Đề tài Bao gói thịt cá

MỤC LỤC I. GIỚI THIỆU Công nghệ bao gói thịt đã phát triển nhanh trong hai thập kỷ qua mặc dù vật liệu bao bì và hệ thống các nguyên tắc đóng gói cơ bản của các loại thực phẩm thịt vẫn giữ nguyên. Đóng gói thịt tươi được thực hiện để làm chậm sự hư hỏng, cho phép enzyme hoạt động để cải thiện tính mềm của thịt, giảm tổn thất trọng lượng và đảm bảo màu của oxymyoglobin hay màu đỏ hồng đào trong các loại thịt đỏ khi bán lẻ và thỏa mãn yêu cầu khách hàng (Brody, 1997). Khi xem xét các sản phẩm thịt chế biến, các yếu tố như mất nước, sự oxy hóa lipid, biến màu và mất mùi hương phải được đưa vào tính toán. (Mondry, 1996). Nhiều hệ thống đóng gói thịt hiện đang tồn tại, mỗi hệ thống có thuộc tính và các ứng dụng khác nhau. Các hệ thống này thay đổi từ bao bì overwrap cho việc bảo quản lạnh ngắn hạn đến các sản phẩm bán lẻ đến bao gói với khí quyển chứa 100% CO2 để bảo quản dài hạn(Payne et al., 1998). Mối quan tâm đáng kể đã phát triển gần đây trong lĩnh vực thương mại hóa các loai thịt chế biến được bày bán sẵn sàng. Gói sản phẩm được chuẩn bị tại nhà máy thịt và từ đây được đưa thẳng đến siêu thị để bày bán. Các khái niệm bao gói thịt tươi tập trung đã gần như bắt đầu ngay lập tức sau khi người bán thịt chuyển đến các hậu phòng siêu thị mới mọc lên vào những năm 1950. Thịt và sự chuyển động của công nghiệp bán lẻ trước việc bao gói và phân phối tập trung đã dẫn đến một mối quan tâm tăng lên với những hệ thống bao gói mới mà có thể có tiềm năng ứng dụng vào tương lai. Yêu cầu của người tiêu dùng tại thời điểm mua thịt tươi là có thể nhìn thấy hình thái bên ngoài của sản phẩm, do đó màu thịt tươi phải được duy trì trong suốt quá trình làm lạnh, phân phối và bày bán lẻ nếu hệ thống bao gói bảo quản có hiệu quả. Thời hạn sử dụng dài hơn cũng cần thiết cho việc vận chuyển gần hay xa. Phương pháp bao gói khí quyển điều chỉnh cũng như bao gói chân không đã được lựa chọn. Sự thay đổi từ quá trình chế biến bán lẻ đến quá trình chế biến tập trung cũng dẫn đến việc đưa ra những hệ thống bao bì chủ đạo. Các hệ thống này bao gồm những khay được phủ lên lớp màng mỏng có khả năng thấm khí, bên trong khay có một bầu khí quyển được điều chỉnh. Đây có thể là hình thức cao hơn phương pháp MAP, với điều kiện thịt duy trì một hình thái sản phẩm có thể chấp nhận được trong một thời gian đủ dài sau khi gói lớn được mở ra và khay riêng lẻ được bày bán. Lựa chọn cách bao gói bảo quản thích hợp cho một loại thịt tươi/chế biến cụ thể cho một thị trường tương thích cụ thể đòi hỏi kiến thức về các quá trình gây hại cho sản phẩm, điều kiện vệ sinh chung của sản phẩm khi nó được đưa vào đóng gói và nhiệt độ cần cho bảo quản và phân phối. Sở thích chi phối người tiêu dùng trong việc tiêu thụ thực phẩm hàng ngày (sau vị ngon và tính an toàn) là sự tiện lợi. Người tiêu dùng muốn thức ăn nhanh và dễ dàng (Kinsey, 1997). Các đơn vị gia đình đã giảm hơn vào những năm gần đây và nhiều người đang sống một mình. Hiện nay có nhiều phụ nữ trong lực lượng lao động, họ không mong muốn chuẩn bị thức ăn phức tạp mỗi buổi tối. Công việc và cuộc sống ngày càng bận rộn cũng góp phần vào sự đòi hỏi tiện dụng. Do đó các gói nhỏ trong các đơn vị bày bán lẻ là sự lựa chọn tiện ích cho người tiêu dùng. Bao gói thịt tập trung cung cấp một số lợi thế đáng kể cho ngành công nghiệp và người tiêu dùng. Đối với ngành công nghiệp, chi phí tổng thể của sản xuất đều giảm. Chi phí vận chuyển thấp và sự bốc hơi và mất mát do sự rỉ dịch cũng được giảm đáng kể. Ngoài ra còn có phát minh được cải tiến và sản phẩm được kiểm soát bằng việc sử dụng của hệ thống chuyển động bằng máy điện toán. Điều này dẫn đến dự đoán chính xác về trữ lượng cần thiết và tất cả có thể được thực hiện từ vị trí trung tâm. Sản xuất tập trung cũng mang lại tính kinh tế của lao động trong công nghiệp. Nhân viên làm việc với tốc độ cao, dây chuyền tự động, và an toàn cao hơn đạt được do có sự giám sát chặt chẽ. Những lợi thế cho người tiêu dùng bao gồm vệ sinh tốt hơn và nâng cao vị ngon của sản phẩm do kiểm soát được sự lão hóa của sản phẩm. Việc lựa chọn sản phẩm có sẵn cho người tiêu dùng cũng đã cải thiện. Cách đây mười lăm đến hai mươi năm, chỉ có thịt gia cầm tươi được bày bán trong các bao bì. Tuy nhiên, ngày nay một loạt các sản phẩm thịt heo, cừu, bò tươi và chế biến cũng có sẵn. Do đó các yếu tố chính đóng góp vào suy giảm chất lượng thịt tươi như sự biến màu, nhiễm vi sinh và mất mát do rỉ dịch sẽ dẫn đến mất lợi nhuận. Nói cách khác các loại thịt chế biến cần được bảo vệ nhằm ngăn chặn sự nhiễm khuẩn, quá trình oxy hóa, mất nước, biến màu và mất mùi hương để đảm bảo có những sản phẩm chất lượng tốt, có sẵn cho người tiêu dùng. Trước khi cân nhắc các dạng bao bì sẽ được dùng để đóng gói sản phẩm thực phẩm thịt, việc các yếu tố xác định chất lượng tuổi thọ của một sản phẩm thịt cụ thể được xem xét, đo và định lượng là rất quan trọng. Với mục đích này các yếu tố chất lượng thịt đối với thịt tươi và những sản phẩm thịt chế biến là khác nhau. II. THỊT TƯƠI LÀ CƠ CHẤT CỦA VI SINH VẬT Thịt tươi là đối tượng hóa học nhạy cảm với oxy, cung cấp cơ chất tốt cho sự sinh trưởng của vi sinh vật, cho phép vi khuẩn nhiễm trên thịt kéo dài thời gian sống trong điều kiện nhiệt độ và môi trường hiếu khí. Sự sinh trưởng của các loài vi sinh vật sẽ gây hư hỏng cho sản phẩm và gây nên mối nguy cho sức khỏe người tiêu dùng. 1. Các thành dinh dưỡng của thịt Thịt là môi trường chứa khá đầy đủ chất dinh dưỡng và là môi trường rất thuận lợi cho sự phát triển của các loài vi sinh vật Bảng 1 Thành phần dinh dưỡng của một số loại thịt Bảng 2 Thành phần các acid amin trong thịt Bảng 3 Hàm lượng khoáng trong một số loại thịt Bảng 4 Hàm lượng vitamin trong thịt và sản phẩm phụ Tất cả các vi sinh vật gây hư hỏng thịt điều sử dụng các thành phần khối lượng phân tử nhỏ, hòa tan của mô cơ cho sự sinh trưởng đặc biệt là glucose và acid amine. Nói chung glucose là cơ chất được sử dụng trước tiên. Khi số lượng vi khuẩn trên bề mặt thịt đủ để chúng tiêu thụ glucose nhanh hơn lượng glucose khuếch tán từ trong mô cơ thì chúng bắt đầu tấn công đến các aminoacid và giải phóng ra một lượng lớn amoniac và một lượng nhỏ amin và hợp chất lưu huỳnh có mùi hôi. Do vậy hàm lượng glucose trong thịt là yếu tố tới hạn để xác định mối quan hệ giữa sự phát triển của hệ vi sinh vật gây hư hỏng và thời gian bắt đầu hư hỏng hay nói cách khác nó là chỉ tiêu xác định sự hư hỏng của thịt. Trong thịt pH thường, nồng độ glucose thay đổi giữa khoảng 1001000, nồng độ này trong thịt bò thường thấp, nồng độ glucose ở thịt cừu ở mức trung bình, thịt heo nồng độ glucose thường cao. Khi nồng độ glucose ban đầu trong thịt đạt đến 1000 và số lượng vi khuẩn đạt đến thì sự biến mùi và sự hình thành chất nhờn diễn ra đồng thời. Ngược lại khi pH thịt cao ví dụ như thịt DPD hàm lượng glucose thấp và sự hư hỏng xảy ra khi số lượng vi khuẩn đạt đến . 2. pH Sự sinh trưởng của các vi sinh vật kị khí và hiếu khí đặc biệt Pseudomonas ssp và vi khuẩn lactic không nhạy cảm với pH thịt tươi từ (5.37.0). pH thịt ít ảnh hưởng đến sự tấn công của vi sinh vật gây hư hỏng trong môi trường hiếu khí nhưng ảnh hưởng nghiêm trọng dưới điều kiện kị khí . 3. Hoạt độ nước Đối với hầu hết các vi sinh vật gây hư hỏng thịt, giá trị hoạt độ nước đều lớn hơn 0.98 là tối ưu cho quá trình phát triển. Vì thịt tươi có aw lớn hơn giá trị trên nên để kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật nên việc giảm hoạt độ nước cần phải được kĩ thuật hóa bằng cả hai cách sấy hoặc bổ sung lượng chất tan như đường hoặc muối. Vi khuẩn gây hư hỏng trong thit làm lạnh rất nhạy với aw thấp trên bề mặt của thịt. Tuy nhiên khi sản phẩm được bao gói để ngăn chặn sự thoát ẩm, bề mặt khô không quan trong nữa trong việc kiểm soát sự hư hỏng vi sinh. Bảng 5 Giá trị pH và aw thấp nhất cho sự phát triển của các loài vsv gây hư hỏng thịt 4. Những loài vi sinh vật ban đầu Những nguồn chính nhiễm vi sinh là chính quá trình giết mổ, công nhân, môi trường làm việc. Hầu hết các vi sinh vật nhiễm lúc đầu này không thể phát triển ở nhiệt độ lạnh. Tuy nhiên một vài vi sinh vật chịu lạnh vẫn có thể tồn tại và phất triển gây hư hỏng. theo khu vực nhiệt độ, tỉ lệ vi sinh vật chịu lạnh nằm trong khoảng 1% vào mùa hè và 10% vào mùa đông. 5. Các loài gây hư hỏng Đáng chú ý rằng nhiều quốc gia đi dến một giải pháp chung về vấn đề hư hỏng vi sinh trên thịt tươi. Phương pháp bảo quản cổ điển bao gồm sấy, xông khói, ướp muối, xử lý, lên men, ướp đá hoặc lạnh đông. Những quá trình này đều làm giảm cơ chất cần thiết cho vi sinh vật bằng cách giảm aư, thay đổi độ acid, bổ sung chất độc, hoặc giảm nhiệt độ. Tuy nhên những quá trình này ngoại trừ làm lạnh đều tạo ra các chất với mùi khác với mùi thịt tươi. 6. Nhiệt độ Hư hỏng vi sinh của thịt có thể ngăn chặn nếu thịt được lạnh đông đến nhiệt độ quá thấp cho sự phát triển của vi sinh vật. Thời gian bảo quản thịt có thể kéo dài bằng bảo quản lạnh. Bảo quản lạnh thịt ở nhiệt độ từ -2 50C ngăn chặn sự sinh trưởng của các tác nhân gây hại và trì hoãn sự bắt đầu gây hư hỏng. Vi sinh vật gây hư hỏng phát triển được trong môi trường lạnh gồm có vi sinh vật chịu lạnh nhiễm trên da của thú bị giết mổ hoặc nhiễm trên thịt trong quá trình chế biến. Hư hỏng vi sinh ảnh hưởng bởi lượng và loại vi sinh vật nhiễm trên thịt. Tỉ lệ vi sinh vật chịu lạnh trên thịt xác đinh thời gian bắt đầu gây hư hỏng. Ở nhiệt độ lạnh, thịt sẽ hư hỏng nhanh nếu có Pseudomonas spp. Vi sinh vật này có tiềm năng gây hư hỏng rất cao vì chúng sản xuất ra những chất trao đổi có hại khi chúng phát triển trên thịt. Bảng 6 Nhiệt độ tối thiểu cho các vi sinh vật trong thit phát triển Bảng 7 Tác động của nhiệt độ lên các loài vi sinh vật gây hư hỏng thịt của sản phẩm thịt gà tây bảo quản lạnh và lạnh đông. 7. Môi trường khí Những khí ảnh hưởng đáng kể đến sự hư hỏng thịt là oxy, CO2, N2. Oxy là chất nhận điện tử cần thiết cho sự phất triển của vi sinh vật hiếu khí bất buộc. Do vậy thiết lập môi trường thiếu oxy sẽ ngăn chặn sự phát triển Pseudomonas. Đối với vi sinh vật kị khí như Shewanella putrefaciens cũng dùng oxy làm chất trao đổi điện tử, nhưng nếu thiếu oxy thì sẽ xảy ra quá trình lên men. Khi pH thịt lớn hơn 6.0, kèm theo sự sinh trưởng của Shewanella putrefaciens là sự sinh ra H2S và kết quả là tạo ra sự biến màu xanh trên thịt do hình thành sulfmyoglobin. Brochothrix thermosphacta, cũng như một số vi khuẩn đường ruột chịu lạnh sẽ làm gia tăng hư hỏng trên thịt thiếu oxy ở pH thịt khoảng 5.8. CO2 kìm hãm sự phát triển của nhiều vi sinh vật nhưng vì tất cả các vi sinh vật nhạy với CO2 không như nhau nên việc tăng nồng độ của khí này trong lúc bao gói thay đổi theo loài vi sinh vật. Pseudomonas đặc biệt nhạy với sự thay đổi này trong khi các vi khuẩn lactic không bị ảnh hưởng trong khoảng rộng. Bằng việc tăng hàm lượng CO2 trong quá trình bao gói, tiềm năng gây hư hỏng của vi khuẩn lactic giảm. Dưới điều kiện kị khí tỉ lệ sinh trưởng của Pseudomonas giảm mạnh khi nồng độ CO2 tăng lên 20% nhưng nếu nồng CO2 tăng thêm nữa thì cũng không có hiệu quả hơn nữa. Trong hệ thống kị khí ngược lại sự kìm hãm ảnh hưởng lên vi sinh vật kị khí tăng lên đáng kể. Bảng 8 Khả năng ức chế vi sinh vật của khí CO2 Nitơ và các khí trơ khác tự nó không có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn. Tuy nhiên nhờ việc thay thế một phần oxy trong khí quyển nó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật bằng cách giảm nồng độ oxy trong bao bì chứa sản phẩm. Ngoài ra khí nitơ còn giúp bao bì phồng lên. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG THỊT TƯƠI VÀ THỊT CHẾ BIẾN Các yếu tố phải được giải quyết trong bảo quản thịt tươi được làm lạnh là giữ hình thái sản phẩm luôn tươi, hấp dẫn đối với các sản phẩm được bày bán và làm trì hoãn quá trình gây hư hỏng. Giảm thiểu tối đa thất thoát về dinh dưỡng cũng như khối lượng cũng là mối quan tâm kinh tế bởi vì các thiệt hại đó có thể làm gia tăng chi phí của sản phẩm. Trong thời gian lưu trữ, các loại thịt chế biến bị giảm giá trị thứ nhất là vì biến màu, thứ hai là vì biến mùi do quá trình oxy hóa chất béo và thứ ba là do sự phá hủy của vi sinh vật. Sự biến màu Khi mua thịt, nhìn vào màu sắc của thịt người tiêu dùng sẽ đánh giá chất lượng thịt tươi. Màu sắc của thịt đỏ tươi là điều quan trọng nhất trong tiếp thị vì nó là thuộc tính chất lượng đầu tiên mà người tiêu dùng có thể nhìn thấy được, xem nó như là một dấu hiệu của sự tươi và bổ ích. Màu sắc của thịt tươi không phải lúc nào cũng tương quan với chất lượng thịt ăn, tuy nhiên người tiêu dùng vẫn yêu cầu rằng thịt bò có màu đỏ hồng đào, thịt cừu có màu đỏ gạch và thịt lợn và thịt gà màu hồng đồng nhất. Màu sắc thịt phụ thuộc vào lượng và dạng của myoglobin, một chất màu với nhiều dạng tồn tại khác nhau. Hình 1 Cấu trúc myoglobin Hình 2 Cấu trúc oxymyoglobin Bảng 9 Hàm lượng myoglobin trong một số loại thịt theo loài và theo tuổi Loại Lượng myoglobin (mg/g) Màu Loại Lượng myoglobin (mg/g) Thịt heo 2 Đỏ hồng đào Thịt bê 2 Thịt cừu 6 Đỏ nhạt Thịt bê (non) 4 Thịt bò 8 Đỏ anh đào Thịt bò (non) 8 Thịt bò (già) 18 Myoglobin có liên quan với việc lưu trữ và vận chuyển oxy trong mô cơ. Nồng độ myoglobin thay đổi giữa các loài và giữa các loại cơ bắp. Thịt gà, thịt heo và thịt bò có chứa tương ứng 0,01; 1-3; và 3-6 mg/g myoglobin. Deoxy-myoglobin hay myoglobin dạng khử có màu tía và là màu sắc đặc trưng của cơ bắp thiếu oxy. Nó là màu kỳ vọng đạt được trong thịt được bao gói chân không. Khi oxy được đưa vào hoặc khi thịt được tiếp xúc với không khí, deoxymyoglobin bị oxy hóa trở thành oxymyoglobin có màu đỏ hồng đào, màu mà người tiêu dùng mong đợi khi mua sản phẩm. Nếu oxy bị khử, oxymyoglobin phục hồi màu myoglobin sẫm trở lại. Trong một khoảng thời gian và dưới điều kiện không khí có thể thay đổi từ vài giờ đến vài ngày, oxymyoglobin tiếp tục bị oxy hóa mạnh hơn tạo thành metmyoglobin. Đây là sắc tố chịu trách nhiệm về sự biến màu nâu của sản phẩm đồng nghĩa với thịt phi thương phẩm (Kerry et al., 2000). Deoxy-myoglobin và oxymyoglobin là những protein chứa heme trong đó có mặt Fe2+, trong khi metmyoglobin chứa Fe3+. Việc chuyển đổi các màu của các dạng hợp chất đều do quá trình oxy hóa. Myoglobin có thể nhanh chóng kết hợp với oxy hoặc mất oxy để cân bằng với áp suất riêng phần của oxy mà nó tiếp xúc (Livingston and Brown, 1981). Sự hình thành của metmyoglobin trên giống bò M. semitendinosus đạt tối đa khi áp suất riêng phần O2 của 6mm Hg ở 0ºC. Thịt có thể được duy trì trong áp suất O2 cao hơn hoặc nồng độ O2 rất thấp để tránh sự biến màu do oxy phá hoại. Phần thịt lợn thăn được lưu giữ trong bầu khí quyển CO2 với 1,0, 2,8 và 4,0% O2 sau 12 ngày tất cả đều biến màu (Sorheim et al. 1995). Hình 3 Màu sắc của thịt ở các dạng khác nhau của myoglobin Hình 4 Các biến đổi myoglobin làm thay đổi màu sắc thịt Chất màu của các loại thịt đã qua xử lý, nitrosylmyoglobin ổn định trong sự vắng mặt của oxy hoặc dưới môi trường chân không nhưng quá trình oxy hóa thành metmyoglobin xảy ra nhanh chóng khi có mặt oxy. Tốc độ quá trình oxy hóa tăng đáng kể khi áp suất oxy càng tăng. Độ ẩm thấp và nhiệt độ lưu trữ cao có thể gây ra biến màu nâu trên bề mặt do thay đổi hóa học và mất nước. Nitrosylmyoglobin nhạy cảm với ánh sáng hơn so với myoglobin; thịt đã xử lý có thể phai màu trong một giờ trong điều kiện có ánh sáng tại nơi bán lẻ. Vì ánh sáng làm thay đổi tốc độ quá trình oxy hóa khi có mặt oxy, nên việc bao gói chân không hoặc sử dụng khí trơ sẽ giúp giảm ảnh hưởng. Để thịt được bao gói chân không trong bóng tối cho 1 - 2 ngày trước khi bày bán cho phép oxy còn sót lại trên bề mặt bị cạn kiệt do các vi sinh vật và hoạt động tế bào, làm giảm sự biến màu ở thịt. Mức độ quang hóa sắc tố thịt nitrosyl bị ảnh hưởng mạnh bởi áp suất oxy trên các sản phẩm thịt đã xử lý, nhưng nó có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng các màng mỏng có tốc độ truyền oxy thấp kết hợp với bao gói chân không hoặc sử dụng khí quyển điều chỉnh không có oxy hoặc bao gói tương tác với những chất hấp phụ oxy. 2. Sự oxy hóa lipid Nếu bảo quản nhiệt độ thấp thì sự biến màu của thịt cũng như sự phát triển của vi sinh vật là không đáng kể nhưng sự oxy hóa lipid vẫn xảy ra. Do thời gian bảo quản lạnh ngắn nên ảnh hưởng của quá trình oxy hóa lipid lên chất lượng sản phẩm là không đáng kể nhưng đối với bảo quản lạnh đông do thời gian bảo quản dài nên sẽ ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng sản phẩm. Oxy hóa lipid là một nguyên nhân chính của suy giảm chất lượng trong các loại thực phẩm thịt dẫn đến mùi hôi, mùi vị lạ cũng như sự biến màu và hư hỏng cấu trúc. Sự oxy hóa lipid trong cơ thể và trong thịt được bắt đầu bởi phospholipid chưa bão hòa ở màng tiểu tế bào. Ngay trước khi giết mổ và giai đoạn sau giết mổ, quá trình oxy hóa trong phospholipid chưa bão hòa không còn được kiểm soát chặt chẽ nữa và cân bằng giữa yếu tố oxy hóa và khả năng chống oxy hóa có thể sẽ thiên về quá trình oxy hóa. Ở giai đoạn này không chắc chắn rằng cơ chế tự bảo vệ tồn tại trong động vật sống vẫn hoạt động (Morrissey et al., 1998). Việc lóc xương, thái nhỏ thịt, tái cấu trúc hay nấu ăn có thể gây ra sự gián đoạn đáng kể trong cấu trúc khoanh vùng của tế bào, tạo điều kiện cho quá trình oxy hóa các acid béo chưa bão hòa dẫn đến việc tạo ra các gốc tự do và lan truyền nhanh các phản ứng oxy hóa. Các sản phẩm chính của quá trình oxy hóa lipid là hydroperoxide, sản phẩm này có thể phân hủy thành các sản phẩm bậc hai như aldehyde, rượu, hydrocarbon và xeton. Những sản phẩm bậc hai được hình thành trong quá trình oxy hóa này góp vào sự phát sinh mùi vị lạ trong quá trình bảo quản. Mùi vị lạ đặc biệt phát triển nhanh chóng trong thịt đã được tiền xử lý, ướp lạnh, lưu trữ và hâm nóng. Giới hạn WOF (Warmed-Over Flavour) đã được áp dụng để xác định sự suy giảm hương vị của sản phẩm. Sự tự oxy hóa của màng phospholipid là kết quả của sự hình thành WOF. Các acid béo đa bất bão hòa từ phospholipid phân cực là yếu tố đầu tiên dẫn đến sự xuất hiện của mùi vị lạ trong thịt nguyên liệu và thịt đã nấu chín (Renerre and Ladabie, 1993). Sự oxy hóa lipid thường không phải là một yếu tố hạn chế trong các khay sản phẩm được phủ màng thấm khí thông thường vì màng thấm khí cho phép các chất dễ bay hơi thoát ra khỏi bao bì. Tuy nhiên với cách bao gói khí quyển điều chỉnh, các sản phẩm dễ bay hơi được giữ lại bao bì và có thể bị phát hiện bởi người tiêu dùng khi mở bao bì ra (Zhao et al., 1994). Những mùi hôi có thể tăng thông qua tương tác phức tạp của các chất dễ bay hơi trong sản phẩm với các khí trong môi trường khí quyển điều chỉnh trong bao bì. Bảo quản thịt trong khí quyển O2 cao làm giảm thời gian sử dung sản phẩm do quá trình oxy hóa lipid. Malonaldehyde trong các mẫu thịt bò bao gói theo phương pháp khí quyển điều chỉnh tăng nhanh hơn so với bao gói chân không. Striploins thịt bò được đóng gói trong khí quyển chứa 80% O2 và 20% CO2 tại 3ºC mùi vị lạ phát triển mạnh là kết quả của oxy hóa lipid. Các loại thịt được nấu chín hoặc xử lý áp suất dễ bị oxy hóa hơn các loại thịt tươi. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ oxy hóa lipid bao gồm ánh sáng, nồng độ oxy, nhiệt độ cao, sự hiện diện của chất xúc tác và hoạt độ của nước. Kiểm soát các yếu tố này có thể làm giảm đáng kể mức độ oxy hóa lipid trong thực phẩm. Chất xúc tác chứa haeme như myoglobin, hemoglobin và cytochrome cũng có thể gây ra quá trình oxy hóa. Nitrit được thêm vào thịt trong quá trình chế biến được cho là để ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid hoặc ngăn chặn sự suy giảm hương vị, biến màu của thịt. Bao gói chân không hoặc khí quyển điều chỉnh thiếu oxy sẽ giảm quá trình oxy hóa lipid của thịt đã xử lý nhiệt một cách hiệu quả. Thậm chí nếu thịt xử lý nhiệt sơ bộ đặt trong một môi trường thiếu ôxy, quá trình oxy hóa vẫn xảy ra do oxy dư trong sản phẩm và bao bì. Nồng độ còn lại của oxy trong sản phẩm bao gói MAP bình thường là 0,5 - 2,0%. Sự ổn định oxy hóa có thể được cải thiện tốt hơn nếu sử dụng nguồn nguyên liệu có tính bền oxy hóa nội tối ưu, đạt được bằng cách cung cấp vitamin E ở mức cao trong chế độ ăn uống của gia súc hay gia cầm. Hiệu ứng đồng vận kết hợp của việc bổ sung acetate c-tocopheryl vào chế độ ăn uống và thao tác tuần tự của các hệ thống đóng gói sẽ cải thiện chất lượng thịt và kéo dài hạn sử dụng của sản phẩm thực phẩm thịt đã được trình bày bởi một số nhà nghiên cứu. Sự kết hợp giữa việc sử dụng thịt nguyên liệu có chế độ ăn uống bổ sung vitamin E để sản xuất sản phẩm và việc bao gói với hàm lượng oxy thấp là rất hiệu quả trong việc giảm TBARS trong thịt sườn và thịt heo nướng được gia nhiệt sơ bộ khi bảo quản lạnh (Cannon et a!., 1995). Thịt bò được bao gói bằng phuong pháp MAP có bổ sung thêm C-tocopheryl actetate sẽ tăng tính ổn định màu trong beefsteak khi so sánh với beefsteak bao gói hiếu khí. Quá trình oxy hóa oxymyoglobin và lipid trong thịt bò thái nhỏ được bảo quản trong khí quyển chứa 80% O2, 20% CO2 sẽ thấp hơn nếu sử dụng nguyên liệu thịt từ bò có bổ sung vitamin E trong chế độ ăn uống của bò so với thịt từ bò không có bổ sung vitamin E. 3. Vi sinh học thịt Lượng vi sinh vật của thịt tươi bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố như loài, sức khỏe và xử lý các động vật sống, cách giết mổ, làm lạnh thân thịt đã bỏ ruột, vệ sinh trong khi sản xuất, các loại bao bì được sử dụng và xử lý thông qua phân phối và bảo quản. Hầu hết các vi khuẩn nhiễm lên mô cơ xảy ra sau khi con vật đã được giết mổ qua hai nguồn chính là môi trường giết mổ và sinh vật từ đường ruột của động vật. Các sinh vật chiếm ưu thế trên bề mặt thịt tươi là vi khuẩn gram âm như Acinetobacter, Aeromonas, Pseudomonas, Moraxella, Enterobacter và Escherichia. Vi sinh vật gram dương ít phổ biến hơn bao gồm Brochothrix, một số khuẩn acid lactic và Micrococcaceae. Các vật liệu bao bì cho thịt tươi có tính thấm nước kém nhưng thấm oxy và CO2 cao, tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển thuận lợi. Các sinh vật chiếm ưu thế trong trường hợp này là các vi sinh vật hiếu khí, chẳng hạn như Pseudomonas, Acinetobacter spp và Psychrobacter. Pseudomonas gây hư hỏng đáng kể cho thịt. Bao gói chân không và sử dụng màng mỏng không thấm oxy cao có thể ức chế sự tăng trưởng của Pseudomonas, nhưng nó không ảnh hưởng đến sự phát triển của Lactobacillus, loại vi khuẩn kỵ khí tùy tiện và có xu hướng phát triển mạnh trong thịt được bao gói chân không. Vi khuẩn lactic acid có hai lợi thế riêng. Thứ nhất, chúng phát triển với một tốc độ chậm hơn so với vi sinh vật gram âm hiếu khí dẫn đến kết quả là thời hạn sử dụng lâu hơn. Thứ hai, mùi chua được phát hiện trên sản phẩm khi mở bao bì ít gây khó chịu hơn mùi thối. Có sự mâu thuẫn trong các tài liệu liên quan đến sự phát triển của các chủng vi khuẩn khác nhau trong thịt bao gói chân không. Những mâu thuẫn có thể được giải thích nếu sử dụng các màng có tính thấm khác nhau để nghiên cứu. Thịt được đóng gói bằng khí quyển điều chỉnh có hàm lượng oxy cao dễ hư hỏng hiếu khí bởi bởi vi sinh vật hiếu khí chiếm ưu thế như Pseudomonas. Thịt bao gói bằng phương pháp khí quyển điều chỉnh với hàm lượng oxy thấp thường bị hư hỏng do vi khuẩn lactic đặc biệt nếu khí quyển chứa 100% CO2. Tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn lactic là gần như giảm đi một nửa do tác dụng kìm khuẩn của CO2, kết quả là thời hạn sử dụng sản phẩm được bao gói theo cách này dài hơn phương pháp bao gói chân không trên cùng sản phẩm đó. Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến bản chất của vi sinh vật phát triển trong các sản phẩm thịt chế biến trong thời gian bảo quản lạnh. Các yếu tố chính là nồng độ nitrit, nồng độ muối (ảnh hưởng đến aw), pH, sự có mặt oxy và độ thấm khí của màng bao. Loại hư hỏng do vi khuẩn gây ra thường thấy trên thịt được xử lý, nấu chín, thái lát, bao gói chân không là xuất hiện mùi chua ngọt gây ra bởi Lactobacilli, Leuconostocs và Streptococcus (Mol et at, 1971); mùi phô mai gây ra bởi Brochothrix thermosphacta (Egan et at., 1980); mùi sulfit do Enterobacteriaceae và màu tái xanh gây ra bởi Lactobacilli, loại vi khuẩn sản xuất hydrogen peroxide (Boerema et at, 1993). Việc kéo dài thời gian sử dụng thịt tươi bằng phương pháp bao gói khí quyển điều chỉnh hiệu quả hơn bao gói chân không, không áp dụng cho thịt đùi heo nấu chín thái mỏng. Sự hiện diện của nấm men và nấm mốc có thể là vấn đề đối với một số sản phẩm thịt chế biến, đặc biệt là trên bề mặt thịt khô. Các loài nấm men phổ biến nhất thường gặp trên các sản phẩm thịt là Candida và Rhodotorula. Sự tồn tại sự sinh trưởng nấm mốc trong thịt đã đóng gói thường là một dấu hiệu sai lỗi của hệ thống bao gói. Nấm men có thể gây ra hư hỏng khi số lượng 105 cfu/g thịt, trong khi đó vi khuẩn gây hư hỏng thường gây hư hỏng khi số lượng vượt quá 107-108 cfu/g thịt. Thịt bò beef steak bao gói chân không bảo quản được 21 ngày ở 4ºC, beef steak bao gói bằng khí quyển điều chỉnh không còn phù hợp cho tiêu dùng sau 14 ngày kể từ ngày lưu trữ. MAP với CO2 cao có hiệu quả trong việc ức chế sự sinh trưởng của Pseudomonas fragi, Samonella, Staphylococcus aureus và Clostridium perfringes typhimurium trên thịt bò nướng, thịt bò thái lát sấy. Thất thoát do sự rỉ dịch Một trong những thuộc tính chính của thịt tươi là khả năng giữ nước của nó bởi vì nó ảnh hưởng đến sự chấp nhận của người tiêu dùng và trọng lượng cuối cùng của sản phẩm. Những thất thoát của dịch tiết ra từ mô cơ là không thể tránh khỏi. Bất kỳ hệ thống kéo dài thời gian sử dụng của thịt lạnh được bao gói đều sẽ tích tụ dịch tiết ra. Sự rỉ dịch bắt nguồn từ không gian giữa các bó sợi và mạng perimysial và khoảng không gian giữa các sợi và mạng endomysial. Các khoảng không gian này xuất hiện trong quá trình cứng thịt. Yếu tố có thể ảnh hưởng đến thất thoát do rỉ dịch bao gồm nhiệt độ và tính nguyên vẹn của màng tế bào; thú vật bị stress trước khi giết mổ; quá trình chế biến và phương pháp đóng gói. Sự thất thoát do rỉ dịch càng tăng thêm khi cắt thịt thành nhiều phần nhỏ hơn. Lượng thất thoát khoảng 5% so với trọng lượng ban đầu khi đóng gói. Lượng dịch rỉ trong thịt đã cắt phần lớn phụ thuộc vào độ dày miếng thịt, tỉ lệ bề mặt miếng thịt với thể tích miếng thịt, sự định hướng của bề mặt cắt đối với trục sợi cơ và sự có mặt của các mạch máu lớn. Hình 5 Sự rỉ dịch trong thịt bò được bao gói chân không Thất thoát do sự rỉ dịch trong bao gói chân không ít hơn bao gói khí quyển điều chỉnh. Thất thoát do sự rỉ dịch được nghiên cứu trên thịt bò bao gói theo hệ thống bao gói chân không thông thường và hệ thống bao gói không chân không và kết quả cho thấy rằng sự thất thoát do sự rỉ dịch có thể được giảm bằng cách sử dụng hệ thống bao gói không có hệ thống chân không. Sự tích tụ của nước trên các sản phẩm thịt chế biến cũng là nguyên nhân gây tạo môi trường chân không trong bao bì. Ngưng tụ hơi ẩm trên bề mặt của thịt và trên bao bì có thể được ngăn ngừa bằng cách thực hiện bao gói trong một môi trường có nhiệt độ điểm sương thấp hơn nhiệt độ sản phẩm. Tính chất chống sương mù trong lớp màng bao gói thịt tươi được cung cấp bằng cách giảm sức căng bề mặt của lớp màng thông qua việc kết hợp các tác nhân làm ướt để hình thành lớp màng hay phủ lên bề mặt một tác nhân làm ướt. Ngoài ra để tránh hiện tượng rỉ dịch người ta có thể sử dụng các phụ gia có khả năng giữ nước để hút nước nhưng không làm khô bề mặt thịt như muối polyphosphate. IV. MÔI TRƯỜNG BAO GÓI THỊT 1. Môi trường vật lý Môi trường vật lý là môi trường gây ra các tổn hại trực tiếp hoặc gián tiếp đến sản phẩm thực phẩm thông qua các hư hại của bao bì. Như là bể, vỡ, chấn động… khi rơi. Mất sự nguyên vẹn của bao bì như sự thủng lổ của các bao bì chân không sẽ làm hại đến thực phẩm chứa trong nó 2. Môi trường không khí Môi trường không khí có thể là nguyên nhân gây ra các tổn hại đối với các sản phẩm thịt, đó là kết quả giữa sự tiếp xúc của sản phẩm với không khí (đặc biệt là khí oxy), nước hoặc hơi nước, sự tiếp xúc với ánh sáng (đặc biệt là các tia tử ngoại) và sự ảnh hưởng của nhiệt độ. Bao bì đóng vai trò như là một hàng rào ngăn cản sự tiếp xúc của môi trường bên ngoài đối với sản phẩm bên trong. Tính chất ngăn thấm nước và không khí của vật liệu bao bì phụ thuộc vào sự khác biệt rõ rệt giữa môi trường bên trong với không khí bên ngoài. Do đó, điều cần thiết là cần phải có một bao bì có thể không làm thay đổi tính chất của sản phẩm trong suốt thời gian bảo quản. Bảng 10. Một số bao bì sử dụng trong bao gói các sản phẩm bảo quản lạnh. (a) (b) Hình 6 Màng bao đơn lớp (a), màng bao đa lớp (b) Ngoài ra còn có bao bì tráng nhôm có khả năng chống thấm khí tốt (O2, CO2), có khả năng cản tia bức xạ. Hình 7 Bao bì tráng nhôm Hình 8 Ảnh hưởng nhiệt độ lên khả năng thấm khí của màng được dùng trong bao gói chân không thịt Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất bởi vì nó ảnh hưởng đến các đặc tính của vật liệu bao gói. Hầu hết việc bao gói sơ bộ các sản phẩm thịt đều không ảnh hưởng đến nhiệt độ của sản phẩm mà chủ yếu ngăn cản sự tiếp xúc với môi trường bên ngoài. Tuy nhiên, đóng gói lần 2, lần 3 có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ làm lạnh bên trong của sản phẩm và nhiệt độ của sản phẩm trong suốt quá trình bảo quản và phân phối. Ngoài ra sự thay đổi nhiệt độ cũng làm ảnh hưởng đến lượng oxy thấm qua, sự phát triển vi sinh vật, sự phá hủy màu cũng tăng. Khả năng thấm oxy qua lớp màng bao bì cũng giảm thiểu rõ rệt khi có sự ảnh hưởng của nhiệt độ. Tuy nhiên, quá trình thấm bị ảnh hưởng nhiều nhất xung quanh điểm đông đặc của nước. Tại nhiệt độ bảo quản dưới 0oC (sub-zero temperature), khả năng thấm qua các lớp bao bì khác nhau thì bị giảm đột ngột (Hình 8), nguyên nhân là do sự liên kết của nước đá với lớp màng (Lambden et al., 1985). Trên thực tế, lượng oxy lưu thông ở nhiệt độ dưới 0oC không thể dự đoán chính xác từ các dữ liệu được cung cấp ở nhiệt độ cao hơn. Một sự thay đổi nhỏ về nhiệt dưới 0oC cũng có thể làm thay đổi khả năng thấm của các lớp màng bao bì. Bảng 11 Yêu cầu về khả năng thấm khí oxy của vật liệu bao gói đối với các phương pháp bao gói khác nhau Ở nhiệt độ lạnh, mức độ phát triển của vi khuẩn chịu lạnh tỷ lệ nghịch với sự giảm nhiệt độ. Nhiệt độ bảo quản tối ưu cho các sản phẩm thịt ướp lạnh là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó sản phẩm không bị đóng băng. Trong khoảng nhiệt độ lạnh (-2.0 đến 5.0 oC), thời gian bảo quản các sản phẩm thịt bao gói giảm khoảng 10% cho mỗi 1oC khi mà nhiệt độ sản phẩm vượt quá nhiệt độ tối ưu (-1.5oC). 3. Môi trường con người Có sự tương tác giữa con người và bao bì, bao gồm cả sự quản lý của các quy định về thực phẩm và ngừơi tiêu dùng. Vật liệu đóng gói phải được phê duyệt và ghi nhãn thích hợp đảm bảo yêu cầu vệ sinh thực phẩm và đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng. Yêu cầu chức năng của bao bì phải thõa mãn về mặt tâm lý của người tiêu dùng như: sự nhận thức, sự công nhận và sự yêu thích sản phẩm. V. PHƯƠNG PHÁP ĐÓNG GÓI 1. Phương pháp bao gói có tính năng bảo quản không cao (Nonpreservative Packaging) Đây là loại bao bì chủ yếu nhằm ngăn cản sự mất nước và môi trường bên trong và bên ngoài bao bì là không khác nhau nhiều. Do đó nếu không có sự ngăn chặn vi sinh vật bởi quá trình lạnh, lạnh đông thì sản phẩm thịt rất dể bị hư hỏng. Phương pháp bao gói này ngăn cản sự mất nước, bao gói được các sản phẩm có khối lượng nhỏ phù hợp với nhu cầu người tiêu thụ nhưng thời gian bảo quản ngắn. Wrapper Là loại bao bì dẻo đơn giản nhất, trong đó một tấm nhựa được phủ hết một lượng sản phẩm thịt, bao gói như thế này thường không được hàn kín. Hình 9 Bao bì Wrapper 1.2 Overwrapped trays Overwrapped trays được sử dụng rộng rãi trong siêu thị dùng để bao gói các sản phẩm thịt và gia cầm tươi. Thịt tươi được đặt trên một khay nhựa bán cứng sau đó sử dụng một màng plastic mỏng có độ thấm khí oxy cao phủ lên khay. Giống như wrapper, overwrapped tray không được hàn kín lại và vì tính thấm oxy cao nên đảm bảo cung cấp điều kiện hiếu khí xung quanh sản phẩm. Hình 10 Bao bì Overwrapped trays Phương pháp này không ngăn cản được sự hư hỏng do sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí đặc biệt là loài Pseudomonas có khả năng gây hư hỏng cao. Sự hư hỏng được nhận biết khi số lượng vi sinh vật tăng làm thay đổi màu sắc của sản phẩm, các sự thay đổi này phụ thuộc vào lượng vi sinh vật, thời gian và nhiệt độ lưu trữ. Thời gian bảo quản của các sản phẩm thịt bán lẻ thường ngắn do: trong quá trình bảo quản hoạt tính của enzyme metmyoglobin reductase dừng lại, một lượng lớn myoglobin bị oxy hóa thành metmyoglobin. Hoạt động của metmyoglobin reductase đòi hỏi một quá trình sinh hóa, trong thời gian dự trữ lượng enzyme dự phòng không đủ để đảo ngược quá trình tích lũy metmyoglobin dẫn đến kết quả là sự chuyển màu xảy ra nhanh hơn. Trong quá trình bảo quản với các bao bì chân không thịt sẽ phản ứng với lượng nhỏ oxy có thể thấm qua lớp màng làm cho thịt có màu đỏ tươi nhưng càng về sau thì sự gia tăng metmyoglobin càng rõ rệt làm thịt đổi màu từ đỏ tươi sang nâu nhưng thời gian chuyển màu cũng khá lâu. Một vấn đề khác là sự chuyển màu thành xanh hoặc xám của thịt (Bell et al, 1996) phát sinh sự rỉ dịch nguyên nhân do sự biến đổi chất béo trong quá trình bảo quản. Ban đầu là màu đỏ tươi, sau một thời gian myoglobin hay hemoglobin bị oxy hóa làm thịt chuyển sang màu nâu, rồi khi gặp ánh sáng mặt trời các chất này sẽ bị chuyển thành màu xanh lá cây hoặc màu xám một cách nhanh chóng. Phương pháp bảo hòa CO2 thì khả năng biến màu của sản phẩm thấp hơn so với phương pháp chân không (Bell at al, 1996). Loại bao bì có thể sử dụng bao gói các sản phẩm có khối lượng nhỏ phù hợp với nhu cầu người tiêu thụ. 1.3 Loose – fitting package Các túi nhựa Loose-fitting thường không được sử dụng cho các sản phẩm bán lẻ bởi vì sự trình bày không thu hút. Nó thường được dùng để đựng các sản phẩm lớn như các gia súc nguyên con (carcasses) và sản phẩm lạnh đông có khối lượng lớn. Loại này có thể được hàn kín , mức độ bảo vệ phụ thuộc vào độ thấm nước và khí của vật liệu bao bì. Hình 11 Túi nhựa Loose-fitting 2. Phương pháp bao gói có tính năng bảo quản cao (Preservative Packaging) Nhóm bao bì này được đặc trưng bởi khả năng kéo dài thời gian bảo quản các sản phẩm thịt bằng cách kiểm soát hoặc làm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Điều này đạt được bằng cách tạo ra và duy trì một môi trường khác với điều kiện môi trường bên ngoài. Bao gói chân không Các sản phẩm bao gói được hút chân không và được hàn kín lại bằng nhiệt. Vật liệu bao bì phải có độ thấm oxy thấp để duy trì môi trường yếm khí. Bao bì chân không được sử dụng rộng rãi để bao gói trực tiếp các sản phẩm thịt. Ngày nay tại các điểm bán lẻ nó được sử dụng một cách hạn chế do sản phẩm bảo quản không hấp dẫn do thịt có màu đỏ tía, có sự rỉ dịch…Tuy nhiên đóng gói chân không được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thịt thái miếng, khi đó màu sắc của thịt được giữ nguyên bằng cách kết hợp sử dụng nitrit và được bảo vệ bởi môi trường ít oxy. Trong bao gói chân không, hiệu quả bảo quản được thực hiện bằng cách duy trì một môi trường thiếu oxy quanh sản phẩm. Sản phẩm được bao khít với bao bì khi hút chân không. Thường áp suất chân không được sử dụng từ 0.8 – 0.9 atm, bao bì được hàn kín lại tại nhiệt độ 90oC trong 2-3 giây. Tuy nhiên nếu bao bì không khít hoàn toàn bề mặt sẽ làm giảm độ chân không và làm giảm tác dụng của phương pháp này trong việc kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Sự phát triển của lớp màng bao bì chân không làm cải thiện việc loại bỏ bớt lượng oxy trong khoảng trống bên trong lớp bao bì. Các bao bì này được đặt trong một buồng chân không, sau đó người ta rút chân không ở trong và bên ngoài lớp bao bì làm cho bao bì ôm sát bề mặt sản phẩm. Thật không may là tất cả các màng plastic trong suốt (transparent plastic barrier film) được dùng trong thương mại ngày nay có độ ngăn thấm khí thấp, nhưng chúng ta vẫn có thể đo được độ thấm oxy và CO2. Do đó, nồng độ O2 có trong bao bì chân không phải được xác định bằng sự cân bằng giữa lượng với lượng O2 khuếch tán qua lớp màng bao bì và lượng O2 được dùng bởi quá trình hô hấp của thịt hoặc vi sinh vật có trong thịt. Mối quan hệ giữa khả năng thấm khí oxy của màng bao gói chân không và thời gian bảo quản được thể hiện ở bảng sau: Bảng 12 Mối quan hệ giữa khả năng thấm khí oxy của màng bao gói chân không và thời gian bảo quản Từ bảng trên chúng ta có thể thấy lượng oxy thấm qua lớp màng của bao bì chân không tỷ lệ nghịch với thời gian bảo quản của sản phẩm cộng với sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến mức độ thẩm thấu của khí qua lớp màng (bảng 12). Do vậy, khi chúng ta tăng nhiệt độ bảo quản từ dưới 0oC đến trên 0oC sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian lưu trữ sản phẩm. Hầu hết lượng khí oxy còn sót lại trong bao bì đều bị chuyển thành carbon dioxide do quá trình hô hấp của thịt. Sau 1 đến 2 ngày đóng gói, lượng khí chủ yếu trong bao bì phần lớn là khí nitơ nhưng có thể chứa tới 20% carbon dioxide, điều này đóng góp lớn vào quá trình bảo quản thực phẩm trong bao bì này (bảng 12). Việc bao gói bằng polyvinylidene chloride (PVDC) thì không đạt hiệu quả về khả năng chống thấm khí (thấm oxy và mất mát carbon dioxide) so với loại bao bì có tráng nhôm (foil laminate packaging). Màng plastic thì có khả năng thấm khí carbon dioxide gấp 4 lần so với thấm khí oxy, khi chúng ta dùng bao bì có tráng nhôm kết hợp với chất hấp thụ khí CO2 thì khả năng thoát khí CO2 trong bao bì ra ngoài giảm hẳn. Do đó, có thể xem phương pháp bao bì chân không như là một hình thức của phương pháp MAP với nồng độ CO2 cao. Tuy nhiên, do khả năng hòa tan của khí vào thịt và chất béo không rõ rằng nên phương pháp bao bì này khác với phương pháp bão hòa CO2. Bảng 13 Ảnh hưởng của bao bì, pH,carbon dioxide lên sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng trên thịt bò được bao gói chân không 2.2 Phương pháp khí quyển điều chỉnh (MAP) Trong phương pháp khí quyển điều chỉnh (MAP), môi trường khí xung quanh sản phẩm được thay đổi trước khi được hàn kín lại, sau đó nó dần dần thay đổi do sự tương tác của sản phẩm với bao bì. Đối với các sản phẩm thịt tươi, oxy được sử dụng với tỷ lệ cao trong phương pháp MAP (60% đến 80% O2, 20% đến 30% CO2 và N2 khoảng 20%). Lượng oxy cao nhằm đảm bảo màu đỏ tươi cùa thịt, CO2 góp phần vào việc ức chế vi sinh vật gây hư hỏng. Không giống như phương pháp Ovewrapped tray, màng bao bì được sử dụng là những loại có khả năng chống thấm khí cao để ngăn cản sự tiếp xúc với môi trường xung quanh. Tuy nhiên, lượng O2 có thể bị giảm do quá trình hô hấp và CO2 có khả năng hòa tan vào thịt, điều này trong một số trường hợp có thể làm cho bao bì bị xẹp xuống. Do đó việc duy trì môi trường trong bao bì là rất cần thiết, tỷ lệ giữa thể tích bao bì so với thể tích thịt không vượt quá khoảng 3 đến 1. Thời gian của một sản phẩm bảo quản lạnh bằng phương pháp MAP nằm trong khoảng 5 - 10 ngày, đây không phải là phương pháp dễ bảo quản thịt trong thời gian lâu, không gian đóng gói chiếm quá nhiều so với lượng thịt, xu hướng MAP thường được sử dụng cho các mặt hàng được bày bán. 2.2.1 Các loại khí dùng trong hệ thống MAP Có 3 khí quan trọng thường dùng trong phương pháp MAP là carbon dioxide, nitrogen, oxygen. Tất cả các khí này tồn tại trong không khí được đưa vào bao bì nhưng tỉ lệ các khí này trong MAP khác với môi trường không khí xung quanh. Không khí bao gồm 0.03% carbon dioxide, 78% nitrogen và 21% oxygen. Tuy nhiên trong hệ thống MAP, không khí đựơc thay thế bằng hỗn hợp khí mà nó có hàm lượng cao hơn một hay nhiều khí này. Carbon monodioxide với hàm lượng 0,3% - 0,5% được dùng trong phương pháp MAP trên thịt bởi vì nó có khả năng hình thành và ổn định màu đỏ thu hút của thịt. Ngoài ra các khí như helium, argon, xenon, neon có thể được dùng trong phương pháp MAP. 2.2.1.1 Carbon dioxide Carbon dioxide là chất khí không màu với mùi hơi hăng cay (Mullan and McDowell 2003). Chất khí này tan trong nước và sinh ra carbonic acid làm giảm pH của dung dịch. Khí carbon dioxide có khả năng ức chế nhiều loại vi khuẩn đặc biệt là vi khuẩn gram âm, nên nó được đánh giá như là tác nhân chống vi sinh vật cơ bản trong hệ thống MAP. Tất nhiên sự thay thế oxygen bằng carbon dioxide sẽ ức chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí. Điều này được giả thiết rằng do khí carbon dioxide có khả năng xuyên qua màng tế bào và làm biến đổi pH bên trong của tế bào, vì vậy ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất (Dixon and Kell, 1989). Ảnh hưởng của carbon dioxide đến giá trị pH của thịt đóng góp vào sự ức chế vi sinh vật (Daniels, Krishnamurthi and Rizvi, 1985). Ở pH bình thường của thịt lượng carbon dioxide chuyển sang carbonic acid xấp xỉ 2% và làm giảm pH xuống khoảng 0,35 đơn vị (Daniel et at., 1985; Tan and Gill, 1982). Theo giả thiết khác khả năng ức chế vi sinh vật do carbon dioxide tác dụng trực tiếp lên hệ enzyme và làm thay đổi các tính chất cơ bản của protein (Dixon and Kell, 1989). Mặc dù cơ chế ức chế vi sinh vật của carbon dioxide không rõ ràng nhưng nó là nhân tố chống vi sinh vật hiệu quả. Carbon dioxide có khả năng hòa tan vào trong thịt và dung dịch nước. Khả năng hòa tan trong nước của nó cao hơn 30 lần khả năng hòa tan của oxygen và gấp 60 lần khả năng hòa tan của nitrogen (Gill, 1988). Khả năng hòa tan trong nước là cách để carbon dioxide hòa tan vào trong mô cơ của thịt. Với liên kết O=C=O với độ phân cực thấp, khí này có khả năng hòa tan trong các dung dịch không cực. Do đó carbon dioxide cũng tan trong béo và có độ hòa tan cao hơn oxygen và nitrogen. Vì vậy carbon dioxide có khả năng hòa tan trong mô cơ và mô mỡ của thịt. Sự hòa tan của carbon dioxide vào trong mô thịt làm cho bao bì bị xẹp và gây ra vẻ ngoài không thu hút và có nhiều đề nghị về lượng carbon dioxide thích hợp chẳng hạn từ 1-2L/kg thịt (Gill, 1988) hay 3L/kg thịt (Kropf, 2004). Khả năng hòa tan của carbon dioxide tăng khi nhiệt độ giảm và khả năng ức chế vi sinh vật carbon dioxide ở nhiệt độ dưới 10oC cao hơn khi được so sánh ở nhiệt độ 15oC hay cao hơn (Devlieghere et al. 1988; Devlieghere et al, 2001). 2.2.1.2 Nitrogen Nitrogen là khí trơ không màu, không mùi, không vị (Mullan and McDowell, 2003) và có hàm lượng thấp trong không khí, tan ít trong nước và chất béo. Nitrogen có tác động gián tiếp đến thời gian bảo quản sản phẩm bởi vì khi thay thế hoàn toàn oxygen bằng nitrogen nó hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí. Bởi vì vi khuẩn hiếu khí là loài phát triển nhanh nhất mà tồn tại trong thịt tươi, nếu hạn chế được sự phát triển của loài này sẽ kéo dài được thời gian bảo quản. Tuy nhiên, nitrogen không tác động trực tiếp lên sự phát triển của vi sinh vật do đó nó không tác động lên vi khuẩn kị khí. Độ hòa tan hạn chế của nitrogen có thuận lợi cho việc dùng như một khí được bơm cùng với khí carbon dioxide để ngăn chặn sự xẹp xuống của bao gói khi carbon dioxide bị hấp thụ vào sản phẩm Oxygen Oxygen là chất khí không màu, không mùi, không vị, có khả năng hòa tan thấp trong nước. Nó có liên quan đến nhiều phản ứng phá hủy làm giảm chất lượng sản phẩm. những phản ứng này bao gồm: oxy hóa chất béo, sự trở mùi, phản ứng hóa nâu và oxy hóa chất màu. Hàm lượng từ 65 - 80% trong MAP sẽ tạo ra oxymyoglobin tạo nên màu đỏ thu hút của sản phẩm (Kropf, 2004). Tuy nhiên oxygen cũng giúp tăng cường sự phát triển của các loài vi khuẩn kị khí, nên oxygen trong phương pháp MAP thường kết hợp với 20 - 25% carbon dioxide. Nên chú ý rằng thịt tươi thường bị phá hủy màu mong muốn khi hàm lượng oxygen thấp. Nếu áp suất riêng phần từ 5 - 10mmHg (trong không khí tới 159,2mmHg) sẽ chuyển đổi nhanh chất màu myoglobin trong thịt thành Metmyoglobin gây ra màu nâu. Xa hơn nữa, khi lượng oxygen còn sót lại trong bao bì với lượng rất thấp sẽ tạo ra một lựơng rất thấp metmyoglobin. Cơ thịt sẽ có khả năng chuyển metmyoglobin thành myoglobin, nhưng nếu điều này xảy ra, sau đó khả năng này bị giảm thì màu sắc của thịt sẽ không ổn định khi trưng bày để bán. Vì thế nên người ta thường đề nghị hàm lượng oxygen nên thấp hơn 0,01% (100ppm) sau khi đóng gói. Carbon monoxide Đây là chất khí không màu không mùi không vị, khả năng hòa tan trong nước thấp nhưng hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ. CO kết hợp rất mạnh với hemoglobin màu và myoglobin của thịt. Việc kết hợp với hemoglobin, CO thay thế oxygen và ngăn cản khả năng vận chuyển oxygen, nên đây là nguyên nhân vì sao CO không được dùng một cách rộng rãi trong bao gói thịt và thịt gia cầm. Phản ứng giữa CO với myoglobin tạo ra màu đỏ tươi của thịt mà màu rất rất khó phân biệt với màu đỏ do kết hợp với oxygen. Màu được tạo ra bởi carbon dioxide thì ổn định hơn từ oxygen và có thể kéo dài nhiều tuần trong khi màu do oxymyoglobin chỉ kéo dài trong vài ngày. Bởi vì điều này mà đang có sự quan tâm về việc dùng lượng carbon dioxde thấp trong phương pháp MAP. Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng với nồng độ CO từ 0,3 - 0,5 % thì đã đủ khả năng để ổn định màu của thịt và không gây độc cho người (Sorheim et al, 1997). Cùng với việc dùng carbon monodioxide hạn chế sự phá hủy màu sắc do dùng hàm lượng carbon dioxide với hàm lượng cao. Do đó, carbon dioxide cao có thể được dùng để điều khiển vi sinh vật mà không ảnh hưởng đến màu sắc (Sorheim, Nissen, and Nessbakken 1999). Trong các bao gói thương mại thường kết hợp CO với carbon dioxide với hàm lượng lên tới hơn 60% nhưng có nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ carbon dioxide lên tới 99.5% cũng không phá hủy màu khi kết hợp với CO 0,5% (Krause et al. 2003).Tuy nhiên có một vấn đề cần quan tâm khi dùng CO để đãm bảo màu sắc sản phẩm, thì màu này vẫn còn tốt thậm chí sau khi vi sinh vật gây thối đã phát triển. Và đã co1 nghiên cứu cho rằng kết hợp giữa phương pháp dùng lượng thấp carbon monodioxide và lượng cao carbon dioxide để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn (Hunt, Mancini, Hachmeister, Kropf, Merriman, Del Duca and Milliken, 2004). Phương pháp high-oxygen MAP Phương pháp này được dùng để duy trì màu đỏ của thịt với hỗn hợp khí có từ 70%-80% oxygen và 20% - 30% CO2. Kết quả của việc kết hợp này tạo ra oxymyoglobin tạo màu sắc ưa thích của sản phẩm và keó dài thời gian bảo quản, cả 2 điều này tăng lên gấp khoảng 3 lần so với các phương pháp bao gói kị khí truyền thống (Barkowski et al. 1982; Kroft, 2004). So sánh thịt bò được bao gói trong điều kiện oxy cao (80% oxy, 20% CO2) với thịt bò được đóng gói trong điều kiện oxygen thấp (80% N2, 20% CO2) đã chứng tỏ rằng trong điều kiện oxy cao màu sắc của thịt tồn tại lâu hơn( Seyffert, Hunt, Mancini, Hchmeister, Kropf, Unruh, 2004). Thịt lưng cừu đươc bao gói trong môi trường giàu oxygen thể hiện sự ổn định màu sắc và hạn chế sự thay đổi do oxy hóa trong suốt quá trình bảo quản( Kennedy, Buckley and Kerry 2004). Thịt lợn bao gói trong điều kiện này cũng đã chứng tỏ rằng có sự cải thiện vế màu sắc và khả năng chấp nhận sản phẩm của người tiêu đùng (Buys, 2004). Một nghiên cứu trên thịt lưng của bò được bảo quản với 20% - 80% oxygen chứng tỏ rằng trên 55% oxygen là cần thiết để duy trì màu sắc tốt (Jakobsen and Bertelsen, 2000). Sự tiếp xúc thịt bò với môi trường giàu khí oxygen được nhận thấy là gây ra hiện tượng “premature browing” khi thịt bò được nấu (Killinger, Hunt, Campbell, Kropf 2000; Seyfert, Hunt, Mancini, Kropf, and Stroda 2004; Seyfert, Mancini and Hunt, 2004). Premature browing xuất hiện khi thịt bò được nấu ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nấu bình thường. Kết quả là làm xuất hiện bề mặt chín kỹ trong thịt như được gia nhiệt ở điều kiện cho vừa chin thịt (71oC ở trung tâm). Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng “premature browing” có thể xuất hiện trên bề mặt của thịt nấu ở nhiệt độ thấp hơn 49oC (John et al, 2004). Sự quan tâm xuất hiện trong cuộc khảo sát này là sự an tòan vế mặt vi sinh bởi vì nhiều người tiêu dùng sử dụng màu của thịt như là dấu hiệu cho nhịêt độ đạt được trong quá trình nấu. Với thịt bảo quản trong điều kiện môi trường chứa 80% oxygen được nhận thấy rằng hiện tượng “premature browing” lên đến gần 100% (John, Cornforth, Sorheim, Pettee and Whittier, 2004). Một vấn đề khác thỉnh thỏang được nghiện cứu với bao gói giàu oxygen là sự mất màu của tủy xương. Nguyên nhân là do sự phá vỡ các tế bào máu ở tủy xương trong quá trình cắt, sau đó được tiếp xúc với môi trường giàu oxygen. Vấn đề này có thể tránh bằng việc giảm lượng oxygen trong bao gói đến thấp hơn 100ppm hay dùng 0,4% CO trong hệ thống bao bì MAP (Mancini, Hunt, Hachmeister, Kropf and Johnson, 2005). Phương pháp high O2 MAP có khả năng ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật ưa khí và kị khí Khí thường được dùng trong MAP là O2, CO2, N2. Khí N2 không có chức năng bảo quản nhưng khi bơm khí này vào để tránh sự biến dạng của bao bì khi CO2 hòa tan vào trong sản phẩm. Bởi vì tính năng diệt khuẩn đó nên CO2 là thành phần quan trọng nhất trong hỗn hợp khí. Khi CO2 được đưa vào trong bao bì một phần của nó bị hòa tan vào thành phần nước và béo của thịt, kết quả là sau khi đạt đến trạng thái cân bằng có một lượng hòa tan trong nước và nó quyết định sự ngăn ngừa vi sinh vật phát triển có thể là do: Giảm giá trị pH của sản phẩm. Xuyên qua màng tế bào và làm giảm pH của tế bào chất. Tác động lên enzyme trong tế bào chất. Tác động lên các màng sinh học của tế bào. Vi khuẩn C. botulinum loại B, E and F có thể phát triển và sinh độc tố ở điều kiện của môi trường bao gói MAP. Khả năng ngăn chặn C. botulinum bằng việc kết hợp với mức O2 thấp trong bao gói là không có tính khả thi. Theo Miller (1988, citied by Conner et al, 1989) C. botulinum có khả năng sinh ra độc tố ở môi trường lên tới 10% O2. Còn trong kết quả nghiên cứu của Ikawa trên cá quân cho thấy rằng việc sinh độc tố bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian bảo quản chứ không phải bởi việc khí quyển điều chỉnh ( chân không hay môi trường có 100% CO2, 70% CO2). Trong fillet Tilapia, môi trường với 75% O2/25% N2 ở điều kiện 8oC sự hình thành độc tố của C. botulinum chậm hơn 17 đến 40 ngày khi so sánh với fillet đóng gói chân không( Reddy et al, 1996). Theo kết quả nghiên cứu gần đây của Gibon et al (2000) cũng chỉ rằng 100% CO2 làm giảm sự phát triển của C. botulinum và sự ngăn chặn này có hiệu quả khi kết hợp với NaCl và nhiệt độ bảo quản lạnh. Phương pháp High-Carbon-Dioxide MAP Bao gói với lượng carbon dioxide cao thỉnh thoảng được cho là giống như hệ thống ít hay cực ít oxygen (Kropf, 2004). Phương pháp này được dùng bởi khả năng giữ màu sắc tốt của nó sau khi sản phẩm tiếp xúc với oxygen, môi trường nhiều carbon dioxide phải có tác dụng như môi trường nhiều oxygen. Điều này có nghĩa là việc dùng carbon dioxide với lượng 20 - 30% hay nhiều hơn có khả năng hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, và nó cũng có tác dụng ngăn chặn tác dụng oxygen. Mặc dù vậy nhưng thịt tươi vẫn tương tác với lượng oxygen còn sót lại. Lượng oxygen còn lại từ 0,1 - 1,0% hay nhiều hơn nữa trong bao bì MAP và nó đủ để tác động lên sự ổn định màu sắc thịt trong các sản phẩm bày bán lẻ. Một nghiên cứu so sánh trên thịt lưng heo được bao gói trong điều kiện chân không, nếu môi trường bao gói chỉ nitrogen hay môi trường có tỉ lệ oxygen và carbon dioxide là 2:1 thì có thể kéo dài độ bền màu sắc thịt trong 12 ngày trong khi nếu sử dụng môi trường chỉ có duy nhất CO2 thì có thể kéo dài đến 21 ngày (Gill and Jones, 1996). Nhiều nghiên cứu đã chứng tỏ rằng khí CO2 phối hợp với nhiệt độ dương thấp có thể ức chế hoặc đình chỉ hoàn toàn hoạt động sống của nhiều loại vi sinh vật. Khí CO2 ức sự phát triển của nấm mốc và cả những vi sinh vật gây thối rửa ví dụ: vi khuẩn Achromobacter, Pseudomonas và Paratyphi. Hiệu quả tác dụng của CO2 đến vi sinh vật tăng lên khi nhiệt độ giảm, nguyên nhân là do khả năng thấm qua màng tế bào động vật và có độ hòa tan cao hơn các khí khác. Mặc khác CO2 có độ hòa tan cao trong chất béo nên giảm hàm lượng oxy trong chất béo do đó làm chậm quá trình oxy hóa và thủy phân chất béo trong bảo quản. Nhưng khi lượng CO2 > 20% thì thịt sẽ bị sẫm màu do sự tạo thành carbonhemoglobin và carbonmyoglobin. Màu tự nhiên của mỡ bò cũng bị mất. biến đổi này là không thuận nghịch. Để khắc phục hiện tượng này cần bảo quản ở điều kiện CO2<20%. Phương pháp MAP với Carbon Monoxide Thịt tươi được bao gói trong môi trường có khí CO đã chứng minh sự cải thiện độ ổn định màu sắc của thịt. Ví dụ thịt bò được bao gói trong môi trường có 1% khí CO đổ ổn định của màu kéo dài ít nhất từ 5 - 7 ngày (tổng cộng trên 29 ngày) hơn bao gói chứa 70% oxygen (Luno, Beltrán, and Roncalés, 1988). Trong một nghiên cứu khác trên thịt bò, thịt heo trong môi trường chứa 0.4% CO, 60% CO2 và 40% N2 hay 70% O2 và 30% CO2 thể hiện rằng môi trường CO kéo dài thời gian ổn định màu sắc thêm 3 - 5 ngày so với môi trường giàu O2 (Sorheim et al, 1999). Thịt heo được bao gói trong môi trường 0.5% CO, 70% CO2 và 29,5% N2 duy trì màu sắc mong muốn sau 36 ngày bảo quản ở 3oC trong khi các phương pháp bao gói truyền thống màu thịt bị mất màu sau 7 ngày bảo quản. Việc dùng MAP với CO cũng chứng tỏ được sự ngăn chặn hiện tượng đổi màu của tủy xương thường xuất hiện trong phương pháp MAP giàu O2 (Mancini et al, 2005 ). Một mối quan tâm trong phương pháp bao gói có CO là màu của sản phẩm với sự tồn tại của vi sinh vật. Đây sẽ là trường hợp đánh giá độ dài của màu sắc thịt được nghiên cứu trong mối quan hệ với số lượng vi khuẩn (Sorheim et al, 1999). Bởi vì người tiêu dùng sử dụng màu sắc thịt như dấu hiệu để đánh giá chất lượng thịt về mặt vi sinh, do đó điều quan trọng là cần xem xét các phương pháp ổn định chất lượng như phương pháp thực hành sản xuất tốt GMP, sử dụng tác nhân hạn chế sự phát triển vi sinh như CO2 kết hợp dùng CO. 2.2.5 So sánh giữa phương pháp MAP với phương pháp bao gói chân không Bởi vì bao gói chân không được dùng nhiều cho sản phẩm thịt và thịt gia cầm và nó cũng được xem như là một dạng của phương pháp khí quyển điều chỉnh. Bao gói chân không là một quy trình đơn giản mà sản phẩm sẽ đươc bao gói trong bao bì ngăn cản thấm khí và khí được rút ra ngoài hết (Rao and Sachindra, 2002). Đối với thịt tươi, bao gói chân không sẽ trở thành bao gói được cho vào khí CO2 bởi vì lượng O2 còn sót lại được chuyển thành CO2 bởi sự hô hấp của cơ và vi sinh vật. Lượng CO2 trong bao gói chân không có thể lên tới 10 - 20% (Tewari, Jayas, and Holley, 1999). Bao gói chân không gây cản trở cho sự phân phối của sỉ bởi vì thịt đươc bao gói chân không thường có màu tía đậm, thường sẽ không được chấp nhận khi bày bán lẻ (Rao and Sachindra, 2002). Thịt bò, heo, cừu, gia cầm dược bao gói chân không sẽ kéo dài thời gian bảo quản lên từ 50 - 400% hoặc hơn so với bao gói hiếu khí (Rao and Sachindra, 2002). Cũng giống như phương pháp MAP, thời gian bảo quản thực tế phụ thuộc vào loại thịt, khả năng thấm khí của bao bì, lượng vi sinh vật nhiễm ban đầu, và nhiệt độ bảo quản. Hai nhân tố quan trọng trong bao gói chân không là lượng vi sinh vật ở thời gian đầu bao gói và nhiệt độ bảo quản. Thêm vào đó trong bao gói chân không có sự tách một lượng nhỏ nước tự do ra khỏi sản phẩm, lượng nước được tách ra khỏi bề mặt sẽ nằm ở trong bao bì ở trong những góc và nếp nhăn của bao bì. Dưới điều kiện chân không sẽ xuất hiện áp suất chênh lệch giữa môi trường và bề mặt sản phẩm và dẫn đến sự mất khối lượng sản phẩm khi bao gói được mở. Ảnh hưởng này có thể tránh được bằng cách dùng phương pháp bao gói MAP. Nếu nguyên liệu ban đầu có hàm lượng vi sinh vật kị khí nhiều thì không nên bao gói chân không vì trong điều kiện yếm khí của môi trường bì chân không các vi sinh vật hiếu khí bị kìm hãm không cạnh tranh với các vi sinh vật kị khí làm vi sinh vật kị khí phát triển càng mạnh, nhanh hư hỏng sản phẩm. 2.2.6 Ảnh hưởng của phương pháp MAP với hàm lượng CO2 cao Bởi vì carbon dioxide là tác nhân kháng khuẩn trong phương pháp bao gói chân không và MAP, nên có sự quan tâm trong việc tăng hàm lượng khí này trong phương pháp MAP. Tuy nhiên khi hàm lượng carbon dioxide hơn 30% gây ra sự phá hủy màu sắc của thịt. Tuy nhiên trong nghiên cứu cho thấy rằng không có sự phá hủy màu sắc thịt khi hàm lượng carbon dioxide lên tới 99,5% khi dùng kết hợp với 0.5% CO (Krause et al., 2003). Bởi vì hàm lượng carbon dioxide có thể làm thay đổi pH của thịt, những thay đổi về chất lượng thịt trong môi trường hàm lượng carbon dioxide cao đã được nghiên cứu. Một cuộc nghiên cứu về thị giác trên thịt bảo quản ở điều kiện 40% carbon dioxide hay hơn có sự phát triển các lỗ giữa các bó cơ sau khi nấu (Bruce et al, 1996). Sự phát triển của các lỗ này đươc theo dõi trên thịt bò được đóng gói trong môi trường carbon dioxide khỏang 3 ngày sau đó tiếp tục được bao gói tiếp trong chân không sau 48 ngày trong môi trường carbon dioxide. Có kiến nghị rằng những lỗ này được hình thành bởi tăng sự hòa tan của carbon dioxide bởi nhiệt. Sự phát triển những lỗ và vết nứt cũng như sự thay đổi giá trị pH gây ra sự thay đổi chất lượng của thịt, đặc biệt chức năng protein và cấu trúc sản phẩm. Sự thay đổi tính chất vật lý trong cấu trúc sản phẩm thịt như là một kết quả của quá trình nấu sau khi đóng gói ở điều kiện carbon dioxide cao xuất hiện bởi tăng sự hòa tan carbon dioxide trong quá trình nấu. Những thay đổi vật lý này tác động lên liên kết của béo và nước, cấu trúc và vẻ ngoài sản phẩm. Các nghiên cứu lên hàm lượng của carbon dioxide và trên các sản phẩm khác nhau lên sự thay đổi của sản phẩm sẽ rất quan trong để quyết định cách tốt nhất để hạn chế hiệu quả kháng khuẩn của carbon dioxide trong phương pháp MAP. 2.2.7 Ảnh hưởng của MAP lên các loài gây bệnh trong thịt Các loài vi sinh vật gây bệnh: Salmonella spp, Yersinia enterocolitica, Escherichia coli O157: H7, Campylobacter jejuni, Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum, C. perfringens, Bacillus cereus và Listeria monocytogenes Salmonella spp Nguyên nhân xuất hiện Salmonella là do nhiễm vào thực phẩm, nó rất nhạy cảm với nhiệt, nên hầu hết các trường hợp gây bệnh là do ăn thịt, trứng chưa nấu chín (Knabel, 1995). Theo một bài báo cáo của tổng kết các cuộc nghiên cứu (Farber, 1991) đề nghị rằng phương pháp MAP giàu CO2 (60 - 100%) có thể giảm sự phát triển của Salmonella được so sánh với bao gói trong điều kiện hiếu khí nhưng vi khuẩn sẽ tồn tại trong môi trường CO2. Trong các nghiên cứu khác đã nói rằng các chủng Salmonella phát triển nhanh hơn trong môi trường giàu CO2 so với môi trường O2 (Nissen, Alvseike, Bredholt, Holck and Nesbbakken, 2000). Nói chung là phương pháp MAP giàu CO2 có thể hạn chế phần nào Salmonella nhưng vẫn phải nấu kĩ để đảm bảo an toàn. Yersinia enterocolitica Yersinia enterocolitica là loại kị khí tùy tiện và có thể phát triển tốt trong môi trường không có O2 (Farber 1991; Knabbel 1995). Thường hay bị nhiễm loại này do dùng thực phẩm nấu không chín, thường nhất ở thịt heo (Farber 1991; Gill and Reichel, 1989). Nhiều cuộc nghiên cứu đã nói rằng môi trường giàu CO2 sẽ làm giảm sự phát triển của Yersinia enterocolitica (Gill and Reichel, 1989) nhưng bài báo cáo này cũng nói rằng chúng có thể phát triển trên thịt bò thậm chí trong điều kiện 100% CO2. Nên cần nấu chín thực phẩm để đảm bảo sự an toàn. Escherichia coli O157: H7 Loài vi khuẩn này thường nhiễm vào thịt còn sống nhưng rất dễ dàng bị tiêu diệt bởi nhiệt. Escherichia coli O157:H7 cũng giống như Salmonella là cũng phát triển chậm trong điều kiện giàu CO2 trong điều kiện nhiệt độ thấp. Tuy nhiên ở nhiệt độ khỏang 20oC CO2 được nhận xét rằng ảnh hưởng rất ít đến sự phát triển của loài vi khuẩn này (Rao and Sachindra, 2002). Campylobacter jejuni Campylobacter jejuni là loài hiếu khí tùy tiện và có khả năng gây bệnh khi nhiễm vào thực phẩm và không bị ảnh hưởng mạnh bởi CO2. Campylobacter jejuni rất nhạy cảm với nhiệt. Các nghiên cứu cũng thấy rằng sự phát triển của loài này bị tác động mạnh trong điều kiện không có O2 hơn môi trường giàu CO2 (Farber, 1991). Staphylococcus aureus Đây là loài gây bệnh do sự sản sinh ra chất độc trong suốt quá trình phát triển. Môi trường giàu CO2 ngăn chặn sự phát triển của S. aureus và trong một vài trường hợp giảm số lượng tế bào vi sinh vật này (Farber 1991; Rao and Sachindra, 2002). Cũng nhận thấy rằng nhiệt độ thấp là rất quan trọng và có thể kết hợp với hàm lượng CO2 cao để tăng tỉ lệ tế bào chết của S. aureus. Clostridium botulinum Clostridium botulinum là loài kị khí nghiêm ngặt và sinh ra độc tố rất độc khi gặp điều kiện phát triển thuận lợi. Nhiều nghiên cứu về hiệu quả của phương pháp MAP trên Clostridium botulinum đặc biệt trên cá đã chứng minh rằng loài này không bị tác động mạnh trong môi trường giàu CO2 hay N2. Nhưng may mắn là loài này nhiễm trên thịt thì và trong điều kiện bảo quản lạnh có đủ khả năng để ngăn chặn sự sản sinh ra chất độc. Bánh sandwich hamburger trong điều kiện bao gói N2 ở 12oC có sự sinh ra chất độc nhưng khi 8oC thì không sản xuất ra chất độc (Kauter, Lynt, Lilly and Solomon 1981). 2.2.7.7 C.perfringens C. perfringens cũng gây bệnh bằng cách sinh ra chất độc nhưng không gây tử vong giống như C. botulinum.Loài này không bị tác động của CO2 trong điều kiện nhiệt độ trên 20oC nhưng ở nhiệt độ thấp (5oC hay thấp hơn) thì lượng CO2 ngăn chặn được sự phát triển (Hintlian and Hotchkiss 1987). Cũng giống như C. botulinum phương pháp điều khiển nhiệt độ thì quan trọng hơn phương pháp MAP để đảm bảo kiểm soát loài này trên thịt. 2.2.7.8 Bacillus cereus Bacillus cereus là loài gây bệnh do sản sinh ra chất độc nhưng nó thường không gây chết. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng Bacillus cereus bị ngăn chặn bởi môi trường có hàm lượng CO2 cao thậm chí ở 25oC (Farber, 1991). CO2 là tác nhân chống Bacillus cereus hiệu quả hơn môi trường có nitrogen hay kị khí (Molin, 1983). 2.2.7.9 Listeria monocytogenes Listeria monocytogenes là một vấn đề mà nghành công nghiệp thịt gặp phải bởi vì nó có khả năng phát triển ở nhiệt độ thấp, phát triển mạnh và rất khó để loại ra hết khỏi quy trình sản xuất. Khi xử lý thịt trong điều kiện nhiệt độ khoảng 71oC có khả năng loại hết Listeria monocytogenes, nhưng nó lại rất dễ bị nhiễm từ môi trường đặc biệt trong quá trình cắt lát và đóng gói. Có nhiều ý kiến vế tác đông của MAP lên Listeria monocytogenes, các nghiên cứu trên trên thịt bò cho thấy rằng 100% carbon dioxide hạn chế Listeria monocytogenes ở 5oC nhưng không ở 10oC (Nissen et al, 2000). CO2 hạn chế Listeria monocytogenes ở bất kì nhiệt độ nào (Avery, Rogers and Bell, 1995) Listeria monocytogenes được đánh giá là loài vi khuẩn gây bệnh thực phẩm có khả năng chịu lạnh, có thể phát triển ở 1oC (Varnam and Evans, 1991) và ở nhiệt độ thấp như -1,5oC (Hudon et al, 1994). Nhìn chung thì Listeria monocytogenes không bị ngăn chặn nhiều bởi môi trường giàu khí CO2 (Zao et al, 1992) mặc dù đã kết hợp với các nhân tố khác như nhiệt độ thấp, giảm hoạt độ nước, điều này được thể hiện khi Listeria monocytogenes vẫn phát triển trên thịt cừu ở điều kiện tỉ lệ thể tích CO2/N2 là 50:50 ở 5oC( Nychas, 1994). Đã không có sự đồng ý về hiệu quả của việc hợp với O2 để tăng hoạt tính kháng khuẩn của CO2 trên Listeria monocytogenes (Garcia Fernando et al, 1995). Hầu hết nhận thấy sự giảm hiệu quả ngăn chặn của CO2 lên Listeria monocytogenes khi O2 được dùng kết hợp trong môi trường. Theo kết quả cho thấy rằng Listeria monocytogenes đã không phát triển ở 4, 10, 27oC trong điều kiện môi trường tương ứng chứa 75% CO2, 25% N2 (Wimpfheimeret al, 1990), tuy nhiên ở điều kiện chứa 72,5% CO2, 22,5% N2 và 5% O2 thì không kìm hãm sự phát triển của Listeria monocytogenes thậm chí ở 4oC. Listeria monocytogenes cũng ít bị ngăn chặn trong môi trường chứa 10% O2 và 90% CO2 (Zeitoun and Debevere,1991). Khi Listeria monocytogenes được nuôi trong môi trường đủ chất dinh dưỡng ở 7,5oC chứa 30% CO2 với 4 nồng độ O2 khác nhau ( 0, 10, 20, 40%) kết quả cho thấy rằng loài vi khuẩn này phát triển càng mạnh khi nồng độ O2 tăng (Hendricks and Hotchkiss,1997). Bằng việc dùng phương pháp MAP thời gian bảo quản sản phẩm kéo dài 50 -200%, tuy nhiên có nhiều câu hỏi được đặt ra về giá trị dinh dưỡng cuối cùng của sản phẩm đươc đóng gói bằng MAP. Phương pháp khí quyển kiểm soát Như MAP, trong phương pháp khí quyển kiểm soát (CAP - controlled-atmosphere packaging) thành phần khí thay đổi nhưng vẫn được duy trì ở một mức độ ổn định mặc dù có sự hô hấp của vi sinh vật, nhiệt độ sản phẩm thay đổi… Sự khác nhau chính giữa MAP và CAP nằm ở độ thấm khí của vật liệu. Một vật liệu với khả năng thấm khí kém thì thành phần không khí trong bao gói vẫn có thể thay đổi với tốc độ chậm. Còn với CAP vật liệu bao bì đảm bảo không thấm khí như bao bì tráng nhôm hoặc màng kim loại (metallized films) được sử dụng. Đối với hệ thống đóng gói hiện đại, thuật ngữ “controlled atmosphere” sẽ dễ gây nhầm lẫn do chúng không thể kiểm soát lượng khí trong bao bì sản phẩm khi nó được hàn kín lại. Tuy nhiên, sự phát triển của hệ thống đóng gói làm cho sự khác nhau giữa MAP va CAP càng ít lại. Phương pháp bao gói bão hòa CO2 Điều khiển lượng khí CO2 bão hòa trong các bao bì nhằm làm tăng thời gian bảo quản lạnh của các loại thịt tươi được mô tả như là một hệ thống bao gói khí quyển điều chỉnh (modified-atmosphere packaging system). Mặc dù sử dụng các lớp màng bao không thấm khí sẽ ngăn cản sự trao đổi khí giữa môi trường bên trong bao bì và môi trường xung quanh, nhưng sau khi bao bì được hàn kín thì vẫn không kiểm soát thành phần cũng như thể tích của nó trong bao bì. Kiểm soát tốc độ phát triển của vi sinh vật được thực hiện bằng cách tạo ra một môi trường thiếu oxy kết hợp với một lượng CO2 cao. Tuy nhiên, nếu sử dụng một lượng quá lớn CO2 trong bao bì sản phẩm cũng làm tăng nhanh sự đổi màu từ màu đỏ tươi ban đầu sang nâu đỏ (Ledward, 1970). Kết quả là hình thành metmyoglobin. Dựa vào mối quan hệ giữa nồng độ oxy với trạng thái hóa học của myoglobin, kết quả của sự chuyển màu từ đỏ tươi sang đỏ nâu giảm tối thiểu khi hàm lượng oxy nhỏ hơn 0.1% lượng khí trong bao bì. Hệ thống bao gói bão hòa CO2 gồm: một loại màng bao hoàn toàn không thấm khí, hệ thống tạo khí CO2 (O2 < 0.1%) và một bao bì đủ dể chứa sản phẩm với lượng khí ở một nhiệt độ bảo quản định trước. Hiện nay, bao bì có thể đảm bảo không thấm khí là loại bao bì có tráng nhôm (foil laminates). Loại này có nhược điểm là làm cho ta không thể thấy được sản phẩm bên trong, trong tương lai sẽ xuất hiện một lớp màng bao “thủy tinh” với một lớp silicat bên trong cho phép chúng ta thấy sản phẩm mà không ảnh hưởng đến khả năng thấm khí của bao bì. Các chất hấp thụ oxy có thể được dùng thay vì phải loại bỏ cạn kiệt khí oxy hay dùng bao bì ngăn thấm khí tốt. Các chất hấp thụ oxy hoạt động cả ở môi trường giàu carbon dioxide. Có sự cân nhắc trong việc dùng nó trong bao bì cần độ thấm khí rất thấp với nhựa laminates. Điều này nhấn mạnh về khả năng ứng dụng của chất hấp thụ O2 hay nhựa có khả năng ngăn cản sự thấm khí để thay thế cho màng kim loại do nhu cầu của thị trường. CO2 có thể được hấp thụ vào mô cơ và mô mỡ của thịt (Gill, 1988), khí CO2 được thổi vào sao cho về cơ bản tất cả được hấp thụ, thường khoảng 1.3 – 1.5l khí /kg thịt. Hình 12 Ảnh hưởng của tỉ lệ CO2/ khối lượng thịt, pH, và thời gian bảo quản lên sự phát triển của các vi sinh vật gây hư hỏng. Các yêu cầu về kỹ thuật khi sử dụng phương pháp bảo hòa CO2 có thể phát sinh một số vấn đề, như là các bao bì lúc đầu có thể bị phồng lên do CO2 thổi vào, sau đó sự hấp thụ khí có thể làm thay đổi thể tích bao bì gần 50%. Sau khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh 24h, sản phẩm được đưa vào các thùng carton. Cũng giống như bao bì chân không, phương pháp này cũng phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản (Adams and Huffman, 1972). Hơn thế nữa khả năng bảo quản thịt của 2 phương pháp gần như khác nhau rất ít khi nhiệt độ bảo quản từ 12 đến 15oC (Gill và lacy De, 1991). Với bất kỳ bao bì lạnh nào, nhiệt độ bảo quản là yếu tố quyết định chủ yếu đến thời gian bảo quản sản phẩm. Bảng 11 Đặc tính sinh trưởng của một số vi sinh vật gây hư hỏng trong thịt lạnh Clostridia chịu lạnh được công nhận là tác nhân gây hư hỏng thịt ướp lạnh khi nghiên cứu mối quan hệ giữa Clostridia chịu lạnh và hiện tượng “blown pack” (hiện tượng đọng lại các rảnh khí nhỏ, tại những vị trí này khi hút chân không các dịch tiết ra và đọng lại). Việc loại bỏ oxy hoặc làm tăng nồng độ carbon dioxide để kéo dài thời gian bảo quản của thịt ướp lạnh được công nhận trong những năm 1930 (Killifer, 1930). VI. THỜI GIAN BẢO QUẢN ĐƯỢC KỲ VỌNG CHO CÁC SẢN PHẨM THỊT TƯƠI BẢO QUẢN LẠNH 1. Thời gian bảo quản Thời gian bảo quản các sản phẩm thịt khi dùng các loại phương pháp bao gói như chân không, khí quyển điều chỉnh, khí quyển kiểm soát được xác định bởi sự tương tác giữa sản phẩm, bao bì và các thông số khác trong quá trình bảo quản (pH, nhiệt độ phòng). Một sản phẩm đạt yêu cầu là sau khi mở bao bì, sản phẩm thỏa mãn yêu cầu của người tiêu dùng như màu sắc, mùi…. Thời gian bảo quản của một sản phẩm dùng phương pháp bảo hòa CO2 hơn hẳn phương pháp rút chân không khi nhiệt độ tăng lên, thời gian này là gấp đôi khi bảo quản thịt ở -1.5oC nhưng nếu trên 10oC thì sự khác biệt rất ít. Trong thực tế nếu đưa vào một dây chuyền bảo quản lạnh hoạt động từ -1.0 đến 0oC thì thời gian bảo quản thịt tươi tăng khoảng 50% so với phương pháp bao gói chân không thông thường. Sau đây là bảng so sánh thời gian bảo quản của thịt bò, thịt cừu, thịt heo, thịt gà khi sử dụng các phương pháp khác nhau. Bảng 14 Thời gian bảo quản các loại thịt tươi ở các phương pháp bao gói khác nhau 2. Tính an toàn của sản phẩm Một số tác nhân gây bệnh như vi khuẩn ưa ấm (Samonella, E.Coli O157:H17) có nhiệt độ phát triển trên 7oC do đó thịt bảo quản lạnh sẽ bảo đảm về chỉ tiêu này. Các mầm bệnh do vi sinh vật chịu lạnh có khả năng tăng trưởng trong quá trình bảo quản lạnh, đặc biệt trong phương pháp bao gói tính năng bảo quản cao, các vi sinh vật cạnh tranh với chúng đã bị ức chế, càng tạo điều kiện cho chúng phát triển mạnh hơn. Trong trường hợp này điều đáng sợ là dù số lượng chúng tăng đến mức cao nhưng sản phẩm chưa thể hiện bất cứ sự hư hỏng về màu sắc cũng như mùi gây mối nguy cho sức khỏe người sử dụng. Có 4 chủng vi sinh vật chịu lạnh gây bệnh là Aeromonas hydrophila, Clostridium botulinum, Listeria monocytogenes và Yersinia enterocolitica (bảng 6). Điều kiện lạnh có thể kiểm soát cả 4 loài này, tuy nhiên sự thay đổi giá trị pH, môi trường khí trong bao bì tác động đến nhiệt tối thiểu để chúng có thể phát triển được. Giá trị nhiệt độ tốt thiểu này sẽ tăng khi tăng hàm lượng CO2 và tăng hàm lượng các chất có tính acid. Bảng 15 Đặc tính phát triển của các loài vi khuẩn chịu lạnh VII. BAO GÓI THỊT LẠNH ĐÔNG Tại nhiệt độ bảo quản thịt lạnh đông thương mại (nhỏ hơn -120C), quá trình hư hỏng vi sinh ngừng hẳn nhưng thịt vẫn giảm chất lượng do hiện tượng khô bề mặt và những biến đổi hóa học xảy ra như sự biến mùi do quá trình oxy hóa lipid và sự biến màu. Ngoài việc bảo vệ các sản phẩm lạnh đông khỏi tác hại vật lý và nhiễm khuẩn, yêu cầu chính của bao gói lạnh đông là kiểm soát sự mất nước. Thịt đông lạnh, đặc biệt là các loại thịt đã cắt ra từng phần riêng lẻ có thể được bán lạnh đông ngay trong bao bì vận chuyển, vì thế việc bao gói cũng phải hiệu quả về mặt cảm quan khi đưa sản phẩm đến người tiêu thụ. Thịt bò nạc và các miếng thịt có giá trị thấp của các loài khác được dành riêng cho quá trình chế biến kĩ hơn sẽ được bao gói trong những thùng carton cứng 27 kg trong đó có một túi đệm lót làm bằng polyethylene tỷ trọng thấp. Loại bao gói này rẻ, khả năng chống ẩm tốt, bề mặt nhám và vẫn giữ được độ đàn hồi khi nhiệt độ đạt đến -400C. Các túi polyethylene cũng được sử dung trong bao gói các loại thịt nguyên con đông lạnh. Theo truyền thống thịt cừu được bao gói trong các túi vải chun. Do yêu cầu vệ sinh ngày càng cao hơn nên các túi polyethylene thế chỗ cho các túi vải chun. Điều này gặp vấn đề trong việc xử lý sản phẩm vì polyethylene lạnh thì trơn, làm cho quá trình xử lý và xếp chồng khó khăn thậm chí nguy hiểm. Giải pháp đầu tiên là phát triển các túi polyethylen có bề mặt nhám. Điều này giải quyết được vấn đề xếp chồng các gói sản phẩm nhưng giá thành cao. Giải pháp cuối cùng là sử dụng các túi polyethylene có bọc vải chun ở ngoài. Một phương pháp khác là sử dụng một màng plastic sẽ bị co vì nhiệt khi sản phẩm đi qua tunnel làm lạnh sản phẩm. Bảng 16 Thời gian bảo quản ở các nhiệt độ lạnh đông khác nhau Bao gói chân không thịt đông lạnh không khác so với bao gói chân không các sản phẩm lạnh. Trong khi các màng không thấm oxy là tiêu chuẩn trong sản xuất, các màng thấm oxy thỉnh thoảng cũng được sử dụng để sản phẩm ở hình thái tốt nhất. Những màng này kết hợp với các gói sản phẩm bán lẻ có thể có tiêu chuẩn cao trong việc nhìn thấy sản phẩm bày bán. Việc sử dụng các màng thấm khí hay các màng không thấm khí thì thường được xác định bởi người tiêu thụ theo hướng yêu thích màu sản phẩm. VIII. CÁC HƯ HỎNG CÓ THỂ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN 1. Sự hư hỏng của thùng Carton Hình thái kém hấp dẫn hoặc hư hỏng của thùng carton chứa thịt lạnh đông, bao gồm cả phủ tạng, có thể do những yếu tố sau: xử lý trước khi lạnh động, loại bao bì sử dụng, chế độ làm lạnh, xử lý nguyên liệu và kiểm soát nhiệt độ. Tầm quan trọng của 5 yếu tố là như nhau nếu thiếu một trong các yếu tố trên thì sẽ ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ sản phẩm của thùng carton. Sự xếp chồng các sản phẩm lạnh đông trong thùng carton sẽ tác động đến độ bền của thùng. Nếu sản phẩm trong một thùng carton không được đông lạnh hòan toàn hoặc rã đông trong thời gian chất hàng, các hộp sẽ bị biến dạng ngoại trừ khi sử dụng thùng carton được tăng cứng. Thùng sắp không đầy góp phần làm chậm quá trình lạnh đông và hình thành đá, vì những lỗ khí làm chậm quá trình truyền nhiệt và tại đó sẽ hình thành đá. Nếu sự rã đông xảy ra, các tinh thể đá tan chảy băng sẽ làm mềm và làm suy yếu các thùng carton. Những thùng này đủ cứng để ngăn chặn sự biến dạng khi được chất đầy sản phẩm trước khi đưa vào lạnh đông. Xử lý không đúng cách sẽ gây hư hỏng cho thùng carton. Các thùng carton này có thể sử dụng từ 2 đến 3 lần. Các thùng carton này có thể chịu được sự va chạm từ bên ngoài, sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm, có thể chất thành đống lên các pallet và được chuyển đi bằng các xe bốc hàng mà không cần việc bốc vác thủ công. 2. Cháy lạnh ( freezer burn) Trong suốt quá trình bảo quản lạnh, độ ẩm sản phẩm có thể bị mất. Sản phẩm bị mất ẩm khi có sự chênh lệch gradient áp suất hơi trong chính bản thân các sản phẩm hay trong sản phẩm và môi trường bên ngoài. Những gradient này xuất hiện do sự thay đổi nhiệt độ trong suốt quá trình bảo quản (Jul, 1969; Anon, 1986). Khi nhiệt độ bề mặt sản phẩm cao hơn bên trong nước di chuyển về phía bề mặt. Nhưng khi gradient nhiệt độ bị đảo chiều trong quá trình làm lạnh, nước không dễ dàng để di chuyển về vị trí ban đầu của nó (Reid, 1993). Khi nhiệt độ không khí cao hơn nhiệt độ sản phẩm, nước di chuyển từ sản phẩm vào không khí, kết quả bề mặt sản phẩm bị khô được biết là hiện tượng cháy lạnh. Cháy lạnh được nhận biết bằng sự thay đổi vẻ ngoài của các sản phẩm thịt hay phủ tạng lạnh đông nhất là gan và thận, đây là kết quả của sự thăng hoa của đá từ bế mặt sản phẩm trong suốt quá trình bảo quản. Sự khô bề mặt kết quả do sự thăng hoa này làm xuất hiện những đóm màu xám trên bế mặt sản phẩm. Sau khi đun nấu, thịt và phủ tạng tại nơi có vết cháy trở nên nhạt nhẽo và không ngon miệng, cần phải loại bỏ khi phát hiện. Hình 13 Thịt bị cháy lạnh Sự dao động của nhiệt độ bảo quản làm tăng hiện tượng cháy lạnh. Nó xuất hiện nhanh nhất ở những nhiệt độ bảo quản cao hơn khi áp xuất hơi của đá trong sản phẩm lạnh đông cao hơn độ ẩm tương đối của không khí trong phòng bảo quản lạnh đông. Hiện tượng cháy lạnh có thể dẫn đến sự tăng lên của phản ứng oxy hóa lipid do sự phá vỡ cấu trúc ở bề mặt khô này làm tăng diện tích tiếp xúc với oxygen. Hiện tượng cháy lạnh có thể được giảm nếu sản phẩm được bao gói một cách phù hợp trong màng kín và vừa, màng này không cho nước và hơi nứơc đi qua hay phòng trữ lạnh được duy trì ở một độ ẩm tương đối cao. Với thit dạng lát hay các phủ tạng, sự bỏng thường đi kèm với bao gói bị hư hỏng. Bao bì không nguyên ven cho phép các khu vực của bề mặt sản phẩm tiếp xúc với môi trường ngoài. Việc dùng bao bì không bao sát sản phẩm có thể dẫn đến sự cháy lạnh trong bao bì thể hiện bằng việc hình thành đá bên trong. 3. Sự hình thành đá Cơ chế của việc hình thành đá trong bao bì giống với hiện tượng cháy lạnh, ngoại trừ việc nước di chuyển từ sản phẩm đến bế mặt bên trong của bao bì. Sự hình thành tuyết bên trong bao bì không thể xuất hiện khi màng không thấm nước, hơi nước và màng này được bao chặt bề mặt sản phẩm. Tuy nhiên, khi có một khoảng trống tồn tại giữa sản phẩm và bao bì, hơi nước sẽ di chuyển vào trong khoảng trống này và sau đó ngưng tụ bên trong bao bì và hình thành tuyết. Lớp tuyết này sẽ ngăn cản không cho người tiêu dùng nhìn thấy phần bên trong của sản phẩm. Nếu nhiệt độ sản phẩm thấp hơn nhiệt độ môi trường, hiện tượng ngưng tụ xảy ra (Anon, 1986) và hình thành lớp đá trên bề mặt sản phẩm. Người tiêu dùng có thể hiểu nhầm đây là cách làm tăng khối lượng sản phẩm của nhà sản xuất. Hình 14 Sự hình thành đá trên thịt bò Việc hình thành đá có thể làm giảm khối lượng sản phẩm đến 20% (Anon,1986). Việc này có thể giảm đến mức tối thiểu nếu nhiệt độ bảo quản thấp và được duy trì ổn định được trong suốt quá trình bảo quản. 4. Sự tái kết tinh Sự tái kết tinh là hiện tượng vật lí do các tinh thể đá trong sản phẩm lạnh đông tăng về kích thước nhưng giảm bớt về số lượng trong quá trình bảo quản. Sư hình thành các tinh thể đá lớn có thể gây ra sự phá hủy đáng kể mô cơ (Mazur, 1960), dẫn đến tăng sự rỉ dịch trong quá trình rã đông (Martino and Zaritzky, 1988). Sự tái kết tinh phụ thuộc vào nhiệt độ. Tỷ lệ tái kết tinh tăng lên đột ngột khi nhiệt độ dưới -7oC (Sy and Fennema, 1973) và một vài trường hơp hình thành tinh thể đá được khảo sát ở nhiệt độ dưới -12oC (Bevilacqua and Zaritzky, 1980). Những tinh thể đá nhỏ tan chảy khi nhiệt độ tăng lên và sau đó nước được chuyển đến bề mặt của các tinh thể lớn hơn trong suốt quá trình làm lạnh và nước không đông đó không thể tái kết tinh để hình thành tinh thể đá mới( Reid, 1993; Sahagian and Goff, 1996). Do đó trong bảo quản lạnh đông chỉ cho phép thay đổi nhiệt độ ± 1,5oC một lần trong ngày. 5. Chu trình lạnh đông – rã đông Chu trình lạnh đông – rã đông dẫn đến phá hủy đáng kể tế bào và phá vỡ cấu trúc mô bao gồm sự phá vỡ cấu trúc membrance, sự di chuyển của nước, chất tan và các phần tử nhỏ trong mô cơ (Strange et al, 1985a, b; Jones et al, 1986). 6. Sự trở mùi Thời gian lạnh đông ngắn nhưng không ngăn chặn đươc sự hình thành mùi do quá trình oxy hóa. Nhìn chung, nhiệt độ bảo quản càng thấp thì tỉ lệ phản ứng oxy hóa tạo mùi càng thấp. Quá trình này xuất hiện nhanh nhất từ -2oC đến -4oC và hầu như ngừng ở nhiệt độ dưới -30oC (Varman and Sutherland, 1995). Thịt lợn rất nhạy cảm đối với quá trình này và phải được bảo quản ở -18oC hoặc thấp hơn thì có thể đảm bảo chất lượng tốt trong hơn 6 tháng. Với thịt gia cầm, quá trình này diễn ra chậm bởi việc dùng bao bì không thấm khí oxy. Sự nhạy cảm của chất béo động vật đối với quá trình oxy hóa liên quan đến mức độ không bão hòa của các acid béo, thường thì gia cầm và heo có lượng acid béo không bão hòa cao hơn các loài động vật nhai lại. 7. Mất chất dinh dưỡng Các chất như protein, chất béo dễ có sự biến đổi về mặt hóa học trong quá trình bảo quản lạnh đông. Protein bị giảm tính tan, thịt dai cứng và làm thay đổi cả khả năng giữ nước của thịt. Với chất béo, phản ứng oxy hóa dẫn đến sự mất mùi của thịt. Trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn -18oC kéo dài hơn 1 năm, giá trị dinh dưỡng của các thành phần này không giảm. Đối với thịt, sự mất vitamin trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông phụ thuộc vào sản phẩm. Ở nhiệt độ từ -18oC đến -12oC có khoảng từ 10% đến 40% tổng lựợng vitamin có thể bị mất trong quá trình bảo quản, mất vitamin B là nổi bật nhất (Anon., 1986). Có lẽ do các chất dinh dưỡng tan trong nước bao gốm các loại vitamin đã bị thất thoát với sự mất khối lượng trong suốt quá trình rã đông. Bảng 16 Phần trăm chất dinh dưỡng còn lại của thịt bò, thịt heo bảo quản lạnh đông Bảng 17 Phần trăm khối lượng và vitamin B bị giảm khi rã đông KẾT LUẬN Thịt tươi là một sản phẩm thương mại dễ hư hỏng, muốn kéo dài thời gian bảo quản chúng cần phải bảo quản lạnh (00C đến -1.50C) hay lạnh đông (nhỏ hơn -120C). Tại nhiệt độ bảo quản lạnh, thời gian bảo quản sản phẩm sẽ bị giới hạn bởi sự tấn công của vi sinh vật gây hại trong khi với bảo quản lạnh đông thì hiện tượng khô bề mặt và biến đổi hóa học sẽ giới hạn thời gian bảo quản sản phẩm. Thời gian bảo quản các sản phẩm được làm lạnh sẽ tăng thông qua việc sử dụng môi trường thiếu khí O2 trong bao bì. Tăng nồng độ khí CO2 trong bao bì thiếu oxy sẽ kéo dài thời gian bảo quản hơn nữa. Yêu cầu vật liệu bao gói cho cả hệ thống bao gói chân không và hệ thống bao gói bão hòa CO2 là phải có khả năng chống thấm khí cao. Dưới điều kiện thiếu oxy, thịt có màu đỏ tía không hấp dẫn với khách hàng nếu sản phẩm bày bán lẻ. Do vậy hệ thống bao gói bán lẻ phải cung cấp một môi trường hiếu khí để thịt có hình thái sản phẩm tốt nhất. Môi trường hiếu khí có thể tạo ra bằng cách sử dụng màng bao có khả năng thấm O2, cho phép oxy từ môi trường ngoài xâm nhập vào hoặc sử dụng màng bao không thấm khí ngăn chặn O2 từ trong môi trường giàu oxy trong bao bì bao gói bằng phương pháp khí quyển điều chỉnh thoát ra ngoài. Để tối đa hóa thời gian bảo quản lạnh và bán lẻ, sản phẩm phải được giữ ở nhiệt độ thấp nhất, nhiệt độ mà tại đó sản phẩm vẫn duy trì được hình thái tốt không bị đông lại. Thời gian bảo quản lạnh giảm xấp xỉ 10% cho 10C khi nhiệt độ vượt quá -1.50C và độ bền màu giảm đi một nữa khi nhiệt độ tăng lên 50C. Phương pháp bao gói và nhiệt độ trong bảo quản lạnh đông ít nhạy hơn so với bảo quản lạnh. Ảnh hưởng có hại của oxy lên màu sắc và độ ngon của sản phẩm có thể hạn chế bằng cách dùng vật liệu bao gói có khả năng chống thấm oxy hoặc có thể tránh bằng cách lựa chọn nhiệt độ bảo quản thích hợp và có thể rút ngắn thời gian sử dụng xuống. Tương tự, hiện tượng khô bề mặt sản phẩm có thể ngăn chặn bằng cách sử dụng loại bao bì không thấm nước. Nói chung độ bền của sản phẩm đạt tối đa nếu sử dụng vật liệu bao gói có tính chống thấm khí và nước cao đồng thời duy trì nhiệt độ bảo quản thấp, ổn định. Để đạt hiệu quả trong bảo quản lạnh đông thì điều quan trọng là nhiệt độ bảo quản phải luôn ổn định. Không có một hệ thống bao gói bảo quản nào là tốt nhất, có nhiều giải pháp bảo quản hiệu quả khác nhau. sự lựa chọn đúng đắn cho giải pháp thích hợp cần hợp nhất những yêu cầu chức năng hiệu quả thương mại trong việc phân phối sản phẩm. Một hệ thống được chọn phải thỏa mãn các yêu cầu: giá cả hợp lý, phân phối sản phẩm đến người tiêu thụ trong điều kiện an toàn và không độc hại. Vậy tùy theo các yêu cầu (thời gian bảo quản, tính chất, đặc điểm sản phẩm,…) mà có sự lựa chọn phương pháp bao gói bảo quản thích hợp. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Y.H. Hui, Wai-Kit Nip, Robert W.Rogers, Owen A.Young. Meat Science and Application. Marcel Dekker, Inc., New York, 2001. 2. Josep Kerry, David Ledward. Meat processing Technology. CRC Press, 2002. www.wikipedia.org www.sciencedirect.com/ www.google.com