-1-

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

VŨ DUY ĐÔ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC
THÔNG SỐ KỸ THUẬT SỬ DỤNG TIA CỰC
TÍM ĐẾN CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ.SẢN
PHẨM THUỶ SẢN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Nha Trang - 2006


-2–

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

VŨ DUY ĐÔ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC
THÔNG SỐ KỸ THUẬT SỬ DỤNG TIA CỰC
TÍM ĐẾN CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ SẢN
PHẨM THUỶ SẢN
Chuyên ngành: Công nghệ sản phẩm từ thịt và cá
Mã số: 2.11.04


Nguyễn Thị Hiền, GS.TS. Đoàn Dụ, PGS.TS. Ngô Tiến Hiển, PGS.TS. Nguyễn
Đức Lượng, PGS.TS. Ngô Đăng NGhĩa, PGS.TS. Xích Liên, TS. Trần Thị
Dung, TS. Đỗ Văn Ninh, TS. Vũ Ngọc Bội đã có nhiều ý kiến góp ý cho luận
án.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban
Chủ nhiệm khoa Chế biến, Phòng Đào tạo, các đồng nghiệp trong khoa Chế
biến và trong bộ môn Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang đã
giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn Viện Công nghệ sinh học & Môi trường - Trường
Đại học Nha Trang, Viện Pasteur Nha Trang, Trung tâm Y tế dự phòng Nha
Trang, Phân viện Khoa học vật liệu tại Nha Trang thuộc Viện Khoa học &
Công nghệ Việt Nam, Trung tâm Chất lượng, An toàn vệ sinh & Thú y thuỷ sản
vùng 3 đã phối hợp thực hiện, tạo thuận lợi cho tôi có được những kết quả tốt,
hoàn thành luận án của mình.

Tác giả luận án


-5–

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

4



33

CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

36

2.1. Đối tượng nghiên cứu

36

2.1.1. Nguyên liệu dùng sản xuất mực khô

37

2.1.2. Nguyên liệu dùng sản xuất cá cơm khô

37

2.2. Phương pháp nghiên cứu

38

2.2.1. Phương pháp chuẩn bị các mẫu thí nghiệm

39

2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ
đến tác dụng diệt khuẩn của tia cực tím



47

2.2.9. Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm

47

CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

48

3.1.

Kết quả nghiên cứu xác định khoảng cách chiếu tia cực tím
cho các sản phẩm mực khô, cá cơm khô.

48

3.1.1. Xác định ảnh hưởng của khoảng cách chiếu tia cực tím đến hiệu
quả diệt khuẩn ở các sản phẩm mực khô, cá cơm khô.

48

3.1.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của bao gói các sản phẩm đến
hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím

50

3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tia cực tím đến một số
thành phần, tính chất hoá học của mực khô và cá cơm khô

chiếu tia cực tím.

67

3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tia cực tím đến chất lượng
cảm quan của mực khô, cá cơm khô.

69

3.3.1. Kết quả xác định sự biến đổi chất lượng cảm quan của mực khô,
cá cơm khô khi chiếu tia cực tím.

70

3.3.2. Kết quả xác định sự biến đổi chất lượng cảm quan của mực khô, cá
cơm khô trong quá trình bảo quản sau khi được chiếu tia cực tím
3.4.

73

Kết quả xác định nồng độ dung dịch axit ascorbic và tối ưu
hoá các thông số kỹ thuật cơ bản của công đoạn xử lý.

75

3.4.1. Kết quả xác định nồng độ dung dịch axit ascorbic, xử lý kết hợp
tia cực tím cho mực khô, cá cơm khô.

76


3.6.1.Đề xuất cải tiến qui trình chế biến, bảo quản mực khô, có xử lý
bằng axit ascorbic và tia cực tím

95

3.6.2.Đề xuất cải tiến qui trình chế biến, bảo quản cá cơm khô, có xử lý
bằng axit ascorbic và tia cực tím

97

KẾT LUẬN

101

Các công trình đã công bố có liên quan đến luận án

103

TÀI LIỆU THAM KHẢO

104


-9–

CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN
BHA

Butylat hydroxyanizol


Polyamide

PE

Polyethylene

PL

Phụ lục

t

Nhiệt độ

TPC

Total plate count (tổng số vi khuẩn hiếu khí)

TLK

Trọng lượng khô

UV

Tia cực tím

XL

Xử lý



- 10 –
BQ

Thời gian bảo quản

xl

Thời gian xử lý

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng số
1.1

Tên bảng
Hiệu quả diệt khuẩn của các tia chiếu xạ với bước sóng khác

Trang
7

nhau
1.2

Mục đích và liều lượng chiếu xạ của một số thực phẩm

1.3

Ảnh hưởng của chiếu xạ đến số lượng vi khuẩn trong các loài

9

3.3

Bảng ma trận qui hoạch các biến ảo và kết quả thí nghiệm xác
định các phương trình hồi qui thực nghiệm

3.4

Kết quả xác định tích của các hệ số với khoảng biến thiên của
các biến.

3.5

79

80

Kết quả của các thí nghiệm tối ưu hoá các thông số nhiệt độ,
độ ẩm không khí và thời gian chiếu tia cực tím, nhằm tiêu
diệt vi sinh vật ở mực khô, cá cơm khô

3.6

81

Kết quả kiểm vi sinh vật gây gây bệnh ở sản phẩm sau khi
được xử lý tia cực tím.

82



Sơ đồ thí nghiệm xác định ảnh hưởng của khoảng cách chiếu
tia cực tím đến hiệu quả diệt khuẩn

2.3

Sơ đồ thí nghiệm xác định ảnh hưởng của bao gói của sản
phẩm đến hiệu quả diệt khuẩn của tia cực tím.

2.4

43

Sơ đồ thí nghiệm tối ưu hoá các thông số nhiệt độ, độ ẩm
không khí và thời gian chiếu tia cực tím

2.7

42

Sơ đồ thí nghiệm xác định nồng độ axit ascorbic xử lý cho sản
phẩm

2.6

41

Sơ đồ thí nghiệm xác định sự biến đổi một số tính chất hoá học
và cảm quan của sản phẩm khi chiếu tia cực tím

2.5


52

Tỷ lệ giảm hàm lượng axit béo không no bậc cao của mực khô
và cá cơm khô không bao gói theo thời gian chiếu tia cực tím

53


- 12 –
3.5

Tỷ lệ tăng chỉ số peroxit của mực khô và cá cơm khô không
bao gói theo thời gian chiếu tia cực tím

3.6

Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia cực tím đến hàm lượng
vitamin A của mực khô và cá cơm khô không bao gói

3.7

61

Ảnh hưởng của thời gian chiếu tia cực tím đến hàm lượng
vitamin A của mực khô được bao gói chân không

3.11

60

63

Sự biến đổi hàm lượng axit béo không no bậc cao của mực khô
và cá cơm khô trong quá trình bảo quản, ở các trường hợp
được xử lý và không xử lý tia cực tím

3.13

64

Sự biến đổi chỉ số peroxit của mực khô và cá cơm khô trong
quá trình bảo quản, ở các trường hợp được xử lý và không xử
lý tia cực tím

3.14

65

Sự biến đổi hàm lượng vitamin A của mực khô và cá cơm khô
trong quá trình bảo quản, ở trường hợp được xử lý và không xử
lý tia cực tím

3.15

67

Sự biến đổi hàm lượng vitamin D của mực khô và cá cơm khô
trong quá trình bảo quản, ở trường hợp được xử lý và không xử
lý tia cực tím


cực tím

3.20

78

Tỷ lệ giảm hàm lượng axit béo không no bậc cao của mực khô
và cá cơm khô trong quá trình bảo quản, sau khi được xử lý
bằng axit ascorbic và tia cực tím

3.21

84

Tỷ lệ tăng chỉ số peroxit của mực khô và cá cơm khô trong quá
trình bảo quản, sau khi được xử lý bằng axit ascorbic và tia cực
tím

3.22

85

Tỷ lệ giảm hàm lượng vitamin A của mực khô và cá cơm khô
trong quá trình bảo quản, sau khi được xử lý bằng axit ascorbic
và tia cực tím

3.23

88



95

Sơ đồ tổng quát qui trình sản xuất cá cơm khô, có xử lý bằng
axit ascorbic và tia cực tím

98


- 15 –


-1-

MỞ ĐẦU
Trong ngành chế biến thực phẩm, để đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn
cho sản phẩm, người ta đã áp dụng nhiều biện pháp ngăn ngừa, tiêu diệt các loại
vi sinh vật gây bệnh, kìm chế sự phát triển của chúng. Các biện pháp thường
được áp dụng là sấy khô, hun khói, ướp muối, đóng hộp, dùng nhiệt độ thấp,
dùng tia chiếu xạ. Mỗi biện pháp đều có những ưu, nhược điểm nhất định.
Trong đó, biện pháp dùng tia cực tím là một biện pháp hiện đại, có hiệu quả cao
về kỹ thuật, công nghệ, nhưng lại có sự ứng dụng hạn chế hơn so với các biện
pháp khác.
Việc sử dụng tia cực tím đã được biết đến từ lâu, nhưng sự nghiên cứu các
ứng dụng của nó vẫn còn chưa đáp ứng được nhu cầu sản xuất thực tế. Trong
chế biến thực phẩm, tia cực tím được dùng cho các mục đích là xử lý, tiêu diệt
vi sinh vật ở bề mặt thực phẩm để đảm bảo tính vệ sinh an toàn của chúng, tiêu
diệt vi sinh vật trong các kho bảo quản thực phẩm, nhằm kéo dài được thời hạn
bảo quản của sản phẩm [31], [32]. Đồng thời, xử lý tia cực tím làm phân huỷ
các chất mang mùi lạ ở không khí trong kho bảo quản thực phẩm, nhờ đó đảm

+ Nhiệt độ, độ ẩm của không khí trong môi trường chiếu tia cực tím.
+ Bao gói sản phẩm.
Xác định ảnh hưởng của tia cực tím đến chất lượng cảm quan và hoá học
của sản phẩm, biện pháp hạn chế ảnh hưởng xấu của tia cực tím đối với các sản
phẩm khi xử lý. Đồng thời, đề xuất cải tiến qui trình chế biến, bảo quản có xử lý
tia cực tím cho mặt hàng mực khô lột da và cá cơm khô.
Việc xác định được các biến đổi về vi sinh vật, hoá học, cảm quan của
sản phẩm thuỷ sản khi chiếu tia cực tím và tìm ra sự ảnh hưởng của các yếu tố
công nghệ xử lý tia cực tím cho sản phẩm có ý nghĩa khoa học quan trọng.
Những quá trình biến đổi này sẽ được dùng để giải thích nhiều hiện tượng xảy
ra trong quá trình sản xuất thực tế cũng như trong các nghiên cứu ứng dụng tia


-3–
cực tím vào sản xuất thực phẩm.
Các kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được làm tài liệu tham khảo góp phần
đáp ứng nhu cầu kiến thức về tác dụng của tia cực tím trong giảng dạy, nghiên
cứu các đề tài khoa học trong lĩnh vực ứng dụng tia cực tím.
Kết quả xác định các thông số kỹ thuật (các yêu cầu, điều kiện, thao tác
công nghệ) của quá trình xử lý tia cực tím, nhằm đảm bảo tính vệ sinh, an toàn,
chất lượng cao cho các sản phẩm có thể được áp dụng vào sản xuất thực tế.
Ngoài ra, các kết quả xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình
xử lý tia cực tím và các biến đổi chất lượng của sản phẩm cũng là cơ sở quan
trọng cho việc xây dựng các qui trình công nghệ sản xuất các mặt hàng có sự
tham gia của tia cực tím, hoặc điều chỉnh, cải tiến phương pháp công nghệ,
nâng cao chất lượng sản phẩm.
Sử dụng tia cực tím để tiêu diệt và hạn chế hoạt động của vi sinh vật ở thực
phẩm là một biện pháp hiện đại, tiện lợi, có hiệu quả cao. Tuy nhiên, ở nước ta
việc nghiên cứu ứng dụng tia cực tím vào sản xuất thực phẩm còn rất hạn chế.
Vì vậy, kết quả của đề tài sẽ góp phần vào phát triển, mở rộng phạm vi nghiên

IAEA họp tại Geneva đã tuyên bố, rằng với liều lượng chiếu xạ cao hơn 10
KGy, không làm thay đổi thành phần của thực phẩm và xét về phương diện độc
tố học, không gây hại cho sức khoẻ con người; Giảm đáng kể rủi ro vi sinh vật
tiềm ẩn cho người tiêu dùng; Không làm thất thoát dinh dưỡng của thực phẩm
đến mức ảnh hưởng xấu đến chế độ dinh dưỡng của cá nhân người sử dụng hay
của cộng đồng dân cư [14]. Chúng ta cần phát triển công nghệ chiếu xạ phục vụ
việc xử lý, chế biến, bảo quản thực phẩm [22], [24].
Các tia chiếu xạ có bản chất sóng điện từ. Tính chất của các tia chiếu xạ
phụ thuộc vào tần số, bước sóng và mức năng lượng của sóng. Theo thuyết
lượng tử, khi bước sóng của bức xạ điện từ giảm thì tần số và mức năng lượng
của nó tăng. Tần số và bước sóng liên hệ với nhau theo biểu thức [67]:


-5–

v 

c



c- Vận tốc truyền ánh sáng trong chân không
c = 3 . 10 8 m/s
- Tần số dao động của sóng ( S –1)
- Độ dài bước sóng (m)
Mức năng lượng của hạt photon trong sóng điện từ tỉ lệ với tần số dao
động
của sóng theo biểu thức:

E = h .


Sóng hồng ngoại
Sóng ngắn

4.105

4

TiaUV

Mức năng
lượng(eV)

Tia X và Tia 

Ánh sáng
thấy được

Hình 1.1: Sơ đồ phân chia các bức xạ điện từ

Khi tia chiếu xạ tác động vào vật liệu sẽ có sự chuyển hoá năng lượng làm


-6–
giảm, hoặc mất hoàn toàn năng lượng của các photon. Sự chuyển hoá năng
lượng này chủ yếu là ở hiệu ứng quang điện và hiệu ứng compton. Hiệu ứng
quang điện được giải thích như sau [49]:
Khi tia chiếu xạ chiếu vào vật liệu, nguyên tử của vật liệu hấp thụ hoàn
toàn năng lượng của photon. Năng lượng này chuyển vào điện tử làm đứt liên
kết giữa điện tử với hạt nhân và tạo cho điện tử một động năng nhất định để nó


Bước sóng

Hiệu quả diệt khuẩn

(nm)
Không nhìn thấy:
radio

Rất dài

Không

≥ 800

Có thể có tác dụng nhờ làm tăng nhiệt độ

400 800

Không hoặc rất ít

320400

Làm da người rám nắng và chống còi

Không nhìn thấy:
hồng ngoại
Nhìn thấy: đỏ,
lam, da cam,
vàng

< 100

Diệt khuẩn

Tia vũ trụ

Rất ngắn

Diệt khuẩn

Tia alpha, beta và

Các photon trong tia chiếu xạ sau khi va chạm với điện tử của vật hấp thụ
bức xạ sẽ tiêu hao một phần năng lượng và đổi hướng chuyển động. Như vậy,


-8–
photon sẽ thực hiện nhiều lần va chạm với các điện tử ở các quỹ đạo khác nhau.
Do đó, nó tạo ra sự ion hoá trong một vùng xung quanh điểm chiếu tia chiếu xạ.
Sự ion hoá làm xuất hiện các ion và các gốc tự do trong vật hấp thụ bức xạ.
Sau đó, các ion và các gốc tự do sẽ kết hợp với nhau hoặc với các thành phần
khác. Kết quả là sẽ có nhiều chất mới được tạo thành. Ví dụ: với môi trường
nước và có sự tham gia của oxi các biến đổi hoá học khi được chiếu xạ ion hoá
sẽ diễn ra theo hướng như sau [63]:
(H2O)*  H + OH
H + O2  HO2
HO2 + HO2  H2O2 + O2
(H2O)* là phân tử nước được kích hoạt bởi các tia chiếu xạ.
Khi thực phẩm được chiếu tia chiếu xạ, ngoài thành phần nước bị phân
ly, còn có sự tách các điện tử của các phân tử các chất hữu cơ. Quá trình này tạo

(KGy)

Thịt gia cầm (có hoặc
không có bao gói)

Giảm lượng Salmonella,



cốc
Những thực phẩm ăn

Tiệt trùng ở trạng thái đông lạnh,

liền

nhưng không bảo quản ở điều kiện
đông lạnh

45


- 10 –

Hiện nay đã có trên 60 loại thực phẩm được phép chiếu xạ [14]. Đó là các
thực phẩm từ thịt gia súc, gia cầm, thuỷ sản, rau, quả, củ, hạt ngũ cốc. Mục đích
và liều lượng chiếu xạ của một số thực phẩm được ghi trong bảng 1.2. Khả
năng diệt khuẩn của tia chiếu xạ cho một số sản phẩm thuỷ sản phụ thuộc vào
liều lượng chiếu xạ. Điều này được ghi ở bảng 1.3.

Bảng 1.3. Ảnh hưởng của chiếu xạ đến số lượng vi khuẩn trong các loài thuỷ
sản cận nhiệt đới. [26]
Tên loài

Số lượng vi khuẩn trung bình (lg khuẩn lạc/g)
0 KGy

1 KGy


5,2

3,0

Cá Đục

6,7

4,0

2,5

Cá Chẽm

6,7

2,7

1,5

Thịt cua

6,0

4,3

2,9

Tôm Bạc nghệ, chưa luộc