›

Báo cáo Ứng dụng áp suất cao trong bảo quản và chế biến thịt

doc 50 trang yendo 5610
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo Ứng dụng áp suất cao trong bảo quản và chế biến thịt", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docbao_cao_ung_dung_ap_suat_cao_trong_bao_quan_va_che_bien_thit.doc

Nội dung text: Báo cáo Ứng dụng áp suất cao trong bảo quản và chế biến thịt

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH KHOA KĨ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO MƠN HỌC CNCB THỊT & THỦY SẢN Đề tài ỨNG DỤNG ÁP SUẤT CAO TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỊT GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền SVTH : HC07TP NĂM HỌC 2010- 2011 1
  2. MỞ ĐẦU Theo xu hướng tồn cầu hĩa, các nhà sản xuất các sản phẩm thịt đang phải cạnh tranh gay gắt với nhau. Để giữ vững và nâng cao vị trí của họ, các cơng ty thực phẩm và thịt cần quan tâm đến sự thay đổi trong thĩi quen mua sắm và tiêu thụ sản phẩm của người tiêu dùng, cũng như quan điểm và nhu cầu của họ. Nhu cầu của người tiêu dùng thay đổi liên tục nhưng một vài quan điểm chính khơng thay đổi. Nhìn chung, người tiêu dùng luơn địi hỏi chất lượng cao và sự tiện dụng của các sản phẩm thịt, với mùi vị tự nhiên. Bên cạnh đĩ, họ cịn yêu cầu sự an tồn và các sản phẩm phải tự nhiên khơng bổ sung phụ gia như các chất bảo quản, chất giữ ẩm Để đáp ứng tất cả những yêu cầu này mà khơng làm giảm độ an tồn thực phẩm cần phải áp dụng các cơng nghệ mới trong cơng nghiệp thực phẩm nĩi chung và trong cơng nghiệp thịt nĩi riêng. Hơn nữa, các sản phẩm thịt đĩng gĩi chân khơng dạng lát mỏng và dạng ướp là những dịng sản phẩm cĩ nhu cầu gia tăng rất cao trong vài năm gần đây. Những sản phẩm này cĩ khả năng nhiễm khuẩn trước khi đĩng gĩi. Vì thế, giải pháp cần thiết là ứng dụng các kỹ thuật mới cho các dịng sản phẩm trên. Hiện nay, một vài cơng nghệ mới đang được nghiên cứu trong đĩ áp suất cao là một phương pháp cĩ tiềm năng ứng dụng rất cao. Áp suất cao là một kỹ thuật rất hứa hẹn đối với các sản phẩm thịt và nĩ cho thấy tiềm năng trong việc phát triển các dịng sản phẩm mới tiêu thụ ít năng lượng. 2
  3. 1. Lịch sử phát triển: Giáo sư PW Bridgman (1914), một người tiên phong trong vật lý áp suất cao, báo cáo về albumin lịng trắng trứng và lịng đỏ bị đơng tụ dưới áp suất thủy tĩnh cao 500-600 MPa mà khơng cĩ sự phân rã của lớp vỏ. Điều này cho thấy rằng áp suất thủy tĩnh cao (cao áp) là một cơng cụ hữu ích cho chế biến thực phẩm thay vì xử lý nhiệt. Tuy nhiên ứng dụng của áp suất cao để chế biến thực phẩm đã gần như bỏ qua cho đến khi sự khởi đầu của dự án "Phát triển áp suất cao lên men sử dụng Dense- Mass" được hỗ trợ bởi Bộ Nơng nghiệp, Lâm nghiệp và Thuỷ sản (1989) tại Nhật Bản . Đặc biệt, các nhà khoa học về thịt ở Úc đã tiến hành áp dụng áp suất cao kể từ đầu những năm 1970 (Macfarlane 1973; Bouton, Ford, Harris, Macfarlane, O'Shea 1977). Kể từ khi khởi phát của các dự án tại Nhật Bản, việc áp dụng áp suất cao để chế biến thực phẩm đã thu hút nhiều sự chú ý ở Nhật Bản và Châu Âu bởi vì những thay đổi trong đặc tính của nguyên liệu thực phẩm gây ra bởi áp suất trong các phương thức khác nhau từ nhiệt (Cheftel 1992 ; Hayashi 1992; Johnston 1995; Knorr 1996). Một số loại thực phẩm được chế biến bằng việc sử dụng áp suất đã cĩ mặt trên thị trường. (Suzuki 2002). Nhìn chung, áp suất cao sử dụng trong khoảng 100-600 MPa tại nhiệt độ phịng. Áp suất cao làm phá hủy các tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn và vơ hoạt enzyme, nhưng khơng làm thay đổi đặc điểm bề ngồi của sản phẩm và giữ lại một số vitamins. Tuy nhiên, khả năng chịu đựng của vi sinh vật rất khác nhau phụ thuộc vào giống và loại thịt được xử lý. Ảnh hưởng của xử lý áp suất cao cũng phụ thuộc vào áp suất sử dụng, nhiệt độ và thời gian. Sử dụng áp suất cao cĩ thể gây ra những biến đổi đặc biệt về cấu trúc của sản phẩm và khả năng này cĩ thể được sử dụng để phát triển một dịng sản phẩm mới hoặc gia tăng chức năng của một số thành phần nào đĩ. Vì thế, để cĩ thể áp dụng kỹ thuật này trên quy mơ cơng nghiệp với các nghiên cứu từ phịng thí nghiệm cần tiến hành: Thiết lập các điều kiện xử lý tốt nhất cho mỗi loại sản phẩm. Kết hợp áp suất cao với các hệ thống đĩng gĩi mới, các chất kháng khuẩn cĩ nguồn gốc tự nhiên, enzyme 3
  4. 2. Ảnh hưởng của áp suất cao trong cơng nghiệp thịt Ảnh hưởng của áp suất cao lên các thành phần dinh dưỡng trong thịt Thịt là mơi trường tốt cho sự phát triển của vi sinh vật, thành phần hĩa học của thịt chủ yếu là nước, protein (15-21%), chất béo (0,5-25%), các vitamin (giàu vitamin nhĩm B) và các oligonutrient. Theo quan điểm vật lý, khi gia tăng áp suất sẽ cĩ một ảnh hưởng vật lý lên các phân tử làm chúng tiến lại gần nhau hơn dẫn đến sự chuyển pha, sự chuyển pha này cĩ thể đảo ngược lại sau khi giảm áp. Điều này là những gì đã xảy ra với nước và chất béo. Theo quan điểm hĩa học, áp suất cao tác động nhẹ hơn so với nhiệt độ. Các liên kết cộng hĩa trị khơng bị phá vỡ nhưng các liên kết yếu như liên kết hydro và liên kết kỵ nước cĩ thể bị biến đổi bất thuận nghịch (Cheftel, 1995). Ảnh hưởng của áp suất lên nước chủ yếu bao gồm sự giảm nhiệt độ nĩng chảy và gia tăng sự ion hĩa dẫn đến sự giảm pH. Những biến đổi này là thuận nghịch theo áp suất. Nhưng chúng gĩp phần làm biến đổi những đặc điểm của sản phẩm được xử lý áp suất cao. Calpastatin bị ức chế tại áp suất từ 200MPa trở lên trong khi calpain bị thối hĩa ở áp suất trên 400MPa. Tại áp suất thấp hơn 200MPa các lysosome bị phá vỡ, khả năng tự phân gia tăng và thịt mềm hơn. Cathepsin H và aminopeptidase bị vơ hoạt ở áp suất từ 200MPa trở lên và cathepsin D bị vơ hoạt khi áp suất đạt tới 500MPa (Montero & Gomez-Guillen, 2002). Các vitamin và đường trong thịt khơng bị biến đổi bởi áp suất cao nhưng các polysaccharide cĩ thể bị biến đổi. Nhìn chung, sự hình thành gel bị ức chế bởi áp suất cao vì áp suất cao cĩ thể biến đổi nhiệt độ chuyển pha từ sol đến gel. Sự đơng lại cĩ thể được tạo ra bởi áp suất và sau đĩ gel tạo thành sẽ mềm và sáng hơn Cấu trúc chính của protein bị ảnh hưởng nhẹ bởi áp suất cao, sự biến đổi các liên kết yếu cĩ thể làm biến tính protein hoặc ngược lại làm hoạt hĩa enzyme. Các ảnh hưởng này rất khác nhau phụ thuộc vào loại protein và điều kiện của quá trình xử lý. Áp suất cao mang lại sự chuyển pha thuận nghịch cho lipid từ lỏng thành rắn dẫn đến sự đơng lại. Nếu là một hỗn hợp lipid, áp suất cao cĩ thể tạo ra sự phân tách các pha khác nhau bằng việc phá hủy các tế bào membrane. Cheah và Ledward (1996) cũng nghiên cứu các ảnh hưởng của áp suất về quá trình oxy hĩa chất béo 4
  5. trong cơ bắp băm nhỏ. Trên cơ sở dựa vào số đo của acid thiobarbituric (TBA), họ chỉ ra rằng trị giá TBA khơng tăng trong cơ bắp băm nhỏ tiếp xúc với áp suất cao lên đến 200 MPa, sau đĩ hơi tăng lên khi áp suất là 300 MPa, và tăng rõ rệt khi 800 MPa. Áp suất cao trên 300 MPa đến 400 MPa sẽ làm giảm myoglobin và oxymyoglobin, Fe2+ myoglobin trở thành Fe3+ metmyoglobin và protein globin bị biến tính., từ đĩ làm gia tăng quá trình oxy hĩa lipid. Ngồi ra, nguyên nhân của sự gia tăng cịn cĩ thể do các kim loại trong thịt nằm trong các muối phospholipids hoặc muối acid hữu cơ với kim loại. Vì thế trong quá trình áp suất cao, các ion kim loại (cĩ thể là Fe và Cu) đã giải thốt ra khỏi các phức chất này và xúc tác phản ứng oxy hĩa chất béo. Hoặc sự gia tăng oxy hĩa chất béo trong thịt ở áp suất cao cĩ thể do sự thay đổi cấu tạo của hemoprotein làm bộc lộ các nhĩm heme xúc tác oxy hĩa chất béo. Ngược lại, Orlien và Hansen (2000) đã báo cáo quá trình oxy hĩa lipid ở áp suất cao khơng liên quan đến việc giải phĩng các nonheme sắt hay hoạt tính xúc tác của metmyoglobin, nhưng cĩ thể liên quan đến sự phá hủy membrane. Theo Cheftel và Culioli (1997), sự oxy hĩa gây ra bởi áp suất cĩ thể được hạn chế các quá trình cơng nghệ cho các sản phẩm thịt, bằng cách đĩng gĩi sản phẩm hay sử dụng các chất chống oxy hĩa. Loại bỏ oxy hoặc thêm dioxide carbon (CO2) trước khi xử lý áp suất cao để ngăn chặn quá trình oxy hĩa lipid. Ảnh hưởng của áp suất cao đến độ mềm thịt Khi một con vật được giết mổ, quá trình co cứng sẽ phát triển trong vịng vài giờ với sự co của các sợi cơ và làm tăng độ nhớt của thịt. Miếng thịt sau đĩ sẽ mềm nhưng hương vị bị giảm sút đáng kể, và thịt đĩ thì khơng phù hợp cho nấu ăn và chế biến vì độ nhớt cao và khả năng giữ nước thấp. Nếu thịt được giữ ở nhiệt độ thấp trong một vài ngày, thịt trở nên mềm mại và giữ trạng thái đĩ trong vài tuần tiếp theo. Vì vậy, quá trình sử dụng rộng rãi nhất cho thịt với cải tiến của hương vị và mùi được gọi là conditioning và aging. Nếu những miếng thịt dai, đặt biệt là từ những con động vật già cĩ thể được làm mềm bởi áp suất cao thì áp suất cao cĩ tiềm năng lớn trong việc tận thu nguồn nguyên liệu từ thịt của các con vật già, tránh lãng phí. 5
  6. Một thử nghiệm để tăng độ mềm của thịt bởi áp suất cao lần đầu tiên được thực hiện bởi Macfarlane (1973) ở Úc. Một điều rất quan trọng là phải lựa chọn thời gian nào của thịt sau khi giết mổ thích hợp cho việc áp dụng áp suất cao. 2.2.1. Ảnh hưởng của áp suất cao lên cơ trước giai đoạn tê cứng: Macfarlane (1973) đã thực hiện các phép đo khác nhau trên các cơ Biceps femoris tại 100 MPa trong 2-4 phút. Kết quả cho thấy các cơ rút ngắn khoảng 35% so với các cơ khơng được xử lý áp suất. Tuy nhiên các phép đo lực cắt chỉ ra rằng áp suất làm tăng độ mềm của thịt. Kết quả nghiên cứu của Macfarlane cho thấy rằng việc sử dụng áp suất cao trong vài phút ở nhiệt độ mơi trường đã làm giảm lực cắt lên cơ trước tê. Phương pháp làm tăng độ mềm cho thịt bởi áp suất cao cũng đã được báo cáo trong các tài liệu của Macfarlane (Macfarlane, Mckenzie, Turner, và Jones năm 1981; Macfarlane và Morton 1978) và những người khác (Elgasim và Kennick 1982; Kennick, Elgasim, Holmes, và Meyer 1980; Riffero và Holmes 1983). 2.2.2. Ảnh hưởng của các quá trình xử lý nhiệt và áp suất cao lên cơ sau giai đoạn tê cứng Mặc dù việc sử dụng áp suất tác động lên cơ trước tê cứng là một cách hiệu quả trong việc xử lý độ dai của thịt. Quá trình cịn cĩ tiềm năng áp dụng cho thịt sau tê cứng. Bouton et al. (1977) chứng minh rằng cơ sau tê cứng của trâu, bị sẽ khơng đạt được biến đổi như vậy khi sử dụng lực cắt tương tự, trừ khi sử dụng áp suất cao ở nhiệt độ cao. Họ nĩi rằng khi áp suất là 150 MPa ở 60oC trong 30 phút là cần thiết để cải thiện giá trị cắt. Locker và Wild (1984) cũng cho rằng áp suất- nhiệt (PH) cĩ hiệu quả trong việc giữ mềm thịt sau một thời gian đáng kể tại một nhiệt độ cao. Macfarlane (1985) đã trình bày một đề án bao gồm việc áp suất làm phân giải các protein và mức độ mềm thịt bằng cách kết hợp áp suất với nhiệt độ. Trong đề án của mình, các protein bị phân giải bởi áp suất cao là biến tính và khơng thể kết hợp bằng cách xử lý nhiệt, kết quả là làm mềm thịt. Việc sử dụng PH thì hiệu quả trong việc khắc phục độ dai. Tuy nhiên, quá trình này cĩ ảnh hưởng khơng tốt cho thịt do màu nâu tạo ra bởi áp suất và nhiệt. 6
  7. 2.2.3. Cải thiện độ mềm của cơ sau tê cứng bằng cách sử dụng áp suất cao. Từ gĩc độ của các ứng dụng thương mại khi sử dụng áp suất cao, độ mềm của cơ sau tê cứng thì quan trọng hơn cơ trước tê cứng. Suzuki, Kim, Honma, Ikeuchi, và Saito (1992) đo độ cứng và độ đàn hồi của cơ bắp vai sau tê cứng thu được từ một con bị sữa già khi sử dụng áp suất cao từ 100-300 MPa trong 5 phút bằng máy Rheo Meter (Fudoh Cơng ty, Nhật Bản. Kết quả cho thấy khơng cĩ sự khác biệt đáng kể nào về độ đàn hồi. Điều này cho thấy cơ sau tê cứng cĩ thể được làm mềm bằng áp suất cao mà khơng cần xử lý nhiệt. Việc sử dụng P-H trong thời gian dài được Macfarlane đề xuất (1985), cịn những người khác (Bouton et al 1977;. Riffero và Holmes 1983) thì cho rằng khơng cần thiết phải kết hợp với nhiệt độ trong việc làm mềm cơ sau tê cứng nếu áp suất sử dụng cao hơn so với trong thí nghiệm. 2.2.4. Cơ chế làm mềm và sự gia tăng những biến đổi của thịt khi sử dụng áp suất cao Ta biết rằng thịt của con vật sau khi chêt sẽ bị mềm sau một khoảng thời gian nhất định do những thay đổi xảy ra trong cơ, chủ yếu là do tác động của các protease nội sinh: - Sự suy yếu của tương tác actin-myosin - Phân mảnh của tơ cơ thành các phân đoạn ngắn do Z-line tan rã - Sự thối hĩa của các sợi đàn hồi bao gồm connectin (cịn gọi là titin) - Suy yếu của mơ liên kết. Để làm rõ cơ chế gây ra áp suất làm mềm thịt hoặc việc tăng tốc các biến đổi của thịt, các đối tượng sau đây đã được xem xét: - Áp suất ảnh hưởng lên tương tác của actin-myosin - Áp suất ảnh hưởng đến sự phân mảnh của tơ cơ, - Áp suất ảnh hưởng đến sự chuyển đổi -connectin thành  -connectin - Áp suất ảnh hưởng lên mơ liên kết 7
  8. 2.2.4.1. Các ảnh hưởng từ sự tương tác của actin-myosin. Quá trình tương tác của actin-myosin và cơ cấu của các sợi cơ được biến đổi trong thời gian con vật sau khi chết được minh chứng bằng những thay đổi trong hoạt tính ATPase của tơ cơ. Ouali (1984) báo cáo rằng hoạt tính ATPase gia tăng tại cường độ ion thấp (khoảng dưới 0,2 M KCl), trong khi nĩ giảm ở những cường độ cao hơn (0,3 M hoặc cao hơn) khi gia tăng thời gian bảo quản. Ơng kết luận rằng giá trị nghiêng (giá trị xác định sự nhạy cảm với cường độ ion) cĩ thể là một thơng số chỉ thị chính xác về mức độ lão hĩa của cấu trúc các sợi cơ và được thể hiện bằng các chỉ số sinh hĩa của Miofibrillar Aging (BIMA). Nishiwaki, Ikeuchi, và Suzuki (1996) đo hoạt tính của ATPase (cường độ ion là khoảng 0,06-0,32 M KCl) của các cơ được xử lý bằng áp suất cao (30-300 MPa, 5 phút) và ở 4 oC trong 7 ngày. Sự thay đổi giá trị BIMA được hiển thị trong hình 8.1. Đối với cơ được xử lý như trên, giá trị BIMA tăng dần với sự gia tăng của thời gian lưu trữ và đạt khoảng 2,5 lần so với các cơ của con vật chết (hình 8,1). Giá trị BIMA của các tơ cơ gia tăng khi tăng áp suất lên 200 MPa và đạt đến mức giống như của các tơ cơ để ở 4 oC trong 7 ngày. Tuy nhiên, khi áp suất cao hơn (300 MPa) sẽ làm sụt giảm đáng kể giá trị của BIMA. Sự thay đổi cấu trúc của các sợi mỏng gây ra bởi áp suất là yếu tố chính ảnh hưởng đến giá trị BIMA thu được trong các sợi cơ khi sử dụng áp suất cao trong một thời gian ngắn (5 phút). Những thay đổi cấu trúc mạnh mẽ được quan sát từ những sợi cơ được xử lý áp suất , những thay đổi đĩ khơng quan sát thấy trong các sợi cơ khơng xử lý bằng áp suất. Kết quả này gợi ý rằng việc áp dụng áp suất cao cho các sợi cơ là nguyên nhân gây ra những thay đổi trong hoạt tính của ATPase và giá trị BIMA của các sợi cơ. 8
  9. Hình 1: Ảnh hưởng của áp suất cao và thời gian lên giá trị BIMA 2.2.4.2. Ảnh hưởng đến sự phân mảnh của tơ cơ Các tơ cơ khi sử dụng các điều kiện đồng hĩa thì ngắn hơn và tạo ra những khúc cơ ngắn hơn là của những miếng thịt sau khi giết mổ (Takahashi, Fukazawa, và Yasui 1967) và sự phá vỡ các tơ cơ tại Z-line thì liên quan đến sự gia tăng độ mềm thịt (Davey và Gilbert 1967; Fukazawa và Yasui 1967; Takahashi et al 1967). Do đĩ sự phân mảnh các sợi tơ cơ được coi là hữu dụng để dự đốn sự mềm của thịt (Calkins và Davis năm 1980; Olson, Parrish, và Stromer 1977). Suzuki, Watanabe, Iwamura, Ikeuchi, và Saito (1990) cho thấy mức độ phân mảnh trong tơ cơ từ các bắp thịt trâu, bị với áp suất (100-300 MPa, 5 phút) trong hình 8.2. Mức độ phân mảnh được thể hiện như tỷ lệ phần trăm của số cơ tơ đoạn gồm 1-4 sarcomeres (khúc cơ) để tổng số tơ cơ dưới kính hiển vi tương phản pha. Mức độ phân mảnh, thì ít hơn 10% so với các cơ bắp khơng được xử lý áp suất, đã được tăng tốc bằng cách tăng áp lên hơn 30%, 70%, 80%, và 90% tương ứng tại 100, 150, 200, và 300 MPa. Mức độ phân mảnh, 80% đến 90%, trên mức tối đa của 9
  10. các phân mảnh của tơ cơ trong các cơ tự nhiên. Từ các kết quả của sự phân mảnh này là sự tiếp xúc ngắn của các cơ sau tê cứng trong điều kiện áp suất cao cĩ vẻ là hữu ích cho quá trình làm mềm thịt. Hình 2: Ảnh hưởng của áp suất cao lên mức độ phá vỡ tơ cơ Các yếu tố đặc trưng trong những báo cáo của Suzuki et al. (1990) đĩ là tác động của áp suất cao đến cấu trúc myofibrillar (sợi cơ tơ) sau tê cứng trong các bắp thịt trâu, bị. Trong tơ cơ được xử lý tại 100 MPa, quá trình co của các sarcomere được quan sát, và sự khác biệt trong mật độ giữa các A-band và I-band trở nên đồng nhất so với các mẫu bình thường (khơng qua xử lý). Đánh dấu sự vỡ của cấu trúc dạng sợi của I-band và sự biến mất của các M-line được quan sát trong tơ cơ của các cơ bắp tại tại áp suất 150 MPa. Trong tơ cơ của các cơ bắp tại 200 MPa, mạch liên tục cấu trúc của sarcomere đã gần như hồn tồn bị mất, với tấm A-và I-sợi trải rộng trên các khúc cơ này. Sự biến mất của M-line và sự dày lên của Z-line, cĩ thể là do sự co rút của I-filament, đã được quan sát. Sự phân tách của các A-band, thêm vào đĩ nhiều thay đổi đã được đề cập và được quan sát trong tơ cơ của các cơ bắp tại áp suất 300 MPa. Chiều dài của các sarcomere(khúc cơ), được xử lý tại 100 MPa, 10
  11. dường như đã dần dần phục hồi với sự gia tăng áp suất, vì những mất mát ngày càng nhiều của kết cấu liên tục. Như đã đề cập, phân mảnh của tơ cơ cĩ nguồn gốc từ sự đứt đoạn của tơ cơ tại Z-line, trong khi các Z-line từ tơ cơ bị phân mảnh trong các cơ bắp được xử lý áp suất vẫn cịn nguyên vẹn. Mặc dù việc xử lý áp suất cho các cơ sau tê cứng diễn ra trong thời gian ngắn (5 phút) và nhiệt độ thấp (khoảng 10oC), thì sự thay đổi siêu cấu trúc (ultrastructure) của tơ cơ phù hợp với những báo cáo của Macfarlane và Morton (1978) và Locker và Wild (1984). Việc áp dụng áp suất cao được biết là ảnh hưởng của tình trạng kết hợp của cả hai actin và myosin, đĩ là những thành phần chủ yếu của tơ cơ. Một số báo cáo mơ tả sự khử polymer của actin-F (Ikkai và Ooi 1966; Ivanov, Bert, và Lebedeva 1960; O'Shea, Horgan, và Macfarlane 1976), myosin polymer (Josephs và Harrington 1966, 1967, 1968), và actomyosin (Ikkai và Ooi 1969) dưới áp suất cao đã được cơng bố. Mặc dù nĩ khơng rõ liệu sự khử polymer của actin-F xảy ra trong cơ và sự suy thối của các sợi-I. (tức là, sự khử polymer của F-actin do áp suất cao) cĩ thể là một trong những nguyên nhân của sự phân mảnh. Một khả năng làm tăng tốc sự phân mảnh của tơ cơ và đơng tụ của các myofibrillar protein tại nơi phân tách đã được Macfarlane đề nghị (1985) cĩ thể làm tăng độ mềm của thịt khi sử dụng áp suất cao. Từ những quan sát và phân tích ultrastructural SDS-PAGE của tơ cơ (dữ liệu khơng được hiển thị, Suzuki et al 1990)., Cơ chế cho sự rối loạn trong cấu trúc liên tục của tơ cơ gây ra bởi áp suất trong các điều kiện khác nhau. 2.2.4.3. Ảnh hưởng từ sự chuyển đổi -Connectin thành -Connectin Nghiên cứu gần đây cho thấy một cách rõ ràng rằng một protein, thường được gọi là connectin (cịn gọi là titin) duy trì tính đàn hồi và tính ổn định cơ học của cơ xương. Lúc chết, các -connectin (khoảng 3.000 kDa) tồn tại cùng với một lượng nhỏ các phân đoạn phụ của nĩ, -connectin (khoảng 2.000 kDa; Maruyama, Kimura, Yoshidomi, Sawada, và Kikuchi 1984; Wang, McClure và Tu 1979). 11
  12. Hình 3: Biểu diễn kết quả chạy điện di trong gel 2% polyacrylamide chứa 0,1% SDS và 0,5% agarose. Chú thích: - = -connectin -  = -connectin - 1200k = 1200 kDa peptide - N = nebulin - M = chuỗi myosin lớm Bởi vì khi sử dụng áp suất cao khơng tạo nên các chuỗi peptid , do đĩ nĩ được quan tâm để giải thích những nghi ngờ rằng tại sao việc chuyển đổi -connectin thành -connectin được gây ra bởi áp suất. Cĩ hai lý thuyết về cơ chế tách 12
  13. connectin; một là sự phân hủy protein bởi calpain (protease làm tăng hoạt tính Ca 2+) và cathepsin D (Kim et al 1993, 1995;. Suzuki, Kim, và Ikeuchi 1996), và hai là các phản ứng trực tiếp của ion Ca2+ (Tatsumi, Hattori, và Takahashi năm 1996). Báo cáo của Kim et al. (1993) cho thấy rằng hiệu quả của áp suất cao lên các connectin trong isolated myofibrils (cơ riêng biệt) tương tự như của connectin trong cơ bắp, được quan sát những phân tích của SDSPAGE. Họ tìm thấy hai loại chất ức chế protease, 1 mM leupeptin và 1 mM E64, hồn tồn ngăn chặn sự suy thối của connectin (100-400 MPa cho 5 phút), mặc dù các tơ cơ bên trong đều cĩ sự hiện diện của 3mM CaCl2. Như vậy giả thiết về sự suy thối của connectin do tác động trực tiếp của các ion canxi dưới áp suất cao như vậy là khơng thể xảy ra. Kết quả này chứng minh sự tham gia của một số protease nội sinh, đặc biệt là calpain, trong việc chuyển đổi - connectin thành -connectin. Điều này cĩ thể được giải thích bằng cách giả sử rằng sự mẫm cảm của connectin đối với calpain được tăng rõ rệt bởi việc áp dụng các áp suất, nhưng khả năng của calpain để thủy phân connectin được giảm dần với tăng áp suất. Nĩ đã được chứng minh rằng áp suất cao 100 MPa hoặc cao hơn thì sẽ làm tăng tính mẫm cảm đến quá trinh proteolysis (phân hủy Protein). Bởi vì nồng độ ion canxi trong dung dịch sarcoplasmic là gần tối ưu để kích hoạt calpain do việc hình hành từ lưới sarcoplasmic trong khi sử dụng áp suất cao (Suzuki, Okamoto, Ikeuchi, và Saito1993, 1994), mức độ chuyển đổi của -connectin thành -connectin được cho là chủ yếu liên quan đến sự phụ thuộc áp suất của các thay đổi cấu trúc của - connectin và sự vơ hoạt của calpain. Cơ chế cho việc chia connectin dưới áp suất cao cĩ lẽ là giống như trong cơ suốt quá trình xử lý (Kim et al 1995). Sự gia tăng của những hợp chất được trích ly từ connectin cĩ thể cho thấy được những thay đổi về chất lượng của cấu trúc connectin trong cơ gây ra bởi áp suất (Suzuki et al 1987). 2.2.4.4. Ảnh hưởng của các mơ liên kết Độ mềm của thịt thì phụ thuộc vào hai thành phần khác nhau: độ dai và độ dẻo dai của actomyosin. Độ dẻo dai của actomyosin là do các protein myofibrillar, trong khi độ dai do sự hiện diện của các mơ liên kết. Nĩi chung, nĩ được chấp nhận rằng 13
  14. những thay đổi của các mơ liên kết trong quá trình bảo quản thịt thì thấp hơn so với những biến đổi trong myofibrillar protein. Một vài báo cáo mơ tả những ảnh hưởng của áp suất đến mơ liên kết cũng như là đối với protein tơ cơ. Ratcliff, Bouton, Ford, Harris, và Macfarlane (1977) cho thấy rằng mặc dù sử dụng P-H cĩ hiệu quả trong việc loại bỏ được tính dai của tơ cơ (độ dai actomyosin), độ mềm của các mẫu được xử lý thì được hạn chế bởi độ dai của các mơ liên kết. Macfarlane et al. (1981) cũng cho thấy một sự chuyển tiếp do thiếu vắng của các actin-F, nhưng mà do các mơ liên kết đã khơng được thay đổi trong thermograms (biểu đồ nhiệt độ) của cơ đã được sử lý bằng áp suất. Beilken, Macfarlane, và Jones (1990) cho rằng áp suất điều trị ở các nhiệt độ khác nhau, từ 40 C đến 80C cĩ rất ít hoặc khơng cĩ biến đổi rõ rệt về sự dẻo dai hơn là để tăng nhiệt độ bằng xử lý nhiệt làm giảm độ dai. Suzuki, Watanabe, Ikeuchi, Saito, và Takahashi (1993) báo cáo rằng khơng cĩ sự khác biệt đáng kể trong siêu cấu trúc (ultrastructure), điện di, nhiệt độ hịa tan, và thermogram (biểu đồ nhiệt độ) của phân quét calorimetry (đo nhiệt lượng) (DSC) phân tích của các collagen bắp phân lập từ một con bị sữa già đã được quan sát trong số các mẫu cơ khơng được xử lý áp suất và các cơ được xử lý áp (100-400 MPa, 5 phút). Ảnh hưởng của áp suất vào nhiệt độ biến tính và enthalpy theo thermogram được thể hiện trong bảng 1. Gần đây Nishimura, Hattori, và Takahashi (1995) cho rằng sự suy yếu của các mơ liên kết trong cơ, endomysium (vỏ nội cơ) và perimysium (màng cơ), gây ra trong quá trình thì tương quan với sự mềm thịt bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử để quét . Ueno, Ikeuchi và Suzuki (1999) mơ liên kết trong các cơ đã qua chế biến và xử lý áp suất bằng kính hiển vi quét điện tử. Trong suốt thời gian xử lý, sự suy yếu cấu trúc của các endomysium và perimysium và sự phá vỡ các cấu trúc tổ ong đã xuất hiện. Trong cơ được xử lý áp suất, biến dạng của cấu trúc tổ ong của endomysium được tăng lên với sự gia tăng của áp suất tác động lên các cơ bắp, và mở rộng mạng lưới của endomysium đã được quan sát trong các mẫu cơ tại 400 MPa. Hiện nay, kết luận đĩ khơng phải là chắc chắn rằng các áp suất gây ra những thay đổi cơ cấu trong các mơ liên kết dẫn đến một số hiệu ứng đáng kể đến độ mềm của thịt. Nhưng nếu muốn hiểu rõ thêm thì phải nghiên cứu sâu hơn nữa để làm rõ vấn đề này. 14
  15. Bảng 1: Ảnh hưởng của áp suất lên tình trạng biến tính của collagen trong cơ Nhiệt độ biến tính (oC) To TP TC H (mJ/mg) Control 62.40 1.03 65.65 0.67 68.70 0.65 15.00 1.40 100 MPa 62.13 0.66 65.35 0.25 68.95 0.64 15.53 1.65 150 MPa 62.58 1.03 66.05 0.88 68.80 0.64 15.78 1.80 200 MPa 62.80 1.65 66.03 0.99 68.73 0.72 16.93 1.10 300 MPa 62.68 0.63 65.90 1.23 68.95 0.83 15.50 1.65 To = Nhiệt độ bắt đầu biến tính; Tp = nhiệt độ biến tính nhiều nhất; Tc = Nhiệt độ kết thúc biến tính, H = enthalpy của biến tính, mJ/mg khối lượng khơ. Nguồn: Suzuki, Wantanabe, Ikenchi, Saito, and Takahashi (1993). Ảnh hưởng của áp suất cao lên vi sinh vật Tốc độ và động học vơ hoạt vi sinh vật phụ thuộc vào một vài thơng số như: loại vi sinh vật, cường độ áp suất, thời gian, nhiệt độ, pH, hoạt tính nước và thành phần thực phẩm. Nhìn chung, sự ức chế càng tốt khi áp suất càng cao. 2.3.1. Sự phá hủy của áp suất lên vi sinh vật: Sự ức chế vi sinh vật bởi áp suất cao cĩ lẽ là do tác động của nhiều yếu tố kết hợp lại. Áp suất cao khơng ức chế hoặc phá hủy một vị trí nào đĩ trong tế bào hoặc một chức năng của tế bào., mà sự chết của tế bào là bởi những hư hỏng nhiều hoặc tích tụ bên trong tế bào (Simpson & Gilmour, 1997). Màng tế bào là mục tiêu chính của sự phá hủy, chủ yếu qua việc làm rối loạn sự vận chuyển các chất của màng tế bào do hậu quả của sự kết tinh phospholipid. Các chức năng khác của tế bào bị ảnh hưởng bởi áp suất bao gồm: sự thay đổi trao đổi ion, thành phần acid béo, hình thái học của ribosome, hình thái học tế bào, biến tính protein và ức chế hoạt tính enzyme, sự mất ổn định của việc sao chép DNA, sự hình thành khơng bào Sự khác nhau về tính chất của màng tế bào cĩ thể là một nhân tố quan trọng trong việc xác định ảnh hưởng của áp suất hoặc stress lên vi sinh vật. Trong một vài hệ vi sinh vật, người ta cho rằng sự phá hủy là do rối loạn sự vận chuyển protein qua màng tế bào (Vogel, Molina-Guiterrez, Ulmer, Winter, & Ganzle, 2001). Đây cĩ thể là cơ chế chung làm cho tế bào chết. Nhìn chung, các tế bào chết gia tăng khi tăng áp suất nhưng nĩ khơng tuân theo động học bậc 1. 15
  16. 2.3.2. Khả năng chịu áp suất cao của vi sinh vật Nhìn chung, các vi khuẩn gram dương chịu được áp suất cao hơn vi khuẩn gram âm. Hình thái tế bào cũng ảnh hưởng đến tác động của áp suất, vi khuẩn hình que bị ảnh hưởng nhiều hơn hình cầu. Các tế bào ở pha phát triển dễ bị ảnhh hưởng hơn các tế bào ở pha ổn định. Bảng 2: Sự tiêu diệt vi sinh vật bởi áp suất Ít mẫn cảm Dễ mẫn cảm Bào tử Tế bào sinh dưỡng Gram dương Gram âm Tế bào trong pha ổn định Tế bào trong pha phát triển Bacillus, Clostridium, Staphylococcus, Yersinia, Vibrio, Salmonella, parasites Listeria, Escherichia coli O157:H7 aw thấp aw cao pH acid Nhiệt độ cao Cĩ thuốc kháng sinh Nguồn: Masoliver và Grebol. Nhiệt độ cĩ vai trị quan trong trong việc ức chế vi sinh vật bằng áp suất cao. Tại nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển, sự ức chế sẽ thấp hơn so với các nhiệt độ khác. Độ chảy màng cĩ thể bị phá vỡ dễ dàng hơn tại nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tối ưu. Khi các tế bào được làm sốc lạnh trước khi dùng áp suất cao, chúng cĩ khả năng chịu áp tốt hơn. Điều này được giải thích là do sự duy trì độ chảy màng của tế bào ở nhiệt độ thấp. Sự thích nghi của màng ở nhiệt độ thấp được thực hiện bằng việc thay đổi độ phân nhánh và làm giảm chiều dài của các acid béo màng, vì thế làm cho vi sinh vật chịu được áp suất tốt hơn (Wemekamp-Kamphuis, Karatzas, Wouters, & Abee, 2002). Các protein tạo ra trong quá trình sốc lạnh cĩ thể bảo vệ tế bào trước áp suất cao. Sự khác nhau về ảnh hưởng của áp suất lên các giống gây bệnh của một vài lồi (Listeria monocytogenes; Staphylococcus aureus; Escherichia coli và Salmonella typhimurium) đã được báo cáo bởi một vài tác giả (Alpas, Kalchayanand, Bozoglu, Sikes, Dunne, & Ray, 1999; Simpson & Gilmour, 1997). 16
  17. 2.3.3. Ảnh hưởng của thực phẩm lên khả năng chịu áp suất cao của vi sinh vật Theo Archer (1996), 2 ảnh hưởng chính của thực phẩm lên độ an tồn vi sinh là: ảnh hưởng của thành phần thực phẩm trong suốt quá trình xử lý và ảnh hưởng sau xử lý trong suốt quá trình phục hồi của vi sinh vật. Khả năng chịu áp suất của vi sinh vật cĩ thể bị tác động bởi nhiều yếu tố mơi trường và bên trong, bản chất của mơi trường là quan trọng nhất. Kết quả đạt được trong mơi trường tổng hợp hoặc mơi trường đệm khơng thể kết luận ngay tức khắc về tình trạng của thành phần thực phẩm. Như đã biết, thành phần thực phẩm cĩ độ acid thấp như thịt (bảng 1) và sữa (Garcıa-Graells, Masschalck, và Michiels, 1999), cĩ khuynh hướng bảo vệ vi khuẩn chống lại ảnh hưởng của áp suất cao so với mơi trường đệm phosphate. Bảng 3: Sự giảm lượng vi khuẩn sau khi xử lý áp suất 500 MPa, 40oC trong 10 phút Giống Dung dịch đệm Mẫu thịt Phosphate Carnobacterium pisciola 5.79 4.67 LMG2739 6.79 4.67 Enterococcus faecium CTC492 7.23 3.97 Escherichia coli CTC1007 5.53 5.54 Escherichia coli CTC1018 5.78 4.51 Escherichia coli CTC1023 7.01 3.98 Lactobacillus sakei CTC494 6.33 4.22 Lactobacillus sakei CTC746 6.33 3.91 Leuconostom carnosum CTC747 7.92 4.55 Listeria innocua CTC1014 5.60 3.84 Pediococcus acidilactici F 4.75 1.29 Staphylococcus carnosus LHT2012 Nguồn: Garriga (chưa xuất bản) Khả năng chịu áp suất cao của vi khuẩn cĩ thể được gia tăng đáng kể khi được xử lý trong mơi trường giàu dinh dưỡng chứa các chất như carbohydrate, các chất này cĩ thể bảo vệ vi khuẩn khỏi sự hư hại (Hoover et al., 1989). Sự cĩ mặt của carbohydrate và protein trong thể nhũ tương thực phẩm làm gia tăng khả năng chịu áp suất của một vài vi sinh vật (Simpson và Gilmore, 1997). Sau khi so sánh sự ức chế vi khuẩn trong các sản phẩm thịt ở các hoạt tính nước khác nhau (bảng 2). Dựa trên bảng ta thấy mức độ chết của Staphylococcus aureus và vi khuẩn acid lactic 17
  18. trong thịt đùi lợn khơ là thấp nhất nếu so với thịt bị ướp và thịt đùi lợn nấu chín. Trong thực tế, khả năng chịu áp suất cao của vi sinh vật sẽ gia tăng khi giảm hoạt tính nước. Bảng 4: So sánh sự tiêu diệt vi khuẩn Staphylococcus aureus và lactic acid bacteria (LAB) bằng 600 MPa, 31oC trong 6 phút Lồi Sản phẩm được đĩng gĩi chân khơng Thịt bị ướp Jambon nấu chín Jambon muối hun khĩi Ban đầu dùng HHP Ban đầu dùng HHP Ban đầu dùng HHP Staph. aureus 3.62 0.95 3.70 2.58 2.74 2.19 Độ giảm 2.67 1.12 0.55 LAB 4.94 0.95 5.63 1.06 4.23 2.65 Độ giảm 3.99 4.57 1.58 Aw 0.985 0.987 0.890 Nguồn: Garriga et al Vi khuẩn dễ nhạy cảm với pH gần tối ưu sau khi xử lý nhiệt hoặc áp suất. vì thế, khơng chỉ pH thấp làm gia tăng sự ức chế trong quá trình xử lý mà cịn ức chế sự phát triển tế bào bị tổn thương bởi nhiệt hoặc áp suất. Ngồi ảnh hưởng của pH thì khơng cĩ ảnh hưởng đáng kể nào gây ra bởi các acid hữu cơ. Điều này cĩ thể là do áp suất chỉ ảnh hưởng chủ yếu lên sự ion hĩa và các acid hữu cơ là những chất ức chế đặc thù dưới dạng khơng hịa tan. Acid sorbic tác động giống như acid hữu cơ, nhưng nĩ cũng tác động đến màng tế bào của vi khuẩn, và tác động sẽ nhiều hơn khi kết hợp với áp suất (Mackey, Forestiere, và Isaacs, 1995). 2.3.4. Ảnh hưởng của loại thiết bị lên hiệu quả ức chế vi sinh vật của áp suất cao Các thiết bị áp suất và mơi trường khác nhau cĩ thể tạo ra những kết quả khác nhau về những vi khuẩn sống sĩt trong suốt giai đoạn bảo quản. Hơn nữa, sự khác nhau về thời gian, nhiệt độ, áp suất trong quá trình thực tế tại các vị trí khác nhau của thùng áp suất cĩ thể dẫn đến một sự ức chế vi sinh vật khơng đồng nhất tại các vị trí khác nhau đĩ. Trái với quá trình thanh trùng hay tiệt trùng cổ điển, điểm tới hạn của áp suất cao là ở gần vỏ thiết bị, bởi vì sự truyền nhiệt xảy ra giữa vỏ thiết bị và khối chất lỏng, dẫn đến sự giảm nhiệt độ sản phẩm nằm ở gần vỏ thùng. Ảnh hưởng của thời gian tăng áp, tốc độ xả áp và nhiệt độ của quá trình vẫn chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ. Một tốc độ giảm áp chậm cĩ thể làm giảm hiệu quả của quá trình và do đĩ việc giảm áp phải được thực hiện nhanh. 18
  19. Sản phẩm thịt đùi lợn đã chín và bao gĩi được xử lý bằng áp suất tại 600MPa trong 6 phút tại 31oC trong 2 thiết bị khác nhau (A và B), số lượng vi khuẩn lactic trong suốt giai đoạn bảo quản lạnh đã được đánh giá (hình sau). Hình 4: Động học phát triển của vi khuẩn lactic trong jambon chín theo thời gian Trong mẫu của thiết bị A, số lượng vi sinh vật luơn nằm dưới hàm lượng phát hiện trong suốt thời gian lưu mẫu (120 ngày, 4 oC). Các mẫu trong thiết bị B được giữ dưới điểm phát hiện trong 30 ngày bảo quản, khi kết thúc thời gian lưu trữ thì số lượng của chúng khoảng 10 8cfu/g. Trong một thí nghiệm tương tự (bảng 3) so sánh ảnh hưởng của áp suất lên các mẫu đùi lợn khơ được cấy Listeria monocytogenes, và trong 2 thiết bị khác nhau (A và C) tại 600MPa, 31 oC trong 6 phút. Bảng 5: So sánh sự tiêu diệt Listeria monocytogenes trong 2 thiết bị khác nhau Thời gian Thiết bị A Thiết bị C Trước khi dùng HHP 2.71a 2.75a 1 ngày sau khi qua HHP 0/2b 3/3b 30 ngày sau khi qua HHP 0/3b 3/3b 60 ngày sau khi qua HHP 0/3b 3/3b 120 ngày sau khi qua HHP 0/3b 2/3b Nguồn: Garriga et al. a -1 log10 cfu g . b Số lượng mẫu cĩ Listeria monocytogenes trong 10 g/số lượng mẫu thử ban đầu. 19
  20. Qua thí nghiệm thấy rằng mẫu trong thiết bị A đã vơ hoạt hồn tồn Listeria monocytogenes (trong 10g) trong suốt giai đoạn tồn trữ (120 ngày). Trong khi ở thiết bị C thì mầm bệnh vẫn hiện diện trong suốt thời gian tồn trữ. Sự khác nhau này khơng phải là do mẫu vì các mẫu được lấy từ một nguồn và được chuẩn bị giống nhau nhưng chỉ khác thiết bị. Do đĩ cĩ ý kiến cho rằng cần thiết lập các cách thức chuẩn bị mẫu cho các thiết bị áp suất trước khi kiểm tra thí nghiệm. Ảnh hưởng của áp suất cao đến các cấu tử hương. Như ta đã biết thịt cĩ hương vị tương tự như huyết thanh hoặc huyết, khi cĩ thay đổi về nhiệt để sản xuất sẽ ảnh hưởng đến hương vị (thường cĩ ảnh hưởng tốt). Mùi vị của bắp thịt nấu chín thì phong phú hơn là các bắp thịt cĩ mùi tự nhiên. Hầu hết các cấu tử tạo nên hương vị và "meaty flavor" bao gồm một lượng đường khử (thường là glucose), một nguồn axit amin và peptide, và hợp chất làm tăng hương vị (taste enhancer)(ví dụ như inosinic acid; Baines và Mlotkiewicz 1984). Nĩi chung cĩ thể chấp nhận rằng hầu hết các thành phần này làm cho các mơ cơ bắp tăng thời gian bảo quản, do phản ứng hĩa học của các thành phần nhất định của cơ. Rất ít thơng tin về các ảnh hưởng của áp suất cao đến các cấu tử tạo mùi và hương vị cho thịt. Trong báo cáo của Suzuki, Homma, Fukuda, Hirao, Uryu, và Ikeuchi (1994) cho thấy rằng số lượng của các peptide và axit amin dường như tăng lên khi ta xử lý áp suất cao đến 300 MPa (5 phút) đối với bắp thịt thỏ dorsi Longissimus, nhưng sự khác nhau giữa các lần xử lý bằng áp suất cao đã khơng ý nghĩa thống kê. Khi các cơ bắp được lưu trữ tại 2C trong 7 ngày, số lượng PPM (phenol reagent positive materials) tăng lên đáng kể (khoảng 140-150%) đã được khảo sát cả đối với các cơ bắp được xử lý lẫn khơng được xử lý bằng áp suất cao. Số lượng PPM từ các cơ bắp được xử lý áp suất cao thì cao hơn những từ các cơ bắp khơng được xử lý. Nhưng PPM lai giảm tại 400 MPa, so với 300 MPa, cĩ thể là do một giảm nhẹ của hoạt động phân giải protein của enzyme nội sinh trong cơ bắp gây ra bởi áp suất cao , giả thiết này phù hợp những nghiên cứu của Ohmori, Shigehisa, Taji, và Hayashi (1992), Homma, Ikeuchi, và Suzuki (1994), và Jung, de Anton-Lamballerie, Taylor, và Ghouk (2000). Homma et al. (1994) mơ tả những ảnh hưởng của việc sử dụng áp 20
  21. suất cao lên enzyme phân hủy protein, đặc biệt là các enzym catheptic ảnh hưởng đến thịt độ mềm của thịt, cũng như ảnh hưởng đến acid phosphatase, là hợp chất được sử dụng để phá vỡ các màng lysosomal. Báo cáo của họ kết luận rằng sự gia tăng áp suất gây ra những tác động đến số lượng protease hoạt động cơ bắp là do việc phát hành của các enzyme từ lysosome. Thành phần của acid inosinic (IMP), là chất được coi là đĩng gĩp cho hương vị “umami” của thịt (Suzuki et al. 1994), hầu như khơng bị ảnh hưởng bởi áp suất. Những thay đổi về thành phần của các acid amin và kết quả từ phân tích bằng sắc ký lỏng cao áp (HPLC) mơ hình của peptide hịa tan trong các chiết xuất từ các bắp thịt thỏ được xử lý áp suất cũng được phân tích. Từ những kết quả này, cho thấy rằng khi sự dụng áp suất cao lên các cơ thịt khơng gây ra những biến đổi đáng kể nào về mùi. Ảnh hưởng áp suất cao đến độ bền màu. Cĩ rất nhiều nghiên cứu mơ tả các phương pháp xử lý áp suất cao về màu sắc thịt và ổn định chất béo. Theo đề nghị của MacDougall (1983), màu sắc của thịt phụ thuộc vào số lượng và loại sắc tố heme, và các tính chất tán xạ của thịt. Defaye, Ledward, MacDougall, và Tester (1995) cho thấy khi sử dụng áp suất cao đối với myoglobin gây ra biến tính một phần và cĩ sự phục hồi lại sau này. Zip và Kauzmann (1973) đã khơng quan sát được sự biến tính của myoglobin ở áp suất dưới 235 MPa ở 20C, và Ooi (1994) đã khơng quan sát được các biến tính cho đến khi áp suất ở 500 MPa ở 10 oC. Carlets, Veciana-Nugues, và Cheftel (1995) nghiên cứu sự thay đổi màu sắc và myoglobin trong thịt bị băm được đĩng gĩi chân khơng, khơng khí, hoặc oxy và được xử lý bằng áp suất cao trong 10 phút. Họ kết luận rằng sự đổi màu thịt trong quá trình xử lý áp suất xuất hiện khoảng 200 MPa đến 350 MPa, cĩ thể do biến tính globin hay heme và quá trình oxy hĩa của myoglobin sắt II thành metmyoglobin sắt III, tại hoặc ở trên 400 MPa . Cheah và Ledward (1997) báo cáo rằng tác dụng của áp suất tại 80 MPa đến 100 MPa trong 20 phút cải thiện sự ổn định màu sắc, được đo bằng tỷ lệ hình thành metmyoglobin của Longissimus dorsi và thịt bị Psoas major tiếp xúc với khơng khí 2 ngày sau khi giết mổ (sau tê cứng). Tuy nhiên, áp suất xử lý của cơ bắp từ 7 đến 20 ngày sau khi giết mổ đã khơng cải thiện được sự ổn định màu sắc của chúng. Các kết quả này cho thấy áp suất chỉ ức 21
  22. chế, ít nhất là một phần cơ chế gây ảnh hưởng đến sự ổn định màu sắc của thịt bị rất tươi. Hình 5: Màu sắc thịt ức gà dưới các điều kiện khác nhau về nhiệt độ, áp suất trong thời gian 10 phút. 22
  23. Mặc dù xử lý áp suất cao gây ra thay đổi nhìn thấy được thể hiện bằng màu sắc của thịt sống, sự khác biệt màu sắc đã được giảm đi rất nhiều sau khi nấu chín. Theo đề nghị của Cheftel và Culioli (1997), sử dụng áp suất cao đối với thịt đỏ tươi thì cần thiết phải cĩ quá trình nấu sau đĩ hoặc nấu đồng thời khi dùng áp suất cao, rồi sau đĩ mới cĩ thể mang ra thị trường tiêu thụ. Ngược lại, sử dụng áp suất cao với thịt trắng thì khơng cần cĩ quá trình nấu do khơng gây ra bất kỳ sự khác nhau đáng kể về màu sắc. 3. Kết hợp áp suất cao với các yếu tố khác làm gia tăng hiệu quả sản phẩm: Kết hợp với các chất chống oxy hĩa: Khi sử dụng áp suất cao, sự oxy hĩa lipid cần phải được xem xét. Sự oxy hĩa lipid là nguyên nhân chính làm hư hỏng thịt và các sản phẩm thịt trong suốt quá trình bảo quản, đặc biệt với thịt qua chế biến nhiệt và thịt cĩ hàm lượng acid béo chưa bão hịa cao. Thịt gà sau khi xử lý sẽ được bảo quản tại 5 oC dưới điều kiện chiếu sáng liên tục trong 2 tuần. Sử dụng TBARS là phương pháp đo sự oxy hĩa chất béo trong suốt giai đoạn bảo quản. Mức độ oxy hĩa được biểu diễn trong hình dưới. Hình 6: Sự hình thành các sản phẩm oxy hĩa lipid trong thời gian bảo quản 23
  24. Dựa vào đồ thị ta thấy áp suất ở 300 và 500 MPa hầu như khơng cĩ bất kỳ một ảnh hưởng nào lên sự oxy hĩa lipid. Nhưng tại áp suất cao hơn 500 MPa thì sự gia tăng tốc độ oxy hĩa lipid xảy ra. Chính vì thế, việc sử dụng các chất chống oxy hĩa là cần thiết cho các sản phẩm qua xử lý áp suất cao. Hiện nay, nhiều báo cáo đã được đưa ra về vấn đề này với các chất chống oxy hĩa như acid citric, BHA, BHT Kết quả thu được được biểu diễn dưới các hình sau. Hình 7: Ảnh hưởng của acid citric (0,2%) lên TBARS trong thịt heo xử lý tại áp suất cao trong 20 phút tại 19oC 24
  25. Chú thích: - ■ : khơng qua áp suất - □ : khơng qua áp suất, cĩ acid citric - ▲: 400MPa - Δ :400MPa, cĩ acid citric - ● : 800MPa - ○ : 800MPa, cĩ acid citric Hình 8: Ảnh hưởng của BHT lên giá trị peroxide của chất béo thịt heo trong thời gian tồn trữ ở 45oC 25
  26. Chú thích: - ■ : khơng qua áp suất - □ : áp suất 800MPa trong 20 phút tại 19oC - (a): khơng cĩ BHT - (b): cĩ BHT Bảng 6: Ảnh hưởng của BHA lên TBARS (mg MA/kg)trong thịt heo xử lý tại các áp suất khác nhau trong 19oC và 20 phút TBARS (mg MA/kg) Xử lý mẫu 0 4 8 0 MPa 0.57 ± 0.19 0.70 ± 0.07 1.21 0.03 400 MPa 2.04 ± 0.18 12.5 ± 1.73 16.4 ± 1.49 800 MPa 3.15 ± 0.15 20.4 ± 0.81 21.0 ± 0.48 0 MPa + BHA (0.02%) 0.50 ± 0.15 0.34 ± 0.03 0.51 ± 0.03 400 MPa + BHA (0.02%) 0.37 ± 0.14 0.37 ± 0.04 0.35 ± 0.09 800 MPa + BHA (0.02%) 0.47 ± 0.07 0.75 ± 0.06 1.20 ± 0.35 Dựa vào bảng và đồ thị cĩ thể thấy các chất chống này cĩ hiệu quả trong việc chống oxy hĩa lipid. Cơ chế ở đây cĩ thể là các chất này đã tạo phức với các kim loại tự do sinh ra trong quá trình xử lý áp suất và làm mất hoạt tính của chúng Tuy nhiên, khơng phải bất cứ chất chống oxy hĩa nào cũng đều cĩ hiệu quả. Điều này được minh chứng qua nghiên cứu về là xơ thơm và tỏi. Cây xơ thơm và tỏi là những nguyên liệu thường được sử dụng làm gia vị. Vì thế, chúng được nghiên cứu về khả năng chống oxy hĩa lipid của chúng lên thịt xử lý bắng áp suất cao. Ảnh hưởng của lá xơ thơm, tỏi và hỗn hợp lá xơ thơm tỏi lên sự oxy hĩa lipid gây ra bởi áp suất cao (300, 600 và 800 MPa) trong suốt giai đoạn bảo quản tại 5 oC trong 15 ngày. Phương pháp đo được sử dụng là TBARS. 26
  27. Hình 9: Đồ thị ảnh hưởng của lá xơ thơm và tỏi lên sự oxy hĩa chất béo trong thịt Từ đồ thị ta thấy rằng lá xơ thơm cĩ khả năng làm giảm sự oxy hĩa chất béo. Ngược lại, tỏi lại cĩ tác dụng làm tăng sự oxy hĩa chất béo. Áp suất gây ra sự oxy hĩa chất béo là khoảng 300MPa trở lên Kết hợp với các chất kháng khuẩn: Các thí nghiệm khác nhau đã cho thấy rằng chỉ sử dụng áp suất cao thì khơng đảm bảo an tồn hồn tồn cho thực phẩm. Vì thế, cần thiết phải kết hợp áp suất cao với một hoặc nhiều nhân tố khác. Một vài nhân tố đã được thử nghiệm thành cơng như pH thấp (Alpas, Kalchayanand, Bozoglu, và Ray, 2000), nhiệt độ ơn hịa với các peptide kháng khuẩn (Garcia-Graells et al., 1999), lysozyme và hệ lactoperoxidase trong sữa (Garcıa-Graells, Valckx, và Michiels, 2000), cũng như sử dụng các peptide kháng khuẩn trong ống nghiệm (Kalchayanand et al., 1998a, 1998b). Các vi khuẩn gram âm như Escherichia coli hoặc Salmonella thì thường khơng nhạy cảm với các chất kháng sinh của vi khuẩn acid lactic do chúng thiếu cơ quan thụ cảm đặc thù, nhưng chúng cĩ thể nhạy cảm với nisin hoặc các chất kháng 27
  28. sinh khác khi cĩ áp suất (Kalchayanand, Sikes, Dunne, và Ray, 1994). Điều này cĩ thể được giải thích là do tác động đặc trưng của các chất kháng sinh do chúng tương tác với màng tế bào và cĩ thể là chúng đã lọt vào bên trong màng tế bào. Một vài vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm đã được tiêm vào một mẫu thịt, sau khi xử lý áp suất (400MPa, 10 phút, 17oC), bổ sung chất kháng sinh (enterocins A và B, sakacin K, pediocin AcH hoặc nisin) và nghiên cứu trong suốt quá trình bảo quản lạnh (Garriga, Aymerich, và Costa et al., in press). Mặc dù Staphylococcus là giống ít bị ảnh hưởng bởi áp suất nhất, các mẫu chứa nisin cho thấy lượng tế bào thấp hơn và khác nhau nhiều trong quá trình bảo quản. Sự ức chế đáng kể Escherichia coli (>6 log10) trong sự cĩ mặt của nisin đã được ghi nhận, số lượng tế bào sống sĩt cịn lại khơng thay đổi trong quá trình bảo quản trong 61 ngày (hình dưới). Người ta cho rằng sau khi xử lý áp suất, các tế bào bị tổn thương trở nên nhạy cảm với nisin dẫn đến sự giảm nhanh. Hình 10: Đồ thị biểu diễn số lượng của vi khuẩn sau khi qua áp suất trong sự hiện diện của các chất khác nhau Nisin cũng là một chất kháng khuẩn cĩ khả năng giữ cho vi khuẩn acid lactic sản xuất chất nhờn nằm dưới giới hạn phát hiện (<102 cfu/g). Listeria monocytogenes khi xử lý với sakacin, enterocin hoặc pediocin được giữ ở mức <10 2 cfu/g cho tới khi kết thúc thời gian bảo quản (61 ngày). Số lượng Salmonella London và Salmonella Schwarzengrund trong mỗi trường hợp đều được giữ ở mức khơng đổi so với sau khi dùng áp suất cao, khơng cĩ sự khác nhau đáng kể trong việc sử dụng các chất kháng sinh trong suốt quá trình bảo quản lạnh. Kết quả đạt 28
  29. được cho thấy sử dụng kháng sinh làm gia tăng ức chế vi sinh vật, giúp cho việc điều chỉnh áp suất vừa phải (400MPa), cho phép gia tăng thời hạn sử dụng sản phẩm. Masschalk, Van Houdt, và Michiels (2001) đã mơ tả 2 kiểu nhạy cảm của vi khuẩn với các chất kháng khuẩn bằng áp suất cao trong dung dịch đệm. Một loại là ảnh hưởng tạm thời. Qua đĩ, sự ảnh hưởng của chất kháng khuẩn chỉ xảy ra trong thời gian xử lý áp suất. Một loại khác là ảnh hưởng lâu dài, qua đĩ vi khuẩn vẫn cịn nhạy cảm trong ít nhất vài giờ sau khi qua xử lý áp suất, giống như ảnh hưởng do pH thấp và hệ lactoperoxidase. Dạng cuối cùng của ảnh hưởng bao gồm các phân tử kháng khuẩn nhỏ cĩ khả năng khuếch tán, chúng cĩ thể lọt qua lớp màng ngồi của vi khuẩn gram âm. Với các phân tử kháng khuẩn lớn như chất kháng sinh khơng gây ra ảnh hưởng lâu dài, cĩ lẽ là bởi vì chúng khơng lọt qua được lớp màng ngồi của vi khuẩn gram âm sau khi sử dụng áp suất. 4. Minh chứng độ tương đương của sản phẩm thịt qua áp suất cao so với các phương pháp truyền thống khác: Sau khi đánh giá thành phần của thịt bị ướp, jambon chín và jambon muối hun khĩi được xử lý áp suất tại 600MPa trong 10 phút tại 30oC so với các mẫu khơng dùng áp suất (bảng dưới) thì thấy các mẫu cĩ một sự khác nhau tương đối nhỏ. Điều này cĩ thể là do sự khác nhau về các mẫu và nguồn nguyên liệu hơn là do yếu tố cơng nghệ.  Jambon được nấu chín: - Độ ẩm, chất béo, Protein, Hydroxyproline, Nitrite và Nitrate. Jambon nấu chín HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Độ ẩm (%) 74.02 0.40 75.20 0.24 Chất béo (%) 2.97 0.89 2.63 0.38 Protein (%) 20.64 1.44 22.67 0.58 Hydroxyproline (mg/Kg) 1043 56 993 136 Nitrite (mg/Kg) 91 3 103 7 Nitrate (mg/Kg) 38 4 38 3 29
  30. - Chloride, Ascorbic acid, Phosphates, tro và Carbohydrates. HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Chloride (%) 1.80 0.01 2.06 0.04 Ascorbic acid (mg/Kg) 219 18 234 15 Phosphates (mg/Kg P2O5) 3061 269 4592 74 Tro (%) 3.18 0.08 3.16 0.05 Carbohydrates (%) 0.53 0.02 0.52 0.03 - Non-nitrogen protein Cooked ham HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Non-nitrogen protein (%) 1.30 0.05 1.40 0.14 - Tryptofan HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Trytophan (g/100g) 0.17 0.01 0.21 0.05 - Amino acids HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cisteic acid 3.9 0.3 4.0 0.2 Taurine 0.7 0.1 0.7 0.0 Methyl sulfoxide 0.0 0.0 0.0 0.0 Methyl sulfone 5.9 0.8 5.7 0.1 Aspartic 20.5 2.2 20.0 0.2 Treonine 9.8 1.3 9.7 0.0 Serine 8.7 1.0 8.5 0.2 Glutamic 33.2 3.8 32.8 0.3 Proline 8.3 0.8 7.9 0.4 Glycine 9.6 1.0 9.1 0.2 Alanine 11.9 1.2 11.6 0.1 Cystine 0.0 0.0 0.0 0.0 Valine 7.8 1.2 7.6 0.3 Methionine 0.0 0.0 0.0 0.0 Isoleucine 6.5 1.1 6.4 0.2 Leucine 16.4 2.0 16.2 0.1 Fenilalanine 4.8 0.6 4.5 0.1 Tyrosine 8.3 1.0 8.1 0.1 Hystidine 7.3 0.5 7.2 0.1 Lysine 18.2 2.3 17.9 0.1 NH3 8.6 0.4 9.4 0.9 Arginine 12.4 1.7 12.2 0.1 30
  31. - Vitamins nhĩm B HPP NT g vitamin / 100 g mẫu Vitamin B1 411 290 Vitamin B2 < 10 < 10 Vitamin B3 600 448 Vitamin B6 287 340 Folic acid < 10 < 10 - Tổng acid béo HPP NT Tổng acid béo (%) Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch 14:0 1.1 0.1 1.1 0.3 14:1 0.0 0.0 0.1 0.2 16:0 21.0 0.4 21.6 0.9 16:1 (n-9) 2.2 0.1 2.2 0.2 17:0 0.4 0.0 0.7 0.5 17:1 0.3 0.0 0.5 0.3 18:0 12.9 0.4 14.9 2.7 18:1 (n-9) 34.6 1.4 32.4 1.4 18:1 (n-7) 3.7 0.1 3.3 0.9 18:2 (n-6) 16.4 0.8 15.3 2.9 18:3 (n-3) 0.7 0.0 0.5 0.2 20:0 0.1 0.0 0.1 0.0 20:1 (n-9) 0.8 0.1 0.6 0.3 20:2 0.8 0.1 0.6 0.3 20:3 (n-6) 0.6 0.1 0.7 0.1 20:4 (n-6) 3.8 0.5 4.2 0.9 20:5 (n-3) 0.2 0.1 0.2 0.0 24:0 0.5 0.2 0.6 0.1 22:6 (n-3) 0.2 0.1 0.2 0.1 24:1 0.0 0.1 0.1 0.0 - Cholesterol HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cholesterol (mg/100g) 45.93 2.99 48.27 1.29 - Cholesterol oxides HPP NT COPs (g / g fat) 7α-hydroxicholesterol 0.35 0.30 31
  32. 7β-hydroxicholesterol 0.94 1.08 β-epoxicholesterol 2.36 4.27 α-epoxicholestrol 1.33 1.89 25-hydroxicholestrol 0.28 0.36 Colestane-3β,5α,6β-triol 0.39 0.32 7-ketocholestrol 5.33 6.91 - Ca, K, Mg và Na HPP NT μg / g Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Ca 75 4 98 3 K 2536 283 2765 195 Mg 184 20 167 19 Na 7312 571 7472 209 - Cu, Fe and Zn HPP NT μg / g Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cu 1.37 0.05 1.55 0.05 Fe 6.99 0.61 8.10 0.72 Zn 15.86 1.14 17.43 0.63  Jambon muối hun khĩi: - Độ ẩm, chất béo, Protein, Hydroxyproline, Nitrite và Nitrate. HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Độ ẩm (%) 50.17 1.03 50.64 0.28 Chất béo (%) 14.61 1.36 12.90 1.46 Protein (%) 29.88 0.50 30.56 0.70 Hydroxyproline (mg/Kg) 1873.00 18.08 2035.33 144.36 Nitrite (mg/Kg) 7.67 0.58 5.00 0.00 Nitrate (mg/Kg) 81.67 12.70 98.67 3.51 - Chloride, Ascorbic acid, Phosphates, tro và Carbohydrates. HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Chloride (%) 4.63 0.08 3.77 0.15 Ascorbic acid (mg/Kg) 77 3 58 1 Phosphates (mg/Kg P2O5) 3663 1062 4591 581 tro (%) 6.41 0.11 6.24 0.13 Carbohydrates (%) 0.22 0.05 0.20 0.02 32
  33. - Non-Nitrogen protein HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Non-nitrogen protein (%) 5.86 0.46 6.62 0.19 - Tryptofan HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Trytophan (g/100g) 0.27 0.01 0.28 0.02 - Amino acids HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cisteic acid 5.0 0.5 4.6 0.5 Taurine 1.0 0.1 1.0 0.0 Methyl sulfoxide 0.0 0.0 0.0 0.0 Methyl sulfone 7.4 1.0 7.0 0.8 Aspartic 27.0 2.6 26.3 3.1 Treonine 13.2 1.5 12.8 1.4 Serine 11.9 1.0 11.6 1.2 Glutamic 45.7 4.8 44.7 3.5 Proline 12.2 1.0 12.0 0.7 Glycine 14.6 1.3 14.4 1.2 Alanine 17.1 1.5 17.0 1.2 Cystine 0.0 0.0 0.0 0.0 Valine 11.4 1.9 10.9 0.7 Methionine 0.0 0.0 0.0 0.0 Isoleucine 9.4 1.7 8.9 0.5 Leucine 22.4 2.6 21.7 1.3 Fenilalanine 2.2 0.4 1.8 0.7 Tyrosine 11.4 1.4 11.3 0.6 Hystidine 10.6 1.2 10.8 0.7 Lysine 24.8 3.0 24.3 1.4 NH3 12.6 1.3 12.0 0.4 Arginine 17.0 2.2 16.7 1.1 - Vitamins nhĩm B HPP NT g vitamin / 100 g mẫu Vitamin B1 622 364 Vitamin B2 31 18 Vitamin B3 591 534 Vitamin B6 448 672 Folic acid < 10 < 10 33
  34. - Tổng acid béo HPP NT Tổng acid béo (%) Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch 14:0 1.2 0.1 1.3 0.1 14:1 0.0 0.0 0.0 0.0 16:0 20.4 0.4 21.2 0.4 16:1 (n-9) 2.4 0.1 2.2 0.2 17:0 0.4 0.1 0.4 0.0 17:1 0.3 0.1 0.3 0.0 18:0 11.1 0.4 11.8 0.4 18:1 (n-9) 38.7 1.1 39.2 1.0 18:1 (n-7) 3.8 0.1 3.5 0.1 18:2 (n-6) 15.8 1.0 15.2 0.5 18:3 (n-3) 0.8 0.1 0.7 0.1 20:0 0.2 0.1 0.2 0.0 20:1 (n-9) 1.0 0.1 0.7 0.5 20:2 0.9 0.1 0.8 0.1 20:3 (n-6) 0.3 0.1 0.3 0.0 20:4 (n-6) 2.1 0.4 1.7 0.3 20:5 (n-3) 0.1 0.0 0.1 0.0 24:0 0.3 0.1 0.3 0.1 22:6 (n-3) 0.1 0.1 0.1 0.1 24:1 0.1 0.1 0.1 0.0 - Cholesterol HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cholesterol (mg/100g) 81.18 7.63 68.87 13.13 - Cholesterol oxides HPP NT COPs (g / g fat) 7α-hydroxicholesterol < 0.10 0.26 7β-hydroxicholesterol < 0.10 0.35 β-epoxicholesterol 0.26 2.33 α-epoxicholestrol 0.23 1.13 25-hydroxicholestrol 0.11 0.12 Colestane-3β,5α,6β-triol < 0.10 0.25 7-ketocholestrol 2.33 3.45 34
  35. - Ca, K, Mg và Na HPP NT μg / g Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Ca 203 35 180 10 K 4656 69 5096 297 Mg 252 7 278 28 Na 19745 337 19496 259 - Cu, Fe and Zn HPP NT μg / g Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cu 1.81 0.06 1.93 0.07 Fe 13.28 1.28 11.55 0.98 Zn 22.76 1.92 25.26 2.82  Thịt bị ướp - Độ ẩm, chất béo, Protein, Hydroxyproline, Nitrite và Nitrate. HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Độ ẩm (%) 73.78 0.65 74.11 0.60 Chất béo (%) 3.68 0.46 4.54 0.76 Protein (%) 21.43 0.50 20.64 0.83 Hydroxyproline (mg/Kg) 558.67 130.27 677.00 316.76 Nitrite (mg/Kg) 5.00 0.00 5.00 0.00 Nitrate (mg/Kg) 15.67 4.04 9.67 2.31 - Chloride, Ascorbic acid, Phosphates, tro và Carbohydrates. HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Chloride (%) 0.83 0.11 0.74 0.03 Ascorbic acid (mg/Kg) < 10 < 10 Phosphates (mg/Kg P2O5) 3795 367 4787 381 Tro (%) 1.96 0.11 1.69 0.13 Carbohydrates (%) 0.59 0.08 0.71 0.04 - Non-nitrogen protein HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Non-nitrogen protein (%) 1.41 0.10 1.49 0.11 35
  36. - Tryptofan HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Trytophan (g/100g) 0.17 0.03 0.19 0.00 - Amino acids HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cisteic acid 3.6 0.1 3.5 0.3 Taurine 1.2 0.2 1.1 0.1 Methyl sulfoxide 0.0 0.0 0.0 0.0 Methyl sulfone 5.4 0.3 5.5 0.4 Aspartic 18.3 0.5 18.3 1.3 Treonine 8.8 0.5 8.9 0.6 Serine 7.8 0.1 7.9 0.5 Glutamic 31.1 1.0 32.0 1.7 Proline 7.3 0.3 7.6 0.5 Glycine 7.6 0.3 7.9 0.6 Alanine 10.7 0.2 11.0 0.6 Cystine 0.0 0.0 0.0 0.0 Valine 6.7 0.9 6.8 0.8 Methionine 0.0 0.0 0.0 0.0 Isoleucine 5.8 0.9 5.8 0.7 Leucine 14.9 1.0 15.4 1.0 Fenilalanine 4.5 0.2 4.5 0.2 Tyrosine 7.5 0.5 7.6 0.4 Hystidine 5.6 0.3 5.8 0.4 Lysine 16.6 0.8 17.2 1.4 NH3 8.0 0.3 8.4 0.8 Arginine 11.1 0.6 11.4 1.0 - Vitamins nhĩm B HPP NT g vitamin / 100 g sample Vitamin B1 264 238 Vitamin B2 < 10 < 10 Vitamin B3 639 689 Vitamin B6 268 300 Folic acid < 10 < 10 36
  37. - Tổng acid béo HPP NT Tổng acid béo (%) Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch 14:0 2.0 0.2 1.9 0.1 14:1 0.2 0.1 0.2 0.2 16:0 22.7 0.8 23.4 1.5 16:1 (n-9) 2.2 0.1 2.5 0.2 17:0 1.3 0.1 0.9 0.5 17:1 0.8 0.0 0.7 0.3 18:0 18.6 0.6 16.7 2.1 18:1 (n-9) 32.5 1.2 34.9 0.6 18:1 (n-7) 2.4 0.1 2.8 1.0 18:2 (n-6) 11.4 1.4 10.9 2.7 18:3 (n-3) 0.3 0.0 0.4 0.1 20:0 0.1 0.0 0.1 0.1 20:1 (n-9) 0.2 0.0 0.4 0.3 20:2 0.2 0.1 0.3 0.2 20:3 (n-6) 0.8 0.1 0.6 0.2 20:4 (n-6) 3.2 0.3 2.5 0.3 20:5 (n-3) 0.2 0.0 0.1 0.1 24:0 0.5 0.1 0.4 0.1 22:6 (n-3) 0.1 0.0 0.1 0.0 24:1 0.1 0.0 0.1 0.0 - Cholesterol HPP NT Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cholesterol (mg/100g) 40.50 1.48 42.82 10.06 - Cholesterol oxides HPP NT COPs (g / g fat) 7α-hydroxicholesterol 0.93 1.36 7β-hydroxicholesterol 4.20 6.00 β-epoxicholesterol 7.35 18.13 α-epoxicholestrol 4.47 4.94 25-hydroxicholestrol 0.65 0.71 Colestane-3β,5α,6β-triol 0.41 0.47 7-ketocholestrol 37.36 63.72 37
  38. - Ca, K, Mg và Na HPP NT μg / g Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Ca 69 19 69 2 K 3701 111 3374 96 Mg 230 23 213 3 Na 3574 616 2533 200 - Cu, Fe và Zn HPP NT μg / g Hàm lượng Độ lệch Hàm lượng Độ lệch Cu 1.91 0.11 1.63 0.08 Fe 20.37 0.29 16.96 0.77 Zn 20.35 6.03 22.47 1.39 Một sự giảm hàm lượng phosphate đã được tìm thấy trong các mẫu jambon muối hun khĩi được xử lý áp suất cao, nguyên nhân cĩ thể là sự gia tăng hoạt tính phosphatase. Ngồi ra, một sự khác nhau về hàm lượng phosphate và chloride giữa các mẫu cũng đã được tìm thấy. Một sự khác nhau khơng đáng kể về phân đoạn nitrogen khơng protein cũng được phát hiện giữa các sản phẩm qua xử lý áp suất cao và khơng qua xử lý. Ngồi ra, khơng cĩ sự khác nhau về hàm lượng amino acid (Garcıa-Regueiro, Sarraga, Hortos, Dıaz, Valero, và Rius, 2002). Những kết quả này cho thấy áp suất cao khơng phá vỡ protein. Thành phần acid béo và hàm lượng cholesterol trong các mẫu khơng cĩ sự khác nhau đáng kể nào ngoại trừ 6 acid. Hàm lượng vitamin cũng vậy khơng cĩ sự khác nhau đáng kể nào đặc biệt là vitamin nhĩm B. Về thành phần khống thì nhìn chung khơng cĩ sự khác nhau. Sự giảm lượng calcium trong mẫu jambon chín cĩ xử lý áp suất cao thì hiện nay chưa giải thích được. Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để thẩm định tính tan được của một vài ion bị biến đổi bởi áp suất cao. Sự gia tăng hàm lượng sắt trong mẫu thịt bị qua xử lý áp suất cao cĩ thể được giải thích dựa theo kết quả của Ledward (2001). Ơng cho rằng cĩ sự giải phĩng sắt từ các phức chất khơng phải heme tại áp suất cao hơn 400MPa cũng như từ sự biến tính của các protein heme tại áp suất trên 300MPa. Từ đây, ta thấy mức độ tương đương của sản phẩm thịt qua áp suất cao so với khơng qua áp suất. 38
  39. 5. Ứng dụng áp suất cao trong các sản phẩm thịt: Thịt tươi: Việc ứng dụng áp suất cao trong sản phẩm thịt tươi sẽ làm bề mặt thịt giống như được nấu chín và thỉnh thoảng sản phẩm cĩ thể chắc như cao su. Murano, Murano, Brennan, Shenoy, và Moreira (1999) đã kiểm tra ưu điểm của việc áp dụng nhiệt độ ơn hịa hơn khoảng 50 oC kết hợp với áp suất cao lên các mẫu thịt lợn. Khi o xử lý ở áp suất 414MPa, 50 C trong 6 phút, họ đã thu được độ giảm 10-log10 đối với giống Listeria monocytogenes chịu đựng tốt nhất. Các nghiên cứu thời hạn sử dụng đã được thực hiện, mức độ hư hỏng của các mẫu bình thường là sau 5 ngày ở nhiệt độ bảo quản là 4 oC và 28 ngày đối với mẫu qua xử lý như trên. Đánh giá cảm quan các mẫu sau khi nướng thấy rằng người tham gia đánh giá khơng phân biệt được giữa mẫu khơng xử lý và mẫu cĩ xử lý. Vì thế, sử dụng áp suất kết hợp với nhiệt độ vừa phải cĩ thể sản xuất ra những sản phẩm thịt tươi giữ được lâu, an tồn mà khơng ảnh hưởng đến chất lượng. Thịt bị ướp, một sản phẩm thịt sống với hoạt tính nước cao, nồng độ muối thấp và khơng cĩ nitrite, che giấu một hệ vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng từ quá trình vận hành của các xưởng giết mổ. Các miếng thịt bị ướp đĩng gĩi chân khơng được xử lý ở áp suất 600MPa trong 6 phút tại 31 oC. Số lượng vi khuẩn lactic và ưa lạnh hiếu khí cĩ độ giảm ít nhất là 4 log 10 sau khi xử lý và được giữ dưới giới hạn phát hiện (<102 cfu/g) trong suốt 120 ngày bảo quản lạnh, giúp ngăn chặn vị chua và mất mùi. Trong khi đĩ, các mẫu khơng xử lý đạt tới 10 8 cfu/g sau 30 ngày ở cùng điều kiện bảo quản. Enterobacteriaceae được giữ dưới 10 cfu/g trong suốt giai đoạn tồn trữ của các mẫu đã qua xử lý, trong khi các mẫu khơng xử lý là 10 5 cfu/g sau 30 ngày. Áp suất cao là một cơng cụ hữu ích để kiểm sốt những rủi ro liên quan đến Salmonella spp. và Listeria monocytogenes trong thịt tươi và thịt ướp (bảng dưới) 39
  40. Bảng 7: Nghiên cứu sự hiện diện của 2 chủng vi khuẩn trong thịt bị ướp theo thời gian bảo quản ở 4oC Ngày Listeria monocytogenes/25g Salmonella spp/25g NT HPP NT HPP 0 2/3a 0/3 3/3 0/3 30 2/3 0/3 2/3 0/3 60 3/3 0/3 2/3 0/3 90 1/3 0/3 0/3 0/3 120 1/3 0/3 2/3 0/3 HPP: áp suất cao 600MPa, 31oC trong 6 phút NT: mẫu khơng qua xử lý áp suất Nguồn: Garriga, Aymerich, và Hugas (2002) a số lượng mẫu cĩ vi khuẩn/ số mẫu kiểm tra. Hầu hết các mẫu khơng xử lý đều cĩ sự cĩ mặt của 1 hoặc cả 2 vi sinh vật trên trong mẫu 25g, ngược lại các mẫu qua xử lý đều khơng cĩ (Garriga, Aymerich, và Hugas, 2002). Sử dụng áp suất cao cĩ thể làm gia tăng thời hạn sử dụng của thịt bị ướp bằng việc kiểm sốt sử phát triển của các vi khuẩn gây hư hỏng và gây bệnh. Jambon thịt lợn: Nose, Yamagishi, và Hattori (1992) đã giới thiệu áp suất cao để chế biến các sản phẩm từ thịt lợn. Thịt lợn muối được xử lý với áp suất cao khoảng 250 MPa trong 3 giờ sau khi hun khĩi ở 65oC trong 90 phút trong một lị hun khĩi. Sự thay đổi ở một số vi sinh vật và đặc tính của Jambon được xử lý dưới áp suất trong thời gian lưu trữ ở 4 oC được hiển thị trong bảng 8.3. Trong thời gian lưu trữ, khơng cĩ sự tăng trưởng của vi khuẩn và những thay đổi về hoạt độ của nước, pH, nồng độ muối và độ ẩm. Dữ liệu khơng được hiển thị chỉ ra rằng màu sắc khơng thay đổi trong suốt quá trình lưu trữ và cấu trúc giống như thịt tươi. Các thử nghiệm cảm quan chỉ ra rằng sản phẩm mới được xử lý dưới áp suất như Jambon được chấp nhận đối với người tiêu dùng (dữ liệu khơng được hiển thị). Bảng 8: Sự thay đổi lượng vi khuẩn và một số tính chất của thịt heo qua áp suất trong bảo quản lạnh 4oC Số ngày bảo quản ở 4oC 2 8 16 23 29 Escherichia coli (SPC/g) <10 <10 <10 <10 <10 Staphylococcus aureus <100 <100 <100 <100 <100 Clostridium 0 0 0 0 0 40
  41. Salmonella Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Hoạt tính nước 0.97 0.97 0.96 0.96 0.96 pH 6.0 6.0 5.95 6.0 6.0 Muối (%) 2.2 2.4 2.3 2.4 2.4 Độ ẩm (%) 69.0 70.0 69.0 69.0 69.0 Nguồn: Nose, Yamagishi, and Hattori (1992) Từ sự quan sát này, rõ ràng quá trình xử lý dưới áp suất của Jambon thịt lợn là cĩ lợi trong việc giảm mật độ vi khuẩn và kéo dài thời hạn làm lạnh với một chất lượng cao. Các cơng ty phát triển sản phẩm này cĩ được sự phê duyệt chính thức trong tháng 4 năm 2000 của Bộ Y tế và Phúc lợi Nhật Bản, nhưng đang được khảo sát để mở rộng sản xuất vì những khoản tiền rất lớn đầu tư vào máy mĩc và phương tiện. Jambon được nấu chín: Jambon chín được đĩng gĩi chân khơng là một sản phẩm dễ hư hỏng do thành phần hĩa học, pH, hoạt tính nước và khơng cĩ các nhân tố chống lại các vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng. Thời hạn sử dụng của nĩ phụ thuộc vào độ an tồn vệ sinh của sản phẩm cuối. Phương pháp hạn chế sự nhiễm khuẩn bao gồm một quy trình sản xuất tố, thanh trùng sau khi đĩng gĩi hoặc thâm chí là sử dụng phịng vơ trùng trong giai đoạn cắt lát và đĩng gĩi. Hình 11: Cấu tạo bên trong của thiết bị áp suất cao 41
  42. Các miếng jambon chín sau khi qua đĩng gĩi sẽ được xử lý tại áp suất 600MPa trong 6 phút. Việc xử lý này cho thấy hiệu quả đáng kể trong việc làm chậm sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng khi so với mẫu khơng qua xử lý, vì thế gĩp phần duy trì chất lượng cảm quan của thịt trong ít nhất 60 ngày sau khi xử lý (Garriga, Aymerich, và Hugas). Áp suất cao giúp ngăn chặn sự xuất hiện vị chua, mất mùi, thay đổi màu và kém chất lượng. Vì thế, áp suất cao là phương pháp hiệu quả làm tăng thời hạn sử dụng cho sản phẩm thịt lợn chín. Jambon muối hun khĩi: Jambon muối hun khĩi là dạng sản phẩm thịt khơng lên men, được ướp muối và sấy khơ, cĩ xương. Do hoạt tính nước thấp và hàm lượng muối cao của sản phẩm nên vi sinh vật gây hư hỏng chủ yếu là cầu khuẩn gram dương và nấm men. Chúng cĩ thể hiện diện trên bề mặt tồn khối thịt và lan ra các miếng cắt trong suốt quá trình cắt, đĩng gĩi. Các mẫu thịt đùi lợn khơ sau khi được đĩng gĩi sẽ được xử lý bằng áp suất cao 600MPa trong 6 phút. Kết quả cho thấy sự sụt giảm đáng kể các vi sinh vật gây hư hỏng ít nhất là 2 log 10. Các vi sinh vật sống sĩt cĩ số lượng rất thấp trong suốt giai đoạn tồn trữ. Điều này gĩp phần bảo quản chất lượng cảm quan trong suốt thời hạn sử dụng (120 ngày) và giúp ngăn chặn sự mất mùi, vị chua, và xuất hiện khí. Enterobacteriaceae và Escherichia coli nằm dưới giới hạn phát hiện trong mẫu xử lý áp suất cao và mẫu khơng xử lý. Listeria monocytogenes cĩ mặt trong 1 mẫu (25g) khơng xử lý, trong khi các mẫu qua áp suất cao thì khơng cĩ mẫu nào cĩ trong suốt giai đoạn tồn trữ (Garriga, Aymerich, và Hugas, 2002). Tong khi đĩ, Minerich và Krug (2003) cĩ báo cáo cho rằng áp suất cao cĩ ảnh hưởng đối với các lồi vi sinh vật cĩ trong jambon prosciutto (1 loại jambon muối hun khĩi của Ý). Listeria monocytogenes cĩ thể là một trong những vi sinh vật gây bệnh khĩ kiểm sốt nhất với xu hướng của nĩ ẩn trong mơi trường chế biến thực phẩm và đe dọa sự ơ nhiễm trong chế biến. Quá trình tiệt trùng áp suất cao đã nổi lên như một phương pháp cĩ khả năng giảm thiểu đáng kể các tác nhân gây bệnh để khơng ảnh hưởng xấu đến sản phẩm. Là một sản phẩm rất dày, khơ, và tương đối lớn, jambon prosciutto khơng qua quá trình kiểm tra sau đĩng gĩi mà khơng cĩ vấn đề gì cả, như sự mất mùi hay cấu trúc mềm. 42
  43. Hình 12: Thiết bị áp suất cao Hình 13: Một loại thiết bị tạo áp suất dạng nằm ngang(được phép của Esteban Espuđa, Spain, và ACB Pressure System, France) Quá trình tiệt trùng áp suất cao đối với jambon được thực hiện trong nước thơng thường bằng cách sử dụng các thiết bị xử lý nặng và cĩ khả năng tạo ra và giữ áp suất hơn 850MPa. Ở áp suất này, lực nén giữa sản phẩm và nước đã đạt được, nhưng vì áp suất cân bằng trong thiết bị, nên các thành phần xuất hiện mà khơng cĩ dấu vết phát hiện của sự nén. Các nghiên cứu tiến hành trên jambon 43
  44. bằng cách sử dụng một lượng đã biết Listeria monocytogenes được cho vào trước khi tăng áp suất cho thấy rằng giảm 5-log là cĩ thể đạt được. Tuy nhiên, mức độ xử lý này khơng tạo ra sản phẩm vơ trùng. Khơng giống như hầu hết các vi sinh vật gây bệnh, vi sinh vật gây hư hỏng cĩ xu hướng chịu áp suất. Mặc dù áp suất cao tiệt trùng hiệu quả như một phương pháp khống chế vi sinh vật, tuy nhiên nĩ cĩ yêu cầu về vốn đầu tư đáng kể. Thơng qua khối lượng (25-30 jambon /giỏ) thì nĩ cĩ phần hạn chế so với các phương pháp khác. Tuy nhiên, khơng cịn cách khác để khống chế các vi sinh vật bệnh trong mơi trường bao gĩi cho các sản phẩm. Tiệt trùng áp suất cao cũng cĩ thể được sử dụng mà khơng cần bất kỳ quy định ghi nhãn đặc biệt tại Mỹ. Saccani, Parolari, Tanzi, và Rabbuti (2004) đã nghiên cứu các chỉ tiêu cảm quan và vi sinh của jambon hun khĩi được xử lý bằng áp suất cao. Việc xử lý áp suất cao (9 phút ở 600 MPa) làm giảm Listeria monocytogenes đến mức thấp nhất trong jambon muối hun khĩi. Phương pháp này ảnh hưởng đến màu sắc (sự đổi màu nhẹ) và nồng độ muối của jambon. Mùi vị đặc trưng của jambon muối hun khĩi khơng thay đổi sau khi xử lý với áp suất cao, trong khi các chỉ tiêu về màu sắc, vị mặn, và độ cứng thì bị ảnh hưởng đáng kể (p <0,05) bởi áp suất cao. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thời gian chín và việc bảo quản lạnh cĩ ảnh hưởng đến chỉ tiêu cảm quan của bao bì jambon muối hun khĩi. Đối với thời gian chín, chỉ tiêu cảm quan và hơn hết, các chỉ tiêu về màu sắc, ít bị ảnh hưởng hơn so với jambon bị già (dưới tác động của áp suất thịt bị mất nước nhiều hơn). Đối với việc bảo quản lạnh, cường độ màu tăng lên ngay cả sau khi lưu trữ trong 7 ngày ở 4oC. Hiện nay các jambon muối hun khĩi trên thị trường đều được xử lý dưới áp suất cao. Thịt bị băm viên (beefburger): Áp suất cao cịn cĩ khả năng trong việc bù đắp những tác động tiêu cực trong việc giảm chất béo trong thịt bị băm viên (tại Việt Nam được biết đến là loại thịt bị dùng trong bánh hamburger). 44
  45. Hình 14: Thịt bị băm viên Thịt bị băm viên trên thị trường chứa 23-25% chất béo. Hàm lượng đối với người tiêu dùng là cao và khơng tốt cho sức khỏe của họ. Tuy nhiên, việc giảm hàm lượng béo lại làm giảm các tính chất cảm quan do chất béo mang lại, cấu trúc và sự hấp dẫn người tiêu dùng. Vì thế cần cĩ các phương pháp để bù đắp những mất mát đĩ. Một phương pháp được đề cập là dùng áp suất cao. Nghiên cứu này kiểm tra khả năng chấp nhận thịt bị băm viên chứa 15% chất béo khi khơng dùng hoặc dùng áp suất cao 300MPa. Nghiên cứu cũng kiểm tra ảnh hưởng của tinh bột sắn. Các mẫu kiểm tra được trình bày trong bảng dưới. Thịt bị Chất béo Gia vị Nước Tinh bột sắn 20% fat 2.6 0.75 0.15 0.04 - 20% fat + HP 2.6 0.75 0.15 0.04 - 15% fat 2.6 0.61 0.15 0.14 - 15% fat + HP 2.6 0.61 0.15 0.14 - 15% fat + tinh bột sắn 2.6 0.61 0.15 0.105 0.035 15% fat + HP + tinh bột sắn 2.6 0.61 0.15 0.105 0.035 45
  46. Hàm lượng béo được giảm xuống 15%, lượng giảm được thay thế bằng nước hoặc kết hợp nước và tinh bột sắn. Năng suất sau khi nấu cao nhất được ghi nhận là thịt bị với 15% béo tại áp suất 300MPa hoặc áp suất cao cộng tinh bột sắn. Phần trăm khả năng giữ nước là tương đồng cho tất cả các sản phẩm và thịt bị cĩ 15% chất béo sử dụng áp suất 300MPa và tinh bột sắn được chấp nhận. Hình 15: Thịt bị sau khi qua áp suất Thịt bị cĩ 15% chất béo đã cho thấy giá trị cảm quan tối ưu khi dùng tinh bột sắn và cĩ hoặc khơng dùng áp suất cao. Nồng độ mùi, cấu trúc và mọng nước đều gia tăng. Kết luận, việc dùng áp suất cao và tinh bột sắn cải thiện chất lượng thịt bị băm viên cĩ hàm lượng chất béo thấp. Áp suất cao hỗ trợ cho quá trình lạnh đơng và rã đơng: Quá trình lạnh đơng và rã đơng được hỗ trợ bởi áp suất dựa trên giản đồ pha của nước đã được xem xét bởi Cheftel, Levy, và Dumay (2000), và Cheftel, Thiebaud, và Dumay (2002, 2003). Nước cĩ thể vẫn cịn tồn tại ở trạng thái lỏng khi hạ xuống khoảng -22 oC ở áp suất lên đến 210 MPa. Đặc điểm này cho phép lạnh đơng và rã đơng nhanh các loại thực phẩm thơng qua các ứng dụng của áp suất. Trong thời gian lạnh đơng, việc sử dụng áp suất cao tạo điều kiện quá lạnh, 46
  47. và thúc đẩy sự tạo các tinh thể đá đều và nhanh chĩng trong mẫu khi xả áp, tạo các tinh thể đá nhỏ hơn. Ngược lại, sự tăng áp suất đối với các thực phẩm đơng lạnh cho phép làm rã đơng nhanh một phần. Sự rã đơng nhanh này cĩ thể giới hạn sự vận chuyển các chất từ các tế bào, vốn làm tổn thất trong thời gian rã đơng bằng nước. Nhìn chung cĩ thể chấp nhận tốc độ làm lạnh chậm tạo ra các tinh thể đá lớn, chúng phá hủy cấu trúc của thực phẩm, trong khi tốc độ lạnh đơng nhanh tạo ra các tinh thể đá nhỏ, ngăn cản các tinh thể này phá hủy nguyên liệu thực phẩm. Martino, Otero, Sanz, và Zaritzky (1998) báo cáo rằng lạnh đơng cĩ sự hỗ trợ của áp suất cao thì đặc biệt hữu ích cho việc lạnh đơng 1 lượng lớn thực phẩm trong khi tinh thể đá được địi hỏi đồng đều. Trong quá trình lạnh đơng dưới áp suất cao, các mẫu được làm lạnh dưới 200 MPa đến -20 oC mà khơng hình thành băng, sau đĩ áp suất được giảm xuống và đạt tới sự quá lạnh cao (gần 20 oC) thúc đẩy sự tạo tinh thể nhanh và đồng đều. Kích thước và vị trí của các tinh thể đá trong miếng thịt lớn (Longissimus dorsi cơ thịt heo) được so sánh giữa phương pháp lạnh đơng áp suất cao với phương pháp thổi khí và N 2 lỏng. Các mẫu từ bề mặt và trung tâm của cơ đơng lạnh được phân tích mơ học bằng cách sử dụng một kỹ thuật gián tiếp. Lạnh đơng bằng thổi khí, cĩ gradient nhiệt, cho thấy sự phân phối các tinh thể đá khơng đồng đều. Các mẫu lạnh đơng bằng áp suất cao, cả ở bề mặt và tại các vùng trung tâm, cho thấy các tinh thể đá cĩ kích thước nhỏ và tương tự nhau. Hai điểm sau đây rất quan trọng để ngăn chặn sự suy giảm về chất lượng thịt trong quá trình rã đơng của thịt đơng lạnh: (a) rút ngắn thời gian rã đơng, và (b) rã đơng ở nhiệt độ thấp nhất cĩ thể (Massaux, Bera, Steyer, Cindic, và Deroanne 1999a, 1999b). Okamoto và Suzuki (năm 2002) đã so sánh các thơng số hĩa lý và mơ học (thất thốt trong quá trình rã đơng, độ mềm, drip, màu sắc, và siêu cấu trúc) của thịt heo được rã đơng dưới áp suất cao (100-500 MPa) với thịt được rã đơng bằng nước. Họ kết luận rằng các kết quả tốt nhất thu được khi thịt heo đơng lạnh được xử lý dưới áp suất khoảng 200 MPa. Zhao, Flores, và Olson (1998) báo cáo rằng rã đơng bằng áp suất cao giữ được các đặc tính cảm quan của thịt trâu, bị. 47
  48. 6. Độ rủi ro của quá trình áp suất cao: Hiện nay chưa cĩ một bài báo nào nĩi về nhược điểm của áp suất cao. Chỉ biết rằng áp suất cao cĩ thể biến đổi hoạt tính của một vài enzyme và cấu trúc của một số protein. Mặc dù các liên kết cộng hĩa trị khơng bị ảnh hưởng nhưng liên kết hydro, liên kết kỵ nước và tương tác bên trong phân tử cĩ thể bị biến đổi hoặc bị phá hủy. Do đĩ, sự rủi ro của áp suất cao cĩ thể xảy ra. Vì thế cần phải biên soạn các dữ liệu để cĩ thể làm rõ nhược điểm của áp suất cao về độ độc, khả năng gây dị ứng, giảm sự tiêu hĩa và chất lượng dinh dững của thực phẩm. Khả năng gây dị ứng là mối quan tâm trong việc đánh giá độ an tồn của thực phẩm mới. Phạm vi ảnh hưởng của dị ứng sẽ gia tăng rất nhanh. Trong các sản phẩm được xử lý bằng nhiệt, sự biến tính protein làm giảm khả năng gây dị ứng của nhiều thực phẩm nhưng cũng cĩ thể tạo ra các chất gây dị ứng khác. Hiện nay, cũng cĩ nhiều cuộc nghiên cứu về độ tiêu hĩa của sản phẩm qua áp suất cao. Áp suất cao làm các protein thuộc nhĩm oligo bị tách ra (Balny, 2001), điều này giúp tiêu hĩa tốt hơn. Thực tế trong thí nghiệm, sự tiêu hĩa enzyme đã gia tăng trong các protein thịt qua xử lý nhiệt hoặc áp suất (De Lamballerie-Anton, Delepine, và Chapleau, 2001). Nhiệt hoặc áp suất tại 200MPa giúp việc tiêu hĩa tốt hơn so với tại áp suất 500MPa (cả 2 trường hợp đều ở 10oC trong 10 phút). Nhiều báo cáo về độ tiêu hĩa của các thực phẩm qua xử lý áp suất đã được xuất bản. Kết quả cho thấy khơng cĩ sự khác nhau về độ tiêu hĩa của tinh bột, protein đậu Hà Lan và đậu lupin (Klepacka, Porzucek, Piecyk, và Salanski, 1996; Raabe và Knorr, 1997). Một nhà khoa học khác cho rằng thịt lợn qua áp suất cao cho độ tiêu hĩa tốt hơn so với khi khơng qua xử lý (F. Benomi). 7. Kết luận Với những gì đã nĩi trong bài báo cáo này, chúng ta cĩ thể thấy rằng việc sử dụng áp suất cao cĩ một tiềm năng phát triển rất lớn trong tương lai khơng xa. Hiện nay đã cĩ 1 vài sản phẩm được ứng dụng áp suất cao trên quy mơ cơng nghiệp. Tuy nhiên, mỗi loại sản phẩm cĩ một cách xử lý áp suất riêng nên để cĩ thể ứng dụng áp suất cao ở các sản phẩm đa dạng khác cần cĩ nhiều nghiên cứu sâu hơn nữa về chúng để cĩ thể tối ưu hĩa quá trình, tiến tới sản xuất trên quy mơ cơng nghiệp. 48
  49. Tài liệu tham khảo [1] Leo M. L. Nollet và Fidel Toldrá. Advanced technologies for meat processing. Taylor & Francis, 2006. [2] Joseph Kerry, John Kerry và David Ledward. Meat processing: improving quality. Woodhead publishing limited, 2000. [3] J. Claude Cheftel và Joseph Culioli (1997). Effects of High Pressure on Meat : A Review. Meat Science, 46, 211-236. [4] M. Hugas, M. Garriga và J.M. Monfort (2002). New mild technologies in meat processing: high pressure as a model technology. Meat Science, 62, 359–371. [5] P. B. Cheah và D. A. Ledward (1997). Catalytic Mechanism of Lipid Oxidation following High Pressure Treatment in Pork Fat and Meat. Journal of food science, 62, 1135-1141. [6] R. Escriu và M. Mor-Mur (2009). Role of quantity and quality of fat in meat models inoculated with Listeria innocua or Salmonella Typhimurium treated by high pressure and refrigerated stored. Food Microbiology, 26, 834–840. [7] J.Yuste và cộng sự (2001). Oscillatory High Pressure Processing Applied to Mechanically Recovered Poultry Meat for Bacterial Inactivation. Journal of food science, 66, 482-484. [8] Pilar Trespalacios và Reyes Pla (2007). Synergistic action of transglutaminase and high pressure on chicken meat and egg gels in absence of phosphates. Food Chemistry, 104, 1718–1727. [9] Begonya Marcos và cộng sự (2008). Combined eVect of natural antimicrobials and high pressure processing to prevent Listeria monocytogenes growth after a cold chain break during storage of cooked ham. Food Control, 19, 76–81. [10] Anita Sikes, Eva Tornberg và Ron Tume (2010). A proposed mechanism of tenderising post-rigor beef using high pressure–heat treatment. Meat Science, 84, 390–399. [11] Lilian R. B. Mariutti và cộng sự (2008). Effect of sage and garlic on lipid oxidation in high-pressure processed chicken meat. Eur Food Res Technol, 227, 337–344. [12] X. Serra và cộng sự (2007). High pressure applied to frozen ham at different process stages. 1. Effect on the final physicochemical parameters and on the 49
  50. antioxidant and proteolytic enzyme activities of dry-cured ham. Meat Science, 75, 12–20. [13] Xiang Dong Sun và Richard A.Holley (2010). High Hydrostatic Pressure Effects on the Texture of Meat andMeat Products. Journal of food science, 75, R17-R23. [14] Paul Brown và cộng sự (2003). Ultra-high-pressure inactivation of prion infectivity in processed meat: A practical method to prevent human infection. PNAS, 100, 6093-9067. [15] Marco Campus và cộng sự (2008). Effect of high pressure treatment on colour, microbial and chemical characteristics of dry cured loin. Meat Science, 80, 1174–1181. [16] C.Ruiz-Capillas và cộng sự (2006). Biogenic Amine Formation and Nitrite Reactions in Meat Batter As Affected by High-Pressure Processing and Chilled Storage. J. Agric. Food Chem., 54, 9959-9965. [17] M. Garriga và cộng sự (2004). Microbial inactivation after high-pressure processing at 600 MPa in commercial meat products over its shelf life. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 5, 451– 457. [18] M. Garriga và cộng sự (2002). Bactericidal synergism through bacteriocins and high pressure in a meat model systemduring storage. Food Microbiology, 19, 509-518. [19] S. Jung và cộng sự (2003). Influence of high pressure on the color and microbial quality of beef meat. Lebensm.-Wiss. u.-Technol., 36, 625–631. [20] J.A. García Regueiro và cộng sự (1998). Bioequivalence of meat products treated with high pressure processing. Trends in Food Science & Technology, 9, 197-203. 50