Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
2.3 SỬ DỤNG KỸ THUẬT CHIẾU XẠ TRONG CHẾ BIẾN TỐI THIỂU
[4, 5, 6, 7, 16, 22, 23]
2.3.1. Khái niệm
Chiếu xạ là quá trình chiếu các tia bức xạ mang năng lượng, có bản chất là sóng
điện từ vào vật cần được xử lý như thực phẩm.
Mỗi bức xạ được đặc trưng bằng dải năng lượng tương ứng với bước sóng λ xác
đònh. Mối tương quan giữa năng lượng E của bức xạ và bước sóng là:
λ
ν
hc
hE
==
2.3.2 Phân loại bức xạ theo năng lượng bước sóng
Bảng 2.6: phân loại tia bức xạ
Dạng
bức
xạ Năng
lượng
Bước
sóng
Bức
xạ
nhiệt
Vi
sóng
(Microwave)
Hồng
ngoại
(Infrarred)
Ánh
sáng
khả
kiến
Tử
ngoại
(Ultra
Violet)
Tia
Roentgen
(Tia
X)
Tia
γ
<
100
eV
1
–
100
keV
1
–
100
MeV
>100
µm
10
–
100
µm
1
–
10
µm
380
–
760
nm
10
-380
nm
0.01
–
10
nm
<
0.01
nm
2.3.3 Các tia bức xạ thường dùng trong chế biến và bảo quản thực phẩm
Vi sóng (Microwave): đây là tia có bùc sóng dài, không có khả năng
xuyên sâu, thường dùng để gia nhiệt cho thực phẩm
Tia hồng ngoại: Dùng trong bảo quản thòt, có khả năng tạo ra lượng nhiệt và
được sử dụng trong quá trình gia nhiệt. Phương pháp này không đủ năng lượng để
tạo ra ion và hiệu quả bảo quản phụ thuộc vào nhiệt lượng tạo ra.
Tia cực tím: Có tác dụng diệt khuẩn, đặc biệt là tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh
trong không khí và thường được sử dụng diệt khuẩn trong kho bảo quản, thùng
chứa, bề mặt sản phẩm. Tia này xâm nhập vào bên trong thực phẩm thấp. Độ
dài của tia cực tím ở 250nm có tác dụng diệt khuẩn tối đa. Tia sáng này có khả
năng xuyên qua và giết chết tế bào vi sinh vật trong một thời gian ngắn nhưng
bào tử và nấm mốc đề kháng tốt hơn nấm men. Khi tăng cường độ thì tỉ lệ diệt vi
SV: Võ Thò Thu Hằng - 32 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
sinh vật tăng lên. Việc lắp đặt đèn cực tím cần tránh nguồn sáng từ đèn chiếu
trực tiếp vào mắt người lao động vì sẽ gây nguy hiểm. Hiện nay tia cực tím được
sử dụng cho chiếu xạ thòt và các sản phẩm thòt để kiểm soát sự phát triển của vi
sinh vật trên bề mặt.
Tia X, tia γ : tia có bước sóng cực ngắn, độ xuyên sâu mạnh, thøng dùng để diệt
khuẩn.
Tia β: là dòng electron chuyển động trong điện trường rất lớn. Khả năng xuyên
sâu trung bình, nhưng tiêu tốn năng lượng lớn, thường dùng để sát khuẩn bề mặt.
Trong các tia bức xạ trên, người ta thường sử dụng nhiều nhất là tia X, tia γ và tia β
trong chế biến tối thiểu để chiếu xạ thực phẩm.
2.3.4 Cơ chế tác động của các tia bức xạ
Tác động chính của tia bức xạ là gây ion hóa vật chất, nghóa là kích thích các
phân tử, nguyên tử trong môi trường vật chất biến đổi thành các ion. Tác động
này thường phá hủy cấu trúc hiện có của vật chất. Vì vậy, chiếu xạ thường dùng
để tiêu diệt các thành phần không mong muốn trong thực phẩm như vi sinh vật,
côn trùng…
Trong thực phẩm chất trực tiếp nhận ảnh hưởng của bức xạ là nước. Nước bò ion
hoá sinh ra các ion tích điện hoặc các gốc tự do theo các phản ứng sau:
Các gốc tự do như hydro (H
.
), hydroxyl (OH
.
), hydroperoxyl (HO
2
.
) sinh ra không
bền (tồn tại ngắn hơn 10
-5
s) nên phải tác động lên các hợp chất trong tế bào như:
protein, carbohydrate, lipid, enzyme, DNA, RNA gây biến đổi chúng, dẫn tới kết
SV: Võ Thò Thu Hằng - 33 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
quả là vô hoạt các enzyme (như lypoxygenase và peroxidase), oxi hoá các acid
béo, phân hủy các vitamin tan trong dầu và các sắc tố.
Tuy nhiên tác động quan trọng nhất của tia bức xạ là thay đổi cấu trúc DNA và
RNA, ảnh hưởng lên quá trình tăng trưởng và phát triển của vi sinh vật. Sự tác
động này bắt đầu có hiệu quả sau khi chiếu xạ một thời gian ngắn, khi tế bào
không thể tổng hợp enzyme và phân chia.
Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả của tia bức xạ:
Đặc tính của vi sinh vật:
♦ Sự nhạy cảm với bức xạ của vi sinh vật được đánh giá bằng chỉ số D
10
(liều lượng chiếu xạ cần để giảm lượng vi sinh xuống còn 10%). Số lượng
vi sinh giảm theo hàm log khi tăng liều lượng chiếu xạ, ngoại trừ những
vi sinh vật có khả năng tái tạo lại DNA sau khi bò chiếu xạ.
♦ Tế bào vi sinh vật có kích thước càng nhỏ thì liều lượng chiếu xạ phải
càng lớn do: các tế bào vi sinh vật kích thước nhỏ hấp thu ít năng lượng
hơn các tế bào vi sinh vật kích thước lớn. Trong đó virus có khả năng chòu
đựng rất tốt và hầu như không bò tiêu diệt bởi liều lượng chiếu xạ thường
dùng trong sản xuất.
♦ Các vi sinh vật có khả năng sinh bào tử (như Clostridium botulinum,
Bacillus cereus )và những loại vi sinh vật tái tạo lại DNA (như
Deinococcus radiodurans ) có khả năng chống bức xạ tốt hơn những loại
khác.
Pha phát triển của tế bào vi sinh vật: tế bào vi sinh vật ở pha log dễ bò tiêu diệt
nhất do ở giai đoạn này, tế bào phân chia, cởi xoắn DNA để sao chép nên dễ bò
tia bức xạ tác động.
Thành phần thực phẩm: hàm lượng nước trong thực phẩm lớn sẽ tăng hiệu quả
tiêu diệt vi sinh vật do nước là các phần tử linh động nên tăng khả năng vận
chuyển các gốc tự do. Thực phẩm có độ nhớt cao sẽ giảm khả năng vận chuyển
gốc tự do, vì vậy giảm tác động của tia phóng xạ.
Loại tia bức xạ, liều lượng chiếu xạ, loại vi sinh vật:
♦ Để tiêu diệt vi sinh vật một cách hiệu quả trong thực phẩm ta nên sử
dụng tia Roentgen hay tia gamma vì có độ xuyên sâu cao, và năng lượng
cao, nhất là các sản phẩm có bề dày lớn.
♦ Tùy vào từng loại vi sinh vật và sản phẩm đem chiếu xạ mà ta sử dụng
những liều lượng chiếu xạ và nhiệt độ khác nhau. Các vi sinh vật gây
SV: Võ Thò Thu Hằng - 34 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
bệnh như Samolnella Typhimurium có khả năng kháng bức xạ kém hơn
Clostridium botulinum và ở liều lượng chiếu xạ 3-10kGy là có thể giảm
đáng kể số lượng của nó (Guise, 1986). Đối với các loài như
Campylobacter spp., Escherichia coli hay Vibrio… cần liều lượng chiếu xạ
trên 10kGy thì mới tiêu diệt hiệu quả.
Hình 2.10: Sự ảnh hưởng của bức xạ lên vi sinh vật
A: Pseudomonas spp. - B: Salmonella spp. - C: Bacillus cereus - D: Deinococcus radiodurans
– E: một số virus thông dụng.
2.3.5 Thiết bò xử lý thực phẩm bằng chiếu xạ
Một thiết bò chiếu xạ gồm có các thành phần sau
Nguồn bức xạ
Nơi chứa nguyên liệu để tiếp nhận nguồn bức xạ
Thiết bò điều chỉnh liều lượng chiếu xạ, bảo vệ, ngăn ngừa việc nhiễm xạ ra
ngoài.
Thiết bò đo, nhập liệu, tháo liệu.
2.3.5.1 Nguồn bức xạ
Người ta thường phân loại thiết bò theo nguồn bức xạ, có hai loại nguồn thường sử
dụng là tia gamma và dòng điện tử có gia tốc.
Tia gamma
Nguồn tia gamma thường dùng là đồng vò Co
60
(năng lượng là 1.17 MeV và 1.33
MeV) và đồng vò Cs
137
(0.662 MeV). Hai đồng vò này có thời gian bán huỷ dài (Co
60
T=5.27
năm, Cs
137
T= 30 năm)
SV: Võ Thò Thu Hằng - 35 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
Đây là bức xạ điện từ có bước sóng cực ngắn λ < 0.001 nm, có độ xuyên sâu mạnh
hơn dòng điện tử được gia tốc nhưng tốc độ truyền năng lượng thì không cao bằng.
Bức xạ tia gamma thường dùng khi cần chiếu xạ bề sâu bên trong vật thể. Một
chiếu xạ gamma ở mức năng lượng bình thường có thể xuyên qua một tấm chì dày 5 cm hay
một tấm nhôm dày 2 m.
Dòng điện tử được gia tốc
Năng lượng của dòng điện tử này phụ thuộc vào gia tốc nhưng với cùng năng lượng
với tia gamma thì dòng điện tử có khả năng xuyên qua thực phẩm yếu hơn. Dòng này được
tạo ra từ máy gia tốc electron.
Hình 2.11: Máy gia tốc electron (electron accelerator)
Chú thích: 1: cực âm, 2: cực dương, 3: nam châm điện, 4: ống cathode (CRT)
Máy gia tốc là các máy tạo ra một điện trường cực lớn. Máy thường có cấu tạo gồm
hai bản cực. Cực âm là kim loại có khối lượng phân tử trung bình, có ái lực với electron
thấp. Dưới tác dụng của điện thế rất cao giữa hai bản cực (10 – 100 KV), các electron này
bật khỏi tấm kim loại và bay về phía bản cực dương. Trên đường đi của electron, người ta
đặt các nam châm điện để đònh hướng lại quỹ đạo của electron bằng từ trường.Việc đònh
hướng này làm các electron không đập vào bản cực dương mà bay vào các ống đònh hướng
tia âm cực CRT (Cathode Ray Tube). Đầu ra của các ống CRT này là sản phẩm mà ta muốn
chiếu xạ.
2.3.5.2 Thiết bò điều chỉnh năng lượng bức xạ
Thông thường nguồn bức xạ thường phát ra bức xạ với năng lượng vượt mức yêu cầu
của quy trình công nghệ, nên ta phải điều chỉnh năng lượng bức xạ. Đối với các máy
gia tốc thì việc điều chỉnh dễ dàng thông qua bộ phận điều khiển trên máy. Còn đối với các
SV: Võ Thò Thu Hằng - 36 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
đồng vò phóng xạ thì chúng ta phải sử dụng các chất hấp thụ bớt một phần năng lượng. Các
chất thường dùng là các kim loại nặng, nước, nước nặng (D
2
O). Thường dùng nhất là chì và
nước.
Một điều lưu ý quan trọng là vật liệu để chế tạo thiết bò chiếu xạ để bức xạ không bò
lọt ra ngoài gây nguy hiểm cho người vận hành, đặc biệt là bức xạ dạng tia gamma hay tia
X do đặc tính xuyên sâu mạnh của nó. Với hai nguồn bức xạ này thì vật liệu thích hợp là bê
tông. Bề dày bình trung bình của tường bê tông là từ 6 – 7 foot (khoảng 2 m).
Ngoài ra với đồng vò phóng xạ cần có biện pháp bảo quản khi không vận hành.
Thường các đồng vò phóng xạ tia gamma được đặt dưới bể nước sâu để làm giảm mức
nguy hiểm.
Hình 2.12: Mô hình một thiết bò sử dụng đồng vò phóng xạ
2.3.6. Ưu nhược điểm của kỹ thuật chiếu xạ
Phương pháp xử lý bằng chiếu xạ có các ưu điểm sau:
Không sử dụng nhiệt, bảo đảm cho chất lượng thực phẩm được giữ nguyên.
Có thể xử lý cả thực phẩm tươi lẫn thực phẩm đã được đóng gói trong bao bì.
Không sử dụng hóa chất bảo quản, nên không gây ra độc tố cho người tiêu dùng.
Chi phí năng lượng nhỏ.
Hàm lượng dinh dưỡng bò biến đổi rất ít sau xử lý.
Thiết bò đơn giản, dễ điều khiển.
Tuy nhiên phương pháp trên vẫn có nhược điểm:
SV: Võ Thò Thu Hằng - 37 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
Chỉ có tác dụng diệt khuẩn, không tác động lên các chất độc có sẵn như kim
loại nặng, kháng sinh, chất độc do các vi sinh vật tiết ra trước khi xử lý.
Quá trình chiếu xạ có nguy cơ sinh ra chất độc mới, nhưng sự biến đổi này là bất
đònh hướng và ngẫu nhiên nên gây khó khăn cho các nhà phân tích thực phẩm
trong quá trình kiểm đònh và đánh giá sản phẩm.
Xử lý bằng chiếu xạ làm phát sinh những giống vi sinh vật chống được bức xạ do
quá trình tiến hóa (giống như giống vi sinh vật kháng kháng sinh).
Tâm lý e ngại của người tiêu dùng về các sản phẩm có liên quan đến thực phẩm
chiếu xạ.
2.3.7. An toàn của thực phẩm chiếu xạ
Một vấn đề đáng quan tâm của sản phẩm xử lý bằng chiếu xạ là sự an
toàn đối với người sử dụng sản phẩm. Có 2 quan tâm chính của người tiêu dùng đến
sản phẩm thực phẩm đã được xử lý chiếu xạ là:
• Sản phẩm sau chiếu xạ có khả năng trở thành nguồn bức xạ hay không.
• Có chất độc sinh ra sau chiếu xạ hay không.
Với vấn đề thứ nhất, các nghiên cứu đã khẳng đònh khả năng bức xạ trở lại của các
sản phẩm có nguồn gốc sinh học như thực phẩm là rất thấp. Lý do là trong thực phẩm các
nguyên tố chủ yếu là C, O, H, N đều là những nguyên tố có đồng vò thường bền vững, hầu
như không thể biến đổi thành đồng vò phóng xạ trong điều kiện liều chiếu bình
thường. Mặt khác, với công nghệ hiện đại, các máy dò phóng xạ có độ nhạy rất cao, việc
phát hiện và loại bỏ sản phẩm có nguy cơ chiếu xạ trở lại là việc dễ dàng.
Đối với vấn đề thứ hai, các chất độc sinh ra do chiếu xạ, hiện nay chưa có
những nghiên cứu chính thức. Nếu sự biến đổi do các phương pháp xử lý khác như nhiệt,
hóa chất… có thể dự đoán hay biết trước được, thì sự biến đổi của thực phẩm sau chiếu xạ là
những biến đổi ngẫu nhiên, không có tính đònh hướng. Hầu hết việc xác đònh độc tính phải
qua lấy mẫu và phân tích. Tuy nhiên đến nay vẫn chưa có trường hợp độc tính nào gây hậu
quả nghiêm trọng được ghi nhận. Vấn đề này còn nằm trong sự tranh cãi giữa các nhà khoa
học, giữa nhà khoa học và nhà sản xuất.
Tuy nhiên để bảo vệ quyền lợi người tiêu dùng, tổ chức “Vì sự an toàn của thực
phẩm chiếu xạ JECFI” (Joint FAO/IAEA/WHO Expert Committee on the
Wholesomeness of Irradiated Food) được thành lập dưới sự liên kết của 3 tổ chức
của liên hiệp quốc (Tổ chức lương nông thế giới FAO, Cơ quan năng lượng Nguyên tử
quốc tế IAEA và Tổ chức Sức khoẻ thế giới WHO) vào năm 1986. Đây là cơ quan chuyên
đánh giá mức độ an toàn của các thực phẩm chiếu xạ. Các thực phẩm được lưu hành có
SV: Võ Thò Thu Hằng - 38 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
qua xử lý chiếu xạ phải được sự kiểm tra và chứng nhận của cơ quan này. Cơ quan này
cũng yêu cầu các nhà sản xuất phải dán nhãn cảnh báo người tiêu dùng về sản phẩm có
chiếu xạ. Nhãn thường được gắn là “Treated by irradiation, do not irradiate again”, tạm
dòch đây là sản phẩm đã qua xử lý chiếu xạ và không chiếu xạ trở lại.
Hình 2.13: Logo của thực phẩm được xử lý bằng chiếu xạ
Kỹ thuật xử lý thực phẩm bằng phương pháp chiếu xạ được FAO, WHO, USDA (U.S
Department of Agriculture), AMA (The American Medical Association) công nhận là
phương pháp bảo quản thực phẩm an toàn và hiệu quả, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm,
kéo dài thời gian bảo quản và mở rộng hệ thống xuất nhập khẩu sản phẩm thực phẩm chế
biến tối thiểu xử lý bằng chiếu xạ trên phạm vi toàn thế giới.
Ngoài vấn đề an toàn cho người tiêu dùng thì vấn đề an toàn cho người vận hành
cũng đáng quan tâm. Hấu hết các thiết bò sử dụng bức xạ đều có những dụng cụ đo để kiểm
soát liều lượng chiếu xạ, bên cạnh đó những người vận hành cần được trang bò các dụng cụ
đo bức xạ cá nhân.
Cuối cùng điều quan trọng nhất là khâu thiết kế, việc lựa chọn loại vật liệu và độ
dày vật liệu để chế tạo gia công phải được lựa chọn và tính toán một cách hợp lý nhằm
đạt mục tiêu chi phí thấp nhất nhưng vẫn đảm bảo độ an toàn cho phép.
Hiện nay đã có 41 quốc gia cho phép sản phẩm được xử lý bằng chiếu xạ với hơn 60
chủng loại sản phẩm, các quốc gia tiêu biểu là: Hoa Kỳ, Anh, Hà Lan , Pháp. Tuy nhiên có
một số nước tiên tiến lại cấm phương pháp này như Đức, Nga, Thụy Điển, Na Uy.
Các sản phẩm xử lý chiếu xạ cũng không được nhập vào các nước này. Lý do có thể lo ngại
sự không an toàn hay vì bảo hộ sản phẩm trong nước. Ở Anh, luật về vấn đề xử lý chiếu xạ
được đưa ra vào năm 1997 quy đònh liều lượng chiếu xạ tối đa cho các loại sản phẩm.
Vấn đề cản trở sự ứng dụng của xử lý chiếu xạ là chi phí đầu tư quá cao, đòi hỏi
phải có năng suất lớn để giảm chi phí tính trên một đơn vò sản phẩm. Nhưng sự cản trở lớn
nhất chính là sự e ngại thậm chí chống đối của người tiêu dùng. Hoa Kỳ là một trong
những nước tiên phong sử dụng công nghệ này nhưng người dân cho đến nay vẫn còn
SV: Võ Thò Thu Hằng - 39 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
không tin tưởng. Ngày 23 -11 -2002, học sinh và phụ huynh đã biểu tình tại Missouri khi
biết được các phần ăn trưa tại trường học đã qua xử lý chiếu xạ.Việc này chỉ kết thúc khi cơ
quan giáo dục của Bang chấm dứt hợp đồng với nhà cung cấp suất ăn trên. Ngày 23 –11 đã
được chọn là ngày chống thực phẩm chiếu xạ (International Anti-Food Irradiation Day).
Cho đến nay sự phản đối này vẫn còn rất mạnh mẽ. Ở châu Âu, các sản phẩm chiếu xạ
cũng không có được sự ủng hộ, thậm chí một số quốc gia còn không cho phép như Đức, Na
Uy… Ở Pháp, tuy chính phủ cho phép lưu hành các sản phẩm xử lý chiếu xạ nhưng người
dân thì vẫn tẩy chay, nhất là các mặt hàng có xuất xứ từ Hoa Kỳ.
Như vậy sự lo ngại về mức độ an toàn của sản phẩm xử lý bằng chiếu xạ còn rất lớn,
kể cả ở những nước phát triển như Hoa kỳ. Chính mối lo ngại này đã cản trở đến sự đầu tư
vào quy trình này. Có lẽ chúng ta phải đợi cho đến khi có những nghiên cứu rõ ràng về vân
đề này thì mới phát triển phương pháp trên một cách rộng rãi.
2.3.8. Ứng dụng của kỹ thuật chiếu xạ trong sản xuất thực phẩm chế biến tối thiểu
Mục đích của xử lý bằng chiếu xạ đối với thực phẩm chủ yếu để cải
thiện chất lượng, chống sâu bọ, khử trùng và tiệt trùng (tiêu diệt vi sinh vật),
tăng thời gian bảo quản.
Theo liều lượng người ta chia việc xử lý làm 3 loại
♦ Liều thấp (dùi 1 kGy): sử dụng để hạn chế sự phát triển của rau, củ, làm
chậm sự chín của trái và tiêu diệt côn trùng, ký sinh trùng như giun sán.
♦ Liều trung bình (từ 1 – 10 kGy): sử dụng để kéo dài thời gian bảo
quản của thực phẩm, giảm sự lây nhiễm của vi sinh vật (vi sinh vật vẫn
còn tồn tại), cải thiện một số tính chất công nghệ.
♦ Liều cao (từ 10 – 60 kGy): sử dụng để tiệt trùng, tiêu diệt hầu hết vi
sinh vật (bao gồm cả viruses), xử lý đồ hộp.
Ngoài ra còn một cách phân biệt một số quá trình với các thuật ngữ sau (thuật ngữ này
không có thuật ngữ tiếng Việt tương đương)
Radurization : xử lý liều từ 2 – 6 kGy, dùng phá huỷ tế bào sinh dưỡng, nấm men,
nấm mốc, các vi khuẩn không sinh bào tử. Quá trình này tăng thời gian bảo quản
lên từ 3 -5 lần ở nhiệt độ từ 0 – 5
0
C.
Radicadation : xử lý với liều tương tự như Radurization nhưng chỉ nhằm tiêu diệt
một số vi sinh vật gây bệnh chủ yếu.
Radappertization : xử lý liều từ 30 – 50 kGy dùng để tiêu diệt hầu như hoàn toàn
hệ vi sinh vật trong thực phẩm, nhằm mục đích bảo quản lâu dài, nhưng liều
lượng cao sẽ ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. Phương pháp này sử dụng chủ
SV: Võ Thò Thu Hằng - 40 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
yếu với thòt và các sản phẩm từ thòt, ít dùng cho bảo quản rau quả. Những loại
sản phẩm này có thể chiếu xạ với liều lượng 8-10 kGy sẽ có tác dụng tiệt trùng
mà không làm thay đổi nhiều chất lượng sản phẩm.
Bảng 2.7: Một số ứng dụng của kỹ thuật chiếu xạ, [6]
Ứng dụng
Liều chiếu
xạ(kGy)
Thực
phẩm
Nước áp dụng
Tiệt trùng 7-10
Cây gia vò,
thảo dược
Bỉ, Canada, Crotia, Cộng hòa Sec, Đan
Mạch, Phần Lan, NamPhi, Mỹ, Việt Nam
Tiệt trùng
thực phẩm
đóng gói
10-25 Rượu Hungary
Phá hủy mầm
bệnh
2.5-10
Gia vò, thòt
đông lạnh,
tôm đông
lạnh
Bỉ,Canada, Croatia, Cộng hòa Sec, Đan
Mạch,PhầnLan,Pháp,NamPhi,Netherland,
Thái Lan, Việt Nam
Kiểm soát
nấm mốc
2-5
Kéo dài thời
gian tồn trữ
rau quả tươi
Trung quốc, Nam Phi, mỹ
Kéo dài thời
gian bảo quản
thực phẩm
làm lạnh từ 5
ngày tới 1
tháng
2-5
Rau quả
mềm, cá
tươi, thòt tươi
ở 0-4
o
C
Trung Quốc, Pháp, Netherlands, Nam Phi,
Mỹ
Vô họat/kiểm
soát ký sinh
trùng
0.1-6 Thòt heo
Trung Quốc, Pháp, Netherlands, Nam Phi,
Mỹ
Ức chế nảy
mầm
0.1-0.2
Khoai tây,
tỏi, hành
Algeria, Bangladesh, Trung Quốc, Cuba
Tổ chức FDA (Food and Drug Administration) của Mỹ đã quy đònh liều lượng chiếu
xạ đối với thực phẩm chế biến tối thiểu như bảng sau:
Bảng 2.8: Liều lượng chiếu xạ theo quy đònh của FDA Mỹ, [6]
SV: Võ Thò Thu Hằng - 41 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
Sản phẩm
Liều lượng
(kGy)
Mục đích
Thời gian
nghiên cứu
Lúa mì, bột mì 0.2-0.5 Tiêu diệt côn trùng 1963
Khoai tây trắng 0.05-0.15 Ức chế nảy mầm 1964
Thòt heo 0.3-1
Kiểm soát
Trichinella spiralis
22-07-1985
Trái cây ≤ 1
Chậm quá trình
chín, tiêu diệt côn
trùng
18-04-1986
Thảo dược ≤ 30
Kiểm soát vi sinh
vật
18-04-1986
Cây gia vò ≤ 30
Kiểm soát vi sinh
vật
18-04-1986
Thòt gia cầm tươi
hay đông lạnh
≤ 3
Kiểm soát vi sinh
vật
02-05-1990
Thòt tươi làm lạnh ≤ 4.5
Kiểm soát vi sinh
vật
02-12-1997
Thòt lạnh đông ≤ 7
Kiểm soát vi sinh
vật
02-12-1997
SV: Võ Thò Thu Hằng - 42 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
Một vài ứng dụng cụ thể của kỹ thuật chiếu xạ trong chế biến tối thiểu rau
quả.
a. Chiếu xạ kết hợp với kỹ thuật bảo quản lạnh.
Sơ chế: bao gồm các quá trình rửa, cắt gọt. Mục đích của quá trình sơ chế là để rửa sạch
các chất bẩn còn bám trên bề mặt rau quả, tạo hình cho sản phẩm.
Đóng kiện: rau quả sau khi sơ chế được đóng kiện để thuận tiện cho việc nhập
liệu, tháo liệu, xếp đặt trong buồng xử lý. Vật liệu chế tạo kiện tốt nhất là các kim loại
nhẹ và bền như nhôm, các hợp kim nhôm, thép không rỉ. Ưu điểm của kiện làm bằng
kim loại có thể sử dụng lâu dài. Nếu không có điều kiện thì có thể thay thế bằng
giấy hay nhựa. Tuy nhiên sau một thời gian chiếu xạ phải thay thế mới. Nếu quy trình
xử lý cho một hay một vài loại rau quả gần giống nhau thì có thể tạo hình cho kiện khớp
với hình dáng của loại rau quả đó. Điều này giúp cho việc sắp xếp đơn giản, tránh cho
các quả bò giập, nát.
Xử lý: có thể có hai cách xử lý
Chỉ xử lý chiếu xạ: cách này áp dụng cho các loại rau quả có hàm lượng
nước thấp, ít hợp chất bay hơi như màu mùi, hàm lượng Vitamin không
SV: Võ Thò Thu Hằng - 43 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
đáng kể. Cách xử lý này đơn giản và chi phí thấp. Các loại rau quả thích hợp
là: ngũ cốc, các loại quả có hàm lượng tinh bột cao như khoai tây, chuối.
Xử lý chiếu xạ kết hợp làm lạnh: cách này áp dụng cho các loại rau quả có hàm
lượng nước, Vitamin cao, có chứa nhiều hợp chất bay hơi như màu và mùi. Xử lý
chiếu xạ kết hợp làm lạnh giúp làm giảm sự thất thoát màu, mùi và Vitamin,
giảm được liều lượng chiếu xạ so với xử lý chiếu xạ thường. Cách này có ba
dạng tiến hành:
♦ Làm lạnh trước sau đó chiếu xạ: Cách tiến hành này ứng dụng trong việc
hạn chế các hoạt động sinh lý của rau quả như hô hấp, chín, nảy mầm.
Tuy nhiên không tiêu diệt được vi sinh vật sinh bào tử, vì chúng có khả
năng chống tia bức xạ mạnh.
♦ Chiếu xạ và làm lạnh cùng lúc: Buồng xử lý chiếu xạ cũng là buồng lạnh.
Phương pháp này cho hiệu quả xử lý cao, giảm lượng vi sinh vật cũng
như đảm bảo chất lượng dinh dưỡng và cảm quan cho sản phẩm. Tuy
nhiên chi phí đầu tư sẽ cao.
♦ Chiếu xạ kết hợp làm lạnh đột ngột: Trong băng chuyền nhập
liệu, trước khi đến nguồn chiếu xạ, sản phẩm sẽ đi qua bộ phận phun
hơi lạnh dạng tuyết hay hơi Nitơ lỏng. Phương pháp này tiêu diệt vi sinh
vật rất hiệu quả vì kết hợp được chiếu xạ và sốc nhiệt. Nhưng tế bào
rau quả cũng bò phá vỡ theo, đặc biệt là các loại rau quả có hàm
lượng nước cao, làm giảm chất lượng sản phẩm. Cho nên phương pháp
này thích hợp với xử lý ngũ cốc, táo…
Thông số quan trọng của quá trình xử lý là liều lượng chiếu xạ. Cho đến nay
vẫn chưa có một nghiên cứu nào tổng quát cho tất cả các loại rau quả. Các thông số
trình bày ở trên chỉ là thông số do các nhà sản xuất cung cấp. Chúng được thiết
lập từ thực nghiệm và ứng với một số các sản phẩm cụ thể. Mặt khác ứng với một loại
sản phẩm thì thông số do các nhà sản xuất khác nhau thì cũng không giống nhau. Điều
này cho thấy vấn đề này còn phải nghiên cứu sâu hơn nữa. Tóm lại ta có thể rút ra các
nguyên tắc sau:
Để tiêu diệt vi sinh vật thì cần xử lý chiếu xạ liều cao (trên 10kGy) hay với liều
thấp hơn với phương pháp chiếu xạ kết hợp làm lạnh. Một số chủng vi sinh vật
cần liều lượng chiếu xạ rất cao, lên đến 50 kGy (nếu không làm lạnh).
SV: Võ Thò Thu Hằng - 44 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật chiếu xạ
Các sản phẩm chứa nhiều hợp chất bay hơi (màu và mùi), Vitamin, nước thì phải
hạ thấp liều lượng chiếu xạ, nếu muốn chiếu xạ liều cao thì phải làm lạnh hay
chấp nhận giảm chất lượng ở mức cho phép.
Nếu mục đích chiếu xạ là làm giảm các hoạt động sinh lý của thực vật như hô
hấp, chín, nảy mầm thì liều lượng chiếu xạ thấp, dưới 2 kGy.
b. Chiếu xạ kết hợp với kỹ thuật xử lý nhiệt.
Sau đây là kết quả thí nghiệm so sánh các phương thức bảo quản trên dâu tây.
Hình 2.14: Thí nghiệm so sánh các phương pháp xử lý dâu tây
Dâu tây không xử lý và có xử lý bằng phương pháp nhiệt đều bò thối rữa. Trong khi
dâu tây xử lý bằng chiếu xạ 1kGy, 1.5kGy và kết hợp chiếu xạ với xử lý nhiệt đều còn
nguyên vẹn. Điều này cho thấy thực thẩm xử lý bằng chiếu xạ hoặc kết hợp giữa chiếu xạ
với xử lý nhiệt đều cho thời gian bảo quản lâu nhất mà giá trò cảm quan hầu như ít biến đổi.
c. Kết hợp chiếu xạ và đóng gói khí quyển điều chỉnh trong sản phẩm bắp cải Trung
Quốc chế biến tối thiểu, [22]
(Thí nghiệm của Hyun-Joo Ahn, Jae – Kyung Kim, Dong-Ho Kim, Hong-Sun Yook, Myung-
Woo Byun, 8/3/2004)
Bắp cải Trung Quốc là nguyên liệu chủ yếu để làm Kim chi, món ăn truyền thống
của người Hàn Quốc. Đã có rất nhiều những nghiên cứu và thử nghiệm được áp dụng để
kéo dài thời gian bảo quản của bắp cải đã được cắt sẵn nhằm giữ được giá trò cảm quan và
dinh dưỡng của chúng như : bảo quản lạnh, đóng gói khí quyển điều chỉnh, rửa bằng nước
clorine….nhưng vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu. Nghiên cứu này được tiến hành nhằm cung
cấp những thông tin, kết quả thực nghiệm để chứng tỏ vai trò của kỹ thuật chiếu xạ trong
SV: Võ Thò Thu Hằng - 45 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét