Công nghệ sản xuất cháo ăn liền

1. GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu chính để sản xuất cháo ăn liền là gạo, nguyên liệu phụ là nước. Bên cạnh đó còn có các phụ gia như: CMC (carboxyl metyl cellulose), natri polyphosphat, bột màu thực phẩm và muối ăn, dầu cọ tinh luyện, chất điều vị, hành, tiêu, ớt, …. 1.1. Nguyên liệu chính Nguyên liệu chính trong quy trình sản xuất cháo ăn liền là gạo trắng đã qua xay xát 1.1.1. Cấu tạo và thành phần hoá học của nguyên liệu  Cấu tạo: - Gạo trắng thường đã qua xay xát kỹ nên chỉ bao gồm: nội nhũ và một phần nhỏ của phôi: - Nội nhũ là phần được sử dụng lớn nhất của hạt lúa, gồm các tế bào lớn có thành mỏng, chứa tinh bột, protein, một ít cellulose, chất béo, tro và đường. Trong nội nhũ chứa tới 80% tinh bột. Tùy theo giống, điều kiện canh tác và phát triển, nội nhũ có thể trắng trong hay trắng đục. Nếu nội nhũ có độ trắng trong cao thì trong quá trình xay xát gạo ít gãy nát và cho tỷ lệ thành phẩm cao. Ngược lại, nếu nội nhũ có độ trắng đục cao thì trong quá trình chế biến sẽ bi gãy nát nhiều. - Phôi: ở góc dưới nội nhũ, thuộc loại đơn diệp tử, chiếm 2,25% khối lượng gạo. Phôi có cấu tạo xốp, chứa nhiều protein, lipid, vitamin (đặc biệt là vitamin B1),…, nhưng thường bị vụn nát trong quá trình xay xát, và chỉ còm sót lại một phần nhỏ trong hạt gạo. Trong phôi có gù liên kết với nội nhũ, và có rễ mềm, thân và lá. Phôi gồm các tế bào sống có khả năng phân chia, phát triển và tổng hợp các chất. Trong thành phần của phôi có một phức hệ các chất thương có mặt trong tế bào sống.  Thành phần hóa học: - Thành phần của gạo đã xay xát chủ yếu là glucid,và một lượng nhỏ: protein, cellulose, lipid, vitamin, khoáng vô cơ, các enzyme và nước. Bảng 1: Thành phần trung bình (% khối lượng) của gạo đã xay xát (mẫu có độ ẩm 14%) Glucid  77-89   Protid  6.3-7.1   Lipid  0.3-0.5   Tro  0.3-0.8   • Nước : - Hạt gạo có độ ẩm dao động trong khoảng 16% - 28% tuỳ theo điều kiện canh tác. Trong quá trình chế biến, nước (độ ẩm) đóng vai trò quan trọng đối với cấu trúc sản phẩm. • Glucid: - Trong gạo, thành phần glucid bao gồm tinh bột, đường, dextrin, cellulose và hemincellulose. Hàm lượng glucid ở các phần của hạt gạo thì rất khác nhau. Tinh bột tập trung chủ yếu trong nội nhũ. Bảng 2: Thành phần glucid (% khối lượng) của gạo đã xay xát (mẫu có độ ẩm 14%) Tổng Glucid  76.7-78.4   Tinh bột  77.6   Xơ thô  0.2-0.5   Xơ trung tính  0.7-2.3   Pentosans  0.5-1.4   Hemicellulose  0.1   1,3-1,4 β-glucans  0.11   Đường tự do  0.22-0.45   Lignin  9.5-18.4    Tinh bột - Tinh bột là thành phần chủ yếu của hạt gạo, chiếm đến 90% lượng chất khô của hạt gạo xát. Tinh bột tồn tại dưới hai dạng là amylose và amylopectin, tỉ lệ hai thành phần này thay đổi tuỳ thuộc vào giống lúa. Tinh bột quyết định giá trị cảm quan của hạt gạo trong đó thành phần amylose quyết định độ dẻo của sản phẩm làm ra từ gạo. Hạt tinh bột gạo có hình dạng đa giác đặc trưng, kích thước tinh bột gạo nhỏ nhất trong số các loại lương thực, từ 2 - 10μm. Bảng 3 : Tính chất hoá lý của tinh bột gạo tẻ đã loại bỏ chất béo Kích thước hạt (µm)  Protein (%)  Nhiệt độ hồ hóa (0C)  Hàm lượng amylose (%)  Tỷ trọng   4-5  0.58-1.81  52-71  13.3-37.2  1.496-1.511    Đường: - Trong lúa gạo, đường thường tồn tại ở dạng chủ yếu là saccharose, ngoài ra còn có một ít đường glucose, fructose . • Protein: Trong gạo, protein tồn tại ở ba dạng là các hạt cầu protein lớn nằm ở cả hai vùng gần lớp aleurone (subaleurone) và trung tâm hạt. Các hạt cầu protein lớn có đường kính 1-2 μm nằm ở vùng trung tâm hạt. Các hạt cầu protein nhỏ, chủ yếu nằm ở vùng subaleurone, có đường kính 0.5 – 0.7 μm. Trong các hạt cầu, các sợi protein sắp xếp thành các vòng đồng tâm hay tia hướng tâm. Càng ở giữa hạt cầu thì mật độ protein càng cao. Dạng thứ ba là dạng tinh thể có đường kính từ 2 – 3 μm cũng chỉ tồn tại trong lớp subaleurone protein trong gạo xát gồm 4 loại với các tỉ lệ như sau: Bảng 4 : Thành phần % các loại acid amin có trong gạo xát (% lượng protein tổng). Alanine  5.6-5.8   Arginine  8.6-8.7   Aspartic  9.1-9.6   Cystein  1.8-2.6   Glutamic  18.3-18.5   Glycine  4.5-4.8   Histidine  2.3-2.7   Isoleucine  3.2-4.8   Leucine  8.4-8.6   Lysine  3.4-4.2   Methionine  2.3-3   Phenylalanine  5.3-5.5   Proline  4.6-5.1   Serine  5.3-5.9   Threonine  3.7-3.9   Tryptophan  1.3-1.8   Tyrosine  4.4-5.5   Valine  4.9-6.8   • Lipid: Thành phần lipid trong gạo tồn tại hàm lượng chất béo rất nhỏ, chỉ khoảng 1.5 – 2.3% với hàm lượng các hợp chất như sau Bảng 5 : Thành phần lipid trong gạo (% tổng lượng lipid) Lipid trung tính  82   Glycolipid  8   Phospholipid  10   Bảng 6: Thành phần các acid béo tự do có trong gạo (% tổng lượng acid béo) Palmitic  33   Oleic  21   Linoleic  40   Các acid béo khác  6   • Chất khoáng: Bảng 7: Thành phần các chất khoáng trong gạo (% khối lượng chất khô) Nguyên tố đa lượng (mg/g hạt 14%)   Canxi  0.1-0.3   Magie  0.2-0.5   Phospho  0.8-1.5   Phospho dạng phytin  0.3-0.7   Kali  0.7-1.3   Silic  0.1-0.4   Lưu huỳnh  0.8   Nguyên tố vi lượng (µm/g hạt 14%)   Nhôm  0.1-22   Brom  0.9   Cadimi  0.0025   Clo  200-300   Coban  0.017   Đồng  2-3   Flo  0.3   Iod  0.02   Sắt  2-28   Mangan  6-17   Thùy ngân  0.005   Molybden  1.4   Niken  0.14   Rubidi  6   Selen  0.3   Natri  5-86   Thiếc  1.1   Kẽm  6-23   • Vitamin: Trong gạo, thành phần vitamin gồm các loại B1 ,B2 ,B5 ,PP ,E ,…với phần lớn vitamin tập trung ở lớp vỏ hạt, lớp aleurone và phôi hạt. Phần nội nhũ hạt chứa lượng vitamin rất ít ,vì vậy gạo trắng cũng chỉ chứa một ít hàm lượng các vitamin. Bảng 8: Thành phần vitamin trong gạo trắng (có độ ẩm 14%) (đơn vị là % khối lượng hạt) Retinol (A)  0-0.9   Thiamine (B1)  3-19   Riboflavin (B2)  1.7-2.4   Niacin  224-389   Pirydoxine (B5)  9-27   Panthothnic acid  29-56   Biotin  0.1-0.6   Inositol tổng  3700-3900   Choline tổng  860-1250   p-aminobenzoic acid  0.6   Folic acid  0.9-1.8   Cyanocobalamin (B12)  0-0.003   α-tocopherol (E)  54-86   1.1.2. Các chỉ tiêu chất lượng của gạo trắng: Bảng 9: Phân loại các tiêu chuẩn của hạt gạo (nguồn Jenníng et al., 1979) Kích thước  Chiều dài (mm)  Cấp độ  Hình dạng  Tỷ lệ dài/rộng  Cấp độ   Dài nhất  7.5+  1  Thon  3.0+  1   Dài  6.61-7.5  3  Trung bình  2.1-3.0  3   Trung bình  5.51-6.60  5  Hơi tròn  1.1-2.0  5   Ngắn  -5,50  7  Tròn  -1.1  7   Bảng 10: Chỉ tiêu chất lượng gạo trắng (Không lớn hơn theo % khối lượng ) (Theo TCVN 5644:1999) Loại gạo hạt dài  Tấm (%)  Bạc phấn  Bị hỏng  Hạt non  Hạt nếp  Tạp chất  Thóc Hạt/kg  Độ ẩm  Hạt vàng  Mức xát   100%  4.0  5  0.25  0  1.5  0.05  10  14.0  0.2  Rất kỹ   5%  5.0  6  1.0  0.2  1.5  0,1  15  14.0  0.5  Kỹ   10%  10  7  1.25  0.2  1.5  0.2  20  14.0  1.00  Kỹ   15%  15  7  1.5  0.3  2.0  0.2  25  14.0  1.25  Vừa phải   20%  20  7  2.0  0.5  2.0  0.3  25  14.5  1.25  Vừa phải   25%  25  8  2.0  1.5  2.0  0.5  30  14.5  1.5  Bình thường   35%  35  10  2.0  2.0  2.0  0.5  30  14.5  2.0  Bình thường   45%  45  10  2.5  2.0  2.0  0.5  30  14.5  2.0  Bình thường   Bảng 11 : Yêu cầu chất lượng đối với gạo Chỉ tiêu  Hạng chất lượng    Hạng 1  Hạng 2  Hạng 3   1. Độ ẩm, % theo khối lượng không lớn hơn Riêng các tỉnh miền nam và thành phố Hồ Chí Minh  14.0 15.0  14.0 15.0  14.5 15.5   2. Tạp chất, % theo khối lượng không lớn hơn  2.0  3.0  5.0   3. Tỷ lệ lật sạch, % theo khối lượng không lớn hơn  79.0  78.0  77.0   4. Hạt hư hỏng, % theo khối lượng không lớn hơn  1.5  2.5  4.0   5. Hạt vàng, % theo khối lượng không lớn hơn  0.5  1.0  2.0   6. Hạt bạc phấn, % theo khối lượng không lớn hơn  5.0  7.0  10.0   7. Hạt non và khuyết tật, % theo khối lượng không lớn hơn  3.0  4.0  6.0   8. Hạt đỏ, % theo khối lượng không lớn hơn  2.0  4.0  7.0   9. Hạt rạn nứt, % theo khối lượng không lớn hơn  8.0  15.0  20.0   10. Hạt lẫn loại, % theo khối lượng không lớn hơn  6.0  10.0  15.0   Bảng 12: Liều lượng sử dụng cho phép của các hoá chất trong gạo trắng (Theo FAO/WHO 1982) Loại hóa chất  Liều lượng hóa chất trộn vào gạo (ppm)   Malathon  8-12   Pirimiphos methyl  4-10   Fenitronthion  4-12   Bromophos  6-12   Chlorpyrifos methyl  4-10   Dichlorvos  2-20   Methacrifos  5-15   Lindane  1-2.5   Pyrethrins  3   Bioresmethrin  2   Deltamethrin  2   Permethrins  5-10   1.1.3. Yêu cầu của gạo dùng trong sản xuất cháo ăn liền: - Hiện nay, công nghệ chế biến gạo của nước ta còn khá thô sơ và phương thức chế biến chủ yếu là thủ công, quy mô nhỏ. Do tình trạng sử dụng nguyên liệu và quy trình chế biến tùy tiện nên năng suất và chất lượng sản phẩm không ổn định, mẫu mã chưa hấp dẫn, thâm chí còn chưa đảm bảo vệ sinh…nên khả năng cạnh tranh chưa cao. Để ngành sản xuất lúa gạo phát triển hơn nữa đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường việc chế biến lúa gạo thành các sản phẩm hàng hóa là rất cần thiết. Với mục tiêu đó, các phương pháp chế biến gạo truyền thống của nước ta hiện nay cần được công nghiệp hóa, tiêu chuẩn hóa từ khâu lựa chọn nguyên liệu đến quy trình và dây chuyền công nghệ sản xuất. Việc tìm hiểu các loại gạo, các đặc tính chất lượng sử dụng trong chế biến có ý nghĩa rất quan trọng. Bảng 13: Các loại gạo của nước ta hiện nay Mẫu  Loại gạo  Tỷ lệ trộn  Thời gian bảo quản từ thu hoạch đến chế biến   1  C70+CR203  1:5  6   2  CR203   8   3  DT10   6   4  CR203   6   5  Mộc Tuyền   12   6  Mộc Tuyền   7   7  VN10   6   8  VN10+DT10  1:5  8   9  13/2   7   10  VN10   8   11  Mộc Tuyền   8   12  13/2+DT10  3:1  12   13  13/2+K.dân  2:1  12   14  13/2   9   15  DT10   9   - Gạo sử dụng chế biến cháo gồm 7 giống: CR203, DT10, Mộc Tuyền, 13/2 (IR17494), VN10, Khang Dân, C70. Gạo dùng trong chế biến cháo được xay xát từ thóc ‘’cũ’’ là loại thóc sau khi thu hoạch có thời gian lưu kho ít nhất là 6 tháng đến 1 năm, thuận lợi cho chế biến cháo vì quá trình gia công dễ dàng, sản phẩm có chất lượng ổn định. Bên cạnh lựa chọn gạo thì các khâu trong quá trình chế biến cũng quyết định rất lớn đến chất lượng cháo. - Cần lựa chọn loại gạo tẻ tốt và phải đảm bảo yêu cầu sau:  Gạo tẻ ngon  Không có mùi mốc  Không có sâu mọt  Tỷ lệ tạp chất dưới 0,1% - Tùy theo quy mô sản xuất và điều kiện bảo quản mà tính toán dự trữ một số lượng gạo vừa phải. 1.1.4. Tính chất công nghệ của gạo dùng trong sản xuất cháo ăn liền:  Nhiệt độ hồ hóa: - Trong quá trình sản xuất, gạo cần có những tính chất phù hợp để đáp ứng được các yêu cầu công nghệ. Thông số quan trọng ở đây cần quan tâm là nhiệt độ hồ hóa. - Nhiệt độ hồ hóa được đánh giá thông qua điểm phá hủy kiềm . Điểm phá hủy kiềm biến động từ 4.7 đến 5.6. Có 5 mẫu có điểm phá hủy kiềm là 5.2. Phân loại nhiệt độ hồ hóa theo Rice post-havrest technology thì 100% số mẫu nghiên cứu có nhiệt độ hồ hóa ở mức trung bình, qua đó cho thấy các loại gạo lựa chọn làm cháo khác nhau, tuy giống khác nhau nhưng có đặc điểm chung là có nhiệt độ hồ hóa ở mức trung bình. Bảng 14: Nhiệt độ hồ hóa và độ bền gel của một số loại gạo Tên mẫu  Độ phá hủy kiềm  Chiều dài gel (mm)    Điểm  Phân loại  30 phút  60 phút  Phân loại   1  5.2 ± 0.2  Trung bình  60.6  62.6 ± 1.52  Mềm   2  5.0 ± 0.4  Trung bình  53.7  55.8 ± 1.24  Trung bình   3  4.7 ± 0.2  Trung bình  46.8  49,2± 1,24  Trung bình   4  5.2 ± 0.2  Trung bình  57.8  60.2 ± 1.24  Trung bình   5  5.2 ± 0.2  Trung bình  59.8  62.6 ± 1.52  Mềm   6  4.7 ± 0.2  Trung bình  52.2  53.8 ± 1.24  Trung bình   7  5.5 ± 0.2  Trung bình  55.8  57.6 ± 1.24  Trung bình   8  5.4 ± 0.2  Trung bình  57.8  59.8 ± 1.24  Trung bình   9  5.2 ± 0.1  Trung bình  49.8  52.2 ± 1.24  Trung bình   10  5.4 ± 0.1  Trung bình  51.8  53.8 ± 1.24  Trung bình   11  5.6 ± 0.1  Trung bình  56.8  59.4 ± 1.52  Trung bình   12  5.5 ± 0.2  Trung bình  60.2  61.8 ± 1.24  Mềm   13  4.7 ± 0.2  Trung bình  71.8  74.6 ± 1.52  Mềm   14  4.8 ± 0.1  Trung bình  68.2  70.2 ± 1.24  Mềm   15  5.2 ± 0.1  Trung bình  53.8  55.8 ± 1.24  Trung bình   - Trong thực tế, gạo có nhiệt độ hồ hóa trong khoảng 70-80oC.  Tính hấp thụ: - Do độ ẩm của nguyên liệu là một thông số quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến thông số công nghệ của các quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm nên khả năng hấp thụ (hút ẩm) của nguyên liệu cũng là một yếu tố cần phải xem xét trong quá trình lựa chọn nguyên liệu: - Hạt gạo được cấu tạo chủ yếu từ tinh bột, cellulose, protein có các nhóm hydroxyl háo nước, nhóm –SH, -SCH3... có khả năng liên kết với các khí và hơi ẩm tạo hấp thụ hóa học và hấp thụ vật lý. Mặt khác, trong hạt có nhiều mao quản kích thước từ 10-7-10-3 cm nên hơi nước và các chất khí dễ dàng hấp phụ và ngưng tụ trong mao quản hạt - Độ ẩm còn gây ảnh hưởng tới các tính chất vật lý của hạt. Hoạt độ của nước ảnh hưởng tới hoạt động của enzyme các vi sinh vật trong hạt làm giảm chất lượng của hạt. Ngoài ra, hoạt độ nước càng cao, hạt càng hô hấp mạnh sẽ làm tổn thất chất khô càng nhiều, đồng thời nhiệt và hơi nước sinh ra lại có khả năng làm tăng cường dộ hô hấp của nguyên liệu - Các yếu tố ảnh hưởng đến ẩm cân bằng của hạt: nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí và bản chất của từng loại hạt. 1.2. Nguyên liệu phụ 1.2.1 Nước - Nước dùng trong sản xuất cháo ăn liền phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn của nước dùng trong thực phẩm. Nghĩa là phải đạt các yêu cầu cụ thể như sau: Bảng 15: Chỉ tiêu chất lượng của nước (TCNV 5502 : 2003) STT  Tên chỉ tiêu  Đơn vị  Mức không lớn hơn   1  Màu sắc  Mg/l Pt  15   2  Mùi, vị  -  Không có mùi, vị lạ   3  Độ đục  NTU  5   4  pH  -  6-8.5   5  Độ cứng, tính theo CaCO3  mg/l  300   6  Hàm lương oxi hòa tan, tính theo oxi  mg/l  6   7  Tổng chất rắn hòa tan  mg/l  1000   8  Hàm lượng amoniac, tính theo N  mg/l  3   9  Hàm lượng asen  mg/l  0.01   10  Hàm lượng antimon  mg/l  0.005   11  Hàm lượng chlorua  mg/l  250   12  Hàm lượng chì  mg/l  0.01   13  Hàm lượng crom  mg/l  0.05   14  Hàm lượng đồng  mg/l  1.0   15  Hàm lượng florua  mg/l  0.7-1.5   16  Hàm lượng kẽm  mg/l  3.0   17  Hàm lượng hydro sunfua  mg/l  0.05   18  Hàm lượng mangan  mg/l  0.5   19  Hàm lượng nhôm  mg/l  0.5   20  Hàm lượng nitrat, tính theo nitơ  mg/l  0.5   21  Hàm lượng nitrit, tính theo nitơ  mg/l  10.0   22  Hàm lượng Fe tổng số (Fe2++Fe3+)  mg/l  1.0   23  Hàm lượng Hg  mg/l  0.5   24  Hàm lượng Xyanua  mg/l    25  Chất hoạt động bề mặt tính theo Linear ankyl benzen Sunfonat  mg/l    26  Benzen  mg/l  0.001   27  Phenol và dẫn xuất của Phenol  mg/l  0.07   28  Dầu mỏ và các hợp chất của dầu mỏ  mg/l  0.01   29  Hàm lượng thuốc trừ sâu lân hữu cơ  MPN/100ml  0.01   30  Hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ  MPN/100ml  0.1   31  Coliform tổng số  pCi/l  2.2   32  E.Coli và coliform chịu nhiệt  pCi/l  0   33  Tổng hoạt động α   3   34  Tổng hoạt động β   30   1.2.2. Dầu cọ tinh luyện Bảng 16: Chỉ tiêu chất lượng của dầu cọ tinh luyện (TCVN 6048:1995) STT  Tên chỉ tiêu  Yêu cầu   1  Màu sắc  Trong suốt hoặc màu vàng sáng   2  Mùi vị  Không mùi   3  Triglyceride (%)  ≥ 99,77   4  Độ ẩm (%)  0,10 – 0,15   5  Chỉ số acid (ml NaOH 1N/g mẫu)  0,2 – 0,3   6  Chỉ số peroxide (ml Na2S2O3 0,002 N/g mẫu)  0,60 – 1,25   7  Phản ứng Kreiss  Không có   8  Tạp chất  Không có   9  Chỉ tiêu vi sinh  Theo tiêu chuẩn bộ y tế   1.3. Gia vị - phụ gia: 1.3.1. Gia vị:  Muối ăn: Các yêu cầu kỹ thuật của muối Bảng 17: Chỉ tiêu cảm quan của muối(theo TCVN 3974 – 84): Tên chỉ tiêu  Thượng hạng  Hạng 1  Hạng 2   Màu sắc  Trắng trong, trắng  Trắng, ánh xám, ánh vàng, ánh hồng  Trắng xám, trắng nâu   Mùi vị  Không mùi Dung dịch muối 5% có vị mặn thuần khiết, không có vị lạ   Dạng bên ngoài và cở hạt  Khô ráo, sạch Cỡ hạt 1-15mm   Bảng 18: Chỉ tiêu hoá lý của muối (theo TCVN 3974 – 84): Tên chỉ tiêu  Thượng hạng  Hạng 1  Hạng 2   Hàm lượng NaCl, tính % theo khối lượng khô, không nhỏ hơn  97.0  95.0  93.0   Hàm lượng chất không tan trong nước, tính % theo khối lượng khô, không lớn hơn  0.25  0.4  0.8   Hàm lượng các ion tính % theo khối lượng khô, không lớn hơn Ca2+ Mg2+ SO42-  0.3 0.4 1.1  0.45 0.7 1.8  0.55 1.0 2.35    Bột ngọt (Chất điều vị monosodium glutamate – E621) - Cấu tạo:
Hình 1: Cấu tạo phân tử monosodium glutamate - Tính chất vật lý: • Tinh thể rắn không màu, không mùi • Có vị muối nhạt, vị umami (vị ngon) • Nhiệt độ nóng chảy 232 °C • Độ tan trong nước: 74 g/ml Bảng 19: Chỉ tiêu chất lượng của bột ngọt (Tiêu chuẩn TCVN 1459-1996 QĐ. 867/98 QQĐ-NYT) STT  Chỉ tiêu  Yêu cầu   1  Độ ẩm  < 0,50   2  pH  6,70 - 7,20   3  Hàm lượng Glutamate (g/100g)  > 99,00   4  Hàm lượng chì (Pb), mg/kg  ≤ 2,00   5  Hàm lượng Arsen (AS), mg/kg  ≤ 5,00   6  Tổng số vi khuẩn hiếu khí/ g  104   7  Coliform/ g  102   8  E.coli/g  3    Tiêu: - Chất lượng tiêu được quyết định bởi hai yếu tố : • Hàm lượng piperine (5 -9%), thành phần tạo vị cay nồng của tiêu. Piperine được phân lập lần đầu tiên vào năm 1819 do Oersted ở dạng tinh thể màu vàng. Đây là một alkaloid chủ đạo tạo nên vị cay nồng đặc trưng cho tiêu, nó có trong lớp ngoài thịt quả và bên trong hạt. Công thức hoá học của piperine là C17H19O3N, nóng chảy ở 128 – 130oC. Piperine là một base yếu, phản ứng thủy phân với acid nitrite tạo ra sản phẩm là một hợp chất bay hơi có tên gọi piperidine (C5H11N) và acid piperinic (C17H19O4). • Cấu tạo hóa học của piperine: 5 (3,4-methylene dioxyphenyl)-penta- 2,4-diennic acid piperidide
Hình 2: Cấu tạo hóa học của piperine - Piperine rất nhạy cảm với ánh sáng. Dung dịch Piperine trong rượu khi bị chiếu xạ sẽ tạo ra hỗn hợp gồm isopiperine và isochavicine. Một đồng phân quang học của piperine là chavicine C17H19O3N (2.2-4.6%), có vị cay hắc, làm cho tiêu có vị cay nóng (vị cay yếu hơn piperine), tan trong rượu, ete, chất béo, đặc ở 0oC. Vì chavicine tập trung ở phía ngoài vỏ, thủy phân sẽ cho piperidine và acid chavinic C12H10O4 . - Tinh dầu bay hơi (hàm lượng 1.5 – 2.2%), thành phần tạo hương thơm đặc trưng của tiêu. Tinh dầu tập trung ở vỏ quả. Tinh dầu màu vàng nhạt hay lục nhạt, là hỗn hợp của rất nhiều loại hợp chất bay hơi. Tất cả đều góp phần tạo hương thơm cho tiêu. Tiêu mất mùi thơm do quá trình bốc hơi, vì vậy bảo quản kín tiêu có thể giúp tiêu giữ được hương vị tự nhiên lâu hơn. Tiêu cũng có thể bị mất hương thơm khi tiếp xúc với ánh sáng, tác nhân biến các chất piperine sẽ bị chuyển hoá thành những chất không vị isochavicine. Một khi nghiền, hương vị của tiêu có thể bay hơi nhanh chóng. Bảng 20: Thành phần dinh dưỡng của tiêu đen (tính cho 100g) 1 Composition of Foods: Spices and herbs, USDA Agricultural Handbook 8-2, Jan 1977, 2 The Nutritional Composition of Spices, ASTA Research Committee, Feb 1977. - Tiêu chuẩn chất lượng của tiêu: Bảng 21: Chỉ tiêu vật lí của hạt tiêu (TCVN 7036-2008) Tên chỉ tiêu  Mức yêu cầu    Loại đặc biệt  Loại 1  Loại 2  Loại 3  Hạt tiêu đã qua chế biến   1. Tạp chất lạ, % khối lượng, không lớn hơn  0.2  0.5  1  1  0.2   2. Hạt lép, % khối lượng, không lớn hơn  2  6  10  18  2   3. Hạt vỡ, % khối lượng, không lớn hơn.  2  2  4  4  1   4. Khối lượng theo thể tích, g/l, không nhỏ hơn  600  550  500  450  600   Bảng 22: Chỉ tiêu hóa học của tiêu đen Các chỉ tiêu  Mức yêu cầu    Hạt tiêu đen  Hạt tiêu đã qua chế biến  Tiêu bột   1. Độ ẩm, % khối lượng, không lớn hơn  13  12.5  12.5   2. Tro tổng số, % chất khô, không lớn hơn.  7  6  6   3. Chất chiết ete không bay hơi, % chất khô, không nhỏ hơn  6  6  6   4. Dầu bay hơi, %  2  2  1   (ml/100g) tính theo chất khô, không nhỏ hơn.      5. Piperin, % chất khô, không nhỏ hơn.  4  4  4   6. Tro tổng không tan trong acid, % chất khô, không lớn hơn.  -  -  1.2   Xơ thô, chì số không hòa tan, % chất khô, không nhỏ hơn.  -  -  17.5   Bảng 23: Chỉ tiêu vi sinh vật đối với hạt tiêu đen đã qua chế biến Tên chỉ tiêu  Mức giới hạn   1. Coliform, số vi khuẩn trong 1mg sản phẩm  102   2. E. Coli, số vi khuẩn trong 1mg sản phẩm  3   3. Salmonella, số khuẩn lạc trong 25 mg sản phẩm.  0   4. S. aureus, số vi khuẩn trong 1mg sản phẩm  102   5. Tổng số vi khuẩn hiếu khí, số vi khuẩn trong 1mg sản phẩm.  104   6. Nấm men, nấm mốc, số tế bào trong 1mg sản phẩm  102    Tỏi - Tính chất: Hàm lượng nước khoảng 65%, hơi thấp so với các loại trái cây và rau củ (80-90%). Củ tỏi khô gồm có carbohydrate chứa fructose, các hợp chất sulfur, protein và các acid amin. - Khi tỏi được thái mỏng hay băm nhuyễn nó sẽ tiết ra allicin C6H10OS2, một hợp chất sulfur có tác dụng diệt khuẩn rất mạnh đối với vi trùng Staphyllococcus, thương hàn, phó thương hàn, lỵ, vi trùng tả, trực khuẩn sinh bệnh bạch hầu, vi khuẩn thối. Allicin bị mất hoạt tính dưới tác dụng của nhiệt, kiềm, tuy nhiên ít bị ảnh hưởng bởi acid yếu. Bảng 24: Thành phần hóa học chung của tỏi. Thành phần  Hàm lượng (% tỏi tươi)   Nước Carbohydrate (fructan) Protein Lipid Chất xơ Nitrogen Khoáng Vitamin Saponin Tinh dầu Diallyl disulphite Diallyl trisulphite Allyl propyl sulphite và diallyl sulphite  62-68 26-30 1.5-2.1 0.1-0.2 1.5 0.6-1.3 0.7 0.015 0.04-0.11 0.1-0.25 60 % tinh dầu 20% tinh dầu 6% tinh dầu   1.3.2. Phụ gia:  CMC (carboxyl methyl cellulose): - Là chất rắn không màu, không mùi, không vị. - Vai trò: được pha vào trong dd trộn với bột gạo (thường pha với tỉ lệ 0.5 – 1% so với tổng lượng bột) nhằm:  Tăng độ dai cho sản phẩm cháo do làm tăng liên kết hydro.  Có tính keo dính, tác dụng ổn định.  Là chất nhũ hóa. - Ngoài ra còn dùng một số phụ gia khác có chức năng tương tự như: Xanthan gum, Guar gum, Locust bean gum.  Hương liệu: bổ sung cho gói bột nêm hay gói soup tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm. Sau đây là bảng tiêu chuẩn phụ gia thực phẩm được sử dụng trong khi chế biến cũng như thêm vào gói gia vị của cháo ăn liền Bảng 25: Tiêu chuẩn phụ gia thực phẩm được sử dụng trong khi chế biến cũng như thêm vào gói gia vị của cháo ăn liền (TCVN 7879:2008) Số INS  Phụ gia thực phẩm  Mức tối đa   Chất điều chỉnh độ axit   260  Axit acetic, băng  GMP   262(i)  Natri axetat  GMP   270  Axit lactic (L-, D-, và DL-)  GMP   296  Axit malic  GMP   327  Canxi Lactat  GMP   330  Axit Citric  GMP   331(iii)  Trinatri xitrat  GMP   334  Axit Tartaric (L+, L-)  7500mg/kg   350(ii)  Natri Malat  GMP   365  Natri fumarat  GMP   500(i)  Natricacbonat  GMP   500(ii)  Natri hydrocacbonat  GMP   501(i)  Kali cacbonat  GMP   516  Canxi Sulfat  GMP   529  Canxi oxit  GMP   Chất chống oxi hóa   300  Axit ascorbic (L-)  GMP   304  Ascorbyl Palmitat  500mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo ascobyl srteaat   305  Ascorbyl stearat    306  Hỗn hợp tocopherol đậm đặc  200mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp   307  Alpha-tocopherol    310  Propyl gallat    319  Tertiary butylhydroquinol  200mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo chất béo hoặc dầu   320  Hydroxyl đã butylat hóa    321  Hydroxytoluen đã butylat hóa    Chất tạo màu   100(i)  Curcumin  500mg/kg   101(i)  Riboflavin  200mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tinh theo riboflavin   101(ii)  Riboflavin 5’-phosphat, natri    102  Tartrazin  300mg/kg   110  Subset yellow FCF  300mg/kg   120  Carmin  100mg/kg   123  Amaranth  100mg/kg   141(i)  Phức chất đồng Clorophyl  100mg/kg   141(ii)  Phức chất đồng Clorophyl, các muối natri và kali  100mg/kg   143  Fast grenn FCF  290mg/kg   150a  Caramel 1-plain  GMP   150b  Caramel II-caustic sulphit  50000mg/kg   150c  Caramel III-amoniac  50000mg/kg   150d  Caramel IV-amoniac sulphit  50000mg/kg   160a (i)  Bêta caroten tổng hợp  1200mg/kg   160a(ii)  Caroten thực vật  1000mg/kg   160a(iii)  Bêta-caroten  1000mg/kg   160e  Bêta-apo-carotenal  200mg/kg   160f  Axit-beta-apo-8’, metyl hoặc etyl este  1000mg/kg   162  Củ cải đường đỏ  GMP   Chất tạo hương   620  Axit glutamic (L-,L+)  GMP   621  Mononatri glutamat, L-  GMP   631  Dinatri 5’-inosinat  GMP   627  Dinatri 5’-guanulat  GMP   635  Dinati 5’-ribonucleotit  GMP   Chất ổn định   170(i)  Canxi cacbonat  GMP   406  Thạch  GMP   459  Beta-xyclodextrin  1000mg/kg   Chất làm dày   400  Axit alginic  GMP   401  Natri algilat  GMP   410  Carob bean gum    407  Carageenan và các muối Na, K, NH4 của chúng  GMP   407a  Tảo Eucheuma đã chế biến  GMP   412  Guar gum  GMP   414  Gum arabic  GMP   415  Xanthan gum  GMP   416  Karaya gum  GMP   417  Tara gum  GMP   418  Gellan gum  GMP   424  Curdlan  GMP   440  Pectin  GMP   466  Natri cacboxylmetyl xenlulo  GMP   508  Kali clorua  GMP   1401  Tinh bột đã xử lý bằng axit  GMP   1402  Tinh bột đã xử lý bằng kiềm  GMP   1403  Tinh bột đã tẩy trắng  GMP   1404  Tinh bột đã oxi hóa  GMP   1405  Tinh bột đã xử lý bằng enzym  GMP   1410  Monostarch phosphat  GMP   1412  Ditarch phosphat đã esta hóa bằng natri trimetaphosphat, esta hóa bằng phospho oxy clorua  GMP   1413  Ditarch phosphat đã phosphat hóa  GMP   1414  Ditarch phosphat đã axetylat hóa  GMP   1420  Tinh bột axetat  GMP   1422  Distarch adipat đã axetylat hóa  GMP   1440  Hydroxypropyl starch  GMP   1442  Hydroxypropyl distarch  GMP   1450  Tinh bột Natri octenyl suxinat  GMP   1451  Tinh bột oxi hóa đã axetylat hóa  GMP   Chất giữ ẩm   325  Natri lactac  GMP   339(i)  Mononatri octophosphat  2000mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo phospho   339(ii)  Dinatri octophosphat    339(iii)  Trinatri octophosphat    340(i)  Monokali octophosphat    340(ii)  Dikali octophosphat    340(iii)  Trikali octophosphat    450(i)  Dinatri diphosphat    450(iii)  Tetranatri diphosphat    450(v)  Tetrakali diphosphat    450(vi)  Dicanxi diphosphat    451(i)  Pentannatri triphosphat    452(i)  Natri polyphosphat    452(ii)  Kali polyphosphat    452(iv)  Canxi polyphosphat    452(v)  Amoni polyphosphat    420  Sorbitol và sorbitol syrup  GMP   1520  Propylen glycol  10000mg/kg   Chất tạo nhũ   322  Lectin  GMP   405  Propylen glycol alginat  5000mg/kg   430  Polyoxietylen (8) stearat  5000mg/kg (theo chất khô) riêng lẻ hoặc kết hợp   431  Polyoxietylen (40) stearat    432  Polyoxietylen (20) sorbitan monolaurat  5000mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo polyoxietylen (20) sorbitan este tổng số   433  Polyoxietylen (20) sorbitan monooleat    434  Polyoxietylen (20) sorbitan monopalmitat    435  Polyoxietylen (20) sorbitan monostearat    436  Polyoxietylen (20) sorbitan tristearat    471  Mono và di-glyxerit của các axit béo  GMP   472e  Diaxetyltartaric và các este axit béo của glycerol  10000mg/kg   473  Sucrosa este của các axit béo  2000mg/kg   475  Este polyglycerol của các axit béo  2000mg/kg   476  Este polyglycerol của các axit rixinoleic nội este hóa  500mg/kg   477  Propylen glycol este của các axit béo  500mg/kh (theo chất khô)   481(i)  Natri stearoyl lactylat  5000mg/kg   482(i)  Canxi stearoyl lactylat  5000mg/kg   491  Sorbitan monostearat  5000mg/kg (theo chất khô) riêng lẻ hoặc kết hợp   492  Sorbitan tristearat    493  Sorbitan monolaurat    495  Sorbitan monopalmitat    Chất bảo quản   200  Axit sorbic  2000mg/kh riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo axit sorbit   201  Natri sorbat    202  Kali sorbat    203  Canxi sorbat    Chất chống vón cục   900a  Polidimetylsiloxan  50mg/kg   2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1. Sơ đồ khối: Để sản xuất ra sản phẩm cháo ăn liền, ta có thể dựa trên một trong hai quy trình công nghệ sau: 2.1.1. Quy trình 1: Gạo Nước Nước Rửa Gia ẩm  Tạp chất Ép đùn Nghiền Gói gia vị, gói dầu  Bao gói Sản phẩm 2.2.2. Quy trình 2: Gạo Làm sạch Làm phồng (gun puffing) Nghiền Gói gia vị, gói dầu  Bao gói Sản phẩm 2.2. Giải thích quy trình công nghệ: - Trong hai quy trình công nghệ, mỗi quá trình có mục đích công nghệ khác nhau, phần sau đây khảo sát các biến đổi của nguyên liệu khi thực hiện quá trình, các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình, thiết bị thực hiện và các thông số công nghệ liên quan. 2.2.1. Rửa: a. Mục đích công nghệ: - Chuẩn bị: loại tạp chất có trong nguyên liệu (bụi, đất, …), đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn vệ sinh cho nguyên liệu đưa vào sản xuất. b. Các biến đổi của nguyên liệu: • Biến đổi vật lí:  Giảm lượng tạp chất ( bụi, đất, …) có trong nguyên liệu.  Nhiệt độ nguyên liệu giảm.  Do có sự hút nước vào trong nguyên liệu nên làm thay đổi tỉ trọng của nguyên liệu. • Biến đổi sinh học: Giảm mật độ vi sinh vật nhiễm trên nguyên liệu do sự rửa trôi vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. • Biến đổi hóa học: Do có sự hút nước trong quá trình rửa nên độ ẩm của nguyên liệu tăng sau khi rửa. • Biến đổi hóa lí: Trong quá trình rửa, có thể xảy ra quá trình hòa tan một số chất tan vào trong nguyên liệu: vitamin, khoáng, … đồng thời có sự hút nước vào trong nguyên liệu. • Biến đổi hóa sinh: các biến đổi hóa sinh xảy ra không đáng kể. c. Các yếu tố ảnh hưởng: - Mức độ nhiễm bẩn (độ sạch) của nguyên liệu: tùy theo tình trạng nhiễm bẩn của nguyên liệu mà có các chế độ rửa cũng như thời gian rửa khác nhau. - Chất lượng nước và nhiệt độ nước rửa: nước dùng để rửa phải qua xử lí và đạt tiêu chuẩn nước công nghệ. Nhiệt độ nước rửa cũng là yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa. Nhiệt độ cao giúp quá trình tách các tạp chất ra khỏi nguyên liệu dễ dàng hơn đồng thời có tác dụng ức chế vi sinh vật nhưng kéo theo nó là chi phí về năng lượng, thiết bị và các yếu tố khác. d. Thiết bị và thông số công nghệ: • Thiết bị - Thiết bị có cấu tạo là các bồn inox hình trụ, đáy côn. Bên trong có hệ thống vòi phun nước giúp tăng hiệu quả làm sạch lớp tạp chất bám trên bề mặt hạt gạo.
• Thông số công nghệ: Hình 3: Hệ thống ngâm rửa gạo  Nhiệt độ nước rửa: 20-25oC  Nước rửa gạo đạt tiêu chuẩn nước công nghệ. 2.2.2. Gia ẩm: a. Mục đích công nghệ: - Chuẩn bị: quá trình gia ẩm giúp nguyên liệu đạt được độ ẩm thích hợp chuẩn bị cho quá trình ép đùn. b. Các biến đổi của nguyên liệu: • Biến đổi vật lí:  Nhiệt độ nguyên liệu thay đổi trong quá trình gia ẩm tùy theo nhiệt độ của nước.  Sự thay đổi về khối lượng riêng của nguyên liệu • Biến đổi hóa học: Hạt tinh bột hút nước trương nở một phần làm tăng độ ẩm của nguyên liệu. • Biến đổi hóa lí: Trong quá trình gia ẩm, có sự hút nước vào bên trong nguyên liệu đồng thời các chất tan có trong nguyên liệu hòa tan vào nước. Nhiệt độ trong quá trình cũng góp phần làm bay hơi một số tạp chất mùi có trong nguyên liệu. c. Các yếu tố ảnh hưởng: - Nhiệt độ và thời gian: nếu nhiệt độ quá cao và thời gian quá dài sẽ xảy ra các phản ứng hóa học không mong muốn, bên cạnh đó, sự tổn thất các cấu tử mẫn cảm với nhiệt độ gia tăng, các giá trị liên quan đến cấu trúc, màu sắc và mùi vị của nguyên liệu sẽ bị biến đổi theo chiều hướng không mong muốn, đồng thời còn liên quan đến những vấn đề về chi phí năng lượng. Nếu thời gian và nhiệt độ thấp có thể không tạo được độ ẩm thích hợp cho quá trình ép đùn, không tạo được giá trị sản phẩm mong muốn. - Bản chất nguyên liệu: tùy vào cấu trúc và liên kết giữa các thành phần tùy thuộc vào từng loại gạo nguyên liệu mà ảnh hưởng đến khả năng hút ẩm của chúng. d. Thiết bị và thông số công nghệ: • Thiết bị: Sử dụng các bể ngâm hạt, làm bằng thép không gỉ, có thể có lớp vỏ áo giữ nhiệt.  • Thông số công nghệ:  Nhiệt độ: 60– 70oC  Thời gian: 20 – 30 phút  Độ ẩm của nguyên liệu khi kết thúc quá trình: 18 – 21%. 2.2.3. Ép đùn: a. Mục đích công nghệ: - Chế biến: nhiệt độ và áp suất cao trong quá trình ép đùn có tác dụng làm chín và tạo hình cho sản phẩm. - Bảo quản: quá trình ép đùn xảy ra ở nhiệt độ và áp suất cao nên có tác dụng ức chế và tiêu diệt vi sinh vật. Sản phẩm sau quá trình ép đùn có độ ẩm thấp nên hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. b. Các biến đổi của nguyên liệu: Khi nguyên liệu được nhập vào thiết bị, dọc theo chiều dài máy trải qua năm giai đoạn: Giai đoạn phối trộn: Nguyên liệu được nhập liệu vào thiết bị ở độ ẩm từ 18 – 21%. Vùng này có khoảng không gian chứa nguyên liệu nhiều (do đường kính trục vis nhỏ và bước vis thưa), nên áp lực và nhiệt độ vùng này không cao, nguyên liệu hầu như chỉ đảo trộn và không có biến đổi nào đáng kể. Giai đoạn nhào trộn: Trong giai đoạn này, nhiệt độ và áp suất của buồng ép tăng dần dẫn đến một số biến đổi trong nguyên liệu: • Biến đổi vật lí:  Nhiệt độ buồng ép tăng kéo theo sự tăng nhiệt độ trong nguyên liệu.  Sự thay đổi của nhiệt độ và áp suất dẫn tới sự thay đổi cấu trúc và hình dạng nguyên liệu: các hạt vật liệu rời (nguyên liệu) ban đầu trương nở lên, hình thành khối bột nhào. • Biến đổi hóa học: Bắt đầu có sự hình thành các liên kết hydro giữa nước và các phân tử có chứa nhóm háo nước như tinh bột, protein, ... có trong nguyên liệu. • Biến đổi hóa lí: Trong giai đoạn này có sự khuếch tán của nước vào bên trong nguyên liệu hình thành nên các liên kết hydro, đồng thời, các phần tử dễ tan trong nguyên liệu (vitamin, khoáng ...) khuếch tán ra ngoài môi trường lỏng. • Biến đổi hóa sinh và sinh học: Nhiệt độ và áp suất trong buồng ép ở giai đoạn này bắt đầu có tác dụng ức chế vi sinh vật và các enzyme có trong nguyên liệu. Các hoạt động sống trong nguyên liệu bắt đầu bị đình chỉ. Giai đoạn nấu: Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của áp suất và nhiệt độ cao tạo nên những biến đổi sâu sắc trong nguyên liệu: • Biến đổi vật lí: Do cấu tạo của thiết bị: đường kính trục vis lớn, bước vis nhỏ mà vùng không gian dành cho nguyên liệu ở giai đoạn này rất ít dẫn tới các tác động nén ép nguyên liệu giữa trục vis và buồng ép, đồng thời sự điều chỉnh áp lực hơi vào buồng ép làm nhiệt độ và áp suất tác động lên nguyên liệu tăng nhanh. Dưới áp lực cao, các lực cơ học bao gồm lực ma sát giữa thành buồng ép – nguyên liệu – trục vis và nguyên liệu – nguyên liệu tác dụng lên nguyên liệu theo hai hướng ngược nhau có tác dụng phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột. • Biến đổi hóa học: Tinh bột: nhiệt độ nhiệt cao làm tăng chuyển động nhiệt của các phân tử tinh bột. Khi có sự có mặt của nước, chuyển động nhiệt nói trên có tác dụng tách rới các phân tử tinh bột và chuyển chúng thành dạng “dung dịch”, thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột. Protein: tác động cơ học làm xé rách các bó sợi protein, phá vỡ cấu trúc bậc ba và làm biến tính các phân tử protein Các chất khác: các chất xơ hòa tan như hemicellulose, pectin,... có thể bị cắt mạch, giảm chiều dài phân tử và tham gia tạo liên kết Hydro với các phân tử tinh bột. • Biến đổi hóa lí: Các tác động của nhiệt độ và áp suất làm khối nguyên liệu từ khối bột nhào trong giai đoạn trước trở thành trạng thái chảy dẻo. • Biến đổi sinh học và hóa sinh: Tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao làm ức chế và tiêu diệt hoàn toàn hệ vi sinh vật và enzyme có trong nguyên liệu. Mọi hoạt động sống của nguyên liệu bị đình chỉ. Kết thúc giai đoạn nấu, nguyên liệu có dạng khối bán dẻo và chịu áp lực rất cao.  Giai đoạn bay hơi: • Biến đổi vật lí: hơi trong buồng ép thoát ra ngoài qua cửa thoát hơi làm giảm nhiệt độ của sản phẩm. • Biến đổi hóa học: Độ ẩm: lượng ẩm dư thừa được tách ra khỏi sản phẩm để chuẩn bị cho giai đoạn đùn sản phẩm ra khỏi lỗ khuôn. Sự tổn thất các cấu tử hương, các hợp chất mùi do bị lôi cuốn theo hơi nước. • Biến đổi hóa lí: có sự bay hơi nước trong sản phẩm ra ngoài. • Biến đổi sinh học và hóa sinh: các biến đổi sinh học và hóa sinh trong giai đoạn này là không đáng kể. Giai đoạn đùn ép nguyên liệu ra khỏi lỗ khuôn: • Biến đổi vật lí: Khi ra khỏi lỗ khuôn, áp lực tác dụng lên sản phẩm giảm đột ngột về giá trị áp suất khí quyển làm các phân tử có kích thước nhỏ (nước, khí, các hợp chất mùi,...) và có năng lượng cao sẽ được giải thoát ra ngoài tạo cho sản phẩm có cấu trúc khô, phồng, xốp. • Biến đổi hóa học: Độ ẩm sản phẩm giảm. Sự tổn thất các cấu tử hương, các chất mùi. • Biến đổi hóa lí: Sự thoát ẩm và bay hơi của các chất mùi trong sản phẩm • Biến đổi sinh học và hóa sinh: các biến đổi sinh học và hóa sinh trong giai đoạn này là không đáng kể. Khi chúng đi qua lỗ khuôn dạng khe hẹp, áp lực giảm đột ngột, các phân tử có kích thước nhỏ như nước, khí, các chất mùi, ... có năng lượng cao sẽ được giải phóng ra ngoài và phá vỡ cấu trúc của khối nguyên liệu, tạo ra sản phẩm dạng bột, miếng mỏng, có tính chất khô, giòn cao. c. Các yếu tố ảnh hưởng: Nhiệt độ và áp suất: nhiệt độ và áp suất trong buồng ép cần phải đủ lớn để có thể làm hồ hóa và phá vỡ cấu trúc của nguyên liệu, đồng thời tạo ra chênh lệch áp lực, nhiệt độ để nước trong nguyên liệu có thể thoát nhanh khi ra ngoài thiết bị tạo ra những biến đổi về cấu trúc và tính chất cảm quan như mong muốn. Tuy nhiên cả 2 thông số này đều phụ thuộc vào cấu tạo của máy, vận tốc quay của trục vis, lưu lượng nhập liệu, thời gian lưu của nguyên liệu và cả tính chất của nguyên liệu Cấu hình thiết bị: đường kính trục vis càng lớn, bước vis càng ngắn thì không gian dành cho nguyên liệu càng nhỏ, áp lực đối với nguyên liệu càng lớn. Bên cạnh đó, số lượng lỗ khuôn càng nhiều, đường kính lỗ khuôn càng lớn, chiều dài phần làm việc của máy càng nhỏ, hay bề mặt bên trong thiết bị không đủ nhám sẽ không tạo áp lực và nhiệt độ đủ lớn để làm thay đổi cấu trúc và tính chất của nguyên liệu Ngoài ra, tốc độ quay của trục vis, cũng như lưu lượng nhập liệu cũng ảnh hưởng lớn đến thời gian lưu của gạo. Đồng thời tính chất của gạo cũng ảnh hưởng đến độ ma sát giữa các phần tử nguyên liệu với nhau và với thiết bị. d. Thiết bị và thông số công nghệ: • Thiết bị
Hình 4: Thiết bị ép đùn trục đôi hoạt động liên tục  Vùng nhập liệu A: Nguyên liệu được nạp vào thiết bị qua phễu nhập liệu 12. Nguyên liệu chính có thể trộn đều với nguyên liệu phụ và nước trước hoặc sau khi cho vào phễu nhập liệu. Bộ phận làm việc chính là cặp vis tải 14 và 16. Dòng nhập liệu được dẫn vào giữa cặp vis tải được điều khiển bởi núm vặn số 13. Mỗi vis tải có nhiều cánh vòng xoắn theo hình trôn ốc. Prôphin ren vis và khoảng cách trục được tính sao cho các vòng xoắn của vis này vào rãnh của vis kia với khe hỡ rất nhỏ. Khi yêu cầu trên đạt được, sự chà xát và trộn lẫn giữa các phần tử sẽ tăng, bảo đảm tự làm sạch vis tải. Hai vis tải có đường kính bằng nhau và quay cùng chiều. Bộ hộp số 23, 24 gắn với trục vis để điều khiển vis tải hoạt động bằng động cơ điện 28.  Vùng chuyển tiếp B: Nguyên liệu vẫn tiếp tục được khuấy trộn khi chuyển vào vùng B. Ở vùng này, đường kính trục vis tăng dần làm tăng áp suất tác dụng lên nguyên liệu do khoảng cách giữa các vòng xoắn bị thu hẹp, nguyên liệu bị dồn vào khoảng không nhỏ. Vùng chuyển tiếp này có chiều dài hợp lý để đảm bảo áp suất nén lên nguyên liệu tăng dần dần và đồng nhất.  Vùng nấu C: Đường kính trục vis tiếp tục tăng để giảm khoảng cách giữa các vòng xoắn cũng như khoảng cách giữa hai trục nhằm tạo ra áp suất lớn nhất tác dụng lên nguyên liệu. Lực nén và cắt nguyên liệu làm tăng nhiệt độ lên đến nhiệt độ nấu thích hợp. Ngoài ra, nhiệt độ tăng lên còn do sự cọ xát giữa vis tải và nguyên liệu cũng như giữa nguyên liệu với nguyên liệu. Áp suất cung cấp lớn hơn 70 atm, đôi lúc có thể lên đến hàng trăm atm. Nhiệt lượng cung cấp cho vùng C chỉ vừa đủ để bảo đảm nguyên liệu được nâng lên đến nhiệt độ nấu thích hợp. Trong khi đó, các cánh xoắn vẫn quay đều ngoài nhiệm vụ trộn đều nguyên liệu còn đảm bảo cho nhiệt độ đồng đều khắp vùng nấu.  Vùng bay hơi D: Trong vùng này, đường kính trục vis giảm nhiều so với các vùng trước nhưng đường kính cánh xoắn vẫn không thay đổi. Vì thế, khoảng cách giữa hai trục vis rất lớn làm giảm áp suất nén lên nguyên liệu. Vùng này gắn với cửa thoát hơi mở ra không khí hoặc một bơm chân không 47 hay máy tạo áp suất 50. Điều chỉnh đến áp suất thích hợp bằng van 55. Cửa thoát hơi có hai công dụng chính là thoát hơi nước làm nguội sản phẩm và làm độ ẩm bên ngoài sản phẩm. Vì thế vùng bay hơi của thiết bị nhằm làm giảm nhiệt độ để sản phẩm không bị phồng nở trước khi ép đùn, tách lượng ẩm dư thừa ra khỏi sản phẩm để đạt được độ ẩm thích hợp cho quá trình ép đùn.  Vùng chuyển tiếp E: Từ vùng A đến D, vis tải trong thiết bị là vis tải kép 14 và 16. Nhưng đến vùng E thì chỉ còn vis tải 16, vis tải 14 kết thúc ở vùng bay hơi D. Đường kính của trục vis trong vùng này tăng lên so với trong vùng D, đẩy nguyên liệu vào vùng F trước khi qua khuôn ép đùn.  Vùng nhập liệu cho khuôn ép đùn F: Áp suất được cung cấp để đẩy nguyên liệu ra khỏi khe hở 53 trong khuôn ép đùn 54. Sản phẩm sau khi ra khỏi khuôn có thể ở dạng phồng nở hay không phụ thuộc nhiệt độ làm nguội ở vùng D. Nếu nhiệt độ của sản phẩm trong vùng D nhỏ hơn 100oC thì sản phẩm không bị phồng, nhưng nhiệt độ không được xuống dưới quá 49oC. Để sản phẩm tạo ra có giá trị dinh dưỡng và cảm quan tốt, mùi vị thơm ngon, hấp dẫn cần phải điều chỉnh nhiệt độ thích hợp đối với từng vùng. Người ta thường dùng lớp vỏ áo 58, 59, 61, 62 bao ngoài những vùng cần nhiệt độ khác nhau và sử dụng nước lạnh, nước nóng hay hơi nước tùy theo yêu cầu của từng vùng. • Thông số công nghệ:  Độ ẩm nguyên liệu trước khi vào thiết bị : 18 – 21%  Độ ẩm của sản phẩm: 5 – 7%  Tốc độ của trục vis: >300 rpm  Chiều dài buồng ép : Đường kính (L/D): 10 : 1  Nhiệt độ buồng ép đạt được trong quá trình nấu : 160 – 180oC  Áp lực buồng ép: 30-50 Kg/cm2. 2.2.4. Nghiền: a. Mục đích: - Hoàn thiện: làm giảm kích thước của nguyên liệu phù hợp với yêu cầu người tiêu dùng. b. Các biến đổi của nguyên liệu - Vật lý: biến đổi vật lý quan trọng nhất là kích thước của nguyên liệu sẽ giảm. Bên cạnh đó, dưới tác dụng của lực ma sát, nhiệt độ của nguyên liệu sẽ tăng lên. c. Các yếu tố ảnh hưởng: - Kích thước của nguyên liệu: kích thước của nguyên liệu càng lớn thì càng dễ vỡ trong quá trình nghiền. - Độ cứng của nguyên liệu: nguyên liệu càng cứng thì càng dễ vỡ, tuy nhiên càng tiêu tốn nhiều năng lượng và thời gian nghiền càng dài. - Độ ẩm của nguyên liệu: độ ẩm càng thấp thì càng dễ nghiền, tuy nhiên thì tổn thất càng nhiều do tạo ra nhiều bụi trong quá trình nghiền. d. Thiết bị và thông số công nghệ: 2.2.5. Bao gói: a. Mục đích: Hoàn thiện: sản phẩm cùng các gói gia vị được cho vào bao, ghép mí và đóng thùng, tạo thuận lợi cho việc vận chuyển và sử dụng. Bảo quản: việc bao gói giúp bảo vệ và che chắn sản phẩm bên trong khỏi những tác động của môi trường bên ngoài. b. Các biến đổi của nguyên liệu: Các biến đổi trong quá trình này là không đáng kể. c. Các yếu tố ảnh hưởng: Sản phẩm cháo ăn liền được đóng gói trong bao plastic, ly hoặc tô nhựa, … Nhiệt độ của sản phẩm phải bằng với nhiệt độ phòng trước khi đưa vào đóng gói, để hạn chế sự đọng ẩm trong sản phẩm. Bao bì phải kín, trơn, nhẵn và trơ về mặt hóa học để không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm, đồng thời phải đảm bảo độ bền chắc nhất định trước các tác động cơ học trong quá trình vận chuyển. d. Thiết bị và thông số công nghệ: • Thiết bị: máy đóng gói tự động. Cuoän plastic seõ ñöôïc xeáp neáp ñeå ñoùng bao bì Thöïc phaåm Vò trí luùc baét ñaàu ñoùng bao bì Thöïc phaåm Vò trí bao goùi tieáp theo Saûn phaåm Con laên haøn mí bao Hình 5: Thiết bị bao gói • Thông số kỹ thuật  Thành phần gói bột nêm khoảng 3 gram.  Tốc độ dao cắt dao động trong khoảng 70 – 120 nhát/phút 2.2.6. Làm sạch: a. Mục đích công nghệ: Chuẩn bị: nhằm loại bỏ các tạp chất gây ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm. Quá trình làm sạch sẽ làm cho nguyên liệu đạt yêu cầu, nhằm đảm bảo quy trình sản xuất được vận hành tốt và sản phẩm thu được có chất lượng đạt yêu cầu. b. Các biến đổi của nguyên liệu: Trong quá trình làm sạch có thể dẫn đến một số biến đổi không mong muốn đối với nguyên liệu. Thông thường trong quá trình làm sạch là hiện tượng tổn thương cơ học đối với bề mặt nguyên liệu gạo làm cho gạo bị gãy vụn gây ảnh hưởng xấu tới sản phẩm đồng thời gây tổn thất nguyên liệu. Khi tổn thương xảy ra thời gian bảo quản sẽ giảm nên đưa vào quy trình sản xuất liền đồng thời hạn chế hiện tượng tái nhiễm. c. Các yếu tố ảnh hưởng: Bản chất của nguyên liệu: hạt gạo đưa vào phải đủ độ bền cơ học nhất định, tránh gây tổn thất cơ học. Tính chất và trạng thái của tạp chất cũng có ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm sạch như loại tạp chất, kích thước, tỷ trọng… d. Thiết bị và thông số công nghệ: Thiết bị: là máy sàng dạng mặt phẳng. Thiết bị có cấu tạo gồm một mặt phẳng (thông thường bằng kim loại) hoạt động liên tục. Máy sàng gồm một hoặc nhiều mặt sàng được lắp kết hợp với nhau theo thứ tự đường kính lỗ giảm dần từ trên xuống. Giữa các mặt sàng, người ta thường lắp các bi chống bít lỗ sàng để hạn chế hiện tượng các lỗ sàng bị bít lại. Hiệu quả của quá trình sàng phụ thuộc vào sự cân đối của hình dạng nguyên liệu. Quá trình sàng thường được thực hiện bằng cách lắp nối tiếp các sàng có kích thước lỗ khác nhau để vừa phân loại được các tạp chất có kích thước lớn hơn và nhỏ hơn nguyên liệu.