Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật gia nhiệt ohm trong thanh trùng nước ép bưởi

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

2.1. Đặc tính hóa, sinh của nước ép bưởi

2.1.1. Thành phần hóa lý trong nước ép bưởi

2.1.2. Vi sinh vật trong nước ép bưởi

2.1.3. Enzyme gây hư hỏng nước ép bưởi

2.2. Đặc tính của nước ép bưởi Năm Roi

2.3. Gia nhiệt Ohm

2.3.1. Cấu hình cơ bản của hệ thống gia nhiệt Ohm

2.3.2. Ưu và nhược điểm của phương pháp gia nhiệt Ohm

2.3.3. Phản ứng điện hóa và ăn mòn điện cực trong gia nhiệt Ohm

2.4. Biến đổi thành phần vi sinh vật trong nước ép quả sau gia nhiệt Ohm và cơ chế bất hoạt

2.4.1. Biến đổi thành phần vi sinh trong nước ép quả sau gia nhiệt

2.4.2. Các yếu tố gây bất hoạt vi sinh vật trong quá trình gia nhiệt Ohm

2.5. Biến đổi pectin methylesterase có trong nước ép quả sau khi xử lý nhiệt Ohm

2.6. Sự biến đổi của các tính chất hóa lý và thành phần hóa học trong quá trình gia nhiệt Ohm nước trái cây

2.7. Biến đổi cảm quan

2.8. Nội dung nghiên cứu

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Nguyên liệu và hóa chất

3.2. Chủng vi khuẩn và điều kiện nuôi cấy

3.2.1. Đối với vi sinh vật gây bệnh: S.

3.2.2. Đối với vi sinh vật gây hư hỏng L.

3.3. Thiết bị gia nhiệt

3.3.1. Thiết bị gia nhiệt Ohm

3.3.2. Gia nhiệt thông thường (để khảo sát ảnh hưởng của yếu tố phi nhiệt)

3.4. Thiết kế thí nghiệm

3.5. Nội dung thí nghiệm

3.5.1. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến sự bất hoạt S.

3.5.2. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến sự bất hoạt E.

3.5.3. Ảnh hưởng của gia nhiệt đến sự bất hoạt L.

3.5.4. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến sự bất hoạt pectin methylesterase

3.5.5. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến hàm lượng các hợp chất hóa học đặc trưng trong nước ép bưởi

3.6. Các phương pháp phân tích

3.6.1. Định lượng vi sinh vật

3.6.3. Xác định các thông số động học bất hoạt vi sinh vật

3.6.4. Xác định hoạt tính pectin methylesterase

3.6.5. Xác định tổng chất rắn hòa tan, pH, axít tổng, độ dẫn điện

3.6.6. Xác định hàm lượng axít ascorbic

3.6.7. Xác định hàm lượng axít citric

3.6.8. Xác định hàm lượng polyphenol tổng

3.6.9. Xác định hoạt tính quét gốc tự do DPPH (khả năng chống oxy hóa)

3.6.10. Xác định hàm lượng limonin

3.6.11. Xác định hàm lượng naringin

3.6.12. Xác định hàm lượng ion titanium

3.7. Phân tích thống kê

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến sự bất hoạt S.

4.1.1. Ảnh hưởng của tần số dòng điện xoay chiều đến sự bất hoạt S.

4.1.2. Ảnh hưởng của cường độ điện trường đến sự bất hoạt của S.

4.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự bất hoạt S.

4.1.4. Các thông số động học S. Enteritidis trong xử lý nhiệt Ohm và thông thường

4.1.5. Xác định các thay đổi cấu trúc tế bào

4.2. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến sự bất hoạt E.

4.2.1. Ảnh hưởng của tần số dòng điện xoay chiều đến sự bất hoạt

4.2.2. Ảnh hưởng của cường độ điện trường đến sự bất hoạt của E.

4.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự bất hoạt E.

4.2.4. Các thông số động học của E. coli O157:H7 trong gia nhiệt Ohm và gia nhiệt thông thường

4.2.5. Xác định các thay đổi cấu trúc tế bào

4.3. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến sự bất hoạt L. plantarum trong nước ép bưởi

4.3.1. Ảnh hưởng của tần số dòng điện xoay chiều đến sự bất hoạt của L.

4.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự bất hoạt L.

4.4. Ảnh hưởng điều kiện xử lý nhiệt Ohm đến sự bất hoạt của pectin methylesterase

4.4.1. Ảnh hưởng của tần số dòng điện xoay chiều đến sự bất hoạt pectin methylesterase

4.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự bất hoạt pectin methylesterase

4.5. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến sự biến đổi hàm lượng các hợp chất hóa học đặc trưng trong nước ép bưởi

4.5.1. Tốc độ gia nhiệt nước bưởi với gia nhiệt Ohm

4.5.2. Ảnh hưởng của tần số đến hàm lượng các hoạt chất sinh học trong nước ép bưởi

4.5.3. Ảnh hưởng của cường độ điện trường đến hàm lượng các chất có hoạt chất sinh học trong nước bưởi

4.5.4. Ảnh hưởng phi nhiệt của gia nhiệt Ohm đến hàm lượng các chất có hoạt chất sinh học trong nước bưởi

4.5.5. Ảnh hưởng của tần số đến sự ăn mòn điện cực

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về gia nhiệt Ohm

Kỹ thuật gia nhiệt ohm là một phương pháp tiên tiến trong ngành công nghệ thực phẩm, đặc biệt trong việc thanh trùng nước ép. Phương pháp này sử dụng dòng điện xoay chiều để tạo ra nhiệt độ cần thiết cho việc tiêu diệt vi sinh vật và enzyme có hại. Ưu điểm của gia nhiệt ohm là khả năng gia nhiệt đồng đều và nhanh chóng, giúp bảo toàn chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm. Theo nghiên cứu, gia nhiệt ohm có thể làm giảm thiểu sự hư hỏng của nước ép bưởi do vi sinh vật và enzyme gây ra, đồng thời duy trì các hợp chất có hoạt tính sinh học trong nước ép. Điều này cho thấy gia nhiệt ohm không chỉ hiệu quả trong việc thanh trùng mà còn bảo vệ giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

1.1. Tác động của nhiệt độ trong gia nhiệt Ohm

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng trong quá trình thanh trùng nước ép bưởi bằng gia nhiệt ohm. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ cao hơn có thể làm tăng hiệu quả bất hoạt vi sinh vật như Salmonella và E. coli. Tuy nhiên, việc kiểm soát nhiệt độ là cần thiết để tránh làm mất đi các chất dinh dưỡng quan trọng. Các thông số như tần số và cường độ điện trường cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình này. Việc tối ưu hóa các thông số này sẽ giúp đạt được hiệu quả cao nhất trong việc bảo quản chất lượng nước ép bưởi.

II. Ảnh hưởng của gia nhiệt Ohm đến vi sinh vật

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng gia nhiệt ohm có khả năng bất hoạt cao hơn so với phương pháp gia nhiệt thông thường. Cụ thể, tỷ lệ bất hoạt của vi sinh vật gây bệnh như Salmonella enterica serovar Enteritidis và Escherichia coli O157:H7 trong nước ép bưởi khi sử dụng gia nhiệt ohm cao hơn đáng kể (p < 0,05). Điều này cho thấy rằng công nghệ thanh trùng này có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành chế biến thực phẩm để đảm bảo an toàn thực phẩm. Việc sử dụng gia nhiệt ohm không chỉ giúp tiêu diệt vi sinh vật mà còn giảm thiểu sự thay đổi về chất lượng cảm quan của sản phẩm.

2.1. Cơ chế bất hoạt vi sinh vật

Cơ chế bất hoạt vi sinh vật trong quá trình gia nhiệt ohm liên quan đến sự kết hợp giữa tác động nhiệt và điện. Nhiệt độ cao và cường độ điện trường mạnh có thể làm thay đổi cấu trúc tế bào của vi sinh vật, dẫn đến sự bất hoạt. Nghiên cứu cho thấy rằng tần số dòng điện xoay chiều từ 50 đến 20.000 Hz có tác động đáng kể đến sự bất hoạt của vi sinh vật. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các phương pháp thanh trùng hiệu quả hơn trong ngành thực phẩm.

III. Ảnh hưởng đến enzyme và hợp chất hóa học

Một trong những điểm nổi bật của gia nhiệt ohm là khả năng bất hoạt enzyme pectin methylesterase (PME) trong nước ép bưởi. Nghiên cứu cho thấy rằng PME bị bất hoạt nhanh hơn khi sử dụng gia nhiệt ohm so với phương pháp gia nhiệt thông thường. Tuy nhiên, việc kiểm soát các thông số như tần số và cường độ điện trường là rất quan trọng để đảm bảo rằng các hợp chất hóa học có lợi trong nước ép như axit ascorbic và polyphenol không bị phân hủy. Điều này cho thấy rằng gia nhiệt ohm có thể duy trì chất lượng dinh dưỡng của nước ép bưởi trong khi vẫn đảm bảo an toàn thực phẩm.

3.1. Tác động đến các hợp chất có hoạt tính sinh học

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng gia nhiệt ohm có ảnh hưởng đến hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong nước ép bưởi. Cường độ điện trường và tần số dòng điện có thể làm giảm hàm lượng axit ascorbic và polyphenol tổng. Tuy nhiên, nếu được thực hiện ở các thông số phù hợp, gia nhiệt ohm có thể bảo toàn các hợp chất này, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Điều này cho thấy rằng gia nhiệt ohm không chỉ là một phương pháp thanh trùng hiệu quả mà còn có thể cải thiện chất lượng sản phẩm nước ép bưởi.

Luận án tiến sĩ: Ứng dụng kỹ thuật gia nhiệt ohm để thanh trùng nước ép bưởi