Công nghệ sau thu hoạch (Bảo quản lạnh) - Lương Hồng Quang

Công nghệ sau thu hoạch Bảo quản lạnh ồThS. Lương H ng Quang Khoa Công nghệ Thực phẩm, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh Làm lạnh và bảo quản lạnh ` Khái niệm: ổ ẩ` Phương pháp kéo dài tu i thọ của thực ph m ` Giảm nhiệt độ ` Không ngăn chặn triệt để các quá trình hư hỏng thực phẩm ` Khoảng nhiệt độ T ( l ) 6 ( l i )` rữ mát coo storage : 1 ÷ -2oC Các oạ rau, quả ` Trữ lạnh: 7 ÷ 4.5oC ` Mục đích ` Ngăn chặn vi sinh vật phát triển ` Nhiệt độ cho đa số vi sinh vật phát triển > 10oC ` Giảm thiểu sự hư hỏng do enzyme và phi enzyme ` Duy trì chỉ tiêu ngoại quan của thực phẩm (màu sắc, tươi) Bảng 1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến thời gian bảo quản Loại thực phẩm Thời gian bảo quản (ngày) 0oC 22oC 38oC Thịt gia súc 6-10 1 <1 Cá 2-7 1 <1 Thịt gia cầm 5-18 1 <1 Thịt, cá khô ≥1000 ≥350 ≥100 Trái cây 2-180 1-20 1-7 Trái cây (sấy khô) ≥1000 ≥350 ≥100 lRau ăn á 3-20 1-7 1-3 Củ, rễ 90-300 7-50 2-20 Hạt (sấy khô) ≥1000 ≥350 ≥100 Nguồn: John M. Krochta, UCDavis Yêu cầu trong bảo quản lạnh ` Duy trì, kiểm soát nhiệt độ thấp (±1oC) “C ấ hiệt độ l h để là át hiệt độ ả hẩ àung c p n ạn m m n s n p m v môi trường bảo quản ban đầu đến nhiệt độ bảo quản lạnh thích hợp”. ` Nhiệt từ sản phẩm (bao gồm nhiệt do sản phẩm sinh ra) ` Các nguồn sinh nhiệt khác như nhân công, đèn, nhiệt độ môi trường ` Nhiệt hấp thu qua các bức tường kho bảo quản ` Kiểm soát không khí và ẩm độ tương đối L l khô khí đủ tá h hiệt khỏi th hẩ` ưu ượng ng c n ực p m ` RH cao Æ mốc phát triển; RH thấp Æ SP mất nước ` Mỗi thực phẩm có chế độ bảo quản tối ưu riêng Æ Kết hợp phương pháp điều chỉnh khí quyển, bao gói, bao màng, UV trong bảo quản lạnh. Bảng 2 Nhiệt sinh ra từ sự hô hấp rau quả, Loại rau quả Btu/tấn/ngày 0oC 4 4oC 16oC. Táo 500-900 1100-1600 3000-6800 Đậu 4400 7700 20500 Bắp cải 3000 4700 12600 Cà rốt - 4300 8700 Cần tây 1600 2400 8200 Bắp - 17100 35800 hHàn 4200 6200 19600 Cam 400-1100 800-1600 2800-5200 Đào 900-1400 1400-2000 7300-9300 Lê 700-1500 1100-2200 3300-13200 Khoai tây - 1300 2600 Dâu tây 2700-3900 3600-7300 15600-20300 Nguồn: John M. Krochta, UCDavis Bảng 2 (tt) Nhiệt sinh ra từ sự hô hấp rau quả, Loại rau quả Btu/tấn/ngày 0oC 4 4oC 16oC. Cà chua xanh - 1540 4500 Cà chua chín - 3100 5900 Đậu Hà Lan 8500 - 25700 Rau bina - 10100 39300 Nguồn: John M. Krochta, UCDavis Bảng 3 Thời gian chế độ bảo quản một số loại rau quả, Sản phẩm T(oF) RH(%) TG bảoquản Hàm lượng H2O Freezing point (oF) Hành 32 70-75 6-8 tháng 87.5 30.1 Đu đủ 45 85-90 2-3 tuần 90.8 30.1 Bắp, bắp rang 32-40 85 - 13.5 - Rau bina 32 90 95 10 14 ng 92 7 31 3- - . . . Ớt khô 32-40 65-75 6-9 tháng 12.0 30.9 Dứa 50 60 85 90 3 4 tuần 29 1(thơm) - - - - . Dứa chín 40-45 85-90 2-4 85.3 29.7 Thịt ig a cầm 32 - 1 tuần 74.0 27.0 Khoai tây 38-50 85-90 - 77.8 29.8 Nguồn: John M. Krochta, UCDavis Lạnh đông và trữ đông ` Khái niệm ` Phương pháp ngăn chặn sự hư hỏng thực phẩm (ít thay đổi về chất lượng) bằng cách hạ nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ đóng băng của nước trong thực phẩm. ` Khoảng nhiệt độ ` Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm bắt đầu ~ -2oC ` Nhiệt độ trữ đông: <-18oC ` Mục đích ` Ngăn chặn hoạt động vi sinh vật ` Hoạt động vsv không xảy ra ở môi trường đóng băng ` T<-10oC: vsv không phát triển, tiêu diệt dần hoạt động sống của vsv. Nhưng vsv có thể phát triển nhanh nếu quá trình rã đông không tốt. ` Ngăn chặn quá trình hư hỏng do enzyme và phi enzyme ` Thời gian bảo quản lâu (tháng, năm) Nhiệt độ đóng băng của một số thực phẩm Loại thực phẩm Hàm lượng nước (%) Điểm đóng băng (oC) R 78 92 0 8 2 8au - - . ÷- . Quả 87-95 -0.9÷--2.7 Thịt 55-70 -1.7÷-2.2 Cá 65-81 -0.6÷-2.0 Sữa 87 -0.5 Trứng 74 -0.5 Bảng 4 Nhiệt độ à thời i bả ả ột ố th hẩv g an o qu n m s ực p m Sản phẩm ~0.1% H2O Thời gian bq ~10% H2O 18oC 12oC 6 7oC- - - . Nước cam (T) 27 tháng (th) 10 th 4 th Đào 12 th <2 th 6 ngày (ng) Dâu tây 12 th 2.4 th 10 ng Cauliflower 12 th 2.4 th 10 ng Hạt đậu (tươi) 11-12 th 3 th 1 th Đậu Hà Lan 11-12 th 3 th 1 th ầRau bina 6-7 th <3 th 3 tu n (tu) Thịt gà đóng bao 27 th 15.5 th <8 th Gà chiên <3 th <30 ng <18 ng Thịt bò 13-14 th 5 th <2 th Thịt heo 10 th <4 th <1.5 th Cá phi-lê 3 th 2.5 th <1.5 th Nguồn: John M. Krochta, UCDavis Nhiệt độ bảo quản với chất lượng sản phẩm -5oC -20oC 100 m ( % ) 50ả n p h ẩ m l ư ợ n g s 0 0 1 2 3 4 C h ấ t Thời gian bảo quản (tháng) Đường cong làm lạnh và lạnh đông Nguồn: John M. Krochta, UCDavis Một số khái niệm ` Tải trọng làm lạnh sản phẩm (product f i ti l d)re r gera on oa “Cung cấp nhiệt độ lạnh để làm mát nhiệt độ sản phẩm và môi trường bảo quản ban đầu (Ti) đến nhiệt độ bảo quản lạnh thích hợp (Ts)”. ` Nhiệt cảm biến (sensible heat) Là lượng nhiệt sinh ra có thể làm tăng/giảm nhiệt độ của một chất mà không làm thay đổi pha chất đó. Nhiệt d iê ( ifi h t it )` ung r ng spec c ea capac y Lượng nhiệt cần để nâng nhiệt độ của một chất ` 1Btu/(lb oF) hoặc 1cal/(g oC) hoặc 4 2J/(g oK) đối với nước. ` 0.48Btu/(lb oF) hoặc 0.48cal/(g oC) hoặc 2J/(g oK) đối với nước đá. Một số khái niệm (tt) ` Ẩn nhiệt (Latent heat) Là lượng nhiệt làm thay đổi pha của một chất mà không thay đổi nhiệt độ. Ẩ` n nhiệt hóa hơi (Latent heat of evaporation) Là lượng nhiệt phải thêm vào để chuyển trạng thái lỏng d bố h isang ạng c ơ ` 1000Btu/lb hoặc 539cal/g hoặc 2257J/g đối với nước ` Ẩn nhiệt hóa rắn (L t t h t f t lli ti /F i )a en ea o crys a za on us on Là lượng nhiệt cần lấy ra để chuyển trạng thái lỏng sang trạng thái rắn 144Btu/lb hoặc 80cal/g hoặc 334J/g đối với nước Một số thuật ngữ và ký hiệu ` Initial temperature (Ti): Nhiệt độ ban đầu ` Freezing temperature (Tf): Nhiệt độ đóng băng ` Storage temperature (Ts): Nhiệt độ bảo quản ` Weigh of food (W): Khối lượng thực phẩm S ifi h t f f d ith t i li id t t (C )` pec c ea o oo w wa er n qu s a e L Nhiệt dung riêng của thực phẩm (trạng thái lỏng) ` Specific heat of food with water in solid state (CS) ẩ ắNhiệt dung riêng của thực ph m (trạng thái r n) ` Latent heat of fusion of food (hf) Ẩn nhiệt hóa lỏng của thực phẩm ` Average respiration rate of food (hr) Tốc độ hô hấp trung bình của thực phẩm ` Time of freezing process (t) Thời gian làm lạnh đông ` Product refrigeration load (HR) Tải trọng làm lạnh sản phẩm Đường cong làm lạnh và lạnh đông Nguồn: John M. Krochta, UCDavis Ảnh hưởng của quá trình lạnh đông ` Nồng độ (Giảm nhiệt độ đóng băng) ` VSV ưa lạnh phát triển, T>-10oC ` Enzyme hoạt động ` Nước ở trạng thái lỏng ` Tinh thể đá bị biến đổi ` Lạnh đông chậm tạo tinh thể đá kích thước lớn Æ phá vỡ cấu trúc tế bào Ti h hể đá lớ ả h h ở đế hể h` n t n n ư ng n t n ũ tương, bọt, và gel. ` Thực phẩm mất nước ` Nhiệt độ thấp làm mất nước từ thực phẩm Biện pháp ` Lạnh đông nhanh (cấp đông) Rút ngắn thời gian nước tồn tại ở trạng thái lỏng Tạo tinh thể đá có kích thước nhỏ ` Nhiệt độ phù hợp trữ đông -18oC Bất hoạt vsv, enzyme và phi enzyme (Có thể chần sản ẩph m) ` Hạn chế sự giao động nhiệt độ trữ đông ` Rã đông thích hợp ` Rã đông trong ngăn mát tủ lạnh; nước đá, nước lạnh; ể ểsử dụng lò vi sóng (microwave) đ giảm thi u sự thay đổi về chất lượng. Cấp đông thời gian nhanh- Đông lạnh chậm Cấu trúc thực phẩm thay đổi trong quá trình lạnh đông 30% chất rắn70% nước T < Tf 30% chất rắn40% nước đá30% nước T = Tf - 5 ư ớ c 30% chất rắn65% nước đá 5 % n ư T << Tf Màu mùi thực phẩm trong trữ đông, Màu thực phẩm trong trữ đông Sự mất nước và chất lượng thịt bò Thoát hơi nước ổ ắ (g/cm2) Thay đ i màu s c hỏ h 0 01 Màu đỏ, bề mặt còn ướt; có thể độ sáng n ơn , của màu giảm một ít 0 015 – 0 025 Bề mặt trở nên khô hơn; vẫn còn hấp dẫn, ẫ , , nhưng màu hơi s m 0,025 – 0,035 Sẫm màu rất dễ nhận thấy; trở nên khô và dai 0,05 Khô, chuyển dần sang màu đen 0,05 – 0,10 Màu đen Phương pháp lạnh đông và thiết bị ` Lạnh đông sử dụng không khí ` Still-air freezer ` Air-blast freezer ` Fluidized-bed freezer ` Hệ thống lạnh đông dạng nhúng ` Low-freezing-point-liquid freezer ` Cryogenic-liquid freezer ` Hệ thống đông lạnh gián tiếp ` Plate freezer ` Slush freezer Yếu tố ảnh hưởng đến lạnh đông thực phẩm bởi chất tải lạnh (không khí nitơ lỏng), ` Tốc độ truyền nhiệt (Heat transfer rate) = h.A.ΔT ` h = hệ số truyền nhiệt giữa bề mặt thực phẩm và chất tải lạnh A Diệ í h bề ủ h hẩ h b ói` = n t c mặt c a t ực p m ay ao g ` ΔT = T(bề mặt thực phẩm) – T(chất tải lạnh) Lạnh đông trực tiếp Lạnh đông gián tiếp Bộ môn Kỹ Thuật Thực phẩm – Khoa Công nghệ Thực phẩm