Vệ sinh khô là một thực hành then chốt trong ngành chế biến thực phẩm, đặc biệt tại các cơ sở sản xuất thực phẩm có độ ẩm thấp hoặc hoạt độ nước thấp. Phương pháp này bao gồm việc làm sạch và khử trùng thiết bị cũng như khu vực chế biến thực phẩm mà không sử dụng nước, thay vào đó là các phương pháp khô như hút bụi, chải sạch và sử dụng chất khử trùng hóa học.
Thực phẩm có độ ẩm thấp hoặc hoạt độ nước thấp như bột mì, các loại hạt, ngũ cốc, sữa bột và gia vị rất dễ bị vi sinh vật phát triển khi tiếp xúc với nước. Việc đưa nước vào trong quá trình vệ sinh có thể tạo ra môi trường thuận lợi cho vi sinh vật sinh sôi, từ đó tăng nguy cơ gây nhiễm chéo nghiêm trọng. Môi trường khô ít có khả năng hỗ trợ sự phát triển của các tác nhân gây bệnh như Salmonella và Escherichia coli, vốn phát triển mạnh trong điều kiện ẩm ướt. Vệ sinh khô giúp duy trì các môi trường này, từ đó nâng cao mức độ an toàn trong quy trình chế biến thực phẩm có độ ẩm thấp.
Nhu cầu đảm bảo an toàn cho thực phẩm khô chưa bao giờ quan trọng như hiện nay. Năm 2022, công chúng đặc biệt quan tâm đến sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh — một loại thực phẩm có độ ẩm thấp — sau khi một cơ sở sản xuất bị liên kết với các ca nhiễm Cronobacter dẫn đến nhiều trẻ phải nhập viện và tử vong. Ngoài ra, Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC) cũng báo cáo rằng trong giai đoạn 2016–2019 đã có khoảng 100 ca nhiễm E. coli trên nhiều bang liên quan đến bột mì và các sản phẩm liên quan.
Tuy nhiên, với các quy trình vệ sinh không sử dụng nước hiện nay, vẫn còn nhiều nghi ngờ về hiệu quả, cách áp dụng và các mối lo ngại về an toàn lao động liên quan đến các chiến lược thay thế này. Bài viết này sẽ khám phá một số công nghệ và phương pháp mới đang được phát triển nhằm đảm bảo an toàn vi sinh cho thực phẩm có độ ẩm thấp tại các cơ sở chế biến thực phẩm khô.
Kiểm soát vệ sinh toàn diện là một yếu tố then chốt trong chương trình an toàn của các cơ sở chế biến thực phẩm và là yêu cầu bắt buộc theo Đạo luật Hiện đại hóa An toàn Thực phẩm (FSMA) năm 2011. Quy trình vệ sinh phải đảm bảo cơ sở luôn trong tình trạng hợp vệ sinh để giảm thiểu hoặc ngăn ngừa các mối nguy. FSMA cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của thiết kế vệ sinh trong các cơ sở chế biến thực phẩm. Thiết bị và cấu trúc cơ sở phải được thiết kế sao cho có thể vệ sinh, làm sạch toàn diện mà không tích tụ cặn bẩn có thể là nơi trú ngụ của mầm bệnh. Điều này rất quan trọng để ngăn các chất gây nhiễm tạm thời trở thành chủng vi khuẩn cư trú lâu dài trong môi trường sản xuất.
Thách thức của vệ sinh khô
Kiểm soát mầm bệnh trong sản xuất thực phẩm có hoạt độ nước thấp là điều khó thực hiện với các sản phẩm hoặc kỹ thuật vệ sinh khô hiện tại. Ethanol và isopropanol là những chất khử trùng thường được sử dụng trong môi trường chế biến thực phẩm khô, tuy nhiên, chúng rất dễ cháy. Việc sử dụng các chất khử trùng chứa cồn yêu cầu thiết bị phải được làm nguội trước khi vệ sinh, điều này làm giảm tần suất vệ sinh do tốn thời gian và chi phí lao động để ngừng dây chuyền sản xuất.
Ngoài ra, các phương pháp thay thế cho vệ sinh khô cần đạt hiệu quả tương đương các phương pháp có nước trong việc tiêu diệt mầm bệnh và loại bỏ cặn bẩn có thể dẫn đến hình thành màng sinh học (biofilm). Biofilm là cộng đồng vi sinh vật bám vào bề mặt thông qua một lớp chất nền ngoại bào. Việc làm sạch không triệt để để lại cặn hữu cơ, cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn, dẫn đến vi khuẩn bám dính, tạo màng sinh học, và cuối cùng gây ô nhiễm thực phẩm khi tiếp xúc với màng này.
Các phương pháp làm sạch vật lý như chải và cạo có thể loại bỏ hiệu quả cặn hữu cơ mà không cần dùng nước. Tuy nhiên, chúng cũng có thể làm trầy xước thiết bị, tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào và phát triển. Do đó, cần có các giải pháp không sử dụng nước nhưng vẫn hiệu quả trong diệt khuẩn, loại bỏ cặn bẩn và đảm bảo an toàn cho người lao động, mà không ảnh hưởng nhiều đến thời gian sản xuất.
Các phương pháp vệ sinh khô thay thế
Ủy ban Vi sinh Thực phẩm của IAFNS đang tài trợ cho các nghiên cứu nhằm cung cấp các giải pháp thay thế cho vệ sinh khô hiện tại. Tiến sĩ Lynne McLandsborough tại Đại học Massachusetts–Amherst đang nghiên cứu sử dụng axit hữu cơ kết hợp với dung môi không phân cực như một giải pháp thay thế khả thi cho chất khử trùng chứa cồn. Axit hữu cơ thường được dùng như phụ gia hoặc chất kháng khuẩn để ức chế mầm bệnh. Khi được sử dụng trong môi trường kỵ nước (dung môi không phân cực), hiệu quả kháng khuẩn của axit hữu cơ được tăng cường. Ngoài ra, dung môi không phân cực có điểm bốc cháy cao hơn ethanol hoặc isopropanol, giúp tăng mức độ an toàn khi sử dụng do giảm nguy cơ cháy nổ.
Một phương pháp khác là sử dụng hơi nước quá nhiệt (superheated steam) để khử trùng môi trường sản xuất. Tiến sĩ Abigail Snyder tại Đại học Cornell đã trình bày nghiên cứu của mình về công nghệ này tại Hội nghị Khoa học Mùa hè của IAFNS vào tháng 6/2024 tại Washington D.C. Hơi nước khô được làm nóng trên 121°C và được phun lên các bề mặt sản xuất để tiêu diệt mầm bệnh. Phương pháp này không để lại độ ẩm hay ngưng tụ, từ đó ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn còn sót lại.
Kết luận
Vệ sinh khô đòi hỏi sự cân bằng rủi ro. Rủi ro do độ ẩm dư thừa cần được cân nhắc song song với nguy cơ cháy nổ từ chất khử trùng chứa cồn. Với cách tiếp cận cẩn thận, các kỹ thuật vệ sinh khô hiện có và mới phát triển có thể vừa hiệu quả vừa an toàn, nhưng đòi hỏi phải chú ý đến chi tiết kỹ thuật và tính chất hóa học của chúng.
