Quy trình chế biến chip potato

Quy trình chế biến chip potato

I Giới thiệu

Khoai tây là loại lương thực được tiêu thụ nhiều thứ hai của con người (chỉ sau cây lúa)nhất là ở châu Âu Từ khoai tây, có thể chế biến nhiều dạng thực phẩm khác nhau, và chippotato là một loại rất quen thuộc Chúng có nguồn gốc ở New England, là dạng biến thể từFrench fried của một người đầu bếp người Mỹ, George Crum Vào mùa hè năm 1853,George Crum đang phục vụ tại một khu nghỉ mát sang trọng ở Saratoga Springs, New York.Trên thực đơn nhà hàng có món French fried do Crum phục vụ Thực khách đã phàn nànmón French fried này quá dày và tỏ vẻ không thích nên đã từ chối nhận Crum đã cắt vàchiên mỏng hơn nhưng thực khách đó vẫn không chấp thuận Bực tức, Crum quyết địnhchọc tức khách bằng cách làm món khoai tây chiên rất mỏng.Thế nhưng ý định bất thành, các thực khách lại rất yêu thích món khoai tây này của Crum,

và các thực khách khác cũng yêu cầu món này Món ăn này trở thành đặc sản trong menuvới tên Saratoga chip Ngay sau đó, sản phẩm này được đóng gói và bán, đầu tiên tại địaphương, sau đó trên toàn khu vực New England Crum mở nhà hàng riêng của mình Vàothời điểm đó, khoai tây chỉ được bóc vỏ và thái lát bằng tay Năm 1920, thiết bị gọt vỏ vàthái lát được phát minh đã mở đường cho sự phát triển của chip potato tăng cao từ một mặthàng đặc sản nhỏ trở thành một loại thực phẩm ăn nhẹ bán chạy hàng đầu và có mặt trênkhắp thị trường thế giới

Hình 1 Thị trường của một số loại thức ăn nhanh tại Châu Á – Thái Bình Dương năm 2010

Ngày nay, với công nghệ tiên tiến, khoai tây được chiên trong điều kiện chân không tạo cấu trúc tốt hơn với nhiều mùi vị phong phú.

II Quy trình chế biến

Hình 2 Quy trình chế biến chip potato

1 Nguyên liệu

1.1 Giống khoai tây

Khoai tây được chọn để sản xuất chip potato có các đặc điểm sau:

- Hàm lượng đường trong củ không quá 0.5% Hàm lượng đường trong củ ảnh hưởnglớn đến cảm quan về màu sắc của thực phẩm, nếu hàm lượng đường cao dưới tác dụng củanhiệt độ có thể làm cho khoai tây bị quá màu hoặc cháy gây mất cảm quan Ngoài ra, khi tồntrữ khoai tây quá trình sinh lý của khoai tây diễn ra sẽ chuyển tinh bột thành đường làm tănglượng đường sẵn có trong củ Do đó lượng đường ban đầu càng thấp càng tốt Lượng đườngtrong củ thấp làm giảm khả năng sinh acrylamide trong quá trình chiên

- Hàm lượng chất khô vừa phải, khoảng từ 22 – 24% là thích hợp và lượng nước thấp.Nếu hàm lượng chất khô thấp, nước cao sản phẩm sẽ bị mềm, khó cắt lát và tốn nhiều nănglượng để loại thải nước Nếu hàm lượng chất khô cao, sản phẩm sẽ cứng và dễ vỡ

- Thường dùng những giống có dạng củ tròn hoặc bầu dục ngắn phù hợp cho tạo hìnhkhoai tây cắt lát.

- Thịt củ thường là màu trắng để sản phẩm sau chiên có màu sắc đẹp, bắt mắt

- Cấu trúc của củ cũng rất quan trọng, củ không được quá mềm, cũng như quá cứng để

dễ tạo hình cho sản phẩm, giúp khoai tây có cấu trúc giòn sau chiên

Có rất nhiều giống được dùng để sản xuất chip potato, tùy vào điều kiện khí hậu và điềukiện canh tác của nơi sản xuất

Bảng 1 Các giống khoai tây thường dùng trong sản xuất chip potato ở Mỹ và đặc điểm của

giống

Novarlley

Kennebec Atlantic

Hình 3 Một số giống khoai tây được sử dụng chế biến chip potato ở Mỹ

1.2 Bảo quản khoai tây trước khi chế biến

1.2.1 Mục đích:

Để đảm bảo cho nguồn nguyên liệu có sẵn quanh năm đáp ứng cho sản xuất;

1.2.2 Các phương pháp bảo quản

Tùy vào điều kiện thiết bị, kỹ thuật của từng công ty mà sẽ áp dụng những phương phápbảo quản khác nhau

- Bảo quản lạnh: nhiệt độ từ 4 oC – 7 oC

- Bảo quản trong môi trường kiểm soát thành phần không khí: độ ẩm 90 – 95%, có quạtgió, kiểm soát lượng khí O2, N2 và CO2

- Dùng tia điện có thể ngăn sự phân chia tế bào mọc mầm, có thể bảo quản củ 4 tháng ởnhiệt độ thường mà không làm tăng lượng đường trong củ

MEGACHI P

ALTU RAS IVORY CRIP

Snowden

- Bảo quản bằng hóa chất: dùng chất chống nảy mầm chloropropham, M – 1 (este củaacid α – Naptylacetic và rượu metylic) hoặc MH4O và dùng chlorine để diệt vi sinh vật cótrên bề mặt khoai tây.

- Độ ẩm cao để giảm sự thoát hơi nước, co rút, bầm giập, và mất cấu trúc của khoai tây

- Kiểm soát quá trình sinh lý của củ sau thu hoạch

Có nhiều cách phân loại khoai tây tùy vào thiết bị máy sử dụng

2.2.1 Máy phân loại kiểu cáp

- Máy gồm có 2 dây cáp mắc giữa 4 puli, được lắp sao cho khoảng cách giữa 2 dây cápcàng lúc càng xa hơn Khi puli quay, dây cáp sẽ đồng thời di chuyển cùng tốc độ Khoai tâyđược đặt trên khoảng hở giữa hai dây cáp, khi cáp chuyển động củ sẽ di chuyển cùng vớicáp Khoảng hở giữa 2 sợi cáp tăng dần, những củ có kích thước khác nhau sẽ rơi xuống cácngăn chứa được bố trí bên dưới

- Cơ sở phân loại: kích cỡ của củ

Hình 4 Sơ đồ máy phân cỡ kiểu cáp

2.2.2 Máy phân loại tự động

- Cơ sở phân loại: kích cỡ và chất lượng

- Khoai sẽ được chạy trên ròng rọc cáp, hệ thống xử lý trung tâm là máy tính kết nối vớicác camera tự động nhận biết để phân loại khoai tây về cỡ cũng như chất lượng

Hình 5 Máy phân loại tự động

3 Rửa thô

3.1 Mục đích

Để loại bỏ tất cả đất, cát, bụi bẩn có trên khoai tây Đây là công đoạn rất quan trọng đểchuẩn bị cho công đoạn gọt vỏ Nếu khoai tây còn đất cát hoặc bụi bẩn thì sẽ làm hư hỏnghoặc mài mòn thiết bị gọt vỏ khoai tây.

3.2 Phương pháp

Đầu tiên khoai tây được vận chuyển từ phòng bảo quản hoặc khu tiếp nhận nguyên liệu

để vào thiết bị rửa nhờ máng dẫn thủy lực Quá trình vận chuyển được thực hiện trong vàiphút Đá và sỏi được loại bỏ trong suốt quá trình vận chuyển bằng việc tăng độ sâu của nước

ở một hoặc ở nhiều điểm trên máng dẫn thủy lực Tại những điểm đó cát và sỏi được loại bỏnhờ vào sự khuấy đảo dòng nước với không khí nén rồi sau đó lắng xuống

Sau đó khoai tây được vận chuyển vào thiết bị rửa Thiết bị rửa được sử dụng là máythùng tròn ( barel – type ), bên trong được trang bị với những bàn chải xoay hoặc cuộn cao

su có gờ Tại đây khoai tây được đảo trộn và tiếp xúc với các góc của thiết bị và những chấtbẩn bám dính trên bề mặt khoai tây được loại bỏ bằng bàn chải

BOTTLE WASHING MACHINE BOTTLE WASHER

Hình 6 Máy rửa khoai tây

4 Gọt vỏ

Trong quá trình sản xuất công nghiệp giai đoạn gọt vỏ là giai đoạn quan trọng để cânnhắc việc tăng hiệu suất trong sản xuất Gọt vỏ làm sao để lượng nguyên liệu bỏ đi là ít nhất

mà sạch nhất

Loại bỏ vỏ và những mắt của khoai tây.

4.2 Phương pháp

4.2.1 Phương pháp cơ học (abrasion peeling)

Là phương pháp bóc vỏ khoai tây dựa trên nguyên tắc mài mòn Thiết bị được thiết kế đểtiếp xúc với bề mặt của khoai tây và bị bóc vỏ với những đĩa mài mòn hoặc ống cuộn, vỏkhoai tây bị bong ra và sau đó được rửa sạch với nước

4.2.2 Phương pháp hóa học (lye peeling)

Là phương pháp bóc vỏ khoai tây có sự kết hợp ảnh hưởng giữa sự tác động của hóa chất

và sự sốc nhiệt để làm mềm bề mặt vỏ và những vết lỗ hoặc mắt khoai tây

Trong phương pháp này có hai cách xử lý: sử dụng dung dịch kiềm ở nhiệt độ 160 oF(nhiệt độ trên điểm hồ hóa tinh bột, starch gelation point) hoặc ở nhiệt độ thấp hơn, khoảngchênh lệch nhiệt độ 120 – 160 oF

Trong môi trường kiềm, nhiệt độ cao phản ứng hydrate hóa làm cho bề mặt của khoai tây

bị mềm, nhưng không làm biến tính khoai tây và không làm khoai tây bị chín vỡ ra như quátrình nấu

4.2.3 Phương pháp vật lý (dùng hơi nước – steam peeling )

Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến để loại bỏ vỏ khoai tây Trong phương phápnày khoai tây được xử lý ở áp suất hơi nước cao và trong thời gian ngắn Ở áp suất hơi nướccao nó sẽ tác động vào lớp mô trên bề mặt của khoai tây làm mềm và bong lớp vỏ của khoaitây ra Thời gian tiếp xúc giữa khoai tây và hơi nước rất ngắn và sau đó những mô mềmđược loại bỏ nhờ bàn chải hoặc vòi phun nước

Ngoài ra còn một số phương như Brine peeling (sử dụng nước muối) hoặc phương phápFlame peeling (sử dụng nhiệt độ cao trên 1000 oF) nhưng ít được sử dụng

Sau khi gọt vỏ người ta thường ngâm khoai tây vào dung dịch nước muối trong 30 – 35phút để ngăn chặn sậm màu

5 Kiểm tra

Sau khi gọt vỏ khoai tây được di chuyển qua dây chuyền kiểm tra để kiểm tra xem khoaitây đã được làm sạch hoàn toàn chưa hay có bị hư hỏng gì không để điều chỉnh và gọt nhữngmắt khoai tây còn sót lại Công đoạn này được thực hiện thủ công

6.1 Mục đích

Cắt khoai tây thành những lát mỏng, lát khoai tây càng mỏng thì độ giòn của sản phẩmcàng cao Thông thường độ dày khoảng 1.2 – 2 mm hoặc có thể thể điều chỉnh độ dày khácnhau bằng cách điều chỉnh máy cắt lát

6.2 Phương pháp

Thường sử dụng thiết bị cắt lát kiểu đĩa, thẳng đứng

Hình 7 máy cắt lát Hình 8 Khoai tây cắt lát

7 Chần

7.1 Mục đích

- Đình chỉ các quá trình sinh hóa xảy ra trong khoai tây, giữ màu của khoai tây khônghoặc ít bị biến đổi Dưới tác dụng của enzyme peroxidase, polyphenoloxidase, khoai tâythường xảy ra quá trình oxy hóa tạo thành flobaphen có màu đen Chần, hấp, đun nóng sẽlàm cho hệ thống enzyme đó bị phá hủy nên nguyên liệu sẽ không bị thâm đen

- Giảm tỉ lệ tổn thất nguyên liệu và nâng cao hiệu suất chế biến: quá trình chần, hấp làmcho tinh bột bị hồ hóa, giúp nguyên liệu đàn hồi, khó gãy vỡ

- Làm giảm lượng vi sinh vật bám trên bề mặt của nguyên liệu: Mặc dù xử lý ở nhiệt độkhông cao lắm, với thời gian không dài, nhưng có thể tiêu diệt một số vi sinh vật kém chịunhiệt bám trên bề mặt nguyên liệu

- Giảm sự sản sinh ra acylamide trong quá trình chiên do nó sẽ rửa trôi một lượng đườngtrên bề mặt lát khoai tây

7.2 Cơ chế

Hợp chất polyphenol là những chất trong phân tử có vòng benzene, trong đó có 2 hoặcnhiều nhóm hydroxyl (-OH) Polyphenol còn được gọi là hợp chất phenolic là nhóm chất tồntại trong thực vật (rau quả) có vai trò quan trọng trong nâu hóa bởi vì chúng là chất nềntrong phản ứng nâu hóa có enzyme

Các cơ chất phenol trong khoai tây: chlorogenic acid, caffeic acid, catechol, DOPA, p – cresol, p-hydroxyphenyl propionic acid, p-hydroxyphenyl pyruvic acid, m – cresol, acid

clorogenic

Phản ứng tạo màu do enzyme: Phản ứng oxy hóa khử :

polyphenol + ½ O2  Orthoquinon (enzyme polyphenoloxydase)

Sau đó là phản ứng ngưng tụ:

n (orthoquinon)  Flobaphen( màu nâu)

Các phản ứng này đều xảy ra dưới tác dụng của oxy không khí

Enzym xúc tác cho phản ứng nâu hóa: Polyphenoloxydase là metaloenzym chứa 0.2%

Cu ở trong phân tử Polyphenoloxydase chỉ hoạt động trong pH từ 5 – 8

7.3 Phương pháp

Thiết bị chần thường là dạng băng tải, khoai tây theo băng tải đến bồn nước nóng vàngập trong bồn Thời gian băng tải lưu lại trong nước sẽ tương ứng với thời gian chần lýthuyết đã đưa ra Chần trong dung dịch CaCl2 (nồng độ 0.1%) ở 80oC/ 3 – 5 phút (làm giảm

64 – 72% acrylamine) Ngoài ra, Ca sẽ làm tăng độ cứng của lát khoai tây

8 Sấy sơ bộ

8.1 Mục đích

- Giảm hàm lượng nước trong nguyên liệu và rút ngắn thời gian chiên

- Giảm hàm lượng dầu trong giai đoạn chiên chân không

- Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm: cấu trúc giòn, xốp

8.2 Phương pháp

Nhiệt độ sấy: 60 – 62 oC, sấy cho đến khi sản phẩm đạt độ ẩm 60% Chiều dầy của lớpkhoai tây trên khay khoảng 20 mm, xếp lộn xộn để tăng diện tích bề mặt Khay sấy làm bằngnhôm có đục lỗ, cũng có thể làm mặt khay bằng tre nứa đan, kích thước lỗ 10 mm x 10 mm

Giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt cung cấp chủ yếu là để làm nóng lát khoai tây Khinhiệt độ ở lớp bề mặt tăng dần để đạt tới nhiệt độ bay hơi thì lượng ẩm ở bề mặt lát thoát rarất mạnh Quá trình bay hơi ở lớp bề mặt xảy ra đồng thời với quá trình chuyển dịch ẩm từtrong lòng vật liệu ra lớp bề mặt Nhiệt dần dần tác dụng sâu vào phía trong lòng làm chonhiệt độ phía trong của lát khoai tây tăng lên, thúc đẩy thêm quá trình chuyển dịch ẩm từtrong lòng vật chất ra lớp bề mặt Các chất hoà tan di chuyển theo nước từ bên trong ra bềmặt bên ngoài sản phẩm Quá trình bay hơi nước làm cô đặc các chất hoà tan ở bề mặt, kếthợp với nhiệt độ cao của không khí hình thành lớp vỏ cứng, ổn định cấu trúc của sản phẩm.

9 Chiên

9.1 Phương pháp

Sử dụng thiết bị chiên chân không

Khi dầu sôi, nguyên liệu được cho vào khay, qua cửa nạp liệu, khay chứa vật liệu sẽđược nhúng vào trong dầu nhờ bộ phận nâng hạ khay Vật liệu được chiên cho đến lúc đạtyêu cầu và lấy ra nhờ bộ phận nâng khay

Chiên ở 120 – 160 oC trong 5 – 20 phút, thay đổi tùy kích thước, độ dày lát khoai tây,nhiệt độ lò chiên và lượng nguyên liệu đưa vào chiên Khoai tây cho vào chiên phải đồngđều và ngập hẳn trong dầu Lớp nguyên liệu phải thấp hơn mặt thoáng của dầu từ 5 – 10 cm.Trong quá trình chiên phải kiểm tra chất lượng của dầu Chỉ số acid của dầu lớn hơn 4thì phải thay dầu, nhưng nếu chưa có mùi ôi khét, màu chưa tối sẫm thì có thể tiếp tục chiênnhưng không cho phép chỉ số acid vượt quá 5

Hình 9 Thiết bị chiên chân không

Để xác định thời điểm ngừng chiên thì ta dựa vào hình thức bên ngoài, mùi vị sản phẩm

và độ chiên Trong đánh giá độ chiên, người ta đánh giá bằng 2 độ chiên: độ chiên biểu kiến

và độ chiên thực tế

Độ chiên biểu kiến: chỉ tỉ lệ nguyên liệu giảm đi sau khi chiên so với nguyên liệu trướckhi chiên Được xác định theo công thức:

Với A: khối lượng nguyên liệu trước khi chiên (kg)

B: khối lượng nguyên liệu sau khi chiên (kg)

Độ chiên biểu kiến được dùng để kiểm tra hoặc tính toán các chỉ tiêu, định mức kinh tế

kĩ thuật và tính năng suất thiết bị

Đọ rán thực tế: chỉ lượng nước bay hơi trong nguyên liệu sau khi chiên Độ chiên thực tếbằng tổng độ chiên biểu kiến với lượng dầu đã thấm vào nguyên liệu

Độ chiên thực tế chỉ được sử dụng trong các quá trình tính nhiệt Độ chiên biểu kiến luônthấp hơn độ chiên thực tế vì trong khi chiên một phần nước bốc hơi nhưng nguyên liệu lạihút một phần dầu chiên vào Lượng dầu thấm vào sản phẩm khoảng 7 – 13% Độ chiên biểukiến trung bình 30 – 53% Độ chiên thực tế trung bình 41 – 64%.

9.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiên chân không

- Chất lượng của nguyên liệu

- Các thông số công nghệ: các thông số công nghệ được kể đến bao gồm: áp suất, nhiệt

độ, kích cỡ lát, chênh lệch hàm ẩm, sự vận chuyển nguyên liệu trong thiết bị… chúngthường phụ thuộc lẫn nhau và đều có ảnh hưởng đến thời gian chiên

- Áp suất – nhiệt độ: đây là hai yếu tố phụ thuộc tuyến tính với nhau Áp suất càng thấp,nhiệt độ bốc hơi cũng sẽ thấp, do đó sẽ hạn chế các tác động của nhiệt độ cao lên sản phẩmnhư làm biến tính vitamin, sẫm màu, giảm mùi sản phẩm Đặc biệt, trong điều kiện chiênchân không, lượng không khí trong thiết bị không nhiều nên tránh được các phản ứng oxyhóa dầu, kéo dài đuoẹc thời gian làm việc của dầu

- Độ ẩm: bao gồm độ ẩm đầu và độ ẩm cuối của nguyên liệu sản phẩm, sự chênh lệch

ẩm trong dầu và trong nguyên liệu

- Kích thước các lát khoai tây: kích thước càng mỏng thì thời gian chiên sẽ càng ngắn.Tuy nhiên, vấn đề quan trọng nhất của kích cỡ đó là sự đồng đều Kích cỡ càng đều thì sảnphẩm càng đồng nhất

- Phương thức trao đổi nhiệt: tùy thuộc vào phương pháp trao đổi nhiệt là dẫn nhiệt hayđối lưu nhiệt sẽ ảnh hưởng đến thời gian và độ đồng đều của toàn khối khi tăng nhiệt độ

Lượng cặn trong dầu: nếu lượng cặn trong dầu quá nhiều sẽ tạo nên những mảnh khétnhỏ bám lên trên bề mặt của sản phẩm

9.3 Những biến đổi trong quá trình chiên

Quá trình chiên là quá trình gia nhiệt mà chất tải nhiệt là dầu mỡ Trong quá trình chiêndiễn ra quá trình truyền nhiệt và hai quá trình truyền khối: sự di chuyển của nước từ trongnguyên liệu ra ngoài và sự thẩm thấu của dầu vào trong nguyên liệu Động lực của hai quátrình trên là sự chênh lệch nhiệt – ẩm giữa môi trường dầu và nguyên liệu

9.3.1 Biến đổi của nguyên liệu