ABSTRACT

The aim of this study was developing a biological (mainly on enzyme activity) single component TTI in the pasteurization range (60 to 100^oC) to evaluate the impact of the thermal process. Bacillus amyloliquefaciens (BAA)) were chosen to study and solvent engineering was applied to obtain the appropriate kinetic model. The effect of calcium ion on the enhancement of their thermal inactivation was observed. BAA (0.04 mg/mL in Tris HCl buffer pH 8.6, CaCl₂ 5 mM) under isothermal inactivation of BAA were described by first order kinetic model. The kinetic parameters estimated from the isothermal conditions are valid in dynamic condition. The one step non-linear regression was used to estimate the kinetic parameters of both Arrenius model and TDT model. In this study, the BAA system could be validated in non-isothermal condition with z-value is 15.12^oC. To evaluate better the impact of thermal process, other TTI component should be studied and combined with this BAA system.

Keywords: Time - temperature indicator, TTI, thermal process, Bacillus amyloliquefaciens, BAA, kinetic model

Title: Development of a time - temperature indicator (TTI) system for the quantification of safety and quality of thermal pasteurization processes

TóM TắT

Enzyme ?-amylase từ Bacillus Amyloliquefacien (BAA) được chọn để nghiên cứu phát triển chỉ thị tương quan nhiệt độ và thời gian bằng phương pháp tích phân (TTI) dựa vào hoạt tính của enzyme (trong khoảng nhiệt độ thanh trùng 60-100 ^oC). Khi xử lý nhiệt, BAA ở nồng độ thấp bị vô hoạt. Độ bền nhiệt của BAA tăng lên khi có mặt của  ion Ca²⁺ trong dung môi. Phương trình nhiệt động học đẳng nhiệt  của BAA ở nồng độ 0.04mg/mL trong dung dịch đệm Tris/HCl, pH 8.6, CaCl₂ 5 mM được mô tả bằng phương trình phản ứng bậc nhất. Các thông số nhiệt động học của BAA ước lượng dưới chế độ xử lý đẳng nhiệt  được kiểm chứng đúng dưới chế độ xử lý bất đẳng nhiệt. Phân tích hồi qui không tuyến tính một bước được dùng để ước lượng các thông số nhiệt động học trong các phương trình Arrenius và TDT. Trong nghiên cứu, hệ thống chỉ thị một thành phần BAA được kiểm chứng đúng dưới chế độ xử lý bất đẳng nhiệt với z=15.12 ^oC. Để đánh giá tốt hơn ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt lên sản phẩm, cần nghiên cứu kết hợp thêm một hệ thống chỉ thị tương tự với giá trị z khác.

Từ khóa: ?-amylase, Bacillus Amyloliquefacien, tương quan nhiệt độ - thời gian, thanh trùng nhiệt, chỉ thị