BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC công nghệ sản xuất khoai tây lát

3.3.Gia vị : - Trên thị trường có rất nhiều vị chip khoai tây, phổ biến là"sour cream and onion":kem chua và hành; "barbecue": thịt nướng; salt & vinegar: muối và giấm; pho mát; hương li

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

- -BÁO CÁO MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC

SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT

CHIP KHOAI TÂY LÁT

NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN :

1 PHẠM NHẬT MINH GIANG 60800534

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS TRẦN THỊ THU TRÀ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 12/2011

- -MỤC LỤC - - Phần 1: TỔNG QUAN VỀ CHIP KHOAI TÂY

1.Định nghĩa 11.1 Snack 1

1.2 Phân loại snack 1

1.3 Chip khoai tây lát 1

2.Khoai tây 12.1 Phân loại khoai tây 1

2.2 Thành phần hóa học 1

3 Tiêu chuẩn lựa chọn nguyên liệu sản xuất chip khoai tây 1

Phần 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CHIP KHOAI TÂY LÁT

1.Chiên 11.1 Bản chất quá trình chiên 1

1.2 Mục đích cơng nghệ 1

1.3 Các biến đổi cơng nghệ 1

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiên 1

1.5 Phương pháp chiên ở điều kiện thường 1

1.6 Phương pháp chiên chân không1

1.7 Xử lý dầu sau chiên 1

1.8 So sánh 2 điều kiện chiên ở áp suất chân không và chiên ở áp suất thường 1

2.Sấy 12.1 Giới thiệu quá trình sấy 1

2.2 Các phương pháp sấy để sản xuất chip khoai tây 1

Phần 4: CÁC SẢN PHẨM CHIP KHOAI TÂY LÁT

1.Chỉ tiêu cảm quan 1

2.Chỉ tiêu hoá lý 1

TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH

- -Hình 1 : A Sơ đồ mặt cắt ngang của một phần thực phẩm trong quá trình chiên bề sâu B Một mặt cắt ngang của lớp vỏ của một củ khoai tây chiên .14

Hình 2 : A Mặt cắt ngang của một củ khoai tây với một lớp mỏng của vỏ và một nhĩm các tế bào thịt với hạt tinh bột B Mặt cắt ngang của một dải khoai tây chiên với thịt củ (phần bên trong) và vỏ (phần bên ngồi) 14

Hình 3 : Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chiên lên sự hình thành acrylamid tại bề mặt và tại tâm chip khoai tây 18

Hình 4 : Thiết bị chiên liên tục 19

Hình 5 : Thiết bị chiên có gối nước 20

Hình 6 : Thiết bị chiên chân khơng gián đoạn 23

Hình 7 : Thiết bị chiên chân khơng gián đoạn TWIN-100 24

Hình 8 : Thiết bị chiên chân không liên tục 26

Hình 9 : Thiết bị chiên liên tục của công ty Qinhuangdao Tonghai Science & Technology Development Co., Ltd 26

Hình 10 : (a) Thất thốt độ ẩm và thời gian chiên (b) Hấp thụ dầu và thời gian chiên 28

Hình 11 : So sánh màu sắc của chip khoai tây ở áp suất chân không và ở áp suất thường 28

Hình 12 : Nguyên lý sấy đối lưu 32

Hình 13 : Giản đồ pha của nước 33

Hình 14 : Đồ thị nhiệt độ làm việc của bình thăng hoa 34

Hình 15 : Các sản phẩm chip khoai tây lát 37

2

DANH MỤC BẢNG

- -Bảng 1 : Phân loại khoai tây 3

Bảng 2 : Thành phần hĩa học của khoai tây 6

Bảng 3 : Chỉ tiêu chất lượng chung cho các sản phẩm của shortening 8

Bảng 4 : Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của bột sữa gầy 9

Bảng 5 : Chỉ tiêu chất lượng của muối 10

Bảng 6 : Đặc tính kỹ thuật của một số thiết bị chiên 21

Bảng 7 : Thơng số kỹ thuật một số thiết bị chiên chân khơng gián đoạn 25

Bảng 8 : So sánh cấu trúc chip khoai tây ở các điều kiện chiên khác nhau 29 Bảng 9 : So sánh phương pháp chiên áp suất thường và chiên chân khơng 30 Bảng 10 : Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước đá 35

Bảng 11 : Chỉ tiêu cảm quan 38

Phần 1: TỔNG QUAN VỀ CHIP KHOAI TÂY

1 Định nghĩa:

1.1.Snack:

- Snack là tên gọi các loại thực phẩm được ăn giữa các bữa ăn chính, hay cịn được gọi là “bữa ăn nhẹ” hoặc “thức ăn nhanh”

- Cách hiểu khác : snack là bánh cĩ cấu trúc giịn xốp với nhiều hình dạng khác nhau (dạng que, lát, viên…) và cĩ mùi vị đặc trưng

- Các sản phẩm snack hiện nay cĩ một số đặc điểm như:

 Được sản xuất theo quy trình liên tục, nhanh chĩng và đảm bảo vệ sinh

 Đa dạng, ngồi vị mặn do muối, cĩ thể bổ sung nhiều gia vị khác nhau.

 Sản phẩm bao gĩi tốt, khơng yêu cầu bảo quản ở nhiệt độ thấp.

 Sản phẩm được đĩng gĩi và cĩ thể ăn được ngay sau khi mở

1.2.Phân loại snack :

- Snack đa dạng về chủng loại và phong phú về hương vị Vì vậy cĩ nhiều cách phân loại snack :

 Dựa vào thành phần nguyên liệu chính, snack cĩ thể sản xuất từ khoai tây, bắp, gạo hoặc các loại hạt khác, trái cây, rau củ và cả thịt, thủy hải sản

 Dựa vào phương pháp chế biến, snack cĩ thể giảm ẩm bằng cách chiên, sấy, qua ép đùn hay nướng

 Dựa vào vị, snack được chia thành nhĩm cĩ vị mặn, vị ngọt, vị chua, vị tự nhiên

 Dựa vào hình dạng của bánh, snack cĩ các dạng phẳng, gọi là “chip” hay “flake”, dạng phồng gọi là “puff” và dạng sợi gọi là “stick” hay “shred”

 Sản phẩm snack khoai tây bao gồm: snack dạng lát mỏng (chip) hay snack dạng phồng(puffed) với nhiều hình dạng khác nhau cĩ sử dụng cơng nghệ ép đùn áp suất cao (1 trụchay 2 trục)

1.3.Chip khoai tây lát:

- Chip khoai tây lát là snack dạng lát mỏng được chế biến từ khoai tây xắt lát

- Hàm lượng dinh dưỡng cao, ít béo

- Hương vị khoai tây tự nhiên, hàm lượng chất xơ cao

- Cấu trúc cứng và giịn

- Dùng làm thức ăn nhanh và bổ sung dưỡng chất

2 Khoai tây:

2.1 Phân loại khoai tây :

Bảng 1 : Phân loại khoai tây

4

2.2 Thành phần hóa học:

Bảng 2 : Thành phần hĩa học của khoai tây

Thành phần Đơn vị tính Hàm lượng trong 100g

- Hương của khoai tây chủ yếu do các hợp chất : 2 methoxy – 3 – ethyl pyrazine; 2,5 - dimethylpyrazine.

3 Tiêu chuẩn lựa chọn nguyên liệu sản xuất chip khoai tây :

3.1.Khoai tây :

- Giống khoai tây: sử dụng giống khoai tây trắng Ưu điểm của khoai tây trắng là hàm lượng đường khử ít do đĩ hạn chế hư hỏng trong quá trình chế biến Ngồi ra, khoai tinh trắng cịn cĩ dạng trịn, màu trắng thích hợp hình dạng chip

- Hình dạng :

 Củ to vừa phải đồng đều, kích cỡ đường kính trung bình 6cm

 Củ đảm bảo chưa nảy mầm

 Khơng cĩ dấu hiệu sâu bệnh, thối củ

- Thời gian tồn trữ : khơng nên sử dụng khoai tây cĩ thời gian tồn trữ đã lâu Nên sử dụng khoai tây mới thu hoạch hoặc mới tồn trữ thời gian ngắn vì khoai tây chưa cĩ những biến đổi ảnh hưởng tới chất lượng chip Để đạt chất lượng cao nhất, một số nhà máy yêu cầu khoai tây được thu hoạch khơng quá 24 giờ

3.2.Shortening :

- Shortening dùng để chiên cần cĩ mùi vị ổn định, bền nhiệt, bền oxy hĩa, cĩ điểm bốc khĩi cao

Bảng 3 : Chỉ tiêu chất lượng chung cho các sản phẩm của shortening

3.3.Gia vị :

- Trên thị trường có rất nhiều vị chip khoai tây, phổ biến là"sour cream and onion":kem chua và hành; "barbecue": thịt nướng; salt & vinegar: muối và giấm; pho mát; hương liệu này được phủ trực tiếp lên các chip trong khi chúng đang nóng sau khi chiên…, làm tăng 6- 8% trọng lượng của sản phẩm hoàn thành Sau đây là một công thức gia vị kem chua và hành tây cho chip khoai tây:

Thành phần:

Skim milk powder: Bột sữa gầy là sản phẩm thu được từ quá trình tách nước của

sữa tiệt trùng Bột sữa gầy chứa không quá 5% hàm lượng ẩm và không quá 1.5% hàm lượng béo (tính theo trọng lượng), trừ các trường hợp khác Bột sữa gầy

sử dụng cho người phù hợp với đạo luật về Mỹ phẩm, Dược phẩm và Thực phẩm của Mỹ

Bảng 4 : Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của bột sữa gầy

Sweet whey powder: Sản phẩm thu được từ quá trình sản xuất pho mát Whey có

lượng

protein thấp, chỉ còn đường lactose (60 – 70%).

Sour cream powder: Kem chua là một sản phẩm sữa giàu chất béo thu được bằng

cách lên men một kem thường xuyên của một số loại vi khuẩn axit lactic Mặc dù chỉ là kem chua chua nhẹ trong hương vị, tên của nó bắt nguồn từ việc sản xuất acid lactic bằng cách lên men vi khuẩn, một quá trình gọi là "souring" Sour cream chứa 12- 16% chất béo sữa

Muối: Muối là chất tạo vị phổ biến nhất trong sản xuất snack, nó tạo nên vị mặn

nổi bật và dễ dàng nhận ra trong sản phẩm Muối cũng là một chất mang thích hợp

để phân phối đều các thành phần vi lượng (gia vị, vitamin, chất chống oxy hóa) trong sản phẩm cuối

Bảng 5 : Chỉ tiêu chất lượng của muối

Phần 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHIP KHOAI TÂY LÁT

Phân loại

Làm sạch

Cắt lát Khoai tây

Phần 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CHIP KHOAI TÂY LÁT

Hiện nay cĩ 2 phương pháp sản xuất chip khoai tây là:

là chip khoai tây.

Bao gĩi Gia vị

Sấy thăng hoa

nguyên liệu thoát ra, hàm lượng chất khô tăng lên; làm tăng giá trị cảm quan do hấp phụ dầumỡ và làm cho thay đổi trạng thái cấu trúc của sản phẩm chắc, giòn, có hương vị thơm ngon,hấp dẫn hơn

- Bảo quản : Thông qua chiên rán thực phẩm có thể bảo quản sử dụng lâu hơn Vì ở nhiệt độ

chiên rán 120-180oC hầu hết các loại vi sinh vật đều bị tiêu diệt Các loại enzym bị vô hoạt

1.3 Các biến đổi cơng nghệ :

1.3.1 Nguyên liệu :

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao 80-180oC quá trình chiên làm ra sản phẩm có những biến đổi sâu sắc về tính chất vật lý, hóa học, sinh học, cảm quan

của một dải khoai

tây chiên với thịt

củ (phần bên

trong) và vỏ

(phần bên ngoài)

Hoá học:

- Tinh bột trong nguyên liệu dưới tác dụng của nhiệt độ cao bị phân huỷ thành destrinrồi tiếp tục thành đường và có mùi vị đặc trưng

- Đường bị caramel hóa tạo mùi và màu sắc vàng hấp dẫn

- Các acid amin và đường trong sản phẩm kết hợp nhau tạo thành phản ứng melanodincũng tạo ra màu vàng cho sản phẩm thực phẩm, cũng như tạo ra một số hợp chất không tốt

cho sức khỏe : acrylamid – tiền chất gây ung thư , sản phẩm của phản ứng Maillard giữa

đường và acid amin asparagin, phản ứng này xảy ra trên 120 o C,

- Ngoài ra, dưới nhiệt độ cao protein bị biến tính, bị phân huỷ và có thể tạo thành sảnphẩm cuối cùng là NH3, sunfua… ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Hóa lý:

- Sự bốc hơi nứơc: khi nhiệt độ nhỏ hơn 1000C thì nước sẽ khuếch tán từ trong ra ngoài, nhiệt độ lớn hơn 1000C thì nước sẽ bốc hơi.

- Sự đông tụ các phân tử protein

- Ngoài ra còn xảy ra sự hòa tan một số chất vào trong dầu: các vitamin tan trong dầu (vit A, D, E…)

Cảm quan: tạo ra màu sắc, mùi vị hấp dẫn

Sinh học: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các vi sinh vật đều bị tiêu diệt

1.3.2 Dầu chiên :

- Là hỗn hợp dầu ăn và shorterning:

 Shorterning giúp bề mặt sản phẩm sau khi chiên khô ráo

 Dầu làm tăng mùi vị, bóng bề mặt sản phẩm.

- Trong quá trình chiên, dầu bị biến đổi đáng kể làm chất lượng của nó giảm dần Đó lànhững biến đổi hóa học như thủy phân, oxy hóa và các biến đổi do các yếu tố sinh hóa

Quá trình thủy phân:

- Quá trình này xảy ra nhanh trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao với sự có mặt của hơi nước Nhưng trong thực tế quá trình chiên chỉ xảy ra ở áp suất không khí bình thường nên tốc độ thủy phân xảy ra chậm hơn

- Glixêrin vừa tạo thành sau phản ứng thủy phân lại tiếp tục bị nhiệt phân hủy tạo thành acrelon và nước.

- Acrelon là chất độc sôi ở nhiệt độ thấp nên dễ bay hơi cho mùi khó chịu và làm chảy nước mắt.

Quá trình oxy hóa:

- Là quá trình xảy ra với sự có mặt của O2 không khí Nhiệt độ càng cao quá trình xảy ra càng nhanh Các sản phẩm được tạo thành do

1

quá trình oxy hóa sẽ làm giảm chất lượng của dầu và của sản phẩm, làm giảm khả năng bảo quản chúng Quá trình oxy hoá gồm: tự oxy hóa, oxy hóa nhiệt, quá trình trùng hợp nhiệt.

Quá trình tự oxy hóa:

- Là quá trình xảy ra ở dầu mỡ ngay cả nhiệt độ thường khi có mặt của O2 không khí Tốc độ phản ứng ngày càng tăng do hiện tượng tự xúc tác của quá trình Phản ứng tự oxy hóa xảy ra với các lọai dầu có chỉ số axít đáng kể Trong dầu mà hàm lượng axít thấp (dầu mới) phản ứng tự oxy hóa khó xảy ra hơn, bởi thế chúng dễ bảo quản hơn Thành phần và cấu trúc phân tử của dầu ảnh hưởng rất nhiều đến tốc độ của phản ứng tự oxy hóa: phân tử dầu càng nhiều nối đôi thì khả năng tự oxy hóa càng lớn và ngược lại, nếu dầu được cấu tạo các axít có nhiều cabon thì khó tự oxy hóa hơn Sản phẩm cuối cùng hoặc trung gian tạo thành từ phản ứng tự oxy hóa gồm: rượu, hợp chất eposit, andehyt, ceton Những chất này là 1 trong những yếu tố ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm và dầu.

Quá trình oxy hóa nhiệt:

- Xảy ra ở nhiệt độ cao hơn 2000C với sự tham gia của oxy không khí Do phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao nên tốc độ phản ứng rất lớn Quá trình này luôn xảy ra khi chiên vì nhiệt độ chiên rất thích hợp cho phản ứng xảy ra Kết quả là chỉ số I2 của dầu giảm do mức độ không no giảm Thực nghiệm cho thấy quá trình gia nhiệt càng bị gián đọan nhiều lần thì khả năng tạo polyme hay tự oxy hóa càng lớn Sự có mặt của hơi nước trong dầu cũng là yếu tố xúc tiến quá trình oxy hóa Quá trình oxy hóa nhiệt là nguyên nhân cơ bản dẫn đến sự thay đổi thành phần, cấu trúc dầu mỡ, làm chất lượng dầu chiên giảm khá rõ rệt, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm.

Quá trình trùng hợp nhiệt:

nhiệt độ cao trong môi trường không có không khí Trong điều kiện không có không khí và có nhiệt độ cao, các glixerit trùng hợp với nhau tạo thành các polyme Mặc dù trong thực tế sản xuất, điều kiện để xảy

ra quá trình trùng hợp nhiệt ít hơn (vì luôn có không khí) nhưng trong quá trình chiên luôn có polyme Chứng tỏ song song với quá trình oxy hóa, quá trình trùng hợp cũng xảy ra trong 1 điều kiện nào đó Sự tạo

thành polyme đã làm giảm chỉ số I2 của dầu Không làm cho vị sản phẩm giảm đi, trái lại còn làm tốt hơn lên và bền oxy hơn.

do của dầu, làm màu sậm hơn, gây cho sản phẩm có mùi lạ, giảm sức căng bề mặt tự do của dầu; làm tăng độ nhớt của dầu Tuy nhiên độ nhớt của dầu tăng nhẹ cũng có ảnh hưởng tốt đến chất lượng sản phẩm chỉ khi độ nhớt tăng cao sẽ ảnh hưởng đến việc thoát ẩm, các cấu tử độc dễ bay hơi làm cho sản phẩm có chất lượng kém.

- Cho thêm một số chất chống oxi hoá như BHT (butyl hydro toluen), TBHQ ( ter butyl hydro quinon), … trước khi dầu được gia nhiệt.

- Chọn phương pháp chiên thích hợp

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiên :

1.4.1 Nguyên liệu dùng để chiên : Ta cần quan tâm đến thành phần hoá học, tính

chất nguyên liệu, hình dạng, kích thước … như :

Hàm lượng đường khử và các thành phần khác:

- Màu sắc của chip khoai tây có ảnh hưởng lớn đến sự chấp nhận của người tiêu dùng Màu nâu đậm không được ưa chuộng Sự tăng màu nâu đậm trong chip phụ thuộc vào phản ứng giữa đường khử và acid amine, phản ứng caramel hóa Khoai tây chứa khoảng 0.1% tới 0.2% (theo khối lượng quả tươi) đường khử thường cho màu nâu vàng mong muốn khi chiên, nhưng với lượng lớn đường khử sản phẩm có xu hướng trở nên tối và không hấp dẫn Những chip có màu tối thường hơi đắng và có mùi khét, làm giảm sự ưa thích của người tiêu dùng

- Các quá trình cơ học như cắt gọt nguyên liệu thường làm vỡ thành tế bào làm giải phóng dịch bào có chứa đường, acid amine, và các chúng sẽ ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm sau quá trình chiên Do đó tùy theo yêu cầu mà những lát khoai tây có thể được làm sạch tinh bột tự do trước khi vào máy chiên để ngăn cản sự hư hỏng dầu và những đốm nhỏ sậm màu trên chip khoai tây, ngoài ra còn để cho các lát khoai sẽ tách rời dễ dàng và hoàn toàn trong quá trình chiên.

- Những thành phần khác như là acid ascorbic, các acid amin cơ bản và đặc biệt là hệ thống enzym có thể có ảnh hưởng đến màu sắc.

1.4.2 Dầu chiên :

- Chiên là quá trình gia nhiệt mà dầu, mỡ vừa là tác nhân tải nhiệt vừa là thànhphần của sản phẩm cuối cùng Ngoài ra, nó còn tạo nên cấu trúc và hương vị đặc trưng chosản phẩm Mỗi loại dầu sẽ cho chip khoai tây một mùi khác nhau, và các nhà sản xuất chỉdùng loại dầu mà thị trường mà họ phát triển đòi hỏi mùi vị của loại dầu đó hoặc dùng hỗnhợp pha trộn của các loại dầu để giữ cho hương vị trung tính hơn và đa dạng hơn so với khimua dầu bán trên thị trường Tuy vậy, dầu chiên được sử dụng phải có chất lượng tốt và

3

đạt các chỉ tiêu cơ bản như độ trong, chỉ số I2 , chỉ số acid, … và sau một thời gian sử dụng

ta phải thay mới dầu

1.4.3 Các thông số kỹ thuật :

Nhiệt độ :

- Nhiệt độ dùng để chiên được xác định sao cho có hiệu quả kinh tế và tuỳ theoyêu cầu của sản phẩm Nhiệt độ của dầu cũng quyết định đến tốc độ và hiệu quả của quátrình chiên Nhiệt độ cao thì sẽ làm cho thời gian ngắn đi, hàm lượng dầu hấp thu vào sảnphẩm giảm Tuy nhiên nhiệt độ cao thì làm chóng gây hỏng dầu và các acid béo tự do, màsau đó làm thay đổi tính dính, mùi thơm, màu sắc của dầu, đẩy mạnh sự tạo bọt thậm chílàm khét sản phẩm, tạo ra các tiền chất gây ung thư như acrylamid, …

- Theo nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chiên lên sự hình thànhacrylamid tại bề mặt và tại tâm chip khoai tây ( thực hiện ở 150, 170, 1900C)

Hình 3 : Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chiên lên sự hình thành acrylamid tại bề mặt và

tại tâm chip khoai tây

- Kết quả cho rằng có sự khác biệt lớn giữa nồng độ acrylamid tại bề mặt và tạitâm: hàm lượng acrylamid sinh ra tại bề mặt trong quá trình chiên ở 150, 170, 1900C trong

9 phút tương ứng là 72, 2747, 6476 ng/g trong khi tại tâm chỉ khoảng 376 ng/g Nghiên cứuđưa ra cách hạn chế acrylamid là thực hiện quá trình chiên ở nhiệt độ không quá 1200C

Áp suất:

- Ta có chiên trong điều kiện thường hoặc chiên ở điều kiện chân không Tuynhiên với thời gian chiên nhanh, nhiệt độ thấp, sản phẩm công nghệ chiên chân không cóchất lượng tốt hơn

1.5 Phương pháp chiên ở điều kiện thường :

- Đây là phương pháp phổ biến được áp dụng hầu hết ở các nhà máy ở nước ta trong việc sản xuất các sản phẩm snack , chip