Chọn chế độ tiệt trùng

Chọn được một chế độ tiệt trùng hợp lý, có nghĩa là đảm bảo được yêu cầu tiêu diệt các vi sinh vật có hại trong đồ hộp đó, đồng thời các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất nhất, phẩm chất sản phẩm tốt nhất.

---

Chọn nhiệt độ tiệt trùng

Tất cả các loại thực phẩm đem đóng hộp đều là môi trường sống của các loại vi sinh vật. Mặc dù có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của vi sinh vật, trong đó độ acid ảnh hưởng rất lớn, nên độ acid là yếu tố quan trọng trong việc chọn nhiệt độ tiệt trùng.

Người ta chia sản phẩm đồ hộp thành 2 nhóm theo độ acid hoạt động của sản phẩm, để làm cơ sở cho việc chọn nhiệt độ tiệt trùng :

• Nhóm sản phẩm đồ hộp không chua và ít chua có pH >= 4,2
• Nhóm sản phẩm đồ hộp chua có pH < 4,2

Chế đô tiệt trùng của từng nhóm

• Đối với các loại đồ hộp thuộc nhóm không chua hay ít chua, tức là có môi trường pH >= 4,2 (như đồ hộp thịt, cá, một số đồ hộp rau.): vi sinh vật phát triển mạnh trong môi trường này đều là các vi sinh vật chịu nhiệt. Trong đó loại nguy hiểm hơn cả, có hại đến sức khỏe người sử dụng là những bào tử của loại vi khuẩn Clostridium botulinum có khả năng phân giải protein, là loại vi sinh vật chịu nhiệt nguy hiểm nhất, được các nước trên thế giới coi là đối tượng chủ yếu phải loại trừ, và tiêu diệt nha bào của nó được coi là tiêu chuẩn tiệt trùng tối thiểu. Mặc dù nó không phải là đại diện ưa nóng nhất của nhóm vi sinh vật lên men thối. Trong đồ hộp thịt, cá, ta còn có thể gặp các loại vi khuẩn yếm khí gây thối hỏng đồ hộp như Clostridium sporogenes bền với nhiệt hơn cả Clostridium botulinum.

Ngoài ra ở các loại đồ hộp có độ acid hoạt động không cao lắm, cũng thường có các loại vi khuẩn bền với nhiệt như Clostridium thermosaccharolyticum thuộc nhóm yếm khí ưa nhiệt, có tác dụng phân hủy glucid. Và loại hiếu khí ưa nhiệt như loại Bacillus stearothermophillus, là loại vi sinh vật làm hỏng đồ hộp.

Do đó đối với các loại đồ hộp có môi trường pH > 4,2 cần phải có nhiệt độ cao mới tiêu diệt được các loại vi sinh vật ưa nhiệt gây hư hỏng đồ hộp. Nhiệt độ đó vào khoảng 110^oC – 121^oC, có một số loại lên đến 125^oC – 130^oC được gọi là quá trình tiệt trùng.

• Đối với các loại đồ hộp thuộc nhóm chua, tức là có môi trường pH < 4,2 (như đồ hộp quả, cà chua, rau muối chua): các vi khuẩn chịu nhiệt không những không phát triển được mà tính chịu nhiệt của chúng cũng giảm đi, nên nó dễ dàng bị tiêu diệt khi nâng cao nhiệt độ. Các loại nấm men, nấm mốc tuy có thể phát triển mạnh được trong môi trường acid, nhưng hầu hết là kém bền đối với nhiệt. Nên có thể tiệt trùng các loại đồ hộp có độ acid cao ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt dộ tiệt trùng các loại đồ hộp ít chua. Nhiệt độ đó thường ở nhiệt độ 100^oC hoặc thấp hơn, khoảng 75 – 80^oC trở lên.

Có một số trường hợp đặc biệt:

• Đồ hộp nước cà chua giải khát, có pH từ 4.0 – 4.5, do đặc tính dinh dưỡng đây là môi trường rất tốt cho Clostridium botulinum phát triển. Cần tiệt trùng ở 121^oC như là thực phẩm ít chua.
• Đồ hộp nước mơ đục, có pH từ 3.8-3.9, cũng là môi trường cho các botuliz phát triển, do đó cần tiệt trùng ở 110^oC.
• Sốt dầu dấm chế biết từ rau tươi, có pH từ 3.7-4.0, cần được tiệt trùng ở 112^oC – 121^oC.
• Cà chua cô đặc có pH khoảng > 4.2, nhưng lại chỉ cần thanh trùng ở 100^oC vì đây không phải là môi trường cho các vi sinh vật yếm khí phát triển.

Khi xác định nhiệt độ tiệt trùng, phải chú ý nhiệt độ đó phải là nhiệt độ của cả khối sản phẩm cần được tiệt trùng, phải là nhiệt độ ở vị trí trung tâm của hộp (đối với đồ hộp sản phẩm đặc thì vị trí trung tâm là ở giữa hộp, đối với đồ hộp sản phẩm lỏng thì vị trí trung tâm nằm ở 2/3 của hộp). Trong thực tế, nhiệt độ ở vị trí này gần bằng nhiệt độ ở thiết bị thanh trùng đối với đồ hộp lỏng, hoặc thấp hơn nhiệt độ ở thiết bị tiệt trùng 0,5 – 1,5^oC đối với đồ hộp đặc.

Các phương thức thanh trùng và tiệt trùng:

• Tiệt trùng: nhiệt độ > 100^oC.
• Thanh trùng: nhiệt độ < 100^oC.
• Tiệt trùng gián đoạn: đồ hộp được gia nhiệt 2 – 3 lần, mỗi lần cách nhau 20 – 28 hrs. Mỗi lần gia nhiệt thời gian ngắn, nên không làm ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm.

Ví dụ:

• • Đồ hộp mơ, nước đào: gia nhiệt 1 lần ở 100^oC, 40 – 50 min.; gia nhiệt 3 lần ở 100^oC, trong 5min /lần
  • Đồ hộp thịt heo philet:
    • gia nhiệt ở 115 –  121^oC. Cho sản phẩm mềm
    • gia nhiệt 1 lần ở 100^oC, 60 – 70 min. – giữ 20-28hrs ở nhiệt độ phòng (18- 20^oC); gia nhiệt 2 lần ở 100^oC, trong 60-70min. Sản phẩm đạt đuọc độ mềm, dai chắc.

Đây là loại đồ hộp 3/4, thời gian bảo quản ngắn, 3-6 tháng, ở nhiệt độ < 15^oC; 1 năm, ở nhiệt độ 0-5^oC

Chọn thời gian tiệt trùng

Ở một nhiệt độ tiệt trùng nhất định, vi sinh vật trong đồ hộp thường không bị tiêu diệt ngay tức thời, mà cần phải có một thời gian nhất định gọi là thời gian tiệt trùng hay thời gian tác dụng nhiệt, ký hiệu là t (phút).

Trong quá trình tiệt trùng, sản phẩm đựng trong đồ hộp, không được đun nóng tức thời tới nhiệt độ tiệt trùng cần đạt được, mà nhiệt lượng phải truyền dần từ môi trường đun nóng, qua bao bì vào lớp sản phẩm bên ngoài, rồi vào tới khu vực trung tâm của đồ hộp. Quá trình này phải mất một thời gian, gọi là thời gian truyền nhiệt (ký hiệu là t₁). Khi khu vực trung tâm của đồ hộp đạt tới nhiệt độ thanh trùng, thì giữ ở nhiệt độ đó trong một thời gian nhất định, gọi là thời tiêu diệt (ký hiệu là t₂).

Như vậy thời gian tiệt trùng tổng quát của đồ hộp (hay thời gian đồ hộp chịu tác dụng nhiệt) bao gồm thời gian truyền nhiệt (t₁) và thời gian tiêu diệt (t₂)

t = t₁ + t₂ (phút)

Nhưng trong thực tế, ngay trong thời gian truyền nhiệt, một số vi sinh vật có trong đồ hộp cũng bị tiêu diệt, do tác dụng của nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phát triển của vi sinh vật đó. Vì vậy thời gian thanh trùng thực tế nhỏ hơn tổng của thời gian truyền nhiệt và thời gian tiêu diệt.

t_tt < t₁ + t₂

Muốn xác định được chính xác thời gian tiệt trùng t, cần phải khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới thời gian truyền nhiệt t₁ và thời gian tiêu diệt t₂ đối với đồ hộp cần tiệt trùng.

Mối quan hệ giữa thời gian và nhiệt độ tiệt trùng là mối quan hệ tương quan tỷ lệ nghịch. Tuy nhiên khi nhiệt độ tăng thì thời gian tiệt trùng giảm đi rất nhiều. Ví dụ, trong trường hợp của Clostridium botulinum (còn được mệnh danh là vi khuẩn ăn thịt), thì các thông số khảo sát cho thấy:

Nhiệt độ	độ C	100	104	106	110	116	118	120	121.1	124	127
Thời gian tiêu diệt bào tử	Phút	330	150	100	36	10	5.27	4	2.78	1.45	0.78

Nguồn: Food Safety: A Practical and Case Study Approach By Richard J. Marshal

Cần lưu ý là thời gian được tính từ khi nhiệt độ tâm sản phẩm đạt theo yêu cầu.

Áp suất đối kháng

Thực phẩm đựng trong hộp bao gồm các thành phần : chất rắn, chất lỏng, chất khí. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các áp suất riêng phần và sự dãn nở của các cấu tử đó tăng lên, làm cho áp suất chung trong bao bì đựng sản phẩm tăng lên. Áp suất này (có thể tới 2 atm) có thể làm cho bao bì sắt tây bị biến dạng, bao bì thủy tinh bị nứt, vở. Vì vậy ta cần tạo ra áp suất trong thiết bị tiệt trùng (căn cứ vào tính chất của bao bì, thành phần của sản phẩm đựng trong hộp và nhất là nhiệt độ thanh trùng) bằng hay gần bằng áp suất dư đã tăng lên trong hộp, áp suất này gọi là áp suất đối kháng, thường vào khoảng 0,4 – 1,4 atm.

* Khi xác định được các thông số của một chế độ tiệt trùng đồ hộp, ta ghi lại thành công thức thanh trùng tổng quát :

a: Thời gian đuổi không khí ra khỏi thiết bị tiệt trùng (bằng hơi nước), tính bằng phút.

Thời gian đuổi khí thường kéo dài : 5 – 10 phút

Nếu tiệt trùng trong thiệt bị hở (bằng nước) thì không có thời gian đuổi khí a.

A: Thời gian nâng nhiệt độ, trong thiết bị tiệt trùng đã chứa đồ hộp, từ nhiệt độ ban đầu tới nhiệt độ tiệt trùng cần thiết (phút).

B: Thời gian giữ nhiệt độ không đổi trong thiết bị thanh trùng (phút).

C: Thời gian hạ nhiệt từ nhiệt độ tiệt trùng tới nhiệt độ có thể lấy đồ hộp ra (phút).

T^o: Nhiệt độ tiệt trùng (^oC)

p: Áp suất đối kháng cần tạo ra trong thiết bị tiệt trùng (atm)

Nguồn tham khảo: https://voer.edu.vn/c/chon-che-do-thanh-trung/f05253f3/f9bde40a

Nguyen Le Ha – Nguyên lý sản xuất đồ hộp