Giáo trình công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ĐÓNG HỘP Mà SỐ MÔN HỌC CB356 Biên soạn Thạc sĩ LÊ MỸ HỒNG NĂM 2005 PHẦN I NHỮNG QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ĐÓNG HỘP PHẦN II GIỚI THIỆU KỸ THUẬT CHẾ BIẾN MỘT SỐ THỰC PHẨM ĐÓNG HỘP 1 MỞ ĐẦU 1. Lịch sử phát triển - Năm 1804, một người Pháp tên là Nicolas Appert đã biết chế biến thực phẩm đựng trong bao bì thủy tinh sản xuất phục vụ trên tàu, du lịch. - 1809 báo chí đã viết về ông và tác phẩm “L’art de fixer les saisons” và đến năm 1810 đã được dịch qua nhiều thứ tiếng. - Năm 1810, một người Anh tên là Pertet Durand dùng hộp sắt đựng thực phẩm thay cho bao bì thủy tinh . - Đến năm 1825, việc sản xuất đồ hộp đã hình thành. Hộp sắt đã được sản xuất, nhưng còn bằng phương pháp thủ công . - Năm 1849, người ta đã chế tạo được máy dập nắp hộp. Trong suốt những thời gian này, người ta chỉ biết cho rằng nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm là do không khí, mà chưa có cơ sở khoa học xác định. - Đến năm 1860, nhờ phát minh của Louis Pasteur (người Pháp) về vi sinh vật và phương pháp thanh trùng, mới thật sự đặt được cơ sở khoa học cho ngành công nghiệp đồ hộp. Cũng từ đó ngành công nghiệp đồ hộp phát triển. - Năm 1861, biết dùng joint cao su làm vòng đệm trong nắp hộp. - Năm 1880, chế tạo được nồi thanh trùng đồ hộp. - Năm 1896, đã dùng bột cao su đặc biệt (Pasta) làm vòng đệm ở nắp hộp khi ghép kín hộp. Nền công nghiệp đồ hộp phát triển mạnh ở nhiều nước vào cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20. Hiện nay trên thế giới đã có hơn 1000 mặt hàng đồ hộp khác nhau. Các nước sản xuất đồ hộp phát triển như: Mỹ, Pháp, Nhật, Ý, Hà Lan, Trung Quốc... Ở nước ta từ thời thượng cổ, tổ tiên ta biết chế biến các loại bánh gói lá, các loại giò chả nấu chín và đã bảo quản được một thời gian ngắn. Những sản phẩm đó cũng gọi là đồ hộp . Đến năm 1954, ta được Liên Xô và các nước giúp đỡ xây dựng một số cơ sở chế biến đồ hộp tại miền Bắc. Năm 1957, nhà máy cá hộp Hạ Long, Hải Phòng được xây dựng xong. Năm 1958, tiến hành thí nghiệm và sản xuất thử. Đến năm 1959, bắt đầu sản xuất một số mặt hàng thịt cá, rau, quả hộp xuất khẩu và phục vụ chiến trường. Cũng cùng năm ấy xưởng chế biến chuối sấy được xây dựng xong tại Hà Nội. Năm 1960, nhà máy cá hộp Hạ Long đã sản xuất được với năng suất gần bằng với năng suất thiết kế. Năm 1961, phát triển nhiều mặt hàng rau , quả, thịt cá hộp. Còn ở miền Nam, mãi đến năm 1970 mới bắt đầu hình thành một số cơ sở sản xuất đồ hộp, tại thành phố Hồ Chí Minh. 2 Đến sau năm 1975, ngành công nghiệp đồ hộp ở miền Nam mới được chú trọng và phát triển, sản xuất được nhiều mặt hàng thực phẩm có giá trị. Cho đến nay, nước ta đã thí nghiệm nghiên cứu được hàng trăm mặt hàng và đã đưa vào sản xuất có hiệu quả, đạt chất lượng cao. Trong đó có các mặt hàng có giá trị trên thị trường quốc tế như: dứa, chuối, dưa chuột, nấm rơm đóng hộp...Các vùng có nhà máy sản xuất đồ hộp thực phẩm: Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định, Sơn Tây, Biên Hòa, Đồng Nai, Thành Phố Hồ Chí Minh, Kiên Giang, Cần Thơ, Tiền Giang ... 2. Ý nghĩa Ngành công nghiệp đồ hộp thực phẩm phát triển mạnh có ý nghĩa to lớn cải thiện được đời sống của nhân dân, giảm nhẹ việc nấu nướng hàng ngày. Giải quyết nhu cầu thực phẩm các vùng công nghiệp, các thành phố, địa phương thiếu thực phẩm, cho các đoàn du lịch, thám hiểm và cung cấp cho quốc phòng. Góp phần điều hòa nguồn thực phẩm trong cả nước. Tăng nguồn hàng xuất khẩu, trao đổi hàng hóa với nước ngoài. Hiện nay nhờ các ngành cơ khí, điện lực, chất dẻo, v.v... phát triển mạnh, đã làm cho công nghiệp đồ hộp được cơ khí, tự động hóa ở nhiều dây chuyền sản xuất. Các ngành khoa học cơ bản như: hóa học, vi sinh vật học, công nghệ sinh học đang trên đà phát triển: Đã được ứng dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm nói chung và đồ hộp nói riêng, làm cho giá trị dinh dưỡng của thực phẩm được nâng cao và cất giữ được lâu hơn. 3. Giới thiệu và phân loại đồ hộp Hiện nay ở nước ta cũng như ở các nước khác đã sản xuất được rất nhiều sản phẩm đồ hộp khác nhau: từ rau, quả, thịt, cá, tôm, cua, sữa ... 3.1. 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 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 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 sauce 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 sauce 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. 3 3.2. 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: Có 2 dạng: * 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 nước quả dùng để uống trực tiếp hoặc lấy nước quả để chế biến mứt đông, sirô quả, rượu... - 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 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. * Mứt miếng đông: Chế biến từ miếng quả, sản phẩm là 1 khối đông có lẫn miếng quả. * 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. 3.3. Các loại đồ hộp chế biến từ thịt - Đồ hộp thịt tự nhiên: Loại đồ hộp này 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 đem chế biến, lúc 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. 3.4. Các loại đồ hộp chế biến từ thủy sản - Đồ hộp thủy sản không gia vị * 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 : * Đồ hộp cá có gia vị * Đồ hộp mực có gia vị - Đồ hộp cá sauce (sốt) cà chua: Được chế biến từ các loại cá biển, hấp, sấy hoặc rán, cùng với sauce (sốt) cà chua. - 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 . * Đồ hộp cá ngâm dầu * Đồ hộp cá hun khói ngâm dầu * Đồ hộp lươn hun khói ngâm dầu 3.5. 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 những nồi cô chân không. Cô đặc sữa đã hòa đường ở nhiệt độ không cao lắm (khoảng 50OC), 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: Sấy nóng và sấy lạnh. 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: yaourt, sữa chua... Nói chung, 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 qui trình công nghệ cơ bản như sau: Nguyên liệu Lựa chọn, phân loại, rửa Chế biến sơ bộ bằng cơ học Chế biến sơ bộ bằng nhiệt Cho sản phẩm vào bao bì Bài khí - Ghép kín Thanh trùng - Làm nguội 4 Bảo ôn - Dán nhãn Thành phẩm 5 5 CHƯƠNG I QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU BẰNG CƠ HỌC I. CHỌN LỰA, PHÂN LOẠI 1. Khái quát - Chọn lựa: là loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ qui cách để chế biến như bị sâu, bệnh thối hỏng, không đủ kích thước và hình dáng, màu sắc không thích hợp . Gia súc thì được kiểm tra vệ sinh và chọn những con béo khoẻ đem chế biến. Cá sử dụng cá còn tươi, không 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 được tiến hành ngay sau khi thu nhận, khi đưa vào nơi chế biến: Rửa, vận chuyển, cắt gọt, cho sản phẩm vào bao bì... Việc phân loại, lựa chọn thường tiến hành bằng phương pháp thủ công. Nhưng với phương pháp thủ công sẽ tốn nhiều công sức, và do giờ giấc làm việc liên tục, hoạt động căng thẳng, nên công nhân chóng mệt mỏi, thường ảnh hưởng không tốt đến chất lượng phân loại. Do đó 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. 2. Các nguyên tắc phân loại, lựa chọn - Đối với các nguyên liệu cần phân loại theo màu sắc Nhờ ứng dụng tính chất của tế bào quang điện hoạt động theo sự thay đổi của tia sáng. Tùy theo trạng thái bề mặt của nguyên liệu (màu sắc, độ nhẵn) mà ánh sáng phản chiếu có độ dài sóng khác nhau, từ đó có cường độ kích thích khác nhau lên tế bào quang điện . - Đối với nguyên liệu cần phân loại theo kích thước + Sử dụng máy phân cỡ kiểu rây lắc: Máy có nhiều tầng rây, có kích cỡ mắt lưới khác nhau, tầng trên cùng mắt lưới rộng nhất, tầng cuối cùng mắt lưới nhỏ nhất. Hệ thống rây chuyển động lắc nhờ bộ phận chấn động. Máy này dùng để phân loại nguyên liệu có kích thước nhỏ: Đậu phộng, mận... + Máy phân cỡ kiểu dây cáp: Bộ phận phân loại là hệ thống dây cáp căng giữa hai trục quay, chuyển động theo chiều dọc của dây. Khe hơ ở giữa 2 dây cáp to dần. Quả đi giữa 2 dây cáp, sẽ rơi dần theo thứ tự từ nhỏ đến lớn. Máy này dùng để phân loại quả to như cam, bưởi, dưa leo, cà tím ... - Đối với nguyên liệu cần phân loại theo trọng lượng riêng (phân loại hạt khô) 6 Sử dụng máy phân loại thủy lực: Máy phân loại dựa theo độ nổi khác nhau trong chất lỏng do khối lượng riêng của nguyên liệu chênh lệch nhau. Máy phân loại thủy lực dùng để phân loại nguyên hạt: Đậu, lạc ( đậu phộng) v.v... II. RỬA 1. Khái quát - Sau khi lựa chọn phân loại, nguyên liệu được đưa qua khâu rửa. Ở giai đoạn rưả này nhằm mục đích là loại trừ các tạp chất, bụi, đất cát bám xung quanh nguyên liệu, đồng thời làm giảm 1 lượng lớn vi sinh vật ở nguyên liệu. - Gia súc trước khi giết mổ cần tắm rủa cho chúng bằng nước ấm (trong phòng chuyên dùng) và không nên cho gia súc ăn uống từ 12 - 24 giờ tùy theo loại gia súc (việc đình chỉ ăn uống của gia súc trước khi giết mổ nhằm thải bớt chất tiêu hoá, đảm bảo được điều kiện vệ sinh của việc mổ xẻ. Yêu cầu nguyên liệu sau khi rửa: Phải sạch, không bị dập nát, ít bị tổn thất chất dinh dưỡng (khi rưả tránh để nguyên liệu tiếp xúc với nước lâu). 2. Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm 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 qui định. Nước phải trong, không màu, không mùi vị . Bảng 1.1. Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm 7 Chỉ tiêu Tiêu chuẩn Chỉ tiêu vật lý Mùi vị Độ trong (ống Dienert) Màu sắc (thang màu coban) Chỉ tiêu hóa học pH CaO MgO Fe2O3 MnO BO43- SO42- NH4+ NO2- NO3- Pb As Cu Zn F Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi sinh vật hiếu khí Chỉ số Coli (Số Coli/1lít nước) Chuẩn số Coli (Số ml nước có 1 Coli) Vi sinh vật gây bệnh Không 100 ml 5o 6,0 – 7,8 50 - 100 mg/l 50 mg/l 0,3 mg/l 0.2 mg/l 1,2 – 2,5 mg/l 0.5 mg/l 0,1- 0,3 mg/l không không 0,1 mg/l 0,05 mg/l 2,0 mg/l 5,0 mg/l 0,3 - 0,5 mg/l < 100 cfu/ ml < 20 > 50 không có (Nguyễn Vân Tiếp và ctv. 2000) Nước có độ cứng cao sẽ làm cho nguyên liệu rau quả chắc hơn (như vải, nhãn, dưa chuột ...) nhưng một số rau họ đậu (có nhiều tinh bột) dễ bị sượng. Nói chung độ cứng của nước rửa không quá 20 mg đương lượng/lít, để nấu không quá 15 mg 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 dùng phèn sát trùng. Có thể dùng clorin, hoặc các hợp chất chứa Cl2: Clorur vôi, Javel... 3. Nguyên lý của quá trình rửa Quá trình rửa nhằm đảm bảo 2 giai đoạn: * Ngâm cho bở các cáu bẩn * và xối nước cho sạch hết bẩn. 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, có thể sử dụng máy như: - Máy rửa thùng quay 8 Thùng quay gây ra 1 tác dụng cơ học, chà sát lên mặt ngoài nguyên liệu rửa. Thùng quay thường có cấu tạo hình nón, nên việc vận chuyển nguyên liệu rửa qua máy 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 sát 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 tròìn cứng hoặc các loại hạt, ngoài ra còn dùng làm nguội nguyên liệu sau khi xử lý nhiệt. - Máy rửa bằng thủy lực Dùng trong các nhà máy đồ hộp để rửa các loại hạt như đậu, ngô non đem vào đóng hộp vv... 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 rưởi hoặc các hạt thối lép vv... - Máy rửa bơi chèo Máy này là 1 thùng đựng nước, trong có gắn máy khuấy loại bơi chèo. Khi máy khuấy quay, nguyên liệu di chuyển cùng với vòi nước và được làm sạch. Sau đóï hệ thống hoa sen sẽ tráng sạch đất cát. Máy này có hiệu qủa rửa cao, dùng cho các loại quả cứng như cà rốt, khoai tây... - Máy rửa bàn chải Bộ phận cọ rửa là các bàn chải gắn trên trục quay. Nguyên liệu được rửa lại bằng tia nước phun, loại máy này thường dùng để rửa các loại qủa có cấu tạo chắc, bề mặt xù xì. III. LÀM SẠCH NGUYÊN LIỆU 1. Khái quát Quá trình làm sạch nhằm loại bỏ các phần không ăn được hoặc có giá trị dinh dưỡng thấp của nguyên liệu như: Vỏ, hạt, lõi, vảy, đầu cá. Để nâng cao gía trị của sản phẩm, đồng thời có quá trình chế biến liên tục được thuận lợi như khả năng xay, nghiền được dễ hơn. Do hình dạng, cấu trúc của các nguyên liệu rất khác nhau và phức tạp nên các qúa trình làm sạch nguyên liệu thường tiến hành bằng phương pháp thủ công. Tuy nhiên có 1 số nguyên liệu được làm sạch bằng cơ khí. 2. Phương pháp làm sạch Có thể tiến hành làm sạch bằng 3 phương pháp: hoá học, nhiệt và cơ học 2.1. Phương pháp làm sạch vỏ quả bằng hóa chất Đối với một số quả có vỏ mỏng như khoai tây, carrot, mận, mận, ổi, múi cam quít, ta có thể dùng dung dịch kiềm để bóc vỏ. Chất kiềm sử dụng phổ biến là NaOH có độ tinh khiết từ 95% trở lên. Cũng có thể dùng Na2CO3, tuy có tác dụng kém hơn, nhưng rửa lại thì chóng sạch hơn NaOH. Thời gian ngâm rửa nguyên liệu phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ của dung dịch NaOH. Tác dụng bóc vỏ đạt được khi nào rửa xối, lúc đó vỏ nguyên liệu bong tróc ra dễ dàng. Nồng độ NaOH thường sử dụng 1,5 – 2 %. Quả xanh, kích thước lớn, cần nồng độ cao hơn quả chín, kích thước nhỏ. Nhiệt độ dung dịch NaOH càng cao thì tác dụng bóc vỏ càng mạnh, nhưng không nên quá cao, sẽ làm chín mềm nguyên liệu. Thời gian ngâm kéo dài từ vài giây đến vài phút. Giữa nguyên liệu và dung dịch ngâm cũng cần có một tỉ lệ xác định. Bảng 1.2. Điều kiện thực hiện để bóc vỏ một số quả bằng NaOH Loại quả Nồng độ dung dịch ngâm (%) Nhiệt độ ngâm (oC) Thời gian ngâm (s) Tỉ lệ nguyên liệu - dung dịch ngâm Mận Đào Ổi Múi quít 10 – 2,5 70 – 80 - 150 – 240 30 – 60 1/10 – 1/15 - Sau khi ngâm trong lưu để loại vỏ và làm sạch đảm bảo sạch NaOH, thử hiện màu hồng. 2.2. Phương pháp Để bóc vỏ loại qu cam, quít trong nước 90 – thì tốc độ bóc vỏ, tách mú 2.3. Phương pháp Dùng máy làm sạch - Làm sạch vỏ củ Dùng để làm sạch v bằng máy là tạo nên sự va bị, làm cho lớp vỏ trên bề - Đánh vảy cá Tương tự như các cá là tạo nên sự va chạm, đi. 1 4 1,2 70 – 80 75 – 80 300 5 - 8 1/5 – 1/10 1/20 – 1/30 (Nguyễn Vân Tiếp và ctv. 2000) dung dịch NaOH, nguyên liệu được rửa lại trong nước luân NaOH bám vào nguyên liệu. Nguyên liệu sau khi rửa phải lại bằng cách nhỏ vài giọt phenolphtalein không thấy xuất bóc vỏ bằng nhịêt ả có múi, cà chua, người ta nhúng vào nước sôi. Nếu chần 100oC trong 20 – 60 giây hay 80 – 90oC trong 60 – 90 giây i, tước xơ tăng gấp 4 lần so với không chần. làm sạch nguyên liệu bằng cơ học , tùy theo yêu cầu làm sạch mà sử dụng máy thích hợp ỏ lụa: khoai tây, cà rốt... Bản chất của quá trình làm sạch vỏ chạm và chà xát của nguyên liệu lên bề mặt nhám của thiết mặt của nguyên liệu bị tróc ra rồi dùng nước xối đi. máy làm sạch vỏ củ, nguyên tắc làm việc của máy đánh vảy chà xát lên bề mặt cá để vẩy tróc ra, rồi dùng vòi nước xối 9 Hình 1.1. Máy tách vỏ củ - Tách hạt cà chua Là một hệ thống nhiều máy phối hợp, vừa tách vỏ, hạt cà chua, vừa chà mịn thành purée. Hệ thống máy gồm: Máy nghiền 2 trục quay, máy ly tâm hình nón, máy chà, máy nghiền 1 trục quay. IV. LÀM NHỎ NGUYÊN LIỆU Trong sản xuất đồ hộp người ta dùng tác dụng cơ học để làm thay đổi kích thước, hình dáng nguyên liệu thành dạng nhỏ và đông đều theo yêu cầu của từng loại sản phẩm. Quá trình này nếu thực hiện bằng tay sẽ tốn nhiều công sức, mức độ đồng đều kém. Vì vậy, người ta thường dùng máy để nâng cao năng suất và đảm bảo tính chất đồng đều của nguyên liệu sau khi làm nhỏ. Quá trình làm nhỏ phổ biến trong sản xuất đồ hộp thực phẩm: Cắt, xay, nghiền, đồng hóa. 1. Cắt nguyên liệu Tùy theo mục đích làm nhỏ và đặc tính nguyên liệu, người ta dùng các loại dao: Thẳng, dao đĩa hay dao cong. Về cấu tạo lưỡi dao, có 2 loại: Lưỡi dao phẳng để cắt nguyên liệu mềm, lưỡi răng cưa để cắt nguyên liệu cứng. 2. Xay, nghiền nguyên liệu + Để nghiền nhỏ nguyên liệu, người ta thường dùng nhiều nguyên tắc khác nhau như đập nhỏ, xé nhỏ, bẻ nhỏ...Theo nguyên tắc này hay nguyên tắc khác là tùy theo từng loại nguyên liệu và tùy theo yêu cầu của từng quá trình kỹ thuật sản xuất. Trong sản xuất đồ hộp, tùy theo mức độ nghiền nhỏ của nguyên liệu mà chúng ta có thể chia ra: Nghiền nhỏ, nghiền mịn... Nghiền nhỏ là nghiền đến kích thước tối thiểu 1,00 mm, thường gặp ở các máy nghiền rau quả, máy xay thịt. Nghiền đến kích thước 0,5 mm hoặc 0,01 mm, thường gặp khi qua máy chà, máy đồng hóa . + Các máy xay nghiền: * Máy nghiền 1 trục: Loại máy này dùng để nghiền nhỏ các loại rau quả tương đối cứng. Đặc điểm của máy là số vòng quay của trục nghiền rất lớn . * Máy nghiền 2 trục: Trong sản xuất, để nghiền các loại qủa mềm hơn như cà chua, dứa... lực nghiền không lớn lắm, người ta thường dùng phổ biến loại máy nghiền 2 trục, có 2 kiểu: Máy nghiền dao cong và máy nghiền trục (máy nghiền trục đinh). 3. Đồng hóa Đồng hóa là làm tơi, mịn các thực phẩm lỏng (làm cho các phần tử của sản phẩm có kích thước rất nhỏ, giảm từ 265 µm đến vài chục micrometer) nhằm tăng độ mịn của sản phẩm, làm cho sản phẩm không bị phân lớp. Máy đồng hóa: nguyên tắc làm việc của máy là dùng áp lực cao, đẩy sản phẩm đi qua các khe hở rất nhỏ (áp suất của sản phẩm vào khoảng 150 kg/cm2 và khi ra khỏi khe nhỏ chỉ còn khoảng 2 - 3 kg/cm2) Khi thay đổi áp suất một cách đột ngột và tốc độ tăng lên nhiều, làm cho sản phẩm bị tơi nhỏ ra. 10 Kích thước của khe hở có thể điều chỉnh được từ 0,1 - 0,15 mm. Tốc độ chuyển động của sản phẩm qua khe hở: 150 - 200 m/s. Đường đi của sản phẩm Đường đi của sản phẩm Hình 1.2. Bộ phận đồng hóa 11 Hình 1.3. Thiết bị đồng hóa 12 V. PHÂN CHIA NGUYÊN LIỆU Quá trình phân chia nguyên liệu như chà, ép, lọc, lắng, ly tâm nhằm 2 mục đích - Loại bỏ phần nguyên liệu có gía trị dinh dưỡng thấp hoặc không ăn được gọi là bã, cặn. - Làm cho nguyên liệu đồng nhất về trạng thái và thành phần để chế biến được thuận lợi và nâng cao chất lượng thành phẩm. 1. Chà - Phương pháp chà dùng trong sản xuất cà chua cô đặc và nước qủa có thịt qủa, mứt qủa, nghĩa là dùng để phân chia nguyên liệu rau qủa có cấu tạo mềm thành 2 phần: phần lỏng qua rây để sản xuất sản phẩm chính, phần bã còn lại trên rây. - Rây được làm bằng thép không rỉ có đục lỗ nhỏ, với kích thước: 0,5; 0,75; 1; 1,5 mm. Để sản xuất nước quả đục, người ta thường dùng lỗ rây có ∅: 0,50 - 0,75 mm. Để sản xuất cà chua cô đặc, mứt chuối, dứa dùng lỗ rây có ∅: 1,0-1,5mm. - Năng suất máy chà được tính theo công thức : DL2 Q = 0,07 nϕ (kg/h) tgα D: Đường kính của rây (m) L: Chiều dài cánh đập (m) α: góc nghiêng của cánh chà so với trục quay n: Số vòng quay/phút ϕ: Tổng diện tích lỗ rây so với diện tích rây (23 - 45 %) 5. Trục quay 6. Mặt rây 7. Cửa tháo bã chà 1. Vít xoắn tải nguyên liệu 2. Phễu nhập liệu 3. Bơi chèo chuyển nguyên liệu 4. Cánh chà Hình 1.4. Cấu tạo của máy chà 13 14 2. Ép - Trong sản xuất nước rau quả, ép là phương pháp chủ yếu để tách dịch bào ra khỏi nguyên liệu. Trong quá trình ép, hiệu suất ép là chỉ tiêu quan trọng nhất. Hiệu suất ép phụ thuộc vào các yếu tố : * Phẩm chất của nguyên liệu * Phương pháp sơ chế * Cấu tạo, chiều dày, độ chắc của khối nguyên liệu * Áp suất ép - Hiệu suất ép được tính theo công thức : B = a ( ϕ1 + ϕ2 ) k. b ( % ) a: Hệ số tính đến sự tổn thất nước ép do bã và thiết bị thấm ướt b: Hàm lượng dịch bào trong nguyên liệu . k: Hệ số đặc trưng cho sự bảo toàn ống mao dẫn . ϕ1: Mức độ biến tính chất nguyên sinh khi cơ chế (0 - 1,0) ϕ2: Mức độ phá vỡ màng chất nguyên sinh khi ép (0,1 - 0,2). Tổng số ( ϕ1+ ϕ2 ) ≤ 1 - Giới thiệu máy ép : * Máy ép giỏ trục vít : Hiệu suất ép chỉ đạt 40 - 50 % * Máy ép thủy lực : Hiệu suất ép trên máy này cao, đạt khoảng 55 - 60 % * Máy ép trục xoắn : Máy có hiệu suất ép cao, đạt khoảng 83 - 85 %. Có khi đạt tới 90 %. Nhưng máy này có nhược điểm là các phần tử lơ lửng lẩn trong nước ép lớn hơn trong các máy gián đoạn. Hình 1.5. Máy ép thủy lực 15 3. Lọc Khi sản xuất nước quả thông thường, người ta dùng phương pháp lọc để tách các phần tử có kích thước tương đối lớn và cặn bã (lọc thô). Trong sản xuất nước quả trong suốt, người ta phải lọc để loại cả các hạt rất nhỏ của thịt quả (lọc trong). 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. - Tốc độ lọc được xác định theo công thức: Π d4 P n V = (m3 / m2.s) 128 µ α h d: Đường kính ống mao dẫn trong lớp cặn (m). P: Chênh lệch áp suất ở 2 đầu ống mao dẫn (N/m 2). n: Số lỗ lọc của bản lọc, số lỗ lọc/1 m2 . µ: Độ nhớt động lực của nước quả (Ns/m2). h: Chiều cao của lớp cặn (m). α: Hệ số chỉ sự cong queo của ống mao dẫn. - Tốc độ lọc phụ thuộc vào : * Áp suất của nước quả. * Bề dày và cơ cấu của lớp cặn. * Nhiệt độ và độ nhớt của nước quả. - Vật liệu lọc thường dùng là vải lọc, giấy lọc, sợi amiant, betonit ... - Thiết bị lọc: thường dùng thiết bị lọc khung bản, còn gọi là máy lọc ép. 16 4. Lắng Để làm trong nước quả, người ta còn dùng phương pháp lắng gạn. Lắng là quá trình rơi của các hạt huyền phù dưới tác dụng của trọng lực. Tốc độ lắng của các hạt rắn trong môi trường lỏng sẽ không đổi khi trọng lượng của hạt rắn cân bằng với sức cản của môi trường. Lúc ấy, vận tốc lắng là : ( ) grV ηγγ 1 9 2 21 2 −= (m/s) r Bán kính hạt (m) γ1, γ2 Khối lượng riêng của hạt và của nước quả (kg/m3 ) η Độ nhớt động lực của nước quả (Ns/m2 ) g Gia tốc trọng trường (9.81 m/s2) Trên thực tế chỉ dùng phương pháp lắng để tách các hạt lớn hơn 10-4 cm, vì tốc độ lắng của các hạt < 10-4 cm rất chậm. 5. Ly tâm Được dùng để phân tách huyền phù trong nước quả bằng các máy ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, các hạt huyền phù trong nước quả bị văng ra. Tốc độ tách các hạt ấy theo lực ly tâm, xác định theo công thức: ( ) RnrV 2 21 2 60 21 9 2 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛−= πηγγ (m/s) R: Bán kính roto của máy ly tâm (m) n: Số vòng quay của roto (vòng/phút) 6. Các phương pháp khác 6.1. Phương pháp hóa học Đất sét, bentonit có tính ƒ Trao đổi ion, ƒ Hấp phụ lớn ƒ Trung hòa điện Sử dụng 2 – 3 g/l 6.2. Phương pháp hóa keo Gelatin, agar-agar, cazein 6.3. Phương pháp nhiệt Đun nóng (75 – 80oC) và làm nguội nhanh (15 - 20oC) nhanh 17 18 6.4 Phương pháp sinh học Sử dụng hổn hợp enzyme pectinase, protease, hemicellulase làm trong và tách dịch quả 3 – 6 g/l, giữ ở nhiệt độ 40 – 45oC. Trong thời gian 2 – 4 giờ 6.4.1. Giới thiệu chế phẩm pectinase thương mại (Pectinex Ultra SP-L) Pectinex Ultra SP-L là chế phẩm có nguồn gốc từ nấm mốc Aspergillus aculeatus - Chứa nhóm enzyme pectolytic, protease, cellulase... - Dạng dung dịch - Có màu nâu và mùi nhẹ của sản phẩm lên men. - Hoạt động ở khoảng pH 4,5. 6.4.2. Nhóm enzyme pectolytic + Enzyme pectinesterase (PE) - Enzyme pectinesterase chỉ phân cắt các nhóm methoxyl đứng cạnh nhóm COOH tự do. - Bắt đầu từ nhóm COOH tự do, Kết quả là tạo thành acid pectic và methanol. Hình 1.6. Phản ứng được xúc tác bởi enzyme pectinesterase. (Ashraf F., 1993). + Enzyme polygalacturonase (PG) - Enzyme polygalacturonase phân cắt liên kết glucosid 1,4 trong mạch pectin. - Tạo ra acid galacturonic Hình 1.7. Hoạt động thủy phân của enzyme polygalacturonase (Ashraf, F., 1993) 19 17 CHƯƠNG II QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU BẰNG NHIỆT Trong quá trình chế biến đồ hộp thực phẩm, nhiều loại nguyên liệu cần được chế biến sơ bộ bằng nhiệt. Xử lý nhiệt có nhiều cách: chần (trụng), hấp, đun nóng, rán (chiên), cô đặc. Tùy theo loại sản phẩm mà chọn quá trình xử lý thích hợp hợp I. CHẦN, HẤP, ĐUN NÓNG NGUYÊN LIỆU 1. Khái quát - Trong quá trình chế biến đồ hộp, nhiều loại nguyên liệu trong chế biến sơ bộ bằng cơ học, cũng như trước khi cho vào bao bì được xử lý bằng nhiệt. Người ta nhúng nguyên liệu vào nước hay dung dịch, hay xử lý nguyên liệu bằng hơi nước, tùy theo tính chất nguyên liệu và yêu cầu chế biến, ở nhiệt độ 75 - 1000C, trong thời gian 3 - 15 phút. - Các yều tố ảnh hưởng đến thời gian chần, hấp, đun nóng: trong quá trình chần, hấp, đun nóng ngoài mục đích vô hoạt enzyme, còn phải đảm bảo chất lượng sản phẩm, nên thực phẩm phải được gia nhiệt nhanh. Do đó, việc lựa chọn nhiệt độ và thời gian phù hợp cho mỗi loại nguyên liệu có ý nghĩa rất quan trọng và thời gian gia nhiệt phụ thuộc vào các yếu tố: • Loại nguyên liệu • Kích thước nguyên liệu • Nhiệt độ gia nhiệt • Phương thức gia nhiệt - Sau khi chần, hấp xong cần làm nguội nhanh. - 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. 2. Mục đích Chần hấp nguyên liệu nhằm các mục đích: - Đình chỉ các quá trình sinh hóa xảy ra trong nguyên liệu, giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc ít bị biến đổi Đối với nguyên liệu thực vật, dưới tác dụng của enzyme peroxidase, polyphenoloxidase trong các nguyên liệu thường xảy ra quá trình oxy hóa các chất chát, tạo thành flobafen có màu 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, quá trình chần, hấp làm cho quá trình phân giải bị đình chỉ. Nước chần nguyên liệu có thể được sử dụng làm nước rót hộp 18 - Làm thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi Khi gia nhiệt, các nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hút nước sẽ trương nở, như đậu khô sau khi chần sẽ tăng thể tích gần 2 lần và khối lượng tăng 1,85 lần, nên khi thanh trùng sẽ chóng chín, dung dịch rót vào không bị hút nhiều. Với nguyên liệu giàu protid, do bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt, sẽ làm giảm thể tích và trọng lượng. Sự thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu sau khi gia nhiệt làm cho sản phẩm ổn định, đáp ứng các yêu cầu về tỉ lệ cái - nước và thành phần các cấu tử trong hộp. - Giảm tỉ lệ tổn thất nguyên liệu và nâng cao hiệu suất chế biến Đối với nguyên liệu thực vật, quá trình chần, hấp làm cho tinh bột bị hồ hóa, giúp nguyên liệu đàn hồi, khó gẫy vỡ khi xếp hộp. Mặt khác, khi chần protopectin thủy phân thành pectin hòa tan, làm cho việc bóc vỏ bỏ hạt nhanh và phế liệu ít. Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng (khi ép nước quả) hoặc dung dịch nước rót dễ ngấm vào nguyên liệu (trong sản xuất quả nước đường, mứt miếng, rau ngâm giấm) Đối với nguyên liệu động vật, khi xử lý nhiệt thì colagen chuyển thành gelatin giúp cho quá trình tách thịt ra khỏi xương, da dễ dàng, do đó nâng cao hiệu suất chế biến. - Đuổi khí có trong gian bào của nguyên liệu Nhằm hạn chế tác dụng của Oxy xảy ra trong hộp, tránh phồng hộp, ăn mòn vỏ hộp sắt, oxy hóa vitamin...Chần còn làm giảm các chất có mùi vị không thích hợp như vị đắng (măng, cà tím) các hợp chất lưu huỳnh (rau cải, cải bắp, gia cầm) - Làm cho rau quả có màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu Khi chần trong dung dịch acid citric hoặc NaHSO3...những chất này sẽ phá hủy một số hợp chất màu, làm cho nguyên liệu có màu sáng hơn. - Làm giảm lượng vi sinh vật bám trên bề mặt của nguyên liệu Mặc dù xử lý ở nhiệt độ không cao lắm, với thời gian không dài, nhưng có thể tiêu diệt một số vi sinh vật kém chịu nhiệt bám trên bề mặt nguyên liệu. 3. Ảnh hưởng của quá trình chần, hấp đến chất lượng sản phẩm 3.1. Về dinh dưỡng Trong quá trình chần, hấp, chất lượng sản phẩm giảm không nhiều. Sự mất mát chất dinh dưỡng thường do hòa tan hơn là bị biến đổi. Các chất khoáng, vitamin cũng như một số các cấu tử hòa tan bị hoà tan trong nước chần. Lượng các cấu tử hòa tan phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Môi trường chất tải nhiệt (nước, hơi nước hay không khí nóng): quá trình hấp sẽ tổn thất chất hoà tan ít hơn chần, tuy nhiên cấu tạo thiết bị phức tạp và chi phí tốn kém hơn. - Nhiệt độ, thời gian chần, hấp: nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài, sẽ tổn thất dinh dưỡng càng nhiều. Bảng 2.1. Sự biến đổi hàm lượng acid ascorbic (vitamin C) theo điều kiện chần, hấp khác nhau, % Điều kiện xử lý Trước khi xử lý Sau khi xử lý Tỉ lệ tổn thất Nước ở nhiệt độ 90oC Nước ở nhiệt độ 100oC Hơi nước ở nhiệt đô 100oC Hơi nước ở nhiệt độ 110oC 10,9 11,2 12,8 17,9 6,9 6,7 10,8 9,0 36,7 40,0 15,6 49,7 (GUERRANT, O’HARA. 1996) - Nồng độ chất tan có trong nước chần: nước chần chứa nhiều chất hữu cơ, chất tan sẽ ít hòa tan vào nước hơn (Nếu chần trong môi trường có chứa sẵn chất tan, thì chất tan trong nguyên liệu ít hòa tan vào nước chần hơn) Có thể chần trong dung dịch đường hoặc muối. - Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần: diện tích tiếp xúc càng lớn, tổn thất chất n rau. 3.2. Về - Màu chloro Chlorophyl t l B. Trong đó chlorophyl A tương đối nhạy cảm với nhiệt hơn chlorophyl B. Chlorophyl biến đổi khi xử lý trong môi trường acid hoặc có oxy (chlorophyl có màu xanh biến đổi thành pheophytin có màu vàng xanh – vàng olive Chlorophyl A Pheophytin A Chlorophyl B Pheophytin B Nhiệt, acid - M Trong ngu oanthocyan. Anthocyan anthocyan - M Caroten tư trong quá t hơn nguyê 3.3. V Các hơi. Vì vậyNhiệt, acid àu anthocyan yên liệu, anthocyan thường tồn tại ở dạng phức hợp leuc là tro àu ơ rìn n l ề c , tan càng nhiều. Loại củ và hạt ít tổn thất chất tan hơ màu sắc phyl hường tồn tại ở 2 dạng: chlorophyl A và chlorophy chất hòa tan trong ng môi trường có n Leucoanthocyan Mất à Nhiệ caroten ng đối bền nhiệt, vì h tồn trữ, nguyên li iệu không chần. mùi vị hất mùi thường hiệ mùi vị giảm một ít s 19 nước. Do đó, khôn hiều nước. Anth t vậy ít bị biến đổi t ệu được chần, hấp n diện trong nguyê au khi chần, hấp. g nên chần nguyên liệu chứa ocyan Oxy hóa rong qua trình chần, hấp. Mặt khác, thì hàm lượng caroten lại ổn định n liệu là các hợp chất ester dễ bay 20 3.4. Về cấu trúc Một trong những mục đích của quá trình chần, hấp là làm mềm cấu trúc của rau quả, để tạo điều kiện dễ dàng khi cho vào bao bì hoặc tách vỏ, hạt ra khỏi thịt quả. Tuy nhiên, đối với một số sản phẩm thì quá trình chần, hấp, làm mềm cấu trúc không mong muốn. Mà một trong những nguyên nhân làm mềm cấu trúc là do protopectin biến thành pectin. Vì vây, để duy trì độ cứng của sản phẩm, ta có thể cho thêm CaCl2 vào nước chần, để tạo thành phức pectat calci. 4. Giới thiệu thiết bị chần, hấp Thiết bị chần, hấp được phân loại theo các nguyên tắc - Làm việc gián đoạn hay liên tục - Trong chân không, áp suất thường hay áp suất cao Thiết bị thường có một băng tải đặt trong thùng chứa nước hay phun hơi, hơi nước theo ống phun vào thùng hay phòng hấp, băng tải di chuyển với tốc độ sao cho khi qua thiết bị, nguyên liệu đã được chần đạt yêu cầu. Hình 2.1. Thi II. RÁN (CHIÊN) NGUYÊN LI 1. Khái quát - Rán là cho nguyên liệu vào trong dầu liệu có thể là dầu lạc, dầu bông, dầu hướng d Đối với thịt, có thể dùng mỡ động vật để rán. - Trong sản xuất đồ hộp, rán được dù biến các loại đồ hộp cá, thịt sauce (sốt) cà chu 2. Mục đích Rán nguyên liệu trong sản xuất đồ hộp - Tăng giá trị cảm quan của sản - Tăng giá trị dinh dưỡng của sảết bị hấp ỆU ở nhiệt độ cao. Dầu dùng để rán nguyên ương, dầu đậu nành, dầu cọ, dầu olive... ng khi chế biến rau rán làm gia vị, chế a... nhằm các mục đích: phẩm. n phẩm. 21 - Tiêu diệt hệ thống men và vi sinh vật. 3. Quá trình rán 3.1. Yêu cầu và tính chất của dầu mỡ dùng để rán Có thể dùng dầu hoặc mỡ, nên dùng dầu đã tinh chế. Dầu rán phải đạt các yêu cầu sau: - Mùi vị: không ôi, khét, có mùi đặc trưng. - Màu sắc: trong, sáng, không lắng cặn. - Lượng ẩm và các chất bay hơi không quá 0.3 %. - Chỉ số acid của dầu < 0.2. 3.2. Phương pháp rán *Giai đoạn rán: Phải tiến hành rán đúng chế độ: - Đối với rau, nhiệt độ rán : 120 - 1600C. - Đối với thịt cá, nhiệt độ rán: 140 - 1800C. Thời gian rán 5 - 20 phút, thay đổi tùy theo loại nguyên liệu, nhiệt độ lò rán và lượng nguyên liệu đưa vào rán. Nguyên liệu cho vào rán phải đồng đều và phải ngập hẳn trong dầu. Lớp nguyên liệu phải thấp hơn mặt thoáng của dầu từ 5 - 10 cm. Trong quá trình rán, phải kiểm tra chất lượng của dầu. Khi chỉ số acid của dầu lớn hơn 4 thì phải thay dầu, nhưng nếu chưa có mùi ôi khét, màu chưa tối thẫm thì cho phép tiếp tục rán, nhưng không cho phép chỉ số acid vượt quá 5. *Giai đoạn làm nguội: Nguyên liệu sau khi rán được làm nguội ngay đến nhiệt độ 35 - 400C, có thể làm nguội bằng các phương pháp sau: - Phương pháp đơn giản nhất là dùng quạt gió, không khí lưu thông làm nguội nguyên liệu. Với phương pháp này, dây chuyền sản xuất có thể bị gián đoạn và vi sinh vật trong không khí lại xâm nhập vào sản phẩm. - Làm nguội nguyên liệu rán trong thiết bị chân không, với áp suất từ 700 - 710mmHg. Nguyên liệu được làm nguội nhanh tới 35 - 400C chỉ trong vài phút. Với phương pháp này đảm bảo dây chuyền sản xuất liên tục, không sợ nhiễm vi sinh vật vào sản phẩm. - Ngoài ra còn làm nguội nguyên liệu bằng cách nhúng vào dầu nguội. Phương pháp này rút ngắn được thời gian rất nhiều, vì hệ số truyền nhiệt từ sản phẩm đến dầu lớn gấp 40 - 50 lần hệ số truyền nhiệt từ sản phẩm đến không khí. Phương pháp này có nhược điểm là hàm lượng chất béo trong nguyên liệu sau khi làm nguội cao, chỉ thích hợp cho sản phẩm cá ngâm dầu. 4. Độ rán Người ta xác định chất lượng rán và thời điểm ngừng rán bằng hình thức bên ngoài, mùi vị sản phẩm và bằng độ rán. Trong đánh giá độ rán, người ta đánh giá bằng 2 độ rán: Độ rán biểu kiến và độ rán thực tế. - Độ rán biểu kiến: Chỉ tỉ lệ nguyên liệu giảm đi sau khi rán, so với nguyên liệu trước khi rán. Được xác định theo công thức: 100 A BAX −= (%) Với A : Trọng lượng nguyên liệu trước khi rán (kg). B : Trọng lượng nguyên liệu sau khi rán (kg). Độ rán biểu kiến được dùng để kiểm tra hay tính toán các chỉ tiêu, định mức kinh tế kỹ thuật và tính năng suất thiết bị. 22 - Độ rán thực tế: Chỉ lượng nước bay hơi trong nguyên liệu sau khi rán. Độ rán thực tế bằng tổng độ rán biểu kiến với lượng dầu đã thấm vào nguyên liệu. A mB A BAX .1001 +−= (%) Với m : Tỉ lệ dầu hút vào sản phẩm (%) Độ rán thực tế chỉ được sử dụng trong các quá trình tính nhiệt. Độ rán biểu kiến luôn thấp hơn độ rán thực tế, vì trong khi rán một phần nước đã bốc hơi nhưng nguyên liệu lại hút một phần dầu rán vào. Độ rán biểu kiến luôn thấp hơn độ rán thức tế, vì trong khi rán thì một phần nước bốc hơi nhưng nguyên liệu lại hút một phần dầu rán vào. Lượng dầu thấm vào sản phẩm trung bình 7 – 13% Độ rán biểu kiến trung bình 30 – 53% Độ rán thực tế trung bình 41 – 64% 5. Những biến đổi trong quá trình rán 5.1. Biến đổi của nguyên liệu - Protid trong nguyên liệu bị biến tính. Rau chứa ít protid nên khi đông, protid chuyển thành dạng hạt rời, rồi phân hủy thành dạng bông. Sự biến đổi của protid bắt đầu ở nhiệt độ 30 – 35oC, và tốc độ tăng dần theo nhiệt độ, ở nhiệt độ 60 – 65oC thì protid đã bị biến tính. Các protid mất tính tan, các phân tử protid chứa S bị cắt đứt, giải phóng H2S. - Glucid bị biến đổi, đường và tinh bột ở lớp bề mặt bị caramel hóa. Protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan, làm rau rán trở nên mềm. - Chlorophyl chuyển thành pheophytin, caroten ít 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. 5.2. Biến đổi của dầu 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 dự hòa lẫn các chất glucid, protid, lipid, tạo thành nhũ tương, do tiếp xúc với không khí trên mặt thoáng và với mặt truyền nhiệt, nên dầu bị biến tính - Khi rán độ nhớt của dầu tăng do các chất dinh dưỡng trong nguyên liệu dịch chuyển vào dầu, dầu bị xẫm màu . - Ở nhiệt độ cao, dầu tiếp xúc với hơi nước và oxy nên bị thủy phân và oxy hóa thành acid bé , glyceril, rồi thành các chất peroxide, aldehide, cetone (có mùi ôi khét) và acrolein (l chất lỏng, độc, khi rán bốc thành khói xanh thoát ra trên mặt thoáng của dầu làm cay o à23 mắt) theo sơ đồ sau: Chất béo (dầu, mỡ) Glyceril + acid béo Nhiệt, Nhiệt O hóa Acrolein Aldehide, cetone (Gây độc) (Ôi dầu) Hình 2.2. Biến đổi của dầu trong quá trình rán 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. Bảng 2.2. Chất chống oxy hóa cho phép sử dụng TÊN GỌI TÊN CHẤT CHỐNG OXY HÓA Liều lượng có thể chấp nhận (mg/kg thể trọng/ngày) E 300 E 301 E 302 E 303 E 304 Acid L-ascorbic L-ascorbat Na L-ascorbat Ca Acid diacetyl 5,6-L-ascorbic Acid palmityl 6-L-ascorbic Không giới hạn E 306 E 307 E 308 E 309 Chất chiết tự nhiên giàu tocopherol Alpha-tocopherol (tổng hợp) Gamma-tocopherol (tổng hợp) Delta-tocopherol (tổng hợp) Không giới hạn E 310 E 311 E 312 Propyl Gallate Octyl Gallate Dodécyl Gallate 0 – 0,5 E 320 Butylhydroxyanisole (BHA) 0 – 0,5 E 321 Butylhydroxytoluen (BHT) 0 – 0,5 (Tổ chức CEE - Communauté Économique Européenne - 1990) Cơ chế chống oxy hóa chất béo ROOO + AH ROOH + AO ROO + AH ROH + AO RO + AH RH + AO OHO + AH H2O + AO 24 25 6. Giới thiệu thiết bị rán Thông thường thiết bị rán chỉ là 1 thùng chứa dầu, được đun nóng bằng đốt cháy nhiên liệu. Ngày nay, người ta đã thiết kế được thiết bị rán chân không, để hạn chế sự oxy hóa dầu, và ít gây biến đổi nguyên liệu rán. Hình 2.3. Thiết bị rán chân không III. CÔ ĐẶC 1. Khái quát Cô đặc là làm bốc hơi nước của sản phẩm bằng cách đun sôi. 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 soup khô, sữa đặc... 2. Mục đích Cô đặc nhằm mục đích: - Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm, làm tăng độ sinh năng lượng của thực phẩm. - Kéo dài thời gian bảo quản (vì hạn chế vi sinh vật phát triển do ít nước, áp suất thẩm thấu cao). - Giảm được khối lượng vận chuyển. 3. Các yếu tố kỹ thuật của quá trình cô đặc thực phẩm Quá trình cô đặc thực phẩm có 3 thông số cơ bản: nhiệt độ sôi, thời gian sản phẩm lưu lại trong thiết bị (thời gian cô đặc) và cường độ bốc hơi. 26 3.1. Nhiệt độ sôi - Khi tiến hành một quá trình cô đặc thực phẩm người ta đun nóng khối sản phẩm tới nhiệt độ sôi. Nước trong sản phẩm bốc hơi cho đến khi nồng độ chất khô đã đến nồng độ yêu cầu thì ngừng quá trình cô đặc và cho sản phẩm ra khỏi thiết bị. - Nhiệt độ sôi của sản phẩm phụ thuộc áp suất hơi ở trên bề mặt, nồng độ chất khô và tính chất vật lý, hóa học của sản phẩm. Khi áp suất hơi trên bề mặt của sản phẩm càng thấp thì nhiệt độ sôi của sản phẩm càng thấp. Vì vậy việc tạo độ chân không trong thiết bị cô đặc sẽ giảm được nhiệt độ sôi của sản phẩm. Hay nói cách khác là điều chỉnh nhiệt độ sôi bằng cách thay đổi độ chân không. Bảng 2.3. Quan hệ giữa độ chân không và nhiệt độ sôi của nước Độ chân không (mmHg) Nhiệt độ sôi (0C) 0 100 126 95 234 90 326 85 405 80 430 75 526 70 572,5 65 610 60 642 55 667,6 50 690 44,5 (Nguyễn Vân Tiếp và ctv. 2000) Khi 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 2.4. Quan hệ giữa nồng độ chất khô và nhiệt độ sôi ở 760 mmHg Nồng độ chất khô (%) Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg (0C) 55 102,4 60 103,5 65 104,5 70 105,5 75 107,5 (Nguyễn Vân Tiếp và ctv. 2000) 27 - Nhiệt độ sôi thấp thì tính chất của thực phẩm ít bị biến đổi như sinh tố ít bị tổn thất, màu sắc ít bị biến đổi, mùi thơm cũng ít bị bay hơi. Nhiệt độ sôi thấp còn làm giảm tốc độ ăn mòn và kéo dài thời gian bền của vật liệu làm thiết bị cô đặc. 3.2. Thời gian cô đặc - Là thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị cô đặc cho sự bốc hơi nước ra khỏi nguyên liệu để đạt đến độ khô yêu cầu. - Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường độ bốc hơi của sản phẩm. Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục và sản phẩm có cường độ bốc hơi lớn thì thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị càng ngắn. 3.3. Cường độ bốc hơi Cường độ bốc hơi của sản phẩm phụ thuộc cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi nóng và sản phẩm bốc hơi. Cường độ trao đổi nhiệt được đặc trưng bằng hệ số truyền nhiệt của quá trình cô đặc. Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường độ bốc hơi càng cao. 4. Biến đổi của thực phẩm trong quá trình cô đặc + Biến đổi vật lý Thực phẩm cô đặc là một hệ của nhiều chất hòa tan như đường, acid, muối, còn chứa cả các chất không tan như tinh bột, cellulose ở trạng thái huyền phù. Khi cô đặc, dung môi bay hơi, nồng độ chất hòa tan tăng dần, nhiệt độ sôi, độ nhớt, 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 cũng giảm. + Biến đổi hóa học - Các loại đường trong rau quả, do chịu tác dụng của nhiệt độ cao ở bề mặt truyền nhiệt của thiết bị cô đặc, nên bị caramel hóa. Hiện tượng caramel hóa tạo ra các sản phẩm có màu đen và vị đắng làm sản phẩm có chất lượng kém. Ở nhiệt độ 95oC, đường khử có thể bị caramel hóa. Ở nhiệt độ 160oC, quá trình caramel hóa xảy ra mạnh. Ở 160oC, saccharose loại 1 phân tử nước tạo ra glucosan và fructosan. Ở 185 – 190oC, glucosan kết hợp với fructosan tạo thành isosaccharosan. Tiếp tục, 2 phân tử isosaccharosan kết với nhau, loại 2 phân tử nước tạo thành caramelan. Caramelan lại kết hợp với isosaccharosan, loại 3 phân tử nước tạo thành caramelen. Khi nhiệt độ tăng cao trên 200oC tạo thành caramelin (mất tính hòa tan) Sơ đồ phản ứng caramel hóa như sau: 160oC, - C12H22O11 C6H10O5 + C6H10O5 185 – 28 C12H20O10 C24H26O13 C36H50O25 C24H36O18 190o C-> Hình 2.4. Quá trình carmel hóa của đường saccharose - Hiện tượng xẫm màu còn do phản ứng giữa protein (nhóm –NH2) và đường khử (nhóm –CHO) tạo các melanoidin. - Tinh bột sẽ bị hồ hóa. Pectin bị phân hủy nên giảm tính tạo đông trong nấu mứt - Các chất thơm và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị của sản phẩm. - Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm do tác dụng của nhiệt độ cao. Do đó để tránh tổn thất vitamin, ta dùng thiết bị cô đặc chân không. 29 5. Giới thiệu thiết bị cô đặc Cô đặc có thể dùng loại thiết bị hở hoặc thiết bị cô chân không. + Thiết bị cô đặc hở (làm việc ở áp suất thường): thường dùng để nấu mứt... + Thiết bị cô đặc chân không: thường dùng để cô đặc cà chua, nước quả... Thiết bị cô chân không có loại 1 nồi hoặc nhiều nồi, nhưng loại nhiều nồi có ưu điểm hơn loại một nồi: - Tiết kiệm hơi vì dùng được hơi thứ và tổn thất ít hơi. - Chất lượng sản phẩm tốt vì cô đặc liên tục, nhiệt độ sôi thấp, thời gian cô nhanh. Hình 2.5. Thiết bị cô đặc chân không 28 CHƯƠNG III QUÁ TRÌNH CHO SẢN PHẨM VÀO BAO BÌ - BÀI KHÍ - GHÉP KÍN I. QUÁ TRÌNH CHO SẢN PHẨM VÀO BAO BÌ 1. Sơ lược bao bì đồ hộp 1.1. Loại bao bì Trong sản xuất đồ hộp thường sử dụng 2 nhóm bao bì : - Bao bì gián tiếp : để đựng các đồ hộp thành phẩm, tạo thành các kiện hàng, thường là những thùng gỗ kín hay nan thưa hay thùng carton. - Bao bì trực tiếp : tiếp xúc với thực phẩm, cùng với thực phẩm tạo thành một đơn vị sản phẩm hàng hóa hoàn chỉnh và thống nhất, thường được gọi là bao bì đồ hộp. Trong nhóm này, căn cứ theo vật liệu bao bì, lại chia làm các loại : bao bì kim loại, bao bì thủy tinh, bao bì bằng chất trùng hợp, bao bì giấy nhiều lớp v.v.... * 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 rỉ 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. * Chất trùng hợp có loại chịu được tác dụng của nhiệt độ cao, có loại không chịu được tác dụng của nhiệt. Có ưu điểm là nhẹ, dễ gia công, rẻ tiền. * Bao bì giấy nhiều lớp, với 2 tính chất: chống thấm và chịu đựng (va chạm và sự tiếp xúc với thực phẩm) là loại bao bì màng ghép, gồm có các lớp sau ( dùng bao bì phức hợp ): o Lớp ngoài cùng là PE: chống ẩm o Lớp mực in (cellophane): dễ in o Lớp giấy: tăng cứng cho bao bì o Lớp PE: nối kết giữa lớp giấy và lớp nhôm ở trong cùng o Lớp nhôm: ngăn ẩm, giữ mùi, ngăn sáng. o 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. 29 1.2. Kiểu nắp bao bì thủy tinh - Kiểu PRESS-TWIST (Phương pháp xoắn ốc): Nắp và cổ bao bì có rãnh xoắn ốc. Ưu điểm : • Mở nắp dễ và tiện Nhược điểm • Hạn chế năng suất ghép, • Cấu trúc và sử dụng máy phức tạp, • Khó gia công • Tốn kim loại làm nắp • Bao bì phải làm cổ xoắn, khó gia công, không đảm bảo độ kín khi bảo quản - Kiểu TWIST-OFF : dùng cho bao bì miệng rộng, cổ ngắn, nắp sắt. Vòng đệm đặt ở đáy nắp. Khi đậy và tháo nắp chỉ cần xoay ¼ vòng nắp Ưu điểm : • Mở nắp dễ và tiện Nhược điểm • Hạn chế năng suất ghép, • Cấu trúc và sử dụng máy phức tạp, • Khó gia công • Tốn kim loại làm nắp • Bao bì phải làm cổ xoắn, khó gia công, không đảm bảo độ kín khi bảo quản - Kiểu EUROCAP : dùng cho bao bì miệng rộng. Vòng đệm đặt ở đáy nắp và vít chặt lấy miệng bao bì. Ưu điểm • Ít tốn kém kim loại làm nắp • Dễ mở nắp Nhượ