn còn lại và hoạt động của enzyme nội sinh như lipase
có thể tiếp tục tồn tại và cuối cùng là gây hư hỏng sản phẩm. Điều này được giảm
bớt (hạn chế) trong trường hợp của trái cây và rau bởi sự làm trắng trước khi lạnh
đông để vô hoạt enzyme oxi hóa polyphenol nội sinh các mà sẽ gây mất màu sản
phẩm trong suốt quá trình bảo quản bằng cách này hay cách khác. Cháy lạnh là
một khuyết điểm khác về chất lượng không thuộc về vi sinh vật mà nó có thể
phát sinh trong thực phẩm đông lạnh, sự mất màu bề mặt xảy ra bởi vì sự thăng
hoa của nước từ sản phẩm và sự di chuyển của nó tới bề mặt lạnh hơn trong máy
ướp lạnh. Điều này có thể được ngăn chặn bằng cách bao bọc sản phẩm trong
một vật liệu không thấm nước hay bằng cách tráng một lớp đá.
Nhiệt độ thấp không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến thực phẩm lạnh
đông. Ngoài nhiệt độ ra chúng còn bị ảnh hưởng do sự loại nước ở dạng băng
làm cho hoạt độ nước trong thực phẩm thấp. Bảng 1 mô tả sự ảnh hưởng của

nhiệt độ đến hoạt độ nước. Đến mức có thể ảnh hưởng đến đặc tính của vi sinh
vật, tác động này chỉ có ý nghĩa khi thực phẩm lạnh đông lưu trữ ở nhiệt độ
không đủ để làm ức chế sự phát triển của vi khuẩn (trên -100C). Trong tình trạng
này, các sinh vật phát triển trên một sản phẩm nào đó không đồng nghĩa với sự
hư hỏng của thực phẩm do nhiệt độ thấp nhưng nấm men và nấm mốc cả hai đều
ưa lạnh và chịu được thực phẩm có hoạt độ nước thấp.
Vì vậy thịt các loài gia súc và gia cầm được bảo quản ở -5 đến -100C có thể
làm chậm sự phát triển làm hư hỏng bề mặt như xuất hiện các đốm đen do sự
phát triển của nấm mốc Herbarum
cladosporium, đốm trắng gây ra bởi
Nhóm 2
Nhiệt độ (oC) aw
0
-5
-10
-15
-20
-40
1
0.953
0.907
0.864
0.823
0.68
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Sporotrichum carnis hoặc do sự phát triển của Elegans Thamnidium có trong
lông động vật.
Bảng 1: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hoạt độ nước trong nguyên
liệu lạnh đông
Những vi sinh vật chịu tác động bởi mỗi giai đoạn của quá trình đông lạnh.

Khi nhiệt độ làm lạnh hạ xuống tại đó việc đông lạnh bắt đầu. Tại nhiệt độ đông
lạnh, việc gây chết và tổn thương thực thể sâu hơn như là việc làm lạnh trong
những ống cong và việc xử lý nhiệt ngấm ngầm bị loại bỏ, sản phẩm bắt đầu để
làm lạnh. Đầu tiên những tinh thể đá đi vào vùng ngoại bào chính tiếp là tinh thể
đá ngấm vào tế bào được hỗ trợ bởi việc làm lạnh nhanh chóng hơn. Phương
pháp này làm việc theo một cách máy móc làm hư hại những tế bào và áp suất
thẩm thấu ngoại bào cao phát ra sẽ khử nước của chúng. Sự thay đổi sức mạnh
của ion và pH của pha nước, kết quả việc làm lạnh cũng sẽ phá vỡ cấu trúc và
chức năng của nhiều thành phần tế bào và những phân tử lớn mà chúng phụ
thuộc vào những tác nhân tác độnh đến sự ổn định của bản thân chúng. Việc làm
lạnh giảm xuống để có một nhiệt độ bảo quản sẽ ngăn cản bất kỳ sự phát triển vi
sinh vật sâu hơn, từ đó nhiệt độ xuống dưới –10oC. Cuối cùng, trong suốt thời
gian bảo quản sẽ loại bớt một số vi sinh vật có thể sống được bởi sự suy tàn dần
trong thời gian đông lạnh. Nhiệt độ bảo quản thấp hơn, tỉ lệ gây chết cũng chậm
hơn.
Với việc làm lạnh, sự đông lạnh sẽ không đưa ra tính an toàn về sản phẩm
an toàn, những vi sinh vật của sản phẩm có thể làm chết người được hạn chế và
những chất độc được hình thành trước vẫn còn. Gà đông lạnh, sau tất cả, là
nguồn quan trọng của Salmonella.
Tỉ lệ sống sót sau quá trình đông lạnh phụ thuộc vào điều kiện chính xác
của quá trình làm lạnh, bản chất của sản phẩm, thành phần của vi sinh vật nhưng
sẽ có sự khác biệt giữa 5 – 70%. Bào tử của vi khuẩn gần như không bị ảnh
hưởng của quá trình đông lạnh, hầu hết những tế vào vi khuẩn sinh dưỡng Gram
(–) có sức chịu đựng tương đối và vi khuẩn Gram (+) có tính nhạy cả cao nhất.
Nhóm 2
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Khi bảo quản lạnh làm vô hoạt chắc chắn những vi sinh vật cao hơn như những
động vật nguyên sinh gây bệnh và giun sán ký sinh, nguyên liệu thực phẩm
thường đóng vai trò như các chất bảo quản lạnh cho các vi khuẩn vì thế vi khuẩn
gây bệnh sẽ sống sót được trong một thời gian dài trong suốt quá trìnhđông lạnh.

Và trong vô số ví dụ, Salmonella đạt được thành công riêng biệt từ việc bảo quản
kem ở - 23
o
C trong 7 năm.
Mức độ vi khuẩn bị tiêu diệt cũng được xác định bằng tốc độ làm lạnh. Gây
chết tối đa vi khuẩn được thực hiện bằng cách lạnh đông chậm, mặc dù có rất ít
hoặc không có các sinh vật vượt qua hiện tượng sốc lạnh, hoặc khi tiếp xúc với
chất tan nồng độ cao. Tỷ lệ sống của vi khuẩn với phương pháp đông lạnh ở điều
kiện này là tối thiểu. Quá trình đông lạnh thực phẩm không có kế hoạch tuy
nhiên nâng cao quá trình gây chết vi khuẩn nhưng giảm thiểu tổn thất chất lượng
sản phẩm. Hình thành các tinh thể nước đá lớn và tiếp xúc kéo dài tạo áp lực cao
với áp suất thẩm thấu trong tế bào làm mất các chất trong tế bào vi khuẩn và làm
thay đổi cấu trúc thực phẩm khi làm tan giá và lạnh đông nhanh khi bảo quản
thực phẩm ở cùng điều kiện nhiệt độ trong vòng nửa giờ là phương pháp của sự
lựa chọn quốc tế. Tốc độ đóng băng trong tủ lạnh trong gia đình là chậm hơn rất
nhiều, vì vậy vi sinh vật gây hại vẫn tồn tại với số lượng lớn, vì vậy chất lượng
sản phẩm cũng có thể bị mất đi.
Rã đông thực phẩm đông lạnh là một quá trình chậm hơn so với quá trình
lạnh đông. Ngay cả với kích thước thực phẩm vừa của sản phẩm sẽ được tan giá
trước bên trong thực phẩm. Vì vậy, với nhiệt độ tan chảy cao, thực phẩm có thể
được tan giá trên bề mặt của sản phẩm trong khi bên trong vẫn còn đông lạnh.
Tan giá chậm ở nhiệt độ thấp hơn là phương pháp được sử dụng nhiều. Nó không
có tác dụng gây chết các tế bào vi sinh vật chịu điều kiện bất lợi trong khoảng
0oC đến khoảng 101oC lâu, nhưng nó cũng sẽ cho phép các loài ưa lạnh phát
triển. Cung cấp các sản phẩm không thuộc đối tượng ô nhiễm sau khi rã đông,
các vi khuẩn đó sẽ phát triển khác với trong nguyên liệu tươi do ảnh hưởng chết
người chọn lọc của việc đông lạnh. Vi khuẩn acid lactic thường chịu trách nhiệm
về sự hư hỏng của rã đông rau quả trong khi chúng thường chỉ bao gồm có
Nhóm 2
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà

khoảng 1% vi khuẩn về sản phẩm ướp lạnh tươi mà chủ yếu là vi khuẩn Gram
âm.
Đóng băng và tan băng có thể làm cho một số loại thực phẩm dễ bị vi sinh
vật tấn công do các rào cản tiêu hủy kháng sinh trong sản phẩm và ngưng tụ,
nhưng thực phẩm rã đông không hư hỏng nhanh hơn hơn so với những thực
phẩm không được đông lạnh. Nguy cơ đối với sản phẩm rã đông tái đông lạnh bị
thúc đẩy bởi sự mất kết cấu và phẩm chất khác hơn là nguy cơ vi sinh vật gây
ra.Nghe
NỘI DUNG KHAI TRIỂN
Như chúng ta đã biết, bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế
những biến đổi về chất lượng và hình thức của thực phẩm trong khi chờ đợi đưa
đi sử dụng. Trong hầu hết các phương pháp bảo quản thực phẩm như phương
pháp sấy khô, phóng xạ, bao bì, xử lý khí,… phương pháp đông lạnh là phương
pháp được áp dụng tốt cho một số loại thực phẩm hơn so với các phương pháp
khác.
Năm 1929, kỹ thuật đông lạnh được phát minh bởi nhà phát minh người Mỹ
Charles Birdseye. Trong phương pháp này, thực phẩm đông lạnh được đặt trên
một tấm làm lạnh và làm lạnh đến một nhiệt độ thấp hơn điểm đóng băng của nó.
Một kỹ thuật đối với thực phẩm đông lạnh được bằng cách ngâm trong chất lỏng
rất lạnh. Và giải pháp ngâm nước muối (natri clorua) được sử dụng rộng rãi cho
mục đích này. Một giải pháp ngâm nước muối 10%, ví dụ, có một điểm đóng
băng trong khoảng 21°F (-6°C), nằm trong phạm vi mong muốn cho thực phẩm
đông lạnh nhiều. Gần đây, nitơ lỏng đã được sử dụng để làm lạnh ngâm. Nhiệt độ
của nitơ lỏng là khoảng -320°F (-195,5°C), để các loại thực phẩm trong chất này
sẽ được đông lạnh rất nhanh chóng.
Ngày nay, việc sử dụng phương pháp lạnh đông để bảo quản thực phẩm đã
được mở rộng đến một phạm vi rộng lớn hơn cho các loại thực phẩm dễ hư hỏng
Nhóm 2 10
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
khác và là một trong những công nghệ hết sức quan trọng cho ngành công nghiệp

thực phẩm.
1. Sự khác nhau cơ bản giữa làm lạnh và lạnh đông sản phẩm
1) Sự khác nhau cơ bản giữa làm lạnh và lạnh đông sản phẩm là làm lạnh
được thực hiện bằng cách hạ nhiệt độ sản phẩm xuống gần nhiệt độ đóng băng
của dịch bào, như vậy quá trình làm lạnh không tạo thành tinh thể nước đá trong
sản phẩm. Còn làm lạnh đông là hạ nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ đóng băng của
dịch bào, như vậy trong quá trình lạnh đông có sự tạo thành của tinh thể đá trong
sản phẩm. Tùy theo mức độ lạnh đông mà nước trong sản phẩm chuyển thành đá
từ 80% trở lên.
2) Quá trình làm lạnh và bảo quản lạnh tuy có kìm hãm được sự hoạt động
của các enzyme và vi sinh vật nhưng chúng vẫn hoạt động được vì môi trường
cho chúng hoạt động vẫn còn. Quá trình lạnh đông ngoài tác dụng của nhiệt độ
thấp kìm hãm còn làm mất môi trường hoạt động của đa số enzyme và vi sinh
vật, do đó đã kìm hãm gần như tối đa sự hoạt động của chúng. Nhờ vậy quá trình
lạnh đông và bảo quản lạnh đông kéo dài thời gian hơn nhiều.
Qua thực tế cho thấy, làm lạnh chỉ bảo quản thực phẩm được ngắn ngày,
thường chỉ trong thời gian một vài tuần tùy thuộc loại thực phẩm. Muốn bảo
quản thực phẩm lâu hơn, từ ba bốn tháng đến một năm cần phải làm lạnh đông.
2. Làm lạnh
Các loại thực phẩm lạnh là những loại thực phẩm được lưu trữ ở nhiệt độ
gần, nhưng trên điểm đông, thường 0-50C. Làm lạnh để bảo quản thực phẩm
được ứng dụng rộng rãi cho nhiều loại thực phẩm dễ bị thối hỏng.
- Từ -1
o
C đến +1
o
C: cá tươi, thịt, xúc xích và các loại thịt cơ bản, thịt và cá
xông khói.
- Từ 0
o

C đến 5
o
C: thịt đóng hộp thanh trùng, sữa và các sản phẩm từ sữa,
salad chuẩn bị sẵn, các món nướng, pizza, bánh ngọt và bột nhào không nướng.
- Từ 0
o
C đến 8
o
C: pa tê cá và thịt nấu chín hoàn toàn, thịt ướp đã nấu chín
hay chưa nấu chín, bơ, bơ thực vật, pho mát và các loại trái cây mềm.
- Từ 8
o
C đến 12
o
C trong công nghiệp rượu vang. Nước must được giữ ở
nhiệt độ này từ 6 đến 24 giờ.
Nhóm 2 11
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Nhiệt độ hạ xuống gần 0oC, tinh thể nước đá chưa xuất hiện, hệ thống men
(trong nguyên liệu và trong vi sinh vật) hoạt động yếu đi dẫn đến kìm hãm những
biến đổi về lý, hóa, sinh trong thực phẩm tươi và hoạt động của vi sinh vật. Ở
nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm bị ức chế. Trong phạm vi
nhiệt độ bình thường cứ giảm 100C thì tốc độ phản ứng giảm xuống 1/2 đến 1/3
lần. Do đó, thực phẩm lâu hư hỏng hơn.
3. Lạnh đông
Năm 1975 nhà bác học Nga Lômônôxốp trong một luận án nổi tiếng “Bàn
về nguyên nhân nóng lạnh” đã cho rằng “Quá trình sống và thối rữa được tăng
lên do nhiệt độ cao (tăng nhiệt độ) và chậm đi do nhiệt độ thấp (hạ nhiệt độ)”.
Thật vậy do sự biến đổi của thực phẩm thường tăng nhanh ở nhiệt độ cao (40-
500C) cho đến khi bị hư hỏng, do hoạt hoá của men phân giải của bản thân sản

phẩm và vi sinh vật làm hư hại hoàn toàn sản phẩm, gây độc tính và mùi lạ.
Bảo quản lạnh và lạnh đông thường được áp dụng cho các sản phẩm dể bị
hư hỏng hoặc các sản phẩm cần được bảo quản trong một khoảng thời gian dài,
hay cần vận chuyển đi xa mà vẫn giữ được độ tươi ngon của thực phẩm.
 Tiến trình lạnh đông
Lạnh đông là tiến trình chuyển đổi hầu hết lượng nước trong sản phẩm cần
bảo quản thành nước đá. Điểm lạnh đông phụ thuộc vào nồng độ chất hòa tan
trong dung dịch. Ví dụ điểm lạnh đông tiêu biểu của thủy sản là -1oC đến -2oC.
Ba giai đoạn của quá trình lạnh đông:
- Giai đoạn đầu: Trong suốt giai đoạn đầu của quá trình làm lạnh, nhiệt độ
giảm nhanh xuống dưới điểm lạnh đông của nước (0oC). Khi đó lượng nhiệt tách
ra lớn.
- Giai đoạn hai: Trong giai đoạn này, một lượng lớn nước liên kết chuyển
thành nước đá, sự thay đổi nhiệt độ rất ít và giai đoạn này được gọi là giai đoạn
ngưng nhiệt.
- Giai đoạn ba: Trong giai đoạn ba có khoảng 3/4 nước được chuyển đổi tạo
thành nước đá, nhiệt độ một lần nữa bắt đầu giảm và trong suốt giai đoạn này hầu
như lượng nước còn lại đóng băng. Một lượng nhỏ nhiệt đã được tách ra.
4. Những tác động không tốt đến thực phẩm
Nhóm 2 12
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Khi nước kết tinh sẽ dãn nỡ thể tích, thường làm rách vỡ cấu trúc bên trong
của thực phẩm, dẫn đến làm thay đổi một số tính chất của nó. Quá trình kết tinh
nước làm tăng tốc độ mất nước, đồng thời có thể gây biến tính những chất dinh
dưỡng có liên kết tốt với nước, dẫn đến làm giảm mùi vị, khả năng hút nước và
giữ nước của thực phẩm, ngoài ra nó còn thay đổi màu sắc của thực phẩm.
Cháy lạnh là một tình trạng xảy ra khi thực phẩm đông lạnh đã bị hư hỏng
do mất nước và oxy hóa, do không khí tiếp xúc thực phẩm. Nó thường được gây
ra bởi bao bì không đạt chuẩn (không kín) trong quá trình lạnh đông và bảo quản.
Cháy lạnh làm cho protein bị biến tính không thuận nghịch, gây biến đổi sâu sắc

về chất lượng thực phẩm. Tình trạng này chủ yếu được gây ra bởi sự thăng hoa.
Nước bốc hơi ở mọi nhiệt độ. Khi các phân tử nước liên tục dao động trong các
loại thịt và rau quả được lưu trữ trong tủ đông lạnh di chuyển đến bề mặt, các
tinh thể băng bên ngoài của các thực phẩm rắn được hình thành. Các phần này
liền bị mất độ ẩm, trở nên khô và trông như bị cháy.
Hình 1: Cháy lạnh gặp ở thịt đông lạnh
Ở nhiệt độ đông lạnh không thể có sự phát triển của vi khuẩn, mặc dù các
vi khuẩn còn lại và hoạt động của enzyme nội sinh như lipase có thể tiếp tục tồn
tại và cuối cùng là gây hư hỏng sản phẩm. Trong công nghệ chế biến rau quả
không được chần ở chế độ hợp lý các enzim như polyphenoloxidase,
lipoxigenase gây ra sự nâu hoá và mất mùi rất nghiêm trọng, làm giảm tính cảm
quan của sản phẩm. Chlorophyl bị phân huỷ chậm đưa đến hình thành
pheophytin màu nâu ngay cả trên rau đã được chần. Còn trên quả, pH bị thay đổi
do sự kết tủa dẫn đến hiện tượng biến đổi màu của sản phẩm do anthocyanin.
Phần lớn các loại rau bị bạc trắng sau khi làm đông lạnh là do nhiệt độ lạnh làm
mất hoạt tính của enzim. Điều này được giảm bớt trong trường hợp của trái cây
và rau bởi sự làm trắng trước khi lạnh đông để vô hoạt enzyme oxi hóa
Nhóm 2 13
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
polyphenol nội sinh cáí mà sẽ gây mất màu sản phẩm trong suốt quá trình bảo
quản bằng cách này hay cách khác.
Trong quá trình làm lạnh cũng gây ra hiện tượng mất trọng lượng do sự bay
hơi nước nhất là những thực phẩm không được bao gói. Cấu trúc của thực phẩm
thay đổi nhiều hay ít tùy theo phương pháp bảo quản, hình thái thực phẩm bị biến
dạng, tế bào đóng băng từ từ. Nếu làm lạnh chậm, nước và dịch hoạt trong thực
phẩm đóng băng dần dần, các chất hòa tan gian bào kết tinh dần, làm thay đổi áp
suất thẩm thấu, nước và dịch hoạt chưa đóng băng dồn về một phía sau đó bị
đóng băng tiếp, chèn ép nhau làm cho hình thái thực phẩm bị biến dạng, một số
tế bào bị phá vỡ.
5. Tác động của phương pháp đến vi sinh vật trong thực phẩm

5.1. Tạo tinh thể đá
Sự kết tinh nước là một hiện tượng cơ bản làm thay đổi các tính chất của
thực phẩm, nước chuyển sang trạng thái rắn làm mất đi môi trường lỏng cho sự
hoạt động của vi sinh vật và các enzym trong thực phẩm. Sự giảm mức năng
lượng do kết tinh của nước rất lớn so với các quá trình giảm nhiệt độ, đây là
những yếu tố chủ yếu dẫn đến tiêu diệt hoặc kìm hãm hoạt động sống của vi sinh
vật, hạn chế tác động của enzym. Do đó, làm giảm đi rất nhiều những biến đổi
hóa học xảy ra trong thực phẩm.
5.2. Sốc nhiệt lạnh
Nhiệt độ thấp được sử dụng để ức chế sự sinh trưởng và phát triển của vi
sinh vật. Ở nhiệt độ -20°C hay thấp hơn, vật phẩm bị đông lạnh, vi sinh vật bị
đình chỉ sinh trưởng. Một số vi sinh vật bị chết vì các tinh thể băng là phá vỡ
màng tế bào, nhưng lạnh sâu không làm ngừng hẳn sự sinh trưởng của các vi sinh
vật nhiễm trên vật phẩm. Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động của các men phân
giải nhưng không tiêu diệt được chúng. Nhiệt độ xuống dưới 0
o
C, phần lớn hoạt
động của enzim bị đình chỉ. Đáng mừng là phần lớn các vi sinh vật gây bệnh là
thuộc loại ưa ấm (mesophilic) và không sinh trưởng được ở nhiệt độ 4°C. Các vật
giữ lạnh bị hư hỏng bởi các vi khuẩn ưa lạnh (psychrophilic) và chịu lạnh
(psychrotrophic) nhất là khi có tồn tại nước.
Nhóm 2 14
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Cơ chế chính của sốc lạnh dường như là hư hỏng màng gây ra bởi những
thay đổi từng giai đoạn trong màng lipid mà tạo ra sự ưa nước thông qua đó tế
bào chất có thể bị thoát ra ngoài. Các mức độ sốc về sự thay đổi độ lạnh phụ
thuộc vào một số yếu tố như sinh vật (Gram (-) nhạy cảm hơn Gram (+)), giai
đoạn tăng trưởng (ở giai đoạn đầu thì tế bào dễ bị hơn khi tế bào đã phát triển
hoàn chỉnh), sự chênh lệch nhiệt độ (nhiệt độ càng lớn càng có nhiều thiệt hại),
và tăng trưởng trung bình (các tế bào phát triển trong môi trường phức tạp có sức

đề kháng nhiều hơn).
Như vậy, muốn diệt trừ vi sinh vật bằng lạnh là rất khó khăn đòi hỏi phải
hạ nhiệt độ rất thấp và phải thực hiện thật nhanh và đột ngột. Tuy nhiên việc tiêu
diệt một phần và hạn chế sự hoạt động và phát triển của chúng thì nhiệt độ thấp
lại có tác dụng rất lớn Vì vậy, để hạn chế sự biến đổi thực phẩm ở nhiệt độ thấp
người ta thường kết hợp bảo quản ở nhiệt độ thấp với bảo quản bằng hóa chất
hoặc kết hợp với tiệt trùng bằng tia tử ngoại, tia phóng xạ.
5.3. Tốc độ làm lạnh
Mức độ vi khuẩn bị tiêu diệt cũng được xác định bằng tốc độ làm lạnh. Gây
chết tối đa vi khuẩn được thực hiện bằng cách lạnh đông chậm, mặc dù có rất ít
hoặc không có các sinh vật vượt qua hiện tượng sốc lạnh, hoặc khi tiếp xúc với
chất tan nồng độ cao. Khi tốc độ hạ nhiệt độ trong quá trình làm lạnh càng nhanh
thì sự sinh trưởng của vi sinh vật bị ức chế càng mạnh.
6. Sự thích nghi của vi sinh vật trong môi trường nhiệt độ thấp
6.1. Các loài vi sinh vật ưa lạnh và chịu lạnh
Nấm men ở trạng thái hoạt động, nấm mốc và những vi khuẩn Gram âm
phần lớn bị phá huỷ dễ dàng ở nhiệt độ đông lạnh. Bắt đầu từ nhiệt độ -6
÷
-8
o
C
thì hệ thống nấm men bị tiêu diệt phần lớn nhưng một số nấm mốc vẫn còn hoạt
động. Các vi khuẩn Gram (+) và các bào tử của nấm mốc chống chịu tốt với tồn
trữ lạnh đông. Các bào tử của vi khuẩn ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh. Tuy
nhiên một số men như lipaza, trypsin, catalaza ở nhiệt độ -191
o
C cũng không bị
phá huỷ. Đối với các loại độc tố thì nhiệt độ thấp không có tác dụng làm biến đổi.
6.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật
Nhóm 2 15

Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Cũng giống như các sinh vật khác, nhiệt độ của môi trường cũng có ảnh
hưởng rất lớn đối với vi sinh vật. Trên thực tế, do vi sinh vật thường là các sinh
vật đơn bào cho nên chúng rất mẫn cảm với sự biến hóa của nhiệt độ, và thường
bị biến hóa cùng với sự biến hóa về nhiệt độ của môi trường xung quanh.
 Một nhân tố quyết định ảnh hưởng của nhiệt độ đối với sự sinh trưởng
của vi sinh vật đó là tính mẫn cảm với nhiệt độ của các phản ứng xúc tác nhờ
enzym. Nhiệt độ thấp (dưới vùng sinh động học), vi sinh vật bị vô hoạt, và nhiệt
độ rất thấp vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt. Trong phạm vi nhiệt độ thấp, khi nhiệt độ
tăng lên sẽ làm tăng tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật, vì phản ứng xúc tác nhờ
enzyme cũng giống như các phản ứng hóa học nói chung, khi nhiệt độ tăng lên
10
o
C tốc độ phản ứng sẽ tăng gấp đôi. Vì các phản ứng trong tế bào đều tăng cho
nên toàn bộ hoạt động trao đổi chất sẽ tăng lên khi nhiệt độ cao hơn, và vi sinh
vật sẽ sinh trưởng nhanh hơn. Lúc nhiệt độ tăng lên đến một mức độ nhất định
thì nhiệt độ càng tăng tốc độ sinh trưởng càng giảm. Khi nhiệt độ tăng quá cao vi
sinh vật sẽ chết. Khi nhiệt độ quá cao sẽ gây ra sự biến tính của enzym, của các
thể vận chuyển và các protein khác. Màng sinh chất sẽ bị tổn thương vì hai lớp
lipid sẽ bị hòa tan. Do đó, mặc dầu ở nhiệt độ càng cao các phản ứng xúc tác tiến
hành càng nhanh nhưng do các nguyên nhân nói trên mà tế bào bị tổn thương đến
mức khó hồi phục và dẫn đến việc ức chế sinh trưởng.
Tại điều kiện nhiệt độ rất thấp màng sinh chất bị kết đông lại, enzyme cũng
ngừng hoạt động. Nói chung, nếu vượt quá nhiệt độ tốt nhất đối với vi sinh vật,
chức năng và kết cấu tế bào đều bị ảnh hưởng.
Do ảnh hưởng hai mặt, vừa có lợi vừa có hại của nhiệt độ đối với vi sinh vật
mà có thể xác định các loại nhiệt độ cơ bản (cardinal temperaturre) đối với sự
sinh trưởng của vi sinh vật. Đó là nhiệt độ thấp nhất (minimum), nhiệt độ tốt nhất
(optimum) và nhiệt độ cao nhất (maximum) đối với sự sinh trưởng.
Nhóm 2 16

Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Hình 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật
(Theo sách của Prescott, Harley và Klein)
Mặc dầu đường biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đối với sinh trưởng của vi
sinh vật là phụ thuộc vào từng vi sinh vật, từng điều kiện khác nhau nhưng nhiệt
độ tốt nhất thường gần với nhiệt độ cao nhất hơn là so với nhiệt độ thấp nhất. Ba
nhiệt độ cơ bản của cùng một loài vi sinh vật không phải là cố định mà thường
phụ thuộc vào pH, thức ăn và các nhân tố khác. Nhiệt độ cơ bản của các vi sinh
vật khác nhau là khác nhau rất nhiều. Nhiệt độ tốt nhất có thể thấp từ 0
o
C tới
75
o
C. Nhiệt độ thấp nhất để sinh trưởng có thể đến -20
o
C. Nhiệt độ cao nhất có
thể vượt quá 100
o
C. Đối với số đông vi sinh vật thì phạm vi nhiệt độ sinh trưởng
thường trong khoảng 30
o
C.
 Nhiệt độ thấp không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến sinh trưởng
của vi sinh vật. Ngoài nhiệt độ ra chúng còn bị ảnh hưởng do sự loại nước ở dạng
băng làm cho hoạt độ nước trong thực phẩm thấp. Lúc này, nhân tố chủ yếu
quyết định phạm vi sinh trưởng này có thể là nước. Ngay trong điều kiện tối cực
đoan thì vi sinh vật cũng cần có nước ở trạng thái dịch thể mới có thể sinh
trưởng. Nước là một thành phần không thể thiếu trong cơ thể sống cũng như
trong tế bào vi sinh vật. Tất cả các phản ứng xảy ra trong tế bào vi sinh vật đều
đòi hỏi sự có mặt của nước. Mỗi vi sinh vật thường có một a

w
tối thích và một a
w
tối thiểu, một số vi sinh vật có thể phát triển trong môi trường có áp suất thẩm
thấu cao người ta gọi nó là vi sinh vật chịu áp.
Hiệu quả gây chết ở nhiệt độ từ – 4÷ –10
o
C cao hơn đáng kể so với nhiệt độ
thấp từ -15÷30
o
C. Điều này có thể được lý giải do hoạt độ của nước (a
w
) thấp
Nhóm 2 17
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
trong điều kiện nhiệt độ thấp và khả năng chống chịu của vi sinh vật cao hơn ở
những giá trị a
w
thấp hơn.
Bảng 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hoạt độ của nước trong sản
phẩm lạnh đông
Hình thành các tinh thể nước đá lớn và tiếp xúc kéo dài tạo áp lực cao với
áp suất thẩm thấu trong tế bào làm mất các chất trong tế bào vi sinh vật, gây ảnh
hưởng đến sự phát triển của chúng.
6.3. Sự thích nghi của vi sinh vật ở môi trường nhiệt độ thấp
 Vi sinh vật ưa lạnh (Psychrophile): Đó là các vi sinh vật có thể sinh
trưởng ở 0
o
C, sinh trưởng tốt nhất ở 15
o

C hay thấp hơn, nhiệt độ cao nhất chỉ là
khoảng 20
o
C. Vi sinh vật ưa lạnh thông qua nhiều loại phương thức để thích ứng
được với môi trường lạnh. Chúng phát huy cơ chế rất tốt để tổng hợp protein,
enzym, các hệ thống vận chuyển. Màng tế bào của vi sinh vật ưa lạnh có chứa
nhiều các acid béo không bão hòa, có thể giữ được trạng thái chất bán lỏng
(semifluid) khi gặp lạnh. Tuy nhiên nhiều vi sinh vật ưa lạnh ở nhiệt độ cao hơn
20
o
C màng tế bào sẽ bị phá hại.
Nhiều vi sinh vật sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt độ 20
÷
30
o
C, nhiệt độ cao nhất
là cao hơn 35
o
C, nhưng chúng vẫn có thể sinh trưởng trong điều kiện 0
÷
7
o
C.
Chúng thuộc về nhóm ưa lạnh không bắt buộc. Những vi khuẩn và nấm thuộc
nhóm này là nguyên nhân chính làm hư hỏng thực phẩm giữ lạnh.
Các vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm và gây ngộ độc thực phẩm thuộc loại
ưa lạnh vẫn còn là một mối quan tâm bởi vì chúng có protein thích nghi lạnh và
các lipid tạo thành màng làm cho chúng dễ dàng phát triển ở nhiệt độ thấp. Khi
nhiệt độ hạ xuống, các màng tế bào trải qua một giai đoạn chuyển tiếp từ trạng
thái tinh thể lỏng sang trạng thái gel không linh động, trong đó vận chuyển chất

tan bị hạn chế. Nhiệt độ của quá trình chuyển đổi này là thấp hơn trong các loài
Nhóm 2 18
Nhiệt độ (oC) aw
0
-5
-10
-15
-20
-40
1
0.953
0.907
0.864
0.823
0.68
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
ưa lạnh phần lớn là do kết quả của các chuỗi axit béo bậc cao không bão hòa,
mạch ngắn trong màng lipid của chúng. Nếu một số sinh vật được cho phép để
thích ứng với sự tăng trưởng ở nhiệt độ thấp chúng sẽ tăng tỷ lệ các thành phần
trong màng của nó.
Một số loài vi sinh vật có khả năng tự điều chỉnh hoạt động sống khi nhiệt
độ giảm, cơ thể giảm các hoạt động sống đến mức nhu cầu bình thường của điều
kiện môi trường trong một khoảng thời gian nhất định. Khi tăng nhiệt độ, hoạt
động sống của chúng phục hồi.
 Bào tử
Khi găp điều kiện bất lợi, vi sinh vật (thường là vi khuẩn) sẽ hình thành nội
bào tử. Nội bào tử không phải là bào tử sinh sản, thường thấy ở vi khuẩn, nằm
bên trong cơ thể chúng, mỗi vi khuẩn chỉ có một nội bào tử, hình thành khi gặp
điều kiện bất lợi. Nội bào tử được cấu tạo đặc biệt, giúp vi khuẩn chống lại các
tác động của môi trường và sống sót. Đó là hình thức tiềm sinh của vi khuẩn. Khi

môi trường trở nên thuận lợi, chúng tái tạo trở lại và tiếp tục sinh trưởng, phát
triển
Hình 3: Cấu tạo nha bào vi khuẩn
. Bào tử có khả năng đề kháng mạnh với điều kiện khắc nghiệt của môi
trường, nhờ:
- Phức hợp acid dipicolinic-calcium có thể ổn định thành phần acid nucleic
của bào tử.
- Nước trong bào tử ở trạng thái liên kết nên không thể làm biến tính protein
khi tăng nhiệt độ môi trường.
Nhóm 2 19
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
- Các enzyme và chất hoạt động sinh học trong bào tử đều tồn tại ở trạng
thái không hoạt động nên hạn chế sự trao đổi chất của bào tử đối với môi trường
ngoài.
- Với cấu trúc có nhiều lớp màng bọc và tính ít thấm của các lớp màng, làm
cho các hóa chất độc, chất sát trùng khó có thể xâm nhập vào và gây tác động
cho bào tử.
Trong lĩnh vực làm lạnh và bảo quản lạnh thì sự phát triển chủ yếu là vi sinh
vật ưa lạnh.
7. Rã đông
Rã đông là quá trình đưa thực phẩm từ nhiệt độ tồn trữ đông lạnh về nhiệt độ
0
o
C. Rã đông còn gọi là quá trình ngược của quá trình lạnh đông, đưa thực phẩm
trở lại trạng thái ban đầu vốn có của nó. Có hai phương pháp rã đông là rã đông
chậm và rã đông nhanh.
Bảng 2: So sánh hai phương pháp rã đông chậm và rã đông nhanh
Phương pháp rã đông Rã đông chậm Rã đông nhanh
Tác nhân gây rã đông Không khí Nước lạnh
Mức độ nhiễm vi sinh

vật
Mức độ nhiễm vi sinh vật
rất cao
Rã đông nhanh ngăn chăn
được sự thâm nhập và
phát triển của vi sinh vật
Mức độ hư hỏng thực
phẩm
Thực phẩm có thể bị hư
hỏng bởi vi sinh vật
Hạn chế tổn thất dịch bào
và khối lượng thực phẩm
Thời gian 24 – 36h. 10 phút – 2h.
Nhiệt độ 160C. 6 – 80C.
Vì trong quá trình đông lạnh, do sự hình thành của các tinh thể đá trong
thực phẩm khiến cho hình thái thực phẩm bị biến dạng, một số tế bào bị phá vỡ
nên khi giải lạnh thực phẩm để sử dụng, phải để thực phẩm giải đông từ từ vì
thực phẩm dễ bị vỡ, các chất dinh dưỡng theo nước chảy ra ngoài làm giảm giá
trị thực phẩm.

KẾT BÀI
Nhóm 2 20
Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp GVHD: Ths Đào Hồng Hà
Phương pháp lạnh giữ được nhiều những tính chất ban đầu của sản phẩm
như màu sắc, hương vị và đặc biệt giữ được nhiều nhất giá trị dinh dưỡng của
thực phẩm tươi sống. Vì vậy, phương pháp lạnh có ý nghĩa to lớn trong việc dự
trữ nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, tăng khả năng điều hòa, cung cấp thực
phẩm tươi sống cho các thành phố lớn và các khu đông dân, tạo điều kiện thuận
lợi cho việc giao lưu hàng hóa thực phẩm trong và ngoài nước. Dựa vào kết quả
nghiên cứu được ta có thể lựa chọn chế độ bảo quản lạnh phù hợp với từng loại

thực phẩm, biết được những biến đổi có lợi cũng như bất lợi xảy ra trong suốt
quá trình bảo quản mà ta điều chỉnh quá trình một cách hiệu quả để chất lượng
thành phẩm là tốt nhất. Tuy vậy, trong khuôn khổ nội dung của đề tài, nhóm
chúng em không thể trình bày sâu về công nghệ lạnh mà chỉ tập trung chủ yếu
nội dung về vi sinh và tác động tới thực phẩm. Để hiểu kỹ hơn về vấn đề này,
ngoài nội dung bài tiểu luận các bạn nên tìm hiểu thêm. Tóm lại, kỹ thuật lạnh có
vai trò rất quan trọng đối với nền kinh tế nước ta, vì vậy, hiểu sâu về kỹ thuật này
là góp phần vào công cuộc làm giàu cho đất nước, đưa đất nước đi lên.
Nhóm 2 21