Bảo quản lạnh đông thịt bò

Tóm tại, mô liên kết và mô mỡ tuy có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng trong thịt bò thấp hơn so với mô cơ nhưng cũng được sử dụng nhiều trong các sản xuất các sản phẩm như: xúc xích, pate

Mục lục

thịt bò 1

Lời nói đầu 4

1 Tổng quan về nguyên liệu thịt bò: 5

1.1 Cấu trúc thịt bò: 8

1.1.1 Cấu trúc mô cơ 8

1.1.2 Cấu trúc của mô mỡ 9

1.1.3 Cấu trúc mô liên kết 9

1.2 Tính chất vật lý - hóa lý cơ bản của thịt bò: 10

1.2.1 Khối lượng riêng 10

1.2.2 Nhiệt dung riêng 10

1.2.4 Tính dẫn nhiệt 11

1.2.5 pH 11

1.3 Một số tính chất cảm quan của thịt bò: 12

1.3.1 Màu sắc thịt bò 12

1.3.2 Mùi vị của thịt bò 12

1.3.3 Độ mềm của thịt: 13

1.4 Thành phần hóa học của thịt bò: 14

2 Cơ sở khoa học về lạnh đông 15

2.1 Đôi nét về kỹ thuật lạnh 15

2.2 Bản chất của quá trình lạnh đông 16

2.3 Phương pháp thực hiện 20

2.3.1 Môi trường làm lạnh 20

2.3.2 Làm đông bằng tủ đông tiếp xúc 25

2.3.3 Làm đông bằng khí hóa lỏng 26

3 Quy trình công nghệ và giải thích quy trình: 27

3.1 Giết mổ: 28

3.1.1 Tắm rửa: 28

3.1.2 Gây choáng: 29

3.1.3 Cắt tiết: 29

3.1.4 Lấy nội tạng: 29

3.1.5 Xẻ nửa: 30

3.1.6 Pha lóc thịt: bò nửa con được pha lóc và phân loại theo hình dưới đây: 30

3.1.7 Những biến đổi của thịt sau khi giết mổ: 31

3.2 Quy trình lạnh đông: 39

3.2.1 Làm lạnh sơ bộ: 39

3.2.2 Cấp đông: 40

3.2.3 Mạ băng: 47

3.2.4 Bao gói: 48

4 Sản phẩm: 49

4.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lương thịt lạnh đông: theo TCVN 7047:2002 49

4.1.1 Yêu cầu cảm quan 49

4.1.2 Các chỉ tiêu lý hóa 49

4.1.3 Dư lượng các kim loại nặng 49

4.1.4 Các chỉ tiêu vi sinh vật 50

4.1.5 Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật 50

4.1.6 Dư lượng thuốc thú y 50

4.1.7 Độc tố nấm mốc 51

4.1.8 Dư lượng hoocmon 51

4.2 Quá trình bảo quản: 51

4.2.1 Bảo quản sản phẩm 51

5 Kết luận: 53

Lời nói đầu

Trong cuộc sống hiện đại, thực phẩm đông lạnh là những sản phẩm đi liền với đời sống hàng ngày của mỗi gia đình Tiết kiệm thơi gian và tiền bạc chính là những yếu tố đầu tiên để người tiêu dùng lựa chọn thực phẩm đông lạnh cho thực đơn bữa ăn gia đình Thị trường thực phẩm đông lạnh của Việt Nam vài năm gần đây đang có tốc độ phát triển từ 20- 40% mỗi năm

Kỹ thuật lạnh là nhu cầu thiết yếu để phát triển công nghiệp thực phẩm: “Lạnh cần cho công nghiệp thực phẩm như điện và hơi nước cần cho công nghiệp nặng vậy Điện và hơi nước đã đẩy công nghiệp nặng tiến tới, thì lạnh sẽ làm cho công nghiệp thực phẩm phát triển vượt bậc” (Micoiang - 1935)

Quá trình làm lạnh không thể thiếu trong ngành đánh bắt thủy sản, công nghiệp chế biến thịt, rau quả, rượu bia, sữa… tóm lại trong hầu hết các ngành công nghiệp chế biến nguyên liệu tươi có nguồn gốc thực vật và động vật đều cần đến lạnh

Trong bài báo cáo này, chúng tôi xin giới thiệu về quy trình công nghệ lạnh đông thịt

bò Bài báo cáo gồm 5 mục:

1 Tổng quan về nguyên liệu thịt bò: Phần này giới thiệu đại cương về cấu trúc, tính chất cảm quan và thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu thịt bò

2 Cơ sở kỹ thuật lạnh đông: Phần này trình bày những nguyên lý và phương pháp

cơ bản của quá trình lạnh đông

3 Quy trình công nghệ: Đây là phần quan trọng, sẻ cung cấp cho các bạn kiến thức

về các bước của quy trình giết mổ, pha lóc thịt và tiến hành lạnh đông tạo ra sản phẩm

4 Sản phẩm: Đánh giá về các giá trị cảm quan, chỉ tiêu vi sinh, phương pháp bảo quản và rã đông thịt bò đông lạnh

5 Kết luận: Tổng quát lại và mở rộng thêm về ý nghĩa thực tế của bài báo cáo Bài báo cáo chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót về nội dung và cách trình bày Chúng tôi rất mong nhận được sự góp ý để bổ sung và hoàn chỉnh hơn

1 Tổng quan về nguyên liệu thịt bò:

Bò thịt hay bò lấy thịt, bò nuôi lấy thịt là một loại bò nhà được chăn nuôi chủ yếu phục phụ cho mục đích lấy thịt bò khác với bò sữa chuyên phục phụ cho mục đích lấy sữa hoặc các giống bò nhà khác phục vụ cho mục đích cày kéo, vận chuyển Đặc điểm nổi bật của giống bò chuyên dụng thịt là to con, con cái trưởng thành nặng từ 500-800kg, con đực trưởng thành nặng từ 900-1.400kg Tỷ lệ thịt xẻ đạt từ 60-65%, thích nghi với nuôi chăn thả và vỗ béo

Bò thịt được chăn nuôi để phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ thịt bò ngày càng tăng trên thế giới Theo một thống kê, bình quân nhu cầu tiêu thụ thịt bò/người/năm của thế giới

là 9 kg/người/năm, các nước phát triển tỷ lệ thịt bò chiếm 25 – 30% tổng lượng thịt tiêu thụ bình quân đâu người, riêng ở Việt Nam là 1,9 kg (năm 2006), tỷ lệ thịt bò/tổng lượng thịt hơi tiêu thụ là 5,19% (tương đương 0,85 kg thịt xẻ/người/năm)

- Nhóm bò thịt Ôn đới

Bò Drought Master

Bò Lymousine

Bò Crymousine

Bò Red Angus

1.1 Cấu trúc thịt bò:

Thịt có cấu trúc rất phức tạp nhưng về cơ bản thành phần thịt bò có thể bao gồm các mô: mô cơ, mô mỡ, mô liên kết, máu, mô thần kinh Trong đó mô cơ, mô mỡ và mô liên kết theo thứ tự là những thành phần có giá trị dinh dưỡng cao nhất và được nghiên cứu nhiều nhất

Tỉ lệ thành phần của các mô trong các loại thịt khác nhau

1.1.1 Cấu trúc mô cơ

Mô cơ là một bộ phận quan trọng của thịt

bò nó chiếm khoảng 57- 62% khối lượng của thịt

và chiếm khoảng 35% trọng lượng của con vật

Mô cơ của các loài động vật không chỉ khác

nhau về giống loài, giới tính, độ tuổi mà còn phụ

thuôc nhiều vào chế độ chăm sóc và trạng thái của

động vật sau trước khi giết mổ Mô cơ thường có

màu đỏ thẩm hoặc đỏ nhạt, mô cơ của các động vật đực, trưởng thành và lao động nhiều có màu thẫm hơn so với những loài động vật cái, còn non hoặc chỉ nuôi để lấy thịt

Mô cơ là cấu trúc có giá trị dinh dưỡng cao nhất của thịt, hàm lượng các chất trong

mô cơ thịt bò dao động như sau:Nước: 72- 75%, protein: 18.5- 22%, lipid và lipoid: 2- 3, chất ngấm ra: 2- 2.8%, 0.3-0.8% glycogen,khoáng: 1- 1.4%, chủ yếu gồm Fe, các hợp chất

P, Ca, Mg, Zn, và vitamin: thiamin, vitamin B6, vitamin E, vitamin A,

1.1.2 Cấu trúc của mô mỡ

Mô mỡ được tạo thành từ các mô liên kết hình lưới xốp

mềm hóa và các tế bào chất béo Trong thịt bò hàm lượng mô

mỡ dao động trong khoảng khá rộng từ 2- 40% và tỉ lệ nghịch

với hàm lượng nước trong cấu trúc cơ thịt.Lượng chất béo với

một tỉ lệ nhất định sẽ làm tăng giá trị cảm quan và giá trị dinh

dưỡng của thịt

Lượng mô mỡ, vị tri tích lũy, thành phần ,màu sắc, mùi vị và các tính chất khác của

mô mỡ phụ thuộc nhiều vào giống loài, tuồi, giới tính, mức độ béo của vật nuôi và điều kiện nuôi dưỡng

Thành phần hóa học của mô mỡ chủ yếu là lipid và các dẫn xuất(chiếm 70- 90%) Ngoài ra còn có chứa protein(chiếm 0.5- 7.2%), nước(chiếm 2- 21%), sắc tố, enzyme và các vitamin tan trong dầu

1.1.3 Cấu trúc mô liên kết

Trong cơ thể, mô liên kết được phân bố rộng rãi, có tác dụng liên kết các bô phận lại với nhau, tham gia vào quá trình trao đổi chất và thực hiện nhiệm vụ bảo vệ cơ thể Mô liên kết được cầu thành từ ba phần: chất nền, cấu trúc hình sợi và dịch mô

Mô liên kết được hình thành trên cơ sở

từ các sợi colagen và sợi eslatin, trong đó sợi colagen là cấu trúc quan trọng nhất

Hàm lượng mô liên kết phụ thuộc vào giống loài, mức độ béo, tuổi, giới tính, bộ phận

cơ quan nhưng thường không vượt quá 12%

Thành phần hóa học trung bình của mô liên kết được thể hiện như sau:Nước: 62- 74%, protein: 21- 35%, lipid và lipoid: 1- 3.3% và các thành phần khác

Tóm tại, mô liên kết và mô mỡ tuy có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng trong thịt bò thấp hơn so với mô cơ nhưng cũng được sử dụng nhiều trong các sản xuất các sản phẩm như: xúc xích, pate, chả, nem chua,… vậy kết hợp sử dụng mô cơ, mô mỡ và mô liên kết làm tăng khối lượng sản phẩm, tạo ra giá trị cảm quan tốt cho sản phẩm, tăng tính tạo nhũ, tạo gel phù hợp với yêu cầu một số sản phẩm, tận dụng được nhiều sản phẩm khác nhau của thịt do đó hiệu quả sử dụng và giá trị kinh tế sẽ tăng lên

1.2 Tính chất vật lý - hóa lý cơ bản của thịt bò:

Tính chất vật lý của thịt bò khác nhau theo từng giống loài, độ tuổi, giới tính, chế độ chăm sóc, chế độ dinh dưỡng Tính chất vật lý của thịt cũng là một trong những tiêu chuẩn

để đánh giá chất lượng của thịt, nghiên cứu rõ về tính chất vật lý-hóa lý của thịt giúp ta có những cơ sở bổ ích trong việc tính toán các quá trình bảo quản như nhiệt, lạnh, Một số tính chất vật lý quan trọng được xét như sau:

1.2.1 Khối lượng riêng

Khối lượng riêng của thịt bò thay đổi theo rất nhiều yếu tố như giống loài, giới tính,

độ tuổi, nhưng quan trọng nhất là hàm lượng chất béo trong thịt và vị trí cùa súc thịt

Khối lượng riêng trung bình ở 150C của thịt bò khử mỡ là 1.02- 1.07kg/l, của chất béo là 0.95-0.97kg/l và của xương là 1.13- 1.3kg/l

1.2.2 Nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng của thịt khác nhau theo tổ chức học và thành phần hóa học của nó

Nhiệt dung riêng của một số loại súc thịt của thịt bò

Một lưu ý khi tính nhiệt dung riêng của các loại thực phẩm là phải tính nhiệt dung riêng của nó trên điểm băng và dưới điểm băng

Khi tính toán nhiệt dung riêng cho thịt bò ta cần chú ý đến nhiệt dung riêng trên và dưới điểm băng, do những nhiệt dung này la khác nhau, vì vậyquá trình làm lạnh (đóng băng) hoặc sấy nhiệt sẽ có những giá trị dung riêng khác nhau và việc điều chỉnh các thông số sao cho phù hợp sẽ khác nhau Nguyên nhân: cơ chế truyền năng lượng, truyền nhiệt khác nhau trong thịt trên điểm băng và dưới điểm băng là khác nhau Khi đóng băng các tinh thể đá hình thành nên chỉ truyền nhiệt theo dẫn nhiệt

1.2.4 Tính dẫn nhiệt

Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc cơ thịt đến hệ số dẫn nhiệt của thịt cho thấy rằng: khi các sợi cơ của thịt xếp vuông góc với nhau thì thịt có hệ số dẫn nhiệt cao nhất khoảng 1kcal/m.giờ.0C; khi các sợi cơ xếp song song thì hệ số dẫn nhiệt giảm xuống đạt khoảng 0.8- 0.9kcal/m.giờ.0C; Đặc biệt khi cơ thịt có nhiều mỡ thì hệ số dẫn nhiệt cũng bị giảm xuống

Hệ số dẫn nhiệt của thịt đông cao hơn so với so với thịt chưa đông và nhiệt độ đông đặc càng thấp thì hệ số dẫn nhiệt của thịt càng cao Hệ số dẫn nhiệt của thịt sau khi giải đông lớn hơn so với trước khi cấp đông; của thịt bò tươi trung bình khoảng 0.43kcal/m.giờ.0C; của thịt bò tươi ướp nước đá trung bình khoảng 1.2kcal/m.giờ.0C; của thịt cấp đông ở nhiệt độ -10- -200C là 1.3kcal/m.giờ.0C

1.2.5 pH

pH là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá chất lượng của thịt tươi pH ở từng loài vật nuôi thay đổi theo từng giống loài, độ tuổi, giới tính, chế độ dinh dưỡng, vị trí từng súc thịt của vật nuôi

pH trung bình của thịt bò tươi có tính acid yếu đạt khoảng 6.5- 6.9

Các yếu tố ảnh hưởng đến pH của thịt cũng như sự thay đổi pH của thịt trong suốt quá trình bảo quản sẽ được nghiên cứu nhiều hơn trong các phần sau này

1.3 Một số tính chất cảm quan của thịt bò:

1.3.1 Màu sắc thịt bò

Màu sắc của thịt tươi do cấu trúc, thành phần của cơ thịt và hàm lượng chất béo trong

đó quyết định Màu sắc của thịt không chỉ do giống loài, tuối tác, giới tính, vị trí súc thịt quy định mà còn phụ thuộc nhiều vào cách thức chăn nuôi và loại thức ăn mà bò sử dụng.Màu của mỡ bò gây ra bởi sự có mặt của các sắc tố caroten có nhiều trong mỡ của bò, do vậy nó thường có màu vàng đặc trưng

Màu sắc của tổ chức cơ thịt do lượng hemoglobin và myoglobin của tổ chức cơ thịt quyết định Tuy nhiên Hb chủ yếu có trong máu, và sau khi quá trình giết mổ ta đã xả máu do vậy, lượng

Hb trong tịt bò là không đáng kể, do vậy màu sắc của cơ thịt chủ yếu do Mb, ba dạng Mb, oxyMb, và MetMb

Màu sắc thịt của bò trưởng thành thường đậm hơn so với bò còn non Màu sắc của thịt còn chịu ảnh hưởng của sắc tố thực vật trong thức ăn của chúng, bò ăn loài thực vật có màu nào thì thịt thường có màu đó Thịt bò đực có màu hồng tươi trong khi thịt bò cái lại có màu hồng sẫm Bò làm việc, vận động càng nhiều thì thịt càng có màu sẫm hơn

1.3.2 Mùi vị của thịt bò

Mùi vị của thịt bò phụ thuộc rất nhiều vào chất ngấm ra, đó là những chất rất dễ bay hơi, rút chiết hay trích ly ra ngoài, đây chính là tác nhân chính gây ra hương vị, mùi đặc trưng cho các loại thịt

Thành phần của các hợp chất dễ bay hơi có trong thịt bò nguyên liệu thường gồm: acetaldehyde, aceton, methylethylceton, lượng nhỏ rượu ethylic, methylic, methyl- dimethyl

và ethylmercaptan,

Mùi vị của thịt bò phụ thuộc vào giống vật nuôi, mức độ chất béo, giới tính, lứa tuổi

và tình hình chăn nuôi của các loài động vật Mùi vị của thịt bò còn phụ thuộc vào chuồng trại chăn nuôi và cả loại thức ăn mà bò đã ăn Chuồng trại có mùi hoặc thức ăn của chúng có mùi đặc trưng thì thịt của chúng cũng có mùi tương tự như vậy Đặc biệt khi bò sử dụng kháng sinh nếu không có đủ thời gian cách ly thì thịt của chúng vẫn còn tồn tại kháng sinh

và có mùi nay.Thịt của bò đực, trưởng thành thường có mùi vị nồng hơn, đặc trưng hơn so với bò cái hoặc chưa trưởng thành

Do mùi vị chủ yếu do những acid béo, chất béo dễ bay hơi gây ra nhưng nếu để lâu thịt có mùi đặc trưng ngoài không khí hoặc nơi thoáng gió thì mùi này có thể giảm hoặc bị mất đi

1.3.3 Độ mềm của thịt:

Độ mềm của thịt phụ thuộc vào các nhân tố của động vật khi còn sống và cả khi chết + Khi còn sống: độ mềm của thịt phụ thuộc vào giống loài, giới tính, lứa tuổi, cách thức liên kết của mô cơ,

+ Khi chết: độ mềm của thịt phụ thuộc vào cách thức giết mổ, gây ngạt, cách thức

Ta có thể cải thiện độ mềm độ mềm của thịt bò bằng một số cách cơ bản:

+ Dùng Marbling: có tác dụng “bôi trơn làm dễ nhai, đồng thời nó sẽ làm giảm độ

+ Cải thiện độ mềm bằng ủ chín hay kích thích điện

+ Cải thiện bằng biện pháp cơ học: massage, xây, xăm thịt, dùng enzyme loại protease,

1.4 Thành phần hóa học của thịt bò:

Thịt bò là một trong những loại thịt có giá trị dinh dưỡng khá cao, giá trị dinh dưỡng của thịt bò chủ yếu quyết định bởi hàm lượng, thành phần các protein của thịt bò, ngoài ra thịt bò còn chứa lượng lipid, vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể con người

Thành phần hóa học của thịt bò thay đổi theo giống loài, tuổi, giới tính, cách nuôi, chế độ dinh dưỡng, vị trí súc thịt Bảng sau đây cho ta cái nhìn tổng quan về thành phần hóa học của một loại thịt bò:

Thành phần thịt bò Hàm lượng trong 150g Hàm lượng trong 100g

thường gặp là: methylethylceton, lượng nhỏ rượu ethylic, methylic, methyl- dimethyl và ethylmercaptan, Chất ngấm ra gồm có hai loại:

 Chất ngấm ra chứa N: chiếm 1.2- 1.6%

 Chất ngấm ra không chứa N: chiếm một tỉ lệ nhỏ

Chất ngấm ra là thành phần quan trọng nhất góp phần tạo nên mùi vị dặc trưng cho sản phẩm

2 Cơ sở khoa học về lạnh đông

2.1 Đôi nét về kỹ thuật lạnh

Con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh cách đây rất lâu:

- Các tranh vẽ trên tường trong các kim tự tháp Ai Cập cách đây khoảng 2500 năm đã mô

tả cảnh nô lệ quạt các bình gốm xốp cho nước bay hơi để làm mát không khí

- Cách đây khoảng 2000 năm người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết trộn muối vào nước hoặc tuyết để tạo nhiệt độ thấp hơn Nhưng kỹ thuật lạnh hiện đại bắt đầu phải kể từ khi giáo sư Black tìm ra ẩn nhiệt hóa hơi và ẩn nhiệt nóng chảy vào năm 1761 - 1764

- Ở cuối thế kỷ XVIII từ phát hiện đầu tiên là trong điều kiện chân không nước bay hơi ở nhiệt độ thấp Vào năm 1834 bác sĩ Perkins (Anh) xây dựng được máy lạnh đầu tiên với tác nhân lạnh là ete etylen làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển

- Cuối thế kỷ XIX có hàng loạt các phát minh ra máy lạnh với những tác nhân có áp suất trong chu trình kín cao hơn áp suất khí quyển:

 Năm 1871 Tellier xây dựng máy lạnh với tác nhân ete metylen

 Năm 1872 Boil phát minh nguyên lý máy lạnh NH3

 Năm 1874 kỹ sư Linde (Đức) đã thiết kế được máy lạnh NH3, lúc này việc chế tạo máy lạnh nén hơi mới thực sự phát triển rộng rãi trong hầu hết các ngành kinh tế

- Mốc quan trọng trong kỹ thuật lạnh là việc sản xuất và ứng dụng các freon ở Mỹ vào năm 1930 Các loại rau, trái cây, hải sản và thịt đông lạnh đã được bán cho công chúng lần đầu tiên vào năm 1930 tại Springfield, Massachusetts, dưới thương hiệu Birds Eye Frosted Foods

- Ngày nay kỹ thuật hiện đại đang đi vào những đỉnh cao của khoa học kỹ thuật hiện đại Phạm vi nhiệt độ của kỹ thuật lạnh ngày nay được mở rộng rất nhiều và kỹ thuật đang tiến dần đến nhiệt độ không tuyệt đối

- Riêng kỹ thuật lạnh là nhu cầu thiết yếu để phát triển công nghiệp thực phẩm: “Lạnh cần cho công nghiệp thực phẩm như điện và hơi nước cần cho công nghiệp nặng vậy Điện

và hơi nước đã đẩy công nghiệp nặng tiến tới, thì lạnh sẽ làm cho công nghiệp thực phẩm phát triển vượt bậc” (Micoiang - 1935)

- Ngày nay, người ta thường dùng nitơ lỏng để làm đông thực phẩm, thực phẩm càng nhanh đông sẽ càng ít đóng tuyết

- Làm lạnh đông được thực hiện trong các ngành khai thác chế biến và bảo quản thực phẩm Quá trình làm lạnh không thể thiếu trong ngành đánh bắt thủy sản, công nghiệp chế biến rau quả, rượu bia, sữa… tóm lại trong hầu hết các ngành công nghiệp chế biến nguyên liệu tươi có nguồn gốc thực vật và động vật đều cần đến lạnh

2.2 Bản chất của quá trình lạnh đông

- Lạnh đông là quá trình hạ nhiệt độ của vật liệu xuống thấp hơn nhiệt độ ban đầu (Tc <

Tmt) và thấp hơn nhiệt độ đóng băng

 Lạnh đông thường: Tc > -100oC

 Lạnh đông sâu: Tc < -100oC

- Làm ấm và tan giá là quá trình ngược lại của lạnh đông

- Hạn chế của phương pháp lạnh đông là:

 Cấu trúc của sản phẩm có thể bị thay đổi Trong quá trình lạnh đông các biến đổi về cấu trúc của sản phẩm là các biến đổi không thuận nghịch Vì vậy, sau khi rã đông cấu trúc của sản phẩm không trở lại như trước khi lạnh đông nữa

 Quá trình lạnh đông cần phải được cung cấp nhiều năng lượng Năng lượng này đáp ứng 2 mục đích: thực hiện quá trình lạnh đông và bảo quản sản phẩm lạnh đông

2.2.1 Quá trình kết tinh nước

Quá trình kết tinh nước là quá trình tạo mầm tinh thể và làm tăng kích thước của chúng, quá trình giảm nhiệt độ tức là làm giảm năng lượng, giảm sự chuyển động tự do về nhiệt của các phân tử chất lỏng đến một mức nào đó lực liên kết có thể cố định chúng lại tại những vị trí xác định, tạo thành tinh thể nước đá

 Cơ chế

- Trong nước thường luôn tồn tại những phân tử rắn với kích thước rất nhỏ, ở nhiệt độ gần

0oC, những phân tử này sẽ ngừng chuyển động nhiệt, lực liên kết của chúng lớn hơn lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau Vì vậy, các phân tử nước sẽ liên kết với các phân tử rắn để hình thành mầm tinh thể Do đó, xu hướng là các mầm tinh thể hút các phân tử nước để tăng kích thước mầm tinh thể và ít xu hướng là tăng số lượng mầm tinh thể

Các sự hình thành tinh thể đá

- Trong cấu trúc thực phẩm, nước chịu nhiều tác động của các chất tan, chất không tan, ở những vị trí khác nhau trạng thái của chúng cũng khác nhau, vì vậy nhiệt độ kết tinh của nước trong các sản phẩm khác nhau là khác nhau

2.2.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh nước

Nồng độ chất ban đầu

- Khi tăng nồng độ chất tan  nhiệt độ kết tinh của nước giảm Vì các chất hòa tan sẽ kéo theo các pân tử nước  làm ngăn cản chúng kết hợp với nhau

Phương trình thể hiện sự mối quan hệ của nhiệt độ kết tinh vả nồng độ chất tan:

t = -1.84 n

Trong đó:

 t: độ giảm nhiệt độ kết tinh

 n: số phân tử gam chất tan

- Khi đông lạnh cần phải xác định nhiệt độ cấp đông tối ưu, ứng với nhiệt độ cấp đông tối

ưu đó thì lượng nước tự do và nước liên kết hóa lý trong thực phẩm phải kết đông hoàn toàn, đồng thời vi sinh vật chết hoặc ngừng hoạt động hoàn toàn

 Thời gian lạnh đông:

- Thời gian thực hiện quá trình lạnh đông phụ thuộc vào bản chất nguyên liệu (hình dạng, kích thước, cấu trúc, thành phần hóa học của thực phẩm…), nhiệt độ và phương pháp thực hiện quá trình lạnh đông

- Người ta thường sử dụng mô hình toán của Plank để xác định thời gian lạnh đông với các điều kiện giả định (quá trình lạnh đông diễn ra với toàn bộ nước trong thực phẩm; điều kiện truyền nhiệt ổn định; hình dạng, kích thước, tỷ trọng của nguyên liệu không thay đổi; nhiệt dung riêng và độ dẫn nhiệt là hằng số):

[ ( ) ]

Trong đó:

t f [s]: thời gian lạnh đông

h [W/m 2 K]: hệ số truyền nhiệt bề mặt

θ f [ ]: điểm lạnh đông

θ a [ ]:nhiệt độ môi trường

λ [J/kg]: năng lượng giải phóng trong quá trình kết tinh

ρ[kg/m 3

]: khối lượng riêng của nguyên liệu

x[m]: độ dày của nguyên liệu

k 1 [W/m.K]: độ dẫn nhiệt của bao gói

k 2 [W/m.K]: độ dẫn nhiệt của môi trường

6, 24: là hệ số đặc trưng cho từng hình dạng của nguyên liệu (dạng cầu)

 Tốc độ làm đông

- Tốc độ làm đông có thể được đo bằng chuyển dịch của vạch phân cách giữa miền nước kết tinh và miền nước chưa kết tinh

- Quá trình lạnh đông có 2 dạng cơ bản:

 Lạnh đông 1 pha: sau khi giết mổ xong thịt sẽ được lạnh đông ngay lập tức, làm giảm nhiệt độ xuống –8oC Lạnh đông 1 pha có ưu điểm hơn so với lạnh đông 2 pha vì giảm được thời gian làm lạnh đông, giảm tổn hao khối lượng sản phẩm, giảm chi phí lạnh và diện tích phòng lạnh

 Lạnh đông 2 pha: gồm 2 giai đoạn Giai đoạn đầu thịt nóng được làm lạnh để

hạ nhiệt độ xuống 4oC, và sau đó được đưa vào thiết bị lạnh đông

- Tốc độ lạnh đông là tỷ số giữa chiều dày lớp thực phẩm và thời gian để làm đông thực phẩm đó :

Vf = X/τ [m/h]

- Dựa theo tốc độ làm đông, quá trình lạnh đông chia làm 3 loại:

 Lạnh đông chậm: Sự giảm nhiệt độ diễn ra chậm  quá trình kết tinh nước đá

có điều kiện để hút các phân tử nước xung quanh  số lượng tinh thể ít, thể tích và kích thước tinh thể nước đá lớn  Ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc thực phẩm

 Lạnh đông nhanh: Sự trao dổi nhiệt lớn, nhiệt độ thực phẩm giảm nhanh  Mức độ di chuyển của nước trong quá trình kết tinh ít  hình thành các tinh

thể nước đá nhỏ, số lượng tinh thể nhiều  Ít ảnh hưởng đến cấu trúc của thực phẩm

 Lạnh đông cực nhanh (tức thời): Chuyển nước về trạng thái rắn ngay vị trí tồn tại ban đầu của nó, với nhiệt độ kết tinh thấp  các tinh thể đá được hình thành với kích thước rất nhỏ  hầu như không ảnh hưởng đến cấu trúc và chất lượng thực phẩm

 Khả năng trao đổi nhiệt kém, dễ làm bay hơi nước

từ bề mặt thực phẩm, oxy của không khí có thể gây nên những phản ứng hóa học làm biến đổi màu sắc, chất lượng thực phẩm

Lỏng (nước, các dung

môi hữu cơ)

 Thích hợp cho nhiều thực phẩm nước giải khát như:

bia, nước ngọt và một số nước giải khát khác

 Tốn kém nhiều về chi phí đầu tư thiết bị, chi phí sản xuất, cần phải có hệ thống lạnh làm lạnh chất tải lạnh trung gian (dm hữu cơ) Rắn (nước đá, nước

đá xay phối trộn với

muối)

 Khi nước đá nóng chảy mức độ tiếp xúc với thực phẩm tăng lên, khả năng trao đổi nhiệt lớn, thời gian làm lạnh giảm, hạn chế sự mất nước

 Dễ thực hiện, đặc biệt trong điều kiện sản xuất khó khăn

 Hao phí lạnh lớn do những dòng nhiệt truyền vào trong quá trình sản xuất, vận chuyển, bảo quản và

sử dụng nước đá

 Nước đá dễ làm hư hỏng thực phẩm do va chạm cơ học

2.3.2 Làm đông bằng môi trường không khí

 Ưu nhược điểm

 Nhiệt độ môi trường lạnh: môi trường lạnh đông phải có nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ làm đông thực phẩm để đảm bảo tốc độ làm đông nhanh

 Vận tốc dòng khí: vì vận tốc ảnh hưởng đến khả năng trao đổi nhiệt, mức độ mất nước của thực phẩm, chi phí sản xuất nên ta cần phải xác định giá trị tối ưu của vận tốc dòng khí

 Nếu nhiệt độ môi trường trong khoảng (-45  -35)0C thì vận tốc tối ưu

 Hệ thống cấp đông IQF dạng xoắn có ưu điểm:

 Công suất lạnh tương đối lớn

 Thời gian đông lạnh ngắn

Mô hình 1 thiết bị tunnel (freezing tunnel) lạnh đông bằng không khí cưỡng bức

 Thường sử dụng phương pháp cấp dịch bằng bơm

 Nguyên lý chung: các sản phẩm được đặt lên các băng chuyền, chuyển động với tốc

độ chậm, trong quá trình đó nó tiếp xúc với không khí lạnh nhiệt độ thấp và nhiệt độ

hạ xuống rất nhanh

 Cấu tạo:

 Buồng dạng khối hộp, các tấm vách là tấm cách nhiệt polyurethan, 2 mặt inox, bên trong bố trí 1 băng tải dạng xoắn lò xo từ dưới lên trên

 Buồng còn có búa làm rung để chống sản phẩm dính vào nhau và vào băng tải

 Dàn lạnh có quạt kiểu hướng trục, sử dụng môi chất NH3

 Sơ đồ nguyên lý:

2.3.1.2 Hệ thống cấp đông IQF dạng thẳng

 Dàn lạnh bố trí lên trên các băng tải, thổi gió lạnh lên bề mặt sản phẩm trên băng chuyền, toàn bộ băng chuyền trải dài theo một đường thẳng

 Sản phẩm cấp đông đưa vào một đầu và ra bằng đầu kia

2.3.1.3 Hệ thống cấp đông IQF dạng siêu tốc

 Cấu tạo cũng gần giống với hệ thống cấp đông IQF dạng thẳng, bên trong có 1 hoặc 2 băng tải có khả năng điều chỉnh tốc độ vô cấp

Các dàn lạnh xếp thành 2 dãy 2 bên băng tải, quạt gió kiểu ly tâm

 Nguyên lý làm việc

Khi sản phẩm di chuyển trên băng chuyền qua buồng cấp đông, hàng ngàn tia khí lạnh với tốc độ cao hướng trực tiếp và liên tục vào 2 bề mặt của sản phẩm, thổi hơi nóng bao bọc quanh sản phẩm đẩy nhanh quá trình trao đổi nhiệt

Khi các tia khí lạnh thổi lên bề mặt sản phẩm thì nhanh chóng tạo ra một lớp băng mỏng bao quanh sản phẩm do đó làm giảm sự mất nước và sản phẩm vẫn giữ được hình dạng, kích thước ban đầu

2.3.2 Làm đông bằng tủ đông tiếp xúc

Ưu nhược điểm

 Chất lượng thực phẩm được đảm bảo

 Điểu chỉnh được năng suất lạnh

 Hoạt động không liên tục

Thiết bị: Tủ đông tiếp xúc

Cấu tạo bên ngoài:

 Có dạng hình hộp chữ nhật

 Vỏ tủ gồm 3 lớp:

 Lớp ngoài cùng và lớp trong cùng là lớp cách inox

 Lớp ở giữa là lớp cách nhiệt và cách ẩm làm bằng polyurethan

Cấu tạo bên trong:

 Gồm nhiều tấm lắc (làm bằng hợp kim nhôm) có dạng hình hộp chữ nhật lắp đặt song song theo phương nằm ngang của đáy tủ và có điều chỉnh lên xuống bằng ben thủy lực

 Khoảng trống bên trong tấm lắc chia làm 5 khoang ghép nối tiếp thông qua ống góp ở 2 đầu, mỗi khoang có 8 rãnh để dẫn môi chất lạnh đi vào

 Khoảng cách giữa 2 tấm lắc là không gian cho sản phẩm cấp đông vào

 Môi chất lạnh vào và ra được ở các lắc nhờ các ống góp được nối với 1 ống góp cao su, ống cao su này nối với đường dẫn môi chất lạnh từ bình chứa thấp áp về tấm lắc đồng thời dẫn hơi môi chất sau khi bay hơi về lại bình chứa thấp áp

2.3.3 Làm đông bằng khí hóa lỏng

Ưu nhược điểm

 Đảm bảo được chất lượng thực phẩm

 Thiết bị đơn giản, an toàn, dễ vận

Cho các chất lỏng có nhiệt độ hóa hơi thấp (điều kiện áp suất khí quyển) tiếp xúc với bề mặt thực phẩm, chất lỏng sẽ thu nhiệt từ thực phẩm để hóa hơi, chất khí tạo thành có nhiệt độ thấp sẽ được sử dụng để làm lạnh thực phẩm trước khi nước đóng băng và cân bằng nhiệt trong thực phẩm khi nước đã kết tinh

 Một số chất khí hóa lỏng thường được ứng dụng:

Tên chất Nhiệt độ sôi (p kq =1at)

3 Quy trình công nghệ và giải thích quy trình: