ức chế VSV bằng pp vật lý.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA DU LỊCH VÀ ẨM THỰC
_________________________

NHÓM
TÊN ĐỀ TÀI

ỨC CHẾ VI SINH VẬT BẰNG PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ
Nhóm
Thành viên:

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 20

MỤC LỤC


1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Máy thanh trùng bằng phương pháp Pasture..................................................2
Các lĩnh vực thường áp dụng phương pháp thanh trùng.................................3
Các phương pháp sử dụng nhiệt độ lạnh.........................................................7
Phương pháp làm khô, sấy khô.......................................................................8
Phương pháp ngâm đường, muối....................................................................9
Buồng chiếu xạ dùng nguồn Cobalt-60 trong thử nghiệm chiếu xạ thực phẩm 11
Dimer hóa ở thymine dưới tác dụng của tia UV...........................................11
Hệ thống công nghệ chiếu xạ bảo quản thực phẩm bằng tia gamma............16
Phân loại các loại sóng theo tần số...............................................................17
Thiết bị siêu âm sấy cà rốt............................................................................17
Thiết bị bồn rửa siêu âm...............................................................................18
Nguyên lý vận hành đóng gói bằng cơng nghệ HPP.....................................20
Tế bào vi sinh vật gây hại không bị vỡ khi không xử lý công nghệ HPP (Non
HPP) và tế bào vi sinh vật bị vỡ khi xử lý bằng công nghệ HPP...................20
Công nghệ màng siêu lọc UF (Ultra Filtration).............................................23
Hệ thống siêu lọc UF công nghiệp
23

ii


1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

9.

DANH MỤC BẢNG
Ưu, nhược điểm của hai loại phương pháp tiệt trùng.........................................................4
Phân biệt sữa tươi thanh trùng và sữa tươi tiệt trùng..........................................................5
Mức độ kháng UV của một số loài vi sinh vật gây bệnh có trong thực phẩm..................12
Cơng suất đèn UV, khoảng cách từ đèn đến vi khuẩn và thời gian tiếp xúc.....................13
Sự kháng lại các tia ion hóa của một số lồi vi sinh vật gây bệnh có trong thực phẩm....14
Ứng dụng chiếu xạ trên một số loại thực phẩm................................................................15
Ngưỡng chiếu xạ tối đa cho phép chiếu trên thực phẩm..................................................16
Khả năng diệt vi khuẩn của sóng siêu âm........................................................................17
Một số ứng dụng của siêu âm trong thực phẩm...............................................................18
10. Tốc độ tăng trưởng giá trị thực phẩm được xử lý bằng công nghệ HPP 2016-2022
(theo
thống
kê
của
Bộ
Nông
nghiệp
Hoa
Kỳ
(USDA))
......................................................................................................................................
21

iii


LỜI MỞ ĐẦU

Vi sinh vật là những sinh vật xuất hiện trước tiên trên Trái Đất, loài người từ xa xưa
tuy chưa có bằng chứng cụ thể nhưng đã ý thức được sự tồn tại của các vi sinh vật và
đã ứng dụng chúng trong đời sống.
Mặc dù đa số vi sinh vật là có ích và cần thiết cho nhân loại, nhưng hoạt động của vi
sinh vật cũng có thể gây nên nhiều tác hại cho con người. Chẳng hạn như việc gây nên
các bệnh tật cho người, gia súc, gia cầm, việc làm hư hỏng thực phẩm, nguyên vật
liệu... Xã hội hiện đại, con người ngày càng tất bật với công việc nên thường hạn chế
thời gian đi chợ, siêu thị để lựa chọn thực phẩm mỗi ngày. Điều này đặc biệt quan
trọng và cần thiết trong thời điểm dịch bệnh hiện nay. Chính vì thế, nhu cầu tồn trữ,
bảo quản thực phẩm của con người rất lớn. Có rất nhiều nguyên nhân gây hư hỏng
thực phẩm như: khơng khí, độ ẩm, ánh sánh, nhiệt độ và sự phát triển của các vi sinh
vật...khiến cho các thực phẩm giàu chất đạm bị lên men chua hoặc lên men thối; các
thực phẩm già tinh bột bị nấm mốc và các thực phẩm giàu lipid bị hoá chua hoặc oxi
hoá. Vì vậy, cần bảo quản thực phẩm một cách đúng đắn nhằm hạn chế và ngăn ngừa
sự xâm nhập của các loại vi khuẩn gây hại.Chúng ta phải nắm vững các phương pháp
để tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật có hại, làm giảm bớt các thiệt hại do chúng gây
nên. Chủ yếu là tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh và cản trở sự lan truyền của chúng.
Giảm bớt hoặc hạn chế các vi sinh vật gây ô nhiễm nguồn nước, thực phẩm và phá hủy
các nguyên vật liệu khác.
Các yếu tố lý, hoá, sinh học có những tác động kích thích, ức chế sự phát triển hoặc
giết chết vi sinh vật . Từ sự hiểu biết này, người ta đã có những ứng dụng trong thực
hành vi sinh vật cũng như đề ra các biện pháp khử trùng, tẩy uế... Ức chế vi sinh vật
bằng phương pháp vật lý đã xuất hiện từ rất lâu đời. Với công nghệ hiện đại ngày nay,
các phương pháp này được nghiên cứu và phát triển hơn nhằm ức chế các vi sinh vật
gây bệnh song vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm, phục vụ nhu cầu của
con người.

1

NỘI DUNG
1. Phương pháp sử dụng nhiệt độ cao
Nhiệt độ cao có khả năng giết chết vi khuẩn. Sức đề kháng của vi khuẩn với nhiệt
độ cao tùy từng chủng loài và tùy theo ở trạng thái sinh trưởng hay trạng thái nha
bào. Nhiệt độ càng cao thời gian tiêu diệt vi khuẩn càng ngắn.
Cơ chế tác dụng của nhiệt độ cao đối với vi khuẩn:
• Protein bị đơng đặc.
• Enzyme bị phá hủy.
• Tổn thương màng nguyên tương làm thay đổi tính thẩm thấu.
• Phá hủy cân bằng lý – hóa trong tế bào do tăng tốc độ phản ứng sinh vật
hóa học.
• Giải phóng acid nucleic.
1.1. Thanh trùng
Thanh trùng là quá trình giúp khử trùng bằng phương pháp gia nhiệt thực phẩm
đến 60 - 90 °C, để giúp làm giảm số lượng mầm bệnh và khiến cho những loại vi
sinh vật gây hại như vi khuẩn, virus, nấm men, nấm mốc khơng cịn gây hại.
Cơ chế tác động đến vi sinh vật:
Sử dụng nhiệt độ trong khoảng 80-100oC có thể ức chế và tiêu diệt được các tế
bào sinh dưỡng của vi sinh vật, giúp kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm thực
phẩm.
Thanh trùng theo phương phỏp Pasteur
ã S dng nhit 60ữ80oC. Khụng ging tit trùng, phương pháp Pasteur
khơng có mục đích tiêu diệt vi sinh vật. Thay vào đó, phương pháp này
nhằm giảm số lượng mầm bệnh có thể có để chúng khơng cịn khả năng
gây bệnh. Việc khử trùng thực phẩm theo quy mơ thương mại khơng phải
là phổ biến vì nó làm ảnh hưởng xấu đến mùi vị và chất lượng của sản
phẩm.
• Phương pháp này thường dùng để khử trùng sữa và các sản phẩm từ sữa.
Hạn chế
•

Bào tử và một số vi khuẩn chịu nhiệt như Enterococcus, Microbacterium,
Clostridium botulinum, Cl. sporogenes, Cl. putricium vẫn tồn tại  làm

hỏng nhanh chóng sản phẩm ở nhiệt độ thường (hiện tượng sinh hơi, phá
hủy thực phẩm và làm bật nắp hộp).
 Người ta thường kết hợp việc giữ lạnh thực phẩm với việc bổ sung CO 2 để
kéo dài thời gian sử dụng.
Phương pháp này chỉ diệt được tế bào sinh dưỡng.

2


Hình 1. Máy thanh trùng bằng phương pháp Pasteur
Các yêu cầu kỹ thuật khi thanh trùng cần lưu ý
Để đạt hiệu quả cao nhất, các máy thanh trùng cần đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật
như sau:
• Phải tiêu diệt được các loại vi khuẩn có hại ở trong các sản phẩm, đảm bảo lượng
vi khuẩn cịn sống sót thấp đến mức khơng thể phát triển để có thể làm hỏng sản
phẩm trong thời hạn.
• Khơng được làm giảm giá trị sản phẩm bao gồm cả về giá trị dinh dưỡng cũng
như các giá trị cảm quan.
• Nếu các bộ phận của máy khi tiếp xúc với sản phẩm, tuyệt đối không gây hại cho
sản phẩm và ngược lại không bị ăn mòn bởi sản phẩm.
Các lĩnh vực thường áp dụng phương pháp thanh trùng
Thanh trùng là quá trình được áp dụng phổ biến và vô cùng cần thiết đối với các
ngành công nghiệp sản xuất đồ hộp rau quả, thịt cá, sữa cũng như công nghiệp sản
xuất rượu bia, nước giải khát.

Hình 2. Các lĩnh vực thường áp dụng phương

pháp thanh trùng.
1.2. Tiệt trùng
Tiệt trùng được hiểu là quá trình tiêu diệt tất cả các vi sinh vật kể cả nha bào và bất hoạt
virus hoặc loại bỏ chúng hoàn toàn ra khỏi vật cần tiệt trùng.

3


Tiệt trùng bằng khí khơ ở nhiệt độ cao:
Tiệt trùng khơ là phương pháp sử dụng khí nóng khơng chứa hươi nước, hoặc
có rất ít và là nơi độ ẩm hầu như khơng đóng vai trị gì trong q trình khử
trùng.
Ở phương pháp này người ta làm bay hơi nước của nguyên sinh chất dẫn đến
phá vỡ để tiêu diệt các vi sinh vật. Nhất là khi ta tăng nhiệt độ đột ngột thì quá
trình bay hơi rất nhanh làm vỡ vỏ ra tức thì.
Người ta sử dụng tủ sấy tiệt trùng để tiệt trùng theo phương pháp này. Nhiệt
độ sấy từ 60-250oC hoặc cao hơn và thời gian sấy từ một đến vài giờ và có thể
lâu hơn.
Sử dụng đơn giản, thuận tiện, chủ yếu dùng để khử trùng các dụng cụ nhưng ở
nhiệt độ ca nó làm giảm chất lượng của các dụng cụ.
Tiệt trùng bằng hơi nước bão hòa ở nhiệt độ và áp suất cao:
Tiệt trùng bằng hơi nước là phương pháp sử dụng nhiệt độ cao tại áp suất bão
hòa để tiêu diệt vi sinh vật và bảo tử của chúng.
Theo phương pháp này, người ta tạo ra một mơi trường có nhiệt độ cao từ
115-135oC với áp suất dư từ 0,5-2,0 bar để nén và tăng va đập vào vi khuẩn,
virus nhằm tiêu diệt chúng nhanh.
Đây là phương pháp có ưu điểm hơn cả, hiệu quả tiệt trùng cao, không làm
hủy hoại vật hấp, thời gian tiệt trùng ngắn…
Bảng 1. Ưu, nhược điểm của hai loại phương pháp tiệt trùng.
Tiệt trùng bằng khí khơ

Ưu điểm

Tiệt trùng hơi nước

•

Tủ hấp nhiệt khơ
dễ lắp đặt và có
chi phí vận hành
tương đối thấp;

•

Khơng độc hại
cho bệnh nhân,
nhân viên y tế và
mơi trường

•

Có thể xun
thấu vật liệu

•

Chu kỳ dễ kiểm
sốt và giám sát

•

Khơng độc hại và
khơng gây hại
cho mơi trường;

•

Nhanh chóng
diệt khuẩn

•
•

Khơng ăn mịn
kim loại và dụng
cụ sắc bén.

Ít bị ảnh hưởng
bởi đất hữu cơ /
vơ cơ trong q
trình khử trùng

•

Thời gian chu kỳ
nhanh

•

Thâm nhập bao

4


bì y tế,
Nhược điểm
•

•

•

Phương pháp này
tiêu tốn thời gian
vì tốc độ xâm
nhập nhiệt độ và
giết chết vi
khuẩn chậm.
Nhiệt độ khử
trùng cao sẽ
khơng phù hợp
với nhiều vật
liệu, ví dụ: các
mặt hàng nhựa
và cao su khơng
thể được khử
trùng bằng nhiệt
khơ vì nhiệt độ
sử dụng (160–
170 ° C) quá cao
đối với các vật

liệu này.

•

Có hại cho các
dụng cụ nhạy
nhiệt.

•

Dụng cụ vi phẫu
bị hư hỏng do
tiếp xúc nhiều
lần.

•

Có thể để dụng
cụ bị ướt, khiến
chúng bị rỉ sét.

•

Dễ gây bỏng

•

Vận hành phức
tạp nên địi hỏi
người vận hành

thiết bị phải thực
hiện đúng quy
trình kỹ thuật và
qui phạm an
toàn của Nhà
nước quy định.

Thời gian và
nhiệt độ cần thiết
sẽ khác nhau đối
với các chất khác
nhau và phơi
nhiễm quá mức
có thể làm hỏng
một số chất.

Bảng 2. Phân biệt sữa tươi thanh trùng và sữa tươi tiệt trùng
Hạng mục
1. Hàm lượng dinh dưỡng

Sữa tươi thanh trùng

Sữa tươi tiệt trùng

Vitamin tự nhiên trong sữa cao.

Vitamin tự nhiên có trong sữa

Lớp váng sữa tự nhiên có nhiều

thấp hơn so với sữa tươi thanh

khoáng chất, protein, canxi và các

trùng.

vitamin A, E, B1, B2, C, PP...

Đa dạng các loại dưỡng chất hơn

Không thêm hương liệu, chỉ có mùi vì có thể bổ sung nhiều loại vi
vị sữa bò căn bản.
4

chất khác như DHA, selen,...


Có nhiều hương vị để lựa chọn:
dâu, socola,...
2. Đối tượng sử dụng

3. Điểm mạnh

Trẻ trên 24 tháng tuổi (vì loại sữa

Trẻ trên 12 tháng tuổi.

này khó tiêu hóa hơn).
Tự nhiên, nguyên lành, dinh dưỡng
trọn vẹn.

Bảo quản được lâu, sử dụng tiện
lợi, giá rẻ hơn (vì sản xuất được
số lượng lớn).

Thời gian sử dụng sữa ngắn.
Giá thành cao.
Đòi hỏi cao hơn về nguyên liệu đầu Giảm chất dinh dưỡng tự nhiên
4. Điểm yếu

vào.

trong sữa nguyên liệu.

Phải bảo quản lạnh liên tục để đảm

Dễ bị biến tướng thành hàng giả,

bảo chất lượng.

kém chất lượng từ sữa bột pha

Không đảm bảo vệ sinh ATTP và

với nước và các hương liệu.

dinh dưỡng nếu quy trình sản xuất
khơng đạt chuẩn.
2. Phương pháp sử dụng nhiệt độ lạnh

Cơ chế tác động đến vi sinh vật:
Nhiệt độ thấp làm vi sinh vật ngừng quá trình trao đổi chất và có thể dẫn đến tiêu
diệt một phần vi sinh vật kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm thực phẩm.
Với nhiệt độ lạnh (4°C) có thể ức chế các vi khuẩn ưa nhiệt phát triển trên thực
phẩm. Nhiệt độ -18°C có thể tiêu diệt một phần các tế bào sinh dưỡng, nhưng không
thể tiêu diệt được các bào tử của vi sinh vật.
Ảnh hưởng nhiệt độ thấp đến chất lượng thực phẩm
– Chất đạm: đông ở -20oC, sau 6-12 tháng bị phân giải nhẹ.
– Chất béo  acid béo; thay đổi tính hịa tan vitamin A
– Vitamin  thay đổi tùy nhiệt độ và thời gian bảo quản
– Carbohydrate  ít thay đổi
– 1 ít saccharose  đường hồn ngun
– Chất khống  giữ ngun giá trị dinh dưỡng
*Bảo quản lạnh: 0 - 5°C (chủ yếu bảo quản rau quả tươi)
Tinh thể nước đá chưa xuất hiện, hệ thống men (trong nguyên liệu và trong vi sinh
vật) họat động yếu kìm hãm những biến đổi về lý, hóa, sinh, hoạt động của vi sinh
vật.
– Có tác dụng làm tăng phẩm chất một số thực phẩm
– Thịt được chín hóa học nên tích tụ nhiều acid lactic, hương vị thơm
ngon
4


Cá muối, thịt muối được thấm muối tốt hơn và có màu sắc tươi hơn

4


Các loại rượu, bia, nước giải khát hấp dẫn khẩu vị người tiêu dùng
hơn.

– Bảo quản vài ngày  vài tháng.
*Bảo quản lạnh đông:
– Trong tủ cấp đông : -20 đến -18°C
– Trong đá cacbonic : -70oC
– Trong nitơ lỏng : -196°C
Giữ thực phẩm vài tháng đến vài năm.
 Nhiệt độ của thực phẩm được hạ thấp hơn nhiệt độ đóng băng của các
–

dung dịch nước trong thực phẩm
• Phần lớn nước trong thực phẩm bị đóng băng
• Màng tế bào của vi sinh vật bị nén mạnh.
 Các quá trình sống của vi sinh vật và hoạt động của các hệ thống men bị kiềm
chế rõ rệt
 Nhiệt độ làm lạnh đơng tốt nhất khi lượng nước cịn lại trong thực phẩm bị
đóng băng chiếm khơng q l5%.
 Vì vậy, người ta chỉ ướp đông thịt, cá đến -32 đến -350C, rau quả -20 đến
-270C.
Hình 3. Các
dụng

7

phương pháp sử
nhiệt
độ
lạnh


3. Làm khô

Hoạt độ nước trong sản phẩm hoặc nguyên liệu sẽ làm giảm xuống nếu chúng được
sấy khơ, đóng băng hoặc thêm đường, muối. Khi đó sẽ hạn chế sự tăng trưởng của
vi sinh vật có trong thực phẩm
Sấy tự nhiên (phơi nắng)
- Dùng nhiệt của ánh sáng mặt trời để làm khơ sản phẩm.
- Thích hợp cho các loại hạt ngũ cốc, các loại thủy sản ướp muối (cá, tơm,
mực…).
- Cũng có thể hong khơ rau quả mà không cần nắng.
Sấy nhân tạo
- Làm khô lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn
- Tiến hành trong thiết bị nhờ có tác nhân sấy, điều chỉnh được chế độ sấy
- Có nhiều phương pháp sấy: sấy khơ, sấy phun, thăng hoa, bức xạ và điện cao
tần.
Sấy khô, phơi khô : nguyên liệu ( ngũ cốc, cá khô...) hàm ẩm ≤ 13%, sữa bột ≤ 3%

Hình 4. Phương pháp làm khô, sấy khô.

8


Ngâm đường, muối là phương pháp thường được sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản,
lượng đường hoặc muối sử dụng có thể lên đến 30% khối lượng của sản phẩm giúp kéo dài
thời gian bảo quản hàng năm.

Hình 5. Phương pháp ngâm đường, muối.
4. Chiếu xạ

Chiếu xạ là q trình chiếu bức xạ ion hóa lên thực phẩm nhằm tiêu diệt các sinh
vật còn tồn dư trong thực phẩm. Chiếu xạ được sử dụng để giảm hoặc loại bỏ các

nguy cơ bệnh do thực phẩm sinh ra. Tùy thuộc vào liều lượng, một số hoặc tất cả
các mầm bệnh sinh vật, vi sinh vật, vi khuẩn, virus có trong thực phẩm sẽ bị phá
hủy hoặc trở nên không có khả năng sinh sản.
Chiếu xạ cũng được sử dụng làm giảm tổn thất sau thu hoạch. Bên cạnh việc làm
giảm các tác nhân gây bệnh, thì chiếu xạ cũng tác động tới các tế bào, làm chậm tốc
độ tác động của các enzym vốn được sản sinh ra trong q trình tự nhiên và là tác
nhân có thể làm thay đổi thực phẩm, và do đó làm chậm quá trình hư hỏng, chín,
hay mọc mầm của thực phẩm.
Ngun lý tác động:
Khi tác động lên thực phẩm, tác nhân vật lý như nhiệt, sóng điện từ (vi ba, tia X)
và phóng xạ, sẽ làm đứt một số liên kết mong manh trong các phân tử hữu cơ, gây
biến tính phân tử. Nó dẫn đến phân tử giảm hoặc mất khả năng tham gia quá trình
sống. Nếu số lượng phân tử đủ nhiều thì tế bào tổn thương hoặc chết, đặc biệt là tổn
thương ở phân tử ADN.
Mục đích của chiếu xạ:
Phịng chống thực phẩm gây bệnh: chiếu xạ có thể được sử dụng hiệu quả để loại bỏ vi
sinh vật gây bệnh từ thực phẩm , chẳng hạn như Salmonella và Escherichia coli ( coli ).

9


•

Bảo quản: Tiêu diệt hoặc vô hoạt vi sinh vật gây hư hỏng và phân hủy thực

•

phẩm, đồng thười kéo dài tuổi thọ của các loại thực phẩm.
Kiểm sốt cơn trùng: Tiêu diệt côn trùng bên trong hoặ ctrên bề mặt các loại

trái cây, kiểm sốt sâu bệnh có thể gây hại cho trái cây.
• Ức chế sự nảy mầm và q trình chín: (ví dụ như khoai tây) tăng thời gian
bảo quản.
• Khử trùng thực phẩm: Một số loại thực phẩm sau khi được chiếu xạ có thể
được bảo quản trong nhiều năm mà không cần bảo quản lạnh. Thực phẩm tiệt
trùng có ích trong việc điều trị cho bệnh nhân có hệ miễn dịch bị suy giảm
nghiêm trọng, chẳng hạn như bệnh nhân AIDS hoặc đang điều trị hóa học. Khi
chiếu xạ được dùng với mục đích tiệt trùng, thực phẩm sẽ được chiếu xạ với
liều lượng cao hơn nhiều so với các mục đích khác.
- Ứng dụng ở mức liều thấp (10 Gy - 1kGy): Mầm khoai tây, hành tây, tỏi, hẹ,
khoai mỡ... có thể bị ức chế khi chiếu xạ trong khoảng liều 20-150 Gy. Bức xạ
ảnh hưởng đến các đặc tính sinh học của các sản phẩm đó theo cách mà sự nảy
mầm bị ức chế đáng kể hoặc hoàn toàn ngăn chặn. Các quá trình sinh lý như
làm chín trái cây có thể bị trì hỗn trong khoảng liều 0,11 kGy. Các q trình
này là hậu quả của sự thay đổi enzyme trong các mơ thực vật. Khử trùng cơn
trùng bằng phóng xạ trong phạm vi liều 0,21 kGy là nhằm ngăn ngừa tổn thất
do côn trùng gây hại trong ngũ cốc, xung, ngũ cốc, bột mì, cà phê đậu, gia vị,
trái cây sấy khô, hạt khô, sản phẩm thủy sản và thực phẩm khô khác.
Ứng dụng chiếu xạ thực phẩm
- Ứng dụng ở mức liều trung bình (1 - 10 kGy): Bức xạ giúp tăng cường chất
lượng của một số loại thực phẩm thông qua việc giảm đáng kể số lượng hư
hỏng gây ra vi sinh vật. Thịt và hải sản tươi sống, cũng như rau và trái cây, có
thể được tiếp xúc với các phương pháp điều trị như vậy với liều từ khoảng 1
đến 10 kGy, tùy thuộc vào sản phẩm. Q trình kéo dài thời hạn sử dụng này
đơi khi được gọi là bức xạ.
- Ứng dụng ở mức liều cao (10 - 100 kGy): Chiếu xạ ở liều 10-30 kGy là một thay thế hiệu
quả cho ethylene oxide hóa học để khử nhiễm vi khuẩn của gia vị khô, thảo mộc và gia vị
rau khô khác. Điều này đạt được bằng cách giảm tổng tải lượng vi sinh vật có trong các sản
phẩm đó bao gồm cả sinh vật gây bệnh.

10


Hình 6. Buồng chiếu xạ dùng nguồn Cobalt-60 trong thử nghiệm chiếu xạ thực phẩm.
4.1.

Tia cực tím (Ultra violet_UV)
Tia UV là những chùm tia chiếu có bước sóng < 450nm và năng lượng lượng tử từ
3-5eV. Chỉ những lượng tử mang năng lượng mới làm ức chế sự tăng trưởng của
VSV. Bước sóng trên dưới 260nm có khả năng tiêu diệt VSV hiệu quả nhất (vì các
base của acid nucleic hấp thu mạnh nhất ).
Cơ chế tiêu diệt vi sinh vật:
Khi bị chiếu xạ, acid nucleic của vi sinh vật bị gây đột biến (điểm, thay thế hay
dimer hóa) hoặc bị phá vỡ cấu trúc làm tổn thương vi sinh vật. Nếu thời gian và
cường độ đủ ngưỡng thì gây chết vi sinh vật.

Hình 7. Dimer hóa ở thymine dưới tác dụng của tia UV.
Lợi ích của tia UV:
Khử trùng và tiệt trùng: UV có ứng dụng rất tích cực trong lĩnh vực khử trùng và tiệt trùng,
tia tử ngoại có thể giết chết các vi sinh vật như virus và vi khuẩn, rất hữu ích khi chúng ta
phơi tã vải, đồ lót và khăn mặt ngồi trời. Tia UV xuyên qua màng tế

11


bào của vi khuẩn và virus, phá hủy DNA, ngăn chặn khả năng tái sinh và nhân lên
của chúng, nhiều nơi sử dụng đèn diệt khuẩn UV để khử trùng.
Lưu ý khi khử trùng bằng tia cực tím:
• Tránh nhìn hoặc chạm trực tiếp vào nguồn phát UV.
• Đối với các loại máy lọc nước, máy sấy bát đĩa, nếu khơng có cửa kính đen

thì nên dùng tấm vải tối màu che phần kính lại để ánh sáng khơng lọt ra
ngồi nhiều.
• Trong q trình máy hoạt động bạn nên di chuyển ra nơi khác cách xa, tránh
tiếp xúc quá lâu hoặc ở vị trí gần với thiết bị.
Mức độ kháng tia UV của vi sinh vật phụ thuộc vào cấu trúc, kích thước
của tế bào vi sinh vật. Ở loại vi sinh vật mức độ kháng tia UV là khác nhau,
thường mức độ kháng được thể hiện như sau:
Vi khuẩn G (-) < Vi khuẩn G (+) ~ nấm men < bào tử vi khuẩn < bào tử nấm
mốc << virus.
Bảng 3. Mức độ kháng UV của một số lồi vi sinh vật gây bệnh có trong thực
phẩm.
Species
D (ergs x 102)
E. coli
3-4
Proteus vularis
3-4
Serratia marcescens
3-4
Shigella flexmeri
3-4
Pseudomonas fluorescens
3-4
Bacillus subtilis (vegetative cells)
6-8
Bacillus subtilis (spores)
8-10
Micrococcus luteus
10-20
Staph. aureus

3-4
Aspergillus flavus
50-100
Mucor racemosus
20-50
Penicillium roquefortii
20-50
Rhizopus nigrificans
>200
Saccharomyces cerevisiae
3-10
Số liệu từ Microbial Ecology of food vol,.CMSF.
Ứng dụng: Khử trùng nước biển, khử trùng nước nuôi thủy sản nước ngọt, khử trùng thực
phẩm dược phẩm chế biến thực phẩm, khử trùng nước cơng nghiệp, các loại thực phẩm
đóng hộp, khử trùng các loại nước phịng thí nghiệm…

12


Bảng 4. Công suất đèn UV, khoảng cách từ đèn đến vi khuẩn và thời gian tiếp xúc.

4.2. Tia ion hóa

Bức xạ ion hóa là kiểu phóng xạ bao gồm các hạt mang đủ động năng riêng để
giải phóng electron từ một nguyên tử hoặc phân tử, để ion hóa nó.
Cơ chế tiêu diệt vi sinh vật: Tia ion hóa làm ion hóa các phân tử trong đó có
phân tử nước, điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của tế
bào vi sinh vật và gây chết vi sinh vật.
Mức độ ion hóa gây chết vi sinh vật ở mỗi loại là khác nhau:
Vi khuẩn G(-) < Vi khuẩn G(+) ~ bào tử nấm mốc < bào tử vi khuẩn ~ nấm men

<< virus.
Trên thị trường điện máy hiện nay, nhiều nhà sản xuất đã nghiên cứu và cho ra
đời những dòng sản phẩm tạo ra ion âm, giúp tăng cường ion âm trong khơng
khí,vừa khử độc vừa tạo ra ion âm có tác dụng cân bằng điện tích.
Ảnh hưởng của các tia bức xạ đến chất lượng thực phẩm
•

Thực phẩm chiếu xạ thường mất màu, mất mùi.

•

Protein và acid amin trong thực phẩm rất nhạy cảm với chiếu xạ. Sản phẩm do
chiếu xạ protein, acid amin, peptide gồm: NH3, H2, CO2, H2S và Carbonyl.

•

Các acid amin đặc biệt nhạy cảm với chiếu xạ là : methionin, cysteine,
histidine, arginine, tyrosine. Trong dó cysteine nhạy cảm nhất.

Lipid trong thực phẩm cũng bị thay đổi rất mạnh, đặc biệt là trong trường hợp có oxy.

13


Bảng 5. Sự kháng lại các tia ion hóa của một số lồi vi sinh vật gây bệnh có trong thực
phẩm.
Species

6D dose (kGy)

E. coli
Salmonella Enteritidis
S. Typhimurium
Vibrio parahaemolyricus
Pseudomonas fluorescens
Bacillus cereus
B. stearothermophilus
C. botulinum type A
Lactobacillus spp.
Micrococcus spp.
Deinococcus radiodurans
Aspergillus flavus
Penicillium notatum
S. ceresvisiae
Viruses

1.5-3.0
3-5
3-5
<0.5-1
0.5-1
20-30
10-20
20-30
2-7.5
3-5
>30
2-3
1.5-2
7.5-10

>30

14


Bảng 6. Ứng dụng chiếu xạ trên một số loại thực phẩm.
Application

Commondity

Dose (kGy)

Inhibition of sprouting

Potatoes
Onions
Garlics
Mushrooms
Spices
Onion powder
Grains
Meats
Pountry
Eggs
Shrimps and frog’s legs
Strawberries
Mangoes
Papayas

0.1-3

Decontamination of food ingredients
Insect disinfestation
Destruction of parasites
Inactivation of Salmonella

Delay in fruit maturation

3-10
0.2-7
0.3-0.5
3-10

2-5
1-3

Mould and yeast reduction

15


Bảng 7. Ngưỡng chiếu xạ tối đa cho phép chiếu trên thực phẩm.
Maximan perirred dose (kGy)
2
1
1
0.2
10
3
7

Fruit and mushrooms
Vegetables
Cereals
Bulbs and tubers
Spices and condiments
Fish and shellfish
Poultry

Tia Gamma (γ)
Tia Gamma được tạo ra bởi các phản ứng của các đồng vị phóng xạ. Thường người
ta sử dụng cobalt 60 (60Co).
Tia Gamma có khả năng đâm xuyên mạnh, khả năng diệt vi sinh vật mạnh nên tia
Gamma thường dùng để khử trùng những vật dùng có khối lượng lớn như gói thuốc,
gói dụng cụ, gói thực phẩm.
Liều tia gamma 2,5 Mrad là liều thơng dụng để diệt các loài vi sinh vật gây bệnh.
Tuy vậy tia gamma có nhược điểm là các tia phóng ra mọi phía và phóng một cách
liên tục từ các đơn vị phóng xạ nên khó khống chế.

Hình 8. Hệ thống công nghệ chiếu xạ bảo quản thực phẩm bằng tia gamma.
5. Siêu âm
Siêu âm (ultrasound ) là sóng cơ học hình thành do sự lan truyền dao động của các phân tử
trong khơng gian có tần số lớn hơn giới hanh trên ngưỡng nghe của con người ( 16-20kHz ).
Ngồi ra, sóng siêu âm có bản chất là sóng dọc hay sóng nén, nghĩa là trong trường siêu âm
các phần tử dao động theo phương cùng với phương truyền sóng.

16


Hình 9. Phân loại các loại sóng theo tần số.

- Thường kỹ thuật siêu âm được áp dụng kết hợp với các chất diệt khuẩn để làm
sạch các thiết bị y tế, làm sạch một số loại thực phẩm như làm sạch bề mặt của
trứng. Kỹ thuật siêu âm có thể sử dụng để loại bỏ các màng sinh học (biofilm). Các
nghiên cứu kết hợp sóng siêu âm 27,5MHz và dung dịch natr hypochlorite đã làm
tăng hiệu quả tiêu diệt tế bào nấm men S. cerevisie.
Bảng 8. Khả năng diệt vi khuẩn của sóng siêu âm.

Cơ chế của sóng siêu âm giúp làm tăng khả năng trích ly của các quy trình trích
ly cổ điển là dựa trên:
• Tạo ra một áp lực lớn xuyên qua dung môi và tác động đến tế bào vật liệu.
• Tăng khả năng truyền khối tới bề mặt phân cách.
Phá vỡ thành tế bào trên bề mặt và bên trong của vật liệu, giúp q trình thốt chất tan được
dễ dàng.

17


Bảng 9. Một số ứng dụng của siêu âm trong thực phẩm.
Ứng dụng của hiệu ứng cơ học

Ứng dụng hiệu ứng hóa học và hóa
sinh
Diệt khuẩn.
Xử lý dịng chay (nước thải).
Điều chỉnh sự sinh trưởng của tế bào
sống.
Biến đổi hoạt tính enzyme.
Tiệt trùng thiết bị trong cơng nghiệp.

Q trình kết tinh chất béo, đường.

Bài khí.
Phá bọt.
Trích ly các chất thơm.
Hỗ trợ lọc và sấy rách ẩm đông.
Khuấy trộn và đồng hóa.
Kết tụ các hạt bụi lơ lửng.
Làm mềm thịt.

Hình 10. Thiết bị siêu âm sấy cà rốt.

Hình 11. Thiết bị bồn rửa siêu âm.
18


6. Sử dụng áp suất

Việc sử dụng áp suất cao hoặc thấp giúp bảo quản sản thực phẩm được dài
ngày và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Sử dụng áp suất liên tục trong
thời gian cần thiết (>5 phút) tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật dưới dạng các
tế bào bằng phương pháp thanh trùng không nhiệt.
- Sự giảm tế bào phụ thuộc:
• Thời gian.
• Nhiệt độ: nhiệt độ âm hay dương
• Loại vi sinh vật(virus < nấm men < vi khuẩn < bào tử vi khuẩn).
• Yếu tố mơi trường: hoạt độ nước, pH.
- Việc giảm số lượng tế bào có thể sử dụng kết hợp các xử lý( trường điện
tử, chất kháng khuẩn). Với lớp áp suất 800 Mpa có thể tiêu diệt được các
tế bào tử của vi sinh vật, vì vậy mà hiện nay người ta thường sử dụng kết
hợp áp suất cao và một tác nhân khác như độ axit.
Công nghệ chế biến thực phẩm bằng áp suất cao - High Pressure

Processing
High Pressure Processing (HPP) là công nghệ thanh trùng trong nước tinh
khiết ở áp suất cực cao, giúp kéo dài thời gian bảo quản, nâng cao mức độ an
toàn thực phẩm và đảm bảo dinh dưỡng tự nhiên.
Cụ thể, trong điều kiện nước tinh khiết ở áp suất cực cao (khoảng 300-600
MP/43.500-87.000 psi), với nhiệt độ khoảng 4-10 oC, các loại vi khuẩn (như
Listeria monocytogenes, E. coli, Salmonella, Campylobacter, Vibrio spp),
virus, men, nấm và vật truyền bệnh sẽ bị bất hoạt. Nhờ đó, thực phẩm sẽ kéo
dài được thời gian bảo quản, đảm bảo an tồn.
Các loại thực phẩm có thể áp dụng công nghệ HPP gồm: thịt (bảo quản được 90 ngày,
thay vì chỉ 30 ngày, nếu xử lý theo bảo quản bằng hóa chất hay nhiệt); trái cây (hương
vị, các loại vitamin, giá trị dinh dưỡng và cấu trúc sản phẩm không bị suy giảm); hải
sản (giữ được độ tươi của sản phẩm, đặc biệt là hương vị và cấu trúc của các sản
phẩm); nước trái cây và các loại đồ uống. Công nghệ này không phù hợp với các sản
phẩm rau, do có thể làm phai màu, nếu áp suất quá cao.

19


Hình 12. Ngun lý vận hành đóng gói bằng cơng nghệ HPP.
Hình 13. Tế bào vi sinh vật gây hại không bị vỡ khi không xử lý công nghệ HPP (Non
HPP) và tế bào vi sinh vật bị vỡ khi xử lý bằng công nghệ HPP.
Ưu và nhược điểm của cơng nghệ HPP
*Ưu điểm:
• Bảo vệ thực phẩm tốt hơn so với sự dụng các loại phụ gia hóa học đối với
các vi khuẩn gây bệnh như Salmonella hay Listeria.
• Bảo quản được hương vị, các loại vitamin, giá trị dinh dưỡng và cấu trúc
•

sản phẩm khơng bị suy giảm.

Có thể làm biến đổi các đặc tính của thực phẩm như thay đổi cấu trúc

protein, cấu trúc của cơ và làm keo háo tinh bột do đó tiêu hóa dễ dàng
hơn.
• Cải thiện tính chất các loại thực phẩm đặc biệt là sữa chua hoặc phomat.
Kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm.
20


•
•
•

Tiết kiệm chi phí lao động.
Tiêu thụ ít năng lượng.
Tác động của áp suất đồng đều đến mọi phần của thực phẩm khơng như sự

phân bố nhiệt trong qua trình chế biến nhiệt.
*Hạn chế:
• Chi phí rất cao và sản phẩm sau xử lý vẫn phải giữ lạnh
• Cơng nghệ này không đạt hiệu quả cao đối vứi sản phẩm rau do có thể bị
phai màu thực phẩm nếu áp suất cao.
Bảng 10. Tốc độ tăng trưởng giá trị thực phẩm được xử lý bằng công nghệ HPP 20162022 (theo thống kê của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA)).
Mặt hàng

2016

2022

2022/2016 (%)

Rau quả
Thịt
Hải sản
Nước ép trái cây
Khác

85.6
69.3
42.4
34.0
32.4

159.7
126.7
81.6
71
61.2

186.6
182.8
192.5
208.8
188.9

7. Lọc thanh trùng (siêu lọc)

Ngồi ra sử dụng các màng lọc với kích thước lỗ lọc cỡ nm có thể giúp loại bỏ
các tế bào vi sinh vật áp dụng trong quá trình chế biến như một biện pháp
thanh trùng sản phẩm thực phẩm.

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 vơ khuẩn.
Màng lọc có thể sử dụng để sản xuất các protein tinh khiết với đặc điểm chức
năng chuyên biệt, tinh sạch các oligosaccharide với đặc tính prebiotic hay sữa
có thời gian bảo quản lâu mà không cần xử lý nhiệt.
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.

21