lạnh đông khoai lang Công nghệ sau thu hoạch

Như vậy các vi chất có trong khoai lang khá dồi dào, ăn khoai lang đơn thuần bảo đảm cung cấp thừa lượng vitamine A, đáp ứng 28% nhu cầu vitamine C, 25% chất manganese, 16% chất đồng, xơ

Mục Lục

Lời mở đầu 2

A Tổng quan về khoai lang 3

I Nguồn gốc 3

II Đặc điểm 3

a) Thành phần hóa học 4

b) Công dụng của khoai lang 5

B Quá trình lạnh đông khoai lang 10

I Kĩ thuật lạnh đông 10

a) Khái quát quá trình lạnh đông 10

b) Các biến đổi xảy ra khi lạnh đông 13

c) Chỉ tiêu chất lượng rau quả 16

II Công nghệ lạnh đông khoai lang 17

C Giới thiệu một số thiết bị lạnh đông 19

a) Thiết bị lạnh đông tầng sôi 19

b) Thiết bị lạnh đông bản 19

c) Thiết bị lạnh đông gió 19

d) Thiết bị lạnh đông băng tải 20

e) Thiết bị lạnh đông kiểu xoắn ốc 21

Tài liệu kham khảo 23

Với khoai lang được lạnh đông sẻ được bao gói và thời gian lưu trử lâu, hạn chế được sự hao giảm về giá trị dinh dưỡng Cung cấp được nguồn nguyên liệu ổn định cho các ngành chế biến trong nước và phục vụ cho xuất khẩu.

A. Tổng quan về khoai lang

I. Nguồn gốc

Khoai lang (Ipomea Batatas) có mặt

ở Trung Mỹ vào những năm 2600 đến

1000 trước công nguyên sau đó phổ biến

sang các nước khác ở châu Âu như Tây

Ban Nha, châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc,

Philippin, Indonesia, Việt Nam Ở Việt

Nam khoai lang trồng rất phổ biến, trước

đây chủ yếu ở đồng bằng các vùng đất bãi

ven sông, nay khoai lang đã được trồng rất

nhiều ở các vùng đồi, trung du từ Bắc vào Nam

Khoai lang là loại cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới sau cây lúa, lúa mì, bắp và khoai mỳ (sắn)

Trong 637 giống khoai được canh tác nhiều trên thế giới, có 25 giống cho củ màu trắng, 185 giống cho củ màu kem, 220 giống cho củ màu vàng 143 giống cho củ màu cam và 64 giống cho củ màu tím

Lợi thế của các cây có củ là cung cấp nguồn năng lượng dưới dạng tinh bột và đường với giá rẽ nhất

II. Đặc điểm

Khoai lang là loại củ không có lõi Dọc theo thân củ có hệ thống xơ nối ngọn củ với đuôi củ Các mặt trên của củ có thể là rễ củ hay mầm

Cấu tạo khoai lang gồm 3 phần: vỏ ngoài, vỏ cùi và thịt củ

Vỏ ngoài: mỏng, chiếm 1% trọng lượng củ, gồm những tế bào

có chứa sắc tố, cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicellulose Tác dụng làm giảm các tác tác động từ bên ngoài, hạn chế sự bay hơi nước của khoai lang trong quá trình bảo quản

Cây khoai lang

Vỏ cùi: chiếm 5-12% gồm những tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất và dịch thể Hàm lượng tinh bột ở vỏ cùi ít hơn ở thịt củ.

Thịt củ: gồm các tế bào nhu mô có chứa tinh bột, hợp chất chứa nitơ

a) Thành phần hóa học:

Thành phần dinh

dưỡng

Khoai lang tươi

Thành phần hoá học của khoai lang

Khoai lang bí có lượng tiền chất vitamine A lên đến 9180 µg/100 củ, chỉ thua cải xanh (17.535) và cà rốt (13.485), còn lại có cao hơn rất nhiều so với xoài, nho, đu đủ, táo Thiếu vitamine A rất phổ biến

ở các nước đang phát triển, là nguyên nhân chính gây bệnh khô võng mạc mắt ở trẻ em Mỗi ngày trẻ từ 6-12 tháng tuổi cần 350 mg vitamine

A nên Liên hiệp quốc khuyến khích các nước đang phát triển sử dụng khoai lang bí để bổ sung nguồn vitamine A Sắt là thành phần chính của

tế bào máu hemoglobine Hàm lượng sắt trong các loại khoai lang đều cao, nhất là giống khoai lang màu cam Ngoài ra khoai lang còn chứa khá nhiều chất kẽm, nhất là giống khoai lang màu trắng và màu cam Kẽm và sắt là 2 chất rất thiếu trong gạo, chẳng những thế, trong gạo còn có chất phytase ngăn cản hấp thu sắt và kẽm của các loại thực phẩm khác trong ruột, nên ăn độn trong thời kỳ kinh tế khó khăn cũng có

cơ sở khoa học về mặt dinh dưỡng Ngoài ra khoai lang còn có khá nhiều chất vôi và kali

Như vậy các vi chất có trong khoai lang khá dồi dào, ăn khoai lang đơn thuần bảo đảm cung cấp thừa lượng vitamine A, đáp ứng 28% nhu cầu vitamine C, 25% chất manganese, 16% chất đồng, xơ và vitamine B6, 8% chất sắt và kali

Khám phá gần đây cho thấy trong khoai lang có chứa nhiều chất chống oxy hóa ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư, chống lão hóa và làm sạch các chất bẩn trong mạch máu Bao gồm các hợp chất phenol, anthocyanin (có nhiều trong khoai lang tím), carotenoid, trong đó khoai lang tím chứa nhiều chất chống oxy hóa tổng số nhất, kế đến là khoai lang hồng và khoai lang bí Đó là lý do ở Nhật lấy khoai lang tím và khoai lang bí để làm nước ép, loại nước uống của thực phẩm chức năng

b) Công dụng của khoai lang.

Tốt cho bệnh nhân tiểu đường

Những nghiên cứu trên thú vật cho thấy có sự liên hệ giữa việc tiêu thụ khoai lang và tình trạng ổn định nồng độ đường huyết Một trong những nguyên nhân là do khoai lang có chứa nhiều carotenoics Nhiều nghiên cứu cho thấy carotenoids có chức năng điều hòa đường huyết Khoai lang còn có khả năng làm giảm sự kháng insulin Insulin rất cần thiết cho cơ thể để “mở khóa” tế bào, cho phép đường từ máu đi vào tế bào Kháng insulin nghĩa là khi tế bào không đáp ứng với insulin, không cho phép đường huyết đi vào tế bào một cách tự nhiên để nuôi dưỡng tế bào.

Nguồn chất xơ phong phú có trong khoai lang cũng có tác dụng tốt cho bệnh nhân tiểu đường vì chất xơ có tác dụng làm giảm nồng độ đường huyết bằng cách làm giảm tốc độ của thực phẩm bị biến chuyển thành glucose để được hấp thu vào máu Hơn nữa, do trong thành phần có nhiều phức carbohydrates nên khoai lang có thể giúp kiểm soát trọng lượng cơ thể

Chống lại gốc tự do

Gốc tự do là những loại hóa chất có thể gây tổn hại cho tế bào cơ thể Những nghiên cứu mới đã khám phá ra rằng có những loại protein trong khoai lang có khả năng chống ôxy hóa (antioxidant) rất cao

Những protein này chứa khoảng 1/3 lượng chất chống ôxy hóa quan trọng nhất có trong cơ thể là glutathione

Nhờ chứa một hàm lượng cao vitamin A và vitamin C, khoai lang có thể ngăn ngừa sự tổn thương tế bào, chống lại những gốc tự do trong cơ thể Sự hình thành các gốc tự do được xem là nguyên nhân dẫn đến các bệnh như xơ cứng mạch máu, tiểu đường, tim mạch, ung thư

Giúp mắt sáng, da khỏe

Khoai lang là nguồn cung cấp vitamin C dồi dào, giúp ngăn ngừa cảm lạnh và virus cúm Đồng thời, vitamin C cũng rất cần thiết cho xương và răng, tốt cho hệ tiêu hóa và quá trình hình thành các tế bào máu Ngoài

ra, vitamin C còn góp phần chữa lành vết thương, tạo ra collagen giữ cho làn da luôn tươi trẻ, giảm stress và bảo vệ cơ thể khỏi những độc tố có nguy cơ gây ung thư cao

Beta carotene là tiền chất của vitamin A trong cơ thể người Vitamin A duy trì đôi mắt sáng và làn da khỏe mạnh

Giảm nguy cơ ung thư vú

Màu cam trên vỏ khoai lang là dấu hiệu cho thấy mức carotene rất cao của loại củ này Nhóm chất carotene giúp tăng thị lực, thúc đẩy hệ miễn dịch, chống oxy hóa và ngăn ngừa lão hóa Một nghiên cứu do ĐH Harvard (Mỹ) thực hiện trên 124.000 người cho thấy, những người tiêu thụ thức ăn giàu carotene trong chế độ ăn uống thường xuyên của mình giảm tới hơn 32% nguy cơ ung thư phổi

Ngoài ra, những phụ nữ có nồng độ carotene cao nhất có nguy cơ tái phát ung thư vú thấp nhất Đây là kết luận được các nhà khoa học từ

WHEL (Women’s Healthy Eating and Living) đưa ra sau khi tiến hành nghiên cứu trên những phụ nữ hoàn tất giai đoạn đầu điều trị căn bệnh này.

Giúp giảm cân

Khoai lang cũng là sự lựa chọn số 1 cho những người muốn giảm béo

Năng lượng có trong khoai lang rất ít, chỉ bằng 1/3 so với cơm và 1/2 so với khoai tây Loại củ này không chứa chất béo và cholesterol, ngăn ngừa quá trình chuyển hoá đường trong thức ăn thành mỡ và chất béo trong cơ thể Ăn khoai lang trước bữa ăn sẽ tạo cảm giác no bụng, vì thế sẽ giảm được lượng thức ăn hấp thụ trong bữa ăn chính

Điều trị bệnh loét dạ dày

Khoai lang còn có khả năng làm dịu nhẹ và điều trị bệnh loét dạ dày vì

nó chứa nhiều vitamin B, vitamin C, potassium, beta carotene và canxi Chất xơ có trong khoai lang giúp phòng ngừa bệnh táo bón và kiểm soát nồng độ axít trong dạ dày nên cũng góp phần làm giảm các cơn đau và viêm loét dạ dày

Kích thích tiêu hóa, chữa táo bón

Cách đơn giản nhất là ăn khoai lang luộc Ăn khoai lang ở mức độ vừa phải (100 g/ngày) rất có lợi cho hệ tiêu hoá vì thành phần vitamin C và các acid amin giúp kích thích nhu động ruột, làm quá trình tiêu hoá thức

ăn trở nên nhanh hơn, ngăn ngừa tình trạng táo bón

Ngoài ra, để chữa táo bón còn có thể uống nước khoai lang luộc (phải rửa sạch vỏ) Tuy nhiên, ăn quá nhiều khoai lang cũng sẽ gây ra đầy bụng, khó tiêu

Chống viêm nhiễm

Khoai lang có khả năng chống lại sự viêm nhiễm rất tốt vì nó chứa nhiều vitamin C, vitamin B6, beta carotene và mangan Các nhà khoa học trên

thế giới đã tìm ra tác dụng giảm viêm nhiễm trong mô não và mô thần kinh ở khắp cơ thể khi chúng ta ăn khoai lang thường xuyên.

Thời điểm khoai lang tốt nhất

Bữa trưa là thời điểm lý tưởng để lựa chọn món khoai lang cho mình Vì hàm lượng can-xi trong khoai lang sau khi vào cơ thể cần tới 4-5h mới được cơ thể hấp thụ hết Mặt khác, ánh sáng mặt trời buổi chiều rất tốt cho sự thúc đẩy sự hấp thụ can-xi của cơ thể Khi cơ thể hấp thụ hết lượng can-xi cần thiết cũng là lúc cảm thấy hào hứng với bữa tối

Tuy nhiên, không nên ăn khoai lang cùng quả hồng vì lượng đường trong khoai lang sẽ lên men trong dạ dày, từ đó làm tăng việc tiết axit dịch vị Các men axit này kết hợp với chất tannin có trong quả hồng gây

ra phản ứng tạo chất kết tủa, gây hại cho dạ dày Lâu ngày có thể dẫn tới chảy máu hoặc viêm loét dạ dày

B. Quá trình lạnh đông khoai lang.

I. Kĩ thuật lạnh đông

Các ngành công nghiệp thực phẩm đông lạnh hiện đại được bắt đầu bởi Clarence Birdseye ở Mỹ năm 1925 Birdseye đã biết được tốc độ đông lạnh là rất quan trọng để giữ lại chất lượng và ông là người đầu tiên phát triển máy móc mà thực phẩm có thể đông lạnh nhanh chóng trên một quy mô công nghiệp Lạnh đông nhanh cho phép bảo quản các sản phẩm một thời gian dài và tiêu thụ quanh năm, thay thế cho các phương pháp như đóng hộp và sấy khô Mặc dù Birdseye có lẽ không biết lợi thế đặc biệt này, đông lạnh nhanh nếu kết hợp với

phương pháp xử lý thích hợp trước khi đóng băng, cũng có khả năng bảo quản được dinh dưỡng tuyệt vời cho một loạt các loại thực

phẩm Quá trình đông lạnh lần đầu tiên được áp dụng cho một phạm tương đối hẹp: cá, thịt, hoa quả và rau và hiện nay đã được mở rộng

Ở Mỹ và ở châu Âu khoảng 13 kg và 10 kg của thực phẩm đông lạnh được tiêu thụ bình quân đầu người / năm, ở châu Phi và châu Á số tiêu thụ chỉ 0,3 kg và 0,9 kg tương ứng Trong trong tương lai, người

ta dự đoán rằng số lượng này sẽ tăng lên đáng kể

Rau quả lạnh đông là sản phẩm chế biến được ưa thích, dùng trong đời sống hằng ngày như: táo, lê, dứa, chuối, đậu hạt, cà chua, khoai tây, bí…

a. Khái quát quá trình lạnh đông

Định nghĩa: Lạnh đông tức là làm cho nhiệt độ của thực phẩm được hạ

thấp hơn nhiệt độ đóng băng của các dung dịch nước trong thực phẩm, nước trong nguyên vật liệu kết tinh, làm khối vật liệu mềm chuyển sang cứng

 Phần lớn nước trong thực phẩm bị đóng băng

 Màng tế bào của vi sinh vật bị nén mạnh

=> Các quá trình sống của vi sinh vật và hoạt động của các hệ thống men bị kiềm chế rõ rệt Nhiệt độ làm lạnh đông tốt nhất khi lượng nước còn lại trong thực phẩm bị đóng băng chiếm không quá l5%

Tiến trình lạnh đông:

- Do lạnh đông nước chuyển thành pha rắn, sự di chuyển của vi sinh vật kém đi, đồng thời chất nguyên sinh bị mất nước, màng tế bào của vi sinh vật bị nén mạnh, nhờ đó quá trình lạnh đông bảo quản nguyên vật liệu thực phẩm được lâu dài

- Trong quá trình lạnh đồng, một phần nước trong nguyên sinh bị tách ra khỏi tế bào Khi làm rã đông các chất keo trong chất nguyên sinh hút nước làm cho nguyên liệu trở lại trạng thái ban đầu Khi làm lạnh đông ở nhiệt độ quá thấp, độ thẩm thấu của thực phẩm bị giảm, khi rã đông nguyên vật liệu thực phẩm không còn tính chất ban đầu nữa, nhiệt độ làm lạnh đông tốt nhất khi lượng nước còn lại trong nguyên liệu thực phẩm không bị đóng băng chiếm không quá 15% với lượng nước này, hầu hết các vi sinh vật ở trạng thái khô cạn, không hoạt động được vì vậy nên cấp đông rau quả ở -200C đến 270C

Ưu nhượt điểm của quá trình lạnh đông

* Ưu điểm:

• Nhiều vi sinh vật không kịp thích nghi với nhiệt độ lạnh đột ngột à mức độ nhiễm trùng ít hơn

• Làm lạnh đông nhanh => tinh thể nước tạo ra nhỏ => khi làm tan

đá, nước trong tế bào ít chảy ra => không hao tổn nhiều chất dinh dưỡng => phẩm chất ít bị biến đổi

• Bảo quản lâu với số lượng lớn nhất và khả năng tiện lợi

• Tăng khả năng điều hòa, cung cấp thực phẩm tươi sống cho các thành phố lớn, khu đông dân

• Phục vụ tốt cho việc giao lưu hàng hoá thực phẩm trong nước và ngoài nước,

* Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là đắt tiền vì chi phí

năng lượng và đầu tư thiết bị cao

Nguyên liệu: Quả được đóng trong gói nhỏ từ 0,3-1 kg và được làm lạnh đông nhanh ở nhiệt độ < -35oC trong những thiết bị lạnh đông kiểu Tunen, hoặc tiếp xúc trực tiếp trong các thiết bị nhiều bản (contact freezer) Sau khi kết thúc lạnh đông, chúng được đóng trong bao bì lớn hơn từ 10-20 kg

Chế độ nhiệt thích hợp thích hợp để bảo quản lạnh đông rau quả

là -18oC đến -25oC

Để làm lạnh đông rau quả ta có các phương phương pháp sau:

- Lạnh đông chậm : Thời gian kéo dài từ 15-20 giờ ở nhiệt độ

không khí -25oC với tốc độ đối lưu không khí nhỏ hơn 1m/s Phương pháp này chỉ đạt hiệu quả tốt trong trường hợp vừa bảo quản nguyên liệu hoặc bán thành phẩm với thời gian lâu để kéo dài thời vụ chế biến, vừa cần tăng chất lượng của một số sản phẩm sau này

- Phương pháp lạnh đông nhanh (còn gọi là lạnh đông đột

ngột): Môi trường lạnh đông nhanh thường là không khí hoặc các chất lỏng, hỗn hợp của nhiều muối Môi trường lỏng có nước muối thường dễ gây bẩn và ghỉ lỏng thiết bị Nhiệt độ của không khí lạnh là <-35oC với tốc độ đối lưu không khí từ 3-4 m/s Thời gian làm lạnh đông nhanh từ 20 phút đến 3 giờ tùy thuộc vào chủng loại và kích thước sản phẩm

- Phương pháp lạnh đông cực nhanh (siêu nhanh hay siêu

đông) với thời gian lạnh đông cực nhanh chỉ trong vòng 5-10 phút, nên năng suất tăng 40-50 lần và giảm được hao hụt sản phẩm 3-4 lần, sản phẩm làm lạnh cực nhanh đảm bảo

nguyên vẹn phẩm chất thực phẩm tươi sống của nguyên liệu ban đầu.

Phương pháp lạnh đông cực nhanh tiến hành trong môi trường nitơ hóa lỏng, bay hơi ở áp suất thường và nhiệt độ rất

có thể dẫn đến cấu trúc bị phá vỡ khi sức căng nội bào lớn hơn mức chịu đựng đông lạnh của vật chất tế bào

b. Các biến đổi xảy ra khi làm lạnh đông:

 Biến đổi vật lý:

Tùy theo mức độ làm lạnh lượng ẩm trong sản phẩm có thể thay đổi ít hay nhiều:

- Dẫn đến sự tổn hao khối lượng tự nhiên và sự khô bề mặt do thất thoát lượng ẩm trong rau quả, để hạn chế việc này ta cần kiểm soát nhiệt độ hợp lý,bao gói sản phẩm khi đông lạnh

- Dẫn dến sự biến đổi về trạng thái do cấu trúc tế bào bị rạn nứt khi nước ở trong rau quả bị đóng băng, tế bào bị phá hủy do các tinh thể nước đá bị chèn ép, làm mất khả năng hoạt động sống của tế tào thực vật:

=> Mất tính bán thẩm thấu

=> Mất khả năng trao đổi chất

- Để giảm thiểu điều này ta sử dùng phương pháp làm mát trước khi đông lạnh Vì làm mát trước sẽ giảm thay đổi đột ngột của nhiệt độ, chênh lệch nhiệt độ của mô tế bào và môi trường và nhiệt độ từ biên đến tâm làm lạnh

- Dẫn đến mất mát rĩ nước trong rã đông ,các yếu tố ảnh hưởng đến

sự rĩ nước: kích cỡ và vị trí các tinh thể đá, tốc độ rả đông, mức độ tái hấp thu nước, tình trạng mô trước khi đông lạnh và khả năng giữ nước của mô Trong quá trình làm lạnh đông, một phần nước trong nguyên sinh chất bị tách ra khỏi tế bào Khi làm rã đông các chất keo trong chất nguyên sinh hút nước làm cho nguyên liệu trở lại trạng thái ban đầu, hiện tượng thuận ngịch này xảy ra ở thịt cá thuận lợi hơn ở rau quả Quá trình rã đông, gây ra hiện tượng rĩ nước, dẫn đến mất mát chất dinh dưỡng, cấu trúc, độ mọng nước và diện mạo của sản phẩm Làm lạnh đông nhanh tinh thể nước đá tạo thành nhỏ, ít chèn ép tế bào rã đông nước trong tế bào chạy ra ít, không