Xử lý nhiệt để bảo quản thực phẩm

Xử lý nhiệt như một phương pháp bảo quản thực phẩm

Xử lý nhiệt là một phương pháp được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm, nhằm đảm bảo an toàn và kéo dài thời hạn sử dụng của các sản phẩm thực phẩm khác nhau. Bằng cách để thực phẩm ở nhiệt độ cao trong một khoảng thời gian cụ thể, xử lý nhiệt sẽ tiêu diệt hoặc làm giảm lượng vi sinh vật có thể gây hư hỏng thực phẩm một cách hiệu quả.
Một trong những lý do chính để sử dụng xử lý nhiệt trong bảo quản thực phẩm là khả năng tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa các enzym, chất độc và vi sinh vật. Enzyme là chất xúc tác sinh học có thể gây ra những thay đổi không mong muốn trong thực phẩm, chẳng hạn như chuyển sang màu nâu hoặc mềm. Bằng cách làm nóng thực phẩm, các enzym này bị biến tính và không hoạt động, ngăn chặn hoặc làm chậm các phản ứng enzym tự nhiên dẫn đến hư hỏng. Xử lý nhiệt cũng tiêu diệt hoặc làm giảm khả năng tồn tại của vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm men và nấm mốc, là nguyên nhân gây ra các bệnh do thực phẩm và hư hỏng.
Ngoài tác dụng bảo quản, xử lý nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong chế biến thực phẩm bằng cách nâng cao chất lượng thực phẩm. Khi thực phẩm chịu tác động của nhiệt, nó sẽ trải qua nhiều thay đổi hóa học và vật lý có thể cải thiện kết cấu, màu sắc, mùi thơm và hương vị của nó. Ví dụ, xử lý nhiệt có thể làm mềm thịt, giúp thịt mềm và dễ nhai hơn. Nó cũng có thể tăng cường màu sắc của một số loại trái cây và rau quả, khiến chúng trông ngon miệng hơn. Hơn nữa, xử lý nhiệt có thể giải phóng và tăng cường các hợp chất tạo mùi thơm và hương vị có trong thực phẩm, làm cho thực phẩm trở nên thú vị và hấp dẫn hơn đối với người tiêu dùng.
Sự lựa chọn của người tiêu dùng là một khía cạnh quan trọng của chế biến thực phẩm và xử lý nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng sở thích của người tiêu dùng. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật xử lý nhiệt khác nhau, các nhà sản xuất thực phẩm có thể tạo ra nhiều loại sản phẩm với kết cấu, màu sắc, mùi thơm và hương vị đa dạng. Điều này cho phép người tiêu dùng lựa chọn từ nhiều lựa chọn phù hợp với khẩu vị và sở thích của họ, cuối cùng là nâng cao trải nghiệm ăn uống tổng thể của họ.
Tóm lại, xử lý nhiệt là một phương pháp cần thiết trong bảo quản thực phẩm do khả năng tiêu diệt hoặc làm giảm vi sinh vật, vô hiệu hóa các enzym và độc tố. Nó không chỉ đảm bảo an toàn và kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm mà còn nâng cao chất lượng của thực phẩm, làm cho thực phẩm mềm hơn, ngon miệng hơn và bắt mắt hơn. Các tác động đa dạng của xử lý nhiệt đối với kết cấu, màu sắc, mùi thơm và hương vị mang đến cho người tiêu dùng nhiều lựa chọn, phục vụ cho sở thích cá nhân và cải thiện sự hài lòng của họ đối với thực phẩm họ tiêu thụ.

Là gì Vai trò của xử lý nhiệt trong bảo quản thực phẩm?

Xử lý nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong bảo quản thực phẩm bằng cách mang lại nhiều lợi ích khác nhau giúp đảm bảo an toàn thực phẩm, kéo dài thời hạn sử dụng và cải thiện chất lượng tổng thể của sản phẩm thực phẩm. Những điểm sau đây nhấn mạnh vai trò chính của xử lý nhiệt trong bảo quản thực phẩm:

Xem thêm

Giàn Trồng Rau Thủy Canh Sole 60 Lỗ Dành Riêng Cho Ban Công, Chung Cư

Top 8 loại rau củ tốt nhất cho bà bầu

Rau đắng đất vị thuốc chữa bệnh gan, đau nhức xương khớp hiệu quả

Vô hiệu hóa Enzim: Enzyme tự nhiên có trong thực phẩm có thể dẫn đến hư hỏng và biến chất. Xử lý nhiệt, chẳng hạn như chần hoặc thanh trùng, có thể làm bất hoạt enzym, làm chậm hoạt động của enzym và ngăn chặn những thay đổi không mong muốn về màu sắc, hương vị và kết cấu.
Tải lượng vi khuẩn thấp hơn: Xử lý nhiệt làm giảm tải lượng vi sinh vật trong thực phẩm một cách hiệu quả bằng cách tiêu diệt hoặc ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nấm men và nấm mốc. Các phương pháp xử lý nhiệt thích hợp, chẳng hạn như đóng hộp, chưng cất hoặc nấu ở nhiệt độ cao, giúp loại bỏ các vi sinh vật có hại và giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh từ thực phẩm.
Tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa bào tử và độc tố: Một số vi sinh vật chịu nhiệt, chẳng hạn như một số bào tử vi khuẩn, có thể sống sót khi xử lý nhiệt thông thường. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng các kỹ thuật xử lý nhiệt cụ thể như nồi hấp hoặc xử lý áp suất cao, các bào tử này có thể bị tiêu diệt hoặc làm cho không hoạt động. Ngoài ra, xử lý nhiệt cũng có thể vô hiệu hóa một số độc tố không bền với nhiệt do vi khuẩn tạo ra, tăng cường an toàn thực phẩm.
Hỗ trợ Hương thơm, Hương vị và Kết cấu của Thực phẩm: Xử lý nhiệt có thể làm tăng mùi thơm, hương vị và kết cấu của thực phẩm. Ví dụ, rang, nướng hoặc nướng có thể tạo ra hương vị và mùi thơm mong muốn thông qua phản ứng Maillard. Xử lý nhiệt thích hợp cũng có thể cải thiện độ mềm và vị ngon của một số mặt hàng thực phẩm.
Làm cho thức ăn trở nên mềm và ngon miệng hơn: Các phương pháp xử lý nhiệt như luộc, hấp hoặc om thường được sử dụng để làm mềm những miếng thịt dai và giúp chúng ngon miệng hơn khi ăn. Bằng cách áp dụng nhiệt trong một thời gian dài, collagen trong thịt sẽ phân hủy thành gelatin, dẫn đến các món ăn mềm và mọng nước.
Hỗ trợ lột da: Xử lý nhiệt, chẳng hạn như chần hoặc xử lý bằng hơi nước, thường được sử dụng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc gọt vỏ trái cây và rau quả. Việc áp dụng nhiệt làm mềm các lớp bên ngoài, khiến chúng dễ dàng loại bỏ hơn.
Hỗ trợ trong đóng gói: Xử lý nhiệt là một phần không thể thiếu trong quy trình đóng gói thực phẩm, đặc biệt đối với các sản phẩm dễ hỏng. Các phương pháp như rót nóng hoặc chế biến vô trùng liên quan đến việc đặt thực phẩm hoặc đồ uống ở nhiệt độ cao để đảm bảo vô trùng và kéo dài thời hạn sử dụng. Xử lý nhiệt là rất quan trọng trong việc loại bỏ các sinh vật gây hư hỏng và duy trì chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản.

Những Cân nhắc Chính đối với Bảo quản Xử lý Nhiệt

Khi lựa chọn một phương pháp xử lý nhiệt an toàn và thích hợp cho các sản phẩm thực phẩm, điều cần thiết là phải xem xét một số yếu tố. Các điểm sau đây cần được tính đến:

Khả năng chịu nhiệt của mầm bệnh: Các vi sinh vật khác nhau có mức độ chịu nhiệt khác nhau. Điều quan trọng là xác định sự kết hợp giữa thời gian và nhiệt độ cần thiết để vô hiệu hóa hiệu quả các mầm bệnh chịu nhiệt nhất có thể có trong thực phẩm. Thông tin này có thể thu được thông qua nghiên cứu khoa học, tài liệu tham khảo hoặc hướng dẫn của chuyên gia.
Thành phần thực phẩm: Thành phần của thực phẩm đóng một vai trò quan trọng trong việc thâm nhập và bảo quản nhiệt. Các chất nền thực phẩm khác nhau có đặc tính truyền nhiệt khác nhau, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nhiệt. Các yếu tố như độ ẩm, độ pH, hàm lượng chất béo và sự hiện diện của các hạt hoặc chất phụ gia có thể ảnh hưởng đến sự xâm nhập của nhiệt. Hiểu được thành phần của thực phẩm sẽ giúp lựa chọn quy trình xử lý nhiệt phù hợp.
Đặc điểm thâm nhập nhiệt: Mỗi sản phẩm thực phẩm có đặc điểm thâm nhập nhiệt độc đáo, bị ảnh hưởng bởi kích thước, hình dạng, mật độ và bao bì của nó. Điều quan trọng là phải xem xét các đặc tính truyền nhiệt của thực phẩm và cách nhiệt sẽ được phân phối khắp sản phẩm trong quá trình bảo quản. Kiến thức này giúp xác định các thông số thời gian và nhiệt độ thích hợp để đảm bảo nhiệt luyện đồng đều.
Cân nhắc về bao bì và thùng chứa: Việc lựa chọn chất liệu bao bì, vật chứa có thể ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt và bảo quản. Các vật liệu đóng gói khác nhau có các đặc tính nhiệt khác nhau, chẳng hạn như khả năng dẫn nhiệt và cách nhiệt. Ngoài ra, loại vật chứa được sử dụng có thể ảnh hưởng đến sự phân phối nhiệt và khả năng đạt được nhiệt độ mong muốn trong sản phẩm thực phẩm. Hiểu được các đặc tính của bao bì và vật chứa là rất quan trọng để lựa chọn phương pháp giữ nhiệt thích hợp.
Hướng dẫn và tiêu chuẩn quy định: Điều cần thiết là phải biết các hướng dẫn quy định và tiêu chuẩn cụ thể đối với các phương pháp xử lý bảo quản nhiệt đối với các sản phẩm thực phẩm. Các quốc gia hoặc khu vực khác nhau có thể có các yêu cầu và quy định cụ thể liên quan đến việc chế biến và bảo quản thực phẩm. Tuân thủ các hướng dẫn này đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và giúp duy trì chất lượng và tính toàn vẹn của các sản phẩm thực phẩm.
Xác nhận và giám sát quy trình: Xác nhận và giám sát quá trình bảo quản nhiệt là rất quan trọng để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn của nó. Giám sát thường xuyên các điểm kiểm soát quan trọng, chẳng hạn như nhiệt độ và thời gian, giúp xác minh rằng các thông số xử lý nhiệt mong muốn đạt được một cách nhất quán. Xác nhận quy trình liên quan đến việc tiến hành các thử nghiệm và nghiên cứu để xác nhận tính hiệu quả của phương pháp bảo quản nhiệt đã chọn đối với sản phẩm thực phẩm cụ thể.
Chuyên môn và đào tạo: Đào tạo phù hợp và chuyên môn về kỹ thuật giữ nhiệt là rất quan trọng để đảm bảo điều trị an toàn và hiệu quả. Nên nhờ sự hướng dẫn của các chuyên gia có kiến thức và kinh nghiệm về chế biến và bảo quản thực phẩm. Thu hút các chuyên gia hoặc chuyên gia tư vấn trong lĩnh vực này có thể cung cấp những hiểu biết có giá trị và hỗ trợ trong việc lựa chọn và thực hiện biện pháp xử lý bảo quản nhiệt thích hợp.

Phương pháp xử lý nhiệt phổ biến để bảo quản thực phẩm

1. Chần

Chần đóng vai trò là một quá trình sơ bộ quan trọng trong bảo quản thực phẩm, đặc biệt là trái cây và rau quả, nhằm loại bỏ hoạt động của enzyme. Mặc dù không nhằm mục đích như một phương pháp bảo quản độc lập, chần được sử dụng như một biện pháp xử lý sơ bộ trước khi đông lạnh, sấy khô hoặc đóng hộp. Mục đích chính của nó là để đạt được các mục tiêu sau:

Phá hủy hoạt động của enzyme: Mục tiêu chính của quá trình chần là vô hiệu hóa các enzym có trong trái cây và rau quả. Enzyme, có thể dẫn đến suy giảm chất lượng, là những protein bị mất hoạt tính khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Các enzyme đáng chú ý bao gồm Lipoxygenase, Polyphenoloxidase, Polygaacturonase và Chlorophyllase.

Ngoài việc vô hiệu hóa enzyme, chần còn mang lại một số lợi ích thứ cấp góp phần vào quá trình bảo quản tổng thể:

Giảm ô nhiễm vi sinh vật bề mặt: Chần giúp giảm thiểu ô nhiễm vi sinh vật trên bề mặt sản phẩm, tăng cường an toàn thực phẩm và kéo dài thời hạn sử dụng.
Làm mềm mô thực vật: Bằng cách cho rau củ vào chần, các mô của chúng được làm mềm, giúp dễ dàng đổ chúng vào thùng chứa trong các phương pháp bảo quản tiếp theo.
Loại bỏ không khí khỏi không gian giữa các tế bào: Trước khi đóng hộp, chần giúp loại bỏ không khí bị mắc kẹt trong không gian giữa các tế bào của thực phẩm, đảm bảo kết quả bảo quản tốt hơn.

Chần đặc biệt cần thiết trong các tình huống mà chỉ làm đông lạnh hoặc khử nước là không đủ để vô hiệu hóa các enzym. Mặc dù các phương pháp đông lạnh và khử nước có thể không khử hoạt tính của enzym một cách thỏa đáng, nhưng các điều kiện gặp phải trong quy trình đóng hộp có thể cho phép đủ thời gian để loại bỏ hoạt động của enzym.

Điều quan trọng cần lưu ý là một số enzyme, chẳng hạn như Catalase và Peroxidase, thể hiện khả năng chịu nhiệt và có thể yêu cầu xử lý nghiêm ngặt hơn để khử hoạt tính.

Tóm lại, chần đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo quản trái cây và rau quả. Bằng cách vô hiệu hóa các enzyme và mang lại các lợi ích bổ sung như giảm ô nhiễm vi sinh vật, làm mềm mô và loại bỏ không khí bị mắc kẹt, quá trình chần chuẩn bị sản phẩm cho các phương pháp bảo quản tiếp theo, đảm bảo chất lượng tối ưu và kéo dài thời hạn sử dụng.

Phương pháp chần

Chần, một bước tiền xử lý quan trọng trong bảo quản thực phẩm, có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp chần thường được sử dụng bao gồm:

Chần nước nóng: Chần nước nóng liên quan đến việc nhúng sản phẩm thực phẩm vào nước nóng ở nhiệt độ lên tới 100°C. Thực phẩm thường được ngâm trong thùng chứa hoặc được vận chuyển qua hệ thống chần nơi thực phẩm tiếp xúc trực tiếp với nước nóng. Chần nước nóng được tiến hành ở hoặc gần áp suất khí quyển và là một phương pháp được sử dụng rộng rãi và tiết kiệm chi phí.
Chần bằng hơi nước: Chần bằng hơi nước sử dụng hơi nước để làm nóng sản phẩm thực phẩm. Thực phẩm được tiếp xúc với hơi nước bằng cách tiếp xúc trực tiếp hoặc qua buồng hấp. Chần bằng hơi nước cũng được tiến hành ở hoặc gần áp suất khí quyển và có hiệu quả trong việc truyền nhiệt, đặc biệt là trong các hoạt động chế biến thực phẩm lớn hơn.
Chần tầng sôi: Chần tầng sôi là một kỹ thuật tương đối mới hơn liên quan đến việc sử dụng hỗn hợp không khí và hơi nước. Phương pháp này mang lại những ưu điểm như làm nóng nhanh hơn và đồng đều hơn, trộn sản phẩm tốt hơn, giảm nước thải, thời gian xử lý ngắn hơn và giảm thiểu tổn thất các thành phần hòa tan và nhạy cảm với nhiệt. Chần tầng sôi đặc biệt có lợi cho các sản phẩm yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chính xác và xử lý nhẹ nhàng.
Chần bằng lò vi sóng: Chần bằng vi sóng liên quan đến việc phơi sản phẩm thực phẩm dưới bức xạ vi sóng trong một thời gian ngắn. Phương pháp này có ưu điểm là làm nóng nhanh và giảm thất thoát các thành phần hòa tan trong nước. Tuy nhiên, chần bằng vi sóng có thể đòi hỏi chi phí vốn cao hơn do thiết bị chuyên dụng và có thể đặt ra những thách thức trong việc đạt được độ nóng đồng đều trong sản phẩm thực phẩm.

Mỗi phương pháp chần có những ưu điểm và cân nhắc của nó. Chần nước nóng và hơi nước được sử dụng rộng rãi do tính đơn giản và tiết kiệm chi phí. Chần tầng sôi mang lại những lợi ích như cải thiện hiệu quả gia nhiệt và giảm thất thoát các bộ phận. Chần bằng vi sóng giúp làm nóng nhanh nhưng có thể cần đầu tư thêm vào thiết bị và đảm bảo làm nóng đồng đều.

Máy chần hơi nước

Chần bằng hơi nước là phương pháp ưa thích đối với thực phẩm có diện tích bề mặt cắt lớn, vì chúng dẫn đến thất thoát qua lọc thấp hơn so với các phương pháp chần khác. Kỹ thuật này liên quan đến việc vận chuyển nguyên liệu thực phẩm trên băng lưới hoặc xi lanh quay qua môi trường hơi nước. Thời gian lưu trú được kiểm soát bằng cách điều chỉnh tốc độ của băng tải hoặc vòng quay.
Một trong những thách thức đối với máy chần hơi nước là đạt được độ nóng đồng đều trên nhiều lớp thực phẩm. Có thể khó đạt được thời gian-nhiệt độ cần thiết ở trung tâm của thực phẩm mà không làm các lớp bên ngoài quá nóng. Việc gia nhiệt không đồng đều này có thể dẫn đến sự thay đổi về chất lượng và kết cấu của sản phẩm chần.
Một phương pháp khác để chần bằng hơi nước là Chần nhanh từng cá nhân (IQB). Phương pháp này bao gồm một quá trình hai giai đoạn. Ở giai đoạn đầu tiên, một lớp thực phẩm được làm nóng đến nhiệt độ đủ để vô hiệu hóa các enzym. Trong giai đoạn thứ hai, một lớp sâu của sản phẩm được giữ trong một thời gian cụ thể để cho phép nhiệt độ ở trung tâm của mỗi miếng tăng đến mức mong muốn để vô hiệu hóa enzyme. IQB giúp đảm bảo quá trình xử lý nhiệt nhất quán hơn trong toàn bộ sản phẩm thực phẩm, giảm nguy cơ nấu quá chín các lớp bên ngoài.
Một trong những ưu điểm chính của chần hơi nước, đặc biệt là IQB, là giảm thời gian gia nhiệt. So với các phương pháp chần thông thường, thời gian xử lý trong máy chần hơi nước ngắn hơn dẫn đến hiệu quả năng lượng cao hơn. Ví dụ, đối với cà rốt thái hạt lựu 10 mm, quá trình chần bằng hơi nước có thể cần 25 giây làm nóng và 50 giây giữ nguyên, trong khi quá trình chần thông thường có thể mất tới 3 phút. Hiệu quả được cải thiện này giúp tiết kiệm năng lượng cao hơn và giảm chi phí vận hành.
Ngoài hiệu quả năng lượng, máy chần hơi nước, đặc biệt là IQB, cho phép năng suất cao hơn. Với các sản phẩm cỡ nhỏ như đậu Hà Lan, cà rốt cắt lát hoặc thái hạt lựu, khối lượng sản phẩm được chần trên mỗi kg hơi nước tăng lên đáng kể với IQB. Trong khi máy chần hơi nước thông thường thường xử lý khoảng 0.5 kg sản phẩm trên mỗi kg hơi nước thì IQB có thể xử lý 6-7 kg sản phẩm trên mỗi kg hơi nước. Năng suất cao hơn này làm cho IQB trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các hoạt động chế biến thực phẩm quy mô lớn.
Tóm lại, máy chần hơi nước, bao gồm cả IQB, cung cấp một phương pháp hiệu quả để chần thực phẩm có diện tích bề mặt cắt lớn. Mặc dù có thể có những thách thức trong việc đạt được sự gia nhiệt đồng đều, nhưng thời gian xử lý giảm, hiệu quả sử dụng năng lượng cao hơn và năng suất tăng đã làm cho máy chần hơi nước trở thành một công cụ có giá trị trong ngành chế biến thực phẩm.

Chần nước nóng

Chần nước nóng là một phương pháp thường được sử dụng để xử lý nhiệt trong chế biến thực phẩm. Chúng liên quan đến các thiết kế khác nhau để giữ thực phẩm trong nước nóng, thường có nhiệt độ từ 70 đến 100°C, trong một khoảng thời gian nhất định. Tiếp theo quá trình chần là di chuyển thực phẩm đến khu vực khử nước và làm mát.

Có nhiều loại máy chần nước nóng khác nhau:

máy chần trống: Trong thiết kế này, thực phẩm đi vào một thùng quay chậm và ngập một phần trong nước nóng. Thức ăn được mang theo bởi các chuyến bay bên trong trống và thời gian lưu trú được kiểm soát bằng cách điều chỉnh tốc độ quay. Máy chần trống có hiệu quả để chần nhiều loại sản phẩm thực phẩm.
Máy chần ống: Máy chần ống bao gồm các ống cách nhiệt qua đó nước nóng được lưu thông. Thức ăn được định lượng vào dòng nước nóng và thời gian lưu trú được kiểm soát bởi chiều dài của đường ống và vận tốc của nước. Máy chần ống cung cấp sự linh hoạt về công suất và có thể phù hợp cho các hoạt động xử lý liên tục.
Bếp Blancher: Nồi chần bao gồm ba phần: giai đoạn làm nóng sơ bộ, giai đoạn chần và giai đoạn làm mát. Thực phẩm được giữ nguyên trên một băng chuyền trong suốt quá trình, giảm nguy cơ hư hỏng vật lý đối với sản phẩm. Các hệ thống thu hồi nhiệt thường được tích hợp trong nồi chần, cho phép sử dụng năng lượng hiệu quả hơn. So với máy chần nước nóng thông thường, nồi chần có thể đạt năng suất cao hơn, với 16 đến 20 kg sản phẩm được chần cho mỗi kg hơi nước, so với 0.25 đến 0.5 kg cho mỗi kg hơi nước.

Máy chần nước nóng cung cấp một số lợi thế trong chế biến thực phẩm. Chúng cung cấp phương pháp xử lý nhiệt hiệu quả để vô hiệu hóa các enzym, giảm lượng vi sinh vật, đồng thời nâng cao chất lượng và độ an toàn tổng thể của thực phẩm được bảo quản. Việc sử dụng nước nóng đảm bảo làm nóng đồng đều và tính linh hoạt trong thiết kế cho phép tùy chỉnh theo yêu cầu chế biến và đặc tính của sản phẩm thực phẩm.

Kiểm tra hiệu quả của quá trình chần

Hiệu quả của quá trình chần có thể được đánh giá thông qua thử nghiệm để đảm bảo khử hoạt tính enzyme tối ưu mà không làm giảm chất lượng quá mức. Cả chần qua và chần dưới mức đều có thể dẫn đến kết quả không mong muốn.
Chần quá chín xảy ra khi thực phẩm bị đun ở nhiệt độ quá cao, dẫn đến giảm chất lượng như thay đổi kết cấu, mất màu và giảm hương vị. Mặt khác, quá trình chần có nghĩa là xử lý nhiệt không đủ, dẫn đến hoạt động của enzyme tăng lên do hoạt hóa enzyme và giải phóng cơ chất.
Để đánh giá hiệu quả của quá trình chần, người ta thường tiến hành kiểm tra Peroxidase trong rau quả. Peroxidase là một enzym tương đối chịu nhiệt và dễ phát hiện. Mặc dù nó không liên quan trực tiếp đến quá trình phân hủy, nhưng sự hiện diện của nó cho thấy sự bất hoạt enzyme không hoàn toàn. Thử nghiệm bao gồm việc thêm dung dịch guaiacol và dung dịch hydro peroxide vào rau đã chần và quan sát sự phát triển của màu nâu. Sự xuất hiện của màu nâu cho thấy hoạt động peroxidase.
Việc vô hiệu hóa hoàn toàn peroxidase có thể không phải lúc nào cũng cần thiết đối với tất cả các loại rau. Một số loại rau, chẳng hạn như đậu xanh, đậu Hà Lan và cà rốt, cho thấy chất lượng bảo quản phù hợp ở -20°C ngay cả với một số hoạt tính peroxidase còn sót lại. Tuy nhiên, trong một số loại rau như cải Brussels, hoạt động peroxidase bằng không là rất quan trọng để duy trì chất lượng bảo quản mong muốn.
Kiểm tra hiệu quả của quá trình chần, đặc biệt thông qua phép thử Peroxidase, giúp xác định thời gian và nhiệt độ chần thích hợp cần thiết để đạt được sự bất hoạt của enzyme đồng thời giảm thiểu tổn thất chất lượng. Bằng cách đạt được sự cân bằng phù hợp, quá trình chần có thể bảo quản hiệu quả chất lượng, màu sắc, kết cấu và hương vị của thực phẩm đồng thời đảm bảo hoạt động của enzyme giảm đủ để ngăn ngừa sự xuống cấp trong quá trình bảo quản.
Nhìn chung, việc kiểm tra và giám sát cẩn thận hiệu quả chần là cần thiết để đạt được kết quả tối ưu và duy trì chất lượng mong muốn của rau chần. Điều này cho phép các nhà chế biến thiết lập các thông số chần thích hợp và đảm bảo duy trì thành công các thuộc tính chất lượng của thực phẩm.

2. Thanh trùng

Thanh trùng là một phương pháp xử lý nhiệt được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm, nhằm giảm lượng vi sinh vật và kéo dài thời hạn sử dụng của các sản phẩm thực phẩm khác nhau. Nó liên quan đến việc làm nóng thực phẩm đến nhiệt độ dưới 100°C, làm cho nó trở thành một quá trình tương đối nhẹ nhàng so với các phương pháp xử lý nhiệt mạnh hơn.

Mục đích chính của quá trình thanh trùng là phá hủy các enzym và vô hiệu hóa các vi sinh vật tương đối nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn như vi khuẩn không hình thành bào tử, nấm men và nấm mốc. Mức độ nghiêm trọng cụ thể của quá trình xử lý thanh trùng và kết quả kéo dài thời hạn sử dụng phụ thuộc phần lớn vào độ pH của thực phẩm. Trong thực phẩm có hàm lượng axit thấp (pH<4.5), trọng tâm chính là tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh. Dưới pH 4.5, mục tiêu chính là loại bỏ các vi sinh vật gây hư hỏng hoặc vô hiệu hóa các enzym có thể làm giảm chất lượng sản phẩm.

Mức độ xử lý nhiệt cần thiết trong quá trình thanh trùng được xác định bằng giá trị D, biểu thị thời gian giảm thập phân hoặc thời gian cần thiết để giảm quần thể vi sinh vật theo hệ số 10 hoặc 90% tải ban đầu. Giá trị D đặc trưng cho từng enzyme chịu nhiệt hoặc vi sinh vật có trong thực phẩm. Để đảm bảo hiệu quả của quá trình thanh trùng, sự hiện diện của phosphatase kiềm, một loại enzyme xuất hiện tự nhiên trong sữa nguyên liệu, thường được kiểm tra. Vì phosphatase kiềm có giá trị D tương tự như các mầm bệnh chịu nhiệt nên sự vắng mặt của nó được coi là dấu hiệu cho thấy quá trình thanh trùng thích hợp.

Nhiệt độ và thời gian được sử dụng để thanh trùng sữa như sau:

63°C trong 30 phút (phương pháp nhiệt độ thấp, thời gian dài, LTLT)
72°C trong 15 giây (phương pháp nhiệt độ cao chính, thời gian ngắn, HTST)
89°C trong 1.0 giây
90°C trong 0.5 giây
94°C trong 0.1 giây
100°C trong 0.01 giây

Nhiệt độ và thời gian này đủ để tiêu diệt hầu hết mầm bệnh không hình thành bào tử nhạy cảm với nhiệt có trong sữa. Chúng cũng loại bỏ nấm men, nấm mốc, vi khuẩn gram âm và nhiều vi khuẩn gram dương. Các vi sinh vật có thể tồn tại ở nhiệt độ thanh trùng được sử dụng trong sữa được phân thành hai nhóm:

Sinh vật hằng nhiệt: Những sinh vật này có thể chịu được việc tiếp xúc với nhiệt độ tương đối cao nhưng không nhất thiết phải phát triển ở những nhiệt độ này. Ví dụ bao gồm Streptococcus và Lactobacillus.
sinh vật ưa nhiệt: Những sinh vật này không chỉ tồn tại ở nhiệt độ cao mà còn cần nhiệt độ cao để phát triển.

Tóm lại, thanh trùng là một phương pháp hiệu quả để giảm lượng vi sinh vật và kéo dài thời hạn sử dụng của các loại thực phẩm khác nhau. Bằng cách sử dụng phương pháp xử lý nhiệt nhẹ, quá trình thanh trùng sẽ tiêu diệt hoặc giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng, đảm bảo an toàn và chất lượng thực phẩm.

Các loại thanh trùng

Thanh trùng là một quy trình xử lý nhiệt quan trọng được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm để loại bỏ các vi sinh vật có hại, kéo dài thời hạn sử dụng và đảm bảo an toàn cho các sản phẩm khác nhau. Có nhiều loại phương pháp thanh trùng khác nhau được sử dụng, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của sản phẩm thực phẩm. Hãy cùng khám phá một số phương pháp này:

Trước khi đóng gói (Pre-packing) Thanh trùng: Trong phương pháp này, sản phẩm được thanh trùng trước, đảm bảo an toàn và giảm lượng vi sinh vật. Sau khi thanh trùng, sản phẩm sau đó được chiết rót vào các hộp đựng vô trùng, giảm thiểu nguy cơ nhiễm khuẩn trong quá trình đóng gói. Cách tiếp cận này thường được sử dụng cho các loại thực phẩm lỏng như sữa, nước ép trái cây và đồ uống.
Thanh trùng trong gói: Trong phương pháp này, sản phẩm đầu tiên được đổ vào hộp vô trùng, sau đó được niêm phong. Hộp kín với sản phẩm bên trong trải qua quá trình thanh trùng, loại bỏ hiệu quả mọi vi sinh vật gây hại hiện có. Phương pháp này thường được sử dụng cho các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt hoặc yêu cầu một định dạng đóng gói cụ thể.
Thanh trùng hàng loạt hoặc LTLT (Nhiệt độ thấp-Thời gian dài): Thanh trùng hàng loạt liên quan đến việc làm nóng sản phẩm đến nhiệt độ từ 68°C đến 71°C và giữ sản phẩm ở nhiệt độ này trong khoảng thời gian 30 phút. Phương pháp này đảm bảo sự thâm nhập nhiệt triệt để và vô hiệu hóa vi sinh vật. Nó thường được sử dụng cho một số sản phẩm lỏng, chẳng hạn như sữa.
Thanh trùng liên tục hoặc HTST (Nhiệt độ cao-Thời gian ngắn, Thanh trùng chớp nhoáng): Thanh trùng liên tục là một phương pháp xử lý nhiệt nhanh trong đó sản phẩm được làm nóng đến nhiệt độ cao hơn thanh trùng truyền thống trong thời gian ngắn hơn. Ví dụ, nước trái cây có thể được làm nóng nhanh trong khoảng 1 phút ở nhiệt độ cao hơn khoảng 50°C so với nhiệt độ thanh trùng thông thường. Quá trình này giúp giảm lượng vi sinh vật một cách hiệu quả đồng thời giảm thiểu những thay đổi do nhiệt gây ra đối với chất lượng của sản phẩm.
Thanh trùng ở nhiệt độ cực cao (UHT): Thanh trùng UHT là một phương pháp xử lý nhiệt chuyên sâu hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian giữ cực ngắn. Sản phẩm tiếp xúc với nhiệt độ thường trên 135°C trong khoảng 3 giây. Thanh trùng UHT đảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật chịu nhiệt, cho phép kéo dài thời hạn sử dụng mà không cần làm lạnh. Nó thường được sử dụng cho các sản phẩm như sữa có tuổi thọ cao, kem và một số đồ uống.

Việc lựa chọn phương pháp thanh trùng phụ thuộc vào các yếu tố như đặc tính của sản phẩm, thời hạn sử dụng mong muốn, định dạng đóng gói và các yêu cầu quy định. Mỗi phương pháp mang lại những lợi thế riêng biệt về an toàn vi sinh vật, bảo quản chất lượng sản phẩm và kéo dài thời hạn sử dụng.

Tóm lại, thanh trùng là một quy trình thiết yếu trong ngành công nghiệp thực phẩm và các loại phương pháp thanh trùng khác nhau được sử dụng để đảm bảo an toàn và chất lượng của sản phẩm thực phẩm. Cho dù đó là thanh trùng trước khi đóng gói hay trong gói, chế biến theo lô hay liên tục, hoặc sử dụng các phương pháp tiếp cận ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn hoặc nhiệt độ cực cao, các phương pháp này đều đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lượng vi sinh vật, kéo dài thời hạn sử dụng và duy trì tính toàn vẹn của các mặt hàng thực phẩm khác nhau.

Phương pháp thanh trùng

Một. Phương pháp lô (giữ)

Phương pháp (giữ) theo mẻ là một phương pháp xử lý nhiệt truyền thống liên quan đến việc làm nóng mọi hạt của sản phẩm, chẳng hạn như sữa, đến một nhiệt độ cụ thể và giữ ở nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian nhất định. Trong phương pháp này, yêu cầu về nhiệt độ tối thiểu là 63°C và thời gian giữ ít nhất là 30 phút. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là phương pháp này không được sử dụng phổ biến trong thực hành chế biến thực phẩm thương mại ngày nay.
Phương pháp hàng loạt trước đây được sử dụng như một phương tiện để đảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật có hại và tăng cường độ an toàn của sản phẩm. Bằng cách làm nóng từng hạt của thực phẩm đến một nhiệt độ cụ thể và duy trì nhiệt độ đó trong một thời gian dài, phương pháp mẻ nhằm đạt được sự thâm nhập nhiệt triệt để và vô hiệu hóa hoàn toàn vi sinh vật.
Mặc dù phương pháp hàng loạt có hiệu quả trong việc cung cấp mức độ an toàn phù hợp, nhưng nó có những hạn chế về khả năng thương mại. Thời gian xử lý dài cần thiết cho mỗi lô và thiết bị quy mô lớn cần thiết để đáp ứng toàn bộ khối lượng sản phẩm khiến cho hầu hết các hoạt động chế biến thực phẩm thương mại trở nên không thực tế. Do đó, các phương pháp xử lý nhiệt hiệu quả hơn và tiết kiệm thời gian hơn, chẳng hạn như thanh trùng dòng chảy liên tục, đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp.
Các phương pháp thanh trùng dòng chảy liên tục, chẳng hạn như phương pháp Thời gian ngắn ở Nhiệt độ Cao (HTST), đã thay thế phần lớn phương pháp theo mẻ trong chế biến thực phẩm thương mại. Các phương pháp này liên quan đến việc gia nhiệt nhanh đến một nhiệt độ cụ thể trong thời gian ngắn hơn, mang lại khả năng khử hoạt tính vi sinh vật hiệu quả đồng thời cho phép năng suất sản xuất cao hơn.
Tóm lại, phương pháp (giữ) theo mẻ là một phương pháp xử lý nhiệt truyền thống nhằm đảm bảo an toàn cho các sản phẩm thực phẩm bằng cách đưa mọi hạt vào một nhiệt độ cụ thể trong một thời gian dài. Mặc dù nó có hiệu quả trong việc vô hiệu hóa vi sinh vật, nhưng phương pháp này không còn được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm thương mại do tính không thực tế của nó và sự phát triển của các phương pháp thanh trùng dòng chảy liên tục hiệu quả hơn.

b. Nhiệt độ cao-Thời gian ngắn (HTST)

Phương pháp nhiệt độ cao trong thời gian ngắn (HTST) là phương pháp xử lý nhiệt được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sữa để thanh trùng sữa. Phương pháp này liên quan đến việc làm nóng từng hạt sữa đến nhiệt độ tối thiểu là 72°C và giữ ở nhiệt độ đó trong ít nhất 15 giây. Quá trình HTST được thực hiện liên tục, cho phép chế biến sữa hiệu quả và khối lượng lớn.

Ngoài phương pháp thanh trùng tiêu chuẩn, phương pháp HTST cũng có thể được sử dụng cho Xử lý bằng nhiệt siêu cao (UHT), đây là phương pháp xử lý khử trùng. UHT liên quan đến việc đưa sữa vào nhiệt độ cao hơn trong thời gian ngắn hơn, chẳng hạn như 1 giây ở 135°C. Quá trình này đảm bảo kéo dài thời hạn sử dụng của sữa, cho phép sữa được bảo quản ở nhiệt độ phòng mà không cần làm lạnh.

Các thiết bị điển hình được sử dụng cho phương pháp HTST bao gồm:

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm (PHE): Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng để truyền nhiệt nhanh và hiệu quả. Nó bao gồm một loạt các tấm cho phép sữa chảy ở một bên trong khi nước nóng hoặc hơi nước chảy ở phía bên kia, tạo điều kiện trao đổi nhiệt.
Giữ ống: Ống giữ có kích thước để đảm bảo đạt được thời gian điều trị chính xác. Nó cung cấp thời gian lưu trú cần thiết cho sữa ở nhiệt độ quy định để đạt được quá trình thanh trùng hoặc xử lý UHT thích hợp.
Các thùng chứa: Bể chứa được sử dụng để bảo quản sữa tươi và sữa tiệt trùng. Chúng đóng vai trò là kho lưu trữ tạm thời trước khi sữa được chế biến hoặc đóng gói tiếp.
Bể cân bằng: Bình cân bằng giúp duy trì dòng sữa chảy liên tục và hỗ trợ đảm bảo dòng chảy đầy trong suốt quá trình. Nó cũng cho phép thu hồi sữa trả lại nếu không đạt được nhiệt độ mong muốn, đảm bảo xử lý thích hợp.
Hệ thống kiểm soát và giám sát: Một hệ thống kiểm soát và giám sát được sử dụng để ghi lại và theo dõi nhiệt độ trong suốt quá trình. Nó đảm bảo rằng sữa đạt và duy trì nhiệt độ cần thiết, chuyển hướng dòng chảy trở lại bình cân bằng nếu không đạt được nhiệt độ chính xác.

Phương pháp HTST mang lại sự cân bằng giữa xử lý nhiệt hiệu quả để đảm bảo an toàn cho vi sinh vật và bảo quản các thuộc tính chất lượng của sữa. Bằng cách sử dụng gia nhiệt nhanh và thời gian giữ ngắn, phương pháp HTST giảm thiểu sự thay đổi chất lượng do nhiệt gây ra trong khi vẫn đảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh. Quy trình này cho phép chế biến sữa hiệu quả và khối lượng lớn, đáp ứng các yêu cầu của ngành và quy định về thanh trùng sữa.

Tóm lại, phương pháp Nhiệt độ cao-Thời gian ngắn (HTST) là phương pháp xử lý nhiệt liên tục được sử dụng để thanh trùng sữa. Nó liên quan đến việc làm nóng từng hạt sữa đến nhiệt độ tối thiểu là 72°C và giữ nó trong ít nhất 15 giây. Bằng cách sử dụng các thiết bị thích hợp như bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, ống giữ, bể chứa và hệ thống giám sát, phương pháp HTST đảm bảo quy trình chế biến sữa hiệu quả và hiệu quả trong khi vẫn duy trì các tiêu chuẩn chất lượng và an toàn.

c. Thanh trùng thực phẩm đóng gói

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, một số loại thực phẩm lỏng như bia và nước ép trái cây được thanh trùng sau khi chúng được đổ đầy vào thùng chứa. Quá trình thanh trùng thực phẩm đóng gói nhằm loại bỏ vi sinh vật gây hại, kéo dài thời gian sử dụng và đảm bảo an toàn cho sản phẩm. Các phương pháp và nhiệt độ cụ thể được sử dụng để thanh trùng phụ thuộc vào loại bao bì và đặc tính của sản phẩm thực phẩm.
Khi đóng gói thực phẩm vào hộp thủy tinh, nước nóng thường được sử dụng để thanh trùng nhằm giảm thiểu nguy cơ vỡ do sốc nhiệt. Chênh lệch nhiệt độ tối đa giữa vật chứa và chất lỏng trong quá trình làm nóng thường được giữ trong khoảng 20°C, trong khi để làm mát, nó vào khoảng 10°C. Mặt khác, hộp kim loại và nhựa có thể được thanh trùng bằng hỗn hợp hơi nước hoặc nước nóng.
Quá trình thanh trùng thực phẩm đóng gói có thể được thực hiện theo cả hệ thống theo mẻ và hệ thống liên tục. Trong hệ thống theo mẻ, các hộp đựng thực phẩm, thường được đặt trong thùng, được làm nóng đến nhiệt độ đặt trước trong tắm nước. Sau đó, các thùng chứa được làm mát bằng cách xả nước nóng và thêm nước lạnh. Hệ thống thanh trùng liên tục bao gồm việc vận chuyển các thùng chứa qua bể nước nóng, sau đó là bể nước lạnh.
Ngoài ra, các đường hầm hơi nước có thể được sử dụng để thanh trùng, mang lại lợi thế là làm nóng nhanh hơn, thời gian lưu trú ngắn hơn và yêu cầu thiết bị nhỏ hơn. Nhiệt độ trong vùng sưởi ấm của đường hầm hơi nước có thể được kiểm soát dựa trên lượng không khí hiện tại.
Đối với một số sản phẩm có tính axit như trái cây hoặc rau đã được axit hóa như củ cải đường, quá trình thanh trùng có thể được thực hiện trong nồi chưng cất. Bình vặn lại là bình áp suất cho phép thanh trùng hoặc tiệt trùng thực phẩm đóng gói thông qua việc sử dụng nhiệt độ và áp suất cao.
Nhiệt độ và thời gian cụ thể được sử dụng để thanh trùng phụ thuộc vào loại sản phẩm thực phẩm, độ pH và các yêu cầu quy định. Các thông số này được theo dõi và kiểm soát cẩn thận để đảm bảo tiêu diệt các vi sinh vật gây hại mà vẫn giữ được chất lượng cảm quan và dinh dưỡng của thực phẩm đóng gói.
Tóm lại, thanh trùng thực phẩm đóng gói là một bước quan trọng trong việc đảm bảo an toàn sản phẩm và kéo dài thời hạn sử dụng. Quá trình này có thể liên quan đến nước nóng, hỗn hợp hơi nước-không khí hoặc vặn lại, tùy thuộc vào vật liệu đóng gói và đặc tính của thực phẩm. Cho dù sử dụng hệ thống theo mẻ hay liên tục, việc duy trì kiểm soát nhiệt độ chính xác là điều cần thiết để đạt được hiệu quả thanh trùng đồng thời bảo toàn chất lượng của thực phẩm đóng gói.

3. Tiệt trùng bằng nhiệt

Tiệt trùng bằng nhiệt là một quá trình quan trọng trong bảo quản và chế biến thực phẩm bao gồm việc phá hủy các tế bào vi sinh vật thực vật, bào tử và vô hiệu hóa các enzym thông qua ứng dụng nhiệt. Đây là một trong hai phương pháp khử trùng thực phẩm chính, phương pháp còn lại là các quy trình không dùng nhiệt.
Khử trùng bằng nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và kéo dài thời hạn sử dụng của các sản phẩm thực phẩm khác nhau. Bằng cách đặt thực phẩm ở nhiệt độ cao, khử trùng bằng nhiệt sẽ tiêu diệt hiệu quả nấm men, nấm mốc, vi khuẩn sinh dưỡng và dạng bào tử có thể gây hư hỏng và gây rủi ro sức khỏe cho người tiêu dùng.
Trong thực tế, tiệt trùng hoàn toàn không phải lúc nào cũng được ưu tiên, vì nó có thể dẫn đến suy giảm chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Thay vào đó, mục tiêu là đạt được khử trùng thương mại, nghĩa là mức độ khử trùng mà tất cả các vi sinh vật gây bệnh và vi khuẩn hình thành độc tố đều bị tiêu diệt. Mặc dù các bào tử chịu nhiệt vẫn có thể có trong sản phẩm sau khi khử trùng thương mại, nhưng chúng thường không nhân lên và gây rủi ro.
Nhiều sản phẩm thực phẩm đóng hộp và đóng chai trải qua quá trình khử trùng thương mại, dẫn đến hàng hóa vô trùng thương mại có thời hạn sử dụng hơn hai năm. Thời hạn sử dụng kéo dài này đạt được bằng cách đảm bảo rằng sản phẩm không có vi sinh vật sống có thể gây hư hỏng hoặc gây nguy hiểm cho sức khỏe.
Đặc biệt cần quan tâm trong bảo quản thực phẩm là sự tiêu diệt của hai loại vi khuẩn: Clostridium botulinum và C. sporogenes. Những vi khuẩn này tạo ra độc tố có thể gây bệnh nặng, bao gồm cả ngộ độc thịt. Quá trình khử trùng bằng nhiệt tiêu diệt hiệu quả các vi khuẩn này và bào tử của chúng, đảm bảo an toàn cho thực phẩm được bảo quản.
Các phương pháp khử trùng bằng nhiệt có thể khác nhau tùy thuộc vào sản phẩm và bao bì. Chúng có thể bao gồm các quy trình như chưng cất, hấp khử trùng hoặc sử dụng các hệ thống liên tục với khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác. Các thông số thời gian và nhiệt độ cụ thể được sử dụng trong khử trùng bằng nhiệt phụ thuộc vào đặc tính của thực phẩm, loại vi sinh vật được nhắm mục tiêu và các yêu cầu quy định.
Tóm lại, khử trùng bằng nhiệt là một hoạt động đơn vị quan trọng trong bảo quản và chế biến thực phẩm. Bằng cách đặt thực phẩm ở nhiệt độ cao, khử trùng bằng nhiệt sẽ tiêu diệt hiệu quả các tế bào vi sinh vật, bào tử và enzym, đảm bảo an toàn cho sản phẩm và kéo dài thời hạn sử dụng. Đạt được khử trùng thương mại là mục tiêu, trong đó tất cả các vi sinh vật gây bệnh và tạo độc tố đều bị tiêu diệt, dẫn đến các sản phẩm thực phẩm vô trùng thương mại có thời hạn sử dụng kéo dài.

Nguyên tắc khử trùng bằng nhiệt

Nguyên tắc khử trùng bằng nhiệt dựa trên sự tiêu diệt hiệu quả các vi sinh vật và ngăn ngừa sự hư hỏng hoặc giải phóng độc tố từ các sản phẩm được xử lý. Để đảm bảo khử trùng thành công, cần có sự kết hợp nhiệt độ và thời gian cụ thể.
Nhiệt độ tối thiểu cần thiết để khử trùng bằng nhiệt thường được đặt ở 121.1°C (250°F). Nhiệt độ này được chọn vì nó đạt được mức giảm 12D trong vi sinh vật, nghĩa là nó làm giảm quần thể vi sinh vật theo hệ số 10^12. Đạt được mức giảm như vậy là rất quan trọng để đảm bảo loại bỏ các vi sinh vật có hại và ngăn chặn sự phát triển của chúng trong quá trình bảo quản. Để tiêu diệt hoàn toàn các bào tử vi khuẩn có khả năng chịu nhiệt cao, quá trình xử lý nhiệt có thể cần kéo dài đến 15 phút.
Một lưu ý quan trọng trong quá trình khử trùng bằng nhiệt là điểm nóng chậm nhất, còn được gọi là điểm lạnh. Đây là phần của sản phẩm mất nhiều thời gian nhất để đạt được nhiệt độ khử trùng mong muốn. Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng điểm gia nhiệt chậm nhất đạt đến nhiệt độ cần thiết trong khoảng thời gian cần thiết để đạt được sự khử trùng. Việc cân nhắc cẩn thận về thời gian và nhiệt độ trong toàn bộ sản phẩm đảm bảo rằng tất cả các vi sinh vật, kể cả các bào tử chịu nhiệt, đều bị tiêu diệt một cách hiệu quả.
Sự kết hợp nhiệt độ và thời gian thích hợp được xác định dựa trên khả năng chịu nhiệt của vi sinh vật mục tiêu và mức độ khử trùng mong muốn. Các thông số xử lý được thiết lập thông qua nghiên cứu và thử nghiệm kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn và chất lượng của các sản phẩm được xử lý.
Điều quan trọng cần lưu ý là khử trùng bằng nhiệt có thể ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Do đó, việc tìm kiếm sự cân bằng giữa đạt được sự khử trùng hoàn toàn và duy trì chất lượng sản phẩm là rất quan trọng. Mục tiêu là áp dụng phương pháp xử lý nhiệt cần thiết để đạt được sự tiêu diệt vi sinh vật đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến các đặc tính cảm quan và thành phần dinh dưỡng của sản phẩm.
Tóm lại, nguyên tắc khử trùng bằng nhiệt xoay quanh việc tiêu diệt vi sinh vật một cách hiệu quả và ngăn ngừa sự hư hỏng hoặc giải phóng độc tố. Bằng cách áp dụng các kết hợp nhiệt độ và thời gian cụ thể, khử trùng bằng nhiệt có thể làm giảm đáng kể quần thể vi sinh vật và thậm chí tiêu diệt hoàn toàn bào tử vi khuẩn. Việc xem xét đúng điểm gia nhiệt chậm nhất và sự kết hợp thời gian-nhiệt độ thích hợp là điều cần thiết để khử trùng thành công mà vẫn giữ được chất lượng của sản phẩm.

Các điều kiện ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật

Sự phát triển của vi sinh vật trong thực phẩm bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng phát triển và nhân lên của chúng. Hiểu được những điều kiện này là rất quan trọng đối với an toàn và bảo quản thực phẩm. Hãy khám phá các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật:

Nước: Hàm lượng nước và sự sẵn có của hoạt độ nước (Aw) trong thực phẩm có thể ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của vi sinh vật. Vi sinh vật cần nước để tồn tại và nhân lên. Tính sẵn có của nước có thể được đo bằng thang Aw, từ 0 đến 1, với 1 là nước tinh khiết. Vi khuẩn có các yêu cầu khác nhau đối với hoạt động của nước, với một số vi khuẩn cần mức độ cao hơn để phát triển, trong khi những vi khuẩn khác có thể phát triển mạnh ở mức độ thấp hơn.
Nhiệt độ: Nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng trong tốc độ phát triển của vi sinh vật và xác định các loại vi khuẩn có thể phát triển. Các vi sinh vật có các phạm vi nhiệt độ khác nhau mà tại đó chúng phát triển tối ưu. Chúng có thể được phân loại thành các nhóm dựa trên yêu cầu nhiệt độ của chúng:
- Vi khuẩn ưa nhiệt: Những vi khuẩn này có nhiệt độ tăng trưởng tối thiểu khoảng 40°C và khoảng nhiệt độ tối ưu là 55-75°C.
- Mesophiles: Mesophiles, bao gồm nhiều loại vi khuẩn phổ biến, phát triển tốt nhất ở nhiệt độ vừa phải. Nhiệt độ tăng trưởng tối thiểu của chúng thường là khoảng 5°C, phạm vi tối ưu là 37-45°C.
- Sinh vật hướng tâm: Các vi sinh vật hướng tâm có thể phát triển ở nhiệt độ thấp, với nhiệt độ tăng trưởng tối thiểu khoảng -3°C và phạm vi tối ưu là 20-30°C. Những sinh vật này chịu trách nhiệm cho sự hư hỏng trong thực phẩm làm lạnh.
Yêu cầu oxy: Các vi sinh vật có thể được phân loại thành ba nhóm dựa trên nhu cầu oxy của chúng:
- Vi khuẩn hiếu khí: Những vi sinh vật này cần oxy để phát triển và phát triển. Chúng không thể phát triển khi thiếu oxy.
- Vi sinh vật kỵ khí: Vi sinh vật kỵ khí là những vi sinh vật không thể phát triển khi có oxy. Chúng phát triển mạnh trong môi trường thiếu oxy.
- Vi sinh vật kỵ khí tùy tiện: Vi sinh vật kỵ khí tùy tiện là những vi sinh vật có khả năng thích nghi có thể phát triển dù có hoặc không có oxy. Chúng thích điều kiện hiếu khí nhưng có thể chuyển sang tăng trưởng kỵ khí nếu cần thiết.
pH: Nồng độ pH của môi trường là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật. Các vi sinh vật khác nhau có phạm vi pH khác nhau trong đó chúng có thể phát triển tối ưu. Thang đo pH dao động từ 0 đến 14, với các giá trị dưới 7 được coi là có tính axit, 7 trung tính và trên 7 có tính kiềm. Vi khuẩn có thể được phân loại thành các nhóm dựa trên phạm vi pH ưa thích của chúng:
- Axit thấp: Vi sinh vật thích độ pH trên 5.0 để tăng trưởng tối ưu.
- Axit trung bình: Vi khuẩn có khoảng pH tối ưu từ 4.5-5.0.
- Axit: Những vi sinh vật này phát triển mạnh trong điều kiện axit, với khoảng pH tối ưu là 3.7-4.5.
- Axit cao: Vi khuẩn có thể phát triển trong môi trường axit cao, với độ pH tối ưu dưới 3.7.

Quy trình và thiết bị khử trùng

Quá trình khử trùng trong ngành công nghiệp đồ hộp bao gồm một số giai đoạn để đảm bảo loại bỏ hiệu quả vi sinh vật và bảo quản thực phẩm. Các loại nồi hấp hoặc nồi hấp khác nhau được sử dụng để tiến hành xử lý nhiệt dưới áp suất, đạt nhiệt độ trên 100°C để khử trùng. Hãy cùng khám phá quy trình tiệt trùng và các thiết bị liên quan:

Các giai đoạn của quá trình khử trùng:

Giai đoạn sưởi ấm: Nhiệt độ sản phẩm được tăng từ môi trường xung quanh đến nhiệt độ khử trùng cần thiết bằng cách sử dụng phương tiện gia nhiệt, chẳng hạn như nước hoặc hơi nước.
Giai đoạn nắm giữ: Sản phẩm được duy trì ở nhiệt độ tiệt trùng trong thời gian xác định để đảm bảo tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật.
Giai đoạn làm mát: Nước lạnh được đưa vào máy hấp để giảm nhanh nhiệt độ bên trong lon.

Nồi hấp hoặc nồi hấp: Nồi hấp hoặc nồi chưng cất là nồi áp suất được thiết kế để đạt nhiệt độ trên 100°C để khử trùng. Chúng tạo ra nhiệt độ cao bằng cách phun hơi nước trực tiếp, đun nóng nước đến nhiệt độ trên 100°C hoặc đun nóng nước và hơi nước kết hợp. Nồi hấp được trang bị nhiều bộ phận khác nhau, bao gồm nhiệt kế, đồng hồ đo áp suất, van giảm áp, lỗ thông hơi để xả áp suất thủ công, van xả an toàn, van cấp nước và van cấp hơi.

Các loại nồi hấp:

Nồi hấp nhỏ đơn giản: Những nồi hấp dạng đứng này có nắp đậy phía trên. Các lon được nạp vào nồi hấp thông qua nắp đã mở, thường được đặt trong các giỏ kim loại. Nắp được khóa chắc chắn trước khi quá trình tiệt trùng bắt đầu. Những nồi hấp này phù hợp cho các hoạt động nhỏ hơn và dễ sử dụng và giá cả phải chăng.
Nồi hấp lớn hơn: Những nồi hấp nằm ngang này có nắp phía trước để nạp. Chúng có thể là hệ thống tàu đơn hoặc tàu đôi. Hệ thống bình kép làm nóng nước ở bình trên đến nhiệt độ khử trùng và đưa nước vào bình xử lý phía dưới khi được nạp và niêm phong. Điều này cho phép xử lý nhiệt ngay lập tức mà không cần quá trình gia nhiệt kéo dài và cho phép tái chế nước nóng cho các chu trình khử trùng tiếp theo.
Nồi hấp quay: Nồi hấp quay liên quan đến việc xoay giỏ chứa lon trong quá trình khử trùng. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích đối với đồ hộp có hàm lượng chất lỏng hoặc bán lỏng vì nó thúc đẩy sự thâm nhập nhiệt nhanh hơn và đảm bảo chất lượng cảm quan của sản phẩm tốt hơn.

Làm mát và ổn định áp suất: Sau quá trình khử trùng, điều quan trọng là phải làm nguội sản phẩm nhanh chóng. Đưa nước lạnh vào nồi hấp làm cho hơi nước ngưng tụ, dẫn đến giảm áp suất nhanh chóng. Tuy nhiên, chênh lệch áp suất giữa nồi hấp và nhiệt độ cao bên trong hộp chứa có khả năng làm biến dạng hộp đựng. Để tránh điều này, một luồng khí nén có thể được đưa vào nồi hấp trong giai đoạn làm mát ban đầu. Ngoài ra, áp suất thủy tĩnh đủ từ nước làm mát có thể tạo ra áp suất ngược, loại bỏ sự cần thiết của khí nén. Các vành ổn định cũng có thể được tích hợp vào nắp, đáy và thân của hộp kim loại để đảm bảo độ ổn định của hộp đựng.

Quy trình tiệt trùng và thiết bị sử dụng trong ngành đồ hộp được thiết kế để đạt được hiệu quả tiệt trùng và duy trì chất lượng cũng như độ an toàn của sản phẩm đồ hộp. Bằng cách tuân theo các quy trình thích hợp và sử dụng thiết bị thích hợp, vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt và sản phẩm có thể kéo dài thời hạn sử dụng mà vẫn giữ được các đặc tính cảm quan của chúng.

Ưu điểm của xử lý nhiệt

Xử lý nhiệt mang lại một số lợi thế trong việc bảo quản thực phẩm, mang lại sự đơn giản, kiểm soát và cải thiện chất lượng dinh dưỡng. Một số ưu điểm chính bao gồm:

Đơn giản và khả năng kiểm soát: Các phương pháp xử lý nhiệt tương đối đơn giản và có thể dễ dàng kiểm soát để đạt được kết quả mong muốn. Bằng cách điều chỉnh các yếu tố như nhiệt độ và thời gian, quy trình có thể được tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu bảo quản cụ thể.
Ổn định kệ: Một trong những lợi ích đáng kể của xử lý nhiệt là khả năng sản xuất các sản phẩm thực phẩm ổn định trên kệ. Thực phẩm được xử lý nhiệt ít dễ bị hư hỏng, vi sinh vật phát triển và hoạt động của enzym ít hơn, do đó kéo dài thời hạn sử dụng. Điều này giúp loại bỏ nhu cầu làm lạnh, cho phép lưu trữ, vận chuyển và phân phối dễ dàng hơn.
Phá hủy các yếu tố kháng dinh dưỡng (ANF): Xử lý nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các yếu tố kháng dinh dưỡng có trong thực phẩm. Các chất như tanin, phytate, oxalate và chất ức chế enzyme, có thể cản trở sự hấp thụ chất dinh dưỡng hoặc có tác dụng phụ đối với sức khỏe, sẽ bị phá hủy một cách hiệu quả trong quá trình gia nhiệt. Bằng cách giảm các yếu tố này, chất lượng dinh dưỡng và khả dụng sinh học của thực phẩm được cải thiện.
Cải thiện khả năng cung cấp chất dinh dưỡng: Xử lý nhiệt có thể tăng cường sự sẵn có của các chất dinh dưỡng trong thực phẩm. Nó giúp phá vỡ các cấu trúc phức tạp như protein và carbohydrate phức tạp, khiến chúng dễ tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng hơn. Bằng cách cải thiện việc giải phóng và sẵn có các chất dinh dưỡng thiết yếu, xử lý nhiệt giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng tổng thể của thực phẩm được bảo quản.
Tăng cường khả năng tiêu hóa: Sự phân hủy protein, carbohydrate phức tạp và các thành phần khác trong quá trình xử lý nhiệt giúp cải thiện khả năng tiêu hóa thức ăn. Điều này giúp hệ thống tiêu hóa của con người dễ dàng phân hủy và hấp thụ chất dinh dưỡng hơn, thúc đẩy quá trình tiêu hóa và sử dụng tốt hơn hàm lượng dinh dưỡng của thực phẩm.

Nhược điểm của xử lý nhiệt

Mặc dù xử lý nhiệt được sử dụng rộng rãi và hiệu quả trong bảo quản thực phẩm, nhưng nó cũng có một số nhược điểm nhất định. Một số nhược điểm của xử lý nhiệt bao gồm:

Giảm chất lượng: Tiếp xúc với nhiệt độ quá cao có thể dẫn đến suy giảm các đặc tính cảm quan của thực phẩm, bao gồm mùi vị, kết cấu, màu sắc và mùi thơm. Quá nóng hoặc làm nóng kéo dài có thể dẫn đến những thay đổi không mong muốn về hương vị và kết cấu, làm giảm chất lượng tổng thể của thực phẩm được bảo quản.
Mất chất dinh dưỡng: Xử lý nhiệt có thể gây ra sự phá hủy hoặc phân hủy các vitamin nhạy cảm với nhiệt và các yếu tố dinh dưỡng khác có trong thực phẩm. Một số vitamin, chẳng hạn như vitamin C và một số vitamin B, rất nhạy cảm với nhiệt và có thể bị mất một phần hoặc hoàn toàn trong quá trình làm nóng. Điều này có thể làm giảm giá trị dinh dưỡng tổng thể của thực phẩm được bảo quản.
Sự hình thành các hợp chất có hại: Xử lý nhiệt không đúng cách, chẳng hạn như nhiệt độ cao hoặc thời gian nấu kéo dài, có thể dẫn đến sự hình thành các hợp chất có khả năng gây ung thư trong thực phẩm. Ví dụ, phản ứng Maillard, xảy ra giữa axit amin và đường khử trong quá trình đun nóng, có thể tạo ra các hợp chất có hại như acrylamide và hydrocacbon thơm đa vòng (PAH). Các hợp chất này gây rủi ro cho sức khỏe nếu tiêu thụ với số lượng quá mức.
Không hiệu quả đối với các vi sinh vật chịu nhiệt: Trong khi xử lý nhiệt có hiệu quả chống lại nhiều vi sinh vật, một số vi khuẩn và bào tử chịu nhiệt có thể tồn tại và phát triển trong điều kiện xử lý nhiệt thông thường. Điều này đặt ra một thách thức trong việc loại bỏ tất cả mầm bệnh tiềm ẩn và vi sinh vật gây hư hỏng, vì chúng có thể tồn tại và gây ra các vấn đề về an toàn thực phẩm hoặc giảm thời hạn sử dụng của thực phẩm được bảo quản.
Thời hạn sử dụng giới hạn: Mặc dù xử lý nhiệt có thể kéo dài thời hạn sử dụng của nhiều sản phẩm thực phẩm, nhưng nó không phải là thuốc chữa bách bệnh để bảo quản vô thời hạn. Thực phẩm được xử lý nhiệt vẫn có thời hạn sử dụng hạn chế do các yếu tố như phản ứng oxy hóa, hoạt động của enzym và khả năng tái nhiễm vi khuẩn trong quá trình bảo quản. Đóng gói, điều kiện bảo quản và thực hành xử lý thích hợp là rất quan trọng để tối đa hóa thời hạn sử dụng của các sản phẩm thực phẩm được xử lý nhiệt.
Không thể áp dụng cho thực phẩm nhạy cảm với nhiệt: Xử lý nhiệt có thể không phù hợp với một số loại thực phẩm nhạy cảm với nhiệt, rất dễ bị giảm chất lượng hoặc mất chất dinh dưỡng ở nhiệt độ cao. Ví dụ bao gồm trái cây mềm, rau lá xanh và một số sản phẩm từ sữa. Các phương pháp bảo quản thay thế, chẳng hạn như chế biến lạnh hoặc chế biến tối thiểu, thường được ưu tiên hơn đối với những loại thực phẩm này.
Chi phí và năng lượng tiêu thụ: Việc thực hiện xử lý nhiệt để bảo quản đòi hỏi thiết bị chuyên dụng, chẳng hạn như hệ thống thanh trùng hoặc đóng hộp, có thể tốn kém để mua và bảo trì. Ngoài ra, các quy trình xử lý nhiệt thường tiêu thụ một lượng năng lượng đáng kể, góp phần làm tăng chi phí vận hành và tác động đến môi trường.

Tóm lại, trong khi xử lý nhiệt là một phương pháp được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm, điều quan trọng là phải nhận thức được những nhược điểm tiềm ẩn của nó. Chúng bao gồm giảm chất lượng và chất dinh dưỡng, hình thành các hợp chất có hại, không hiệu quả đối với các vi sinh vật chịu nhiệt, thời hạn sử dụng hạn chế, không thể áp dụng cho thực phẩm nhạy cảm với nhiệt, chi phí và mức tiêu thụ năng lượng liên quan đến thiết bị chuyên dụng. Hiểu được những hạn chế này có thể giúp lựa chọn các phương pháp bảo quản thích hợp và tối ưu hóa chất lượng và an toàn tổng thể của các sản phẩm thực phẩm được bảo quản.

Câu Hỏi Thường Gặp

dự án

Potter NP (1987), Khoa học Thực phẩm, CBS Pub, Ấn Độ
Rahman MS (1999), Sổ tay bảo quản thực phẩm, Marcel Dekker, Inc, NY
http://www.tiselab.com/pdf/Thermal-Processing-of-Food.pdf
https://www.ift.org/policy-and-advocacy/advocacy-toolkits/food-processing/thermal-preservation-process