VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM

CHƯƠNG 1 : VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG SẢN
XUẤT THỰC PHẨM
 Nước là một thành phần khá quen thuộc trong tự nhiên . Nước được cung cấp cho
mọi lĩnh vực của đời sống từ tưới tiêu trong nông nghiệp đến cả các ngành của công nghiệp .
Nước còn cung cấp cho việc sinh hoạt của con người và cả tham gia vào sản xuất . Khoảng 20-
25 % nước được sử dụng vào công nghiệp và góp phần vào ngành công nghiệp thực phẩm là
khoảng từ 1-3 %
Hình 1.1 : Nước và đời sống [ 3 ]
 Nước có vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống của con người . Nước là hợp phần
chiếm tới 60% cơ thể người và cũng là một hợp phần phong phú nhất trong các thực phẩm ở
trạng thái tự nhiên trừ ngũ cốc . Nước là một nguyên liệu cần thiết không thể thiếu được đối với
ngành công nghiệp thực phẩm .
Bảng sau đây cho ta một tổng quan về nước sử dụng trong toàn bộ quá trình sản xuất
thực phẩm :
Bảng 1.1 : Nhu cầu tiêu thụ nước của toàn bộ quá trình sản xuất một số thực phẩm tại
Canada [ 3 ]
Thực phẩm Lượng Lượng nước dùng ( lit )
Thịt bò 1 kg 16000-100000
Gạo 1 kg 3000 - 4500
Lúa mì 1 kg 1350-1500
Sữa 1 lit 990-1000
Khoai tây 1 kg 500
Cà phê 1 tách 140
Bia 1 lit 25
1
 Nước tham gia vào ngành công nghiệp thực phẩm trong hai vai trò : một là nước
tham gia vào thành phần của các nguyên liệu thực phẩm và hai là nước tham gia vào quá trình
sản xuất thực phẩm như xử lý nguyên liệu , …
1.1. Nước là thành phần chính trong nhiều loại thực phẩm :
 Nước là thành phần chính của hầu hết các nguyên liệu trong sản xuất thực phẩm
Bảng 1.2 : Hàm lượng nước trong một số thực phẩm [ 1 ]

Thực phẩm Nước (%)
Thịt 65-75
Sữa 87
Rau , trái cây 70-90
Bánh mì 35
Mật ong 20
Bơ ,
margarine
16-18
Bột ngũ cốc 12-14
Cà phê hạt
( rang )
5
Sữa bột 4
 Trong các sản phẩm thực phẩm : nước tồn tại ở dạng cả nước tự do và nước liên kết
 Dựa vào hàm lượng nước có thể chia các sản phẩm thực phẩm làm 3 nhóm :
- Nhóm các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước cao ( trên 40% )
- Nhóm các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước trung bình ( 10-40% )
- Nhóm các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước thấp ( dưới 10% )
1.2. Nước tham gia vào xử lý nguyên liệu :
Nước được dùng để nhảo rửa nguyên liệu , làm sạch và tham gia vào quá trình vận
chuyển sản phẩm , đóng gói sản phẩm , …
Bảng 1.3 : Nhu cầu tiêu thụ nước trong quá trình sản xuất : xử lý , đóng gói sản phẩm [4]
Sản phẩm Lượng
sản phẩm
Lượng nước dùng
(m
3
)
Bánh mì Tấn 2

Cá hộp Tấn 60
Bánh quy
Ngũ cốc
Mì
Tấn 8-15
Mứt
Chocolate
Phô mai
Đường
Tấn 20
Rau
Thịt đông
lạnh
Tấn 45-50
1.3. Nước tham gia vào tạo sản phẩm , xử lý sản phẩm
2
 Nước cũng là thành phần cơ bản của các sản phẩm như bia , nước giải khát , …
 Nước có thể là môi trường hỗ trợ cho các phản ứng hóa học xảy ra , hoặc là trực tiếp
tham gia vào phản ứng ( phản ứng thủy phân ) và trở thành thành phần của sản phẩm . Do đó ,
loại bỏ nước hay liên kết với bằng cách tăng nồng độ của muối hay đường có thể làm chậm
nhiều phản ứng xảy ra cũng như sẽ hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật , vì thế có thể bảo
quản và tăng thời hạn sử dụng của nhiều loại thực phẩm
Bảng 1.4 : Hàm ẩm ( tương ứng với khả năng giữ nước ) của một số thực phẩm và phụ gia
thực phẩm ở a
w
= 0,8 [ 1 ]
Thực phẩm Hàm ẩm (%) Phụ gia Hàm ẩm (%)
Đậu 16 Glycerol 108
Casein 19 Sorbitol 67
Tinh bột

(khoai tây)
20 Saccharose 56
NaCl 332
 Nước làm tăng cường các quá trình sinh học như hô hấp , nẩy mầm , lên men , …
 Nước cũng tham gia vào việc tạo cấu trúc và trạng thái của các sản phẩm thực phẩm
chế biến . Thông qua các tương tác vật lý với protein , polysaccharide , lipid và muối , nước đã
góp phần quan trọng trong việc tạo nên cấu trúc cũng như tăng cường chất lượng và tăng giá trị
cảm quan của thực phẩm . Tương tác giữa nước với các nhóm chức của protein giúp protein có
thể tạo được độ nhớt và độ hòa tan nhất định . Nước ảnh hưởng đến khả năng tạo gel , tạo bọt ,
tạo nhũ tương của protein . Ngoài ra , nước còn là chất hóa dẻo tinh bột , tạo độ dai , độ dẻo ,
đồ trong , tạo màng , tạo sợi cho nhiều sản phẩm thực phẩm .
1.4. Đốt nóng , làm lạnh các thiết bị , là chất tải nhiệt trong nồi 2 vỏ , nồi thanh trùng , nồi
hấp :
Nước còn đóng một vai trò khá quan trọng đó là chất điều hòa nhiệt để làm lạnh các
thiết bị . Đồng thời cũng là một chất đốt nóng các thiệt bị trong sản xuất . Bên cạnh đó , nước
còn là chất tải nhiệt trong nồi 2 vỏ , nồi thanh trùng , nồi hấp ,…
3
CHƯƠNG 2 : TIÊU CHUẨN NƯỚC DÙNG CHO
SẢN XUẤT THỰC PHẨM
Nước được sử dụng trong suốt dây chuyền sản xuất thực phẩm và cũng là một thành
phần trực tiếp của sản phẩm . Do đó chất lượng nước sẽ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và
hương vị của sản phẩm . Và từ đó sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng . An toàn thực
phẩm là một trong những vấn đề được quan tâm nhiều nhất trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm .
Việc thực phẩm sẽ đem lại nguồn dinh dưỡng cho con người hay thực phẩm gây ngộ độc cho
con người sẽ được kiểm tra khá gắt gao . Vì thế để an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe con
người , cần phải có nguồn nước cung cấp cho sản xuất thực phẩm đạt chất lượng . Nước dùng
cho sản xuất thực phẩm phải đạt được và đáp ứng các chỉ tiêu hay tiêu chuẩn được đề ra . Chất
lượng nước có thể sử dụng cho sản xuất thực phẩm được đánh giá thông qua 5 thành phần :
- Các chỉ tiêu cảm quan
- Tính phóng xạ

- Thành phần vô cơ
- Thành phần hữu cơ
- Vi sinh vật
Ngoài 5 chỉ tiêu đánh giá nêu trên , người ta còn quy định 1 chỉ tiêu nữa là hóa chất khử trùng
và sản phẩm phụ dành cho nước đã qua xử lý
2.1. Các chỉ tiêu cảm quan :
Bảng 2.1 : Thông số các chỉ tiêu cảm quan [ 2 , 6 ]
2.1.1. Màu sắc :
 Màu sắc của nước là do các chất bẩn và các chất lơ lửng trong nước tạo nên , các chất
lơ lửng này có thể là thực vật , có thể là các chất vô cơ , cũng có thể là các chất hữu cơ dưới
dạng keo .
 Các hợp chất sắt , mangan không hòa tan thường làm nước có màu nâu đỏ ; các chất
mùn humic tạo cho nước có màu vàng còn các loại thủy sinh làm cho nước có màu xanh lá cây .
Nước bị nhiểm bẩn bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc màu đen
.
 Nước dùng trong sản xuất thực phẩm được quy định giới hạn tối đa là 15 TCU . TCU
là chữ viết tắt của tiếng Anh True Colour Unit , mà ở đây người ta thường dùng đơn vị đo độ
màu là Platin – Cobalt . Độ màu tối đa là 15 TCU có nghĩa là độ màu tối đa trong nước cho
phép là 15 mgPt/L . Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra
và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc . Trong khi đó , để loại bỏ màu thực của nước ( do
các chất hoà tan tạo nên ) phải dùng các biện pháp hoá lý kết hợp .
4
 Độ màu của nước không gây độc hại đến sức khỏe nhưng ảnh hưởng đến tính
chất cảm quan . Nước có độ màu cao thường gây khó chịu về mặt cảm quan . Với các quy
trình xử lý như sục khí ozôn , clo hóa sơ bộ , keo tụ , lắng lọc có thể làm giảm độ màu của nước
. Cần lưu ý , khi nguồn nước có màu do hợp chất hữu cơ , việc sử dụng Clo có thể tạo ra chất
mới là trihalomethane có khả năng gây ung thư .
2.1.2. Mùi vị :
 Mùi vị trong nước thường do các hợp chất hoá học , chủ yếu là là các hợp chất hữu
cơ hay các sản phẩm từ các quá trình phân huỷ vật chất gây nên . Nước thiên nhiên có thể có

mùi đất , mùi tanh , mùi thối . Nước sau khi tiệt trùng với các hợp chất clo có thể bị nhiễm mùi
clo hay clophenol .
 Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hoà tan , nước có thể có các vị
mặn , ngọt , chát , đắng , …
 Nước giếng ngầm : mùi trứng thối là do có khí H
2
S , kết quả của quá trình phân hủy
các chất hữu cơ trong lòng đất và hòa tan vào mạch nước ngầm . Có mùi tanh của sắt và
mangan .
 Nước mặt ( sông , suối , ao hồ ): mùi tanh của tảo là do sự xuất hiện của các loại tảo
và vi sinh vật . Trong trường hợp này nước thường có màu xanh .
 Nước máy : mùi hóa chất khử trùng ( clo ) còn dư lại trong nước .
Mùi vị khác lạ sẽ gây cảm giác khó chịu khi dùng nước . Tuỳ theo loại mùi vị mà có cách
xử lý phù hợp như dùng hóa chất diệt tảo trong ao hồ , keo tụ lắng lọc , hấp phụ bằng
than hoạt tính , …
2.1.3. Độ đục :
 Độ đục là một thuật ngữ dùng để chỉ tất cả những thứ trôi nổi trong nguồn nước ,
đánh giá sự có mặt các chất lơ lửng trong nước ảnh hưởng đến độ truyền sáng . Khi trong
nước có các vật lạ như các chất huyền phù , các hạt cặn đất cát , các vi sinh vật , … khả
năng truyền ánh sáng bị giảm đi . Độ đục có ở hầu hết tất cả các nguồn nước bề mặt nhưng
không tồn tại trong nước ngầm trừ những giếng nông và các dòng suối sau các cơn mưa lớn .
Độ đục làm cho nước không trong và trông như có các cặn bẩn . Các chất không tan như cát ,
đất sét , tảo , kể cả vi sinh vật ... hay sắt làm cho nước có bị đục . Độ đục có thể gây ra các vết
gỉ ở các chậu rửa và các đồ dùng khác cũng như làm mất màu quần áo len . Nước mặt thường
có độ đục 20 -100 NTU , mùa lũ có khi cao đến 500 – 600 NTU .
 Nước đục gây cảm giác khó chịu cho người dùng và có khả năng nhiễm vi sinh .
Tiêu chuẩn nước dùng cho sản xuất thực phẩm quy định độ đục nhỏ hơn 5 NTU , nhưng
giới hạn tối đa của nước uống chỉ là 2 NTU . Các quy trình xử lý như keo tụ , lắng , lọc góp
phần làm giảm độ đục của nước .
 Đơn vị đo đục thưòng là mg SiO

2
/L , NTU , FTU , JTU ; trong đó đơn vị NTU và
FTU là tương đương nhau .
NTU : Nephelometric Turbidity Unit
FTU : Formazin Turbidity Unit
JTU : Jackson Turbidity U nit
5
Hình 2.1 : Độ đục của nước [ 5 ]
2.2. Tính phóng xạ :
Bảng 2.2 : Thông số các chỉ tiêu tính phóng xạ theo tiêu chuẩn TCVN , WHO , EPA
[ 2 , 6 ]
 Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất phóng xạ trong nước tạo nên
.Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên , các chất này có thời gian bán phân huỷ
rất ngắn nên nước thường vô hại . Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từ nước thải và không
khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép .
 Hai thông số tổng hoạt độ phóng xạ α và β thường được dùng để xác định tính phóng
xạ của nước . Các hạt α bao gồm 2 proton và 2 neutron có năng lượng xuyên thấu nhỏ , nhưng
có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hoá , gây tác hại cho cơ thể do tính
ion hoá mạnh . Các hạt β có khả năng xuyên thấu mạnh hơn , nhưng dễ bị ngăn lại bởi các lớp
nước và cũng gây tác hại cho cơ thể .
 Ờ Việt Nam , theo bộ tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN ) tổng hoạt độ phóng xạ α và
β trong sản xuất thực phẩm được quy định lần lượt là 3 và 30 pCi/L còn ở EPA và WHO
quy định chặt chẻ hơn trong giới hạn để sản xuất các loại nước giải khát và nước uống ở
mức tối đa lần lượt là 0.1 và 1 Bq/L
pCi/L : Picocuri/L
Bq/L : Becquerel/L
6
 Ngoài ra ở tổ chức WHO còn có quy định về tính phóng xạ có một số chất phóng xạ
cụ thể .
Bảng 2.3 : Thông số các chỉ tiêu về độ phóng xạ của một số đồng vị phóng xạ trong

nước theo tiêu chuẩn WHO [ 6 ]
7
2.3. Thành phần vô cơ : Các chỉ tiêu về thành phần vô cơ bao gồm cả hàm lượng tối
đa các chất tồn tại ở dạng phân tử lẫn dạng ion
2.3.1. Bảng thông số các chỉ tiêu thành phần vô cơ :
Bảng 2.4. Thông số các chỉ tiêu về thành phần vô cơ [ 2, 5 , 6 ]
Tên chỉ
tiêu
Đơn vị
tính
Giới hạn tối đa
TCVN
Giới hạn tối đa
WHO
Giới hạn tối đa
FAO
TDS mg/L 1000 1000 1000
DO mg/L 6 - 5
Độ cứng mg/L 300 300 300
pH 6 – 8.5 6 - 8 6 - 8
Al mg/L 0.2 0.1 0.2
As mg/L 0.01 0.01 0.01
B mg/L 0.3 0.5 0.5
Ba mg/L 0.7 0.7 -
Cd mg/L 0.003 0.003 0.003
Cl
-
mg/L 250 250 250
CN
-

mg/L 0.07 0.07 0.07
Cr mg/L 0.05 0.05 0.05
Cu mg/L 1 2 2
F
-
mg/L 1.5 1.5 1.5
Cr mg/L 0.05 0.05 0.05
Fe
(tính theo
Fe
2+
và Fe
3+
)
mg/L 0.5 0.3 0.3
H
2
S mg/L 0.05 0.05 0.05
8
Tên chỉ
tiêu
Đơn vị
tính
Giới hạn tối đa
TCVN
Giới hạn tối đa
WHO
Giới hạn tối đa
FAO
Hg mg/L 0.001 0.006 0.001

Mn mg/L 0.5 0.4 0.5
Mo mg/L 0.07 0.07 0.07
Na mg/L 200 200 200
NH
3
(tính theo N)
mg/L 1.5 1.5 1.5
Ni mg/L 0.02 0.07 0.02
NO
2
-
(tính theo N)
mg/L 3 3 3
NO
3
-
(tính theo N)
mg/L 50 50 50
Pb mg/L 0.01 0.01 0.01
Sb mg/L 0.005 0.005 0.005
Se mg/L 0.01 0.01 0.01
SO
4
2-
mg/L 250 250 250
Zn mg/L 3 3 3
2.3.2.Tổng chất rắn hòa tan ( TDS ) :
 Tổng rắn hòa tan ( TDS ) khổng kể đến ( không bao gồm ) tổng rắn không hòa tan
(TSS ) là tổng số chất vô cơ và hữu cơ ( dạng phân tử , chất rắn bị ion hóa , chất rắn hòa tan hay
hạt cực nhỏ lơ lửng không thể lọc được ) . Phần lớn TDS là calcium , phosphate , nitrates ,

sodium , potassium , một số chất độc hại công nghiệp , thuốc trừ sâu rầy , cacbon,
bicacbonat , clorua , sulfate , magiê , sắt , mangan và một vài loại khác … và không bao
gồm các loại khí, các chất keo hay cặn ... Tuy nhiên , TDS không thể xem như hoàn toàn độc
hại mà bao gồm cả những nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể .
 Lượng các chất rắn hoà tan trong nước tự nhiên vào khoảng dưới 10 mg/L trong
nước mưa tới trên 100000 mg/L
TDS : Total Dissolved Solids
TSS : Total Suspended Solids
 Hiện nay có hai cách đo chính đối với TDS là gravimetry và Electrical
Conductivity . Gravimetry chính xác hơn bằng cách chưng khô nước rồi đo chất rắn cô đọng
lại ( chính xác tới 1 phần 10000 gam ) . Electrical Conductivity ( dựa vào độ dẫn điện tương
quan với hàm lượng chất rắn bị ion hóa trong nước ) kém chính xác hơn nhưng cho kết quả
nhanh và chi phí thấp .
 Trong phương pháp Electrical Conductivity : đo độ dẫn điện của nước (đơn vị đo là
µS/cm) ở 25
o
C . Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khoáng hoà tan trong
nước và dao động theo nhiệt độ . Và giữa hai đại lượng này có mối quan hệ với nhạu và có một
số hệ số quy đổi . Từ đó ta sẽ tính được TDS .
 Tiêu chuẩn nước cho sản xuất thực phẩm ( theo TCVN , WHO , FAO ) quy định
TDS nhỏ hơn 1000 mg/L nhưng theo tiêu chuẩn EPA của Mỹ thì tiêu chuẩn nước dùng để uống
phải có TDS nhỏ hơn 500 mg/L .
2.3.3. Hàm lượng oxy hòa tan ( DO ) :
 Oxy hòa tan trong nước phụ thuộc vào các yếu tố : nhiệt độ , áp suất và đặc tính của
nguồn nước ( thành phần hóa học , vi sinh , thủy sinh ) . Xác định lượng oxy hòa tan là phương
tiện để kiểm soát ô nhiễm và kiểm tra hiệu quả xử lý .
9
 Có sự khác nhau trong giới hạn hàm lượng oxy hòa tan trong nước theo 2 tiêu chuẩn
TCVN và FAO . Trong TCVN cho phép hàm lượng oxy hòa tan cao hơn ở mức tối đa là 6
mg/L trong khi đó tổ chức FAO chỉ cho phép ở mức độ tối đa là 5 mg/L . Còn ở WHO thì

không quy định tiêu chuẩn này , chỉ chỉ ra rằng hàm lượng này còn tùy thuộc vào nhiệt độ , áp
suất , …
2.3.4. Độ cứng :
 Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước . Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng ba loại khái niệm độ cứng :
- Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi và magie có trong
nước
- Độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca
2+
, Mg
2+
trong các muối
cacbonat và hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magiê có trong nước . Loại nước này
khi đun sôi sẽ tạo ra các kết tủa CaCO
3
hoặc MgCO
3
. Gọi là độ cứng tạm thời vì chúng
ta có thể giảm được nó bằng nhiều phương pháp đơn giản . Trong tự nhiên , độ cứng
tạm thời của nước cũng thay đổi thường xuyên dưới tác dụng của nhiều yếu tố , ví dụ
như nhiệt độ , …
- Độ cứng vĩnh cữu của nước do các loại muối sunfat hoặc clorua Ca , Mg tạo
ra . Độ cứng vĩnh cữu của nước thường rất khó xử lý và tạo ra nhiều hậu quả . Chỉ có
thể thay đổi bằng các phương pháp phức tạp và đắt tiền .
Thông thường người ta chỉ quan tâm đến độ cứng tạm thời của nước vì nó có ảnh hưởng nhiều
hơn là độ cứng vĩnh cữu . Có nhiều đơn vị đo độ cứng khác nhau , nhưng chủ yếu người ta
dùng 3 đơn vị đo: độ dH , mg đương lượng/L và ppm . Để đơn giản , khi đo độ cứng người ta
thường quy về 1 loại muối là CaCO
3
.

 Nước cứng thường cần nhiều xà phòng hơn để tạo bọt , hoặc gây hiện tượng
đóng cặn trắng trong thiết bị đun , ống dẫn nước nóng , thiết bị giải nhiệt hay lò hơi hoặc
gây các kết tủa ảnh hưởng đến sản phẩm . Ngược lại , nước cứng thường không gây hiện
tượng ăn mòn đường ống và thiết bị .
 Tùy theo độ cứng của nước người ta chia làm 4 loại :
Bảng 2.5 : Bảng độ cứng của nước [ 4 ]
Độ cứng Loại nước
0 – 50 mg/L Nước mềm
50 – 150 mg/L Nước hơi cứng
150 – 300 mg/L Nước cứng
> 300 mg/L Nước rất cứng
 Theo tiêu chuẩn nước sạch , độ cứng được quy định nhỏ hơn 350 mg/L . Đối với
nước dùng cho sản xuất thực phẩm , độ cứng nhỏ hơn 300 mg/L . Tuy nhiên , khi độ cứng
vượt quá 50 mg/L , trong các thiết bị đun nấu đã xuất hiện cặn trắng . Trong thành phần của độ
cứng , canxi và magiê là 2 yếu tố quan trọng thường được bổ sung cho cơ thể qua đường thức
ăn . Tuy nhiên , những người có nguy cơ mắc bệnh sỏi thận cần hạn chế việc hấp thụ canxi
và magiê ở hàm lượng cao .
2.3.5. pH :
 Độ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H
+
có trong dung dịch , thường được
dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước
10