Chúng ta đã được tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng và các yếu tố để xác định thời hạn bảo quản của thực phẩm ở 2 phần trước. Việc hiểu rõ được các vấn đề trên, sẽ giúp nhà sản xuất đưa ra và lựa chọn các cách kiểm tra thời hạn sử dụng của sản phẩm thực phẩm phù hợp.
Xem lại:
>> Tìm hiểu về hạn sử dụng – Phần 1: các yếu tố ảnh hưởng
>> Tìm hiểu về hạn sử dụng – Phần 2: các yếu tố xác định
Để xác định chính xác hạn sử dụng, cần phải theo dõi định kỳ, liên tục sản phẩm từ lúc bắt đầu sản xuất đến vài tuần hoặc vài tháng để hư hỏng, việc kiểm tra thời hạn sử dụng trong thời gian thực là một quá trình dài.
Với một sản phẩm có vòng đời ngắn như sữa thanh trùng, bánh bao, trái cây tươi,… rất dễ theo dõi và xác định hạn sử dụng. Tuy nhiên, làm thế nào để có thể xác định hạn sử dụng của một sản phẩm có vòng đời dài như: Sữa tiệt trùng, đồ hộp, sản phẩm sấy khô,… trong khi cần phải tung sản phẩm ra thị trường càng sớm càng tốt.
Chính vì điều đó, ngoài việc vẫn phải lưu mẫu thực phẩm trực tiếp theo thời gian bảo quản để kiểm tra thực tế, thì việc tìm các phương pháp để xác định nhanh thời gian bảo quản luôn được các nhà sản xuất quan tâm.
Hiện nay, có 3 phương pháp để xác định nhanh thời gian bảo quản phổ biến của thực phẩm như sau:
Dựa trên hạn sử dụng của sản phẩm tương tự
Nếu sản phẩm A đang được nghiên cứu rất giống với sản phẩm B đã có trên thị trường, chúng ta có thể ước tính hạn sử dụng của chúng sẽ tương tự như nhau. Tuy nhiên, có một số lưu ý khi sử dụng cách này như sau:
- Cần phải chắc chắn về sự giống nhau của hai sản phẩm: Chỉ cần một sự sai khác nhỏ về quá trình sản xuất hay nguyên liệu cũng có thể dẫn đến sự sai khác về hạn sử dụng. Do đó, cách này nên được sử dụng bởi các chuyên gia trong ngành có nhiều kiến thức và kinh nghiệm.
- Cần phải kiểm tra đối chứng: Các sản phẩm dự kiến sẽ có biến đổi tương tự nhau trong cùng một môi trường khi chúng cùng họ với nhau và có cơ chế suy thoái như nhau. Lưu trữ hai sản phẩm này song song, kiểm tra đối chứng tại các nhiệt độ khác nhau. Nếu quá trình thoái hóa mẫu kiểm tra A và mẫu đối chứng B giống nhau tại các vùng nhiệt độ, hai sản phẩm này có thể được giả định rằng có hạn sử dụng tương tự nhau ở nhiệt độ lưu trữ.
Ví dụ thực tế: Công ty X sản xuất bán ra thị trường sản phẩm mít sấy giòn, có thời hạn bảo quản là 12 tháng. Lúc này, Công ty Y mới bắt đầu sản xuất sản phẩm mít sấy giòn, đã tham khảo mẫu công ty X, qua quá trình đánh giá về thành phần, cấu trúc, độ ẩm, loại bao bì,…có sự tương đồng. Lúc này, công ty Y có thể đưa ra thời gian bảo quản là 12 tháng sau khi được đánh giá kỹ lưỡng.
Kiểm tra cấp tốc thời hạn sử dụng
Kiểm tra nhanh thời hạn sử dụng là một phương pháp để xác định một sản phẩm sẽ được chấp nhận trong một phương pháp nhanh hơn thời gian thực trong bao lâu. Kiểm tra nhanh thời hạn sử dụng dựa trên các nguyên tắc hóa học, được áp dụng để định lượng các tác động mà các yếu tố bên ngoài gây ra đối với tốc độ phản ứng. Các sản phẩm phải tuân theo các điều kiện môi trường được kiểm soát, trong đó một hoặc nhiều yếu tố được duy trì ở mức cao hơn bình thường. Cuối cùng, thời hạn sử dụng “thực sự” có thể được tính toán.
Phương pháp gia tốc nhiệt
Một trong những cách để xác định nhanh hạn sử dụng là đẩy nhanh tốc độ thoái hóa sản phẩm. Có nhiều cách để đẩy nhanh tốc độ thái hóa sản phẩm, trong đó phổ biến nhất là phương pháp gia tốc nhiệt (hay phương pháp Q).
Phương pháp Q10 sử dụng nhiệt độ với sự chênh lệch 10°C để xác định thời hạn sử dụng của thực phẩm. Giá trị Q10 là yếu tố mà tại đó một sản phẩm xấu đi với chênh lệch 10°C. Giá trị Q10 điển hình đối với thực phẩm là 1,1 – 4 đối với thực phẩm đóng hộp, 1,5 – 10 đối với thực phẩm khử nước và 3 – 40 đối với thực phẩm đông lạnh. Như đã thấy trong bảng sau:
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời hạn sử dụng của sản phẩm ở các giá trị Q10 khác nhau.
| Nhiệt độ | Thời hạn sử dụng (tuần) | ||||
| °C | °F | Q10 = 2 | Q10 = 2,5 | Q10 = 3 | Q10 = 5 |
| 50 | 122 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 40 | 104 | 4 | 5 | 6 | 10 |
| 30 | 86 | 8 | 12.5 | 18 | 50 |
Lấy tỷ lệ giữa thời hạn sử dụng giữa hai nhiệt độ bất kỳ cách nhau 10°C (18°F), Q10 trong số các phản ứng có thể được tìm thấy:
Q10 = θst /θst + 10
θst: thời hạn sử dụng ở nhiệt độ T°C
θst + 10: thời hạn sử dụng ở nhiệt độ (T + 10)°C
Ví dụ về giá trị Q10:
Một công ty đã tiến hành thử nghiệm thời hạn sử dụng nhanh trên một sản phẩm ngũ cốc ăn liền. Người ta xác định rằng sản phẩm không đạt chất lượng chấp nhận ở 40°C sau 6 tuần và ở 18 tuần đối với sản phẩm được thử nghiệm ở 30°C. Giá trị Q10 là gì? Thời hạn sử dụng là gì?
Q10 = θst /θst + 10
θst = 30°C, θst + 10 = 40°C
Q10 = 18/3 = 3
Các Q10 là 3, nhưng làm cách nào để tính thời hạn sử dụng?
Vì sản phẩm sẽ được giữ ở nhiệt độ môi trường xung quanh (22°C), hãy tính phần trăm chênh lệch giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ thử nghiệm thấp nhất.
22°C/30°C = 0,733
Lấy số này nhân với hệ số 3 của bạn × 0,733 = 2,20.
Lấy hệ số này nhân với thời gian ổn định được tìm thấy trong nghiên cứu ở cùng nhiệt độ 18 × 2,20 = 39,6 tuần.
Liệu sản phẩm này có đáp ứng được mục tiêu của công ty là thời hạn sử dụng một năm không?
Sử dụng phương trình đã cho ở trên, sự khác biệt cung cấp cho bạn Giá trị Q10, có thể được biểu thị trên biểu đồ để xác định thời hạn sử dụng ở nhiệt độ phòng (22°C) theo thời gian. Sau khi bạn đã tính toán Q10 ở một nhiệt độ nhất định, bạn có thể xác định thời hạn sử dụng đối với nhiệt độ môi trường.
Sử dụng mô hình toán học
Việc sử dụng các mô hình toán học cho kết quả nhanh, kinh tế, không phải là mới trong việc xác định hạn sử dụng của một sản phẩm. Tuy nhiên, đối với mỗi một sản phẩm cụ thể khác nhau sẽ có một mô hình khác nhau. Do đó, tuy rất tiện lợi nhưng phương pháp này không phổ biến bằng phương pháp gia tốc nhiệt. Sau đây, xin giới thiệu một mô hình toán học đang được sử dụng rất phổ biến tại Anh trên sản phẩm bánh bông lan công nghiệp loại hư hỏng không do nấm mốc gây ra (mould-free shelf-life). Một báo cáo gần đây cho thấy rằng 80% bánh bông lan được sản xuất tại Anh hiện nay được ước tính hạn sử dụng bằng mô hình này.
Dựa trên một lượng lớn các thử nghiệm đã được thực hiện tại Hiệp hội nghiên cứu xay bột và nướng (FMBRA) tại Anh, công thức sau đã được đưa ra để tính toán hạn sử dụng của bánh bông lan công nghiệp lưu trữ tại 27°C và 21°C, có ERH nằm trong khoảng 74 – 90%.
Tại 27°C: Log10 A = 6,42 – (0,065 * ERH%)
Tại 21°C: Log10 A = 7,91 – (0,081 * ERH%)
- A: số ngày trong hạn sử dụng;
- ERH: độ ẩm cân bằng của bánh (độ ẩm di chuyển từ bánh vào khí quyển, và ngược lại cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng).
Theo công thức trên, bánh bông lan có độ ẩm cân bằng là 88% sẽ có hạn sử dụng dự tính tại 21°C là 7 ngày, tại 27°C là 5 ngày.
Kết luận
Xác định thời hạn sử dụng giúp các công ty xác định được thời điểm chất lượng sản phẩm giảm và không đạt chất lượng đối với tiêu chuẩn của công ty và người tiêu dùng. Dựa trên các phương pháp khác nhau để xác định được hạn sử dụng của sản phẩm bằng các cách: dựa trên hạn sử dụng của sản phẩm tương tự; gia tốc nhiệt; sử dụng mô hình toán học; lưu trữ mẫu theo thời gian bảo quản sau đó kiểm tra các thuộc tính của sản phẩm.
Tuỳ vào từng điều kiện mà các công ty có thể xây dựng bằng cách lựa chọn riêng lẻ, hoặc kết hợp nhiều phương pháp để kiểm tra thời hạn bảo quản sản phẩm thực phẩm tại công ty mình.
Tài liệu tham khảo
Fadi aramouni. “Shelf-Life Testing and Date Coding,” Methods for developing new food products. DEStech Publications, Inc. 2015, pp. 125-137.
Nguyễn Linh R&D VNO
