Ứng dụng kỹ thuật gia nhiệt OHM để thanh trùng nước ép bưởi :Luận án Tiến sĩ - Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐOÀN NHƯ KHUÊ

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIA NHIỆT OHM ĐỂ

THANH TRÙNG NƯỚC ÉP BƯỞI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH - NĂM 2022

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐOÀN NHƯ KHUÊ

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIA NHIỆT OHM ĐỂ

THANH TRÙNG NƯỚC ÉP BƯỞI

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm

Mã số chuyên ngành: 62540101

Phản biện độc lập:

Phản biện độc lập:

Phản biện: PGS. TS. Lê Nguyễn Đoan Duy

Phản biện: PGS. TS. Kha Chấn Tuyền

Phản biện: PGS. TS. Trần Thị Thu Trà

NGƯỜI HƯỚNG DẪN:

1. PGS. TS LẠI QUỐC ĐẠT

2. PGS. TS LÊ THỊ KIM PHỤNG

i

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên

cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn

nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực

hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả luận án

Chữ ký

Đoàn Như Khuê

ii

TÓM TẮT LUẬN ÁN

Nước ép bưởi chứa hàm lượng cao các thành phần dinh dưỡng, các hợp chất có hoạt tính

sinh học. Tuy nhiên, nước ép bưởi có thể nhiễm vi sinh vật gây ngộ độc cho người, vi sinh

vật gây hư hỏng sản phẩm và bị tách lớp do enzyme pectin methylesterase (PME). Gia nhiệt

Ohm là một phương pháp gia nhiệt tiên tiến, có thể được áp dụng để thanh trùng/tiệt trùng

nước ép quả nhằm ức chế sự phát triển của VSV, enzyme và giảm thiểu những thay đổi về

dinh dưỡng và đặc tính cảm quan của nước ép. Hiệu quả của phương pháp gia nhiệt Ohm

phụ thuộc vào các thông số của quá trình gia nhiệt, đặc tính của từng sản phẩm cụ thể. Do

đó, mỗi loại thực phẩm khác nhau sẽ có những biến đổi khác nhau về thành phần hóa lý, cảm

quan hay vi sinh khi chịu tác động của gia nhiệt Ohm. Nghiên cứu này nhằm xác định tác

động của gia nhiệt Ohm đến chất lượng nước ép bưởi thanh trùng thông qua việc đánh giá

(1) ảnh hưởng của tần số, cường độ điện trường, nhiệt độ trong gia nhiệt Ohm đến vi sinh

vật trong nước ép bưởi, (2) ảnh hưởng của tần số, nhiệt độ trong gia nhiệt Ohm đến enzyme

trong nước ép bưởi, (3) ảnh hưởng của tần số, cường độ điện trường trong gia nhiệt Ohm

đến các hợp chất có hoạt tính sinh học trong nước ép bưởi. Kết quả nghiên cứu chỉ ra tỷ lệ

bất hoạt vi khuẩn gây bệnh Salmonella enterica serovar Enteritidis (S. Enteritidis),

Escherichia coli O157:H7 (E. coli O157:H7) và vi khuẩn gây hư hỏng Lactobacillus

plantarum (L. plantarum) khi gia nhiệt Ohm cao hơn so với gia nhiệt thông thường (p <0,05).

Các thông số bất hoạt vi sinh D và z trong điều kiện gia đã được được xác định. Ảnh hưởng

của tần số và cường độ dòng điện xoay chiều đến sự bất hoạt của S. Enteritidis, E. coli

O157:H7 trong nước ép bưởi cũng được chỉ ra. Kết quả cho thấy rằng áp dụng tần số dòng

điện xoay chiều từ 50 đến 20.000 Hz ở cường độ trường 20, 30 V/cm tác động đáng kể đến

sự bất hoạt S. Enteritidis và E. coli O157:H7 (p<0,05). Hiệu quả bất hoạt VSV cao nhất ở 60

và ≥ 500 Hz và cường độ điện trường càng cao, hiệu quả bất hoạt VSV càng lớn. Trong khi

đó, L. plantarum bị bất hoạt cao nhất ở 60 Hz, theo sau là 50 Hz, hoặc trong dải tần số từ

500 Hz trở lên (p <0,05). Ngoài ra, hình thái tế bào và màng tế bào S. Enteritidis và E. coli

O157:H7 được quan sát bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), đồng thời, độ hấp thu

PI được xác định, để làm rõ tác động bất hoạt VSV trong quá trình OH. Đối với enzyme,

động học bất hoạt PME khi xử lý nhiệt Ohm được chỉ ra và yếu tố phi nhiệt góp phần vào

việc tăng cường sự bất hoạt PME. PME trong nước bưởi xử lý nhiệt Ohm bị bất hoạt nhanh

iii

hơn so với xử lý nhiệt thông thường. Tuy nhiên, xử lý nhiệt Ohm trong khoảng tần số 50 -

20.000 Hz tại cường độ điện trường 30 V/cm, không ảnh hưởng đến sự bất hoạt PME trong

nước ép bưởi (p> 0,05). Đối với các hợp chất hóa học: thực hiện gia nhiệt Ohm tại tần số 50

- 20.000 Hz ảnh hưởng đến sự phân hủy axít ascorbic (p<0,05) nhưng không tác động đến

hàm lượng axít citric, polyphenol tổng, naringin, limonin khi gia nhiệt từ 20 đến 80 oC và

giữ nhiệt trong 10 s (p > 0,05). Cường độ điện trường (20, 30 và 40 V/cm) ảnh hưởng đến

hàm lượng axít ascorbic, polyphenol tổng, và hoạt tính chống oxy hóa, chúng bị giảm đáng

kể ở cường độ điện trường thấp (20 V/cm). Sự phân hủy những hợp chất này trong nước ép

tương tự ở cả hai phương thức xử lý: gia nhiệt Ohm (ở 30 V/cm và 60 Hz) và gia nhiệt thông

thường. Điều này có nghĩa là yếu tố phi nhiệt không ảnh hưởng đến sự phân hủy của các hợp

chất hóa học trong quá trình gia nhiệt Ohm nếu nước ép bưởi được thanh trùng ở các thông

số phù hợp. Như vậy, trong gia nhiệt Ohm, yếu tố phi nhiệt tăng cường bất hoạt VSV và

enzyme nhưng không phá hủy các hợp chất hóa học trong nước ép bưởi (khảo sát tại 60 Hz,

30 V/cm), , dẫn đến giảm thiểu tác động bất lợi của quá trình thanh trùng đối với sản phẩm

nước quả chế biến. Do đó, gia nhiệt Ohm có thể được đề xuất như một phương pháp thanh

trùng nước ép bưởi hiệu quả.