Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
-----o0o-----

TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RAU QUẢ

TÌM HIỂU VỀ
CÔNG ĐOẠN THANH TRÙNG
TRONG CHẾ BIẾN ĐỒ HỘP RAU QUẢ

GVHD:

TH.S.NGUYỄN THỊ HOÀNG YẾN

SVTH:

NGUYỄN THỊ THÙY TRANG

MSSV:

13028331

LỚP:

ĐHTP9ATT

HỌC KỲ: II

NĂM HỌC: 2015-2016

TP. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2016

MỤC LỤC


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

1. Tổng quan quá trình thanh trùng
1.1. Định nghĩa
Thanh trùng là quá trình tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho thực phẩm nhằm ức chế quá
trình sinh, tổng hợp độc tố của chúng và tiêu diệt những vi sinh vật gây hại như vi khuẩn, virut,
nấm men, nấm mốc.
1.2. Sự khác nhau giữa thanh trùng và tiệt trùng
Tiệt trùng là tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật (bào tử và tế bào sinh dưỡng), ức chế không
thuận nghịch các enzyme trong thực phẩm. Thanh trùng chỉ tiêu diệt một phần hay chỉ dừng lại ở
việc ức chế tạm thời vi sinh vật.
Do các đặc tính đó mà thanh trùng và tiệt trùng có các thông số sử dụng khác nhau như
nhiệt độ, thời gian, áp suất…
1.3. Các loại sản phẩm thường sử dụng phương pháp thanh trùng
Phương pháp thanh trùng hiện nay rất phổ biến ở nhiều sản phẩm khác nhau không chỉ
trong đồ hộp rau quả như sữa, bia,…

2. Thanh trùng trong đồ hộp rau quả
2.1. Mục tiêu của quá trình thanh trùng ở đồ hộp rau quả
Rau quả trước khi cho vào hộp và được ghép mí kín đã trải qua các công đoạn xử lý như
rửa, chần, hấp,… Số vi sinh vật bám trên nguyên liệu rau quả đã giảm xuống nhiều nhưng vẫn
còn một lượng lớn sống sót hoặc xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào thực phẩm trong quá
trình chế biến. Đồ hộp chưa được vô trùng vì vậy không thể bảo quản được lâu. Để bảo quản đồ

hộp trong thời gian dài không bị hư hỏng biến chất cần phải tiêu diệt các vi sinh vật sống sót ấy –
người ta gọi đây là quá trình thanh trùng.
Thanh trùng bằng nhiệt còn có tác dụng làm tăng phong vị của đồ hộp, làm nhừ kết cấu tổ
chức của rau quả.
Có điều cần lưu ý về nhiệm vụ của quá trình thanh trùng là nhằm tiêu diệt chỉ các loại vi
sinh vật có khả năng phát triển ở điều kiện bảo quản bình thường, đồng thời làm hư hỏng đồ hộp
hoặc tạo ra các chất nguy hại đối với sức khỏe con người. Một số vi sinh vật như trực khuẩn
khoai tây Bac.licheniformis hay Bac.subtylis không phát triển được trong đồ hộp và vô hại. Việc
tiêu diệt chúng không có ý nghĩa, hơn nữa chúng rất bền với nhiệt, cố tình tiêu diệt chúng chỉ có
thể dẫn đến hậu quả phung phí năng lượng và giảm chất lượng đồ hộp rau quả.
Như vậy quá trình thanh trùng cần đạt được không phải độ vô trùng tuyệt đối mà chỉ cần
đạt được độ vô trùng công nghiệp, nghĩa là trong đồ hộp không được tồn tại các vi sinh vật có
thể gây hư hỏng thực phẩm hoặc các loại tạo độc tố, và có thể gặp các vi sinh vật không có khả
năng phát triển và gây hư hỏng đồ hộp ở các điều kiện bảo quản bình thường.
2.2. Một số phương pháp thanh trùng thường gặp trong đồ hộp rau quả
Để đạt được mục đích thanh trùng, đồng thời đảm bảo phẩm chất của đồ hộp rau quả,
người ta áp dụng nhiều phương pháp thanh trùng như:
- Dùng nhiệt độ để thanh trùng
Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
3


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

- Thanh trùng bằng chất kháng sinh, chất hóa học
- Thanh trùng bằng tia tử ngoại, tia ion hóa
- Thanh trùng bằng dòng điện cao tần
- Thanh trùng bằng sóng siêu âm

- Thanh trùng bằng điện ly
- Thanh trùng bằng trường điện từ
- Thanh trùng bằng màng lọc
- Thanh trùng bằng áp suất cao…
Các phương pháp trên có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp phương pháp này với phương
pháp khác, nhằm nâng cao hiệu quả thanh trùng (chất kháng sinh + nhiệt độ, tia tử ngoại + nhiệt
độ…)
Hiện nay phương pháp thanh trùng phổ biến nhất trong đồ hộp rau quả là thanh trùng
bằng nhiệt. Trong công nghiệp thực phẩm, phương pháp dùng nhiệt được sử dụng phổ biến hơn
cả vì nó đơn giản, dễ thao tác và ứng dụng được với đa số sản phẩm thực phẩm.
2.2.1. Thanh trùng bằng nhiệt
Đồ hộp sau khi đã được ghép mí kín sẽ được thanh trùng. Quá trình thanh trùng bằng
nhiệt được thực hiện theo thứ tự chung như sau: đồ hộp được xếp vào thiết bị thanh trùng, trong
đó nhiệt độ tăng từ từ đến mức nhất định. Nhiệt độ cần thiết này được giữ trong khoảng thời gian
nhất định, sau đó từ từ hạ thấp. Cuối cùng hộp đã qua thanh trùng được lấy ra khỏi thiết bị.
Như vậy các thông số cơ bản của quá trình thanh trùng là nhiệt độ cần đạt được và duy trì
trong thiết bị thanh trùng, và thời gian cần thiết nung nấu đồ hộp. Hai thông số này có thể gọi là
thông số vi sinh vật vì chúng quyết định việc tiêu diệt vi sinh vật. Việc theo dõi kém chặt chẽ,
kỹlưỡng các thông số này dẫn tới sự hư hỏng đồ hộp do vi sinh vật sau vài ngày, hay đôi khi vài
tuần… sau khi thanh trùng (hiện tượng tạo khí, biến chua, lên mốc…).
Nếu nhiệt độ thanh trùng cao hơn 1000C và ta dùng hơi nước để thanh trùng thì cần phải
tạo ra áp suất cao tương ứng bằng cách dùng hơi nước bão hòa. Áp suất này không được coi là
thông số thứ ba.
Nhưng nhiều trường hợp quá trình thanh trùng được thực hiện ở áp suất cao hơn áp suất
cần thiết để đạt được nhiệt độ thanh trùng định trước. Điều này thường xảy ra khi thanh trùng
hộp thủy tinh hay hộp sắt ở nhiệt độ cao, áp suất bên trong hộp quá lớn có thể gây hư hỏng vỏ
hộp, làm bung nắp ra khỏi miệng hộp thủy tinh. Ta cần tạo ra “áp suất” thêm nhằm cân bằng áp
suất bên trong hộp, gọi là áp suất đối kháng. Đây là thông số thứ ba của quá trình thanh trùng.
Thông số này không gây ảnh hưởng gì đến sự tiêu diệt vi sinh vật và là thông số vật lý. Tuy
nhiên có vai trò không kém gì nhiệt độ và thời gian.

Đối với mỗi loại đồ hộp, các thông số của quá trình thanh trùng không giống nhau. Xét
sau đây các yếu tố ảnh hưởng đến thông số của quá trình thanh trùng và lựa chọn chế độ chế biến
nhiệt phù hợp cho đồ hộp rau quả.

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
4


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

2.2.1.1. Nhiệt độ thanh trùng. Các yếu tố quyết định sự lựa chọn nhiệt độ thanh trùng
Các sản phẩm đồ hộp là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Tuy nhiên
không phải trong mỗi sản phẩm vi sinh vật đều có thể phát triển thuận lợi như nhau bởi vì chúng
rất nhạy với độ acid hoạt động của môi trường trong đó chúng sống.
Các thực phẩm đồ hộp nói chung đều được coi là môi trường chua, vì độ pH của chúng
nói chung đều nhỏ hơn 7 (trừ một số trường hợp vô cùng hiếm). Tuy nhiên điều này còn chưa đủ
để cho ta khả năng đánh giá về sự hiện diện và tồn tại của vi sinh vật trong môi trường.
Các nhà vi sinh vật học đánh giá độ chua của thực phẩm dựa trên phản ứng của Cl.
Botulinium với độ acid của môi trường.
Đồ hộp rau quả có thể phân làm 2 nhóm: ít chua (pH≥4.2) và chua (pH≤4.2). Nhóm đồ
hộp ít chua thanh trùng ở nhiệt độ > 100 0C, thường người ta hay sử dụng nhiệt độ 112- 120 0C,
đôi khi 125-1300C. Nhóm đồ hộp chua được thanh trùng ở nhiệt độ ≤100 0C, nhưng không thấp
hơn 75-800C. Nhóm đồ hộp ít chua gồm đồ hộp rau. Nhóm đồ hộp chua gồm tất cả các đồ hộp
hoa quả, nước quả đường, nước quả ép…
Tuy nhiên sự phân loại đồ hộp ra làm 2 nhóm này chỉ là gần đúng. Thời gian sau này
người ta tìm ra một loạt những trường hợp cần lưu ý khi chọn nhiệt độ thanh trùng.
- Nước cà chua giải khát có pH 4.0-4.5 lại là môi trường, ở những điều kiện xác định, rất thuận
lợi cho Cl. Botulinium phát triển và tạo độc tố. Từ năm 1973 trở đi, người ta thanh trùng nước cà

chua ở nhiệt độ 1200C như là đồ hộp thuộc nhóm ít chua
- Nước mơ đục có pH 3.8-3.9 cũng là môi trường thích hợp cho các botuliz. Vì vậy người ta
thanh trùng nước mơ đục (và các độ hộp sản xuất từ mơ nói chung) ở nhiệt độ 110 0C, hoặc hạn
hữu ở 1000C nếu pH<3.8.
- Các salad dầu dấm chế biến từ rau tươi (bắp cải, ớt ngọt, cà chua, cà rốt, hành, củ dền) có pH
trong khoảng 3.7-4.2 nhưng lại được thanh trùng ở nhiệt độ 112-120 0C vì trong đồ hộp này có
dầu và bản thân rau là thành phần ít chua, lượng dấm trộn vào đồ hộp chưa kịp phân bổ đều khắp
thể tích sản phẩm trong thời gian thanh trùng.
- Các sản phẩm cà chua cô đặc có pH>4.2 nhưng lại thường thanh trùng chỉ ở nhiệt độ 100 0C vì
cà chua cô đặc không phải là môi trường thuận lợi cho các botuliz và các loài yếm khí phát triển.
Ta chia nó làm ba phương pháp nhỏ là:
- Thanh trùng ở nhiệt độ thấp là thanh trùng ở nhiệt độ ≤1000C
- Thanh trùng ở nhiệt độ cao là thanh trùng ở nhiệt độ >1000C
- Thanh trùng gián đoạn hay thanh trùng lặp lại là đồ hộp được xử lý gia công nhiệt 2 hay 3 lần,
khoảng thời gian giữa các lần nấu là 20-28h.
Phương pháp thanh trùng gián đoạn khác với các phương pháp thanh trùng thông thường
ở chỗ mỗi lần gia công nhiệt ở đây không đạt được độ vô trùng cần thiết. Ví dụ người ta thanh
trùng ở nhiệt độ như bình thường nhưng mỗi lần chỉ nấu trong thời gian rất ngắn. Hoặc người ta
cũng nấu trong khoảng thời gian như bình thường nhưng ở nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ cần
thiết cho loại đồ hộp này.
Ví dụ: Đồ hộp mơ đào nước đường:
Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
5


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

Thanh trùng 1 lần 40-50’ ở nhiệt độ 1000C.

Thanh trùng 3 lần ở 1000C, mỗi lần 5’
Quả không bị rữa nát, có độ chắc cứng.
Trên cơ sở vi sinh vật học, nguyên tắc của phương pháp thanh trùng gián đoạn này được
giải thích như sau: ở lần nấu đầu tiên một số lượng lơn vi khuẩn bị tiêu diệt. Một số ít đã kịp
chuyển sang dạng nha bào khi môi trường bên ngoài chuyển sang chiều hướng không thuận lợi
cho chúng, nghĩa là nhiệt độ tăng lên như vậy. Trong thời gian giữ đồ hộp ở nhiệt độ phòng (18200C) trước khi đem nấu lần 2 các nha bào sẽ trở lại trạng thái bình thường và bị tiêu diệt do
tácdụng của nhiệt độ trong lần nấu thứ 2.
2.2.1.2. Các yếu tố xác định thời gian thanh trùng
Thanh trùng là quá trình xử lý nhiệt cho đồ hộp nhằm mục đích tiêu diệt các vi sinh vật
trong đồ hộp sau khi ghép mí để bảo quản đồ hộp được lâu dài.
Khi thanh trùng, ta nâng nhiệt độ trong thiết bị thanh trùng đến mức nhất định, sau đó giữ
nhiệt độ đó trong khoảng thời gian cần thiết, sau cùng là làm nguội.
Thời gian thanh trùng bao gồm hai khoảng: thời gian nâng nhiệt và thời gian giữ nhiệt.
Phần trung tâm hộp cũng có vi sinh vật như các phần khác nhưng lại bắt đầu được thanh
trùng chậm nhất, chậm hơn nhiều so với lớp ngoài. Do đó vi sinh vật ở đây có khả năng sống sót
nhiều hơn so với vi sinh vật ở các lớp ngoài, và khi ta nói thời gian tiêu diệt vi sinh vật có nghĩa
là ta đang nói đến các tế bào vi sinh vật các phần tử ở phần tâm hộp. Thời gian tiêu diệt được
tính bắt đầu từ thời điểm trung tâm hộp đạt được nhiệt độ định trước chứ không phải từ lúc bắt
đầu đun nóng hộp trong thiết bị thanh trùng.
Một cách gần đúng:
Thời gian thanh trùng = thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp + thời gian tiêu diệt (thời
gian cần thiết để diệt vi sinh vật ở trung tâm hộp, bắt đầu từ lúc đạt được nhiệt độ định trước)
Tuy nhiên cách tính thời gian thanh trùng này không được đúng. Vì trên thực tế vi sinh
vật ở tâm hộp bị tiêu diệt không phải chỉ từ lúc tâm hộp đạt được nhiệt độ định trước mà từ sớm
hơn, lúc tâm hộp chưa đạt được nhiệt độ định trước.
Vì vậy : ≠
Mà phải nói : = f ( , )
phụ thuộc vào những yếu tố gì?
(thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp – phụ thuộc các yếu tố nhiệt lý)
- Tính chất vật lý của thực phẩm

•
•

Đồ hộp rau quả khác nhau có tính chất vật lý khác nhau, độ đặc, tỷ trọng, độ nhớt khác
nhau.
Khi thanh trùng thực phẩm lỏng, nhiệt được truyền chủ yếu nhờ sự đối lưu, do vậy nhiệt
trở của thực phẩm không lớn. Khi thanh trùng thực phẩm đặc, nhiệt truyền chủ yếu bằng
phương pháp truyền dẫn, nhiệt trở của thực phẩm trong trường hợp này rất lớn.

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
6


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh
•

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

Tính chất vật lý của đồ hộp rau quả mà chính xác là độ trơ nhiệt của chúng ảnh hưởng rất
lớn đến thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp.

- Tính chất vật lý của vật liệu làm vỏ hộp và độ dày vỏ hộp
•

Trở nhiệt vỏ hộp càng lớn, hộp càng dày, độ dẫn nhiệt càng nhỏ

- Kích thước hình học của hộp
•
•

Kích thước bao bì càng lớn, trở nhiệt càng lớn
Khi tăng thể tích hộp lên 3 lần thì hằng số trơ nhiệt tăng 2.2 lần.

- Nhiệt độ ban đầu của thực phẩm
•
•
•
•

Nếu tăng nhiệt độ thực phẩm lúc bắt đầu thanh trùng thì thời gian nâng nhiệt chung sẽ
giảm.
Đối với sản phẩm lỏng, do sự truyền nhiệt chủ yếu bằng các dòng đối lưu, nên nhiệt độ
ban đầu ít có ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt.
Đối với sản phẩm đặc, thì sự truyền nhiệt chủ yếu bằng dẫn nhiệt, nên nhiệt độ ban đầu
của sản phẩm có ảnh hưởng nhiều đến vận tốc truyền nhiệt của sản phẩm. Đồ hộp lúc
thanh trùng càng nguội thì thời gian truyền nhiệt càng kéo dài.
Tác dụng tốt về mặt lý nhiệt, vi sinh (nhiệt độ lúc bắt đầu càng lớn thì càng ít vi sinh vật)

- Nhiệt độ cuối của sản phẩm
- Nhiệt độ thanh trùng
•
•

Tăng nhiệt độ thanh trùng thì chúng ta sẽ giảm được thời gian nâng nhiệt
Tăng nhiệt lên 80C thì thời gian gia nhiệt giảm hơn 40%

- Trạng thái của hộp khi thanh trùng (đứng yên hay chuyển động quay)
•
•

Hộp quay, thực phẩm bị xáo trộn, quá trình nâng nhiệt xảy ra nhanh hơn.
Chú ý đến cấu trúc thực phẩm để tránh hỏng.
(thời gian tiêu diệt vi sinh vật)

- Nhiệt độ thanh trùng
- Thành phần của đồ hộp
•
•
•
•

Acid: Hàm lượng acid ảnh hưởng trực tiếp đến pH
Chất sát trùng thực vật (phitonxit): Nếu có thêm chất sát trùng thì thời gian tiêu diệt vi
sinh vật sẽ giảm. Các chất sát trùng thường gặp trong thực vật là tomatin trong cà chua,
allyxin trong hành tỏi, antoxian trong rau quả, các sắc tố có màu…
Chất béo: Chất béo làm tăng thời gian tiêu diệt vi sinh vật vì nó làm tăng sức chịu nhiệt
của chúng.
Đường và muối: Đường có tác dụng bảo vệ vi sinh vật khi đun nóng vì quá trình các vi
sinh vật mất nước do thẩm thấu và chính việc hàm lượng nước giảm này làm phần lớn vi
sinh vật bền vững khi đun nóng. Nồng độ muối <2.5% trong sản phẩm thực phẩm có tác
dụng bảo vệ vi sinh vật khi đun nóng, còn nồng độ muối >8% lại có tác dụng làm vi sinh
vật bị tiêu diệt nhanh hơn. Nồng độ muối không lớn có tác dụng là tế bào vi sinh vật bị
mất nước do thẩm thấu tương tự như hiện tượng xảy ra trong dung dịch đường, do đó làm

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
7


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

•

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

độ bền nhiệt của nó tăng lên. Ở môi trường có nồng độ muối cao bắt đầu xuất hiện sự
điện ly.
Giống loài vi sinh vật và số lượng của chúng: Thời gian tiêu diệt chịu ảnh hưởng rất lớn
của các loài vi sinh vật có thể phát triển trong thực phẩm bởi vì độ bền nhiệt của các loài
vi sinh vật không giống nhau, các tế bào sinh dưỡng dễ bị tiêu diệt hơn nhiều so với nha
bào

2.2.1.3. Mối tương quan giữa thời gian và nhiệt độ thanh trùng
Nhiệt độ thanh trùng tăng thì thời gian tiêu diệt giảm và ngược lại.
Xử lý rau quả ở nhiệt độ cao dẫn đến các biến đổi về chất lượng như cảm quan (do phản
ứng thủy phân dẫn tới rau quả mềm, nhũn, nát…), phản ứng melanoidine (làm rau quả sẫm màu,
mùi nấu…)… Do vậy cần xác định 2 yếu tố thời gian và nhiệt độ phù hợp để hạn chế thấp nhất
các biến đổi này.
2.2.1.4. Áp suất đối kháng
Rau quả đựng trong hộp bao gồm các thành phần : chất rắn, chất lỏng, chất khí. Dưới tác
dụng của nhiệt độ cao, các áp suất riêng phần và sự dãn nở của các cấu tử đó tăng lên, làm cho
áp suất chung trong bao bì đựng sản phẩm tăng lên. Áp suất này (có thể tới 2 atm) có thể làm cho
bao bì sắt tây bị biến dạng, bao bì thủy tinh bị nứt, vỡ. Vì vậy ta cần tạo ra áp suất trong thiết bị
thanh trùng (căn cứ vào tính chất của bao bì, thành phần của sản phẩm đựng trong hộp và nhất là
nhiệt độ thanh trùng) bằng hay gần bằng áp suất dư đã tăng lên trong hộp, áp suất này gọi là áp
suất đối kháng, thường vào khoảng 0,4 - 1,4 atm.
2.2.1.5. Công thức thanh trùng
Khi xác định được các thông số của một chế độ thanh trùng đồ hộp, ta ghi lại thành công
thức thanh trùng tổng quát
a: Thời gian đuổi không khí ra khỏi thiết bị thanh trùng (bằng hơi nước), tính bằng phút.
Thời gian đuổi khí thường kéo dài : 5 - 10 phút

Nếu thanh trùng trong thiệt bị hở (bằng nước) thì không có thời gian đuổi khí a.
A: Thời gian nâng nhiệt độ, trong thiết bị thanh trùng đã chứa đồ hộp, từ nhiệt độ ban đầu
tới nhiệt độ thanh trùng cần thiết (phút). A phụ thuộc nhiệt độ thanh trùng, nhiệt độ ban đầu, loại
sản phẩm, thể tích, khối lượng, bao bì.
B: Thời gian giữ nhiệt độ không đổi trong thiết bị thanh trùng (phút). B phụ thuộc vào vi
sinh vật (loại vi sinh vật, số lượng, giai đoạn phát triển), loại thực phẩm, thành phần thực phẩm
(pH, đường, muối, béo)
C: Thời gian hạ nhiệt từ nhiệt độ thanh trùng tới nhiệt độ có thể lấy đồ hộp ra (phút).
Thời gian hạ nhiệt nên ngắn vì nếu C dài thì sản phẩm đầu ra có mùi nấu
To: Nhiệt độ thanh trùng (oC)
p: Áp suất đối kháng cần tạo ra trong thiết bị thanh trùng (atm)

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
8


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

2.2.1.6. Cách thiết lập chế độ thanh trùng
Thiết lập chế độ thanh trùng cho một loại đồ hộp là xác định nhiệt độ và thời gian thanh
trùng cần thiết để vừa đảm bảo yêu cầu tiêu diệt vi sinh vật, vừa giữ được giá trị dinh dưỡng và
giá trị cảm quan của đồ hộp rau quả.
Các giai đoạn tiến hành trình tự như sau:
- Phân tích thành phần hóa học của thực phẩm cần đóng hộp, chủ yếu là độ acid, hàm lượng
đường, muối, chất béo, protid ...
- Chọn nhiệt độ thanh trùng căn cứ vào độ acid (pH)
+ Đồ hộp có pH < 4,6 thì nhiệt độ thanh trùng : 80 - 100OC
+ Đồ hộp có pH > 4,6 thì nhiệt độ thanh trùng :105 - 121OC

- Xác định tốc độ truyền nhiệt vào trung tâm hộp theo nhiệt độ thanh trùng đã chọn bằng nồi hấp
thí nghiệm: dưới nồi hấp đặt một hộp sản phẩm, trên nắp hộp có đặt một nhiệt kế, bầu thủy ngân
của nhiệt kế cắm đúng trung tâm hộp. Cho hơi vào nồi hấp và cứ sau một khoảng thời gian
(thường khoảng 1 phút) đọc nhiệt độ ở cột nhiệtmkế. Sau khi đo được nhiệt độ giữa hộp ở từng
thời điểm người ta vẽ đồ thị truyền nhiệt. Từ đó xác định được thời gian truyền nhiệt.
- Phân lập vi sinh vật để xác định loại vi sinh vật nguy hiểm nhất bao gồm loại gây bệnh, loại có
độc tố, loại chịu nhiệt... Tìm tốc độ tiêu diệt theo các số liệu đã có. Trên cơ sở đó vẽ đồ thị thời
gian tiêu diệt. Thiết lập thời gian thanh trùng.
- Kiểm tra chế độ thanh trùng theo phương pháp biểu đồ của Biegelow, hay theo phương pháp
hiệu ứng của Ball - Flaumenbaum.
- Từ các mẫu đồ hộp đã thanh trùng theo các chế độ khác nhau, người ta kiểm tra chất lượng đồ
hộp về cảm quan và về vi sinh vật. Sau đó xét đến hiệu quả kinh tế của chế độ thanh trùng, mà
chọn ra chế độ thanh trùng tốt nhất.
2.2.2.Thanh trùng bằng tia ion hóa
2.2.2.1. Nguyên lý
Tác dụng diệt trùng của các tia ion hóa là thay đổi cấu trúc của một số phân tử protein
của tế bào vi sinh vật và làm ion hóa dung môi.
Hiệu quả thanh trùng của tia ion hóa phụ thuộc vào thời gian xử lý, chiều dày của thực
phẩm và lượng vi sinh vật nhiễm vào thực phẩm.
2.2.2.2. Các tia ion hóa
Căn cứ vào tần số dao động điện từ, người ta chia tia sáng làm các loại: Tia hồng ngoại,
tia sáng trông thấy, tia tử ngoại, tia X, tia Rongel cứng, tia gamma. Tia có tần số dao động cao
thì lực đâm xuyên cao.
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại là các tia bức xạ. Tác dụng của tia hồng ngoại là làm nóng
sản phẩm để diệt vi sinh vật. Tia tử ngoại có tác dụng sát trùng là làm đông tụ protid và phá hủy
hệ thống men của vi sinh vật.

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
9

Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

2.2.3. Thanh trùng bằng sóng siêu âm
Cơ chế tác động của năng lượng siêu âm trên hệ thống các chất ở môi trường lỏng chủ
yếu cho là do sự tạo lổ hổng và các lực này có một ảnh hưởng nguy kịch lên hệ thống sinh học.
Sự tạo lổ do sóng âm được chia tổng quát thành 2 loại: loại tạm thời và loại bền vững.
Dạng bong bóng sủi trong nước chứa đầy khí hay hơi nước, trải qua sự dao động không
đều nhau và cuối cùng nổ tung. Điều này sinh ra nhiệt độ và áp xuất tại chỗ cao sẽ phân hủy các
tế bào sinh học và làm biến tính các enzyme hiện diện. Các bong bóng nổ tung vào trong cũng
sinh ra các lực biến dạng cao và các tia lỏng trong dung môi cũng có thể có đủ năng lượng phá
hủy màng tế bào một cách cơ học. Cơ chế tác động kiểu này cũng từng được sử dụng ở quy mô
nhỏ trong việc tẩy uế nguồn nước bị nhiễm bào tử vi sinh.
Dạng lỗ ổn định liên quan đến những bọt sủi mà dao động theo một dạng đều cho nhiều
chu trình âm thanh. Các bọt sủi cảm ứng các vi dòng có thể gây ra stress trong các chất lỏng
xung quanh lên sự hiện diện của vài loài. Tác dụng này do đó cung cấp một lực lớn mà không có
sự nổ của các bọt sủi. Dạng tạo lỗ trống này quan trọng trên một loạt các ứng dụng của siêu âm
trong công nghệ sinh học
Dưới tác dụng của siêu âm, môi trường lỏng truyền âm bị xô đẩy, bị ép và tạo chân không
liên tiếp, sinh ra nhiều khoảng trống. Lúc đó, các chất hòa tan và hơi của chất lỏng lập tức dồn
vào khoảng trống ấy, gây ra tác dụng cơ học làm chết vi sinh vật ở trong môi trường. Mặt khác
trong quá trình ấy, một phần chất khí hòa tan bị ion hóa tạo ra nước oxy già (H2O2), Nitrogen
oxy (NO) là những chất độc đối với vi sinh vật.
Các loài vi sinh vật khác nhau có sức chịu đựng khác nhau với sóng siêu âm. Các tế bào
lớn hơn nhạy cảm hơn, dạng hình cầu chịu đựng sóng siêu âm tốt hơn dạng que và những loài
hiếu khí cũng chống chịu với sóng siêu âm tốt hơn kị khí.
Trong các loại vi sinh vật thì vi khuẩn dễ bị siêu âm tác dụng nhất.
Hiệu quả bất hoạt của sóng siêu âm cũng được cho là do sự phát sinh các lỗ trống nội bào

và phá vỡ cấu trúc tế bào và các thành phần chức năng dẫn đến việc phân giải tế bào.
Bào tử chịu đựng sóng siêu âm tốt hơn dạng tế bào sinh dưỡng, các enzyme bị bất hoạt
bởi sóng siêu âm do tác dụng khử trùng hợp.
Sự tạo lỗ trống là sự hình thành, phát triển và thỉnh thoảng sự nổ của các vi bọt tạo ra
trong chất lỏng khi các sóng siêu âm truyền qua nó. Sự vỡ ra của bong bóng dẫn tới sự tích tụ
năng lượng trong các điểm nóng.
Nhiệt độ cao có được do sự tạo lỗ trống
Qua các gốc tự do được tạo ra bởi sự âm giải nước
Do các lực tạo ra bởi các vi dòng và sóng điện
Tác dụng của nhiệt và áp suất trên sóng âm cảm ứng sự phá vỡ tế bào
•
•
•

Sự chịu đựng của vi sinh vật và các enzyme với sóng âm rất cao
Xử lý kéo dài sẽ sinh ra những thay đổi kéo dài trong thực phẩm và ảnh hưởng
lớn đến chất lượng thực phẩm được xử lý.
Sử dụng sóng siêu âm với gia nhiệt vừa phải được gọi là sự nhiệt âm

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
10


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh
•
•
•

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

Kết hợp sóng âm và áp suất vừa phải được gọi là siêu âm áp lực
Và cuối cùng sự kết hợp cả 3 loại được gọi là nhiệt siêu âm áp lực
Thuận tiện cho sự bất họat một vài enzyme ở nhiệt độ thấp.

Phạm vi ứng dụng trong thực phẩm: Nâng cao hiệu quả thanh trùng Pasteur, bất hoạt
enzyme, sàng lọc, tách nước.
2.2.4. Thanh trùng bằng dòng điện cao tần
Thanh trùng bằng cách đặt sản phẩm trong điện trường của dòng điện xoay chiều (có tần
số cao) Các phần tử tích điện trong sản phẩm (ion, điện tử) sẽ dao động do tác dụng của điện
năng, chuyển điện năng được hấp thu thành nhiệt năng để làm chết vi sinh vật. Khả năng hấp thu
điện năng tùy thuộc vào:
- Kích thước bao bì đựng thực phẩm,
- Điện áp
- Tần số của dòng điện.
Tần số của dòng điện càng lớn hay bước sóng càng ngắn thì quá trình thanh trùng càng
nhanh (Tần số thích hợp nhất là 3.108-3.107Hz). Thời gian thanh trùng chỉ trong vài mươi giây
đến vài phút.
Các phần tử tích điện trong sản phẩm (ion, điện tử) sẽ dao động do tác dụng của điện
năng, chuyển điện năng được hấp thụ thành nhiệt năng để làm chết vi sinh vật.
Phương pháp này sử dụng chưa phổ biến vì còn nguy hiểm cho người điều khiển và giá
thành đắt (0.3-0.5 kWh/kg sản phẩm)
Sự bất hoạt vi sinh bằng xung điện cao áp dựa trên nhiều nhân tố, có thể được phân loại
thành
- Thông số xử lý
•
•
•

Cường độ xung điện và tổng thời gian xử lý hay nguồn năng lượng đầu vào là
những tham số chính ảnh hưởng đến sự bất hoạt vi sinh.

Nếu tăng cường độ xung điện hay tổng thời gian xử lý sẽ tăng sự bất hoạt vi sinh.
Tuy nhiên, để đạt sự giảm chuyên biệt về số lượng vi sinh , cường độ xung điện

- Thông số sản phẩm
•
•
•

Độ dẫn điện của mẫu được xử lý là một trong những tham số sản phẩm quan
trọng vì nó quyết định trực tiếp đến độ chống chịu của bộ phận xử lý.
Ảnh hưởng của pH sản phẩm lên sự bất hoạt vi sinh bởi luồng xung điện thay đổi
và phụ thuộc vào loại vi sinh cùng điều kiện xử lí.
pH giảm làm tăng hiệu quả bất hoạt vi sinh của xung điện. Các sản phẩm mang
tính acid thích hợp hơn với bảo quản bằng xung điện cao áp do pH thấp có thể
tránh được các tế bào tổn thương nhẹ phục hồi. sử dụng phải vượt hơn giá trị tới
hạn.

Ưu điểm: Bất hoạt nhanh của các vi sinh vật sinh dưỡng gồm cả chủng gây bệnh và gây
hư hỏng thực phẩm.
Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
11


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

Nhược điểm
•
•

•
•

Chỉ những thực phẩm lỏng đồng nhất không có bọt khí hay các phân tử lớn có thể xử lý
hữu hiệu
Bào tử vi khuẩn không bị bất hoạt
Enzyme chỉ bị bất hoạt một phần nên hầu hết các thực phẩm xử lý bằng xung điện cần
được trữ lạnh để tăng thời gian bảo quản.
Sự thay đổi bất lợi về hóa học có thể xảy ra nếu chất điện môi bị thủng và hiện tượng hóa
điện không được quản lí.

2.2.5. Thanh trùng bằng sử dụng áp suất cao
2.2.5.1. Cơ chế của quá trình
Biến tính protein và enzyme
Phá hủy cấu trúc tế bào, màng tế bào và bào tử
Thay đổi tính thấm của màng tế bào.
Áp lực 300 - 600MPa có khả năng vô họat các vi sinh vật không hình thành bào tử. Trong
khi để vô họat các vi khuẩn sinh bào tử cần áp lực rất cao (1800MPa) Tuy nhiên, tại áp suất thấp
200 - 400MPa cũng làm giảm sự sản sinh bào tử.
2.2.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng
Chủng loại vi sinh vật. Hình dưới đây thể hiện mô hình bất hoạt samonella bằng HPP

Chế độ xử lý (áp suất, thời gian)
Đặc điểm của thực phẩm (pH, thế oxy hóa khử)

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
12


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

2.2.5.3. Khả năng áp dụng
Trong đồ hộp rau quả thì sử dụng được cho quả, nước quả và các món ăn tráng miệng.
Ở Mỹ và Mexico, phương pháp này được áp dụng cho sản phẩm quả như jams hay jellies,
các loại nước ép trái cây, salad.
Ở châu Âu, phương pháp này sử dụng cho các loại nước ép trái cây, sữa trái cây, trái cây
tươi đóng hộp.
Ở Nhật Bản, phương pháp này sử dụng cho sản phẩm trái cây dạng jams hay jellies, sữa
chua trái cây.
2.2.5.4. Các dạng thanh trùng bằng áp suất cao
Có 2 dạng là Ultra High Pressure (UHP) và High Hydrostatic Pressure (HHP)
2.2.5.5. Một số hạn chế
Hiệu quả thấp đối với bào tử của vi khuẩn, trong trường hợp này cần phải phối hợp với 1
số các phương pháp bảo quản khác như:
- Bổ sung Axit thực phẩm
- Bảo quản lạnh
Năng suất thấp
Chi phí cao
2.2.6. Thanh trùng bằng trường điện từ
2.2.6.1. Đặc điểm của phương pháp
Sử dụng dòng điện có hiệu điện thế lên đến 50kV/cm và tần số 400 KHz
Có khả năng bất hoạt enzym, vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm và vi sinh vật gây bệnh,
do làm thay đổi điện tích và tính thấm của màng tế bào
Thời gian xử lý ngắn chỉ khoảng một phần triệu giây
Thích hợp đối với các sản phẩm dạng lỏng như nước trái cây, mứt trái cây…

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
13

Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

2.2.6.2. Cơ chế bất hoạt

2.2.6.3. Các yếu tố ảnh hưởng
Cường độ dòng điện (Electric Field Intensity)
Hình dạng sóng điện (Pulse wave shape)
Thời gian xử lý (Treatment time)
Mức độ ion hóa của thực phẩm (Ionic concentration of food)
Nhiệt độ của thực phẩm (Temperature of food)
Số lượng vi sinh vật ban đầu (Initial cell concentration)
Giai đoạn phát triển của VSV (Growth stage of the cell)
2.2.6.4. Một số hạn chế
Hiệu quả thấp đối với bào tử của vi khuẩn
Không có tác dụng đối với: Thực phẩm không đồng nhất, thực phẩm có các bẫy khí, thực
phẩm có độ nhớt cao, thực phẩm có khả năng dẫn điện kém
Hiệu suất thấp
Chưa sẵn có các thiết bị có khả năng sản xuất thương phẩm
2.2.7. Lọc thanh trùng
Sản phẩm lỏng, như nước quả trong có thể loại trừ vi sinh vật bằng cách lọc. Bản lọc,
thường là các màng sứ xốp, có những lỗ đủ nhỏ chỉ cho sản phẩm qua, còn giữ lại vi sinh vật.
Sau khi lọc, sản phẩm được rót vào bao bì đã sát trùng, rồi ghép kín ngay. Quá trình này phải
tiến hành trong điều kiện vệ sinh cao. Bằng phương pháp này, sản phẩm hoàn toàn giữ được tính
chất tự nhiên.
Kỹ thuật màng lọc góp phần bảo quản thực phẩm bằng cách giữ lại vi sinh vật trên màng
và do đó dịch lỏng thấm qua sẽ vô khuẩn.

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
14


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

Sự vi lọc là một kỹ thuật phòng thí nghiệm được sử dụng tốt nhất trong việc loại bỏ vi
sinh vật (cả tế bào sinh dưỡng và bào tử), do đó sản phẩm sẽ được vô khuẩn mà không cần xử lí
nhiệt.
Kĩ thuật vi lọc dòng ngang (cross-flow MF) được ứng dụng rộng rãi trong việc sản xuất
các thức uống được lọc như nước trái cây.
Vi lọc di dời hữu hiệu các tế bào và các chất rắn lơ lửng, tránh việc sử dụng các tác nhân
làm sạch như diatomite hay các enzyme, mà vẫn giữ lại được màu.
Màng lọc xuất hiện cách đây hơn 40 năm và ngày càng trở nên quan trọng trong công
nghiệp thực phẩm, phục vụ cho việc cô đặc và phân đoạn sản phẩm
Có 3 loại màng lọc chính:
1. Màng thấm ngược: giữ lại các ion đơn trị trên màng
2. Màng siêu lọc: giữ lại các đại phân tử như protein, polysaccharides hay chất béo,
đường hay amino acid có thể qua màng. Đường kính lỗ từ 2-20nm
3. Màng vi lọc: tách các loài có kích thước khoảng 0.1 – 10nm, giữ lại các đại phân tử
2.2.8. Chiếu xạ (Irradiation)
2.2.8.1. Giới thiệu chung
Chiếu xạ là phương pháp thanh trùng không dùng nhiệt đầu tiên được áp dụng ở phạm vi
rộng sau hơn 45 năm nghiên cứu
Được chấp nhận ở 43 nước nhưng bắt buộc phải ghi nhãn
Liều chiếu xạ an toàn đối với thực phẩm là 10KGy (KiloGrays) (WHO)
Cơ chế tác dụng: Phá hủy DNA, phá hủy màng tế bào
2.2.8.3 Các yếu tố ảnh hưởng

Điều kiện môi trường như pH, nhiệt độ, nồng độ oxy …
Chủng loại vi sinh vật
Giai đoạn phát triển của vi sinh vật
Thành phần hóa học của thực phẩm
Trạng thái vật lý của thực phẩm
2.3. Một số thiết bị thanh trùng sử dụng trong đồ hộp rau quả
2.3.1. Thiết bị thanh trùng hở nắp
Có cấu tạo đơn giản như nồi nấu, dùng môi trường truyền nhiệt là nước được đun sôi
bằng hơi hoặc đun trực tiếp bằng nhiên liệu.
Dùng để thanh trùng các loại đồ hộp có nhiệt độ thanh trùng không quá 100oC.
2.3.2. Thiết bị thanh trùng có áp suất cao làm việc gián đoạn
Dùng để thanh trùng các loại đồ hộp có nhiệt độ thanh trùng từ 100 oC có nắp đậy kín,
còn gọi là nồi hấp thanh trùng. Có 2 loại nồi hấp: loại đặt thẳng đứng và loại đặt nằm ngang.
Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
15


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

+ Thiết bị hấp thanh trùng loại thẳng đứng
Có thân hình trụ, đáy và nắp hình chõm cầu, nắp có các chốt ghép chặt với thân thiết bị,
dưới đáy có lắp ống phun hơi nóng để thanh trùng. Bên trong thiết bị có giá đỡ để đặt giỏ đựng
đồ hộp, có loại chỉ có 1 giỏ, loại 2 giỏ, loại 3 giỏ.
+ Thiết bị hấp thanh trùng loại đặt nằm ngang
Thân thiết bị đặt nằm ngang, bên trong không có giá đỡ giỏ mà có đường rây để cho xe
đựng các giỏ đồ hộp đẩy vào. Loại này có khả năng làm việc cao, nhưng thao tác phức tạp, chu
kỳ làm việc kéo dài, tốn hơi và nước nhiều.
2.3.3. Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục dùng áp suất thủy tĩnh

Thiết bị gồm có 2 nhánh cột nước cao 12 - 20 m chứa đầy nước nóng. Giữa 2 cột nước là
một phòng chứa đầy hơi nước nóng. Cuối cột nước thứ II là thùng nước lạnh. Đồ hộp được
chuyển bằng băng tải xích. Áp suất trong phòng hơi được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh chiều
cao mực nước ở 2 nhánh cột nước. Thời gian thanh trùng được điều chỉnh bằng vận tốc của băng
tải.
Thiết bị này làm việc với năng suất cao nhưng có nhược điểm là cấu tạo hơi cồng kềnh.
2.3.4. Thiết bị thanh trùng bản mỏng
Đây là loại thiết bị làm việc liên tục ở áp suất hơi nước cao hơn áp suất khí quyển. Cấu
tạo của thiết bị nhờ các khoang chứa nước quả đặt xen kẻ với các khoang chứa chất tải nhiệt, và
nước quả chảy trong khoang kín chỉ bằng một lớp mỏng, lại được truyền nhiệt từ 2 mặt nên thời
gian thanh trùng rất nhanh. Thiết bị thanh trùng bản mỏng dùng để thanh trùng nước quả trược
khi rót vào hộp và phải rót hộp trong điều kiện vô trùng.
2.4. Những biến đổi của đồ hộp rau quả sau thanh trùng
2.4.1. Vật lý
Một số chỉ tiêu vật lý của thực phẩm sẽ thay đổi như thể tích, trọng lượng, độ giòn, độ
dai…
Tùy từng trường hợp mà những biến đổi trên có ý nghĩa tích cực hay tiêu cực.
2.4.2. Hóa học
Nhiệt độ là tác nhân quan trọng thúc đẩy các phản ứng hóa học xảy ra.
Trong công nghiệp thực phẩm, phản ứng hóa học phi enzyme phổ biến nhất là Maillard.
2.4.3. Hóa lý
Gây ra những biến đổi về phase : Nước và một số protein hòa tan trong thực phẩm lỏng
có thể bị đông tụ và chuyển sang phase rắn. Một số chất dễ bay hơi chuyển sang pha khí.
2.4.4. Sinh học
Nhiệt độ cao sẽ làm cho quá trình trao đổi chất của tế bào sinh vật ngừng lại, các vi sinh
vật trong thực phẩm sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt.

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
16

Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

2.4.5. Hóa sinh
Nhiệt độ cao làm biến tính bất thuận nghịch các enzyme có mặt trong thực phẩm, do đó
chúng sẽ bị vô hoạt.

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
17


Trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
2.
3.
4.

Lê Mỹ Hồng, 2005. Giáo trình công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp.
Trịnh Thị Hồng. Slide bảo quản thực phẩm.
Các quá trình cơ bản trong sản xuất đồ hộp
Lê Văn Hoàng. Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học trong công nghiệp. Nhà xuất
bản Khoa học và Kỹ thuật.
5. Nguyễn Lê Hà. Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm

Tìm hiểu về công đoạn thanh trùng trong chế biến đồ hộp rau quả
18