Sử dụng lạnh trong công nghệ thực phẩm

Tìm hiểu kỹ thuật lạnh động thực phẩm vμ những biện pháp hạn chế hao hụt khối lượng trong quá trình bảo quản lạnh đông thực phẩm đồng thời tìm hiểu các biện pháp lμm tan giá vμ lμm ấm th

Chương trình đào tạo trình độ cao đẳng Ngành dào tạo: Bảo quản chế biến và

3 Trình độ sinh viên: Cho sinh viên cao đẳng năm thứ 3

4 Phân bổ thời gian: 30 tiết

5 Điều kiện tiên quyết: Đã học hết các môn cơ bản vμ các môn liên ngμnh khác

6 Mô tả vắn tắt nội dung học phần:

Chương 1: Nêu những khái niệm về lạnh thực phẩm, lạnh đông thực phẩm

Chương 2: Cơ sở khoa học ứng dụng lạnh đông thực phẩm vμo các ngμnh rau quả, thịt hải sản lạnh đông, trứng lạnh đông, sữa lạnh đông vμ kỹ thuật bảo quản sản phẩm lạnh đông để tránh hao hụt khối lượng trong quá trình bảo quản lạnh đông Chương 3: Cơ sở lý thuyết về kỹ thuật lμm tan giá vμ lμm ấm thực phẩm trước khi

đem đi sử dụng hoạc chế biến

7 Nhiệm vụ của sinh viên:

-Dự lớp theo thời gian quy định

8 Tài liệu học tập:

Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Kỹ thuật lạnh cơ sở, Nhμ xuất bản Giáo dục,

Hμ Nội 1996

Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Tủ lạnh, máy kem, máy đá, máy điều hoμ nhiệt

độ, Nhμ xuất bản khoa học kỹ thuật, Hμ Nội 1996

Nguyễn Đức Lợi: Vũ Diễm Hương, Nguyễn Khắc Xương, Vật liệu kỹ thuật lạnh

vμ kỹ thuật nhiệt, Nhμ xuất bản Giáo dục, Hμ Nội 1998

Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Máy vμ thiết bị lạnh, Nhμ xuất bản Giáo dục,

Hμ Nội 1997

KHOA CONG NGHE THỰC PHẨM 10:08:34 AM12/31/2009 3

Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Đinh Văn Thuận, Kỹ thuật lạnh ứng dụng, Nhμ xuất bản Giáo dục, Hμ Nội 1996

9 Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên: Theo quy định của Bộ giáo dục đμo tạo

10 Thang điểm: Thang điểm 10

11 Mục tiêu của học phần:

Học phần cung cấp cho sinh viên biết bản chất lỹ thuyết về lạnh thực

phẩm vμ nắm vứng khái niệm về công nghệ lạnh được ứng dụng trong ngμnh thực phẩm nói chung Tìm hiểu những biến đổi hóa học, biến đổi lý học, biến đổi sinh

lý vμ biến đổi hoá sinh trong quá trình bảo quản lạnh, bảo quản lạnh đông thực phẩm Cách lựa chọn các phương pháp bảo quản lạnh vμ bảo quản lạnh đông Tìm hiểu kỹ thuật lạnh động thực phẩm vμ những biện pháp hạn chế hao hụt khối lượng trong quá trình bảo quản lạnh đông thực phẩm đồng thời tìm hiểu các biện pháp lμm tan giá vμ lμm ấm thực phẩm trước khi sử dụng trong quá trình chế biến

12 Nội dung chi tiết học phần:

Kiểm tra

1.1 Phân biệt các lĩnh vực lạnh thường, lạnh đông, lạnh thâm độ vμ lạnh tuyệt

đối

1.2 Sự khác nhau giữa lμm lạnh vμ lμm lạnh đông thực phẩm

1.3 ý nghĩa của việc lμm lạnh thực phẩm

2.1.4 Sử dụng chất kháng sinh

2.1.5 Sử dụng chất khí ozôn vμ khí cacbonic

2.2 Cơ sở lý thuyết về lμm lạnh thực phẩm

2.2.1 Các nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm

2.2.2 Các biến đổi chính trong quá trình lμm lạnh

2.2.2.1 Biến đổi lí học 2.2.2.2 Biến đổi hoá học 2.2.2.3 Biến đổi về sinh lí 2.2.2.4 Biến đổi về sinh hoá

2.2.3 Các phương pháp lμm lạnh thực phẩm

2.2.3.1 Lμm lạnh tĩnh 2.2.3.2 Lμm lạnh tăng cường 2.2.3.3 Lμm lạnh phun 2.2.3.4 Lμm lạnh bằng cách nhúng sản phẩm trong nước muối lạnh 2.2.3.5 ướp đá, vùi tuyết

2.2.3.6 Lμm lạnh chân không 2.2.4 Phương pháp kết đông thực phẩm

2.3 ứng dụng lạnh trong công nghệ rượu bia

2.3.1 Sản xuất bia

2.3.2 Sản xuất rượu vang( rượu nho)

2.3.3 Sản xuất nước khoáng vμ nước uống không có cồn

KHOA CONG NGHE THỰC PHẨM 10:08:34 AM12/31/2009 5

2.4 ứng dụng lạnh trong công nghệ rau quả

2.4.1 Bơ lạnh đông

2.4.2 Mít lạnh đông

2.5 ứng dụng lạnh trong công nghệ chế biến sữa vμ thịt

2.5.1 Lạnh đông sữa vμ các sản phẩm của sữa

2.5.2 Lạnh đông thịt vμ các sản phẩm của thịt

Chương III Bảo quản thực phẩm đ∙ lạnh đông(2,5 tiết)

3.1 Kỹ thuật bảo quản một số thực phẩm đã lạnh đông

3.2 Các biện pháp hạn chế hao hụt khối lượng thực phẩm trong bảo quản

Chương IV Lμm tan giá vμ lμm ấm thực phẩm(2,5 tiết)

4.1 Lμm tan giá

4.2 Lμm ấm

4.3 Vai trò quan trọng của công đoạn lμm tan giá

Đề cương ôn tập

( Hình thức thi vấn đáp, mỗi câu: 5 điểm vμ 15 phút chuẩn bị)

Câu 1: Phân biệt các lĩnh vực lạnh thường, lạnh đông, lạnh thâm độ vμ lạnh tuyệt

đối?

Câu2: Lạnh lμ gì? Cho biết giới hạn dưới của lạnh được chia ra lμm mấy cấp độ? Câu3: Sự khác nhau cơ bản giữa lμm lạnh thực phẩm vμ lμm lạnh đông thực phẩm?

Câu4: Mục đích của quá trình bảo quản lạnh vμ ý nghĩa của việc lμm lạnh thực phẩm?

Câu5: Hãy cho biết đặc điểm của phương pháp bảo quản lạnh?

Câu 6: Hãy cho biết các phương pháp bảo quản thực phẩm, đặc điểm của phương pháp phóng xạ?

Câu 7: Hãy cho biết các phương pháp bảo quản thực phẩm, đặc điểm của phương pháp sấy khô vμ sử dụng chất kháng sinh?

Câu 8: Hãy cho biết các phương pháp bảo quản thực phẩm, đặc điểm của phương pháp sử dụng khí Ozôn(O3) vμ Cacbônic(CO2)?

Câu 9: Các nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm?

Câu 10: Các biến đổi chính trong quá trình lμm lạnh thực phẩm? Đặc điểm của quá trình biến đổi vật lý vμ hoá học?

Câu 11: Các biến đổi chính trong quá trình lμm lạnh thực phẩm? Đặc điểm của quá trình biến đổi sinh lý vμ sinh hoá?

Câu 12: Các phương pháp lμm lạnh thực phẩm? Đặc điểm của phương pháp lμm lạnh tĩnh vμ lμm lạnh tăng cường?

Câu 13: Các phương pháp lμm lạnh thực phẩm? Đặc điểm của phương pháp lμm lạnh phun?

Câu 14: Kết đông thực phẩm lμ gì? đặc điểm của phương pháp kết đông chậm? Câu 15: Kết đông thực phẩm lμ gì? đặc điểm của phương pháp kết đông nhanh? Câu 16: Cho biết các loại kết đông? Điều kiện để sản phẩm kết đông có chất lượng cao?

Câu 17: Đặc điểm của các công đoạn lμm lạnh được ứng dụng trong công nghệ sản xuất bia?

Câu 18: Đặc điểm của các công đoạn lμm lạnh được ứng dụng trong công nghệ sản rượu vang?

Câu 19: Đặc điểm của các công đoạn lμm lạnh được ứng dụng trong công nghệ sản xuất nước khoáng không cồn?

Câu 20: Đặc điểm của các công đoạn lμm lạnh được ứng dụng trong công nghệ sản xuất Bơ lạnh đông xuất khẩu?

Câu 21: Đặc điểm của các công đoạn lμm lạnh được ứng dụng trong công nghệ sản xuất Mít lạnh đông?

Câu 22: Đặc điểm của lạnh đông sữa vμ các sản phẩm từ sữa?

KHOA CONG NGHE THỰC PHẨM 10:08:34 AM12/31/2009 7

Câu 23: Đặc điểm của lạnh đông thịt vμ các sản phẩm từ thịt?

Câu 24: Cho biết kỹ thuật bảo quản thịt đã lạnh đông?

Câu 24: Cho biết kỹ thuật bảo quản thịt gia cầm lạnh đông?

Câu 25: Cho biết kỹ thuật bảo quản cá lạnh đông?

Câu 26: Cho biết kỹ thuật bảo quản trứng lạnh đông?

Câu 27: Cho biết kỹ thuật bảo quản thịt đã lạnh đông?

Câu 28: Các biện pháp hạn chế hao hụt khối l−ợng trong bảo quản?

Câu 29: Mục đích, quá trình lμm tan giá, lμm ấm ?

Chương 1 Khái niệm cơ bản về công nghệ lạnh

1.1 Phân biệt các lĩnh vực lạnh thường, lạnh đông, lạnh thâm độ và lạnh tuyệt

đối

"Lạnh" lμ biểu diễn trạng thái vật chất có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bình thường

Nhiệt độ bình thường lμ nhiệt độ thích hợp cho cơ thể của con người, nhiệt

độ nμy khác nhau nhau tuỳ theo con người ở xứ nóng hay xứ lạnh ( +18 đến +24oC)

Bảo quản lạnh đông sẽ kìm hãm được sự phát triển của vi sinh vật trong thời gian dμi, so với một số phương pháp bảo quản như: Sấy khô hoặc dùng chất bảo quản thì bảo quản lạnh vμ lạnh đông có tính ưu việt hơn( giữ được độ tươi sáng cũng như lμ vi chất của sản phẩm)

Thời gian bảo quản lμm lạnh thì ngắn hơn thời gian bảo quản lạnh đông lạnh đông còn được xem lμ kỹ thuật sấy thăng hoa.(Lμm tăng hiệu suất ép nước, nước rau qủa)

Thực phẩm lạnh đông quá thời gian bảo quản ở nhiệt độ ≤ -180C nói chung vẫn giữ được nhiều nhất giá trị dinh dưỡng

Tuy nhiên mức độ nguyên vẹn giá trị nμy thuộc vμo quá trình lạnh đông nhanh hay chậm được áp dụng trong quá trình chế biến

1.3 ý nghĩa của việc làm lạnh thực phẩm

Nguyên liệu (Cá, thịt, rau quả, ) với chất lượng tốt vμ số lượng đầy đủ thì cần phải có bộ phận lμm lạnh vμ bảo quản lạnh

- Dự trữ nguyên liệu (Nếu bảo quản thường thì thời gian cho phép rất ngắn không quá vμi ngμy đối với rau quả) Trong thực tế ta cần có nguyên liệu dự trữ

KHOA CONG NGHE THỰC PHẨM 10:08:34 AM12/31/2009 9

để tiếp tục sản xuất 5 - 7 ngμy hay 20 - 25 ngμy đồng thời có thể kéo dμi suốt thời

vụ sản xuất

- Bảo đảm dữ được hầu như nguyên vẹn tính chất ban đầu của sản phẩm (Hình dáng bên ngoμi, chất lượng dinh dưỡng bên trong)

- Bảo quản lạnh lμ biện pháp tăng cường phẩm chất

VD: Trong khi bảo quản lượng thịt => có quá trình chín hoá học lμm thịct ngon hơn Các loại rau quả, nước uống (Nước cam, nước chanh, bia, sữa chua, bánh kem bơ, ) bảo quản lạnh sẽ ngon hơn vμ hợp ý thích hơn

Tóm lại: Mục đích bảo quản lạnh thực phẩm lμ tăng thời gian bảo quản phục vụ tối cho điều hoμ dự trữ nguyên liệu, kéo dμi được thời vụ sản xuất vμ cung cấp thực phẩm cho tiêu thụ trong nước vμ xuất khẩu

Chương II: ứng dụng lạnh trong cộng nghệ thực phẩm

tử ngoại, sấy khô, sử dụng chất kháng sinh, sử dụng các chất chống ô xy hoá, khí cacbônic, khí ozôn, khí sunfurơ, các khí gốc halogen,

Cấu tạo hệ thống kho lạnh

Lớp vỏ 1 thường lμm bằng thép sơn mμu sáng để tránh hấp thụ nhiệt vμo bên trong

Lớp vỏ bảo ôn lμm bằng vật liệu cách nhiệt, lớp 3 lμm bằng vật liệu chống

ăn mòn không gây biến đổi tính chất sản phẩm

KHOA CONG NGHE THỰC PHẨM 10:08:34 AM12/31/2009 11

Vận tải lạnh: Lμ sự kết hợp giữa bảo quản lạnh với quá trình chuyên trở vμ phân phối sản phẩm với các kho hoặc người tiêu dùng Người ta dùng các phương tiện như ô tô, máy bay, tμu hoả bên trên có gắn các hệ thống thiết bị lạnh nhằm duy trì cho nguyên liệu sản phẩm những chế độ nhiệt đáp ứng quy trình công nghệ đặt ra Thường dùng chất tải lạnh như muối đá, đá khô

2.1.2 Phương pháp bảo quản phóng xạ

a Phóng xạ ion

Các tia phóng xạ ion có khả năng sát trùng mạnh nếu đảm bảo định lượng,

có thể tiệt trùng hoμn toμn sau vμi giây

Các phóng xạ ion có thể lμ tia âm cực, tia rơnghen vμ các tia phóng xạ gama Trong đó Tia âm cực có đặc điểm lμ khả năng xuyên thấu nhỏ, do đó chiều xâu xử lý sản phẩm nhỏ Nếu sử dụng với liều lượng cao có thể gây nguy hiểm bởi sự phóng xạ cảm ứng lμm cho sản phẩm không dùng được

Tia rơnghen lμ tia bức xạ điện tử dμi sóng ngắn, giới hạn phần sóng ngắn lμ các tia gama còn phần sóng dμi lμ tia cực tím

Những tia rơnghen có bước sóng cμng ngắn thì khả năng xuyên thấu cμng lớn do đó các tia gama có ý nghĩa thực tế hơn cả

Liều lượng chiếu xạ cũng như công xuất chiếu xạ phải phù hợp để có thể tiêu diệt toμn bộ vi sinh vật lμm hư hỏng thực phẩm hoặc phải kìm hãm được chúng không phát triển trong thời gian dự định bảo quản ở nhiệt độ thường hoặc kết hợp với bảo quản lạnh

b Chiếu tia tử ngoại (Tia cực tím hay tia UV)

Tia tử ngoại lμ bộ phận của ánh sáng không nhìn thấy có bước sóng 1 - 390

nm Tia tử ngoại có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế hoạt động của vi sinh vật mạnh nhất nằm trong khoảng bước sóng 255 - 280 nm

Tia tử ngoại cá đặc điểm không thể xuyên thấu vμo trong sản phẩm Độ xuyên thấu chỉ đạt khoảng 0,1 mm, do đó chỉ có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật trên

bề mặt sản phẩm lμ chủ yếu

Việc nghiên cứu liều lượng bức xạ tử ngoại vμ thời gian bức xạ để bảo quản các sản phẩm lμ rất quan trọng, đảm bảo chất lượng của sản phẩm, đồng thời tiết kiệm được năng lượng bức xạ Nếu kết hợp với bảo quản lạnh, hiệu quả

sẽ năng lên dõ rệt, thời gian có thể bảo quản tăng lên 2 - 3 lần

2.1.3 Phương pháp sấy khô

Phương pháp sấy khô có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác song cũng có một số nhược điểm Ví dụ thực phẩm xấy khô không sử dụng ngay mμ phải ngâm ngước trước khi sử dụng, nếu xấy khô ở nhiệt độ cao có thể lμm biến chất sản phẩm bảo quản Chính vì vậy để không phá huỷ các chất hoạt tính sinh học (Như hoóc môn, men, Vitamin) người ta xấy khô thực phẩm ở nhiệt độ thấp bằng cách hút chân không hoặc xấy thăng hoa (Sấy thăng hoa ở nhiệt độ: -200C)

2.1.4 Sử dụng chất kháng sinh

Hiện nay nhiều nước trên thế giới đã sử dụng chất kháng sinh như oreomixin, Streptomixin, Clomexitin, teremixin để bảo quản thực phẩm kết hợp với bảo quản lạnh

Các chất kháng sinh sử dụng để bảo quản không có hại đối với thực phẩm, bền vững đồi với tác động khác nhau như môi trường bên ngoμi vμ lại dễ bị phân huỷ khi nấu nướng

Khi dùng chất kháng sinh kết hợp với bảo quản lạnh có thể tăng thời hạn bảo quản lên gấp 2-3 lần bình thường

2.1.5 Sử dụng các chất ozôn, cacbônic

Khi xử lý ozôn cần phải kết hợp với việc hạ nhiệt độ phòng lạnh vμ tăng độ

ẩm bảo quản thì hiệu quả sẽ cao hơn

b Dùng khí cacbônic

Khí CO2 có tác dụng kéo dμi thời gian bảo quản thực phẩm (Vì khí CO2kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật) Tuy nhiên ở nồng độ rất thấp CO2 kích thích sự phát triển của nấm mốc

Còn ở nồng độ cao khoảng 1% trong không khí trở lên CO2 có tác dụng kìm hãm hoạt động của nấm mốc vμ vi sinh vật

Mặc dù vậy với liều lượng rất lớn tới 100% thì CO2 cũng không có khả năng đình chỉ, tiêu diệt nấm mốc vμ vi sinh vật, do vậy không sử dụng CO2 không quá cao 25%

Bởi vì ở nồng độ cao nhiều sản phẩm bảo quản như thịt cá có sự biến đổi

về chất lượng, thịt mất mμu tự nhiên lμm xấu sản phẩm, mang cá mau bị thối nên cần có quy trình bảo quản từng sản phẩm riêng biệt với các nồng độ CO2 thích hợp với các phương pháp bảo quản khác để nâng cao thời gian bảo quản (ướp muối, bảo quản lạnh)

Phương pháp dùng khí CO2 rất có ý nghĩa trong việc bảo quản rau quả Một số cơ sở sử dụng bao bì kín bằng nilông để bảo quản rau quả

ở một số ô tô lạnh sử dụng đá khô để bảo quản khí CO2 thăng hoa từ đá khô lại được sử dụng ngay để bảo quản sản phẩm

KHOA CONG NGHE THỰC PHẨM 10:08:34 AM12/31/2009 13

Trong 3 nguyên nhân trên thì nguyên nhân do vi sinh vật xâm nhập lμ lớn nhất bơỉ vì vi sinh vật ưa ẩm lμ nguyên nhân gây hại nhiều nhất, gây hư hỏng cho sản phẩm bảo quản lμ lớn nhất

2.2.2 Các biến đổi chính trong quá trình làm lạnh

Trong quá trình lμm lạnh vμ bảo quản lạnh, nhiệt độ thấp chỉ có tác dụng

ức chế, kìm hãm sự biến đổi sinh hoá lý vv

Các quá trình nμy thực tế vẫn phát triển nên chất lượng sản phẩm vẫn bị thay đổi

Sự bay hơi phụ thuộc chủ yếu vμo diện tích bề mặt bay hơi, độ chênh lệch nhiệt độ giữa sản phẩm vμ dμn lạnh, tốc độ gió trong phòng, tính chất sản phẩm Phương pháp bao gói sản phẩm, độ chín tới của sản phẩm

2.2.2.2 Biến đổi hoá học

Do nhiệt độ thấp kìm hãm sự biến đổi hoá học nhưng không hoμn toμn triệt tiêu, do đó vẫn có những thay đổi hoá học trong thực phẩm bảo quản, tuy nhiên

sự thay đổi nμy không đáng kể

2.2.2.3 Biến đổi về sinh lý

Biến đổi sinh lý chủ yếu xảy ra ở các loại rau qủa có sự hô hấp khi bảo quản Đó lμ quá trình trao đổi chất của tế bμo cơ thể sống; Hấp thụ ô xy, thải khí

Nói chung động vật sau khi chết đều phải chải qua 3 giai đoạn:

Giai đoạn tê cóng sau khi chết

Giai đoạn chín tới

Gai đoạn phân huỷ sâu sắc

ở giai đoạn tê cóng: Lμ quá trình biến đổi sinh hoá_ cơ lý_hoá học trong tế bμo động vật chết khác hẳn sự tê cóng khi cơ thể gặp lạnh Giai đoạn nμy tuỳ

thuộc nhiều yếu tố khác nhau như: Loμi động vật, tuổi, nòi giống, điều kiện sống, nhiệt độ bảo quản

ở giai đoạn chín tới: Sau khi tê cóng thịt bắt đầu mềm ra lμ thể hiện giai

đoạn chín tới của thịt

ở giai đoạn phân huỷ: Xảy ra sau quá trình chín tới(Do các men ở chính trong thịt gia súc) Nguyên nhân thuỷ phân Protit, lipit của bắp động vật, trước tiên Peptidaza vμ các catepxin phá vỡ các liên kết peptít vμ polypeptit sau đó xuất hiện nước mμu hung đỏ, đồng thời tăng hμm lượng polypeptit, Azot amin va NH3

Còn quá trình phân huỷ mỡ(lipít) lμ do men Lipaza nó xúc tác qúa trình phân huỷ Glyxit khi giải phóng ra mỡ có mùi hôi khó chịu

2.2.3 Các phương pháp làm lạnh thực phẩm

Lμm lạnh thực lμ hạ nhiệt độ xuống đến gần nhiệt đọ đóng băng của nó Nhiệt độ đóng băng của thịt động vật hoặc sản phẩm thực vật thấp hơn nhiệt độ đóng băng của nước

Thường nhiệt độ đóng băng của tế bμo thấp hơn nhiệt độ của nước một vμi

ộ

2.2.3.1 Làm lạnh tĩnh

Các phòng lạnh được trang bị các dμn lạnh tĩnh bay hơi trực tiếp hoặc lμm lạnh gián tiếp qua nước muối Không khí lạnh trong phọng lạnh đổi lưa tự nhỉên Sản phẩm cân lμm lạnh được xếp lên giá (rau quả) hoặc treo lên giá xe đẩy (thịt lợn, thịt bò)

Phải đảm bảo giai đoạn đầu nhiệt độ phòng -2 đến -30C (Vì nhiệt độ ban

Giai đoạn đầu: Nhiệt độ giảm -50C (Cho lợn) -> -10C (Cho bò)

Giai đoạn sau: Nhệt độ tăng -10C -> 00C vμ giảm tốc độ không khí 1,5 -> 2 m/s áp sất không khí 85 ->95%

Do có tuần hoàn không khí

Ưu điểm: Lμm lạnh tăng, thời gian ngắn

Nhược điểm: Tốn hao khối lượng tăng hơn so với phương pháp lμm lạnh tĩnh, áp suất không khí thấp

2.2.3.3 Làm lạnh phun

Các phòng lạnh được trang bị các buồng phun nước muối