Đang tải... (xem toàn văn)
Khaí quát về thực phẩm và công nghệ thực phẩm. Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp, sấy khô, lạnh đông, lên mem. Kỹ thuật chế biến một số sản phẩm thực phẩm khác. Khaí quát về thực phẩm và công nghệ thực phẩm. Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp, sấy khô, lạnh đông, lên mem. Kỹ thuật chế biến một số sản phẩm thực phẩm khác.
MỤC LỤC MỤC LỤC ......................................................................................................... 1 LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................... 5 CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THỰC PHẨM ................................... 6 VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ...................................................................... 6 1. THỰC PHẨM ................................................................................................ 6 1.1. Khái niệm về thực phẩm .............................................................................. 6 1.2. Khoa học thực phẩm .................................................................................... 6 1.3. Phân loại thực phẩm .................................................................................... 7 1.4. Các chỉ tiêu chất lượng của thực phẩm ........................................................ 8 1.5. Những vấn đề quan tâm của người tiêu dùng về thực phẩm ......................... 9 2. CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ...................................................................... 10 2.1. Khái niệm công nghệ ................................................................................. 10 2.2. Các vấn đề của công nghệ thực phẩm ........................................................ 11 2.3. Các phương pháp và quá trình trong công nghệ thực phẩm ....................... 14 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM ................................................. 18 1. GIỚI THIỆU MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ........... 18 1.1. Nguyên liệu hạt ngũ cốc ............................................................................ 18 1.2. Nguyên liệu rau, quả.................................................................................. 19 1.3. Nguyên liệu mía ........................................................................................ 21 1.4. Nguyên liệu chè ......................................................................................... 22 1.5. Nguyên liệu cà phê .................................................................................... 23 1.6. Nguyên liệu ca cao .................................................................................... 24 1.7. Nguyên liệu thịt gia súc, gia cầm ............................................................... 24 1.8. Nguyên liệu thủy sản ................................................................................. 26 1.9. Nguyên liệu sữa ......................................................................................... 27 1.10. Nguyên liệu trứng gia cầm....................................................................... 27 1.11. Nguyên liệu hạt dầu ................................................................................. 29 2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM .............................................................................................................. 29 2.1. Nước ......................................................................................................... 30 2.2. Glucid........................................................................................................ 31 2.3. Protein ....................................................................................................... 35 2.4. Chất béo .................................................................................................... 36 2.5. Acid hữu cơ ............................................................................................... 37 2.6. Chất khoáng .............................................................................................. 38 2.7. Vitamin ..................................................................................................... 39 2.8. Polyphenol ................................................................................................ 40 2.9. Chất màu ................................................................................................... 41 2.10. Chất thơm (tinh dầu)................................................................................ 42 2.11. Hợp chất glucozit .................................................................................... 43 2.12. Fitonxit .................................................................................................... 43 1 2.13. Enzyme ................................................................................................... 44 CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ĐÓNG HỘP ............. 47 1. PHÂN LOẠI ĐỒ HỘP THỰC PHẨM ......................................................... 47 1.1. Các loại đồ hộp chế biến từ rau ................................................................. 47 1.2. Các loại đồ hộp chế biến từ quả ................................................................. 48 1.3. Các loại đồ hộp chế biến từ thịt ................................................................. 48 1.4. Các loại đồ hộp chế biến từ thủy sản ......................................................... 48 1.5. Các loại đồ hộp chế biến từ sữa ................................................................. 49 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ĐÓNG HỘP ........ 49 2.1. Quy trình công nghệ tổng quát chế biến thực phẩm đóng hộp ................... 49 2.2. Thuyết minh quy trình tổng quát ............................................................... 49 2.3. Các dạng hư hỏng của đồ hộp và cách xử lý đồ hộp bị hư hỏng ................ 97 3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH CHẾ BIẾN ĐỒ HỘP THỰC PHẨM 99 3.1. Quy trình chế biến đồ hộp rau quả ............................................................. 99 3.2. Quy trình chế biến đồ hộp thủy sản ......................................................... 105 3.3. Quy trình chế biến đồ hộp súc sản ........................................................... 111 3.4. Quy trình chế biến đồ hộp sữa ................................................................. 116 CHƯƠNG 4. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM SẤY KHÔ ............. 124 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY KHÔ THỰC PHẨM ....... 124 1.1. Nguyên liệu sấy ....................................................................................... 124 1.2. Tác nhân sấy ........................................................................................... 124 1.3. Phương pháp sấy ..................................................................................... 125 1.4. Các biến đổi xảy ra trong thực phẩm khi sấy khô .................................... 126 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy .................................................. 128 2. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SẢN PHẨM SẤY ............................................ 129 2.1. Quy trình tổng quát công nghệ chế biến sản phẩm sấy ............................ 130 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................ 130 3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SẢN PHẨM SẤY ........ 136 3.1. Kỹ thuật sấy một số loại rau .................................................................... 136 3.2. Kỹ thuật sấy một số loại quả.................................................................... 138 3.3. Kỹ thuật sấy một số loại bột rau quả ........................................................ 140 3.4. Kỹ thuật sấy một số nguyên liệu thủy sản................................................ 142 3.5. Kỹ thuật chế biến cá trích xông khói ....................................................... 144 3.6. Kỹ thuật chế biến sản phẩm sữa bột ........................................................ 151 CHƯƠNG 5. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LẠNH ĐÔNG ........ 155 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM............................................................................................................ 155 1.1. Khái niệm ................................................................................................ 155 1.2. Những biến đổi chính trong quá trình làm lạnh đông và bảo quản lạnh đông thực phẩm ...................................................................................................... 156 1.3. Khả năng tiêu diệt vi sinh vật trong quá trình làm lạnh đông và bảo quản sản phẩm lạnh đông .............................................................................................. 160 1.4. Môi trường truyền lạnh và các phương pháp làm lạ nh đông .................... 161 2. PHÂN LOẠI THỰC PHẨM LẠNH ĐÔNG .............................................. 163 2 2.1. Phân loại theo mức độ tươi sống .............................................................. 164 2.2. Phân loại theo dạng sản phẩm .................................................................. 164 2.3. Phân loại theo cách phối chế dung dịch ................................................... 164 2.4. Theo nguồn gốc nguyên liệu .................................................................... 165 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LẠNH ĐÔNG ... 165 3.1. Quy trình công nghệ tổng quát chế biến thực phẩm lạnh đông................. 165 3.2. Thuyết minh quy trình tổng quát ............................................................. 165 4. GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LẠ NH ĐÔNG ............................................................................................................ 175 4.1. Quy trình chế biến rau quả lạnh đông ...................................................... 175 4.2. Quy trình chế biến thủy sản lạnh đông ..................................................... 183 4.3. Quy trình chế biến thịt lạnh đông ............................................................. 191 4.4. Chế biến sữa lạnh đông ........................................................................... 196 CHƯƠNG 6. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LÊN MEN.............. 199 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÊN MEN ....................................................... 199 2. CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ..... 199 2.1. Quá trình lên men ethanol........................................................................ 199 2.2. Quá trình lên men lactic........................................................................... 201 2.3. Quá trình lên men propionic .................................................................... 204 2.4. Quá trình lên men acetic .......................................................................... 204 2.5. Quá trình lên men butyric ........................................................................ 205 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LÊN MEN ......... 206 3.1. Quy trình công nghệ tổng quát chế biến thực phẩm lên men .................... 206 3.2. Thuyết minh quy trình ............................................................................. 206 4. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN MỘT SỐ THỰC PHẨM LÊN MEN ĐẶC TRƯNG ................................................................................................ 217 4.1. Công nghệ sản xuất bia ............................................................................ 217 4.2. Công nghệ sản xuất ethanol ..................................................................... 231 4.3. Công nghệ sản xuất rượu vang nho .......................................................... 240 4.4. Công nghệ sản xuất sữa chua yoghurt ...................................................... 251 4.5. Công nghệ sản xuất mì chính ................................................................... 257 CHƯƠNG 7. KỸ THUẬT CHẾ BIẾN MỘT SỐ SẢN PHẨM THỰC PHẨM KHÁC ............................................................................................................ 268 1. KỸ THUẬT CHẾ BIẾN BÁNH KẸO........................................................ 268 1.1. Nguyên liệu chế biến bánh kẹo ................................................................ 268 1.2. Kỹ thuật chế biến bánh ............................................................................ 272 1.3. Kỹ thuật chế biến kẹo .............................................................................. 283 2. KỸ THUẬT CHẾ BIẾN ĐƯỜNG MÍA ..................................................... 291 2.1. Một số thuật ngữ thường dùng trong công nghệ sản xuất đường .............. 291 2.2. Quy trình công nghệ chế biến đường saccharose từ mía .......................... 293 2.3. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................ 294 2.4. Tiêu chuẩn sản phẩm đường saccharose .................................................. 308 3. KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU THỰC VẬT .............................................. 309 3.1. Một số tính chất và chỉ số quan trọng của dầu ......................................... 309 3 3.2. Quy trình công nghệ chế biến dầu thực vật .............................................. 311 3.3. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................ 311 3.4. Tiêu chuẩn chất lượng của dầu tinh luyện ............................................... 323 4. KỸ THUẬT CHẾ BIẾN CHÈ, CÀ PHÊ, CA CAO ................................... 324 4.1. Kỹ thuật chế biến chè .............................................................................. 324 4.2. Kỹ thuật chế biến cà phê ......................................................................... 343 4.3. Kỹ thuật chế biến ca cao .......................................................................... 355 5. KỸ THUẬT CHÉ BIẾN MỘT SỐ SẢN PHẨM DẠNG THỊT NGUỘI .... 365 5.1. Kỹ thuật chế biến xúc xích tiệt trùng ....................................................... 365 5.2. Kỹ thuật chế biến chả .............................................................................. 371 6. KỸ THUẬT CHẾ BIẾN BỘT NGUYÊN TRỨNG .................................... 376 6.1. Quy trình công nghệ chế biến bột trứng................................................... 376 6.2. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................ 376 6.3. Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm bột trứng............................................. 385 4 LỜI MỞ ĐẦU Thực phẩm là nguồn dinh dưỡng quan trọng và không thể thiếu trong đời sống con người. Ngày nay, lĩnh vực thực phẩm đã có những bước phát triển mạnh mẽ và ngành công nghiệp thực phẩm cũng đã, đang và sẽ có nhiều biến chuyển mới, không những góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống con người mà còn mang lại cho mỗi quốc gia những khoản thu nhập đáng kể. Việt Nam là nước có khi hậu nhiệt đới nên có thể nói nguồn nguyên liệu dành cho chế biến thực phẩm là vô cùng phong phú và đa dạng. Ngành công nghiệp thực phẩm của Việt Nam cũng đang từng bước tự khẳng định mình bẳng giải pháp đầu tư, đổi mới về công nghệ, quản lý chất lượng một cách đồng bộ và khoa học, những định hướng và tầm nhìn đã có những bước đi đúng hướng. Từ đó tạo ra nhiều nhóm sản phẩm có thương hiệu và với một lượng lớn, phục vụ nhu cầu trong nước, đồng thời có lợi thế hơn trong việc cạnh tranh với những sản phẩm cùng loại trong khu vực và trên thế giới. Với mục đích đáp ứng nhu cầu học tập cho học sinh sinh viên và nâng cao chất lượng đào tạo, trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm đã tổ chức biên soạn giáo trình này. Đây là giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập cho cho học sinh sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm của trường. Giáo trình gồm những phần chính với những nội dung như sau: Chương 1. Khái quát chung về thực phẩm và công nghệ thực phẩm Chương 2. Nguyên liệu thực phẩm Chương 3. Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp Chương 4. Công nghê chế biến thực phẩm sấy khô Chương 5. Công nghê chế biến thực phẩm lạnh đông Chương 6. Công nghệ chế biến thực phẩm lên men Chương 7. Kỹ thuật chế biến một số sản phẩm thực phẩm khác Giáo trình còn là tài liệu tham khảo cho kiến thức cần bổ sung. Do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm của tác giả, tài liệu sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của bạn đọc. 5 CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THỰC PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 1. THỰC PHẨM 1.1. Khái niệm về thực phẩm Khái niệm thực phẩm (food) liên quan đến các loại thức ăn và thức uống của con người. Nhìn từ góc độ hóa học thì thực phẩm là một hỗn hợp các chất hóa học có nguồn gốc từ thực vật và động vật, được con người sử dụng qua đường tiêu hóa nhằm mục đích chủ yếu là dinh dưỡng. Trong thực phẩm, các hợp chất hữu cơ là những thành phần chủ yếu. Thực phẩm rất đa dạng về chủng loại. Một số loại thực phẩm rất phổ biến và được sử dụng khắp nơi trên toàn thế giới, ví dụ như sữa, đường saccharose... Tuy nhiên, một số thực phẩm có tính truyền thống và đặc trưng riêng, chăng hạn như sushi của Nhật Bản, kim chi của Hàn Quốc, chả giò của Việt Nam... Hiện nay cùng với vấn đề toàn cầu hóa, sự phát triển du lịch, sự giao lưu văn hóa và khoa học công nghệ giữa các nước, người dân trên thế giới có điều kiện tìm hiểu về các loại thực phẩm đặc trưng của nhiều quốc gia khác nhau. Số lượng các loại thực phẩm ngày càng đa dạng. Ngoài ra, cần lưu ý là theo thời gian, con người sáng tạo và chế biến thêm nhiều sản phẩm thực phẩm mới từ các nguyên liệu sẵn có. Do đó chúng ta khó có thể thống kê đầy đủ tên các sản phẩm thực phẩm hiện có của một vùng miền hay một quốc gia được. 1.2. Khoa học thực phẩm Khoa học về thực phẩm là một khoa học về tính chất và các quy luật biến đổi của thực phẩm. Do những nguồn gốc phát triển khoa học và sản xuất khác nhau, khoa học về thực phẩm có thể có những đặc thù khác nhau. Hiện nay cả thế giới công nhận rằng khoa học thực phẩm là sự tổng hợp của các khoa học cơ bản hóa học, sinh học và vật lý và các khoa học trung gian là hóa lý, hóa sinh, cảm quan và có thể biểu diễn theo sơ đồ (hình 1.1). Cảm quan Hóa học Vật lý Hóa sinh Khoa học về thực Sinh học Hóa lý Tính chất Biến đổi Hình 1.1. Sơ đồ tổng hợp về khoa học thực phẩm 6 1.3. Phân loại thực phẩm Có nhiều phương pháp để phân loại thực phẩm dựa trên những nguyên lý khác nhau. Có thể phân loại thực phẩm theo thành phần hoá học, theo mục đích sử dụng hoặc theo phương pháp chế biến. - Phân loại thực phẩm theo thành phần hóa học: Theo thành phần hóa học thực phẩm có thể được chia thành bốn nhóm chính: thực phẩm giàu glucid, thực phẩm giàu protein, thực phẩm giàu lipid và thực phẩm dạng hỗn hợp. + Thực phẩm giàu glucid được chia thành hai nhóm cơ bản là nhóm có phân tử lượng thấp và nhóm có phân tử lượng cao. Nhóm glucid có phân tử lượng thấp như: mật ong, mật tinh bột, kẹo, đường,… Nhóm glucid có phân tử lượng cao như: bánh mì, mì sợi, rau câu,… + Thực phẩm giàu protein: Protein có nhiều trong nguyên liệu động vật (thịt, thủy sản), một số nhóm nguyên liệu thực vật (các loại đậu, nấm,...) và một số thực phẩm giàu protein như khác thịt, cá đóng hộp; thịt, cá làm khô; nấm đóng hộp,... + Thực phẩm giàu lipid: Cùng với glucid và protein, lipid là một trong ba thành phần bắt buộc trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người. Một số thực phẩm giàu lipid phổ biến như dầu thực vật, bơ, margarin,... + Thực phẩm dạng hỗn hợp: Có những thực phẩm mà tỉ lệ khối lượng của những thành phần hóa học chính (trừ nước) lại xấp xỉ nhau. Khi đó, chúng ta có thể xếp những thực phẩm như thế vào nhóm thực phẩm dạng hỗn hợp. Ví dụ như trong sữa bò tươi, tỉ lệ hàm lượng của glucid, protein và lipid gần như tương đương nhau. Sữa bò tươi là một ví dụ điển hình cho nhóm thực phẩm dạng hỗn hợp. - Phân loại thực phẩm theo mục đích sử dụng: Theo mục đích sử dụng thực phẩm được phân thành thực phẩm với mục đích dinh dưỡng, mục đích phòng trị bệnh và mục đích khác. + Mục đích dinh dưỡng: Hầu hết các loại thực phẩm được con người sử dụng hàng ngày nhằm mục đích chủ yếu là dinh dưỡng. Trước kia, một số người quan niệm rằng dinh dưỡng là mục đích duy nhất khi con người sử dụng thực phẩm. Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, người ta chế biến ra những loại thực phẩm mới, ngoài mục đích dinh dưỡng còn có những mục đích khác. + Mục đích phòng và trị bệnh: Ngày nay, một số loại thực phẩm (mật ong,...)được con người sử dụng với mục đích phòng và trị bệnh là chủ yếu, còn chức năng dinh dưỡng của chúng trở thành thứ yếu. Đó là do những thực phẩm này có chứa các thành phần hóa học đặc biệt, rất ít gặp trong các sản phẩm thực phẩm truyền thống. Những thành phần này có chức năng phòng ngừa hoặc điều trị được một số bệnh. + Các mục đích sử dụng khác: Ở một số người, ăn uống được được xem là một thú vui. Khi sử dụng một thực phẩm, đôi khi con người không quan tâm đến mục đích dinh dưỡng hay mục đích phòng và trị bệnh. Có thể xem như đó là một cách thư giãn trong cuộc sống. - Phân loại thực phẩm theo phương pháp chế biến: Theo cách phân loại này thực phẩm bao gồm thực phẩm tươi, thực phẩm chế biến 7 ở quy mô gia đình và thực phẩm chế biến quy mô công nghiệp. + Thực phẩm tươi: Là những thực phẩm không được qua chế biến hay được chế biến bằng những phương pháp đơn giản, không làm thay đổi đáng kể thành phần hóa học và giá trị cảm quan của sản phẩm so với nguyên liệu ban đầu. Ví dụ điển hình cho nhóm sản phẩm này là các loại trái cây đã được bóc vỏ, cắt miếng, làm sạch rồi cho vào bao bì. + Thực phẩm chế biến quy mô gia đình: Là những thực phẩm được chế biến trong bếp ăn gia đình hoặc ở nhà hàng, khách sạn, ví dụ thịt kho, cá chiên, canh chua, rau xào,... Trong quá trình chế biến, dựa vào khả năng đánh giá cảm quan của bản thân về chất lượng của bán thành phẩm và thành phẩm mà người chế biến sẽ tự hiệu chỉnh tỷ lệ nguyên phụ liệu sử dụng và quy trình thực hiện sao cho phù hợp. Chính vì không có sự kiểm soát chặt chẽ các "thông số kỹ thuật" trong quá trình chế biến nên chất lượng sản phẩm có thể không ổn định giữa các mẻ nấu. + Thực phẩm chế biến quy mô công nghiệp: Là những thực phẩm được chế biến trong các nhà máy với quy mô lớn. Người ta áp dụng các kiến thức và thành tựu khoa học công nghệ vào trong quy trình sản xuất sản phẩm. Trong suốt quy trình chế biến, các thông số công nghệ của từng công đoạn sản xuất và các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm được kiểm soát một cách hệ thống và nghiêm ngặt. Nhờ đó mà chất lượng thực phẩm luôn ổn định giữa các mẻ sản xuất. Các thực phẩm chế biến quy mô công nghiệp như: mì ăn liền, bánh bích quy, kẹo, cà phê hòa tan, pate đóng hộp, xúc xích tiệt trùng,... 1.4. Các chỉ tiêu chất lượng của thực phẩm Chất lượng một thực phẩm được đánh giá dựa trên nhiều chỉ tiêu khác nhau. Có nhiều phương pháp phân loại các chỉ tiêu chất lượng thực phẩm. Trong đó phương pháp phân loại các chỉ tiêu chất lượng thực phẩm theo cơ sở của phương pháp phân tích là thường sử dụng nhất. Theo cơ sở của phương pháp phân tích người ta chia các chỉ tiêu chất lượng thực phẩm thành ba nhóm: hóa lý, sinh học và cảm quan. - Chỉ tiêu hóa lý: Phần lớn các chỉ tiêu chất lượng của thực phẩm được định lượng bởi các thiết bị phân tích. Cơ sở khoa học của những phương pháp phân tích định lượng này dựa trên nền tảng lý thuyết của các ngành khoa học về vật lý, hóa học và hóa lý. Do đó, các chỉ tiêu nói trên được gọi tên là nhóm chỉ tiêu hóa lý. Ví dụ: Hàm lượng các cấu tử hương trong thực phẩm được định lượng bằng phương pháp sắc ký khí, hoạt tính enzyme trong thực phẩm có thể được xác định bằng cách sử dụng thiết bị quang phổ so màu... Trong những trường hợp trên, hàm lượng các chất hương và hoạt tính enzyme được gọi là những chỉ tiêu hóa lý của thực phẩm. - Chỉ tiêu sinh học: Khi các chỉ tiêu chất lượng của thực phẩm được xác định bằng những phương pháp sinh học thì chúng được gọi tên là các chỉ tiêu sinh học. Phương pháp sinh học dựa trên cơ sở khoa học là quá trình trao đổi chất. Trong công nghiệp thực phẩm, các chỉ tiêu sinh học phổ biến của sản phẩm thường liên quan đến mật độ của các loài vi sinh vật trong sản phẩm. - Chỉ tiêu cảm quan: Một số chỉ tiêu chất lượng thực phẩm có thể được đánh giá bằng cách sử dụng các giác quan của con người. Khi đó, chúng được gọi tên là những 8 chỉ tiêu cảm quan. Một số chỉ tiêu cảm quan thường gặp ở thực phẩm như màu sắc, độ trong, độ dòn, mùi, vị... Như vậy, phân loại các chỉ tiêu chất lượng thực phẩm dựa vào cơ sở khoa học của phương pháp phân tích, người ta sẽ gọi tên chỉ tiêu theo tên của phương pháp đánh giá nó. Ví dụ, người ta lập hội đồng để đánh giá cảm quan sản phẩm bia tại nhà máy A về màu sắc của bia. Trong trường hợp này, độ màu của bia được xếp vào nhóm chỉ tiêu cảm quan. Tuy nhiên, ở nhà máy B, người ta dùng máy so màu để xác định cường độ màu của sản phẩm. Do đó, độ màu của bia được xếp vào nhóm chỉ tiêu hóa lý. 1.5. Những vấn đề quan tâm của người tiêu dùng về thực phẩm Hiện nay khi nói về chất lượng thực phẩm nói chung và chất lượng thực phẩm công nghiệp nói riêng, người tiêu dùng thường quan tâm đến những vấn đề như an toàn thực phẩm, giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, các thành phần có hoạt tính sinh học trong thực phẩm, giá trị cảm quan của thực phẩm, giá thành của thực phẩm và nguồn gốc, xuất xứ của thực phẩm. - An toàn thực phẩm: Đây là vấn đề quan tâm hàng đầu của người tiêu dùng. Thực phẩm phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho sức khỏe của người tiêu dùng. Sự có mặt của các độc tố trong thực phẩm là không được cho phép. Độc tố trong thực phẩm có thể có nguồn gốc từ những vi sinh vật gây bệnh nhiễm vào thực phẩm, từ các nguyên phụ liệu sử dụng trong quy trình sản xuất, hoặc do các độc tố được hình thành trong điều kiện chế biến. Thông thường, các nhà quản lý đưa ra ngưỡng quy định về hàm lượng của các độc tố trong thực phẩm. Ngưỡng quy định này có thể thay đổi tùy theo mỗi quốc gia. Ở những nước công nghiệp phát triển, ngưỡng quy định về hàm lượng độc tố trong thực phẩm thường thấp hơn so với ở các nước đang phát triển. - Giá trị dinh dưỡng của thực phẩm: Phần lớn người tiêu dùng cho rằng giá trị năng lượng tính trên 1 đơn vị khối lượng hoặc thể tích của thực phẩm càng cao thì sẽ càng tốt. Tuy nhiên ở những nước phát triển, tùy theo đối tượng người tiêu dùng mà thực phẩm cần phải có những giá trị năng lượng phù hợp. - Các thành phần có hoạt tính sinh học trong thực phẩm: Ngoài các thành phần cơ bản thường gặp trong thực phẩm như nước, glucid, protein, lipid, vitamin, khoáng chất,... người tiêu dùng còn quan tâm đến các thành phần có hoạt tính sinh học trong thực phẩm. Sự có mặt của những thành phần có hoạt tính sinh học được xem là một lợi thế của sản phẩm do chúng mang lại những lợi ích đặc biệt khác cho người tiêu dùng như tác dụng phòng bệnh, trị bệnh... - Giá trị cảm quan của thực phẩm: Giá trị cảm quan của thực phẩm là một trong những tiêu chí hết sức quan trọng để phần lớn người tiêu dùng quyết định có mua tiếp sản phẩm nữa không. Tuy nhiên, yêu cầu về chất lượng cảm quan của thực phẩm sẽ thay đổi tùy theo nhóm đối tượng người tiêu dùng. - Giá thành của thực phẩm: Giá thành cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến sức tiêu thụ của một sản phẩm trên 9 thị trường. Đây cũng cũng là một vấn đề được người tiêu dùng đặc biệt quan tâm nhất là đối với các nước đang phát triển như nước ta. - Nguồn gốc, xuất xứ của thực phẩm: Khi mua thực phẩm, người tiêu dùng thường quan tâm đến nguồn gốc sản phẩm như sản phẩm do công ty nào sản xuất hoặc sản phẩm có xuất xứ từ quốc gia hoặc vùng miền nào. Một số người tiêu dùng lại có thói quen mua thực phẩm theo tên thương hiệu và họ cảm thấy an tâm hơn về mặt chất lượng sản phẩm. 2. CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 2.1. Khái niệm công nghệ Theo quan điểm thông thường, khái niệm “công nghệ” (technology) được hiểu là phương pháp (methode), thủ tục (procedure), quy trình (instruction) hay sản xuất (production). Phạm trù công nghệ bao gồm 4 yếu tố cơ bản của quá trình sản xuất là: - Vật liệu và biến đổi của vật liệu (tức là đối tượng sản xuất) - Phương pháp hay quy trình sản xuất. - Công cụ hay phương tiện sản xuất. - Điều kiện kinh tế, chủ yếu là tổ chức sản xuất. Trong phạm trù công nghệ, có nhiều yếu tố cho rằng cần phải kể đến yếu tố “con người” tức là quan hệ sản xuất, tình trạng (năng lực, tâm lí,...) của người sản xuất. Cần phân biệt khái niệm “công nghệ” với khái niệm “kỹ thuật”. Phạm trù kỹ thuật phải hiểu là gồm hai yếu tố: - Phương pháp hay quy trình sản xuất. - Phương tiện sản xuất nhằm làm biến đổi đối tượng sản xuất. Như vậy có thể hiểu mối tuơng quan của khái niệm “công nghệ” theo nghĩa hẹp là một bộ phận của phạm trù “kỹ thuật” và khái niệm “kỹ thuật” lại là một bộ phận của phạm trù “công nghệ” theo nghĩa rộng. Trong một số trường hợp người ta lại hiểu “công nghệ” và “kỹ thuật ” có ý nghĩa tương tự. Ví dụ, người ta cũng có thể hiểu “công nghệ thực phẩm” cũng là “ kỹ thuật thực phẩm” mặt khác cũng có nhiều trường hợp người ta lại hiểu khái niệm “kỹ thuật” cũng chủ yếu là phương tiện và công cụ sản xuất, nên thường nói trang bị kỹ thuật. Căn cứ vào các yếu tố của công nghệ học kể trên, xét mối tương quan giữa các yếu tố đó, có thể mô tả khái niệm công nghệ theo quan điểm hệ thống và biểu thị bằng sơ đồ hình 1.2. Theo hệ thống này, nguyên liệu là đầu vào của hệ thống, qua xử lý làm biến đổi nguyên liệu. Có ba yếu tố tương tác là quy trình hay phương pháp, thiết bị hay công cụ và điều kiện kinh tế hay tổ chức sản xuất. Sản phẩm là đầu ra của hệ thống. Để hệ thống công nghệ này hoạt động có hiệu quả phải tồn tại một hệ kiểm tra hay điều chỉnh bao gồm ba yếu tố tương tác là: hiệu quả kinh tế, chất lượng và số lượng. Hệ kiểm tra này chịu tác động trực tiếp của đặc điểm nguyên liệu và tác động liên hệ ngược của đặc điểm sản phẩm. 10 Đây là một phương pháp mô tả logic khái niệm “ công nghệ”. Từ đó có thể xem xét đến các phạm trù của các yếu tố công nghệ thực phẩm. Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống công nghệ 2.2. Các vấn đề của công nghệ thực phẩm Các vấn đề của công nghệ thực phẩm bao gồm nguyên liệu sản xuất, quy trình công nghệ, thiết bị sản xuất và tổ chức sản xuất. 2.2.1. Nguyên liệu sản xuất Nguyên liệu để sản xuất thực phẩm có nguồn gốc từ động và thực vật. Riêng đối với giống vi sinh vật, các nhà sản xuất không xem chúng là nguyên liệu của ngành công nghiệp thực phẩm. Giống vi sinh vật chỉ là những tác nhân gây ra các biến đổi ở nguyên liệu trong các quá trình chế biến. Lượng vi sinh vật chỉ chiếm tỷ lệ rất thấp trong các sản phẩm thực phẩm. Trong công nghệ thực phẩm đối với nguyên liệu, cần quan tâm hai vấn đề sau: - Cấu tạo, thành phần hóa học của nguyên liệu: Để chế biến một nguyên liệu bất kỳ, các nhà sản xuất cần am hiểu về nó, đặc biệt là hiểu rõ về cấu tạo, thành phần hóa học và các tính chất của nguyên liệu. Những thông tin này là có sở cho việc lựa chọn phương pháp chế biến và thiết bị thích hợp để chế biến nguyên liệu thành sản phẩm. - Các biến đổi của nguyên liệu trong sản xuất: Quá trình sản xuất làm biến đổi nguyên liệu về mặt cấu tạo và thành phần hóa học, từ đó làm chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm theo các chỉ tiêu chất lượng quy định. Những biến đổi nói trên có thể được chia thành hai nhóm là nhóm biến đổi có lợi và nhóm biến đổi có hại đối với chất lượng sản phẩm. Các nhà sản xuất sẽ lựa chọn được phương pháp chế biến và các thông số công nghệ phù hợp. Khi đó, những biến đổi có lợi cho chất lượng sản phẩm sẽ được tạo điều kiện để xảy ra, còn những biến đổi có hại cho chất lượng sản phẩm sẽ được hạn chế hoặc ngăn ngừa. 2.2.2. Quy trình công nghệ Quy trình công nghệ hay quy trình sản xuất hoặc dây chuyền sản xuất là một hệ thống các quá trình xử lý nguyên liệu và bán thành phẩm, các quá trình này được sắp xếp theo một trật tự nhất định nhằm làm biến đổi nguyên liệu thành sản phẩm theo đúng các chỉ tiêu chất lượng theo quy định. Có thể biểu diễn quy trình công nghệ dưới hai dạng sơ đồ khối và sơ đồ thiết bị. Ví dụ về sơ đồ khối và sơ đồ thiết bị quy trình công nghệ chế biến sữa tiệt trùng từ sữa bột (hình 1.3 và hình 1.4). 11 Phụ gia Sữa bột AMF Pha sữa bột Gia nhiệt sơ bộ Phối trộn Lọc Tiệt trùng Đồng hóa Làm nguội Bao bì giấy vô trùng Rót sản phẩm Hoàn thiện Sữa tiệt trùng Hình 1.3. Sơ đồ khối quy trình công nghệ chế biến sữa tiệt trùng từ sữa bột Hình 1.4. Sơ đồ thiết bị quy trình sản xuất sữa tiệt trùng từ sữa bột 1. Thùng chứa AMF; 2. Bề nước nóng; 3. Thiết bị gia nhiệt sơ bộ AMF; 4. Thiết bị pha sữa bột; 5. Thiết bị phối trộn; 6. Thiết bị gia nhiệt nước để pha sữa gầy; 7. Thiết bị lọc ống; 8. Thiết bị trao đổi nhiệt; 9. Thiết bị đồng hóa; 10. Bồn chứa vô trùng; 11. Thiết bị rót sản phẩm vào bao bì; 12. Bơm; 13. Thiết bị giữ nhiệt; 14. Thiết bị làm nguội chân không 12 Như vậy, mỗi quá trình xử lý nguyên liệu hoặc bán thành phẩm sẽ tương đương với một công đoạn trong quy trình công nghệ. Những quá trình náy đều có mục đích công nghệ đặc trưng riêng và được thực hiện trong một thiết bị hay một hệ thống nhiều thiết bị. 2.2.3. Thiết bị sản xuất Trong công nghệ thực phẩm, các nhà sản xuất sử dụng trang thiết bị để thực hiện những quá trình xử lý nguyên liệu và bán thành phẩm nhằm chuyển hóa chúng thành sản phẩm. Chính vì vậy, thiết bị sản xuất giữ một vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm. Về thiết bị phải quan tâm đến các vấn đề sau: - Chức năng của các thiết bị: Khi sử dụng thiết bị cần quan tâm đầu tiên đến chức năng của các thiết bị đó. Các chức năng chủ yếu là: + Thực hiện các quá trình công nghệ bằng các thiết bị chuyên môn hóa hay thiết bị vạn năng. Vì sản phẩm thực phẩm có nhiều loại, các quy trình sản xuất thực phẩm cũng rất đa dạng nên việc sử dụng các thiết bị chuyên môn hóa hay vạn năng rất có ý nghĩa đối với việc tổ chức dây chuyền sản xuất và hiệu quả đầu tư trang thiết bị kỹ thuật. Thường trong công nghệ thực phẩm nên sử dụng các thiết bị có thể sử dụng cho nhiều loại nguyên vật liệu khác nhau và thiết bị có nhiều tính năng. + Kiểm tra và điều khiển các quá trình công nghệ bằng các phương tiện, dụng cụ đo. Các thông số kỹ thuật thường được kiểm tra là nhiệt độ, áp suất, thời gian… Các thiết bị đo có thể là tự động hay bán tự động. - Vật liệu chế tạo thiết bị: Một đặc điểm quan trọng của thực phẩm là sự cần thiết phải bảo vệ các chất có hoạt tính sinh học như các enzyme, vitamin, hợp chất polyphenol... các chất này lại rất dễ bị biến đổi khi tiếp xúc với môi trường và tiếp xúc với các dụng cụ chế biến. Mặc khác, do yêu cầu vệ sinh cao trong quá trình sản xuất là tránh sự nhiễm bẩn vi sinh vật hoặc nhiễm các kim loại, các tạp chất từ bao bì, dụng cụ và các chi tiết của thiết bị vào sản phẩm, nên khi sử dụng các vật liệu để chế tạo dụng cụ, thiết bị sản xuất, chế biến thực phẩm, người ta thường sử dụng các vật liệu chất dẻo, vât liệu có tráng men và đặc biệt là thép không gỉ (inox) ở các bộ phận tiếp xúc với thực phẩm. - Về phương diện chế tạo thiết bị: Thiết bị thực phẩm cần đặc biệt lưu ý tới điều kiện của người lao động là sự thuận tiện trong thao tác và phù hợp với khí hậu. - Tính liên tục của dây chuyền sản xuất: Trong các lĩnh vực trên, việc cơ giới hóa hay bán cơ giới hóa và tiến tới tự động hóa các quá trình chế biến thực phẩm bao giờ cũng là một nhiệm vụ quan trọng và thường xuyên. Điều đó sẽ giúp cho các nhà sản xuất kiểm soát quá trình xứ lý nguyên liệu hoặc bán thành phẩm một cách dễ dàng, đồng thời giảm số lao động thủ công và ổn định chất lượng sản phẩm. 2.2.4. Tổ chức sản xuất Một trong những yêu cầu quan trọng đối với thực phẩm công nghiệp là chất lượng sản phẩm phải ổn định và đồng nhất. Sự ổn định và đồng nhất được thể hiện thông qua chất lượng của các sản phẩm trong cùng một mẻ sản xuất và giữa các mẻ sản xuất với nhau. Khi đó, giá trị các chỉ tiêu chất lượng của thực phẩm chỉ được phép dao động trong một khoảng rất hẹp. Yếu tố ảnh hưởng quyết định đến vấn đề này là con người. 13 Ngày nay, các nhà máy đã áp dụng những hệ thống quản lý chất lượng, các quy phạm về thực hành sản xuất tốt GMP (Good Manufacturing Practice)... để ổn định chất lượng thực phẩm công nghiệp khi sản xuất ở quy mô lớn. Có nhiều hệ thống quản lý chất lượng như ISO (Intemational Standard Organization), TQM (Total Quality Management), HACCP (Hazard Analysis of Critical Control Point)... Tùy theo tính đặc thù của mỗi cơ sở sản xuất mà họ sẽ lựa chọn một hệ thống quản lý phù hợp. Trước kia, một số người cho rằng các hệ thống quản lý chất lượng không thuộc lĩnh vực công nghệ học, người ta xếp chúng vào lĩnh vực quản trị và kinh tế học. Thực tế cho thấy khi các nhà công nghệ học được trang bị thêm những kiến thức về tổ chức và quản lý sản xuất thì họ thực hiện công việc quản lý chất lượng tại cơ sở sản xuất tốt hơn so với những nhà kinh tế học. Đó là do những nhà công nghệ học am hiểu về công nghệ sản xuất. Ví dụ như khi thiết lập hệ thống HACCP cho một quy trình sản xuất, người ta cần phải tìm ra những mối nguy trong từng công đoạn của quy trình công nghệ, sau đó phân tích và biện luận xem những mối nguy nào sẽ trở thành điểm kiểm soát tới hạn. Rõ ràng là chỉ có những nhà công nghệ thực phẩm mới có thể làm tốt được công việc này vì họ am hiểu về nguyên liệu, bán thành phẩm, quy trình sản xuất và thiết bị sản xuất. Theo quan điểm hiện nay thì tổ chức và quản lý sản xuất là một vấn đề của công nghệ thực phẩm và việc trang bị khối kiến thức này cho các kỹ sư công nghệ là bắt buộc. 2.3. Các phương pháp và quá trình trong công nghệ thực phẩm Trước hết cần phân biệt rõ khái niệm công nghệ gia công và công nghệ chế biến. - Gia công: là phương pháp biến đổi vật liệu từ trạng thái này sang trạng thái khác, nhưng chưa đạt đến trạng thái cuối cùng đạt yêu cầu của vật liệu hay sản phẩm. - Chế biến: là phương pháp biến đổi vật liệu cho đến khi đạt được trạng thái của yêu cầu sử dụng hay yêu cầu thành phẩm. Như vậy chế biến là phương pháp bao gồm nhiều giai đoạn gia công, có thể mô tả theo sơ đồ sau đây: Nguyên liệu Gia công 1 Gia công 2 Gia công n Sản phẩm Để phù hợp với mục đích sử dụng các phương pháp công nghệ, cần phải phân loại các phương pháp đó. Có các quan điểm phân loại phương pháp công nghệ thực phẩm sau đây: - Phân loại phương pháp công nghệ theo trình tự thời gian: Chế biến từ nguyên liệu ban đầu đến thành phẩm cuối cùng tất nhiên phải qua nhiều quá trình kế tiếp nhau, tức là phải theo một quy trình. Đối với thực phẩm nói chung phải qua các trình tự sau: + Thu nhận nguyên liệu + Bảo quản nguyện liệu tươi hoặc bán chế phẩm + Chế biến sản phẩm + Bảo quản thành phẩm + Xử lý thực phẩm trước khi sử dụng Phương pháp phân loại công nghệ này chủ yếu phù hợp với việc tổ chức sản xuất 14 - Phân loại phương pháp công nghệ theo trình độ sử dụng công cụ: Các phương pháp công nghệ được phân loại theo mức độ tiếp xúc của con người vào sản phẩm tức là sự thay thế sức lao động của con người bằng công cụ, máy móc. Bao gồm: + Phương pháp thủ công. + Phương pháp bán tự động. + Phương pháp tự động hóa. Sự phân loại này liên quan trước hết đến năng suất lao động của các quá trình, sau đó dẫn tới tác động tốt đến chất lượng sản phẩm. - Phân loại các phương pháp công nghệ theo sử dụng năng lượng: Theo cách phân loại này các quá trình công nghệ thực phẩm gồm có: + Các quá trình cơ học: nghiền, sàng, xay xát… + Các quá trình nhiệt: đun nóng, làm nguội, nướng, rang, chiên... + Các quá trình hóa sinh: các quá trình sinh tổng hợp. - Phân loại các phương pháp công nghệ theo tính chất liên tục: Theo cách phân loai này có các phương pháp: gián đoạn, bán liên tục và liên tục. Các phương pháp này liên quan chủ yếu đến việc tổ chức thực hiện quy trình công nghệ. - Phân loại các quá trình công nghệ theo bản chất khoa học tự nhiên: Các quá trình công nghệ bao giờ cũng được thực hiện theo những quy luật của các ngành khoa học. Đó là các phạm trù khoa học cơ bản liên quan đến vật liệu là: vật lý, hoá học, sinh học, đồng thời các phạm trù khoa học trung gian là: hoá lý và hoá sinh. Theo quan điểm này người ta có thể kể đến các phương pháp công nghệ sau: + Các phương pháp vật lý: nghiền, sàng, phối trộn...; + Các phương pháp nhiệt: đun nóng, làm nguội,...; + Các phương pháp hóa lý: chưng cất, hấp thụ..; + Các phương pháp hóa học: thủy phân, trung hòa...; + Các phương pháp hóa sinh: ủ chín,…; + Các phương pháp sinh học: lên men,… Phân loại các phương pháp này thể hiện thể hiện được bản chất của phương pháp, tức là các quy luật tác động tới vật liệu bằng các tác nhân kỹ thuật khác nhau, nhằm đưa lại hiệu quả mong muốn về kinh tế, số lượng và chất lượng. Như vậy xác định được bản chất của các quy luật này sẽ dễ dàng tìm ra được cơ sở tối ưu hoá của quá trình đó. - Phân loại các quá trình công nghệ theo mục đích: Các quá trình phải đạt được mục đích chủ yếu là làm thay đổi vật liệu theo chiều hướng tăng có lợi và giảm có hại. Trên cơ sở đó thể phân loại các quá trình công nghệ sau: + Chuẩn bị: Gồm các phương pháp nhằm biến đổi nguyện liệu hay bán chế phẩm, nhằm đạt được các thông số thuận lợi cho các phương pháp hay các quá trình tiếp theo. Phần lớn các phương pháp này tuân theo các quy luật vật lý như các quá trình làm sạch, phân chia nguyên liệu,... + Khai thác: Gồm các phương pháp nhằm làm giàu các chất có giá trị dinh dưỡng 15 trong thực phẩm như ép, chưng cất... + Chế biến: Gồm các phương pháp nhằm biến đổi các chất trong thực phẩm từ chất lượng thấp trở thành chất lượng cao hơn như quá trình bổ sung nguyên liệu, nấu chín thực phẩm... + Bảo quản: Gồm các phương pháp nhằm làm giảm đến mức thấp nhất sự hao hụt các chất có giá trị dinh dưỡng của sản phẩm bằng các quá trình lạnh đông, thanh trùng, tiệt trùng... + Hoàn thiện: Gồm các phương pháp giúp sản phẩm có hình thức hay bao bì thích hợp cho người sử dụng như các quá trình chiết chai, đóng hộp, dán nhãn... Hai phương pháp phân loại các quá trình công nghệ thực phẩm theo các quy luật khoa học và theo mục đích công nghệ có tính chất tích hợp và biểu thị bảng 1.1. Bảng 1.1. Phân loại và mục đích các quá trình và phương pháp công nghệ Mục đích công nghệ Các quá trình theo quy Bảo luật khoa học tự nhiên Chuẩn bị Khai thác Chế biến quản 1. Quá trình vật lí 1.1. Các quá trình cơ học Làm sạch X Phân chia X X X Phối chế X X Định hình X X Bài khí X X 1.2. Các quá trình nhiệt Làm nguội X X Lạnh đông X Đun nóng X X X Nấu chín X X X Hấp X X X Rán X X X Nướng X X X 2. Quá trình lí hóa Chưng cất X Cô đặc X X X Làm khô X X X X Hấp thụ X X X Trích ly X X 3. Quá trình hóa học Thuỷ phân X Acid hóa X X Ướp muối X X X Nhuộm màu X 16 Hoàn thiện X X X Các quá trình theo quy luật khoa học tự nhiên 4. Phạm trù hóa sinh và sinh học Dấm chín Lên men Sát trùng Mục đích công nghệ Bảo Chuẩn bị Khai thác Chế biến quản X X X X X X X Hoàn thiện X X X Như vậy, mỗi quá trình hay mỗi phương pháp đều có thể thực hiện được cho nhiều mục đích khác nhau. Nhờ vậy, quá trình chế biến được thuận lợi và làm ra được sản phẩm đạt yêu cầu chất lượng cao. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nêu khái niệm thực phẩm và công nghệ thực phẩm 2. Trình bày các phương pháp phân loại thực phẩm và các chỉ tiêu chất lượng thực phẩm. 3. Những vấn đề nào người tiêu dùng thường quan tâm khi sử dụng thực phẩm? 4. Phân tích mối quan hệ giữa các vấn đề của công nghệ thực phẩm: nguyên liệu, quy trình, thiết bị và tổ chức sản xuất. 5. Trong công nghệ thực phẩm sử dụng các phương pháp và quá trình công nghệ nào? TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Trần Xuân Hiển (2005), Chế biến thực phẩm đại cương, Trường Đại học An Giang. [2]. Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên), Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Nguyệt Minh, Trần Thị Thu Trà (2010), Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. [3]. Lê Bạch Tuyết (chủ biên), (1996), Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, Nhà xuất bản giáo dục. [4]. H.D. Belitz. W. Grosch P. Schieberle, (2009), Food chemistry, Springer; 4th ed. Edition. 17 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM 1. GIỚI THIỆU MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Nguyên liệu dùng trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm ở nước ta rất đa dạng và phong phú, từ rau củ quả đến ngũ cốc, thủy hải sản, súc sản,v.v... Mỗi địa phương, mỗi vùng miền với những đặc điểm riêng về khí hậu, đất đai,... phù hợp với từng loại nguyên liệu đã đem đến sự đa dạng, hấp dẫn cho các sản phẩm thực phẩm. Để đảm bảo được chất lượng của một sản phẩm làm ra thì trước hết nguyên liệu là vấn đề được quan tâm hàng đầu về cấu tạo và thành phần hóa học. Đặc điểm của nguyên liệu sẽ cho ta chế độ công nghệ và thiết bị chế biến phù hợp. 1.1. Nguyên liệu hạt ngũ cốc Hạt ngũ cốc là nguyên liệu chủ yếu thuộc hai họ: họ hòa thảo (Gramineae) và họ đậu (Leuguminosae). Cơ bản chúng thuộc nhóm cây lương thực quan trọng nhất được sản xuất trên thế giới. Nếu căn cứ vào thành phần hóa học, có thể chia hạt ngũ cốc ra làm 3 nhóm: - Nhóm giàu tinh bột: thóc, ngô, khoai, sắn (mì),... - Nhóm giàu protein: đậu, đỗ,... - Nhóm giàu chất béo: lạc, vừng,... Mặc dù rất khác nhau về dinh dưỡng, về phân loại, nhưng cấu tạo hạt ngũ cốc tương đối giống nhau, gồm 3 phần chính: vỏ hạt, nội nhũ và phôi, với tỉ lệ kích thước, khối lượng khác nhau tùy thuộc vào từng loại, giống và kỹ thuật canh tác. Hạt ngô Pha sữa bột Sữa bột Hạt lúa mỳ Hạt đậu nành Hình 2.1. Cấu tạo của một số hạt ngũ cốc 18 * Vỏ hạt: Là lớp ngoài cùng, bao bọc xung quanh toàn bộ hạt, bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị các tác động từ bên ngoài (tác dụng cơ học, nhiệt độ, vi sinh vật,....). Tùy thuộc cấu tạo vỏ mà hạt ngũ cốc có 2 loại là loại hạt trần (vỏ mềm) như ngô, kê,...; loại vỏ trấu như lúa, lúa mỳ, đại mạch,.... Sắc tố ở vỏ hạt khác nhau tạo nên màu sắc khác nhau cho hạt. Tuy nhiên, màu sắc của vỏ hạt lại có thể gây ra sự biến đổi màu xấu cho sản phẩm trong quá trình chế biến. Vỏ hạt có cấu tạo chủ yếu từ cellulose, hemicellulose và chất khoáng (vỏ trấu hạt lúa có các tinh thể SiO2 nên rất thô ráp). Như vậy, trong vỏ hầu như không có chất dinh dưỡng, đồng thời còn dễ ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm nên thông thường phải tách bỏ vỏ khi chế biến. * Lớp aleurone và nội nhũ Sau lớp vỏ hạt là lớp aleurone (còn gọi là lớp cám), tiếp giáp với nội nhũ, nơi tập trung nhiều dinh dưỡng quan trọng như protein, lipid, muối khoáng, vitamin, đường,…Vì vậy, aleurone rất dễ bị oxy hóa và biến chất trong điều kiện bảo quản không tốt. Sau lớp aleurone là phần nội nhũ, nơi dự trữ chất dinh dưỡng chủ yếu của hạt. Đây là phần chiếm tỉ lệ lớn nhất trong các thành phần cấu tạo nên hạt. Loại hạt có nhiều tinh bột thì nội nhũ chứa nhiều tinh bột, loại hạt nhiều chất béo thì nội nhũ chứa nhiều dầu, vì thế loại hạt nào có tỉ lệ nội nhũ càng cao thì có giá trị càng lớn, tỉ lệ thu hồi khi chế biến càng cao. Ngoài tinh bột và chất béo, dinh dưỡng trong nội nhũ còn dự trữ dưới dạng protein. Những thành phần dinh dưỡng khác cũng có nhưng tỉ lệ không đáng kể. Chất lượng hạt được đánh giá qua chất lượng nội nhũ, nhưng trong quá trình bảo quản nội nhũ cũng chính là phần dễ bị thất thoát do vi sinh vật hại, do quá trình hô hấp hay nảy mầm của chính bản thân hạt. Do đó, cần có chế độ bảo quản thích hợp với từng loại hạt trước khi chế biến. * Phôi hạt: Là phần phát triển thành cây non khi hạt nảy mầm, gồm 4 phần chính là lá mầm, thân mầm, chồi mầm và rễ mầm. Trong phôi có nhiều chất dinh dưỡng có giá trị như protein, lipid, vitamin, đường, các enzyme,…, mặt khác, phôi lại mềm, độ ẩm cao hơn nội nhũ nên dễ bị vi sinh vật và côn trùng phá hoại. Đặc biệt, nếu trong phôi chứa nhiều lipid thì người ta thường tách phôi để dễ bảo quản và chế biến về sau. 1.2. Nguyên liệu rau, quả Rau quả thường được chia thành hai loại là rau và quả. Trong rau có hai nhóm chính là nhóm quả (có phần sử dụng là quả và hạt như quả thuộc họ cà chua, họ đậu, họ bầu bí,....) và nhóm sinh dưỡng (có phần sử dụng thân, lá, rễ, củ như rau ăn củ, rễ, họ cải, rau thơm,....). Riêng quả được chia thành nhiều nhóm và phân nhóm như quả nhiệt đới, quả có múi á nhiệt đới, quả á nhiệt đới, quả hạch, quả nhân, quả mọng,.... Khi chế biến các sản phẩm từ rau quả, người ta quan tâm đến cấu tạo mô thực vật cũng như cấu tạo của tế bào rau quả để có chế độ xử lý thích hợp. 1.2.1. Cấu tạo tế bào Tế bào phát triển của quả trưởng thành có màng tế bào, chất nguyên sinh và không bào. Trong chất nguyên sinh có thể nguyên sinh, nhân và các chất ẩn nhập như: lạp thể, hạt tinh bột, hạt alơron, dầu thực vật,... 19 Hình 2.2. Cấu tạo tế bào rau quả * Màng tế bào: Là một lớp mỏng, đàn hồi, trong suốt, cấu tạo từ cellulose, hemicellulose và protopectin. Ngoài ra ở một số mô còn chứa cutin, xuberin, licnin. * Chất nguyên sinh: Là một khối đông trong suốt. Khi tế bào còn non, chất nguyên sinh chiếm hết phần không gian dưới màng và co dần khi tế bào trưởng thành. Nó co lại thành lớp màng mỏng sát màng tế bào hoặc thành những sợi nhỏ, không bào xuất hiện và chiếm chỗ chất nguyên sinh. Thành phần hoá học chính của chất nguyên sinh bao gồm 80% nước; 13% protein; 0,3% acid amin; 2,4% glucid; 2,4% mỡ và lipoit. Sự có mặt của protein với hàm lượng tương đối lớn trong chất nguyên sinh có ý nghĩa quan trọng trong các công đoạn xử lý nguyên liệu khi chế biến rau quả. Ngoài các thành phần chính nêu trên, trong chất nguyên sinh còn có rượu, cholesterol, photphatid, lextin, muối của acid hữu cơ, acid phosphoric,... Màng tế bào và chất nguyên sinh có tính bán thấm nên khi chế biến, đặc biệt là trong trường hợp muốn thu dịch bào hay muốn tăng khả năng thẩm thấu giữa giữa dịch đường, giấm và nguyên liệu,... thì phải phá vỡ đặc tính này của màng tế bào và chất nguyên sinh. * Nhân tế bào: Có ý nghĩa quan trọng trong việc sinh sản và phát triển của tế bào, trong đó có sự tạo thành các men cần thiết cho các quá trình sống của tế bào. * Không bào: Là khoang bao bọc bởi chất nguyên sinh, chỉ xuất hiện khi tế bào trưởng thành. Trong quá trình trưởng thành, vô số các không bào nhỏ xuất hiện và dần dần hợp thành không bào lớn. Không bào chứa đầy dịch bào - là dung dịch các chất hữu cơ như đường, protein, acid và muối, tanin, glucozit, các vitamin, vv... Hàm lượng các chất này thay đổi theo quá trình chín của rau quả và hoàn thiện khi rau quả chín hoàn toàn. Đây chính là phần rất được quan tâm trong quá trình chế biến vì việc sử dụng nguyên liệu rau quả với độ chín khác nhau sẽ tạo ra những sản phẩm đặc trưng riêng. 1.2.2. Cấu tạo mô thực vật Mô thực vật được cấu tạo từ các tế bào. Các tế bào riêng lẻ liên kết với nhau nhờ các bản mỏng trung gian có cấu tạo từ pectin để hình thành nên mô thực vật. Màng tế 20 bào bị các sợi mảnh của chất nguyên sinh (sợi liên bào) xuyên qua. Do đó, mô thực vật được kết cấu chặt chẽ trong một thể thống nhất. Giữa các tế bào của mô thực vật có khoảng trống gọi là gian bào. Trong gian bào chứa đầy không khí và khí CO2 do tế bào hô hấp thải ra. Lượng khí này có ảnh hưởng tương đối lớn đến chất lượng sản phẩm. Chẳng hạn, oxy có mặt trong gian bào sẽ phá huỷ sinh tố, chất màu, ăn mòn bao bì,... , ngoài ra, khi gia nhiệt hay cô đặc, lượng khí này làm giảm khả năng truyền nhiệt hoặc cản trở sự bốc hơi nước,.... Chính vì vậy, phải loại bỏ lượng khí này để không gây khó khoăn cho quá trình chế biến hay làm giảm chất lượng sản phẩm chế biến. 1.3. Nguyên liệu mía Cây mía thuộc họ hoà thảo (Gramineae), giống saccharum. Chúng có thân to mập, chia đốt, cao từ 2÷6m. Cây mía có ba phần là rễ, thân và lá. Trong đó, phần được sử dụng để sản xuất đường là thân mía, nơi tập trung chủ yếu lượng đường saccharose. Thân mía có hình trụ hoặc hơi cong. Tùy theo giống mà thân mía có màu sắc khác nhau như vàng nhạt hoặc tím đậm,... Bên ngoài vỏ mía có một lớp phấn trắng bao bọc. Thân mía được chia làm nhiều dóng. Hình dáng dóng mía khác nhau tùy vào mỗi giống. Dóng mía có thể có hình trụ, hình hơi cong, hình trống hay hình nón,... mỗi dóng dài khoảng 0,05÷0,304m cũng tùy theo giống mía và thời kỳ sinh trưởng. Giữa 2 dóng mía là đốt mía, đốt mía bao gồm đai sinh trưởng, đai rễ, đai phấn mầm, và sẹo lá. Dóng mía và đốt mía chính là những đơn vị cơ bản tạo thành cây mía. Hình 2.3. Cấu tạo cây mía Trong sản xuất đường, thời điểm thu hoạch mía có ý nghĩa rất quan trọng. Thường mía được thu hoạch khi đạt độ chín vì lúc này hàm lượng đường saccharose trong thân mía là cao nhất. Tùy giống mía và điều kiện thời tiết mà hàm lượng đường saccharose giữ ở mức độ tối đa trong khoảng 15 ngày đến 2 tháng. Sau đó, nếu không thu hoạch thì hàm lượng đường saccharose bắt đầu giảm dần do bị phân giải thành đường khử. Đó là hiện tượng quá lứa hoặc quá chín. Khi mía chín, thường có một số dấu hiệu đặc trưng: - Lá chuyển qua khô vàng, lá xanh còn lại khoảng 6÷7 lá, độ dày của lá giảm, các lá sít vào nhau, lá mía thẳng và cứng. Các dóng mía ở phía trên ngắn lại còn vỏ thân 21 mía láng bóng, màu sắc biến đổi từ xanh sang vàng hoặc từ đỏ sang tím sẫm, ít phấn và phấn dễ rơi, khi ăn (cảm quan) mía rất ngọt. - Hàm lượng đường giữa gốc và ngọn xấp xỉ nhau. - Hàm lượng đường khử < 1%, (có khi chỉ còn 0,3%). Mía sau khi đốn (chặt) thì hàm lượng đường saccharose sẽ giảm xuống. Ngoài ra, nếu càng chậm đưa vào chế biến, để ngoài nắng gió, nhiệt độ cao thì sự tổn thất đường càng nhiều và khối lượng mía càng giảm. Vì vậy, cần thu hoạch mía đúng lúc mía chín, không đốn mía khi chưa chín và cũng không để mía quá chín. Khi đốn xong đưa vào chế biến càng sớm càng tốt. 1.4. Nguyên liệu chè Chè là một loại cây sống xanh tươi quanh năm và sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới, ôn đới và có tên khoa học là Camenllia sinensis (L) O. Kuntze, thuộc họ Theaceae. Chè là cây đơn trục, nghĩa là chỉ có một thân chính, thân thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thống cành và chồi. Tùy theo chiều cao, độ lớn, nhỏ của thân và cành người ta chia cây chè thành ba loại: cây bụi, cây gỗ nhỏ và cây gỗ lớn. Để chế biến chè, người ta chỉ sử dụng phần búp (đọt) chè. Búp chè là đoạn non của một cành chè và được cấu tạo gồm tôm (phần lá non ở trên đỉnh của cành chưa xòe ra) và hai hoặc ba lá non. 1 2 1 2 Hình 2.5. Các loại búp chè Hình 2.4. Búp chè 1. Búp bình thường; 2. Búp mù 1. Tôm; 2. Lá non Búp chè là đối tượng thu hoạch của người sản xuất, được dùng để chế biến ra các loại chè, vì vậy nó quan hệ trực tiếp đến năng suất và phẩm chất của chè. Búp chè gồm có hai loại: búp bình thường và búp mù. Búp bình thường (gồm có tôm và 2 hoặc 3 lá non), búp càng non phẩm chất càng tốt. Búp mù là búp phát triển không bình thường, không có tôm, chỉ có 2÷3 lá non và phẩm chất thì thua kém rõ rệt. Chè búp tươi là nguyên liệu dễ hấp thụ mùi vị lạ và dễ bị dập nát, thêm vào đó, với điều kiện khí hậu nhiệt đới ở nước ta thì sự ôi, ngốt chè nguyên liệu rất dễ xảy ra. Đây là hiện tượng mà những thành phần hóa học trong lá chè bị biến đổi làm lá bị chuyển màu nâu, chất khô bị tiêu hao do quá trình hô hấp, tanin bị oxy hóa và chất thơm bị phân giải,.... Quá trình này có thể xảy ra từng phần hoặc toàn phần, cuối cùng, búp chè bị thối nhũn hoàn toàn làm giảm phẩm chất chè nguyên liệu và chè thương phẩm. Chính vì vậy, búp chè phải được thu hái đúng cách và sau khi thu hái phải được vận chuyển về nơi chế biến một cách nhanh chóng cũng như phải được bảo quản tốt, 22 chế biến kịp thời để không làm giảm chất lượng nguyên liệu cũng như chất lượng chè thành phẩm. 1.5. Nguyên liệu cà phê Cà phê là cây thuộc dạng bụi, thuộc họ Rubiaceae, cao 3÷5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao 7÷10m. Cây cà phê có thể độc thân (đơn trục) hoặc nhiều thân, cành thon dài, nằm ngang. Để chế biến cà phê, người ta sử dụng quả cà phê. Quả cà phê thuộc loại quả thịt, hình trứng, khi chín có màu đỏ tươi, nhưng cũng có chủng có màu vàng. Quả cà phê cấu tạo lần lượt là lớp vỏ quả, thịt quả, vỏ trấu, vỏ lụa, nhân. * Vỏ quả: Là lớp màng dai, mỏng ngoài cùng. Thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, chiếm khoảng 20÷23% khối lượng quả. Bên ngoài vỏ phủ một lớp sáp mỏng có tác dụng chống thoát ẩm cho quả, lớp này mất dần khi quả chín. Bên trong là lớp mang màu, khi quả xanh lớp này mang màu chlorophyl, khi quả chín mang màu đỏ anthoxian. Ngoài ra trong vỏ quả còn có alkaloid, tanin, caffeine và các loại enzyme. 1 2 5 4 3 * Thịt quả: Là lớp xếp tiếp theo lớp vỏ quả. Hình 2.6. Quả cà phê Lớp thịt quả khá dày, khoảng 1,5÷2mm và gồm 1. Lớp vỏ quả; 2. Lớp thịt quả; những tế bào mềm, không có caffeine, tanin, nhiều 3. Lớp vỏ trấu ; 4. Lớp vỏ lụa; 5. Nhân đường và pectin, chiếm khoảng 43÷45% khối lượng quả. Khi quả xanh, lớp thịt quả có tác dụng dự trữ chất dinh dưỡng và cung cấp chất dinh dưỡng cho hạt phát triển. Khi quả chín, lớp thịt quả chuyển sang giai đoạn phân giải. * Vỏ trấu (vỏ thóc): Là lớp nằm ngay sau lớp thịt quả. Lớp vỏ này cứng, chiếm khoảng 6÷7,5% khối lượng quả. Thành phần chủ yếu của vỏ trấu là cellulose, muối khoáng và một ít lượng chất béo. Lớp vỏ cứng này thực chất là một màng bán thấm thô giữ nhiệm vụ bảo vệ cho nhân. * Vỏ lụa: Là lớp vỏ mỏng nằm sát nhân, vỏ lụa thực chất là màng bán thấm tinh. * Nhân: Nhân chiếm khoảng 30% khối lượng quả. Nhũ chứa toàn bộ chất dinh dưỡng của hạt, còn phôi chứa rễ và mầm. Nhân của một quả có 1, 2 hoặc 3 hạt, nhưng thường có 2 hạt, bên trong là phôi và nhũ. Hai hạt cà phê nằm ép sát vào nhau. Mặt tiếp xúc giữa chúng là mặt phẳng, mặt hướng ra bên ngoài có hình vòng cung. Mỗi hạt còn được bảo vệ bởi hai lớp màng mỏng: một lớp màu trắng, bám chặt lấy vỏ hạt; một lớp màu vàng rời rạc hơn bọc ở bên ngoài. Hạt có thể có hình tròn hoặc dài, lúc còn tươi có màu xám vàng, xám xanh hoặc xanh. Hình 2.7. Hạt cà phê Hạt chính là phần được sử dụng để sản xuất các sản phẩm từ cà phê. 23 1.6. Nguyên liệu ca cao Ca cao có tên khoa học là Theobroma cacao L., thuộc họ Strerculiaceae. Cacao là cây thân gỗ nhỏ, có tán, thuộc tầng trung bình, cao chừng 5÷7m và nó đòi hỏi phải có bóng mát. Để chế biến các sản phẩm từ ca cao, người ta sử dụng quả ca cao. Quả ca cao có cấu tạo gồm lớp vỏ cứng (vỏ quả), lớp nhầy (vỏ thịt), lớp vỏ trấu (vỏ hạt) Hình 2.8. Cây ca cao và hạt ca cao (nhân). Quả dài 10÷30cm, đường kính 7÷9cm, cân nặng 200÷1000g. Tuỳ theo từng loài, hình dạng của quả thay đổi nhiều từ hình cầu, dài và nhọn, hình trứng hoặc ống. Màu sắc của quả cũng khá đa dạng theo giống, có giống màu xanh, có giống màu vàng hoặc màu đỏ. Khi chín, vỏ quả ca cao không bị nở bung ra và ít bị rụng khỏi cây. Mỗi quả ca cao thường chứa 30÷40 hạt. Hạt ca cao không có nhân, mập, dài 20÷30mm, rộng 10÷17mm và dày 7÷12mm được bao quanh bằng lớp cơm nhầy trắng có vị hơi chua. Hạt ca cao tươi không có mùi, vị rất chát và đắng, bên ngoài là lớp vỏ mỏng chiếm khoảng 12% khối lượng hạt, còn bên trong là phôi nhũ chiếm toàn bột thể tích hạt và chiếm một lượng bơ rất cao. Hạt ca cao chính là nguyên liệu được sử dụng cho ngành công nghiệp thực phẩm để sản xuất các sản phẩm như chocolat, bột cao, bơ ca cao, nước ca cao,…. Hình 2.9. Cấu tạo quả ca cao 1. Lớp vỏ cứng, 2. Lớp cơm nhầy 1.7. Nguyên liệu thịt gia súc, gia cầm Khi giết mổ gia súc, gia cầm, người ta thu được thịt và các sản phẩm phụ như nội tạng, huyết, xương,... nhưng thường chỉ lấy thịt làm nguyên liệu cho công nghệ chế biến. Bởi lẽ đây không chỉ là phần có tỉ lệ và giá trị dinh dưỡng cao hơn các sản phẩm phụ mà còn là nguồn cung cấp protein lớn và là protein hoàn thiện, chứa tất cả các acid amin cần thiết cho cơ thể. Từ nguyên liệu này có thể chế biến nhiều dạng sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và cảm quan cao. Để chế biến, có thể dùng thịt bò, thịt heo, thịt cừu, thịt gà, vịt, ngỗng, chim cút,... Thịt động vật được cấu tạo từ nhiều loại mô khác nhau như mô biểu bì, mô cơ, mô liên kết và mô thần kinh. Nếu phân theo giá trị thực phẩm thì thành phần cấu trúc 24 của thịt là mô cơ, mô mỡ, mô xương và mô liên kết. Hàm lượng các mô và tính chất của chúng phụ thuộc vào loài, giống, giới tính, tuổi giết thịt, từng bộ phận và mức độ béo của con vật. Giá trị dinh dưỡng cao nhất và ngon nhất là phần mô cơ (thịt nạc), thấp nhất là mô liên kết, mô mỡ làm cho thịt có vị béo và có giá trị năng lượng cao. * Mô cơ: Là loại mô quan trọng nhất, chiếm 35% trọng lượng con vật. Đây cũng là phần ăn được chủ yếu và quyết định đến giá trị thực phẩm của thịt. Mô cơ được cấu thành từ các sợi cơ, trong đó 75% là nước và 25% chất khô. Protein chiếm 80% chất khô còn chất béo trong mô cơ thì không đáng kể. So với mô cơ thịt gia súc thì mô cơ thịt gia cầm có cấu tạo chặt chẽ hơn và sợi cơ nhỏ mịn hơn. Ở gia súc non và béo, mô cơ màu hồng nhạt còn ở gia súc già yếu thì mô cơ màu sẫm hơn. Cấu tử chủ yếu quyết định màu sắc của thịt nạc là mioglobin, chẳng hạn trong thịt bò (phần màu sẫm) mioglobin quyết định đến 90%. Nhóm ngoại của mioglobin là các heme trong đó nguyên tử trung tâm nối các heme đó có thể là Fe (thịt có màu) hoặc Cu, Zn (thịt màu trắng như thịt gà, …). * Mô liên kết: Là mô có nhiệm vụ gắn liền các mô thịt và các cơ quan vào với nhau. Mô liên kết tham gia vào quá trình trao đổi chất và thực hiện vai trò bảo vệ. Mô này là các sợi gân chủ yếu chứa các protein không hoàn hảo, trong đó collagen và elastin là 2 protein chiếm hơn một nửa. Số lượng mô liên kết có ảnh hưởng trực tiếp tới giá trị dinh dưỡng và mức độ mềm mại của súc thịt. Thịt càng nhiều mô liên kết thì càng cứng. Trong các súc thịt, hàm lượng mô liên kết chiếm tới 8÷10%, còn ở gia cầm thì không đáng kể. * Mô mỡ: Là mô liên kết biến dạng, chứa nhiều tế bào mỡ. Mô liên kết có thể chuyển thành mô mỡ ở các bộ phận khác nhau của thịt, bao bọc các cơ quan bên trong để bảo vệ. Mô mỡ là nguồn dự trữ và cung cấp năng lượng cho cơ thể. Trong công nghiệp và thương mại, người ta gọi mô mỡ dưới da là mỡ phần, mô mỡ nằm dưới khoang bụng là mỡ lá, nằm ở ngoài thận và ruột gọi là mỡ cơm sôi. Đối với gia cầm, mỡ được tích lũy dưới da. Hàm lượng mỡ trong thịt gia cầm phụ thuộc vào giống. Chẳng hạn ở gà mô mỡ chiếm 16%, ở ngỗng là 45% trong đó trên 50% tập trung dưới da. * Mô xương: Là mô chủ yếu có trong xương chậu - khoảng 20%, ở xương ống và xương sống chứa 18÷20% còn xương sườn chứa 3÷7%. Trong xương chậu và xương sống chứa nhiều chất trích ly do đó, dịch nấu từ những loại xương này rất ngọt. Sau khi giết mổ, thịt sẽ có sự thay đổi về trạng thái và sự thay đổi đó diễn ra qua 4 giai đoạn: * Giai đoạn tươi nóng: Giai đoạn này xảy ra ngay sau khi con vật bị giết mổ. Lúc này, thịt mềm mại, dẻo, khả năng hút nước và trương phồng khá lớn. Tuy nhiên, nếu chế biến thịt trong giai đoạn này thì hương vị thơm ngon chưa cao, vị ngọt chưa đầy đủ, nhưng nếu dùng để sản xuất chả giò thì công đoạn giã sẽ rất tốt, chả giò sẽ mịm. * Giai đoạn tê cóng: Xảy ra ngay sau giai đoạn tươi nóng. Trong giai đoạn này, thịt bắt đầu cứng lại, các thớ thịt co ngắn, thể tích giảm đi và khít lại với nhau làm cho thịt từ trạng thái đàn hồi trở nên cứng rắn, mất tính mềm mại, mất hương vị tự nhiên. Nếu sản xuất thịt trong giai đoạn này thì cũng chưa mang lại hương vị thơm ngon cho sản phẩm. 25 * Giai đoạn chín tới: Là giai đoạn tiếp theo giai đoạn tê cóng. Lúc này, phẩm chất của thịt được nâng lên ở mức cao nhất. Thịt mềm mại, có tính đàn hồi cao, màu sắc của thịt tươi sáng, hương vị thơm ngon, nước luộc trong, dễ tiêu hóa. * Giai đoạn thối rữa: Sau chín tới, thịt trở nên mềm nhão, tính đàn hồi giảm, mùi thịt hôi chua, mặt ngoài của thịt biến thành màu nâu xám hoặc xanh (thường gọi là thịt rám), nước luộc đục, nhớt,... Lúc này, vi sinh vật hoạt động mạnh, phân hủy chất dinh dưỡng, đặc biệt là protein thành những sản phẩm độc, mụi khó chịu, không sử dụng được. Người ta cũng có thể chia sự biến đổi của thịt là 3 giai đoạn, đó là giai đoạn tê cóng, giai đoạn chín tới và giai đoạn thối rữa của thịt. Tùy vào mục đích sử dụng mà người ta sẽ dùng thịt ở những giai đoạn phù hợp để làm ra sản phẩm có chất lượng tốt nhất. 1.8. Nguyên liệu thủy sản Nguồn nguyên liệu thủy sản nước ta rất đa dạng và có cả 4 mùa. Chiếm số lượng lớn nhất là các loài cá với hơn 200 loài có giá trị kinh tế lớn. Ngoài nguồn cá còn có nguồn đặc sản quý với 100 loài nhuyễn thể như mực, nghêu, sò, ốc...và 60 loài giáp xác như tôm, cua, ghẹ…đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp chế biến và mang lại hiệu quả kinh tế cao trong xuất khẩu. Về cấu trúc thì thịt cá là là một hệ keo đặc, cơ bản gần giống như thịt các động vật khác, cũng gồm có mô cơ, mô liên kết, mô mỡ và mô xương. Trong đó, mô cơ cũng là phần có giá trị chế biến công nghệ cao và mioglobin là cấu tử chủ yếu quyết định màu sắc của thịt nạc, chẳng hạn mioglobin quyết định 90% màu sắc của thịt cá ngừ (phần màu sẫm). Nhóm ngoại của mioglobin là các heme trong đó nguyên tử trung tâm nối các heme đó có thể là Cu, Zn (thịt màu trắng ở mực, tôm…). Tổ chức liên kết trong cơ thịt quyết định độ vững chắc của cơ thịt. Những loài cá có tổ chức liên kết phát triển thì có kết cấu vững chắc, chẳng hạn cá thu, cá ngừ có cơ thịt chặt chẽ hơn cá chim, mối,... Tuy nhiên, tổ chức liên kết trong thịt cá ít hơn trong động vật trên cạn nên độ chặt chẽ của chúng cũng kém hơn thịt gia súc, gia cầm. Trong số các loài giáp xác như tôm, cua, ghẹ,... thì tôm là loài có giá trị dinh dưỡng cao và có tổ chức cơ thịt rắn chắc, có mùi vị thơm ngon, đặc trưng, hấp dẫn. Chính vì vậy, việc chế biến các sản phẩm từ tôm hiện đang phát triển với sự đa dạng sản phẩm để đáp ứng nhu cần trong nước cũng như xuất khẩu. Trong số các loài nhuyễn thể như mực, nghêu, sò,... thì mực là loại về cấu trúc có nhiều thịt và tổ chức cơ thịt rất chặt chẽ, tỉ lệ ăn được rất cao. Sau khi bị bắt lên bờ, tách khỏi môi trường nước, động vật thủy sản rất nhanh bị chết đi làm trạng thái thay đổi về và sự thay đổi đó diễn ra qua 4 giai đoạn: * Giai đoạn tiết nhớt ra ngoài cơ thể: Các loài thủy sản khi còn sống luôn tiết chất nhớt ra ngoài da để bảo vệ lớp da ngoài khỏi sự xâm nhập của các chất có hại từ môi trường xung quanh đồng thời giúp giảm sự ma sát khi bơi. Sau khi chết, chúng vẫn tiếp tục tiết chất nhớt cho đến khi tê cứng. Đó là sự bảo vệ cuối cùng của động vật thủy sản. Tuy nhiên, vì thành phần chủ yếu của chất nhớt là mucin (thuộc nhóm glucoprotein) nên chất nhớt lại chính là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển sau khi chết, tạo điều kiện cho quá trình thối rữa xảy ra. 26 * Giai đoạn tê cứng sau khi chết: Động vật thủy sản sau khi chết một thời gian sẽ tê cứng lại. Trong giai đoạn này, cơ thịt sẽ cứng lại, tính đàn hồi mất đi, màu sắc nhợt nhạt, xảy ra hiện tượng tỏa nhiệt làm nhiệt độ cơ thể tăng lên. Khi chế biến thủy sản cần lưu ý thời điểm thực hiện công việc, chẳng hạn, nếu fillet cá trước khi tê cứng thì lát cá sẽ ngắn lại và có bề mặt nhăn nheo do các cơ co tự do khi tê cứng. * Giai đoạn tự phân giải: Là giai đoạn xảy ra do sự hoạt động của các enzyme nội tại trong cơ thể động vật thủy sản. Chẳng hạn enzyme cathepsin phân giải protein thành pepton, peptid sau đó, enzyme tripsin, enterokinase tiếp tục phân giải thành acid amin. Trong giai đoạn này, cơ thịt trở nên mềm mại, hương vị thơm tươi, có độ ẩm lớn và dễ bị tác động của men tiêu hóa hơn. * Giai đoạn thối rữa: Khi enzyme nội tại trong cơ thể động vật thủy sản hoạt động tạo ra các sản phẩm phân giải thì đồng thời các vi sinh vật cũng sẽ tiến hành phân hủy những sản phẩm phân giải đó thành những chất cấp thấp hơn. Đây chính là quá trình thối rữa trong động vật thủy sản. Cũng như đối với thịt gia súc, gia cầm, dựa trên sự biến đổi của động vật thủy sản, người ta sẽ có chế độ chế biến phù hợp nhằm tạo ra những sản phẩm có chất lượng yêu cầu. 1.9. Nguyên liệu sữa Sữa là một chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có vị ngọt nhẹ và mùi ít rõ nét. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên Sữa thường có những đặc điểm và tính chất sau: - Tỉ nhiệt : 0.93 - Điểm đông : - 0,550C - pH : 6,5÷6,6 - Độ acid tính bằng độ Dornic : 16÷180D - Chỉ số khúc xạ ở 200C : 1.35 - Tỉ trọng của sữa : 1,027÷1,032 Về phương diện hóa lý, sữa là một huyền phù các hạt keo trong nước, nói cách khác là một thể keo gồm các cầu béo (đường kính từ 3÷5µm) và các mixen protein (đường kính gần 0,1µm trong pha phân tán là nước). Các hạt này tạo ra độ đặc và màu trắng của sữa (do tán xạ ánh sáng bởi các mixen protein). Nếu phân loại theo thành phần hóa học thì sữa có thể chia làm hai loại là sữa albumin và sữa casein. Sữa albumin là sữa trong đó hàm lượng albumin, globulin chiếm 1/3 tổng lượng protein trong sữa. Còn sữa casein là sữa có hàm lượng casein chiếm trên 85% tổng lượng protein. Trong công nghệ chế biến sữa hiện nay trên thế giới, ba nguồn sữa được sử dụng chủ yếu là sữa bò, sữa cừu hoặc sữa dê. Đối với nước ta thì nguồn nguyên liệu sữa chính cho ngành công nghiệp thực phẩm là sữa bò. 1.10. Nguyên liệu trứng gia cầm Để sản xuất các sản phẩm từ trứng gia cầm, có thể sử dụng trứng gà, vịt, đà điểu. Trứng gia cầm có hình elip, tỉ lệ giữa chiều dai và chiều rộng của trứng từ 1,13÷1,67, trung bình khoảng 1,32 lần. Trứng có một đầu tù và một dầu nhọn. Khi bảo 27 quản, trứng sẽ hình thành buồng khí ở đầu tù. Màu sắc của vỏ trứng có thể là trắng, trắng xanh, nâu. Cấu tạo của quả trứng đi từ ngoài vào trong bao gồm: màng ngoài vỏ trứng, vỏ trứng, màng trong vỏ trứng, màng lòng trắng, lòng trắng, màng lòng đỏ, lòng đỏ, phôi, dây đỡ lòng đỏ (dây chằng, dây treo) và buồng hơi (túi khí). Mỗi bộ phận có thành phần cấu tạo khác nhau và giữ vai trò nhất định trong việc duy trì các hoạt động sống trong quả trứng, ngăn ngừa và hạn chế những tác động bất lợi của môi trường xung quanh đối với trứng. Để đơn giản, có thể chia cấu tạo của trứng thành ba bộ phần chính là vỏ trứng, lòng trắng và lòng đỏ. * Vỏ trứng: Là lớp vỏ cứng, chiếm khoảng 12% khối lượng, dày khoảng 0,311÷0,588mm, làm nhiệm vụ bảo vệ ruột trứng khỏi những tác động bất lợi của môi trường. Trên bề mặt vỏ trứng có nhiều lỗ nhỏ li ti gọi là lỗ thông khí và một lớp màng bao bọc gọi là màng ngoài. Lớp màng ngoài này có tác dụng Hình 2.10. Cấu tạo của trứng gia cầm chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật và hạn chế sự bốc hơi nước của ruột trứng. Ngay sát bên trong vỏ trứng lớp màng trong, cũng có tác dụng bảo vệ ruột trứng khỏi tác động của vi sinh vật. * Lòng trắng trứng: Là lớp dịch keo trong suốt. Nếu cắt dọc quả trứng sẽ thấy lòng trắng có bốn lớp liền nhau. Sát vỏ là lớp lòng trắng loãng chiếm 23÷24%, tiếp theo là lớp lòng trắng đặc chiếm 57÷58%, lớp thứ ba là lớp lòng trắng loãng hơn chiếm 16÷17% và trong cùng là lớp lòng trắng đặc bao lấy lòng đỏ, chiếm 2,5÷3%. Tuy nhiên, tỉ lệ này thay đổi phụ thuộc vào giống, tỉ lệ đẻ trứng, kích thước trứng, thời gian bảo quản,... (Người ta cũng có thể chia lòng trắng trứng thành hai lớp, lớp ngoài loãng, lớp trong đặc). Chính vì lòng trắng trứng có cấu tạo nhiều lớp và có sự sắp xếp khá đặc biệt như vậy nên có tác dụng giữ lòng đỏ ở vị trí trung tâm của quả trứng và như một lớp đệm bảo vệ lòng đỏ khỏi những tác động từ môi trường xung quanh. Sau một thời gian bảo quản, nhất là ở điều kiện không tốt, lòng trắng đặc giảm xuống, hai dây đỡ cũng loãng dần và yếu đi làm cho lòng đỏ lệch khỏi vị trí trung tâm, chuyển đến sát vỏ trứng. Bên ngoài lòng trắng là màng lòng trắng. Màng lòng trắng và màng trong của vỏ trứng tạo nên buồng hơi. Buồng hơi hình thành ở đầu tù của quả trứng và có kích thước lớn dần theo thời gian bảo quản, điều này cũng có nghĩa là buồng hơi càng lớn thì chất lượng trứng càng giảm. * Lòng đỏ trứng: Là một dung dịch keo protein và hỗn hợp nhũ tương quánh. Lòng đỏ có tính nhớt, màu sắc đậm nhạt khác nhau, từ vàng nhạt đến đỏ vàng, chiếm khoảng 27÷32% trọng lượng trứng. Lòng đỏ có cấu trúc hình cầu và gồm màng lòng đỏ, ruột và phôi. Màng lòng đỏ có tính thẩm thấu và co giãn tốt nên khi đập vỏ trứng ra, lòng đỏ vẫn giữ nguyên hình 28 dạng của nó. Phôi trứng là điểm tròn nhỏ, màu trắng, nằm trên mắt lòng đỏ. Phôi có thể thụ tinh hoặc chưa nhưng trứng có phôi đã thụ tinh thì sẽ nhanh hỏng khi bảo quản. Lòng đỏ là phần có giá trị dinh dưỡng rất cao, chứa đầy đủ các thành phần, trong đó protein của lòng đỏ chủ yếu là protein hoàn thiện. Trứng gia cầm là nguyên liệu để sản xuất nhiều loại sản phẩm, chẳng hạn được dùng trong sản xuất bánh, kẹo, bột trứng,.... 1.11. Nguyên liệu hạt dầu Ở nước ta, do điều kiện có nhiều vùng khí hậu và thổ nhưỡng khác nhau nên những loại cây có hạt chứa dầu rất phong phú, phổ biến như lạc, vừng (mè), dừa, đỗ tương, trẩu, cọ dầu, sở, hướng dương,.... Đặc điểm chung của các loại hạt lấy dầu là chúng chứa một tỉ lệ khá lớn, có giá trị và có thể lấy ra để sử dụng được. Những nét đặc trưng về cấu trúc giải phẫu của quả và hạt dầu có ảnh hưởng đến các phương pháp công nghệ khi chế biến. Các loại hạt hay quả già sau khi thu hoạch thường bao gồm 2 phần chính là nhân (hạt) và vỏ quả hay vỏ hạt bao bọc bên ngoài. Ví dụ củ lạc (đậu phụng) có vỏ củ (vỏ quả) bao bọc 2, 3 hạt (nhân) bên trong. * Nhân hạt: Nhân hạt có 2 phần là phôi và nội nhũ. Phôi có tử diệp (những lá đầu tiên) và chồi (thân và rễ mầm). Nội nhũ là nơi chứa các chất dinh dưỡng. Tất cả các phần trong nhân, đặc biệt là nội nhũ và lá mầm, chứa chủ yếu các chất dinh dưỡng dự trữ của hạt, trong đó có dầu. Vì vậy, hầu hết các loại hạt lấy dầu, nhân là phần chiếm giá trị chủ yếu. Chất lượng và tỉ lệ khối lượng của nhân trong hạt là đối tượng chính của việc bảo quản hạt và chế biến dầu. * Vỏ hạt (hay vỏ quả) là phần bao bọc bên ngoài, có cấu tạo chủ yếu từ cellulose và hemicellulose, tương đối bền vững về cơ học. Vỏ không chứa hoặc chứa một lượng không đáng kể các chất dinh dưỡng. Chức năng chủ yếu của vỏ là bảo vệ cho nhân hay hạt không bị những tác động cơ học, hoá lý học và sự xâm nhập, phá huỷ của các vi sinh vật từ bên ngoài vào. Ở nhiều loại hạt như lạc, sở,..., bên trong lớp vỏ nói trên còn có một lớp vỏ mỏng, thường gọi là vỏ lụa, cũng có tác dụng bảo vệ hạt. Vì không chứa chất dinh dưỡng nên trong quá trình chế biến hạt để lấy dầu hoặc sử dụng vào các mục đích khác, vỏ phải được loại bỏ. Tuy nhiên, khi hạt đang ở trong các giai đoạn thu hoạch, sơ chế, bảo quản thì tác dụng bảo vệ của vỏ lại đóng vai trò rất quan trọng. Tỉ lệ vỏ và nhân trong hạt của các loại hạt lấy dầu rất khác nhau. Trên cùng một đơn vị trọng lượng, giữa các loại hay trong cùng một loại, hạt có tỉ lệ nhân càng cao thì càng có giá trị. 2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Khi chế biến một sản phẩm thực phẩm bất kỳ thì ngoài cấu tạo của nguyên liệu, người ta còn phải quan tâm đến thành phần hóa học và những biến đổi của những thành phần này trong chế biến. Bởi lẽ chúng không những ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng mà còn quyết định cả tính chất lý học, hóa học và sinh học của thực phẩm, nói cách khác là chất lượng phẩm sau này. 29 Thành phần hoá học trong nguyên liệu có thể chia làm hai loại là nước và chất khô. Chất khô bao gồm protein, glucid, lipid, acid hữu cơ, vitamin, khoáng chất, enzyme,..... 2.1. Nước Hầu như tất cả các loại nguyên liệu đều chứa nước, nhưng về hàm lượng thì khác nhau rất nhiều, có loại thực phẩm chứa nhiều nước, có loại thực phẩm chứa ít nước. Bảng 2.1. Hàm lượng nước trong một số nguyên liệu Loại thực phẩm - Rau quả tươi - Thịt, cá tươi - Trứng - Sữa tươi - Đậu nành, phộng, mè - Búp chè - Nội nhũ hạt ca cao ...... Tỷ lệ, % 70 ÷ 90 62 ÷ 68 70 ÷ 75 87 ÷ 90 5÷8 75÷80 35,5 Dựa vào hàm lượng nước có thể chia nguyên liệu thực phẩm thành 3 nhóm: - Nhóm các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước cao (>40%) - Nhóm các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước trung bình (10 ÷ 40%) - Nhóm các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước thấp (< 10%) Trong nguyên liệu, nước thường tồn tại dưới 2 dạng: nước tự do và nước liên kết. - Nước tự do là chất lỏng giữa các mixen và chiếm hàm lượng lớn trong tổng lượng nước có trong nguyên liệu. Nước tự do có trong dịch tế bào, hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, tham gia vào quá trình biến đổi sinh hóa. Vì vậy, thực phẩm nào chứa nhiều nước tự do càng dễ hư hỏng, khó bảo quản. Nước tự do có tất cả các tính chất của nước nguyên chất. Nước tự do có thể di chuyển ra ngoài hoặc vào trong nhờ vào mao quản hoặc do thẩm thấu. Nước ở dạng này dễ bị bốc hơi, nhờ đó, khi phơi, sấy, sao nguyên liệu, nước sẽ dễ dàng bị loại bỏ. Đồng thời, nhờ lượng nước tự do nhiều nên nếu làm lạnh đông nguyên liệu thì quá trình này cũng được thực hiện dễ dàng. Tuy nhiên, cũng chính vì lượng nước tự do nhiều nên trong quá trình bảo quản, vận chuyển nguyên liệu, cần có chế độ bao gói, bảo quản thích hợp để tránh gây mất nước, tổn thất dinh dưỡng và hư hỏng nguyên liệu. - Nước liên kết có hàm lượng nhỏ, là nước không tách tách ra khỏi thực phẩm, không tham gia vào quá trình sinh hóa và quá trình vi sinh vật nên loại nước này không gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng thực phẩm. Khác với nước tự do, nước liên kết không có tác dụng hòa tan cũng không thể di động tự nhiên, nó kết hợp chặt chẽ với các vật chất cấu trúc nên quá trình sấy khô và làm lạnh đông sẽ khó hơn. Chỉ có phương pháp sấy đặc biệt mới có thể tách dạng nước này ra được. Hoặc chỉ khi làm lạnh đông với nhiệt độ cực thấp (có khi phải hạ nhiệt độ xuống -500C) mới có thể kết đông được dạng nước này. 30 2.2. Glucid Glucid là nhóm hợp chất hữu cơ khá phổ biến ở cả cơ thể động vật và thực vật. Ở cơ thể thực vật glucid có thể chiếm tới một tỷ lệ khá cao, tới 80÷90% trọng lượng chất khô. Còn ở cơ thể thể động vật hàm lượng glucid thường thấp hơn hẳn (không quá 2%). Hàm lượng glucid khác nhau trong các loại nguyên liệu. Ngược lại với protein, hàm lượng glucid trong thức ăn thực vật hơn hẳn và gấp nhiều lần so với thức ăn động vật, trong đó phải kể đến các loại ngũ cốc và các loại đậu giàu chất bột, rồi kế đến là các loại quả chín. Trong thức ăn động vật, trừ sữa bò, còn lại hàm lượng glucid trong các loại thịt hầu như không đáng kể. Trong nhóm glucid có thể kể đến chất đường, tinh bột, cellulose, hemicellulose, pectin,... 2.2.1. Chất đường Đường là thành phần chiếm nhiều nhất trong mía và các loại trái cây. Trong các dạng nguyên liệu khác, hàm lượng đường chiếm không nhiều. Bảng 2.2. thể hiện hàm lượng đường của một số loại nguyên liệu Bảng 2.2. Hàm lượng đường trong một số nguyên liệu Loại thực phẩm Tỷ lệ, % 10÷17 2÷18 0,3÷7 4,3÷4,8 1 - Mía - Rau quả - Củ, hạt - Sữa tươi - Quả ca cao ...... Đường trong nguyên liệu chế biến thực phẩm bao gồm saccharose, fructose, glucose, lactose,... Trong các loại đường này thì độ ngọt của đường lactose thấp hơn nhiều so với các loại đường thường gặp còn lại. Nếu như độ ngọt của đường saccharose được đánh giá với chỉ số 100, của fructose là 173, của glucose là 74, maltose là 32 thì độ ngọt của lactose chỉ đạt 16. Với những nguyên liệu chứa nhiều tinh bột khi còn xanh thì khi chín hàm lượng đường sẽ tăng lên nhờ phản ứng thủy phân tinh bột thành đường. Tính chất cũng như sự biến đổi của đường trong quá trình chế biến và bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm sau này. Trong đó, tính chất vật lý và tính chất hóa học là hai tính chất được quan tâm vì có ảnh hưởng nhiều đến quá trình chế biến. a. Tính chất vật lý của đường Trong số những tính chất vật lý của đường thì những tính chất có ảnh hưởng nhiều đến quá trình chế biến là tính tan, tính hút ẩm và tính kết tinh. * Tính tan: Tất cả các loại đường đều dễ hòa tan trong nước. Do đó, nếu rửa hoặc chần lâu trong nước, nhất là đối với nguyên liệu đã gọt vỏ hoặc cắt miếng thì đường sẽ bị tổn 31 thất nhiều. Tuy nhiên, trong sản xuất chè thì đặc tính này lại rất cần thiết và có giá trị lớn trong việc điều hòa vị chè khi pha. * Tính hút ẩm: wcủa đường dễ làm cho chế phẩm trái cây khô, các sản phẩm chứa nhiều đường như rau quả, bánh, kẹo,... hấp thu thuỷ phần và chảy nước, làm giảm thời gian bảo quản. Tuy nhiên, đặc tính này cũng được lợi dụng để phòng tránh sự kết tinh của đường mía và đường glucose. Vì vậy trong quá trình sản xuất phải dựa vào yêu cầu bảo quản các loại chế phẩm và tính hút ẩm khác nhau của các loại đường mà sử dụng công nghệ chế biến cho hợp lý. * Tính kết tinh: Đường có khả năng kết tinh khi nồng độ đường trong sản phẩm quá cao hoặc khi hạ nhiệt độ, do đó, khi sản xuất các sản phẩm như mứt trái cây hoặc kẹo thì cần phải có mặt acid để tránh hiện tượng lại đường. Tuy nhiên, đặc tính này lại được ứng dụng trong sản xuất đường để kết tinh, tạo tinh thể đường. b. Tính chất hóa học của đường * Tham gia phản ứng melanoidin: Đường còn có tác dụng đổi màu khi giữa đường và acid amin trong nguyên liệu sinh ra phản ứng melanoidin dưới tác dụng của nhiệt độ, cả khi nhiệt độ thấp. Phản ứng melanoidin còn sinh ra một loạt các sản phẩm trung gian như aldehyd, fucfurol,... làm cho sản phẩm có mùi khác biệt. Phản ứng melanoidin bị kích thích bởi nhiệt độ cao (100÷1200C) và gia nhiệt nhiều lần. Do đó, nếu cô đặc (rau quả, sữa,...) lâu trong nồi hở thì sản phẩm thường có màu xấu, mùi vị kém tự nhiên. Ở các sản phẩm ấy, hàm lượng đường và hàm lượng acid amin cũng bị giảm đi. Vì vậy, các sản phẩm nhiều đường thì không nên gia nhiệt lâu và phải tiến hành làm nguội nhanh sản phẩm sau khi gia nhiệt, cô đặc để tránh phản ứng này xảy ra. Tuy nhiên, phản ứng này lại đặc biệt có lợi trong sản xuất chè vì ở nhiệt độ cao, dưới tác dụng của nhiệt, đường glucose, fructose kết hợp với acid amin và các chất chát trong chè làm cho chè có được hương thơm hoa hồng, quả chín, mật ong và mạch nha. Phản ứng melanoidin không chỉ xảy ra trong quá trình gia nhiệt mà còn xảy ra ngay cả trong quá trình bảo quản nên khi bảo quản lâu ngày các sản phẩm như rau quả, sữa bột,... thì giá trị cảm quan của rau quả giảm dần. * Tham gia phản ứng caramen: Khi đun nóng lâu và ở nhiệt độ cao, nguyên liệu và các sản phẩm chứa đường còn có thể bị caramen hóa hay còn gọi là sự cháy đường làm cho sản phẩm có màu sẫm (màu từ vàng đến đen). Đối với sản phẩm rau quả khi chế biến thì ở giai đoạn đầu (nhiệt độ từ 135÷1600C) của sự cháy đường, các chất tạo thành làm cho sản phẩm có mùi thơm rau rán nhưng ở giai đoạn sau ở nhiệt độ cao (nhiệt độ lớn hơn 1600C) và thời gian dài thì sản phẩm bị sẫm màu và có vị đắng. Phản ứng này còn làm tăng độ màu của dung dịch đường non, đường thành phẩm vì màu này khó loại bỏ. Khi đun nóng ở nhiệt độ cao, đặc biệt ở nhiệt độ nóng chảy của đường, chẳng hạn glucose ở 146÷1500C và fructose ở 95÷1000C, chúng bị mất một phần nước và tạo thành glucosan và fructosan là những hợp chất không màu. Nếu tiếp tục đun ở nhiệt độ 32 cao thì cuối cùng tạo ra hợp chất có màu đen, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Riêng trong sản xuất chè thì quá trình caramen hóa lại giúp tạo thành hương thơm, vị ngọt của chè: sản phẩm dậy mùi mật ong khi sao chè, mùi hương đọng lại trong chén chè khi uống. * Tham gia phản ứng thủy phân: Saccharose trong môi trường acid yếu có thể bị thủy phân tạo ra hỗn hợp đường glucose và frutose. Phản ứng này xảy ra không chỉ trong quá trình chế biến mà còn trong khi tồn trữ - saccharose bị thủy phân thành đường khử dưới tác dụng của enzyme invectase. Tốc độ chuyển hoá phụ thuộc vào pH và nhiệt độ của dung dịch. pH càng thấp, nhiệt độ càng cao thì phản ứng xảy ra càng nhanh chóng, lượng đường saccharose bị giảm càng nhiều. Phản ứng này vừa có lợi, vừa có hại trong quá trình sản xuất. Người ta lợi dụng phản ứng này để tránh hiện tượng lại đường cho sản phẩm mứt, kẹo khi cô đặc, đồng thời tránh hiện tượng hồi đường khi bảo quản. Tuy nhiên, phản ứng này lại không có lợi trong sản xuất đường vì nó làm tổn thất đường saccharose, tăng màu sắc và độ nhớt của dung dịch đường, giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm. * Tham gia phản ứng lên men: Đường trong các loại nguyên liệu còn tham gia tích cực vào các phản ứng lên men rượu hoặc acid làm thay đổi mùi vị của sản phẩm. Người ta ứng dụng tính chất này để sản xuất bia, rượu, sữa lên men hoặc muối chua rau quả,.... Tuy nhiên, khả năng dễ lên men của đường cũng chính là một trong những nguyên nhân gây hư hỏng nguyên liệu và sản phẩm trong quá trình sản xuất và bảo quản. Vì vậy khi chế biến phải đặc biệt chú ý đến khâu vệ sinh hoặc phải có chế độ bảo quản thích hợp. 2.2.2. Tinh bột Tinh bột là thành phần hóa học có nhiều trong nguyên liệu thực vật, còn trong nguyên liệu động vật, lượng tinh bột chiếm không nhiều. Tinh bột trong động vật phần lớn tập trung trong gan, còn trong tổ chức cơ thịt thì ít hơn. Glycogen chính là tinh bột động vật. Trong các loài nhuyễn thể, hàm lượng glycogen nhiều hơn, ví dụ trong hàu có tới 4,2%, lượng glycogen trong thịt đỏ nhiều hơn thịt trắng. Trong các loại nguyên liệu khác thì hàm lượng tinh bột rất ít. Bảng 2.3. giới thiệu hàm lượng tinh bột của một số loại nguyên liệu. Bảng 2.3. Hàm lượng tinh bột trong một số nguyên liệu Loại thực phẩm - Các loại đậu - Các loại củ - Chuối xanh - Quả sakê - Quả ca cao - Gan động vật - Bắp thịt động vật Tỷ lệ, % 50÷60 20÷70 15÷20 15÷17 7 2÷10 0,2÷2 33 Tinh bột không ngọt, có khối lượng riêng từ 1,5÷1,6 nên khi trộn củ nghiền với nước thì tinh bột bị lắng xuống đáy, đây là phương pháp tách tinh bột từ củ và hạt. Tinh bột không tan trong nước lạnh, trong nước nóng phần amylose bị hoà tan còn amylopectin thì trương nở tạo thành dịch hồ tinh bột. Nhiệt độ hồ hoá tinh bột là 62÷730C, dịch hồ tinh bột tạo thành cản trở sự đối lưu, do đó, dung dịch nào chứa càng nhiều tinh bột thì đun càng lâu nóng. Trái cây xanh chứa nhiều tinh bột thì khi chín, tinh bột sẽ chuyển hóa thành đường dưới tác dụng của acid hữu cơ có trong bản thân nguyên liệu hoặc nhờ xúc tác của enzyme phospholylase hay enzyme amylase. Chính vì vậy, trái cây chứa nhiều tinh bột khi xanh thì sẽ ngọt hơn khi chín hoặc sau khi bảo quản. Tuy nhiên, với các loại rau đậu thì ngược lại, hàm lượng tinh bột lại tăng lên trong quá trình già chín. 2.2.3. Pectin Pectin là glucid cao phân tử có trong các loại củ quả và thân cây nhưng tập trung nhiều nhất là ở vỏ. Nguyên liệu chứa nhiều pectin là nhóm quả họ citric, xoài. Hàm lượng pectin khác nhau trong các loại rau quả và được giới thiệu trong bảng 2.4. Bảng 2.4. Hàm lượng pectin trong một số nguyên liệu Loại thực phẩm Tỷ lệ, % 1,5÷3,5 2,5÷4 3,5÷12,4 3,1 2,5 2÷3 - Táo - Chanh - Cam - Cùi bưởi - Cà rốt, bí ngô - Chè ........ Pectin có vai trò quan trọng đối với quá trình sản xuất và bảo quản, đặc biệt trong sản xuất chè và rau quả. Pectin tồn tại dưới hai dạng: pectin hoà tan (acid pectic, acid polygalactorunic) và pectin không hoà tan (protopectin). Protopectin gắn kết các chùm sợi cellulose ở thành tế bào làm cho tế bào kết dính với nhau tạo nên sự rắn chắc của quả khi còn xanh. Tuy nhiên, protopectin rất dễ bị thủy phân dưới tác dụng của enzyme hay acid hoặc kiềm thành pectin hòa tan. Pectin là chất không mùi vị, có tính dính, hòa tan trong nước. Tính chất quan trọng của pectin là tính tạo đông ở nồng độ thấp (1÷1,5%) khi có mặt đường (60÷70%) và acid (1%). Tính chất này được ứng dụng trong quá trình sản xuất mứt nhuyễn các loại và các loại kẹo trái cây. Tuy nhiên, pectin bị mất khả năng tạo đông nếu đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài vì vậy trong quá trình cô đặc chỉ nên bổ sung vào giai đoạn cuối. Pectin bị kết tụ trong cồn và trong dung dịch muối nên đây chính là cơ sở để lấy pectin từ quả. Trong quá trình chế biến chè, nhờ có pectin nên khi vò, lá chè dễ xoăn lại, dính chặt, tạo hình dáng đẹp cho sợi chè, tham gia vào việc tạo thành hương vị chè và tạo điều kiện cho quá trình ép chè thành bánh theo các hình dạng khác nhau. Tuy nhiên, 34 nếu chè nguyên liệu chứa quá nhiều pectin thì khi vò, khối chè xoăn chặt lại không thể vò dập được và cánh chè không xoăn, dẫn đến khi sấy chè sẽ dễ gây ra hiện tượng bên trong khối chè thì ướt mà bên ngoài thì khô vụn hoặc cháy xém. Ngoài ra, vì pectin rất dễ hút ẩm nên khi bảo quản chè thành phẩm, độ ẩm của chè dễ tăng lên, làm giảm chất lượng chè. 2.2.4. Cellulose và hemicellulose Cellulose và hemicellulose có mặt trong tất các các nguyên liệu, là bộ phận chủ yếu cấu tạo của tế bào. Cellulose và hemicellulose có tác dụng bảo vệ tế bào, bảo vệ nguyên liệu khỏi tác động của môi trường và giảm sự hư hỏng do va đập cơ học. Hàm lượng cellulose trong các loại rau quả bình thường là 0,2÷4,1%, còn hàm lượng hemixenluloza trong quả là 0,3÷2,7%, trong rau là 0,2÷3,1%, trong hạt ca cao có khoảng 2,5% cenlullose,.... Trong chè, hàm lượng các chất này tăng lên theo tuổi của lá, vì vậy nguyên liệu càng già chất lượng càng kém. Tương tự như trong chè, hàm lượng cellulose và hemicellulose trong rau quả càng nhiều thì chất lượng càng kém vì quả sẽ càng xơ cứng, trong quá trình chế biến gặp nhiều khó khăn như đối lưu kém, dễ gây cháy sản phẩm, cản trở quá trình chà, đồng hoá...Vì vậy, trong quá trình chế biến và vận chuyển bảo quản rau quả, ngoài lợi dụng tác dụng bảo vệ của nó, để phòng tránh sự thoát nước, bầm dập do vi sinh vật xâm nhiễm vào nguyên liệu, còn phải giảm tối đa hàm lượng của nó trong quá trình chế biến để cải thiện chất lượng sản phẩm. 2.3. Protein Hàm lượng protein trong nguyên liệu có nguồn gốc động vật nhiều hơn trong nguyên liệu có nguồn gốc thực vật trừ một số loại đậu. Chẳng hạn, trong thịt động vật thủy sản, protein là thành phần hoá học chủ yếu, chiếm vào khoảng 70÷80% tỉ lệ chất khô; trong thịt gà, protein chiếm 20,3÷22,4%; hàm lượng protein trong trứng chiếm 11,3÷13,9%, trong búp chè, protein chiếm 15%, sữa tươi chứa 3,4%, sữa cô đặc có đường chứa 8,1%; còn trong rau quả, hàm lượng đạm không nhiều, khoảng 0,2÷1,5%, nhưng trong đậu nành, hàm lượng protein lại chiếm 34% và trong các loại hạt có dầu chiếm 20÷25% khối lượng hạt. Đặc tính lý hóa cơ bản của protein vẫn là tính chất chung trong bất kỳ nguyên liệu nào. Dung dịch protein là hệ keo cao, trong môi trường acid tích điện dương, trong môi trường kiềm tích điện âm, khi bị trung hòa hay tác dụng với tanin thì tạo kết tủa. Khả năng tạo kết tủa với tannin được ứng dụng để làm trong dịch quả. Tuy nhiên, sự tồn tại của protein trong sản xuất nước quả thường sinh ra hiện tượng nổi bọt, đông đặc và lắng cặn. Nhưng trong một số trường hợp, chính khả năng tạo bọt lại là tính chất được ứng dụng trong sản xuất một số sản phẩm thực phẩm nhằm tạo ra độ xốp cho sản phẩm, như kẹo mềm, bánh,... Sự có mặt của protein trong búp chè thì sẽ giúp chè vò xoăn, ngoại hình chè thành phẩm đẹp hơn (hình móc câu), hình dạng gọn và màu sắc tươi hơn. Protein còn điều hòa vị chè xanh khi kết hợp với tanin để giảm bớt vị đắng, chát. Tuy nhiên, trong sản xuất chè đen, nếu nguyên liệu đưa vào chế biến có hàm lượng protein quá cao còn hàm lượng tanin ít thì protein sẽ kết hợp với tanin, tạo ra những hợp chất không tan, làm giảm hàm lượng tanin và các chất hòa tan khác gây khó khăn cho quá trình lên men. 35 Protein dưới tác dụng của acid, enzyme hay dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ bị thuỷ phân tạo thành acid amin tự do. Sự xuất hiện của các acid amin tự do này tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể mà mang tính tích cực hoặc tiêu cực. Chẳng hạn, trong sản xuất chè, các acid amin được tạo thành này sẽ tham gia vào quá trình tạo màu, tạo vị cho sản phẩm chè. Hoặc trong quá trình lên men thì chính những acid amin này sẽ là nguồn nitơ góp phần giúp vi sinh vật phát triển và tăng sinh khối,... Tuy nhiên, các acid amin này lại có ảnh hưởng lớn đến màu sắc của sản phẩm vì chúng tham gia trực tiếp vào phản ứng tạo màu cùng với đường. Một đặc tính quan trọng của protein là dễ bị biến tính, tạo trạng thái đông tụ không thuận nghịch dưới các tác nhân như acid, bức xạ, nhiệt độ,... Hầu hết protein chất cơ trong thủy sản bị đông tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ trên 500C. Casein - một protein trong sữa bị đông tụ khi pH đạt mức 4.6, đây chính là nguyên lý để sản xuất sữa lên men. Và cũng chính nhờ đặc tính này của protein mà trong sản xuất dầu thực vật, người ta đã sử dụng nhiệt, ẩm để làm giảm đi tính dẻo của nguyên liệu hạt, nhờ đó, việc tách dầu ra khỏi nguyên liệu được dễ dàng. Tuy nhiên, cũng cần phải lưu ý đến sự biến tính không thuận ngịch này và phải có những chế độ kỹ thuật thích hợp trong quá trình chế biến để hạn chế sự biến tính đó nếu sản xuất các sản phẩm từ sữa hay sản xuất bột trứng. Sự biến tính của protein không chỉ xảy ra trong quá trình chế biến mà còn xảy ra trong trường hợp tồn trữ. Ví dụ đậu hạt khi bị biến tính chuyển sang trạng thái “già cỗi” nên mất khả năng háo nước và mất khả năng trương nở khi tồn trữ trong thời gian lâu và trong điều kiện không thuận lợi. Những hạt đậu này khi nấu thì sẽ bị sượng, kém nở và lâu chín. Trong quá trình chế biến, hàm lượng protein và acid amin luôn luôn thay đổi và sự thay đổi này phụ thuộc vào điều kiện kỹ thuật ở mỗi giai đoạn chế biến. 2.4. Chất béo Hàm lượng lipid hoàn toàn khác nhau trong nguyên liệu có nguồn gốc thực vật và nguyên liệu có nguồn gốc động vật. - Trong nguyên liệu thực vật: Nhóm lấy tinh bột như các loại gạo, các loại khoai, bắp,… thì bắp có hàm lượng lipid cao hơn cả, khoảng 3÷8% và tập trung ở phần phôi hạt. Trong lúa mì, đại mạch và lúa gạo thường có khoảng 1,6÷3,2%, ở khoai lang, khoai tây, khoai mì tươi hàm lượng lipid không đáng kể 0,1÷0,3%. Các loại rau hầu như chứa rất ít lipid, trừ các loại rau đậu như đậu hà lan, đậu côve có hàm lượng lipid khoảng 1÷2%. Các loại quả chín, trừ gấc có hàm lượng lipid cao, còn lại chứa khoảng 0,1÷1%, tập trung chủ yếu ở hạt quả và mầm, ngoài ra lipid còn đi kèm với lớp sáp tạo thành một lớp màng mỏng bảo vệ ngoài vỏ. Chỉ riêng hạt và quả của các cây lấy dầu là có hàm lượng lipid rất cao, trong đó phải kể đến đậu phộng, đậu nành, mè, … Có thể nói nguồn thực phẩm này là nguồn lipid vô cùng quý giá có thể dùng làm thức ăn trực tiếp và là nguyên liệu để sản xuất dầu thực vật. Trong hạt ca cao, chất béo là thành phần chiếm nhiều nhất trong hạt, chiếm khoảng 50% so với trọng lượng của hạt đã lên men. Trong cây mía, chất béo chủ yếu là sáp, tạo thành lớp phấn bao bọc bên ngoài thân cây. 36 - Trong nguyên liệu động vật: Hàm lượng lipid trong cá dao động nhiều, khoảng 0,1÷30% còn trong sữa, chất béo chiếm 3,9% và có dạng hình cầu. Trong chất béo có chứa cả acid béo no và acid béo không no. Mỡ động vật chứa nhiều acid béo no hơn acid béo không no còn trong thực vật lại chứa nhiều acid béo không no hơn acid béo no. Tuy nhiên, khác với động vật trên cạn, chất béo của cá lại chứa một lượng lớn acid béo không no. Trong nguyên liệu, lipid có mối liên kết phân tử bền với thành phần ưa nước. Do đó, trong một số công nghệ sản xuất, chẳng hạn dầu thực vật, nếu muốn lấy dầu ra khỏi nguyên, người ta phải thực hiện những tác động như nghiền, đun nóng, gia nhiệt, gia ẩm, tạo áp lực ép,... để phá vỡ mối liên kết này thì mới có thể tách dầu ra khỏi nguyên liệu được. Hoặc trong sản xuất sữa tươi, nếu ta không đồng hóa thì trong thời gian bảo quản, các hạt cầu béo có xu hướng hợp lại với nhau thành chùm và nổi lên bề mặt, gây ra sự phân lớp trong sữa (váng sữa). Đặc tính đầu tiên của chất béo là không tan trong nước và trong rượu nhưng tan trong các dung môi hữu cơ như ete, chlorofoc, sulfur carbon, benzen,... Nhờ tính chất này mà người ta dùng dung môi thích hợp để trích ly dầu ra khỏi nguyên liệu. Nhiệt độ nóng chảy của chất béo khác nhau giữa chất béo động vật (mỡ) và chất béo thực vật (dầu). Mỡ có nhiệt độ nóng chảy cao hơn dầu. Đặc biệt ở ca cao, dầu ca cao có nhiệt độ nóng chảy chỉ khoảng 320C, nghĩa là thấp hơn nhiệt độ của cơ thể người. Do đó, ca cao dễ tan và gây cảm giác dễ chịu khi ăn. Khi bị oxy hóa trong không khí hoặc dưới tác dụng của enzyme lipoxydase thì chất béo sẽ tạo thành hydroperoxyd rồi tiếp tục bị oxy hóa tạo aldehyd, ceto, acid, este, rượu... làm cho sản phẩm có mùi khác lạ (mùi ôi). Tuy nhiên, dầu ca cao lại có thể để lâu mà không bị hôi, thậm chí có thể để tới 5÷6 năm vẫn không thấy có hiện tượng hôi. Sở dĩ như vậy là do trong dầu ca cao có chất chống oxy hóa. Còn trong hạt cà phê, sự oxy hóa và ôi dầu xảy ra ngay cả trong quá trình tồn trữ hạt. Acid béo không no khi bị hydro hoá sẽ tạo thành acid béo no, tính chất này được ứng dụng để sản xuất shortening, margarin,.... Chất béo khi bị thuỷ phân dưới tác dụng của enzyme lipase tạo thành glycerin và acid béo tương ứng. Trong quá trình chế biến, nếu kỹ thuật không tốt hoặc tiếp xúc nhiều với ánh nắng, không khí, nhiệt độ cao sẽ làm oxy hóa chất béo gây nên sự biến màu không tốt cho sản phẩm. 2.5. Acid hữu cơ Trong thực phẩm thường gặp các loại acid như acid fomic, acid lactic, acid acetic, acid malic, acid oxalic, acid xucxinic… Rau quả có nhiều loại acid, nhưng mỗi loại rau quả chỉ có 1÷2 acid chính. Chẳng hạn, acid citric là acid hữu cơ chủ yếu có trong quả họ citric, dứa; acid tatric là acid hữu cơ chủ yếu trong nho; acid malic là acid chủ yếu trong táo. Trong quả ca cao chứa một lượng nhỏ các acid hữu cơ tự do, thường chiếm khoảng 0,7÷2,33% (tính theo acid tactric). Acid hữu cơ trong nguyên liệu đóng một vai trò đáng kể trong sản xuất: - Với vị chua nhẹ, các acid này được sử dụng nhiều trong sản xuất bánh kẹo và nước giải khát. Các acid hữu cơ này còn góp phần tạo nên vị chua dịu của cà phê. 37 - Trong sản xuất đường, acid hữu cơ có thể kết hợp với vôi tạo thành các muối calcium hòa tan hoặc kết tủa nên công đoạn làm sạch được tăng cường. - Acid hữu cơ tạo cho rau quả có vị và mùi nổi hơn bất cứ thành phần hóa học nào khác. Điều này có được là do acid hữu cơ tác dụng với rượu sinh ra trong rau quả, tạo thành các ester, giúp rau quả có mùi thơm đặc biệt. Tương tự, acid xucxinic có trong thịt cá là acid có mối quan hệ nhất định với mùi vị của thịt cá. - Acid hữu cơ còn có tác dụng thúc đẩy quá trình phân giải đường saccharose thành hỗn hợp đường chuyển hóa giúp chống lại hiện tượng hồi đường trong các sản phẩm mứt, kẹo, giúp sản phẩm bánh lâu bị khô. - Acid hữu cơ ảnh hưởng đến quá trình tạo đông trong các sản phẩm mứt đông vì acid là một trong các điều kiện để pectin tạo đông. - Sự có mặt của acid hữu cơ trong nguyên liệu có ảnh hưởng quan trọng với hoạt động của enzyme và vi sinh vật. Sản phẩm có hàm lượng acid cao, chỉ số pH thấp ngoài việc có thể ức chế hoạt động của các vi khuẩn gây hư hỏng, làm yếu đi năng lực kháng nhiệt của vi sinh vật. Ngoài ra, các enzyme oxy hóa khử trong môi trường có nhiều acid sẽ bị đình chỉ, hạn chế những biến đổi xấu của các thành phần trong nguyên liệu. Vì vậy trong quá trình chế biến rau quả khi tiến hành cắt gọt thì thường ngâm vào trong dung dịch có pha acid để sản phẩm không bị sẫm màu. Tuy nhiên, sự có mặt của acid hữu cơ cũng gây ra một số ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm chế biến. Chẳng hạn: - Acid hữu cơ tác dụng với các kim loại làm cho thiết bị và dụng cụ chứa bị ăn mòn, ảnh hưởng đến màu sắc và mùi vị của sản phẩm. - Những sản phẩm nào chứa nhiều đường cùng với lượng acid hữu cơ cao khi gia nhiệt sẽ tham gia các phản ứng tạo màu rất nhanh, làm cho sản phẩm dễ bị sẫm màu. - Trong sản xuất đường, saccharose bị chuyển hóa dưới tác dụng của acid có trong nguyên liệu làm giảm hàm lượng đường thành phẩm. - Acid hữu cơ tham gia vào trong quá trình oxy hóa khử trong rau quả và tham gia vào trong quá trình hô hấp nên khi bảo quản lâu dài thì thông thường hàm lượng acid hữu cơ giảm xuống, giá trị cảm quan của rau quả giảm đi. Trong chế biến, tùy theo mục đích sản xuất mà người ta có những tác động giúp tăng cường vai trò của acid hoặc có những biện pháp hạn chế những biến đổi xấu xảy ra. 2.6. Chất khoáng Các nguyên tố khoáng rất phong phú trong các loại nguyên liệu, tuy nhiên sự phân phối trong các thực phẩm thường không giống nhau. Rau quả chứa khoảng 50÷60 nguyên tố khoáng với hàm lượng khoảng 0,25÷1%. Hàm lượng trung bình các chất khoáng có trong hạt ca cao khoảng 2,5÷3%. Trong mía, hàm lượng chất khoáng tùy thuộc và giống mía, điều kiện canh tác, khí hậu, chiếm chủ yếu là K2O, SiO2, Na2O, CaO, P2O5, MgO,...Trong đó, K2O chiếm lượng khá lớn. Trong động vật thủy sản cũng tương tự như vậy, lượng chất khoáng khác nhau theo giống loài, thời tiết và hoàn cảnh sinh sống. Thành phần chủ yếu gồm có Ca, P, Fe, Na, K, Mg, Cl, I ... ngoài ra còn có một số ít Al, Mn, Cr, Cu, Pb, Co, Li, Sr. Đặc biệt, hàm lượng Iod trong động vật biển nhiều hơn trong động vật nước ngọt. Còn trong sữa, chất khoáng bao gồm các 38 nguyên tố Ca, P, Fe, Na, K, Mg, Cl, Cu, Co, Ni, I, Cl, S, Al, Pb, Sn, Ag, As,... trong đó, các nguyên tố Ca, P, S, Na, K, Mg và Cl chiếm nhiều hơn cả. Các nguyên liệu trong đó có các cation như K+, Na+, Ca+, Mg+, … chiếm ưu thế được coi là nguyên liệu nguồn các yếu tố kiềm. Thường những nguyên liệu thực vật như rau lá, rau củ, quả tươi và cả sữa … đều chứa các cation này. Ngược lại các loại nguyên liệu có các anion như S2-, P5-, … chiếm ưu thế được gọi là nguyên liệu nguồn các yếu tố acid. Thuộc loại này gồm có thịt, cá, trứng, đậu, ngũ cốc. Tùy theo hàm lượng các chất khoáng được chia ba các loại: - Đa lượng: Ca, K, Na, P...có hàm lượng trên 0,01% - Vi lượng: Mg, Mn, Zn, Cu, Fe...có hàm lượng dưói 0,01% - Siêu vi lượng: U, Ra, Thori... Muối khoáng có ý nghĩa quan trọng trong quá trình trao đổi chất và quá trình sinh lý và là thành phần không thể thiếu được của khẩu phần thức ăn. Trái cây và rau cải chứa nhiều chất khoáng nên những thức ăn này là nguồn chất khoáng quan trọng đối với cơ thể con người. Tuy nhiên, sự có mặt của muối khoáng đôi khi có ảnh hưởng không tốt đến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. Ví dụ, trong chế biến rau quả, nguyên tố khoáng thường có liên quan đến việc oxy hóa làm cho sản phẩm đục ngầu, chuyển màu hạt dẻ và tổn thất acid ascorbic, làm hư hỏng đồ đựng rau quả. Hoặc trong quá trình sản xuất đường thì trong số các chất khoáng thì chỉ có P2O5 là có lợi vì có tác dụng tốt đối với quá trình làm trong làm sạch, các chất còn lại đều ảnh hưởng không tốt tới quá trình sản xuất đường, chẳng hạn, K2O và Na2O là nguyên nhân tạo mật cuối còn CaO, MgO, SiO2 lại tạo cặn trong các thiết bị bốc hơi, truyền nhiệt. 2.7. Vitamin Vitamin (VTM) là chất hữu cơ lượng nhỏ đặc biệt cần thiết được lấy từ thực phẩm để duy trì chức năng sinh lý bình thuờng của người và động vật. Hầu hết các nguyên liệu đều chứa lượng vitamin rất phong phú. Trong đó, rau quả là nguồn vitamin dồi dào nhất. Trong chè tươi chứa hầu hết là các vitamin tan trong nước, trong đó, chủ yếu là vitamin C. Đặc biệt trong chè, lượng vitamin C có rất nhiều, gấp 3÷4 lần hàm lượng vitamin C trong cam, chanh. Động vật thủy sản cũng là nguồn vitamin phong phú mà đặc biệt là vitamin A và D ngoài ra còn có các vitamin thuộc nhóm B và vitamin E. Trong sữa cũng chứa nhiều loại vitamin, nhưng hàm lượng tương đối thấp. Tùy theo đặc tính chế biến, vitamin được chia thành hai nhóm sau: * Nhóm vitamin hòa tan được trong nước: VTM C, acid folic, VTM PP, VTM B, acid pantotenic... * Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: VTM A, VTM K, VTM D,... những vitamin này thì dễ bị tổn thất do bị giữ lại trong bã khi ép. Phần lớn các vitamin là những chất không bền, hàm lượng của chúng bị giảm đi trong quá trình bảo quản, chế biến. Tùy vào đặc tính từng loại vitammin, nhưng hầu hết các vitamin bị phá hủy dưới tác dụng của nhiệt độ, không khí, ánh sáng, vật liệu chế tạo dụng cụ, thiết bị, các loại tia,... Vitamin C là loại dễ bị phá hủy nhất, ngay cả khi bảo quản ở nhiệt độ thấp vẫn có thể xảy ra sự oxy hóa trực tiếp vitamin C bởi oxy 39 của không khí. Tuy nhiên, cũng do dễ bị phá hủy bởi phản ứng oxy hóa mà người ta sử dụng vitamin C làm chất chống oxy hóa cho các sản phẩm thực phẩm. Do tính chất không bền của vitamin nên trong quá trình bảo quản và chế biến, việc bảo toàn và nâng cao hàm lượng vitamin là vấn đề được đặc biệt xem trọng. Và để thực hiện được điều này thì cần phải chú ý đến tính chất của từng vitamin trong quá trình công nghệ. 2.8. Polyphenol Polyphenol là thành phần chiếm hàm lượng không nhiều nhưng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình chế biến các sản phẩm chè hoặc rau quả. Trong rau quả, polyphenol chiếm một lượng nhỏ, khoảng 0,1÷0,2%, còn trong búp chè, polyphenol phân bố không đồng đều, chẳng hạn tập trung nhiều nhất ở tôm (39,9%), rồi đến lá cá (36,8%), lá hai (36,1%),... Các polyphenol chủ yếu bao gồm các chất tanin, thường tạo vị chát ở nhiều loại nguyên liệu. Ngoài ra còn có licnin và melanin có màu đen xám. Tanin là hợp chất quan trọng trong nguyên liệu và là một trong những thành phần chủ yếu quyết định đến tính chất và chất lượng của nguyên liệu cũng như của sản phẩm vì nó ảnh hưởng đến cả mùi vị lẫn việc đổi màu của thực phẩm. Riêng trong chè, hàm lượng tanin càng nhiều thì phẩm chất chè càng cao (Tuy nhiên còn tùy thuộc vào sự cân đối giữa các chất trong chè). Đặc tính của tanin: Dễ tan trong nước, rượu, aceton, etyl-acetat, không tan trong benzen, cloroform. Tanin khi hòa tan trong nước gây ra vị chát. Trong rau quả, vị chát vừa phải là chất không thể thiếu nhưng vị chát quá nhiều ảnh hưởng lớn đến hương vị của rau quả. Đây cũng là nhóm chất làm thay đổi vị của nước chè khi bảo quản sản phẩm không tốt. Và đây cũng chính là thành phần cùng với chất màu gây ra màu xấu cho dầu thực vật sau khi ép nếu không bóc tách vỏ hạt dầu (polyphenol có nhiều trong vỏ hạt dầu). Khi hòa tan trong nước tanin sẽ gây ra kết tụ với các protein có trong đó hoặc tác dụng với các pectin tạo ra sản phẩm tanat không tan. Sự kết hợp giữa tanin và protein là khá quan trọng đối với quá trình chế biến chè. Đây cũng là phản ứng được ứng dụng để làm trong dịch ép và rượu vang. Sự thay đổi màu của tanin có thể xảy ra trong rất nhiều trường hợp: Tanin khi gặp sắt sẽ làm cho sản phẩm có màu đen, kéo dài thời gian đun nóng thì chuyển sang màu đỏ hồng. Thông thường dưới tác dụng của dung dịch kiềm thì chuyển sang màu đen còn dưới tác dụng của dung dịch acid có thêm nhiệt thì chuyển sang màu đỏ.Tác dụng với các kim loại khác như thiếc, đồng,... tạo các màu không tự nhiên. Đặc tính này ảnh hưởng quan trọng đến phẩm chất và màu sắc của sản phẩm. Vì vậy, chọn lựa dụng cụ, bồn chứa khi chế biến là điều rất quan trọng trong quy trình công nghệ. Một dạng đổi màu khác của tanin là đổi màu do bị oxy hóa duới tác dụng của oxy không khí tạo thành flobafen làm cho sản phẩm có màu hạt dẻ hoặc màu đen. Sự đổi màu của tanin được tiến hành dưới sự tham gia của enzyme polyphenoloxydase. Thời gian để ngoài không khí càng dài thì sự đổi màu càng nhanh và màu càng đậm. Vì vậy, trong sản xuất chè, nguyên liệu chứa càng nhiều tanin, đặc biệt là tanin hòa tan thì sản phẩm chè đen có chất lượng càng cao. Ngoài ra, đây cũng là một ưu điểm đối với rượu trái cây trong quá trình tồn trữ vì lúc này, tanin bị oxy hoá đến quinon làm cho rượu có 40 hương vị đậm hơn. Tuy nhiên, trong sản xuất rau quả thì đây là phản ứng không có lợi vì sự biến đổi màu của tanin sẽ làm mất màu tự nhiên của sản phẩm, ảnh hưởng đến chất lượng và thị hiếu tiêu dùng. Tanin là một hợp chất quan trọng có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm khi chế biến nên phụ thuộc vào đặc tính cụ thể của tanin để có những biện pháp phù hợp nhằm đảm bảo được chất lượng sản phẩm cuối cùng. 2.9. Chất màu Chất màu là thành phần tạo nên màu sắc của nguyên liệu và sản phẩm. Do đó, có thể nói màu sắc là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng của thực phẩm. Chất màu trong nguyên liệu được chia thành ba nhóm chính: - Chlorophyll: Chất diệp lục, không tan trong nước, tan trong các dung dịch hữu cơ như cồn ethanol, este,... Chlorophyll tạo màu xanh lá (màu lục) cho nguyên liệu. - Carotenoid: Carotenoid không tan trong nước, nhưng tan được trong chất béo. Carotenoid tạo cho nguyên liệu có màu vàng đến đỏ, trong nhóm này phổ biến nhất là carotin, licopin, xantofin... - Anthocyanin: Tan được trong nước, khi kết hợp với đường thì khả năng hoà tan tăng mạnh. Anthocyanin tạo cho nguyên liệu có màu từ đỏ thẫm đến tím. Những chất màu này thể hiện rõ nét nhất trong nguyên liệu thực vật như rau quả, mía, ngũ cốc, chè,... Trong nguyên liệu động vật như trứng, sữa và mỡ sữa cũng chứa carotenoid mà đại diện là carotin, tạo màu cho sản phẩm. Ngoài ra, sắc tố xanh trong sữa là do chính chlorophyll tạo ra. Sắc tố của động vật thủy sản thể hiện rõ ở lớp da và được chia làm hai loại là họ sắc tố mỡ (có màu đỏ, vàng, hồng, vàng sẫm...) và họ sắc tố đen (có màu đen, nâu đen, tím đen...). Trong quá trình chế biến, chất màu tự nhiên trong nguyên liệu có nhiều sự biến đổi, thông thường là giảm đi. Sự biến đổi này tùy thuộc vào loại sản phẩm mà có lợi hay có hại. * Sự biến đổi của chlorophyll: Trong chế biến chè đen sự giảm đi của chlorophyll sẽ giúp chất lượng sản phẩm tốt hơn do đảm bảo được sản phẩm không có màu xanh, mùi hăng và vị ngái khi pha. Tuy nhiên, trong chế biến rau quả, sự biến màu hay mất đi của chlorophyll lại có ảnh hưởng không tốt đến sản phẩm. Chlorophyll bị biến màu trong những trường hợp sau: - Trong môi trường acid, chlorophyll mất màu xanh, tạo sản phẩm màu úa vàng (feofitin). Do đó, khi chế biến rau quả dầm dấm thì sự mất màu của chlorophyll lại làm sản phẩm mất đi màu tự nhiên của nguyên liệu. - Màu xanh chlorophyll được tăng cường khi được xử lý trong môi trường kiềm. - Chlorophyll cũng có thể bị oxy hóa do oxy và ánh sáng, do tiếp xúc với các lipid bị oxy hóa hoặc do tác dụng của enzyme lipoxydase. Các quá trình này có thể xảy ra trong các loại rau khi bảo quản (nhất là rau sấy) ở độ ẩm của môi trường không khí nhỏ hơn 30%, còn khi độ ẩm môi trường không khí cao hơn thì chlorophyll lại bị biến đổi thành feofitin. - Khi tác dụng với sắt chlorophyll có màu nâu, tác dụng với thiếc và nhôm thì có màu xám, khi tác dụng với đồng có màu xanh rực rỡ. 41 * Sự biến đổi của carotenoid: Tính chất của carotenoid ổn định, trong chế biến thường khó bị phá huỷ nhưng lại có ảnh hưởng nhất định đối với tia sáng và oxy dẫn đến mất màu. Cũng giống như chlorophyll, carotenoid bền với kiềm nhưng không bền với acid. * Sự biến đổi của anthocyanin: Anthocyanin hòa tan trong nước và dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao dẫn đến mất màu, chính vì vậy, trong quá trình chế biến tránh ngâm nguyên liệugiàu anthocyanin trong thời gian lâu và tránh vò nát nguyên liệu để nguyên liệu không bị mất màu. Anthocyanin khi tác dụng với thiếc có màu lam, tác dụng với nhôm có màu tím, tác dụng với sắt, đồng thì biến màu phụ thuộc vào pH: nếu pH > 7 thì có màu xanh, nếu pH < 7 thì có màu đỏ, pH = 11 thì có màu xanh lam hoặc xanh tím. Các sản phẩm có hệ số pH khác nhau thì cho màu sắc khác nhau. Chẳng hạn, khi chế biến các loại nước trái cây có hàm lượng chất màu này, nếu pH thấp thì có thể giữ được màu đỏ của nó, nếu không dưới tác dụng của dung dịch kiềm sẽ làm cho sản phẩm chuyển hoá thành màu tím hoặc màu xanh lam. Anthocyanin rất nhậy đối với ánh sáng và nhiệt độ, những thực phẩm chứa nhiều anthocyanin sẽ nhanh chóng bị đổi màu nếu chế biến có nhiệt độ và ánh sáng. Anthocyanin trong dung dịch acid sunfurơ hoặc muối của nó thì sinh ra acid sunfuric và sản phẩm bị xuống màu. Nhưng sau khi tách rời acid sunfuric thì sản phẩm trở lại màu của nó, vì vậy trong sản xuất rau quả có thể sử dụng acid sunfurơ và muối của nó để giữ màu đỏ cho rau quả. Tóm lại, màu sắc là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Trong quá trình chế biến phải căn cứ vào các quy luật biến đổi và đặc tính của các loại màu sắc để có thể xác định được điều kiện công nghệ và biện pháp làm cho sản phẩm có thể bảo toàn được màu sắc vốn có của nguyên liệu trong giới hạn lớn nhất và phòng tránh được sự đổi màu không mong muốn, hoặc cũng có thể để hạn chế sự có mặt của chất màu trong sản phẩm. Chẳng hạn, trong sản xuất dầu thực vật, một trong những lý do phải bóc vỏ quả là sự hòa tan của những chất màu trong vỏ vào dầu, ảnh hưởng đến màu sắc, chất lượng dầu thành phẩm. 2.10. Chất thơm (tinh dầu) Chất thơm hay còn gọi là tinh dầu - là những chất bay hơi mang hương thơm đặc trưng có mặt trong nguyên liệu, tạo nên mùi thơm của nguyên liệu và sản phẩm. Đây là hỗn hợp các tecpen, rượu, aldehyd, ceton, phenol, các acid hữu cơ,... tỷ lệ các chất này quyết định mùi thơm đặc trưng của nguyên liệu. Cũng giống như chất màu, chất thơm chiếm một lượng rất nhỏ nhưng lại là chỉ tiêu chất lượng quan trọng, làm tăng giá trị cảm quan của thực phẩm. Hàm lượng chất thơm trong các nguyên liệu khác nhau thì khác nhau. Chất thơm có hàm lượng không nhiều trong rau, chiếm 0,001% (riêng rau thơm chứa 0,05÷0,5%), trong quả thì nhiều hơn và thường tập thường nhiều ở vỏ (vỏ quýt chứa 1,8÷2,5% so với khối lượng vỏ), trong tỏi có 0,01%, trong hành có 0,05%. Trong chè, hàm lượng chất thơm không nhiều, trong lá chè tươi chỉ từ 0,02÷0,03%, chủ yếu là các rượu (như hexenol, hexanol, hexanal), hợp chất lưu huỳnh và aldehyd thơm, este của rượu metylic và acid xalixilic,... Đây là thành phần có tính 42 chất quyết định đến việc tạo hương cho chè thành phẩm. Trong cà phê lại có khoảng trên 700 hợp chất thuộc 47 nhóm chất bay hơi. Còn với ca cao, chất thơm là một trong những thành phần có giá trị lớn, bao gồm cả những chất dễ và khó bay hơi. Phần lớn chất thơm (tinh dầu) không tan trong nước và chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì sự bay hơi xảy ra càng mạnh. Chính vì vậy, tổn thất chất thơm trong quá trình chế biến là tất yếu xảy ra. Chẳng hạn, khi gia nhiệt hoặc cô đặc dịch quả, hàm lượng chất thơm sẽ giảm xuống; trong sản xuất chè, hàm lượng chất thơm bị mất đi tới 70÷80%. Tuy nhiên, trong chế biến cà phê thì sự tổn thất này lại có ý nghĩa tích cực, vì phần lớn các chất dễ bay hơi khi rang hạt là những chất có mùi khó chịu. Nhờ sự bay hơi của các chất đó mà vị ngon và hương thơm của ca cao được tốt hơn. Trong quá trình sản xuất, để sản phẩm có hương thơm thì phải quan tâm đến đặc tính của chất thơm, mục đích chế biến và có biện pháp thu hồi chất thơm hoặc phải bổ sung thêm hương thơm nhân tạo vào. 2.11. Hợp chất glucozit Glucozit được tạo thành từ các monosacarid (hexose, pentose) liên kết theo kiểu este với các hợp chất hữu cơ khác như rượu, aldehyd, phenol, acid,... gọi là aglucon. Glucozit là thành phần có nhiều trong rau quả. Nhiều glucozit tạo cho rau quả có mùi thơm nhưng gây ra vị đắng. Ví dụ naringin có trong vỏ trắng và trong dịch quả họ citric, gây ra vị đắng khi quả còn xanh; limonin hiện diện trong vỏ quả họ citric, gây ra vị đắng khi kết hợp với acid citric;.... Trong rau quả glucozit tập trung chủ yếu ở vỏ và hạt, nhưng khi tồn trữ ở điều kiện không thích hợp hoặc khi gia nhiệt thì glucozit sẽ chuyển vào mô nạc. Khi khoai tây nẩy mầm thì glucozit tập trung nhiều tại chân mầm. Glucozit còn là chất dự trữ đôi khi là chất bảo vệ vì khi thuỷ phân ngoài thành phần đường ta còn thu được chất sát trùng. Ngoài những glucozit có tính bảo vệ và tạo mùi vị đặc biệt cho rau quả như apiin tạo mùi vị đặc biệt cho rau mùi hoặc capxaixin và capxicain có trong ớt là các chất gây cay, nóng,.... thì đa số glucozit đều có vị đắng và gây độc cho thực phẩm như solanin thường gặp trong khoai tây, cà chua và các loại cà; amidalin có trong hạt mơ, đào, hạnh nhân đắng, hạt mận, khi thuỷ phân sinh ra HCN gây độc. Vì vậy khi chế biến phải tiến hành phá huỷ, loại bỏ hợp chất này. 2.12. Fitonxit Fitonxit là các chất kháng sinh có nguồn gốc từ thực vật. Khả năng kháng sinh của fitonxit tùy thuộc vào bản chất hoá học của chúng về giống, điều kiện trồng trọt, thời gian tồn trữ...Ví dụ: Fitoxit của tỏi là alixin (C3H5-S-SO-C2H5) ở dạng lỏng hòa tan trong rượu, ete, ít hoà tan trong nước, có tính kháng sinh ở nồng độ 1/250000 có mùi xốc mạnh. Fitonxit không chỉ chứa trong hành, tỏi, gừng, riềng...mà còn có trong hầu hết các nguyên liệu rau quả và có bản chất hoá học khác nhau với tên gọi như tinh dầu, acid, glucozit,..... Fitonxit có tác dụng ức chế, tiêu diệt vi sinh vật, chống bệnh. Nguyên liệu chứa hiều fitonxit thì có khả năng bảo quản tốt và có chế độ thanh trùng mềm 43 2.13. Enzyme Enzyme là thành phần có trong tất cả các nguyên liệu và có vai trò rất lớn trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm. Hiện nay người ta đã biết tới khoảng 800 loại enzyme khác nhau. Trong các loại enzyme nói trên, một số có ý nghĩa rất lớn đối với công tác bảo quản và chế biến thực phẩm như pepsin, tripsin, protease, lipase, amylase, maltase, saccharase, esterase, carbohydrase, phosphatase, protopectinase, polyphenoloxydase, peroxydase, ascorbinoxydase,...... Những enzyme này được chia thành ba nhóm có ảnh hưởng lớn đến quá trình chế biến, đó là nhóm enzyme thủy phân, nhóm enzyme oxy hóa khử và nhóm enzyme tổng hợp. Hoạt động của enzyme có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất thực phẩm. Dưới tác động của enzyme xảy ra sự chín của bơ, thịt và cá ướp muối, làm cho sản phẩm có mùi và vị đặc trưng. Do đó, người ta lợi dụng quá trình hoạt động của enzyme để chế biến phomat, sữa chua, muối chua rau quả, chế biến rượu, bia, tương, nước chấm, dấm ăn, sản xuất trà đen,…Tuy nhiên, trong một số trường hợp enzyme lại làm giảm chất lượng và làm hư hỏng thực phẩm như thịt cá thối rữa, dầu mỡ bị ôi khét, đường sữa bị chua, sữa bị hỏng,… Chính vì vậy, trong quá trình sản xuất, tuỳ theo nhu cầu có khi phải lợi dụng tác dụng của các enzyme có khi phải ức chế tác dụng phá hoại của các enzyme. Chằng hạn: - Trong sản xuất chè, enzyme - đặc biệt là polyphenoloxydase, đóng vai trò rất quan trọng. Quá trình oxy hoá các hợp chất polyphenol bởi polyphenoloxydase hoặc catecholoxydase sẽ tạo ra nhiều loại sản phẩm khác nhau, chất lượng cũng khác nhau về hương vị, màu sắc riêng cho từng loại chè. Nếu sản xuất chè xanh thì phải tiến hành diệt enzyme này, còn nếu sản xuất chè đen thì không cần tiến hành diệt men. - Trong sản xuất cà phê, người ta cũng làm tăng hoạt động của một số enzyme như β-glucosidase, protease, lipase,.. trong quá trình chế biến và tồn trữ để tạo ra các sản phẩm tốt hơn như tạo ra các dạng aglycone, acid amin tự do và acid béo tự do ảnh hưởng đến nước pha. - Sau khi rau quả chín, ủ chín, sự chuyển hoá của đường saccharose, sự thuỷ phân của pectin cùng với sự lọc trong nước trái cây và rượu trái cây đều phải cần đến hoạt tính xúc tác của enzyme. - Trong sản xuất các sản phẩm lên men, enzyme là tác nhân quan trọng tham gia vào quá trình chuyển hóa tinh bột hoặc đường trong nguyên liệu thành các sản phẩm lên men đặc trưng. Trong một số trường hợp, hoạt động của enzyme lại không có lợi đến sản phẩm khi chế biến va cần phải ức chế. Chẳng hạn: - Trong chế biến rau quả, để tránh sự thay đổi màu sắc, ngăn ngừa nước trái cây bị đục và lắng cặn, nâng cao độ đặc dính của mứt rau quả, không làm sẫm màu rau quả sấy, giảm sự hao hụt vitaminC, ... thì phải thuần hoá hoạt tính của các enzyme như perpxydase, polyphenoloxydase, ascorbinoxidase,... - Trong sản xuất sữa, cần phải phá hủy enzyme lipase vì đây là một trong những nguyên nhân làm hư hỏng sữa do chúng phân hủy chất béo trong sữa gây ra vị đắng và mùi hôi. 44 - Trong sản xuất dầu thực vật, enzyme lipase thuỷ phân glycerid thành glycerin và các acid béo. Quá trình bày làm giảm chất lượng hạt dầu. Hoặc enzyme lipoxigenase là enzym xúc tác cho phản ứng tạo thành hydroperoxyd của các acid béo không no (là những chất độc). Khả năng hoạt động của enzyme phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH, nồng độ enzyme, nồng độ cơ chất,..... Vì vậy, để tăng cường hay ức chế hoạt lực của enzyme, người ta sẽ điều chỉnh những yếu tố này. Và do enzyme có bản chất là protein nên thông thường, người ta hay sử dụng nhiệt độ, pH để ức chế hay tăng cường hoạt lực của chúng. Ngoài ra, người ta còn sử dụng một số phương pháp khác như sunfit hóa để ức chế enzyme oxy hóa,... Tuy nhiên, khi gia nhiệt, enzyme bị đình chỉ nhưng có thể hồi phục trong quá trình tồn trữ. Do đó khi thanh trùng phải có thời gian giữ nhiệt dài hơn thời gian mà enzyme có thể tồn tại được tại nhiệt độ đó thì enzyme mới bị vô hoạt. Lợi dụng hay khống chế một cách hợp lý hoạt tính của enzyme là cơ sở xử lý có hiệu quả trong việc tiến hành chế biến và bảo quản thực phẩm. Tóm lại, hiểu về cấu tạo, thành phần hóa học của nguyên liệu cũng như về những biến đổi xảy ra trong nguyên liệu khi bảo quản và chế biến sẽ có được chế độ công nghệ hợp lý và lựa chọn được trang thiết bị phù hợp, tạo ra sản phẩm có giá trị thương phẩm cao. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày những đặc điểm về cấu tạo của các nguyên liệu: hạt, rau quả, thịt, cá, trứng, sữa, hạt dầu, đường, chè, cà phê, ca cao có ảnh hưởng đến quá trình chế biến các sản phẩm thực phẩm. 2. Thành phần hóa học trong các nguyên liệu nêu trên và sự biến đổi của chúng khi bảo quản, chế biến có ảnh hưởng như thế nào đến chât lượng thành phẩm làm ra? 3. Cần lưu ý những biện pháp gì để điều chỉnh sự chế biến đổi của từng thành phần trong nguyên liệu theo chiều hướng tích cực, tạo ra sản phẩm phù hợp yêu cầu chất lượng? TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Trọng Cẩn (2009), Bài giảng Công nghệ bảo quản và chế biến thịt cá. [2]. Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng (1990), Công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản tập 1, tập 2, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. [3]. Ths. Hồ Thị Duyên Duyên (chủ biên), Ths.Đặng Thị Mộng Quyên , Ths.Tạ Thị Tố Quyên (2007), Giáo trình chế biến thủy sản , (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm. [4]. Quách Đĩnh, Nguyễn Vân Tiếp, Nguyễn Văn Thoa (2008), Bảo quản và chế biến rau quả, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [5]. Trần Xuân Hiền (2005), Giáo trình chế biến thực phẩm đại cương (lưu hành nội bộ), Trường Đại học An Giang. [6]. Ths.Trương Hồng Linh (Chủ biên), Ths.Nguyễn Thị Hồng Ngân, Ths. Châu 45 Thành Hiền (2010), Giáo trình công nghệ chế biến chè, cà phê, ca cao(lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm. [7]. Ths.Nguyễn Thị Hồng Ngân (Chủ biên), Ths.Trương Hồng Linh, Ths.Nguyễn Thị Thuỳ Linh (2005), Công nghệ chế biến rau quả (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm. [8]. Nguyễn Ngộ (1984), Công nghệ sản xuất đường mía, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [9]. Ths.Nguyễn Thị Thu Thùy (2012), Bài giảng công nghệ chế biến dầu thực vật (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm. [10]. Nguyễn Thị Tuyết (2005), Giáo trình thương phẩm hàng thực phẩm, NXB Hà Nội. [11]. Kitrigin V.P. (1981), Chế biến hạt dầu, Nhà xuất bản Nông nghiệp. [12]. Hui.Y.H (2004), Handbook of vegetable and processing, copyright by Marcel Dekker.Inc. [13]. Wim Jongen (2002), Fruit and vegetable processing, Woodheade publishing limited, Cambridge England. 46 CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ĐÓNG HỘP Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp phát triển góp phần giải quyết nhu cầu thực phẩm cho các vùng công nghiệp, các thành phố, địa phương thiếu thực phẩm, cho khách du lịch , thám hiểm, quốc phòng và điều hòa nguồn thực phẩm , nhờ công nghệ đồ hộp mà chuối , dứa và nhiều trái cây nhiệt đới khác trở nên quen thuộc với người dân vùng ôn đới và các loại nguyên liệu chỉ có về mù a hạ như anh đào , mơ, mận vẫn hiện diện trên bàn ăn của người dân vào mùa đông. Ngành đồ hộp là ngành đầu tư ít , xây dựng dễ dàng nhưng thu hồi vốn nhanh chóng vì vậy sẽ góp phần tích lũy vốn cho công cuộc kiến thiết đấ t nước. Mặt khác nó còn thúc đẩy các ngành khác như trồng trọt , chăn nuôi, khai thác và nuôi trồng thủy sản... phát triển. Đồng thời các sản phẩm đồ hộp sẽ góp phần tăng nguồn hàng xuất khẩu, tăng cường sự trao đổi hàng hóa trong và ngoài nước, thúc đẩy sự phát triển kinh tế của đất nước . Sự phát triển của ngành công nghiệp đồ hộp còn góp phần vào công cuộc ổn định xã hội do tạo được cơ hội việc làm cho phần đông người dân lao động. Hiện nay, nhờ các ngành cơ khí , điện lực, chất dẻo,... phát triển mạnh nên ngành công nghiệp đồ hộp được cơ khí , tự động hóa ở nhiều dây chuyền sản xuất . Các ngành khoa học như hóa học , vi sinh vật học , công nghệ sinh học cũng ngày càng phát triển mạnh và được ứng dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm nói chung và đồ hộp nói riêng, giúp giá trị dinh dưỡng của thực phẩm được nâng cao và thời gian cất giữ được lâu hơn. 1. PHÂN LOẠI ĐỒ HỘP THỰC PHẨM Hiện nay ở nước ta cũng như ở các nước khác đã sản xuất được rất nhiều sản phẩm đồ hộp từ rất nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau : từ rau, quả, thịt, cá, tôm, cua, sữa ... Tuy nhiên, có thể phân chia chúng thành các nhóm sau: 1.1. Các loại đồ hộp chế biến từ rau * Đồ hộp rau tự nhiên: Loại đồ hộp này chế biến từ rau tươi , không qua các quá trình chế biến sơ bộ bằng nhiệt , nên sản phẩm vẫn còn giữ được tính chất gần giống như nguyên liệu ban đầu. Trước khi sử dụng loại đồ hộp này, thường phải chế biến hay phải nấu lại. * Đồ hộp rau nấu thành món: Rau được chế biến cùng với thịt , cá, dầu, đường, muối, cà chua cô đặc và gia vị khác , đem rán hay hấp . Loại đồ hộp này dùng để ăn ngay mà không cần nấu lại. * Đồ hộp rau ngâm giấm: Chế biến từ rau với giấm đường, muối, gia vị khác, loại đồ hộp này dùng trực tiếp trong bữa ăn. * Đồ hộp rau muối chua: Là các loại rau cho lên men lactic, loại đồ hộp này cũng dùng để ăn ngay, không cần nấu lại. * Đồ hộp sốt cà chua : Chế biến từ cà chua, có thêm các nguyên liệu phụ như: đường, muối, giấm, dầu và các gia vị khác. * Đồ hộp cà chua cô đặc: Đây là bán chế phẩm , dùng để nấu nướng và chế biến sốt của một số đồ hộp thịt, cá. * Đồ hộp nước rau: Các loại đồ hộp nước giải khát (có chứa nhiều chất dinh dưỡng), được chế biến từ các loại rau, củ có thể làm nước uống được. 47 1.2. Các loại đồ hộp chế biến từ quả * Đồ hộp quả nước đường: Loại đồ hộp này được chế biến từ các loại quả, qua các quá trình xử lý sơ bộ, rồi ngâm trong dung dịch nước đường, loại đồ hộp này còn giữ được tính chất đặc trưng của nguyên liệu. * Đồ hộp nước quả: Đồ hộp nước quả dùng để uống trực tiếp hoặc lấy nước quả để chế biến mứt đông, sirô quả, rượu...Có 2 dạng chính: - Dạng nước quả không có thịt quả: Chế biến bằng cách ép để lấy dịch bào, lượng thịt quả có rất ít. - Dạng nước quả có thịt quả: Chế biến bằng cách chà lấy thịt quả, bao gồm dịch bào và phần mềm của quả. * Đồ hộp mứt quả: Chế biến từ quả, cô đặc với đường đến hàm lượng chất khô 65÷70%. Gồm nhiều dạng: - Mứt đông: Chế biến từ nước quả trong suốt, sản phẩm có trạng thái đông và trong suốt. - Mứt nhuyễn: Chế biến từ quả nghiền mịn, sản phẩm đặc, nhuyễn. quả. - Mứt miếng đông: Chế biến từ miếng quả, sản phẩm là 1 khối đông lẫn miếng - Mứt rim: Chế biến từ nguyên quả nấu với đường, sản phẩm dạng nguyên quả, ở dạng sirô đặc. - Mứt khô: Chế biến từ nguyên quả hoặc cắt miếng sản phẩm dạng khô, đường ở dạng kết tinh. 1.3. Các loại đồ hộp chế biến từ thịt * Đồ hộp thịt tự nhiên: Là loại đồ hộp không thêm gia vị, ở dạng bán chế phẩm. * Đồ hộp thịt gia vị: Là loại đồ hộp chế biến từ thịt nạc, có thể có 1 ít mỡ. Thịt chế biến cho vào hộp là thịt tươi, thịt đã nấu hoặc rán với gia vị. * Đồ hộp thịt đậu: Chế biến từ thịt với các loại đậu và gia vị. * Đồ hộp chế biến từ thịt đã chế biến: Như xúc xích, jampon, paté, lạp xưởng... * Đồ hộp thịt gia cầm: Chế biến từ thịt gà, vịt, ngỗng...với gia vị. * Đồ hộp thịt ướp, thịt hun khói: Thịt được muối NaNO3, NaNO2 và xông khói. 1.4. Các loại đồ hộp chế biến từ thủy sản * Đồ hộp thủy sản không gia vị: Là loại đồ hộp được chế biến t ừ nguyên liệu thủy sản nhưng không có bổ sung gia vị trong quá trình chế biến . Bao gồm một số loại sau: đồ hộp cá thu không gia vị, đồ hộp tôm không gia vị, đồ hộp cua không gia vị, đồ hộp nhuyễn thể không gia vị. * Đồ hộp thủy sản có gia vị: Là loại đồ hộp được chế biến từ nguyên liệu thủy sản có bổ sung các gia vị trong quá trình chế biến . Bao gồm một số loại sau: đồ hộp cá có gia vị, đồ hộp mực có gia vị. * Đồ hộp cá sốt cà chua: Được chế biến từ các loại cá biển, hấp, sấy hoặc rán , cùng với sốt cà chua. 48 * Đồ hộp cá ngâm dầu: Được chế biến từ các loại cá đã qua các quá trình hun khói, sấy, hấp hoặc rán , ngâm trong dầu . Bao gồm một số loại sau : đồ hộp cá ngâm dầu, đồ hộp cá hun khói ngâm dầu, đồ hộp lươn hun khói ngâm dầu. 1.5. Các loại đồ hộp chế biến từ sữa * Đồ hộp sữa cô đặc có đường: Là sản phẩm sữa được bốc hơi nước ở trong nồi cô chân không . Quá trình cô đặc sữa ở nhiệt độ không cao lắm nên chất lượng sữa không thay đổi nhiều. * Đồ hộp sữa bột: sữa sau khi cô đặc , được sấy khô . Có thể sấy theo 2 phương pháp là sấy nóng và sấy lạnh (sấy thăng hoa ). Sấy lạnh bảo đảm được phẩm chất của sữa hơn, nhưng tốn kém nhiều năng lượng và thời gian . * Đồ hộp sữa tươi: Sữa không qua giai đoạn chế biến lại, chỉ khử trùng, cho ra thành phẩm. Ngoài ra còn có những loại đồ hộp sữa lên men, cho ra sản phẩm có hương vị khác sữa như yaourt, sữa chua... 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ĐÓNG HỘP 2.1. Quy trình công nghệ tổng quát chế biến thực phẩm đóng hộp Đồ hộp thực phẩm rất đa dạng, mỗi loại sản phẩm có cách chế biến khác nhau, dùng các thiết bị khác nhau. Nhưng phần lớn các loại đồ hộp đều được chế biến theo quy trình công nghệ cơ bản như hình 3.1 ở trang sau. 2.2. Thuyết minh quy trình tổng quát Công nghệ đóng hộp thực phẩm gồm nhiều công đoạn khác nhau nhưng nhìn chung có thể chia thành các giai đoạn cơ bản như , chuẩn bị (xử lý) nguyên liệu , cho sản phẩm vào bao bì , bài khí trong bao bì , ghép kín và thanh trùng để bả o quản trong một thời gian dài mà sản phẩm không bị hư hỏng. 2.2.1. Lựa chọn, phân loại Lựa chọn là l oại bỏ những phần nguyên liệu không đủ quy cách để chế biến. Chẳng hạn, rau quả phải loại bỏ phần bị sâu bệnh, thối hỏng, quá non, úa,...; gia súc, gia cầm phải loại những con bị bệnh; thủy hải sản phải loại bỏ những con bị ươn thối. Phân loại nhằm phân chia nguyên liệu thành các phần có tính chất giống nhau, có cùng kích thước, hình dáng, màu sắc, trọng lượng... để có chế độ xử lý thích hợp cho từng loại và giúp thành phẩm có phẩm chất được đồng đều. Lựa chọn và phân loại được tiến hành ngay sau khi tiếp nhận nguyên liệu hoặc sau khi rửa. Đây là khâu quan trọng có ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình chế biến và chất lượng sản phẩm sau này. Việc lựa chọn, phân loại có thể được thực hiện theo phương pháp thủ công hoặc cơ giới hóa. Phương pháp lựa chọn, phân loại thủ công được tiến hành khi cho nguyên liệu di chuyển trên các băng tải hoặc bàn phân loại (hình 3.2, 3.3). Tuy nhiên, phương pháp này thường cho năng suất không cao và chất lượng phân loại phụ thuộc nhiều vào sức khỏe người công nhân vận hành. 49 Hình 3.2. Phân loại rau quả trên băng tải Hình 3.3. Phân loại cá trên bàn phân loại Nguyên liệu Lựa chọn, phân loại Rửa Xử lý cơ học Xử lý nhiệt Vào hộp Bài khí - Ghép kín Thanh trùng – Tiệt trùng Bảo quản đồ hộp Sản phẩm đóng hộp Hình 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát chế biến thực phẩm đóng hộp 50 Để hạn chế nhược điểm của phương pháp lựa chọn , phân loại thủ công thì người ta có thể cơ khí hóa việc lựa chọn, phân loại dựa trên sự khác nhau về màu sắc , kích thước và khối lượng riêng của nguyên liệu . Ở các nhà máy có công suất lớn thường dùng các máy phân loại có năng suất cao như : máy phân loại băng tải trục quay , máy phân loại dây cáp dùng để phân loại quả tròn như: cam, quýt..; Máy phân loại kiểu trục quay dùng để phân loại theo kích thước cho nguyên liệu có hình dáng ovan như trứng , chanh, kiwi ...; Đối với các nguyên liệu có kích thước nhỏ như hạt đậu, ngô ... có thể sử dụng hệ sàng. Các nguyên liệu có kích thước nhỏ hơn lỗ sàng sẽ rơi xuống tấm sàng bên dưới nhờ lực trọng trường . Với hệ nhiều sàng ta sẽ nhận được những phần nguyên liệ u giống nhau về kích thước qua mỗi sàng. Ngoài ra, để phân loại các loại hạt họ đậu có thể sử dụng thiết bị chọn nổi như ở hình 3.4, thiết bị này phân loại theo trọng lượng riêng của từng nguyên liệu . Trong nước các hạt nhẹ (hạt bị lép hay sâu mọt...) sẽ nổi lên trên bề mặt và được nước thổi ra bên ngoài theo đường riêng , các hạt chìm hay có chất lượng tốt thì được gom lại theo đường riêng. 1. Bơm 2. Ống phun 3. Phễu nạp liệu 4. Máng chuyển phế liệu 5. Máng chuyển thành phẩm 6. Lưới sàng 7. Bể chứa nước 8. Ống hút Hình 3.4. Sơ đồ máy phân loại thuỷ lực Khi sản xuất các sản phẩm cần đảm bảo sự đồng đều về màu sắc và độ chín có thể sử dụng máy phân loại bằng tế bào quang điện như hình 3.5. 1. Phễu nạp liệu 2. Băng tải rung 3. Máng tự trượt 4. Nền cho hạt thể hiện màu 5. Cấu trúc nguyên liệu không đạt chuẩn 6. Phân tử quang điện 7. Bộ phận phóng điện 8. Nguyên liệu đạt yêu cầu 9. Nguyên liệu không đạt yêu cầu 10. Bộ phận điều khiển cơ cấu loại nguyên liệu 11. Ăc quy 12. Bảng điều khiển Hình 3.5. Phân loại bằng tế bào quang điện 51 Nguyên liệu cho vào phễu nạp liệu 1, được băng tải rung 2 đưa vào máng trượt 3 sao cho mỗi lần chỉ một đơn vị nguyên liệu rơi xuống . Góc nghiêng của máng cũng như hình dạng và lớp vật liệu lót bên tro ng máng có thể thay đổi để kiểm soát vận tốc của nguyên liệu khi chúng đi qua phân tử quang diện . Màu sắc phản chiếu từng phần tử nguyên liệu được phân tử quang điện ghi nhận , sau đó so sánh với màu chuẩn đã định trước. Các nguyên liệu không đạt yêu cầu sẽ bị loại ra ngoài nhờ cơ cấu thổi nén. Các loại hạt như lạc , đậu, ngô, gạo..., cà rốt cắt khoanh hay trái cây nhỏ mơ mận... có thể sử dụng thiết bị này và thời gian phân loại rất nhanh. , 2.2.2. Rửa nguyên liệu Quá trình rửa được thực hiện nhằm mục đích loại trừ các tạp chất và các chất bẩn khác bám xung quanh nguyên liệu , đồng thời làm giảm một lượng lớn vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu. Sau khi rửa xong lượng vi sinh vậ t có thể giảm đi vài nghìn lần đến vài chục nghìn lần so với trước khi rửa , lượng các tạp chất cũng giảm đi một cách đáng kể . Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không bị dập nát và ít bị tổn thất chất dinh dưỡng. Đối với gia súc trước khi giết mổ cần tắm rửa cho chúng bằng nước ấm và quá trình rửa được thực hiện trong phòng chuyên dùng. Đối với rau quả, quá trình rửa diễn ra qua 3 giai đoạn: ngâm, rửa và rửa xối (hình 3.6). Giai đoạn ngâm giúp mặt ngoài nguyên liệu thấm đều nước, làm bở cáu bẩn và hòa tan dư lượng thuốc hóa học. Giai đoạn rửa giúp làm sạch nguyên liệu và rửa xối sẽ lấy đi phần tạp chất còn bám lại trên bề mặt rau quả sau khi rửa. Thời gian rửa phụ thuộc vào giai đoạn đầu tức là phụ thuộc vào tính chất hóa lý của chất bẩn, sức bám chặt của nó vào nguyên liệu rửa và khả năng tác dụng của dung dịch rửa. Hình 3.6. Rửa cà chua qua 2 giai đoạn Để tăng tác dụng của giai đoạn rửa có thể sử dụng một số biện pháp cơ học như , dùng cánh khuấy , cọ bàn chải , thổi khí hay có thể sử dụng biện pháp tăng nhiệt độ để rửa hoặc dùng các dung dịch tẩy rửa . Tuy nhiên, trong thực tế rất ít dùng dung dịch kiềm để rửa vì tốn nhiều nước để rửa sạch kiềm. Tăng cường rửa bằng phương pháp nhiệt cũng ít được sử dụng vì nguyên liệu bị tổn thất chất dinh dưỡng và tổn hao năng lượng . Thường hay sử dụng cách khuấy trộn cơ học như dùng bàn chải gắn trên trục trong thùng rửa hoặc dùng cách thổi khí để tăng ma sát giữa nguyên liệu với nguyên liệu và với nước rửa. Quá trình rửa xối sử dụng vòi nước phun có áp lực 2÷3 atm. Việc sử dụng vòi phun có áp lực không chỉ tác dụng lên một phần trên bề mặt nguyên liệu mà còn tác dụng lên toàn bộ nguyên liệu. Ở các nhà máy đồ hộp nhỏ thì việc rửa nguyên liệu có thể thực hiện theo phương pháp thủ công , nhưng với các nhà máy có công suất lớn , tùy thuộc vào đặc điểm nguyên liệu mà có thể sử dụng các cơ cấu máy rửa khác nha u như máy rửa bơi chèo , máy rửa thổi khí, máy rửa kiểu tang trống, máy rửa kiểu rung... - Máy rửa thùng quay : Thùng quay tạo ra tác dụng cơ học , chà xát lên mặt ngoài 52 nguyên liệu cần rửa . Thùng quay thường có cấu tạo hình nón, nên việc vận chuyển nguyên liệu cần rửa qua máy được liên tục. - Máy rửa sàng lắc: Máy rửa sàng lắc làm việc theo phương pháp xối. Nguyên liệu trong quá trình rửa, do tác dụng chuyển động của sàng, bị cọ xát lên nhau, lên mặt sàng và được nước từ trên phun xuống xối sạch. Do sàng đặt nghiêng và tác dụng lắc 2 chiều của sàng làm cho nguyên liệu chuyển liên tục từ chỗ vào đến chỗ ra. Máy dùng để rửa các loại nguyên liệu như quả tròn cứng hoặc các loại hạt, ngoài ra còn dùng làm nguội nguyên liệu sau khi xử lý nhiệt. - Máy rửa bằng thủy lực: Dùng để rửa các loại hạt như đậu, ngô non đem vào đóng hộp v.v... Nó đồng thời vừa rửa vừa tách riêng ra các tạp chất nặng lẫn vào nhau như sạn, cát, sắt vụn ... và các tạp chất nhẹ như vỏ, rác hoặc các hạt lép... - Máy rửa bơi chèo (hình 3.7) có cấu tạo gồm 1 thùng đựng nước bên trong có gắn cánh khuấy loại bơi chèo. Khi cánh khuấy quay, nguyên liệu di chuyển cùng với vòi nước và được làm sạch, sau đó hệ thống hoa Hình 3.7. Máy rửa bơi chèo sen sẽ tráng sạch đất cát. Máy này có hiệu quả rửa cao , dùng để rửa các loại quả cứng như cà rốt tây... , khoai Nước rửa cũng như nước dùng trong khi chế biến (như chần , pha chế ) phải là nước sử dụng cho thực phẩm , đảm bảo các chỉ tiêu theo quy định của Bộ y tế . Nước phải trong, không màu, không mùi vị. Chỉ tiêu nước dùng trong chế biến thực phẩm được trình bày ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm Tiêu chuẩn Chỉ tiêu 1. Chỉ tiêu vật lý Mùi vị Độ trong (ống Dienert) Màu sắc (thang màu coban) 2. Chỉ tiêu hóa học pH Độ cặn cố định (đốt ở 6000C) Độ cứng toàn phần (độ Đức) Độ cứng vĩnh viễn CaO MgO Fe2O3 MnO Không 100 ml 50 6,0÷7,8 75÷150 mg/l Dưới 150H 70H 50÷100 mg/l 50 mg/l 0,3 mg/l 0,2 mg/l 53 Tiêu chuẩn Chỉ tiêu -3 BO4 SO4-2 NH+4 NO-2 NO-3 Pb As Cu Zn F 3. Chỉ tiêu vi sinh vật Tổng số VSV hiếu khí Chỉ có Coli (Số VK coli/1000 ml nước) Chuẩn số Coli (Lượng ml nước có 1 vi khuẩn coli) Vi sinh vật gây bệnh 1,2÷2,5 mg/l 0,5 mg/l 0,1÷0,3 mg/l Không có Không có 0,1 mg/l 0,05 mg/l 2,00 mg/l 5,00 mg/l 0,3÷0,5 mg/l < 100 CFU/ml < 20 > 50 Không có Độ cứng của nước rửa không quá 20mg đương lượng/lít, khi dùng nước có nhiều hợp chất của sắt, màu sản phẩm dễ bị sẫm màu, do phản ứng giữa sắt với tanin. Nếu dùng nguồn nước ở sông, hồ thì phải qua hệ thống lọc trong và sát trùng. Lọc và làm trong nước bằng cách cho qua nhiều lớp sỏi , cát, than hoặc đánh phèn . Có thể dùng chlorin, hoặc các hợp chất chứa Cl2: Clorua vôi, Javel... để sát trùng. 2.2.3. Xử lý cơ học Tùy theo đặc điểm của từng nguyên liệu và y êu cầu sản phẩm cuối cùng trong quá trình chế biến mà quá trình xử lý cơ học sẽ bao gồm các công đoạn như làm sạch , cắt, xay, nghiền, ép, chà, đồng hóa, lọc,... a. Làm sạch nguyên liệu Mục đích chính của quá trình này l à loại bỏ những phần không ăn được hoặc những phần có giá trị thấp , không phù hợp với yêu cầu sản xuất như vỏ quả , hạt của trái cây, rễ rau củ, vảy cá, lông gia súc ... Do đặc điểm của các nguyên liệu khác nhau và yêu cầ u làm sạch khác nhau nên công đoạn này cũng được thực hiện theo các phương pháp khác nhau như phương pháp thủ công, cơ khí, hóa chất, nhiệt độ,... hoặc kết hợp các phương pháp này với nhau nhằm nâng cao hiệu quả làm sạch . Hiện nay một số loại máy đã được chế tạo để gọt vỏ các loại quả chẳng hạn , máy gọt vỏ cam , quýt, lê, táo, các loại máy tách vỏ đậu, vỏ lạc; các loại máy làm sạch cá như máy đánh vảy cá, máy bóc da cá; các loại máy làm sạch lông gia súc, gia cầm, v..v.. * Phương pháp làm sạch bằng nhiệt - Đối với rau quả , có thể sử dụng tác dụng của nhiệt độ bằng các phương pháp chần, hấp bằng hơi nước hoặc sử dụng lò đốt điện sẽ làm cho vỏ quả tách ra dễ dàng. Ví dụ : Chần cam quýt bằng cách nhúng vào nước sôi 1 phút hay nước nóng 0 80÷90 C trong 1,5 phút, như vậy thời gian bóc vỏ và tách xơ sẽ nhanh 4÷5 lần so với khi không xử lý nhiệt. Cho mận, hành... vào lò đốt điện ở nhiệt độ 1000C trong khoảng 54 thời gian 0,5÷1 phút, vỏ bị cháy và bong ra khi rửa lại bằng nước dưới lớp vỏ thì không bị ảnh hưởng bởi nhiệt. , còn lớp thịt quả - Đối với gia súc , gia cầm, tiến hành làm sạch lông gia sú c, gia cầm bằng cách nhúng gia súc , gia cầm vào nước đã đun nóng 80÷900C hoặc dội nước đã đun sôi lên gia súc, gia cầm nhằm làm mềm lông và tách lông ra khỏi lớp da một cách dễ dàng . * Phương pháp làm sạch bằng hóa chất Đối với các quả có vỏ mỏng như mận, ổi, cà rốt, khoai tây, cà chua, múi cam, quýt người ta dùng dung dịch kiềm để bóc vỏ. Tác dụng bóc vỏ của kiềm là thủy phân protopectin thành pectin hòa tan, nhờ đó làm yếu liên kết giữa lớp vỏ với lớp thịt quả. Thường sử dụng xút (NaOH), so đa (Na2CO3) hoặc hỗn hợp so đa-xút. Nếu dùng so đa thì tác dụng bóc vỏ kém hơn xút nhưng khi rửa lại chóng sạch hơn xút. Tác dụng bóc vỏ của dung dịch kiềm phụ thuộc vào nhiệt độ , nồng độ và thời gian ngâm nguyên liệu trong dung dịch. Khi xử lý bằng dung dịch kiềm nên nâng nhiệt độ lên để tăng tác dụng của hóa chất , nhiệt độ càng cao thì tác dụng của hóa chất càng mạnh. Sau khi ngâm trong dung dịch kiềm , nguyên liệu được rửa sạch lại trong nước rửa luân lưu hoặc bằng tia nước phun mạnh . Nước rửa lại có thể sử dụng nước nóng hoặc nước lạnh . Phương pháp này cho kết quả cao và tổn thất nguyên liệu thấp . Như vậy, bằng cách dùng dung dịch kiềm , việc bóc vỏ rau quả trở nên dễ dàng hơn nhiều nhưng phương pháp này có nhược điểm là lượng vỏ rau quả thấm kiềm thải ra quá lớn nên tốn chi phí để xử lý. * Phương pháp làm sạch bằng cơ học Phương pháp này thường dùng máy làm sạch bằng tác dụng cơ học , tùy theo yêu cầu làm sạch mà sử dụng loại máy thích hợp . Bản chất của quá trình làm sạch vỏ bằng cơ học là tạo nên sự va chạm và chà xát của nguyên liệu lên bề mặt nhám của thiết bị , làm cho lớp vỏ rau quả, vảy cá, lông gia cầm... 1 trên bề mặt của nguyên liệu bị tróc ra rồi dùng nước xối đi. - Để làm sạch vỏ lụa của các loại củ khoai tây, cà rốt... có thể sử dụng máy bóc vỏ cơ học. Các máy bóc vỏ bằng cơ học chủ yếu hoạt động theo kiểu “máy cạo vỏ” (hình 3.8), nghĩa là dùng các trục lăn có bề mặt nhám để cạo lớp vỏ bên ngoài của nguyên liệu. 3 2 Thân máy có dạng hình nón cụt , bên Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lý máy cạo vỏ trong có các trục lăn với các bề mặt nhám 2 quay quanh trục của chúng , đồng thời quay 1. Chiều quay của thân máy; 2. Trục nhám; quanh bộ phận cấp liệ u 3. Nguyên liệu vào 3. Vít tải liệu máy sẽ được cạo vỏ nhờ các bề mặt nhám của trục lăn 2, chúng cũng chịu tác dụng của lực ma sát giữa nguyên liệu với nhau và với bề mặt trong của thân máy hay vít tải. Tùy thuộc thời gian nguyên liệu ở trong máy lâu hay mau mà lượng vỏ của nguyên liệu được bóc tách ra nhiều hay ít . Thời gian bóc vỏ có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh tốc độ vít tải liệu 3. Các vít tải có đục lỗ để phun nước từ tâm vít tải vào trong máy, rửa trôi các mảnh vỏ vừa được cạo ra và làm sạch các trục cọ vỏ . Loại này thích hợp hơn cả khi gọt vỏ 55 các loại có bề mặt nhẵn , đối với các loại củ có nhiều mấu lồi lõm (như: dứa...) thì cần phải cắt nguyê n liệu này bằng phương pháp thủ công trước khi cho vào máy gọt nếu không lớp vỏ bị gọt sẽ rất dày và tổn thất nguyên liệu sẽ lớn. - Để làm sạch vảy cá cũng dùng máy đánh vảy có cấu tạo tương tự như các máy làm sạch vỏ củ, nguyên tắc làm việc của máy đánh vảy cá là tạo nên sự va chạm , chà xát giữa bề mặt cá và thành trong của thiết bị để vẩy tróc ra , rồi dùng vòi nước xối đi (hình 3.9). Để làm sạch lông gia cầm cũng sử dụng máy làm sạch cơ học có nguyên tắc tương tự như các máy cạo vỏ củ ở trên . Máy có cấu tạo gồm thân hình nón cụt , bên trong có các trục quay với bề mặt nhám như hình 3.10. Hình 3.10. Máy làm sạch lông gia cầm Hình 3.9. Máy đánh vảy cá b. Cắt, xay, nghiền nguyên liệu Trong sản xuất đồ hộp, công đoạn cắt, xay, nghiền nguyên liệu được thực hiện để làm nhỏ nguyên liệu , tạo điều kiện thuận lợi cho các qu á trình chế biến tiếp theo như chuẩn bị cho công đoạn ép, chà,... hoặc để tạo hình dạng đặc trưng cho sản phẩm. Công đoạn này có thể được thực hiện theo phương pháp thủ công hoặc cơ khí hóa. Nếu thực hiện thủ công sẽ tốn nhiều công sức mà mức độ đồng đều lại kém. Vì vậy, người ta thường dùng máy để nâng cao năng suất và đảm bảo tính đồng 1 đều của sản phẩm sau khi cắt, xay, nghiền. * Xay, nghiền: Tùy theo mức độ làm nhỏ của nguyên liệu mà có thể chia ra: nghiền nhỏ, nghiền mịn... Nghiền nhỏ là nghiền đến kích thước tối thiểu 1,00mm, thường gặp ở các máy nghiền rau quả, máy xay thịt. - Trong sản xuất đồ hộp rau quả , có thể sử dụng các loại máy nghiền như máy nghiền 1 trục, là loại máy co số vòng quay của trục nghiền rất lớn , thường dùng để nghiền nhỏ các loại rau 2 5 4 3 Hình 3.11. Máy nghiền 2 trục kiểu dao cong 1. Phễu nạp liệu; 2. Bánh đai truyền động; 3. Phễu tháo sản phẩm 4. Trục gắn dao; 5. Dao xé (đĩa dao) 56 quả tương đối cứng; hoặc có thể sử dụng máy nghiền 2 trục (hình 3.11.) để nghiền các loại quả mềm hơn như cà chua, dứa... với lực nghiền không lớn lắm. - Trong công nghệ sản xuất đồ hộp thủy sản hay súc sản , để làm nhỏ nguyên liệu với kích thước bé thì có thể sử dụng các loại máy xay nhỏ (hình 3.12.). Nguyên liệu từ phễu nạp liệu (1) vào khoang làm việc, nhờ trục vít, nguyên liệu được chuyển đến cơ cấu xay. Dưới tác dụng của lực cắt sinh ra khi dao cắt quay mà nguyên liệu được làm nhỏ. Sản phẩm đi qua các lưới kim loại dưới tác dụng của áp lực do trục vít tạo ra và được thu hồi qua lưới kim loại cuối cùng. 6 5 6 5 Hình 3.12. Máy xay nhỏ dạng trục vít 1. Phễu nạp liệu; 2. Thân máy; 3. Vít tải; 4. Cơ cấu xay; * Cắt định hình 5. Lưỡi dao hình chữ thập; 6. Lưới kim loại Để thái miếng, cắt khoanh các loại củ, quả như su hào, cà rốt, cà tím, dứa,…, người ta dùng các máy thái lát (hình 3.13.) 1 2 1 4 6 5 2 3 5 4 3 3 2 2 (a) (b) Hình 3.13. Máy thái lát (a) Đĩa quay nằm ngang; (b) Đĩa quay thẳng đứng 1. Phễu nạp liệu; 2. Lưỡi dao; 3. Đĩa dao; 4. Sản phẩm; 5. Trục quay; 6. Phễu tháo sản phẩm Khi làm việc, đĩa dao (3) nhận chuyển động quay từ động cơ qua trục (5). Nguyên liệu từ phễu nạp liệu (1) đi xuống hốc sâu do trọng lực của bản thân củ, quả và được thái lát bởi các dao cắt (2). Lát thái sẽ chui qua cửa khoét trên đĩa xuống phễu tháo sản phẩm. Để thay đổi chiều dày các lát thái, người ta thay đổi khoảng cách từ 57 dao đến đĩa. Có thể điều chỉnh khoảng cách này để thái được những lát có chiều dày từ 5÷10mm. Lưỡi dao là bộ phận hoạt động chủ yếu của thiết bị cắt nhỏ. Tùy theo mục đích làm nhỏ và đặc tính nguyên liệu, có thể dùng loại dao phẳng, dao đĩa hay dao cong... Lưỡi dao phẳng thường dùng để cắt các nguyên liệu hơi cứng như su hào , củ cải, bí, bầu, cà rốt, thịt nạc...; lưỡi dao răng cưa dùng để cắt các nguyên liệu cứng như cá , thịt có nhiều xương hoặc đang đông cứng , các củ cứng như củ dền ...; lưỡi dao hình đĩa để cắt nguyên liệu dai , mềm như cá , thịt; lưỡi dao hình lưỡi liềm dùng để cắt lát khoanh lớn các nguyên liệu không dòn, cứng như khi cắt khoanh dứa. c. Ép nguyên liệu Khi sản xuất nước quả hay dầu cá , cần phải tách phần lỏng ra khỏi bã , thường dùng phương pháp ép . Khi ép , nguyên liệu chịu áp lực tăng dần làm cho phần lỏng trong nguyên liệu chảy ra , phần còn lại là bã é p. Khi chế biến thịt , cá người ta cũng dùng phương pháp ép nếu cần tách nước và chất béo. Để nâng cao hiệu suất ép , nguyên liệu cần phải được xử lý trước sao cho màng nguyên sinh chất của tế bào trong mô cơ hay mô thịt quả bị tổn thương, tăng tính thấm. Các biện pháp được sử dụng để đạt điều này gồm : xử lý cơ , xử lý nhiệt , sử dụng chế phẩm enzyme, sử dụng hóa chất... Thông thường , trong các nhà máy chế biến đồ hộp có thể sử dụng một số loại máy như: máy ép trục vít , máy ép thủy lực , máy ép trục , máy ép băng ... Máy ép trục vít (hình 3.14) là máy ép làm việc liên tục dùng để ép nước rau quả, ép cá, ... Khi làm việc, động cơ sẽ truyền chuyển động quay tới trục vít. Nguyên liệu từ phễu nạp liệu (1) đi vào xi lanh. Nhờ trục vít, nguyên liệu di chuyển từ đầu đến cuối xi lanh và chịu một áp lực ép tăng dần. Dưới tác dụng của lực ép, dịch bào tách ra khỏi nguyên liệu, chảy qua lỗ lưới lọc (7) và được thu hồi qua máng tháo sản phẩm (8). Phần bã được lấy ra ngoài qua cửa tháo bã (6). ấ Máy ép trục vít Hình 3.14. 1. Phễu nạp liệu; 2. Xilanh; 3. Trục vít; 4. Gối đỡ trục; 5. Động cơ; 6. Cửa tháp bã; 7. Lưới; 8. Máng tháo sản phẩm; 9. Van tháo sản phẩm; Để ép các nguyên liệu như dứa, nho... có thể sử dụng máy ép thuỷ lực (hình 3.15). Bơm dầu 6 có nhiệm vụ bơm hoặc hút dầu vào hoặc ra khỏi xilanh để nâng hay hạ mặt bàn chứa nguyên liệu. Nguyên liệu cần ép được gói trong các túi dạ, sau đó đặt lên bàn ép (4). Nguyên liệu cần ép được đặt trong các túi dạ hoặc túi bằng vải dầy, chắc, mỗi gói nguyên liệu. cao từ 5÷10cm. Các túi được xếp chồng lên nhau xen kẽ với các bản ép bằng gỗ. Khi thực hiện quá trình ép, bơm dầu (6) đẩy dầu vào xilanh (7) làm pittong (8) dịch chuyển lên phía trên, đồng thời nâng mặt bàn (4) lên dọc theo cột định hướng (1) và ép nguyên liệu vào tấm cố định (2). Dưới tác dụng của lực ép, 58 dịch lỏng sẽ thoát ra khỏi phần bã, tập trung tại bộ phận hứng và được thu hồi lại. Áp lực ép tăng lên dần dần và giữ khối nguyên liệu ép ở áp lực này trong một thời gian để lấy hết phần dịch lỏng. Sau khi ép, dầu được hút ra khỏi xilanh để hạ pittong và mặt bàn xuống nhằm lấy phần bã ra ngoài. Áp lực ép của máy ép này cao, có khi đạt được 4,9.106÷2,45.107N/m2, do đó hiệu suất ép của máy ép khá cao. Chẳng hạn, với dứa đã xay thì hiệu suất ép đạt 50÷60%, với ca cao thì có thể lấy ra 82% dầu. Do áp lực ép cao nên có thể dùng máy ép này vào giai đoạn cuối của quá trình ép. 1. Cột định hướng 2. Tấm cố định 3. Khoang ép 4. Mặt bàn đặt nguyên liệu ép 5. Bộ phận hứng nước ép 6. Bơm dầu 7. Xilanh 8. Pittong Hình 3.15. Máy ép thủy lực Ngoài ra ở ở nhà máy đồ hộp rau quả cò n có thể sử dụ ng máy ép băng như hình 3.16. Hình 3.16. Sơ đồ cấu tạo máy ép băng 1. Phễu nạp liệu 2. Trục nạp liệu 3. Tấm đỡ băng tải 4. Băng tải 5. Ống dẫn nước rửa 6. Trục ép chính 7. Máng hứng sản phẩm (dịch bào) 8. Ống thu hồi sản phẩm 9. Ống phun nước rửa 10. Máng hứng nước rửa 11. Khay hứng dịch bào 12. Trục căng và ép 13. Máng hứng bã 14. Trục lăn làm sạch 15. Tấm chắn 16. Trục căng Nguyên liệu cần ép được trục nạp liệu đưa từ phễu chứa (1) xuống tấm băng (4). Các trục được truyền động kéo theo sự chuyển động của tấm băng, đồng thời đưa nguyên liệu cần ép vào giữa hai tấm băng và giúp nguyên liệu di chuyển từ đầu đến cuối máy. Dưới tác dụng của lực ép sinh ra bởi sự ép sát của hai tấm băng và bởi các trục ép, dịch bào trong nguyên liệu được tách ra khỏi bã và lọt qua tấm băng, tập trung 59 tại máng hứng sản phẩm (7), sau đó được thu hồi qua ống thu hồi sản phẩm (8). Bã ép được lấy ra tại máng hứng bã (13). d. Chà nguyên liệu Công đoạn chà nguyên liệu thường được thực hiện nhằm mục đích loại bỏ xơ, hạt, vỏ ra khỏi nguyên liệu khi sản xuất các loại mứt quả mịn, nước quả có thịt quả hay khi chế biến tương cà chua, tương ớt... Để hiệu suất máy chà cao , khi chà các nguyên liệu hơi cứng như cà rốt , mơ... có thể xử lý sơ bộ bằng nhiệt (chần hay hấp) cho mềm, còn khi chà nguyên liệu có nhiều xơ như dứa thì cần phải xay , nghiền. Trong quá trình chà công nhân th ường xuyên kiểm tra bã chà (khô hay ướt) để điều chỉnh thông số làm việc của máy cho thích hợp. Có nhiều loại máy chà nhưng thường hay dùng nhất là máy chà cánh đập, có cấu tạo như mô tả hình 3.17. Động cơ truyền chuyển động quay đến trục qua đai truyền động (3). Nguyên liệu từ phễu nạp liệu (1) nhờ vít tải (2) nghiền sơ bộ và chuyển vào khoang chà (11). Nguyên liệu chịu tác dụng của lực đập của cánh chà nên tế bào bị phá vỡ, bị làm nhỏ. Và dưới tác dụng của lực ly tâm sinh ra khi cánh đập quay nên phần thịt quả lọt qua các lỗ rây (6), sau đó được thu hồi qua máng tháo sản phẩm (5). Phần bã sau khi chà di chuyển đến cuối máy và được tháo ra ngoài qua cửa tháo bã (8). 10 11 1 2 9 3 8 7 6 5 1. Phễu nạp liệu 2. Vít tải 3. Đai truyền động 4. Động cơ 5. Máng hứng sản phẩm 6. Mặt rây 7. Trục 8. Cửa tháo bã chà 9. Gối đỡ trục 10. Cánh đập 11. Khoang chà 4 Hình 3.17. Máy chà e. Đồng hoá nguyên liệu Đồng hóa là một phương pháp làm cho sản phẩm lỏng hoặc đặc được đồng nhất bằng cách làm cho các phần tử của sản phẩm trở nên có kích thước rất nhỏ (vài chục micromet). Sản phẩm đã qua đồng hóa thì tăng giá trị mùi , vị, độ mịn, độ tiêu hóa và làm giảm sự phân lớp khi bảo quản sau này. Thiết bị đồng hóa áp suất cao (hình 3.18) có bộ phận làm việc chủ yếu là bơm cao áp hoạt động ở áp suất cao 10000÷70000.103Pa và van đồng hóa . Nguyên liệu được bơm vào thiết bị , đi qua khe hẹp (có thể điều chỉnh kích thước , thường không quá 300µm) ở giữa van và thân máy bao quanh van với vận tốc lớn (80÷150m/s) nhờ áp suất cao, sau đó lại hạ thấp một cách đột ngột do sản phẩm va vào van . Dòng chảy của sản phẩm ở điều kiện như vậy tạo ra lực xé khá mạnh nên nguyên liệu sẽ bị nghiền mịn ra. 60 1- Motor chính 2- Bộ truyền động 3- Đồng hồ đo áp suất 4- Trục quay 5- Piston 6- Hộp piston 7- Bơm 8- Van 9- Bộ phận đồng hóa 10- Hệ thống tạo áp suất thủy lực Hình 3.18. Thiết bị đồng hóa áp suất cao Đối với các loại thực phẩm lỏng có độ nhớt thấp như kem, sốt mayonese, thức ăn nghiền mịn cho trẻ em , người ta thường dùng thiết bị đồng hóa siêu âm (hình 3.19). Nguyên tắc của thiết bị này là dùng sóng siêu âm tần số cao (18÷30kHz) để tạo nên các chu kỳ ép nén , kéo căng xen kẽ trong khối chất lỏng , nhờ đó hình thành các bóng khí để tạo nên thể nhũ tương . Người ta bơm nguyên liệu vào máy với áp suất 3 340÷1400.10 Pa. Dao kim loại rung nhờ năng lượng siêu â m, có thể kiểm soát tần số rung của nó bằng cách xiết lại vị trí dao trong máy . Kích thước các hạt nguyên liệu sau đồng hóa bằng loại thiết bị này có thể nhỏ ở mức 1÷2µm. 7 1.Nguyên liệu vào 2.Khu vực áp suất cao 3. Dao 4.Khu vực áp suất thấp 5.Nguyên liệu ra 6. Bộ phận cảm ứng kim loại 7. Vít điều khiển 8. Lỗ định cỡ 8 6 Hình 3.19. Thiết bị đồng hóa siêu âm f. Lắng, lọc, ly tâm Lắng, lọc, ly tâm thường được sử dụng tro ng nhà máy chế biến đồ hộp nước quả với mục đích làm trong sản phẩm. Lọc là biện pháp thường được áp dụng để tách các phần tử rắn ra khỏi dung dịch để tạo độ trong suốt của sản phẩm . Trong sản xuất nước quả trong, người ta phải lọc để loại cả các hạt rất nhỏ của thịt quả (lọc trong). Quá trình lọc có thể tiến hành ở áp suất không đổi hay vận tốc không đổi. Đối với nước quả ép, thường chỉ lọc với áp suất không đổi và không nên lọc ở áp suất cao dễ làm cho các cặn bị ép lại dẫn đến tắt lỗ lọc . Hiệu suất của quá trình lọc phụ thuộc vào áp suất chênh lệch giữa 2 phía của màng lọc , cơ cấu của lớp cặn , nhiệt độ và độ nhớt của dịch quả. Cũng có thể sử dụng lắng gạn hoặc ly tâm trước khi lọc nhằm giảm bớt phần cặn đóng trên vật liệu lọc , đồng thời tăng tốc cho quá trình lọc . Trong nhà máy 61 sản xuất đồ hộp nước quả , để lọc trong có thể sử dụng thiết bị lọc khung bản có cấu tạo như hình 3.20. 1. Ống dẫn dung dịch cần lọc vào 2. Vấu lồi. 3. Cửa dẫn dịch lọc vào khung 4. Khung 5. Vải lọc 6. Bản 7. Tay quay 8. Thanh đỡ khung, bản 9. Tai đỡ 10. Van dẫn dịch trong ra 11. Máng hứng dịch trong 12. Van thu hồi sản phẩm Hình 3.20. Thiết bị lọc khung bản Dung dịch cần lọc được bơm vào thiết bị với áp suất 3÷4atm đi qua các khe và chứa đầy khoảng trống bên trong của tất cả các khung (4). Nhờ áp lực bơm vào mạnh nên nước lọc được thấm qua các lỗ nhỏ của vải lọc (5), chảy theo các rãnh trên bề mặt bản (6) xuống phía dưới và được tháo ra ngoài qua van (10). Nước lọc được tập trung tại máng hứng và chuyển sang công đoạn khác. Còn bã được giữ lại trên bề mặt vải lọc và được tháo ra theo chu kỳ. Bên cạnh phương pháp lọc, để tách được các tạp chất có kích thước tương đối lớn và các keo kết tủa, có thể sử dụng phương pháp lắng . Lắng là quá trình rơi của các hạt huyền phù dưới tác dụng của trọng lực , thường sử dụng để tách các kết tủa tạo ra trong quá trình làm trong (có kích thước lớn hơn 10-4cm), nếu các tạp chất có kích thước quá nhỏ quá thì thời gian lắng sẽ kéo dài, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Để chuẩn bị cho các quá trình chế biến tiếp theo như giúp tăng năng suất lọc , giảm thời gian lọc ...; làm sạch, tách các tạp chất tr ong sản xuất dầu ăn ; khai thác thu nhận sản phẩm từ hỗn hợp bao gồm các pha rắn và dung dịch như thu đường ...; phân chia sản phẩm trong sản xuất như sữa bơ ... thì có thể sử dụng phương pháp ly tâm . Ly tâm là tách một cách nhanh chó ng các phần tử có khối lượng riêng khác nhau ra khỏi nhau. Thường tách pha rắn ra khỏi pha lỏng khi nồng độ pha rắn lớn nhờ vào lực ly tâm. Muốn tách ra nhanh yêu cầu tốc độ quay của rôto lớn, tuy nhiên đối với các dung dịch keo có kích thước của các phân tử trong đó quá nhỏ thì máy ly tâm cũng không có tác dụng. 2.2.4. Xử lý nhiệt Trong quá trình chế biến đồ hộp thực phẩm, nhiều loại nguyên liệu cần được chế biến nhiệt. Có nhiều cách xử lý nhiệt: chần (trụng), hấp, đun nóng, rán (chiên), cô đặc. Tùy theo loại sản phẩm mà chọn quá trình xử lý cho thích hợp. a. Chần, hấp nguyên liệu - Chần là nhúng nguyên liệu vào nước nóng hay dung dịch nóng. - Hấp là xử lý nguyên liệu bằng hơi nước. 62 Công đoạn chần, hấp được thực hiện với nhiều mục đích khác nhau: - Vô hiệu hóa hệ thống enzyme , đặc biệt enzyme oxy hóa khử : Đây là một mục đích rất quan trọng , vì việc chần, hấp sẽ đình chỉ hoạt động của chúng nhằm tránh những biến đổi ngoài ý muốn có thể xảy ra đối vớ i nguyên liệu mà nguyên nhân là do chưa phá hủy hệ thống enzyme. Nhiều nguyên liệu sau khi cắt mổ, gọt vỏ sẽ tăng diện tích tiếp xúc với không khí làm các enzyme oxy hóa hoạt động mạnh làm màu sắc nguyên liệu bị biến đổi, vitamin C bị phá hủy và nguyên liệu bị biến chất . Ví dụ, đối với nguyên liệu thực vật , dưới tác dụng của enzyme peroxydase, polyphenoloxydase, một số thành hóa học như polyphenol bị oxy hóa tạo thành flobafen có màu đen , tyrosin trong động vật (tôm) bị oxy hóa tạo thành melanin có màu xám đen . Chần, hấp, đun nóng làm cho hệ thống enzyme đó bị phá hủy nên nguyên liệu không bị thâm đen. Đối với nguyên liệu động vật, chần, hấp làm cho quá trình phân giải protein bị đình chỉ. - Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu: Điều này sẽ giúp các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi. Các loại rau , thịt khi chần hấp sẽ thay đổi thể tích , nước tự do tiết ra làm thể tích rau , thịt giảm. Ở thịt, thành phần protein chịu tác d ụng của nhiệt độ sẽ bị đông vón , một phần nước kết hợp được tách ra nên thể tích giảm 30÷40%. Khi sản xuất đồ hộp mà nguyên liệu có các loại hạt khô như ngô , đậu... thì việc chần hấp sẽ giúp các loại hạt sẽ hút nước và trương nở, thể tích của chúng sẽ tăng lên 80÷90%. Nếu không chần hấp mà đóng hộp thì khi thanh trùng các loại hạt này sẽ hút hết nước sốt trong hộp nên hộp không còn phần nước. - Làm tăng khả năng thẩm thấu của nguyên liệu: Trong các sản phẩm đồ hộp có phần cái và phần nước, quá trình chần, hấp nguyên liệu trước khi đóng hộp có tác dụng làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh nên dung dịch rót dễ ngấm vào dung dịch bào dễ thoát ra . Trạng thái nguyên liệu mềm hơn và t ỷ lệ tổn thất trong các quá trình chế biến tiếp theo cũng giảm đi đáng kể khi nguyên liệu được chần, hấp. Đối với nguyên liệu động vật , việc chần hấp có tác dụng làm cho lớp protein ở mặt ngoài đông vón , tạo thành màng lọc nê n các chất dinh dưỡng ít bị ngấm ra ngoài trong các qua trình chế biến tiếp theo . Vì thế các loại đồ hộp thịt mà thịt được chần trước khi cho vào hộp thì nước sốt trong , đẹp. Khi chần thành phần colagen trong thịt trở nên mềm mại, ở nhiệt độ từ 800C trở lên colagen bắt đầu chuyển sang dạng gelatin hòa tan trong nước, vì thế việc lóc xương, da ra khỏi mô cơ dễ dàng hơn, việc nhổ lông được thuận tiện hơn. - Đuổi khí trong gian bào: Chất khí trong gian bào của nguyên liệu sẽ được loại trừ khi chần, hấp, nhờ đó hạn chế được hiện tượng phồng hộp, ăn mòn vỏ hộp sắt khi đóng trong hộp kim loại, oxy hóa vitamin, sự phát triển của các vi sinh vật hiếu khí tồn tại trong hộp và đặc biệt khả năng xuất hiện áp suất cao trong hộp khi thanh trùng. - Loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp: Một số nguyên liệu có mùi vị không tốt như vị đắng của măng , cà tím; vị cay của ớt; các hợp chất lưu huỳnh của rau cải, cải bắp... Ở thịt gà, vịt, lớp protein dưới da của chúng có chứa sunfua, khi chần các hợp chất này bay đi, không làm cho sản phẩm có mùi khó chịu và không gây tác dụng biến đen. 63 - Làm sáng màu nguyên liệu: Trong nước nóng hoặc dung dịch nóng, đặc biệt là dung dịch acid citric hoặc NaHSO3... một số hợp chất màu không thích hợp sẽ bị phá hủy, làm cho sản phẩm sẽ có màu sáng hơn. - Tiêu diệt vi sinh vật: Khi chần, hấp, dưới tác dụng của nhiệt độ , một phần vi sinh vật, chủ yếu là số vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu sẽ bị tiêu diệt. Ngoài ra, đối với nguyên liệu có nhiều tinh bột, lớp tinh bột ở ngoài bị hồ hóa khi chần nên nguyên liệu đàn hồi tốt , không bị dòn , không làm đục nước sốt trong hộp . Các loại quả thì mềm hơ n, dễ dàng tách xơ, hạt khỏi thịt quả một cách dễ dàng , lớp vỏ dễ bóc hơn, tỷ lệ phế liệu giảm thấp đối với các loại có vỏ mỏng (như cà chua...). Chần, hấp phải được tiến hành nhanh nhằm đảm bảo chất lượng của nguyê n liệu, do đó, việc lựa chọn nhiệt độ và thời gian phù hợp cho mỗi loại nguyên liệu có ý nghĩa rất quan trọng. Chế độ chần, hấp được chọn phụ thuộc vào loại nguyên liệu, kích thước nguyên liệu, nhiệt độ gia nhiệt, phương thức gia nhiệt và yêu cầu chế biến. Thông thường có thể tiến hành chần, hấp ở nhiệt độ 75÷1000C trong thời gian từ vài giây đến 15 phút. Nguyên liệu sau khi chần , hấp xong cần làm nguội nhanh để tránh biến đổi của nguyên liệu do nhiệt độ cao dẫn đến tổn thất hư hỏng. Quá trình hấp thì tổn thất chất dinh dưỡng ít hơn chần , nhưng trong thực tế sản xuất, người ta thường chần vì thao tác thuận tiện, thiết bị đơn giản, truyền nhiệt tốt hơn khi hấp. Ngoài ra, nước chần nguyên liệu còn có thể được sử dụng làm nước rót đối với những sản phẩm có phần cái và phần nước. Để chần, hấp nguyên liệu, có thể thực hiện theo phương pháp thủ công hoặc cơ khí, việc lựa chọn thiết bị chần nguyên liệu phụ thuộc vào năng suất sản xuất và những chỉ số khác như mức tiêu hao năng lượng, tỉ lệ hao hụt các chất dinh dưỡng. Nếu năng suất của nhà máy không lớn , chỉ khoảng vài chục kilogam nguyên liệu một giờ thì có thể áp dụng phương pháp thủ công , chần, đun nóng bằng nồi hai vỏ (hình 3.21). 1 2 3 8 7 9 5 6 4 Hình 3.21. Thiết bị đun nóng hai vỏ 1. Áp kế 2. Van an toàn 3. Cửa hơi vào 4. Giá đỡ 7. Phòng hơi 5. Vỏ ngoài 8. Vỏ trong 6. Cửa tháo nước ngưng và khí không ngưng 9. Tay quay lấy sản phẩm Nguyên liệu cần được đun nóng được đưa vào nồi từng mẻ một. Hơi nóng (hơi nước) theo ống dẫn hơi (3) vào phòng hơi (7). Lúc này quá trình truyền nhiệt xảy ra, hơi sẽ làm nóng nguyên liệu bên trong nồi, quá trình đun nóng diễn ra cho đến khi nhiệt độ của nguyên liệu đạt yêu cầu. Quay tay quay (9) để đưa sản phẩm ra ngoài. Hơi nóng sau khi cấp nhiệt cho nguyên liệu sẽ ngưng tụ lại, nước ngưng cùng một ít 64 khí không ngưng được lấy ra ngoài qua cửa số (6). Để giảm khả năng cháy cục bộ của nguyên liệu, người ta thường sử dụng các cánh khuấy để đảo trộn nguyên liệu trong quá trình đun nóng. Nếu năng suất nhà máy lớn và làm việc liên tục thì có thể sử dụng các loại thiết bị chần khác như thiết bị chần trục xoắn, thiết bị chần băng tải... Trong sản xuất đồ hộp rau quả, để chần cà rốt cho mềm trước khi xay hoặc để chần cam cho dễ bóc vỏ,... thì sử dụng thiết bị chần trục xoắn (hình 3.22). 1. Phễu nạp liệu 2. Trục xoắn 3. Ống dẫn hơi nóng 4. Ống dẫn nước 5. Cửa tháo sản phẩm 6. Lỗ phun hơi 7. Thùng chần Hình 3.22. Thiết bị chần trục xoắn Nước chần được đun nóng đến nhiệt độ chần và vào thùng (7) qua ống (4). Nguyên liệu từ phễu nạp liệu (1) xuống thùng chần và được vít tải vận chuyển dọc theo thùng. Trong quá trình vận chuyển, nguyên liệu nhận nhiệt từ nước chần và tăng nhiệt độ đến nhiệt độ yêu cầu còn nhiệt độ nước chần giảm xuống. Lúc này tiến hành cấp nhiệt cho nước chần bằng cách cấp hơi qua ống hơi (3) để tăng nhiệt độ nước chần lên nhiệt độ quy định, sản phẩm sau khi chần được thu hồi qua cửa (5). Ngoài ra, có thể sử dụng thiết bị chần hấp kiểu băng tải (hình 3.23), thiết bị này làm việc liên tục ở áp suất khí quyển , để chần cà chua , bầu bí, đậu cove... Băng tải có nhiệm vụ vận chuyển nguyên liệu , quá trình chần hay hấp được thực hiện ngay trên băng tải nhờ chuyển động của băng tải qua phòng kín có ống phun hơi hoặc qua thùng kim loại có chứa nước hoặc dung dịch chần nóng. Vận tốc chuyển động của băng tải nhỏ , khoảng 0,01÷0,015m/s, ứng với thời gian chần cần thiết . Khi chần hấp bằng thiết bị kiểu này , thực phẩm được gia nhiệt thành lớp dày , chất lượng sản phẩm thường không đồng đều vì lớp giữa nhận nhiệt kém nhất , khi enzyme ở lớp này bị vô hoạt thì ở các lớp khác đã bị gia nhiệt quá mức cần thiết nên nguyên liệu q uá mềm , màu sắc không đẹp và mất nhiều chất dinh dưỡng. Hình 3.23. Thiết bị chần hấp kiểu băng tải Để khắc phục nhược điểm của các thiết bị trên , hiện nay có xu hướng sử dụng thiết bị chần hấp IQB (Individual Quick Blancher). Thiết bị này chia làm 2 giai đoạn, đầu tiên thực phẩm được trải thành lớp đơn và hấp trong hơi nóng bão hòa sau đó được 65 thu gom lại thành lớp dày và giữ ở nhiệt độ đó trong khoảng thời gian nhất định để vô hoạt enzyme. Với thiết bị này thời gian xử lý nhiệt giảm xuống đáng kể , ví dụ với cà rốt cắt lát khi chần trong thiết bị cổ điển là 3 phút nhưng khi sử dụng thiết bị IQB thì chỉ cần 25 giây sau đó giữ nhiệt ở 50 giây nữa thì đạt yêu cầu. Thiết bị IQB ở hình 3.24 có 3 phần: chuẩn bị gia nhiệt, gia nhiệt và làm nguội . Ở mỗi công đoạn có một băng chuyền vận chuyển riêng , nhờ vậy, thực phẩm không bị giập nát do đảo trộn. Thực phẩm vào máy và được nâng nhiệt nhờ hệ thống phun nước nóng A, sau đó gia nhiệt trong bồn B . Sau khi vớt ra khỏi bồn B , chúng sẽ giữ thành lớp dày ở băng chuyền C đến khi đạt thời gian cần thiết . Cuối cùng là công đoạn làm nguội bằng nướ c trong bồn D và kết thúc quá trình làm nguội nhờ hệ thống nước lạnh phun tia ở cuối thiết bị. Hệ thống này làm nguội ngược dòng: Nước làm nguội ở D hấp thụ nhiệt của thực phẩm ra khỏi thiết bị , nhờ vậy chỉ cần thêm rất ít nhiệt là đã đạt được nhiệt độ cần thiết để cung cấp cho bồn B, lượng nước sử dụng cũng tiết kiệm. Cửa nạp liệu E C B D Cửa thoát liệu Nước Hình 3.24. Thiết bị chần IQB b. Rán (chiên) Trong sản xuất đồ hộp, công đoạn rán được sử dụng khi chế biến các loại đồ hộp rau rán , rau nhồi nhân , sốt cà chua ...đồ hộp lạc chao dầu , các loại cá , thịt chế biến thành đồ hộp cá rán , chả cá rán... Các loại rau thường rán trong dầu thực vật như : dầu lạc, dầu bông, dầu hướng dương, dầu đậu nành, dầu cọ, dầu olive... Đối với thịt, có thể dùng dầu thực vật cũng có thể dùng mỡ động vật để rán. Nhiệt độ rán các loại rau thường từ 120÷1600C, nhiệt độ rán cá , thịt từ 140÷1800C, tùy theo tính chất củ a từng loại nguyên liệu . Thời gian rán nguyên liệu cũng thay dổi theo kích thước nguyên liệu , lượng nước trong nguyên liệu, nhiệt độ của dầu rán và bề mặt truyền nhiệt, thường thời gian rán từ 5÷20 phút. Quá trình rán nguyên liệu nhằm làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm . Nguyên liệu sau khi rán sẽ mềm (đối với rau ) hoặc săn chắc lại , không bị bở khi cho vào hộp hay thanh trùng (đối với cá, thịt). Bề mặt ngoài của sản phẩm tạo thành lớp vỏ g iòn có màu vàng trông hấp dẫn , mùi thơm nhờ phản ứng caramel hóa glucid , tạo cho nguyên liệu rán có mùi vị rất đặc trưng . Đối với cá nhỏ được rán trước khi đóng hộp sẽ ít xảy ra sự dính của da cá vào vách hộp. Đồng thời, rán còn làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm đồ hộp . Trong quá trình rán, do tác dụng của nhiệt độ cao , một phần hơi nước trong nguyên liệu thoát ra , đối với rau hàm lượng nước giảm 30÷50%, đối với cá giảm 10÷18%, do đó hàm lượng chất khô trong sản phẩm tăng . Đồng thời hàm lượng chất béo trong thành phẩm cũng tăng do dầu hay chất béo thấm vào , đối với cá lượng dầu thấm vào 3÷8% và đối với 66 rau có thể đạt 10÷13% trọng lượng sản phẩm . Vì vậy, các loại đồ hộp chế biến từ rau hay cá, thịt rán thì hàm lượng chất dinh dưỡng tăng lên và độ sinh năng lượng đồ hộp cũng cao hơn các đồ hộp khác. Vi sinh vật và enzyme tồn tại sẽ làm biến đổi chất lượng nguyên l iệu trong quá trình chế biến. Khi rán nguyên liệu do nhiệt độ rán cao nên có thể ức chế hoặc tiêu diệt hệ thống enzyme và các vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu . Quá trình rán sẽ làm cho nguyên liệu có một số biến đổi về cảm quan và về các thành phần hóa học . Trong quá trình rán dưới tác dụng của nhiệt độ cao và thời gian dài, protein trong nguyên liệu bị biến tính. Sự biến đổi của protein bắt đầu ở nhiệt độ 30÷350C và tốc độ biến đổi tăng dần th eo nhiệt độ, ở nhiệt độ 60÷650C thì protein sẽ bị biến tính mạnh. Các protein mất tính tan, các phân tử protein chứa S bị cắt đứt, giải phóng H2S. Đối với rau chứa ít protein nên khi rán sự biến đổi của protein không rõ rệt lắm, còn đối với thịt cá, khi protein bị biến tính thì cơ thịt cá trở nên cứng hơn. Glucid bị biến đổi , đường và tinh bột ở lớp bề mặt nguyên liệu bị caramel hóa . Đối với rau , protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan , làm rau rán trở nên mềm hơn. Các chất màu cũng bị thay đổi , chlorophyl chuyển thành pheophytin, carotenoit bị phân hủy, nhưng lại tan nhiều trong dầu nóng làm cho dầu có màu da cam. Các chất hữu cơ hòa tan và các vitamin hòa tan trong chất béo đều chuyển vào dầu. Vitamin B1, B2 tổn thất ít, vitamin C bị phá hủy 7÷18%. Các ester và các chất thơm bay hơi cũng bị tổn thất khi rán . Nước thoát ra làm tăng nồng độ chất khô nên chất lượng sản phẩm tăng cao hơn. Bên cạnh sự biến đổi của nguyên liệu rán thì bản thân dầu rán cũng có một số biến đổi không có lợi . Trong quá trình rán, do tác dụng của nhiệt độ cao và thời gian dài, do tác dụng của nước thoát ra từ nguyên liệu và do sự hòa lẫn các chất glucid, protein, lipid tạo thành nhũ tương, do tiếp xúc với không khí trên mặt thoáng và với mặt truyền nhiệt, nên dầu bị biến tính. Trong dầu thô thường thấy có hiện tượng tạo màng trong khi rán . Trong dầu này còn có một phần nước , khi bốc hơi sẽ tạo thành lớp màng trên bề mặt . Nếu dầu chưa tách hết các tạp c hất như protein , các chất tạo nhớt ... thì các chất này sẽ tạo thành màng bền vững , ngăn cản sự thoát hơi nước trong dầu ra ngoài làm quá trình rán khó khăn và gây tổn thất dầu . Tuy nhiên, nếu sử dụng dầu đã tinh chế thì sẽ hạn chế được hiện tượng này. Khi rán độ nhớt của dầu tăng do các chất dinh dưỡng trong nguyên liệu dịch chuyển vào dầu , tăng độ bền vững của lớp màng nên lượng nước trong nguyên liệu không thoát được ra ngoài , chất lượng sản phẩ m kém và dầu bị sẫm màu . Cường độ biến đổi màu sắc của dầu còn phụ thuộc vào nhiệt độ , thời gian đun nóng và nhất là liên quan đến tác dụng của hơi nước ở sản phẩm thoát ra khi rán . Khi rán rau thì màu sắc của dầu tối sẫm hơn rán cá vì khi đó hơi nước ở rau thoát ra nhiều hơn . Sự sẫm màu của dầu còn do các chất bẩn của tạp chất ở dầu gây ra và các chất này có thể được tách ra khi làm sạch dầu. Các biến đổi hóa học của dầu cũng l àm cho tính chất vật lý của dầu thay đổi . Ở nhiệt độ cao, dầu tiếp xúc với hơi nước và oxy nên bị thủy phân và oxy hóa thành acid béo, glyceryl, rồi thành các chất peroxyt , aldehyt, ceton... (có mùi ôi khét ) và acrolein (là chất lỏng, độc, có mùi hăng, khi rán bốc thành khói xanh thoát ra trên mặt thoáng của dầu làm cay mắt, hại mắt) theo sơ đồ (trang bên): 67 Chất béo (dầu, mỡ) Glyceryl Nhiệt + acid béo Nhiệt oxy hóa Acrolein Aldehyt, ceton (Gây độc) (Ôi, khét, đắng) Sự phân hủy dầu làm cho dầu bị hỏng càng tăng lên nhanh chóng khi trong dầu có mặt các sản phẩm phân hủy này , vì thế khi cho dầu mới vào dầu cũ thì dầu mới bổ sung đó cũng nhanh chóng bị hư hỏng. Khả năng chống oxy hóa của dầu trong quá trình rán phụ thuộc vào hàm lượng các chất chống oxy hóa tự nhiên là các sinh tố như sinh tố E , các photphatit và các sắc tố carotenoit chứa trong dầu , nhưng khi các chất này mất khả năng chống oxy hóa thì sự oxy hóa dầu lại tiếp tục xảy ra. Hiện nay, biện pháp chủ yếu để chống hiện tượng hư hỏng dầu trong khi rán là duy trì dầu rán trong lò rán với thời gian ngắn nhất . Người ta còn chống oxy hóa dầu bằng cách cho chất chống oxy hóa vào dầu rán , ví dụ như : vitamin E với nồng độ 0,00008% hoặc dùng butylhydroxyanizol (BHA), butylhydroxytolen (BHT)... Quá trình rán (chiên) có thể được thực hiện theo phương pháp thủ công hoặc sử dụng thiết bị. Hiện nay, ở các nhà máy đồ hộp có năng suất tương đối lớn sử dụng thiết bị rán dùng hơi nước có áp suất cao . Loại thiết bị này có năng suất cao , dễ sử dụng, dễ điều chỉnh nhiệt độ, vệ sinh tốt và an toàn. Hình 3.25 là sơ đồ cấu tạo của thiết bị rán có gối nước. Gối nước trong thiết bị có tác dụng thu nhận mảnh nhỏ của sản phẩm rơi ra khi rán , tránh bị cháy khét trong dầu và từ đó làm cho dầu lâu bị hỏng. 4 Hơi 2 3 1 1 2 3 Nước 1. Thân thiết bị 2. Cổ góp nhiệt 3. Ống truyền nhiệt 4. Khay nguyên liệu 5. Gối nước 5 Hình 3.25. Thiết bị rán có gối nước Trong thiết bị này thì dầu được phân bố thành 3 lớp: lớp dầu hoạt động (là lớp dầu có tác dụng rán nguyên liệu, chiều cao của lớp dầu khoảng 85÷115mm); lớp dầu ở giữa (là lớp dầu có chứa các ống truyền nhiệt, có nhiệm vụ nhận nhiệt ở dưới và truyền nhiệt cho lớp dầu ở trên , chiều cao của lớp dầu này tùy thuộc vào sự sắp xếp các ống truyền nhiệt) và lớp dầu ở dưới (lớp dầu này ở dưới ống truyền nhiệt và tiếp giáp với gối nước và có nhiệm vụ cách ly với gối nước, lớp dầu này cao 15÷20mm). Trong thiết bị này thì dầu được phân bố thành 3 lớp: lớp dầu hoạt động (là lớp dầu có tác dụng rán nguyên liệu, chiều cao của lớp dầu khoảng 85÷115mm); lớp dầu ở 68 giữa (là lớp dầu có chứa các ống truyền nhiệt, có nhiệm vụ nhận nhiệt ở dưới và truyền nhiệt cho lớp dầu ở trên , chiều cao của lớp dầu này tùy thuộc vào sự sắp xếp các ống truyền nhiệt) và lớp dầu ở dưới (lớp dầu này ở dưới ống truyền nhiệt và tiếp giáp với gối nước và có nhiệm vụ cách ly với gối nước, lớp dầu này cao 15÷20mm). Sản phẩm sau khi rán được làm nguội tới 35÷400C. Phương pháp làm nguội đơn giản nhất là để sản phẩm trên giàn có quạt gió trong 1,5÷2 giờ, không khí lưu thông sẽ làm nguội sản phẩm , lượng nước trên bề mặt sản phẩm tiếp tục bốc hơi . Hoặc có thể tiến hành làm nguội nhanh hơn bằng cách cho vào các khay chứa sản phẩm nóng đi qua một phòng kín có quạt không khí làm lạnh . Phòng làm nguội này đặt gần lò rán nên thiết bị rán trở nên cồng kềnh và phức tạp. Khi rán các loại rau có thể sử dụng chế độ nhiệt độ như sau: với các loại củ thì rán ở 120÷1250C; cà tím , bầu, cà chua xanh 130÷1400C; bí, hành, cà t ím làm nhân 135÷1400C. Nếu rán ở nhiệt độ cao hơn , lớp bên ngoài nguyên liệu bị khô , có thể bị cháy, còn lớp bên trong vẫn còn ẩm . Ngoài ra các miếng nguyên liệu nhỏ dễ bị vụn làm hỏng dầu và với nhiệt độ cao hơn sản phẩm dễ bị giảm phẩm chất hơn . Nếu rán ở nhiệt độ thấp hơn thì phải kéo dài thời gian rán , phẩm chất sản phẩm giảm vì ít có mùi thơm đặc trưng. Thời gian rán thay đổi từ 5÷15 phút tùy thuộc loại rau, nhiệt độ lò rán và lượng nguyên liệu đưa vào lò rán. Đối với các loại cá nhỏ, người ta rán cả con, cá lớn cắt khúc có kích thước tương ứng với chiều cao của hộp . Trong sản xuất cá hộp người ta còn tiến hành tẩm bột cá trước khi rán để cá có vỏ vàng đẹp mà không bị khô bởi vì màu vàng đẹp của nguyên liệu rán cũng như mùi thơm chủ yếu có được nhờ phản ứng của glucid nhưng trong cá thành phần này rất ít. Khi tẩm bột, cá không được quá ướt vì sẽ dính nhi ều bột khi rán làm dầu chóng đục, khi đã xếp cá vào hộp một phần bột sẽ rời ra làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm, đồng thời nước sốt trong hộp có thể bị đục. Nếu trước khi tẩm bột, cá quá khô thì bột ít được tẩm vào cá sẽ làm cá rán xong không có màu sắc , mùi vị tốt. Sau khi tẩm bột vào cá, không nên đem rán ngay mà để một thời gian cho bột hút nước và dính vào cá , không rơi ra khi rán . Lượng bột cần dùng chiếm khoảng 3÷5% trọng lượng cá. Loại bột thường sử dụng cho việc tẩm cá là bột mì , bột càng mịn càng tốt và độ ẩm không quá 15%. Trước khi cho cá vào rán, dầu được đun nóng tới 140÷1600C, khi đưa vào rán, cá xếp thành một lớp trên khay, không để chồng lên nhau. Đối với cá bé thì xếp thành lớp không dày quá 5cm. Thời gian rán cá thay đổi từ 3÷10 phút tùy thuộc nhiệt độ dầu, độ lớn của miếng cá và đặc tính của nguyên liệu . Quá trình rán kết thúc khi cá có vỏ màu vàng đến vàng nâu , chắc và đồng đều , xương cá dễ tách ra khỏi miếng cá , cá rán quá chín sẽ khô và dòn. c. Cô đặc Cô đặc là quá trình làm bốc hơi nước của sản phẩm bằng cách đun sôi. Sản phẩm cô đặc có nồng độ chất khô cao nên giá trị dinh dưỡng cao, thời gian cất giữ lâu, chi phí bao gói, vận chuyển và bảo quản giảm, đồng thời quá trình này còn tạo ra sản phẩm đặc trưng cho nhà máy. Quá trình cô đặc được sử dụng nhiều trong công nghiệp đồ hộp để sản xuất cà chua cô đặc, mứt, nước quả cô đặc, các loại súp khô, sữa đặc,... Quá trình cô đặc được đặc trưng bởi 3 thông số cơ bản: nhiệt độ sôi, thời gian cô 69 đặc và cường độ bốc hơi nước trong khi cô đặc . Nhiệt độ sôi của sản phẩm phụ thuộc vào áp suất hơi trên bề mặt sản phẩm, nồng độ chất khô và tính chất lý hoá của sản phẩm. Khi áp suất hơi trên bề mặt sản phẩm càng thấp thì nhiệt độ sôi của sản phẩm càng giảm và ngược lại , áp suất càng cao nhiệt độ sôi càng cao . Vì vậy , tạo chân không trong thiết bị cô đặc để hạ nhiệt độ sôi của sản phẩm để sản phẩm cô đặc đạt chất lượng cao. Lúc mới cô đặc , sản phẩm còn chứa nhiều nước nên nhiệt độ sôi của nó xấp xỉ với nhiệt độ sôi của nước khoảng 100÷1010C. Sau đó, độ khô tăng lên nên nhiệt độ sôi cũng tăng lên, khi độ khô đạt được 70÷75% thì nhiệt độ sôi đạt 105÷1060C (Tuy nhiên, cũng tuỳ theo sản phẩm khác nhau mà nhiệt độ sôi có thể khác nhau ). Ở nhiệt độ sôi thấp , sản phẩm ít bị biến đổi , lượng sinh tố ít bị biến đổi , ngoài ra có thể sử dụng chất tải nhiệt có nhiệt độ thấp như hơi thứ làm hơi đốt và thiết bị thì ít bị ăn mòn . Nhưng nhiệt độ sôi thấp làm giảm tốc độ trao đổi nhiệt trong sản phẩm và có thể đưa tới hiện tượng bốc hơi bề mặt giống như trong quá trình sấy. Bảng 3.2. Nhiệt độ sôi của nước thay đổi ở áp suất chân không P (mmHg) Độ chân không (mmHg) Nhiệt độ sôi (0C) 10 750 11,3 20 740 22,1 380 380 81,7 400 360 86,5 700 60 97,7 760 0 100 Nồng độ chất khô trong sản phẩm càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao. Trong quá trình cô đặc, nồng độ chất khô tăng dần nên nhiệt độ sôi của sản phẩm cũng tăng dần. Bảng 3.3 là ví dụ về quan hệ giữa nồng độ chất khi cô đặc nước quả và nhiệt độ sôi. Bảng 3.3. Quan hệ của nồng độ chất khô khi cô đặc dịch quả và nhiệt độ sôi Nhiệt độ sôi ở 1,08.105 N/m2 Độ khô (%) 55 102,4 60 103,5 65 104,5 70 105,5 75 107,5 Cường độ bốc hơi của sản phẩm và vận hành của thiết bị ảnh hưởng đến thời gian cô đặc, ở thiết bị làm việc liên tục và sản phẩm có cường độ bốc hơi lớn thì thời gian cô đặc ngắn. Thời gian cô đặc kéo dài làm hiệu suất sử dụng thiết bị thấp và chất lượng sản phẩm giảm : vitamin bị tổn thất , lượng chất thơm bị bay hơi , màu sắc kém , đồng thời có thể làm cho sản phẩm bị nhiễm một số kim loại nặng như : đồng, thiếc, sắt... do vật liệu chế tạo thiết bị gây nên. Sự bốc hơi của sản phẩm chỉ có thể xảy ra khi thõa mãn 2 điều kiện sau : lượng nhiệt được cung cấp liên tục đủ để bù cho nhiệt lượng tiêu hao do nước biến thành hơi và nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh; hơi nước trên bề mặt sản phẩm phải được đuổi liên tục để áp suất hơi trên lớp bề mặt sản phẩm sôi giữ được không đổi . Vì 70 vậy, trong thời gian cô đặc phải thường xuyên cung cấp đủ nhiệt cho sản phẩm bốc hơi, việc sử dụng thiết bị cô đặc chân không không những giảm nhiệt độ cô đặc mà còn tăng cường độ bốc hơi của sản phẩm. Cường độ bốc hơi phụ thuộc chủ yếu vào hệ số truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt càng lớn thì cường độ bốc hơi càng lớn. Hệ số truyền nhiệt lớn khi nồng độ chất khô và độ nhớt thấp, nhiệt độ sôi cao, tốc độ tuần hoàn của sản phẩm lớn, bề mặt truyền nhiệt sạch, lượng không khí và khí trơ trong hơi nước ít, lượng hơi nước ngưng tụ trong buồng đốt được thải ra ngoài hoàn toàn và nhanh chóng... Nguyên liệu trước khi cô đặc thường được đun nóng, một mặt để giảm độ nhớt trong sản phẩm, mặt khác để tránh hiện tượng giảm nhiệt độ đang sôi. Khi cô đặc nước quả hay quả nghiền với đường, nếu nguyên liệu có độ nhớt thấp thì người ta cô đặc đến độ khô cần thiết mới cho siro 70% hoặc đường khô vào, nếu nguyên liệu có độ nhớt cao thì người ta cho siro đường 70% vào nhằm giảm độ nhớt chung để có cường độ bốc hơi nhanh. Sự truyền nhiệt trong chất lỏng đặc trưng chủ yếu bằng đối lưu. Vì vậy, cấu trúc và vật liệu của bộ phận đun nóng của thiết bị cô đặc phải tạo điều kiện thuận lợi cho sự đối lưu tự nhiên hoặc phải tăng cường bằng sự đối lưu nhân tạo tức là khuấy , hệ số truyền nhiệt sẽ tăng lên 50% nếu thiết bị có cánh khuấy. Tóm lại, trong quá trình cô đặc sản phẩm thực phẩm cần tạo ra hệ số truyền nhiệt cao, cường độ bốc hơi lớn, tiến hành cô đặc ở nhiệt độ thấp với thời gian sản phẩm lưu lại trong thiết bị ngắn nhất nhằm nâng cao được chất lượng của sản phẩm cô đặc. Thực phẩm đem cô đặc là một dung dịch gồm nhiều cấu tử , dung môi là nước , các thành phần hòa tan hay không hòa tan là các chất hữu cơ có tính chất khác nhau như đường, tinh bột, pectin, chất thơm, chất màu, sinh tố... Khi cô đặc do nước bốc hơi và các thành phần đó chịu tác dụng của nhiệt độ trong thời gian dài nên tính chất vật lý và thành phần hóa học của sản phẩm bị thay đổi. Khi cô đặc, sản phẩm có một biến đổi về mặt vật lý như dun g môi bay hơi, nồng độ chất hòa tan tăng dần, độ sôi, độ nhớt và khối lượng riêng tăng nhưng hệ số truyền nhiệt giảm. Hàm lượng không khí còn lại trong gian bào và hòa tan trong sản phẩm giảm. Ngoài ra, trong quá trình cô đặc thực phẩm các thành phần hoá học cũng có sự biến đổi đáng kể. Các loại đường chịu tác dụng của nhiệt độ cao ở bề mặt truyền nhiệt của thiết bị nên tạo ra các sản phẩm caramel có màu đen và vị đắng. Màu sắc của sản phẩm còn bị thay đổi do phản ứng giữa tanin với kim loại và phản ứng oxy hóa tanin . Phản ứng này xảy ra mạnh khi tiếp xúc nhiều với không khí và nhiệt độ vì enzyme peroxydase và enzyme polyphenoloxydase có điều kiện thuận lợi để hoạt động. Những nguyên liệu chứa nhiều tinh bột khi cô đặc thì tinh bột bị hồ hóa làm cho sản phẩm đặc thêm. Các chất thơm, các acid và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị sản phẩm. Vì vậy ở một số thiết bị cô đặc người ta lắp thêm bộ phận thu hồi hương rồi đem trộn vào sản phẩm. Những sản phẩm chứa nhiều protein , khi cô đặc , protein sẽ bị đông tụ làm cho sản phẩm kém đồng nhất, nếu lượng nước còn nhiều sẽ làm nguyên liệu bị vữa . Những sản phẩm chứa nhiều chất béo (ví dụ: sữa chưa tách béo...), nhũ tương giữa chất béo và 71 nước bị phá vỡ khi cô đặc, chất béo liên kết với nhau nổi lên trên mặt nước tạo thành lớp màng cản trở sự bốc hơi nước. Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm dần do tác dụng của nhiệt độ cao, thời gian dài và nhất là do tác dụng của kim loại nặng (Fe, Cu) của thiết bị. Muốn tránh tổn thất vitamin, người ta dùng thiết bị cô đặc chân không, chế tạo từ vật liệu không bị ăn mòn như thép không gỉ, thép tráng men. Các biện pháp này còn tránh được sự nhiễm kim loại nặng vào sản phẩm. Tùy theo các yêu cầu kỹ thuật của quá trình cô đặc và tùy theo tính chất của từng sản phẩm mà có thể sử dụng các thiết bị cô đặc khác nhau . Ở các cơ sở sản xuất đồ hộp phần lớn sử dụng các thiết bị một nồi làm việc ở áp suất thường hay áp suất chân không , dùng hơi nước để đun nóng, có cấu tạo của bộ phận đun nóng là 2 vỏ hay xoắn ốc làm việc liên tục. Trong công nghệ sản xuất đồ hộp rau quả như cô đặc cà chua nghiền , nấu mứt,... có thể sử dụng thiết bị cô đặc ống xoắn ruột gà có cấu tạo như hình 3.26. Hơi đốt vào bộ phận đốt nóng là ống xoắn ruột gà (hoặc vào buồng hơi của nồi hai vỏ). Nguyên liệu vào buồng làm việc qua cửa số 2, sau khi đã được đun nóng đến nhiệt độ cần thiết. Nguyên liệu phải ngập và cách ống xoắn ruột gà (mặt đốt hai vỏ) 10÷20cm. Quá trình cô đặc diễn ra, khi nguyên liệu sôi và hạ thấp mức dịch thì phải tiếp tục cho thêm nguyên liệu mới vào sao cho mức dịch trong nồi không thay đổi (đến khi hết mẻ nguyên liệu). Khi nồng độ của sản phẩm đạt yêu cầu thì thu hồi sản phẩm qua cửa số 5. Hơi đốt sau khi cung cấp nhiệt cho nguyên liệu sẽ hạ nhiệt độ, ngưng tụ lại và được tháo ra ngoài. Ngoài ra , trong các nhà máy chế biến nước quả , nhà máy sữa ... có thể sử dụng thiết bị cô đặc dạ ng màng , có cấu tạo như hình 3.27. Trong thiết bị cô đặc loại này, dung dịch chuyển động dọc theo bề mặt truyền nhiệt ở dạng màng mỏng từ dưới lên trên. Buồng đốt là một thiết bị truyền nhiệt ống chùm dài từ 6÷9m, hơi đốt đi Hình 3.26. Thiết bị cô đặc ống xoắn ruột gà 1. Cửa thoát hơi thứ; 2. Cửa nguyên liệu vào; 3. Thân thiết bị 4. Ống xoắn ruột gà; 5. Cửa tháo sản phẩm; 6. Tai treo; 7. Cửa quan sát 6 7 8 5 9 10 4 3 1 2 11 Hình 3.27. Thiết bị cô đặc loại màng 1. Van dẫn nguyên liệu vào; 2. Bơm nguyên liệu vào; 3. Cửa thoát không khí và khí không ngưng; 4. Ống tuần hoàn; 5. Cửa hơi đốt vào; 6. Bộ phận tách bọt; 7. Cửa ra hơi thứ; 8. Buồng bốc; 9. Cửa sản phẩm ra; 10. Ống truyền nhiệt; 11. Cửa tháo nước ngưng 72 vào phía ngoài ống, còn dung dịch vào đáy của thiết bị và chứa khoảng 1/4÷1/5 chiều cao ống truyền nhiệt. Khi sôi, hơi thứ chiếm hầu hết tiết diện ống đi từ dưới lên với vận tốc rất lớn (≈ 20m/s) kéo theo màng chất lỏng ở bề mặt ống cùng đi lên. Màng chất lỏng vẫn tiếp tục bay hơi khi chuyển động, nồng độ chất lỏng tăng lên dần và đến miệng ống là đạt nồng độ cần thiết. 2.2.5. Vào hộp Nguyên liệu sau khi qua các giai đoạn chế biến sơ bộ thì được cho vào bao bì và ghép kín lại . Trước khi ghép kín sản phẩm đồ hộp cò n phải tiến hành bài khí ra ngoài để đảm bảo được chất lượng trong thời gian bảo quản sau này. Bao bì trước khi vào hộp phải được kiểm tra chất lượng và được làm sạch các vết bẩn, các vi sinh vật bám trên bề mặt . Sau đó nhanh chóng chuyển sang thực hiện công đoạn vào hộp để đảm bảo chất lượng sản phẩm được ổn định. Bao bì sử dụng trong công nghiệp đồ hộp có thể là bao bì kim loại , bao bì thủy tinh, bao bì chất trùng hợp, bao bì giấy nhiều lớp (sử dụng trong công nghệ vô trùng). Bao bì kim loại có ưu điểm là nhẹ, truyền nhiệt tốt, có độ bền cơ học tốt, nhưng có độ bền hóa học kém, hay bị gỉ và bị ăn mòn. Bao bì thủy tinh thì bền vững về mặt hóa học, hình thức đẹp, nhưng có nhược điểm cơ bản là nặng, dễ vỡ và truyền nhiệt kém. Còn đối với bao bì chất trùng hợp thì có loại chịu được tác dụng của nhiệt độ cao, có loại không chịu được tác dụng của nhiệt nhưng có ưu điểm là nhẹ, dễ gia công, rẻ tiền. Riêng bao bì ghép nhiều lớp thì có 2 tính chất: chống thấm và chịu đựng (va chạm và sự tiếp xúc với thực phẩm) gồm có các lớp: lớp ngoài cùng là PE: chống ẩm; lớp mực in (cellophane): dễ in; lớp giấy: tăng cứng cho bao bì, lớp PE: nối kết giữa lớp giấy và lớp nhôm ở trong cùng; lớp nhôm: ngăn ẩm, giữ mùi, ngăn sáng và đối với loại đóng chai thì sử dụng HDPE. Hiện nay, bao bì đồ hộp phổ biến nhất vẫn là bao bì kim loại, trong đó chủ yếu là sắt tây, hộp nhôm. Chất trùng hợp cũng được dùng nhiều làm bao bì thực phẩm. Theo xu thế chung của thế giới người ta đang thay dần một cách hợp lý bao bì thủy tinh bằng bao bì chất trùng hợp, gỗ bằng carton lượn sóng, giấy bồi cứng bằng chất trùng hợp dẻo, kim loại bằng chất trùng hợp cứng hoặc dẻo. Bao bì trước khi đóng hộp thực phẩm phải được kiểm tra và vệ sinh ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. kỹ để tránh Đối với bao bì kim loại thường được đựng trong các thùng carton nên ít có bụi bẩn bám vào , vì vậy dễ dàng rửa sạch bằng nước lã , nước nóng. Khi cần thiết có thể dùng dung dịch kiềm loãng hay nước xà phòng loãng , sođa, để làm sạch tạp chất bụi cát, dầu khoáng còn dính ở vỏ hộp khi gia công , sau đó để ráo hoặc sấy khô . Trong trường hợp đóng hộp cá , thịt ngâm dầu cần sấy khô hộp để phòng ngừa khi đóng hộp có nước làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Bao bì thủy tinh thì có mức độ bám bẩn cao hơn bao bì kim loại . Nếu bao bì thủy tinh mới dùng lần đầu , trước hết phải được rửa bằng nước nóng luân lưu có nhiệt độ 75÷850C trong 2÷5 phút, sau đó rửa lại bằng nước nóng 90÷950C trong 0,7÷1 phút. Các loại bao bì thủy tinh dùng lại thì rất bẩn nên việc rửa sạch luôn phức tạp hơn nên cần phải rửa sạch bằng hóa chất và phải sử dụng thiết bị rửa . Nếu dúng các dung dịch kiềm (NaOH, KOH, Na2CO3) để vệ sinh bao bì thuỷ tinh thì sẽ làm cho thủy tinh bị mờ vì tạo ra trên mặt thủy tinh các hợp chất calci carbonat. Dung dịch hỗn hợp của 73 NaOH 3%, Na3PO4 1% và Na2SiO3 thì không làm mờ thủy tinh. Để sát trùng chai lọ thủy tinh, dùng hóa chất có chứa Cl2 với lượng Cl2 hoạt động phải đạt 100 mg/l. Sau khi rửa hóa chất , sát trùng, rửa lại bằng nước nóng hay nước lã sạch , sấy khô hoặc để ráo. Đặc tính của một số chất tẩy rửa dùng để vệ sinh bao bì thuỷ tinh và mức độ tác dụng của nó thể hiện ở bảng 3.4. Bảng 3.4. Tác dụng của một số chất tẩy rửa Tác dụng tẩy rửa Thấm ướt Tẩy dầu mỡ Hòa tan các hợp chất pr otein dạng khô Làm bở vết bẩn Sát trùng Hiệu quả nhất NaOH Na2SiO3.11H2O Mức độ tác dụng Trung bình khá Trung bình Na2SiO3.11H2O Na3PO4.12H2O Na3PO4.12H2O Na2CO3 Thấp nhất Na2CO3 NaOH Na2SiO3.11H2O NaOH Na2CO3 Na3PO4.12H2O Na2SiO3.11H2O Na3PO4.12H2O NaOH Na2CO3 NaOH Na2SiO3.11H2O Na2CO3 Na3PO4.12H2O Bao bì thủy tinh sau khi rửa phải đảm bảo sạch không còn dính vết bẩn và loại bỏ được phần lớn vi sinh vật khỏi bề mặt bên trong của chúng . Trường hợp không đảm bảo về vi sinh thì có thể thực hiện sát trùng bổ sung bằng cách ngâm bao bì trong dung dịch clo hoạt tính với nồng độ 100mg/l ở nhiệt độ 500C sau đó phun nước nóng 0 90÷95 C để tráng lại cho đến khi sạch chất sát trùng . Hoặc có thể thực hiện bằng cách hấp bao bì trước khi rót hộp trong th ời gian 1 phút để tiêu diệt vi sinh vật . Một số loại bao bì nếu thực hiện theo phương pháp đóng hộp vô trùng thì có thể được khử trùng bằng H2O2 trước khi rót hộp (đặc biệt với bao bì màng ghép nhiều lớp). Bao bì (hộp) sau khi được vệ sinh , sát trùng thì sẽ tiến hành cho sản phẩm vào , khi cho sản phẩm vào hộp cần chú ý một số điểm sau: - Không nên cho sản phẩm vào hộp quá đầy , đối với bao bì thủy tinh khoảng không trên miệng hộp chiếm khoảng 6÷10% thể tí ch toàn bộ hộp . Một số loại sản phẩm khi cho vào hộp mà nhiệt độ rót hộp lớn , khoảng 900C, như mứt, tương cà chua thì không cần chừa khoảng trống lớn như vậy. - Thực phẩm khi cho vào hộp phải đồng đều về màu sắc , mùi vị, độ chín, hình dạng, kích thước, chẳng hạn là sự đồng đều của các miếng quả, các khúc cá, thịt,... - Thực phẩm khi vào hộp phải đảm bảo đúng khối lượng tịnh yêu cầu và đúng các thành phần trong sản phẩm (thành phần chính , phụ...). Lượng thực phẩm khi vào hộp được tính bằng trọng lượng nên khi đóng hộp cần phải cân , đong chính xác để đảm bảo tỷ lệ giữa các thành phần (cái/nước, các thành phần của cái ...). Sai số cho phép đối với hộp có dung tích trên 1kg là ± 3%; hộp có dung tích dưới 1kg thì ± 5%. - Xếp sản phẩm trong hộp đảm bảo đẹp về hình thức: Các loại cá được xếp hộp lần lượt từng con hay từng miếng sao cho đạt yêu cầu : Đẹp, đủ trọng lượng và nguyên vẹn. Các loạ i thịt cũng phải được cắt miếng đẹp , vừa cỡ hộp rồi mới xếp hộp . Khi ghép kín, có thể nén thịt xuống để mặt thịt thấp hơn mí hộp sẽ ghép kín được dễ dàng . Các loại gia vị phải cho vào hộp trước sau đó mới đến cá th ịt, cuối cùng là mỡ nước , dầu ăn hay sốt cà chua... nếu cần thiết. 74 Các loại rau quả nhỏ như đậu Hà Lan , nhãn, mơ, mận... thì không cần xếp cẩn thận mà chỉ cần cho vào và lắc nhẹ hộp là được. - Phải đảm bảo nhiệt độ rót hộp, đặc biệt là các sản phẩm đặc như mứt quả , sốt... thì việc gia nhiệt trước khi vào hộp sẽ giúp dễ rót hơn. - Khi cho sản phẩm vào hộp cần giữ miệng hộp sạch sẽ , không được dính các vụn nhỏ thực phẩm , dầu mỡ hay nước sốt dính vào miệng hộp sẽ ảnh hưởng đến độ kín của mối hộp khi ghép kín. - Quá trình cho sản phẩm vào hộp phải thực hiện trong môi trường đảm bảo vệ sinh, tuân thủ các quy định vệ sinh một cách nghiêm túc vì ảnh hưởng đế n lượng vi sinh vật tồn tại trước khi thanh trùng và ảnh hưởng đến chất lượng tiệt trùng sau này. Công nhân khi làm việc ở bộ phận này phải có đầy đủ bảo hộ lao động gọn gàng , không mang trang sức để tránh các tạp chất h ay tư trang lẫn vào thực phẩm . Khu vực làm việc phải thoáng mát , đủ ánh sáng . Công nhân làm việc phải rửa tay bằng thuốc sát trùng trước khi vào sản xuất hay trở lại sản xuất sau khi ra ngoài vì bất kỳ lý do gì . Trong khi làm việc cũng phải thường xuyên rửa tay 20 phút hoặc 1 giờ một lần . Các dụng cụ sử dụng ở khu vực cho sản phẩm vào hộp phải được làm vệ sinh thường xuyên theo lịch. Việc cho sản phẩm vào hộp chỉ thực hiện đối với các sản phẩm sạch, đủ quy cách và phải thực hiện ở nhiệt độ bình thường . Nếu công đoạn này thực hiện ở môi trường có nhiệt độ thấp thì hộp sau khi thanh trùng và lúc bảo quản dễ phồng nắp vì sự giãn nở thể tích do nhiệt độ tăng. Công đoạn cho sản phẩm vào hộp có thể tiến hành bằng máy hay bằng thủ công . Tuy nhiên , dù theo phương pháp nào thì cũng phải tuân theo thực đơn của đồ hộp thành phẩm. Sự lựa chọn máy cho sản phẩm vào hộp phụ thuộc vào tính chất của sản phẩm và năng suất dây chuyền sản xuất. Để cho thực phẩm dạng lỏng hay sệt , thực phẩm dạng bột vào hộp có thể sử dụng máy rót sản phẩm theo phương pháp thể tích, máy này có cấu tạo như hình 3.28. (b) (a) Máy gồm có thùng chứa chất lỏng 1, có một hay hai bình Hình 3.28. Máy rót sản phẩm theo phương pháp thể tích đong 2. Bình đong có thể tích a. Lúc chưa rót b.Lúc rót thay đổi bằng thể tích của bao 1.Thùng chứa chất lỏng; 2.Bình đong; 3.Trục rỗng; 4.Van; 5.Mâm trên bì đồ hộp. Trục rỗng 3 thông 6.Hộp chứa thành phẩm; 7.Mâm dưới; 8.Trục; 9.Vòng đệm; 10.Lò xo bình đong với van 4, dưới van là mâm trên 5, hộp 6 đặt dưới mâm dưới 7. Vòng đệm 9 giữ cho chất lỏng không rỉ khỏi thùng chứa. Khi trục 8 từ dưới đi lên nhờ lò xo 10 mà bình đong 2 chứa đầy chất lỏng nâng lên, lúc đó van 4 sẽ mở ra cho chất lỏng từ bình đong chảy vào hộp. 75 Đối với các sản phẩm rời có thể dùng máy rót tự động dùng cho sản phẩm rắn dạng rời, có cấu tạo như hình 3.29. Máy này được dùng để vào hộp các loại rau quả tròn, nhỏ như lạc, mận, mơ, đậu và các loại rau quả thái quân cờ hay hạt lựu. Thể tích của ngăn 2 điều chỉnh được theo thể tích của hộp. Sản phẩm từ phễu 1 vào các ngăn 2, khi ngăn đầy sản phẩm sẽ được đưa tới vị trí hổng của thành máy, sản phẩm sẽ rơi vào bao bì 3 đã nằm sẵn trên mâm 4. 1 2 2 5 6 4 3 7 Hình 3.29. Máy rót tự động cho sản phẩm rắn dạng rời 1. Phễu nạp liệu cố định; 2. Ngăn đong sản phẩm; 3. Bao bì; 4. Mâm quay; 5. Đĩa quay; 6. Thanh đỡ bao bì; 7. Trục quay 2.2.6. Bài khí, ghép kín Sau khi xếp thực phẩm , các hộp sản phẩm được đưa sang công đoạn bài khí và ghép mí. a. Bài khí Khi thực hiện các quá trình như chế biến cơ học, vận chuyển bán chế phẩm, cho thực phẩm vào hộp , đều làm cho một lượng không khí xâm nhập , hòa lẫn vào sản phẩm. Ngoài ra, trong gian bào của thực phẩm tồn tại một lượng không khí, hơi nước, khí carbonic, v.v... Mặt khác, sản phẩm cho vào hộp không hoàn toàn chiếm đầy cả dung tích của hộp mà còn lại một khoảng không gian trong hộp kín, tại đây cũng chứa không khí và hơi nước. Sự tồn tại của không khí trong đồ hộp đã được ghép kín dẫn đến những hậu quả không mong muốn, vì thế, trước khi ghép kín đồ hộp, cần đuổi bớt các chất khí tồn tại trong đồ hộp ấy đi, quá trình này gọi là bài khí. Trong sản xuất thực phẩm đóng hộp, công đoạn bài khí sẽ giúp: - Giảm sự chênh lệch giữa áp suất trong hộp và áp su ất ngoài hộp (khi thanh trùng) để ngăn ngừa các hư hỏng vật lý xảy ra đối với hộp thực phẩm . Khi thanh trùng bằng nhiệt, nhiệt độ của hộp và thực phẩm trong đó được nâng lên đến mức cần thiết . Nếu trong hộp còn không khí , thì khi nhiệt độ tăng không khí trong đó sẽ giãn nỡ tạo ra áp suất cao hơn áp suất bên ngoài hộp. Lúc này, áp suất trong hộp bằng tổng áp suất riêng phần của không khí, áp suất riêng phần của hơi nước và áp suất do sản phẩm dãn nở, áp suất tổng cộng ấy dao động trong một khoảng khá rộng 1,96÷3,92.105 N/m2 (2÷4at), nên tạo sự chênh lệch giữa áp suất bên trong hộp và bên ngoài hộp . Chính sự chênh lệch áp suất ấy có thể làm cho bao bì kim loại bị biến dạng , móp méo, làm nứt các mối ghép ở thân , nắp và đáy hộp, làm bật nắp ra khỏi miệng chai , lọ thủy tinh hay làm nứt vỡ thủy tinh . Khi bài khí có thể làm giảm sự chênh lệch áp suất trong hộp và ngoài hộp khi thanh trùng. 76 - Bài khí sẽ hạn chế sự oxy hóa các chất dinh dưỡng trong thực phẩm . Oxy của không khí còn lại trong đồ hộp làm cho các quá trình oxy hóa xảy ra mạnh trong đồ hộp, các vitamin, nhất là vitamin C sẽ bị tổn thất, các chất hữu cơ bị oxy hóa làm thay đổi hương vị màu sắc của thực phẩm trong đồ hộp đó . Sự oxy hóa vitamin C làm nó mất các tính chất sinh học đồng thời có thể gây ra vị lạ đối với một số sản phẩm nước quả. Đặc biệt, khi chế biến các sản phẩm chứa nhiều tanin, việc bài khí tốt sẽ làm giảm bớt được sự oxy hóa chất chát và làm biến đổi màu sắc của sản phẩm . Bài khí còn hạn chế được quá trình oxy hóa chất béo làm cho thực phẩm không bị ôi khét. - Thực hiện bài khí cho đồ hộp cũng có tác dụng làm giảm hiện tượng tạo thành màng bọt lúc rót thực phẩm lỏng vào hộp , nhờ đó hình thức sản phẩm sẽ đẹp hơn . Điều này đặc biệt quan trọng đối với sản phẩm chứa trong bao bì thủy tinh. - Sau khi thanh trùng đồ hộp sản phẩm, có thể ở một số đồ hộp vẫn tồn tại các vi sinh vật hiếu khí và bào tử của nó . Nếu trong môi trường còn nhiều oxy, các vi sinh vật đó có điều kiện phát triển, gây hư hỏng đồ hộp. Nên khi bài khí sẽ hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí còn tồn tại trong sản phẩm, các vi sinh vật này dù còn sống cũng không gây hư hỏng đồ hộp. - Bên cạnh đó, việc bài khí sẽ hạn chế hiện tượng ăn mòn bao bì sắt tây. Các thực phẩm chua khi chứa đựng trong bao bì sắt tây không tráng verni tố t rất dễ bị ăn mòn . Cường độ ăn mòn bao bì đó có liên quan chặt chẽ đến sự có mặt của oxy trong đồ hộp vì oxy là chất hoạt động của sự ăn mòn , nhất là trong môi trường acid yếu . Vật liệu để làm hộp sắt là sắt tấm có tráng thiếc trên hai bề mặt , nếu mặt tráng thiếc ấy bị rỗ để lộ mặt sắt phía trong tiếp xúc với thực phẩm có độ acid yếu sẽ xảy ra hiện tượng pin hóa học, có một dòng điện sinh ra từ hai cực của pin là sắt và thiế c. Sự hình thành nên pin cục bộ ấy gây ra hiện tượng ăn mòn bao bì . Nếu đồ hộp được bài khí triệt để sẽ giảm được hiện tượng ăn mòn đó. - Bài khí tốt còn có tác dụng tạo chân không trong đồ hộp thành phẩm . Độ chân không trong đồ hộp thành phẩm được xem là một chỉ tiêu phẩm chất của thành phẩm . Đồ hộp thành phẩm cần phải có độ chân không nhất định để nắp hộp hút vào bên trong (các hộp có nắp phồng thường chủ yếu là do vi sinh vật ) và khi vận chuyển bảo quản trong các điều kiện khí hậu khác nhau không bị phồng nắp , phồng đáy, không bị bung hở mí ghép. Trước khi ghép kín hoàn toàn, nếu bài khí ở độ chân không quá cao, sản phẩm sẽ tăng thể tích và dung dịch rót có thể sôi. Để khắc phục hiện tượng này người ta phải hạn chế độ chân không khi ghép hộp: thông thường là 250÷450 mmHg; trường hợp đặc biệt là 650÷680 mmHg. Độ chân không của hộp bị ảnh hưởng bởi các yếu tố: - Nhiệt độ của thực phẩm lúc ghép kín : Nếu nhiệt độ của thực phẩm lúc ghép kín càng cao thì độ chân không tạo ra trong hộp thành phẩm càng lớn vì khi tăng nhiệt độ của thực phẩm thì áp suất riêng phần của hơi nước lúc ghép kín cũng tăng nên độ chân không trong đồ hộp thành phẩm tăng. Ví dụ : nếu ghép kín đồ hộp ở nhiệt độ 450C trong điều kiện khí quyển bình thường sau đó bảo quản ở nhiệt độ 170C thì độ chân không trong đồ hộp thành phẩm là 60mmHg. Nếu nhiệt độ thực phẩm khi ghép kín l à 890C thì độ chân không của hộp thành phẩm là 523mmHg. 77 - Nhiệt độ của khoảng không đỉnh hộp khi ghép mí : Nhiệt độ của khoảng không đỉnh hộp càng cao , không khí càng giãn nở nhiều và được thay thế bằng hơi nước của thực phẩm, khi làm nguội, lượng không khí còn ít , hơi nước lại ngưng tụ nhiều nên độ chân không trong đồ hộp thành phẩm cao hơn so với khi ghép mí mà nhiệt độ khoảng không đỉnh hộp thấp. Thể tích của khoảng không đỉnh hộp càng lớ n thì độ chân không sẽ càng cao. - Biến đổi của nhiệt độ và áp suất khí quyển khi bảo quản : Trong quá trình vận chuyển và bảo quản, nhiệt độ và áp suất khí quyển thay đổi theo thời tiết nên cũng ảnh hưởng đến độ chân không của hộp thành phẩm . Khi nhiệt độ khí quyển tăng , không khí trong hộp giãn nở , nước trong hộp hóa hơi nhiều nên độ chân không trong hộp giảm. Khi áp suất khí quyển bên ngoài giảm, sự chênh lệch bên trong hộp và bên ngoài hộp nhỏ, nghĩa là độ chân không của hộp cũng giảm đi . Vì vậy, các loại đồ hộp khi vận chuyển từ vùng lạnh sang vùng nóng , từ đồng bằng lên vùng núi cao đều phải tạo ra độ chân không cao trong hộp để tránh hộp bị phồng. - Biến đổi tính chất của sản phẩm : Khi tiến hành ghép kín đồ hộp ở độ chân không nhất định nào đó, nếu trong khối thực phẩm có các chất khí , các chất khí này sẽ giãn nở, tăng thể tích. Hiện tượng này là hiện tượng giãn nở chân không. Hiện tượng giãn nở chân không thường thấy khi chế biến đồ hộp rau quả , trong gian bào của mô thực vật chứa đầy không khí hoặc trong các sản phẩm lỏng đóng hộp do không khí lẫn vào trong quá trình chế biế n. Hiện tượng giãn nở chân không luôn phải được chú ý khi bài khí, ghép mí vì khối thực phẩm giãn nở sẽ kéo theo sự trào của một phần nước sốt trong hộp ra ngoài làm bẩn mép hộp và do đó mí ghép không được kín. Trong sản xuất đồ hộp người ta dùng nhiều phương pháp bài khí khác nhau, nhưng chủ yếu là dùng phương pháp bài khí bằng nhiệt và dùng thiết bị chân không. - Bài khí bằng nhiệt : Khi áp dụng phương pháp bằng nhiệt , các hộp đã xếp đầy thực phẩm được gia nhiệt trước khi ghép mí kín . Nhờ được đun nóng, không khí (nếu có) trong thực phẩm sẽ thoát ra , hơi nước từ thực phẩm bay lên thế chỗ một phần không khí trên khoảng không đỉnh hộp , như vậy phần lớn không khí bị đuổi ra khỏi hộp trước khi ghép kín . Sau khi bài khí các hộp được ghép mí ngay , khi đồ hộp nguội hơi nước trong hộp ngưng tụ sẽ tạo độ chân không trong hộp. Bài khí bằng nhiệt thực hiện đơn giản nhất là xếp hộp thực phẩm lên trong chảo hay thùng nước nóng sau đó nâng nhiệt lên đến 80÷900C. các giá gỗ Ở các nhà máy có năng suất lớn, người ta bài khí bằng nhiệt trong các thiết bị kín có hệ thống phun hơi nóng. Ở đó, hộp thực phẩm chuyển động nhờ băng tải hay cơ cấu vận chuyển khác qua môi trường hơi nóng . Khi ra khỏi thiết bị , nhiệt độ đạt được ở hộp thực phẩm là 80÷850C. Loại thiết bị này có nhược điểm là khi hộp thực phẩm chuyển động phần nước sốt dễ trào ra ngoài và các bao bì thủy tinh dễ nứt vỡ. Nếu thực phẩm là một thể thống nhất như nước rau quả , tương quả, sốt cà chua, mứt mịn... thì có thể đun nóng tới nhiệt độ cao 70÷900C hoặc hơn rồi rót vào bao bì và ghép kín ngay. Nếu thực phẩm là thể không đồng nhất như đồ hộp thịt , cá, rau muối, quả nước đường... thì phần cái được xếp hộp bằng tay hay máy ở nhiệt độ bình thường sau đó rót nước sốt nóng vào hộp để bài khí bằng nhiệt . Tuy nhiên , với thực phẩm không đồng nhất thì cách này không hiệu quả vì nếu nhiệt độ dịch rót là 80÷900C thì 78 nhiệt độ chung của đồ hộp khi ghép mí cũng chỉ đạt khoảng 45÷550C. Ngoài các cách trên , ở các nhà máy đôi khi cũ ng bài khí bằng cách phun hơi . Dùng hơi nước nóng phun vào khoảng không đỉnh hộp trước khi ghép kín , hơi nước sẽ đẩy không khí ra ngoài . Sau khi ghép kín và làm nguội , hơi nước đó ngưng tụ và tạo độ chân không trong hộp. Phương pháp này có hiệu quả bài khí không cao vì chỉ có tác dụng đuổi khí trên khoảng không đỉnh hộp , phần không khí lẫn trong thực phẩm vẫn còn trong hộp sau khi ghép mí . Bài khí bằng phun hơi cũng chỉ nên áp dụng cho hộp thực phẩm lỏng, nếu dùng cho thực phẩm đặc sẽ làm xấu bề mặt sản phẩm. - Bài khí bằng thiết bị chân không : Người ta dùng bơm chân không để hút không khí ra khỏi hộp trong một phòng của máy ghép kín . Phương pháp này áp dụng được cho cả bao bì sắt tây và thủy tinh. Phương pháp này đơn giản và dễ sử dụng, tuy nhiên, nó có một số nhược điểm và vì thế đôi khi không thể dùng nó như một phương pháp bài khí hiệu quả. Các loại đồ hộp thực phẩm có không khí tro ng mô sẽ dễ dàng bị giãn nở chân không khi bài khí do chênh lệch áp suất , do đó có thể làm trào nước sốt ra ngoài , làm bẩn mép hộp và mí ghép sẽ không kín . Vì thế, đối với các sản phẩm có hệ số giãn nở thấp thường áp dụng độ chân không 0,8÷0,86atm, còn với các thực phẩm có độ giãn nở trung bình hay cao hơn thì phải áp dụng độ chân không thấp hơn nhiều 0,33÷0,6atm. Đối với một số đồ hộp thực phẩm , sau khi ra khỏi máy ghép , độ chân không của hộp sẽ giảm xuống. Trong nhiều trường hợp, độ chân không đo được trong hộp vào lúc bắt đầu thanh trùng chỉ đạt giá trị 0,2÷0,3atm. Sử dụng bài khí chân không khi sản xuất các loại đồ hộp này không phải là giải pháp tối ưu. Bài khí chân không là phương pháp đơn giản và dễ thực hiện nhưng cần lưu ý khi đóng hộp thực phẩm còn nhiều không khí . Phương pháp này đước sử dụng hiệu quả hơn cả trong sản xuất đồ hộp thịt, cá và các sản phẩm từ rau quả đã qua gia nhiệt trước khi đóng hộp (đuổi bớt một phần không khí trước khi xếp hộp). Để bài khí một cách triệt để có thể áp dụng đồng thời cả 2 phương pháp trên nghĩa là sử dụng bài khí chân không để ghép kín hộp đã được nâng nhiệt trước đó. Để bài khí có thể sử dụng các thiết bị bài khí như thiết bị bài khí ly tâm, là loại thiết bị bài khí mà trong đó nước quả đưa vào phòng chân không có ngăn quay rồi theo rãnh vòng đi ra ngoài; thiết bị bài khí kiểu phun, với thiết bị này nước quả được phun thành tia tạo thành các giọt rất nhỏ ở trong một thùng kín có hút chân không; thiết bị bài khí kiểu màng, thiết bị này dùng vòi phun mạnh nước quả vào thành một bình có bộ hút chân không để tạo thành màng chất lỏng rất mỏng trên thành bình. Các thiết bị này làm việc với độ chân không rất cao có thể tới 740 mmHg nên tác dụng bài khí rất mạnh. b. Ghép kín đồ hộp Trong quá trình chế biến đồ hộp, quá trình ghép kín nắp vào bao bì để ngăn cách hẳn sản phẩm thực phẩm với môi trường không khí và vi sinh vật ở bên ngoài, là một quá trình quan trọng, có ảnh hưởng tới thời gian bảo quản lâu dài các thực phẩm đó. Nắp hộp phải được ghép thật kín, chắc chắn để khi thanh trùng áp suất chênh lệch giữa bên trong và ngoài hộp không làm bung mí ghép hay bật nắp khỏi thân hộp. 79 Để tiến hành ghép kín nắp vào bao bì sắt tây hay thủy tinh, người ta dùng nắp bằng kim loại, chủ yếu là sắt tây. Với bao bì kim loại, người ta ghép kín bằng mối ghép kép, tức là chỗ mí hộp thì cả thân và nắp đều cuộn lại (hình 3.30.). Với bao bì bao bì thủy tinh có nắp bằng sắt , tiến hành ghép kín bằng mối ghép đơn (hình 3.31). Miệng chai lọ thủy tinh (1) ( hình a và b ) cùng với nắp (2) được nâng lên nòng đỡ (3). Nòng Hình 3.30. Mối ghép kép bóp (4) xiết chặt nắp vào vòng đệm cao su (6) nhờ kẹp (5) được giữ cố định và do nòng đỡ (3) ấn xuống đồng thời do kẹp (5) chuyển động lên xuống làm cho nòng bóp (4) xiết chặt nắp vào đệm cao su (6) vào miệng lọ. Đối với cha i thủy tinh hẹp cổ người ta dùng máy đóng nút chai có một nòng cò đừng kính nhỏ dần. Khi dập nòng (1) xuống (hình c) nút chai (2) chịu một lực tác dụng thẳng đứng và ép chặt vào miệng chai (3) và đệm cao su (4) làm cho nút chai chặt kín lại, đệm cao su có thể được thay thế bằng màng nhựa polyethylen hay nút bấc. Hình 3.31. Sơ đồ ghép kín chai lọ thủy tinh a. Trước lúc ghép kín chai lọ thủy tinh; b. Khi ghép kín chai lọ thủy tinh(miệng rộng) c. Khi ghép kín chai lọ thủy tinh(miệng hẹp) Để ghép kín bao bì có thể tiến hành sử dụng các laoij máy ghép kín mức độ tự động hóa, có thể chia các loại máy ghép kín ra làm 3 nhóm: . Dựa vào - Tự động: Quá trình đưa hộp vào máy , ghép kín và lấy hộp ra đều được cơ khí hóa. Loại máy này có năng suất cao và có khi đạt đến hơn 100 hộp/phút. - Bán tự động : Việc đưa hộp vào và lấy hộp ra bằng tay , máy tự thực hiện các công đoạn ghép kín . Năng suất loại máy bán tự động này phụ thuộc khả năng thao tác của công nhân và nằm trong khoảng 20÷30 hộp/phút. - Thủ công: Việc đưa hộp vào, ghép mí kín và lấy hộp ra đều làm bằng tay, năng suất hoàn toàn phụ thuộc khả năng thao tác của công nhân và thường đạt được 6÷12hộp/phút. 80 Trong máy ghép tự động hút chân không (hình 3.32), ở giữa thân máy có ngăn chân không nối với bơm chân không qua bình trung gian. Khi hộp vào ghép thì cửa nối với bình trung gian mở ra, cửa vào của hộp đóng lại và buồng ghép được thông với bơm chân không, lúc đó tiến hành quá trình ghép. Khi ghép xong, cửa của buồng ghép thông với bình trung gian đóng lại. cửa nối với khí quyển mở, cửa cho hộp vào cũng mở ra, hộp đã ghép được đưa ra ngoài, đồng thời hộp mới được đưa vào buồng ghép. Hình 3.33 là cấu tạo máy ghép bán tự động , trong máy ghép động cơ điện (1) làm chuyển động hệ thống bánh răng (2) và quay các con lăn 3. Bàn đạp (8) điều khiển trục (6) và mâm (5), phía trên đặt đồ hộp (4). Bàn đạp còn điều khiển cơ cấu (7) làm cho các con lăn tiến sát vào hộp để ghép mí. Máy ghép nửa tự động chỉ có một trụ ghép, có một cặp con lăn cuộn (ghép sơ bộ) và một cặp con lăn ép (ghép kín). Hình 3.32. Máy ghép tự động hút chân không 1.Buồng ghép; 2.Bình trung gian; 3.Hộp; 4.Bơm chân không; 5.Động cơ điện; 6.Ống nước vào bơm chân không; 7.Ống nước thải; 8.Chân không kế Đồ hộp sau khi ghép kín thường còn phải kiểm tra độ kín theo từng chu kỳ của thời gian sản xuất. Trong một ca sản xuất phải lấy mẫu 2÷3 lần để kiểm tra độ kín. Có thể tiến hành thử độ kín của đồ hộp theo một trong các phương pháp sau: - Phương pháp ngâm trong nước nóng được sử dụng để kiểm tra độ kín của đồ hộp sắt , tiến hành như sau : rửa sạch hộp bằng nước nóng và xà phòng, Hình 3.33. Thiết bị ghép mí bán tự động để đứng thành một lớp trong chậu thủy 1. Động cơ điện; 2. Bánh răng; 3. Con lăn; 4. Hộp; tinh to có đựng nước nóng ở nhiệt độ 0 5. Mâm dưới; 6. Trục mâm; 7. Cơ cấu đưa con lăn tiến sát không dưới 85 C. Lượng nước nóng vào hộp; 8. Bàn đạp gấp khoảng 4 lần thể tích các hộp, mực nước phải ở trên mặt hộp từ 25÷30 cm. Hộp để trong nước nóng từ 5÷7 phút, lúc đầu để đáy xuống, sau lật ngược, để nắp xuống dưới. Tiến hành quan sát, nếu thấy bọt khí trong hộp thoát ra hàng loạt hoặc thoát ra đều đặn ở cùng một chỗ, thì hộp coi như bị hở và ngược lại. - Phương pháp hút chân không: Đặt đồ hộp đựng sản phẩm trong một bình hút 81 chân không với độ chân không 50 mmHg. Do chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài hộp, làm cho nắp hộp phồng lên nếu hộp kín. Và nước trong sản phẩm có thể theo chỗ hở rỉ ra ngoài trong trường hợp mối ghép không kín. Trường hợp phát hiện được đồ hộp ghép không kín trước khi thanh trùng, cần phải điều chỉnh máy ghép kịp thời và có thể mở đồ hộp đó để chế biến lại hay chế biến thành các sản phẩm phụ. Trường hợp phát hiện được đồ hộp ghép không kín sau khi thanh trùng, thì các đồ hộp đó đưa đi chế biến thành sản phẩm phụ. 2.2.7. Thanh trùng Trong sản xuất đồ hộp thực phẩm, thanh trùng là một quá trình quan trọng, có tác dụng quyết định tới khả năng bảo quản và chất lượng của thực phẩm. Đây là biện pháp cất giữ thực phẩm theo nguyên lý tiêu diệt tác nhân gây hư hỏng thực phẩm (theo nguyên tắc đình chỉ sự sống). Thực phẩm trước khi cho vào hộp và được ghép mí đã trải qua các công đoạn xử lý như rửa, chần hấp, rán,... Số vi sinh vật bám trên nguyên liệu thực phẩm đã giảm xuống nhiều nhưng vẫn còn một lượng lớn vi sinh vật sống sót hoặc xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào thực phẩm trong quá trình chế biến tiếp theo. Quá trình thanh trùng đồ hộp là quá trình tiêu diệt vi sinh vật và bào tử có trong đồ hộp nhằm kéo dài thời gian bảo quản. Việc thanh trùng bằng nhiệt còn có tác dụng làm tăng hương vị của đồ hộp, làm mềm thực phẩm và tạo nét hấp dẫn rất riêng của thực phẩm đóng hộp. a. Hệ vi sinh vật có thể có mặt trong đồ hộp Các vi sinh vật tồn tại trong đồ hộp nguy hiểm nhất là các loại vi khuẩn , sau đó mới đến nấm men và nấm mốc . Vi khuẩn tồn tại tron g đồ hộp có thể có cả vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và kỵ khí tùy tiện Bacillus mesentericus, là loại vi khuẩn hiếu khí có bào tử , không độc , ở trong nước và trên bề mặt rau , phát triển nhanh ở nhiệt độ khoảng 370C, bào tử bị phá hủy ở 1100C trong 1 giờ, loại này có trong tất cả các loại đồ hộp. Bacillus subtilis, cũng là loại vi khuẩn có bào tử nhưng không gây bệnh , phát triển rất mạnh ở 25÷350C, bào tử chịu được nhiệt độ 1000C trong 1 giờ, 1150C trong 6 phút. Loại này có trong đồ hộp cá, rau, thịt..., nhưng không gây ra mùi vị lạ . Clostridium sporogenes, là loại vi khuẩn kỵ khí có trong mọi loại đồ hộp, cố định ở trạng thái tự nhiên của mọi môi trường. Nó phân hủy protein thành muối của NH3, rồi thải NH3, sản sinh ra H2S, H2 và CO2, phát triển rất mạnh ở 27÷580C và có nhiệt độ tối thích là 370C. Bào tử của nó chịu đựng được trong nước sôi trên 1 giờ. Clostridium sporogenes có độc tố, nhưng sẽ bị phá hủy nếu đun sôi lâu. Loại vi khuẩn đường ruột, Clostridium putrificum, thuộc loại vi khuẩn kỵ khí, có bào tử, không gây bệnh. Nhiệt độ tối thích của nó là 370C và có trong mọi loại đồ hộp. Loại vi khuẩn kỵ khí tùy tiện hay gặp trong đồ hộp là Bacillus thermophillus và Staphylococcus pyrogenes aureus. Bacillus thermophillus có trong đất, phân gia súc , không gây bệnh , có bào tử. Tuy có rất ít trong đồ hộp nhưng khó loại trừ, nhiệt độ tối thích là 60÷700C. Staphylococcus pyrogenes aureus thì có trong bụi và nước, không có bào tử. Thỉnh thoảng gây bệnh vì sinh ra độc tố, dễ bị phá hủy ở 60÷700C, phát triển nhanh ở nhiệt độ thường. 82 Nguy hiểm nhất là loại vi khuẩn gây bệnh, gây ra ngộ độc vì nội độc tố như Bacillus botulinus (clostridium botulinum)và Salmonella. Bacillus botulinus có triệu chứng gây bại liệt rất đặc trưng, làm đục sự điều tiết của mắt, rồi làm liệt các cơ điều khiển bởi thần kinh sọ, rồi toàn thân bị liệt. Người bị ngộ độc sau 4÷8 ngày thì chết. Loại này rất hiếm trong đồ hộp, nhất là đồ hộp rau quả, chỉ xuất hiện khi không tuân theo nguyên tắc vệ sinh và thanh trùng tối thiểu. Bào tử có khả năng đề kháng mạnh , 5 giờ rưỡi ở 1000C, 10 phút ở 1150C, 4 phút ở 1200C. Độc tố bị phá hủy hoàn toàn khi đun nóng ở 800C trong 30 phút. Salmonella thuộc nhóm vi khuẩn gây bệnh thương hàn, tất cả đều hiếu khí, ưa ẩm, không có nha bào nhưng có độc tố. Ngoài các loại vi khuẩn thì trong đồ hộp còn có xuất hiện các loại vi sinh vật khác như nấm men và nấm mốc . Tuy nhiên, nấm mốc thì ít thấy trong đồ hộp nhưng nấm men, chủ yếu là Saccharomyces elipsoides, có trong khắp thiên nhiên. Nấm men dễ bị diệt ở nhiệt độ thấp và dễ bị loại trừ bằng cách thực hành vệ sinh công nghiệp tốt. b. Các phương pháp thanh trùng đồ hộp Để đạt được mục đích thanh trùng đồng thời đảm bảo chất lượng của đồ hộp thành phẩm, người ta sử dụng rất nhiều phương pháp khác nhau như : thanh trùng bằng nhiệt, thanh trùng bằng chất kháng sinh , thanh trùng bằng tia tử ngoại , thanh trùng bằng dòng điện cao tần, thanh trùng bằng sóng siêu âm, thanh trùng bằng tia bức xạ... * Thanh trùng bằng tia ion hóa: Tác dụng diệt trùng của các tia ion hóa là thay đổi cấu trúc của một số phân tử protein của tế bào vi sinh vật và làm ion hóa dung môi. Hiệu quả thanh trùng của tia ion hóa phụ thuộc vào thời gian xử lý, chiều dày của thực phẩm và lượng vi sinh vật nhiễm vào thực phẩm. Các tia có tần số dao động cao thì có lực đâm xuyên cao. Tia X, tia γ là các tia ion hóa đều có tác dụng diệt trùng. Liều lượng sử dụng tùy thuộc vào bản chất từng loại vi sinh vật. Chiều dày tối đa của thực phẩm đem chiếu tia X và tia âm cực là 127mm (nếu chiếu cả 2 mặt). Tia hồng ngoại và tia tử ngoại là các tia bức xạ. Tác dụng của tia hồng ngoại là làm nóng sản phẩm để diệt vi sinh vật. Tia tử ngoại có tác dụng sát trùng là do làm đông tụ protein và phá hủy hệ thống enzyme của vi sinh vật. * Thanh trùng bằng sóng siêu âm: Dưới tác dụng của siêu âm, môi trường lỏng truyền âm bị xô đẩy, bị ép và tạo chân không liên tiếp, sinh ra nhiều khoảng trống. Lúc đó, các chất hòa tan và hơi của chất lỏng lập tức dồn vào khoảng trống ấy, gây ra tác dụng cơ học làm chết vi sinh vật ở trong môi trường. Mặt khác trong quá trình ấy, một phần chất khí hòa tan bị ion hóa tạo ra nước oxy già (H2O2), Nitrogen oxy (NO) là những chất độc đối với vi sinh vật. Trong các loại vi sinh vật thì vi khuẩn dễ bị siêu âm tác dụng nhất. * Thanh trùng bằng dòng điện cao tần: Thanh trùng bằng cách đặt sản phẩm trong điện trường của dòng điện xoay chiều (có tần số cao). Các phần tử tích điện trong sản phẩm (ion, điện tử) sẽ dao động do tác dụng của điện năng, chuyển điện năng được hấp thu thành nhiệt năng để làm chết vi sinh vật. Khả năng hấp thu điện năng tùy thuộc vào: kích thước bao bì đựng thực phẩm, điện áp, tần số của dòng điện. Tần số của dòng điện càng lớn hay bước sóng càng ngắn thì quá trình thanh trùng càng nhanh (Tần số thích hợp nhất là 3,108÷3,107Hz). Thời gian thanh trùng chỉ trong vài chục giây đến vài phút. 83 * Thanh trùng bằng cách sử dụng áp suất cao : Áp lực 300÷600MPa có khả năng vô hoạt các vi sinh vật không hình thành bào tử . Trong khi để vô họat các vi khuẩn sinh bào tử cần áp lực rất cao (1800MPa). Tuy nhiên, tại áp suất thấp 200÷400MPa cũng làm giảm sự sản sinh bào tử. * Thanh trùng bằng xung điện từ: Trường xung điện (áp dụng cho các loại thực phẩm lỏng, thời gian xử lý từ vài micro tới mili giây) có thể tiêu diệt vi sinh vật vì làm biến tính màng tế bào. Lực điện trường đòi hỏi để vô hoạt vi sinh vật thay đổi từ 0,1÷2,5V/µm. * Thanh trùng bằng nhiệt : Thanh trùng bằng nhiệt độ cao của nước nóng và hơi nước nóng là phương pháp thanh trùng phổ biến nhất trong sản xuất đồ hộp. Khi nâng nhiệt độ của môi trường quá nhiệt độ tối thích của vi sinh vật thì hoạt động của vi sinh vật bị chậm lại. Ở nhiệt độ cao, protein trong chất nguyên sinh của vi sinh vật bị đông tụ làm cho vi sinh vật bị chết. Quá trình đông tụ protein này không thuận nghịch, nên hoạt động của vi sinh vật không phục hồi sau khi hạ nhiệt. Phương pháp thanh trùng bằng cách sử dụng nhiệt là phương pháp hiệu quả nhất , nên trong phạm vi giáo trình cũng chỉ giới thiệu chủ yếu phương pháp thanh trùng này. c. Các phương pháp thanh trùng bằng nhiệt * Thanh trùng Pasteur (Pasteurisation): Là phương pháp diệt trừ vi sinh vật bằng cách xử lý nhiệt ở nhiệt độ tương đối thấp, thông thường được tiến hành dưới 1000C trong một thời gian nhất định rồi hạ thấp nhiệt độ đột ngột. Phương pháp này do Pasteur phát minh năm 1865 nhằm ngăn chặn sự hư hỏng ở rượu vang và sữa. Phương pháp thanh trùng Pasteur bảo vệ thực phẩm bằng cách giảm hoạt lực các enzym và tiêu diệt vi sinh vật mẫn cảm với nhiệt có trong thực phẩm (nấm men, nấm mốc, vi khuẩn không có nha bào, v.v...). Thông thường khi đun nóng thực phẩm để diệt các VSV thì sẽ gây nên một số thay đổi nhỏ về đặc tính cảm quan và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Có 3 kiểu thanh trùng Pasteur: Thanh trùng ở nhiệt độ 80÷950C trong 2÷3 phút. Phương pháp này được dùng ở châu Âu trong nửa cuối thế kỷ 19 và đến năm 1908÷1910 được thay thế bằng phương pháp thanh trùng ở nhiệt độ 55÷700C (131÷1580F) trong 20÷30 phút. Đối với sữa, thanh trùng ở nhiệt độ 63÷650C (145÷1490F) trong 30 phút sau đó làm lạnh xuống 12,50C. Đối với bia và rượu vang thì thanh trùng ở nhiệt độ khoảng 600C (1400F) trong 20 phút. Sữa tươi thanh trùng bằng phương pháp này thì bảo đảm diệt được phần lớn các vi sinh vật ở giai đoạn trưởng thành (bảng 3.5). Bảng 3.5. Tỷ lệ vi sinh vật chết phụ thuộc vào nhiệt độ thanh trùng Nhiệt độ (oC) 50 55 60 65 70 Tỷ lệ VSV chết (%) 68 80 99,4 99,85 99,9 Như vậy thời gian thanh trùng 30 phút đủ để diệt vi sinh vật mà vẫn giữ được các đặc tính của sữa tươi. Phương pháp này được coi là phương pháp tiêu chuẩn để diệt khuẩn trong sữa tại các nước châu Âu cho đến năm 1941 thì dần dần được thay thế bằng phương pháp thanh trùng nhiệt độ cao thời gian ngắn (High Temperature Short Time). Trong phương pháp này sữa được cho chảy thành dòng nhỏ hoặc thành màng mỏng và được đun nóng đến nhiệt 71÷750C (160÷1670F) trong 15÷20 giây sau đó đem 84 làm lạnh ngay đến 10÷120C và vô chai trong điều kiện vô trùng. Phương pháp thanh trùng Pasteur được ứng dụng đối với những sản phẩm dễ bị biến đổi bởi nhiệt độ (sữa tươi, nước quả ép) nhằm kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm từ vài ngày (đối với sữa) hoặc vài tháng đối với các loại thực phẩm khác. * Thanh trùng Tyndal: Đun nóng thực phẩm ở nhiệt độ xấp xỉ 700C duy trì khoảng 30 phút rồi làm nguội đến nhiệt độ 30÷320C để trong thời gian 24 giờ cho bào tử vi sinh vật phát triển sau đó lại đun nóng lên 700C giữ 30 phút xong làm lạnh đột ngột. Áp dụng phương pháp này trong trường hợp thực phẩm dễ bị biến chất ở nhiệt độ cao. Phương pháp này có ưu điểm là tiêu diệt được vi sinh vật ở dạng bào tử nhưng có nhược điểm là thời gian thanh trùng dài, do đó phương pháp này hiện nay rất ít được sử dụng. * Tiệt trùng là thanh trùng thực phẩm ở nhiệt độ trên 1000C trong một thời gian cần thiết để tiêu diệt vi sinh vật và phá hủy hệ thống các enzyme. Thực phẩm được tiệt trùng có thể bảo quản trong một thời gian dài đến 6 tháng. Tiệt trùng các thực phẩm đã đóng hộp sẽ làm thay đổi một số đặc tính cảm quan và chất lượng của thực phẩm về màu sắc, mùi vị, trạng thái và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Ví dụ, trong thịt có sắc tố oxymioglobin có màu đỏ sẽ chuyển thành metmioglobin có màu nâu và màu đỏ hồng của myoglobin sẽ bị chuyển thành màu nâu đỏ của miohemichromogen. Phản ứng hóa nâu Maillard và phản ứng tạo màu caramel cũng góp phần vào sự thay đổi màu sắc này. Tuy vậy, những sự thay đổi này là có thể chấp nhận được. Đối với sữa, sự thay đổi màu sắc trong quá trình xử lý tiệt trùng rất khó phát hiện. Trong thịt hộp có một phức hợp các thay đổi hóa học như quá trình khử amin và khử carboxyl của acid amin, sự oxy hóa các chất lipid, v.v... Sự tương tác của các thành phần này sản sinh ra hơn 600 chất tạo mùi khác nhau. Còn đối với sữa, sự thay đổi mùi vị chủ yếu là là do quá trình biến tính của lipid và protein. Thịt hộp trở nên mềm là do quá trình thủy phân collagen, sự hòa tan các gelatin, sự nóng chảy và sự thâm nhập của mỡ vào các thành phần khác của thực phẩm. Khi tiệt trùng, protein bị đông tụ, acid amin bị mất từ 10÷20%, hàm lượng l ysine giảm nhưng không quá 25%. Sự mất tryptophane và methyonine làm giảm giá trị sinh học của protein từ 6÷9%. Thiamin giảm 50÷75%, acid pantotenic giảm 20÷35%. Tuy nhiên sự mất vitamin còn tùy thuộc vào loại thực phẩm và công nghệ chế biến, đóng hộp thực phẩm. * Tiệt trùng U.H.T (Ultra High Temperature) là phương pháp thanh trùng ở nhiệt độ cực cao trong thời gian cực ngắn giúp sản phẩm vô trùng hoàn toàn. Trong công nghệ này, thực phẩm được nâng nhiệt độ lên đến 132÷1410C trong thời gian từ 1÷2giây. Bảng 3.8 là ví dụ sự thay đổi chất lượng dinh dưỡng của sữa sau khi thanh trùng bằng nhiệt với phương pháp tiệt trùng UHT và phương pháp thanh trùng cổ điển. Bảng 3.6. Các biến đổi chất lượng dinh dưỡng của sữa sau khi thanh trùng bằng nhiệt Thành phần dinh dưỡng Thiamin Acid ascorbic Vitamin B12 Acid folic Acid pantothenic Tỷ lệ hao hụt khi thanh trùng bằng nhiệt (%) Tiệt trùng UHT Thanh trùng cổ điển 10 35 25 90 10 90 10 50 0 0 85 Tỷ lệ hao hụt khi thanh trùng bằng nhiệt (%) Tiệt trùng UHT Thanh trùng cổ điển Biotin 0 0 Carotene 0 0 Pyridoxyne 10 50 Vitamin D 0 0 Lysine 10 Cystine 13 d. Chế độ thanh trùng bằng nhiệt Thành phần dinh dưỡng Quá trình thanh trùng bằng nhiệt thường tiến hành theo trình tự như sau: Đưa đồ hộp vào thiết bị thanh trùng, nâng nhiệt độ của đồ hộp, giỏ đựng hộp đến nhiệt độ quy định rồi giữ nhiệt độ ấy trong một thời gian nhất định. Sau đó hạ nhiệt độ xuống 38÷400C và lấy đồ hộp ra khỏi thiết bị. Để biểu diễn chế độ thanh trùng một cách ngắn gọn nhưng chính xác người ta dùng công thức thanh trùng , trong đó đầy đủ các thông số của quá trình thanh trùng : nhiệt độ thanh trùng , thời gian thanh trùng và cả áp suất đối kháng. Mỗi dạng đồ hộp thanh trùng trong các thiết bị thanh trùng khác đều có chế độ thanh trùng riêng nhưng đều có chung một dạng nên thường được biểu diễn theo một công thức tổng quát, được gọi là “công thức” thanh trùng, biễu diễn như sau: (a) − A − B − C ( P) t (3.1) A: Thời gian nâng nhiệt từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ thanh trùng (phút) B: Thời gian giữ nhiệt ở nhiệt độ thanh trùng (phút) C: Thời gian hạ nhiệt từ nhiệt độ thanh trùng xuống 38÷400C (phút) t: Nhiệt độ thanh trùng (0C) a: Thời gian xả khí trong thiết bị thanh trùng kín bằng hơi nước, nếu thanh trùng bằng nước thì a = 0 (phút) P: Áp suất đối kháng, được tạo ra để tránh đồ hộp bị biến dạng (atm) * Nhiệt độ thanh trùng : Tất cả các loại thực phẩm đem đóng hộp đều là môi trường sống của các loại vi sinh vật. Mặc dù có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của vi sinh vật nhưng độ acid có ảnh hưởng rất lớn , nên độ acid là yếu tố quan trọng trong việc chọn nhiệt độ thanh trùng . Vi sinh vật rất nhạy cảm với pH của môi trường , ở môi trường ít chua vi sinh vật bền nhiệt , khó bị tiêu diệt hơn khi thanh trùng bằng nhiệt, còn nếu thực phẩm có độ chua cao thì chúng dễ dàng chết ngay cả ở nhiệt độ môi trường không lớn lắm . Chính do phản ứng rất nhạy của vi sinh vật với độ chua của môi trường nên nhiệt độ thanh trùng đồ hộp thực phẩm đượ c lựa chọn dựa trên độ pH của nó. Người ta chia sản phẩm đồ hộp thành 2 nhóm theo độ acid hoạt động của sản phẩm, để làm cơ sở cho việc chọn nhiệt độ thanh trùng : - Đối với các loại đồ hộp thuộc nhóm không chua hay ít chua, tức là có môi trường pH > 4,5 ( như đồ hộp thịt, cá, một số đồ hộp rau), vi sinh vật phát triển mạnh 86 trong môi trường này đều là các vi sinh vật chịu nhiệt. Trong đó loại nguy hiểm hơn cả, có hại đến sức khỏe người sử dụng là bào tử của vi khuẩn Clostridium botulinum, thuộc nhóm vi sinh vật chịu nhiệt , có khả năng phân giải protein . Các nước trên thế giới coi đây là đối tượng chủ yếu phải loại trừ và tiêu diệt bào tử của nó được coi là tiêu chuẩn thanh trùng tối thiểu. Trong đồ hộp thịt cá, còn có thể gặp các loại vi khuẩn kỵ khí gây thối hỏng đồ hộp như Clostridium sporogenes bền với nhiệt hơn cả Clostridium botulinum. Ngoài ra ở các loại đồ hộp có độ acid hoạt động không cao lắm, cũng thường có các loại vi khuẩn bền với nhiệt như Cl.Thermosaccharolyticum thuộc nhóm kỵ khí ưa nhiệt, có tác dụng phân hủy glucid; và Bacillus stearothermophillus thuộc loại hiếu khí ưa nhiệt. Do đó đối với các loại đồ hộp có môi trường pH > 4,5 cần phải có nhiệt độ thanh trùng cao mới tiêu diệt được các loại vi sinh vật ưa nhiệt gây hư hỏng đồ hộp. Nhiệt độ đó vào khoảng 1050C÷1210C, đôi khi là 125÷1300C và được gọi là quá trình tiệt trùng. - Đối với các loại đồ hộp thuộc nhóm chua, tức là có môi trường pH < 4,5 (như đồ hộp quả, cà chua, rau muối chua) thì các vi khuẩn chịu nhiệt không những không phát triển được mà tính chịu nhiệt của chúng cũng giảm đi, nên nó dễ dàng bị tiêu diệt khi nâng cao nhiệt độ. Các loại nấm men, nấm mốc tuy có thể phát triển mạnh được trong môi trường acid, nhưng hầu hết là kém bền đối với nhiệt. Nên có thể thanh trùng các loại đồ hộp có độ acid cao ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt dộ thanh trùng các loại đồ hộp có độ acid thấp. Nhiệt độ đó thường ở nhiệt độ 1000C hoặc thấp hơn, khoảng 800C. Tuy nhiên, sự phân loại đồ hộp ra làm 2 nhóm để lựa chọn nhiệt độ thanh trùng như trên chỉ là gần đúng . Thời gian gần đây , người ta tìm ra một loạt những trường hợp cần lưu ý khi chọn nhiệt độ thanh trùng như: - Nước cà chua giải khát có pH = 4,0÷4,5 là môi trường thuận lợi cho Cl.botulinum phát triển và tạo độc tố . Vì vậy, từ năm 1973 trở đi, nước cà chua được tiệt trùng ở 1200C như là đồ hộp thuộc nhóm ít chua. - Nước mơ đục (nước mơ có thịt quả mịn ) có pH = 3,8÷3,9 cũng là môi trường thích hợp cho Cl.botulinum phát triển, vì vậy phải tiệt trùng ở 1100C, các loại đồ hộp sản xuất từ mơ nói chung cũng chọn nhiệt độ tương tự. - Các loại đồ hộp rau trộn dầu giấm (bắp cải, ớt Đà lạt, cà chua, cà rốt, hành tây, củ dền...) có pH trong khoản g 3,7÷4,2 nhưng lại được tiệt trùng ở 112÷1200C vì trong đồ hộp này có dầu và bản thân rau là thành phần ít chua , lượng giấm trộn vào rau ít còn rau chưa kịp ngấm. - Các sản phẩm cà chua cô đặc có pH >4,2 nhưng lại thường thanh trùng chỉ ở nhiệt độ 1000C vì cà chua cô đặc không phải là môi trường thuận lợi cho các Cl.botulinum và các loài kỵ khí phát triển. Bảng 3.7. Độ pH của một số đồ hộp thực phẩm Đồ hộp pH 6,0÷6,4 6,1÷6,3 Đồ hộp thịt và rau thịt Đồ hộp sữa Đồ hộp cá: Cá tự nhiên Cá ngâm dầu 6,4÷7,2 6,3÷6,7 87 Đồ hộp Cá sốt cà chua Đồ hộp rau Rau tự nhiên Rau thái miếng Nước rau ép Đồ hộp nước cà chua Đồ hộp kem cà chua Đồ hộp quả nước đường: Từ mận, táo, nho, mơ và đào cắt miếng Từ mơ và đào nguyên quả Từ quýt Đồ hộp nước quả ép từ nho, táo, anh đào Đồ hộp mứt thái miếng, mứt nhừ, mứt đông, táo mơ.. pH 5,2÷5,5 5,2÷6,3 4,8÷5,1 4,2÷5,4 4,5 4,8 3,3÷3,9 4,0÷4,2 4,6 3,1÷3,8 3,1÷4,1 Khi xác định nhiệt độ thanh trùng, chú ý rằng nhiệt độ đó phải là nhiệt độ của cả khối sản phẩm cần được thanh trùng nên phải là nhiệt độ ở vị trí trung tâm của hộp (đối với đồ hộp sản phẩm đặc thì vị trí trung tâm là ở giữa hộp, đối với đồ hộp sản phẩm lỏng thì vị trí trung tâm nằm ở 2/3 của hộp). Trong thực tế, nhiệt độ ở vị trí này gần bằng nhiệt độ ở thiết bị thanh trùng đối với đồ hộp lỏng, hoặc thấp hơn nhiệt độ ở thiết bị thanh trùng 0,5÷1,50C đối với đồ hộp đặc. * Thời gian thanh trùng : Ở một nhiệt độ thanh trùng nhất định, vi sinh vật trong đồ hộp thường không bị tiêu diệt ngay tức thời, mà cần phải có một thời gian nhất định gọi là thời gian thanh trùng hay thời gian tác dụng nhiệt, ký hiệu là T (phút). Trong quá trình thanh trùng, sản phẩm đựng trong đồ hộp, không được đun nóng tức thời tới nhiệt độ thanh trùng cần đạt được, mà nhiệt lượng phải truyền dần từ môi trường đun nóng, qua bao bì vào lớp sản phẩm bên ngoài, rồi vào tới khu vực trung tâm của đồ hộp. Quá trình này phải mất một thời gian, gọi là thời gian truyền nhiệt (ký hiệu là A). Khi khu vực trung tâm của đồ hộp đạt tới nhiệt độ thanh trùng, thì giữ ở nhiệt độ đó trong một thời gian nhất định, gọi là thời tiêu diệt (ký hiệu là B). Như vậy thời gian thanh trùng tổng quát của đồ hộp (hay thời gian đồ hộp chịu tác dụng nhiệt) bao gồm thời gian truyền nhiệt (A) và thời gian tiêu diệt vi sinh vật kể từ lúc tâm hộp đạt được nhiệt độ thanh trùng (B). Muốn xác định được chính xác thời gian thanh trùng t, cần phải khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới thời gian truyền nhiệt A và thời gian tiêu diệt B đối với đồ hộp cần thanh trùng. Hai đại lượng thời gian thanh trùng v à nhiệt độ thanh trùng luôn liên quan mật thiết với nhau và hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật phụ thuộc vào sự kết hợp của cả 2 yếu tố. Không có nhiệt độ nào là nhiệt độ tiêu diệt vi sinh vật cả vì vi sinh vật có thể bị tiêu diệt ở các nhiệt độ khác nhau , bắt đầu từ khoảng 600C trở lên, vấn đề là cần thời gian bao lâu để tiêu diệt chúng . Đối với mỗi loại vi sinh vật xác định , điều kiện tiêu diệt chúng là sự kết hợp của cả 2 yếu tố nhiệt độ và thời gian tiêu diệt . Tất nhiên là mối quan hệ giữa thời gian tiêu diệt và nhiệt độ là mối tương quan tỷ lệ nghịch . Khi nhiệt độ thanh trùng tăng lên thì thời gian tiêu diệt giảm xuống và ngược lại . Khi thực nghiệm với B.subtilis và Cl.botulinum đã thu được số liệu ở bảng 3.8. 88 Bảng 3.8. Thời gian tiêu diệt B.subtilis và Cl.botulinum ở các nhiệt độ khác nhau Thời gian tiêu diệt (phút) B.subtilis Cl.botulinum 100 120 330 105 110 100 110 80 32 115 70 10 120 40 4 125 30 2 Từ các số liệu trên cho thấy việc nâng nhiệt độ thanh trùng lên không nhiều , chỉ vài độ, đã có tác dụng giảm thời gian thanh trùng một cách rõ rệt. Nhiệt độ thanh trùng (0C) Để giảm mức độ xảy ra các phản ứng hóa học có thể ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm thanh trùng , cần áp dụng nhiệt độ thanh trùng càng cao càng tốt trong khoảng thời gian rất ngắn . Nói cách khác khi tăng nhiệt độ thanh trùng ta có thể tiêu diệt vi sinh vật trong thời gian vô cùng ngắn , đến mức các phản ứng gây ảnh hưởng không tốt cho thực phẩm chưa kịp đạt mức độ đáng kể . Để áp dụng nguyên tắc thanh trùng nhanh ở nhiệt độ cao người ta cần một hệ thống thiết bị đặc biệt, hoạt động trên nguyên tắc thanh trùng sản phẩm từng lớp mỏng . Sản phẩm thanh trùng nhanh ở nhiệt độ cao trước khi cho vào hộp, sau đó làm nguội ở điều kiện vô trùng và đóng vào hộp đã được vô trùng từ t rước, cuối cùng ghép mí trong điều kiện vô trùng . Đồ hộp sẽ không cần thêm quá trình xử lý nhiệt nào khác . Phương pháp này được gọi là đóng hộp vô trùng. Các sản phẩm thường áp dụng phương pháp này là các loại sữa tươ i tiệt trùng, nước quả ép và các sản phẩm lỏng đồng nhất như nước xoài , nước cà rốt , các loại đồ hộp dành cho trẻ em đã qua đồng hóa. * Áp suất đối kháng : Thực phẩm đựng trong hộp bao gồm các thành phần chất rắn, chất lỏng, chất khí. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, áp suất riêng phần và sự dãn nở của các cấu tử nên làm cho áp suất chung trong bao bì đựng sản phẩm tăng lên. Áp suất này (có thể tới 2atm) có thể làm cho bao bì sắt tây bị biến dạng , bao bì thủy tinh bị nứt, vỡ. Vì vậy ta cần tạo ra áp suất trong thiết bị thanh trùng (căn cứ vào tính chất của bao bì, thành phần của sản phẩm đựng trong hộp và nhất là nhiệt độ thanh trùng) bằng hay gần bằng áp suất dư đã tăng lên trong hộp, áp suất này gọi là áp suất đối kháng, thường vào khoảng 0,4÷1,4atm. Chế độ thanh trùng bằng nhiệt các sản phẩm đồ hộp bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố như thành phần hóa học của thực phẩm (pH, chất sát trùng thực vật, muối, đường...), giống loại và số lượng vi sinh vật; tính chất vật lý của sản phẩm và của bao bì. - Ảnh hưởng của pH: pH là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền nhiệt của vi sinh vật cũng như sự tồn tại và phát triển của chúng . Các loại vi sinh vật thường gây hư hỏng thực phẩm bền nhiệt trong các môi trường được trình bày ở bảng 3.9. Bảng 3.9. pH bền nhiệt của một số vi sinh vật Loại vi sinh vật Loại vi khuẩn có bào tử Cl.botulinum Bào tử của B.subtilis pH bền nhiệt 6÷7 6,3÷6,9 6,8÷7 89 Loại vi sinh vật Các loài nấm men Saccharomyces spogenes pH bền nhiệt 6,8 5,8 Theo một số nghiên cứu cho rằng không chỉ nồng độ acid của môi trường mà bản chất của acid cũng ảnh hưởng lớn đến độ bền nhiệt của vi sinh vật . Trong môi trường có cùng độ pH thì acid lactic có tác dụng diệt khuẩn mạnh nhất , sau đó là acid malic , acid acetic và cuối cùng là acid citric. - Ảnh hưởng của chất sát trùng thực vật (fitonxit): Trong số các thành phần hóa học thì chất sát trùng đóng vai trò quan trọng thứ 2 (sau pH) ảnh hưởng đến độ bền nhiệt của vi sinh vật . Khi trong sản phẩm đồ hộp có bổ sung thêm chất sát trùng thực vật thì chế độ thanh trùng “mềm” hơn rất nhiều . Các chất sát trùng thực vật thường gặp là allyxin trong hành t ỏi, tomatin trong cà chua , capsaixin trong ớt , piperin trong hạt tiêu, zingiberin trong gừng , cineol trong lá nguyệt quế , eugenol trong đinh hương , carvol và linalol trong thì là , các anthocyanin trong rau quả màu tím , myronic trong bột mù tạt, các sắc tố... Ví dụ: Khi chế biến các loại đồ hộp thịt cá , nếu cho thêm các gia vị như hành , lá nguyệt quế , hạt tiêu , ớt... không những làm tăng hương vị mà còn có tác dụng sát trùng, do đó giảm nhẹ được chế độ thanh trùng cho đồ hộp. Trong sản xuất bông cải tự nhiên, nếu thanh trùng ở nhiệt độ dưới 1000C thì không đạt được độ vô trùng yêu cầu , nhưng nếu tiệt trùng ở nhiệt độ trên 1000C thì bông cải lại bị nhũn nát, vì vậy cho thêm mù tạt vào nước muối rót hộp nên có thể thanh trùng ở chế độ thấp mà vẫn đảm bảo được độ vô trùng cho sản phẩm. - Ảnh hưởng của chất béo : Các chất béo trong thực phẩm ảnh hưởng rất nhiều đến thời gian tiêu diệt vi sinh vật. Khác với acid và fi tonxit có tác dụng giảm nhẹ chế độ thanh trùng thì chất béo lại cản trở sự truyền nhiệt và do đó làm tăng sự chịu nhiệt của vi sinh vật . Chất béo tạo thành một lớp màng dày kị nước bao qu anh tế bào vi sinh vật ngăn không cho nước truyền nhiệt vào bên trong làm protein của tế bào vi sinh vật không bị biến tính , nhờ thế vi sinh vật có thể chịu nhiệt tốt hơn . Trong môi trường càng nhiều chất béo các vi sinh vật c àng khó bị tiêu diệt. Đây chính là lý do mà các loại đồ hộp cá ngâm dầu , thịt hộp... cần phải thanh trùng lâu hơn các loại đồ hộp rau. - Ảnh hưởng của hàm lượng đường và muối : Đường có tác dụng bảo vệ vi sinh vật khi đun nóng, qua thực nghiệm cho thấy rằng E.coli trong môi trường nước tồn tại ở 700C trong 4 phút nhưng trong siro đường 30% là 30 phút. Người ta giải thích tác dụng bảo vệ vi sinh vật của đường là do sự mất nước qua màng thẩm t hấu của tế bào vi sinh vật , hàm lượng nước tự do thấp làm sự truyền nhiệt từ môi trường vào vi sinh vật khó khăn , nhờ đó tế bào vi sinh vật bền vững khi đun nóng . Nhưng ở nồng độ đường cao trên 50% thì lại có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật. Nồng độ muối thấp trong sản phẩm thực phẩm có tác dụng bảo vệ vi sinh vật khi đun nóng còn nồng độ cao lại có tác dụng sát trùng . Ở nồng độ muối không lớn có tác dụng làm cho tế bào vi sinh vật mất nước do thẩm thấu tương tự như dung dịch đường nhưng khi nồng độ muối cao thì bắt đầu xảy ra sự điện ly của muối làm cho protein của màng nguyên sinh chất vi sinh vật dễ bị biến tính và thời gian tiêu diệt giảm. - Giống loài và số lượng vi sinh vật cũng có ảnh hưởng không nhỏ đến nhiệt độ 90 tiêu diệt vi sinh vật . Các loại vi sinh vật có sức chịu nhiệt khác nhau đồng thời tính chịu nhiệt của chúng cũng thay đổi theo điều kiện của môi trường sinh sống . Sức chịu nhiệt của các loại vi khuẩn không bào tử , men, mốc tương đối kém , chỉ cần nhiệt độ 60÷800C trong vài phút là đã bị tiêu diệt . E.coli là loại chịu nhiệt tốt nhất trong nhóm này thì chỉ cần phút 15 phút ở 800C là hoàn toàn bị tiêu diệt . Các loại nấm men có sức chịu nhiệt kém hơn mốc , chỉ với nhiệt độ trên 700C là đã bị tiêu diệt nhưng bào tử của chúng thì có sức chịu nhiệt cao hơn cả. Các loại vi khuẩn ưa nhiệt phát triển tốt ở 550C và chịu được nhiệt độ từ 75÷800C nhưng khi nhiệt độ cao hơn thì bị kìm chế. Các loại vi sinh vật có bào tử thì có sức chống chịu rất cao với nhiệt độ do bào tử chứa ít nước nên pro tein trong bào tử khó bị biến tính , mà sự biến tính protein lại chính là nguyên nhân làm cho vi sinh vật bị chết. Nhiệt độ và thời gian tiêu diệt một số bào tử vi khuẩn được cho ở bảng 3.10. Bảng 3.10. Nhiệt độ và thời gian tiêu diệt một số vi khuẩn có bào tử Loài vi khuẩn B.subtilis B. mencentericus Cl.botulinum (A) Cl.botulinum (B) Thời gian tiêu diệt (phút) Nhiệt độ 1000C Nhiệt độ 1250C 120 30 110 25 150 12 300 - Số lượng vi sinh vật có ảnh hưở ng rất lớn đến thời gian tiêu diệt vi sinh vật , số lượng vi sinh vật càng nhiều thì thời gian thanh trùng càng dài. - Các loại thực phẩm có tính chất vật lý khác nhau: độ đặc, độ nhớt, độ chắc, khối lượng riêng ... nên có thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp khác nhau , vì vậy chế độ thanh trùng cũng khác nhau. Các loại đồ hộp sản phẩm lỏng (như nước quả) có độ nhớt thấp và tỉ trọng nhỏ, nên sự truyền nhiệt của các sản phẩm này xảy ra nhanh bằng các dòng đối lưu. Nhiệt độ ở giữa hộp đạt tới nhiệt độ thanh trùng chậm hơn ở thiết bị đạt tới nhiệt độ thanh trùng khoảng 13÷15 phút. Các loại đồ hộp sản phẩm đặc (như paté, thịt hầm) sự truyền nhiệt của các sản phẩm này bằng cách dẫn nhiệt. Vì hệ số dẫn nhiệt của thực phẩm nhỏ nên sự đun nóng các sản phẩm này xảy ra chậm. Nhiệt độ thanh trùng ở giữa hộp đạt được chậm hơn nhiệt độ thanh trùng ở thiết bị khoảng 40 phút. Các loại đồ hộp sản phẩm vừa có phần cái vừa có phần nước (như đồ hộp quả nước đường, cá ngâm dầu), thì sự truyền nhiệt xảy ra cả theo hai cách đối lưu và dẫn nhiệt, nhưng sự đối lưu xảy ra khá mạnh nên thời gian nâng nhiệt độ cho sản phẩm cũng khá nhanh, gần bằng với các sản phẩm lỏng . Nhiệt độ thanh trùng ở giữa hộp đạt được chậm hơn nhiệt độ thanh trùng ở thiết bị khoảng 28 phút. Tuy nhiên các số liệu thời gian ở trên còn thay đổi rất lớn tùy thuộc vào thể tích sản phẩm, vật liệu làm bao bì, hệ số dẫn nhiệt của bao bì và chiều dày lớp vật liệu đó. - Các loại sản phẩm thực phẩm đựng trong các loại bao bì làm bằng vật liệu khác nhau, có độ dày khác nhau, kích thước khác nhau, nên thời gian truyền nhiệt trong chế độ thanh trùng khác nhau . Thời gian truyền nhiệt tỷ lệ thuận với nhiệt trở của vỏ hộp, 91 thời gian này lớn nếu nhiệt trở lớn và ngược lại. Muốn truyền nhiệt từ môi trường đun nóng bên ngoài vào khu vực trung tâm của bao bì thì trước hết phải khắc phục nhiệt trở của thành bao bì , nhiệt trở này phụ thuộc vào độ dày của bao bì (δ) và hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm bao bì (λ), nhiệt trở đó biểu thị bằng tỉ số δ/λ. Nhiệt trở chung càng lớn thì thời gian truyền nhiệt càng kéo dài, nhiệt trở của các loại vật liệu được biểu thị ở bảng 3.11. Bảng 3.11. Nhiệt trở của các loại vật liệu làm bao bì Độ dày trung bình δ Hệ số dẫn nhiệt λ Nhiệt trở δ/λ (m) (W/m0K) Sắt tây 2.10-4÷3.10-4 47÷52 425.10-8÷639.10-8 Thủy tinh 2.10-3÷6.10-3 0,6÷0,9 33.10-4÷10-2 Nhưng trong quá trình thanh trùng, không thể nghiên cứu riêng rẽ ảnh hưởng nhiệt trở của bao bì , mà phải xét ảnh hưởng của cả khối sản phẩm . Trường hợp sản phẩm lỏng đựng trong bao bì sắt tây thì sự truyền nhiệt từ môi trường đun nóng tới thành hộp sắt chủ yếu bằng đối lưu. Thời gian truyền nhiệt đối với các sàn phẩm lỏng đựng trong bao bì sắt tây rất ngắn . Nếu đựng trong bao bì thủy tinh thì sự truyền nhiệt gồm đối lưu và dẫn nhiệt . Thời gian truyền nhiệt trong chế độ thanh trùng này lớn hơn thời gian truyền nhiệt của bao bì sắt tây. Loại bao bì Trường hợp sản phẩm đặc đựng trong bao bì sắt tây thì sự truyền nhiệt ở bên trong hộp chủ yếu bằng dẫn nhiệt. Thời gian đun nóng trong trường hợp này sẽ kéo dài hơn 2 trường hợp trên. Và thời gian đó chủ yếu phụ thuộc vào tính chất và nhiệt trở của sản phẩm đặc . Còn nếu đựng trong bao bì thủy tinh thì sự truyền nhiệt chủ yếu cũng bằng dẫn nhiệt. Thời gian truyền nhiệt trong trường hợp này dài nhất và phụ thuộc vào tính chất của bao bì thủy tinh và sản phẩm, trong đó tính chất của sản phẩm giữ vai trò chủ yếu. Tóm lại tính dẫn nhiệt và độ dày của bao bì chỉ có ảnh hưởng đáng kể đến thời gian truyền nhiệt trong chế độ thanh trùng khi có các dòng đối lưu mạnh. Trường hợp đồ hộp chứa sản phẩm đặc, nghĩa là sự truyền nhiệt chủ yếu bằng dẫn nhiệt thì các đặc điểm của bao bì ít có ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt . Mà chủ yếu là tính chất của sản phẩm, sản phẩm càng đặc, càng có hệ số dẫn nhiệt nhỏ và bề dày lớp sản phẩm từ ngoài vào lớp giữa hộp càng lớn, thì thời gian truyền nhiệt càng kéo dài. - Kích thước hình học của bao bì cũng ảnh hưởng đến chế độ thanh trùng , cụ thể là ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm . Bao bì có hình dạng và kích thước hình học rất phức tạp, nên việc nghiên cứu ảnh hưởng kích thước hình học của bao bì tới thời gian truyền nhiệt cũng chưa được đầy đủ lắm . Theo một số nghiên cứu thì cùng một thể tích sản phẩm , nếu hộp dẹt tức là hộp có đường kính lớn sẽ truyền nhiệt nhanh hơn hộp cao có đường kính nhỏ hơn. - Thời gian truyền nhiệt của đồ hộp còn phụ thuộc vào nhiệt độ ban đầu của đồ hộp trước khi thanh trùng và nhiệt độ của thiết bị thanh trùng . Nhưng ảnh hưởng này có liên quan mật thiết đến tính chất vật lý của sản phẩm . Đối với sản phẩm lỏng, do sự truyền nhiệt chủ yếu bằng các dòng đối lưu, nên nhiệt độ ban đầu ít có ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt. Đối với sản phẩm đặc, thì sự truyền nhiệt chủ yếu bằng dẫn nhiệt, nên nhiệt độ ban đầu của sản phẩm có ảnh hưởng nhiều đến vận tốc truyền nhiệt của sản phẩm. Đồ hộp lúc thanh trùng càng nguội thì thời gian truyền nhiệt càng kéo 92 dài. Theo một số nghiên cứu cho kết quả , khi đun nóng đồ hộp thì rút ngắn được 18% thời gian truyền nhiệt (loại nguội là loại có nhiệt độ 20÷450C; loại nóng là loại có nhiệt độ 45÷900C). - Ngoài ra, trạng thái chuyển động của đồ hộp khi thanh trùng cũng có ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt . Trong sản xuất đồ hộp phần lớn các thiết bị thanh trùng đều là loại không làm chuyển động hộp khi làm việc. Vì vậy thời gian truyền nhiệt đối với các loại đồ hộp tương đối dài. Khi tạo ra sự đối lưu nhân tạo bằng cách làm chuyển động hộp thì sự truyền nhiệt sẽ tăng lên, giảm được thời gian truyền nhiệt trong chế độ thanh trùng. Muốn tạo ra sự đối lưu nhân tạo đó, người ta chế tạo các loại thiết bị thanh trùng có băng tải đồ hộp, thường là các thiết bị làm việc liên tục. Tùy theo cấu tạo của mỗi loại thiết bị mà đồ hộp có vận tốc chuyển động hoặc phương pháp quay khác nhau. Để thanh trùng hộp sắt tây , dùng hơi hay nướ c nóng đều được , nhưng dùng hơi thì quá trình nâng nhiệt xảy ra nhanh hơn . Nếu thanh trùng hộp sắt trong nồi áp suất kiểu đứng ở nhiệt độ cao cần áp suất đối kháng thì phải sử dụng môi trường truyền nhiệt là nước và áp suất đối kháng tạo ra bằng không khí nén hoặc nước có áp lực . Nước cũng thường được chọn làm chất truyền nhiệt trong các trường hợp thanh trùng hộp sắt ở nhiệt độ 1000C. Đối với hộp thủy tinh , không nên thanh trùng trực tiếp bằng hơi nóng dễ làm vỡ hoặc nứt vì chênh lệch nhiệt độ giữa hơi và bao bì có thể rất lớn . Các đồ hộp đóng trong bao bì thủy tinh không bị thương tổn . Khi làm nguội sau thanh trùng cũng vậy , phải đảm bảo nhiệt độ thiết bị hạ từ từ bằng cách điều chỉnh nhiệt độ nước làm nguội. Hình 3.34. là thiết bị thanh trùng dạng hơi thẳng đứng , thường sử dụng để thanh trùng sản phẩm ở chế độ nhiệt >1000C. 1.Van xả hơi và nước ngưng 2. Đồng hồ áp suất nồi hơi 3. Thiết bị khống chế áp lực 4. Đồng hồ áp suất buồng hấp 5. Nắp nồi 6. Hộp điều khiển 7. Tay vít vặn nắp nồi 8. Vỏ nồi 9. Van liên thông 10. Phễu cấp nước 11. Van an toàn 12. Van cấp nước 13. Ống thuỷ 14. Van xả nước Hình 3.34. Thiết bị thanh trùng thẳng đứng 2.2.8. Kiểm tra và bảo quản đồ hộp a. Kiểm tra đồ hộp Đồ hộp sau khi thanh trùng và làm nguội xong cần phải được kiểm tra kỹ trước khi bảo quản hay xuất xưởng nhằm đảm bảo đúng các tiêu chuẩn và các c hỉ tiêu kỹ 93 thuật đã quy định. Sau khi kiểm tra xong cần phân loại , xếp hạng chất lượng để có chế độ bảo quản thích hợp hoặc đánh giá giá trị đồ hộp cho chính xác. * Kiểm tra mặt ngoài : Đối với bao bì kim loại , kiểm tra mặt ngoài là kiểm tra mí ghép, quan sát hai bên mí của hộp xem đã kín chưa , không cho phép lòi xơ , mí ghêng, bị nứt rạn hay bị xước ... Cần chú ý chỗ nối bốn lớp ở hai đầu , xem mối hàn có kín không. Dùng thước đo mép hộ p để đo kích thước của mí , kiểm tra xem mí ghép có bị hở hay không . Có thể kiểm tra độ kín của hộp bằng cách cho hộp vào nước nóng ở nhiệt độ 80÷900C, nếu có sủi bọt khí nghĩa là hộp bị hở. Kiểm tra trạng thái đáy và nắp xem có bị phồng hay không , nếu bị phồng thì đồ hộp đã bị hư hỏng . Mặt ngoài hộp phải đảm bảo sáng bóng, không bị hoen gỉ, nhất là ở mí hộp. * Kiểm tra bằng cách gõ âm thanh : Phương pháp này rất đơn giản , tức là đem đồ hộp xếp thành hàng , dùng que sắt gõ vào từng hộp (gõ ở nắp hoặc ở đáy ), khi gõ hộp sẽ phát ra âm thanh và nhờ đó ta nhận biết được hộp có chất lượng như thế nào . Nếu âm thanh phát ra trong dòn thì chất lượng tốt c òn nếu âm thanh phát ra đục thì hộp không đạt yêu cầu. Nguyên nhân gây nên âm thanh đục như sau: - Bài khí không hết : Hộp không được bài khí hết do nhiệt độ hoặc thời gian bài khí chưa đủ nên chưa đuổi hết không khí ra hết , vì vậy, độ chân không trong hộp không cao; lượng thực phẩm cho vào hộp nhiều hay ít không đều nhau , nếu lượng thực phẩm quá nhiều thì khoảng không ở đỉnh hộp quá bé làm cho độ chân không giảm xuống, trái lại, nếu lượng thực phẩm quá ít thì khoảng không đỉnh hộp rất lớn và có thể quá trình bài khí không đuổi được hết lượng không khí trong hộp , lúc này độ chân không trong đồ hộp bị giảm ; lượng nước sốt trong hộp không đều , điều này có thể xảy ra khi dùng phương pháp bài khí bằng nhiệt . Nước lượng nước sốt trong hộp nhiều thì sự truyền nhiệt xảy ra nhanh nên thực phẩm mau chóng được nâng nhiệt , nhờ đó sẽ đuổi không khí được triệt để và độ chân không khi bảo quả n sẽ cao , ngược lại , nếu lượng sốt ít, nhiệt độ hộp nâng lên chậm , không khí trong hộp không đuổi ra hết đúng như yêu cầu , độ chân không sau này sẽ thấp ; thời gian từ khi bài khí đến khi ghép mí dài, nếu sau khi bài khí xong, hộp được ghép mí ngay thì độ chân không trong hộp khi bảo quản sẽ cao hơn nhiều so với trường hợp ngược lại ; ghép mí sơ bộ không đạt yêu cầu, nếu ghép mí sơ bộ quá chặt hay vòng cao su đệm không có độ đàn hồi tốt hoặc bị giãn nở do hơi nóng và che kín khe hở , không khí không thoát ra ngoài được sẽ làm cho độ chân không trong hộp giảm xuống, hoặc có khi không có chân không. - Hộp ghép không kín: Hộp ghép mí không kín , mép hàn hở, dập góc không hết... không khí ở ngoài sẽ lọt vào và gây âm thanh đục . Hiện tượng này rất hay gặp trong quá trình sản xuất, vì vậy phải thường xuyên kiểm tra hoạt động của máy ghép mí . * Kiểm tra bằng cách giữ nhiệt: Đồ hộp sau khi thanh trùng có thể vẫn còn có các vi khuẩn tồn tại do nhiều nguyên nhân khác nhau, nếu gặp nhiệt độ thích hợp, chúng sẽ phát triển làm cho thực phẩm trong hộp biến chất . Ngoài một số vi khuẩn chịu được nhiệt độ cao kh ông sinh hơi còn đa số vi khuẩn gây thối đều sinh hơi và làm cho hộp bị phồng. Với phương pháp này ta có thể xác định được sự sống sót của vi khuẩn trong hộp sau khi thanh trùng. Thời gian và nhiệt độ cất giữ đồ hộp để kiể m tra phụ thuộc vào loại thực phẩm đóng hộp và tính chất của thực phẩm như độ acid, tỉ lệ cái, nước, độ đặc... Thường tiến hành giữ nhiệt ở 37÷550C, giữ ở 370C để kiểm tra sự sống sót của các vi khuẩn gây thối, ở 550C nhằm kiểm tra các vi khuẩn chịu nhiệt . Đối với các loại đồ hộp có độ acid 94 lớn, nhiều nước như nước quả... thì các vi khuẩn dễ bị tiêu diệt khi thanh trùng nên chỉ cần giữ ở nhiệt độ 370C trong 7÷15 ngày. Những loại đồ hộp khác như thịt hộp , cá hộp, ngao sò hộp, nếu lượng nước sốt ít thì thường áp dụng cả 2 chế độ giữ nhiệt: đầu tiên ở 370C trong 10÷15 ngày, sau đó nâng nhiệt lên 550C trong 4÷7 ngày, nếu lượng nước sốt ít quá hay sản phẩm đặc quá thì cần tăng thêm 1/3 thời gian nữa. Việc kiểm tra bằng cách giữ nhiệt chỉ kiểm tra cho một sản phẩm đồ hộp đại diện cho lô hàng sản xuất , để tránh làm hỏng toàn bộ lô hàng do tác dụng của nhiệt độ cao . Do đó, có thể tiến hành giữ nhiệt trong tủ ấm , sau thời gian kiểm tra nhiệt , nếu đồ hộp không có biến đổi vi sinh nào thì bao gói vận chuyển đi hay cất giữ trong kho. * Kiểm tra độ chân không trong đồ hộp thành phẩm : Các sản phẩ m đồ hộp bình thường có độ chân không 203÷381mmHg, độ chân không có thể khác nhau tùy theo đồ hộp lớn nhỏ và chủng loại thực phẩm trong hộp. Để xác định độ chân không trong hộp sắt thường dùng đồng hồ đo độ chân không để xác định. Khi đo, dùng tay ấn mạnh đầu nhọn của đồng hồ áp lực xuống giữa nắp hộp, chỉ số trên đồng hồ chính là áp suất trong hộp , nếu hộp thủy tinh có nắp đậy bằng sắt tây cũng đo bằng phương pháp như vậy . Để đo độ ch ân không trong hộp thủy tinh thì có thể sử dụng 2 phương pháp: - Phương pháp hút chân không: Bỏ đồ hộp vào trong tủ hút chân không đựng đầy nước, đậy nắp tủ lại , mở máy hút chân không hút không khí trong tủ ra . Khi độ chân không ở ngoài tủ tăng thì nắp hộp sẽ hở ra và có hiện tượng sủi bọt . Độ chân không trên đồng hồ áp suất lúc đó là độ chân không của đồ hộp. + Phương pháp nước thay thế : Trước tiên cân trọng lượng của toàn bộ đồ hộp (m1), sau đó úp hộp xuống và cho vào trong bồn nước sạch . Dùng kim châm thủng hoặc kéo rách vòng cao su khiến cho nắp hộp hơi hở để nước tràn vào trong hộp thay thế cho khoảng không ở đỉnh hộp , lượng nước tràn vào khác nhau tùy theo độ chân không của hộp . Khi thao tác cần cho hộp dựng ngược và không để đáy hộp trồi lên khỏi mặt nước để tránh sai số do áp lực nước gây ra . Sau đó đậy kín nắp lại , lấy ra lau khô nước ở ngoài lọ và cân trọng lượng của nó (m2). Lượng nước hút vào chính là hiệu số của trọng lượng của hộp ban đầu và trọng lượng hộp đã hút nước (m2-m1). Tiếp đó, lấy nắp lọ thủy tinh ra và đổ phần nước rồi cân trọng lượng hộp (m3), thể tích của khoảng không đỉnh hộp chính là hiệu số trọng lượng lần 3 và trọng lượng hộp ban đầu (m3-m1), từ các số liệu trên sẽ tính được độ chân không của hộp thủy tinh. Ví dụ: Cân nặng hộp ban đầu: m1= 380 (g) Cân nặng sau khi hộp hút nước: m2= 406 (g) Cân nặng lần 3: m3= 430 (g) Độ chân không trong hộp (406-380)/(430-380)x760=395,2 mmHg * Kiểm tra trong hộp : Sau khi kiểm tra bên ngoài hộp , đo độ chân không ... thì tiến hành mở hộp để kiểm tra bên trong. Đầu tiên phải kiểm tra màu sắc , mùi vị của thực phẩm , đo kích thước và khoảng không đỉnh hộp , sau đó mới kiểm tra trọng lượng , hình dạng, cấu tạo và thành phần hóa học của thực phẩm . Tiến hành xác định trọng lượng tịnh (trọng lượng phần cái ), sau khi cân xác định màu sắc , mùi vị, kết cấu tổ chức , hình dạng trạng thái sản phẩm , có tạp chất hay không... 95 Sau đó, tiến hành kiểm tra phía trong vách hộp sắt tây , cần quan sát kỹ xem vách hộp hay lớp ve cni có bị ăn mòn hư hỏng , tróc, trên vách hộp có xuất hiện chấm đen không, có bị biến màu không ... Để thực hiện điều này, cần đem hộp rửa sạch , lau khô, sau đó đổ hóa chất vào kiểm tra mặ t trong của hộp sắt , xém xét mực độ ăn mòn của nắp, đáy và vách hộp. Đồng thời tiến hành kiểm tra một số chỉ tiêu hóa học đồ hộp thành phẩm như kiểm tra thành phần khí trong hộp , kiểm nghiệm thành phần protein , chất béo, glucid, pH, vitamin.., xác định sự có mặt hay hàm lượng các kim loại nặng có mặt trong thực phẩm hoặc nước sốt như Sn, Fe, Cu, Pb... Ngoài các bước kiểm tra trên , cần phải tiến hành kiểm tra chỉ tiêu vi sinh của đồ hộp thành phẩm. Việc kiểm tra vi sinh vật đối với các đồ hộp thực phẩm chủ yếu là kiểm nghiệm sự có mặt của các vi sinh vật gây bệnh . Thành phần và số lượng vi sinh vật sống sót trong đồ hộp thành phẩm phụ thuộc vào chủng l oại và số lượng vi sinh vật trong hộp trước lúc thanh trùng cũng như hiệu quả đạt được của chế độ thanh trùng . Cần chú ý đến các vi sinh vật gây bệnh như : Cl.botulinum, Salmonella, Streptococcus, Staphylococcus aureus... nếu trong hộp có sự xuất hiện các vi sinh vật này thì không được tiêu thụ, phải hủy bỏ. b. Bảo quản đồ hộp Các hộp, chai lọ đựng sản phẩm được dán nhãn , đóng thùng trước khi đưa vào bảo quản. Sản phẩm đồ hộp đưa vào dán nhãn phải sạch , nguyên vẹn, không nứt mẻ, kín hoàn toàn. Các hộp bị bẩn sau khi thanh trùng nhất thiết phải rửa hay phun hơi nóng, làm khô rồi mới đưa vào dán nhãn. Tiến hành dán nhãn đồ hộp có thể dán bằng tay hay bằng máy. Hiện nay ở các nước sản xuất đồ hộp phát triển, người ta in nhãn hiệu ngay trên thân hộp , vừa làm cho hộp khỏi bị gỉ , bền, vừa có hình thức đẹp . Trên nhãn phải ghi đầy đủ các thông tin cần thiết theo yêu cầu như : tên sản phẩm, ngày sản xuất, hạn sử dụng, nơi sản xuất, khối lượng tịnh, thành phần sản phẩm... Sau khi dán nhãn , từng sản phẩm riêng rẽ được đóng vào trong thùng ... để thuận tiện cho quá trình bảo quản và vận chuyển tiêu thụ sản phẩm sau này . Các đồ hộp nhỏ được đựng trong các thùng giấy carton, các đồ hộp lớn được đựng trong các thùng gỗ. Để việc vận chuyển được thuận lợi và dễ dàng, gỗ dùng để đóng thùng phải nhẹ, sạch, không mục nát, độ ẩm từ 12÷18%. Các thùng giấy phải được làm chắc chắn và chỉ dùng giấy dày. Tiến hành xếp hộp vào kiện, xiết đai và in mã hiệu, quá trình này có thể tiến hành bằng tay hoặc bằng máy. Sau khi đóng thùng , sản phẩm đồ hộp được vận chuyển và sắp xếp vào kho bảo quản. Sản phẩm khi bảo quản trong kho nếu điều kiện không tốt thì rất dễ bị biến chất. Nhiệt độ bảo quản là yếu tố cơ bản nhất gây hư hỏng đồ hộp vì nhiệt độ cao sẽ làm kết cấu tổ chức và thành phần dinh dưỡng của hộp bị biến đổi , thậm chí còn gây ra hiện tượng phồng hộp... Nhiệt độ kho bảo quản thấp thì tốt nhưng không nên thấp quá sẽ dễ làm nước trong đồ hộp bị kết tinh , thường chọn nhiệt độ là 0÷100C vì trong khoảng nhiệt độ này vitamin ít bị biến đổi nhất , nếu nhiệt độ khoảng 28÷320C thì vitamin bị biến đổi mạnh . Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến màu sắc , mùi vị và kết cấu tổ chức của thực phẩm. Thí nghiệm đã chứng minh đồ hộp cá bảo quản ở nhiệt độ dưới 210C trong một năm thì thực phẩm bị mềm nhũn , mất hết mùi vị, màu sắc cũng mất dần và thậm chí có thể biến đen. Các loại đồ hộp thực phẩm thuộc nhóm acid khi bảo quản 1 năm ở nhiệt độ 10÷260C thì vitamin C và B 1 vẫn giữ tốt, nhưng nếu bảo quản ở nhiệt độ 270C 96 trong tám tháng thì bị tổn thất rất nhiều , có thể mất 75÷90%. Nhiệt độ bảo quản cao còn gây ra các biến đổi hóa lý rất phức tạp, ví dụ như phồng hộp, ăn mòn hộp sắt... Trong thời gian bảo quản , ngoài mặt đồ hộp xuất hiện những giọt nước gọi là đồ hộp bị “đổ mồ hôi” . Hiện tượng đó làm cho hộp sắt bị gỉ , có thể dẫn đến thủng hộp , nhãn hiệu bị bong tróc . Nếu đồ hộp đựng trong thùng bìa cứng thì thùng sẽ hút ẩm và bị nát ra . Sự ngưng tụ hơi nướ c trong không khí là do nhiệt độ và độ ẩm không khí quyết định. Tóm lại, nhằm giữ chất lượng thực phẩm tốt thì cần không chế nhiệt độ và độ ẩm trong kho, điều này liên quan trực tiếp đến việc xây dựng kho tàng , phải đảm bảo đầy đủ các yêu cầu kho bảo quản . Thông thường, nhiệt độ trong kho bảo quản khống chế như sau: các loại đồ hộp thịt, cá, rau: 0÷200C, nước quả hộp 0÷120C; độ ẩm tương đối 70÷80%. 2.3. Các dạng hư hỏng của đồ hộp và cách xử lý đồ hộp bị hư hỏng Đồ hộp hư hỏng hay mất phẩm chất là các hộp chứa thực phẩm đã biến chất , có thể làm hại đến sức khỏe người sử dụng hoặc các bao bì có những biến đổi làm ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng và giá trị thương phẩm của đồ hộp . Đồ hộp hư hỏng do rất nhiều nguyên nhân , có thể phát hiện qua hình thức bên ngoài của bao bì hoặc phải qua kiểm tra vi sinh và hóa học mới xác định được. Có 3 dạng hư hỏng đồ hộp và thường phân biệt theo 3 nguyên nhân chính sau đây: 2.3.1. Hư hỏng do vi sinh vật Hiện tượng đồ hộp hư hỏng do vi sinh vật là phổ biến nhất trong số các loại đồ hộp hư hỏng. Các vi sinh vật phát triển, phân hủy các chất hữu cơ của thực phẩm, tạo ra khí CO2, H2S, NH3...hay tiết ra các độc tố. Có loại vi sinh vật phát triển không sinh ra chất khí. Vì vậy đồ hộp hư hỏng do vi sinh vật có thể gây phồng hộp hay không gây phồng hộp nên khó phát hiện . Hiện tượng hộp bị hư hỏng do vi sinh vật có thể do các nguyên nhân sau: * Do thanh trùng không đủ chế độ: Các đồ hộp thanh trùng không đủ chế độ tức là chưa đủ nhiệt độ và thời gian thanh trùng cần thiết. Các vi sinh vật trong đồ hộp ấy còn sống, phát triển làm sản phẩm bị chua, đồ hộp bị mất phẩm chất có thể tạo thành các chất khí làm phồng hộp. Việc thanh trùng không đủ chế độ có thể do thiếu sót của công nhân vận hành: quá trình vận hành thiết bị thanh trùng không đúng quy tắc, lượng không khí còn lại nhiều trong thiết bị thanh trùng, làm nhiệt kế và áp kế chỉ không còn tương ứng với nhau nữa. Khi xếp hộp vào giỏ và xếp giỏ vào thiết bị thanh trùng không đúng quy tắc sẽ làm cản trở sự truyền nhiệt và đối lưu, cũng làm cho đồ hộp không đạt chế độ thanh trùng. Có một số đồ hộp do bị nhiễm trùng quá nhiều do thiết bị và do các quá trình chế biến trước khi thanh trùng gây ra, ta không phát hiện được mà vẫn tiến hành thanh trùng theo công thức quy định, cũng coi như thanh trùng không đủ chế độ. * Do làm nguội không thích hợp: Các vi sinh vật ưa nhiệt làm hỏng đồ hộp, phát triển nhanh chóng ở nhiệt độ khoảng 49÷710C. Vì vậy nếu không làm nguội nhanh đồ hộp đến nhiệt độ thấp dưới khoảng nhiệt độ đó, thì các vi sinh vật có thể phát triển làm hư hỏng đồ hộp. * Do mối ghép bị hở: Hiện tượng này cũng xảy ra khá phổ biến trong sản xuất đồ 97 hộp. Đồ hộp bị hở có thể do máy ghép nắp làm việc không đúng quy tắc, hay các mối hàn dọc của bao bì không được kín. Khi thanh trùng do áp suất trong đồ hộp tăng lên quá mức, làm hở các mối ghép, vi sinh vật nhiễm vào (nguồn nhiễm vi sinh vật chủ yếu vào đồ hộp bị hở là nước dùng để làm nguội đồ hộp sau khi thanh trùng) phát triển làm hỏng đồ hộp. * Do nhiễm vi sinh vật gây hư hỏng trước khi thanh trùng: Hiện tượng này xảy ra khi thực hiện không đúng quy trình kỹ thuật và chế độ vệ sinh thực phẩm, làm cho vi sinh vật xâm nhập và phát triển ở thực phẩm trong thời gian chế biến. Thời gian từ lúc vào hộp đến lúc ghép kín và mang đi thanh trùng quá lâu. Ở nhiệt độ không cao lắm đó, là điều kiện thích hợp cho các vi sinh vật phát triển làm hỏng đồ hộp trước khi thanh trùng. 2.3.2. Hư hỏng do những biến đổi hóa học Đồ hộp bị hỏng do các hiện tượng hóa học xảy ra có thể do các phản ứng giữa các thành phần của thực phẩm với nhau hay giữa các thành phần thực phẩm với bao bì. Các phản ứng hóa học này, phần lớn làm cho thực phẩm có màu sắc, hương vị giảm đi nhiều. Trong thời gian bảo quản đồ hộp thành phẩm, ta thường thấy các đồ hộp đựng trong bao bì sắt tây, bị ăn mòn kim loại ở mặt bên trong của bao bì, lớp tráng thiết bị ăn mòn. Kim loại nhiễm vào sản phẩm. Hiện tượng này thường thấy nhiều ở các đồ hộp có độ acid cao. Lượng kim loại nặng nhiễm vào sản phẩm, có thể gây biến đổi màu sắc, mùi vị của sản phẩm và gây độc đối với cơ thể. Quá trình ăn mòn, khí hydro thoát ra làm cho hộp bị phồng. Nhiệt độ càng cao, sự ăn mòn kim loại càng xảy ra nhanh. Tùy thuộc độ acid của sản phẩm, phẩm chất của bao bì mà hàm lượng kim loại nặng tích tụ trong sản phẩm nhiều hay ít. 2.3.3. Hư hỏng do tác dụng cơ lý Sản phẩm bị hư hỏng do tác dụng cơ lý xảy ra trong quá trình thanh trùng quản và vận chuyển. Sự hư hỏng do cơ lý có thể do một số nguyên nhân sau: , bảo * Đồ hộp hư hỏng do sai thao tác thiết bị thanh trùng: Trong giai đoạn cuối của quá trình thanh trùng, nếu giảm áp suất hơi quá nhanh, thì tạo thành hiện tượng căng phồng hộp, có thể bị biến dạng, hở mối ghép. Do áp suất trong hộp được tạo ra chênh lệch với áp suất bên ngoài quá nhiều. * Đồ hộp hư hỏng do bài khí không đủ : Trong quá trình thanh trùng bằng nhiệt , nếu bài khí không hết , lượng khí còn lại sẽ dãn nở gây căng phồng hộp . Về hình dáng bên ngoài các đồ hộp này sau khi bảo quản, thường thấy bị phồng nhẹ, nắp hộp có thể ấn lên xuống được. * Đồ hộp hư hỏng do xếp hộp quá đầy: Khi sản phẩm xếp trong đồ hộp quá đầy, sản phẩm sẽ dãn nở thể tích khi thanh trùng bằng nhiệt, làm cho đồ hộp bị phồng, hiện tượng này dễ xảy ra hơn khi cho sản phẩm vào hộp lúc nguội , thanh trùng sản phẩm càng dễ bị giãn nở nhiều. * Đồ hộp hư hỏng vì bị móp, méo, gỉ: Một số sản phẩm đồ hộp đựng trong bao bì sắt tây kích thước lớn, khi ghép kín với độ chân không quá cao, chênh lệch áp suất lớn, bao bì sắt tây mỏng thì dễ bị méo . Hoặc khi xếp hộp vào giỏ thanh trùng và vận chuyển trước khi thanh trùng , cũng làm cho hộp bị móp , méo và đồng thời áp suất trong hộp lớn, khi thanh trùng sản phẩm sẽ giãn nở làm căng phồng h ộp, có thể làm hở mối ghép kín của hộp. 98 Đồ hộp với bao bì sắt tây dễ có các vết gỉ , khi bảo quản ở nơi ẩm . Nếu trên bề mặt bao bì bằng sắt tây có các vết bẩn của chất béo , trong quá trình bảo quản, các chất béo bị oxy hóa cũng để lại các vết gỉ . Hoặc đồ hộp bị thủng do các vết nhọn gây ra khi vận chuyển, trong thời gian bảo quản nước trong hộp chảy ra và có thể gây gỉ cho các hộp xung quanh nó. 2.3.4. Cách xử lý đồ hộp hư hỏng Tất cả các đồ hộp có dấu hiệu hư hỏng do vi sinh vật gây ra, dù hộp bị phồng hay không bị phồng, cũng đều không thể sử dụng làm thức ăn, phải hủy bỏ. Các đồ hộp hư hỏng do hiện tượng hóa học, nếu ở mức độ nhẹ thì có thể chế biến thành các sản phẩm khác có giá trị thấp hơn (như làm mứt, nấu rượu, thịt xay...). Nhưng khi đã có mùi của kim loại nhiều, mức độ nhiễm kim loại nặng đã cao, thì không thể sử dụng làm thức ăn. Các đồ hộp hư hỏng do các ảnh hưởng cơ lý, thì về chất lượng sản phẩm có thể không giảm. Nhưng không có giá trị hay kém giá trị thương phẩm, có thể thay bao bì khác, tiến hành nấu lại, có thể xử lý để chế biến thành các sản phẩm phụ. 3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH CHẾ BIẾN ĐỒ HỘP THỰC PHẨM Đồ hộp thực phẩm đa dạng với nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau , sau đây sẽ giới thiệu một số quy trình sản xu ất đồ hộp phổ biến từ các nguông rau quả , thủy sản, súc sản và sữa. 3.1. Quy trình chế biến đồ hộp rau quả Nguyên liệu rau quả rất phong phú và đa dạng tùy theo từng vùng miền và thùy kiểu khí hậu nên sản phẩm đồ hộp đượ c chế biến từ chúng cũng phong phú và đa dạng không kém. Trong phạm vi giáo trình không thể giới thiệu tất cả các sản phẩm rau quả đóng hộp, nên trong nội dung phần này, chúng tôi chỉ giới thiệu công nghệ sản xuất đồ hộp dứa khoanh nước đường và đồ hộp nước xoài , đây là hai dạng sản phẩm đặc trưng của rau quả. 3.1.1. Quy trình chế biến dứa khoanh nước đường đóng hộp Dứa là một trong những loại nguyên liệu khá phổ biến ở Việt nam , từ dứa có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau như : dứa ngâm nước đường , nước dứa, dứa lạnh đông , mứt dứa ... Trong số đó , sản phẩm dứa khoanh nước đường là một trong những sản phẩm có thị trường tiêu thụ nhiều trong nước và là một mặt hàng để xuất khẩu. a. Quy trình công nghệ: Quy trình sản xuất dứa khoanh nước đường được mô tả ở hình 3.35. (trang sau). b. Thuyết minh quy trình Các công đoạn của quy trình sản xuất đồ hộp được thuyết minh kỹ ở phần quy trình tổng quát nên trong nội dung phần này chỉ thuyết minh những công đoạn cụ thể một cách ngắn gọn. * Nguyên liệu : Nước ta chủ yếu trồng dứa Queen (thế giới phần lớn dùng dứa Cayenne). Để có sản phẩm có giá trị , năng suất lao động cao, tỉ lệ phế liệu thấp nên dùng quả to có hình dáng trụ , độ chín thích hợp, không quá xanh, quá chín. Dứa có độ 99 chín từ một hàng mắt đến nửa quả , nếu dứa chưa đủ độ chín sản phẩm thường có màu sắc kém (thường là trắng bệch), ít thơm, tốn nhiều đường. Nếu dùng dứa quá chín thì màu sắc và hương vị cũng kém. Dứa quả Lựa chọn, phân loại Bẻ hoa, cuống Rửa quả Cắt đầu, đột lõi Gọt vỏ, sửa mắt Cắt khoanh, cắt miếng Chần, rửa lại Chuẩn bị dung dịch rót Xếp hộp, rót dung dịch Ghép nắp, thanh trùng Bảo ôn, dán nhãn Dứa khoanh nước đường Hình 3.35. Sơ đồ quy trình chế biến dứa khoanh nước đường đóng hộp * Chọn lựa phân loại: Loại bỏ những quả xanh, loại bỏ những quả, dập nát, sâu bệnh... Phân loại theo giống, theo độ chín, kích thước. * Bẻ hoa, cuống: Trong khi phân loại dứa, đồng thời bẻ hoa, cuống hoa dứa thường chiếm tỷ lệ 10÷11% (dứa Caynene) hoặc 20÷30% (dứa Queen) so với khối lượng quả nguyên cả hoa. 100 * Rửa quả: Ở khe và mắt dứa thường bám đất nên phải tiến hành rửa để loại trừ các chất bẩn bám trên đó. * Cắt đầu , đột lõi : Cắt hai đầu quả, chiều dày cắt 10÷15mm. Hai đầu quả cắt xong phải bằng phẳng trực giao với lõi và song song với nhau để khi đột lõi không bị lệch tâm. Dứa đã cắt đầu được đột lõi với ống dao hình trụ có đường kính 18÷22mm (tuỳ theo độ lớn của lõi dứa). * Gọt vỏ, sửa mắt: Có thể gọt bằng tay hoặc bằng máy gọt vỏ. Thường cắt khoanh dứa với đường kính 50÷70mm. Giống dứa Queen quả nhỏ, mắt sâu, nếu gọt vỏ hết mắt thì phế liệu nhiều và ruột quả còn lại quá nhỏ. Vì thế chỉ tiến hành gọt vỏ nhưng phải sửa mắt . Cắt sạch mắt dứa thành đường rãnh xoắn ốc, rãnh mắt sau khi sửa phải sạch mắt, gọn đẹp và nhẵn. * Cắt khoanh, chọn lại, cắt miếng: Dứa được cắt khoanh có chiều dày 9÷10mm hoặc 14÷15mm. Khoanh nguyên vẹn, tròn đều đem đóng hộp “dứa khoanh nước đường” (cấp thượng hạng). Khoanh vỡ không tròn đều đem cắt thành 4÷6 miếng để đóng hộp “dứa rẻ quạt” (cấp 1), hoặc cắt nhỏ để đóng hộp “dứa miếng nhỏ” (cấp 2). * Chần, rửa lại : Các khoanh dứa được tiến hành chần ở 1000C trong thời gian 30÷40s, với lượng nước chần phụ thuộc vào khối lượng dứa . Sau khi chần, các khoanh dứa và miếng dứa trước khi xếp hộp cần rửa lại bằng cách xối nước hoặc nhúng cả khay đựng miếng dứa vào bể nước sạch để loại bỏ miếng vụn, hạt và các tạp chất khác. * Xếp hộp, rót nước đường: Dứa trước khi xếp hộp cần để ráo nước và kiểm tra lần cuối để loại bỏ những lát, miếng không đạt quy cách. Tuỳ theo dạng sản phẩm khối lượng quả khi xếp hộp chiếm 55÷80% so với khối lượng tịnh của hộp, sau khi thanh trùng khối lượng quả trong hộp giảm 5÷20% so với khi xếp hộp do một phần dịch dứa khuếch tán vào nước đường. Dứa có thể đóng trong hộp sắt trắng không sơn verni hoặc có tuỳ theo yêu cầu, hộp đã xếp các khoanh dứa theo yêu cầu được rót nước đường. Chuẩn bị nước đường như sau: Dùng đường trắng tinh khiết hoà tan trong nước nóng đun sôi, pha acid citric nếu có, rồi đem lọc trong, nồng độ đường 25÷30%. Có thể dùng nước dứa nguyên chất để rót hộp. Nhiệt độ nước đường khi rót hộp 85÷900C để tăng độ chân không trong sản phẩm. Nước đường rót cách miệng hộp 5÷10mm (nếu rót nước đường đầy hộp khi thanh trùng áp suất trong hộp có thể tăng cao, làm hở mối ghép nắp hộp hoặc làm bật nắp lọ thủy tinh) . Hàm lượng đường trong sản phẩm có thể được tính theo công thức sau: a.n1 + b.x = c.ntp Trong đó: a: Khối lượng phần cái /đơn vị bao gói (g) b: Khối lượng dịch rót (g) c: Khối lượng tịnh của sản phẩm (g) ntp: Hàm lượng chất khô của sản phẩm (%) n1: Hàm lượng chất khô của nguyên liệu (%) x: Nồng độ chất khô hòa tan của dịch rót (%) 101 * Ghép nắp, thanh trùng: Hộp rót nước đường xong đem ghép nắp ngay trên máy ghép nắp. Nếu để chậm sản phẩm bị biến màu, độ chân không trong sản phẩm giảm và độ nhiễm vi sinh vật tăng lên. Độ chân không trong máy ghép nắp cần đạt 350÷400mmHg, vừa ghép nắp vừa kết hợp bài khí. Sau đó đem thanh trùng ngay không nên để lâu quá 30 phút để tránh hiện tượng lên men trước khi thanh trùng và giảm nhiệt của hộp . Chế độ thanh trùng đối với lọ thủy tinh miệng rộng, dung tích 500ml như sau: 15 – 25 – 15 100 Sau khi thanh trùng , tiến hành làm nguội nhanh sản phẩm đã thanh trùng xuống nhiệt độ 35÷400C. Quá trình làm nguội nhanh có tác dụng giữ cho sản phẩm khỏi bị mềm nhũn giữ được hương vị và màu sắc, hộp đỡ bị ăn mòn. Quy trình sản xuất này cũng áp dụng tương tự với các nguyên liệu khác như chôm, nhãn, vải... c. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm dứa khoanh nước đường Việt Nam TCVN 187-1994). (Theo tiêu chuẩn * Tiêu chuẩn cảm quan - Màu sắc: Sản phẩm có màu tự nhiên củ a giống dứa được sử dụng , cho phép có vết trắng. Nếu dứa được đóng hộp cùng với các thành phần khác thì phải có màu đặc trưng của hỗn hợp. - Hương vị : Sản phẩm phải có hương vị tự nhiên của dứa , không có mùi vị lạ . Nếu dứa được đóng hộp cùng với các thành phần khác thì phải có hương vị đặc trưng của hỗn hợp. - Trạng thái : Dứa chắc , giòn, không xốp , không nhũn , khối lượng lõi sót lại không quá 7% khối lượng cái. * Tiêu chuẩn hình thức - Độ đồng đều về kích thước : Khối lượng khoanh lớn nhất không được quá 1,4 lần khối lượng khoanh bé nhất có trong hộp. - Mức khuyết tật cho phép : Dứa hộp không được phép có những khuyết tật quá mức. Những khuyết tật thông thường không được lớn hơn các giới hạn được trình bày ở bảng 3.12. - Khối lượng cái: Khối lượng cái tối thiểu của sản phẩm là 58% dung tích. - Độ đầy của hộp : Mức đầy tối thiểu tính theo lượng sản phẩm dứa trong chiếm 90% dung tích. hộp Bảng 3.12. Giới hạn các khuyết tật thông thường của sản phẩm Dạng mặt hàng Những đơn vị cắt lẹm Vết bầm hay đơn vị bị bầm dập Nguyên khoanh Một khoanh nếu hộp có 10 khoanh Một khoanh nếu hộp có 5 khoanh * Tiêu chuẩn bao bì : Bao bì sạch , không bị phồng , móp méo, gỉ (đối với bao bì kim loại), không bị nứt (đối với bao bì thủy tinh ). Trên bao bì phải có nhãn hiệu thực 102 phẩm theo đúng yêu cầu. * Tiêu chuẩn vi sinh: Không có vi sinh vật gây bệnh, gây ngộ độc. 3.1.2. Quy trình chế biến nước xoài đóng hộp Xoài là một trong những nguyên liệu có hương vị thơm ngon và màu sắc hấp dẫn. Xoài được sử dụng phổ biến để ăn tươi và một phần được sử dụng để chế biến sản phẩm lạnh đông , sản phẩm xoài ngâm nước đường , mứt xoài nhuyễn , nước xoài ... trong phần này chỉ giới thiệu sản phẩm nước xoài đóng hộp là dạng sản phẩm nước quả có thịt quả phổ biến trên thị trường. a. Quy trình công nghệ Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước xoài được trình bày như hình 3.36. Xoài Lựa chọn, rửa, kiểm tra Chần, gọt vỏ Bổ sung acid ascorbic Chà Phối chế, đồng hóa Bổ sung acid ascorbic Nâng nhiệt, bài khí Rót hộp, ghép mí Thanh trùng Nước xoài đóng hộp Hình 3.36. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến nước xoài đóng hộp b. Thuyết minh quy trình Công nghệ sản xuất nước xoài cũng có một số công đoạn giống như quy trình sản xuất dứa khoanh nước đường , nên trong phần này chỉ thuyết minh quy trình một cách 103 ngắn gọn. * Lựa chọn, kiểm tra, rửa: Nguyên liệu chủ yếu là xoài Nha Trang và một lượng ít xoài cát Tây Nam bộ (vì giá nguyên liệu xoài cát cao ). Xoài cần chín hoàn toàn , vỏ quả màu vàng , thịt quả mềm . Sau khi lựa chọn xoài được rửa sạch tạp chất bằng máy rửa thổi khí hoặc máy rửa bơi chèo... * Chần, gọt vỏ : Quả đã được rửa sạch rồi chần trong nước sôi 5÷7phút cho dễ bóc vỏ. Dùng dao không gỉ sắt để gọt vỏ, cũng có thể bóc vỏ xoài bằng phương pháp hoá học như nhúng quả vào dung dịch xút nồng độ 20%, nhiệt độ 80÷900C, thời gian 4÷5phút sau đó rửa sạch vỏ và sạch xút bám vào thịt quả bằng nước luân lưu. * Chà: Xoài đã xử lý đem chà để lấy thịt quả, đường kính lỗ lưới chà 1÷1,5mm để pure quả đạt được độ mịn cần thiết . Xoài sau khi chà tiến hành bổ sung 0,05% acid ascorbic để hạn chế hiện tượng oxy hóa làm màu bột chà xoài bị sẫm và được chứa trong trong thùng thép không gỉ hay thùng inox. * Phối chế, đồng hóa: Bột xoài nghiền (pure xoài) được chuyển sang công đoạn phối chế, tỉ lệ phối chế các chất như sau (tính cho 100kg nước xoài): Pure xoài (độ khô: 18%, độ acid: 0,5%) : 30÷40% Đường trắng : 10÷15% Acid citric : 0,075÷0,1% Nước : 25÷30% Thông thường để sản xuất 1 tấn sản phẩm thì cần 850÷1000kg xoài quả. Sau khi phối chế, để sản phẩm có độ đặc thích hợp , mịn và không bị phân lớp vón cục cần tiến hành đồng hoá bằng cách khuấy đảo mạnh hoặc sử dụng máy đồng hóa. * Nâng nhiệt, bài khí : Trong quá trình bài khí kết hợp đun nóng để tăng hiệu quả bài khí và diệt bớt vi sinh vật. Thời gian bài khí 2÷3 phút và sản phẩm sau bài khí đun nóng là 85÷900C. * Rót hộp, ghép mí: Sản phẩm nước xoài đặc được rót h ộp và ghép nắp tức thời, tốt nhất là dùng hộp sắt 250ml có sơn verni phía trong. * Thanh trùng: Tiến hành thanh trùng sản phẩm ở nhiệt độ 1000C trong thời gian 25÷30 phút. Chú ý: Để tránh hiện tượng biến màu trong sản phẩm cần pha thêm acid ascorbic với tỉ lệ 0,1% (nếu dư sản phẩm sẽ có vị chua gắt và hắc ). Acid ascorbic được bổ sung theo hai giai đoạn: giai đoạn chà (0,05%) và giai đoạn sau gia nhiệt (0,05%). Quy trình sản xuất này cũng áp dụng tương tự với các nguyên liệu khác như đu đủ, ổi... c. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nước xoài: Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4041-85 * Tiêu chuẩn cảm quan: Các chỉ tiêu cảm quan của nước xoài đóng hộp phải theo đúng các yêu cầu theo quy định trong bảng 3.13. 104 Bảng 3.13. Tiêu chuẩn cảm quan của nước xoài đóng hộp Tên chỉ tiêu Yêu cầu Thể lỏng vừa phải, đục, mịn, đồng nhất. Nước quả không lẫn các mãnh cuống, vỏ và các tạp chất khác. Nếu để lâu cho phép bột thịt quả có thể lắng xuống đáy bao bì, song lắc mạnh thì phân tán đều, không vón cục. Từ vàng nhạt đến vàng đậm. Có mùi thơm, vị chua ngọt tự nhiên của xoài chín pha đường, đã qua nhiệt, không có mùi vị lạ. Không được có. Trạng thái Màu sắc Mùi vị Tạp chất lạ * Tiêu chuẩn hóa lý : Các chỉ tiêu lý hóa của nước xoài đóng hộp phải theo đúng các yêu cầu quy định trong bảng 3.14. Bảng 3.14. Tiêu chuẩn hóa lý của nước xoài đóng hộp Tên chỉ tiêu Mức hoặc yêu cầu Cho phép theo sự thỏa thuận trong hợp đồng giữa bên sản xuất và bên nhận hàng Khối lượng tịnh Hàm lượng chất khô (đo bằng khúc xạ kế ở 200C) tính bằng %, không nhỏ hơn Độ chảy quy định (đo bằng nhớt kế VZ – 4), tính bằng giây Hàm lượng axit chung, tính chuyển ra acid citric bằng %, không nhỏ hơn Hàm lượng kim loại nặng, tính bằng mg/1kg sản phẩm, không lớn hơn - Sn - Pb - Zn - Cu 16 13÷16 0,3 200 0,3 5 5 * Tiêu chuẩn bao bì: Nước xoài đóng hộp được đóng trong hộp sắt tây ghép kín . Yêu cầu bao bì hộp sắt tây theo TCVN 166-64. Bao bì sản phẩm được dán nhãn hiệu với đầy đủ các thông tin bắt buộc theo quy chế ghi nhãn hiệu hàng hóa * Tiêu chuẩn vi sinh vật : Không được có vi sinh vật gây bệnh và các hiện tượng hư hỏng chứng tỏ có vi sinh vật hoạt động. 3.2. Quy trình chế biến đồ hộp thủy sản Đồ hộp thuỷ sản là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Trong các sản phẩm này, hàm lượng protein chiếm tỷ lệ cao. Ngoài ra nó còn chứa nhiều chất khoáng, vitamin A, D, B1, B12... rất cần thiết cho cơ thể con người. Trong quy trình chế biến đồ hộp thuỷ sản, người ta còn bổ sung cà chua, dầu lạc, dầu vừng, đường, muối... nhằm làm tăng thêm vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm . Trong nội dung chương trình , chúng tôi chỉ giới thiệu hai quy trình cơ bản là công nghệ sản xuất đồ hộp cá tự nhiên và cá rán sốt cà chua. 105 3.2.1. Quy trình chế biến cá tự nhiên đóng hộp Đồ hộp cá tự nhiên được chế biến từ các loại cá (tươi, làm lạnh, đông lạnh) với nước muối loãng , nước đông (là nước muối loãng có bổ sung agar ) hoặc nước dùng. Loại đồ hộp này giữ được các tính chất ban đầu của nguyên liệu về màu sắc, hương vị, thành phần dinh dưỡng . Đây được coi là bán thành phẩm để chế biến các loại đồ hộp khác hoặc để chế biến thành món ăn. a. Quy trình công nghệ Nguyên liệu cá Hộp Phân loại Kiểm tra hộp Xử lý Rửa Rửa Đánh vẩy Cắt đầu, lấy trứng Mổ, cắt khúc Rửa lại Xếp hộp Làm khô Cho muối, rót nước muối Bài khí, ghép kín Tiệt trùng, làm nguội Dán nhãn, bảo quản Đồ hộp cá tự nhiên Hình 3.37. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cá hộp tự nhiên b. Thuyết minh quy trình * Phân loại: Để sản xuất đồ hộp cá tự nhiên thì sử dụng cá tươi , không trầy xước, vây nguyên vẹn, mắt sáng lồi, thịt săn chắc... Đảm bảo nguyên liệu sản xuất đúng tiêu chuẩn, loại bỏ những con cá bị ươn hoặc có dấu hiệu hư hỏng ra khỏi nguyên liệu. * Xử lý: Quá trình xử lý nguyên liệu gồm các thao tác rửa, đánh vảy, cắt đầu, loại bỏ nội tạng, mổ và cắt khúc . Quá trình xử lý nhằm làm sạch nguyên liệu , loại bỏ chất nhớt, chất bẩn và một lượng vi sinh vật có trên nguyên liệu. Loại bỏ vẩy, tạp chất (nội tạng) trong cá, sau đó cắt thành từng khúc phụ thuộc vào kích cỡ hộp. 106 * Xếp hộp : Chuẩn bị hộp sạch theo yêu cầu , sau đó xếp cá vào trong hộp , số khúc cá đúng quy định, chỉ được xếp 1 khúc đuôi và một khúc gần đầu, da cá không được hướng lên phía nắp hộp hoặc không cho vào hộp những khúc cá khác loại , không lẫn tạp chất và đảm bảo độ đồng đều và bằng phẳng . Thao tác xếp cá có thể thực hiện bằng máy hoặc bằng tay. * Cho muối (hoặc nước muối, nước dùng, nước đông): Sử dụng muối tinh, mịn cho vào hộp với khối lượng từ 1,5÷2% so với khối lượng cá , rắc muối đều trong hộp . Nếu sử dụng dung dịch nước muối thì dùng nước muối 2%, nhiệt độ nước muối 90÷1000C, rót nóng vào hộp, lắc nhẹ và đậy nắp. Hoặc dùng nước dùng gồm nước /đầu và vây = 1/1, cho thêm muối vào tỷ lệ: 2÷5% so với khối lượng cá và thêm acid acetic vào tỷ lệ 0,2%, lọc và đun nóng dịch sau đó rót vào hộp. Hoặc sử dụng nước đông là hỗn hợp của nước dùng và agar theo tỷ lệ agar/nước dùng = 1/33, đun nóng cho agar tan đều trong nước dùng và rót nóng dung dịch vào hộp cá. * Bài khí và ghép kín: Loại bỏ không khí trong hộp ra ngoài trước khi ghép mí kín. Các khí này tồn tại ở khoảng trống của hộp , hoà tan trong dung dịch hoặc có sẵn trong tế bào nguyên liệu . Trong đó khí tồn tại ở dạng tự do thì dễ bay ra nhất . Ghép kín nhằm làm cho sản phẩm cách ly hoàn toàn với môi trường bên ngoài và có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản và đảm bảo chất lượng của sản phẩm. Để làm sạch lớp dầu mỡ các chất bám trên bề mặt hộp và tạo điều kiện truyền nhiệt tốt trong quá trình thanh trùng thì phải tiến hành rửa sạch hộp , thường sử dụng nước nóng có nhiệt độ 80÷850C để rửa . Đồng thời tiế n hành lấy mẫu hộp để kiểm tra độ kín bằng phương pháp hút chân không hoặc ngâm trong nước nóng . * Tiệt trùng: Là quá trình quan trọng có tác dụng quyết định tới khả năng bảo quản và chất lượng thực phẩm . Nhiệt độ tiệt trùng phù hợp cho đồ hộp thuỷ sản là 115÷1200C, nếu nhiệt độ cao thì chất lượng thực phẩm thay đổi , còn nhiệt độ thấp thì không tiêu diệt hết vi sinh vật, làm hư hỏng thực phẩm. * Làm nguội: Quá trình làm nguội ảnh hưởng đến việc kéo dài thời gian bảo quản do không tạo điều kiện cho nha bào hoạt động trở lại và giúp sản phẩm không bị nhũn vì quá nhiệt. Quá trình làm nguội phải được tiến hành nhanh bằng cách ngâm vào trong nước lần 1 ở nhiệt độ từ 50÷600C; lần 2 từ 20÷300C; sau đó lấy hộp ra, rửa sạch và lau khô. * Dán nhãn , bảo quản : Nhãn đầy đủ các yêu cầu thông tin cần thiết , bảo quản trong kho bảo quản, khô ráo, nhiệt độ bảo quản nên dưới 200C. c. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm cá CODEX STAN 119-1981, REV.1-1995 đóng hộp: Theo TCVN 6391:2008 * Tiêu chuẩn cảm quan : Yêu cầu về cảm quan của cá đóng hộp được quy định trong bảng 3.15. Bảng 3.15. Tiêu chuẩn cảm quan đối với cá đóng hộp Tên chỉ tiêu 1. Hình dạng bên ngoài hộp Yêu cầu Hộp không bị khuyết tật làm mất độ kín 107 Tên chỉ tiêu 2. Tạp chất 3. Màu sắc 4. Mùi vị 5. Trạng thái Yêu cầu Không có tạp chất Không bị biến màu Không có mùi , vị khó chịu do sản phẩm đã bị phân hủy Thịt cá không được cứng quá hoặc nhão quá không đặc trưng cho sản phẩm được giới thiệu , * Tiêu chuẩn lý hoá : Các chỉ tiêu lý hoá của cá đóng hộp được quy định trong bảng 3.16 Bảng 3.16. Các chỉ tiêu lý hoá đối với cá đóng hộp Tên chỉ tiêu 1. Chỉ tiêu cái/nước 2. Hàm lượng histamin (mg/100g) không quá 3. Phụ gia thực phẩm Yêu cầu Theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất 20 Chỉ dùng các phụ gia được phép sử dụng cho sản phẩm cá với hàm lượng đúng quy định * Tiêu chuẩn vi sinh vật : Các chỉ tiêu vi sinh vật của cá đóng hộp được quy định trong bảng 3.17. Bảng 3.17. Các chỉ tiêu vi sinh vật của cá đóng hộp Tên chỉ tiêu 1. Tổng số nấm men, nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 g sản phẩm 2. E.coli, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 3. S. aureus, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 4. Clostridium botulinum, số vi khuẩn trong 1 gam sản phẩm 5. Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm Giới hạn tối đa 0 0 0 0 0 3.2.2. Quy trình chế biến cá rán sốt cà đóng hộp Sản phẩm đồ hộp cá rán sốt cà chua được sản xuất từ nhiều loạ i cá như cá tươi , cá ướp lạnh... được rót nước sốt cà chua. a. Quy trình công nghệ Quy trình công nghệ chế biến cá sốt à đóng hộp được mô tả ở hình 3.38. b.Thuyết minh quy trình * Phân loại: Nguyên liệu gồm nguyên liệu chính như loại cá t ươi, cá ướp lạnh và lạnh đông đảm bảo tiêu chuẩn về chất lượng và có giá trị dinh dưỡng . Và nguyên liệu phụ như dầu lạc, bột cà chua, tương, muối, tiêu, đường... * Xử lý: Cá được rửa sạch, đánh vẩy, cắt đầu, mổ bụng, cắt khúc, làm sạch nội tạng, sau đó tiến hành rửa lại để loại bỏ các tạp chất khác còn dính sót lại trên khúc cá. * Ướp muối: Nhằm đảm bảo khẩu vị bình thường cho sản phẩm và giúp phần thịt cá mất bớt nước trước khi rán. Cá được muối trong nước muối đã lọc, có nồng độ 108 18÷20% và nhiệt độ 10÷150C. Quá trình muối được tiến hành trong thời gian 2÷6 phút (cá nhỏ), 4÷8 phút (cá to). Thời gian muối phụ thuộc vào loại cá, kích thước của cá, độ chắc của thịt cá, nồng độ và nhiệt độ của dung dịch muối. Thông thường quá trình muối kết thúc khi hàm muối trong thịt cá đạt 1,6÷2%. Quá trình muối được thực hiện trong thiết bị muối liên tục. Để rút ngắn quá trình và đảm bảo tốt chế độ vệ sinh trong chế biến, người ta thay quá trình ướp muối bằng cách cho muối vào nước sốt cà chua. Trong trường hợp này phải dùng muối đã tinh chế. Nguyên liệu cá Phân loại Xử lý Rửa, đánh vẩy, cắt đầu, mổ bụng cắt khúc, rửa lại Ướp muối Tẩm bột Rán, làm nguội Xếp hộp Rót nước sốt Bài khí, ghép mí Rửa hộp, thử độ kín Tiệt trùng Dán nhãn, bảo quản Cá rán sốt cà chua Hình 3.38. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cá sốt cà đóng hộp * Tẩm bột: Bảo vệ thịt cá khỏi bị cháy khi rán và làm cho sau khi rán có màu vàng (do quá trình caramen hoá), thơm và có hình thức đẹp . Thường sử dụng bột mỳ để tẩm với lượng bột cần dùng: 2÷4% so với khối lượng cá. Sau khi tẩm bột, để yên cá 109 từ 3÷5 phút trong điều kiện nhiệt độ bình thường . Nhằm giúp bột có thời gian trương lên, tạo thành một lớp vỏ mỏng trên bề mặt cá, đồng thời giúp bột dính chặt vào cá. * Rán cá: Là một trong khâu quan trọng, ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm. Giúp cá sau khi rán mất nước trong thịt, làm cho thịt cá sít lại, đồng thời trên bề mặt cá tạo thành một màng nâu có mùi vị thơm ngon của sản phẩm rán . Nhiệt độ của dầu là 150÷1900C, thời gian rán 2÷10 phút, chế độ rán phụ thuộc vào loại cá, số lượng cá, nhiệt độ của dầu và cấu tạo của lò rán. Ví dụ : Thời gian rán thực tế trong lò rán bằng hơi với nhiệt độ của dầu ở 150÷1600C là cá chép, cá vược 7 phút; cá mè 6 phút; cá nheo 10 phút; cá chiên 7 phút. Nếu rán trong lò rán điện tự động với nhiệt độ dầu là 185÷1900C thì lượng cá được rán gấp 2 lần so với khi rán bằng lò rán hơi với nhiệt độ của dầu là 145÷1600C. * Làm nguội: Giúp cá không bị vụn ra và bỏ xương khi còn nóng với nhiệt độ làm nguội 40÷450C bằng cách làm nguội cá trong phòng làm nguội có trang bị quạt gió hay trong bộ phận làm lạnh gắn liện với máy rán ; làm nguội cá trong thiết bị lạnh dưới điều kiện chân không và làm nguội tự nhiên trong phân xưởng. * Xếp hộp: Trong thành phần, khối lượng cá phải từ 70÷90%, khối lượng sốt 10÷30%, lượng cá rán và nước sốt cho vào hộp với tỷ lệ theo 3.18 bảng sau: Bảng 3.18. Tỷ lệ lượng cá rán và nước sốt cho vào hộp Loại cá Cá to Cá nhỏ Cá chiên Cá nheo Cá rán (%) 60 51,5 71,5 66 Nước sốt (%) 40 48,5 28,5 34 * Chuẩn bị nước sốt: Nước sốt được làm từ bột cà chua hay cà chua nghiền trước khi dùng phải chà qua lưới có kích thước lỗ 0,7÷1mm. Bột cà chua có hàm lượng chất khô là 28÷36%. Vì vậy, khi sản xuất nước yêu cầu phải tính toán theo tỷ lệ nhất định. Ví dụ: 1000 hộp tiêu chuẩn, dùng 80kg cà chua nghiền với 12% chất khô, như vậy phải cần một khối lượng cà chua bột 30% chất khô như sau: 80x0,12 = 32kg 0,3 Tiến hành làm nước sốt như sau : cho nước vào trong nồi, đun đến sôi rồi cho muối đã tinh chế, đồng thời cho hành rán đã nghiền nhỏ, dầu, cà chua bột hay cà chua nghiền vào. Tất cả được trộn cẩn thận và nhanh chóng đun sôi, thời gian đun sôi 10÷12phút. Trước khi kết thúc quá trình nấu 4÷5phút, cho đường, ớt, tiêu, lá nguyệt quế vào. Sốt đã nấu được cho thêm acid acetic vào trộn đều rồi đem đi rót vào hộp . Nước sốt phải có màu đỏ đẹp của cà chua, dịch cà mịn. Chú ý: Sốt cà chua tuỳ theo loại cá mà có hàm lượng chất khô khác nhau: Đối với cá nhỏ hoặc cắt khúc nhỏ thì nước sốt cà có nồng độ chất khô 12÷13%; với cá hồi, cá mòi và những khúc cá to (cá chép, cá mè, cá vược) thì nước sốt cà cần nồng độ chất khô 15÷15,5%; với cá chiên thì nước sốt cà cần nồng độ chất khô 18÷18,5%. 110 * Rót nước sốt : Để đảm bảo trọng lượng tịnh trong quá trình rót ; nước sốt phải ngập cá, nhiệt độ nước sốt phải đảm bảo 80÷850C nếu rót bằng tay và 40÷500C nếu dùng máy ghép mí hút chân không . Quá trình rót nước sốt có thể tiến hành bằng tay hoặc bằng máy. * Bài khí, ghép kín: Loại bỏ không khí trong hộp ra ngoài trước khi ghép mí kín . Ghép kín nhằm làm cho sản phẩm cách ly hoàn toàn với môi trường bên ngoài và có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản và đảm bảo chất lượng của sản phẩm. * Rửa hộp, thử độ kín : Nhằm làm sạch lớp dầu mỡ và các chất bám trên bề mặt hộp và tạo điều kiện truyền nhiệt tốt trong quá trình thanh trùng thì phải tiến hành rửa sạch bằng nước nóng có nhiệt độ 80÷850C để rửa. Đồng thời tiến hành lấy mẫu hộp để kiểm tra độ kín bằng phương pháp hút chân không hoặc ngâm trong nước nóng . * Tiệt trùng: Chế độ tiệt trùng của cá rán sốt cà chua như sau: 25 − 50 − 25 1,2 121 Thời gian nâng nhiệt từ nhiệt độ ban đầu đến 1210C: 25 phút Thời gian giữ nhiệt ở 1210C: 50 phút Thời gian hạ nhiệt từ 1210C đến 400C: 25 phút Áp suất đối kháng là 1,2 atm Sau khi tiệt trùng phải tiến hành làm nguội bằng cách ngâm vào trong nước , lần 1 nhiệt độ nước 50÷600C; lần 2 khoảng 20÷300C; sau đó lấy hộp ra, rửa sạch và lau khô. * Dán nhãn , bảo quản : Nhãn đầy đủ các yêu cầu thông tin cần thiết , bảo quản trong kho bảo quản, khô ráo, nhiệt độ bảo quản nên dưới 200C. c. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm cá rán sốt cà chu a đóng hộp: Tương tự như cá đóng hộp 3.3. Quy trình chế biến đồ hộp súc sản Sản phẩm đồ hộp súc sản được sản xuất từ thịt gia súc và các nội tạng của gia súc. Đây là sản phẩm được sử dụng để ăn ngay , dễ chuyên chở và bảo quản được lâu. Trong số các sản phẩm đồ hộp súc sản thì đồ hộp thịt và pate thịt là một trong những dạng sản phẩm phổ biến nên trong phạm vi giáo trình , chúng tôi sẽ giới thiệu công nghệ sản xuất hai sản phẩm này. 3.3.1. Quy trình chế biến thịt đóng hộp Nguyên liệu chính để chế biến thịt hộp là thịt đã loại bỏ xương, sụn, gân (riêng gia cầm thì cả con). Chú ý không dùng thịt tươi nóng và thịt đông lạnh 2 lần để chế biến thịt hộp. Gia vị dùng để chế biến thịt hộp bao gồm: đường, muối, tiêu, bột ngọt..., yêu cầu phải là loại tinh khiết, tránh nhiễm bẩn vào sản phẩm. a. Quy trình công nghệ Công nghệ sản xuất thịt đóng hộp được mô tả ở hình 3.39. (trang bên) b. Thuyết minh quy trình * Lựa chọn: Lựa chọn nguyên liệu nhằm mục đích đảm bảo nguyên liệu sản xuất đúng tiêu chuẩn, loại bỏ những nguyên liệu không đạt tiêu chuẩn chất lượng. 111 Thịt Lựa chọn Cắt thái Hộp Kiểm tra hộp Xử lý nhiệt Rửa Vào hộp Làm khô Bài khí, ghép mí Thanh trùng Dán nhãn, đóng thùng Thịt hộp Hình 3.39. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thịt đóng hộp * Cắt thái: Súc thịt sau khi rửa sạch được pha cắt nhỏ; chia định suất cân nguyên liệu theo công thức. * Xử lý nhiệt : Quá trình chế biến nhiệt rất đa dạng tùy thuộc vào mục đích và loại sản phẩm của quy trình chế biến. Những biện pháp chủ yếu: chần, hấp, rán, hun khói, v.v... * Vào hộp: Cho sản phẩm vào bao bì, dùng nước tương gan hay nước canh cho vào hộp làm ngập sản phẩm. Khi cho sản phẩm vào bao bì chú ý: đảm bảo trọng lượng tịnh và các thành phần theo tỷ lệ ; không đóng hộp đầy, luôn luôn cách mép hộp 5mm, gia vị xếp trước xuống dưới. * Bài khí và ghép mí: Bài khí là quá trình đuổi bớt khí ra khỏi đồ hộp trước khi ghép mí, nhằm làm giảm áp suất bên trong khi thanh trùng, tránh bật nắp, nứt mối hàn trên hộp, hạn chế quá trình oxy hoá, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí tồn tại trọng sản phẩm, hạn chế sự ăn mòn kim loại, v.v... Có thể bài khí bằng nhiệt (đun nóng 80÷900C) hoặc bằng cơ khí (dùng bơm chân không). Ghép mí nhằm làm cho sản phẩm cách ly hoàn toàn với không khí và vi sinh vật bên ngoài. Có 2 loại mối ghép, ghép đơn (bao bì thuỷ tinh) và ghép kép (bao bì sắt hoặc nhôm). * Thanh trùng : Nhằm tiêu diệt vi sinh vật có hại , nhiệt độ thanh trùng là 0 100÷120 C, thời gian thanh trùng thì phụ thuộc vào loại sản phẩm và loại hộp . Sau khi thanh trùng, hạ nhiệt độ xuống 18÷200C, loại bỏ những hộp phồng, méo mó sau đó lau khô để tránh hư hỏng bao bì, hạn chế nguồn nhiễm vi sinh vật. 112 * Dán nhãn và đóng thùng : Nhãn có thể là sơn hoặc giấy in sẵn , dán nhãn xong xếp hộp vào thùng gỗ. Nếu bảo quản lâu, bôi ngoài vỏ hộp 1 lớp vadơlin kỹ nghệ và không dán nhãn. Trước khi đưa vào hệ thống tiêu thụ mới dán nhãn. Bên ngoài các kiện hàng phải có ký mã hiệu chỉ nơi sản xuất, tên đồ hộp, phẩm chất, khối lượng tịnh, khối lượng của mỗi hộp, khối lượng của cả kiện, ngày sản xuất, v.v.... c. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm thịt đóng hộp: Theo TCVN 7048:2002 * Tiêu chuẩn cảm quan : Yêu cầu về cảm quan của thịt hộp được quy định trong bảng 3.19. Bảng 3.19. Chỉ tiêu cảm quan của thịt hộp Tên chỉ tiêu 1. Màu sắc 2. Mùi vị 3. Trạng thái Yêu cầu Đặc trưng của sản phẩm Đặc trưng của sản phẩm. không có mùi lạ và có mùi thơm của gia vị Đặc trưng của sản phẩm * Tiêu chuẩn lý hoá : Các chỉ tiêu lý hoá của thịt hộp được quy định trong bảng 3.20. Bảng 3.20. Chỉ tiêu lý hoá đối với thịt hộp Tên chỉ tiêu Yêu cầu Theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất 1. Chỉ tiêu cái/nước 2. Chỉ số peroxyt, số ml natri thia sulphua (Na2S2O3) 0,002 N dùng để trung hoà hết lượng peroxyt trong 1 kg, không lớn hơn 3. Hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) - Chì (Pb) - Cadimi (Cd) - Thuỷ ngân (Hg) - Thiếc (Sn) 5 0,5 0,05 0,03 250 * Tiêu chuẩn vi sinh vật : Các chỉ tiêu vi sinh vật của thịt hộp được quy định trong bảng 3.21. Bảng 3.21. Các chỉ tiêu vi sinh của thịt hộp Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa 1. Tổng số nấm men, nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm 0 2. E.coli, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 0 3. Coliforms, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 0 4. Salmonella, số vi khuẩn trong 25 g sản phẩm 0 5. Clostridium botulinum, số vi khuẩn trong 1 gam sản phẩm 0 6. Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 0 Ngoài ra còn có một số chỉ tiêu khác như : bao bì, dư lượng thuốc thú ý, dư lượng hoocmom, độc tố nấm mốc, phụ gia thực phẩm. 113 3.3.2. Quy trình chế biến patê thịt đóng hộp Nguyên liệu dùng để sản xuất patê thịt chủ yếu là thịt lợn. Ngoài ra còn sử dụng gan, bì, mỡ phần và các nguyên liệu phụ khác như trứng, bột mì, đường, hành, muối ăn... Tuỳ theo mục đích sử dụng, bảo quản, vận chuyển mà sản xuất patê khối hoặc patê hộp. Kỹ thuật chế biến 2 loại sản phẩm này về cơ bản giống nhau , chỉ khác nhau về bao bì và công đoạn gia công nhiệt sau cùng . Trong phần này , chúng tôi chỉ giới thiệu sản phẩm patê hộp. a. Quy trình công nghệ (Hình 3.40.) Nguyên liệu Thịt lợn Bì lợn Gan lợn Nguyên liệu phụ Làm sạch Chần Làm sạch Hành Xay Xay Xay Băm nhuyễn Xay Các nguyên liệu khác Ướp muối Vào hộp Ghép nắp Thanh trùng Sản phẩm patê hộp Hình 3.40. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến patê thịt đóng hộp b. Thuyết minh quy trình công nghệ Nguyên liệu được sử dụng để sản xuất patê có thể sử dụng dạng tươi hoặc dạng đã làm lạnh đông . Nếu sử dụng thịt và gan đã làm lạnh đông thì khi đưa vào sản xuất trước hết phải làm tan giá. * Làm sạch: Làm sạch thịt và gan nhằm mục đích có được thịt và gan đúng tiêu chuẩn đưa vào sản xuất - Làm sạch thịt: Dùng dao cạo sạch lông và bụi bẩn. Yêu cầu sau khi làm sạch lông không sót lại trên da và không còn dính bụi bẩn. Sau khi làm sạch thịt được pha, lọc xương và phân loại thịt. Thịt dùng để sản xuất patê được đưa đi cắt miếng. 114 - Làm sạch gan: Gan phải được lọc hết gân trắng, cuống gan và đường ống dẫn mật, máu đọng. Loại bỏ những những phần bị thâm đen hay thấm dịch mật xanh vàng. Sau đó gan được rửa lại. Yêu cầu sau khi làm sạch màu gan trong một buồng phải đồng nhất. * Chần bì: Bì được tách ra trong quá trình phân loại thịt được đưa đi chần, nhằm mục đích thay đổi tính chất cơ lý, tạo điều kiện cho quá trình xay và băm nhuyễn. Bì được chần trong nước sôi thời gian 15÷20 phút. Yêu cầu sau khi chần bì phải chín 70÷80%. * Xay: Nguyên liệu thịt, gan, bì, hành khô đều được qua quá trình xay. Thường được xay riêng từng loại nhưng yêu cầu công nghệ như nhau. Xay tạo điều kiện cho quá trình băm nhuyễn và trộn đều các cấu tử . Yêu cầu sau khi xay các nguyên liệu đều có kích thước là 2mm. * Ướp muối: Gan sau khi xay được đem đi ướp muối . Quá trình ướp gan được trộn đều với các gia vị khác bao gồm : muối, diêm tiêu, đường. Mục đích ướp muối là để tạo màu sắc và hương vị đặc trưng cho sản phẩm sau này. Quá trình ướp muối có tác dụng quan trọng đến chất lượng của patê. Nếu ở nhiệt độ thường thời gian ướp muối khoảng 1 giờ. Nếu ướp muối xong mang bảo quản ở nhiệt độ 2÷30C thời gian 24 giờ thì chất lượng patê sẽ tốt hơn nhiều. * Băm nhuyễn: Thịt, bì, hành sau khi xay, gan sau khi được ướp muối và các nguyễn liệu phụ khác được phối trộn và băm nhuyễn nhằm mục đích tăng độ mịn của sản phẩm, tăng độ đồng đều và khả năng liên kết của các cấu tử. Quá trình băm nhuyễn được tiến hành theo từng mẻ. Yêu cầu sau khi băm nhuyễn khối sản phẩm phải mịn, đồng đều. * Vào hộp, ghép mí: Sau khi băm nhuyễn sản phẩm được cho vào hộp sắt và tiến hành ghép nắp. * Thanh trùng : Sản phẩm patê hộp được tiến hành thanh trùng ở chế độ 20 − 20 − 20 . Sau khi thanh trùng, sản phẩm được làm nguội, lau khô, dán nhãn và bảo 1210 C quản ở nhiệt độ thường, thời gian bảo quản 12 tháng. c. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm * Tiêu chuẩn cảm quan: Các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm được quy định trong bảng 3.22 Bảng 3.22. Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm patê đóng hộp Tên chỉ tiêu 1. Màu sắc 2. Mùi vị 3. Trạng thái Yêu cầu Màu hồng, nâu sáng đặc trưng Có mùi gan, thịt và gia vị hòa hợp đặc trưng cho sản phẩm Bề mặt mịn, đông nhất, mềm mại * Tiêu chuẩn hóa lý: Các chỉ tiêu hóa lý được thể hiện ở bảng 3.23. Bảng 3.23. Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm patê đóng hộp Tên chỉ tiêu Yêu cầu 5,5÷6,2 1. pH 115 Tên chỉ tiêu Yêu cầu Thay đổi tùy theo công thức phối trộn nguyên 2. Hàm lượng protein,glucid, lipid liệu của nhà sản xuất 3. Hàm lượng các muối nitrite, 80mg/100g nitrate, không lớn hơn * Tiêu chuẩn kim loại nặng: Hàm lượng kim loại nặng trong sản phẩm được t rình bày ở bảng 3.24. Bảng 3.24. Hàm lượng kim loại cho phép trong sản phẩm patê hộp Kim loại Asen Chì Đồng Thiếc Kẽm Thủy ngân Giới hạn tối đa (mg/kg) 1 2 20 40 40 0,05 * Tiêu chuẩn vi sinh vật: Tiêu chuẩn vi sinh được trình bày ở bảng 3.25. Bảng 3.25. Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm patê hộp Vi sinh vật Tổng số vi khuẩn hiếu khí Coliforms Escherichia coli Clostridium perlringens Salmonella Bacillus cereus Staphylococcus aureus Clostridium botulinum Giới hạn cho phép trong 1g sản phẩm (cfu/g) 3.105 50 3 0 0 10 10 0 3.4. Quy trình chế biến đồ hộp sữa Sữa có đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể . Những chất này có khả năng đồng hóa cao vì vậy từ lâu con người đã biết sử dụng sữa như một loại thực phẩm rất bổ dưỡng cho cơ thể nhất là đối với trẻ sơ sinh. Trong sữa có một số thành phần như: lipid, glucid, protein, chất khoáng, vitamin, ngoài ra còn có chất màu và nhiều chất khác . Từ sữa có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm như : sữa đặc, sữa bột, sữa chua... 3.4.1. Quy trình chế biến đồ hộp sữa đặc có đường Sữa đặc là tên chung của các loại sản phẩm chế biến từ sữa sau khi đã loại bớt nước, hàm lượng nước trong sản phẩm còn khoảng 25÷30% tùy theo sản phẩm . Mọi quy trình công nghệ sản xuất sữa cô đặc ở các nhà máy về mặt nguyên lý không có gì khác nhau , nhưng điểm khác nhau lớn nhất của chúng là quá trình thiết bị sử dụng trong công nghệ đó . Trước đây một số công ty đã sử d ụng công nghệ thiết bị cổ điển lạc hậu, năng suất kém . Hiện nay đã có sự đầu tư về công nghệ thiết bị mới nên chất 116 lượng sản phẩm cao hơn, năng suất tăng hơn. Sau đây, xin giới thiệu quy trình sản xuất sữa cô đặc của công ty sữa Vinamilk. a. Quy trình công nghệ Sữa tươi nguyên liệu (4÷80C) Gia nhiệt sơ bộ (55÷600C) Thanh trùng (70 ± 2)0C Bổ sung đường Cô đặc tầng 1 (65÷700C) Cô đặc tầng 2 (60÷630C) Cô đặc tầng 3 (55 ± 20C) Bột lactose (hoặc sữa đặc vừa sản xuất) Làm lạnh (4÷8) C 0 Rót hộp, ghép mí Sữa cô đặc đóng hộp Hình 3.41. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến sữa cô đặc có đường tại công ty Vinamilk b. Thuyết minh quy trình * Sữa tươi nguyên liệu : Sữa tươi được kiểm tra sau kh i đạt tiêu chuẩn về vệ sinh thường có chất khô 10,6±0,1%. Để chất lượng sữa tươi nguyên liệu có chất lượng ổn định chúng sẽ được làm lạnh và bảo quản lạnh ở môi trường nhiệt độ 4÷80C và chứa vào bồn 10000l đã khử trùng. * Gia nhiệt sơ bộ: Sữa tươi có nhiệt độ 4÷80C từ bồn chứa sẽ được bơm vào bồn cân bằng. Từ bồn cân bằng sữa tươi được đưa qua vỉ trao đổi nhiệt với sản phẩm sữa cô đặc ở tháp thứ 3 có nhiệt độ 550C, nhiệt độ của sữa tư ơi tăng lên 20÷260C. Sau khi ra khỏi vỉ trao đổi nhiệt , sữa tươi tiếp tục được gia nhiệt sơ bộ nhờ thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm. Trước khi vào thiết bị thanh trùng, nhiệt độ của sữa tươi đạt 55÷600C. * Thanh trùng : Sau khi gia nhiệt so bộ , sữa tươi sẽ đi vào thiết bị thanh trùng , 117 nâng nhiệt lên đến nhiệt độ thanh trùng . Thiết bị thanh trùng cũng là thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm .sữa tươi được thanh trùng ở 70±20C, sau khi ra khỏi thiết bị than h trùng sữa tươi chuyển qua hệ thống giữ nhiệt trong 2 phút, nhờ đó các vi sinh vật lạ sẽ bị tiêu diệt. * Cô đặc: Quá trình cô đặc sữa tươi trong hệ thống gồm 3 tháp, nhiệt độ tháp 1 là 65÷700C, nhiệt độ cô đặc tháp 2 là 60÷630C, nhiệt độ cô đặc tháp 3 là 55± 20C. Sữa sau khi cô đặc lần 1 được tiến hành bổ sung thêm đường kính, được pha dưới dạng sirô vào sữa. Lượng đường cho vào như thế nào để sản phẩm cuối cùng thu được có hàm lượng đường không ít hơn 40÷45%, tùy theo tiêu chuẩn quy định. Sau khi ra khỏi tháp 3 sữa cô đặc sẽ có độ khô cần thiết , thường sản phẩm có hàm lượng nước 26÷27% tùy theo tiêu chuẩn quy định . Muốn tăng độ khô của sản phẩm sữa cô đặc th ì cần phải tăng áp suất hơi cấp vào thiết bị cô đặc 1 vì lưu lượng cấp vào là cố định. Sữa cô đặc ở môi trường chân không sẽ có nhiệt độ cô thấp , không gây phản ứng oxy hóa và biến tính cho sữa về nhiệt độ. * Làm lạnh : Trước khi vào bồn chứa sữa cô đặc được làm lạnh xuống khoảng 4÷8 C nhờ trao đổi nhiệt gián tiếp với nước lạnh khi đi qua bộ trao đổi nhiệt. Mục đích chính của giai đoạn này là tạo sự kết tinh đường lactose , sự kết tinh đ ường lactose to hay nhỏ là do giai đoạn này quyết định . Trong quá trình này để đường lactose kết tinh với tinh thể nhỏ , mịn thì thường bổ sung một ít đường lactose ở dạng bột (khoảng 0,02%) hoặc cho thêm một ít sữa đã cô đặc lần trước (khoảng 1%). 0 * Rót hộp, ghép mí: Sữa cô đặc được tiến hành rót hộp , ghép mí trong hộp kim loại. Quá trình rót hộp, ghép mí thực hiện trong môi trường hoàn toàn vô trùng . Sữa cô đặc đóng hộp bảo quản trong điề u kiện môi trường có nhiệt độ 0÷100C, tốt nhất là 4÷50C, độ ẩm tương đối của không khí phải dưới 85%, tốt nhất là 75%, thời gian bảo quản dự trữ không quá 6 tháng, biện pháp tốt nhất là nên bảo quản trong kho lạnh. c. Tiêu chuẩn chất lượng của sữa cô đặc có đường: Theo TCVN 7049 : 2002 * Tiêu chuẩn cảm quan: Yêu cầu về cảm quan của đồ hộp sữa đặc có đường được qui định trong bảng 3.26. Bảng 3.26. Chỉ têu cảm quan của sữa đặc có đường đóng hộp Tên chỉ tiêu 1. Màu sắc 2. Mùi vị 3. Trạng thái Yêu cầu Màu tự nhiên của sữa đặc có đường từ vàng kem nhạt đến vàng kem đậm Màu đặc trưng của sản phẩm đối với sữa có bổ sung phụ liệu Thơm, ngọt đặc trưng của sản phẩm, không có mùi vị lạ Mịn, đồng nhất, không vón cục, không bị lắng đường * Tiêu chuẩn lý hoá: Các chỉ tiêu lý hoá của đồ hộp sữa đặc có đường được quy định trong bảng 3.27. Bảng 3.27. Các chỉ tiêu lý hoá đối với sữa đặc có đường Tên chỉ tiêu 1. Hàm lượng chất khô,% khối lượng, không nhỏ hơn 2. Hàm lượng chất béo,% khối lượng, không nhỏ hơn 118 Yêu cầu 71,0 6,5 Tên chỉ tiêu 3. Hàm lượng sacaroza, % khối lượng, không nhỏ hơn 4. Độ acid, 0T, không lớn hơn 5. Tạp chất không tan trong nước, mg/kg, không lớn hơn Yêu cầu 43,0 50,0 5,0 * Chỉ tiêu kim lo ại nặng: Dư lượng kim loại nặng của đồ hộp sữa đặc có đường được quy định trong bảng 3.28. Bảng 3.28. Dư lượng kim loại nặng của sữa đặc có đường Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa (mg/kg) 0,5 1 0,0 0,5 1. Chì (Pb) 2. Cadimi (Cd) 3. Thuỷ ngân (Hg) 4. Asen * Tiêu chuẩn vi sinh vật : Các chỉ tiêu vi sinh vật của đồ hộp sữa đặc có đường được quy định trong bảng 3.29. Bảng 3.29. Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa đặc có đường Tên chỉ tiêu 1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 g sản phẩm 2. E.coli, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 3. Coliforms, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 4. Salmonella, số vi khuẩn trong 25 g sản phẩm 5. Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 6. Clostridium botulinum, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 7. Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm Giới hạn tối đa 104 0 10 0 0 0 10 3.4.2. Quy trình chế biến đồ hộp sữa tiệt trùng đóng hộp Sữa tiệt trùng là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi nguyên liệu , có hoặc không có bổ sun g phụ gia và qua xử lý ở nhiệt độ cao. Để chuẩn hoá nguyên liệu, cho phép bổ sung sữa bột hoặc chất béo sữa nhưng không quá 1% tính theo khối lượng của sữa tươi nguyên liệu. a. Quy trình công nghệ Công nghệ sản xuát sữa tiệt trùng đóng hộp được mô tả ở hình 3.42. (trang bên) b. Thuyết minh quy trình công nghệ * Chuẩn hóa: là quá trình hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa. Tùy theo quy định của mỗi quốc gia và cơ sở sản xuất mà hàm lượng chất béo trong sữa tiệt trùng sẽ khác nhau, thông thường, lượng béo trong sản phẩm là 3,5%. - Trường hợp hàm lượng chất béo trong sữa tươi cao hơn sữa thành phẩm sử dụng hệ thống chuẩn hóa sữa gồm có thiết bị truyền nhiệt, thiết bị ly tâm, các dụng cụ đo tỉ trọng và lưu lượng dòng chảy, các van và hộp điều khiển để tách bớt chất béo ra khỏi nguyên liệu. 119 Đầu tiên, sữa tươi sẽ được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt để làm tăng nhiệt độ của sữa lên đến 55÷650C, sau đó sữa được đưa vào thiết bị ly tâm để phân riêng thành hai dòng sản phẩm: sữa gầy (0,1% béo) là dòng sản phẩm có tỉ trọng cao và cream (40% béo) là dòng sản phẩm có tỉ trọng thấp. Cuối cùng, một phần cream sẽ được phối trộn lại với dòng sữa gầy để tạo ra sản phẩm có hàm lượng chất béo đúng theo yêu cầu. Các dụng cụ đo tỉ trọng và lưu lượng dòng chảy sẽ được kết nối với chương trình phần mềm để xử lý số liệu, nhờ đó mà quá trình chuẩn hóa được thực hiện và điều khiển hoàn toàn tự động. - Nếu hàm lượng béo trong sữa tươi thấp hơn sữa thành phẩm: sử dụng một thiết bị phối trộn hình trụ đứng, có cánh khuấy và bộ phận gia nhiệt để bổ sung cream hoặc AMF vào sữa tươi. Sữa tươi Chuẩn hóa Tiệt trùng UHT Đồng hóa Làm nguội Bao bì giấy vô trùng Rót sản phẩm Hoàn thiện Sữa tiệt trùng UHT Hình 3.42. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến sữa tiệt trùng đóng hộp * Tiệt trùng UHT (Ultra High Temperature): Công đoạn này thực hiện nhằm bảo quản sản p hẩm, quá trình tiệt trùng sữa gồm có ba giai đoạn: gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội. - Gia nhiệt: có nhiều phương pháp để gia nhiệt sữa tươi. Trong quy trình này, chúng tôi sử dụng kết hợp hai phương pháp để làm tăng nhiệt độ của sữa: gia nhiệt trực tiếp (trộn sữa với hơi nước) và gia nhiệt gián tiếp (sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng). - Làm nguội: sữa sẽ được làm nguội qua hai giai đoạn: làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không và làm nguội về nhiệt độ theo yêu cầu khi kết thúc quá trình tiệt trùng bằng cách sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng. * Đồng hóa: Quá trình đồng hóa xé nhỏ các hạt cầu béo và phân bố chúng thật 120 đều trong hệ nhũ tương, do đó hạn chế hiện tượng tách pha, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Ngoài ra, quá trình đồng hóa còn có mục đích hoàn thiện sản phẩm do làm tăng độ đồng nhất của sữa tiệt trùng. Sử dụng thiết bị đồng hóa áp lực cao với hai cấp hoạt động, sữa sẽ được một bơm piston đưa vào thiết bị đồng hóa. Bơm sẽ tăng áp lực cho sữa lên đến 300÷400atm tại đầu vào của khe hẹp thứ nhất. Sau khi rời khe hẹp thứ nhất, sữa sẽ tiếp tục đi vào khe hẹp thứ hai rồi thoát ra khỏi thiết bị đồng hóa. Nhiệt độ của sữa trước khi vào thiết bị đồng hóa dao động trong khoảng 80÷820C. * Làm nguội: Nhằm chuẩn bị cho quá trình rót sản phẩm, nhiệt độ của sữa từ 85÷870C sẽ giảm xuống còn 200C. Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc ống lồng ống. Tác nhân làm nguội là nước và glycol. Sữa sau quá trình làm nguội sẽ được đưa vào bồn vô trùng và chờ rót. * Rót sản phẩm: Trong điều kiện vô trùng, quá trình rót sản phẩm vào bao bì giấy không làm xảy ra các biến đổi gây ảnh hưởng đến chất lượng sữa tiệt trùng. Hiện nay, các nhà sản xuất sử dụng bao bì giấy cho sản phẩm sữa tiệt trùng. Người ta sẽ kết hợp tạo hình và tiệt trùng bao bì rồi rót sữa vào bao bì trên cùng một hệ thống thiết bị rót. * Hoàn thiện sản phẩm: Quá trình hoàn thiện sản phẩm sữa tiệt trùng bao gồm một số công đoạn như in ngày sản xuất lên bao bì, gắn ống hút lên mỗi hộp sữa, đóng block các hộp sữa lại với nhau . Sử dụng các thiết bị in ngày sản xuất lên bao bì , gắn ống hút và đóng block hiện nay đều được thực hiện theo phương pháp liên tục và tự động hóa. Sữa tiệt trùng được bảo quản ở nơi thoáng mát và ở nhiệt độ phòng, thời gian bảo quản sản phẩm thường từ 3 đến 6 tháng. c. Tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm: Theo TCVN 7049 : 2002 * Tiêu chuẩn cảm quan : Yêu cầu về cảm quan của đồ hộp sữa tươi tiệt trùng được quy định trong bảng 3.30. Bảng 3.30. Yêu cầu về cảm quan đối với sữa tươi tiệt trùng Tên chỉ tiêu 1. Màu sắc 2. Mùi vị 3. Trạng thái Yêu cầu Đặc trưng của sản phẩm Đặc trưng của sản phẩm. không có mùi, vị lạ Dịch thể đồng nhất * Tiêu chuẩn lý hoá: Các chỉ tiêu lý hoá của đồ hộp sữa tươi tiệt trùng được quy định trong bảng 3.31. Bảng 3.31. Các chỉ tiêu lý hoá đối với sữa tươi tiệt trùng Tên chỉ tiêu 1. Hàm lượng chất khô,% khối lượng, không nhỏ hơn 2. Hàm lượng chất béo,% khối lượng, không nhỏ hơn 3. Tỷ trọng của sữa ở 200C, g/ml, không nhỏ hơn 4. Độ acid, 0T Yêu cầu 11,5 3,2 1,027 16÷18 * Chỉ tiêu kim loại nặng : Dư lượng kim loại nặng của đồ hộp sữa tươi tiệt trùng được quy định trong bảng 3.32. 121 Bảng 3.32. Dư lượng kim loại nặng của sữa tươi tiệt trùng Tên chỉ tiêu 1. Chì (Pb) 2. Cadimi (Cd) 3. Thuỷ ngân (Hg) 4. Asen Giới hạn tối đa (mg/l) 0,5 1 0,03 0,5 * Tiêu chuẩn vi sinh vật : Các chỉ tiêu vi sinh vật của đồ hộp sữa tươi tiệt trùng được quy định trong bảng 3.33. Bảng 3.33. Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa tươi tiệt trùng Tên chỉ tiêu 1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 2. E.coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 3. Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 4. Salmonella, số vi khuẩn trong 25 ml sản phẩm 5. Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 6. Clostridium botulinum, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 7. Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm Giới hạn tối đa 10 0 0 0 0 0 0 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày sơ đồ tổng quát sản xuất thực phẩm đóng hộp và nêu mục đích của từng công đoạn trong sơ đồ quy trình. 2. Trình bày các phương pháp thanh trùng thực phẩm đóng hộp . Phân tích các phương pháp thanh trùng thực phẩm đóng hộp bằng nhiệt . Cho ví dụ cụ thể khi thanh trùng rau quả đóng hộp, thịt đóng hộp, thủy sản đóng hộp... 3. Dựa vào sơ đồ quy trình tổng quát , hãy thiết lập quy trình công nghệ sản xuất một sản phẩm đóng hộp từ nguyên liệu bất kỳ (Ngoại trừ những sản phẩm đã đư ợc giới thiệu trong giáo trình). 4. Trình bày các phương pháp kiểm tra sản phẩm đồ hộp trước khi đưa vào bảo quản. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà (2009), Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [2]. Nguyễn Trọng Cẩn (2009), Bài giảng Công nghệ bảo quản và chế biến thịt cá. [3]. Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng (1990), Công nghệ chế biến thực phẩm 122 thủy sản tập 1, tập 2, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. [4]. Ths.Hồ Thị Duyên Duyên (chủ biên),Ths. Đặng Thị Mộng Quyên , Ths.Tạ Thị Tố Quyên (2007), Giáo trình chế biến thủy sản , (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm. [5]. Th.S Nguyễn Tấn Dũng (chủ biên ), TS Trịnh Văn Dũng , Th.S Trần Ng ọc Hào, PGS.TSKH Trần Đức Ba, Công nghệ lạnh- Ứng dụng trong sản xuất nước đá, đá khô và nước giải khát, (2008), Nhà xuất bản Đại học quốc gia TPHCM [6]. Quách Đĩnh, Nguyễn Vân Tiếp, Nguyễn Văn Thoa (2008), Bảo quản và chế biến rau quả, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [7]. Ths.Trương Hồng Linh (chủ biên), Ths.Châu Thành Hiền , Ths.Đặng Quang Hải (2009), Thiết bị thực phẩm (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực Thực phẩm [8]. Ths.Trần Thị Thanh Mẫn (chủ biên), Ths.Hồ Thị Tuyết Mai , Ths.Hoàng Minh Thục Quyên, Ths.Trần Thị Minh Hương (2010), Giáo trình phân tích thực phẩm (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm. [9]. Ths.Nguyễn Thị Hồng Ngân, Ths.Trương Hồng Linh, Ths.Nguyễn Thị Thuỳ Linh (2005), Công nghệ chế biến rau quả (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm [10]. Lê Mỹ Hồng (2005), Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp, (lưu hành nội bộ), Trường Đại học Cần Thơ. [11]. Trần Xuân Hiền (2005), Giáo tr ình chế biến thực phẩm đại cương hành nội bộ), Trường Đại học An Giang. (lưu [12]. Nguyễn Văn Tán, Nguyễn Thị Hiền, Hoàng Thị Lệ Hằng, Quản Lê Hà (2008), Công nghệ bảo quản và chế biến rau quả, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [13]. Nguyễn Văn Tiếp, Quách Đĩnh, Ngô Mỹ Vân (2000), Kỹ thuật sản xuất đồ hộp rau quả, Nhà xuất bản Thanh Niên. [14]. TS. Lê Thị Liên Thanh , PGS.TS. Lê Văn Hoàng (2002), Công nghệ chế biến sữa và sản phẩm sữa, Nhà xuất bản Khoa học-Kỹ thuật, Hà Nội. [15]. Các TCVN [16]. Hui.Y.H (2004), Handbook of vegetable and processing, copyright by Marcel Dekker.Inc. [17]. Wim Jongen (2002), Fruit and vegetable processing, Woodheade publishing limited, Cambridge England. [18]. Victoriano (2002), Fruit and vegetable biotechnology, Woodheade publishing limited, Cambridge England. 123 CHƯƠNG 4. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM SẤY KHÔ Sấy là một trong những quá trình hóa lý được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm. Sấy thực chất là quá trình dùng nhiệt năng để làm bốc hơi một phần lượng nước có trong sản phẩm. Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi hoặc thăng hoa. Công nghệ sấy khô thực phẩm có ý nghĩa to lớn và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm. Quá trình sấy làm tách nước ra khỏi nguyên liệu nhằm phục vụ cho các công đoạn tiếp theo; giúp làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một đơn vị khối lượng sản phẩm; hơn nữa quá trình sấy làm biến đổi nguyên liệu, tạo ra nhiều tính chất đặc trưng cho sản phẩm như tăng độ giòn, dẻo, tăng mùi, vị, màu sắc; đồng thời kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm và cải thiện một vài chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm. Tùy thuộc vào phương thức sấy, tác nhân sấy và đặc điểm, chủng loại nguyên liệu sấy, có thể phân loại các sản phẩm thực phẩm sấy như: rau quả sấy khô, thủy sản sấy khô, sữa sấy khô, các loại bột sấy khô, ngũ cốc sấy khô,... 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY KHÔ THỰC PHẨM 1.1. Nguyên liệu sấy Trong công nghệ chế biến thực phẩm, nguyên liệu đem đi sấy thường là các nguyên vật liệu ẩm. Dựa theo tính chất lý học, người ta có thể chia nguyên liệu sấy thành ba loại: - Nguyên liệu keo: Là nguyên liệu có tính dẻo do có cấu trúc hạt. Nước hoặc ẩm ở dạng liên kết hấp thụ và thẩm thấu. Các nguyên liệu dạng này có đặc điểm chung là khi sấy bị co ngót khá nhiều nhưng vẫn giữ được tính dẻo. Ví dụ: gelatin, các sản phẩm từ bột nhào, tinh bột,... - Nguyên liệu xốp mao dẫn: Là nguyên liệu chứa nước hoặc ẩm ở dạng liên kết cơ học do áp lực mao quản hay còn gọi là lực mao dẫn tạo nên. Vật liệu này thường giòn hầu như không co lại và dễ dàng bị vỡ vụn sau khi làm khô. Ví dụ: đường tinh thể, muối ăn,... - Nguyên liệu keo - xốp mao dẫn: Là nguyên liệu bao gồm tính chất của hai nhóm trên. Về cấu trúc các vật này thuộc xốp mao dẫn nhưng về bản chất là các vật keo, có nghĩa là thành mao dẫn của chúng có tính dẻo, khi hút ẩm các mao dẫn của chúng trương lên, khi sấy khô thì co lại. Loại vật liệu này chiếm phần lớn các nguyên liệu sấy. Ví dụ: ngũ cốc, các hạt họ đậu, bánh mì, rau, quả,... 1.2. Tác nhân sấy Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ nguyên liệu sấy. Các tác nhân sấy thường là các chất khí như không khí, khói, hơi quá nhiệt. Nguồn tác nhân sấy nhân tạo gồm: không khí nóng, hơi nước, khói lò, bức xạ hồng ngoại, nhiệt lạnh...Chất lỏng cũng được sử dụng làm tác nhân sấy như các loại dầu, một số loại muối nóng chảy... Thông thường sử dụng hai loại tác nhân sấy là không khí và khói lò. a. Không khí ẩm Không khí là loại tác nhân sấy có sẵn trong tự nhiên, không gây độc hại và không 124 gây bẩn sản phẩm sấy. Không khí là hỗn hợp của nhiều chất khí khác nhau. Thành phần của không khí bao gồm các chất, chủ yếu là N2, O2, hơi nước, ngoài ra còn có một số chất khí khác như: CO2, khí trơ, H2, O3,.. Không khí là một khí thực, nhưng thực tế không khí sử dụng để sấy thường ở áp suất thấp (áp suất khí quyển) và nhiệt độ không cao (từ hàng chục độ đến dưới vài trăm độ). Vì vậy, khi sử dụng có thể coi không khí là khí lý tưởng, mặc dù trong không khí có chứa hơi nước, nhưng áp suất riêng phần của nó không lớn. Không khí có chứa hơi nước là không khí ẩm. Khí lý tưởng gồm 2 thành phần là không khí khô và hơi nước. b. Khói lò (khí lò đốt) Khói lò được sử dụng cho một số trường hợp như sấy một số hạt nông sản, sản phẩm hun khói,… vì nó có nhũng ưu điểm như có thể điều chỉnh nhiệt độ môi chất sấy trong một khoảng rất rộng; có thể sấy ở nhiệt độ rất cao 900÷10000C và ở nhiệt độ thấp 70÷900C hoặc thậm chí 40÷500C. Cấu trúc hệ thống sấy đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt. Giảm tiêu hao điện năng do giảm trở lực hệ thống, nâng cao được hiệu quả sử dụng nhiệt của thiết bị. Đồng thời, đầu tư vốn ít vì không phải dùng calorife. Tuy nhiên, trong công nghiệp thực phẩm khói lò thường ít được sử dụng vì khói lò gây bụi bẩn cho sản phẩm và thiết bị, ngoài ra có thể gây hỏa hoạn hoặc xảy ra các phản ứng hóa học không cần thiết ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Người ta còn có thể sử dụng khí tự nhiên làm chất đốt, vì khói tạo thành tương đối sạch, tuy nhiên do thành phần khói vẫn có hàm lượng ẩm và khí oxit nitơ cao nên dễ gây ung thư. Vì vậy, khói tạo thành cần phải tiếp tục được làm sạch trước khi sử dụng để sấy thực phẩm. 1.3. Phương pháp sấy Quá trình sấy có thể được tiến hành bằng cách bay hơi tự nhiên hay nhân tạo. - Sấy tự nhiên là quá trình sấy được tiến hành ở ngoài trời dùng năng lượng mặt trời làm bay hơi nước trong vật liệu. Với phương thức này đỡ tốn nhiệt năng nhưng không điều chỉnh chủ động được vận tốc của quá trình sấy theo đúng yêu cầu kỹ thuật và vì vậy làm cho năng suất thấp. - Sấy nhân tạo là quá trình sấy dùng nguồn năng lượng do con người tạo ra tức là phải dùng các thiết bị sấy và cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm, có thể bằng dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ. Phương thức này tuy tốn nhiệt năng nhưng lại co thể điều chỉnh chủ động được vận tốc của quá trình sấy theo đúng yêu cầu kỹ thuật, nhờ đó năng suất sấy cao hơn. Trong công nghiệp thực phẩm, người ta thường chọn phương thức sấy nhân tạo bởi những ưu điểm của nó. Và để thực hiện, có thể sử dụng một trong những phương pháp sấy như sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy thăng hoa, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy điện trở... - Sấy đối lưu: Là phương pháp sấy cho nguyên liệu cần sấy tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng hoặc khói lò. Không khí nóng hoặc khói lò được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên nguyên liệu sấy làm cho một phần ẩm trong nguyên liệu sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy. Như vậy, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc đối lưu. Không khí có thể chuyển động cùng chiều, 125 ngược chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản phẩm. - Sấy tiếp xúc: Llà phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu mà truyền nhiệt cho nguyên liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn. Khi sấy tiếp xúc thì mẫu nguyên liệu cần sấy được đặt lên một bề mặt đã được gia nhiệt nhờ đó mà nhiệt độ của nguyên liệu sẽ gia tăng và làm cho một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ bốc hơi và thoát ra môi trường bên ngoài. Như vậy, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc dẫn nhiệt. - Sấy bức xạ: Là phương thức sấy cho tiếp xúc trực tiếp nguyên liệu sấy với nguồn bức xạ. Nguồn bức xạ sử dụng phổ biến hiện nay là tia hồng ngoại. Khi sấy bức xạ thì nguyên liệu sấy sẽ hấp thu năng lượng của tia hồng ngoại và nhiệt độ của nó sẽ tăng lên. Trong phương pháp sấy bức xạ, mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ hiện tượng bức xạ, còn sự thải ẩm từ mẫu nguyên liệu ra môi trường bên ngoài sẽ xảy ra theo nguyên tắc đối lưu. - Sấy thăng hoa: Là quá trình tách ẩm ra khỏi vật sấy bằng sự thăng hoa của nước. Quá trình thăng hoa là quá trình chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi. Ở điều kiện bình thường, ẩm trong thực phẩm ở dạng lỏng nên để thăng hoa chúng cần được chuyển sang thể rắn bằng phương pháp lạnh đông. Chính vì vậy nên còn gọi là phương pháp sấy lạnh đông (Freeze Drying hay Lyophillisation). Sấy thăng hoa (sấy lạnh đông) được thực hiện trong môi trường có độ chân không rất cao, nhiệt độ rất thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi. 1.4. Các biến đổi xảy ra trong thực phẩm khi sấy khô Trong quá trình sấy xảy ra rất nhiều biến đổi và ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, cụ thể là làm ảnh hưởng đến cấu trúc, mùi vị, màu sắc, giá trị dinh dưỡng và tính hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy. Tuy nhiên, trong quá trình sấy vấn đề đặt ra là phải bảo vệ tốt nhất chất lượng thực phẩm, hạn chế những hư hại có thể xảy ra, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế một cách tối ưu. Xét về bản chất, nguyên liệu khi sấy có thể xảy ra những biến đổi sau: 1.4.1. Biến đổi vật lý Trong quá trình sấy, các tính chất vật lý của nguyên liệu như hình dạng, kích thước, khối lượng, tỷ trọng, độ giòn, tính đàn hồi của thành tế bào,... sẽ thay đổi. Tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu và các thông số công nghệ trong quá trình sấy mà các biến đổi vật lý sẽ diễn ra theo quy luật và mức độ khác nhau. Khi sấy, các chất hòa tan di chuyển theo nước từ bên trong ra bề mặt của sản phẩm. Quá trình bay hơi nước làm cô đặc các chất tan ở bề mặt kết hợp với nhiệt độ cao của không khí gây ra các phản ứng lý hóa phức tạp của các chất tan ở bề mặt và hình thành nên lớp vỏ cứng không thấm được, điều này đặc biệt xảy ra khi sấy trái cây, cá, thịt. Hiện tượng này xảy ra làm giảm tốc độ sấy và làm cho sản phẩm có bề mặt khô nhưng bên trong thì ẩm. Tốc độ sấy càng nhanh và nhiệt độ càng cao sẽ làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so với sấy có tốc độ vừa phải ở nhiệt độ thấp. Chẳng hạn, khi sấy rau quả, bản chất và mức độ xử lý rau quả trước khi sấy đều có ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm sau khi hồi nguyên. Điều này được giải thích là 126 do sự hồ hóa của tinh bột, sự hình thành các sức căng bên trong do khác biệt về độ ẩm ở các vị trí khác nhau,... dẫn đến sự tạo thành các vết nứt, gãy, các tế bào bị nén ép và biến dạng vĩnh viễn, làm cho sản phẩm có bề ngoài bị co ngót và nhăn nheo. Trong quá trình làm ướt trở lại, sản phẩm hút nước chậm và không lấy lại được cấu trúc cứng như ban đầu. Chính vì vậy cần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm quá cao giữa bên trong và bề mặt sản phẩm. Sau khi sấy, đặc tính về cấu trúc của các sản phẩm dạng bột liên quan đến dung lượng và tính hồi nguyên. Dung lượng của sản phẩm bột phụ thuộc vào kích cỡ, cấu trúc rỗng hay đặc của các hạt và được quyết định bởi bản chất, thành phần của sản phẩm và điều kiện sấy. Tính dễ chảy của khối bột phụ thuộc vào hàm lượng béo. Các nguyên liệu ít béo như nước ép trái cây, khoai tây và cà phê cho bột dễ chảy hơn là các sản phẩm nhiều béo như trứng nguyên quả hoặc chiết xuất từ thịt. 1.4.2. Biến đổi hóa học Trong quá trình sấy xảy ra nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Hơn nữa, khi nhiệt độ tăng tốc độ của các phản ứng hóa học sẽ tăng. Những thay đổi này ảnh hưởng có lợi hoặc có hại đến chất lượng các sản phẩm sấy. Một số sản phẩm sấy có kết cấu xốp tạo điều kiện cho oxy không khí dễ dàng tiếp xúc với sản phẩm gây ra các phản ứng oxy hóa các chất tan và chất béo trong quá trình bảo quản làm thay đổi mùi vị của sản phẩm. Chẳng hạn, các hợp chất lipid, đặc biệt là các acid béo tự do khi tham gia phản ứng oxy hóa sẽ hình thành các peroxyd và nhiều loại sản phẩm phụ khác tạo nên mùi ôi cho sản phẩm. Sự oxy hóa của các chất béo không no có trong rau quả tạo ra các hydroperoxyd tham gia tiếp vào các phản ứng polyme hóa, phản ứng tách nước hoặc oxy hóa để tạo thành aldehyd, keton và các acid gây mùi ôi thiu khó chịu. Ngoài ra, dưới tác dụng của nhiệt độ, các thành phần hóa học như đường, tinh bột, vitamin, chất màu (carotenoid, chlorophyll) bị biến đổi. Chẳng hạn, phản ứng maillard, caramen xảy ra làm cho các sản phẩm sau khi sấy cũng như trong quá trình bảo quản bị sẫm màu,... Tốc độ của phản ứng sẫm màu maillard ở sản phẩm sữa và trái cây khi bảo quản phụ thuộc vào hoạt độ của nước trong sản phẩm và nhiệt độ bảo quản. Tốc độ sẫm màu tăng đáng kể khi nhiệt độ sấy cao, độ ẩm của sản phẩm vượt quá 4÷5% và nhiệt độ bảo quản trên 380C. Hoặc khi sấy, riboflavin (vitamin B2) đạt trạng thái quá bão hòa và kết tủa khỏi dung dịch do đó bị tổn thất. Acid ascorbic (vitaminC) hòa tan ngay cả khi độ ẩm của sản phẩm hạ xuống đến mức rất thấp, nó phản ứng với các chất tan với tốc độ càng lúc càng cao hơn trong quá trình sấy, ngoài ra vitaminC cũng bị phá hủy dưới tác dụng của nhiệt và chất oxy hóa. Thiamin (vitamin B1) cũng nhạy cảm với nhiệt vì thế để tránh những thất thoát lớn cần sấy trong thời gian ngắn, nhiệt độ thấp, bảo quản ở độ ẩm thấp và nồng độ khí oxy thấp. Nhiệt độ trong quá trình sấy làm giảm khả năng hydrat hóa của tinh bột và làm biến tính protein, giảm khả năng giữ nước của chúng. Cũng dưới tác dụng của nhiệt độ, những thành phần hóa học dễ bay hơi (chất thơm, acid hữu cơ,...) bị tổn thất nên sản phẩm sấy bị giảm mùi vị. Chính vì vậy, với những nguyên liệu là rau gia vị thì nên được sấy ở nhiệt độ thấp. Mức độ thất thoát mùi vị phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của sản phẩm, áp suất hơi nước và độ hòa tan của các chất bay hơi trong hơi nước. Ngoài ra, độ phản xạ ánh sáng và màu sắc của sản phẩm sấy sẽ thay đổi xảy ra 127 do sự thay đổi các đặc trưng bề mặt của sản phẩm. 1.4.3. Biến đổi hóa lý Biến đổi quan trọng nhất trong quá trình sấy là sự chuyển pha của nước từ lỏng thành hơi. Một số chất khác cũng bị thay đổi pha trong quá trình sấy. Chẳng hạn tinh bột bị hồ hóa, protein bị đông tụ bất thuận nghịch, chất béo từ trạng thái rắn hóa lỏng,... 1.4.4. Biến đổi sinh học Dưới tác dụng của nhiệt độ hệ enzyme bị vô hoạt bất thuận nghịch và các thành phần khác trong tế bào như DNA bị biến tính do đó sự trao đổi chất của các tế bào và mô nguyên liệu động thực vật bị ngừng lại. Ngoài ra, các vi sinh vật bị ức chế hoặc bị tiêu diệt. 1.4.5. Biến đổi hóa sinh Ở giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ chưa cao các phản ứng enzyme diễn ra mạnh mẽ. Ví dụ, giai đoạn đầu của quá trình rau quả, polyphenol sẽ bị oxy hóa bởi enzyme polyphenoloxydase. Khi nhiệt độ tăng, các enzyme bị vô hoạt và các phản ứng hóa sinh sẽ dừng lại. 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy Quá trình sấy chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ sấy, độ ẩm tương đối của tác nhân sấy, diện tích bề mặt nguyên liệu, thành phần hóa học trong nguyên liệu,v..v.... Nhưng nhìn chung, có thể chia các yếu tố này thành hai nhóm, nhóm các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy và nhóm các yếu tố liên quan đến bản chất của nguyên liệu cần sấy. 1.5.1. Các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy * Nhiệt độ tác nhân sấy: Nhiệt độ sấy có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng sản phẩm sau khi sấy. - Nếu nhiệt độ sấy tăng thì tốc độ sấy tăng theo do tốc độ truyền nhiệt tăng, các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu dễ bốc hơi. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tác nhân sấy quá cao sẽ làm thay đổi tính chất lý, hóa của nguyên liệu sấy. Thành phần hóa học trong nguyên liệu sẽ biến đổi theo chiều hướng không có lợi (sẫm màu, giảm chất thơm,....), lớp vỏ cứng hình thành, ngăn cản sự thoát hơi nước từ bên trong và làm cho sản phẩm có độ ẩm không đều và bị biến dạng không thuận nghịch. - Nếu nhiệt độ sấy quá thấp lại làm cho tốc độ sấy diễn ra chậm. Các thành phần hóa học trong nguyên liệu dễ bị oxy hóa, biến màu,... Sự thay đổi của nguyên liệu cả khi nhiệt độ cao và khi nhiệt độ thấp đều gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng dinh dưỡng và giá trị cảm quan của sản phẩm. Thông thường, nhiệt độ sấy được chọn phụ thuộc vào loại nguyên liệu, đặc tính của nguyên liệu và yêu cầu của sản phẩm sấy. Chẳng hạn, với rau quả, người ta thường chọn chế độ sấy ôn hòa, nhiệt độ sấy không quá 80÷900C, còn đối với sữa thì do đây là dạng nguyên liệu không bền nhiệt nên người ta sử dụng nhiệt độ sấy cao trong thời gian ngắn, khoảng 110÷1500C tùy thuộc vào thiết bị sấy. * Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy: Để các phân tử nước trên bề mặt nguyên liệu bốc hơi cần có sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu sấy và trong tác 128 nhân sấy. Sự chênh lệch này càng lớn thì nước trên bề mặt nguyên liệu càng dễ bốc hơi. Chính vì vậy, nếu độ ẩm tương đối của tác nhân sấy cao thì thời gian sấy sẽ kéo dài, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nếu độ ẩm tương đối của tác nhân sấy thấp sẽ giúp tốc độ sấy tăng, nhưng nếu quá thấp sẽ làm cho sản phẩm bị nứt hoặc tạo lớp vỏ cứngbên ngoài, ngăn cản sự thoát ẩm bên trong. Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy có thể được chọn theo thiết bị sấy, chẳng hạn với thiết bị sấy hầm thì độ ẩm tác nhân sấy có thể là 10÷39%, còn đối với thiết bị sấy phun thì độ ẩm tác nhân sấy thấp hơn, khoảng 5÷10% * Tốc độ của tác nhân sấy: Tốc độ tác nhân sấy là đại lượng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian sấy, độ ẩm và nhiệt độ. Khi tốc độ tác nhân sấy nhanh, sự bốc hơi nước từ bề mặt của vật liệu cũng tăng nhanh hơn nhờ sự đối lưu tăng và sản phẩm càng mau khô. Ngoài ra, tốc độ sấy còn phụ thuộc rất nhiều vào nhiều yếu tố như cấu tạo của máy sấy, phương thức và chế độ sấy. * Áp lực trong buồng sấy: Khi sấy ở điều kiện chân không quá trình sấy diễn ra nhanh hơn do áp suất hơi của không khí giảm. Tuy nhiên, áp suất chân không ít ảnh hưởng đến sự khuếch tán ẩm ở bên trong nguyên liệu. * Diện tích bề mặt sấy và chiều dày lớp nguyên liệu sấy: Với hai mẫu nguyên liệu sấy có cùng khối lượng và độ ẩm, mẫu nào có diện tích bề mặt sấy lớn hơn hoặc chiều dày lớp nguyên liệu sấy mỏng hơn thì thời gian sấy ngắn hơn, tốc độ sấy nhanh hơn. Diện tích bề mặt sấy lớn nghĩa là diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và tác nhân sấy lớn giúp hơi nước thoát ra mạnh, thời gian sấy ngắn. Chiều dày lớp nguyên liệu sấy mỏng giúp sự lưu thông không khí diễn ra tốt, thời gian sấy ngắn và tốc độ sấy nhanh. 1.5.2. Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu sấy * Cấu trúc của nguyên liệu: Nguyên liệu sấy thường được cấu tạo từ các tế bào thực vật và động vật. Cấu trúc nguyên liệu thực vật không chặt chẽ bằng tế bào động vật nên chế độ sấy đối với nguyên liệu thực vật mềm hơn đối với nguyên liệu động vật. Nguyên liệu nào có vỏ thì tốc độ sấy chậm hơn nguyên liệu không có vỏ; nguyên liệu có vỉ dầy thì tốc độ sấy cũng chậm hơn nguyên liệu có vỏ mỏng,... Ngoài ra, phần ẩm nằm bên ngoài tế bào dễ tách ẩm hơn phần ẩm nằm trong tế bào, do đó việc làm nhỏ đối với một số nguyên liệu là rất cần thiết cho quá trình sấy. * Thành phần hóa học của nguyên liệu: Thành phần hóa học trong nguyên liệu có ảnh hưởng đến tốc độ sấy và thời gian sấy sản phẩm. Một số cấu tử có khả năng tương tác với các phân tử nước ở bên trong nguyên liệu như đường, tinh bột, protein… sẽ làm giảm tốc độ khuếch tán của các phân tử nước từ tâm nguyên liệu ra đến vùng bề mặt do đó quá trình sấy chậm hơn. * Trạng thái nguyên liệu trước khi sấy: Trước khi sấy, nếu nguyên liệu được sử lý hợp lý thì tốc độ sấy sẽ diễn ra nhanh hơn. Chẳng hạn, việc loại bỏ vỏ, làm nhỏ nguyên liệu sẽ giúp làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và tác nhân sấy; việc gia nhiệt nguyên liệu sẽ giúp thay đổi tính chất của màng tế bào, giảm khả năng giữ nước, tăng khả năng khuếch tán và bốc hơi nước, nhờ đó, tốc độ sấy tăng lên. Ngoài ra, trạng thái liên kết ẩm của nguyên liệu sấy, độ ẩm ban đầu và độ ẩm tới hạn của nguyên liệu sấy cũng ảnh hưởng đáng kể đến quá trình sấy. 2. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SẢN PHẨM SẤY Sản phẩm sấy rất đa dạng với nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như rau quả, 129 thủy sản, súc sản, tinh bột, sữa,...Mỗi sản phẩm sấy tương ứng với mỗi quy trình công nghệ riêng biệt. Tuy nhiên, tất cả các sản phẩm sấy đều có chung quy trình công nghệ cơ bản như hình 4.19. 2.1. Quy trình tổng quát công nghệ chế biến sản phẩm sấy Nguyên liệu Tiếp nhận nguyên liệu Lựa chọn, phân loại Rửa Xử lý cơ học (Xử lý hóa chất) (Xử lý nhiệt) Sấy khô Làm nguội, phân loại Bao gói, bảo quản Sản phẩm sấy Hình 4.1. Sơ đồ quy trình tổng quát công nghệ chế biến sản phẩm sấy 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ Nhìn chung, các quá trình xử lý nguyên liệu trước khi sấy tương tự như xử lý nguyên liệu trong sản xuất đồ hộp. Ở phần thuyết minh này chỉ nhấn mạnh đến một số công đoạn đặc thù của công nghệ sấy. 2.2.1. Tiếp nhận nguyên liệu Nguyên liệu sử dụng để chế biến sản phẩm sấy rất đa dạng. Nguyên liệu có thể ở dạng rắn như rau, củ, quả, thủy hải sản (tôm, cá, mực,..), súc sản (thịt các loại gia súc, gia cầm) hay dạng lỏng như sữa,.. Các nguyên liệu này trước khi đưa vào chế biến 130 phải qua khâu tiếp nhận để xác định tính chất và khối lượng của nguyên liệu. Công đoạn này thường được sử dụng phương pháp cảm quan, các thiết bị xác định chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu và cân để xác định khối lượng. Nguyên liệu sau khi tiếp nhận được chuyển sang công đoạn lựa chọn, phân loại và rửa. Nguyên tắc, phương pháp và thiết bị được trình bày ở chương 3, công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp. 2.2.2. Xử lý cơ học Tùy thuộc vào yêu cầu và dạng sản phẩm, chẳng hạn sản phẩm dạng nguyên miếng, dạng đóng bánh hay dạng bột mà người ta tiến hành xử lý cơ học nguyên liệu cho hợp lý. Để xử lý, có thể tiến hành làm sạch (vỏ, vây, nội tạng,...), cắt, xay nghiền, phi lê cá, mực, xẻ thịt động vật, chà, ép, đồng hóa,... Nguyên tắc, phương pháp và thiết bị được trình bày ở chương 3, công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp. 2.2.3. Xử lý hóa chất Công đoạn xử lý hóa chất được thực hiện với một số mục đích chính sau: - Ngăn ngừa quá trình oxy hóa: Người ta thường sử dụng các chất chống oxy hóa như acid sunfurơ, acid ascobic, acid citric và các muối natri của acid sunfurơ (như sunfit, bisunfit, metabisunfit…). Acid citric có tác dụng kìm hãm sự biến màu không do enzyme. Acid sunfurơ, muối sunfit có tính khử mạnh và tác dụng với nhóm hoạt động của enzyme oxy hóa (ascobinase, peroxidase) làm chậm các phát ứng sẫm màu, ngăn ngừa sự tạo thành melanoidin, đồng thời có tác dụng ổn định vitamin C vì có tính khử mạnh hơn vitamin C, tránh cho vitamin C khỏi bị oxy hóa dưới tác dụng của peoxyd hữu cơ, thành dạng khử hydro kém bền. - Làm chậm lại quá trình sẫm màu, ngăn ngừa hiện tượng nhũn trong quá trình nấu chín, cải thiện tốc độ hồi nguyên và tăng độ cứng của sản phẩm hồi nguyên: Trong chế biến, người ta thường dùng CaCl2, nhờ tạo phức pectat canxi mà sản phẩm có được các tính chất này. - Khử bớt lượng nước hoặc chất nhớt trong nguyên liệu: Để khử bớt nước trong nguyên liệu, người ta thường dùng muối ăn (NaCl). Việc ướp muối sẽ giúp cơ thịt co rút vững chắc khi gia nhiệt tránh được hiện tượng nứt nẻ (đối với thủy sản), hoặc giúp sản phẩm giòn hơn (đối với rau quả). Ngoài ra, chất nhớt trên nguyên liệu cũng sẽ dễ dàng được loại bỏ khi dùng muối để xử lý. - Kìm hãm sự tự phân do tác dụng của enzyme và vi sinh vật: Việc sử dụng muối ăn sẽ làm giảm hoạt lực hoặc tiêu diệt enzyme và vi sinh vật do áp suất thẩm thấu mà muối tạo ra. Nhờ đó, sự tự phân trong nguyên liệu sẽ bị kìm hãm. - Tao sự chín sinh hóa và hương vị đặc trưng cho sản phẩm, đồng thời bảo vệ bề mặt sản phẩm và hương vị hài hòa, màu sắc phù hợp: Mục đích này chủ yếu phục vụ cho việc sản xuất các sản phẩm hun khói. Ngoài ra, người ta còn sử dụng một số hóa chất khác để tăng độ trong cho sản phẩm nếu cần. Tuy nhiên, công đoạn xử lý hóa chất có thể được thực hiện nhưng cũng có thế không cần thực hiện. Điều này phụ thuộc vào loại nguyên liệu cần sấy. Chẳng hạn, khi sấy ớt quả, có thể xử lý ớt nguyên liệu bằng matebisunfit để màu sắc sản phẩm được tươi sáng, nhưng cũng có thể chỉ cần chần để giúp tốc độ sấy tăng và màu sắc cũng 131 đảm bảo. Còn khi sản xuất sữa bột thì công đoạn xử lý hóa chất lại không cần phải thực hiện. 2.2.4. Xử lý nhiệt Cũng như công đoạn xử lý hóa chất, công đoạn xử lý nhiệt cũng có thể được thực hiện hoặc không cần thực hiện. Để xử lý nhiệt, có thể thực hiện các quá trình như chần, hấp, đun nóng, luộc, cô đặc,... Mục đích của công đoạn xử lý nhiệt được trình bày cụ thể trong chương 3, công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp. Nội dung này chỉ nhấn mạnh đến những mục đích có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy nguyên liệu. - Biến đổi tính chất hóa lý của nguyên liệu theo chiều hướng có lợi cho sự thoát nước khi sấy: Khi gia nhiệt, dưới tác dụng của nhiệt và ẩm, hệ keo bị biến đổi, không khí thoát khỏi gian bào, chất nguyên sinh bị đông tụ nên tách khỏi màng tế bào, làm cho độ thấm hút của màng tế bào tăng lên. Do vậy, khi sấy nước trong rau quả thoát ra ngoài môi trường dễ dàng hơn. Với các rau quả giàu glucid, quá trình gia nhiệt làm tăng độ xốp, do sự thủy phân pectin, làm cho liên kết giữa các màng tế bào bị phá vỡ. - Phân hủy những chất màu xấu, giúp màu sắc của nguyên liệu sáng hơn, hạn chế được hiện tượng biến màu hoặc bạc màu trong quá trình xử lý, sấy và bảo quản rau quả sau này. - Với rau quả có lớp sáp trên bề mặt, chần làm mất lớp sáp này, tạo ra các vết nứt nhỏ trên bề mặt, do đó gia tăng quá trình trao đổi chất ẩm giữa quả và môi trường xung quanh, dẫn đến rút ngắn được thời gian sấy. - Vô hoạt vi sinh vật và hệ thống men trong nguyên liệu: Dưới tác dụng của nhiệt độ, vi sinh vật và enzyme trong nguyên liệu bị vô hoạt, nhờ đó hạn chế được những phản ứng sinh hóa khồng có lợi, đặc biệt là phản ứng oxy hóa. - Tách nước khỏi nguyên liệu: Đối với nguyên liệu thủy sản, sau khi ướp muối, việc gia nhiệt sẽ giúp tăng đáng kể việc loại nước khỏi nguyên liệu. Đối với sữa, việc tách nước được thực hiện bằng phương pháp cô đặc đã giúp quá trình sấy diễn ra nhanh hơn. 2.2.5. Sấy khô Tùy theo đặc điểm, tính chất của từng nguyên liệu và yêu cầu của thành phẩm mà người ta chọn chế độ sấy (nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ lưu thông không khí, chiều dày lớp vật liệu khi sấy,...) phù hợp. Và cũng tùy vào từng sản phẩm sấy khác nhau mà sử dụng các phương pháp sấy cũng như các loại máy sấy khác nhau. - Đối với sản phẩm dạng nguyên miếng (cá, mực, tôm, rau quả,...): Có thể sử dụng máy sấy hầm, máy sấy băng tải. Khi sử dụng các máy sấy này, nguyên liệu ít bị gãy nát, bầm dập. Hình 4.2., 4.3. thể hiện cấu tạo của máy sấy hầm (một đường hầm hoặc hai đường hầm). Nguyên liệu cần sấy được xếp trên các khay của xe goòng, sau đó được đẩy vào hầm sấy. Việc nhập hay lấy sản phẩm được thực hiện bằng cách đẩy các giàn xe vào hoặc ra khỏi hầm sấy. Cứ một xe sản phẩm đi ra thì một xe nguyên liệu đi vào. Dòng tác nhân sấy được thổi vào hầm theo hướng song song, cùng chiều hoặc ngược chiều với nguyên liệu cần sấy. 132 Hình 4.2. Thiết bị sấy tunnel một đường hầm Hình 4.3. Thiết bị sấy tunnel hai đường hầm 1. Hầm sấy, 2. Cửa nguyên liệu vào, 3. Xe goòng, 4. Tời kéo để kéo xe goòng, 5. Quạt, 6. Calorife, 7. Đường ray, 8. Cửa thoát không khí ẩm, 9. Cửa sản phẩm ra 1. Hầm sấy, 2. Xe goòng, 3. Calorife, 4. Hướng đi của không khí tươi, 5. Quạt, 6. Bộ phận lọc ẩm, 7. Cửa thoát không khí ẩm , 8. Khí hồi lưu, 9. Cửa nguyên liệu vào, 10. Cửa sản phẩm ra Hình 4.4. thể hiện cấu tạo của máy sấy băng tải. Nguyên liệu được đặt trên băng tải lưới và di chuyển từ băng tải trên xuống băng tải dưới dọc theo chiều dài máy sấy. Dòng tác nhân sấy di chuyển theo hướng từ dưới lên, xuyên qua lớp nguyên liệu và theo hướng song song, ngược chiều với nguyên liệu. Khi di chuyển đến băng tải dưới cùng thì độ ẩm sản phẩm đạt yêu cầu. Hình 4.4. Thiết bị sấy băng tải - Đối với sản phẩm dạng 1. Cửa nạp liệu, 2. Quạt đẩy không khí, 3. Calorife, bột hay dạng hạt, dạng rời 4. Cửa sản phẩm ra, 5. Cửa thoát ẩm, 6. Lớp nguyên liệu, (các loại bột, đậu, ngô,..): Có 7. Phòng sấy, 8. Băng tải, 9. Con lăn, 10. Tấm định hướng thể sử dụng máy sấy thùng quay, máy sấy tầng sôi hoặc máy sấy khí thổi. Ưu điểm khi sử dụng những loại máy sấy này là diện tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và tác nhân sấy rất lớn nên độ ẩm của sản phẩm sấy đồng đều. Hình 4.5. thể hiện cấu tạo của máy sấy thùng quay. Nguyên liệu được đưa vào máy sấy tại phễu nạp liệu ở đầu cao của máy. Còn không khí sau khi qua calorife để để nâng nhiệt độ đến nhiệt độ yêu cầu sẽ vào thùng sấy theo hướng ngược chiều (hoặc cùng chiều) với nguyên liệu. Nhờ thùng sấy đặt nghiêng và bên trong thùng sấy có gắn các cánh đảo, đồng thời thùng quay khi sấy nên nguyên liệu vận chuyển từ đầu đến cuối thùng một cách dễ dàng. Trong quá trình di chuyển, ẩm trong nguyên liệu sẽ được tách ra ngoài, đưa sản phẩm đạt đến độ ẩm yêu cầu. 133 Hình 4.5. Thiết bị sấy thùng quay 1. Phễu nạp liệu, 2. Tấm ngăn (cánh đảo), 3. Thùng quay, 4. Bánh răng truyền động, 5. Giá đỡ thùng, 6. Calorife, 7. Cửa nạp không khí, 8. Cửa tháo sản phẩm, 9. Động cơ, 10. Con lăn, 11. Cyclon, 12. Cửa tháo không khí ẩm Hình 4.6. Thiết bị sấy tầng sôi 1. Lò đốt; 2. Ống phun nhiên liệu; 3. Quạt hút; 4. Ống dẫn không khí sấy; 5. Trục nạp liệu; 6. Phễu nạp liệu; 7. Buồng sấy; 8. Lớp nguyên liệu sấy; 9. Lưới sàng; 10. Bộ phận tháo liệu; 11. Thùng thu hồi sản phẩm; 12. Bộ phận hứng tạp chất; 13. Cyclon; 14. Ống dẫn không khí ẩm; 15. Tấm tiết lưu; 16. Cửa thải không khí ẩm; 17. Ống dẫn không khí sấy tuần hoàn Hình 4.6. thể hiện cấu tạo của thiết bị sấy tầng sôi. Thiết bị sấy tầng sôi có buồng sấy dạng hình hộp hoặc dạng tháp tròn, bên trong có mặt sàng sấy, đường kính của lỗ sàng lớn hay nhỏ tùy thuộc vào kích thước của nguyên liệu. Mặt sàng đặt nằm ngang hoặc nghiêng với một góc rất nhỏ α=0,2÷0,50. Nguyên liệu được đưa vào máy sấy tại phễu nạp liệu ở đầu cao của máy và dịch chuyển được đến cuối thùng sấy là nhờ mặt sàng nằm nghiêng và nhờ sức đẩy của tác nhân sấy hoặc nhờ mặt sàng rung. Tác nhân sấy từ lò đốt vào buồng sấy theo chiều từ dưới lên, xuyên qua lưới sàng và lớp nguyên liệu với một tốc độ nhất định, đẩy nguyên liệu lơ lửng trong nó 134 Chính vì vậy, diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và tác nhân sấy rất lớn và sự thoát ẩm ra khỏi nguyên liệu diễn ra dễ dàng. Khi di chuyển đến cuối thùng sấy thì sản phẩm đạt đến độ ẩm yêu cầu. - Đối với những nguyên liệu không bền nhiệt (sữa, trứng, chất màu,...): Có thể sử dụng máy sấy phun, máy sấy trụ. Đặc điểm của những loại máy sấy này là nhiệt độ sấy rất cao, có thể lên đến 1500C nhưng thời gian sấy lại rất ngắn, do đó không làm nguyên liệu bị biến tính hay mất màu. Đây cũng chính là ưu điểm chính của hai loại máy này và là điều kiện để chọn sử dụng cho những nguyên liệu không bền nhiệt trong chế biến thực phẩm. Hình 4.7. mô tả thiết bị sấy phun sương mù. Nguyên liệu cần sấy sau khi được cô đặc đến nồng độ cần thiết được đưa vào thùng sấy qua bộ phận phun mù với áp suất rất cao. Vì bộ phận Hình 4.7. Thiết bị sấy phun sương phun sương mù quay với tốc độ 1. Tháp sấy; 2. Bộ phận phun sương mù; 3. Bộ phận phân phối rất lớn nên lực ly tâm tạo ra cực không khí nóng; 4. Quạt đẩy; 5. Bộ lọc khí; 6. Calorife; 7. Quạt hút; kỳ mạnh, do đó, nguyên liệu 8. Cyclon; 9. Bộ phận thu hồi sản phẩm được phun ra dưới dạng sương mù và phân bố khắp trong khoảng không gian của tháp sấy. Bộ phận phân phối không khí nóng được bố trí ngay sát dưới bộ phận phun sương mù nên những hạt nguyên liệu li ti sẽ được khô ngay tức khắc thành những hạt rất mịn và rơi xuống đáy tháp, được thu hồi ở dạng bột mịn. Hình 4.8. thể hiện máy sấy trụ (trục). Các trục sấy được làm rỗng, bên trong chứa tác nhân sấy. Khi thực hiện quá trình sấy, tác nhân sấy làm nóng trục sấy và đưa nhiệt độ trục đến nhiệt độ sấy (120÷1700C). Trục quay với tốc độ chậm còn nguyên liệu trải đều và hình thành một lớp mỏng trên bề mặt trục. Trước khi trục lăn hoàn thành 1 vòng quay (khoảng 20 giây đến 3 phút) sản phẩm sấy được cào ra bằng lưỡi dao tiếp xúc đều với mặt trục theo chiều dài của nó. Hình 4.8. Thiết bị sấy trụ 1. Cửa nạp nguyên liệu, 2. Lớp nguyên liệu sấy, 3. Trụ sấy, 4. Dao cạo, 5. Cửa tháo sản phẩm, 6. Cửa thoát ẩm Nếu sấy bằng thiết bị kiểu trục thì sau khi sấy, sản phẩm thu được ở dạng miếng mỏng nên sau đó phải đem nghiền thì mới thu được dạng bột mịn. 135 Ngoài ra, người ta có sử dụng phương pháp sấy thăng hoa, phương pháp sấy bức xạ nhưng ít phổ biến. 2.2.6. Làm nguội, phân loại Sản phẩm sau khi sấy được đưa qua hệ thống làm nguội để bao gói. Có thể làm nguội cưỡng bức hoặc tự nhiên. Khi làm nguội cần chú ý đưa nhiệt độ sản phẩm đến nhiệt độ của môi trường bao gói, tạo điều kiện cho công đoạn bảo quản sản phẩm sau này được thuận lợi. Việc phân loại sản phẩm sau khi sấy được thực hiện bằng máy sàng phân loại, bằng tế bào quang điện hoặc thao tác bằng tay để loại bỏ các sản phẩm sấy không đạt yêu cầu, tạo sự đồng đều, tăng giá trị cảm quan, giá trị thương phẩm cho sản phẩm. 2.2.7. Bao gói, bảo quản Sau khi phân loại, sản phẩm được đưa vào bao gói ở điều kiện áp suất thường hoặc điều kiện áp suất chân không và in phun hạn sử dụng. Dạng bao bì và vật liệu bao bì dùng để đựng sản phẩm sấy tùy thuộc bản chất của sản phẩm, thời hạn bảo quản và đối tượng sử dụng. Ngoài ra, điều kiện vận tải và bảo quản của sản phẩm cũng có ý nghĩa quan trọng với việc lựa chọn bao bì. Bao bì chất dẻo được lựa chọn nhiều, nhất là túi chất dẻo ép nóng. Túi chất dẻo có thể chỉ gồm một màng hay kết hợp nhiều màng: màng bên ngoài là cellophane (dày 0,013÷0,018mm) để in chữ, màng bên trong là nhựa PVC ngăn khí tốt và dễ ghép mí bằng nhiệt. Có thể dùng túi rẻ tiền hơn, chế tạo từ giấy sunfit hay giấy gói mà mặt trong là PVC (0,02÷0,03mm), được dán với nhau bằng màng PE (0,09÷0,018mm). Túi này không thấm khí, ghép nóng tốt và thuận lợi cho việc in. Bao bì giấy hay hộp các tông có thấm hơi và thấm khí, không bền với các tác dụng của nước và tác dụng cơ học do đó chỉ được dùng để đựng các sản phẩm ngắn ngày. Túi giấy thường được tẩm bitum (nhựa đường), tăng độ chắc và các tính chất cơ lý cho bao bì giấy. Cellophane trong suốt, đàn hồi, trung tính về mặt hoá học và không có mùi vị lạ nhưng thấm hơi nước, trương nở và biến dạng. Để khắc phục tính thấm hơi nước của xenlophan thường phủ lên một lớp vecni hay PE và được gọi là PC hay “viscotan”. Còn PE thì được dùng nhiều để bao gói các sản phẩm sấy và các sản phẩm khác. Các đơn vị sản phẩm đã bao gói trong bao bì sử dụng sẽ được đóng vào trong các thùng, các kiện lớn gọi là bao bì vận chuyển. Ngoài độ chắc chắn, chịu được va chạm cơ học, yêu cầu chủ yếu của bao bì vận chuyển là nhẹ và rẻ tiền. Sản phẩm sau khi bao gói thường được bảo quản ở điều kiện thường. 3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SẢN PHẨM SẤY 3.1. Kỹ thuật sấy một số loại rau 3.1.1. Kỹ thuật sấy khoai tây Ở các nước ôn đới, khoai tây sấy chiếm 80% sản lượng rau quả sấy và được dùng chủ yếu để nấu súp. Ở Việt Nam, khoai tây được trồng chủ yếu vào vụ đông. Nó được dùng một phần thay thế lương thực, lại vừa sử dụng như một loại rau. * Dạng sản phẩm: Khoai tây thưởng được sấy ở dạng thái lát, dạng khối vuông, hạt nhỏ hoặc ở dạng bột. * Yêu cầu về nguyên liệu: Những chủng loại khoai tây có hàm lượng rắn cao 136 và đường khử thấp thích hợp cho quá trình sấy hơn. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Khoai tây được rửa nước, gọt vỏ, cắt và kiểm tra trước khi thái mỏng, cắt khối vuông hoặc bằng các phương pháp làm giảm kích thước khác. Để sản xuất sản phẩm sấy dạng khối vuông, những củ khoai tây cắt đôi được cho vào các máy cắt thành khối vuông để tạo kích thước mẫu theo yêu cầu. Các dao cắt cần giữ sạch và bén để tránh làm hư hại mẫu khoai tây. Các mẫu khoai tây sau đó được chần hấp để vô hoạt hóa các enzyme oxy hóa và enzyme thủy phẩn để tránh làm sẫm màu sản phẩm hoặc hạn chế quá trình thủy phân lipid, đảm bảo được mùi vị sản phẩm trong quá trình bảo quản sau này. Quá trình chần hấp có thể thực hiện trong nước hoặc hơi ở nhiệt độ khoảng 93÷1000C trong thời gian 2÷12 phút. Sau khi chần hấp xong, tiến hành phun nước lên các mẫu khoai tây ngay lập tức để rửa tinh bột bị hồ hóa trên bề mặt. Sau đó chúng có thể được xử lý bằng sunfit để bảo vệ sản phẩm khỏi bị sẫm màu phi enzyme và khỏi bị cháy khi sấy. Nếu xử lý khoai tây với SO2 nhiệt độ sấy cho phép cao hơn so với khoai tây không qua xử lý. Sunfit được phun vào các khối vuông khoai tây ở dạng hỗn hợp sunfit natri và bisunfit natri hoặc nhúng khoai tây trong dung dịch. Sản phẩm cho phép chứa 200÷600ppm sunfit, tính theo SO2. Cũng có thể xử lý khoai tây chần hấp bằng muối canxi để làm chậm lại quá trình sẫm màu, ngăn ngừa hiện tượng nhũn trong quá trình nấu chín, cải thiện tốc độ hồi nguyên và tăng độ cứng của sản phẩm hồi nguyên. Để thực hiện điều này người ta cho thêm clorua canxi vào dung dịch sunphit nói trên. * Kỹ thuật sấy: Để sấy khoai tây, có thể sử dụng máy sấy hầm, buồng sấy hoặc sấy băng tải, trong đó sấy băng tải được sử dụng rộng rãi nhất. Thiết bị sấy tầng sôi cũng được sử dụng để sấy khoai tây dạng khối vuông. Phương pháp sấy băng chuyền 2 cấp thường được sử dụng, trong đó các mẫu khoai tây được sấy khô một phần được chuyển và phân bố lại lên băng chuyền thứ hai. Sau khi sấy, trước khi bao gói, các mẫu khoai tây sấy được phân loại bằng sàng và những mẫu hư hỏng về màu sắc được loại bỏ nhờ vào thiết bị phân loại màu sắc quang điện. Chế độ sấy: Nhiệt độ của tác nhân sấy khi vào máy sấy có thể cao đến 1350C và khi ra khỏi máy sấy thì đạt khoảng 60÷730C. Quá trình sấy có thể kết thúc đến độ ẩm xuống 8% hoặc thấp hơn trong máy sấy thùng với nhiệt độ không khí khoảng 38÷600C. Tổng cộng thời gian sấy có thể từ 10÷14giờ. Ở những máy sấy hiện đại, quá trình sấy được hoàn thành ở phần cuối của băng chuyền sấy với thời gian sấy 6÷8giờ. 3.1.2. Kỹ thuật sấy cà rốt Cà rốt sấy khô là sản phẩm khá giàu vitamin: C, B1, B2, PP và đặc biệt là tiền vitamin A. Thành phần hóa học của cà rốt sau khi sấy khô gồm 14% nước, 9,2% protein, 1,5% lipid, 48% đường, 10,4% tinh bột, 9,6% cellulose, 2% acid, 5,3% tro. * Dạng sản phẩm: Cà rốt thường được sấy ở dạng thái lát. * Yêu cầu về nguyên liệu: Cà rốt được dùng để sấy phải có màu đỏ, củ to và lõi nhỏ * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Sau khi rửa sạch, cà rốt được chần trong 137 nước ở nhiệt độ 87÷880C trong thời gian 6÷8phút, sau đó rửa lại để loại bỏ vỏ rồi thực hiện sunfit hóa bằng dung dịch SO2 có nồng độ 0,2÷1%. Cà rốt đã sunfit hóa được thái thành lát. Những bước chuẩn bị này sẽ giúp sản phẩm giữ được màu sắc nguyên liệu. Cũng có thể sử dụng metabisunfit để ngâm cà rốt sau khi thái lát để giúp màu sắc của sản phẩm tươi sáng hơn sau khi sấy và trong quá trình bảo quản. * Kỹ thuật sấy: Cà rốt được sấy ở nhiệt độ 70÷710C đến độ ẩm cuối cùng của sản phẩm là 12÷14%. Để bảo quản lâu có thể sấy đến độ ẩm cuối từ 5÷7%, nhưng sau khi sấy, sản phẩm phải đóng gói vào bao bì kín. 3.1.3. Kỹ thuật sấy hành, tỏi Hành, tỏi là các loại rau gia vị nên hàm lượng tinh dầu của chúng là thành phần đóng vai trò quan trọng trong giá trị dinh dưỡng khi chế biến hành tỏi khô. Trong hành, tỏi khô tinh dầu chiếm chiếm khoảng 0,033÷0,055%. * Dạng sản phẩm: Hành tỏi khô thường được chế biến dưới dạng thái lát. * Yêu cầu về nguyên liệu: N guyên liệu hành, tỏi được chọn để chế biến phải tươi, chắc, không sâu bệnh, cùng loại và cùng phẩm chất. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Hành tỏi sau khi cắt bỏ rễ, lá, được đem rửa sạch rồi thái thành lát mỏng 3÷5mm. Để tránh tổn thất lượng tinh dầu người ta không thực hiện công đoạn chần. * Kỹ thuật sấy: Nếu thực hiện sấy bằ n g t h iết bị s ấy hầm thì nhiệt độ sấy ban đầu là 700C. Sau đó, giảm xuống 570C. Với tỏi duy trì nhiệt độ cố định ở 600C. 3.1.4. Kỹ thuật sấy ớt * Dạng sản phẩm: Ớt có thể được sấy dưới dạng nguyên quả hoặc dạng thái lát. * Yêu cầu về nguyên liệu: Nguyên liệu ớt được chọn để sấy phải chín đỏ đều không còn mảng xanh, không rụng cuống, không sâu bệnh và phải cùng loại, cùng phẩm chất. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Sau khi rửa sạch (thường dùng máy rửa thổi khí), ớt được để ráo nước rồi đưa đi thái (dùng máy thái) thành khoanh có chiều rộng từ 0,5÷1cm (trong quá trình thái phần lớn hột được tách ra). * Kỹ thuật sấy: Ớt sau khi thái được cho vào khay và đưa đi sấy. Nếu sấy bằng thiết bị sấy đường hầm thì quá trình sấy được chia làm hai giai đoạn, giai đoạn 1 sấy cùng chiều và giai đoạn 2 thì sấy ngược chiểu. Nhiệt độ lớn nhất của dòng không khí cùng chiều vào hầm từ 80÷1000C và dòng ngược chiều là 800C. Tốc độ của dòng không khí xuôi chiều khoảng 3÷5m/s và dòng ngược chiều 1÷2m/s. Nếu sấy bằng phòng sấy có thể sấy ở nhiệt độ từ 73÷750C cho đến khi khối lượng giảm xuống còn 50% thì giảm nhiệt độ xuống 62÷630C. Chú ý trong quá trình sấy không để độ ẩm của không khí sấy quá cao, dễ làm ớt bị thâm đen. Độ ẩm của ớt khô không quá 5%. 3.2. Kỹ thuật sấy một số loại quả 3.2.1. Kỹ thuật sấy chuối nguyên quả * Yêu cầu về nguyên liệu: Chuối dùng để chế biến sản phẩm sấy nguyên quả phải thật chín, tươi tốt. Vỏ phải dễ bóc, có màu vàng hoàn toàn đến vàng có chấm nâu. Ruột chuối mềm nhưng không nhũn, không bị chát. Ở độ chín này hàm lượng 138 tinh bột và polyphenol thấp, làm cho sản phẩm có màu sắc, hương vị tốt. Có thể c÷họn chuối tiêu, chuối bom hoặc chuối mốc. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Chuối nguyên liệu được phân loại theo kích thước và độ chín, sau đó rửa sạch và bóc vỏ. Ruột chuối được xử lý bằng hóa chất như canxi clorua 2÷4%, natri cacbonat 5%, dung dịch sunfit. Khi sunfit hóa người ta nhúng ruột chuối vào dung dịch có hàm lượng SO2 tự do từ 0,2÷1% trong 5÷20phút. Sau đó xếp vào khay tre hoặc khay nhôm đục lỗ để ráo nước và đưa đi sấy. * Kỹ thuật sấy: Có thể sử dụng phương pháp phơi để làm khô bằng năng lượng mặt trời hoặc sử dụng thiết bị như phòng sấy, hầm sấy, sấy băng chuyền. Độ ẩm sản phẩm chuối sau khi sấy khoảng 18÷20%, tiến hành để nguội, phân loại và đóng gói. Có thể bao gói rời từng quả hoặc ép nhẹ trong khuôn thành bánh 100g, 200g và bao lại bằng cellophane. Chế độ sấy: Nhiệt độ sấy ban đầu là 95÷1000C trong 1÷2giờ để diệt enzyme trong chuối. Sau đó hạ xuống 80÷850C cho đến hết giai đoạn vận tốc sấy không đổi. Khi độ ẩm của chuối còn lại 30÷40% thì giảm nhiệt độ tác nhân sấy xuống 60÷650C cho đến khi kết thúc. Tốc độ gió khoảng 0,4÷0,6m/s. Lưu ý: cần đảm bảo lưu thông không khí tốt. Đối với sấy buồng thủ công, phải đảo vị trí các khay trên các tầng sấy để chuối được khô đều. Các khay bị ngưng tụ hơi nước phải đưa ra ngoài, dùng quạt gió làm bốc hết hơi nước đọng trên sản phẩm rồi mới cho vào sấy lại. 3.2.2. Kỹ thuật sấy dứa * Dạng sản phẩm: Dứa có thể được sấy dưới dạng cắt khúc hoặc cắt lát. * Yêu cầu về nguyên liệu: Có thể dùng các loại dứa khác nhau với độ chín từ mở mắt hoàn toàn đến chín vàng 1/2 quả. Tuy nhiên, trong các loại dứa thì dứa Queen (Hoàng hậu) cho sản phẩm có chất lượng cao vì không chua gắt, độ chắc vừa phải và dứa này chứa ít nước hơn so với dứa Caynce. Có thể dùng các khoanh, miếng loại ra trong chế biến dứa hộp, nhưng sản phẩm có chất lượng thấp hơn. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Dứa được loại bỏ những quả dập nát sâu bệnh, những quả không đạt tiêu chuẩn. Sau đó, chọn các quả đồng đều về kích thước, màu sắc (quả dứa có màu vàng tươi). Dứa được rửa sạch sau đó chuyển sang công đoạn gọt vỏ cho quả dứa được tròn đều, cũng có thể dùng dao đột để đột vỏ dứa. Đường kính của quả dứa tùy thuộc vào nguyên liệu nhưng thông thường chúng ta chọn dao trong khoảng 50÷70mm. Dứa được sửa mắt sạch, đẹp, sau đó cắt dứa thành khoanh, chiều dày của khoanh dứa là 3÷4mm. Dứa sau khi cắt miếng được ngâm vào dung dịch Na2S2O5 nồng độ 0,5% trong thời gian 15÷20 phút để loại trừ vi sinh vật, vô hoạt các enzyme gây biến màu và giữ cho màu sắc của sản phẩm được tự nhiên. Sau đó vớt ra cho vào khay để ráo nước rồi tiến hành sấy. * Kỹ thuật sấy: Cho các khay sấy đã có nguyên liệu vào ngăn của xe goòng rồi đẩy vào hầm sấy, cũng có thể dùng máy sấy buồng. Dứa được sấy ở nhiệt độ không cao lắm. Nếu sấy hầm thì nhiệt độ sấy lúc đầu là 630C và sau đó nâng lên 65÷680C. Độ ẩm của sản phẩm là 16÷18%. 139 Sau khi sấy, tiến hành làm nguội nhanh sản phẩm bằng quạt gió đến nhiệt độ phòng. Tiến hành phân loại, lựa chọn rồi bao gói riêng biệt trong bao PE hoặc bao nhôm bằng phương pháp đóng gói chân không. Dứa sấy được bảo quản nơi khô mát, không có côn trùng phá hoại, không có ánh sáng mặt trời chiếu vào. 3.2.3. Kỹ thuật sấy vải, nhãn * Dạng sản phẩm: Vải, nhãn được sấy ở dạng nguyên quả hoặc bỏ vỏ, tách hạt. * Yêu cầu về nguyên liệu: Nguyên liệu được dùng là vải thiều hay vải lai thiều, nhãn cùi dày. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Để chống phản ứng tạo màu nâu đen cần xông lưu huỳnh cho vải, nhãn trước khi sấy. * Kỹ thuật sấy: Nhiệt độ sấy vải, nhãn khoảng 70÷800C, độ ẩm cuối cùng của sản phẩm sấy là 180C. Để có cùi vải, cùi nhãn khô, sau khi sấy đem bóc vỏ, bỏ hạt và có thể sấy thêm ở nhiệt độ 60÷700C trong 2÷4giờ, độ ẩm của sản phẩm 14÷16%. 3.2.4. Kỹ thuật sấy mận Trong mận sấy có 25% nước, 2,3% protein, 65,1% glucid, trong đó đường chiếm 50%, 3,5% cellulose và 2,5% tro. * Dạng sản phẩm: Mận được sấy dưới dạng nguyên quả hoặc tách hạt * Yêu cầu về nguyên liệu: Mận nguyên liệu được dùng phải không chát, quả to, hạt nhỏ. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Mận sau khi được phân loại thành hai cỡ to và nhỏ, đem rửa dưới vòi hoa sen và chần trong dung dịch NaOH 1% trong 10÷20giây, sau đó tráng lại trong nước luân lưu hay dưới vòi hoa sen để rửa sạch xút. * Kỹ thuật sấy: Sấy mận đã xử lý ở 50÷550C trong 4÷5, giờ sau đó tiếp tục sấy ở 80÷900C trong 20giờ. Để bề mặt quả mận khô, láng bóng, trước khi ngừng sấy, nâng nhiệt độ lên 1000C trong 10÷15phút. Khi ấy một phần đường ở lớp bề mặt quả sẽ bị caramen hóa, tạo độ láng bóng cho bề mặt sản phẩm. Độ ẩm của sản phẩm là 25%. 3.3. Kỹ thuật sấy một số loại bột rau quả 3.3.1. Kỹ thuật sấy bột chuối Bột chuối được sấy có thể là bột chuối chín hoặc bột chuối xanh có độ chín từ chín ương đến chín hoàn toàn của các loại chuối tiêu. Bột chuối chín thường dùng làm đồ uống với ca cao, chocolate, sữa bột, làm thức ăn cho trẻ em chữa bệnh rối loạn tiêu hóa. Còn bột chuối xanh thường được dùng như một thứ bột lương thực. Thành phần hóa học của bột chuối ở bảng 4.1. Bảng 4.1. Thành phần hóa học một số loại bột chuối Loại bột Thành phần (%) Chuối xanh Chuối ương Chuối chín Nước 8,18 7,13 6,81 Lipid 1,15 1,02 1,13 140 Loại bột Thành phần (%) Chuối xanh Chuối ương Chuối chín Protein 3,78 3,87 3,66 Đường khử 5,68 41,5 41,25 Saccharose 5,76 3,23 13,25 Tinh bột 67,51 35,0 25,98 Cellulose 4,22 3,58 3,61 Tro 3,22 3,17 3,19 Sau khi rửa, bóc vỏ, chuối được chà mịn thành purê, sau đó, bổ sung 0,5% natri metabisunfit rồi đồng hóa. Từ đây chuối được sấy theo 3 phương pháp: - Sấy trục lăn: Purê chuối được phết lên mặt trục với khe hở giữa hai trục là 0,1mm; nhiệt độ không khí nóng trong trục 170÷1740C còn ở sản phẩm không quá 930C. Tốc độ quay của trục 4÷5 vòng/phút. Thời gian sấy là 15÷20giây, độ ẩm của sản phẩm 7÷12%. Muốn có sản phẩm khô hơn thì sấy ở tủ sấy với nhiệt độ 60÷700C. Sản phẩm thu được đem nghiền nhỏ. - Sấy phun: Purê chuối được trộn với tinh bột khoai tây với tỷ lệ 2,5÷3% rồi được bơm chuyển đến bộ phận phun tia của thiết bị sấy phun với vận tốc từ 130÷150m/s. Không khí sấy có nhiệt độ từ 130÷1400C đi từ dưới lên làm khô các hạt purê chuối trong chốc lát. Không khí ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ 70÷750C, ra khỏi cyclon có nhiệt độ 30÷350C. - Sấy màng (bọt): Purê chuối được trộn với chất ổn định là lòng trắng trứng với tỷ lệ 1%, sau đó để ở nhiệt độ lạnh một thời gian rồi đánh thành bọt. Phết bột chuối lên khay, sấy ở nhiệt độ 70÷750C trong 30÷45phút. Sau khi làm nguội, tán nhỏ thì thu được bột chuối. Bột chuối sấy theo phương pháp phun và màng (bọt), khi phục hồi cho hương vị, màu sắc tốt hơn khi sấy ở thiết bị trục lăn. Tuy nhiên, thiết bị sấy trục lăn ít tổn thất sản phẩm. Bột chuối rất háo nước, vì vậy cần phải đóng gói trong bao bì kín, độ ẩm của không khí trong phòng đóng gói không quá 40%. Bột chuối có hương thơm, vị ngọt, màu vàng ngà, khi phục hồi trong nước cho purê tương tự như purê chuối tươi. 3.3.2. Kỹ thuật sấy bột cam a, Bột cam được sản xuất từ nước cam Nước cam được cô đặc trong thiết bị cô chân không. Nước cam đậm đặc được bổ sung chất độn trước khi sấy, thường là xirô ngô, pectin và dextrin. Nước cam được đưa đi sấy phải chứa 75% đường tính theo chất khô. Nước cam cô đặc được rót vào khay với độ dày của lớp sản phẩm là 1,5mm, sấy trong điều kiện áp suất thường, nhiệt độ không quá 540C trong thời gian 90÷100phút để đạt được độ ẩm cuối là 3%. 141 b, Bột cam được sản xuất từ purê cam Purê cam được sấy bằng thiết bị sấy màng bọt với nồng độ chất khô lớn hơn 25%. Purê trước trước khi sấy được trộn với chất nhũ tương (albumin trứng, monohoặc diglycerid hoặc hỗn hợp của chúng hoặc este của acid béo) và đường với tỷ lệ không quá 1% so với chất khô của sản phẩm sấy. Khi sấy, chất thơm của cam bị tổn thất, có thể bổ sung hỗn hợp sorbitol-tinh dầu cam vào bột cam lúc đóng gói sao cho lượng tinh dầu trong nước giải khát là 0,006÷0,01%. Chuẩn bị hỗn hợp socbitol-tinh dầu cam: Sorbitol (C6H14O6) ở dạng lỏng được gia nhiệt đến 2000C để thoát bớt ẩm, sau đó để nguội đến 900C rồi rót 10% tinh dầu vỏ cam ép vào. Lúc ấy tạo ra kết tủa trong hỗn hợp, lọc lấy kết tủa hợp thành bởi socbitol và tinh dầu cam, tán nhỏ kết tủa và trộn vào bột cam. Để bảo quản tốt bột cam, trong bao bì cần có chất hút ẩm (như vôi bột) để độ ẩm bột cam không quá 5%. 3.3.3. Kỹ thuật sấy bột cà chua Bột cà chua được sản xuất để ứng dụng cho việc chế biến nước giải khát và dùng làm thức ăn. Cà chua đem sản xuất có độ khô cao (7÷8%) ít hạt hay không hạt để có hiệu suất thu hồi cao. Cà chua chín sau khi rửa và kiểm tra, được xé nhỏ, nâng lên nhiệt độ 850C rồi chà, qua hệ thống rây có đường kính 5,0mm; 1,5mm; 0,75mm. Purê cà chua thu được đem cô đặc đến độ khô 14÷16%. Sau đó trộn với 0,5÷1,5% tinh bột khoai tây, nâng nhiệt độ lên 70÷750C và đưa đi sấy. Để sấy cà chua, có thể sử dụng một số thiết bị sấy sau: - Sấy trục lăn: Điều chỉnh khe hở giữa hai trục là 0,05mm, áp suất hơi 2÷3at và tốc độ sấy sao cho thời gian sấy là 25÷45giây. - Sấy chân không: Độ dày của lớp cà chua 0,1÷0,3mm, số vòng quay của trục là 1,5÷2 vòng/phút, áp suất hơi 1,5at, áp suất trong buồng sấy là 40mmHg, nhiệt độ của lớp cà chua không quá 450C, hàm lượng chất khô ban đầu không quá 30%, hàm lượng chất khô của sản phẩm 95%. - Sấy phun: Tốc độ đĩa hoặc vòi phun khoảng 130m/s, nhiệt độ tác nhân sấy 160÷1800C, nhiệt độ không khí ở khu vực bay hơi 70÷750C, độ ẩm không khí khi ra khỏi thiết bị sấy là 30÷35%. Bột cà chua khi ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ gần bằng nhiệt độ không khí thải khoảng 600C. Để tránh các phản ứng làm giảm chất lượng của sản phẩm phải hạ nhanh nhiệt độ bột cà chua xuống 20÷300C. 3.4. Kỹ thuật sấy một số nguyên liệu thủy sản 3.4.1. Kỹ thuật sấy khô cá, mực * Yêu cầu về nguyên liệu: - Cá: Cá dùng để sấy khô là những loại cá nhỏ, mỏng mình như các loại cá cơm, cá trích. 142 - Mực: Những loại mực được dung là các loại mực ống, mực thước, mực bầu, mực cơm, mực sim. Mực được phân làm 3 loại là 1,2,3 với kích thước to nhỏ khác nhau. Mực loại 1 xuất khẩu dài 4cm trở lên. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: - Cá được rửa sạch, sau đó để ráo nước. - Mực: Mổ một đường thẳng dưới bụng, dọc thân suốt từ cổ xuống đến cách đuôi khoảng 1cm rồi né mũi dao sang hai bên để khi phanh ra, thân mực được phẳng. Bỏ hết nội tạng, chú ý không làm vỡ túi mực. Sau đó bóc sống lung, khía dọc đầu, phanh thịt sang hai bên, bỏ rang hàm và hai con mắt, rửa sạch. * Kỹ thuật sấy: Để làm khô cá, mực, có thể thực hiện theo phương pháp sấy nhân tạo hoặc phơi. - Sấy bằng thiết bị: Nhiệt độ sấy 40÷450C. - Phơi khô: Xếp cá, mực trên giàn thưa lỗ, đặt cách mặt đất 0,8m để tránh cát bụi bám vào. Thời gian phơi khô đối cá không quá 3 ngày, đối với mực không quá 4 ngày. Đối với cá: Phải lật trở thường xuyên cho cá chóng khô. Đối với mực: Phải phanh mực, úp mặt mổ xuống dưới cho chóng róc nước. Phải nắn sửa hình dáng đầu đuôi, bụng thật thẳng và phẳng. Khi nào ráo nước mới lật trở. Mỗi ngày trở 1, 2 lần. Mực gần khô thịt sẽ dẻo, dai, cần vuốt thẳng, chỉnh lý từng nếp thịt, sợi râu và đầu cho phẳng, cân đối. Nên kéo ngang thân mực cho rộng ra. Lúc sắp khô, dung con lăn cán phẳng rồi sấy tiếp cho đến khô. * Bảo quản, đóng gói: Bảo quản mực trong chum, ang, thùng gỗ, bên trong có lót hai lớp giấy chống ẩm hoặc lót polyetylen. Phải có nắp đậy kín thùng. Để thùng nơi thoáng mát, độ ẩm không khí không cao, tránh nắng. * Tiêu chuẩn thành phẩm: Đối với cá khô: - Độ ẩm: 13÷16% - Hàm lượng muối: 1÷2% - Màu sắc tự nhiên của các, vị ngọt không mặn - Cá khô, mình còn nguyên, tỷ lệ rụng đầu không quá 10% - Không dính cát, sạn,… Đối với mực: - Độ ẩm: 13÷17% - Hàm lượng muối: < 20% - Thân mực màu hồng nhạt, có thể có phấn trắng lấm tấm. Vị ngọt đậm, không mặn, dài 4cm trở lên. - Mực khô, dẻo, thịt dai, mình phẳng, tỷ lệ rụng đầu < 20% - Không có nấm, bề mặt không dính cát, sạn,… 143 3.4.2. Kỹ thuật sấy khô tôm * Dạng sản phẩm: Sản phẩm tôm được sấy ở 2 dạng là tôm còn vỏ và tôm bóc vỏ * Yêu cầu về nguyên liệu: Có thể dùng tất cả các loại tôm, như tôm sắt, rảo, tôm he,… tươi hoặc đã qua ướp đông. Cũng có thể sử dụng loại tôm thứ phẩm, loại ra trong quá trình sản xuất tôm ướp đông. Tôm mang sấy khô phải có độ tươi nhất định, không có mùi ôi khai. * Quá trình chuẩn bị trước khi sấy: Tôm tươi được phân loại và để riêng thành hai phần là tôm có vỏ và tôm bóc vỏ. Sau đó rửa tôm bằng nước luân lưu. Quá trình rửa được thực hiện cho đến khi nước trong. Sau khi rửa, tôm được ngâm vào dung dịch acid citric trong thời gian khoảng 2phút, rồi tiến hành rửa sạch acid citric bằng nước lã (1 lần rửa). * Kỹ thuật sấy: Dàn mỏng tôm trên các khay của lò sấy (có thong gió), mỗi khay chứa khoảng 1÷1,5kg nguyên liệu. Nhiệt độ sấy tôm khoảng 60÷700C (áp suất khoảng 2÷3kg/cm2). Thời gian sấy tôm còn vỏ khoảng và đối với tốm bóc vỏ khoảng 8÷9giờ. Ngoài ra, cứ sau 4 giờ phải đảo nguyên liệu một lần. * Tiêu chuẩn thành phẩm: Đối với tôm bóc vỏ: Màu đỏ hổng, có mùi tự nhiên. Độ ẩm thành phẩm: 16÷18%. Thời gian bảo quản: ≤ 30 ngày. 3.5. Kỹ thuật chế biến cá trích xông khói Cá xông khói có mùi vị đa dạng hơn cá khô. Đó là do gia vị tẩm và hương liệu của khói tạo ra những mùi vị đặc trưng của thực phẩm xông khói. Hai loại gỗ chính tạo hương liệu khói là gỗ sồi và gỗ thông. 3.5.1. Quy trình công nghệ chế biến cá trích xông khói Công nghệ sản xuất cá trích xông khói được mô tả trong hình 4.9. 3.5.2. Thuyết minh quy trình Trong sản xuất thực tiễn, người ta thường dùng nguyên liệu cá đông lạnh, không sử dụng cá bị ươn thối vì chúng sẽ làm chất lượng sản phẩm giảm. a. Yêu cầu nguyên liệu Cá trích có hàm lượng chất béo cao giúp cho việc hấp phụ khói diễn ra nhanh chóng (vì mô mỡ hấp phụ khói nhanh hơn mô thịt), thịt cá khô và dai hơn sau khi xông khói. Cá được lựa chọn phải còn tươi nên cần phải thỏa các yêu cầu sau: + Mùi: cá có mùi tự nhiên (mùi rong biển), không có mùi lạ. + Màu sắc: màu sắc trên thân cá phải lóng lánh, màu đặc trưng của cá trích. 144 + Thân cá cứng (khi cầm đầu cá đưa ngang lên, đầu không bị oằn xuống), còn nguyên vẹn không bị xay sát, vảy và da dính chặt vào thân cá. + Mắt cá lồi ra và còn trong, con ngươi rộng và đen. + Mang cá phải khép lại, mang có màu đỏ tươi, các hoa khế phải khép lại. + Bụng cá bình thường, không phình cũng không xẹp; hậu môn khép chặt, hơi thụt vào bên trong theo hình phễu. + Thịt cá phải có tính đàn hồi, khi ấn ngón tay vào sau đó thả ra thì cá không bị lõm thịt tại vị trí ấn. Cá trích đông lạnh Rã đông Xử lý Muối, hương khói Nước muối loãng Ướp muối, hương khói Khử muối Để ráo Xâu cá Xông khói Để nguội Bao gói Cá trích xông khói Hình 4.9. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cá trích xông khói b. Rã đông Tan giá hay rã đông là quá trình chuyển nước đang ở trạng thái rắn (tinh thể đá) trong sản phẩm đông lạnh sang dạng lỏng mà yêu cầu giữ được thuộc tính của sản phẩm đó trước khi làm lạnh đông. Công đoạn rã đông được thực hiện nhằm mục đích làm thay đổi trạng thái thịt cá từ trạng thái cứng, rắn sang trạng thái mềm để thực hiện các bước tiếp theo. 145 Khi rã đông cần lưu ý thực hiện đúng quy định rã đông cho sản phẩm thuỷ sản (TCVN 6390:2006): - Sản phẩm thủy sản đông lạnh chỉ được phép rã đông trước khi chế biến. - Rã đông phải được thực hiện trong điều kiện vệ sinh, hạn chế thấp nhất nguy cơ làm giảm chất lượng sản phẩm. Nước đá tan ra phải được thoát hết. - Quá trình rã đông phải kết thúc khi nhiệt độ tâm sản phẩm đạt - 1oC - Sản phẩm rã đông phải được chế biến ngay. Khi cần thiết, sản phẩm rã đông phải được ướp đá để duy trì nhiệt độ 00C. * Các biến đổi của nguyên liệu khi rã đông: - Vật lý: Độ đàn hồi của thịt cá giảm. Khối lượng cá giảm 1,5÷2% so với khối lượng ban đầu. Mùi vị đặc trưng của cá giảm. - Hóa học: Các chất hòa tan bị thất thoát: muối, peptid, acid amin, protein, vitamin,... hòa tan trong nước. Lượng nước tự do và lượng nước liên kết trong tế bào giảm. - Hóa lý: Khả năng hút nước của tế bào để khôi phục lại trạng thái ban đầu: Nếu làm lạnh đông chậm, khả năng hút nước của tế bào giảm. Nếu làm lạnh đông nhanh và đảm bảo các điều kiện báo quản tốt thì tế bào vẫn có khả năng hút ầm trở lại và giữ ẩm, đủ khôi phục lại cấu trúc protein. Nước thay đổi trạng từ dạng rắn sang dạng lỏng. - Hóa sinh: Các enzyme được hoạt hóa; Phản ứng phân hủy glycogen, tăng hàm lượng acid lactic làm giảm pH của cá. - Sinh học: Các vi sinh vật trong cá được hoạt hóa trở lại; Số lượng vi sinh vật nhiễm từ bên ngoài tăng. Để rã đông, có thể sử dụng quạt gió hoặc phòng tan giá. Nhiệt độ của không khí khi rã đông khoảng 18÷200C. Vận tốc khí thổi qua sản phẩm khoảng 20m/s. Thời gian tan giá 5÷6giờ. c. Xử lý Cá được xẻ làm đôi dọc theo bụng cá, giữ lại phần đầu và đuôi cá Công đoạn này được thực hiện nhằm chuẩn bị cho quá trình ướp muối và tăng bề mặt tiếp xúc với khói và chỉnh lại hình dạng cá, tạo dáng cho sản phẩm * Các biến đổi của nguyên liệu khi xử lý: Chủ yếu xảy ra các biến đổi vật lý: kích thước cá tăng, thay đổi hình dạng và khối lượng giảm không đáng kể. Để xẻ cá, có thể sử dụng phương pháp thủ công. Nhiệt độ nguyên liệu trong quá trình thực hiện không được quá 120C. d. Ướp muối * Tác dụng của muối ăn (NaCl): - Làm cho cá mặn, nâng cao tính bền vững của sản phẩm khi bảo quản. - Tạo áp suất thẩm thấu và giảm độ ẩm của sản phẩm. 146 - Giảm tỷ lệ oxy hòa tan trong môi trường làm ức chế vi sinh vật hiếu khí. Mức độ ngấm muối vào trong thịt cá sẽ phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu, nồng độ nước muối, thời gian ướp và nhiệt độ. Công đoạn ướp muối sẽ giúp kìm hãm sự tự phân do tác dụng của enzyme và vi sinh vật. Tạo sự chín sinh hóa, tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Ngoài ra, ướp muối trong quy trình xông khói nóng còn có tác dụng bảo vệ bề mặt sản phẩm, tạo vị hài hòa và màu sắc phù hợp cho sản phẩm. * Các biến đổi của nguyên liệu khi ướp muối: - Vật lý: Khối lượng cá giảm khoảng 1÷1,4% so với nguyên liệu ban đầu. Độ cứng chắc của cá tăng. - Hóa học: Hàm lượng muối trong cá tang. Hàm lượng vitamin hòa tan trong nước giảm. - Hóa lý: Có sự khuếch tán của muối từ trong dung dịch vào trong tế bào thịt cá; Xảy ra sự đông tụ protein do protein bị biến tính dưới tác dụng của dung dịch muối có nồng độ cao. - Hóa sinh: Enzyme bị vô hoạt. - Sinh học: Số lượng vi sinh vật giảm nhiều do đa số các loại vi sinh vật nhiễm vào cá thường không phát triển được ở môi trường có nồng độ muối cao. - Cảm quan: Mùi vị cá tươi bị mất, và có mùi đặc trưng của cá muối; Vị mặn của cá tăng; Màu sắc của cá bị biến đổi. * Thông số công nghệ: - Dung dịch muối nồng độ 15%. Tỷ lệ khối lượng nước muối : cá là 1 : 1. Thời gian ướp muối 40÷45phút. Nhiệt độ không quá 100C - Hàm lượng muối trong cá sau khi ướp muối là 1,5÷2% so với lượng nước trong cá. e. Rửa khử muối Công đoạn khử muối được thực hiện nhằm: - Tạo điều kiện thuận lợi để thực hiện quá trình sấy: khi tăng nhiệt độ sẽ không gây kết tinh muối trên bề mặt cá, giảm hiệu suất xông khói. -Tạo vị mặn hài hòa cho sản phẩm * Các biến đổi của nguyên liệu khi khử muối: - Hóa học: Hàm lượng muối trong cá giảm do có sự khuếch tán muối từ cá vào nước rửa. - Sinh học: Có thể bị nhiễm vi sinh vật từ dung dịch muối dùng để nhả mặn. * Thông số công nghệ: Sử dụng nước muối loãng nồng độ từ 1÷2% theo khối lượng, nhiệt độ nước muối 5÷10 C, tỷ lệ về khối lượng của nước muối loãng và khối lượng cá là 2 : 1 0 147 g. Làm ráo Làm ráo là công đoạn được thực hiện nhằm mục đích chuẩn bị cho công đoạn xông khói. * Các biến đổi của nguyên liệu xảy ra khi làm ráo: - Hóa học: Hàm lượng nước tự do trên bề mặt cá giảm, đồng thời có sự thất thoát các chất dinh dưỡng - Sinh học: Cá có thể bị nhiễm vi sinh vật Khi làm ráo, nhiệt độ cá không được vượt quá 200C. h. Xâu cá Cùng với công đoạn làm ráo, công đoạn xâu cá cũng góp phần làm ráo nước trước khi đưa vào lò xông khói. Việc xâu cá sẽ làm tăng hiệu quả xông khói, giúp khói có thể lan tỏa đều trên toàn bộ con cá, làm chất lượng sản phẩm đồng đều. Để thực hiện công đoạn này, có thể sử dụng phương pháp thủ công. Sử dụng móc câu nhỏ bằng thép không rỉ tạo thành một hoặc hai hàng để xông khói, dùng các thanh có tiết diện 30x40mm, dài 1÷2m để treo các móc bằng dây thép mỏng, khoảng cách giữa các móc là 40÷70mm. Có thể xâu cá qua mắt hay qua phần đuôi. Nhiệt độ của phòng xâu cá không vượt quá 200C. Hình 4.10. Xâu cá để chuẩn bị thực hiện quá trình xông khói i. Xông khói Xông khói là công đoạn chính của quy trình. Công đoạn này được thực hiện nhằm - Tạo mùi vị đặc trưng, làm chín sản phẩm và tạo màu vàng nâu, độ bóng trên lớp da cá. - Tiêu diệt vi sinh vật và giảm độ ẩm của sản phẩm, hạn chế sự oxy hóa chất béo trong cá. * Khói: Khói nhận được khi đốt cháy không hoàn toàn gỗ, là một hỗn hợp phức tạp của nhiều chất hóa học khác nhau. - Thành phần hóa học và tính chất của khói: Có khoảng 300 hợp chất khác nhau trong thành phần của khói, thường là phenol, acid hữu cơ, rượu, carbohydrat và một số thành phần khí đốt như CO2 CO, O2, N2, N2O,... 148 Khi đốt cháy gỗ ở 280÷3500C thì tạo ra nhiều chất bay hơi mạnh. Khói hun cần phải trắng. Khói đen chứa nhiều muội khói, muội khói này sẽ bám trên cá. Trong khói dày đặc - tạo thành khi đốt chậm gỗ - có chứa nhiều nhựa, nhựa này làm cho thịt cá có màu tối và vị đắng. Ở nhiệt độ hun khói cao, cá phủ một màu hung sáng, và ở nhiệt độ thấp - màu hung tối. Tốc độ bám khói của cá phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của cá. Nếu bề mặt cá ẩm thì khói bám vào rất nhanh, nhưng da cá trở nên tối. Khi bề mặt cá khô thì khói bám vào rất chậm, đồng thời da cá phủ một màu vàng sáng. Khói có tính sát trùng mạnh, chủ yếu là do phenol, acid formic, acid acetic... ở trong khói. Ngoài tính sát trùng, khói còn có một tính chất khác không kém phần quan trọng, đó là tính chất chống oxy hóa. Những chất có tính chống oxy hóa ở trong khói là hydroquinon, ... - Nhiên liệu tạo khói: Để hun khói người ta thường dùng gỗ và mùn cưa của những loại cây trăn, dẻ, sồi với độ ẩm không quá 25%. Nếu nâng cao hàm ẩm của gỗ thì sẽ giảm được thành phần nhựa và phenol nhưng sẽ làm tăng hàm lượng muội khói, đồng thời làm ngưng tụ những chất làm cho da cá có màu sẫm và bụi bẩn. Để khói có chất lượng tốt, nên đốt gỗ ở nhiệt độ tương đối không cao (khoảng 300÷3300C) và cho không khí vào vừa phải. Để tạo khói trong thực tế sản xuất, ở nước ta dùng chủ yếu là mùn cưa. Trong điều kiện đặc biệt có thể dùng trấu để thay thế mùn cưa (vùng đồng bằng) hoặc có thể dùng gỗ mục để thay thế mùn cưa (miền núi). Ở một số nước người ta dùng lõi ngô thay thế cho mùn cưa. Trấu, củi mục, lõi ngô khi hun khói cũng cho kết quả tương đối tốt. * Các biến đổi của nguyên liệu khi xông khói: - Vật lý: Khối lượng cá giảm 20÷25% so với nguyên liệu ban đầu. Bề mặt cá khô, cứng, có độ bóng nhất định. Kích thước cá giảm đi. Màu sắc cá có màu vàng nâu đặc trưng. Mùi vị sản phẩm hài hòa. - Hóa học: + Hàm lượng nước giảm: Độ ẩm cá còn 50÷65%. Thành phần khói ngấm vào trong cá sau khi xông khói gồm: Các hợp chất phenol (1÷34mg%), các acid có tính bay hơi (5÷13mg%), formaldehyde (5÷13mg%), hợp chất ketone (0,2÷2mg%). + Xảy ra phản ứng maillard giữa acid quan và đường khử trong cá và tạo màu cho sản phẩm. - Hóa lý: + Sự bám dính của khói lên bề mặt sản phẩm: Khi đốt nhiên liệu, khói bay lên và bám vào cá. Lượng khói bám vào nhiều hay ít ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm xông khói. + Sự khuếch tán của khói xông vào sản phẩm: Sau khi khói xông bám trên bề mặt sản phẩm thì nó bắt đầu ngấm dần vào trong sản phẩm theo gradient nồng độ. Động lực của đá trình này chủ yếu là do sự chênh lệch nồng độ của các thành phần trong khói, ngoài ra nó còn chịu tác động của nhiệt độ. 149 - Hóa sinh + Ở giai đoạn ban đầu, nhiệt độ 30÷350C, các enzyme oxy hóa chất béo hoạt động mạnh làm oxy hóa một phần chất béo và góp phần tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm. + Sau đó nhiệt độ tăng dần, các enzyme trong cá bị vô hoạt bất thuận nghịch, quá trình oxy hóa chất béo do enzyme bị giảm đi đáng kể. - Sinh học: Số lượng vi sinh vật giảm nhanh theo sự tăng nhiệt độ trong quá trình sông khói. * Thiết bị xông khói: Sử dụng thiết bị xông khói, phòng xông khói * Thông số công nghệ - Giai đoạn đầu tiên: nhiệt độ là 30÷350C, thời gian 45÷60phút - Giai đoạn tiếp theo: nhiệt độ xấp xỉ 50 C, thời gian 45÷50phút 0 - Giai đoạn cuối: tăng nhiệt độ đến 80 C, thời gian 30 phút 0 - Tổng thời gian xông khói kéo dài khoảng 2÷4giờ k. Làm nguội Công đoạn làm nguội được thực hiện nhằm mục đích hạn chế sự nứt vỡ bề mặt cá khi ra khỏi thiết bị xông khói và chuẩn bị đưa cá vào đóng gói, bảo quản. Hình 4.11. Thiết bị xông khói Để làm nguội, người ta sử dụng dòng không khí sạch thổi vào theo các lỗ khí ngay trên thiết bị xông khói. Nhiệt độ dòng không khí làm nguội khoảng 20÷300C trong thời gian 30 phút. l. Đóng gói Công đoạn này giúp sản phẩm không xúc với không khí bên ngoài, nhờ đó tránh được hiện tượng oxy hóa chất béo trong cá và nhiễm vi sinh vật, ảnh hưởng đến thời gian sử dụng của sản phẩm. Đồng thời giữ được mùi vị và màu sắc của sản phẩm như vừa mới xông khói. Để đạt được mục đích trên thì tốt nhất sử dụng thiết bị bao gói chân không. m. Bảo quản Cá trích xông khói nóng cần phải được bảo quản lạnh trước khi cá được bán cho người tiêu dùng để hạn chế tối thiểu những biến đổi về chất lượng sản phẩm. * Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình bảo quản: - Vật lý: Nhiệt độ giảm nên thịt cá cứng lại. 150 - Hóa lý: Hơi nước ngưng tụ trên bề mặt cá và tạo thành lớp băng mỏng. - Sinh học: Ức chế hoạt động của vi sinh vật. Nhiệt độ bảo quản sản phẩm dao động trong khoảng 0÷40C và quá trình tiến hành trong kho bảo quản lạnh. 3.6. Kỹ thuật chế biến sản phẩm sữa bột Yêu cầu của bột sữa sấy là phải hòa tan được dễ dàng, nghĩa là khi pha nó thành chất lỏng với một khối lượng nước thích hợp thì chất lỏng này gần giống đặc tính của sữa hơn là một dung dịch keo. 3.6.1. Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm sữa bột Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm sữa bột được mô tả ở hình 4.12. Sữa tươi Chuẩn hóa Thanh trùng Cô đặc Đồng hóa Sấy sữa Xử lý Bao gói Sữa bột Hình 4.12. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột nguyên 3.6.2. Thuyết minh quy trình công nghệ a. Chuẩn hóa Quá trình chuẩn hóa giúp hiệu chỉnh tỷ lệ giữa hàm lượng chất béo và chất khô không béo trong nguyên liệu sữa tươi theo yêu cầu. b. Thanh trùng Thanh trùng nhằm làm giảm một số loài vi sinh vật và ức chế enzyme trong quá trình thanh trùng sữa. Ngoài ra, thanh trùng sữa sẽ thúc đẩy một số phản ứng hóa học 151 xảy ra như phản ứng maillard giữa đường khử và các acid amin, phản ứng phân huỷ vitamin, phản ứng oxy hóa chất béo... Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc dạng ống lồng ống. Thông thường, quá trình thanh trùng được thực hiện ở 80÷850C trong thời gian vài giây để hạn chế tối đa sự biến tính bất thuận nghịch của các phân tử protein sữa. Nếu tổng số vi sinh vật tăng cao trong sữa nguyên liệu, quá trình thanh trùng có thể thực hiện ở 950C trong thời gian tối đa là 1 phút. c. Cô đặc Cô đặc nhằm tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để chuẩn bị cho quá trình sấy sữa. Trong quá trình cô đặc, nhiệt độ của sữa thường xấp xỉ 700C, giá trị nhiệt độ cao nhất của sữa khi cô đặc không được vượt quá 760C. Sữa tươi sau khi cô đặc được đưa đến nồng độ chất khô 45÷55%. Để cô đặc sữa, người ta thường sử dụng thiết bị cô đặc dạng màng rơi hoạt động trong điều kiện chân không (hình 4.13). Sữa sẽ chảy thành một lớp màng mỏng và được hơi nước gia nhiệt gián tiếp thông qua một bề mặt truyền nhiệt. Phần hơi thứ sẽ được dẫn vào một bộ phận ngưng tụ để tạo chân không trong quá trình cô đặc. Các khí không ngưng tụ trong hơi thứ sẽ được bơm chân không hút ra ngoài. Nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng, các nhà sản xuất sử dụng hệ thống cô đặc chân không từ 3 đến 7 cấp. Sữa vào Hơi vào Hơi ra Nước ngưng Sữa ra Hình 4.13. Thiết bị cô đặc dạng màng rơi d. Đồng hóa Quá trình đồng hóa làm giảm kích thước của các hạt béo và phân bố chúng thật đều trong pha liên tục. Nhờ đó, các hạt sữa bột thành phẩm sẽ có thành phần tương đối đồng nhất. Ngoài ra, trong quá trình đồng hóa, một số phân tử protein của sữa (β-lactoglobulin, α - lactalbumin) và nhóm phụ gia tạo cấu trúc sẽ hình thành nên những màng bao xung quanh các hạt cầu béo. Do đó, trong quá trình sấy sữa, các phản ứng thủy phân và oxy hóa chất béo sẽ bị hạn chế, chất lượng sữa bột thành phẩm sẽ được nâng cao. Ngoài ra, đồng hóa giúp việc vi bao chất béo (fat microencapsulation) trong sữa bởi các phân tử protein sữa và phụ gia sẽ làm hạn chế hiện tượng các hạt sữa bị vón cục hoặc bị bám dính trên thành thiết bị trong quá trình sấy phun, nhờ đó mà quá trình sấy phun sẽ diễn ra dễ dàng hơn và hiệu suất thu hồi sản phẩm trong quá trình sấy phun sẽ tăng cao. Sử dụng thiết bị đồng hóa với áp lực đồng hóa sữa cho mỗi cấp lần lượt là 200 bar và 50 bar. Nhiệt độ của sữa trong quá trình đồng hóa là 60÷750C. 152 e. Sấy sữa Sữa là sản phẩm chứa nhiều chất rất nhạy cảm với nhiệt. Ngoài những hạt chất béo, sữa còn chứa protein dạng keo trong nước (albumin, globulin), đường hòa tan và muối vô cơ; muối này một phần hòa tan ở dạng keo, một phần ở dạng phân tử hoặc ion. Nếu có nước, globulin bắt đầu biến tính ở nhiệt độ 500C, albumin ở 650C. Nếu ở trạng thái khô những chất này chịu được nhiệt độ khá cao. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao có thể xảy ra các biến đổi không mong muốn là phản ứng caramen hóa các chất đường có trong sữa và những biến đổi hóa học của các muối vô cơ. Nếu dung dịch có khả năng bít vòi phun khi sấy phun, cần phải lọc qua rây trước khi đi sấy khô. Sấy phun là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghệ sản xuất sữa bột hiện nay. So với phương pháp sấy trục lăn, sấy phun cho phép linh động hơn trong sản xuất bởi vì người ta có thể tạo ra các loại sản phẩm có các tính chất khác nhau bằng cách lựa chọn các điều kiện sấy khác nhau. Trong thiết bị sấy phun, nhiệt độ của sản phẩm trong khoảng 50÷600C. Ở đây từ sữa không tách chất béo người ta có thể nhận được sữa bột có độ hòa tan 90÷100%. Đối với thiết bị sấy phun được mặt lợi là các phần tử bột sinh ra trong quá trình sấy có những lỗ hổng nhỏ, những lỗ hổng này làm cho sản phẩm xốp và dễ hòa tan. Ngoài ra các phần tử bột ít bị vụn ra. Đây là những ưu điểm lớn nhất mà phương pháp sấy phun khắc phục được những nhược điểm của phương pháp sấy trục lăn. Sữa khô sau khi sấy phải đạt được độ ẩm từ 3-4%, vì khi độ ẩm cao protein dễ bị phân hủy trong quá trình bảo quản và sản phẩm có thể nhận mùi vị không mong muốn, thậm chí sản phẩm có thể bị hóa nâu. Sấy có thể được kết hợp với thiết bị làm tan bột nhanh và sấy thăng hoa hoặc có thể kết hợp sấy phun và sấy băng tải. f. Xử lý Có nhiều phương pháp xử lý khác nhau để làm tăng chất lượng của sản phẩm. Đơn giản nhất là sử dụng phương pháp rây để phân loại các hạt sữa theo kích thước. Trong sản xuất sữa bột tan nhanh, người ta sử dụng phương pháp làm tăng kích thước hạt sữa, đồng thời xử lý sữa bột với lecithin để làm tăng khả năng hòa tan của sữa bột trong nước. Sau quá trình rây, sữa bột được quạt đưa vào cyclone chờ đóng bao bì. Người ta thường thổi khí trơ vào cyclon để hạn chế sự tiếp xúc của oxy với sản phẩm, nhằm ngăn ngừa các phản ứng oxy hóa. Đối với một số sản phẩm sữa bột chứa hàm lượng chất béo khá cao nên khó hòa tan trong nước do một số hạt sữa được bao bọc quanh nó bởi một màng mỏng lipid tự do. Để khắc phục tình trạng này tiến hành tạo một màng mỏng lecithin bao quanh các hạt sữa bằng cách pha lecithin trong dầu bơ với nồng độ 30% và tiến hành phun hỗn hợp này lên sữa bột trong giai đoạn làm nguội sau quá trình sấy phun. Lecithin có khả năng nhũ hóa nên làm cho lớp màng lipid bao quanh hạt sữa sẽ hòa tan vì vậy khi pha sữa sẽ tránh được hiện tượng vón cục hay không tan. g. Bao gói Sau khi sấy, cần làm nguội sản phẩm ở nhiệt độ dưới 300C. 153 Bao bì sử dụng để đóng gói sản phẩm sữa bột thường là kim loại để hạn chế sự tiếp xúc của sản phẩm với không khí và ánh sáng. Ngoài ra, người ta còn sử dụng bao bì giấy nhiều lớp cho nhóm sản phẩm sữa bột. Hiện nay có nhiều hệ thống thiết bị đóng gói sữa bột hoạt động tự động theo phương pháp liên tục. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 1. Trình bày đặc điểm của các loại nguyên liệu sấy và tác nhân sấy sử dụng trong công nghệ sấy thực phẩm. 2. Hãy giải thích các biến đổi xảy ra trong thực phẩm khi sấy khô. 3. Hãy phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy khô thực phẩm. 4. Trình bày sơ đồ tổng quát sản xuất sản phẩm thực phẩm sấy và nêu mục đích của từng công đoạn trong quy trình. 5. Công đoạn xử lý hóa chất và xử lý nhiệt đối với nguyên liệu trước khi sấy có ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng sản phẩm thu được? 6. Việc lựa chọn thiết bị sấy cho từng loại nguyên liệu phụ thuộc vào những yếu tố nào? Hãy cho ví dụ cụ thể. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Bin (2004), Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, Tập 4, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [2]. Ths. Hồ Thị Duyên Duyên (chủ biên ), Đặng Thị Mộng Quyên , Tạ Thị Tố Quyên (2007), Giáo trình chế biến thủy sản , (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm. [3]. PGS. TSKH Lê Văn Hoàng (2004), Cá thịt và chế biến công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [4]. Ths. Trương Hồng Linh (chủ biên ), Châu Thành Hiền , Đặng Quang Hải (2009), Thiết bị thực phẩm (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực - Thực phẩm. [5]. Lê Văn Việt Mẫn (2010), Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh. [6]. Ths. Nguyễn Thị Hồng Ngân, Trương Hồng Linh, Nguyễn Thị Thuỳ Linh (2005), Công nghệ chế biến rau quả (lưu hành nội bộ), Trường Cao đẳng Lương thực Thực phẩm. [7]. Devki Energy Consultancy Pvt.Ltd (2006), Dryers, India. [8]. James G.Brennan (2006), Food Processing Handbook, Wiley-vch Verlag GmbH & Co.KgaA, Weinheim, Germany. [9]. P.Fellow (2000), Food Processing Technology Principles and Practice, Cambridge England. 154 CHƯƠNG 5. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LẠNH ĐÔNG Trong chế biến và bảo quản nông sản thực phẩm , công nghệ lạnh đóng vai trò rất quan trọng. Việc làm lạnh và bảo quản lạnh khôn g những kìm hãm được những biến đổi về hóa, lý, sinh học mà còn kìm hãm hoạt động của vi sinh vật, nhờ đó phẩm chất sản phẩm tăng lên và kéo dài được thời gian bảo quản. Tuy nhiên, làm lạnh chỉ bảo quản sản phẩm trong thời gian dài nhất là khoảng hai tháng. Muốn bảo quản sản phẩm với thời gian lâu hơn, khoảng từ ba bốn tháng đến một năm thì phải làm lạnh đông. Kỹ thuật lạnh đông ra đời và ngày càng phát triển đã giúp tăng khả năng điều hòa, cung cấp nông sản thực phẩm tươi sống cho tất cả các vùng trong nước và phục vụ tốt cho việc xuất khẩu hàng hóa thực phẩm trên thế giới. Mặt khác, so với các phương pháp xử lý như muối, sấy, chế biến đồ hộp,...thì sản phẩm thực phẩm đông lạnh giữ được hầu như nguyên vẹn phẩm chất tươi sống của nguyên liệu ban đầu, giữ được nhiều nhất giá trị dinh dưỡng vốn có của nguyên liệu. Do đó, mặt hàng thực phẩm đông lạnh đã và đang trở thành mặt hàng có thị trường rộng lớn trên thế giới. Ngoài ra, làm lạnh đông còn được xem là một giai đoạn chế biến thực phẩm trong kỹ thuật sấy thăng hoa, tăng hiệu suất ép rau quả , làm trong nước quả ... Làm lạnh đông còn để tạo nên tính chất vốn có của sản phẩm (đá, kem...), cô đặc, sấy khô ... Tóm lại, mục đích của làm lạnh đông thực phẩm là tăng thời gian bảo quản , phụ vụ tốt cho điều hòa, dự trữ nguyên liệu, giống cây trồng, kéo dài được thời vụ sản xuất cho xí nghiệp chế biến nông sản thực phẩm , cung cấp thực phẩm cho tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM Làm lạnh đông là trạng thái vật chất ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bình thường . Trong làm lạnh đông có sự đóng băng nước, do đó ngăn cản sự hoạt động, phát triển của vi sinh vật , của hệ thống enzyme bản thân sản phẩm. Trong làm lạnh đông sản phẩm có nhiệt độ thấp hơn 00C (quy định t0 ≤ - 60C) nên kìm hãm cả các quá trình lý , sinh lý, sinh hóa và hoá học trong sản phẩm . Sản phẩm lạnh đông cứng và trắng sáng, có tỉ trọng nhẹ (do đá tăng thể tích chừng 10%), có sự thay đổi tính nhiệt lý của sản phẩm và có cả sự thay đổi cấu trúc tế bào sản phẩm. 1.1. Khái niệm Làm lạnh đông là phương pháp hạ thấp nhiệt độ của sản phẩm xuống dưới điểm đóng băng để đa số nước trong tế bào đông đặc lại. Trong suốt quá trình làm lạnh đông, nước trong sả n phẩm dần dần chuyển đổi thành nước đá . Ở nhiệt độ -250C, chỉ có 90 đến 95% nước thực sự đóng băng. Chỉ khi đạt nhiệt độ -650C thì toàn bộ nước trong tế bào mới đóng băng, nhưng để đạt được nhiệt độ này phải tiêu tốn một lượng chi phí quá cao và sản phẩm không đạt giá trị thẩm mỹ và độ bền. Do vậy, trong thực tế chỉ cần hạ thấp nhiệt độ đến -400C đủ làm lạnh đông sản phẩm và đảm bảo được chất lượng sản phẩm. Làm lạnh đông được ứng dụng trong bảo quản nguyên liệu hoặc bán thành phẩm với thời gian lâu để kéo dài được thời vụ chế biến. Hoặc dùng chế biến các sản phẩm đông lạnh, tách nước trong quá trình sản xuất agar khô hoặc sản xuất nước đá. Trong kỹ thuật lạnh, người ta chia ra các cấp độ làm lạnh đông như sau: t0đb < t0 < + 180C : gọi là làm lạnh thường. 155 : gọi là lạnh đông. - 1000C< t0 < t0đb - 200 C< t < - 100 C 0 0 : gọi là lạnh đông thâm độ. 0 - 272,9999850C ( 00K) < t0 < - 2000C : gọi là lạnh đông tuyệt đối. Điều khác nhau cơ bản nhất giữa lạnh đông và lạnh thường là ở lạnh thường chưa có sự biến nước thành đá, nghĩa là chưa có sự đóng băng nước còn ở lạnh đông thì đã có sự đóng băng nước. 1.2. Những biến đổi chính trong quá trình làm lạnh đông và thực phẩm bảo quản lạnh đông Trong quá trình làm lạnh đông và bảo quản lạnh đông các quá trình lý , hóa, sinh lý, sinh hóa... chỉ bị hạn chế , nhất là quá trình lên enzyme của bản thân thực phẩm và hoạt động của vi sinh vậ t, cho nên vẫn có những biến đổi về chất lượng của thực phẩm. 1.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ quá lạnh đến sự đóng băng tinh thể nước trong nguyên liệu khi được làm lạnh đông Hiện tượng quá lạnh là hiện tượng khi hạ nhiệt độ dưới 00C mà nước trong sản phẩm, trong tế bào vẫn chưa đóng băng. Sự chậm đóng băng này là do sự chậm tạo thành tâm kết tinh, mà sự chậm tạo thành tâm kết tinh lại phụ thuộc vào nồng độ phân tử của dịch bào . Ngoài ra, còn có nhiệt độ môi trường làm lạnh đông và cấu trúc của nguyên liệu , nhưng nồng độ phân tử của dịch bào là yếu tố quyết định nhất đến sự chậm đóng băng trong nguyên liệu khi làm lạnh đông. Qua nhiều nghiên cứu và thực nghiệm trong sản xuất, người ta kết luận rằng: "Sản phẩm đóng băng ở nhiệt độ quá lạnh (t0ql) càng thấp thì càng đảm bảo chất lượng sản phẩm ". Nhiệt độ quá lạnh thấp tạo điều kiện cho sản phẩm đóng băng với số lượng tinh thể đá rất nhiều, điều này giúp cho kích thước các tinh thể đá không lớn nên không phá hủy cấu trúc mô của tế bào sản phẩm. Khi đóng băng, các tinh thể đá hình thành và phát triển theo nhiều cách khác nhau. Nếu ở nhiệt độ lớn hơn -300C thì kích thước tinh thể đá phát triển bình thường ra xung quanh, lớn dần về chiều ngang cũng như chiều dài, nhưng nếu ở nhiệt độ nhỏ hơn -300C thì kích thước tinh thể đá chỉ phát triển theo chiều dài nên tinh thể đá trở thành sợi bao bọc xung quanh tế bào. Trong trường hợp này, các tinh thể đá không những không phá hủy cấu trúc mô tế bào của sản phẩm mà còn bảo vệ cho tế bào được nguyên vẹn. Tinh thể a b Gian bào Tế bào Hình 5.1. Sự hình thành tinh thể đá khi làm lạnh đông a.Tinh thể đá phát triển theo chiều ngang lẫn chiều dài. b.Tinh thể đá dạng sợi bao bọc xung quanh tế bào. 156 Do đó nếu ta thực hiện được nhiệt độ lạnh đông nhỏ hơn -300C thì sẽ đảm bảo được tuyệt đối chất lượng ban đầu của sản phẩm. Trong công nghiệp lạnh đông thực phẩm, người ta chú ý đến biện pháp tăng nồng độ phân tử của dịch bào vì đây là biện pháp quyết định nhất và hiệu quả nhất. Tăng nồng độ phân tử thường được thực hiện bằng phương pháp tự nhiên, tức là để cho rau quả đạt đến độ chín kỹ thuật vì lúc đó, bên trong nguyên liệu rau quả đã có các quá trình chuyển hóa: protopectin → pectin; protein → các peptit; glucogen → glutin.... Nếu sử dụng phương pháp nhân tạo , người ta thường tẩm muối , tẩm đường, tẩm các chất chống oxy hóa , tẩm các dung dịch chất làm đông .... Các biện pháp làm tăng nồng độ phân tử như trên vừa hạ thấp nhiệt độ quá lạnh mà vừa tăng được giá trị dinh dưỡng, giá trị thương phẩm và khả năng bảo quản thực phẩm. 1.2.2. Biến đổi cấu trúc Khi làm lạnh đông, nước của dịch bào sẽ kết tinh tạo thành các tinh thể đá, các tinh thể đá này sẽ chèn ép, phá hủy cấu trúc ban đầu và làm mất khả năng hoạt động "sống" của tế bào. Số lượng, kích thước và sự phá hủy tế bào của các tinh thể đá phụ thuộc vào phương pháp làm lạnh đông. Làm lạnh đông chậm thì khả năng phá hủy tế bào sẽ lớn hơn khi làm lạnh đông nhanh và cực nhanh. Tế bào bị phá hủy sẽ dẫn đến sự thất thoát chất dinh dưỡng, giảm giá trị dinh dưỡng , giá trị thương phẩm , cũng như giảm thời gian bảo quản sản phẩm. 1.2.3. Biến đổi vật lý * Khi làm lạnh đông: Trong quá trình làm lạnh đông, nước tách ra độc lập ở dạng những tinh thể đá, làm cho sản phẩm trở nên rắn, thể tích tăng một ít do đó khối lượng riêng giảm. Ẩm bốc lên từ bề mặt sản phẩm vào không khí xung quanh . Nếu nhập sản phẩm còn ướt lên bề mặt , khi làm lạnh đông đóng băng lại , sau đó có quá trình thăng hoa nước đá. Hiệu số giữa nhiệt độ bề mặt bay hơi và không khí xung quanh càng lớn thì quá trình bốc ẩm càng mạnh gây tổn hao khối lượng càng lớn . Ngoài ra, do nước đóng băng ở lớp bề mặt sản phẩm nên có sự biến màu do hiệu ứng quang học nhờ tinh thể đá khúc xạ ánh sáng (biến màu giả tạo) và mất một phần mùi vị, lớp bề mặt trở nên cứng dai. Ngoài ra một số thông số vật lý cũng bị thay đổi như : khi làm lạnh đông xong nhiệt dung sản phẩm giảm vì nước phần lớn chuyển thành đá ; độ dẫn nhiệt của nước đá lớn hơn nước cho nên trong quá trình đóng băng, độ dẫn nhiệt của sản phẩm tăng dần lên khi nhiệt độ càng giảm , khối lượng riêng của sản phẩm lạnh đông giảm chừng 5÷6% do sự giãn nở của nước tạo thành đá . Tóm lại, ta thấy trong quá trình làm lạnh đông thì độ dẫn nhiệt tăng, hệ số dẫn nhiệt độ tăng , nhưng thực tế sự truyền nhiệt ở giai đoạn sau vẫn khó khăn hơn. Đó là vì khi nước đóng băng có tăng thật, nhưng lại mất khả năng truyền nhiệt bằng đường lối đối lưu, mà truyền nhiệt bằng đối lưu rất quan trọng trong môi trường lỏng và khí. Trong sản phẩm đã lạnh đông sự truyền nhiệt kém vì chỉ còn mỗi một khả năng truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt. * Khi bảo quản lạnh đông (trữ đông): Điều kiện bảo quản sản phẩm lạnh đông là đảm bảo sự cân bằng trao đổi nhiệt và ẩm giữa sản phẩm và môi trường .Tuy nhiên điều này khó thực hiện vì: - Ban đầu nhiệt độ sản phẩm khó làm lạnh đều theo chiều dày và nhiệt độ mặt ngoài thấp hơn nhiệt độ không khí trong phòng , nên có hiện tượng truyền nhiệt từ môi 157 trường vào sản phẩm. - Bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt thấp hơn nhiệt độ không khí xung quanh , gây ra ngưng tụ hơi nước, nhiệt độ mặt sản phẩm lại giảm và hiện tượng nói ở trên vẫn xảy ra (ngay cả khi có sự cân bằng nhiệt độ cả khối sản phẩm). Trong quá trình bảo quản, biến đổi chủ yếu của sản phẩm lạnh đông là hiện tượng kết tinh lại của các tinh thể nước đá và sự thăng hoa của chúng , những hiện tượng này gây nên sự mất nước và một số biến đổi về hóa học của sản phẩm. Những tinh thể có kích th ước càng nhỏ thì những tác động của các thành phần khác càng tăng dẫn đến những nhiệt độ nóng chảy của nó thấp , khi nhiệt độ bảo quản của nó tăng lên luôn luôn có những tinh thể nước đá bị tan ra , sau đó khi nhiệt độ b ảo quản hạ xuống những phần nước đã tan ra có xu hướng kết tinh lại , với số lượng ít hơn và kích thước tinh thể đá to hơn . Quá trình này làm cho thực phẩm khi tan giá sẽ không phục hồi lại trạng thái như ban đầu . Khi đó, tỷ lệ nước liên kết giảm và tỷ lệ nước tự do trong thực phẩm sẽ tăng, làm tăng khả năng mất nước khi tan giá . Các tinh thể nước đá còn thăng hoa , sự thăng hoa sẽ tăng lên khi nhiệt lượng bên ngoài xâm nhập vào sản phẩm tron g quá trình bảo quản càng nhiều và chuyển động không khí càng tăng, các tinh thể nước đá thăng hoa không đồng đều sẽ tạo nên những lỗ hổng cho không khí xâm nhập vào bên trong cấu trúc của sản phẩm. Hiện tượng kết tinh lại và thăng hoa của các tinh thể đá là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi cấu trúc của sản phẩm , làm giảm khả năng giữ nước , giảm độ rắn chắc , tính đàn hồi của sản phẩm khi sử dụng , gây biến đổi không thuận nghịch về mùi , vị, màu, làm sản phẩm trở nên khô, rắn, không có mùi ngon khi nấu (nhất là đối với thịt)... Bề mặt sản phẩm bị khô do bay hơi ẩm (nhiệt độ bề mặt sản phẩm thấp hơn nhiệt độ môi trường và áp suất riêng hơi nước trên bề mặt sản phẩm lại cao hơn ). Các mô liên kết cũng chịu những biến đổi cơ bản, tăng ẩm và khả năng nhừ khi nấu độ chắc của mô bắp và mô liên kết giảm. Muốn hạn chế hiện tượng này cần giữ ổn định nhiệt độ không khí và hạn chế sự xâm nhập của những nguồn nhiệt bên ngoài v ào sản phẩm. Do đó bảo quản lạnh đông chỉ cho phép thay đổi nhiệt độ ± 1,50C một lần trong ngày. Ngoài ra, để giảm bốc hơi ẩm cần : Sắp xếp dàn ống lạnh sao cho nhiệt từ trần và tường nóng được dàn hấp thụ bằng bức xạ , giảm đối lưu không khí trong phòng. Ngăn cản xâm nhập nhiệt từ ngoài vào phòng , sản phẩm đặt xa tường ngoài và trần (dùng hành lang, tường hai lớp ở giữa có thiết bị làm lạnh ) và dùng bao bì bằng polyetylen kín. 1.2.4. Biến đổi sinh hóa * Làm lạnh đông : Trong điều kiện nhiệt độ thấp của quá trình làm lạnh đông , những biến đổi sinh hóa của thực phẩm được hạn chế rất nhiều so với quá trình làm lạnh thường. Do quá trình đóng băng của nước các phản ứng sinh hoá nói chung bị kìm hãm mạnh với mức độ khác nhau, tạo nên sự mất cân bằng các quá trình trao đổi chất trong tế bào sản phẩm thực phẩm , trong vi sinh vật . Nhiệt độ càng thấp và tốc độ làm lạnh đông càng nhanh thì càng có nhiều tế bào còn nguyên và sống được . Chính sự mất cân bằng giữa các quá trình sinh hoá xảy ra m ạnh nhất ở khoảng nhiệt độ tạo thành khối lượng nước đá chủ yếu, là khoảng -2 ÷-200C và cũng chính nó có tác dụng làm biến tính một phần protein của thịt , cá, sự biến đổi protein rõ nhất là khi làm lạnh 158 đông chậm trong khoảng nhiệt độ từ t0đbdb ÷- 40C. Các hoạt động enzyme của bản thân rau, quả, thịt cá cũng giảm nhưng không đình chỉ hẳn được: như enzyme lipase không mất hoạt tính cả ở -350C và phản ứng phân huỷ glucogen do enzyme thuỷ phân vẫn xảy ra với tốc độ đáng kể (không thấy hiện tượng phân huỷ enzyme ngay ở -790C). Nhiều loại enzyme khi làm lạnh đông không bị mất hoạt tính, có khi còn tăng hoạt tính sau khi được tan giá và làm ấm. * Bảo quản lạnh đông : Nói chung những biến đổi sinh hóa trong thực phẩm khi làm lạnh đông còn tiếp tục xảy ra suốt quá trình bảo quản lạnh đông về sau, nhất là các quá trình phân huỷ protein , lipid, glucid ... và các quá trình tạo thành sản phẩm phân huỷ của chất bay hơi càng về sau mới rõ nét . Mặt khác tốc độ và cường độ các quá trình ấy phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái của sản phẩm trước khi làm lạnh đông. Ví dụ, khi làm lạnh đông thịt , nếu làm lạnh đông cực nhanh thì thực tế gần như đồng thời xảy ra ổn định trạng thái của thịt mà nó đang ở trước khi đông . Do đó, làm lạnh đông thịt tươi thì những biến đổi sinh hóa của nó bắt đầu từ giai đoạn đầu nên khi bảo quản xong thì thịt không đạt tới mức chín tới . Nhiều khi suốt thời gian bảo quản thịt cũng chưa hết giai đoạn tê cóng , nên khi làm tan giá và là m ấm nó mới phát triển rất nhanh để chuyển sang trạng thái phá tê cóng . Khi làm lạnh đông thịt từng tảng lớn (1/4 con hoặc 1/2 con), nhiệt độ của thịt được giữ rất lâu ở -20C là nhiệt độ tạo ra các tinh thể mới . Trong giai đoạn này thì sự phân hủy thịt cũng tăng mạnh , do đó sau khi bảo quản thịt bị phân hủy sâu sắc. - Biến đổi sinh hóa của thịt: Thịt làm lạnh đông khác với làm lạnh thường , lượng glucogen tăng, hàm lượng các chất khử giảm. Hệ thống protein bị biến đổi, lượng nitơ hoà tan và nitơ còn lại, lượng polypeptit và bazơ nitơ, lượng NH3 tăng 1,5÷2 lần. Khi bảo quản thịt, hàm lượng hợp chất acid hoà tan của photpho hữu cơ , vô cơ tăng, do bị phân huỷ, hàm lượng vitamin trong thịt giảm . Sau 8 tháng bảo quản tổn thất vitamin, riboflavin, acid pantotenic, acid nicotic giảm từ 18÷34% so với ban đầu. - Biến đổi sinh hóa của rau quả : Rau quả lạnh đông thường được bảo quản ở -18 C, những biến đổi quan trọng của rau quả là độ acid, hàm lượng đường, hệ enzyme và vi sinh vật. Hàm lượng chất khô và độ acid của dịch bào tăng khi nhiệt độ bảo quản cao, hàm lượng đường thì giảm mạnh . Các glucid, protein, chất khoáng không hao tổn nhiều. Bảo quản lạnh đông rau quả lâu dài sẽ làm thay đổi hệ vi sinh vật của chúng . Ví dụ: bảo quản các loại củ 6÷7 tháng ở -90C chỉ còn 3 trong 8 loại nấm men , 5 trong 8 loại vi khuẩn... Ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ ơtecti của dịch bào một chút thì vi sinh vật bị chết nhiều. 0 Trong quá trình bảo quản lạnh đông thực phẩm có rất nhiều các biến đổi như đã trình bày ở trên, nhưng biến đổi quan trọng nhất là sự hao hụt khối lượng , vì sản phẩm hao hụt khối l ượng do sự bay hơi nước kéo theo sự suy giảm chất lượng rất nhiều như khô héo , đen bề mặt ... Vì vậy cần áp dụng các biện pháp hạn chế sự hao hụt khối lượng như: - Bao gói sản phẩm trong giấy bóng , trong túi P .E... để tránh tiếp xúc với không khí nên hạn chế được sự hao hụt khối lượng . Biện pháp này còn hạn chế được oxy hóa sản phẩm, hạn chế mức ô nhiễm vi sinh vật. - Một số sản phẩm sau khi lạnh đông xong được đưa tráng băng để tạo một lớp vỏ mỏng bằng nước đá , ngăn cản sự tiếp xúc sản phẩm với không khí . Biện pháp này 159 vừa hạn chế được hao hụt khối lượng vừa hạn chế được sự oxy hóa chất béo , sự phân hủy các sinh tố của sản phẩm. - Sản phẩm sau khi lạnh đông đưa vào kho bảo quản cần phải xếp thật chặt để hạn chế sự hao hụt khối lượng . Tốt hơn là bên ngoài đống sản phẩm phủ bạt tráng nước đá (vải bạt được thấm nước khi đưa vào phòng bảo quản ) để ngăn cản không kh í tiếp xúc với sản phẩm. - Bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thấp cũng hạn chế được sự hao hụt khối lượng , ví dụ khi bảo quản 4 tháng ở -80C thì hao hụt khối lượng là 2,47%, ở -120C thì hao hụt là 1,22% và ở -180C thì hao hụt chỉ là 1,1%. 1.3. Khả năng tiêu diệt vi sinh vật trong quá trình làm lạnh đông và bảo quản sản phẩm lạnh đông Khi làm lạnh đông, do nhiệt độ thấp nên trạng thái của nước thay đổi. Nước ở môi trường xung quanh và nước ở ngay trong tế bào vi sinh vật bị kết tinh, khi đó xuất hiện sự mất nước của chất nguyên sinh. Đồng thời, protein của chất nguyên sinh bị biến tính, do đó, nồng độ pha lỏng (không bị đóng băng) tăng lên làm tăng áp suất thẩm thấu và nồng độ acid, tăng sự chuyển chất ẩm ở bên trong mỗi tế bào ra môi trường bên ngoài cộng với sự tác động của các tinh thể nước đá lên màng tế bào... Tất cả các yếu tố đó làm cho quá trình trao đổi chất và cấu trúc tế bào vi sinh vật bị phá hủy, làm chết vi sinh vật. Khả năng tiêu diệt vi sinh vật phụ thuộc vào các yếu tố sau: 1.3.1. Loại vi sinh vật và trạng thái của chúng Sức đề kháng với nhiệt độ thấp thay đổi tùy theo loại vi sinh vật , theo giai đoạn sinh trưởng và trạng thái tế bào của vi sinh vật. Nấm men và nấm mốc chịu lạnh tốt hơn vi khuẩn, bào tử chịu lạnh tốt hơn tế bào, vi sinh vật ở thời kỳ sinh trưởng dễ bị tiêu diệt hơn các thời kỳ khác. Phần lớn, nấm men và nấm mốc ngừng phát triển ở -70C. Nấm mốc Cladosporium, Sporotrichum phát triển ở -60C÷-70C, Penicilium và Monilia mọc ở -40C, nấm men mọc ở -20 ÷ -40C. Các giống vi khuẩn Pseudomonous, Achromobacter, Alcaligence, Micrococcus, Flavobacterium phát triển ở -30C và nhiều giống bị tiêu diệt khi làm lạnh đông. Nếu làm lạnh đông ở -700C thì bào tử Bacillus megatherium và tế bào Staphylococcus aureus vẫn chưa bị tiêu diệt, nhưng 30% E.coli và 20% Pseudomonas aeruginosa bị tiêu diệt. 1.3.2. Nhiệt độ và thời gian làm lạnh đông, bảo quản lạnh đông Khi môi trường chỉ ở trạng thái quá lạnh và ở thể lỏng thì tốc độ bị diệt của vi khuẩn chậm hơn ở trạng thái đông cứng. Ở nhiệt độ từ -50C÷-120C, vi khuẩn bị tiêu diệt chậm hơn ở nhiệt độ từ -180C÷-200C và ở nhiệt độ thấp hơn thì môi trường nhanh chóng đóng băng hơn ở nhiệt độ từ -50C÷-80C, các quá trình sinh hoá của vi sinh vật nhanh chóng bị ngừng, xuất hiện trạng thái tiềm sinh. Thời gian bảo quản lạnh đông kéo dài thì lượng vi sinh vật giảm dần. Một số vi sinh vật bị tiêu diệt hầu như hoàn toàn ở nhiệt độ từ -50C÷-80C với thời gian 10÷14 tháng và sau đó dù ở trong điều kiện bình thường cũng không phát triển được hoặc phát triển rất yếu. Một số loại vi khuẩn (nhất là loại có bào tử) chỉ bị ức chế nhẹ ở điều kiện trên và lại có thể phát triển ngay sau 5÷6 giờ trong điều kiện bình thường. Một số vi khuẩn gây bệnh có thể chịu đựng được nhiều giờ ở nhiệt độ -1900C. Trong thực phẩm lạnh đông, lượng tạp trùng bị tiêu diệt tới 90÷99% nhưng không bị tiêu diệt hoàn toàn. Do vậy, trong quá trình xử lý nguyên liệu trước khi làm lạnh đông, cần đảm bảo vệ sinh công nghiệp cho tốt. 160 Bảo quản sản phẩm lạnh đông lâu dài cũng làm thay đổi thành phần hệ vi sinh vật của chúng. Bảo quản các loại củ từ 6÷7 tháng ở -90C thì chỉ còn 3 trong số 8 loại nấm men và 5 trong số 8 loại vi khuẩn... Ở nhiệt độ cao hơn điểm ơtecti của dịch bào một chút thì vi sinh vật chết rất nhiều. Trong thực phẩm có ngâm đường (ở -120C) hay muối ăn (ở -200C) thì vi sinh vật chết rất nhanh. Tuy vậy trong quá trình bảo quản vẫn tích tụ một lượng đáng kể rượu ethanol do quá trình lên men của nấm men. 1.3.3. Loại nguyên liệu Các nguyên liệu có thành phần hoá học khác nhau cũng có ảnh hưởng đến tốc độ tiêu diệt vi sinh vật trong quá trình làm lạnh đông . Glucid, lipid, protein, muối, các chất keo có tác dụng bảo vệ cho vi sinh vật , trái lại độ pH thấp và hàm lượng nước cao lại làm cho vi sinh vật dễ bị tiêu diệt. Đối với thực phẩm có hàm lượng lipid cao do khả năng truyền nhiệt của lipid kém nên trong quá trình làm lạnh đông , ở bề mặt sản phẩm nước đã đóng băng nhưng bên trong trung tâm sản phẩm chưa đạt tới nhiệt độ đông đặc vì lớp lipid tạo ra một lớp cách nhiệt. Vì vậy, khi làm lạnh đông các sản phẩm chứa nhiều lipid thì cần chú ý đến vấn đề này, còn với các sản phẩm chứa nhiều protein và glucid thì sẽ khắc phục được vấn đề này. 1.4. Môi trường truyền lạnh và các phương pháp làm lạnh đông 1.4.1. Môi trường truyền lạnh Môi trường truyền lạnh hay chất tải lạnh có 3 loại: Môi trường lỏng, môi trường rắn và môi trường khí. a. Môi trường truyền lạnh lỏng (chất tải lạnh lỏng) Môi trường truyền lạnh lỏng dùng trong việc làm lạnh đông thành phẩm thường là dung dịch NaCl hay dung dịch CaCl2 vì chúng có hệ số truyền nhiệt cao, khoảng 794÷836kJ/ m2.h.0C; có thể đạt được 3762 kJ/ m2.h.0C nếu lưu thông với vận tốc là 0,5m/s. Nước muối (NaCl) chỉ dùng ở nhiệt độ không nhỏ hơn -180C÷-190C vì ở -21,20C thì dung dịch hoàn toàn bị đóng băng. Còn dung dịch CaCl2 cho phép sử dụng ở nhiệt độ thấp hơn vì nó đóng băng ở nhiệt độ -550C Nhược điểm khi truyền lạnh bằng môi trường lỏng là nếu dùng trực tiếp chất tải lạnh lỏng thì sẽ làm tăng độ ẩm của thực phẩm, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, làm hoà tan nhiều chất dinh dưỡng của nguyên liệu, ngấm vào nguyên liệu làm giảm phẩm chất của sản phẩm (tạo vị mặn, làm xấu ngoại hình, làm biến màu sản phẩm). Để khắc phục nhược điểm này, người ta tiến hành làm lạnh đông gián tiếp bằng cách ngăn cản nguyên liệu với chất tải lạnh bằng vách ngăn kim loại. Phương pháp này cho hiệu quả cao khi diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và vách ngăn lớn. b. Môi trường truyền lạnh rắn (Chất tải lạnh rắn) Chất tải lạnh rắn thường dùng là nước đá trộn muối, tuyết Cacbonic (băng khô) và các dung dịch muối đóng băng vì chúng có hệ số truyền nhiệt lớn. Khi trộn nước đá với muối NaCl theo tỉ lệ 3:1 thì nhiệt độ đạt -180C. Hỗn hợp CaCl2 và nước đá là 1:2 thì có thể hạ đến nhiệt độ bằng -420C. Điểm thăng hoa của băng khô ở áp suất khí quyển là -78,90C, nhiệt thăng hoa là 573kJ/ kg 161 Nhược điểm khi truyền lạnh bằng môi trường rắn là nếu để môi trường lạnh tiếp xúc với nguyên liệu thì chất lượng nguyên liệu cũng giảm xuống. Để khắc phục thì người ta dùng vách ngăn kim loại để ngăn chất tải lạnh rắn với nguyên liệu. c. Môi trường truyền lạnh khí (Chất tải lạnh khí) Do môi trường lỏng và môi trường rắn có một số nhược điểm trên nên trong sản xuất rau quả lạnh đông người ta thường dùng chất tải lạnh ở thể khí, là không khí và khí CO2. Không khí trước khi đưa vào làm lạnh đông phải qua công đoạn làm sạch. Có thể làm sạch khô hoặc ướt hay ion hóa. Để tiêu diệt vi sinh vật trong không khí có thể dùng phương pháp ozone hóa (nồng độ thể tích 0,1%, thời gian 3÷5 giờ) hoặc chiếu tia cực tím. Để làm lạnh đông nhanh, người ta dùng phương pháp phối hợp: trực tiếp và gián tiếp, tức là thổi trực tiếp không khí lạnh vào sản phẩm kết hợp với sử dụng lạnh của các dàn lạnh trong có chất tải nhiệt lỏng chảy qua. 1.4.2. Các phương pháp làm lạnh đông Cách phân chia phương pháp làm lạnh đông nhanh hay chậm dựa trên cơ sở sự tạo thành tinh thể đá trong sản phẩm, khả năng thoát ẩn nhiệt đóng băng của sản phẩm và liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ quá lạnh, khả năng tạo được t0ql cho sản phẩm. a. Làm lạnh đông chậm Trong lạnh đông chậm thì nhiệt độ không khí t0C>-250C, vkk[...]... sản phẩm đạt yêu cầu chất lượng cao CÂU HỎI ÔN TẬP 1 Nêu khái niệm thực phẩm và công nghệ thực phẩm 2 Trình bày các phương pháp phân loại thực phẩm và các chỉ tiêu chất lượng thực phẩm 3 Những vấn đề nào người tiêu dùng thường quan tâm khi sử dụng thực phẩm? 4 Phân tích mối quan hệ giữa các vấn đề của công nghệ thực phẩm: nguyên liệu, quy trình, thiết bị và tổ chức sản xuất 5 Trong công nghệ thực phẩm. .. logic khái niệm “ công nghệ Từ đó có thể xem xét đến các phạm trù của các yếu tố công nghệ thực phẩm Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống công nghệ 2.2 Các vấn đề của công nghệ thực phẩm Các vấn đề của công nghệ thực phẩm bao gồm nguyên liệu sản xuất, quy trình công nghệ, thiết bị sản xuất và tổ chức sản xuất 2.2.1 Nguyên liệu sản xuất Nguyên liệu để sản xuất thực phẩm có nguồn gốc từ động và thực vật Riêng đối... kiến thức này cho các kỹ sư công nghệ là bắt buộc 2.3 Các phương pháp và quá trình trong công nghệ thực phẩm Trước hết cần phân biệt rõ khái niệm công nghệ gia công và công nghệ chế biến - Gia công: là phương pháp biến đổi vật liệu từ trạng thái này sang trạng thái khác, nhưng chưa đạt đến trạng thái cuối cùng đạt yêu cầu của vật liệu hay sản phẩm - Chế biến: là phương pháp biến đổi vật liệu cho đến... cầu thành phẩm Như vậy chế biến là phương pháp bao gồm nhiều giai đoạn gia công, có thể mô tả theo sơ đồ sau đây: Nguyên liệu Gia công 1 Gia công 2 Gia công n Sản phẩm Để phù hợp với mục đích sử dụng các phương pháp công nghệ, cần phải phân loại các phương pháp đó Có các quan điểm phân loại phương pháp công nghệ thực phẩm sau đây: - Phân loại phương pháp công nghệ theo trình tự thời gian: Chế biến từ... lượng sản phẩm Các nhà sản xuất sẽ lựa chọn được phương pháp chế biến và các thông số công nghệ phù hợp Khi đó, những biến đổi có lợi cho chất lượng sản phẩm sẽ được tạo điều kiện để xảy ra, còn những biến đổi có hại cho chất lượng sản phẩm sẽ được hạn chế hoặc ngăn ngừa 2.2.2 Quy trình công nghệ Quy trình công nghệ hay quy trình sản xuất hoặc dây chuyền sản xuất là một hệ thống các quá trình xử lý... trình công nghệ nào? TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Xuân Hiển (2005), Chế biến thực phẩm đại cương, Trường Đại học An Giang [2] Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên), Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Nguyệt Minh, Trần Thị Thu Trà (2010), Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [3] Lê Bạch Tuyết (chủ biên), (1996), Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, ... không xem chúng là nguyên liệu của ngành công nghiệp thực phẩm Giống vi sinh vật chỉ là những tác nhân gây ra các biến đổi ở nguyên liệu trong các quá trình chế biến Lượng vi sinh vật chỉ chiếm tỷ lệ rất thấp trong các sản phẩm thực phẩm Trong công nghệ thực phẩm đối với nguyên liệu, cần quan tâm hai vấn đề sau: - Cấu tạo, thành phần hóa học của nguyên liệu: Để chế biến một nguyên liệu bất kỳ, các nhà... biến từ nguyên liệu ban đầu đến thành phẩm cuối cùng tất nhiên phải qua nhiều quá trình kế tiếp nhau, tức là phải theo một quy trình Đối với thực phẩm nói chung phải qua các trình tự sau: + Thu nhận nguyên liệu + Bảo quản nguyện liệu tươi hoặc bán chế phẩm + Chế biến sản phẩm + Bảo quản thành phẩm + Xử lý thực phẩm trước khi sử dụng Phương pháp phân loại công nghệ này chủ yếu phù hợp với việc tổ chức... trong từng công đoạn của quy trình công nghệ, sau đó phân tích và biện luận xem những mối nguy nào sẽ trở thành điểm kiểm soát tới hạn Rõ ràng là chỉ có những nhà công nghệ thực phẩm mới có thể làm tốt được công việc này vì họ am hiểu về nguyên liệu, bán thành phẩm, quy trình sản xuất và thiết bị sản xuất Theo quan điểm hiện nay thì tổ chức và quản lý sản xuất là một vấn đề của công nghệ thực phẩm và... bị rót sản phẩm vào bao bì; 12 Bơm; 13 Thiết bị giữ nhiệt; 14 Thiết bị làm nguội chân không 12 Như vậy, mỗi quá trình xử lý nguyên liệu hoặc bán thành phẩm sẽ tương đương với một công đoạn trong quy trình công nghệ Những quá trình náy đều có mục đích công nghệ đặc trưng riêng và được thực hiện trong một thiết bị hay một hệ thống nhiều thiết bị 2.2.3 Thiết bị sản xuất Trong công nghệ thực phẩm, các nhà ... Chương Công nghê chế biến thực phẩm sấy khô Chương Công nghê chế biến thực phẩm lạnh đông Chương Công nghệ chế biến thực phẩm lên men Chương Kỹ thuật chế biến số sản phẩm thực phẩm khác Giáo trình. .. ngành Công nghệ thực phẩm trường Giáo trình gồm phần với nội dung sau: Chương Khái quát chung thực phẩm công nghệ thực phẩm Chương Nguyên liệu thực phẩm Chương Công nghệ chế biến thực phẩm đóng... loại thực phẩm bao gồm thực phẩm tươi, thực phẩm chế biến quy mô gia đình thực phẩm chế biến quy mô công nghiệp + Thực phẩm tươi: Là thực phẩm không qua chế biến hay chế biến phương pháp đơn giản,