Đặt vấn đề Thanh trùng/tiệt trùng bằng nhiệt được sử dụng phố biến trong công nghệ chế biến thực phẩm đề bất hoạt vsv và enzyme làm giảm phẩm cấp sản phẩm. Tuy nhiên, phương pháp gia nhiệt thông thường (CH) sứ dụng tác nhân gia nhiệt chú yếu là hơi nước đê cung cấp nhiệt cho thực phẩm bàng cơ chế đối lưu hoặc dẫn nhiệt có tốc độ truyền nhiệt chậm vì độ dần nhiệt cúa thực phẩm thấp. Do đó, đê tại tâm khối thực phấm dạt được nhiệt độ cần thiết đã gây ra sự quá nhiệt cho lớp ngoài, từ đó làm mất dinh dường, giảm giá trị cảm quan và lãng phí năng lượng. Trong những năm gần đây, có nhiều kĩ thuật hiện đại được nghiên cứu và ứng dụng có khả năng bất hoạt vsv, enzyme hiệu quả hơn kĩ thuật thanh trùng/tiệt trùng bàng CH với chế độ nhiệt “ôn hòa” him [1], Trong số những kĩ thuật tiên tiến đó, gia nhiệt Ohm (OH) là một kĩ thuật thanh trùng/tiột trùng phù hợp cho thực phẩm dạng lỏng, đặc biệt là nước quà [2].
Cơ chế cùa kỹ thuật gia nhiệt này là một quá trình sinh nhiệt trực tiếp, bên trong khối thực phâm khi có một dòng điện xoay chiều đi qua. Ưu điểm cùa kỳ thuật OH là gia nhiệt đồng đều, nhanh chóng [11, nên ít gày tồn hại đến những thành phần nhạy nhiệt [31,[4], Do đó, chất lượng sàn phẩm cao: ít biến đối về cấu trúc, dinh dưỡng, cảm quan và tâng độ an toàn vi sinh [5]. Tác động của OH đến cấu trúc sinh học là tác động kép, kết hợp giữa nhiệt và điện. Do đó, giong như các phương pháp gia nhiệt khác, hàm lượng, thành phần các chất trong thực phẩm có thế bị biến đối trong quá trình gia nhiệt.
bên cạnh tác động nhiệt, các phản ứng điện hóa tiềm ẩn ờ bề mặt tiếp xúc giữa các điện cực và thực phẩm cũng như những ảnh hường phi nhiệt cùa điện trường cũng có thể xày ra, tùy thuộc vào điều kiện cùa quá trình. Giống như thanh trùng/tiệt trùng bằng CH, hiệu qua cùa quá trình thanh trùng/tiệt trùng bằng OH cần duy trì một nhiệt độ nhất định trong khoang thời gian đù dài đê tiêu diệt VSV, enzyme. Với kĩ thuật nảy, bên cạnh kiêm soát vi sinh, enzyme là điều kiện cần, còn phải theo dõi sự biến đổi các thành phần hóa học của sản phẩm đè xác định được chế độ xử lý phù hợp. OH phụ thuộc vào một số các yếu tố chính như độ dần điện của thực phàm, kích thước hạt huyền phù, tỷ lệ rắn lóng, hàm lượng ion, cường độ điện trường áp dụng, tần số dòng điện.
Mỗi loại thực phẩm khác nhau sẽ có những biến đôi khác nhau về thành phần hóa lý hay vi sinh khi chịu tác động cùa OH. Nước ép bưởi, được biết đến như một loại nước ép có lợi cho sức khỏe, chửa hàm lượng cao các thành phần dinh dưỡng, các hợp chất có hoạt tính sinh học. Tuy nhiên, đã có những vụ ngộ độc xảy ra do sử dụng nước ép trái cây mà tác nhân gây ngộ độc là E. coli và Salmonella.
coli và Salmonella cần được kiểm soát trong sản phấm nước ép trái cây. Đổ đảm bảo an toàn sinh học cho người tiêu dùng nước trái cây, cơ quan FDA đề xuất các nhà chế biến phai xứ lý đề đạt mức giám tối thiểu 5 log đối với loại vsv gây bệnh có tính kháng cao nhất. Bên cạnh nhóm vsv gây bệnh, nước ép trái cây họ có múi bị hư hòng bởi vsv chịu acid. Trong đó, Lactobacillus và Leuconostoc là đối tượng gây hư hòng chính.
Nhóm vi khuẩn lactic này có khá năng kháng nhiệt và chịu được axít cao. Chúng không gây ngộ độc thực phàm nhưng lại gây hư hỏng, khiến cho nước trái cây lên men và tạo ra hương bơ. Ngoài vsv, PME cũng tác động xấu đến chất lượng nước quả họ có múi, làm thay đổi trạng thái, cấu tróc nước quả. Hiện vần chưa có tác giá nào nghiên cứu ánh hưởng cứa kỹ thuật OH đến chất lượng nước ép bười.
Do đó, đề đảm báo an toàn vi sinh nhưng vần duy trì được chất lượng nước ép bưởi chế biến, chúng tôi thực hiện luận án:” ủng dụng kỳ thuật gia nhiệt Ohm đố thanh trùng nước ép bưởi”.2 Mục tiêu Mục tiêu của luận án nhằm nghiên cứu và đánh giá khả năng ứng dụng kỹ thuật gia nhiệt Ohm để thanh trùng nước ép bưởi. Cụ thể là trong nghiên cứu này xác định được ảnh hường cua tần sổ, cường độ điện trường và nhiệt độ trong OH đến vsv, enzyme và các hợp chất hóa học trong quá trinh thanh trùng nước ép bưởi. Đồng thời, xác định được các thông số dộng học bất hoạt vsv đặc trưng trong nước ép bười. Kct quả thu dược trong nghiên cứu này nhàm cung cấp dữ liệu, làm tiền để triển khai ứng dụng.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng Đối tượng của nghiên cứu này là phương pháp OH được dùng để thanh trùng nước ép bươi.2 Phạm vi nghiên cứu Đe có thể triển khai ứng dụng, các nội dung sau được thực hiện như (1) xác định vấn đề, (2) xác định các yếu tố ảnh hường, (3) xác định mô hình, (4) thiết kế chế độ thanh trùng, (5) thực hiện thanh trùng, (6) đánh giá hiệu quả.
Đè hoàn thiện qui trình trẽn cần có yêu cầu đầu vào cụ thể như công suất, công thức nước ép. Trong luận án này, ảnh hưởng của tần sổ, cường độ điện trường, nhiệt độ trong OH đến hiệu quả của quá trình thanh tràng nước ép bưởi được khảo sát và đánh giá ớ qui mô phòng thí nghiệm với phạm vi sau: r Nguyên liệu bười được sử dụng là giông bưởi Năm Roi (Bình Minh, Vĩnh Long). Những tác nhân cần kiểm soát trong nước ép bưởi thanh trùng (pH<4,6) là vi sinh vật gây bệnh (£. Enteritidis), vi sinh vật gây hư hỏng (£.
plantarum) và enzyme (PME) gây hư hỏng nước ép. Xác định điều kiện gia nhiệt OH phù hợp để hạn chế được sự tổn thất các hợp chất hóa học có hoạt tính sinh học trong nước ép bưởi như axít ascorbic, axít citric, polyphenol tồng, narringin, limonin, hoạt tính chống oxy hóa. Xác định các thông số động học bất hoạt những vi sinh vật đích Ket qua thu được trong luận án này là dừ liệu đầu vào để tiến hành thiết kế điều kiện thanh tròng, thực hiện thanh trùng và đánh giá hiệu quả thanh trùng trong các bước triển khai nghiên cứu, ứng dụng tiếp theo.4 V nghĩa khoa học và thực tiên cua đê tài r 1.1 Y nghĩa khoa học Nghiên cứu phương pháp gia nhiệt Ohm đê thanh trùng/tiệt trùng nước ép bưởi đà xác định được: Điện trường trong gia nhiệt Ohm có tác động gia tăng tý lệ bất hoạt s. Hiệu quả bất hoạt vsv và sự phân hủy các hợp chất hóa học đặc trưng trong nước cp bưởi thanh trùng Ohm chịu ánh hương bởi tần số, cường độ dòng điện áp dụng.
Các thông số bất hoạt (D. plantarum trong nước ép bưởi cũng đã được xác định, làm cơ sở cho các nghiên cứu và triển khai ứng dụng tiếp theo.2 Ý nghĩa thực tiễn Đe tài xác định được: Nước ép quả bười được thanh trùng bảng phương pháp gia nhiệt Ohm (OH) có chất lượng cao hơn nước ép được thanh trùng bang phương pháp gia nhiệt thông thường. Thông số thanh trùng Ohm thích hợp đề tăng tỷ lệ bất hoạt vsv, enzyme đồng thời duy trì được các hợp chất hỏa học đặc trưng trong nước ép bưởi được xác định tại tần số 60 Hz, và cường độ điện trường 30 v/cm. Kct quả nghiên cứu đã chi ra OH có thế áp dụng đề duy trì chất lượng nước ép bưởi thanh trùng.
4 CHUÔNG 2 TÓNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN củv Cây có múi là nhóm cây ăn quá có diện tích, san lượng lớn nhất trong sán xuất cây ăn quả nước ta diện tích, sản lượng cây có múi trong cả nước liên tục tãng trong những năm gần đây, với tốc độ tăng trường cao. Tính đến năm 2019, diện tích trồng tăng binh quân 10%/năm (tương ứng 7,3 nghìn ha/năm), săn lượng tăng 12,5%/năm ( tương ứng 69,4 nghìn tấn/năm). Tồng diện tích cây có múi cả nước đến hết năm 2019 đạt 256,86 nghìn ha, chiếm 24,07% tống diện tích cây ăn quà; Tổng sản lượng qua có múi đạt hơn 2,46 triệu tấn. Trong đó, bưởi và cam có diện tích lớn nhất (khoảng 38%) so với các loại quả có múi khác.
Qua có múi nói chung và bưới nôi riêng, hiện nay chủ yếu được tiêu thụ dưới dạng qua tươi tại thị trường nội địa. Gần đây giá các loại trái cây có múi như cam, bưởi bat đầu giảm dan do nguồn cung ra thị trường ngày càng lớn (Theo Cục trồng trọt - 11/12). Do đó, nhằm thúc đẩy phát triển sán xuất cây có múi nói chung và bưới nói riêng cần phát triển công nghệ chế biến đề gia tăng giá trị cho quả bưởi, giải quyết các vấn đề tiêu thụ sản phấm và tăng giá trị kinh tế cho người trồng và người sán xuất.1 Đặc tính hóa, sinh của nước ép bưởi Bưới có tên khoa học là Citrus grandis, dược trồng rộng rãi ờ Trung Quốc, Thải Lan, Việt Nam, Mã Lai. ơ nước ta, nhóm cây ăn quả có múi nói chung, bưởi nói riêng được coi là một trong những loại cây ăn quả chủ lực với nhiều giống bười nổi tiếng như bưởi Đoan Hùng, bưởi Phúc Trạch, bưởi Năm Roi, bười Diễn, bưởi Tân Triều, bưởi Da Xanh.
Bưới cung cấp chất xơ, vitamin c, nhiều vi chất dinh dưỡng bao gồm folate, thiamin, niacin, vitamin B6, riboflavin, axft pantothenic, kali, calcium, phospho, magie, đồng và các chat phytochcmical như flavonoid, carotenoids. Các chat có hoạt tinh sinh học trong bưởi có tác dụng tăng cường sức khòe, giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính và lão hóa [6|,Ị7|.1 Thành phần hóa lý trong nước ép bưởi 2. ỉ Đường và axít hữu cơ Tổng chất rắn hòa tan (TSS), hàm lượng axít (TA), độ chín (TSS/TA) là các thông số 5 chất lượng quan trọng ảnh hưởng đến thị hiểu cùa người tiêu dùng và chất lượng câm quan. Nishad và cộng sự xác định thành phan 16 giống bưởi và đà công bo TSS của bưởi dao động từ 8,27-12,12 °Brix.
TA trong bưới dao động từ 0,48-0,96%. Nước ép bưởi chứa bốn axít hữu cơ chính bao gồm: axít citric, axít malic, axít succinic và axít ascorbic. Trong đó, axít citric là axít chính, chiếm hàm lượng lớn, dao động tù 5,92-11,71 g/L. Axít malic chiếm ưu thế thứ hai và dao động từ 0,47-1,47 g/L, tiếp theo là axít ascorbic (0,06-0,43 g/L) và axít succinic (0,125-0,38 g/L) [8],[9J.
Axít hữu cơ không chí ánh hường đến hương vị nước quà mà còn ảnh hưởng đến điều kiện chế biến và bảo quàn. Đường tổng trong các giống bười dao động từ 49,96-102,76 g/L.