Thanh trùng Pasteur ở nhiệt độ bảo nhiều
250px|thumbnail|Hệ thống thanh trùng kem theo phương pháp Pasteur và các cuộn dây làm lạnh tại nhà máy sản xuất bơ Murgon, 1939 Phương pháp tiệt 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 làm lạnh đột ngột. Phương pháp này làm chậm qua trình hư, hỏng của thức ăn gây ra do vi sinh vật. Ngày nay, quy trình này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp bơ sữa và thực phẩm để kiểm soát vi khuẩn và bảo quản thực phẩm đủ lâu cho đến khi được tiêu thụ.[1] Không giống khử trùng, phương pháp Pasteur không có mục đích tiêu diệt vi sinh vật. Thay vào đó, phương pháp này nhằm giảm số lượng mầm bệnh có thể có để chúng không còn khả năng gây bệnh. Việc khử trùng thực phẩm theo quy mô thương mại không phải là phổ biến vì nó làm ảnh hưởng xấu đến mùi vị và chất lượng của sản phẩm. Một số thực phẩm, chẳng hạn như bơ sữa, có thể được làm nóng già để đảm bảo các vi sinh vật gây bệnh bị tiêu diệt.[2] Lịch sửPhương pháp đun nóng rượu nhằm mục đích bảo quản đã được biết đến ở Trung Quốc từ năm 1117[3] và đã được ghi nhận ở Nhật Bản năm 1568 trong cuốn Tamonin-nikki. Tuy nhiên, phương pháp thanh trùng hiện đại liên quan đến việc làm lạnh nhanh xuất hiện sau đó rất lâu. Nó được nhà vi sinh vật và hóa học người Pháp Louis Pasteur nghĩ ra và đã được đặt tên theo ông. Cuộc xét nghiệm phương pháp Pasteur đầu tiên được thực hiện bởi Louis Pasteur and Claude Bernard tháng tư, 1862[4]. Quá trình này ban đầu được hình thành như là một cách để ngăn chặn rượu vang và bia bị chua.[5]. Chú thích
Thể loại:Bảo quản thực phẩm Thể loại:Khoa học thực phẩm Thể loại:Louis Pasteur Thể loại:Quy trình công nghiệp Thể loại:Quá trình công nghiệp Chương 6. THANH TRÙNG, TIỆT TRÙNG Trong phương pháp sử dụng nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật, người ta dùng thuật - Theo nhu cầu oxy đối với sự phát triển của vi sinh vật, người ta chia vi sinh vật phát triển nhanh ở nhiệt độ quanh 370C. trong mọi đồ hộp, phát triển rất mạnh ở 27 - 580C. Nhiệt độ tối thích là 370C. 60oC. Clostridium botulinum, đòi hỏi phải xử lý ở nhiệt độ cao, đây là
nguyên nhân dẫn đến tố (yếu tố bên trong và bên ngoài) như pH, nhiệt độ, oxy, hoạt độ của nước, phụ gia Hình 6.1. khoảng nhiệt độ thích hợp của các loại vi inh vật Sự tồn tại của vi sinh vật trong các sản phẩm thực phẩm không những ảnh hưởng sản xuất vì làm giảm thời gian bảo quản thực phẩm. Sự tồn tại của vi sinh vật trong bảo quản và tránh hiện tượng ngộ độc thực phẩm do chúng gây ra. Từ thực nghiệm đã chỉ ra rằng sự tiêu diệt vi sinh vật được thể hiện bởi phương (6.1) (6.2) Hay: (6.3) Lấy tích phân phương trình vi phân (6.3) theo các điều kiện: ở thời điểm ban đầu τ = 0 thì N = N0 Ta được: (6.4) Ở nhiệt độ không đổi, KT = hằng số (quá trình đẳng nhiệt) Ta có thể viết phương trình (6.4) như sau: (6.6) ln (N/No) = -KT.τ Đổi từ logarit cơ số e thành cơ số 10, ta có: (6.7) (6.8) N = N0 e-KT τ Hay Trong đó: N- lượng vi sinh vật trong sản phẩm ở thời điểm t (cfu/ml) Nếu biểu diễn theo phương trình (6.8) trên hệ trục tọa độ trục tung có giá trị là − KT 137 hay còn gọi đường tốc độ chết (hình 6.3) sinh vật ban đầu, tức là số còn lại là 10% (từ 100 còn 10, 10 còn 1, 1 còn 0,1 v.v...) gọi Hình 6.3. Mối quan hệ logarite giữa sự giảm số vi sinh vật theo thời gian sót xuống còn 1 trong 1010 hộp. Giá trị 12 dựa trên cơ sở phá hủy Clostridium K (6.9) lg N (6.10) Nên phương trình
(6.8) có thể viết: τ= D lg N0 (6.11) SV - giá trị tiệt trùng, là số thập phân giảm lượng vi sinh vật ban đầu. hay (6.12) Giá trị D phụ thuộc vào loài vi sinh vật, giá trị D của loài vi sinh vật nào đó Z121 (phút) D (°C) Loại thực phẩm Bacillus stearothermophilus 10 4,0 Rau quả, sữa Clostridium thermosaccharolyticum 7,2 - 10 3,0 - 4,0 Rau quả Clostridium sporogenes 8,88 - 11,1 0,8 - 1,5 Thịt Bacillus subtilis 4,1 - 7,2 0,5 - 0,76 Các sản phẩm sữa Loại ưa nhiệt (35° - 55°C) Loại ưa ấm (10° to 40°C) 139 C. botulinum toxyns A and B 5,5 0,1 – 1,3 Các thực phẩm 10 3,0 (60°C) Các thực phẩm Loại ưa lạnh (–5° to 1,5°C) Hình 6.4. Sự phụ thuộc thời gian làm giảm vi sinh vật và nhiệt độ - Xác định sự phụ thuộc thời gian tiệt trùng theo nhiệt độ Giả sử thời gian giảm lượng vi sinh vật theo nhiệt độ đối với một loại vi sinh (6.13) Xác định giá trị b. Đường thẳng này đi qua điểm (t 0; 121,1oC) (theo định nghĩa 140 b = log t0 + 121,1/z (6.14) Hình 6.5. Đường biểu diễn sự phụ thuộc thời gian diệt vi sinh vật theo nhiệt độ Ví dụ 1. Một kỹ thuật viên công nghệ thực phẩm sử dụng nhiệt để tiệt trùng đồ Phần trăm số
lượng vi sinh vật còn lại sau quá trình tiệt trùng là: Tỷ số vi sinh vật ban đầu và vi sinh vật còn sống là: 100% - 99,999% = 0,001% D lg N0 Sử dụng thời gian vừa tìm được, xác định sự giảm vi sinh vật trong thời gian 142 log τ135 = log 2,5 – 1,4 = 0,3979 – 1,4 = -1,0021 τ135 = 10-1,0021 = 1/10-1,0021 = 0,10 phút Tính chịu nhiệt của vi sinh vật phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường như Môi trường 73 Sữa nguyên chất 69 Sữa tách kem 65 Lactoserum 63 Nước dùng 61 + Thực phẩm giàu các chất dinh dưỡng
(đường, chất đạm, chất béo...) thì tính Thời gian tiêu diệt (phút) 0 15,0 13,3 + Hàm lượng nước trong thực phẩm: trong môi trường ẩm, vi sinh vật bị tiêu peptid bị phá huỷ nhanh hơn do đó protein dễ bị mất hoạt tính hơn trong điều kiện có Thời gian xử lí (phút) 5,26 65 4,77 45 4,5 35 4,34 20 - Ảnh hưởng của loại
và dạng phát triển của vi sinh vật Thời gian tiêu diệt (phút) B. mesentericus 110 + Bào tử chịu nhiệt tốt hơn vi sinh vật ở dạng sinh trưởng. Trong bào tử, lượng Mục đích của việc
vô trùng là để đảm bảo rằng các sinh vật gây hư hỏng thực sau khi xử lý nhiệt. Hoàn toàn vô trùng là không thực tế, vì thời gian khử trùng tăng Thanh trùng Pasteur là biện pháp xử lý nhiệt tương đối nhẹ nhàng, trong đó nhiệt
độ cao. Mục tiêu chính của tiệt trùng Pasteur là phá hủy các vi sinh vật gây bệnh, Ví dụ trong quá trình xử lý sữa, theo Pasteur truyền thống (nhiệt độ thấp hơn thời gian vị và mất một lượng hơi lớn các vitamin. Thanh trùng HTST tiến hành ở 71,8ºC trong dùng phương pháp tiệt trùng Tiệt trùng trùng là một quá trình mà trong đó thức phẩm
được gia nhiệt đến một hại các chất dinh dưỡng và giá
trị cảm quan của thực phẩm, bằng cách giảm thời gian - Khái niệm chung không phải là đại diện ưa nóng nhất của nhóm vi sinh vật lên men thối. Trong đồ hộp * Các loại đồ hộp sản phẩm có phần ở thể đặc, có phần ở thể lỏng (như đồ hộp Ngoài ra các dung dịch có chứa nhiều đường, tinh bột, pectin, cellulose làm ảnh Hình 6.4. Sự biến đổi nhiệt độ của sản phẩm trong hộp trong quá trình xử lý nhiệt Nhưng trong quá trình tiệt trùng, không thể nghiên cứu riêng rẽ ảnh hưởng nhiệt trở H/D ≈ 0,25 Độ dẫn nhiệt λ (w/m.oC) Sắt tây 46 – 52 Thủy tinh 0,6 - 0,9 + Nhiệt độ ban đầu của đồ hộp tương đối dài. Khi tạo ra sự đối lưu nhân tạo bằng cách làm chuyển động hộp thì sự + Thành phần hóa học của sản phẩm Thời gian kháng nhiệt tối đa 5,0 9 5,7 12 6,0 15 6,6 21 7,0 25 7,5 20 8,2 15 Các kết quả nghiên cứu cho thấy không những chỉ có độ acid hoạt động của Ảnh hưởng của nồng độ đường và muối: đường và muối là những chất
có khả 150 Ảnh hưởng của các thành phần hóa học khác: ngoài các thành phần trên, thì các loại vi khuẩn không bào tử bị tiêu diệt nhanh hơn loại vi khuẩn có bào tử. Thời gian N0 Dựa vào các yếu tố ảnh hưởng đó để xác định thời gian xử lý đối với thực phẩm Công thức tổng quát: A− B−C 151 Trong đó: Có nghĩa là: thời gian nâng nhiệt của nước trong thiết bị tiệt trùng từ khi cho đồ Ở một nhiệt độ thanh
trùng nhất định, vi sinh vật trong đồ hộp thường không bị nhiệt và thời gian tiêu diệt, t < t1 + t2 chế độ thanh trùng, trong đó nhiệt độ và thời gian là 2 thông số cơ bản. + + Thiết bị hấp thanh trùng loại thẳng đứng: có thân hình trụ, đáy và nắp hình 153 Hình 6.6. Thiết bị thanh trùng dạng thẳng đứng Phương pháp thanh trùng Pasteur đối với các sản phẩm thực phẩm có
rất nhiều trong thời gian ngắn HTST (còn gọi là flash pasteurisation) thông thường là gia nhiệt hộp, phần lớn các vi sinh vật bị tiêu hủy xảy ra ở cuối giai đoạn gia nhiệt và bắt đầu Hình 6.7. So sánh thời gian và nhiệt độ khi tiệt trùng UHT và tiệt trùng thông thường - Ưu điểm của phương pháp UHT Loại hộp A10 155 Tiệt trùng UHT Nhiệt độ tiệt trùng 121°C Thời gian tiệt trùng 120 phút 121°C 140°C 218 phút 5 giây + Thực phẩm được xử lí bằng phương pháp UHT có thể bảo quản đến 6 tháng tại 141º C. Tại Vương quốc
Anh, xử lý nhiệt tối thiểu cho các sản phẩm được quy định 156 Tiệt trùng UHT được sử dụng rộng rãi để tiệt trùng nhiều loại thực phẩm dạng Mục đích của quá trình tiệt trùng nhiệt là để kéo dài hạn sử dụng của sản phẩm, nghệ truyền thống với tiệt trùng bằng công nghệ UHT |