Cẩm nang chất lượng về xử lý nhiệt và đóng gói vô trùng sản phẩm có hạn dùng dài bernhard von bockelmann
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (30.42 MB, 229 trang )
CÔNG TY TETRA PAK VIỆT NAM
Tác giả: TS. Bernhard von Bockelmann
TS. Irene von Bockelmann
Nhóm dịch giả: Vũ Thu Trang, Nguyễn Long Duy
ISO 9000
GMP
QACP
HACCP
■
§
CẨM NANG
Chất luựng về xử lý nhiệt
và đóng gói vô trùng
Sản phẩm có hạn dùng dài
NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
CÔNG TY TETRA PAK VIỆT NAM
Tác giả: TS. Bernhard von Bockelmann
TS. Irene von Bockelmann
Nhóm dịch giả: Vũ Thu Trang, Nguyễn Long Duy
CẨM NANG
Chất lượng về xử Ịý nhiệt
và đóng gói vô trùng
Sản phẩm có hạn dùng dài
' v p CÔNG TY TETRA PAK VIETNAM
TÍCHTẶNG. KHỔNG BÁN
0
NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
Thành phố Hồ Chí Minh - 2015
CÔNG TY TETRA PAK VIỆT NAM
CẨM NANG
Chất lượng về xử lý nhiệt và đóng gói vô trùng
Sản phẩm có hạn dùng dài
Chịu trách nhiệm xuất bàn
GIÁM ĐỐC - TỔNG BIÊN TẬP
PHẠM NGỌC KHÔI
Biên tập và sửa bản in: NGUYỄN QUỲNH ANH
Thiết kế và chế bản: CÔNG TY TNHH HÒA NHAN
NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
Địa chỉ: 70 Trần Hưng Đạo - Quận Hoàn Kiếm - TP. Hà Nội
ĐT: 04 3942 2443; Fax: 04 3822 0658
Website: http://w w w .nxbkhkt.com .vn Email: nxbkhkt@ hn.vnn.vn
CHI NHÁNH NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
Địa chỉ: 28 Đồng Khởi - Quận 1 - TP. Hồ Chí Minh
ĐT: 08 3822 5062
Đ Ơ N VỊ LIÊN KẾT - CÔNG TY TETRA PAK VIỆT N AM
Địa chỉ: Lầu 14, M etropolitan Building, số 235 Đồng Khởi - Quận 1 - TP. Hồ Chí Minh
In 5.000 bản, khổ A4, tại Công ty cố phần in Gia Định.
Địa chỉ: 9D Nơ Trang Long - Phường 7 -Q uận Bình Thạnh -TP.HỒ Chí Minh.
Số ĐKXB: 1044-2015/CXBIPH/01-40/KHKT.
Quyết định Xuất bản số: 54/QĐ-NXBKHKT, ngày 26/05/2015.
Mã ISBN: 978-604-67-0524 6.
In xong và nộp lưu chiểu Quý III năm 2015.
LỜI NÓI ĐẦU
Mục đích của cuôn sách này là giới thiệu một sô kiến thức đã thu
thập từ thực tê nhiêu năm qua trong công tác kiêm soat chất lượng và
đám bao chát lượng cho các sán phãm có hạn dùng dùi. Chúng tỏi nhận
thây có nhiêu yêu tô khác nhau như tiêu chuân cua nguyên vật liệu, thiết
bị sư dụng, công đoạn sán xuất, quy trình vận hành, cách lap đặt dãv
chuyên sán xuât... đêu anh hương đên chát lượng sán phàm. Vì vậy, sự
hiêu bìêt thâu đáo vê những yêu tô này là rát cân thiết đê có thê sán xuất
một sàn phâm có chát lượng cao. Trong cuốn sách, nhỏm tác già đã co
gang giới thiệu các kiên thức một cách dê hiéu, chù yếu tập trung vào các
khía cạnh vi sinh. Khái niệm HACCP (QACP) đã được sử dụng như một
mỏ hình cho công túc kiêm soát quá trình san xuất.
Các san phâm tiệt trùng UHT và đóng gói vô trừng trên thế giới đă
được sản xuất với số lượng lớn trong thời gian tương đoi dài. Nhưng tỏi
nay, các tài liệu săn có chi chủ yếu tập trung đề cập một sổ khía cạnh cụ
thẻ nào đỏ của sán phàm và các đặc tính của thiết bị, cũng như công
nghệ có liên quan. Dưcrng như còn thiếu một tài liệu trình bày một cách
tông quát hơn về các van đề này. Nhỏm tác giả hy vọng cuốn sách “Cấm
nung chất lượng vê xử lý nhiệt và đóng gỏi vô trùng - Sản phấm có hạn
dùng dài" sẽ giúp thu hẹp khoang cách đó.
Trong quá trình biên soạn, chúng tỏi dã tham kháo phần lớn các tài
liệu đa củ từ trước đủv cũng như sử dụng những dữ liệu mới. Thêm vào
dỏ, chúng tôi đưa vào trong cuốn sách những kinh nghiệm thực tiền được
tích lũy trong suôt 25 năm hoạt động trong lĩnh vực này.
Sách đẽ cập đên nhiêu chủ đê khác nhau, được sắp xếp thành từng
chương riêng biệt. Điều này có thê dẫn đến một sổ nội dung được nhắc
lọi, giai thích hay làm rồ hơn. Nhóm tác gia mong rang cuốn sách sẽ
phục vụ cho việc nâng cao hiên biết của bạn đọc về công nghệ sản xuất
các sán phàm có hạn dùng dcú với chat lượng cao.
Cuỏi cùng, chúng tôi xin bày tỏ sự cảm ơn đên các chuyên gia cùa
Tập đoàn Tetra Pak đã giúp đỡ trong công tác chuân bị sách và đóng
góp những ỳ kiên hêt sức giá trị về nội dung cùa cuốn sách. Đặc biệt xin
cam ơn ông Gõsta Odelberg, Giám đốc vùng phụ trách mang Tư vấn đám
bao chất lượng (FiSQA) và TS. Charles Sizer.
Ảkarp, tháng 8/1998
TS. Bernhard von Bockelmann
TS. Irene von Bockelmann
LỜI G IỚ I T H IỆ U
Câm nang chát lượng vê xử lý nhiệt và đỏng gói vô trùng đôi với các sán phàm thực phàm có
hạn dùng dài là một tài liệu học thuật và thực hành có giả trị trong việc phô cập kiến thức, thiết
kê san phâm, vận hành sản xuât cũng như đàm hảo chát lượng san phàm thực phàm.
Cóng nghẹ UHT ra đời và đã dược ừng dụng từ gần 100 năm nay, nhưng vần còn tồn tại như
một trong những quá trình cơ ban nhắt trong toàn hộ các dây chuyền sản xuất các loại thực
phàm /óng vô trừng, chú yếu là sữa và các loại nước trái cây.
Cuồn sách này trình bày một cách hệ thong về các nguyên lý hoạt động và cách thức tiêu diệt
các hệ vi sinh vật có trong thực phàm hằng nhiệt độ siêu cao và thời gian cực ngắn (tiệt trừng sán
phàm); nguyên lý hoạt động cua thiét bị chiết rót vô trùng, tiệt trùng bao bì bằng nhiệt và H 2O2Ỉ
nguyên ly tiệt trung thiết bị chế bién và tiệt trùng thiết bị chiết rót; nguyên lý vệ sinh thiết bị bàng
dòng hóa chát vệ sinh tuần hoàn; vật liệu bao bì phức họp của Tetra Pak (chương 1-5).
Đê thực hiện các nguyên lý đó, phái sử dụng các thiết bị, dây chuyền san xuất phù hợp
(chương 7), bao gôm cá môi trường sán xuât tốt như không gian nhà xưởng (chương 8).
Muôn đám bảo được chát lượng sán phâm thực phàm trong quá trình sản xuất chế biến, bao
gôm ca các quá trình xử lý nhiệt, cần thiết thực hiện một hệ thống kiêm soát chất lượng (QC), hệ
thống đám bao chất lượng (QA) và phân tích mối nguy và các diêm kiểm soát tói hạn (HACCP).
Các nội dung này được giới thiệu một cách tông quát cho người quan lý san xuất thực phàm,
trong dó có các sán phùm được sán xuất theo công nghệ UHT (chương 9-10). Cách điều tra
nguyên nhân gây hư hong sán phàm do vi sinh một cách hệ thống cũng được đề cập trong sách
nùv (chương I ì).
Mơ rộng các kiên thức và kinh nghiệm sư dụng UHT trong công nghệ ché biến sữa là các quy
trình công nghệ sán xuảt các sán phàm thực phàm có độ axit thấp (chương 12), các sản phàm
axit hóa (chương 13) và các san phàm có độ axit cao (chương 14) cũng như các san phảm chế
biên có giá trị cao như các loại nước trái cây (chương 15) và các sàn phàm chế biến từ đậu
nành (chương 16).
Nội dung cuôn sách phong phú, được trình bày dưới dạng cảm nang nên dề tra cứu. Các sơ
đô, mô hình dược đơn gián hóa. Các báng sô liệu dân chứng dược chọn lọc. Các thuật ngừ được
phô cập hóa.
Vì vậy cuỏn sách sẽ được người đọc đón nhận, nhắt là các cán bộ nghiên cứu và vận hành
quan lý sàn xuảt các sán phâm thực phâm nói chung, đặc biệt trong sản xuất các thực phâm
dạng long, vô trũng, có sử dụng công nghệ UHT và công nghệ chiết rót vô trùng.
Tập đoàn Tetra Pak toàn câu và Công tv Tetra Pak Việt Nam đã lựa chọn cuốn sách này làm
cám nang đê dào tạo những người có liên quan đên công tác vận hành thiêt bị, bào dưỡng thiết
bị, kiêm tra chát lượng và dam bao chát lượng cho các dây chuyền sản xuất thực phàm dạng
lóng, vô trừng ờ những nhà máy có sử dụng thiết bị và công nghệ cùa Tetra Pak, nhằm giúp
những nhò máy này dam báo chất lượng, uy tín và thương hiệu của sàn phâm của họ. Đó là
những lợi ích thiêt thực cua nhà sản xuảt, cùng như đáp ứng được sự quan tâm về chất lượng,
sự an toàn và giá trị dinh dưỡng cùa người tiêu dùng.
GS. TSKH. Lưu Duẩn
Phó Chủ tịch Hội Khoa học và Công nghệ lương thực, thực phâm Việt Nam
Muc luc
Mỏ đỉiu
1
4. Thiếc bị
40
1. Quá trình tiệt trùng U H T
3
5. Lấp đặt thiết bị
41
8. Tây rửa và vệ sinh
43
Tóm tãt
1. Giới thiệu chung
3
A. Tây rửa
43
2. Các hệ thống UHT gián tiếp
4
Tóm tăt
43
3. Hệ thống tiệt trùng UHT trực tiếp
5
1. Giới thiệu chung
43
4. Tiệt trùng thiết bị
8
2. Tây rửa thủ công
44
11
3. Làm sạch tại chồ (C1P)
44
Tom tất
ỉ1
B. Vệ sinh nhà xương
49
1. Giới thiệu chung
11
Giới thiệu
49
2. Tiệt trùng bao bì
11
1. Vệ sinh bên ngoài
49
3. Môi trường vỏ trùng
13
2. Vệ sinh bên trong
50
4. San xuất hộp kín
14
9. Kiểm soát chất luợng
53
2. ( ông nghệ đóng gỏi vô trùng
3. Hiệu (Ị 11 á tiệt trùng
17
Tóm tẳt
53
Tóm tát
17
1. Tỏng quan
53
Giới thiệu chung
17
2. Kiêm soát nguyên liệu
55
21
3. Kiêm soát bán thành phàm
57
Tóm tăt
21
4. Kiểm soát thành phàm
58
1. Giới thiệu chung
21
2. Tiêu chí vi sinh
21
5. Kiêm soát lưu kho và xứ lý khiếu nại
khách hàng
67
3. Dư lượng hydro peroxid
22
6. Kiêm soát vệ sinh
69
4. Hydro peroxid trong môi trường
23
4. Khù trùng bằng hydro peroxid
5. Vật liệu bao bì
25
Tóm tăt
25
1. Giới thiệu chung
25
2. Tương tác giữa sán phâm và bao bì
25
3. Các khía cạnh vi sinh
29
6. ủ ng dụng vi sinh trong công nghệ tiệt trùng U H T
và công nghệ đóng gói vô trùng
31
T óm tất
31
1. Giới thiệu chung
31
2. Ọuá trình tiệt trùng sản phẩm
33
3. Tiệt trùng vặt liệu bao bì
34
10. Đảm bảo chất luọng (QA) và HACCP
71
Tóm tắt
71
1. Tồng quan
71
2. ISO 9000
73
3. Thực hành sản xuất tốt
74
4. Phân tích môi nguy và điêm kiêm soát tới hạn
(HACCP)
76
5. Hệ thống chất lượng
79
6. So sánh hệ thông kiêm soát chất lượng và hệ
thống chất lượng
85
Ví dụ 1: Sơ đồ ỌACP
86
Ví dụ 2: Lưu đô san xuất
87
Sừa hoàn nguyên bao quan ở điều kiện thường
87
Ví dụ 3: Kê hoạch QACP cho san phẩm sừa
sôcôla có hạn dùng dài
99
7. Lắp đặt thiết bị
37
Tóm tăt
37
1. Giới thiệu chung
37
2. Môi trường xung quanh nhà máy
38
Ví dụ 4: Hướng dẫn áp dụng hệ thống dam bao
chât lượng trong công nghiệp thực phâm theo tiêu
chuân ISO 9000
111
3. Cách bô trí dây chuyền
38
1.
Giới thiệu
111
2. Chất lượng
11ỉ
2. V i sinh vật trong thực phâm có độ axit cao
3. Tiêu chuẩn ISO 9000
115
3. Vi sinh vật trong đường và các loại xi rô
180
181
4. Đề xuất ké hoạch áp dụng hệ thống ISO 9000116
4. Nước đê hoàn nguyên
182
5. Chứng nhận
130
5. Các yếu tố ảnh hưởng đen hạn sư dụng
183
6. Duy trì chứng nhặn
131
6. Nước quả và phụ phẩm
183
133
7. Tiêu chuân necta trái cây
188
11. Xử lý sự cố
15. Quá trình chế biến và thành phần nuóc quả
191
Tóm tắt
133
1. Giới thiệu chung
133
Tóm tắt
2. Tiếp cận bằng trực giác
133
1. Giới thiệu chung
191
3. Cách tiếp cận theo hệ thống
134
2. Nước quá có múi
191
4. Các ví dụ về xử lý sự cố
146
3. Nước táo
197
155
4. San phâm từ cà chua
Tóm tắt
155
5. Nước quả nam việt quất
1. Sừa có hạn dùng dài
155
6. Nước quá dâu tây, phúc bồn tử, mâm xôi đen201
2. Sữa dê
156
7. Nước dứa
202
8. Nước chanh dây
204
9. Nước ép xoài
205
10. Nước ép ổi
206
11. Đu đu
206
12. Nước quá điều
207
13. Nước vái
208
12. Sản phấm có độ axit thấp bảo quản dài hạn
3. Sừa và các sản phấm sừa pha lại có hạn
dùng dài
157
4. Sừa hương trái cây
161
5. Cream
162
6. Các sản phẩm từ whey
165
7. Custard và món tráng miệng
166
8. Sừa cồng thức cho tré
168
9. Nước rau ép
169
10. Rượu
169
11. Nước
171
12. Trứng lỏng
173
13. Sản phẩm axit hóa có hạn dùng dài
175
16. Các sản phấm từ đậu nành
191
199
201
209
Tóm tắt
209
1. Giới thiệu chung
209
2. Chế biến
209
3. Cải thiện chât lượng
212
21 3
Tóm tắt
175
4. Các phương pháp vô hoạt yêu tố “ phàn'’
dinh dường (chất kìm hãm trypsin)
1. Giới thiệu chung
175
5. Các đồ uống từ đậu nành
21 3
2. San xuất sừa chua
176
6. Đậu phụ và chao
214
179
7. Một số ví dụ
215
14. Sản phẩm có độ axỉt cao có hạn dùng dàỉ
Tóm tat
179
1.
179
Giới thiệu chung
17. Tài liệu tham khảo
217
Mồ đẩu
San phàm tiệt trùng đã có mặt trên thị trường trong một thời gian dài. Cồng
nghệ tiệt trùng UHT (xử lý nhiệt độ cực cao ultra high temperature) trực tiêp đã
được giới thiệu vào đâu thê kv 20. Vào thời diêm đó, công nghệ này chi được sử
dụng như một quá trình tiền xư lý cho các san phàm được rót và đóng lon,
chuân bị cho công đoạn hâp tiệt trùng tiêp theo. Các sản phâm tiệt trùng UHT
và dỏng gói vô trùng lân đâu tiên được giới thiệu tại một triẻn lãm nông nghiệp
ư London vào giữa nhừng năm 1920.
Lúc đó, san phàm (sừa) chưa được thương mại hóa thành công. Vào đâu
những năm 1930, công nghệ đóng lon vô trùng (aseptic canning) đã được phát
triẻn tại Mỹ [69]. Năm 1961, công nghệ đóng gói vô trùng đã được giới thiệu
[74, 93, 243], sứ dụng vật liệu bao bì linh hoạt (màng ép phức hợp bao gồm lớp
sáp, lớp giây và lớp nhựa Polyethylen): hệ thông máy rót vò trùng Tetra Pak đầu
tiên, cỏ tên ỉà hệ thông rót 'Tetra Classic Aseptic" hoặc gọi tăt là hệ thống rót
TCA. Bao bì giấy với màu tối cho phép bao vệ san phâm chông lại sự xâm nhập
cua ánh sáng. Tuy nhiên, các đặc tính ngăn cản khí là khá yếu. Vào thời điếm
đó, công nghệ chế biển tiệt trùng UHT đã dược sử dụng phò biến hơn. Sau
những vấn đề gặp phai han đâu, sự kêt hợp giữa công nghệ chế biến tiệt trùng
UHT và công nghệ đóng gói vô trùng trong hệ thống rót TCA đã thành công
trên thị trường ("san phâm có hạn dùng dài").
Num 1969, bao bì hình hộp (giống cục gạch) dã được giới thiệu (hệ thống
"Tetra Brik Aseptic" hoặc hệ thông TBA). Câu trúc cua vật liệu đóng gói lúc
này đìi phức tạp hơn: một lớp ghép cua polyethylen - giấy - polyethylen - màng
nhỏm - màng polyethylen. Loại vật liệu như vậy có thê chống lại sự xâm nhập
cua ánh sáng và ngăn can khí hiệu qua. Hình dạng cua bao bì có ưu điếm đáng
kế trong bao quan, vặn chuyên và câm năm. Đây là một sự đột phá thực sự trong
công nghệ chê biến tiệt trùng UHT và công nghệ đóng gói vô trùng. Ngày nay,
một lượng lớn các san phâm cỏ độ axit cao và các san phàm có độ axit thâp, có
chắt lượng ôn định, được xử lý băng các công nghệ UHT cho dịch long và được
dỏng gỏi trong các điêu kiện vô trùng. Sữa và các san phâm từ sữa là nlùrng san
phâm thực phàm đâu tiên có hạn dùng dài và hiện van là loại hàng hóa thương
mại nhiều nhât tính vê thê tích.
Ọná trình ôn định thực phâm bằng nhiệt mang lại lợi ích lớn cho
nhân loại nhò cung câp thực phâm có tính ôn định và an toàn. Mặc
dù công nghệ đóng lon thương mại có ve là phương pháp bao quan
thực phàm đáng tin cậy và an toàn nhât, nhưng lai không hoàn hảo.
Trong nỗ lực đê cai tiến công nghẹ này, đôi khi phai hy sinh các
công nghệ đơn giản với nguy cơ tái nhiễm thấp đế đạt được chất
lượng tốt hơn và đạt hiệu qua kinh tế cao hơn.
cỏng nghệ vô trùng (Aseptic technology) có các ưu diêm so với
công nghệ tru vẻn thông như sau:
a) các dạng bao bì mới:
b) tiẻt kiệm nâng lượng và giá thành bao bì;
Hình 1: Đóng lon
Hình 2: Bao b¡ Tetra Classic Aseptic
(TCA)
Hình 3: Bao bì Tetra Brik Aseptic
Bảng 1: Giá của bao bì từ vật liệu khác nhau
Loại bao bì
U S D /1.000
Lon kim loại
Lon nhựa
Chai thủy tinh
Cốc vô trùng
Bao bì giấy vô trùng
100
80
75
60
50
Bảng 2: Giá thành đóng lon và đóng gói bao bì giấy
vô trùng từ bao bì giấy nhiều lớp
c) tiện lợi; va
Hộp giấy
d) chất lượng sán phâm được cai thiện.
Việc So sánh giá ca giữa một sô loại bao bì được thê hiện ở bang l
[27S].
Vật liệu bao bì
Bao gói bên ngoài
Chế biến và rót hộp
Tồng số
Lon
VÔ trùng
D M /1.000
D M /1.000
225
140
13
12
11
21
249
173
1. Quá trình tiệt trùng UHT
Tóm tắỉ
Các san phâm thực phàm được chế biến bàng các phương pháp tiệt trùng
UHT(Ultra high temperature - Xư lý nhiệt độ cực cao) đế thu được một san
phâm đạt được độ tiệt trùng thương mại. Nâng nhiệt nhanh, lưu nhiệt trong thời
gian ngăn và hạ nhiệt nhanh giúp giảm thiêu các thay đồi về hóa học. Chương
này sẽ trình bày ngắn gọn về các nguyên lý có liên quan đén các hệ thống UHT
trực tiẻp và UHT gián tiêp.
1. Giới thiệu chung
Quá trình tiệt trùng UHT là một quá trình di chuyên dòng lưu chất bên trong
đường ông và gia nhiệt liên tục (continuous in-ílovv process). Quá trình này dựa
trên việc gia nhiệt san phâm nhanh đến nhiệt độ liệt trùng, giữ nhiệt trong thời
gian ngăn sau đó làm lạnh nhanh. Mục đích cua quá trình tiệt trùng UHT là thu
được san phâm đạt độ tiệt trùng thương mại. Hiệu qua tiệt trùng hoàn toàn đòi
hoi sự truyên nhiệt nhanh mà chi có thẻ đạt được trong các hệ thống thực phẩm
dạng lỏng. Nêu nguyên liệu dạng bột được sử dụng trong quá trình phối chế san
phâm rỏi tiệt trùng UHT, cần đặc biệt chú ý đến quá trình ngâm (soaking); tất ca
các hạt bột phải được thâm ướt và tan hoàn toàn.
Mục đích của tiệt trùng UHT
1.1. Thục phẩm lỏng có độ axỉt thấp
Thực phâm có độ axit thâp đặc trưng bơi giá trị pH > 4,5-4,6, phụ thuộc vào
quy định kỹ thuật cua từng nước. Những thực phâm này đòi hoi quá trình xứ lý
cân thận vì:
Thực phẩm có độ axit thấp:
các điều kiện chế biến
a) các vi sinh vật có thê sinh trưởng và phát triên. Các bào tư vi khuẩn cùng có
thê nay mầm và gây hư hóng thực phàm;
b) hầu hết các vi sinh vật gây bệnh đều có thê phát triẻn. Do dó, việc sư dụng
loại thực phâm đã hỏng có thể dẫn đến ngộ độc thực phàm hoặc nhiễm các
bệnh từ thực phâm truyền sang.
Nhiệt độ cho quá trinh chế biến các thực phẩm có độ axit thấp thường ơ
130-150°c với thời gian lưu nhiệt trong vài giây [60]. thường là 4 s.
1.2. Thục phẩm lỏng có độ axit cao
Thực phâm có độ axit cao thường có pH 4.5-4,6 hoặc thấp hơn. Các loại
thực phâm này thường là các loại nước qua, đô uông từ nước quả và các nước
giai khát thanh nhiệt, nước ngọt. Thực phẩm có dộ axit cao thường an toàn hơn
thực phàm có độ axit thâp vì:
a) các thực phâm này không thuận lợi cho vi khuân gây bệnh phát triên, vì vặy
được coi là an toàn trên khía cạnh sức khóe cộng đồng;
b) các bào tử vi khuân khòng thê nay mâm trong điều kiện axit cao, vì vậy
không gây hỏng thực phâm;
c) hiệu quả tiệt trùng cua bất kỳ quá trình xử lý nhiệt nào sẽ tâng khi pH giam.
Do vậy, có thê áp dụng các mức nhiệt độ thấp hơn đê đạt được độ tiệt trùng
thương mại;
d) một sô axit hữu cơ thường gặp trong các loại trái cày có kha năng giam tính
bôn nhiệt cua các vi khuân gây hóng sản phẩm;
e) các vi sinh vật gây hỏng sản phâm chủ yêu là nấm men, mốc và một vài vi
khuân ( Lactobacilìus, Streptococcus và một số loại khác).
Các mức nhiệt độ chẻ biên cho các loại thực phâm có độ axit cao thường
tương đôi thấp. Trừ một số ngoại lệ, cần nhiệt độ 85-95°C và thời gian lưu từ
30-15 s, có khi đên một vài phút [60]. Tuy nhiên vẫn có một vài ngoại lệ, ví dụ
các thực phâm từ cà chua có thẻ đòi hoi nhiệt độ cao hơn đáng kê, thường trên
100°c. Giá trị pH cua một sô loại quả, nước quả [131] được thề hiện ở bang 1.
Thực phẩm có độ axit cao:
các điều kiện chế biến
Bàng 1: pH của quả và nuúc quà
Sản phẩm
Nước táo
Nước sốt táo
Quả mơ
Quả mâm xôi
Quả việt quất
Nước quả nam việt quất
Cocktail hoa quả
Nước nho
Quả nho
Nước chanh
Nước cam
Nước cà chua
Nước dứa
pH
3,3 -3,5
3,4 - 3,5
3,5 -4,0
3 ,0 -4 ,2
2 ,5 - 2 7
3,0
3 ,6 -4 ,0
2 ,9 -3 ,4
3 ,3 -4 ,5
2,2 -2,6
3 ,0 -4 ,0
3 ,9 - 4 7
3,4 - 3 7
3
1.3. Thực phâni lòng đirọ'c avit hóa
Thực phắm được axit hóa là thực phấm có độ axit thấp, trong đó giá trị pH
được giảm xuống tới ngường giá trị có độ axit cao bằng tiền xử lý. Những thực
phảm loại này có ưu điêm về chât lượng vi sinh giỏng như thực phâm có độ axit
cao. Xử lý axit hóa rất quan trọng. Quá trình này cân thiỏt đê có thê đạt dược giá
trị pH thấp, đồng đều ở toàn bộ khối thực phẩm. Quá trình axit hóa cỏ thế được
thực hiện bằng phương pháp sinh học nhờ cách bô sung và cho phát triên chung
khơi động, thường là Lactobacillus và/ hoặc Streptococcus, sau đó là quá trình u
ớ nhiệt độ thích hợp. Một cách khác là có thê bô sung hóa chât nhân tạo hoặc
quá trình xử lý hóa học bàng axit (thường là axit lactic hoặc axit citric) vã phải
hòa trộn đồng đều trong sản phâm (hình 1).
Sản phầm
đã được
a x lt hóa
Hình 1: Sơ đồ quá trình sản xuất
sản phẩm thực phẩm được axit hóa
Đe đạt được độ tiệt trùng thương mại, sản phâm được axit hóa cần phai
được xừ lý (thường là xử lý nhiệt), sau đó đóng gói.
2. Các hệ thống UHT gián tiếp
Sản phầm
Chất tải
nhiệt lạnh
Bề mặt trao đối nhiệt ngăn cách san phấm và chất tai nhiệt hoặc tải lụnh
trong các hệ thống UHT gián tiếp. Chất tải nhiệt có thề là hơi nước nóng bão
hòa (steam) hoặc nước nóng quá nhiệt (super-heated water) (hình 2).
Biếu đồ nhiệt độ - thời gian cua hệ thống trao đôi nhiệt gián tiếp được biểu
diễn trên (hình 3).
ổng đon ông lồng ống
Hình 2: Các hệ thống tiệt trùng UHT
gián tiếp
Sán phấm đi vào thiết bị tiệt trùng qua một bồn cân bằng và một bơm ly tâm
nạp liệu ở 4°c. Sau đó được gia nhiệt tới 70-75°C và đồng hóa. Chế độ đòng
hóa thường sử dụng cho sừa là áp suất 200-250 kg/cm2 ( 150-200 kg/cm2 ơ cấp
một và 50 kg/cm2 ở câp hai). Thiêt bị đông hóa là bơm xilanh có thê đây được
sản phấm qua thiết bị còn lại trực tiêp đến máy rót vô trùng (aseptic filling
machine) hoặc trực tiếp vào bồn chứa vô trùng (aseptic tank) chuân bị cho giai
đoạn rót vô trùng. Nhiệt độ tiệt trùng thường là 135-140°c. Thời gian lưu nhiệt
phô biến là 2-6 s. Mặc dù đát hơn, nhưng thiết bị đồng hóa vô trùng được lăp đặt
ở phía sau thiết bị UHT có ánh hưởng tốt đến hương vị của một số loại sản
phâm.
Để giảm nồng độ oxy trong sản phâm, quá trình bài khí có thê thực hiện
trước khi đồng hóa đối với thiết bị đồng hóa lắp đặt phía trước thiết bị UHT (gọi
là upstream homogenizer). Sừa đi vào thiết bị tiệt trùng thường có chứa oxy bão
hòa. Vì các thiết bị tiệt trùng UHT gián tiếp là những hệ thống kín, lượng oxy
vào sản phấm và lượng oxy ra khoi san phẩm là như nhau. Tùy thuộc vào nhiệt
độ, sữa có thề chứa 6-9 ppm oxy hòa tan (khoang 7 ppm) [ 168]. Khi cho sữa qua
bình chân không (của thiết bị bài khí) ở nhiệt độ cao trước quá trình dồng hóa
(~70°C), hàm lượng oxy hòa tan có thế giam đến < 1 đến 3 ppm (0,3 - 0,9 ppm),
[168]. Mức độ bài khí phụ thuộc nhiệt độ và áp suất âm sử dụng trong đó. Trong
quá trình gia nhiệt, các chất cáu cặn từ sừa bám cháy sè hình thành trên các bề
mặt trao đối nhiệt, nhất là ở vùng có nhiệt độ > 80°c.
N h iệt độ C
Gia nhiệt gián tiếp
Hình 3: Sơ đồ nhiệt độ - thời gian: gia nhiệt gián tiếp
4
Bài khí ổn định
Sản phầ m
p ro te in ổn đ ịnh,
đã bài khí
L
r
Làm nguội
m
m.
------------ --------------- '
Lưu nhiệt
\a
Gia nhiệt cuối
k________________
Hình 4: Sơ đồ gia nhiệt gián tiếp
Ra
Dẻ giam hiện tượng bám cáu cặn
và kéo dài thời gian chạy sản xuất cua
thiết bị UHT, một ỏng lưu nhiệt đế cố
định dạm có thẻ được su dụng: san
phẩm (sữa) được gi ừ trong một vài
phút o nhiệt độ khoang 90°c (hình 4).
Các hộ thông trao đôi nhiệt gián tiếp
giúp tái sư dụng năng lượng (hồi
nhiệt): các san phâm đau vào (nguội)
được gia nhiệt băng sản phâm đâu ra
(nóng).
Hơi vào
Vào
Ra
Nước
Trong sơ đồ thiết bị ở hình 5 có xáy
ra sự giảm áp suất. Hệ quả là áp suất san
phẩm đầu vào cao hơn áp suất đầu ra
của sản phâm đạt độ tiệt trùng thương
mại Nếu có vân đê thúng hoặc chảy ở
phần gia nhiệt hoặc phần làm nguội cuối
cùng sè dan dên kha năng tái nhiễm.
Nguy cơ này có thê ngăn chặn bởi bơm
tăng áp sau phần gia nhiệt cuối cùng ơ
hình 6.
Uu diêm cua tiệt trùng U ÍIT gián
.'
tiêp là:
Nước
a) dơn gián về kỹ thuật;
b) không quá đắt và đầu tư không cao;
c) cho phép hồi nhiệt ở ty lệ cao (trao đôi nhiệt dạng tấm lên tới 93%);
Ưu điếm của
hệ thống UHT gián tiếp
d) bảo dường đơn giản;
e) chi phí vận hành tương đối thấp.
Trong ca hai hệ thống dạng tấm và dạng ống lồng ống cho sản xuất thương mại,
khoang công suất máy hiện có khá rộng, từ 2.000 đén 30.000 //h hoặc cao hơn.
3. Nệ thống tiệt trùng UHT trực tiếp
llệ thông tiệt trùng UHT trực tiếp đặc trưng bởi sự tiếp xúc trực
tiẻp giCra chât tai nhiệt và san phâm. Chat tai nhiệt thường là hơi nước,
tuy nhiên phương pháp gia nhiệt bàng điện (“ Elecster". “ Ohmic")
cũng được sứ dụng, nhưng rất ít (hình 7).
phương pháp gia nhiệt bàng điện thường là truyền dòng điện qua
san phàm. Tuy phương pháp này có thê được sư dụng cho các san
phâm dạng long, nhưng nó chủ yêu được dùng đế tiệt trùng các san
phâm có chứa các hạt nho.
phâm dạng long, nhưng nó chu yếu được dùng đế tiệt trùng các sản
phàm có chửa các hạt nho.
Hệ th ố n g
UHT trự c tiế p
Hình 7: Tiệt trùng UHT:
các hệ thống gia nhiệt trực tiếp
5
Hình 9: Hệ thống UHT trực tiếp dạng hòa trộn hơi nước nóng
Gia nhiệt bằng điện
Phương pháp này ít được ứng dụng đê san xuât thương mại, mặc dù một số
thiết bị dạng này đã được lắp đặt với quy mô nhò trong các trung tâm nghiên
cứu và phát triên sản phâm mới của các công ty chẻ biến thực phâm hoặc chế
biến thức ăn gia súc. Một vấn đề cần quan tâm là có sự khác biệt vê điện trơ có
thê xuất hiện giừa các pha lỏng và các pha rắn. Các vấn đê khác thường có liên
quan đến quá trình chế biến các sán phâm có chứa các hạt nho là các hạt này có
thế bị tách ra trong quá trình chế biến và quá trình chuyên vô trùng, và sự phá
vờ co học đối với các hạt bị giam bới quá trình chế biến.
Phun hoi trực tiếp vào sàn phẩm (steam injection) cùng là một biện pháp tiệt
trùng. Trong dây chuyền có hơi nước nóng được hòa vào hệ thống (steam
infusion), sản phâm sè được hòa trộn cùng chất tải nhiệt (hơi nước nóng) trong
một buồng hơi.
Hình 10: Sơ đồ cấp hơi nước nóng vô trùng (culinary steam)
Các yêu cầu
đối với hơi nước nóng
Các hệ thống phun hơi và hệ thống hòa hơi phai sử dụng hơi nước nóng
sạch. Tiêu chuấn tối thiếu thê hiện ờ hình lơ phải được đáp ứng cho hơi nước
nóng sử dụng ớ nhừng dây chuyền có hệ thống hơi này (không cân thiêt đối
với hệ gia nhiệt bằng điện). Các thiết bị UHT gián tiêp cũng cằn sứ dụng loại
hơi nước nóng vô trùng, nếu chúng được tiệt trùng băng hơi nước nóng. Bộ Y
tế và Dịch vụ nhân sinh Hoa Kỳ đà đưa ra nhừng quy định sau cho hơi nước
nóng vô trùng:
1. Nước vào nồi hơi: Neu nước vào nồi hơi phai xử lý, quá trình xư lý phai
được giám sát bơi nhân viên đã được huân luyện. Chi có các chât tương
đương với Điều khoan 173.310 của Ọuy định điều 21 CFR [258] mới có thế
được sử dụng, đê tránh ăn mòn thiêt bị và đóng cặn.
2. Vận hành nồi hơi: cằn thiết phai cung cấp hơi bâo hòa, sạch, khô đê vận
hành tốt thiết bị. Khuyến cáo nên phân tích định kỳ các mẫu nước ngưng
3. Lap đặt hệ thống ống: Đường cấp hơi phai được lấp đặt như hình l l .
6
Hình 11: Quy trình làm sạch hơi nước
Sơ đô nhiệt độ - thời gian tiêu biêu cho hệ thông UHT gia nhiệt trực tiếp thê
hiện ở hình 12.
San phẩm đi vào thiết bị tiệt trùng thông qua bồn cân bằng và bơm ly tâm
cấp sản phẩm ơ nhiệt độ khoảng 4°c. San phẩm sẽ được gia nhiệt bơi thiết bị
trao đỏi nhiệt dạng tấm hoặc dạng ống đến 70°c.
0 giai đoạn này, hơi nước được phun vảo san phẩm
(steam injection) hoặc sản phâm được hòa trộn (steam
infusion) vào trong buồng hơi. Sự ngưng tụ hơi nước
ỉàm nhiệt dộ tăng lên ngay lạp tức (0,1 s trong hệ thống
phun hơi hoặc 0,25 s trong hệ hòa hơi) đến nhiệt độ tiệt
trùng khoáng 145-150°c. Thời gian lưu nhiệt trung bình
vào khoáng 4 s. Trong cả hai trường hợp phun hơi hoặc
hòa hơi, nước sè ngưng tụ trong san phâm và làm loãng
san phàm. Tùy thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ, thế
tích sê tăng lên khoang 10%. Lượng nước dư này phai
được tách ra sau đó. Đầu ra cua ông lưu nhiệt được kết
nối với một buông làm bay hơi dạng chân không. Đê
tránh sán phâm bị đun sôi trong ống lưu nhiệt, phải lấp
đặt thêm thiêt bị thích hợp cung cấp áp suât dương vừa
đu. |)ưới tác dụng cua áp suât âm, san phâm bắt đâu sôi
mành liệt và hơi nước sẽ bị đẩy ra. Việc điều chỉnh cấn
thận nhiệt độ phun hơi (hoặc hòa hơi) và áp suất âm
trong buồng chân không sè đảm bao nồng độ chất khô
không đôi cho sàn phâm đâu vào và đầu ra. Sự giảm áp
suất đòi hoi phai lắp đặt một bơm hút vô trùng (aseptic
extraction pump) để tiếp tục vặn chuyến san phẩm.
. Hệ thong UHT
9 ia ^ ọ t t r ự c t|eP
N h iệ t độ c
hệ thống U HT gia nhiệt trực tiếp
Nhầm tránh sự tích tụ sản phảm trên thiết bị bốc hơi và làm nguội nhanh
(expansion cooler) hoặc khi không có san phấm trên thiết bị, công suất cua ca
hai bơm câp sản phâm ở đâu vào và bơm hút san phấm ờ đầu ra cua thiết bị bốc
hơi và làm nguội nhanh phai tương đương.
Sự sui bợt trong quá trình ngưng tụ hơi nước nóng và sự sôi trong thiết bị
bốc hơi và làm lạnh nhar.h sẽ làm mất ổn định protein và chất béo sữa. Đe khắc
phục tình trạng này cân phai có quá trình đồng hóa vô trùng lắp đặt sau UHT
(gọi là downstream homogenizer). Áp suất đồng hóa cho sừa thông thường từ
200 đên 250 kg/cm2 (150 - 200 kg/cm2 ơ đông hóa cấp một và khoang
50 kg/cm2 ở đồng hóa cấp hai). Thiết bị đồng hóa đấy sản phẩm qua khu vực
làm lạnh cuôi cùng cua thiêt bị tiệt trùng, sau đó hoặc đi vào bồn tiệt trùng
(aseptic tank) hoặc đưa thăng san phẩm tới thiết bị rót vô trùng.
1 rong thiêt bị bôc hơi và làm lạnh nhanh, không chi nước mà còn tất ca các
chất bay hơi khác được tách ra khởi san phâm. Hơn nừa, buồng chân không
đóne vai trò như một thiết bị bài khí có hiệu quả đế loại oxy và các chất khí
hòa tan khác, chu yếu là C 0 2 Kết qua là điếm đỏng băng (freezing point) sẽ
tăng lên. ơ đâu ra cua thiết bị bốc hơi và làm lạnh nhanh, nồng độ oxy trong
sừa giám xuông còn khoảng 0,1 ppm.
C‘ác ưu diêm cua hệ thông UHT gia nhiệt phun hơi và UHT gia nhiệt
hòa hơi:
a) tông lượng tai nhiệt thấp, nên ít gây thay đồi về thành phần hóa học
cua sản phâm;
Loại khí:
quá trình bài khí
Các ưu điềm của hệ thống
UHT gia nhiẹttrực tiep
7
b)
ít đóng cáu cặn hơn, nhất là ở khoảng nhiệt độ > 70°c nên thời gian chạy sản xuất UHT được lâu hơn (do giảm
tần suất làm sạch thiết bị và tiệt trùng thiêt bị);
c)
nồng độ oxy trong sản phẩm thấp sê làm tăng độ ổn định của một số vitamin và trong quá trình bao quản, sẽ
giảm sự thay đôi mùi vị sản phâm do quá trình oxy hóa;
d)
thích hợp với các sản phâm có độ nhớt cao.
Phôi hợp giữa gia nhiệt
trực tiếp và gia nhiệt gián tiếp
Gằn đây, các hệ thống trao đôi nhiệt UHT đặc biệt mới được phát triên hăng
cách phối hợp giừa gia nhiệt trực tiếp và gia nhiệt gián tiếp. Trong cùng một hệ
thống, kết hợp trao đồi nhiệt UHT gián tiếp dạng ống và trao đồi nhiệt UHT
trực tiếp bằng phun hơi. Sán phẩm đi vào ở 4 °c và được gia nhiệt lên 95°c
bằng các hệ thống trao đồi nhiệt dạng ống long ống. Sau đó sản phẩm được
chuyển đến ống lưu nhiệt ở cùng nhiệt độ đế cố định một phan lượng protein.
Hơi nước nóng được phun vào làm tăng nhiệt độ ngay lặp tức lên đến
140-150°c. Sản phấm được giừ ở nhiệt độ này trong vòng vài giây trước khi
được làm nguội. Quá trình làm nguội sơ bộ được tiến hành trong hệ thông trao
đổi nhiệt ống lồng ống, nơi mà năng lượng nhiệt được sử dụng đê hồi nhiệt. Hơi
nước nóng phun vào được đấy ra ở dạng hơi trong thiết bị làm lạnh chân không.
Nhiệt độ sản phẩm hạ xuống 80°c. Quá trình đồng hóa vô trùng là cần thiết.
Sau đó sản phấm được làm nguội đến nhiệt độ thường và được rót vô trùng.
Nhiệt độ X
Hình 13: Biểu đồ thời gian - nhiệt độ:
phối hợp gia nhiệt UHT gián tiếp và
UHT trực tiếp
4. Tiệt trùng thiết bị
Các thiết bị cần phải được tiệt trùng trước khi sản xuất. Quá trình này có thế
thực hiện bằng nước quá nhiệt (superheated water) hoặc hơi nước nóng (steam).
Do có các thiết bị hòa hơi, thiết bị bốc hơi và làm lạnh nhanh, các hệ thông trao
đổi nhiệt U H T trực tiếp phai được tiệt trùng bằng hơi nước. Nhiệt kế hoặc thiết
bị kiểm soát nhiệt độ cần phải được lẳp đặt ở vị trí nhạy cảm nhất, thường là
trên đường hồi của sản phâm.
Nếu sử dụng nước quá nhiệt đế tiệt trùng các thiết bị thì nhiệt độ, thời gian
và tốc độ dòng chảy là rất quan trọng đê kiềm soát [ 142]. Các túi khí (nêu có
thề) và phần tiếp xúc giừa thiết bị UHT và dòng tuần hoàn sản phẩm trong bồn
vô trùng là rất quan trọng. Không khí được tách ra khỏi hệ thống một cách hiệu
quả nếu lưu lượng dòng sản phẩm > l,5 m/s. Neu lắp đặt một bồn chứa sản
phẩm vô trùng (A-Tank), cần thiết phải thiết kế thêm một hệ thống tiệt trùng
thiết bị này. Hơi nước được sử dụng đế tiệt trùng thiết bị A-Tank. Trong các
giai đoạn tiệt trùng bằng hơi nước, có thế gặp vấn đề ơ nước ngưng tụ, nên cần
tách nước ngưng tụ ra khỏi hệ thông.
8
Việc tiệt trùng các thiẽt bị rót vô trùng bao giờ cũng
được tiên hành độc lặp so với việc tiệt trùng thiết bị UHT
hoặc tiệt trùng thiết bị A-Tank. Hoặc chi dùng nhiệt hoặc
dùng hóa chảt kêt hợp gia nhiệt đỏ tiệt trùne thiết bị rót vô
trùng. Cân chú ý đên phần tiếp xúc giừa đường ống sán
phân và máy rót.
Hình 14: Sơ đổ tiệt trùng thiết bị chế biến UHT, thiết bị A-Tank
và thết bị rót vô trùng
I
I
A + B = Máy rót vô trùng
9
2. Công nghệ đóng gói vô trùng
Tóm tắt
( 'hương này mô tả các nguyên tẳc khác nhau trong đóng gói vô trùng, chu
yêu là những nguyên tăc cho các hệ thống đỏng gói sử dụng vặt liệu giấy và sư
dụng chât khư trùng hydro peroxid (H : 0 2). Chương này cùng trình bày các
kiến thức về tiệt trùng vật liệu bao bì, cách tạo môi trường vô trùng đê tạo ống
giây kín, rót sản phàm, hàn kín hộp và quá trình san xuât hộp kín.
I.GỈỚi thiệu chung
('Ông nghệ chế biên UHT tạo ra san phấm đạt được độ tiệt trùng thương
mại. Nhiệm vụ cua quá trình đóng gói vò trừng là:
a) duy trì chât lượng tốt vê mật vi sinh trong suốt thời hạn sử dụng dự kiến
của sán phàm;
b) báo dam sự châp nhận cua người tiêu dùng đối với hương vị, cấu trúc và giá
trị dinh dường của san phâm trong thời hạn sư dụng cam kết của nhà sản
xuất.
Bôn nguyên tắc khác nhau cua quá trình đóng gói vô trùng được phân biệt
như sau [74]:
a) rót sản phâm trong môi trường vô trùng (đường ống san phẩm vô trùng,
chuyên vô trùng và buông vô trùng...);
b) rót (sản phâm) vô trùng vào hộp đâ tạo hình;
c) rót (sản phâm) vô trùng vào hộp vô trùng đâ tạo hình;
d) phương pháp rót vô trùng với việc tạo hình hộp - rót vô trùng - tạo mối hàn
kín cho hộp.
Hình 1:
Các bước chức năng có liên quan
trong quá trình đóng gói vô trùng
Nói chung, chi có phương pháp tạo hình hộp - rót vô trùng - tạo mối hàn kín
cho hộp được trình bày ơ đây, vì nó được coi là công nghệ tốt nhất và thành
công nhất. Quá trình đóng gỏi vô trùng như trên yêu cầu nhiều bước chức nãng
(hình 1>[60,61 ,74,86].
2. Tiệt trùng bao bì
1 rong quá trình đóng gói vô trùng, việc tiệt trùng bao bì (có bề mặt tiếp xúc
với thực phâm) được thực hiện bằng phương pháp hóa học, trừ một số trường
hợp ngoại lệ [61]. Tính đến nay, hóa chất sư dụng phố biến nhắt cho mục đích
này là hydro peroxid (H 2O2 ) [93, 142]. Điều quan trọng ờ đây chính là hiệu qua
vi sinh cua quá trình tiệt trùng và việc loại bo dư lượng hóa chất có thế nhiễm
vào sán phâm.
Tùy thuộc vào cách chê tạo thiết bị đóng gói vô trùng mà có nhiều phương
thức sư dụng chất tiệt trùng (H 20 2) khác nhau:
1) phun sương H20 2;
2) dùng hơi H20 2;
ứng dụng của
hydro peroxỉd
3) sứ dụng các hệ thống con lãn;
4) dùng bẻ ngâm H:0 2,...
2.1. Biện pháp phun suong
Việc phun ("phun sương mù") hydro peroxid được sứ dụng trong một số
hệ thông đóng gói vô trùng hoạt động không liên tực với bao bì đã được tạo
hình [61, 74, 93 J 71].
Một lượng H20 2 nhất định sẽ được phun vào từng hộp đà tạo hình, dạng
đứng, thông qua một vòi phun H 2O 2 (hình 2).
Hiệu quả của biện pháp
phun sương H2O2
Không khí nóng
vô trùn g
Hydro
peroxid
I
f
▲
▲
Sản phầm
_M**H*J
tạo hỉnh sẵn
tiệ t trùng
Hình 2: Sơ đồ ứng dụng biện pháp phun sương H20 2
trong quá trình tiệt trùng bao bì
Hydro
peroxid
Đê đạt được chức năng tiệt trùng phù
hợp, bê mặt tiêp xúc với thực phâm cua
hộp cân phai được bao phu hoàn toàn
bằng dung dịch phun.
Do đặc tính kỵ nước cua vật liệu
nhựa nói chung và polyethylen nói riêng,
các tài liệu nghiên cứu trước đây
[91, 145] cho rằng chỉ có 20-30% bề
mặt giấy bị thấm ướt. Mặc dù vậy, quá
trình này đã đạt được hiệu quá tiêu diệt
vi sinh vật tốt: giảm tới 6 log khi thử
nghiệm với các bào tử Bacillus sub tills
chịu nhiệt [145], có thê do quá trình bốc
hơi sau đó. Hơi nóng vô trùng được thỏi
vào hộp để đạt được nhiệt độ cần thiết
cho quá trình tiệt trùng và đê loại bo các
dư lượng H 20 2 trên bề mặt tiêp xúc với
thực phâm. Khi sư dụng không khí vô
trùng ở 180°c để làm khô, bào tư
Bacillus subtil is đã giảm 5-7 log thập
phân [91, 113]. Hiệu quả tiêu diệt vi
sinh vật cua hydro peroxid ở nông độ
thấp (-0,5% hoặc ít hơn) được tâng lên
rất nhiều khi sử dụng đồng thời tia cực
tím [44,45].
2.2. Sử dụng hoi H 2O 2
Hình 3: Sơ đồ quy trình: bốc hơi và ngưng tụ hydro peroxid
trong tiệt trùng bao bì
Trong hệ thống sử dụng H 2O 2 bàng
phun hơi, H20 2 dạng lỏng được phun
vào dòng không khí nóng tiệt trùng, sau
đó bị hỏa hơi và ngưng tụ trên các bề
mặt cằn tiệt trùng [93]. Mức độ bao phu
các bề mặt sẽ tốt hơn nếu giọt ngưng tụ
ở kích thước nhỏ. Sau đó H20 2được gia
nhiệt và bay hơi nhờ dòng không khí
nóng tiệt trùng thôi vào hộp bao bì.
(hình 3).
2.3. Sử dụng hộ thống con lăn
Hình 4: ứng dụng hydro peroxid bàng hệ thống con lăn
Các hệ thông con lăn (hình 4) cho
phép phù hydro peroxid long trên bề
mặt bao bì phăng tiêp xúc với thực
phâm [59, 60, 74, 93]. Nhờ vậy có thể
tiệt trùng tấm bao bì dạng phăng trước
khi tạo hình thành dạng hộp (hình 4).
Đê tạo thành một lớp màng mong
dung dịch H 20 2 bao phủ hoàn toàn bề
mặt tiêp xúc với thực phâm, chât làm
ấm PSM (polyoxyethylen - sorbitan monolaurat) nồng độ 0,2-0,3% - hoặc
lượng tương đương, được khuyên cáo
thêm vào dung dịch H20 2. Sau khi phu
chất tiệt trùng lên bề mặt tiếp xúc với
thực phâm, vặt liệu bao bì từ dạng cuộn
được tạo hình thành dạng ông và hàn
theo chiều dọc.
Hình 5: Gia nhiệt và loại bỏ hydro peroxid
Qua trình tiệt trùng thực te đòi hỏi H 2O 2 bao phu bồ mặt tiép xúc với thực
phâm cua vật liệu bao bì phai ờ nhiệt độ cao. Một cuộn điện trơ dạng ruột gà
(gia nhiệt ông giấy) cho phép nâng nhiệt đén nhiệt độ cần thiết (105-1 10°C)
cho quá trình tiệt trùng và nhờ đỏ fB 0 2được loại bo hoàn toàn (hình 5).
2.4. Sú (lụng bể ngâm H 2O 2
1ương tự nhu vậy, việc su dụng bẻ chứa hydro peroxid cho phép tiệt trùng
cuộn bao bì phăng [59,61,69,73,74,93,1711 trước khi tạo hình thành dạng hộp.
Bao bì được tiệt trùng bàng cách đưa qua H20 : long. Nhiệt độ cần thiết cho quá
trình tiệt trùng đạt dược bang cách gia nhiệt dung dịch H20 2gián tiếp trong bẽ
nước dược gia nhiệt đặt bên trong bế H 2O 2 (hình 6). Đê đạt hiệu qua tiêu diệt
nội bào tư vi khuân cần nồng độ H:0 2 30%, nhiệt độ 70°c và thời gian tiếp xúc
khoang 10 s [74]. Trong một số mô hình. H20:được loại bò khỏi bao bì bằng
cách:
Tiệt trùng bao bỉ
a) hãng cặp con lăn ép (pressure rollers) đế cuốn ép hóa chất còn dư trơ lại bê
| i 20 2;
b) băng cặp dao giỏ (air-knife) đê thỏi khi nóng và tiệi trùng lên ca hai mặt
của cuộn bao bì.
Sau khi đi qua bê ngâm và loại bo hết H20 2, cuộn bao bì phang đâ vô trùng sê
dược tạo thành một ông giây và hàn theo chiều dọc cua ống giấy.
3. Môi trường vô trùng
Sau khi tiệt trùng sản phẩm và baio bì (mặt tiếp xúc với thực phâm), phai
tránh tối đa sự tái nhiềm khuân. Các hộp phai được tạo hình, rót và hàn kín
trong một môi trường vô trùng. Đẻ đạt được điều này, khu vực diễn ra toàn bộ
các quá trình trên phải được tiệt trùng và mức độ tiệt trùng phai được duy trì
trong suốt quá trình sản xuât.
3.1. Tỉệt trùng máy rót
Quá trình tiệt trùng thành công lặp> di lặp lại đòi hoi các bề mặt sạch và do
đó thiêt bị phai được làm sạch trước k hi dược tiệt trùng. Phụ thuộc vào cấu tạo
và mức độ phức tạp cua thiết bị rót vc> trùng, quá trình tiệt trùng thiết bị có thề
thực hiện được bằng:
1) xư lý nhiệt; hoặc
2) kêt hợp xư lý nhiệt và hóa chất.
3. /. /. Xử ¡ỷ nhiệt
Một số hệ thống hoặc một phân hệ
thống chơ phép tiệt trùng bàng nhiệt chì cần
dùng hơi nước nóng hoặc/và khí nóng. Một
ví dụ được thê hiện ờ hình 7.
Trong các hệ thống như vậy, người ta
thường phối hợp giữa hơi nước và khí khô
ở nhiệt độ cao. Khí tiệt trùng được tạo ra
bàng cách nung ở nhiệt độ 330-360°C [75],
và khí nóng tiệt trùng được đưa vào thiết bị
qua một hệ thống van (valve cluster). Óng
rót và ‘N ùng vô trùng" dơ đỏ được tiệt trùng
bàng nhiệt khô ơ nhiệt độ ít nhất 240°c
trong 30 ph. Bộ ngăn cách bàng hơi (steam
barrier) ngăn cách thiết bị rót vô trùng với
đường ông câp sản phâm. Khoang hơi nước
ngăn cách này và van san phâm được tiệt
trùng bàng hơi nước ơ nhiệt độ 130°c.
Hình 7: Sơ đồ tiệt trùng máy rót bằng nhiệt
Loại bỏ
hydro peroxid
3.1.2. Tiệt trùng hằng phối hợp nhiệt vù hóa chât
Các hệ thống rót vô trùng phức tạp hơn không thẻ
được tiệt trùng đơn gian chi băng nhiệt. Các càu tạo
như vòng định hình, các con lăn dẫn hướng,... có thê
không chịu được nhiệt độ cao. Câu tạo của máy cùng
quá chắc chắn nên không chịu được toàn bộ thời gian
gia nhiệt cũng như hạ nhiệt đê làm nguội sau đó.
Nhừng hệ thống như vậy đòi hỏi kêt hợp giừa nhiệt và
hóa chất đế tiệt trùng. Vì lý do đó, hóa chât phỏ biến
nhất thường dùng là hydro peroxid [73,75].
H20 2 có thế sử dụng bang hai cách:
- Phun sương; hoặc
- Làm bay hơi như chất khí sau đó ngưng tụ trên
các bề mặt đê tiệt trùng [75].
Hình 8: Sơ đồ tiệt trùng máy rót
bàng phối hợp nhiệt và hóa chất
Trong bất kỳ trường hợp nào, cùng đều cần câp khí tiệt trùng âm hoặc
nóng vào hệ thống đế đạt được nhiệt độ cần thiết cho quá trình tiệt trùng
được hiệu quá và để đấy H20 2 dư thừa ra khỏi hệ thống (hình 8). Nhưng
vùng không nằm trong vùng tiệt trùng cua H20 2 sè phai tiệt trùng bàng nhiệt
khô hoặc ướt.
3.2. Duy trì điều kiện vô trùng trong suốt quá trình sản xuất
Tiệt trùng không khí
bằng phương pháp lọc
Trong phần lớn các hệ thống đóng gói vô trùng, áp suất dương của không
khí vô trùng được sử dụng bao kín khu vực tạo hình, rót và hàn mí đê ngãn can
sự tái nhiềm từ môi trường không vô trùng [73,142] (hình 9).
Độ tiệt trùng cua không khí có thế đạt được bàng
cách lọc [142], hoặc nung nóng hoặc kết hợp cả hai.
Trong quá trình lọc khí người ta thường sử dụng các lưới
lọc theo tiêu chuẩn HEPA (không khí hiệu qua đặc biệt).
Nhừng đặc diêm sau được khuyên cáo:
- cấp khí bàng các máy thôi khí áp suât thâp;
- vận tốc dòng khí 0,5 m/s (dòng chảy tằng); và
- giữ lại 99,99% các phẩn tứ kích thước lớn hơn 0,3 pm.
Hình 9: Sơ đồ bảo đảm tiệt trùng
bằng áp suất dương và không khi vô trùng
Neu sử dụng phương pháp nung, nhiệt độ 340°c là
nhiệt độ cần thiết đế tiệt trùng không khí. Sau đó, khí tiệt
trùng có thê được làm nguội bãng nước hoặc băng hệ
thống trao đôi nhiệt tái sử dụng năng lượng, ở đó không
khí đi vào (nguội) được gia nhiệt sơ bộ bằng khí đi ra
khỏi thiết bị nung.
4. Sản xuất hộp kín
Độ kín của hộp bao bì sán phẩm được tạo ra, phụ thuộc vào:
Những vấn đề
về độ kín bao bì
- hàn chính xác mối hàn ơ đinh và đáy hộp (môi hàn ngang);
- hàn kín theo chiêu dọc (mối hàn dọc);
- cấu trúc các lớp cua bao bì không bị tổn thương (thung, rách, trầy xước...)
Ngăn chặn nguy cơ độ kín
bao bì không đạt
Các lồi về độ kín bao bì không đạt có thề do chất lượng vật liệu bao bì, do bị
điều chỉnh sai trẻn máy rót, do khâu bảo dường và vận hành thiết bị rót vô trùng
chưa đúng và do rách hỏng lúc vận chuyên. Đe giam thiêu tác động của nhưng
yếu tố này, cần đưa ra các quy trình phù hợp, ví dụ như:
a) kiểm tra đặc tính chức năng của mồi lô bao bì nhập vê;
b) bao trì, bao dường tốt thiết bị rót;
c) huấn luyện đằy đu cho các nhân viên vặn hành máy rót;
d) giám sát chặt chê tay nghè của nhân viên;
14
e) thiết bị bao bọc bên ngoài (thiết b đóng gói hoàn thiện) cân được bao
dường đẩy đu;
0
vật liệu bao bì bên ngoài (màng co, thùng carton...) phai đu tôt đê bao vệ
các hộp san phâm bên trong khi vặn chuyên và thao tác;
g) thòng tin đầy đu tới các bộ phận hên quan về việc thao tác với các sản
phàm vô trừng;
h) bao quản vật liệu bao bì trước khi sư dụng ơ nơi phù hợp, đám bao điêu
kiện vệ sinh (nhiệt độ và độ âm) và íhời gian (như khuyên cáo cua nhà san
xuất) phù hợp.
Một số quy trình thứ nghiệm và kiêm tra độ kín bao bì thường sứ dụng hiện
nay, gồm:
Độ kín bao bì:
các phương pháp kiểm tra
a) quy trình kiểm tra bàng mực đo [12,86];
b) kiêm tra độ tăng hàm lượng oxy [12];
c) đo độ dan điện;
d) quy trình xé bao bi kiêm tra môi hàn dọc và môi hàn ngang.
Thí nghiệm sinh học (ngâm toàn bộ bao bì trong dung dịch chứa nhiêu vi
sinh vặt (hỉnh 10) không dược khuyên cáo, do quy trình này làm anh hương
đến vật liệu bao bì: gây ra lồi và ảnh hương đèn việc diễn giai kêt quả thí
nghiệm.
Một số vi khuân có thê đi qua nhừng vết nứt có kích thước rất nhỏ mà kiêm
tra bang cam quan cùng không phát hiện ra rò ri [86]. Trong các thí nghiệm mô
hình sư dụng vật liệu nhựa, người ta quan sát thấy các vi khuân di động
Escheríchia coli, Pseudomonas aeruginosa và Baciìỉus subtiỉis có thê di
chuyên động xuyên qua các ống mao dẫn đầy chất lỏng với đường kính trong
khoảng 10 ịiin hoặc hơn và đạt tốc độ hơn 10 mm trong vòng 24 h. Quá trình
chuyên động sè chậm đi nếu đường kính cua các vêt nứt (channels) giám.
Đường kính trong nhó nhât cho phép vi khuân đi qua là giừa 1,3 và 2 pm. Vi
khuân không di động Staphylococcus aureus và Baciỉlus megaterium , cùng
như nấm men Debaryomyceshansenii, Candida parapsilosis và Torulopsis
candida chuyên động với tôc độ rât chậm. Tốc độ cua chúng nho hơn 0,5 mm
trong 24 h trong các ống mao dan với dường kính trong khoảng 10 pm. Tùy
thược kích thước tê bào, các ông mao dẫn nho nhât mà vi khuân không di động
vẫn có thế đi qua có dường kính trong khoang 2-5 pm [275].
Hình 10: Thử bắng phương pháp sinh học:
không thích hợp cho bao bì giấy nhiều lớp
15
3. Hiệu quả tiệt trùng
Tóm tắt
(/Lia trình tiêu diệt vi sinh vặt không phai là một quá trình tuyệt đối; không
phai tât cả các vi sinh vật đều bị tiêu diệt cùng một lúc. Thực ra với cùng một
quy trình diệt khuân (cùng nhiệt độ), một lirợng vi sinh vật bằng nhau sẽ bị tiêu
diệt trong nhừng khoáng thời gian khác nhau. Hiểu rõ điều này là vô cùng quan
trọng. Do vậy, hiệu quá của bất kỳ quá trình tiệt trùng nào cùng đirợc xác định
bằng các thòng số công nghệ và lượng vi sinh vật ban đâu trong san phẩm. Đôi
khi khong thê thay đôi thông số công nghệ đê đám báo quá trình tiệt trùng hiệu
qua hon. Trong trường hợp đó. hiệu qua tiệt trùng tăng chỉ khi giam lượng vi
sinh vặt (thường là sô bào tử vi khuân) trong sản phàm đem đi tiệt trùng.
Qỉdi Ihỉệy Chung
Thuật ngừ “ tiệt trùng” (sterility) cua thực phâm đóng gói hoặc san phàm
thực phâm vân còn nhiều tranh cài. Một mặt, các quy định pháp lý có xu hướng
băt buộc định nghĩa sự tiệt trùng băng nhừng khái niệm tuyệt dối, như “ sự
không cỏ mặt cua...” . Mặt khác, người ta đã công nhận vi sinh vật khi được đưa
vào quá trình tiệt trùng sẽ bị giam theo qu> luật bán logarit [60,69]. Quá trình
tiêu diệt vi sinh vật nói chung và đặc biệt là nội bào tư vi khuân đã được nghiên
cửu rât nhiêu. Đối với hầu hết các loại vi sinh vật, ty lệ tiêu diệt bán logarit
được thê hiện như trên hình 1 không phụ thuộc vào quá trình tiệt trùng do nhiệt
hay do hóa chất.
log (No/N) = thời gian tiếp xúc với tác nhân tiệt trùng/D
Hiệu quả tiêu diệt
các bào tử từ vi khuẩn
Tỷ lệ tiêu diệt bán logarit
Trong đó: No = tông số vi sinh vặt ban đầu; N = số vi sinh vặt sống sau một
thời gian tiêp xúc với tác nhân tiệt trùng; và D thời gian giam mười lần (tức
là thơi gian cân thiêt đẽ làm giảm 1 log vi sinh vật sống). Tác nhân tiệt trùng có
thê là nhiệt hoặc hóa chất.
Hình 1: Đường cong suy vong: ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt và của số lượng bào tử ban đầu
17
Hoàn toàn không có vi khuẩn
là không thể đạt được
Có thề thu được kết qua kha quan hơn khi giảm số lượng bào tư ban đầu
trong sán phấm (hình la) hoặc áp dụng điều kiện tiệt trùng nghiêm ngặt hơn
(hình 1b), tức là nhiệt độ tiệt trùng cao hơn hoặc/và thời gian giừ nhiệt dài hơn.
Độ tiệt trùng được hiếu là hoàn toàn không có mặt tất cả các vi sinh vật sống
trong bất kỳ thề tích nào cua sản phẩm. Biểu diễn băng đô thị bán logarit, tỷ lệ
chết cua vi sinh vật sẽ được hiếu là log X = 0. Tuy nhiên đăng thức log X = 0
( 10x = 0) không tồn tại nên độ tiệt trùng tuyệt đối không thế đạt được, mà chi
dược tiệm cận. Vì vậy, mồi quá trình tiệt trùng đều phai còn một vài bào tử còn
sống sót sau quá trình tiệt trùng [91,176]. Mỗi quy trình tiệt trùng đặc trưng bơi
tác động của quá trình tiệt trùng hay hiệu qua tiệt trùng. Hiệu quả tiệt trùng biêu
diền bơi số log vi sinh vật giam được do quá trình tiệt trùng. Ví dụ một quá
trình UHT bình thường đạt hiệu qua là giam 10'' lần (9 log), tức là từ 10' bào tư
ban đầu chỉ còn 1 bào tử sống sót.
109 bào tử vi khuẩn -> UHT -> 10° = 1
Điều này đúng và không phụ thuộc vào thê tích sán phâm.
Giá trị D, F và z
Hiệu quả tiệt trùng
Hiệu quả tiệt trùng
đạt đưạc nhờ quá trình UHT
Giá trị D là thời gian cằn thiết ơ một nhiệt độ nhất định làm giảm sô bào tư
vi sinh vặt đi 10 lần. Giá trị F cua một quá trình là số ph cần thiết đê tiêu diệt
một số lượng vi sinh vật đã biết trong thực phẩm nhất định trong những điều
kiện đà biết. Giá trị Fo là giá trị ở 12D. Khi ký hiệu Fo được sử dựng, giá trị z
được coi là 18°F (10°C) với nhiệt độ tiệt trùng 250°F ( l2 l,l° C ) . Giá trị z biếu
diền khoảng nhiệt độ tăng cần thiết để giam giá trị D đi 10 lằn, tức là từ I ph
giam xuống còn 0 ,l ph. Giá trị Qiolà độ tăng tôc độ phan ứng nêu nhiệt độ của
hệ thống tăng lên I0°c. Giá sử giá trị z =10,5 và giá trị Qio băng 9, gia nhiệt
trực tiếp UHT đến 140°c với thời gian lưu là 4 s thì giá trị Fo sê là 4,2 s [105].
Tại Vương quốc Anh, Bộ Y tế và An sinh xã hội ban hành hướng dẫn cho
việc xử lý thực phẩm đóng hộp có độ axit thấp, trong đó quy định răng một quá
trình nhiệt tối thiều đạt yêu cẩu phải giam khả năng sông sót cua bào tư
Clostridium botulinum xuống ít hơn 1 trong 1012 hộp sản phâm [70]. Tiêu chuân
này tương đương với quá trình tiêu diệt bàng cách gia nhiệt trong 3 ph ơ 12l° c
(Fo =3) [23]. Trong thiết bị trao đối nhiệt tấm bản, thời gian lưu khoáng 2 s ở
nhiệt độ 142°c cho hiệu quả tiệt trùng (số log giảm đi) là 7 khi sư dụng bào tư
Baciỉlus stearothermophiỉus làm chi thị [70]. Tuy nhiên, kêt qua thu được bằng
cách xử lý nhiệt bào tử Bacillus stearothermophiỉus trong sừa cùng phải tính
đến yếu tố ức chế [78] vì xử lý nhiệt sừa có thê dẫn đên việc hình thành các hợp
chất có thể ức chế sự nảy mầm của bào tư vi khuân nói chung và Baciilus
stearothermophiỉus nói riêng.
Trong sữa và kem nhiễm lượng lớn bào tư Bacillus ỉicheniformis, giá trị z
được tìm thấy vào khoảng 7,4 - 8,0°c [46]. Trong khoang nhiệt độ tiệt trùng
UHT, giá trị Qio băng 11 đôi với Bacillus stearothermophìlus và băng 30 đôi
với Baciỉỉus subtilis [70]. Gia nhiệt bào tử Baciỉlus subtỉlìs đên nhiệt độ UHT
(129 -135°C) đối với sữa tách béo, giá trị z vào khoảng từ 6,7°c - 18°c [111].
Đường suy vong bán logarit của bào tư Baciỉlus stearothermophiỉus là tuyên
tính ở nhiệt độ giữa 104,4°c và 137,8°c tại giá trị pH từ 6,0 đên 7,0. Giá trị z
tương ứng là 8,7°c và 10,3°c [70].
Hiệu quả tiệt trùng:
Bacillus
18
Trong quá trình sử dụng hệ thống UHT trực tiếp bằng phun hơi nước nóng,
thời gian lưu nhiệt là 4 s ở các mức nhiệt độ lưu nhiệt khác nhau, các giá trị tiêu
diệt vi sinh vặt theo bán logarit (hiệu quả tiệt trùng) được ghi nhận nhu bèn
dưới (bảng 1) [250, 257].
Bàng 1: Hiệu quả quá trinh tiệt trùng: phun hơi trực tiếp
Bacillus subtilis
Nhiệt độ
C
140°c
135°c
130°c
125°c
135°c
130°c
125°c
120 °c
135°c
130°c
125°c
Số bào tử
ban đầu
45.000
Số bào tử
cuối cùng
0,0004
0,0004
0,0007
4.000.000
0,45
0,0004
0,0004
75.000.000
0,04
4,5
0,0004
0,025
Bacillus stearothermophilus
Log giảm
9,0
9,0
8,8
6,0
10,0
10,0
8,0
6,0
11,0
9,5
Số bào tử
ban đầu
10.000
250.000
Số bào tử
cuối cùng
0,0004
Log giảm
0,0004
7,4
7,4
0,45
2,5
4,3
3,6
0,0004
9,0
0,095
6,4
5,0
5,0
2,5
2,5
4
Trong một dây chuyên UHT quy mô phòng thí nghiệm, dịch sừa gẩy được
gia nhiệt lên đên I35°c sư dụng các nội bào tư từ các chúng khác nhau cua
B cỉcM us stearothermophilus như vi sinh vật đê thư nghiệm, “ giá trị z chưa bao
giờ rớt xuống thấp hơn giá trị 6,7°c (12°F) và chưa bao giờ vượt quá I8°c
(32CF)" [82].
Sự ức chê bào tử Clostridìum per/ringens loại A ớ nhiệt độ siêu cao đã
được nghiên cứu. Dịch bào tư trong nước được gia nhiệt ơ 85-l35°C bàng
phương pháp ống mao dẫn. Ớ nhiệt độ trên I00°c [1] két qua cho thấy bào tư
bị vò hoạt rât nhanh. Thời gian giảm 10 lân (giá trị D) ơ bào tử bền nhiệt nhất
cua Cỉostridium botuỉìnum ơ 140°c là 0,1 s. Ớ nhiệt độ cao hơn 120-140°c,
giá trị X là 1l° c khi bào tứ được hòa trong dung dịch đệm phosphat pF17 [23].
Bằng phương pháp thứ mao dẫn, giá trị z tăng đáng kể khi tăng nhiệt độ trong
khoáng 85-160°C [70].
Hiệu quả tiệt trùng:
Clostridium
Số bào tư Clostridium sporogenes có thể giam tới 10l: lần trong 3,42 s ơ
148.9°c. Đây là số liệu đối với dịch bào tư có giá trị X là 19,4°c và giá trị D ớ
148 9 °c lcà 0.285 s [70].
Sô lượng bào tử c/. botulinum trong nguyên liệu
có thê thay đồi từ 104 trong mồi hộp san phẩm, trong
trường hợp san phấm nấm; đến 10'*, tương dương
mức độ có trong thịt; cho đến mức thấp 10° đổi với
vật liệu bao gói cho sản phâm vô trùng [201]. Giá trị
giảm thập phân thực ra ít được quan tâm trừ khi cần
đề ý đên lượng vi sinh vật ban đầu. Nói chung thực
phẩm chứa nhiêu bào tư hơn rât nhiêu so với vặt liệu
bao gói. Có một nguy cơ tiêm tàng khi biêu diễn
hiệu quả quá trình thông qua giá trị 12D vì khi đó
chi có độ giam bào tư được chỉ rõ trong khi đó kết
quả cuôi cùng sè thay đôi rât nhiều tùy thuộc vào
mật độ bào tử C i botulinum và các vi khuân khác
ban dầu [201].
Bảng 2: Hiệu quả của nhiệt độ đến Bacillus subtilis 786: sự giảm lượng
bào từ trong sữa
Nhiệt đô
°c
130,5
132,0
133,0
135,5
Số khuẩn lạc
ban đằu/ml
7,2 X 106
6,9 X 106
4,8 X 106
4,8 X 106
4,7 X 106
7,3 X 106
4,9 X 106
8,2 X 106
Sự thay đôi nhiệt độ đột ngột do phối trộn trực tiếp hơi nước và sừa và quá
trình bỏc hơi chân không băng gia nhiệt trực tiếp, làm tăng hiệu qua phá huy
bào ư do sôc nhiệt. Sự phá huy bào tư có thê cao hơn mong đợi khi so sánh với
kết quá thu được trong phòng thí nghiệm bằng cách cho dịch bào tử tiếp xúc
với nhiệt độ thâp hơn. Vì vậy kêt quả trong phòng thí nghiệm không nên ngoại
suy dê áp dụng trong điêu kiện tiệt trùng UHT [86]. Tât ca các kêt quả thí
nghiệm thu được với mô hình sư dụng dịch bào tử vi khuân thuần khiết đà
được xác định trước là có tính bền nhiệt. Hơn nữa các bào tử này được sư dụng
ơ m;it độ rât cao. Vì vậy kẻt qua thu được chi có thê chuyên giao ra điêu kiện
thực tien ơ một mức độ nhất định.
Số khuẩn lạc
cuối cùng/ml
Giảm
thập phân
0,9
0,6
0,2
0,09
0,001
0,001
< 0,0004
< 0,0004
7
7
7
7
8
8
>8
>9
Hiệu quả sốc nhiệt
19
4. Khử trùng bằng hydro Peroxid
Tóm tắt
I rong hệ thông đóng goi tiệt trùng, hydro peroxid (IIT Y ) thưởng được sư
dụng đê tiệt trùng băng hóa học cho vật liệu bao bì (bê mặt tiêp xúc với thực
phám). Các vân đê liên quan khi dùng hydro peroxid trong trường hợp này như
kha nàng còn dư lượng trong san phấm, điều kiện môi trường cung như hiệu
qua vi sinh cua nó đêu phai được giai quyết tốt.
1. Giói thiệu chung
'I rong hâu hết hệ thống đóng gói tiệt trùng và hệ thống đóng gói kéo dài thời
hạn sư dụng (ESL), hydro peroxid được sư dụng đề tiệt trùng hoặc sát trùng bề
mặt bao bì tiếp xúc với thực phẩm. Những hóa chất như vậv cằn phai đám bao
nhưng yêu củu nhât định. Cụ thô, một chất khư irùỉig hoan hảo càn đảm báo [61]:
a) dê dàng thực hiện;
Các yêu cầu về hóa chắt được
sử dụng trong tiệt trùng bề mặt
tiếp xúc thực phẩm
b) sử dụng được trên dây chuyền liên tục;
c) khỏng còn dư lượng sau khi sử dụng;
d) tiêu diệt các vi sinh vật gây hư hòng, như nội bào tư vi khuân một cách hiệu
qua;
e) chi phí thấp;
0
khỏng độc;
g) không ăn mòn; và
h) (le kiếm.
Yêu tô quan trọng nhât là đám bao hiệu quá vi sinh và không có dư lượng
trong sản phâm đã được đóng gói. Tuy xét về các tiêu chí khác, và trong một số
trường hợp, nhiều hỏa chất khác mang lại hiệu qua tốt hơn nhưng hydro
peroxid van là lựa chọn tốt nhất.
Bảng 1: Thời gian (giây) cần thiết để
giảm 4 log bào tử Bacillus subtilis ở
những nồng độ và nhiệt độ
hydro peroxid khác nhau
Nhiệt độ °c
2. Tiêu chí vỉ sinh
Hiệu quá vi sinh cua hydro peroxid đâ được nghiên cứu với bào tư Bacillus
subtilis (NCDO 736, ATCC 95244) tại nhiều nhiệt độ khác nhau và với nồng
độ hydro peroxid tương đối thấp (bang 1) [247].
25
50
60
70
80
1 ồng quan tài liệu nghiên cứu cho thấy nhiệt độ và nồng độ có ánh hưởng
đến kha năng diệt bào tư cua hydro peroxid [63]. Với hydro peroxid nồng độ
10% ơ 60°c, giá trị Ọ10 vào khoáng 1,6. Tăng nồng độ từ 10% lên 15% và từ
15% lên 20%, giá trị này tăng khoảng 50% ở mồi giai đoạn [247]. Tại 80°c,
dung dịch hydro peroxid nồng độ 30% có khả năng làm giam vài lần thập phân
vi khuân sinh bào tư [91] trong vòng vài giây.
10 %
15%
20%
1640
192
96
60
36
780
128
53
39
23
570
66
45
26
15
Hiệu quả vỉ sinh
của Hydro peroxid
Kêt quả so sánh kha năng sống sót của bào tư Clostridium
botulinum và Bacillus với hydro peroxid thê hiện trong bang 2
Bảng 2: So sánh khả năng sống sót của bào tử
Cl. Botulinum và Bacillus ở 35% H20 ?, 71,1°c và 87,8°c,
[ 148].
1x104 bào tử
Kha năng diệt bào tư cua hydro peroxid được xác định ớ
nồng độ từ ÌO - 41% và ơ nhiệt độ 24-76°C. Bacillus subtilis
SA 22 có khả năng chịu tác động lớn nhất và Staphylococcus
aurciis nhạy cảm nhât trong số các vi sinh vật thử nghiệm
[251].
Thời gian (giây)
71,1°c
87,8°c
Vi sinh vật
+
-
+
-
c/. botulinum
B. subtilis A
B. globigii
B. stearothermophilus
0
5
5
10
2
2
14
10
3
4
16
14
+ = sống sót, phát triển;
- = không phát triển
21
3. Dư lượng hydro peroxid
Dư lượng hydro peroxid:
giới hạn pháp lý
Khi tiệt trùng vật liệu bao bì (bề mặt tiếp xúc với thực phấm), nồng độ hydro
peroxid thường dùng là 15% và 35% [74]. Trong bất cứ hệ thống nào, không thẻ
loại bo hoàn toàn hóa chất đã được sử dụng. Do đó, không thế tranh khỏi dư
lượng rất nhỏ khi sư dụng hydro peroxid trong trường hợp này. Câu hoi đặt ra
là: ngường cho phép cua dư lượng là bao nhiêu? về khía cạnh này, các nhà lập
pháp cần phải được tư vấn. Một số quốc gia đã thông qua điều luật về vân đề
này, một số thì không, về cơ bản, nhừng tình huống sau có thê xay ra:
0
Chưa có bất kỳ quy định nào, (vì thế) dư lượng hydro peroxid là van đề
thanh tra y tế cộng đồng cằn phai giai thích.
0
Pháp luật hiện hành quy định: hydro peroxid có the được sư dụng với thực
phẩm miền là dư lượng trong sản phẩm không vượt quá hàm lượng “ không
thể tránh khỏi về mặt kỹ thuật” . Nhưng thế nào là “ không thê tránh khoi về
mặt kỹ thuật” '?
0
Hydro peroxid có thế được sử dụng trong công nghiệp thực phâm miên là
được loại bo hoặc bị triệt tiêu trước khi quá trình chế biên này kêt thúc. Hai
câu hỏi đặt ra là: a) "Được loại bo" nghĩa là gì? Rõ ràng, điều này nên được
hiếu theo nghĩa là "không thể phát hiện bằng các phương pháp chuân" Vì
vậy, dư lượng hydro peroxid cho phép được xác định bới độ nhạy cua
phương pháp thử nghiệm chính thống. Neu phương pháp này không có, hàm
lượng bao nhiêu là được phép? Một lằn nữa, điêu này ít nhiêu là vân đê các
cán bộ y tế cộng đồng cần giái thích cặn kê. b) "Quá trình chê biên kết thúc"
có nghĩa là gì? Trong trường hợp hệ thống bao bì TBA, liệu có phải đây là
thời điếm sản phẩm được hàn kín? Hay là thời diêm bao bì đựng sản phẩm
đà rời công đoạn hàn tai đỉnh hộp và tai đáy hộp, rời khu vực lưu kho, hoặc
tới các cửa hàng hay thậm chí đến thời điếm sản phẩm được tiêu thụ?
0
Dư lượng hydro peroxid tối đa cho phép theo quy định thường đi cùng với
các phương pháp xác định chuấn [260]. Tại thời điếm hiện tại, các quy định
của FDA Hoa Kỳ (21 CFR 177,1520) về dư lượng hydro peroxid, áp Cụng
cho tiệt trùng bề mặt nhựa PE cua vật liệu bao bì, là hoàn thiện nhất va tốt
nhất.
Quy định đầu tiên được thông qua vào năm 1981 [1 10] và công bỏ hydro
peroxid có thế được sử dụng, với điêu kiện [259]:
-
chỉ sử dụng cho nhừng bề mặt nhựa PE trong danh mục quy định;
-
tất cả các chất phụ gia sử dụng trong hydro peroxid (như các chât ôn địni và
các tác nhân làm ẩm ,...) phái được cho phép hoặc theo quy định và/lioặc
theo GRAS (được coi là an toàn);
-
nồng độ hydro peroxid nằm trong giới hạn quy định; và
-
ngay sau khi đóng gói, dư lượng hydro peroxid không vượt quá hàm liợng
quy định (hiện nay là 0,5 ppm) khi kiếm tra bằng một trong hai phương pháp
tiêu chuấn đâ quy định [67] (hoặc một phương pháp tương đương).
Tất cả các điều tra cho đến nay đều không chỉ ra bất kỳ độc tính nào nêi sứ
dựng lượng nhở hợp lý hydro peroxid. Lượng lớn hơn có thể dẫn đen kích ứng
màng nhầy nhưng không tác động mãn tính. Te bào mô người chứa emym
catalase và peroxidase, giúp hydro peroxid được phân huy thành:
2 H2O2 = 2H2ơ + 0 2
Hydro peroxid: độc tính
??
Độc tính cua hydro peroxid đã được nghiên cứu rộng rãi. Cụ thẻ, các san
phấm phân hủy cua H20 2 là nước và oxy là nhừng chất vô hại. Hydro penxid
không tích lùy trong cơ thế, không gây độc màn tính. Hydro peroxid có the tây
tóc và gây kích ứng màng nhầy tạm thời. Vì tạo thành khí, khi hít phai một
lượng lớn hydro peroxid có thê gây ra một sô vân đê.
