Lạnh và chế biến nông sản thực phẩm xb 1993 tập thể tác giả ; trần đức ba ch b

Bằng làm lạnh và bảo quản lạnh ở nhiệt độ trên C?C không những kìm hãm được những biến đổi về lý, hóa, sinh học; kìm hãm hoạt động của vi sinh vật, nên tăng được thời gian bảo quản lê

Chi bién: Vien Si TRAN DUC BA

LỜI MỞ ĐẦU

Trong sản xuất và chế biến, bảo quản nông sản thực

phẩm, công nghệ lạnh đóng vai trò rất quan trọng Bằng làm

lạnh và bảo quản lạnh ở nhiệt độ trên C?C không những kìm

hãm được những biến đổi về lý, hóa, sinh học; kìm hãm hoạt

động của vi sinh vật, nên tăng được thời gian bảo quản lên từ -

3 đến 7, 10 ngày, hay đến một hai tháng tùy thuộc chủng loại sản phẩm, mà còn có tác dụng làm tăng phẩm chất của một

SỐ nông sản thực phẩm

Nhưng bằng làm lạnh chỉ bảo quản sản phẩm được trong thời gian ngắn như trên Muốn bảo vệ lâu hơn từ ba bốn tháng đến một năm hoặc nhiều năm thì phải làm lạnh đông Nhờ sản phẩm lạnh đông giữ được khá lầu, nên kỹ thuật lạnh

đông ngày càng phát triển mạnh để tăng khối lượng và thời

gian dự trữ nguyên liệu cho công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, tăng khả năng điều hòa cũng cấp nông sắn thực phẩm tươi sống, thực phẩm chín cho thành thị các khu đông người và phục vụ tối cho giao lưu hàng hóa thực phẩm trong nước cũng như xuất khẩu Mặt khác, so với các phương pháp

xử lý khác như mưối, sấy, chế biến đồ hộp, thục phẩm lạnh

và đông lạnh vẫn giữ được nhiều nhất thậm chí hầu nhự- vn

nguyên vẹn tính chất tươi sống ban đầu, và giữ được nhiều

nhất giá trị dinh dưỡng của nông sản, thực phẩm tươi sống.

Cuốn sách "Lạnh và chế biến nông sản, thực phẩm”

_ được viết trên cơ sở các giáo trình đã dược giảng hơn 40 vòng

ở các trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Đại Học Bách Khoa '

thành phố Hồ Chí Minh, Đại Họ® Kỹ Thuật nhiệt độ thấp và

Năng lượng OINTE (ODESSA, UCRAINA) và được tống hợp từ

nhiều ngưồn tài liệu của các nước hàn đói, ôn doi và nhiệt dới

Sách được in nhằm cung cấp cho’ bạn đọc những kiến

thức cơ bản về công nghệ lạnh gồm Kỹ thuật làm lạnh, Kỹ thuật làm lạnh đông các loại nông sản thực phẩm Sách còn '

phục vụ cho giảng dạy, nghiên cúu ở các Trường, Viện và phục

vụ cho cán bộ Kỹ thuật, cán bộ quản lý sản xuất về công

Trước hết cần rõ khái niệm : thế nào là lạnh ?

Chúng ta có thể công nhận định nghĩa : chữ "lạnh" biểu

diễn trạng thái vật chất có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bình thường,

"nhiệt độ bình thường" ở đây là nhiệt độ thích hợp cho cơ thể của con người Nhiệt độ này cũng khác nhau tùy theo con người ở xứ

nóng hay xứ lạnh Để dễ chấp nhận, nhiệt độ bình thường này nằm trong khoảng từ +18°C đến +24°C Như vậy, giới hạn trên của lạnh

là +I8°C Trong kỹ thuật lạnh, giới hạn dưới của lạnh còn chia ra nhiều lĩnh vực từ nhiệt độ đóng băng (ẩn cho tới gân 0”K (độ không

xì chậm đã được áp dụng trong quá trình chế biến

19 KHÁC NHAU GIỮA LÀM LẠNH VÀ LÀM LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM

Như chúng ta đã biết, thực phẩm được làm lạnh và bảo

quản ở nhiệt độ trên 0°C, không những kìm hãm được những biến

đổi về lý, hóa, sinh học; kìm hãm hoạt động của vi sinh vật xảy ra trong thực phẩm, mà còn có tác dụng làm tăng phẩm chất của một

số thực phẩm như thịt được chín hóa học nên tích tụ được nhiều

acid lactic và có hương vị thơm ngon hơn; cá muối được thấm muối

tốt hơn và có màu sắc tươi hơn (so với muối ở nhiệt độ thường);

các loại rượu, nước giải khát, bia sẽ hấp din khẩu vị người tiêu

dùng hơn, )

Nhưng bằng làm lạnh chỉ bảo quản sản phẩm được ngắn

ngày (nói chung chỉ bảo quản được một tuan đến hai tháng tùy loại thực phẩm) Muốn bảo quản thực phẩm lau hon, tit ba, bốn tuần

đến hàng năm thì phải làm lạnh đông (đông lạnh) Nhờ sản phẩm

lạnh đông ziữ được lâu, nên kỹ thuật lạnh đông thực phẩm phát triển mạnh để tăng khối lượng và thời gian dự trử nguyên liệu cho công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm; tăng khả năng điều hòa, cung cấp thực phẩm tươi sống cho các thành phố lớn, các khu đông dân và để phục vụ tốt cho việc giao lưu hàng hóa thực phẩm trong

nước và ngoài nước

Làm lạnh đông còn được xem là một giai đoạn chế biến trong kỹ thuật sấy thăng hoa, tăng hiệu suất ép nước rau, quả; làm

trong nước quả hoặc các dung dịch huyền phù; tách nước ra trong

quá trình sẵn xuất aga-aga khô Làm lạnh đông còn để tạo nên tính chất cốt yếu của sản phẩm như sản xuất nước đá, các loại kem gói, kem cốc, kem que, v.v ˆ ,

So với các phương pháp xử lý khác như muối, sấy, chế biến

đồ hộp, thực phẩm lạnh đông qua thời gian bảo quản ở nhiệt độ

<~—I18°C, nói chung vẫn giữ được nhiều nhất những tính chất ban

dau kể cả mầu sắc, hương vị và giữ được nhiều nhất giá trị dinh đưỡng của thực phẩm tươi sống Mức độ nguyên vẹn tươi sống này cao hay thấp là tùy thuộc vào phương pháp lạnh đồng nhanh hay

1.3 Ý NGHĨA CỦA VIỆC LÀM LẠNH THỰC PHẨM

Trong kỹ thuật sản xuất và chế biến những nông sản thực phẩm, vấn đè nguyên liệu là một trong những vấn đề chính yếu Để đảm bảo việc cung cấp nguyên liệu (cá, thịt, rau quả,.) với chất lượng tốt và số lượng đây đủ thì cần phải có các bộ phận làm lạnh

và bảo quản lạnh Sở di như vậy là do việc cung cấp nguyên liệu trực tiếp từ ngưồn nguyên liệu (như các nông trường, hợp tác xã ) - đến bộ phận chế biến không đều, không thường xuyên, cần phải có nguyên liệu dự trữ Nếu bảo quản ở điều kiện bình thường thì thời gian cho phép rất ngắn, không quá vài ba ngày cho rau quả Trong thực tế, ta cân có nguyên liệu dự trữ dé tiếp tục sản xuất õ + 7 ngày hay 20 + 25 ngày, đồng thời kéo dài vụ sản xuất của xí nghiệp chế biến khi mùa nguyên liệu đã hết Khác hẳn với các

phương pháp bảo quản như sấy, phơi ướp muối, hun khói, bảo quản

khí SOa, v.v phương pháp bảo quản bằng lạnh bảo đảm giữ được Bầu như nguyên vẹn tính chất ban đâu của nguyên liệu về hình

đáng bên ngoài và chất lượng dinh dưỡng bên trong Đặc biệt, trong

một số trường hợp, bảo quản lạnh còn là biện pháp để tăng cường phẩm chất của sản phẩm Ví dụ, trong khi bảo quản lạnh thịt có

quá trình chín hóa học làm thị ngon hơn Các loại mứt quả, compốt, nước uống (nước cam, chanh, bia, sữa chua, bánh kem bơ, ) bảo quân lạnh sẽ ngon hơn Thịt nấu đông có làm lạnh sẽ ngon hơn,

chè đậu được làm mát ăn cũng ngon và hợp ý thích hơn Muối cá ở

nhiệt độ thấp thì tốt hơn và có màu đỏ tươi hơn Trong bảo quản

lạnh các loại hạt giống vừa cho phép ta giữ giống được lâu hơn 3 năm để thay thế (vì sau 3 năm canh tác dù giống tốt nhưng cũng

đã bị thoái hóa), mà vừa cho ta hạt giống với phẩm chất tốt hon

ban đầu, do nó đã được “xuân hóa” trong lạnh

Như vậy, mục đích của làm lạnh nông sản thực phẩm là tăng thời gian bảo quản, phục vụ tốt cho điều hòa, đự trữ nguyên liệu, giống cây trồng, kéo dài được thời ‘vy sản xuất cho xí nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, cung cấp thực phẩm cho tiêu thụ

1.4 NHỮNG BIẾN ĐỔI CHÍNH TRONG QUÁ TRÌNH LÀM

LẠNH VÀ BẢO QUẢN LẠNH NÔNG SẢN THỰC PHẨM

Trong quá trình làm lạnh, các quá trình lý, hóa, sinh lý,

sinh hóa học, v.v chỉ bị hạn chế ít nhiều chứ không hoàn toàn, nhất là quá trình lên men của bản thân thực phẩm và hoạt động của ví sinh vật Cho nên vẫn có những biến đổi về chất lượng của nông sản thực phẩm

—— Biến đổi lý học ở sản phẩm khi làm lạnh gồm có biến đổi

"hình dạng, màu sắc bên ngoài, Nhưng quan trọng hơn cả là quá trình bay hơi - nguyên nhân chủ yếu gây tổn hao tự nhiên cho khối

lượng sản phẩm, làm cho rau quả tươi chóng bị héo Sự bay hơi này phụ thuộc vào bè mặt bay hơi riêng, nhiệt độ môi trường xung quanh, độ ẩm tương đối của không khí xung quanh và vận tốc

chuyển vận không khí Ngoài ra còn phụ thuộc vào tính chất của sản phẩm, độ chín tới của sản phẩm (nhất là rau quả),

Ẩm từ bè mặt của sản phẩm rau quả bay hơi làm rau quả chóng héóo Ẩm từ bè mặt sản phẩm thịt, cá bay hơi làm cho Bè mặt

thịt, cá trở nên khô ráo, có tác dụng hạn chế điều kiện phát triển

của vỉ sinh vật Ẩm bay hơi thì bè mặt sản phẩm trở nên sim tối,

một mặt do hiện tượng vật lý là mao quản bị teo lại, không phản

xạ ánh sáng, hấp thụ ánh sáng một mặt do các quá trinh osy hóa

bè mặt Người ta nhận thấy rằng sự tăng cường bay hơi ẩm từ rau

quả khi làm lạnh và bảo quản có liên hệ chặt chẽ với sự tăng cường

độ hô hấp của chúng Kích thước tế bào lớn, khoảng gian bào to, lớp

vỏ của tế bào mỏng, khả năng giữ nước của chất nguyên sinh tương

đối yếu, bè mặt riêng lớn sẽ tạo khả năng bốc ẩm nhanh và làm rau quả chóng héo Ngoài ra loại nào hô hấp mạnh, thải nhiều nhiệt

thì khả năng bốc hơi ẩm càng lớn

Sự bay hơi Ẩm từ bề mặt sản phẩm là nguyên nhân chủ yếu gây ra tốn hao khối lượng tự nhiên sản phẩm Hao tổn khối lượng còn do các quá trình lên men, hô hấp, làm phân hủy các chất

tanin, đường, vitamin, thải CO2 và nước, làm giảm phẩm chất sản phẩm thực phẩm Vì thế, người ta phải hạn chế quá trình bay hơi

ẩm từ Bè mặt sản phẩm Có nhiều phương pháp làm giảm hao hụt khối lượng khi làm lạnh thực phẩm :

- Giảm thời gian làm lạnh bằng cách làm lạnh nhanh, làm lạnh tức thời (vừa nhanh vừa đột ngột, trong môi trường lỏng

gián tiếp chẳng hạn)

- Giảm bề mặt bay hơi bằng cách đóng gói bao bì kỹ, phủ kín sản phẩm Thường người ta bọc táo trong giấy bóng kính để

làm lạnh và bảo quản lạnh (nó có tác dụng chống vi sinh vật xâm

nhập từ ngoài vào và tích tụ COas để diệt vi sinh vật có sẵn trong

Người ta thấy rằng tổn hao tự nhiên khối lượng của rau

quả do các quá trình phân hủy xảy ra ngay sau khi thu hái rau quả Cho nên phải làm lạnh nó ngay Nếu để chậm 1 ngày thì rút ngắn thời gian bảo quản ở 0C đi 9-10 ngày, chậm 3 ngày & 21°C thì rút ngắn thời gian bảo quản ở 0°C mất một tháng Cho nên rau quả sau khi thu hoạch phải làm lạnh và bảo quản lạnh ngay

Nói chung tỷ lệ hao hụt khối lượng tùy thuộc vào nhiều điều kiện, từ khi quả còn ở trên cây đến quá trình thu hái, chín tới

và làm lạnh; còn đối với thịt, cá thì tùy thuộc vào tình trạng con

vật trước khi giết, quá trình chín tới của thịt con vật sau khi chết Sau đây là một số tiêu chuẩn về tổn hao khối lượng tự nhiên cho phép của Liên Xô (bảng 1.1, 1.2 và 13) :

Ì ngày 2 ngày 3 ngày

1 Thịt bò

Loại 2 và loại không

Logi 2 va loai khong

Tiêu chuẩn tổn hao khi

, làm lạnh cho bên trong

Tiêu chuẩn tổn hao tự nhiên khi bảo quản cam, quít tươi

Thời gian bảo Tổn hao tự hhiên | Tổn hao tự nhiên

quản, ngày của quít, % trong của cam, % trong

- 10 -

b) Biến dối về hóa học :

Nói chung trong quá trình làm lạnh, các quá trình hóa học

có bị kìm hãm, nhưng không bị ngừng hẳn Theo định luật Berthelot

thi Igy = lgyo + at,

Cong thức trên cho ta thấy sự phụ thuộc của tốc độ phản

ứng vào nhiệt độ (phù hợp với định luật Van't Hoff về vận tốc phản ứng là nếu tăng nhiệt độ lên 10° thì tốc độ phản ứng tăng 2-3 làn)

_ Trong rau quả làm lạnh thì quá trình biến đổi sinh lý là

chủ yếu

- Sự hô hấp Hồ hấp là quá trình trao đổi chất của tế bào cơ thể sống, lấy oxi, thai cacbonic, nước và năng lượng

—— Hồ hếp hiểm khí (cô O3) :`

CeH1206 (đường glucd) + 602 = 6CO2 + GHoO + 674 Keal/Ftg

Hồ hấp yếm khí (không có Oa) -

CeH1206 > 2C2H:OH + 2O¿ + 28 Koal/Ftg Cường độ hô hấp biểu diễn bàng số mg COs thải ra trong 1

giờ của lkg chất khô rau quả Cường độ hô hấp m phụ thuộc vào

yếu tố bền ngoài và phụ thuộc vào nòi giếng rau quả Nếu cùng ở 0 - + 22C thì cường độ hô hấp m của táo là l5 + 18mg COz/kg.h;

Tỷ số hô hấp (hay hệ số hô hấp) là tỷ xố giửa thể tích khí

CO2 thải ra với thể tích khí COsz hút vào trong quá trình hô hấp _ hoặc cũng chính bằng tỷ số giữa phân tử CO2 thải ra và số phân

_MỊ Ô¿ bút vào theo phương trình hô hấp, vì ở điều kiện bất kỳ nào

- 11-

số phân tử tất cả các loại khí trong một phân tử là một số

Avogadro 6,025.102” phân tử)

Trong quá trình hô hấp, một phần oxy vẫn ở dạng kết hợp

và một số các axit hữu cơ khác được tạo ra, ngoài CO2 và nước,

nên hệ số hô hấp s < 1 Nhưng trong quá trình hô hấp có một số

_ axit hữu cơ cũng bị oxy hóa, tạo thành COs và nước nên làm tăng

thuộc vào nhiệt độ theo phương trình trên Ví dụ, khoai tây, hành có vận tốc hô hấp tối thiểu ở 3 + 6°C, còn ở nhiệt độ lớn hơn 35 +

40°C, do men hô h&p bị phá hủy nên quá trình hô hấp cũng không

thể tiến hành được

Cường độ hô hấp phụ thuộc rất nhiều vào mức độ chín của quả và mức độ già của rau Loại rau quả còn xanh thì thường có cường độ hô hấp lớn hơn loại chín và già (vì nó có nhiều men hô hấp đang ở dạng hoạt động, chưa chuyển sang dạng nằm im) Qua nhiều nghiên cứu, người ta thấy quả đến giai đoạn chín tới thì có độ hoạt động hô hấp rất mạnh, sau đó giảm thấp đàn

Mức độ nguyên lành của rau quả ảnh hưởng rất lớn đến sự -

hô hấp Ví dụ, khoai tây bị dập, tróc vỏ, hô hấp sẽ mạnh gấp 1,5 lần so với khoai tây nguyên lành và độ hoạt động của men peroxidaza trong đó ó tăng đến 3 lan -

- 19 -

Trong nhiều nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng trong quá trình làm lạnh và bảo quản, quả có thể tiếp tục quá trình chín tới sau khi hái từ cây xuống, nhưng với mức độ khác nhau; lề, táo, chuối, dứa thì có thể tiếp tục chín tới khi bảo quản và làm lạnh,

nhưng đào, cam, quit, nho thì chín tới kém, còn mơ, mận, thi

hoàn toàn không tiếp tục chín tới

Trong quá trình hô hấp, rau quả có thải nhiệt Bằng thực nghiệm người ta biết rằng đối với rau xanh và quả ở 200C có thể chấp nhận nhiệt hô hấp như sau :

- Rau xanh 0,1 kcal/kg.h

- Quả 0,017 + 0,010 keal/kgh

Trong quá trình làm lạnh, cường độ hô hấp và sự thải

nhiệt của rau quả giảm xuống từ 2 đến 6 lần

Còn đối với thịt gia súc (bò, lợn, gà, cừu ), cá thì sau khi

giết chết, các quá trình xảy ra trong nó chủ yếu là các quá trình

: sinh hóa, phân ly và tổng hợp các hợp chất do axit triphotphoric bị phá hủy, do đó cũng tôa nhiệt Trong thực tế thì đối với thịt, cá,

các quá trình sinh lý, sinh hóa xảy ra sau khi giết con vật và khi làm lạnh, bảo P quận chủ yếu là quá trình tê cóng, chín hóa học, xám

thịt, mỡ,

a) Các quá trình sinh hóa chủ yếu trong thịt, cá :

Sau khi đình chỉ sự sống thì nhiệt độ của tế bào động vật (máu nóng và máu lạnh) lăng lên khá nhiều Nhiệt tỏa ra trong

trường hợp này nhiều hơn cả khi vật còn sống rất nhiều: một giờ „

sau khi chết, nhiệt độ của con thịt trong điều kiện đoạn nhiệt tăng ˆ

lên khoảng 3,3 + 7,9°C Ở cá cũng có quá trình sinh hóa rất mãnh

liệt có liên quan tới sự chuyển hóa các chất cấu tạo nên tế bào bắp

thịt như giuxit, este, axit fotforic Năng lượng giải phóng ra khi đó không được dùng thực hiện các chức năng sinh lý sẽ téa ra & dang

nhiệt Làm lạnh càng sớm càng nhanh thì càng hãm được nhiều quá

trình sinh hóa và sự tỏa nhiệt ấy Nhiệt tổa ra chủ yếu từ quá

_-trinh sinh hóa ở bắp thịt, chứ ở xương và mô liên kết thì hoặc là

#&hông, hose rit it tổa nhiệt Có thể lấy nhiệt tỏa ra trong 1 giờ của 1Kg bp thjt 14 0,25 Keal/Kg.h, trong con thịt thì thịt bắp chừng

- 18 -

60%, như vậy nhiệt tỏa ra do quá trình sinh hóa trong con vật trung bình cho IEg thịt xô (thịt móc ham) la 0,25 x 06 = 0,15

Keal/Kg.h Nhu vậy nếu thịt làm lạnh trong 24 giờ thì chỉ phí lạnh

thêm để thoát nhiệt đẳng nhiệt ấy không nhỏ (khoảng 10% nhiệt lượng chủ yếu để làm lạnh thịt) Cho nên nó cũng là 1 lượng nhiệt đáng kể so với rau quả phải tính toán đến

Nói chung những quá trình biến đổi sinh hóa của thịt động vật sau khi giết và đem làm lạnh đều xảy ra 3 giai đoạn lớn là :

* Quá trình tê cóng sau khi chết, (rigor mortis)

* Quá trình chín tới - chín hóa học (ageing)

* Giai đoạn phân hủy sâu sắc (quá trình thối rữa)

Đối với cá trước khí bước vào giai đoạn tê sóng có 1 giai

đoạn ngắn là giai đoạn đổ nhớt sau khi chết,

‘ Giai doan dé nhét cia ca : C4 méi danh len thi quanh da được bọc l lớp nhớt trong suốt do tuyến nhớt này vẫn tiếp tục tiết

một thời gian nữa, lượng nhớt lại tăng lên rõ rệt Trong nhớt cá có

chat protit (loai gluco protêit) là muxin, nên nó là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển Vi sinh vật từ nhớt chui qua kẽ vây vào da và thịt da Nhớt ban đầu trong suốt nhưng sau đó bị đục vì bí

vỉ sinh vật phá hoại có mùi khó chịu, ban đầu mùi chua, sau có mùi thối Khi nhớt bị phân hủy thì cá vẫn chưa hỏng, có thể rửa

- cá, tách sạch lớp nhớt trước khi đem làm lạnh thì vẫn còn tốt Quá

trình đổ nhớt ngừng trước khi bắt đầu giai đoạn tê cóng

Quá trình tê công sau khi chết ; Tê cóng này là quá ‘trinh

biến đổi sinh hóa - cơ lý - hóa học trong tế bào động vật chết, khác

với sự tê cóng đối với cơ thể sống bị lạnh

Thời điểm bất đầu tê cóng, thời gian tê cóng, cường độ và tốc độ các quá trình trong giai đoạn tê cóng tùy thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau, cá khác với bò, lợn gà, tùy từng nòi giống, điều kiện và tình trạng sống trước khi chết, phương pháp làm chết, môi trường xung quanh, nhiệt độ bảo quản, tác dụng cơ học từ bên

ngoài Nói chung thời điểm bất đầu, tê cóng kể từ khi chất thì ở

cá tính bằng phút, ở bò lợn tính bằng gi, chục gio (tùy điều kiện

‘gg

- 14 -

Ở thịt bò, thịt lợn, (gia súc lớn) ngay sau khi giết, thịt còn

tươi nóng thì các tổ chức bắp thịt bị yếu đi, có hàm ẩm cao nhất,

và có khả năng giữ ẩm, lúc ấy pH < 7,0 Ở thịt tươi không có mùi

rõ rệt (Loại thịt này, thích hợp cho Ì số sản phẩm như lạp xưởng hấp, đăm bông, - loại sản phẩm này cần có hệ thống tổ hợp thịt

- nước bền vững) Ngay sau khi con vật chết thì các tổ chức bắp cơ bắt đầu quá trình tê cóng sau khi chết, biểu hiện bề ngoài là sự rắn đanh lại và bắp thịt co rút lại Tè cóng bắt đầu từ bấp thịt ở đầu

và đân dần lan rộng ra theo các nhánh dây thần kinh tủy sống Đối với cá cũng thế : từ đầu lan đến thân thể rồi đến đuôi (phá tê cớng thì đi ngược lại) Trong giai đoạn này độ chắc cơ học của bắp thịt

tăng, độ đàn hồi giảm (lúc tê cóng phát triển cực đại - chừng 16 +

18 giờ sau khi gia súc chết, thì độ chắc của thịt tăng 25%, trở lực cất tăng gần gấp đôi) Cho nên thịt đang ở giai đoạn tê cóng đem chế biến thì sẽ làm giảm chất lượng thịt, tổn hao năng lượng chế biến cơ học Sau khi nấu thịt vẫn cứng, không ngọn, nước nấu không ngọt `

Tê cóng biểu hiện rõ rệt nhất ở thịt bắp, ở tím thì ít, ở

bắp thịt phẳng, mô liên kết hầu như không có Tê cóng xây ra

nhanh nhất ở con vật non trẻ, trong con vật béo tốt thì chậm hơn

6 15 + 18°C thì tê cóng bất đầu sau khi chết 10 + 12 giờ; 0°

thì tê cóng bắt đầu sau khi chết 18 + 20 giờ

Qua giai đoạn cực đại của sự tê cóng (bắp thịt cứng lại) thì bắp thịt bắt đầu mềm ra, cho.đến khi thối rữa Trong giai đoạn tê cóng thịt cá vẫn được xem là tươi, không có hại gì về mặt tượi- (chỉ

cứng đi thôi) Khi thịt mềm ra, hết tê cóng - sự phá tê cóng - thì

mới bắt đầu giai đoạn mới

Đồng thời với sự co cứng tế bào bắp thịt, có quá trình giảm ẩm của thịt, ham dm ít nhất lúc sự tê cóng phát triển mạnh

t : Hàm ẩm của thịt ở pH = 6,4 (khi mới giết pH ~ 7) giảm

25% so với lúc 2 giờ sau khi giết; tăng lượng ẩm tự do (tách bằng phương pháp ly tâm) chừng 40% Ở trạng thái tê cóng, thịt rất bền

“vững đối với tác dụng tiêu hóa của men pepxin, nó bị mất 1 số

_ ương vị vốn có của nó khi nấu nướng Do đó thịt, cá ở trạng thái

đoạn phân hủy, sau 31 giờ thì không ăn được

Quá trình tê cóng phát triển có sinh ra nhiệt, khoảng 1,7

Keal/kg thit, do d6 thjt con vật nóng lên sau khi chết (đôi khi đạt

tới 30 + 40°C chừng 90 phút sau khí chết)

Thực chất quá trình tê cóng là do quá trình biến đổi chất protit trong tế bào chết : actin, mỉozin, actomiozin Trong tế bào chết do sự trao đổi chất với bền ngoài đình chi, nên có quá trình phân hủy axit ađếnosin trifotforic ATP thành axit adenozin difotforie

và sinh nhiệt năng (qua 12 giờ sau khi chết, có thể phân hủy trên

được đàn tính chỉ khi nào có đủ 1 lượng nhất định ATP ATP và 1

số các nuclèotic trifotfat khác có tác dụng phân ly actomiozin thành actin và miozin, đồng thời ngăn cản không cho actin tổ hợp với- miozin thành actomiozin Chính trạng thái của tổ hợp actomiozin mới

ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cơ lý của tế bào : nếu ít

actomiozin (nhiều actin và miozin như trong thịt con vật sống) thì

hàm Ẩm thịt cao, thịt mềm; nếu actomiozin tăng (giảm actin va

miozin là những trung tâm háo nước) thì thịt giảm Ẩm, protit co cứng, cuộn tròn, tăng độ Bền cơ lý, Cho nên ta thấy rõ quá trình

tê cóng của thịt sau khi chết chính là do sự phân hủy ATP và đồng thời tạo thành tổ hợp acto-miozin (trong đó còn có hậu quả do ATP

phân hủy sinh ra nhiều axit fotforic tự do, axit lactic nên giảm pH -

của thịt xuống tới điểm đẳng điện pH = 5 + 5,õ nên protit càng

mau chóng bị vón cục, cuộn tròn, cứng lại)

Trong sản phẩm càng mỏng, nhiệt độ càng thấp và giảm càng nhanh thì ATP phân hủy càng chậm (tức actomiozin tạo thành cũng chậm) Vì vậy ở nhiệt độ thấp thì sự tê cóng bắt đầu chậm và kéo đài, do nồng độ của ATP được giữ ở mức đủ ngăn chận sự tạo

thành tổ hợp actomiozin trong một thời gian kéo dài Muốn cho con thịt nhanh chóng vượt giai đoạn tê cóng, bước vào giai đoạn chín tới

(chín hóa học) thì phải bảo quản ở nhiệt độ hơi cao một chút (khoảng từ 7 + 9°C hay cao hơn cũng được) Ngược lại đối với cá, khi làm lạnh nhanh cá tới điểm đóng băng và bảo quản chúng Ở

nhiệt độ ấy thì cho phép kìm hãm rất nhiều và rất mạnh sự tạo

thành tổ hợp actomiozin, do đó kéo lùi thời hạn tê cổng

Sau thi ky tê cóng, thịt bất đâu mềm ra, tức là bắt dau chuyển sang giai đoạn chín tới, bắt đầu những biến đổi sinh hóa và

cơ lý sâu sắc hơn (chưa phải là triệt để) trong bắp thịt, mô cơ, tế

bào Cbn cá thì không có giai đoạn chín hóa học, chuyển ngay sang giai đoạn phân hủy sâu sắc, thối hỏng ,

Quá trình chín tới : Các quá trình sinh hóa xây ra trong

giai đoạn chín tới có thể nói là quá trình ngược lại với quá trình tê

đóng : lượng các axit nuclêotit giảm, độ háo nước của protit trong bấp thịt tăng lên Đầu tiên là các quá trình do hoạt động men

pepxin, Catepxin (Thịt con vật ở ð + 7 ngày sau khi giết thì tính

- 17 -

bền đối với men pepsin giảm đi 1, lần, và ngày càng giảm di) Độ chắc của thịt giảm mạnh nhất sau chừng 6 ngày chết (ở 0°) và

sau đó tiếp tục giãm nửa (lúc bấy giờ thì acto-miozin da bj phan ly

tất cả thành actin và miozin, miozin buông có liên kết gì với actin nữa) Trong quá trình chín tới có sự phân hủy glycogen như sau :

pH của thịt lại tăng do sự phân hủy protit tạo các bazơ purin, )

Do tăng các trung tâm háo nước (miozin, actin là những protit cao

phân tử) nên thịt mềm ra Sau giai đoạn mềm cơ lý thì chính là quá trình phân hủy sâu xa bắt đầu; men phân hủy các protit và làm cho thịt chín tới tăng một ít azốt amin (lượng azét amin ở 24 giờ sau khi chết tăng chừng 50%, sau 15 ngày ở 0°C thì táng gấp đôi

so với thời điểm ngay sau khi giết), và có tích tụ NHas do đề amin

hóa axit adênic và amit, axit amin khéc nhu glutamic và asparagin

Người ta đã chứng minh và thực tế nhận thấy rằng thịt chín hóa

học thì có độ tiêu hóa cao, ngon hơn thịt tươi, nấu nướng nó cho

nhiều hương vị hơn, nước ngọt hơn, Thịt được bảo quản lạnh,

-.18 -

hương vị ngon thể hiện rõ khoảng sau khi giết 2 ngày, sau 5 ngày thì bương vị rất tốt, sau 10 + 14 ngày thì càng dễ nhận hơn Chính là do quá trình tạo thành những chất dễ bay hơi không ngừng tăng lên (trong quá trình tê cóng thì chúng bị giảm xuống) Trong khỉ đó thì lượng purn tự do cũng tăng, chủ yếu là hypoxantin Chính nhờ táng lượng chất bay hơi và hypoxantin lam

tăng mùi vị thịt và nước dùng (nước xúp) Hypoxantin tạo thành từ

AMP (khi phân hủy ATP ở giai đoạn đầu sự phân hủy) Vị của thịt ngọt, có liên quan tới hàm lượng axit glutamic và các muối của nó trong thịt khi nấu nướng, nhờ sự đề amin hóa nhóm amit : của

‘glutamin (Glutamin, chứa trong thịt ở dạng liên kết ổn định với các cấu tử khác : khi thịt chín tới thì nổ được giải phóng ra)

- Trong thực tế kỹ thuật thường không xác định được

các chỉ số trạng thái của thịt chín tới hoàn toàn và không xác định

chính xác được thời gian chín tới vì không có sự đồng bộ hoàn toàn giữa các quá trình biến đổi các tính chất quan trọng của thịt khi

chín tới : Nếu như những biến đổi chủ yếu về độ chắc, độ ẩm của

thịt xảy ra sau 5 + 7 ngày con vật bị giết (ở 0 + 4Œ) thì những tính chất tiêu hóa đạt được tốt nhất phải sau 10 + 14 ngày Sau đó thì vì độ cứng giảm nên độ tiêu hóa bằng men pepxin tăng lên, nhưng hương vị thịt không ngon, nhiều NH3, indol mercaptan, (do

quá trình thối rữa)

gian chín tới trung bình 10 + 14 ngày (ở 0 + 42C) - có thể tăng đến 20 + 30 ngày Thịt này thì ngày càng mềm, ngọt nước, tiêu hóa tốt Còn tất cả các trường hợp khác thì thời gian giữ thịt ä0

+ 4°C thường không quá 5 + 7 ngày Mặt khác do quá trình sả,

thái, lóc mỡ, có thé tang tốn thất nước dịch (giới hạn quá trình

chín tới là cuối sự tê cóng đến đầu quá trình phá vỡ sợi cơ)

Súc vật già thì thịt chín tới chậm hơn súc vật non, vật yếu bệnh thì các quá trình sau khi chết it sâu sắc và rõ rệt

Còn đối với cá thì sự chuyến từ trạng thái tê cóng sang

„ quá trình phân hủy tế bào, bẻ qua giai đoạn chín tới, rất nhanh (khoảng 15 + 16 giờ sau khi chết), chính là vì hệ thống men phân _„ hủy của nó hoạt động rất mạnh (Ngoài ra còn do hệ vi sinh vật

rr

- 19 -

của cá rất nhiều, phức tập, xâm nhập vào cá nhanh nhất là cá

không mổ ruột, móc mang và không rửa nhớt), Ngay sau khị kết

thúc quá Ìrình tê cóng thì bất đầu ngay sự phân hủy mô cơ liên kết

- nhất là colagen - làm cá nhũn nhanh - ươn nhanh, sinh nhiều mùi

hôi, độc Trong các chất hôi bay hơi có NH3 va trimetylamin có thé

“dùng để xác định độ tươi của cá Người ta thấy rằng ở cá biển bị

"hỏng thì có nhiều amin nhu trimetylamin (CH3)3N va dimétylamin (CHa)2NH, còn trong cá ao hồ thì cho đến khi thối rữa vẫn không

có, chỉ chủ yếu là NH3 (vi trong cá biến có nhiều ôxytrimelamin làm nguồn cung cấp cho chúng) Đến giai đoạn này, protit bị phân cắt tới albumoza, peptôn, polypéptit và các axit amin riêng rẽ, rất khó hạn chế lại, nên cá hỏng

Giai doạn phân hủy sâu sắc : Quả trình phân hủy sâu sắc - bằng men là quá trình phân hủy các thành phần cơ bản của bắp thịt động vật như protit, lipit, Quá trình thủy phân protit bắt đầu

từ giai đoạn chín tới của thịt càng về sau quá trình ấy càng mạnh,

do men thủy phân - trước tiên là peptidaza và catepxin - phá các liên kết peptit và polipeptit Tốc độ phản ứng mạnh nhất khi nhiệt

độ bằng thân nhiệt con vat (36,5 + 37°C) Thịt bảo quản lâu ở

37C trong điều kiện vô trùng sẽ có màu nâu hung và chay ra

nhiều nước dịch màu hung đồ Sau 7 ngày, thịt giảm chất lượng rất mạnh, tăng lượng polipeptit, azot amin và NHa Phân hủy mỡ là do men 'lipaza; nó xúc tác quá trình thủy phận giyxerit Nếu thành phần mỡ có các axit “béo phan: tit ử thấp (axit butyric, axit 'capoic, )

khi giải phóng chúng ra mỡ sẽ có mùi hôi và vị khé chịu (như

trong mỡ của sữa chẳng hạn) Diệt men lipaza tốt nhất là bằng cách nấu nóng đến 90 + 100°C nhanh và bảo quản ở nhiệt độ thấp

Ngoài ra dưới tác dụng của men và vi sinh vật mỡ còn bị ôi nhất

là ở bơ, pho-mát, sửa chua Khi,có men thì đông thời xây ra sự thủy phân và ôxy hóa axit béo tự do chưa no bằng O2, tạo thành - peroxy va tiép tục phân hủy, chuyển hóa các Peroxy ấy Trong quả -: trình phân hủy -Protit có thải: NHa nên: nó cùng tạo với axit béo tự

do thành muối amon, muối này lại bị oxy hóa bừng men đưa đến tạo thành các sản phẩm cuối cùng là xêeton' thấp phân tử và nhiều sản phẩm khác Do tích lũy andehyt xẽton, oy axit, v.v mà mỡ có vị

- 20 -

ôi Tác dụng của ánh sang - nhất là tia ngoại tắm - làm cho mổ tạo

thành các chất oxy hóa đặc trưng cho quá trình kết muối giống như

khi mỡ bị tác dụng của các ion kim loại (Cu, Fe) vì các ion này

xúc tác quá trình ôxy hóa :

Triglyxérit ẹ RCOOH + Điglyxerit = RỢCOOH + Monoglyxerit

# gìyxerin + R'ỢCOOH

Glyxerin tạo thành được nhiều nhất ở giai đoạn thủy phân

sâu xa mỡ, chỉ số axit của mỡ tăng lên đến 20 :

Ở 0ồC thì chỉ số axit của mỡ từ 0,49 :

sau 3 ngày tăng đến 0,8 sau 20 ngày tăng đến 4,9 sau 68 ngày tăng đến 12,1 Nếu ở 37ồC thi sau 11 ngày chỉ số axit tăng từ 1,91 lên

Axit béo giải phóng ra trong quá trình thủy phân mỡ có tác

dụng bảo vệ độ dinh đưỡng của mỡ Monoglyxerit só tác đụng ting

độ tiêu hóa mỡ vì ở dang phân tán nhú tương thì mỡ dễ thấm hút

qua thành ruột non Cho nên sự thủy phân mỡ (đến mức độ giới

hạn, chưa phải là ôi hỏng) thì không làm giảm giá trị đỉnh dưỡng

mà tắch tụ được nhiều mono và diglyxerit cho thực phẩm dã tiêu 2

hóa

Tiếp tục quá trình phân hủy sâu xa của thịt làm phần nằm,

sâu bèn trong của thịt thường bị xám : có mùi chua khó chịu, màu xám hay nâu đỏ Thịt có phản ứng axit, không có NHs, có khi cỏ

_HaS Khi thịt chưa bị xám sâu sắc thì có thể xế r9, thái mãnh nhô roi quạt gió thì có thể hết xám hoàn toàn :

Hiện tượng xám còn do sự giảm nhiệt độ tương đối chậm

trong lớp thit day ma lại có lớp Bề mặt ngần cân trao đổi khắ với môi trường xung quanh (vì ẠỢ giảm chậm nên không đủ để kìm hãm

- quá trình phân hủy trong thịt, các quá trình ấy tạo ra rồi tắch tụ

- lạ) Nếu làm lạnh đông ! pha thịt tưới và ướt thì thường có I lớp

đá đóng băng ở bề mặt, khắ không thấi ra được nên dễ gây xám

thịt Thịt tươi thải Tất nhiều CÓƯ, bảo quản nó ở 2đồC thì còn tắch

tụ Ộ Hay

- 21 -

Có thể kết luận chung : những biến đổi bên trong bắp thịt khi làm lạnh là kết quả sự tương tác phức tạp của nhiều nhân tố

từ bên trong lẫn bên ngoài lên các thành phần cấu tạo bắp thịt, lên

các quan hệ giữa các thành phần ấ", lên chức năng hoạt hóa của

1.5 LAM LANH DONG THUC PHAM

1.5.1 ANH HUONG CUA NHIET DO QUA LANH DEN QUA

TRÌNH ĐÓNG BĂNG TINH THỂ :

Trong khi làm lạnh đông có hiện tượng quá lạnh, tức là hạ

nhiệt độ đến dưới 0°C mà vẫn chưa có sự đóng băng Sự chậm đóng

bang nay là do sự chậm tạo thành tâm kết tỉnh, mà sự chậm tạo

thành tâm kết tỉnh lại phụ thuộc vào nồng độ phân tử của dịch bào Một số nhà nghiên cứu của Anh đã công bố thêm (nặm 1961) về

các nguyên nhân phụ khác cũng có ảnh hưởng đến sự đóng băng

tính thể là nhiệt độ của môi trường làm lạnh đông và hệ thống ống mao dẫn của sản phẩm,

._ Như chúng ta biết ở môi trường lỏng luôn luôn có chuyển động nhiệt (chuyển động Bờ-raonờ) và chuyển động tương hỗ Ở nhiệt độ thấp thì chuyển động nhiệt giảm và chuyến động tương hỗ được tăng cường, tức là tăng cường khả năng kết hợp các phần tử lại với nhau Cho nên đến một nhiệt độ thấp nào đấy mà hệ thống chuyển động được cân bằng theo phương trình lực :

P = P + P

K.hgp đẩy - ch.d.nhiat -

thì xuất hiện tâm kết tỉnh của mạng lưới tỉnh thể, do đó nước được đóng băng Đối với nước nguyên chất phương trình lực được cân

bằng ở 0°C; đối với các dung dịch, đặc biệt là các dung dịch đường,

muối do có lực đẩy lớn cho nên chỉ có phương trình cân bằng lực

dưới 0°C Ứng dụng tính chất này trong kỹ nghệ sản xuất nước đá

bằng cách làm cộng hưởng sóng siêu âm để khử lực đấy (tăng cường

lực kết hợp) cho quá trình đóng băng nước trong khuôn đá xảy ra được nhanh chóng Trong quá trình lạnh đồng thực phẩm yếu tố -

Mỗi một phân tử gam liên kết với một lượng nước mhất

định, mà muốn tách lượng nước ấy ra (để đóng băng) cần làm lạnh đến 1,84”C Đó chính là độ hạ băng điểm A/ trong định luật Raun :“

m - Khéi lượng chất hòa tan tính bằng gam † of

M - Khối lượng phân tử của chất hòa tan tính bằng gam fe

Như vậy độ hạ băng điểm A/ tỷ lệ thuận với rồng độ phân ; ẾW

tử n của dịch bào, cho nên trong kỹ thuật lạnh đông thực phẩm :E người ta chú ý tăng nồng độ phân tử dịch bào của sản phẩm để có # ;

độ hạ băng điểm lớn - ứng với nhiệt độ quá lạnh tql thấp, do đó tạo “©

điều kiện cho sản phẩm đóng băng với số lượng tỉnh thể đá tất of

nhiều Trường hợp đóng băng với gố lượng tỉnh thể đá N- rất, nhiều ' _thì kích thước của các tinh thể đấểV không lớn nên không phá hủy =

cấu trúc mô tế bào: của sản phẩm Ảnh hưởng của nhiệt độ quá lạnh `

(tq) d&n 0 lượng tỉnh thể đá tạo thành (N) và kích thước trung

Qua biểu đồ ta thấy ở khoảng nhiệt độ quá lạnh ~| + -

-4°C số tính thể đá được tạo thành trong sản phẩm rất ít nên cáo:

tinh thé đá có kích thước trung bình tương đối lớn, gây cọ rách - màng tế bào của sản phẩm Nếu bằng các biện pháp kỹ thuật để tạo

được nhiệt độ quá lạnh trong lạnh đông thực phẩm đạt đến —10°Œ:;; _ * 40C thì số tín thể đá tạo thành sẽ nhiều vô kế nêy kích

thước V sẽ rất nhỏ, khoảng từ ð + 104 (theo số liệu của -

Ni-côn-ski) Và nếu tq đạt đến khoảng ~80°C thì chất lỏng sẽ không

tạo thành được tỉnh thể mà chỉ tạo được chất rắn vô định hình

(dạng thủy tính thể)

Nhiều cồng trình nghiên cứu còn cho biết nếu ở nhiệt độ

cao hơn —30C thì kích thước tỉnh thể phát triển bình thường ra ˆ

xung quanh, lớn đần về chiều dài cũng như chiều ngang; nhưng nếu

Ở nhiệt độ thấp hơn —30°C thì kích thước tỉnh thể đá chỉ phát triển

theo chiều dài nên tỉnh thể đá trở thành gsơi đài bao bọc - xung quanh tế bào như sợi tơ bọc con nhộng tạo thành kén (hình 1.2),

Trong trường hợp này các tỉnh thể đá không những không phá hủy cấu trúc mô tế bào của sản phẩm, mà còn bảo vệ cho tế ˆ

bào được toàn vẹn Cho nên nếu ta thực hiện được nhiệt- độ: quá

lạnh fg) < ~30°C thì sẽ đảm bảo được tuyệt đối chất lượng ban đau —

của sản phẩm Trong công nghiệp lạnh đông thực phẩm - thường - người ta chứ ý đến biện pháp tăng nồng độ phân tử của sản phém

là biện pháp quyết định nhất và có hiệu quả nhất Tăng nồng độ

- 24

Kich thutic tinh thé đá phát triển đều đặn

Hình 1.2 Tinh thé da dang khối và dạng sợi

phân tử bằng đường lối thiên nhiên tức là để cho rau, quả, nguyê

Tăng rồng độ phân tử bằng đường lối nhân tạo như tâm

muối, tấm đường, tẩm các dung dịch sinh tố, tẩm các chất „chống

"oxy hóa các dung dịch chất làm đồng, Các biện pháp tăng nồng

.,độ phân tử như %rên vừa hạ thấp nhiệt độ quá lạnh mà vừa tang

“được giá trị dinh dưỡng

i ¡ Trong quá trình lạnh đông chậm, do nhiệt độ của không

khắ cao hơn Ở2đồC và vận tốc đối lưu của không khắ nhỏ hơn iIm/s nên thời gian lạnh đông thường kéo dài từ 15 giờ đến-hơn 20 giờ tùy kắch thước và chủng loại sản phẩm Số tỉnh thể đá hình thành trong gian bào và tế bào rất ắt nên có kắch thước lớn, gây nên cọ xát giữa các tắnh thể trong và ngoài tế bào Sự cọ xát của những tỉnh thể đá lớn sẽ làm rách màng tế bào, phá hủy cấu trúc mô tế

bào của sản phẩm, cho nên sau này khi đưa sản phẩm lạnh đông ra

tan giá (còn gọi là giả đông) thì dịch bào trong sản phẩm bị chây

ra ngoài (do màng tế bào rách không giữ lại được) làm sản phẩm giảm giá trị dinh dưỡng, dễ nhiễm trùng và có khi giảm đến 25% giá trị thương phẩm so với sản phẩm tươi sống Vì vậy ngày nay người ta không dùng phương pháp lạnh đông chậm để kéo dài thời

gian bảo quản thực phẩm Tuy nhiên, phương pháp lạnh đông chậm

vẫn được ứng dụng trong bảo quản một số rau quả dự trữ cho chế

biến nước rau quả sau này và ứng dụng cho làm trong các hỗn hợp

thực phẩm ở dạng huyền phù Quá trình đóng băng tỉnh thể ở làm lạnh đông chậm trong trường hợp này lại có lợi vì tác dụng phá hủy cấu trúc tế bào, cấu trúc hệ thống keo, nên khi ép nước rau quả sẽ cho năng suất và hiệu suất cao Ấứhiều thắ nghiệm ở Liên Xô cho

biết : nho, táo qua lạnh đông chậm va bao quan 6 -14ồC +Ở18ồC,

dem ép lấy nước thì hiệu suất táng đến 150% so với ép nho, táo

tươi +

Năm 1973 - 1975 chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu cho

dứa (khóm) qua lạnh đông chậm, bảo quản rồi mới ép lấy nước Kết quả năng suất khâu ép tăng gấp đôi (tắnh theo lượng nước ép đượcỦ trên đơn vị thời gian) và biệu suất ép đạt 130% so với các mẫu ép

trực tiếp từ dứa tươi (hiệu suất ép tắnh theo lượng nước ép được tho

trên đơn vị khối lượng dứa) (Cũng do tác dụng phá hủy cấu trúc của hệ thống tế bào như thế nên rau quả đã qua lạnh đông cham thì trong các khâu chế biến tiếp theo như làm trong, lắng, lọc, tách, nước, sấy, ngâm tẩm, làm mềm, sẽ đạt hiệu quả cao vì tách được Ợ

,

nhiều dịch, nhiều nước, mô tế bào dễ thấm hút hơn và mềm nhuyễn

hơn.) ¡ Những tính chất này đã được Phòng nghiên cứu trung tâm đồ hộp “thực phẩm (Bộ Nông nghiệp và Công nghiệp thực phẩm) cùng chúng tôi kiểm nghiệm qua các sản phẩm đồ hộp chế biến từ đứa

lạnh đông chậm

(Như vậy, áp dụng phương pháp làm lạnh đông chậm chỉ đạt

hiệu quả tốt trong trường hợp vừa cần bảo quản nguyên liệu hoặc : bán thành phẩm với thời gian lâu để kéo dài được thời vụ chế biến,

mà vừa cần tăng chất lượng cho một số sản phẩm chế biến sau này >>

2 Phương pháp lạnh đông nhanh (còn gọi là lạnh đông đột ngột hay

cấp đông) :

t Môi trường làm lạnh đông nhanh thường là không khí hoặc

các chất lỏng Các chất lỏng thường là dung dịch hỗn hợp của nhiều muối để nhiệt độ đóng băng của dung dịch càng thấp càng tốt Nhược điểm của môi trường long là nước muối gây bẩn và gỉ hỏng thiết bị, nước muối thấm vào sản phẩm làm ảnh hưởng đến phẩm chất cũng như hình dáng bên ngoài của sản phẩm thực phẩm Môi trường không khí tuy có hệ số truyền nhiệt bé và dễ làm cho san phẩm bị oxy hóa cũng như dễ bị hao hụt khối lượng, nhưng tiện lợi nên được sử dụng phố biến hơn Thường dùng không khí lạnh có

nhiệt độ †? <—35°C với vận tốc đối lưu v = 3-4 m/s cho các phòng

nhỏ, hầm đông lạnh nhanh (tu-nen) và với t° <—40°, v = 5 mis

cho các thiết bị lạnh đông nhanh như các loại của viện lạnh Liên

Xô (VNIKHD : CA-I, CA-2, CA-3, CA-4, CA-5, các loại kiểu bãữg _-“*

chuyền liên tục [KA-1, [KA-2, băng chuyền xoắn ốc, các loại tủ cố nhiều bản mỏng kiểu Contact freezer (không có đối lưu cưỡng bức)

ời gian làm lạnh đông nhanh thực phẩm thường từ 2 đến 10 gid

tùy thuộc vào chủng loại và kích thước của sản phẩm, như thịt heo | nửa*eon (heo bên) hoặc 1/4 con với khối lượng khoảng 50 kg thì

làm lạnh đông nhanh trong 10 giờ, cá, thịt philê với khối lượng -

khoảng 0,ð kg làm lạnh đông nhanh chỉ trong hai giờ rưỡi Sản phẩm lạnh đông nhanh do có nhiều tỉnh thể đá tạo thành ở tế bào

và gian bào và với kích thước tỉnh thể rất bé nên không phá hủy

_ mhiềm về cấu trúc tế bào, nên có thể giữ được trên 95% phẩm chất

}

- Quá trình đóng băng sản phẩm phải xảy ra cùng lúc

trong tế bào và ngoài gian bào để hạn chế sự chuyển nước ti trong

tế bào ra gian bào

Tất cẢ các điều kiện trên nhằm đâm bảo cho quá trình đạt

tốc độ lạnh đông nhanh và kịp thời, nhất là khi xảy ra sự đóng băng đồng loạt một khối lượng nước lớn - nước tự do và nước liên

A- Mức độ lạnh động không kịp thời (ở lạnh đông chậm)

B- Mức độ lạnh đông kịp thời (ở lạnh đông nhanh)

C- Mức độ lạnh đông rất kịp thời (ở lạnh đông siêu nhanh)

- 28 -

Mức độ kịp thời này có thể kiếm tra qua biểu đồ nhiệt độ

của sản phẩm theo thời gian làm lạnh đông (hình 1.3) Ở biểu đồ

đường A có đoạn gãy và cong lên chứng tổ mức độ làm lạnh đông không đều và không kịp thời nên khi đóng băng một khối lượng

nước lớn tỏa nhiều nhiệt làm cho nhiệt độ của sản phẩm tăng lên,

thậm chí tăng quá 02C, làm cho một số tỉnh thể đá vừa đóng băng xong phải tan ra và chờ sau đó mới đóng băng lại lần thứ hai chỉ bàng cách bám vào các tỉnh thể đá sẵn có, nên tăng kích thước của tỉnh thế đá, gây tác hại về cơ học cho màng tế bào Đường cong A

đặc trưng cho quá trình lạnh đông chậm 6 đường B cũng còn đoạn

gãy tại vùng nhiệt độ đóng băng của sản phẩm, nhưng không có đoạn cong lên - chứng tô không có một số tỉnh thế đá bị tan và đóng băng lần thứ bai Nó đặc trưng cho quá trình lạnh đông

nhanh Còn ở đường C hoàn toàn không có đoạn gãy, chứng tỏ quá trình lạnh đông xảy ra rất nhanh và rất kịp thời Dạng đường cong

này chỉ có ở các trường hợp lạnh đông siêu nhanh

3 Phường pháp lạnh đông cực nhanh (còn gọi là lạnh đông siêu nhanh hay siêu đông) :

Ngày nay, kỹ thuật lạnh tiên tiến cho phép làm lạnh đông

cực nhanh các sản phẩm-trong-COs-lảng, nitơ lỏng, các fréon lỏng

và các khí hóa lỏng khác Thời gian lạnh đông cực nhanh sản phẩm chỉ trong khoảng õ đến {0 phút, tức là chỉ bằng khoảng 1/60 thời

gian làm lạnh đông nhanh Do thời gian lạnh đông vô cùng nhanh

như vậy cho nên tăng năng suất hàng bốn năm chục lần và giảm-

được hao hụt khối lượng sản phẩm đến 3-4 lần Sản phẩm lạnh đông

cực nhanh bảo dam hầu như nguyên vẹn phẩm chất tươi sống của nguyên liệu ban dau Vì thế hiện nay ở một số nước có kỹ thuật

tin tiến, lượng sản phẩm lạnh đông cực nhanh đã chiếm tỷ số

khoảng ð0% tổng số sản phẩm lạnh đông nói chung Sở dĩ tỷ số sản phẩm lạnh đông cực nhanh tăng mạnh như vậy là vì ở các nước có công nghiệp phát triển thì kỹ nghệ hóa lỏng không khí cũng phát triển (phục vụ cho luyện kim, hàn, y tế, quốc phòng, nhiên liệu cho tên lửa, v.v ) cho nên nitơ lỏng là phụ phẩm của công nghiệp sản

xuất oxy lòng, vừa rẻ, vừa nhiều (vì chiếm gần 4/5 khối lượng không

J kh? Dũng nitơ lỏng có nhiều ưu việt hơn cả vì :

- Lạnh đông cực nhanh sản phẩm trong nitơ lỗng sẽ tiều

diệt và bạn chế được nhiều vỉ sinh vật hơn so với các phương pháp khác

Ở Việt Nam ta cũng đã tiến hành thí nghiệm lạnh đông

cực nhanh chuối, dứa trong nits long (nim 1973, 1974), đã nghiên

cứu thiết kế máy lạnh đông cực nhanh bằng nitd lỏng và đặc biệt ở

thành phố Hồ Chí Minh có máy lạnh đông cực nhanh bằng nitơ

lỏng Ameron (Mỹ), máy siêu đông AGA MINI (Thụy Điến) Trong thời gian tới chắc chắn chúng ta sẽ có nhiều đặc sản siêu đông bằng

nitơ lông để phát triển các mặt hàng lạnh đông cao cấp, các món

an dic san đông lạnh, phục vụ tốt cho xuất khẩu với giá trị ngoại

.tệ cao

1.5.3 THỜI GIAN VÀ TỐC ĐỘ LÀM LẠNH ĐÔNG :

Có nhiều cách tính thời gian làm lạnh đông Đối với sản phẩm có dạng bản, tấm thì có thể tính theo công thức của Plan-cơ :

0 - Hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ ở bề mặt sản phẩm

và nhiệt độ của môi trường truyền lạnh

6 - Bé dày của sản phẩm, m ;

 - Hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm, keal/m.h.°C

- 30 -

Keal/m?.h°C

Ngoài ra còn có một số công thức khdc cia Riu-tép, Khơ-ric-tô-đun-lơ, Gô-lov-kin, để tính thời gian làm lạnh đông cho

các sản phẩm có dạng khối, hạt cũng như có dạng vô định hình

Tốc độ làm lạnh đồng sản phẩm được tính theo tỷ số giữa

bè dày của khối sản phẩm X và thời gian làm lạnh đông r14 :

xX

vid = TG m/h

Tuy nhiên hiện nay còn có nhiều ý kiến khác nhau của các trường phái về vấn đề này, ví dụ Plan-cơ và Cu-pri-an-nốp (Đức) cho

rằng 0w = 1 + 3 cm/h là đạt tốc độ lạnh đông nhanh; còn Si-rốp

(Lién X6) thì đòi hỏi ma = B5 + 6 cm/h mới đạt tốc độ lạnh đông

nhanh Trong khi đó Pi-ska-rép (Viện nghiên cứu kỹ thuật lạnh Liên

Xô) lại nêu : cá làm lạnh đông nhanh khi đạt oa = 1 cm/h, và thịt

khi dat ua = 1,5 + 2°Ch

Ở Việt Nam, còn thiếu điều kiện trang thiết bị để nghiên

cứu chính xác về tốc độ làm lạnh đông sản phẩm, cho nên chúng

tôi dựa vào kinh nghiệm thực tế qua đánh giá chất lượng của sản

phẩm đã lạnh đông để xác định ra Từ kết quả kiếm nghiệm của

gần 100 mẫu dứa, chuối và hỗn hợp rau đã lạnh đông nhanh với

khối lượng mỗi gói 0,õkg trong túi PE., chúng tôi thấy muốn đạt

tiêu chuẩn lạnh đông nhanh thì zø¿ < 4 giờ Nhóm cán bộ nghiên

cứu của hãng Sato (Nhật) đầu năm 1977 đã dùng dứa của Hậu

Giang, Lam Đồng nghiên cứu làm lạnh đông nhanh cũng với điều

kiện bao gói bằng túi P.E mỗi gói 0,BEg, đạt tiêu chuấn lạnh đông

nhanh qua 3 giờ ở thiết bị lạnh đông kiểu Contact freezer Nhóm

nghiên cứu của hang Mycom (Nhật) cũng đã thí nghiệm lạnh đông

dứa khoanh trên máy bàng chuyển kiếu MSF (MYCOM Stel-belt

freezer) chi m&t có 15 phút Kết quả này cũng tương tự với kết quả

- thí nghiệm năm 1877-1978 của chúng tôi và Công ty đồ hộp đông

, lạnh thực phẩm Miền Nam trên máy băng chuyền IQF ở nhà máy

a - He số cấp nhiệt của môi trường truyền lạnh,

- 81 -

lạnh đông với đứa khoanh và nửa khoanh có bề dày l5 cm đã đạt

thời gian lạnh đông ra từ 16 đến 22 phút Căn cứ vào tiêu chuẩn xếp loại của một số nước phương Tây hiện nay thì ria nay vẫn còn thuộc phạm vỉ lạnh đông nhanh, nhưng ở giới hạn trên, (lạnh đông ˆ cực nhanh ứng với ra = 5ð +10 phút)

1.5.4 CHI PHÍ CHO LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM :

Tổng lượng lạnh cần thiết để làm lạnh đông sản phẩm là :

Q = Qi + Qa + Qs + Qe Keal/h

Trong đó : Q1 - tổn thất lạnh qua các tường, trần và rền của

phòng lạnh đông (hoặc qua thành xung quanh, nắp, đáy của thiết bị

lạnh đông)

Q2 - Tiêu tốn lạnh cho quá trình lạnh đông sản phẩm

Q2 = Qa + Qb + Qc + Qa Kealh

v6i : Qa = GC (ta - tab) Keal/h - là lượng lạnh cần thiết để hạ

nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban đâu (tức là nhiệt độ cuối

của giai đoạn làm lạnh) : ta đến nhiệt độ đóng băng : táp

Qb = Was L Kcal/h - la lượng lạnh tiêu thụ cho sự đóng băng

W - kg nước đá Với ẩn nhiệt đóng băng L = 80 Keal/kg Lugng

tu Œ.X ¬

W = 100,1oo “ẽ

w - % lượng nước biến thành đá trong làm lạnh đông

G - khối lượng san phim, Kg

X - % lượng nước trong sản phẩm

r - ẩn nhiệt hóa hơi của nước

Keal

kg

Thực ra tính Qc rất khó chính xác vì trong tổng số nước

bay hơi (AG) luôn luôn có một phần hơi ngưng tụ ở thiết bị truyền

lạnh trong phòng, và một phần của nước ngưng tụ ấy lại đóng thành băng

Trường hợp hao hụt¡khối lượng chỉ do thăng hoa tuyết Ở

san phim tip :

mô tơ điện tỏa nhiệt, )

Trong tính toán để đơn giản, thường người ta gộp lại :

Qc, = -AG.r Kealh với r' = 600

ia, ic - la nhiệt hàm của sản phẩm ở nhiệt độ ban đầu

và ở nhiệt độ cuối, kcal/kg

G - khối lượng của sản phẩm, kg

r - thời gian từ khi đưa sản phẩm vào cho đến khi hoàn tất (đạt tiêu chuẩn lạnh đông)

Ngoài ra, đối với một số sản phẩm nhất định, người ta đã thống kê sẵn tổng chỉ phí lạnh Q2 cho các quá trình lạnh đông sẵn phẩm (bảng Lỗ)

sung cho cá, v.v 4°C xuống —18°C 15,8 + 16,15

1.5.5 NHỮNG BIẾN ĐỔI QUAN TRỌNG CỦA THỰC PHẨM

TRONG QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐÔNG :

f 1 Nững biến đổi vật lý :

“ Trong quá trình làm lạnh đông, nước tách ra độc lap 6 ở dạng những tỉnh thé đá, làm cho sản phẩm trở nên rắn, tăng một

ít thể tích (giảm một ít khối lượng riêng) Ẩm bốc lên từ Bè mặt

sản phẩm vào không khí xung quanh Nếu nhập sản phẩm còn ướt

be mat, khi lam lạnh đông chúng đóng băng lại sau đó có quá trình thăng hoa nước đá Hiệu số giữa nhiệt độ bề mặt bay hơi và không khí chung quanh càng lớn thì quá trình bốc ẩm càng mạnh, gây tổn hao khối lượng càng lớn Ngoài ra, do nước đóng băng ở lớp bề mặt sản phẩm nên có sự biến mầu do hiệu ứng quang học nhờ tỉnh thể

đá khúc xạ ánh sáng (biến màu giả tạo) và mất một phan mùi vị vốn có của sản phẩm, lớp bề mặt trở nên cứng, dai,

Trong các thiết bị làm lạnh đông nhanh bằng không khí

tiền hóàn cưỡng bức, hệ số cấp nhiệt œ tăng nên làm tổn hao khối

lượng trong một đơn vị thời giạn Nhưng nhỡ rút ngấn thời gian

làm lạnh đông ở thiết bị này nên tổng tổn thất chung sẽ giảm di

nhiều so với làm lạnh đông chậm

- Biến đối nhiệt dung :

Sau khi làm lạnh đông

xong nhiệt dung sản phẩm nói

chất khô, có tính cụ thể tùy thành san phim, C = f(t)

phần cấu tạo (gôm gluxit, protit,

- 35 -

lpit) nhưng thông thường lấy 0,25 đến 0,35 kcal/kg độ

W - Hàm lượng nước trong sản phẩm, phần đơn vị;

œ - Tỷ lệ nước đã đóng băng ở tab;

Ca - Nhiệt dung của nước đá; :

Cp - Nhiệt dung của, nước

Đồ thị nhiệt dung sản phẩm, giới thiệu trên hình 1.4, theo

Nếu như ta xem ring fap = —lỦC cả thì có thể đơn giản

công thức tính khi đã thay công thức tính œ vào :

Ác

CM = Co - - Be , Keal/kg °C

1+—

ligt

Cong thức trên chưa kế gì đến nhiệt tỏa ra do quá trình

tạo đá Trong thực tế khi làm lạnh đông nhiệt can phải thoát ra từ

sản phẩm bao gồm nhiệt để hạ nhiệt độ, làm lạnh sản phẩm là CM

và nhiệt độ do sự tạo thành nước đá q3 trong l kg sản phẩm - mà

qa này lại phụ thuộc vào nhiệt độ

Nhiệt tạo thành do G kg san phẩm, khi biến thiên nhiệt độ rất bé tạo nên dW nước đá như sau :

dQw = G.W.r3.dW

Hay ta tính nó dưới dạng nhiệt dung : nhiệt tỏa ra trên

một đơn vị sản phẩm khi biến thiên 1°C :

Ta có :

q3 = (09 — œ1) W.rs , Kcal/kg°C ;

- 86 -

Với : (oa— œ1) - là hiệu số lượng nước đóng băng trong

sân phẩm khi biến thiên 1C,

Như vậy "nhiệt dung toàn phần" của sản phẩm là :

C@ = CM + gã + (02 — @1).W r3 ÿ Người ta thấy rằng Có¿ cực đại lúc mới bất đầu quá trình

làm lạnh đông, khi độ giảm nhiệt độ từ táo hãy còn bé, vì trong vùng đó sự tạo thành nước đá mạnh nhất, limAo [t > fan] = 1 khi dé

- Biến đổi độ dẫn nhiệt ÂM

Độ dẫn nhiệt của nước đá lớn hơn nước cho nền trong quá trình đóng băng độ dẫn nhiệt của sản phẩm đã lạnh đông ÂM tăng dan lên khi càng giảm nhiệt độ :

AA B;

- 37 -

- Biến đổi khối

lượng riêng p, hệ số dẫn nhiệt

độ ơM

Khối lượng riêng của

sản phẩm đã lạnh đông giảm

chừng 5 đến 6% do sự dan né a,+——¢

của nước tạo thành đá Sự thay

đổi này không lớn lắm so với

những biến đổi của Am va Cm,

san xuất, người ta lấy nó theo _

nhiệt độ Hệ số a tính như Hình 15 Đb thị hệ số dẫn nhiệt

Qua bang 1.6 ta thấy trong quá trình làm lạnh đông thì Â

tăng, a tăng, nhưng thực tế sự truyền nhiệt ở giai đoạn sau vẫn khó

khăn hơn Đó là vì khi nước đóng băng có tăng 4 thật, nhưng lại mất một khả năng truyền nhiệt rất lớn khác là truyền nhiệt bằng đối lưu, rất quan trọng trong môi trường lỏng và khí Trong sản

phẩm đã lạnh đông sự truyền nhiệt kém vì chỉ cò một khả năng

truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt