Đồ Án - Kĩ Thuật Thực Phẩm - Đề Tài : Quy Trình Và Thiết Bị Tiệt Trùng Đồ Hộp Ngô Ngọt

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KĨ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TIỆT TRÙNG ĐỒ HỘP NGÔ NGỌT NỘI DUNG I TỔNG QUAN 1 Tìm hiểu về nguyên liệu ngô ngọt 1 1 Khái[.]

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN KĨ THUẬT THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TIỆT

NỘI DUNG

I TỔNG QUAN

1 Tìm hiểu về nguyên liệu ngô ngọt

1.1 Khái niệm về nguyên liệu ngô ngọt

1.2 Thành phần hóa học của ngô ngọt

2 Tìm hiểu về thanh trùng

2.1 Mục đích thanh trùng

2.2 Phương pháp thanh trùng

2.3 Thanh trùng bằng nhiệt

II Quy trình công nghệ sản xuất ngô ngọt đóng hộp

1 Sơ đồ quy trình công nghệ

2 Thuyết minh quy trình công nghệ

2.1 Nguyên liệu

2.2 Làm sạch & phân loại

2.3 Chần

2.4 Cắt tách hạt

2.5 Rửa đãi hạt

2.6 Vào hộp

2.7 Dung dịch rót

2.8 Tiệt trùng và làm nguội

2.9 Bảo ôn

2.9 Dán nhãn, đóng thùng

2.10 Sản phẩm

III Tính cân bằng vật chất

IV Cân bằng năng lượng

V Thiết bị tiệt trùng

I TỔNG QUAN

1 Tìm hiểu về nguyên liệu ngô ngọt

1.1 Khái niệm về nguyên liệu ngô ngọt

Ngô ngọt hay còn gọi là ngô đường có tên khoa học là Z M.

saccharata Hạt ngô ngọt thường nhăn nheo, vỏ vàng hoặc trắng và là một

trong năm loại ngô chính của nước ta (ngô đá, ngô bột, ngô răng ngựa,ngô nổ, ngô ngọt) Do hàm lượng đường trong hạt ngô khá cao (8%) cao

nhất trong năm loại ngô nên loại ngô này được gọi là ngô đường (Mai Lê

và các tác giả, năm 2013)

Ngô ngọt luôn đem lại cho người tiêu dùng sự hài lòng về hươngthơm dịu nhẹ và vị ngọt thanh Ngày nay, ngô ngọt ngày càng được chếbiến thành nhiều món ăn khác nhau và tiếp cận người tiêu dùng dướinhiều hình thức Phổ biến nhất là ngô ngọt đóng hộp, đây là sản phẩm rấtđược ưa chuộng bởi tính tiện dụng dễ mua dễ dàng chế biến và quan trọng

là phù hợp với khẩu vị của phần lớn người dân ở nước ta

1.2 Thành phần hóa học của ngô ngọt

Thành phần hóa học của hạt ngô ngọt tươi được thể hiện trong bảngdưới đây

Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong 100g phần ăn được của hạt ngô ngọt tươi.

Nguồn: PGS TS Nguyễn Công Khẩn (năm 2007), Bảng thành phần thực phẩm

Việt Nam, nhà xuất bản Y học.

Thành phần hóa học tính theo phần trăm chất khô trong hạt ngô ngọt được thể

Bảng1.2: Thành phần hóa học trung bình của hạt ngô ngọt (% chất khô).

Bảng1.3: Hàm lượng các vitamin nhóm B trong hạt ngô ngọt (mg/kg chất khô)

Đặc điểm của nguyên liệu ngô ngọt

Đối với hạt ngô ngọt được sử dụng làm nguyên liệu cho chế biếnđóng hộp chúng tôi tìm hiểu về ngô ngọt bắp tươi được sản xuất từ nhữnggiống ngô ngọt có tên tiếng Anh Sweet corn được trồng ở Việt Nam

Theo Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 577:2004 về tiêu chuẩn ngô ngọt

nguyên liệu cho chế biến Yêu cầu kĩ thuật về chỉ tiêu chất lượng của bắp

ngô ngọt tươi phải đáp ứng được các quy định rất cụ thể

Bắp ngô tươi để được đưa vào quy trình chế biến sản phẩm ngôđóng hộp cần đạt được những chỉ tiêu chất lượng được thể hiện ở bảng1.4

Bảng1.4: Yêu cầu chất lượng ngô ngọt nguyên liệu chế biến

- Râu bắt đầu chuyển từ màu trắng xanh sang màu nâu hơi sẫm (râu còn tươi)

- Cuống cắt sát lá bao ngoài cùng 1-2 cm

- Chỉ tiêu phân hạng theo khối lượng.

Bắp ngô tươi được phân thành 3 hạng theo khối lượng bắp như sau

Bảng 1.5: Chỉ tiêu khối lượng của bắp ngô tươi

Nguồn: Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 577:2004 về tiêu chuẩn ngô ngọt

nguyên liệu cho chế biến.

Ngoài ra còn rất nhiều chỉ tiêu chất lượng khác để đánh giá nguyên liệu bắp ngô ngọt tươi như:

- Chỉ tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm

- Nguyên liệu được thu vào buổi sáng sớm hoặc chiều mát và được chuyểnngay về địa điểm phân loại đóng gói

- Từ khi thu hoạch cho đến chế biến không quá 36 giờ

2 Tìm hiểu về thanh trùng

2.1 Mục đích thanh trùng

Thực phẩm trước khi cho vào hộp và được ghép mí kín đã trải qua các công

liệu thực phẩm đã giảm xuống nhiều nhưng vẫn còn một lượng lớn sống xót hoặc xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào thực phẩm trong quá trình chế biến.

Đồ hộp chưa được vô trùng vì vậy không thể bảo quản được lâu Để bảo quản

đồ hộp trong thời gian dài không bị hư hỏng biến chất cần phải tiêu diệt các vi sinh vật sống sót ấy - người ta gọi đây là quá trình thanh trùng, tiệt trùng Thanh trùng bằng nhiệt còn có tác dụng làm tăng phong vị của đồ hộp, làm nhừ kết cấu

tổ chức của thực phẩm Có điều cần lưu ý về nhiệm vụ của quá trình thanh trùng

là nhằm tiêu diệt chỉ các loại vi sinh vật có khả năng phát triển ở điều kiện bảo quản bình thường, đồng thời làm hư hỏng đồ hộp hoặc tạo ra các chất nguy hại đối với sức khỏe con người Một số vi sinh vật như trực khuẩn khoai tây

Bac.licheniformis hay Bac.subtylis không phát triển được trong đồ hộp và vô hại Việc tiêu diệt chúng không có ý nghĩa, hơn nữa chúng rất bền với nhiệt, cố tình tiêu diệt chúng chỉ có thể dẫn đến hậu quả phung phí năng lượng và giảm chất lượng thực phẩm Như vậy quá trình thanh trùng cần đạt được không phải

độ vô trùng tuyệt đối mà chỉ cần đạt được độ vô trùng công nghiệp, nghĩa là trong đồ hộp không được tồn tại các vi sinh vật có thể gây hư hỏng thực phẩm hoặc các loại tạo độc tố, và có thể gặp các vi sinh vật không có khả năng phát triển và gây hư hỏng đồ hộp ở các điều kiện bảo quản bình thường

2.2 Phương pháp thanh trùng

Để đạt được mục đích thanh trùng, đồng thời đảm bảo phẩm chất của đồ hộpthực phẩm, người ta áp dụng nhiều phương pháp thanh trùng như:

 Dùng nhiệt độ để thanh trùng

 Thanh trùng bằng chất kháng sinh, chất hóa học

 Thanh trùng bằng tia tử ngoại

 Thanh trùng bằng dòng điện cao tần

 Thanh trùng bằng sóng siêu âm

 Thanh trùng bằng điện ly

Các phương pháp trên có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp phương pháp này với phương pháp khác, nhằm nâng cao hiệu quả thanh trùng (chất kháng sinh + nhiệt độ, tia tử ngoại + nhiệt độ ) Hiện nay phương pháp thanh trùng phổ biến nhất là thanh trùng bằng nhiệt

Người ta chia nó làm ba phương pháp nhỏ là:

 Thanh trùng ở nhiệt độ thấp

 Thanh trùng ở nhiệt độ cao

 Thanh trùng gián đoạn

(bài giảng công nghệ chế biến thực phẩm, Trần Thị Nhung)

2.3 Thanh trùng bằng nhiệt

Trong phương pháp sử dụng nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật, người ta dùng thuật ngữ “thanh trùng” khi thực phẩm được gia nhiệt đến nhiệt độ dưới 100oC, dùng thuật ngữ “tiệt trùng” khi thực phẩm được gia nhiệt đến nhiệt độ trên 100oC Có thể chia ra các phương pháp như sau: thanh trùng (thanh trung

Pasteur và thanh trùng HTST), tiệt trùng (tiệt trùng trong hộp và tiệt trùng UHT)Trong công nghiệp thực phẩm, phương pháp dùng nhiệt được sử dụng phổ biến hơn cả vì nó đơn giản, dễ thao tác và ứng dụng được với đa số sản phẩm thực phẩm Yêu cầu kỹ thuật tiệt trùng là vừa đảm bảo tiêu diệt vi sinh vật có hại, số còn lại ít đến mức độ không thể phát triển để làm hư hỏng thực phẩm và không làm ảnh hưởng sức khỏe người ăn, lại vừa đảm bảo cho thực phẩm có chất lượng tốt nhất về giá trị cảm quan và dinh dưỡng

Sản phẩm đồ hộp là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Tuy nhiên không phải trong mỗi sản phẩm vi sinh vật đều có thể phát triển thuận lợi như nhau bởi vì chúng rất nhạy với độ acid hoạt động của môi trường trong đó

Nhóm đồ hộp ít chua gồm đồ hộp cá, thịt, sữa, rau

Nhóm đồ hộp chua gồm tất cả các đồ hộp hoa quả, nước quảđường, nước quảép

Tuy nhiên sự phân loại đồ hộp ra làm 2 nhóm này chỉ là gần đúng Thời giansau này người ta tìm ra một loạt những trường hợp cần lưu ý khi chọn nhiệt

Nước mơ đục có pH 3.8-3.9 cũng là môi trường thích hợp cho các botuliz

Vì vậy người ta thanh trùng nước mơ đục (và các độ hộp sản xuất từ mơ nói chung) ở nhiệt độ 110oC, hoặc hạn hữu ở 100oC nếu pH<3.8

Các salad dầu dấm chế biến từ rau tươi (bắp cải, ớt ngọt, cà chua, cà rốt, hành, củ dền) có pH trong khoảng 3.7-4.2 nhưng lại được thanh trùng ở nhiệt độ 112-120oC vì trong đồ hộp này có dầu và bản thân rau là thành phần ít chua, lượng dấm trộn vào đồ hộp chưa kịp phân bổ đều khắp thể tích sản phẩm trong thời gian thanh trùng

Các sản phẩm cà chua cô đặc có pH>4.2 nhưng lại thường thanh trùng chỉ ởnhiệt độ100oC vì cà chua cô đặc không phải là môi trường thuận lợi cho các botuliz và các loài yếm khí phát triển Như vậy, ngoài các trường hợp đáng lưu ý

đã kể trên, có thể chấp nhận sự phân chia đồ hộp thực phẩm theo chỉ số pH thành hai nhóm: •Nhóm có pH>4.2 : nhiệt độ thanh trùng từ 100oC trở lên

•Nhóm có pH≤4.2 : nhiệt độ thanh trùng là 100oC hay thấp hơn (bài giảng

công nghệ chế biến thực phẩm, Trần Thị Nhung).

II Quy trình công ngh s n xu t ngô ng t đóng h p ệ ả ấ ọ ộ

1 Sơ đồ quy trình công nghệ

2 Thuyết minh quy trình công nghệ

2.1 Nguyên liệu

Để sản xuất ngô ngọt nguyên hạt đóng hộp, dùng những bắp tương đối đồng đều về chất lượng, kích thước, độ già , loại bỏ những bắp ngô sâu, thối, bị thoái hoá giống, quá già hoặc quá non

Trọng lượng, kích thước:

- Bắp ngô có trọng lượng tối thiểu (cả bẹ ngô) 190 gam

- Đường kính của bắp ngô từ 41mm đến 50mm

- Hạt ngô phải tương đối đồng đều, không dùng những bắp có hạt quá nhỏ

- Chiều cao của hạt từ 5mm đến 8mm

- Chiều dày của hạt từ 3mm đến 5mm

- Hàm lượng chất khô hoà tan: từ 16,0 – 22,5% (đo bằng khúc xạ kế ở 20oC)

Đường kính: Đường kính trắng loại I, theo TCVN 1695-87

Muối ăn: Theo TCVN 3974- 84

Hộp sắt: Theo 10 TCN 172-93, hộp sắt hàn điện dùng cho đồ hộp thực phẩm,tráng vecni toàn phần, vecni phải phù hợp với thực phẩm, không bị bong tróc, không phai màu, không gây mùi vị lạ cho thực phẩm (có thể dùng nắp dễ mở hay nắp thường)

2.2 Làm sạch & phân loại

Mục đích của quá trình phân loại là nhằm loại bỏ đi những bắp ngô không đạt tiêu chuẩn: quá già hoặc quá non; bị sâu hỏng; không đủ khối lượng, kích thước Quá trình này được thực hiện bán thủ công trên băng truyền

Làm sạch nguyên liệu: ngô được bóc bẹ, bỏ râu bằng phương pháp thủ công Sau đó sẽ được đem đi rửa xối nhằm loại bỏ hết phần râu ngô còn sót lại

2.3 Chần

Sản phẩm sau khi được làm sạch sẽ được đem đi chần

 Mục đích

- Đình chỉ các quá trình sinh hóa xảy ra trong hạt ngô , giữ màu sắc của bắp ngô không hoặc ít bị biến đổi

- Làm thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu để các quá trình chếbiến tiếp theo được thuận lợi

- Khi chần một phần tinh bột bị hồ hóa làm tăng khả năng đàn hồi khó vỡ, nát khi tách hạt

- Làm tiêu diệt một phần vi sinh vật bám trên bề mặt ngô , hỗ trợ cho quá trình tuyệt trùng

- Làm cho hạt ngô sáng hơn do phá hủy một số chất màu

 Ảnh hưởng của quá trình chần đến chất lượng sản phẩm

- Khi chần nhiệt độ tăng sẽ làm tổn thất một lượng vitamin, khoáng và một

số hợp chất khác

- Nhiệt độ và thời gian chần càng lớn sẽ làm tổn thất càng lớn.Trong ngôngọt chứa nhiều vitamin nhóm B nên đây là bảng đánh giá tổn thấtvitamin nhóm B theo nhiệt độ

- Chần bằng hơi nước hay còn gọi là hấp, thích hợp cho các loai rau củ ,quả

vì có nhiều ưu điểm

- Ưu điểm

Vì hơi nước có hệ số truyền nhiệt cao hơn so với nước nóng nên thời gian gianhiệt ngắn hơn ,tiết kiệm được năng lượng Hạn chế được mất và biến đổichất trong nguyên liệu Giảm được lượng nước thải, thiết bị dễ vệ sinh vôtrùng Nguyên liệu ít bị tổn thương va chạm cơ học

- Nhược điểm

Không rửa trôi được hết các vi sinh vật và bụi bẩn bám trên bề mặt nguyênliệu

 Thiết bị

Sử dụng thiết bị chần làm việc liện tục để đảm bảo năng suất của quá trình Nhưthiết bi dạng băng tải, dạng tang trống,

2.4 Cắt tách hạt

Ở nước ta chủ yếu dùng các loại máy sau:

- Máy tách hạt từ quả bắp đã được bóc vỏ loại máy này cho năng suất caosong phải tốn nhiều thời gian và nhân công bóc vỏ

- Máy tách hạt từ quả bắp còn nguyên vỏ Loại máy này cho năng suất rấtcao Giảm được thời gian và lượng nhân công nhiều

- Ngoài ra còn có loại máy thu hoạch bắp có thể tiến hành đồng thời thuhoạch

- Trong quy trình này chúng ta sử dụng máy tách hạt từ quả bắp đã đượcbóc vỏ

Yêu cầu: Hạt không được vỡ nát

- Rót dung dịch

Dung dịch pha chế xong, cần kiểm tra lại các chỉ tiêu về muối, hàm lượng chất khô, khi đạt yêu cầu đem rót hộp, nhiệt độ dung dịch rót không được thấp hơn 80 oC, rót dung dịch cách miệng hộp 3mm

- Mục đích: là tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong đồ hộp đã ghép mí với thờigian và nhiệt độ thích hợp, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm

- Ngô ngọt sau khi được đóng hộp và ghép mí thì sẽ được mang đi tiệt trùng

- Chế độ tiệt trùng theo công thức tổng quát là

a A−B−C T p trong đó: a là thời gian đuổi khí ra

A là thời gian nâng nhiệt

B là thời gian giữ nhiệt

C là thời gian hạ nhiệt

Thùng được đặt nằm ngang trên chân đế

Hơi nóng vào thùng theo ống đặt phía trên thiết bị, nước ngưng theo ống thoát ra ngoài

Các xe chở đồ hộp được đẩy vào thùng trên các đường ray Phía trên thùng

có lắp các thiết bị: áp kế, van xả khí không ngưng, đồng hồ nhiệt độ, van an toàn

- Trình tự thao tác: Cho xe chở hộp vào, đậy kín nắp Mở van xả khí cho hơi vào để đuổi khí không ngưng Đóng van xả khí, tiếp tục cho hơi vào đun nóng hộp cho đến khi đạt nhiệt độ thanh trùng Thanh trùng ngưng cho hơi vào, xả từ từ hơi trong thiết bị cho đến khi đạt áp suất bằng áp suất khí quyển Mở nắp thùng,kéo xe đến khu vực làm mát

Hinh3.Thiết bị tiệt trùng gián đoạn nằm ngang

Hình 4 Đường đi của hơi trong thiết bị tiệt trùng gián đoạn nằm ngang

- Ưu điểm của thiết bị:

Thiết bị có khả năng làm việc với lượng lớn đồ hộp, thao tác điều chỉnh không phức tạp

* Các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ tiệt trùng

- Ảnh hưởng của thành phần hóa học thực phẩm(độ acid, nồng độ đường muối,…)

- Loại và số lượng vi sinh vật( Theo Tôn Thất Minh(chủ biên)-giáo trình các quá trình và thiết bị trong công nghệ thực phẩm-công nghệ sinh học)(Để biết quá trình tiệt trùng kết thúc hay chưa ta dựa vào vi sinh vật chỉ thị đó là clostridium botunilum)

Làm nguội

Đồ hộp ngô ngọt sau khi tiệt trùng xong sẽ được làm nguội bằng cách ngâm trong nước lạnh:

Sau khi tiệt trùng xong thì mở nắp thiết bị ra dùng tời điện đưa từng giỏ đồ hộp

ra và ngâm chúng trong bể nước lạnh đã được chuẩn bị sẵn

Thường thì làm nguội đến nhiệt độ 35-40 (sờ tay thấy ấm là được)

2.9 Bảo ôn

Các loại đồ hộp sau khi thanh trùng làm nguội,được chuyển đến kho thành phẩm

để bảo ôn Trong thời gian bảo ôn, các thành phần trong đồ hộp được tiếp tục ổnđịnh về mặt phẩm chất và có thể phát hiện được đồ hộp hư hỏng Thời gian ổn định tối thiểu là 15 ngày, trong thời gian này đồ hộp không được xuất xưởng.Mục đích của bảo ôn: Để phát hiện sai xót trong khi thực hiện quá trình công nghệ,nhất là khâu thanh trùng Nếu các khâu công nghệ thực hiện không đúng

kỹ thuật, không đảm bảo vệ sinh, tiệt trùng không đúng chế độ thì dẫn đến hiện tượng phồng, chảy do hoạt động của vi sinh vật Vi sinh vật có trong hộp sản phẩm sau khi tiệt trung: chế độ tiệt trùng không diệt đến mức cần thiết; do hộp

hở tạo điều kiện cho vi sinh vật tái nhiễm sau tiệt trùng Vi sinh vật có mặt tronghộp sau tiệt trùng sẽ hoạt động mạnh trong quá trình bảo ổn (Mai Lê và các tác giả, năm 2013)

2.9 Dán nhãn, đóng thùng

Các hộp đựng sản phẩm để đưa vào dán nhãn phải sạch sẽ, nguyên vẹn, không nứt mẻ, kín hoàn toàn Các hộp mà bị bẩn sau khi tiệt trùng nhất thiết phải được rửa sạch lại hay phun hơi nóng, làm khô rồi mới đưa vào dán nhãn

Tiến hành dán nhãn đồ hộp có thể dán bằng tay hoặc bằng máy Hiện nay,ở các nước sản xuất đồ hộp phát triển,người ta in nhãn hiệu ngay trên thân hộp,vừa làm cho hộp khỏi bị rỉ,vừa bền mà vừa có hình thức đẹp

2.10 Sản phẩm

Tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm

Chỉ tiêu khối lượng

Khối lượng tịnh (hộp 15 oz)

Khối lượng cái tối thiểu: 62%

Màu sắc