sau thu hoạch đã đ-a ra quy trình bảo quản vải bằng Bendo 2,2 g/lít kết hợp với Atonic 0,2g/lít có thể bảo quản vải đ-ợc 40 ngày trong kho lạnh 5oC cho sản phẩm chất l-ợng tốt, sau đó lấ
Trang 2nghệ sinh học thực phẩm - tr-ờng Đại học Bách Hà Nội đã tạo mọi điều kiện
để tôi hoàn thành bản luận văn
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Xuân Ph-ơng
đã tận tình h-ớng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành làm bản luận văn
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch, lãnh đạo và cán bộ Phòng Bảo quản - Viện Cơ
điện Nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch đã tạo mọi kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện các nghiên cứu liên quan đến luận văn Tôi xin cám ơn những ý kiến đóng góp quí báu của lãnh đạo và đồng nghiệp
để tôi hoàn thành bản luận văn
Tôi xin chân thành cảm ơn Công ty xuất nhập khẩu thực phẩm Đồng giao đã tạo điều kiện giúp đỡ để tôi trong suốt quá trình nghiên cứu
Tác giả luận văn
Nguyễn Mạnh Hiểu
Trang 3Mục Lục
Mở đầu 4
Phần I: Tổng quan 6
1.1.Cây Vải 6
1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả vải trên Thế giới và ở Việt Nam 7
1.1.2 Một số giống vải trồng phổ biến ở Việt Nam 11
1.1.3 Đặc điểm sinh lý của quả vải 12
1.1.4 Bảo quản, chế biến quả vải 15
1.2 Công nghệ lạnh đông 18
1.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ lạnh đông 18
1.2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình làm đông lạnh 20
1.2.3 Quá trình làm tan giá (còn gọi là giải đông hay tan băng) 30
1.2.4 Thiết bị lạnh đông 31
Phần II: Cách tiếp cận, nội dung, nguyên liệu và ph-ơngpháp nghiên cứu 35
2.1 Cách tiếp cận 36
2.2 Nội dung nghiên cứu 36
2.3 Nguyên liệu và thiết bị sử dụng 37
2.3.1 Nguyên liệu 37
2.3.2 Hoá chất và thiết bị sử dụng 37
2.4 Ph-ơng pháp nghiên cứu 38
2.4.1 Ph-ơng pháp thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu 38
2.4.2 Ph-ơng pháp tính các thông số cơ bản trong quá trình lạnh đông 38
2.4.3 Ph-ơng pháp phân tích các chỉ tiêu hoá lý 41
2.4.4 Ph-ơng pháp phân tích các chỉ tiêu hoá học 42
2.4.5 Phân tích hiệu quả kinh tế và tính khả thi của các mô hình theo 46
Phần III Kết quả nghiên cứu và thảo luận 47
3.1 Đặc tính lý hoá của qủa vải 47
Trang 43.2 Nghiên cứu lạnh đông vải .50
3.2.1 Xác định các thông số cơ bản trong quá trình lạnh đông 50
3.2.2 Xác định độ chín của vải thích hợp cho lạnh đông 55
3.2.3 Xác định kiểu làm lạnh đông thích hợp cho vải 57
3.2.4 Nghiên cứu ảnh h-ởng của xử lý nguyên liệu tr-ớc lạnh đông đến chất l-ợng vải đông lạnh 59
3.3 Nghiên cứu bảo quản vải đông lạnh 63
3.3.1 ảnh h-ởng của bao bì bảo quản đến chất l-ợng vải đông lạnh 63
3.3.2 ảnh h-ởng của nhiệt độ bảo quản đến chất l-ợng vải đông lạnh 66
3.4 Nghiên cứu làm tan giá và chất l-ợng sản phẩm 74
3.4.1 Tan giá 74
3.4.2 Chất l-ợng sản phẩm 76
3.5 Quy trình công nghệ lạnh đông vải 76
3.5.1 Sơ đồ quy trình công nghệ lạnh đông vải 77
3.5.2 Thuyết minh quy trình công nghệ lạnh đông vải 78
3.6 Tính toán lựa chọn thiết bị lạnh đông vải 1000 kg/h 80
3.6.1 Tính diện tích xây dựng kho lạnh 80
3.6.2 Tính lựa chọn thiết bị cấp đông IQF 81
3.7 Luận chứng kinh tế kỹ thuật 82
3.7.1 Ph-ơng án sản xuất 82
3.7.2 Phân tích tài chính cho ph-ơng án sản suất trên 83
Phần IV: Kết luận 90
4.1 Kết luận 90
4.2 Kiến nghị 90
Tài liệu tham khảo 91
Trang 5Nh÷ng ch÷ viÕt t¾t vµ chó gi¶i
Trang 6Mở đầu
Vải tên khoa học Nephelium Litchi hay Litchi sinensis thuộc họ bồ hòn (Sapindaceae) là một loại quả nhiệt đới và cận nhiệt đới có giá trị th-ơng
phẩm cao trên thị tr-ờng quốc tế Vải có màu đỏ sáng và vị ngọt, chua, nhiều
n-ớc và mềm nh-ng cùi dày (Nakasone & Paull, 1998; Tindall 1994)
Từ lâu quả vải đã đ-ợc coi là một trong những quả nhiệt đới ngon nhất
và được xếp vào “loại quả đặc sản của một số n-ớc thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trong đó có Việt Nam” Quả vải tươi là loại quả có giá trị dinh
d-ỡng cao, h-ơng vị hấp dẫn đ-ợc nhiều ng-ời -a thích Sách Trung Quốc viết
“Vải bổ não, khoẻ ng-ời, khai vị, có thể chữa đ-ợc bệnh đ-ờng ruột và là một thực phẩm quí đối với phụ nữ và ng-ời già”
Quả vải ngoài ăn t-ơi còn đ-ợc chế biến thành những sản phẩm nh- đồ hộp, sấy, n-ớc vải…đ-ợc thị tr-ờng trong và ngoài n-ớc -a chuộng Trồng vải
đem lại lợi nhuận kinh tế cao cho ng-ời sản xuất đặc biệt là giống vải thiều và một số giống vải chín sớm (vải chua) Ngày nay vải thiều còn là một loại cây
ăn quả có giá trị kinh tế cao, giúp nông dân xoá đói giảm nghèo và nhiều hộ gia đình cũng giàu lên nhanh chóng nhờ trồng vải
Sản l-ợng vải của n-ớc ta trong những năm gần đây không ngừng tăng lên nh-ng mùa thu hoạch vải lại rất ngắn (30 – 60 ngày) Việc tiêu thụ vải còn gặp rất nhiều khó khăn do đó quả vải bị rớt giá liên tục đem lại thiệt hại kinh tế không nhỏ cho ng-ời trồng vải Chính vì vậy, bảo quản, chế biến để làm sao giữ đ-ợc cao nhất sự nguyên vẹn về chất l-ợng của quả vải trong lộ trình th-ơng mại của nó là hết sức cần thiết Bởi lẽ, đơn giản chỉ khi nào giữ
đ-ợc nguyên vẹn về chất l-ợng thì lúc ấy mới thực sự giữ đ-ợc giá trị th-ơng phẩm cao vốn có của quả vải
Tính thời vụ và dễ thối hỏng của quả vải là nguyên nhân của sự cần thiết sử dụng các kỹ thuật bảo quản tiên tiến nh- làm lạnh đông nhanh dạng rời (IQF)
Trang 7Ngày nay, với kỹ thuật lạnh tiên tiến cho phép làm lạnh đông rau quả nhanh dạng rời (IQF) Sản phẩm làm lạnh đông theo công nghệ này giữ đ-ợc gần nh- nguyên vẹn phẩm chất t-ơi sống của của nguyên liệu ban đầu Vì thế, hiện nay ng-ời ta chủ yếu sử dụng ph-ơng pháp này cho lạnh đông rau quả
Tuy nh-ợc điểm việc bảo quản bằng ph-ơng pháp lạnh đông là đắt tiền,
đầu t- tốn kém đối với các n-ớc đang phát triển (chiếm khoảng 2/3 đến 3/4 giá trị của sản phẩm) nh-ng không có ph-ơng pháp này thì rau quả sản xuất ra
sẽ bị h- hỏng và tổn thất rất lớn, -ớc tính có thể lên tới 30 – 80% Vì vậy
“lạnh đông là một ph-ơng pháp toàn năng để giữ chất l-ợng rau quả thực phẩm trong quá trình vận chuyển và l-u thông trên thị tr-ờng và đó là biện pháp sinh lời” (A Gac, 1991).(19)
Do vậy, để góp phần vào việc đẩy mạnh xuất khẩu vải chúng tôi tiến
hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu Công nghệ bảo quản vải bằng ph-ơng
pháp lạnh đông nhanh dạng rời”
Mục tiêu của đề tài:
Mục tiêu chung:
Mục tiêu riêng:
➢ Kéo dài thời gian bảo quản và duy trì đặc tính chất l-ợng của quả vải
Trang 8Phần I: Tổng quan
1.1 Cây Vải
Cây vải có nguồn gốc ở miền Nam Trung Quốc (Quảng Đông và Phúc Kiến) Cây vải đ-ợc di thực sang các n-ớc trong vùng Đông Nam á nh-: Việt Nam và Malaysia, Myanma Cuối thế kỷ 17 cây vải đ-ợc đ-a sang trồng ở Myanma, thế kỷ 18 đ-ợc trồng ở ấn Độ Cây vải đ-ợc trồng ở Hawai từ năm
1873, ở Florida (Mỹ) từ năm 1883 Sau đó cây vải đ-ợc di thực sang các n-ớc Pakistan, Bangladesh, Đông D-ơng, Đài Loan, Nhật, Indonesia, Philippines, Queensland, Madagascar, Brazil, Nam Phi…(12)
Trung Quốc đã trồng vải cách đây hơn 2000 năm Năm 114 tr-ớc Công Nguyên vua nhà Hán đã lập v-ờn vải trong cung lấy giống từ Lĩnh Nam Năm
1059 Thái Tương đã viết quyển “Lệ Chi Phối” mô tả lịch sử vùng trồng, kỹ thuật chăm sóc và đặc điểm giống, đ-ợc coi là công trình đầu tiên trên thế giới xuất bản về cây vải (12)
Miền Bắc Việt Nam ở sát Nam Trung Quốc cũng đ-ợc coi là nơi phát tích của cây vải Theo tài liệu của Pháp để lại (C Petelot, 1952) cây vải dại
mọc ở vùng núi Ba Vì, tỉnh Hà Tây Giống vải chua (vải ta) hiện còn thấy ở
một số nơi nh- vùng núi Lạng Sơn, Hoà Bình có đặc tính giống cây vải của Trung Quốc nhập vào Việt Nam những năm gần đây ở Phú Hộ nh-ng có chất l-ợng kém hơn
D-ới thời Bắc thuộc, vải (Lệ chi) đ-ợc coi là cống vật hàng năm của n-ớc ta cống nộp cho Trung Quốc Điều này cho thấy cây vải đã đ-ợc thuần hoá và trồng ở Việt Nam từ rất sớm Việt Nam là một trong những n-ớc có
điều kiện tự nhiên thích hợp để trồng cây ăn quả đặc sản này.(12)
Trang 91.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả vải trên Thế giới và ở Việt Nam
Thế giới
Hiện nay trên thế giới có trên 20 n-ớc trồng vải với sản l-ợng hàng năm trên 2 triệu tấn, tập trung chủ yếu ở khu vực châu á Thái Bình D-ơng Một số n-ớc sản xuất vải lớn nh-:
Trung Quốc là n-ớc có sản l-ợng vải lớn nhất chiếm khoảng 65% sản l-ợng vải của toàn thế giới (1 300 000 tấn) Quảng Đông là tỉnh sản xuất vải chủ yếu của Trung Quốc, sản l-ợng chiếm gần 50% sản l-ợng vải của thế giới (1000000 tấn)
ấn Độ là n-ớc đứng thứ hai về sản l-ợng vải, chiếm khoảng 21,5 % sản l-ợng vải thế giới (430 000 tấn) Vùng trồng vải lớn nhất ấn Độ là Bihar (
309600 tấn), West Bengal (36 000 tấn), Tripura (26 000 tấn), Assam (16 800 tấn), Uttar Pradesh (13 700 tấn), Punjab (13 200 tấn)
Thái Lan trồng vải cách đây 200 năm, sản l-ợng vải của Thái Lan hiện nay khoảng 80 000 tấn Vải đ-ợc trồng chủ yếu ở chín tỉnh phía bắc, tập trung
ở Chiềng Mai và Chiềng Rai
Nepal (14 000 tấn), Bangladesh (13 000 tấn), ngoài ra vải cũng đ-ợc trồng ở Ôxtraylia, và một số n-ớc châu phi nh-: Nam Phi, Madagatxca, Reuyniong và Moritiuyt
Vải chủ yếu đ-ợc tiêu dùng ở thị tr-ờng nội địa (90 – 95%), chỉ một phần nhỏ đ-ợc xuất khẩu (5 – 10%) Theo tổng kết của nhiều n-ớc trồng vải thì những vấn đề khó khăn lớn nhất trong sản xuất vải là bảo quản quả vải để xuất khẩu Sâu bệnh cũng là yếu tố làm giảm năng suất, sản l-ợng và chất l ợng vải
Quả vải đang đ-ợc -a thích ở thị tr-ờng thế giới, đặc biệt là thị tr-ờng Châu Âu Các n-ớc nhập khẩu vải nhiều nhất là: Pháp, Đức, Anh, Hà Lan mỗi năm nhập khẩu khoảng 15 000 tấn Các n-ớc Châu á nh-: Trung Quốc (mùa
Trang 10vải của Trung Quốc chậm hơn của n-ớc ta 15 – 20 ngày), Canada, Philippin, Nhật và Singapore nhập khẩu vải hàng năm -ớc tính 10 000 tấn (5)
Thị tr-ờng Hồng Kông ngoài việc nhập khẩu vải tiêu thụ tại chỗ còn là nơi tái xuất vải lớn nhất sang các thị tr-ờng khác nhau trên thế giới nh-: vùng Viễn Đông (Nga) và một số n-ớc Trung Cận Đông, EU Chính vì vậy sự canh tranh trên thị tr-ờng này khá gay gắt Đầu những năm 80 vải Quảng
Đông gần nh- độc chiếm thị tr-ờng nay Những năm gần đây vải ở các vùng khác tham gia vào thị tr-ờng này nh- Đài Loan, Thái Lan, Việt Nam (5)
Việt Nam
Tr-ớc đây cây vải đ-ợc trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc và hầu nh- không có vùng tập trung Nơi trồng nhiều vải nhất là các vùng ven sông Đáy, thuộc các huyện Thanh Oai, Quốc Oai, Ch-ơng Mỹ (thuộc Hà Tây ngày nay)
và hai bên bờ sông Hồng từ Việt Trì trở lên Vùng Thanh Hà (Hải D-ơng) cũng là một trong những vùng trồng vải nổi tiếng, nh-ng cây vải mới chỉ xuất hiện ở đây trong khoảng hơn một trăm năm trở lại đây mà thôi Sự xuất hiện của cây vải ở đây đ-ợc đánh giá bằng cây vải tổ - cây vải đầu tiên trong vùng này, đ-ợc trồng tại v-ờn nhà cụ Hoàng Văn Cơm thôn Thuý Lâm, xã Thanh Sơn, huyện Thanh Hà có độ tuổi khoảng 130 năm Từ vùng Thanh Hà cây vải
đ-ợc nhân rộng ra các vùng khác Trong những năm gần đây, nhờ phong trào làm v-ờn phát triển, cây vải đã đ-ợc trồng thành vùng tập trung nh-: Bình Khê - Đông Triều , Bằng Cả - Hoành Bồ thuộc tỉnh Quảng Ninh; Lục Ngạn, Lục Nam, Tân Yên thuộc tỉnh Bắc Giang (5)
Nhiều tỉnh nh- Thái Nguyên, Lạng Sơn, Thanh Hoá, Nghệ An đều có
kế hoạch tăng diện tích trồng vải thiều, coi vải thiều là cây chủ lực trong Ch-ơng trình phát triển cây ăn quả
Trồng cây ăn quả đem lại lại hiệu quả cao so với nhiều loại cây trồng khác Nhiều kết quả điều tra ở Việt Nam và một số n-ớc nông nghiệp khác nh- ấn Độ, Thái Lan đều cho thấy: trồng các cây ăn quả nh- táo, ổi, vải,
Trang 11nhãn… cho hiệu quả kinh tế cao gấp 5 lần trồng lúa, gấp 10 lần trồng ngô và 6 lần trồng khoai tây ở n-ớc ta, trồng vải có hiệu quả kinh tế cao gấp 10 – 12 lần trồng lúa, cá biệt gấp 40 lần, tuỳ vào từng thời điểm thu hoạch và địa bàn khác nhau (5)
Ngoài những lợi ích kinh tế, cây vải còn có nhiều lợi ích trong các lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội Trong ch-ơng trình quốc gia về phủ xanh
đất trống đồi trọc, loại cây này có một vai trò đáng kể Bởi vì, khác với các loại cây lâm nghiệp khác, cây vải sớm cho thu hoạch, thể thu hoạch nhiều năm liên tục, hơn nữa cây vải có thế trồng trên những vùng đồi có độ dốc đến
25 – 300 nên nhanh chóng phù xanh đất trống đồi trọc Trên các vùng đất bãi ven sông, cây vải còn có tác dụng trong việc giữ, tạo cồn chống ngập… gỗ vải cũng là một trong những loại gỗ quí trong trong chế biến lâm sản
Do những lợi ích từ việc trồng vải nên diện tích trồng và sản l-ợng vải của n-ớc ta tăng lên nhanh chóng Năm 1995 diện tích là 13 500 ha, sản l-ợng
27 000 tấn năm 1999 diện tích là 35 000 ha với sản l-ợng 50 000 tấn, tới năm
2002 diện tích 58 740 ha sản l-ợng vải đạt 95 475 tấn Dự kiến đến năm 2010, sản l-ợng vải đạt 150 000 tấn trên diện tích 70 000 ha Hiện nay về sản diện tích vải cả n-ớc đạt 62 000 ha, diện tích cây cho thu hoạch 42 – 45 ha, sản l-ợng 150 000 tấn Nh- vậy, về sản l-ợng chúng ta đã đạt mục tiêu phát triển cây vải đến 2010 (5) (3)
Cây vải vai trò đối với đời sống kinh tế xã hội của nông dân, nhiều địa ph-ơng nh- Thanh Hà - Hải D-ơng, Lục Ngạn – Bắc Giang (hai địa ph-ơng này đã tiến hành xây dựng th-ơng hiệu cho quả vải), Đông Triều - Quảng Ninh, Thái Nguyên đã phát động phong trào trồng vải rộng khắp trong nhân dân, tạo ra những vùng vải tập trung, giải quyết đ-ợc việc làm cho hàng trăm ngàn lao động nông thôn, đồng thời tạo nguồn nguyên liệu tập trung cho chế biến rau quả Đến năm 2002, diện tích trồng vải của Bắc Giang là 33 130 ha
Trang 12với sản l-ợng 60 475 tấn, Quảng Ninh 6 500 ha đạt sản l-ợng 8 500 tấn, Thái Nguyên 7 268 ha đạt sản l-ợng 6 500 tấn (5)
Năm 2003, huyên Lục Ngạn - Bắc Giang, sản l-ợng vải thiều của huyện đạt 35 000 tấn quả, trong đó 60% là vải sấy Năm 2004 diện tích vải cho thu hoạch trên toàn huyện đạt 13 500 ha, sản l-ợng qủa t-ơi đạt 75 000
tấn (2)
Tuy phát triển nhanh về cả diện tích và sản l-ợng nh-ng mùa vụ thu hoạch vải lại rất ngắn Cây vải lại đang đứng tr-ớc thực tế bị quá tải ở thị tr-ờng nội tiêu khi chính vụ Nhìn chung, quả vải chủ yếu đ-ợc tiêu thụ t-ơi (khoảng trên 70%)
Quả vải t-ơi và các sản phẩm chế biến từ vải nh-: vải sấy khô, đóng hộp của Việt Nam nhiều năm nay cũng có mặt trên thị tr-ờng thế giới nh- Trung Quốc, Pháp, Đức, Hà Lan, Thuỵ Điển, Trung Quốc, Nga, Trung Cận Đông… Năm 2003 – 2004, Công ty xuất nhập khẩu Bắc Giang và Công ty xuất khẩu thực phẩm Đồng Giao đã bắt đầu xuất khẩu vải đông lạnh Mặc dù số l-ợng vải xuất khẩu ch-a nhiều nh-ng đó là những tín hiệu tốt
Thị tr-ờng tiêu thụ chủ yếu sản phẩm quả t-ơi là các thành phố lớn nh-:
Hà Nội, Hải Phòng và thành phố Hồ Chí Minh Trong mấy năm gần đây, sản phẩm t-ơi đ-ợc tiêu thụ ở một số thành phố và các tỉnh phía Nam (Thành phố
Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Huế ) Vải sấy chủ yếu tiêu thụ sang Trung Quốc
(theo số liệu của Bộ th-ơng mại, vải thiều xuất khẩu 3 năm 1994, 1995,
1996 lần l-ợt là: 187 tấn, 119 tấn và 462 tấn) Tuy nhiên, thị tr-ờng tiêu thụ
không ổn định rất khó khăn cho sản xuất cây ăn quả nói chung và sản phẩm từ quả vải nói riêng Bảo quản vải với quy mô lớn ch-a đ-ợc áp dụng trong vùng
Đây là vấn đề rất khó khăn cho các hộ nông dân những năm đ-ợc mùa vải
Tỷ trọng xuất khẩu vải ch-a lớn, mới chiếm khoảng 30% sản l-ợng, trong đó có đến 2/3 xuất khẩu ở dạng sấy khô Thị tr-ờng xuất khẩu chủ yếu
là Trung Quốc, Hồng Kông, các n-ớc Đông Nam á gần đây chúng ta đã v-ơn
Trang 13đ-ợc ra các thị tr-ờng cao cấp nh-: Pháp, Mỹ, Italia, nh-ng số l-ợng ch-a
nhiều.(1)
1.1.2 Một số giống vải trồng phổ biến ở Việt Nam(12)
ở miền Bắc Việt Nam có thể phân biệt 3 nhóm giống chính sau:
1 Vải chua (vải ta) giống địa ph-ơng có từ lâu đời, đ-ợc trồng bằng hạt nên
đặc tính không ổn định và đ-ợc gọi theo tên địa danh nh-: Quang Tố (Hà Nội), Tràng Cát (Hà Tây), Phú Động (Vĩnh Phú), Mai Xá (Hà Nam)…
2 Vải thiều (vải Tàu) mới đ-ợc nhập nội gần đây, th-ờng nhân giống bằng cành triết nên có đặc tính ổn định
3 Vải nhỡ, là vải đ-ợc lai từ hai giống vải trên
1.1.2.1 Vải chua (vải ta)
Cây mọc khoẻ, cây cao lớn có khi đạt đến 20m và hơn, khung cành -a, ít cành tăm, lá to, phiến lá mỏng, khi già màu lục sẫm Dễ phân biệt nhất với các giống vải thiều là chùm hoa, từ cuống cho tới đài hoa phủ một lớp lông màu đen, trong khi chùm hoa vải thiều trắng không có lớp lông đen Quả có hình trái tim thuôn dài, chín từ giữa tháng 4 đến đầu tháng 5, khối l-ợng quả trung bình 30-35g, quả to có thể đạt tới 50g, khi chín vỏ quả có màu từ đỏ t-ơi đến đỏ sẫm, tỷ lệ cùi ăn đ-ợc chiếm 50-55%, hạt to, vị chua Vải chua dễ nhận biết thông qua quả, lá và qua chùm hoa: trên chùm hoa vải chua từ cuống đến các nụ hoa có phủ một lớp lông màu nâu đen Trong nhóm vải chua cũng có một số giống có -u điểm nh- vỏ quả đẹp, quả to, ăn rất ngọt (ở vùng Thanh Oai, Hà Tây)
Trang 14quả và hoa Chùm hoa vải thiều từ cuống đến nụ đ-ợc phủ một lớp lông màu trắng Cây vải thiều ra hoa, đậu quả phụ thuộc vào thời tiết nhiều hơn so với vải chua và vải nhỡ
Có nhiều giống vải thiều nh-: vải thiều Thanh Hà, Phú Hộ Việc tuyển chọn những giống vải ngon, chất l-ợng cao, chín từ giữa tháng 5 đến giữa tháng 7 góp phần rải vụ thu hoạch và tăng hiệu quả kinh tế
1.1.2.3 Vải Nhỡ
Vải nhỡ là giống vải lai giữa vải chua và vải thiều Cây mọc khoẻ, khung cành th-a, ít cành tăm, lá to nh-ng xanh sáng Quả có hình tim thuôn dài, chín vào giữa tháng 5 đến đầu tháng 6 Khi chín vỏ quả có màu đỏ t-ơi, hoặc nửa quả phía trên đỏ, nửa quả phía d-ới xanh Khối l-ợng quả trung bình 30g, quả to có thể đạt tới 40g, tỷ lệ cùi ăn đ-ợc chiếm khoảng 60 - 65% Hạt quả nhỏ hơn vải chua, vị chua ngọt Vải lai phân biệt ngoài khung cành, tán cây, lá, quả có thể dựa thêm vào hoa: chùm hoa vải nhỡ từ cuống đến các nụ hoa có phủ một lớp lông màu nâu, nâu nhạt, th-a Vải lai ra hoa, đậu quả và cho năng suất cao Trong nhóm vải nhỡ cũng có một số giống có -u điểm nh-
vỏ quả đẹp, quả to, ăn ngon và ngọt (giống Hùng Long ở Phú Thọ)
1.1.3 Đặc điểm sinh lý của quả vải
1.1.3.1 Cấu tạo quả vải(12)
Quả vải là loại quả hạch, khi chín có hình nón hay hình cầu Cấu tạo gồm 3 phần chính: Vỏ quả, cùi và hạt
Gồm hai lớp phân biệt: lớp vỏ cứng ở bên ngoài có dạng vảy, khi quả non các vảy là các gai nhỏ, khi quả lớn lên các gai này giãn dần ra tạo thành vảy Lớp vỏ này dày chứa chủ yếu là xenlulose và các sắc tố (quả non sắc tố chủ yếu là chlorophyl, khi quả chín các sắc tố chủ yếu là Caroten và Antoxian)
Trang 15Lớp vỏ lụa phía trong tiếp giáp với thịt quả nh-ng tách rời hoàn toàn với thịt quả khi quả chín
Cấu tạo gồm các tế bào mỏng, thịt quả chứa nhiều n-ớc (78 – 84%) Thịt quả tách rời với vỏ quả, chỉ kết hợp với hạt ở phần cuống nên rất thuận tiện cho chế biến
Hạt vải là dạng hạt đơn có màu nâu, bề mặt nhẵn bóng Hạt chứa các nhân tố di chuyền và các chất giữ trữ cho quá trình nảy mầm của hạt nh-: tinh bột, Protein ngoài ra còn chứa alkaloit
1.1.3.2 Sinh lý quả vải(12)
➢ Sự hô hấp
Quả vải là loại quả hô hấp đột biến, không có thời gian chín sau thu hoạch (Joubert 1986) Akamine va Goo (1973) cho rằng trong giai đoạn phát triển của quả c-ờng độ hô hấp giảm nh-ng khi chín và thu hoạch c-ờng độ hô hấp tăng lên rất mạnh Đây chính là một trong những nguyên nhân gây khó khăn cho việc bảo quản vải t-ơi Trong quá trình bảo quản, các enzym oxi- hoá hoạt động mạnh làm phân huỷ và biến đổi thành phần hoá học có trong quả vải dẫn đến giảm khối l-ợng chất khô và giảm chất l-ợng quả
Quá trình hô hấp còn giải phóng một l-ợng nhiệt rất lớn và đồng thời sản sinh ra khí ethylen L-ợng nhiệt sinh ra làm cho khối quả nóng lên đồng thời ethylen sinh ra tác động trở lại quá trình hô hấp làm cho quá trình hô hấp diễn ra càng mạnh Do đó, chất l-ợng vải giảm đi rất nhanh trong quá trình bảo quản
➢ Sự biến đổi lý, hoá học trong quá trình chín của quả
Trong giai đoạn cận thu hoạch, kích th-ớc (đ-ờng kính và chiều cao), khối l-ợng của quả vải tăng dần, ng-ợc lại độ cứng của chúng lại giảm
Trang 16Màu đỏ của quả vải chiếm vai trò quan trọng quyết định đến giá trị th-ơng phẩm của quả vải trên thị tr-ờng tiêu thụ Để có đ-ợc quả vải đỏ t-ơi, hấp dẫn, còn rất nhiều vấn đề phải nghiên cứu (giống, kỹ thuật trồng trọt, thâm canh) Màu sắc của quả vải biến đổi rất nhanh trong giai đoạn cận thu hoạch ở 45 ngày sau khi đậu quả, quả vải có màu xanh lá cây, nh-ng chỉ trong một thời gian ngắn, màu vỏ quả vải chuyển dần thành màu xanh sẫm và dần dần sang đỏ
Trong quá trình chín, tổng l-ợng chất rắn hoà tan (TSS) và l-ợng đ-ờng tổng số tăng dần Các hợp chất đ-ờng chủ yếu có trong cùi vải là saccarose, fructose, glucose (Chan, 1975; Paull, 1984) Tỷ lệ thành phần đ-ờng phụ thuộc vào chế độ chăm sóc, giai đoạn chín của quả và giống L-ợng pectin hoà tan trong n-ớc và pectin tổng số tăng trong quá trình chín của quả, ng-ợc lại l-ợng pectin hoà tan trong axit giảm dần (Singh và Abieli, 1986) L-ợng axit tổng số giảm dần trong quá trình chín làm cho pH tăng (Paull, 1984) Trong quá trình chín l-ợng axit malic chiếm 80% hàm l-ợng axit tổng số, còn lại là axit xitric, succinic, levulinic, glutamic, malonic và lactic (Chan và Kwok, 1974; Paull, 1984) (25, 27, 28)
Chlorophyl của vỏ quả giảm nhanh trong quá trình chín của quả, sự giảm này th-ờng đồng thời với sự tăng nhanh flavonoid đặc biệt là các sắc tố màu đỏ Các sắc tố antoxian còn tăng từ 1,68 lên 2,06 mg/g sau 15 ngày bảo quản (Jaiswal, 1987; Lee và Wicker, 1991; Paull, 1984) Kết quả này cũng trùng hợp với Lin (1998)
Hàm l-ợng phenolic ở cả vỏ và cùi đều tăng trong quá trình chín nh-ng giảm đi trong quá trình bảo quản Hàm l-ợng phenolic ở vỏ (1,4 mg/100g) cao hơn ở cùi (0,5 mg/100g) Các hợp chất phenolic quan trọng trong vải là tanin, axit cafeic, axit vanilic, axit salicilic, axit gentinic, axit β – hydroxy bezoic
và 2 – metyl resorcinol (Jaiswal, 1986) Các hợp chất phenolic là nguyên nhân chính gây biến màu trong quá trình chế biến cùi vải
Trang 17➢ Độ chín của quả vải
Một ph-ơng thức chung để xác định thời điểm thu hoạch vải là rất khó bởi sự biến đổi trong quá trình chín của vải rất rộng (Joubert, 1986) Qúa trình chín có thể xác định bằng trọng l-ợng quả, màu sắc, hàm l-ợng các chất hoá học, tỉ lệ đ-ờng/ axit (hệ số vị), h-ơng vị và số ngày kể từ khi đậu quả đến ngày thu hoạch Theo Batten (1989) cho rằng axit tổng số và tỷ lệ TSS/axit tổng số là hai cách tốt nhất xác định h-ơng vị của quả đúng thời điểm thu hoạch Underhill (1993) đề xuất cho quả vải Muzaffar chín bao gồm tỉ lệ TSS/axit tổng số (30 – 40) lớn nhất khi quả đạt đ-ợc 78 ngày kể từ khi thụ phấn Trên thực tế, sự chín của quả vải th-ờng đ-ợc xác định bằng màu sắc và h-ơng vị (28)
Một số chỉ tiêu chính của vải đ-a vào bảo quản và chế biến là: hàm l-ợng chất khô, hàm l-ợng đ-ờng, axit, vitaminC, khối l-ợng, kích th-ớc, màu sắc, độ cứng
1.1.4 Bảo quản, chế biến quả vải
1.1.4.1 Về bảo quản
Sau khi thu hái, quả vải dễ bị thối hỏng và vỏ quả nhanh chóng chuyển
từ màu đỏ t-ơi sang màu sang màu nâu trong 1 – 2 ngày ở nhiệt độ th-ờng (Nip 1988, Ray 1998) Tình trạng thối hỏng là một vấn đề đáng l-u tâm đối quả vải sau thu hoạch (Huang & Scott 1985, Johuson & Sangchote 1994, Underhill, Coates & Sak 1997) (27)
Hiện nay, phần lớn quả vải đ-ợc tiêu thụ t-ơi, số còn lại dùng cho chế biến Các ph-ơng pháp bảo quản hiện tại là:
- Bảo quản bằng các biện pháp truyền thống: vải sau thu hoạch đ-ợc đ-ợc
bó thành từng chùm đựng trong cá sọt tre, thùng gỗ vận chuyển đến các chợ đầu mối.(với ph-ơng pháp này chỉ có thể bảo quản quả t-ơi khoảng 1- 2 ngày, song tỷ lệ hao hụt rất lớn 20 - 30%).(16)
Trang 18- Quả vải sau khi thu hoạch đ-ợc bó lại thành từng chùm hoặc đựng trong các rổ nhựa khoảng 10 – 15 kg/rổ và đ-ợc nhúng trong dung dịch Na-
2S2O5 60 g/lít trong 10 phút, sau đó nhúng tiếp vào dung dịch HCl nồng
độ 4% trong 2-5 phút (áp dụng phổ biến ở Nam Phi, Florida (Mỹ).(16)
- Quả vải đ-ợc nhúng trong Na2S2O5 0,5% trong 8 phút, sau đó nhúng tiếp vào HCl 1% trong 2 phút.(16)
- Vải sau khi thu hoạch lựa chọn đóng bao bì chất dẻo, xông SO2 1, so với thể tích phòng trong 10 phút Sau đó tiến hành thông gió c-ỡng bức trong
2 giờ rồi nhúng tiếp vào HCl 1% 2 phút.(5)
Các ph-ơng pháp trên nếu bảo quản, vận chuyển ở nhiệt độ th-ờng
có thể bảo quản đ-ợc 5 ngày, nếu bảo quản ở nhiệt độ lạnh (4 -5 oC) có thể bảo quản đ-ợc 25 – 30 ngày
khí SO2, nhúng acid loãng và bảo quản lạnh, giữa vải thiều t-ơi 25 – 30 ngày, tỷ lệ quả đạt giá trị th-ơng phẩm 90 – 95%, vỏ quả không bị biến màu ít nhất 2 ngày sau khi ra kho, đạt TCN 204 – 94
sau thu hoạch) đã đ-a ra quy trình bảo quản vải bằng Bendo 2,2 g/lít kết hợp với Atonic 0,2g/lít có thể bảo quản vải đ-ợc 40 ngày trong kho lạnh
5oC cho sản phẩm chất l-ợng tốt, sau đó lấy ra khỏi kho lạnh để ở nhiệt
độ th-ờng 2 ngày vẫn giữ nguyên giá trị th-ơng phẩm
- Về bao bì đóng gói vận chuyển: hiện nay vẫn ch-a có bao bì chuyên dùng cho bao gói và vận chuyển, ng-ời sản xuất vẫn dùng các bao bì sọt tre để chứa đựng và chuyên chở Loại bao bì này có -u điểm là giá thành
rẻ, nh-ng khả năng bảo quản thấp, vì tỷ lệ dập nát quả cao
năm mà không có tác động nào đến lớp thịt quả (Guangdong, 1975; Holoroft & Mitchan, 1996) Vải đông lạnh sau khi tan giá vỏ quả bị thâm
Trang 19và có màu nâu (Jang & Fu 2000, Peng 1998) Việc xông hơn SO2 và
màu (Jiang, Liu, Chen, Li & Zang 1997, Kremer – Kohne & Longdale
1991, Swarts 1985, Swart & Anderson 1980) Tuy nhiên, quả vải đ-ợc xử
lý NaHSO3 và bảo quản ở – 18oC có thời hạn sử dụng rất ngắn d-ới 1 giờ ở nhiệt độ phòng bởi vì vỏ quả nhanh chóng bị biến màu khi tan giá
- Màu đỏ của vỏ quả vải bị phai đi trong suốt quá trình bảo quản có lẽ là kết quả của sự tăng pH của tế bào (Zauberman, Ronen, Akerman & Fuchs 1990) Zauberman (1991) và Duvenhage (1994) đã báo cáo về việc ngâm quả vải trong dung dịch HCl loãng có thể khôi phục lại hoàn toàn màu đỏ bị mất sau khi xông hơi SO2 (23, 25, 28)
1.1.4.2 Về chế biến
Sản phẩm chế biến chủ lực nhất trong việc tiêu thụ l-ợng vải thu hái
đ ợc là sấy khô, chiếm đến 30 - 40% tổng sản l-ợng Chất l-ợng vải sấy khô còn thấp, công nghệ sấy vải chủ yếu là thủ công, theo ph-ơng pháp truyền thống, các lò sấy hầu hết tập trung ở các vùng trồng vải, chất l-ợng vải sấy thấp Chỉ tính riêng huyện Lục Ngạn - Bắc Giang năm 2004 đã có 3000 lò sấy vải (chủ yếu là lò sấy thủ công với công suất 5 - 7 tạ/mẻ, vốn đầu t- trung bình là 5-7 triệu đồng/lò) Trong đó có 121 máy sấy cải tiến có công suất từ 1,5 – 8,0 tấn/mẻ và một số lò xây kỹ thuật cao (công nghệ thiết bị Trung Quốc) công suất 40 tấn/mẻ Năm 2004 Lục Ngạn - Bắc Giang đã sấy đ-ợc 90 000 tấn quả Tuy nhiên, công nghệ này ch-a đ-ợc áp dụng rộng dãi (2)
Sản phẩm vải sấy khô đ-ợc bán cho các th-ơng lái, sau đó các th-ơng lái bán cho Trung Quốc qua con đ-ờng tiểu ngạch
Ngoài sản phẩm sấy, quả vải còn đ-ợc chế biến thành vải n-ớc đ-ờng, n-ớc vải Hiện nay có 6 nhà máy chế biến ở các tỉnh Bắc Giang, Hà Nội, Ninh Bình, và H-ng yên với tổng công suất 28 500 tấn sản phẩm/năm, nh-ng do
Trang 20hạn chế về thị tr-ờng tiêu thụ nên các nhà máy ch-a thể phát huy hết công suất
N-ớc có công nghiệp thực phẩm đông lạnh phát triển nhất châu Âu là Anh ở Anh ngành công nghiệp này phát triển mạnh nhất vào những năm
1950, trên cơ sở hoàn thiện những quy trình công nghệ mới và tăng đáng kể máy lạnh công nghiệp và tủ lạnh gia đình Ngay từ những năm 1979-1980, ở thị tr-ờng Anh đã bán rau quả chế biến sẵn đông lạnh và các loại thực phẩm chín đ-ợc xử lý đông lạnh chiếm trên 50%
Nhật Bản hiện nay có trên 400 công ty đông lạnh thực phẩm đông lạnh
ở Mỹ, thực phẩm đông lạnh đ-ợc phát triển hết sức đa dạng Trên 25% sản phẩm đông lạnh là ch-a chế biến Những món ăn dân tộc cũng đ-ợc chế biến sẵn ở dạng sản phẩm lạnh đông Đặc biệt phát triển các khẩu phần ăn cho gia
Trang 21đình nhỏ, thực phẩm đông lạnh phục vụ bữa sáng, bữa tr-a, thực phẩm đông lạnh dùng cho những ng-ời bệnh và thực phẩm đông lạnh để tráng miệng …
ở Nga, năm 1917 chỉ có 58 nhà máy đông lạnh thực phẩm đến nay đã
có trên 3000 nhà máy Nga có hàng chục các nhà máy đông lạnh có công suất lớn trên 30.000 tấn/năm
Ng-ời ta -ớc tính trên thế giới hiện nay có trên 300 triệu m3 phòng lạnh th-ơng mại và công nghiệp mà 2/3 số đó nằm trong các n-ớc có nền công nghiêp phát triển mà dân số của các n-ớc này chỉ khoảng 1 tỷ Nếu phần dân
số còn lại đ-ợc trang bị lạnh t-ơng đ-ơng thì số thể tích lạnh sẽ là trên 1,5 tỷ
m3 Vì vậy việc sử dụng lạnh trong th-ơng mại và công nghiệp chế biến thực phẩm còn tăng tr-ởng mạnh trong những năm tới
Trong n-ớc
ở n-ớc ta vào cuối những năm 1970, Viện sĩ Trần Đức Ba cùng cộng
sự đã tiến hành nghiên cứu một số loại rau quả và một số sản phẩm thuỷ sản trên dây chuyền IQF ( Individual Quick Frozen ) của Công ty nông sản thực phẩm xuất khẩu thành phố Hồ Chính Minh Năm 1983, Imexco Sài Gòn đã chế biến các sản phẩm đông lạnh trên dây chuyền siêu đông bằng Nitơ lỏng
Đây là công nghệ lạnh đông cho các sản phẩm đạt chất l-ợng cao Tr-ớc đây, chúng ta đã có khoảng trên 200 doanh nghiệp chế biến thực phẩm đông lạnh, chủ yếu là sản xuất nguyên liệu hoặc bán thành phẩm để xuất khẩu Tuy nhiên, hiện nay cũng có một số đáng kể các doanh nghiệp đã bắt đầu đi vào
đầu t- kỹ thuật, công nghệ chế biến theo chiều sâu để sản xuất ra nhiều loại thực phẩm đông lạnh đã qua chế biến và thức ăn chín đông lạnh Một số cơ sở chế biến hải sản, nông sản nh- Công ty Seaprodex Việt nam, Công ty nông sản thực phẩm xuất khẩu thành phố Hồ Chí Minh (Imexco Sài Gòn), Công ty chế biến hàng xuất khẩu Cầu Tre, Công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao, Nhà máy rau quả Bắc Giang và một số các doanh nghiệp t- nhân đã đầu t- phát triển dây chuyền lạnh đông IQF Đây là những h-ớng phát triển phù hợp
Trang 22với thị hiếu thị tr-ờng quốc tế, đồng thời là điều kiện cho chúng ta phát triển thế mạnh về tiềm năng các sản phẩm nông nghiệp nhiệt đới.(6,7,8,9)
1.2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình làm đông lạnh
1.2.2.1 Quá trình làm lạnh đông các sản phẩm rau quả, thực phẩm
Các sản phẩm thực phẩm chứa đựng trong nó các mô sinh học Đó là các dung dịch bao gồm nhiều chất hoà tan trong n-ớc
Quá trình đông lạnh là quá trình hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu xuống d-ới điểm đóng băng của dịch bào Tại nhiệt độ này các tinh thể băng bắt đầu đ-ợc hình thành trong các mô tế bào (nhiệt độ bắt đầu kết tinh hoặc nhiệt độ nóng chảy) Khi nhiệt độ hạ xuống thêm nữa càng có nhiều tinh thể băng hình thành làm cho nồng độ dung dịch trong thực phẩm đ-ợc cô
đặc lại Phần lớn n-ớc trong rau quả, thực phẩm (rau quả, thực phẩm chứa 70 – 90%) chuyển thành băng ở – 12 oC Tuy nhiên, ngay cả ở nhiệt độ - 40 0C vẫn còn một phần n-ớc nhỏ ch-a đóng băng Trong quá trình làm lạnh đông thực phẩm, yếu tố quan trọng nhất quyết định đến sự đóng băng là nồng độ phân tử gam của dịch tế bào Bởi vì, nh- chúng ta biết mỗi một phân tử chất dịch bào đều liên kết với một số phân tử n-ớc nhất định Để đóng băng đ-ợc những mỗi phân tử n-ớc liên kết này cần phải làm lạnh đến 1,840C Đó chính
là độ hạ băng điểm Δt trong định luật Raun
Δt = 1,84n Trong đó: n là nồng độ phân tử gam
Nh- vậy độ hạ băng điểm Δt tỷ lệ thuận với nồng độ chất hoà tan trong dịch bào Cho nên trong kỹ thuật lạnh đông thực phẩm ng-ời ta chú ý tăng nồng độ phân tử dịch bào của các sản phẩm làm lạnh đông, để hạ băng điểm, ứng với nhiệt độ đông lạnh thấp, từ đó tạo điều kiện cho các sản phẩm đóng băng với tinh thể đá nhỏ, không làm vỡ cấu trúc tế bào của sản phẩm
Quá trình làm lạnh đông cần phải đ-ợc tiến hành nhanh nhất có thể
đ-ợc, với tốc độ phù hợp nh- thế sẽ ít hoặc không làm ảnh h-ởng đến chất
Trang 23l-ợng sản phẩm Cần tránh lạnh đông chậm, bởi vì lạnh đông chậm sẽ tạo ra các tinh thể n-ớc đá lớn, gây hiện t-ợng phá vỡ cấu trúc tế bào làm các sản phẩm bị chảy n-ớc dịch bào và sản phẩm bị nhũn ra sau khi làm tan giá Ng-ợc lại làm lạnh đông nhanh dẫn đến sự hình thành các phân tử n-ớc đá nhỏ giữ gìn đ-ợc gần nh- nguyên vẹn chất l-ợng thực phẩm Theo Ni-côn-ski thì khi thực phẩm đ-ợc làm lạnh đạt đến nhiệt độ –100C - 400C thì các tinh thể đá đ-ợc tạo ra là rất nhỏ (5 10àm) và nếu nhiệt độ đông lạnh đạt –
800C thì chất lỏng sẽ không tạo thành các tinh thể mà chỉ tạo thành các chất rắn vô định hình
Nhiều công trình nghiên cứu đã cho biết nếu nhiệt độ làm lạnh cao hơn -300C thì các tinh thể tạo ra là lớn Nh-ng nếu nhiệt độ làm lạnh thấp hơn -
300C thì các tinh thể n-ớc đá chỉ phát triển theo chiều dài thành hình sợi dài bao bọc xung quanh tế bào Những tinh thể n-ớc đá dạng này không những không phá huỷ cấu trúc tế bào mà còn có tác dụng bảo vệ những cấu trúc ấy Cho nên nếu chúng ta thực hiện lạnh đông các sản phẩm d-ới nhiệt độ –
300C thì sẽ đảm bảo đ-ợc chất l-ợng thực phẩm một cách tốt nhất
Do các thực phẩm khác nhau có thành phần và nồng độ chất hoà tan và hàm l-ợng n-ớc khác nhau nên có điểm kết tinh ban đầu, thời gian kết tinh của n-ớc trong thực phẩm khác nhau… do đó để đ-a ra đ-ợc một công nghệ lạnh đông cho một sản phẩm ta cần xác định đ-ợc 3 thông số cơ bản của quá trình lạnh đông sau:
- Nhiệt độ kết tinh ban đầu
- Tỷ lệ n-ớc kết tinh hoặc không kết tinh
- Thời gian xử lý lạnh đông để có nhiệt độ trong lòng sản phẩm nh- mong muốn.(19)
➢ Nhiệt độ kết tinh ban đầu:
Nhiệt độ kết tinh ban đầu là nhiệt độ mà tại đó xuất hiện những tinh thể băng đầu tiên trong cấu trúc của sản phẩm, th-ờng thấp hơn so với nhiệt độ
Trang 24kết tinh ban đầu của n-ớc (00C) Sự hạ thấp nhệt độ kết tinh ban đầu nh- vậy còn gọi là hàm số của thành phần cấu tạo của sản phẩm Mối quan hệ đó đ-ợc biểu thị bằng ph-ơng trình về sự hạ thấp nhiệt độ đông lạnh so với dung dịch
lý t-ởng Ph-ơng trình này đ-ợc Heldmam và Singh, 1981 đ-a ra. (ph-ơng trình này đ-ợc trình bày ở phần ph-ơng pháp nghiên cứu trang 38)
Bằng những công thức tính toán trên và thực nghiệm ng-ời ta có thể xác
định đ-ợc nhiệt độ bắt đầu đông lạnh của một sản phẩm cụ thể
Một đặc tính quan trọng của thực phẩm đông lạnh là t-ơng quan giữa hàm l-ợng n-ớc không kết tinh và nhiệt độ Mối quan hệ giữa hai đại l-ợng này đặt cơ sở cho việc đ-a ra phác đồ của hệ thống lạnh đông, tạo điều kiện cho việc xác định các yếu tố phục vụ cho việc bảo quản các sản phẩm đông lạnh Sự -ớc tính nh- vậy dựa trên giả thiết cho rằng cho rằng sự hình thành các tinh thể băng thuần chỉ hình thành từ n-ớc trong quá trình đông lạnh sản phẩm và toàn bộ các chất hoà tan đ-ợc cô đặc lại trong phần n-ớc không kết tinh Sự tính toán các đại l-ợng này cũng đ-ợc xác định thông qua ph-ơng trình (1) và (2 )
Thông th-ờng để đảm bảo chất l-ợng cho sản phẩm đông lạnh, l-ợng n-ớc tự do còn lại ≤ 15% vì với hàm l-ợng n-ớc thấp nh- vậy hầu hết các vi sinh vật và enzym bị đình chỉ hoặc kém hoạt động Đây cũng là cơ sở để ng-ời ta xác định nhiệt độ tâm sản phẩm phải đạt khi kết thúc quá trình lạnh
đông
Thời gian làm đông lạnh là thời gian đ-ợc tính từ khi đặt sản phẩm vào thiết bị cho đến khi đạt đ-ợc nhiệt độ cuối cùng Do vậy thời gian làm đông lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng của sản phẩm, kích th-ớc (chủ yếu là bề dày) của sản phẩm, hệ số truyền nhiệt và nhiệt độ của thiết bị làm lạnh, kích th-ớc và hệ số cách nhiệt của bao gói…
Trang 25Để tính toán thời gian làm đông lạnh, đã có nhiều tác giả đ-a ra các ph-ơng trình khác nhau Song áp dụng phổ biến nhất là ph-ơng trình của Plank (1913) (ph-ơng trình này đ-ợctrình bày ở phần ph-ơng pháp nghiên cứu trang 38)
Có rất nhiều tác giả (Nagaoka et al, 1955 ; Levy,1958; Charm và Slavin, 1962; Tao, 1967; Joshi và Tao, 1974; Tien và Geiger, 1967, 1968; Tien và Kuomo, 1968,1969, Mellor, 1976… đã trình bày sự biến đổi ph-ơng trình Plank với những chứng minh thực nghiệm.(19)
Để xác định thời gian làm lạnh đông sản phẩm, ngày nay ng-ời ta gắn thiết bị lạnh đông với một máy tính để ghi các thông số và vẽ đồ thị trên màn hình về sự biến đổi nhiệt độ ở bề mặt và trong lòng sản phẩm trong quá trình cấp đông
Nhiệt độ ở bề mặt sản phẩm giảm nhanh từ nhiệt độ ban đầu xuống tới nhiệt độ bắt đầu kết tinh Sau đó quá trình kết tinh n-ớc trong sản phẩm vẫn tiếp tục diễn ra, trong thời gian này nhiệt độ không đổi cho tới khi quá trình kết thúc, sau đó nhiệt độ giảm rất nhanh
Thời gian làm lạnh đông đ-ợc xác định khi đ-ờng cong nhiệt độ trong lòng sản phẩm đi qua nhiệt độ mong muốn
Về thời gian làm lạnh đông, cho tới nay ng-ời ta thấy rằng cần phải làm lạnh đông nhanh sản phẩm thực phẩm trong một thời gian ngắn nhất có thể
đ-ợc Bởi vì, chính tốc độ làm lạnh đông nhanh xác định kích th-ớc của tinh thể và phân bố tinh thể đá trong mô Nếu quá trình lạnh đông diễn ra chậm, những tinh thể đá ban đầu lớn và xuất hiện chủ yếu ở bên ngoài tế bào, tạo ra sức ép cơ học đè bẹp tế bào, làm rách màng tế bào Kết quả là quá trình lạnh
đông diễn ra bên ngoài tế bào, gây ra sự mất cân bằng thẩm thấu, gây lên sự di chuyển n-ớc ra phía ngoài, làm tổn thất chất hoà tan khi tan giá
Thời gian làm lạnh đông sản phẩm còn bị ảnh h-ởng bởi các vật liệu bao gói sản phẩm Những vật liệu bao gói bằng chất dẻo (plastic) ảnh h-ởng ít
Trang 26đến thời gian làm lạnh đông Bao gói thực phẩm bằng carton và đặc biệt là carton có nếp gấp (carton l-ợng sóng) làm tăng thời giam làm lạnh đông
Để biểu thị sự làm lạnh nhanh hay chậm ng-ời ta dùng đại l-ợng tỷ số làm lạnh hoặc tốc độ làm lạnh (Freezingrate or Freezing speed) Đại l-ợng này biểu thị cho tốc độ trung bình của sự kết tinh từ bề mặt vào trong lòng sản phẩm và thời gian làm lạnh.(19, 20, 21)
1.2.2.2 Các ph-ơng pháp làm lạnh đông rau quả
Trong qúa trình lạnh đông chậm, do nhiệt độ của không khí cao hơn
-25oC và tốc độ đối l-u của không khí nhỏ hơn 1m/s nên thời gian làm đông lạnh th-ờng kéo dài từ 15 đến 20 giờ tuỳ thuộc kích th-ớc và chủng loại sản phẩm Số tinh thể đá hình thành trong gian bào và tế bào rất ít, kích th-ớc lớn, gây cọ xát giữa tinh thể đá và màng tế bào Sự cọ xát này làm rách màng tế bào, phá huỷ cấu trúc mô tế bào của sản phẩm, vì vậy sản phẩm sau khi tan giá thì dịch bào chảy ra ngoài là sản phẩm giảm giá trị dinh d-ỡng và cảm quan Vì vậy, ngày nay ng-ời ta không dùng ph-ơng pháp lạnh đông chậm để bảo quản rau quả
Tuy nhiên, ph-ơng pháp lạnh đông chậm vẫn đ-ợc áp dụng trong bảo quản một số loại rau quả nhằm dự trữ nguyên liệu cho chế biến n-ớc rau quả
và cô đặc n-ớc quả Lạnh đông chậm trong tr-ờng hợp này có tác dụng tích cực vì lạnh đông chậm phá huỷ cấu trúc tế bào, cấu trúc hệ keo, làm tăng năng suất và hiệu suất ép Quả nho, quả táo qua lạnh đông chậm và bảo quản ở -14
- 18oC, đem ép lấy n-ớc thì hiệu suất tăng đến 150% so với ép quả t-ơi (Theo Viện sĩ, TS Trần Đức Ba , 2002)
Môi tr-ờng làm lạnh nhanh th-ờng là không khí có nhiệt độ nhỏ hơn
to≤ - 35oC với tốc độ l-u l-ợng khí 3 – 4 m/s cho các phòng nhỏ, hầm lạnh
Trang 27đông nhanh (tunel) Thời gian làm lạnh đông nhanh các sản phẩm rau quả từ
15 – 25 phút tuỳ thuộc vào kích th-ớc và loại rau quả
Lạnh đông nhanh tinh thể đá trong sản phẩm tạo thành nhỏ nên ít phá huỷ cấu trúc của thế bào, có thể giữ đ-ợc trên 95% phẩm chất của sản phẩm
Ngày nay, với kỹ thuật lạnh tiên tiến cho phép làm lạnh đông rau quả trong CO2 lỏng, N2 lỏng Thời gian làm lạnh đông sản phẩm cực nhanh chỉ khoảng 0,5 – 5 phút Do làm lạnh đông vô cùng nhanh nh- vậy nên tăng năng suất làm lạnh lên rất nhiều Sản phẩm làm lạnh đông theo công nghệ này
đảm bảo hầu nh- nguyên vẹn phẩm chất t-ơi sống của của nguyên liệu ban
đầu Vì thế hiện nay một số n-ớc tiên tiến, l-ợng sản phẩm lạnh đông cực nhanh đã chiếm tỷ lệ khoảng 50% sản l-ợng lạnh đông nói chung
Kỹ thuật lạnh đông cực nhanh, các tinh thể đá tạo thành trong sản phẩm
ở dạng vô định hình nên không phá vỡ cấu trúc tế bào, hơn nữa ở nhiệt độ thấp (-196oC) Nitơ lỏng tiêu diệt và hạn chế nhiều vi sinh vật hơn so với các ph-ơng pháp khác.(19,20,21)
1.2.2.3 Những biến đổi chính trong quá trình làm lạnh đông thực phẩm
Trong quá trình làm lạnh đông, các tinh thể đá đ-ợc hình thành Khi các tinh thể này lớn lên, nó làm phá vỡ cấu trúc tế bào, đặc biệt là những tế bào cứng của quả và rau dễ bị tổn th-ơng nhất Sau khi làm tan giá ở những tế bào
bị tổn th-ơng sẽ gây ra hiện t-ợng chảy n-ớc dịch bào, cấu trúc và độ tr-ơng của rau quả bị phá huỷ Vì vậy, cần phải làm lạnh nhanh đặc biệt là trong vùng nhiệt độ tới hạn
Nếu thực phẩm sau khi đ-ợc làm lạnh đông mà bảo quản ở nhiệt độ quá thấp thì những tinh thể đá đ-ợc sắp xếp lại (tái kết tinh) Những tinh thể đá lớn
sẽ tăng lên và những tinh thể đá nhỏ sẽ mất đi Điều đó cũng làm phá vỡ cấu trúc tế bào
Trang 28Nếu nhiệt độ bảo quản th-ờng xuyên thay đổi sẽ dẫn đến hiện t-ợng tái kết tinh, n-ớc di chuyển dần vào những phần lạnh hơn bên trong làm cho các tinh thể đá ở đây lớn dần lên
Trong thiết bị lạnh sẽ có độ ẩm thấp, vì n-ớc bị ng-ng tụ ở góc làm lạnh, sản phẩm có thể bị khô đi và thể hiện sự “cháy lạnh” là nguyên nhân hình thành những vùng có màu xám trên bề mặt thực phẩm sau khi kết tinh, sau khi làm tan giá để lại trên bề mặt sản phẩm những lỗ nhỏ, sâu Sự cháy lạnh không có tính thuận nghịch, có nghĩa là nó không mất đi sau khi làm tan giá hay chế biến, gây ra những biến đổi không mong muốn về mùi vị và cấu trúc
Nếu cháy lạnh ở mức độ nhẹ thì tạo ra trên bề mặt sản phẩm những vết
đốm trắng, tạo ra hình thái bề ngoài không đ-ợc chấp nhận bởi ng-ời tiêu dùng Song những biến đổi này th-ờng đ-ợc mất đi sau khi làm tan giá hoặc chế biến, không gây biến đổi về mùi vị và cấu trúc
Trong quá trình làm lạnh cũng gây ra hiện t-ợng mất trọng l-ợng do sự bay hơi n-ớc nhất là những thực phẩm không đ-ợc bao gói
Sản phẩm thực phẩm đã qua lạnh đông phải đạt nhiệt độ cuối cùng tâm sản phẩm ≤ -120C (theo tiêu chuẩn của Nga quy định về chế độ làm lạnh
đông thực phẩm) Trong điều kiện nhiệt độ thấp của quá trình làm lạnh đông,
những biến đổi sinh hoá trong thực phẩm đ-ợc hạn chế rất nhiều so với quá trình làm lạnh th-ờng Do quá trình đóng băng của các sản phẩm, các phản ứng sinh hoá nói chung bị kìm hãm với các mức độ khác nhau
Tại nhiệt độ –18 0C thì sự h- hỏng do hoá học và enzim xảy ra rất thấp, nh-ng tốc độ phản ứng của một số phản ứng có thể tăng lên do nồng độ của sản phẩm tăng lên Tuy vậy, sự tổn thất các thành phần dinh d-ỡng do quá trình đông lạnh là rất thấp
Trang 29Phần lớn các loại rau bị bạc trắng sau khi làm đông lạnh là do nhiệt độ lạnh làm mất hoạt tính của enzim Tuy nhiên, hiện t-ợng này có thể kiểm soát
đ-ợc bằng các ph-ơng pháp loại trừ oxi hoặc sự acid hoá, sunphur dioxide hoá
Trong quá trình làm lạnh sâu những h- hỏng chính diễn ra trong thực phẩm nh- sau:
Những vitamin hoà tan trong n-ớc (vitamin C, acid pantothenic…) giảm
đi tại nhiệt độ thấp Nhiệt dộ bảo quản lạnh đông tăng cao thì tổn thất vitamin
C tăng lên Bằng thực nghiệm ng-ời ta tính đ-ợc rằng cứ mỗi khi nhiệt độ tăng lên 100C thì hàm l-ợng vitamin C giảm từ 6 –10 lần trong rau và 30 –70 lần trong quả Ngoài ra, hàm l-ợng vitamin C còn giảm do hiện t-ợng chảy n-ớc dịch bào sau quá trình tan giá
Trong công nghệ chế biến rau quả không đ-ợc chần ở chế độ hợp lý các enzim nh- : polyphenoloxidase , lipoxigenase gây ra sự nâu hoá và mất mùi rất nghiêm trọng, làm giảm tính cảm quan của sản phẩm
Nói chung những biến đổi sinh hoá trong quá trình làm đông lạnh còn tiếp tục xảy ra trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông về sau Tốc độ biến
đổi các thành phần dinh d-ỡng phụ thuộc vào rất nhiều trạng thái của sản phẩm
Quá trình lạnh đông kìm hãm quá trình phát triển của vi sinh vật Trong quá trình bảo quản lạnh đông, số l-ợng vi sinh vật cũng giảm Hiệu quả gây
Trang 30chết ở nhiệt độ từ – 4 –100C cao hơn đáng kể so với nhiệt độ thấp từ –15
- 300C Điều này có thể đ-ợc lý giải do hoạt độ của n-ớc (aw) thấp trong
điều kiện nhiệt độ thấp và khả năng chống chịu của vi sinh vật cao hơn ở những giá trị aw thấp hơn
Nấm men ở trạng thái hoạt động, nấm mốc và những vi khuẩn gram âm phần lớn bị phá huỷ dễ dàng ở nhiệt độ đông lạnh Các vi khuẩn gam d-ơng
và các bào tử (spore) của nấm mốc chống chịu tốt với tồn trữ lạnh đông Các spore của vi khuẩn ít bị ảnh h-ởng của nhiệt độ lạnh
Khi tốc độ hạ nhiệt độ trong quá trình làm lạnh càng nhanh thì sự sinh tr-ởng của vi sinh vật bị ức chế càng mạnh.(5,6,7)
1.2.2.4 Những biến đổi trong rau quả bảo quản đông lạnh
Rau quả đ-ợc làm lạnh đông ở dạng rời hay đã đóng vào các gói nhỏ với khối l-ợng từ 0,3 – 1 kg Rau quả đông lạnh, sau đó đ-ợc đóng vào các thùng từ 15 – 20 kg và đ-ợc bảo quản trong các phòng có nhiệt độ thích hợp
Rau quả sau khi làm lạnh đông (có hay không tẩm đ-ờng) đ-ợc bảo quản ở nhiệt độ ≤ - 10oC, th-ờng bảo quản ở –18 oC có khi bảo quản ở nhiệt
độ thấp hơn – 200C Đối với các loại rau trộn thêm đ-ờng thì nhiệt độ bảo quản lạnh đông thấp hơn, th-ờng từ –23 –25 0C Thời gian bảo quản t-ơng ứng với chất l-ợng tốt nhất của sản phẩm 6 12 tháng Nhiệt độ bảo quản lạnh đông càng thấp bao nhiêu thì sự thay đổi chất l-ợng rau quả càng ít bấy nhiêu và do đó thời gian bảo quản càng đ-ợc lâu hơn
Những biến đổi quan trọng trong rau quả khi bảo quản lạnh đông dài hạn là những biến đổi về axit, độ ngọt (hệ số vị), thành phần chất khô, hệ vi sinh vật và men
Ng-ời ta thấy rằng, bảo quản ở nhiệt độ càng cao thì hàm l-ợng chất khô và độ axit của dịch bào càng tăng, hàm l-ợng đ-ờng giảm rất mạnh ở –
9oC so với – 18oC D-ới tác dụng của enzym invectaza (mặc dù ở nhiệt độ thấp nó đã bị kìm hãm nhiều) đ-ờng saccaroza chuyển hoá khá nhiều Ví dụ
Trang 31nh-: bảo quản dâu tây 12 tháng ở nhiệt độ – 18oC thì giảm 23%, ở – 9oC giảm 6 l-ợng đ-ờng ban đầu Enzym invectaza có ngay trong rau quả và cũng
có thể vào rau quả từ ngoài do các loại nấm men có nhiều invectaza Sự chuyển hoá đ-ờng saccaroza là quá trình thuỷ phân không có lợi, nó là giai
đoạn đầu của sự tổn thất đ-ờng do các quá trình oxi hoá - khử trong rau quả
đã lạnh đông
Trong quá trình bảo quản, có một số tr-ờng hợp độ axit tăng, hàm l-ợng
đ-ờng giảm nên hệ số vị (tỷ số giữa hàm l-ợng đ-ờng và hàm l-ợng axit) cũng giảm mạnh, khác với quá trình xảy ra khi bảo quản lạnh tạm thời thì hệ
số vị ngọt tăng (vì rau quả còn sống, đang tiếp tục quá trình chín và hô hấp) Các quá trình oxi hoá - do enzym oxi hoá tác dụng – làm tổn hao hàm l-ợng
đ-ờng đơn giản - đ-ờng khử – và tích tụ các sản phẩm phân huỷ (nh- axetanđêhit, r-ợu etylic, các axit ) và phân huỷ các hợp chất tạo mùi và vị tạo màu sản phẩm Các hợp chất gluxit, Protein, lipid và các chất khoáng khác bảo quản ở – 18oC ít biến đổi
Trong quá trình bảo quản còn tổn thất vitamin C Nhiệt độ bảo quản càng cao, thời gian bảo quản càng dài thì tổn thất vitamin C càng nhiều Ví dụ: sau 6 tháng bảo quản đậu Hà Lan ở – 18oC tổn thất vitamin C là 6%, - 12
oC là 23,5%, - 9oC là 71% Quả ngâm đ-ờng hay sirô thì ít tổn thất vitamin C hơn Đối với rau quả bảo quản ở ≤ – 18oC thì vitamin C ít bị tổn thất nhất
Bảo quản rau quả đông lạnh lâu dài sẽ làm thay đổi thành phần hệ vi sinh vật của chúng Bảo quản các loại củ từ 6 -7 tháng ở – 9oC thì chỉ còn 3 loại trong số 8 loại nấm men, 5 trong số 8 loại vi khuẩn… Trong thực phẩm có ngâm đ-ờng (-12oC) hay muối ăn (-20oC) thì vi sinh vật chết rất nhanh Tuy vậy trong quá trình bảo quản vẫn tích tụ một l-ợng đáng kể r-ợu etylic do quá trình lên men của nấm men.(5,6,7,19)
Trang 321.2.3 Quá trình làm tan giá (còn gọi là giải đông hay tan băng)
Quá trình tan giá là quá trình ng-ợc lại với quá trình lạnh đông, là quá trình chuyển n-ớc đá ở dạng tinh thể rắn (tinh thể đá) sang dạng lỏng và khôi phục lại những tính chất tự nhiên ban đầu của thực phẩm Bắt đầu là nâng nhiệt độ thực phẩm ở dạng lạnh đông (nhiệt độ ≤ - 12OC) lên đến điểm nóng chảy của dịch bào (tdb), tiến hành quá trình tan giá, sau đó nâng nhiệt của toàn
bộ thực phẩm lên nhiệt độ th-ờng nh-ng tổn thất thấp nhất
Mục đính chính của quá trình giải đông là phục hồi những tính chất mà sản phẩm có tr-ớc khi làm lạnh đông, làm cho các tinh thể đá trong sản phẩm trở lại trạng thái n-ớc ban đầu, phục hồi lại màu sắc, h-ơng thơm, cấu trúc…ban đầu
Trong công nghệ lạnh đông thực phẩm công đoạn giải đông là khâu xử
lý cuối cùng của sản phẩm, tr-ớc khi đ-a vào sử dụng Khâu tan giá có tính quyết định đến chất l-ợng của sản phẩm đông lạnh
Nếu quá trình làm tan giá không đ-ợc thực hiện một cách cẩn thận thì
sẽ gây ra tổn thất về chất l-ợng cũng nh- là trọng l-ợng, làm cho hình thức bề ngoài, an toàn vệ sinh thực phẩm không đảm bảo
Quá trình làm tan giá cần phải đ-ợc tiến hành từ từ Nếu ta tăng nhiệt
độ quá nhanh, n-ớc từ gian bào chuyển trở lại tế bào không kịp Chính vì vậy
mà thực phẩm làm lạnh đông nhanh hoặc siêu nhanh thì có thể làm tan giá bằng ph-ơng pháp nhanh hoặc chậm nh-ng thực phẩm đ-ợc làm lạnh bằng ph-ơng pháp chậm thì chỉ có thể làm tan giá bằng ph-ơng pháp chậm mà thôi
Để đảm bảo yêu cầu tăng nhanh nhiệt độ một cách từ từ trong quá trình tan giá, ng-ời ta dùng hệ thống điều hoà khí hậu Hiện nay, ngoài ph-ơng pháp làm tan giá bằng không khí ng-ời ta còn làm tan giá bằng n-ớc, bằng sóng ngắn (Microware thawing)
Ph-ơng pháp làm tan giá nhanh bằng n-ớc th-ờng gây ra hiện t-ợng tổn thất chất hoà tan đồng thời sản phẩm bị ẩm Ph-ơng pháp làm tan giá nhanh
Trang 33bằng sóng ngắn vừa đều, vừa tránh ẩm Nên ph-ơng pháp này đ-ợc áp dụng nhiều ở phía bắc n-ớc Nga, cũng nh- một số n-ớc châu Âu khác từ những năm 1970 đến nay ở châu Mỹ, cùng với sự phát triển công nghiệp lạnh đông các thực phẩm chín việc làm tan giá bằng các tủ ấm điện cao tần cũng phát triển mạnh
Làm tan giá là quá trình khó kiểm tra hơn so với quá trình làm đông lạnh Một vài dạng thiết bị làm tan giá bằng khí, trong đó nhiệt độ đ-ợc kiểm tra bằng thiết bị đặc biệt và yêu cầu vị trí đặt rất chính xác, song nhiệt độ cực
đại bề mặt vẫn phải đ-ợc ch-ơng trình hoá Khi đạt đ-ợc nhiệt độ này thì nhiệt độ của không khí đ-a vào đ-ợc giảm bớt tới mức nào đó Bằng cách này ng-ời ta có thể kiểm tra đ-ợc quá trình làm tan giá nhanh nhất
Các loại quả tan giá trong dòng n-ớc ở nhiệt độ 10 đến 15oC hay làm tan giá không hoàn toàn trong tủ lạnh ở nhiệt độ 3 – 5oC Các loại rau tan giá trong n-ớc muối sôi, thời gian bằng 1/2 đến 2/3 thời gian nấu rau t-ơi (một số loại nh- măng và rau dền chỉ tan giá bằng không khí)
Cơ chế những quá trình sinh lý, sinh hoá trong quá trình tan giá cũng phức tạp nh- quá trình lạnh đông.(19)
a Thiết bị làm lạnh nhờ tạo ra không khí lạnh
* Máy lạnh có quạt gió
Trang 34Không khí đ-ợc tuần hoàn kín phía trên của thực phẩm ở nhiệt độ từ –35 - 40 0C với tốc độ 1,5 – 6,0 m/s Tốc độ cao của không khí lạnh làm giảm bớt khoảng cách bao quanh thực phẩm và nh- vậy nâng cao hiệu ứng truyền nhiệt bề mặt Đối với thiết bị từng mẻ, thực phẩm đ-ợc cất giữ trên khay trong phòng lạnh hoặc buồng lạnh
Thiết bị làm lạnh kiểu liên tục bao gồm các xe đẩy đ-ợc nạp những khay chứa thực phẩm, hoặc là các băng tải mang thực phẩm đi qua các tunel (hầm) cách nhiệt Dòng khí lạnh đ-ợc đ-a vào song song hoặc vuông góc với thực phẩm hoặc dẫn đều trên toàn bộ thực phẩm Sự làm lạnh bằng các thiết bị làm lạnh có quạt gió khá kinh tế và khả năng linh động cao khi thực phẩm có hình dạng và kích th-ớc khác nhau Thiết bị kiểu này gọn và có thể thiết kế với công suất cao.(18,20)
Trang 35Hình 1: Thiết bị lạnh đông IQF kiểu băng tải
* Máy lạnh kiểu băng xoắn
Máy lạnh kiểu này sử dụng băng tải gồm 2 tấm l-ới kim loại ép vào nhau tạo thành những lớp xoắn Thực phẩm đ-ợc đặt giữa 2 tấm l-ới kim loại
và đi theo kiểu xoắn trong buồng lạnh Dòng khí lạnh đ-ợc phun lên các băng tải theo chiều ng-ợc lại với chiều chuyển động của băng tải
Máy lạnh kiểu này chiếm không gian nhỏ và công suất xử lý cao Nạp
và bốc dỡ sản phẩm hoàn toàn tự động, giá thành bảo d-ỡng thấp, linh động với các loại sản phẩm khác nhau
Trang 36
Hình 2: Máy lạnh đông IQF kiểu băng xoắn
b Thiết bị lạnh do chất lỏng đ-ợc làm lạnh
Thực phẩm đ-ợc đóng gói đặt trong các băng tải bằng l-ới kim loại
đ-ợc chuyển qua nhấn chìm trong trong các bể có chứa chất lỏng đ-ợc làm lạnh nh- propylene glycol, n-ớc muối NaCl, CaCl2 Suốt trong quá trình xử lý chất lỏng không thay đổi trạng thái Ph-ơng pháp này có hệ số truyền nhiệt cao, giá thành thấp Th-ờng đ-ợc dùng đông lạnh n-ớc quả cô đặc
c Thiết bị lạnh có bề mặt đ-ợc làm lạnh
Thiết bị này bao gồm các tấm rỗng đ-ợc xếp theo chiều ngang hay chiều đứng, thông qua phần rỗng môi chất lạnh đ-ợc bơm vào ở nhiệt độ –
Trang 37400C Thiết bị dạng này có thể xử lý từng mẻ hoặc bán liên tục Những thực phẩm dạng thái lát mỏng đ-ợc đặt trên bề mặt của các tấm đ-ợc làm lạnh
Thiết bị kiểu này rất kinh tế, yêu cầu không gian nhỏ, giá thành xử lý rẻ hơn các ph-ơng pháp khác Nh-ng vốn đầu t- t-ơng đối cao và chỉ áp dụng cho các sản phẩm ở dạng dẹt
Hệ thống làm lạnh kiểu Gryogenic th-ờng dùng nitrogen lỏng, carbon dioxide lỏng hoặc Freon lỏng Đây là những chất không màu, không mùi và rất trơ Trong các chất trên thì Nitrogen đ-ợc sử dụng phổ biến hơn cả
Ng-ời ta dùng các Gryogen lỏng để phun bụi lên các sản phẩm thực phẩm Trong thiết bị lạnh thực phẩm đ-ợc đóng gói hoặc không nằm trên các băng tải có đục lỗ đi qua một tunnel nơi chúng đ-ợc làm lạnh bằng Nitrogen ở thể khí rồi tiếp tục làm lạnh bằng nitrogen lỏng đ-ợc phun bụi Sau khi ra khỏi máy lạnh nhiệt độ đạt – 180C đến – 200C Quá trình xử lý nh- trên tiết kiệm Nitrogen lỏng và làm giảm bớt sự cố nhiệt của sản phẩm
Hệ thống lạnh kiểu Cryogenic linh động và kinh tế hơn thiết bị lạnh kiểu cơ giới, vốn đầu t- ít, chất l-ợng sản phẩm cao, có thể tự động hoá hoàn toàn (19,24)
Tuy nhiên giá thành của chất làm lạnh lại cao
Trang 38Phần II: Cách tiếp cận, nội dung, nguyên liệu và
ph-ơng pháp nghiên cứu 2.1 Cách tiếp cận
➢ Tiếp cận với các tài liệu, thông tin: Tín hiệu các công trình nghiên cứu, các bài báo đã đ-ợc công bố trên các tạp chí trong và n-ớc ngoài, trên mạng Internet - tìm hiểu, trao đổi với các chuyên gia có kinh nghiệm trong
và ngoài n-ớc
➢ Tiếp cận với thực tiễn
➢ Khảo sát và tiếp cận trực tiếp với các cơ sở chế biến rau quả đông lạnh ở Việt Nam
Với cách tiếp cận nh- vậy, sẽ vừa có đ-ợc cơ sở lý luận khoa học, vừa có kiến thức thực tiễn từ đó có thể xây dựng đ-ợc quy trình công nghệ phù hợp với điều kiện Việt Nam
2.2 Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Đặc tính lý hoá của qủa vải
2.2.2 Nghiên cứu lạnh đông vải
2.2.2.1 Tính toán các thông số cơ bản của quá trình làm lạnh đông vải 2.2.2.2 Xác định độ chín của vải thích hợp cho lạnh đông
2.2.2.3 Xác định kiểu làm lạnh đông thích hợp cho vải
2.2.2.4 Tốc độ làm lạnh đông thích hợp
2.2.2.5 Nghiên cứu ảnh h-ởng của xử lý nguyên liệu tr-ớc lạnh đông đến
chất l-ợng vải đông lạnh
2.2.3 Nghiên cứu công nghệ bảo quản vải đông lạnh
2.2.3.1 ảnh h-ởng của bao bì bảo quản đến chất l-ợng vải đông lạnh
2.2.3.2 ảnh h-ởng của nhiệt độ bảo quản đến chất l-ợng vải đông lạnh
➢ ảnh h-ởng của nhiệt độ bảo quản đến sự biến đổi tỷ lệ chảy n-ớc
➢ ảnh h-ởng của nhiệt độ bảo quản đến sự biến đổi hàm l-ợng đ-ờng tổng
Trang 39số
➢ ảnh h-ởng của nhiệt độ bảo quản đến sự biến đổi hàm l-ợng VTMC
➢ ảnh h-ởng của nhiệt độ bảo quản đến sự biến đổi hàm l-ợng axit tổng số
2.2.4 Nghiên cứu chế độ tan giá phù hợp
2.2.4.1 Nghiên cứu chế độ tan giá phù hợp cho vải
2.2.4.2 Đánh giá chất l-ợng sau lạnh đông và sau bảo quản đông lạnh
2.2.5 Tính toán lựa chọn thiết bị lạnh đông vải 1000 kg/h
2.2.6 Tính toán luận chứng kinh tế kỹ thuật của công nghệ
2.3 Nguyên liệu và thiết bị sử dụng
2.3.1 Nguyên liệu
➢ Vải thiều Lục Ngạn Bắc Giang vụ 2003, 2004
➢ Các loại bao bì: PE, HDPE, LDPE
2.3.2 Hoá chất và thiết bị sử dụng
➢ Hóa chất: CaCl2, Na2S2O5, HCl, Tinh bột, I2, NaOH, KI, phenolphtalein,
CH3COOH, H2SO4, Felin I, Felin II
➢ Dụng cụ: Chày cối sứ, Bình tam giác 100, 250, 500 ml, Phễu thủy tinh,
➢ Thiết bị
- Máy cấp đông kiểu băng chuyền MSF 1212-1 (Mycom Steel-belt Freezer)
- Cân phân tích, cân điện tử cấp chính xác 10-2 và 10-4
- Máy đo độ cứng Bertuzzi SP 137 (Italia)
- Máy so màu Minolta AP 3214 (Australia)
- Máy khúc xạ AB 136 Prolabo (France)
Trang 402.4 Ph-ơng pháp nghiên cứu
2.4.1 Ph-ơng pháp thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu
➢ Thiết kế thí nghiệm theo ph-ơng pháp yếu tố (factorial experiment) và ngẫu nhiên hoàn toàn (Completerly randomised design = CRD)
➢ Kiểm tra giả thiết thống kê theo ANOVA (Healey)
2.4.2 Ph-ơng pháp tính các thông số cơ bản trong quá trình lạnh đông(19)
(trang 278 - 313 trong Handbook of Food Engineering,1992)
2.4.2.1 Nhiệt độ kết tinh ban đầu
Nhiệt độ kết tinh ban đầu đ-ợc tính theo công thức (Heldman & Singh 1981):
Trong đó:
X A _ Là số mol n-ớc không kết tinh trong sản phẩm
T AO _ Nhiệt độ tuyệt đối để hình thành tinh thể băng khi không có chất tan 273oK
T A _ Nhiệt độ trong lòng sản phẩm trong quá hình thành tinh thể đá (oK)
_ Nhiệt tiềm ẩn của n-ớc (bằng 6003 J mol-1)
S
S A
A
A A
A
M
m M
1 273
1 314
, 8
6003
A A