Tài liệu Tìm hiều về quá trình thanh trùng và tiệt trùng trong sản xuất thực phẩm

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm ------------------------------------- BÀI TẬP LỚN Tìm hiều về quá trình thanh trùng và tiệt trùng trong sản xuất thực phẩm. GVHD: TS. ĐỖ THỊ YẾN Sinh viên: Vũ Thị Hằng MSSV: 20174632 Mã lớp: KTTP-01 Hà Nội, 11/2019 Mục lục Đặt vấn đề Tổng quan về quá trình thanh trùng, tiệt trùng 1. Khái niệm chung 2. Khái quát về giai đoạn trong thanh trùng và tiệt trùng 3. Mục đích công nghệ và các biến đổi của nguyên liệu sau quá trình thanh trùng và tiệt trùng 4. Các phương pháp thanh trùng 5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh trùng và tiệt trùng Thiết bị thanh trùng, tiệt trùng 1. Thiết bị thanh trùng, tiệt trùng sản phẩm trong bao bì 1.1. Thiết bị thanh trùng thủy lực hydrostatic (hoạt động liên tục) 1.2. Thiết bị thanh trùng liên tục dạng thùng quay 1.3. Thiết bị thanh trùng gián đoạn làm việc ở áp suất khí quyển 1.4. Thiết bị thanh trùng có áp suất cao làm việc gián đoạn 1.5. Thiết bị thanh trùng kiểu tunel phun tự động 2. Thiết bị thanh trùng sản phẩm ngoài bao bì 2.1. Thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng (kiểu tấm) 2.2. Thiết bị thanh trùng dạng ống lồng ống Ứng dụng của quá trình thanh trùng, tiệt trùng trong sản xuất 1. Sản phẩm pate đóng hộp 2. Sản phẩm ngô ngọt đóng hộp 1 2 2 2 2 3 3 5 5 6 6 8 8 9 9 9 10 12 12 13 3. Sản phẩm măng dầm dấm đóng hộp 4. Sản phẩm bia chai 5. Sản phẩm nước quả 6. Sản phẩm sữa UHT 14 14 15 16 GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Đặt vấn đề Thanh trùng, tiệt trùng là quá trình được ứng dụng trong hầu hết các quy trình sản xuất thực phẩm như sản xuất sữa thanh trùng, tiệt trùng, sữa bột, sữa cô đặc, sản xuất bia, một số loại rượu vang, nước trái cây lên men, sản xuất rau quả đóng hộp. Thanh trùng, tiệt trùng có tác dụng quyết định đến thời gian bảo quẩn cũng như chất lượng sản phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình là gì và những biến đổi xảy ra trong quá trình diễn ra như thế nào? Trong thanh trùng hay tiệt trùng các sản phẩm như: pate, sản phẩm ngô ngọt đóng hộp, măng dầm dấm, sản xuất bia chai, sữa UHT hay nước quả, mỗi sản phẩm này tại sao lại thanh trùng ở nhiệt độ khác nhau? Các sản phẩm này được thanh trùng., tiệt trùng bằng thiết bị gì và tại sao lại sử dụng thiết bị đó? Dưới đây là câu trả lời của bản thân em khi tìm hiểu về quá trình và thanh trùng và tiệt trùng. 1|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Tổng quan về quá trình thanh trùng, tiệt trùng 1. Khái niệm chung Thanh trùng, tiệt trùng là biện pháp xử lý thực phẩm để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hoặc vi sinh vật gây hư hỏng có trong thực phẩm. Bản chất của thanh trùng là quá trình tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho thực phẩm và ức chế quá trình sinh tổng hợp độc tố của chúng. Thanh trùng được định nghĩa khi thực phẩm gia nhiệt đến nhiệt độ dưới 100 oC. Bản chất của quá trình tiệt trùng là qua trình tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật (ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử) và ức chế không thuận nghịch các enzyme trong thực phẩm. tiệt trùng được định nghĩa khi thực phẩm được gia nhiệt đến nhiệt độ trên 100 oC., thường áp dụng với sản phẩm thực phẩm có độ pH cao. 2. Khái quát về các giai đoạn trong thanh trùng và tiệt trùng Quá trình thanh trùng/tiệt trùng thường gồm 3 giai đoạn: - Giai đoạn 1: nâng nhiệt độ của thực phẩm lên đến nhiệt độ thanh trùng/ tiệt trùng. - Giai đoạn 2: giữ ở nhiệt độ thanh trùng/ tiệt trùng ở một thời gian nhất điịnh. - Giai đoạn 3: giảm nhiệt độ và áp suất trong thiết bị hay làm nguội thực phẩm đến nhiệt độ thích hợp cho quá trình chế biến tiếp theo trong quy trình sản xuất. 3. Mục đích công nghệ và các biến đổi của nguyên liệu sau quá trình thanh trùng và tiệt trùng. - - Mục đích công nghệ: Bảo quản: quá trình thanh trùng/tiệt trùng sẽ làm vô hoạt bất thuận nghịch enzyme và ức chế hệ vi sinh vật trong thực phẩm, nhờ đó sẽ kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Chế biến: quá trình thanh trùng/tiệt trùng được xem là một phương pháp chế biến nhiệt trong công nghiệp thực phẩm. Đối với các nguyên liệu tươi như thịt, cá,… quá trình tiệt trùng nhiệt còn có mục đích làm chín sản phẩm. Các biến đổi của nguyên liệu sau quá trình thanh trùng và tiệt trùng: Vật lý: một số chỉ tiêu vật lý của thực phẩm sẽ thay đổi như thể tích, trọng lượng, độ giòn, độ dai…Tùy theo từng trường hợp cụ thể mà những biến đổi nói trên sẽ có ý nghĩa tích cực hoặc tiêu cực. Ví dụ như trong công nghệ sản xuất cá đóng hộp, quá trình tiệt trùng nhiệt sẽ làm cho cấu trúc của mô và xương cá trở nên mềm mại giúp cho người sử dụng dễ tiêu hóa thức ăn, nhờ đó làm tăng giá trị sử dụng của sản phẩm. Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất đồ hộp trái cây, quá trình thanh trùng làm mềm mô trái, từ đó giá trị cảm quan của sản phẩm bị giảm đi. Hóa học: nhiệt độ là một tác nhân quan trọng thúc đẩy các phản ứng hóa học xảy ra. Phản ứng hóa học phi enzyme (dưới tác dụng của nhiệt) phổ biến nhất là phản ứng Maillard. Sản phẩm của phản ứng được gọi tên chung là melanoidin. Những hợp chất 2|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến này có màu sẫm và sự có mặt của chúng sẽ ảnh hưởng đến màu sắc thực phẩm. Tùy theo từng đối tượng nguyên liệu mà phản ứng Maillard sẽ có những ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng thực phẩm. Ví dụ, trong sản xuất sữa tiệt trùng, nếu phản ứng Maillard xảy ra mạnh mẽ do nhiệt độ cao và thời gian tiệt trùng kéo dài thì sữa sẽ bị sậm màu, giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm bị giảm đi đáng kể. Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất nước artichoke đóng lon thì các sản phẩm của phản ứng Maillard sẽ làm cho thức uống có màu vàng đặc trưng, ảnh hưởng tốt đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Hóa lý: sự gia tăng và giảm nhiệt độ trong quá trình thanh trùng và tiệt trùng có thể gây ra những biến đổi về pha như nước và một số chất dễ bay hơi sẽ chuyển sang pha khí, protein hòa tan trong thực phẩm lỏng có thể bị đông tụ và chuyển sang pha rắn… 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. Hóa sinh: nhiệt độ cao sẽ làm biến tính bất thuận nghịch các enzyme có mặt trong thực phẩm, do đó chúng sẽ bị vô hoạt. 4. Các phương pháp thanh trùng nhiệt - - - Thanh trùng Pasteur: là quy trình làm nóng thực phẩm (luôn là chất lỏng) đến một nhiệt độ nhất định trong một khoảng thời gian xác định trước rồi sau đó là lạnh đột ngột.  Quy trình: gia nhiệt nhanh mẫu đến nhiệt độ thanh trùng (65 – 80 oC) giữ mẫu ở nhiệt độ thanh trùng trong 15 -30 phút; làm nguội nhanh mẫu và bảo quản ở nhiệt độ thấp  Ưu điểm: ức chế khả năng gây bệnh của vi sinh vật, không sử dụng nhiệt độ cao nên không làm mất đi chất dinh dưỡng của sản phẩm.  Nhược điểm: không tiêu diệt được toàn bộ vi sinh vật đặc biệt là bảo tử vi sinh vật; quy trình và thiết bị đơn giản. Thanh trùng bằng phương pháp Tyldan  Quy trình: gồm 3 chu kì liên tiếp gia nhiệt mẫu đến 100 oC; giữ mẫu ở nhiệt độ sôi (15-30p) làm nguội nhanh mẫu đến nhiệt độ phòng, giữ tiếp trong 24h rồi lặp lại.  Ưu điểm: diệt được cả tế bào và bào tử vi sinh vật, nhiệt độ thanh trùng không quá cao, thiết bị đơn giản.  Nhược điểm: vận hành phức tạp; tốn thời gian và không phù hợp với sản xuất lớn. Thanh trùng bằng hơi nước bão hòa: sử dụng nhiệt độ cao tại áp suất dư để tiêu diệt vi sinh vật và bào tử của chúng.  Quy trình: phụ thuộc vào việc điều chỉnh áp suất mà nhiệt độ thanh trùng có thể cao hoặc thấp. Nếu ta thanh trùng mẫu ở áp suất dư 0.5 at thì nhiệt độ là 110,4 oC hay ở 1 at thì nhiệt độ là 1210C hay 2.5 – 3 at thì nhiệt độ là 140 -145oC.  Ưu điểm: an toàn, tiêu diệt được cả tế bào sinh dưỡng vi sinh vật và bào tử của chúng; vận hành 1 lần không tốn thời gian, phù hợp với sản xuất lớn. 3|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến  Nhược điểm: kén sử dụng cho các thực phẩm nhạy về nhiệt; dụng cụ vi mẫu bị hư hỏng do tiếp xúc nhiều lần, có thể để dụng cụ bị ướt, khiến chúng bị rỉ sét. 5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh trùng và tiệt trùng Hai thông số công nghệ quan trọng nhất trong quá trình thanh trùng và tiệt trùng là nhiệt độ và thời gian. Việc lựa chọn lựa chọn nhiệt độ và thời gian (chế độ thanh trùng/tiệt trùng) sẽ phụ thuộc vào những yếu tố: - Hệ vi sinh vật trong thực phẩm: Mỗi loại mẫu thực phẩm luôn chứa một hệ vi sinh vật nhất định, vì vậy các nhà sản xuất cần quan tâm đến tên các loài vi sinh vật bị nhiễm và mật độ của chúng trong mẫu thực phẩm. Theo lý thuyết, nếu các loài vi sinh vật nhiễm thuộc nhóm ưa nhiệt thì chế độ thanh trùng/tiệt trùng cần phải “nghiêm ngặt” mớt tiêu diệt được chúng. Ngoài ra, mật độ vi sinh vật trong mẫu ban đầu càng cao thì việc tăng nhiệt độ và thời gian xử lý là cần thiết để đảm bảo sản phẩm có xác suất tái nhiễm thấp. - Trạng thái vật lý của thực phẩm: Thực phẩm lỏng có hệ số truyền nhiệt cao hơn thực phẩm rắn vì trong quá trình thanh trùng và tiệt trùng sẽ xuất hiện các dòng đối lưu trong sản phẩm. Các chỉ tiêu như hàm lượng chất khô, độ nhớt… sẽ ảnh hưởng đến hệ số truyền nhiệt của thực phẩm lỏng. Đối với thực phẩm rắn, sự truyền nhiệt xảy ra chủ yếu là do sự dẫn nhiệt. - Thành phần hóa học trong thực phẩm: o Ảnh hưởng của độ axit: nồng độ hydro của môi trường, nghĩa là chỉ số pH, có vai trò quan trọng ảnh hưởng tới độ bền nhiệt của vi sinh vật cũng như sự tồn tại và phát triển của chúng. Môi trường có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến vi sinh vật nhưng độ chua là yếu tố quan trọng hơn cả. Những thực phẩm lỏng có giá trị pH cao như sũa tươi (pH> 4.6) thì giá trị nhiệt độ xử lý thường không thấp hơn 100oC. Những sản phẩm có giá trị pH khá thấp (pH = 3.7 – 4.5) như nước ép từ nhóm trái cây có múi thì có thể thanh trùng ở nhiệt độ thấp mà vẫn đẩm bảo được độ vô trùng công nghiệp. 4|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến o Ảnh hưởng của nồng độ muối và đường: đường và muối trong đồ hộp cũng có khả năng tạo ra áp suất thẩm thấu của dung dịch cho nên cũng ảnh hưởng đến tính chịu nhiệt của vi khuẩn. Muối có khả năng thẩm thấu cao hơn đường rất nhiều cho nên chỉ với nồng độ vài phần trăm là có thể làm cho lớp màng tế bào của vi khuẩn bị khử nước tạo màng bảo vệ cho vi khuẩn nên làm tăng khả năng chịu nhiệt của chúng. o Ảnh hưởng của protit và lipit: trong các thực phẩm chứa nhiều protit và lipit như thịt cá, … thì chế độ thanh trùng phải nâng cao hơn, bởi vì sự truyền nhiệt của các vật thể đặc rất khó khan do đó hiệu quả thanh trùng giảm xuống. Người ta thấy rằng trong môi trường chất béo tính chịu nhiệt của vi khuẩn tang vì vi khuẩn ở trong lipit được tạo thàng một lớp lipit bao bọc xung quang có tác dụng bảo vệ cho nó. o Ảnh hưởng của chất sát trùng thực vật (phitonxit): trong thực vật nói chung, trong các loại gia vị, hương liệu, chất màu, … thường có chứa các chất sát trùng thực vật. Ví dụ như mùi cay thơm của tiêu, ớt, mùi hang của hành tỏi, vị cay của gừng, màu sắc của các loại thực vật… đều là chất sát trùng thực vật. Khi chế biến đồ hộp ta cho những chất đó vào vừa có tác dụng gia vị vừa có tác dụng sát trùng và như vậy ta có thể giảm được nhiệt độ thanh trùng của đồ hộp. 5|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Thiết bị thanh trùng, tiệt trùng 1. Thiết bị thanh trùng, tiệt trùng sản phẩm trong bao bì 1.1. Thiết bị thanh trùng thủy lực hydrostatic (hoạt động liên tục) Bộ phận chính của thiêt bị là năm bánh xe được kết nối với nhau bằng một hệ thống bang tải dạng ống lưới. Người ta sẽ nạp bao bì chứa thực phẩm vào bên trong các ống lưới của bang tải này. Bên trong thiết bị có ba khoang liên thông với nhau. Nhờ vào kết câu đặc biệt như hình vẽ nên người ta có thể tạo ra các vùng nhiệt độ khác nhau bên trong thiết bị để gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội sản phẩm. Các sản phẩm sẽ thay đổi chiều cao cột nước thủy lực để hiệu chỉnh nhiệt độ tại các vùng khác nhau bên trong thiết bị. Trước khi ra khỏi thiết bị, sản phẩm sẽ được làm nguội hoàn tất trông bể nước lạnh đặt ở bên dưới thiết bị. Ưu điểm: có thể sử dụng nhiều loại bao bì có kích thước và kiểu dáng khác nhau. Thiết bị này có tính cơ giới và tự động hóa cao nên thích hợp cho các nhà máy có năng suất lớn. 1.2. Thiết bị thanh trùng liên tục dạng thùng quay Thiết bị thanh trùng thùng quay được sử dụng phổ biến trong công nghệ sản xuất đồ hộp thịt và thủy sản. 6|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Hệ thống bao gồm một thiết bị thanh trùng và một thiết bị làm nguội giống nhau. Khi làm việc hộp được bang tải xích đưa vào bộ phận nhận, sau khi rời khỏi cơ cấu lõm của bộ phận nhận, hộp chuyển vào khoảng không gian giữa mặt trong thùng và đường xoắn chứa hộp. Khi thùng quay, hộp sẽ chuyể từ đầu này sang đầu kia của thùng nhờ rãnh xoắn định hướng. Như vậy hộp vừa quay quanh trục của thùng vừa quanh quanh trục của nó. Thân trụ chứa đầy nước ở nhiệt độ cao hay hơi có nhiệt độ cao để trao đổi nhiệt và thanh trùng Ưu điểm của loại thiết bị này là thiết bị tương đối gọn, làm việc liên tục có năng suất lớn 7|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Nhược điểm của loại thiết bị này là chỉ thanh trùng được loại đồ hộp có bao bì là sắt có cùng kích thước và chỉ qâu được sản phẩm trong hộp khi sản phẩm trong hộp không quan tâm đến kết cấu và cách sắp xếp. 1.3. Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn ở áp suất khi quyển Các thiết bị này có cấu tạo đơn giản như nồi nấu, dung môi trường truyền nhiệt là nước được đun sôi bằng hơi hoặc trực tiếp bằng nhiên liệu Dùng để thanh trùng các loại đồ hộp không quá 100oC. 1.4. 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 trở lên, có nắp đậy kín, còn gọi là nồi hấp thanh trùng. - Thiết bị thanh trùng loại thẳng đứng: có thân trụ, đáy và nắp hình chõm cầu, nắp có các then chốt ghép chặt với thân thiết bị, dưới đáy có lắp ống phun hơi nóng để thanh trùng. Bên trong thiết bị có giá đơc để đặt giỏ đựng đồ hộp, có loại 1 giở, 2 giỏ , 3 giỏ. - Thiết bị 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 kì làm việc kéo dài, tốn hơi và nước nhiều. 8|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến 1.5. Thiết bị thanh trùng kiểu tunel phun tự động Loại máy này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bia. Nhiệt độ của nước phun ở các vùng như sau: vùng 1 là 45oC, vùng 2 là 60 oC, vùng 3 là 45 oC, vùng 4 là 35 oC và vùng 5 là 25 oC. Phương tiện dịch chuyển chai trong tunel là băng tải lưới, cho nên nước phun ở vùng nào thì được thug om ngay vào bể chứa tương ứng phía dưới. Các bể chứa nước được trang bị đường ống dẫn hơi để thường xuyên bổ sung nhiệt cho chúng. Kiểu máy tunel này được gọi là tuyến tính vì chai chạy theo 1 dường thẳng: vào ở đầu máy và ra ở cuối máy. 2. Thiết bị thanh trùng sản phẩm ngoài bao bì Các thiết bị này được sử dụng cho nhóm thực phẩm lỏng. 2.1. Thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng (kiểu tấm) 9|Page GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Đây là loại thiết bị làm việc liên tục, sử dụng phương pháp gia nhiệt gián tiếp được áp dụng rộng rãi trong ngành công nhiệp thực phẩm. Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bản hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và được làm bằng théo không gỉ. Mỗi tấm có 4 lỗ tại 4 góc tạo thành rãnh thông kín và hệ thống các đường rãnh trenn khắp bề mặt để tạo ra sự chảy rối và tang diện tích bề mặt truyền nhiệt. Khi ghép các tấm bản mỏng lại với nhau, trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành nên hệ những hệ thống đường vào và ra cho mẫu khảo sát và chất tải nhiệt. Hai dòng lưu chất nóng và lạnh sẽ xen kẽ với nhau giữa các tấm, các tấm này được dập rãnh để tạo nên dòng chảy rối giữa 2 lưu chất. Ưu điểm: đảm bảo được hệ số truyền nhiệt cao với hệ số kháng thủy lực thấp, thiết bị gọn nhẹ, giá thành thấp, có thể thay đổi lượng nhiệt trao đổi bằng cách thay đổi số lượng tấm trao đổi nhiệt, vệ sinh dễ dàng 2.2. Thiết bị thanh trùng dạng ống lồng ống Thiết bị làm việc liên tục, sử dụng phương pháp gia nhiệt gián tiếp, dùng cho chiết rót nóng các thực phẩm lỏng, tức là không có công đoạn hạ nhiệt nhanh sau khi tiệt trùng. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống được ứng dụng nhiều trong sản xuất sữa, chocolate sữa, sữa đậu nành, trà, nước trái cây. 10 | P a g e GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Ống và vỏ có cấu tạo là thép chịu lực. Thiết bị càng có nhiều ống thì vận tốc dòng chảy càng lớn làm hệ số đối lưu tang, vậy nên người ta thường sử dụng kiểu cấu hình nhiều ống lồng trong một ống. Thiết bị gồm một chùm ống hình trụ song song, có cùng đường kính và được đặt bên trong một hình trụ lớn. Nguyên liệu sẽ được bơm vào bên trong các ống trụ nhỏ, còn chất tản nhiệt đi vào khoảng không gian được tạo ra giữa bề mặt ngoài của các ống hình trụ nhỏ và bề mặt trong ống hình trụ lớn. 11 | P a g e GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Ứng dụng của quá trình thanh trùng, tiệt trùng trong sản xuất 1. Sản phẩm pate đóng hộp - - - - - Mục đích: Chế biến: làm chin sản phẩm, vô hiệu hóa hệ enzyme trong thực phẩm. Bảo quản: ức chế và tiêu diệt các vi sinh vật có khả năng phát triển ở điều kiện bình thường, làm hư hỏng đồ hộp hay có thể gây ngộ độc như Cl. Botulinum. Lựa chọn nhiệt độ tiệt trùng: Chế độ tiệt trùng phụ thuộc vào mức độ nhiễm và tính chất vi sinh vật, thành phần và tính chất sản phẩm trong hộp, tính chất bao bì và đặc tính ký thuật của thiết bị sử dụng. Nhiệt độ và thời gian tiệt trùng phụ thuộc vào loại và lượng vi sinh vật nhiễm vào sản phẩm trước khi tiệt trùng. Lượng vi sinh vật càng nhiều, vi sinh vật càng bền nhiệt thì nhiệt độ càng phải cao, thời gian càng phải dài. Các loại vi sinh vật thường nhiễm vào sản phẩm thịt cá nói chung và pate nói riêng: Salmonella, Clostridium. Đây là loại vi sinh vật gây thối, có hại đến sức khỏe con người, ưa nhiệt nên nhiệt độ tiệt trùng là 115-121oC trong thời gian là 15-30 phút. Pate là loại sản phẩm dạng đặc và không có nước rót do đó dự truyền nhiệt chủ yếu là dẫn nhiệt mà hầu như không có đối lưu nhiệt. Vì vậy so với các sản phẩm dạng lỏng hoặc có nước rót thì khối pate được đun nóng chậm hơn, thời gian nâng nhiệt lâu hơn. Pate thuộc nhóm thực phẩm ít chua pH = 6-6.5 vậy thì ta chọn nhiệt độ là 100oC-121oC. Ngoài ra pate là sản phẩm giàu dinh dưỡng thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật nên cũng làm tăng nhiệt độ tiệt trùng. Sản phẩm pate được dùng ngay sau khi mở hộp do đó quá trình tiệt trùng cần chọn nhiệt độ cao, thời gian đủ dài để là biến tính protein, làm chin khối thịt. Tuy nhiên nếu nâng nhiệt độ lên quá cao 140-1600C thì sản phẩm sẽ bị nát do protein bị phân hủy; đồng thời tạo ra H2S và NH3, thiếc ở vỏ hộp tác dụng với NH3 đưa ra một lượng thiếc vào trong sản phẩm, bề mặt trong hộp bị đen, sản phẩm có mùi khó chịu,… Thiết bị sử dụng: thiết bị thanh trùng hơi nước áp suất cao loại đặt nằm ngang. 12 | P a g e GVHD: TS. Đỗ Thị Yến - - - Biến đổi của thực phẩm: Biến đổi sinh học: vi sinh vật có trong hộp bị ức chế và tiêu diệt. Biến đổi vật lý: o Nhiệt độ sản phẩm tăng dần trong quá trình trong giai đoạn giữ nhiệt sau đó giảm dần trong giai đoạn hạ nhiệt, o Do nhiệt độ thay đổi nên áp suất trong hộp biến đổi theo. o Thể tích, tỉ trọng của sản phẩm biến đổi không đáng kể Biến đổi hóa lý: tạo cấu trúc gel mới Biến đổi hóa học: o Phản ứng thủy phân: protein bị phân hủy thành các peptid và acid amin, chất béo vị thủy phân tạp ra axit béo và glyxerin… o Phản ứng maillard hình thành nhóm chất melanoidine tạo màu cho sản phẩm. o Các chất dinh dưỡng: khi tiệt trùng ở nhiệt độ cao, lượng polypeptit và acid amin tăng lên do quá trình tiệt trùng một số protit bị thủy phân. Chất béo trong sản phẩm không có biến đổi gì nhiều. o Các vitamin:lượng vitamin tổn thất khoảng 40%, nhất là vitamin B1 (62%) vitamin B2 và vitamin B3 tương đối ổn định trong nhiệt (lượng tổn thất 0-10%). Biến đổi hóa sinh:làm dừng hoạt động của các enzyme Biến đổi tính chất cảm quan: quá trình tiệt trùng tạo màu sắc , mùi vị thơm ngon đặc trưng cho sản phẩm đồng thời làm chin nguyên liệu nên làm thay đổi chất lượng sản phẩm. 2. Sản phẩm ngô ngọt đóng hộp - Mục đích: Chế biến: làm chín sản phẩm, tạo độ mềm cho sản phẩm. Bảo quản: tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm, gây hại cho con người. Lựa chọn nhiệt độ tiệt trùng: Ở nhiệt độ cao protid của chất nguyên sinh của vi sinh vật bị đông tụ làm cho vi sinh vật bị chết. Quá trình đông tụ protid này không thuận nghịch nên hoạt động của vi sinh vật 13 | P a g e GVHD: TS. Đỗ Thị Yến - - - không phục hồi sau khi hạ nhiệt. Vì vậy sản phẩm được thanh trùng ở nhiệt độ 121 0C trong 15 -20 phút Ngô ngọt là sản phẩm có nhiều đường vì vậy áp suất thẩm thấu lớn tạo ra lớp màng bảo vệ vi sinh vật vì thế ở nhiệt độ cao mới tiêu diệt được vi sinh vật có trong sản phẩm này. Bào tử yếm khí Clostridium botulinum là mục tiêu chính của quá trình chế biến nhiệt vì bào tử này có thể sản sinh ra độc tố chết người dù ở liều lượng thấp, có khả năng thành lập bào tử bền nhiệt. Môi trường pH trong sản phẩm là từ 6.5-7, đây là môi trường vi sinh vật phát triển mạnh, nguy hiểm nhất là bào tử Clostridium botulinium. Vì vậy nhiệt độ thanh trùng thường từ 115oC – 121oC (tiệt trùng) trong thời gian 15-20 phút Ngoài ra ngô ngột là sản phẩm ăn liền sau khi mở nắp vì vậy gia nhiệt ở 115 0C đảm bảo cho các vi sinh vật bị tiêu diệt hoàn toàn, tránh gia nhiệt ở nhiệt độ quá cao làm mất màu đặc trưng của sản phẩm, sản phẩm bị khô. Phương pháp, thiết bị tiệt trùng: - Tiệt trùng bằng nhiệt độ cao của nước nóng hoặc hơi nước nóng ví thế ta lựa chọn thiết bị thanh trùng liên tục dạng thùng quay hoặc thiết bị thanh trùng hơi nước có áp suất cao đặt nằm ngang vì sản phẩm ngô đóng hộp không cần giữ 1 cấu trúc sắp xếp nào cả. sử dụng loại thiết bị này làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Thiết bị này có thể gia nhiệt ở nhiệt độ cao. Thường thì ta sẽ sử dụng thiết bị thanh trùng bằng hơi nước bão hòa loại đặt nằm ngang bởi hệ thống thanh trùng nằm ngang với hai thùng có ưu điểm là nước được đun nóng trước khi thanh trùng và được hồi lưu tái sử dụng, tiết kiệm năng lượng và thời gian. 3. Sản phẩm măng dầm dấm đóng hộp - - Mục đích: bảo quản sản phẩm, ức chế và tiêu diệt vi sinh vật gây hư howrng co sản phẩm Lựa chọn nhiệt độ thanh trùng: Măng dầm dấm là sản phẩm ở độ pH thấp khoảng từ 2.5-3.8 vì thế 1 phần đã ức chế vi sinh vật phát triển vì vậy ta thanh trùng ở nhiệt độ khoảng 850C. Nhờ vào sắc tố màu sắc có trong măng, chất sát trùng có sẵn trong măng (vị đắng) mà vi sinh vật khó phát triển. Măng là sản phẩm rau củ, nếu gia nhiệt ở nhiệt độ quá cao măng sẽ mất đi độ giòn dai vốn có, biến màu sản phẩm. Thường các sản phẩm muối chua hay ngâm dấm sẽ sử dụng bao bì là lọ thủy tinh, thanh trùng ở nhiệt độ cao sẽ làm tách vỡ lọ làm ảnh hưởng đến năng suất. Phương pháp thanh trùng: Thanh trùng bằng nước nóng và hơi nước, thanh trùng bằng dòng điện cao tần, song siêu âm, tia bức xạ. Ta có thể sử dụng thiết bị thanh trùng dạng hở nắp 14 | P a g e GVHD: TS. Đỗ Thị Yến 4. Sản phẩm bia chai Mục đích: bảo quản, kéo dài thời gian sử dụng, đảm bảo bia không bị biến đổi ở nđiều kiện thường. Lựa chọn nhiệt độ thanh trùng: - - - - Bia sau khi chiết chai không có oxy, có hàm lượng etanol đáng kể, các chất đắng vì thế các vi khuẩn như axetic, một số nấm sợi và nhiều loại khác không thể phát triển được trong bia. Trong bia sau khi chiết chai tồn tại chủ yếu là nấm men, các nấm men đa số bị tiêu diệt ở nhiệt độ là 60-650C trong vòng 2 phút. pH trong bia thấp vì thế lựa chọn chế độ thanh trùng <100oC Bia ở dạng lỏng vì thế khi thanh trùng trong bia xảy ra cả quá trình đổi lưu và dẫn nhiệt vì thế mà hệ số truyền nhiệt tang ta không phải cấp nhiều nhiệt. Thanh trùng bia ở nhiệt độ cao sẽ dẫn đến sự thay đổi bất lợi cho hương, vị và màu sắc của sản phẩm. Thanh trùng ở nhiệt độ quá cao cũng có thể dẫn đến vẩn đục dạng keo cho sản phẩm vì còn 1 lượng nhỏ protein còn tồn tại trong bia Phương pháp thanh trùng bia: Có 2 phương pháp là thanh trùng cả khối và thanh trùng trong bao bì. Thường người ta sử dụng phương pháp thanh trùng trong bao bì để đảm bảo vệ sinh và tránh các sản phẩm phụ không mong muốn Thiết bị được sử dụng trong phương pháp này là máy thanh trùng kiểu tunel phun tự động, vì bao bì được sử dụng là thủy tinh vì thế thiết bị này sẽ tránh được sự va đập đảm bảo chất lượng và năng suất của sản phẩm. 15 | P a g e GVHD: TS. Đỗ Thị Yến - 5. Sản phẩm nước quả - - - - Mục đích: ức chế các vi sinh vật và tiêu diệt các vi sinh vật gây hại làm tang thời hạn bảo quả của sản phẩm Lựa chọn nhiệt độ thanh trùng: Nước quả ở dạng lỏng nên trong quá trình thanh trùng hệ số truyển nhiệt lớn (do có quá trình đối lưu và dẫn nhiệt) vì vậy mà không cần nâng nhiệt độ quá cao khi thanh trùng. Nhiệt độ thường sử dụng là 80-1000C. Nước quả có hàm lượng axit tương đối cao, do vậy nhiệt độ thanh trùng chỉ cần dưới 1000C. Nước quả là sản phẩm giàu vitamin, nếu thanh trùng ở nhiệt độ cao sẽ là giảm lượng vitamin trong nước quả làm mất chất dinh dưỡng của sản phẩm. Môi trường trong nước quả là môi trường acid, đây là môi trường hoạt động của nấm mốc và nấm men, nấm men và nấm mốc kém chịu nhiệt vì vậy ta có thể thanh trùng ở nhiệt độ khoảng 80-1000C. Ta cũng có thể bảo quản bằng cách rot nóng vô trùng. Mỗi loại quả có một màu sắc khác nhau chính yếu tố này cũng ảnh hưởng đến sự phất triển của vi sinh vật. Nước quả không nên thanh trùng ở nhiệt độ quá cao vì nếu đun nóng nhiều quá thì nước quả bị biến màu và có vị nấu chin do phản ứng melanoidin. Phương pháp thanh trùng nước quả: Do nước quả thường được đóng chai thủy tinh nên ta ưu tiên phương pháp lựa chọn máy thanh trùng tunel để tránh vỡ bao bì sản phẩm. hoặc ta cũng có thể lựa chọn thiết bị thanh trùng dạng tấm bản hay ống lồng ống đối với nước quả trong. 16 | P a g e