Đề tài Chip trái cây

CHIP TRÁI CÂY Khái niệm Chip trái cây là loại sản phẩm khơ được chế biến từ trái cây xắt lát, khối vuơng, hay nguyên trái. Chip là loại sản phẩm cĩ hàm lượng chất dinh dưỡng cao, ít chất béo, hương vị trái cây tự nhiên, hàm lượng chất xơ cao, cấu trúc cứng và giịn. Chip trái cây thường được dùng làm thức ăn nhanh và bổ sung dưỡng chất. Chip trái cây và snack Snack là một loại thực phẩm dùng giữa các bữa ăn chính nhằm cung cấp năng lượng cho cơ thể hay thuần túy là để thưởng thức mùi vị của chúng. Snack là khái niệm chung cho rất nhiều loại thức ăn nhanh khác nhau được làm từ trái cây, ngũ cốc và một số nguyên liệu khác. Chip trái cây cũng được xem là một loại snack NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT CHIP TRÁI CÂY Trái cây Cảm quan, vi sinh: Trái cây chọn loại tươi, sạch, cĩ độ chín vừa phải, khơng bị tổn thương cơ học và khơng bị sâu bệnh. Độ chín: Độ chín của trái cây là một chỉ tiêu quan trọng vì nĩ ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng, kích thước, cấu trúc cũng như thành phẩn hĩa học của trái cây. Trái cây trong cơng nghệ sản xuất chip trái cây khơng được quá chín, thường chọn loại vừa chín tới hoặc cịn hơi xanh (chín kỹ thuật) Hình dạng, kích thước, cấu trúc: Để sản xuất chip trái cây thì trái cây nguyên liệu phải cĩ hình dạng cân đối, kích thước đồng đều, cấu trúc bền vững và tạo được hình dạng đặc trưng cho sản phẩm chip. Cấu trúc của tế bào cịn ảnh hưởng đến thành phần nước trong trái cây. Trong trái cây, nước tồn tại ở bên trong và bên ngồi tế bào. Lượng nước bên ngồi dễ bay hơi hơn lượng nước bên trong. Do đĩ, trái cây cĩ tỉ lệ nước bên ngồi tế bào càng lớn thì càng dễ sấy. Thành phần hĩa học: Độ ẩm: Trái cây thuộc loại nguyên liệu cĩ độ ẩm cao. Tuy nhiên, nếu độ ẩm cao quá thì quá trình sản xuất chip sẽ tốn rất nhiều năng lượng để làm mất đi lượng ẩm này. Đồng thời, độ ẩm quá cao cịn ảnh hưởng tới dầu (thủy phân dầu trong quá trình sản xuất chip bằng phương pháp chiên. Độ ẩm quá cao cịn làm cho cấu trúc sản phẩm cĩ sự thay đổi lớn so với nguyên liệu đầu vào và do đĩ ảnh hưởng đến các giá trị cảm quan của sản phẩm. Hàm lượng các chất tan: Những hợp chất tan như đường, protein…trong trái cây tác động lên các phân tử nước, đặc biệt là ở nồng độ cao. Chúng làm giảm hoạt tính của nước và làm tăng độ nhớt của trái cây từ đĩ làm giảm tốc độ vận chuyển nước làm chậm quá trình sấy. Đường tham gia các phản ứng Mailard, caramel tạo màu cho sản phẩm. Tuy nhiên, với sản phẩm chiên, hàm lượng đường cao sẽ làm cho sản phẩm bị sậm màu, xảy ra phản ứng hĩa học với lipid tạo mùi khét, vị đắng khơng tốt cho sản phẩm. Do đĩ, tùy phương pháp chế biến mà ta phải chọn các loại rau trái với hàm lượng đường hịa tan phù hợp. Bảng 1: Các loại trái cây dùng trong cơng nghệ sản xuất chip trái cây và thành phần hĩa học: Trái cây (100g ăn được) Nước (g) Protein (g) Lipid (g) Glucid (g) Cellulose (g) Tro (g) Chuối tiêu (banana) 74 1.5 0.2 22.2 0.8 0.9 Mít (jackfruit) 85.4 0.6 11.4 1.2 1.4 Táo tây (apple) 86.5 0.5 11.2 0.6 0.5 Táo ta (Chinese date) 89.5 0.8 8.5 0.7 0.5 Dâu tây (strawberry) 84 1.8 0.4 7.7 4.0 0.8 Hồng (persimmon) 90.0 0.7 6.2 2.5 0.6 Dứa (pineapple) 90.5 0.8 6.5 0.8 0.4 Đào (peach) 90.4 1.0 0.2 6.3 1.5 0.6 Nguyên liệu phụ Dầu (đối với sản phẩm chip theo phương pháp chiên): Để sản xuất chip từ nguyên liệu trái cây thì dầu chiên được sử dụng là dầu thực vật. Bảng 2: Chỉ tiêu chất lượng dầu chiên STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1 Chỉ số Acid (ml NaOH N/gr mẫu) 0,2 - 0,3 2 Chỉ số Peroxit ( ml Na2S2O3 0,002 N/gr) 0,6 – 1,25 3 % ẩm và chất lượng bay hơi 0,1 4 Phản ứng Kreiss Khơng cĩ 5 Màu sắc, bề mặt Màu sắc sáng, trong 6 Mùi vị Thơm, đặc trưng, khơng ơi chua 7 Chỉ tiêu vi sinh Theo quy định của bộ y tế 8 Tạp chất Cát bụi: Khơng cĩ Hàm lượng các kim loại (Fe, Cu, Ni…) < 3 mg/Kg. Chất tạo ngọt: Với phương pháp sấy, việc bổ sung một lượng đường hịa tan (water-soluble sugar) vào nguyên liệu trước sấy sẽ tạo ra những lợi ích đáng kể về mặt cảm quan và dinh dưỡng cho sản phẩm chip trái cây. Với nồng độ đường hịa tan được chỉnh trong khoảng 6-25% (w/w) thì sản phẩm chip trái cây được cải thiện độ giịn và tạo cảm giác ngon miệng khi nhai ( Koshida et al 1982). Đường hịa tan ở đây cĩ thể là: Monosaccharides: glucose, arabinose, xylose, galactose, fructose Disaccharides: sucrose, lactose, maltose, cellobiose Trisaccharides: stachyose Polisacharides: dextrin, sugar alcohols (sorbitol, mannitol…) Các thành phần khác: Sulfide, chất chống oxi hĩa, chất ổn định…phải tuân thủ các quy định vệ sinh, an tồn thực phẩm. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CHIP TRÁI CÂY Yêu cầu Các phương pháp được lựa chọn để sản xuất chip trái cây phải đáp ứng các yêu cầu sau: Tạo ra sản phẩm chip trái cây cĩ màu sắc tự nhiên Giữ hương vị đặc trưng cho sản phẩm Cấu trúc giịn, đồng đều, hình dáng đẹp mắt Ít tổn thất chất dinh dưỡng Thời gian bảo quản lâu Chi phí sản xuất hợp lý Các phương pháp và ưu nhược điểm Để sản xuất chip trái cây, ta cĩ thể đi từ quá trình sấy hoặc quá trình chiên. Tuy nhiên để tạo ra sản phẩm chip trái cây đạt được những yêu cầu như đã nêu thì chúng ta phải thực hiện quá trình chiên hoặc sấy trong những điều kiện thích hợp. Ở đây chúng tơi đưa ra hai phương pháp được xem là phù hợp nhất, đĩ là: sấy thăng hoa, và chiên chân khơng. So với phương pháp sấy, chiên thơng thường thì sấy thăng hoa và chiên chân khơng cĩ ưu điểm hơn hẳn trong việc cải thiện chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên mỗi phương pháp vẫn cịn cĩ những hạn chế nhất định. Chip trái cây là sản phẩm mà hàm ẩm trong chip phải thấp. Một số phương pháp sấy chip trái cây cũng được đề nghị áp dụn cho sấy rau để làm thức ăn sẵn. Hầu hết điều then chốt của các phương pháp sấy chip trái cây được phát triển là để cung cấp các sản phẩm chip trái cây như là thức ăn ăn liền khi cho nước nĩng vào nĩ. Vì vậy, khác với snack, chip trái cây sấy thu được khơng đáp ứng được nhu cầu ăn liền như snack trái cây và đặc biệt nhiều chip trái cây sấy khơng tạo cảm giác dính ở răng như snack trái cây. Chip trái cây sấy thăng hoa được sấy trong thời gian cho tới khi đạt độ ẩm tới các giá trị xác định trước và chip trái cây sấy trong thời gian ngắn dưới điều kiện sấy chân khơng vẫn giảm hàm lượng ẩm tới 1 mức thích hợp đạt yêu cầu của sản phẩm. Chip trái cây sấy được sản xuất theo cơng nghệ Nhật. Trái cây đầu tiên được gọt bỏ vỏ và bỏ hạt/lõi. Sau đĩ cắt và tỉa thành các miếng chip cĩ hình dạng và kích thước phù hợp. Các chip trái cây được ngâm trong các dung dịch syrup khác nhau hoặc khơng ngâm tẩm syrup và sau đĩ được đưa ra điều kiện sấy thích hợp. Các kĩ thuật sấy bao gồm phương pháp chiên dầu, phương pháp sấy thăng hoa và phương pháp sấy chân khơng. Sấy thăng hoa cĩ 1 bất lợi là việc sấy yêu cầu 1 chuỗi thời gian khá dài và do đĩ, giá thành sản phẩm sẽ mắc hơn so với sản phẩm chip trái cây sản xuất từ phương pháp khác. Và các sản phẩm chip trái cây thu được bởi phương pháp sấy thăng hoa thì cĩ thể tái tạo hình dáng (reconstitued) lại với nước nĩng vì các chip trái cây cĩ 1 cấu trúc xốp, nhưng đĩ cũng là 1 nhược điểm vì cấu trúc xốp làm cho sản phẩm khi ăn sẽ cảm thấy dai chứ khơng cĩ cảm giác như ăn snack trái cây.  Sấy chân khơng cĩ nhược điểm là các chip trái cây sấy thu được giảm trọng lượng nhiều hơn, làm sản phẩm bị teo tĩp bề mặt, sản phẩm cũng cĩ cấu trúc xốp như chip trái cây sấy thăng hoa và chúng cũng cứng hơn snack trái cây, khơng tạo cảm giác thoải mái khi chạm vào răng. Bảng 3: Sự khác nhau giữa phương pháp sấy thơng thường và sấy thăng hoa Sấy thơng thường Sấy thăng hoa - Khoảng nhiệt độ sấy từ 37oC ¸ 93 oC. - Áp suất khí quyển. - Sự bốc hơi diễn ra trên bề mặt thực phẩm (từ lỏng thành hơi) . - Cĩ sự mất mát các cấu tử hịa tan. - Gây phá hủy cấu trúc và làm giảm khối lượng. - Chậm, sự hydrate hĩa diễn ra khơng hồn tồn. - Sản phẩm sấy cứng hoặc xốp sẽ cĩ tỷ trọng cao hơn nguyên liệu sấy ban đầu. - Mùi và vị khơng bình thường. - Màu thường sậm hơn. - Giảm giá trị dinh dưỡng. - Giá thành sản phẩm thường thấp - Nhiệt độ sấy dưới điểm đơng đặc. - Áp suất chân khơng ( 27 ¸ 133 Pa). - Sự thăng hoa nước từ băng (từ nước đá thành hơi). - Hạn chế tối thiểu sự mất mát các cấu tử hịa tan. - Giảm tối thiểu sự phá hủy cấu trúc và sự mất trọng lượng. - Nhanh, sự hydrate hĩa hồn tồn. - Sản phẩm được sấy cĩ tính xốp và cĩ tỉ trọng thấp hơn nguyên liệu ban đầu. - Mùi và vị bình thường. - Màu sắc giữ được tự nhiên. - Chất dinh dưỡng được giữ lại phần lớn. - Giá thành sản phẩm thường cao, cao hơn gần 4 lần sản phẩm sấy thơng thường. Bảng 4: So sánh phương pháp chiên thường và chiên chân khơng Chiên thường Chiên chân khơng Nhiệt độ chiên 160 -190oC Áp suất khí quyển Dầu chiên cĩ thể bị biến đổi tạo hợp chất khơng cĩ lợi cho sức khỏe Lượng dầu bám trên sản phẩm lớn Màu sắc sậm, cĩ thể cháy khét Mất mát dinh dưỡng lớn Kém an tồn Thời gian bảo quản ngắn hơn Nhiệt độ chiên 90 -120oC Áp suất chân khơng Giảm mất mát giá tri dinh dưỡng của dầu Lượng dầu bám trên sản phẩm thấp Màu sắc được giữ tự nhiên Hạn chế mất mát vitamin và khống chất An tồn do chứa ít hoặc khơng cĩ acrylamide Bảo quản được lâu hơn. IV. SẢN XUẤT CHIP TRÁI CÂY BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIÊN CHÂN KHƠNG Quy trình cơng nghệ Xử lý sơ bộ Lựa chọn Chần Cấp đơng Ly tâm Chiên chân khơng Đĩng gĩi Trái cây Chip trái cây Bao bì Dầu Dầu chiên Làm nguội 2. Giải thích quy trình 2.1. Lựa chọn, phân loại a. Mục đích cơng nghệ: Phân loại, loại trừ những quả khơng đủ quy cách, sâu bệnh, men mốc, thối hỏng. Phân chia nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dạng, màu sắc, độ chín. b. Phương pháp thực hiện: Nguyên liệu được đưa qua băng chuyền và cơng nhân sẽ tiến hành kiểm tra, lựa chọn ra trái thối, sâu, trái bị cơn trùng phá hoại, loại bỏ những vật lạ như lá, rác và các vật khác … Cĩ thể thực hiện rửa sơ bộ trước khi phân loại đối với những trái quá bẩn. Những quả khơng đủ độ chín cĩ thể lưu lại cho đến khi đạt độ chín mới sử dụng. Cịn những quả chín quá cũng cĩ thể được sử dụng nếu chưa cĩ biểu hiện hư hỏng. c. Thiết bị: Thực hiện phân loại thủ cơng trên băng tải con lăn. Nguyên tắc thực hiện của thiết bị: Thiết bị gồm hệ thống con lăn hình trịn gắn liền với hệ thống dây xích chuyển động. Băng tải chuyển động mang theo nguyên liệu, cơng nhân đứng dọc theo băng tải và lựa chọn theo kinh nghiệm và các chỉ tiêu đã đặt ra. Băng tải con lăn cĩ khả năng lật mọi phía của quả nhờ đĩ cĩ thể dễ dàng phát hiện những vết hư. Băng tải cĩ vận tốc 0.12 ÷ 0.15 m/s, nếu vận tốc lớn hơn thì sẽ nhặt sĩt. Chiều rộng băng tải khơng quá lớn, nếu bố trí làm việc hai bên thì rộng 60 ÷ 80 cm là vừa. Nguyên liệu phải dàn mỏng đều trên băng tải thì việc chọn lựa mới khơng bỏ sĩt. Hình 1 : Cơ giới hố phân loại quả theo kích thước bằng các kiểu băng tải 2.2 Rửa a. Mục đích : Nhằm loại trừ tạp chất cơ học như đất, cát, bụi và làm giảm lượng vi sinh vật ở ngồi vỏ nguyên liệu. Rửa cịn nhằm mục đích tẩy sạch một số chất hố học gây độc hại được dùng trong kỹ thuật nơng nghiệp như phân bĩn, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật … b.Thiết bị: Nguyên liệu được di chuyển trên băng chuyền với tốc độ thích hợp. Nước từ các vịi phun từ trên xuống để rửa đồng thời băng chuyền cĩ độ rung thích hợp để nguyên liệu cĩ thể xoay và được rửa sạch hơn. Hình 2: Thiết bị rửa 2.3. Xắt lát a. Mục đích: Cắt nguyên liệu thành những lát nhỏ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiên và giúp cho sản phẩm cĩ cấu trúc đặc trưng. b. Thơng số kỹ thuật: Cắt trái cây thành từng lát cĩ độ dày thích hợp. 2.4. Chần a.Mục đích : Tiêu diệt vi sinh vật. Tiêu diệt hệ enzym polyphenoloxidase cĩ thể gây biến màu nguyên liệu. Giữ được màu sắc rau quả. Hịa tan một phần tannin gây chát, loại trừ các chất cĩ mùi vị khơng thích hợp. Đuổi bớt chất khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxy gây ra oxy hĩa vitamin hay xúc tác cho các phản ứng oxy hĩa khác. b.Phương pháp: Nguyên liệu được nhúng vào dung hơi nước trong khoảng thời gian nhất định để đạt được một số biến đổi mong muốn. c. Các biến đổi Vật lý: - Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi. - Giảm cấu trúc cứng giịn, tạo mùi nấu, mất chất khơ. - Chần làm sáng màu bằng cách đuổi khơng khí và bụi bám trên bề mặt vì vậy làm thay đổi bước sĩng của ánh sáng phản xạ. Hĩa học: - Làm cho quả cĩ màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu. - Làm bay hơi một số chất hương. - Khống, vitamin tan trong nước và một số hợp chất tan trong nước khác dễ mất mát khi chần. Tổn thất khoảng 40% khống và vitamin (đặc biệt là vitamin C và B1), phần lớn vitamin mất mát do nước chần, nhiệt độ chần và phần nhỏ do quá trình oxy hĩa. - Đường, protein và acid amin tổn thất khoảng 35%. - Loại trừ các chất cĩ mùi vị khơng thích hợp. - Dưới tác dụng của nhiệt độ và nước chần, protopectin thủy phân thành pectin hịa tan làm mềm cấu trúc của nguyên liệu. Hĩa lý: - Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thốt ra dễ dàng. - Trích ly một số chất hịa tan vào nước. Hĩa sinh : - Các enzyme peroxydase, polyphenoloxydase bị vơ hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ, tránh sự oxy hĩa các hợp chất hĩa học làm đen sản phẩm. - Đình chỉ các quá trình sinh hĩa của tế bào Sinh học: - Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. d. Các yếu tố ảnh hưởng: - Loại và độ chín của từng loại trái cây: trái cây chín quá thì chất lượng chần sẽ khơng tốt, do sẽ bị bở và mềm nhũn ra - Phương pháp sơ chế nguyên liệu (cắt, gọt...): nếu làm nguyên liệu bị dập trước khi chần thì chất lượng chần sẽ khơng tốt - Tỉ lệ S/V của nguyên liệu: S/V càng lớn thì thời gian chần càng rút ngắn - Phương pháp chần - Dung dịch chần: quá trình chần làm tăng thể tích các mao quản nên dịch bào dễ dàng thốt ra ngồi dẫn đến mất mát chất dinh dưỡng. Vì vậy, để giảm bớt tổn thất chất hịa tan trong mít người ta dùng nước đường cĩ nồng độ xấp xỉ nồng độ chất khơ để chần. Tuy nhiên, nếu nồng độ đường cao thì quả dễ bị teo lại khi chần do mất nước. - Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần, diện tích tiếp xúc càng lớn thì tổn thất chất tan càng nhiều. - Thời gian và nhiệt độ chần ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi màu sắc và độ tổn hao vitamin (ít tổn thất vitamin hơn khi chần ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn). - Phương pháp làm nguội, làm nguội nhanh giảm những biến đổi khơng mong muốn cho nguyên liệu sau chần. - Tỉ lệ nước chần/nguyên liệu (trong giai đoạn chần và làm nguội). Thiết bị: Thiết bị chần hơi nước: Thiết bị chần sản phẩm dạng rời IQB (Individual Quickly Blanching) Hình 3: Mơ hình thiết bị chần bằng hơi nước - Cấu tạo thiết bị gồm một gầu tải cĩ vỏ bọc tránh mất mát hơi đưa nguyên liệu vào vùng gia nhiệt sơ bộ. Sau đĩ nguyên liệu được chuyển sang băng tải để chần với hơi nước. Trước khi vào vùng làm nguội, nguyên liệu được giữ nhiệt trên một băng tải khác. Vùng làm nguội cĩ vịi phun sương để bão hịa ẩm cho khơng khí lạnh tránh sự bay hơi ẩm của nguyên liệu và giảm hiện tượng chảy dịch bào - Trong thiết bị chần truyền thống, các lớp nguyên liệu khơng được gia nhiệt đồng bộ. Do đĩ nhiệt độ và thời gian để đảm bảo ức chế enzyme và vi sinh vật của lớp nguyên liệu bên trong sẽ dẫn đến sự quá nhiệt của các lớp bên ngồi làm biến đổi sâu sắc mít. - Thiết bị chần IQB cĩ thể khắc phục nhược điểm nĩi trên. Nguyên liệu được gia nhiệt nhanh theo từng lớp mỏng để đạt được nhiệt độ cĩ thể ức chế enzyme, sau đĩ chuyển sang vùng giữ nhiệt để đảm bảo đúng thời gian chần mong muốn. - Thời gian chần trong thiết bị này nhanh hơn nhờ đĩ tăng hiệu quả sử dụng năng lượng. 2.5. Chiên chân khơng a. Định nghĩa: Chiên chân khơng là quá trình chiên dưới mức áp suất khí quyển, do đĩ, nhiệt độ sơi của nước và của dầu giảm dẫn đến nhiệt độ chiên thấp hơn (Garayo & Moreira, 2002). b. Ưu điểm : Hiện tại, chiên chân khơng được xem là cĩ những ưu điểm như: giảm lượng dầu trong sản phẩm chiên, giữ được màu sắc và hương vị tự nhiên, giảm những tác động bất lợi lên chất lượng dầu (Garayo & Moreira, 2002; Shyu, Hau, & Hwang, 2005). Granda, Moreira, and Tichy (2004) kết luận rằng chiên chân khơng cĩ thể cũng làm giảm lượng acrylamide (một hợp chất gây ung thư ở động vật) chứa trong chip khoai tây. Tĩm lại, mọi lợi ích bắt nguồn từ nhiệt độ chiên thấp và giảm được sự tiếp xúc với oxy. Trong chiên chân khơng lượng dầu được hấp phụ ít do sự khác nhau giữa áp suất bên trong sản phẩm và áp suất của chảo chiên chân khơng giúp loại bỏ lượng dầu bám ở bề mặt sản phẩm ở giai đoạn cuối quá trình chiên Chiên ở nhiệt độ thấp giúp duy trì được màu sắc tự nhiên của sản phẩm, đồng thời hạn chế mất mát vitamin và khống chất cĩ lợi. Ở chiên áp suất khí quyển, sản phẩm được chiên ở 160 -1900C, nước bên trong sản phẩm bay hơi ở xấp xỉ 1000C phụ thuộc vào sự cĩ mặt những chất hịa tan. Nĩi cách khác, ở điều kiện chân khơng, điểm sơi của nước được giảm xuống từ 35 - 400C, vì vậy nhiệt độ chiên từ 90 – 1000 C . Shuy and Hwang ( 2001 ) đã tìm ra điều kiện tối thích của chip táo : áp suất 3.115kPa , nhiệt độ 100 – 1100C, thời gian 20 -25 s. c. Mục đích cơng nghệ: − Chế biến: Làm thay đổi thành phần hĩa học, cấu trúc vật lý của sản phẩm như: chắc, dịn, vị đặc biệt, mùi thơm hấp dẫn, màu đặc trưng … Chiên là một biện pháp chế biến nhằm tạo ra sản phẩm mới cĩ chất lượng đặc trưng Làm tăng độ calo của thực phẩm. Khi chiên, nước trong nguyên liệu sẽ thốt ra ngồi khoảng 30 – 50%, do đĩ hàm lượng chất khơ tăng lên. Ngồi ra trong quá trình đĩ, nguyên liệu hấp thụ dầu mỡ nên sản phẩm cĩ hàm lượng chất béo cao: dầu thấm vào 10 – 13% so với thành phẩm. Vì vậy, sản phẩm cĩ hàm lượng chất dinh dưỡng cao. Làm tăng giá trị cảm quan với những đặc tính của sản phẩm chiên như: độ giịn, chắc, và tạo mùi và thơm hấp dẫn, màu đặc trưng ... -Bảo quản: +Do quá trình chiên tiến hành ở nhiệt độ cao nên hầu hết các loại vi sinh vật tiêu diệt đều bị tiêu diệt, enzyme bị vơ hoạt. +Mặt khác vì mất nước hàm lượng chất khơ tăng cộng vào lượng dầu mỡ thấm vào sản phẩm làm cho các vi sinh vật mới xâm nhập vào thực phẩm sau khi chiên thì khơng thể phát triển được. Vì vậy các sản phẩm này bao giờ cũng bảo quản được lâu hơn so với sản phẩm cùng loại nhưng khơng qua quá trình chiên. d. Các biến đổi trong quá trình chiên: Đối với sản phẩm: thay đổi trạng thái cấu trúc và thể tích do sự mất nước và hút dầu được thể hiện qua các giai đoạn: Giai đoạn đầu (khi cho nguyên liệu vào dầu chiên): nhiệt độ của sản phẩm thấp hơn nhiều so với nhiệt độ dầu chiên, trong sản phẩm cĩ sự tăng nhiệt độ hướng tới cân băng nhiệt độ với nhiệt độ đầu. Ở giai đoạn này trạng thái và hình dạng của sản phẩm chưa cĩ sự thay đổi lớn lắm. Nước bốc hơi làm độ ẩm trên bề mặt giảm nhanh và tạo những bong bĩng khí trên bề mặt để các miếng sản phẩm khơng dính lại với nhau. Sự bốc hơi nhanh của ẩm trên bề mặt sản phẩm cũng hạn chế sự xâm nhập của dầu vào sản phẩm. Giai đoạn 2: bề mặt tiếp tục bị mất nước và phồng lên, dầu xâm nhập vào bên trong sản phẩm làm cho ẩm bên trong bay hơi dẫn đến cấu trúc sản phẩm thay đổi. Giai đoạn 3: hình thành bề mặt cứng: bề mặt tiếp tục bị mất nước và tạo vỏ cứng, nhiệt độ chiên càng cao thì bề mặt cứng càng mỏng và màu sáng hơn. Giai đoạn 4: giai đoạn nấu chín: cĩ sự truyền nhiệt vào bên trong sản phẩm và giúp nấu chín sản phẩm. Giai đoạn 5: hồn tất quá trình chiên: nhiệt độ bề mặt sản phẩm gần bằng nhiệt độ dầu chiên. Độ ẩm thấp và nhiệt độ cao xúc tác phản ứng tạo màu mùi của các chất trong sản phẩm, nhằm tạo lớp vỏ cứng và sậm màu. Hàm lượng dầu trong sản phẩm tăng dần nhưng hầu hết tập trung trên bề mặt sản phẩm. Giai đoạn 6: hấp thụ dầu: sau quá trình chiên sẽ cĩ sự hấp thụ dầu vào cấu trúc xốp của sản phẩm hay vào những khoảng trống được tạo ra trong sản phẩm do hơi nước ngưng tụ bên trong sản phẩm. e.Các biến đổi hĩa học diễn ra sau quá trình chiên cho sản phẩm và cả dầu chiên: Các protid bị biến đổi mạnh mẽ. Hiện tượng đầu tiên đĩ là sự đơng tụ protein. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và thời gian kéo dài các protein tiếp tục bị phân hủy sâu sắc tạo thành các sản phẩm cuối như amoniac, sulphuahydro… những chất này ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm chiên. Quá trình cũng tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng melanoidin từ acid amin và đường khử. Đây cũng là nguyên nhân làm biến đổi màu sản phẩm và tạo mùi thơm cho sản phẩm. Quá trình thủy phân: Quá trình xảy ra nhanh trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao với sự cĩ mặt của hơi nước. Trong điều kiện thực tế quá trình chỉ xảy ra ở điều kiện áp suất bình thường nên tốc độ phản ứng cĩ chậm hơn. Phản ứng thủy phân tạo thành diglyceride, monoglyceride, glycerin và các acid béo. Glycerin tạo thành tiếp tục bị thủy phân thành acrolein và nước. Chất acrolein là chất độc sơi ở nhiệt độ thấp nên dễ bay hơi cho mùi khĩ chịu và làm chảy nước mắt. Quá trình oxy hĩa: Là quá trình xảy ra dưới sự cĩ mặt của oxy khơng khí (oxy hĩa hĩa học). Nhiệt độ càng cao quá trình xảy ra càng nhanh. Các sản phẩm được tạo thành do quá trình oxy hĩa sẽ làm giảm chất lượng của dầu và của sản phẩm, làm giảm khả năng bảo quản chúng. Quá trình oxy hĩa gồm : quá trình tự oxy hĩa, oxy hĩa nhiệt và quá trình trùng hợp nhiệt. Quá trình tự oxy hĩa: Là quá trình xảy ra ở dầu mỡ ngay cả nhiệt độ bình thường, khi cĩ mặt oxy của khơng khí. Tốc độ của phản ứng ngày càng tăng lên do hiện tượng tự xúc tác của quá trình. Phản ứng tự oxy hĩa xảy ra đối với các loại dầu cĩ chỉ số acid đáng kể. Trong dầu mà hàm lượng acid ít (dầu mới) phản ứng tự oxy hĩa khĩ xảy ra hơn, bởi thế chúng dễ bảo quản hơn. Thành phần và cấu trúc phân tử của dầu ảnh hưởng nhiều tới tốc độ phản ứng tự oxy hĩa: phân tử của dầu càng nhiều nối đơi thì khả năng tự oxy hĩa càng lớn và ngược lại. Phản ứng này được xúc tác bởi một số kim loại như Fe, muối của của kim loại cĩ hĩa trị khơng ổn định. Sản phẩm cuối cùng hoặc trung gian tạo thành từ phản ứng tự oxy hĩa gồm acohol, các hợp chất eposit. Các aldehyd, keton, acid, este và nhiều hợp chất khác gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng của sản phẩm và dầu. Tự oxy hĩa là quá trình dễ xảy ra nên dầu mỡ chĩng hỏng, khĩ bảo quản. Quá trình oxy hĩa nhiệt: Là quá trình xảy ra ở nhiệt độ cao với sự tham gia của khơng khí. Do phản ứng xảy ở nhiệt độ cao nên tốc độ của phản ứng là rất lớn. Quá trình oxy hĩa luơn xảy ra khi chiên vì nhiệt độ chiên rất thích hợp cho phản ứng. Kết quả của phản ứng oxy hĩa nhiệt là chỉ số iode của dầu giảm do độ khơng no giảm, chỉ số acid tăng do một số acid được giải phĩng ra khỏi phân tử glyceride. Một số phức hợp dễ bay hơi được tạo thành đồng thời với sự tạo thành phần lớn các polyme khơng bay hơi. Các phức hợp này tham gia vào sự hình thành vị hoặc làm thay đổi giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Quá trình trùng hợp nhiệt: Xảy ra trong dầu mỡ khi đun nĩng ở nhiệt độ cao trong mơi trường khơng cĩ khơng khí. Trong điều kiện khơng cĩ khơng khí và nhiệt độ cao, các glyceride trùng hợp với nhau tạo thành các polyme. Mặc dù trong thực tế sản xuất, điều kiện để xảy ra quá trình trùng hợp nhiệt ít hơn (vì luơn luơn cĩ khơng khí trong các quá trình chiên) nhưng trong quá trình chiên vẫn cĩ polyme. Điều ấy chứng tỏ song song với quá trình oxy hĩa, quá trình trùng hợp xảy ra trong một điều kiện nào đĩ. Sự tạo thành polyme đã làm giảm chỉ số iode của dầu, khơng làm cho vị giảm đi, trái lại cịn làm tốt lên và bền oxy hĩa hơn. Hệ thống enzyme trong thực phẩm cĩ thể bị giảm hoặc mất hoạt tính nhanh chĩng. Biến đổi giá trị cảm quan: Trong thời gian chiên và sau khi chiên, màu sắc của dầu trở nên tối, trạng thái sánh đặc hơn, mùi vị giảm hẳn, giá trị dinh dưỡng giảm đi đáng kể, xuất hiện một số hợp chất độc hại. Trong quá trình chiên do các phân tử cĩ chứa đường, tinh bột, cellulose từ sản phẩm bám vào thành thiết bị truyền nhiệt tiếp xúc với nhiệt độ cao, bị cháy tạo thành mùi khét và màu sẫm trong dầu. Quá trình chiên khác các quá trình xử lý nhiệt khác ở các điểm đáng lưu ý sau: Quá trình hồn thành trong thời gian ngắn, thường ngắn hơn 5 phút, vì cĩ sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa nguồn nhiệt và thực phẩm, và thường thì kích thước một đơn vị chiên nhỏ, trong một số trường hợp nhỏ hơn 2g. Chất béo dùng để chiên là một thành phần quan trọng của sản phẩm cuối cùng (10-40% khối lượng). Thực phẩm chiên thường cĩ vỏ giịn hơn các loại thực phẩm khác, và đĩ là mặt thu hút người tiêu dùng. Phương tiện truyền nhiệt (dầu nĩng) phụ thuộc vào sự biến đổi của các thành phần và tính chất đặc trưng trong suốt tuổi thọ chế biến của nĩ. g. Các yếu tố ảnh hưởng: Nguyên liệu dùng để chiên: Ta cần quan tâm đến thành phần hố học (hàm lượng đường khử, độ ẩm,…), tính chất nguyên liệu, hình dạng, kích thước … Hình dạng, kích thước ảnh hưởng đến diện tích tiếp xúc của nguyên liệu với dầu từ đĩ liên quan đến hiệu suất truyền nhiệt trong quá trình chiên, thời gian chiên, lượng dầu thấm vào bên trong sản phẩm… Nếu nguyên liệu cĩ độ ẩm cao sẽ ảnh hưởng đến phản ứng thủy phân dầu. Sự hình thành màu cho sản phẩm phụ thuộc vào phản ứng giữa đường khử và acid amine, phản ứng caramel hĩa. Các quá trình cơ học như cắt gọt nguyên liệu thường làm vỡ thành tế bào làm giải phĩng dịch bào cĩ chứa đường, acid amine, ... và các chúng sẽ ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm sau quá trình chiên. Những thành phần khác như là acid ascorbic, các acid amine cơ bản và đặc biệt là hệ enzyme cũng cĩ thể ảnh hưởng đến màu sắc. Dầu chiên : -Mỗi loại dầu sẽ cho hương vị và cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. -Dầu chiên được sử dụng phải cĩ chất lượng tốt và đạt các chỉ tiêu cơ bản như độ trong, chỉ số I2 , chỉ số acid, … và sau một thời gian sử dụng ta phải thay mới dầu. Các thơng số kỹ thuật trong quá trình chiên: − Nhiệt độ: +Nhiệt độ dùng để chiên được xác định tuỳ theo yêu cầu của sản phẩm, quyết định đến tốc độ và hiệu quả của quá trình chiên. +Nếu chiên ở nhiệt độ thấp hơn: sản phẩm mềm, thời gian kéo dài. +Chiên ở nhiệt độ cao thì sẽ làm cho thời gian ngắn đi, hàm lượng dầu hấp thu vào sản phẩm giảm. Tuy nhiên, nhiệt độ cao dầu dễ bị hỏng, mà sau đĩ làm thay đổi tính nhớt, mùi thơm, màu sắc của dầu, đẩy mạnh sự tạo bọt thậm chí làm khét sản phẩm, tạo ra các tiền chất gây ung thư như acrylamid,… − Thời gian chiên: nếu kéo dài thì sự hư hỏng của dầu càng tăng. h. Thiết bị: Hình 4: Thiết bị chiên chân khơng Cấu tạo và thơng số: - Một thùng chiên với thể tích 24l ,đường kính trong của thùng là 28 cm, độ dày của thành là 0.8 cm, được làm từ nhơm cĩ thể chống lại áp suất trong là 2 atm. Nhiệt độ tối đa mà bộ phận gia nhiệt phát ra là 1450C ứng với thể tích dầu là 6.5 lít - Một bơm chân khơng dùng để tạo mơi trường chân khơng cho thùng chiên, nĩ cĩ thể đạt đến áp suất 10 Torr ( 1.333 kPa ). Hệ thống chiên chân khơng được minh họa ở hình trên - Một bình ngưng tụ chứa CO2 đậm đặc dùng để ngưng tụ hơi nước bốc hơi từ sản phẩm, nhằm tránh hơi nước đi vào bơm chân khơng, lẫn vào dầu gây hư hỏng bơm do va đập thủy lực. Bình ngưng tụ chứa hỗn hợp CO2 đậm đặc và ethanol . Mơ tả thí nghiệm hệ thống chiên chân khơng: Quá trình chiên chân khơng được minh họa theo hình bên trên. - Thùng chân khơng được cho họat động 1 giờ trước khi chiên với thể tích dầu là 7.5 lít - Trái cây với kích thước phù hợp được cho vào túi chiên, áp suất lúc này < 10 torr = 1.33 kPa, đĩng nắp thùng lại, và sau đĩ hạ áp suất của thùng chân khơng. - Khi áp suất trong thùng đạt chân khơng, nhận chìm túi chứa nguyên liệu vào dầu nĩng. Khi chiên xong, túi được nâng lên, thùng được điều chỉnh về áp suất khí quyển. Thơng số cơng nghệ : Chiên xồi: Ẩm đầu 77.67% ± 0.43% Ẩm cuối 1.48 ± 0.08% Nhiệt độ: 120oC ± 1 Thời gian: 180 giây Áp suất < 1.33kPa (Paulo F. Da Silva, Rosana G. Moreira) 2.6. Quá trình khử dầu a. Tầm quan trọng: -Khử dầu là một bước cần thiết trong chiên chân khơng chip trái cây. Bởi vì tốc độ truyền nhiệt và truyền khối cao hơn chiên ở áp suất thường và do quá trình điều áp làm áp lực tăng lên nhanh chĩng từ đĩ làm tăng hàm lượng dầu hấp phụ trên bề mặt sản phẩm . Lượng dầu này cần thiết phải tách ra khỏi sản phẩm sau quá trình chiên . -Các nghiên cứu đã cho thấy rằng cĩ thể tách đến 90 % lượng dầu bề mặt b. Mục đích: - Hồn thiện sản phẩm: tách bớt dầu trong sản phẩm sau khi chiên để sản phẩm cĩ hàm lượng béo thích hợp. - Bảo quản: giảm hàm lượng béo tránh những hư hỏng cho sản phẩm do sự biến đổi của dầu trong thời gian bảo quản. c. Tiến hành: Hình 5: Thiết bị chiên chân khơng với cơ cấu khử dầu - Một hệ thống li tâm bao gồm một motor được gắn với rổ chiên thơng qua một trục nối. - Trước khi điều áp trong thiết bị chiên, motor hoạt động với tốc độ 770 rpm, thời gian là 40 giây.Việc khử dầu diễn ra trước quá trình điều áp sẽ cĩ hiệu quả hơn, lúc đĩ chênh lệch về áp suất va nhiệt độ ở điều kiện bên ngồi và bên trong sản phẩm lớn nên dầu dễ dàng tách ra khỏi bề mặt sản phẩm . d. Tính chất sản phẩm sau quá trình khử dầu: Màu sắc, kết cấu, độ ẩm, đường kính co khơng bị ảnh hưởng bởi sự khử dầu. Tuy nhiên, độ xốp bị ảnh hưởng nhiều bởi quá trình khử dầu. Cụ thể, hàm lượng dầu trong sản phẩm cao sẽ làm cho độ xốp thấp . Ảnh hưởng của nhiệt độ dầu Nhiệt độ chiên cao sẽ làm sản phẩm tối màu hơn . Nhiệt độ thấp giúp mẫu khĩ bị phá vỡ hơn . Nhiêt độ cao, hàm lượng dầu trong sản phẩm cuối cùng sẽ thấp hơn, độ xốp cao hơn Nhiệt độ cao, sản phẩm bị co lại nhiều hơn, mất mát ẩm nhiều hơn 2.7. Làm nguội a. Mục đích: Hạ nhiệt độ sản phẩm nhằm ổn định độ giịn cho sản phẩm. b. Thiết bị: Sản phẩm sau khi chiên sẽ được cho chạy trên băng tải và được thổi nguội bằng khơng khí đã tách ẩm. Ta khơng thể đem sản phẩm cịn nĩng mà đem gĩi ngay như vậy sẽ làm ỉu sản phẩm. Cũng khơng thể để sản phẩm lâu ngồi khơng khí, như vậy sẽ làm cho dầu bị oxi hố đồng thời mất độ giịn của sản phẩm. 2.8. Đĩng gĩi a.Mục đích: Hồn thiện và bảo quản sản phẩm. b.Bao bì: Để đảm bảo chức năng bảo quản sản phẩm, vật liệu làm bao bì được chọn là plastic và phải cĩ một lớp nhơm để chắn ánh sáng và thất thốt hương. Các loại plastic thường dùng là: polyethylene (PE); polypropylene (PP); oriented polypropylen (OPP); polyvinylidene chloride…Đặc điểm nổi bật của bao bì plastic là nhẹ, ở dạng mỏng và cĩ thể ghép nhiều lớp để vừa chống thấm hơi khí, tránh thất thốt hương đồng thời dễ hàn mí và tăng tính thẩm mĩ. c. Cách thực hiện: Sản phẩm sau khi qua bộ phận định lượng được đổ vào phễu để đi vào một ống kim loại hở hai đầu. Vật liệu bao bì được định hình và hàn nhiệt tạo thành hình ống bao quanh ống kim loại. Sau đĩ thiết bị sẽ hàn nhiệt phần đáy, đổ sản phẩm vào cĩ thể kết hợp nạp thêm khí trơ và hàn nhiệt phần đỉnh. Do vật liệu bao bì chuyển động liên tục nên đồng thời với việc hàn kín phần đỉnh của bao bì thứ nhất thì phần đáy của bao bì thứ hai cũng được hàn kín. Hình 6: Nguyên tắc hoạt động của thiết bị bao gĩi (form – fill – seal: FFS) Hình 7: Hệ thống đĩng gĩi của hãng ISHIDA 3. Sản phẩm chip trái cây chiên chân khơng 3.1. Chỉ tiêu chất lượng 3.1.1. Chỉ tiêu hĩa lý STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1 Ẩm < 5% 2 Dầu 10 – 15% 3 Phụ gia Theo qui định bộ y tế 4 Chỉ số peroxide < 5 ml Na2S2O3 (N/500)/g 3.1.2. Chỉ tiêu cảm quan STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1 Hình dạng Kích thước đồng đều, khơng biến dạng, gãy vỡ 2 Màu sắc Tự nhiên 3 Cấu trúc Giịn, xốp, khơng bị ỉu hoặc chai cứng 4 Mùi vị Mùi vị thơm ngon đặc trưng (tuỳ theo loại sản phẩm), hài hồ, khơng mùi vị lạ. 3.1.3. Chỉ tiêu vi sinh STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức chất lượng 1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí Khuẩn lạc/ g mẫu < 5.103 2 E.coli Khuẩn lạc/ g mẫu Không được có 3 Nấm men Khuẩn lạc/ g mẫu Không được có 4 Nấm mốc Khuẩn lạc/ g mẫu Không được có Phương pháp đánh giá - Tổng số vi khuẩn hiếu khí: AOAC 2002 (996.23). - E.coli: TCVN 5155-190SDP 07/1-07 (1993). - Nấm men, nấm mốc: FAO FNP 14/4 (p.230)-1992 3.2. Phân loại 3.2.1. Theo hình dạng 3.2.2. Theo bao bì Dạng lon Dạng túi cĩ lớp nhơm Dạng hộp bên trong cĩ lớp nhơm hay túi nhơm 3.3. Bảo quản chip trái cây chiên chân khơng a. Chip giảm độ giịn, dai Nguyên nhân: bao bì khơng kín, ẩm tăng Khắc phục: chọn bao bì, điều kiện bao gĩi thích hợp b. Oxy hĩa chất béo Nguyên nhân: oxy xâm nhập Khắc phục: chọn bao bì thích hợp, bơm khí trơ hoặc hút chân khơng c. Gãy vỡ Nguyên nhân: va chạm Khắc phục: bơm khí trơ d. Mất màu, mất hương Nguyên nhân: bao bì khơng kín, ánh sáng chiếu trực tiếp Khắc phục: chọn bao bì cĩ độ chống thấm nước thấm khí tốt, các mí ghép phải kín, bao bì phải cĩ lớp nhơm cản sáng, chống thất thốt hương 4.Thành tựu cơng nghệ trong chiên chân khơng 4.1. Ngâm trái cây vào dung dịch fructose trước khi lạnh đơng Táo được rửa sạch, ngắt cuống và làm ráo rồi cắt miếng dày 2 mm trước khi ngâm trong dung dịch NaCl 3.5%. Những miếng táo (chứa 85% ẩm) được chần ở 98°C trong 1 phút, làm nguội, để ráo và ngâm trong dung dịch fructose 30% trong 15 phút sau đĩ lạnh đơng qua đêm ở -30°C (Shyi-Liang Shyua, Lucy Sun Hwang, 2000) Ba phương pháp tiền xử lý khác nhau cho những miếng táo trước khi chiên được nghiên cứu: (A) chần các miếng táo rồi chiên trực tiếp mà khơng cĩ bất kỳ xử lý nào, (B) chần rồi lạnh đơng qua đêm sau đĩ chiên, (C) chần, ngâm dung dịch fructose ở 50° C trong 15 phút rồi chiên. Những miếng táo được chiên chân khơng ở 1000C trong 20 phút sau khi được ngâm trong dung dịch fructose 30% ở 500C trong 15 phút và làm lạnh qua đêm ở -30°C. Tiến hành kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử bề mặt và chỗ cắt ngang của sản phẩm. Chip táo được chiên trực tiếp bị bạc màu và co bề mặt [Fig. 1 (IA)], thay đổi trạng thái xốp và kéo dài sự co ở chỗ cắt ngang [Fig. 1 (IIA)]. Sự bay hơi nhanh chĩng lượng nước trên bề mặt trong khi chiên cĩ thể gây ra hiện tượng co để ngăn nước từ trong miếng táo khuếch tán ra. Khi nhiệt độ dầu đạt tới nhiệt độ sơi của nước, ẩm tự do và/hoặc lỏng lẻo cịn lại trong chip đột ngột bốc hơi, để lại phía sau các lỗ hỗng lớn. Tốc độ truyền nhiệt giữa các tế bào trong miếng táo khác nhau do sự co bề mặt. Do đĩ, kích thước các lỗ hổng khơng bằng nhau. Khi những miếng táo được giữ lạnh trước khi chiên, chip sẽ cĩ nhưng lỗ hổng nhỏ li ti như bọt trong cấu trúc được biểu diễn trong Fig. 1 (IB) và (IIB). Điều này cĩ thể là do sự thay đổi nhiệt nhanh hơn trong các tế bào đĩng băng, và nước cĩ thể bay hơi nhanh chĩng từ tinh thể đá dưới điều kiện chân khơng (Eshtiaghi, Stute, & Knorr, 1994). Khi những miếng táo được ngâm trong dung dịch fructose và giữ ở trạng thái đĩng băng trước khi chiên, nhiều chỗ rỗ đồng đều được quan sát thấy trên bề mặt Fig. 1 (IC) và chỗ cắt ngang Fig. 1 (IIC). Dung dịch fructose cĩ thể giúp loại nước qua màng tế bào bằng sự chênh lệch áp suất thẩm thấu và theo đĩ làm giảm sự co bề mặt (Jayaraman, Dasgupta, & Baburao, 1990). Vì vậy, chip táo cĩ chất lượng tốt hơn cĩ thể thu được khi các miếng táo được ngâm trong dung dịch fructose, lạnh đơng và sau đĩ chiên. Hình 8: Qúa trình khử dầu trong quá trình chiên chân khơng Hình 9 : Sự quét kính hiển vi điện tử bề mặt (I) và chỗ cắt ngang (II) của chiên chân khơng (100°C, 20 phút) chip táo được chuẩn bị với sự tiền xử lý khác nhau: (A) khơng ngâm trong dung dịch fructose và khơng lạnh đơng, (B) lạnh đơng nhưng khơng ngâm với dung dịch fructose, (C) ngâm với dung dịch fructose và lạnh đơng 4.2. Ngâm trái cây vào dung dịch maltodextrin trước khi chiên Xồi Tommy Atkins (Mangifera indica) được gọt vỏ, cắt thành từng miếng dày 1.5 mm (Mitutoyo Thickness Gage, Japan) sử dụng máy cắt Mandolin (Matfer model 2000, France). Xồi được nhúng trong dung dịch maltodextrin 50% (Cargill Dry MD 01913, Cargill, Minneapolis, MN), dung dịch acid citric 0.15% 1 giờ trước khi chiên. Điều này làm cho sản phẩm cĩ màu sắc và kết cấu tốt hơn. Maltodextrin được sử dụng để làm tăng lượng chất khơ, cải thiện cấu trúc và acid citric để làm giảm sự bạc màu (Lombard, Oli-veira, Fito, & Andres, 2008). Bảng 5 và 6 cho thấy kết quả thu được, sau khi loại ẩm, những miếng xồi giảm 28% lượng nước và tăng 6.75% maltodextrin. Tuy nhiên ảnh hưởng của việc loại ẩm lên chất lượng sản phẩm cuối cần nghiên cứu thêm nữa. Bảng 5: Chất lượng sản phẩm xồi và đậu trước và sau quá trình loại ẩm Bảng 6: Lượng nước mất đi và lượng đường tăng lên sau khi loại ẩm V. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CHIP TRÁI CÂY SẤY THĂNG HOA 1. Giới thiệu Một qui trình sản xuất dâu tây cắt lát sấy thăng hoa bao gồm: lạnh đơng cục bộ ( partially freezing) dâu tây trong 1 khoảng thời gian và tại nhiệt độ cĩ hiệu lực làm lạnh đơng 25 – 45% nước tự do và làm vỡ cấu trúc tế bào của nĩ; xắt lát các quả dâu đã được làm lạnh đơng cục bộ; lạnh đơng tồn phần các lát dâu (completely freezing) và sau đĩ cùng lúc thăng hoa nước đá (sấy thăng hoa) tới 1 độ ẩm cuối cùng khoảng 3%. Qui trình sản xuất dâu xắt lát sấy thăng hoa này đặc biệt là sản phẩm cĩ khả năng hút ẩm trở lại ( rehydration) trong sữa hay các chất lỏng khác trong vịng 3 phút mà vẫn duy trì hương vị, cấu trúc mà khơng bị mất đi cấu tạo hình dáng. Rất khĩ cĩ thể sấy trái cây bằng các phương pháp sấy thơng thường vì khuynh hướng của một số loại trái cây nhất định sẽ bị mất câu trúc, hương vị và bề ngồi của chúng trong suốt quá trình sấy. Sấy thăng hoa cĩ đặc điểm là hàm lượng nước trong thực phẩm được loại bỏ bởi quá trình thăng hoa, dễ dàng dehydrat hĩa mà vẫn giữ được các tính chất trên. Các chip trái cây sấy thăng hoa thường hút nước khá nhanh trong nước nhưng lại khá chậm trong sữa. Tốc độ tái hydrat hĩa trong sữa chậm làm chip trái cây bị mấy cấu trúc giịn và trở nên mềm yểu. US Patent No 4 002 772 bởi Haas đề cập tới vấn đề là, cấu trúc tế bào của các nguyên liệu thực phẩm như trái cây, cĩ cấu tạo khá mềm nhũng khi chúng được lạnh đơng trong khi dưới áp lực khí lớn hơn 50 psi. Áp lực xử lí lạnh đơng này trả lại tính chất cĩ thể thấm hút và xốp, kết quả là trong 1 sản phẩm cĩ thể dehydrat hĩa và tái hydrat hĩa nhanh hơn. 2. Qui trình sản xuất dâu tây sấy thăng hoa Sơ đồ khối qui trình cơng nghệ: Sơ đồ thiết bị: Hình 10: Qui trình sản xuất các sản phẩm sấy thăng hoa Tĩm tắt qui trình gồm 4 giai đoạn chính sau: 1/ Lạnh đơng chậm và cục bộ dâu trong 1 khoảng thời gian và tại một nhiệt độ xác định để đĩng băng 25 ¸ 45% hàm lượng nước tự do, ta nĩi nước lúc này tạo thành các tinh thể đá đủ lớn để làm phá vỡ cấu trúc tế bào của quả dâu. 2/ Cắt lát các quả dâu đã được làm lạnh đơng cục bộ. 3/ Làm lạnh đơng nhanh các lát dâu trong một khoảng thời gian xác định, tại nhiệt độ thấp đến cĩ thể đơng đặc phần nước tự do cịn lại trong dâu và tối thiểu hĩa sự dính các lát dâu với nhau. 4/ Sấy thăng hoa các lát dâu lạnh đơng tới độ ẩm cuối khoảng 3%. Định nghĩa một số thuật ngữ : “ Sấy thăng hoa” là phương pháp sấy bằng quá trình thăng hoa ( sublimation) gồm 3 giai đoạn chính: Giai đoạn 1 là hạ nhiệt độ sản phẩm xuống dưới nhiệt độ đơng đặc ( dưới điểm ba), nước sẽ kết tinh thành những tinh thể đá; Giai đoạn 2 là nâng dần nhiệt độ sản phẩm đã lạnh đơng bằng phương pháp dẫn nhiệt hoặc bức xạ nhiệt đồng thời kết hợp với tạo chân khơng ( nhiệt độ tối đa là 40oC), nước đá sẽ thăng hoa chuyển từ thể rắn sang thể khí, hàm ẩm sản phẩm giảm; Giai đoạn 3 là tiếp tục sấy chân khơng để đạt độ ẩm mong muốn. Hình 11: Nguyên lý của sấy thăng hoa “ Lạnh đơng chậm”là chuyển ẩm trong dâu thành các tinh thể nước đá lớn trong khoảng thời gian ít nhất 1 giờ, thường từ 1,5 ¸ 2 giờ, nhằm mục đích phá thủng cục bộ (theo điểm) phần lớn thành tế bào hay các mơ của trái dâu. Kiểu lạnh đơng này cần phân biệt với “ lạnh đơng nhanh” hay “ lạnh đơng thơng thường”. Phương pháp lạnh đơng nhanh, hàm lượng nước trong dâu bị đơng đặc trong khoảng vài giây đến vài phút và hình thành nên các tinh thể nước đá nhỏ, khơng làm vỡ cấu trúc mơ tế bào hay làm trương mơ tế bào của quả dâu. Phương pháp lạnh đơng chậm, các quả dâu tươi đã qua tuyển lựa sẽ được làm lạnh đơng trước khi chúng cĩ thời gian để bị hư hỏng về hương vị và giảm chất lượng. Tồn bộ quả dâu được đơng lạnh, mục đích là ngăn cản sự mất mát dịch trái và ngăn sự hư hỏng cấu trúc của quả khi tiến hành xắt lát dâu như khi chưa xử lí lạnh đơng chậm chúng. Các quả dâu được xắt lát sau khi được lạnh đơng cục bộ trước khi bước vào giai đoạn lạnh đơng thứ hai ( lạnh đơng tồn phần – lạnh đơng nhanh). Để lạnh đơng cục bộ, tức là đơng đá 30 ¸ 40% nước tự do, nhiệt độ phải nằm trong khoảng - 6,67 ¸ - 2,22oC. Thời gian yêu cầu từ 80 ¸ 100 phút. Lạnh đơng cục bộ cĩ thể thực hiện bởi các phương pháp lạnh đơng đã biết. Tốt nhất là đặt dâu vào thiết bị lạnh đơng IQF, dịng khí lạnh cĩ nhiệt độ tối ưu khoảng - 6,67oC, vận tốc dịng khí tối ưu khoảng 60¸ 90 m/phút. Thời gian lạnh đơng cục bộ được tính tốn sao cho đủ để hình thành các tinh thể đá đủ lớn để đủ khả năng phá vỡ cấu trúc tế bào, kết quả là tạo ra các lỗ lớn hoặc hình thành các kênh dẫn. Nhờ đĩ sẽ tăng tính xốp của sản phẩm, tăng tỉ lệ nước đá thăng hoa, tăng tỉ lệ nước hút vào sản phẩm khi sản phẩm được cho vào nước. Kích thước của các tinh thể nước đá nằm trong khoảng 100 ¸ 300 microns. Nếu tinh thể nước đá nhỏ hình thành thì cấu trúc tế bào và các mơ tế bào khơng bị phá vỡ. Trong trường hợp đĩ, rất ít lỗ xốp được tạo ra, vì vậy, tốc độ thăng hoa cũng như tốc độ tái hydrate hĩa giảm. Lưu ý rằng, trong quá trình lạnh đơng cục bộ, hàm lượng nước tự do chuyển thành tinh thể nước đá khơng được vượt quá 45%. Nếu điều đĩ xảy ra, cĩ quá nhiều tinh thể đá lớn hình thành, sản phẩm dâu tây sau quá trình lạnh đơng cục bộ sẽ rất khĩ xắt lát, các lát dâu cứng dễ va chạm nhau và bị gãy vỡ. Cấu trúc tế bào của dâu bị phá hủy nhiều dẫn đến sản phẩm cuối cùng cĩ một cấu trúc mềm và yểu trong lúc tái hydrate hĩa (rehydration). Nếu hàm lượng tinh thể nước đá bé hơn 25% hàm lượng nước tự do, địi hỏi thời gian để sản phẩm dâu tây sau khi sấy thăng hoa tái hút nước trong mơi trường lỏng phải lớn hơn 3 phút. Các quả dâu tây sau khi lạnh đơng cục bộ sẽ được xắt lát. Kích thước thích hợp của các lát cắt từ 3/16 inch ¸ ¼ inch. “ Lạnh đơng nhanh” - Giai đoạn tiếp theo, các lát dâu tây sẽ được lạnh đơng nhanh để chuyển hết phần nước tự do cịn lại thành các tinh thể nước đá nhỏ. Nhiệt độ nằm trong khoảng - 18oC ¸ - 24oC. Trong thiết bị IQF, người ta sử dụng cách lạnh đơng bằng dịng khơng khí lạnh , tốc độ dịng khí khoảng 180 ¸ 360 m/ phút. Nhiệt độ dịng khí trong thiết bị khoảng - 26oC ¸ -34oC . Thời gian khoảng 10 ¸ 15 phút. Đối với phương pháp IQF, dịng khí chảy dễ dàng hơn và sự dính giữa các lát dâu được giảm tối thiểu. Thuyết minh qui trình cơng nghệ sản xuất dâu tây xắt lát sấy thăng hoa: Các quả dâu tươi được tuyển chọn theo yêu cầu của nguyên liệu về độ chín, độ tươi,...Các quả dâu tươi sau khi đã qua tuyển chọn đi vào quá trình phân loại theo kích thước. Đường kính trung bình của quả dâu là 1.59 ¸ 3.81 cm. Bảng 7: Thuyết minh qui trình cơng nghệ sản xuất dâu tây xắt lát sấy thăng hoa TÊN QUÁ TRÌNH Ý NGHĨA TRONG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ Tuyển chọn Các quả dâu tây tươi được tuyển chọn để đưa vào quy trình sản xuất để đảm bảo độ đồng đều của nguyên liệu. Dựa vào các tiêu chuẩn của nguyên liệu như độ chín, độ tươi, mức độ bị dập ,... của dâu tây. Phân loại - Các quả dâu sau khi lọt qua vịng tuyển chọn sẽ được phân loại theo kích thước. Các trái dâu tươi phải đảm bảo đúng kích thước yêu cầu mới được đưa vào sản xuất. Đường kính trung bình: 1.59 ¸ 3.81 cm. Lạnh đơng sơ bộ (lạnh đơng chậm) - Các quả dâu tây được đặt lên một băng tải và đi qua tác nhân làm lạnh đơng là dịng khơng khí lạnh (air blast freezer). - Mục đích tạo các tinh thể đá kích thước lớn làm phá hủy sơ bộ thành tế bào của quả dâu, nhờ đĩ tạo các kênh để nước dễ thăng hoa sau này và để lại nhiều lỗ xốp. - Tồn bộ quả dâu được lạnh đơng sơ bộ, mục đích là ngăn cản sự mất mát dịch trái và ngăn sự hư hỏng cấu trúc của quả khi tiến hành xắt lát dâu như khi chưa xử lí lạnh đơng chậm chúng. - Tăng tính xốp của sản phẩm, tăng tỉ lệ nước đá thăng hoa khi sấy, tăng tỉ lệ nước hút vào sản phẩm khi sản phẩm được tái hydrate hĩa. - Thời gian: 90 phút. - Nhiệt độ dịng khí vào: -6.678C - Nhiệt độ sản phẩm sau quá trình : -2.28C . - Vận tốc dịng khí : 75 m/phút . - Lạnh đơng được 40% hàm lượng nước tự do. - Kích thước của các tinh thể nước đá nằm trong khoảng 100 ¸ 300 microns. Cắt lát - Mục đích tạo hình cho sản phẩm. Bề dày : 0.635 cm/ lát. Lạnh đơng tồn phần (lạnh đơng nhanh) - Lạnh đơng bằng thiết bị IQF ( IQF freezer)hay thiết bị lạnh đơng sử dụng luồng khơng khí hĩa lỏng ( fluidized blast air) để lạnh đơng nguyên liệu. - Chuyển hết tất cả lượng nước tự do cịn lại thành các tinh thể đá nhỏ. - Ngăn cản sự dính giữa các lát dâu trong suốt thời gian bảo quản. - Chuẩn bị cho quá trình sấy thăng hoa. - Nhiệt độ tác nhân lạnh khoảng : - 29oC . - Vận tốc dịng khí lạnh: 247.32 m/phút - Thời gian: 12 phút. - Lạnh đơng được 80 ¸ 85% hàm lượng nước tự do trong trái dâu ( tính hàm lượng nước đá tinh thể kích thước lớn lẫn kích thước nhỏ). Sấy thăng hoa - Mục đích chuyển nước trong các lát dâu tây thành dạng hơi bằng quá trình thăng hoa. Hàm ẩm trong sản phẩm sẽ giảm xuống đến giá trị yêu cầu. - Các lát dâu được sấy thăng hoa bằng các biện pháp thơng thường ( conventional means). Ta tiến hành tạo chân khơng đồng thời nâng dần nhiệt độ để băng thăng hoa thành hơi. Sau giai đoạn sấy thăng hoa là tiếp tục sấy chân khơng để đạt độ ẩm mong muốn. - Độ ẩm cuối: 3%. Đĩng gĩi - Mục đích: hồn thiện. - Bao bì chống thấm nước. - Bao bì nhơm cĩ phủ lớp PE. Bảo quản -Nhằm giữ cho sản phẩm duy trì được chất lượng tốt nhất trong thời gian lâu nhất. - Độ ẩm phịng: 30%. - Thời gian: 10 ¸ 15 phút, hạn chế độ ẩm hấp phụ vào sản phẩm < 1%. - Sản phẩm sau khi đĩng gĩi: + Độ ẩm sản phẩm < 2.5%. + Nhiệt độ bảo quản: 21oC + Thời gian bảo quản : 12 tháng 3.Thiết bị 3.1. Thiết bị lạnh đơng IQF Hình 12: Thiết bị lạnh đơng IQF Thiết bị sấy thăng hoa Thiết bị sấy thăng hoa bao gồm một buồng chân khơng chứa các khay để đựng thực phẩm trong suốt quá trình sấy và bộ phận cung cấp nhiệt để gia nhiệt ngầm cho sự thăng hoa. Sự làm lạnh các ống ruột gà được dùng để ngưng tụ hơi trực tiếp thành nước đá (gọi là quá trình phản thăng hoa). Chúng ăn khớp với các thiết bị làm tan băng tự động để giữ diện tích bề mặt lớn nhất của các ống ruột gà chứa băng cho sự phản thăng hoa (hơi thành rắn) . Việc này là cần thiết vì phần năng lượng chủ yếu nhập vào được sử dụng trong thiết bị ngưng tụ của quá trình làm lạnh, và tính kinh tế của sấy thăng hoa vì thế được xác định bằng năng suất của thiết bị ngưng tụ. Năng suất = nhiệt độ của sự thăng hoa / nhiệt độ làm lạnh trong thiết bị ngưng tụ Bơm chân khơng sẽ hút các phần khí khơng ngưng ra ngồi. Các loại khác nhau của máy sấy được đặc trưng bởi phương pháp được dùng để cấp nhiệt cho bề mặt của thực phẩm. phương thức sấy dẫn nhiệt và sấy bức xạ hiện đang được dùng trong thương mại và sấy thăng hoa sử dụng vi sĩng (microwave freeze drying) cũng đang đươc sử dụng. Trong mỗi loại thiết bị sấy đều cĩ sấy gián đoạn (sấy theo mẻ) và sấy liên tục. Trong quá trình sấy gián đoạn, thực phẩm được đĩng kín trong buồng sấy, nhiệt độ gia nhiệt lên đến 100 ¸ 120oC trong gia đoạn bắt đầu của quá trình sấy và sau đĩ giảm giần trong thời gian sấy từ 6 ¸ 8 giờ. Những điều kiện sấy nghiêm ngặt được xác định cho từng loại thực phẩm riêng biệt, nhưng nhiệt độ bề mặt của thực phẩm khơng được vượt quá 40oC. Trong quá trình sấy liên tục, các khay đựng thực phẩm đi vào và ra khỏi thiết bị sấy qua các khĩa chân khơng. Các thiết bị sấy thăng hoa thường sử dụng: - Thiết bị sấy thăng hoa dẫn nhiệt Thiết bị sấy thăng hoa bức xạ Thiết bị sấy thăng hoa dùng vi sĩng và điện mơi. Cấu tạo thiết bị sấy thăng hoa: Hình 13: Nguyên lý hoạt động thiết bị sấy thăng hoa Các bộ phận cần thiết của máy sấy thăng hoa gồm tủ chân khơng, bình ngưng, và bơm chân khơng. Cũng như các phương pháp sấy khác, sấy thăng hoa là kết quả của quá trình truyền nhịêt và truyền khối Trong quá trình sấy thăng hoa cĩ thể xáy ra hiện tượng trái cây bị héo, teo tĩp lại. Lạnh đơng thực phẩm làm cho dung dịch tách thành 2 pha , các tinh thể băng và dung dịch. Ban đầu, máy sấy thăng hoa cơng nghiệp là các máy hoạt động gián đọan, nhưng với sự phát triển cơng nghệ người ta đã chế tạo ra các máy sấy liên tục kinh tế và tiết kiệm nhân cơng hơn. Cĩ 2 lọai máy sấy liên tục: + Các máy sấy khây (tray dryer): sản phẩm sẽ nằm yên trên khây và khây chuyển động liên tục qua buồng sấy . + Các máy sấy động lực (dynamic dryer): sản phẩm sẽ di chuyển qua máy sấy (VD: máy sấy băng tải, máy sấy rung, máy sấy tầng sơi và máy sấy phun). Các máy sấy thăng hoa cĩ sự tác động tuần hồn hay liên tục. Hình 13 chỉ sơ đồ nguyên tắc sấy thăng hoa tác động tuần hồn.Thiết bị này gồm phịng sấy hình trụ kín (nồi thăng hoa) 1, ở trong cĩ giàn ống rỗng 2, vật liệu sấy cho vào đây. Nồi thăng hoa làm việc một cách tuần hồn như một phịng lạnh. Ở chế độ làm lạnh, bơm 5 đẩy tác nhân lạnh ở bên trong ống rỗng 2. Sự làm lạnh của chất tải nhiệt được tiến hành trong bộ trao đổi nhiệt 3 cĩ đính ruột xoắn, chất làm nguội đi qua đĩ và vào thiết bị làm lạnh 4. Khi nồi thăng hoa làm việc ở chế độ của máy sấy, chất tải nhiệt được đun nĩng trong bộ trao đổi nhiệt 7 và đẩy vào các ống rỗng nhờ bơm 6. Sự ngưng tụ hơi được tạo ra khi sấy trong nồi thăng hoa được tiến hành trong nồi ngưng tụ chống thăng hoa 10. Nĩ là một bộ trao đổi nhiệt, hỗn hợp hơi - khơng khí từ nồi thăng hoa vào khơng gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt. Chất làm nguội (amoniac, freon) qua các ống 11 của nồi chống thăng hoa vào thiết bị làm lạnh 9. Thường để làm lạnh bề mặt thăng hoa và ngưng tụ, người ta sử dụng máy nén 2 hoặc 3 cấp cĩ khả năng đảm bảo lạnh bề mặt đến nhiệt độ - 600C, - 400C. Các khí chưa ngưng tụ được tách ra khỏi nồi chống thăng hoa bằng bơm chân khơng 8. Hơi ngưng tụ được làm lạnh ở dạng lớp đá trên bề mặt các ống lạnh của nồi chống thăng hoa. Vì trong quá trình làm việc của nồi chống thăng hoa, các ống 11 bị phủ bởi một lớp đá đáng kể, nên cần làm tan băng một cách chu kỳ. Để thực hiện điều đĩ, đẩy nước nĩng từ bộ đun 7 vào các ống 11. Hiện nay người ta bắt đầu sử dụng phổ biến các thiết bị thăng hoa tác động liên tục. Sấy thăng hoa liên tục gồm hai nồi thăng hoa và hai bộ chống thăng hoa, chúng làm việc luân phiên nhau. Năng suất của thiết bị thăng hoa tác động liên tục tính theo độ ẩm bốc hơi lớn hơn 200 kg/h. Thời gian cĩ mặt của sản phẩm trong máy sấy từ 40 đến 110 phút, nhiệt độ cao nhất của sản phẩm cuối quá trình sấy nhỏ hơn 270C. * Thiết bị sấy thăng hoa FD 1000 CUDDON ( New Zealand ) Năng suất chứa của phần ngưng tụ hơi: 1000kg Diện tích (shelf area): 103m2. -Các thành phần cấu tạo: + Buồng sấy, các cửa, các khớp nối, các vật ngăn cách, các khay đựng thực phẩm và bộ phận ngưng tụ hơi cấu tạo từ vật liệu thép khơng gỉ AISI 304. - Buồng sấy: + Các vậy ngăn cách (4 cái) và bộ phận ngưng tụ hơi chứa trong buồng sấy. FD1000 cĩ một cửa ở mỗi đầu, allowing wet and dry room application. + 2 lỗ quan sát, đường kính mỗi lỗ 180mm, được gắn trên cửa, cho phép quan sát cả bộ phận ngưng tụ và các khay đựng sản phẩm trong suốt chu trình sấy. + Buồng được gắn khớp với các valves thơng khí làm bằng thép khơng gỉ. - Các bản mỏng đơn vị ( modular shelf heating plates): + Các bản mỏng được sản xuất từ thép khơng gỉ T304. FD1000 chứa 4 ngăn , mỗi ngăn chứa được 16 bản mỏng. + Mỗi bản mỏng cĩ thể tháo ra khỏi buồng để bảo trì và vệ sinh. -Các khay chứa sản phẩm: + 2 dạng khay làm từ thép khơng gỉ T304 là tiêu chuẩn. Khay cĩ 2 bánh đẩy được sử dụng nhiều. - Hệ thống gia nhiệt: + Chất lỏng gia nhiệt là glycol và được tuần hồn bởi một bơm ly tâm, cho phép dịng nĩng và dịng lạnh được hồn lưu qua các bản mỏng.Một thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh được cung cấp trong quá trình hồn lưu để giảm nhiệt độ cho các bản mỏng. + Được nối với các bản mỏng. - Hệ thống chân khơng: + Máy quạt giĩ và bơm đảo chiều (backing pump) được nối với buồng bởi các dây PVC cơng suất cao và các valve tách khí (pneumatic valves). Bơm xả khí được thơng ra ngồi mơi trường. - Sự làm lạnh: + Bộ phận làm lạnh ngưng tụ được chế tạo với mục đích điều khiển năng suất cho phép sử dụng một cách kinh tế chất làm lạnh nhiệt độ thấp R507. Bao gồm bộ phận ngưng tụ nước làm lạnh ( includes water cooled condenser). - Bộ phận ngưng tụ hơi: + Ống làm bằng thép khơng gỉ T304. + Làm tan giá sau mỗi mẻ sản xuất bằng nước. Chất lượng điều khiển: tất cả các quá trình sản xuất diễn ra theo tiêu chuẩn ISO9001:2000. Buồng sấy: kích thước dài x rộng x cao = 5.01m x 2.63m x 2.52m. Chất liệu thép khơng gỉ. Vỉ trao đổi nhiệt: 4 ngăn, 16 vỉ/ngăn. Diện tích ngăn: 103 m2 Năng suất ngưng tụ hơi: 1000kg băng, Bộ phận lạnh đơng (condenser refrigeration): Bitzer variable speed screw Bơm chân khơng: PVR rotary vane, PVR roots blower Nhiệt độ: hơi làm đơng (vapour condenser) -40oC, các ngăn ( shelves) -25oC đến +70oC Tác nhân gia nhiệt/làm lạnh: Glycol Năng lượng yêu cầu: 165kW, 238 Amps, 50 or 60Hz, 3-phase, 400 V Khối lượng thiết bị: 9500kg Hình 14: Thiết bị sấy thăng hoa FD 1000 CUDDON Hình 15: Buồng sấy thăng hoa Hình 16: Thiết bị sấy thăng hoa 4. Ảnh hưởng của sấy thăng hoa lên thực phẩm Thực phẩm được sấy thăng hoa cĩ sự giữ lại phần lớn các tính chất cảm quan và các chất lượng dinh dưỡng và cĩ thời gian bảo quản kéo dài trên 12 tháng khi được đĩng gĩi đúng cách. Các hợp chất hương dễ bay hơi khơng bị lẫn vào hơi nước thốt ra từ quá trình thăng hoa và chúng được giữ lại trong thực phẩm. Kết quả là, cĩ thể giữ lại 80 ¸ 100% hương. Các lý thuyết về sự giữ lại các hương dễ bay hơi được bàn luận chi tiết bởi Karel (1975) và Mellor ( 1978 ). Cấu tạo của các sản phẩm thực phẩm sấy thăng hoa vẫn được duy trì tốt: mức giảm khối lượng xảy ra ít và khơng cĩ trường hợp bị cứng. Cấu trúc xốp tạo ra cho phép sự bay hơi nước diễn ra nhanh và hồn tồn nhưng sản phẩm lại rất dễ vỡ, do đĩ yêu cầu cĩ sự bảo vệ khỏi các phá hoại cơ học (mechanical damage). Chỉ cĩ sự thay đổi tối thiểu các protein, tinh bột và các carbonhydrate. Tuy nhiên, cấu trúc xốp tạo ra lại tạo điều kiện cho khí oxygen dễ chui vào thực phẩm và gây ra các phản ứng oxi hĩa làm hỏng lipid. Vì thế sản phẩm cần được đĩng gĩi trong khí trơ. Những biến đổi về hàm lượng thiamine và acid ascorbic trong suốt quá trình sấy thăng hoa là khơng đáng kể và sự mất mát các vitamine khác cũng khơng đáng kể. 5. Ưu nhược điểm của phương pháp sấy thăng hoa Ưu điểm Vì ẩm được tách mà khơng phải qua pha lỏng, các tinh thể đá ở dạng rắn sẽ bảo vệ cấu trúc sản phẩm, hạn chế sự thay đổi về cấu trúc, giảm sự co kích thước. Sự di chuyển của các chất rắn hịa tan trong thực phẩm được hạn chế tối đa. Vì tiến hành ở nhiệt độ thấp, các cấu tử hương và vị dễ bay hơi cũng như các thành phần dinh dưỡng nhạy cảm với nhiệt như vitamin, màu , acid amin được giữ lại. Nhiệt độ thấp cũng hạn chế các phản ứng oxy hĩa-khử, khơng cĩ nguy cơ xảy ra các phản ứng Maillard hay caramen hĩa như các phương pháp sấy bằng nhiệt khác. Sản phẩm thu được cĩ màu sắc, mùi vị gần giống như rau quả tươi. Vì vậy nĩ đã được chấp nhận là phương pháp sấy tốt cho rau quả. - Nhược điểm Chi phí sản xuất cao do : - Thiết bị đắt tiền - Tiêu tốn năng lượng lớn - Quy trình phức tạp - Yêu cầu đĩng gĩi đặc biệt để tránh bị oxy hĩa và hút ẩm lại. 6. Sản phẩm chip trái cây sấy thăng hoa 6.1.Phân loại Theo hình dạng: Nguyên trái :dâu , mơ , mận Khoanh hay vịng :táo, dứa Múi :táo Khối vuơng :táo, chuối Lát mỏng : chuối, dừa, kiwi, khế Miếng : xồi, mít, dưa lưới Theo cách đĩng gĩi : Dang túi plastic nhiều lớp cĩ lớp nhơm; Dạng lon kim loại Túi hay thùng đều được hút chân khơng và thêm chất hấp thụ oxy. Thùng hay túi đều cĩ lớp nhơm ngăn cản sự tiếp xúc trực tiếp với ánh mặt trời cĩ thể làm mất màu , mùi, tổn thất chất dinh dưỡng. 6.2. Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm chip trái cây sấy thăng hoa Bảng 8: Các chỉ tiêu chất lượng của sảng phẩm chip trái cây sấy thăng hoa: 6.3. Thơng tin dinh dưỡng trong 100g sản phẩm Bảng 9: Thơng tin dinh dưỡng trong 100g sản phẩm chip dâu tây Thơng tin dinh dưỡng trong 100g sản phẩm (dâu tây) CALORIES 316.95cal NƯỚC 4.00g PROTEIN 7.04g CHẤT BÉO TỔNG 0.00g CHẤT BÉO BÃO HỊA 0.00g CHẤT BÉO BÃO HỊA ĐƠN 0.00g CHẤT BÉO BÃO HỊA ĐA 0.00g CHOLESTEROL --mg TRANS FATTY ACIDS 0.00 CARBOHYDRATES 84.52g ĐƯỜNG 56.35g CHẤT XƠ 28.17 g CÁC LOẠI CARBONHYDRATE KHÁC 0.00g PANTOTHENIC ACID --mg VITAMIN C 676.16mg VITAMIN D --mcg VITAMIN A 0.00IU A-RETINOL 0.00 A-CAROTENOID 0.00 RE VIT E-ALPHA EQ. --mg VITAMIN B6 --mg NIACIN EQUIV. 1.21mg NIACIN-B3 --mg VITAMIN B12 0 mcg RIBOFLAVIN-B2 --mg TRO 4.44g CALCIUM 140.87mg COPPER --mg SELENIUM --mcg SODIUM 0.00mg IRON 5.07mg ZINC --mg MAGNESIUM --mg FOLATE 0.00mcg POTASSIUM --mg MANGANESE -- mg PHOSPHORUS --mg RƯỢU 0.00g Thơng tin dinh dưỡng trong 100g sản phẩm(raspberries) CALORIES 374.11cal NƯỚC 4.00g PROTEIN 10.98g CHẤT BÉO TỔNG 0.50g CHẤT BÉO BÃO HỊA --g CHẤT BÉO BÃO HỊA ĐƠN --g CHẤT BÉO BÃO HỊA ĐA --g CHOLESTEROL --mg TRANS FATTY ACIDS 0.00 CARBOHYDRATES 81.41g ĐƯỜNG 42.76g CHẤT XƠ 21.80g CÁC LOẠI CARBONHYDRATE KHÁC 0.00g PANTOTHENIC ACID 0.00mg VITAMIN C 128.20mg VITAMIN D 0.00mcg VITAMIN A 754.59IU A-RETINOL 0.00 A-CAROTENOID 75.46RE VIT E-ALPHA EQ. --mg VITAMIN B6 0.25mg NIACIN EQUIV. 1.21mg NIACIN-B3 1.07mg VITAMIN B12 0 mcg RIBOFLAVIN-B2 0.00mg TRO 3.10g CALCIUM 109.00mg COPPER 0.00mg SELENIUM 2.55mcg SODIUM 12.58mg IRON 7.21mg ZINC 0.25mg MAGNESIUM 8.50mg FOLATE 0.00mcg POTASSIUM 0.00mg MANGANESE 0.00mg PHOSPHORUS 0.00mg RƯỢU 0.00g Bảng 10: Thơng tin dinh dưỡng trong 100g sản phẩm chip đào Thơng tin dinh dưỡng trong 100g sản phẩm(đào) CALORIES 411.10 cal NƯỚC 4.00g PROTEIN 0.00g CHẤT BÉO TỔNG 0.00g CHẤT BÉO BÃO HỊA 0.00g CHẤT BÉO BÃO HỊA ĐƠN 0.00g CHẤT BÉO BÃO HỊA ĐA 0.00g CHOLESTEROL 0mg TRANS FATTY ACIDS 0.00g CARBOHYDRATES 94.55g ĐƯỜNG 90.44g CHẤT XƠ 0.00g CÁC LOẠI CARBONHYDRATE KHÁC 4.11g PANTOTHENIC ACID 0.00mg VITAMIN C 4.93mg VITAMIN D --mcg VITAMIN A 2055.50IU A-RETINOL 0.00RE A-CAROTENOID 16.99RE VIT E-ALPHA EQ. 3.02mg VITAMIN B6 0.25mg NIACIN EQUIV. --mg NIACIN-B3 --mg VITAMIN B12 0 mcg RIBOFLAVIN-B2 0.22mg TRO 1.45g CALCIUM 0.00mg COPPER --mg SELENIUM 2.55mcg SODIUM 205.55mg IRON 0.00mg ZINC 0.25mg MAGNESIUM --mg FOLATE --mcg POTASSIUM 102.77mg MANGANESE --mg PHOSPHORUS --mg RƯỢU 0.00g Thơng tin dinh dưỡng trong 100g sản phẩm(Blueberry) CALORIES 344.07cal NƯỚC 4.00g PROTEIN 1.70g CHẤT BÉO TỔNG 0.55g CHẤT BÉO BÃO HỊA 0.05g CHẤT BÉO BÃO HỊA ĐƠN 0.08g CHẤT BÉO BÃO HỊA ĐA 0.24g CHOLESTEROL 0mg TRANS FATTY ACIDS 0.00 CARBOHYDRATES 93.24g ĐƯỜNG 84.32g CHẤT XƠ 8.92g CÁC LOẠI CARBONHYDRATE KHÁC 0.00g PANTOTHENIC ACID 0.53mg VITAMIN C 4.25mg VITAMIN D 0.00mcg VITAMIN A 186.90IU A-RETINOL 0.00 A-CAROTENOID 16.99RE VIT E-ALPHA EQ. 3.02mg VITAMIN B6 0.25mg NIACIN EQUIV. 1.21mg NIACIN-B3 1.07mg VITAMIN B12 0 mcg RIBOFLAVIN-B2 0.22mg TRO 0.51g CALCIUM 25.49mg COPPER 0.17mg SELENIUM 2.55mcg SODIUM 4.25 mg IRON 1.66mg ZINC 0.25mg MAGNESIUM 8.50mg FOLATE 29.73mcg POTASSIUM 254.87mg MANGANESE 1.11mg PHOSPHORUS 29.73mg RƯỢU 0.00g 6.4. Bảo quản chip trái cây sấy thăng hoa Chip bị mềm,dai: Nguyên nhân :Bao bì khơng kín nên hơi nước xâm nhập Cách khắc phục: Chọn bao bì cĩ độ chống thấm nước thấm khí tốt, các mí ghép phải kín, bao bì phải cĩ lớp nhơm cản sáng, chống thất thốt hương. Chip bị mất màu Nguyên nhân: Bao bì khơng kín nên oxy xâm nhập, bị ánh sáng chiếu trực tiếp. Cách khắc phục: Chọn bao bì cĩ độ chống thấm nước thấm khí tốt, các mí ghép phải kín, bao bì phải cĩ lớp nhơm cản sáng, chống thất thốt hương. 7. Các thành tựu trong sản xuất chip trái cây bằng phương pháp sấy thăng hoa Ngâm trái cây trong dung dịch đường để điều chỉnh độ cứng và độ dính răng của sản phẩm: Trái cây trước khi sấy đơng khơ được ngâm vào dịch dường từ 6-25% khối lượng để dehydrate đến độ ẩm 15-60% khối lượng (US Patent 4341803) Sấy nhiều giai đoạn :thăng hoa kết hợp chiếu vi sĩng trong điều kiện chân khơng Trái cây sau khi ngâm dịch đường được chiếu vi sĩng để giảm độ ẩm xuống cịn 10-40% theo khối lượng và tiếp tục sấy chân khơng để giảm độ ẩm xuống dưới 5% theo khối lượng. Quá trình này làm tăng nồng độ đường hịa tan trong sản phẩm chip vì vi sĩng làm tan các tinh thể đá cịn sĩt lại, giúp phân bố đều lượng ẩm cịn lại sau giai đoạn sấy thăng hoa và giúp hịa tan đường vào lượng ẩm cịn lại này. Sau giai đoạn sấy thăng hoa, nếu chip trái cây cĩ độ ẩm dưới 15% theo khối lượng thì sự chiếu vi sĩng trong chân khơng khơng thể đạt mục đích tăng nống độ đường tan và phân bố đều chúng trong chip trái cây mà cịn cĩ thể gây ra vết cháy sém trên bề mặt chip . Mặt khác, nếu hàm lượng ẩm trong trái cây sau giai đoạn sấy thăng hoa trên 60% thì thời gian chiếu vi sĩng đủ để phân bơ đều và tăng nồng độ đường tan sẽ kéo dài và cũng gây nên những vết cháy sém trên chip. Do đĩ cần kiểm sốt ẩm sau sấy thăng hoa từ 15-60% khối lượng bằng cách kiểm sốt nhiết độ khơng quá 308C và áp suất từ 0.1-0.2 Torr. Chỉ nên chiếu vi sĩng đến khi ẩm của chip cịn trên 10% rồi sau đĩ sấy thăng hoa tới 5 % ẩm vì nếu chiếu thêm sẽ tạo ra vệt nâu và vết cháy cho chip, đồng thời làm mất mùi vị tự nhiên của trái cây. Người ta nhận thấy nếu chỉ sấy thăng hoa sẽ khĩ phân bố đều lượng đường hịa tan với nồng độ cao . Cịn nếu chỉ chiếu vi sĩng dưới áp suất chân khơng thì sẽ gây ra hiện tượng co thể tích, mất mùi trái cây, mùi mốc và vết cháy sém Tác dụng của sấy dưới điều kiện chân khơng là làm bay hơi từng phần ẩm trong dung dịch nước đường nồng độ cao để làm tăng nồng độ đường và chất khơ trong chip trái câytrong khi duy trì chip trái cây ở nhiệt độ vừa phải và ngăn chặn sự giảm thể tích). Giai đoạn cuối trái cây được sấy liên tục cho tới khi ẩm cịn dưới 5% khối lượng dưới áp suất chân khơng 10-30 torr. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bakers' Review, Freeze-Drying, Apr. 7, 1961, p. 574. European patent application, Application number 88870181.0, 7-12-1988 European patent application Method For Producing Freeze-Dried Strawberry Slices, 1985 Garayo, J., & Moreira, R. G., Vacuum frying of potato chips, Journal Food Processing Engineering, 55 (2002), 181-191. Luanda G. Marques, Rehydration characteristics of freeze-dried tropical fruits, Food science and technology, 2009, 42, 1232-1237. Macy, Dry Food Products And Process For Same, August, 1969 – 3462281 M. Mariscal, P. Bouchon, Comparison between atmospheric and vacuum frying of apple slices, Food Chemistry 107 (2008) 1561–1569 Nantawan Therdthai, Phaisan Wuttijumnong, Anuvat Jangchud and Chatlada Kusucharid, Optimization of Vacuum Frying Condition for Shallot, Kasetsart J. (Nat. Sci.) 41,(2007, 338 - 342 Paulo F. Da Silva, Rosana G. Moreira, Vacuum frying of high-quality fruit and vegetable-based snacks, LWT - Food Science and Technology 41 (2008) 1758-1767 Ram Yamsaengsung, Charnchai Rungsee and Kulchanat Prasertsit, Simulation of the heat and mass transfer processes during the vacuum frying of potato chips, Songklanakarin J. Sci. Technol. Jan. - Feb. 2008, 30 (1), 109-115 Rosana G. Moreira, Paulo F. Da Silva, Carmen Gomes, The effect of a de-oiling mechanism on the production of high quality vacuum fried potato chips, Journal of Food Engineering 92 (2009) 297–304 S. Ghio, A. A. Barresi and G. Rovero, A comparison of evaporative and conventional freezing prior to freeze-drying of fruits and vegetables, Trans IChemE, Vol 78, Part C, December 2000 Shyi-Liang Shyu, Lucy Sun Hwang, Effects of processing conditions on the quality of vacuum fried apple chips, Food Research International 34 (2001) 133-142 United States Patent 4341803 Method for producing dry fruit chip 1981 United States Patent 4547376 Fruit chip product and process for making same US Patent 4767630 , Fruit chip product and process for making same, August 30, 1988 Yamazaki et al. Method of producing dehydrated fried snack food from apples, 1976 – 3962355Yamsaengsung, Rungsee, Vacuum frying of fruits and vegetables, 2003. Hat Yai, Songkhla 90112: Department of Chemical Engineering, Prince of Songkla University.Wiley, Quality of Processed Apple Products, Farm & Home Week, Orono, Apr. 1, 1964, pp. 53-59. Wikipedia, Freeze Drying Food www.cuddonfreezedry.com