Sấy lạnh là phương pháp sấy khô thực phẩm ở nhiệt độ thấp, sử dụng không khí khô kết hợp với độ ẩm từ 1030%. Quá trình sấy được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ thấp dao động từ 3565℃. Nói một cách khác, quá trình sấy lạnh được tiến hành trong điều kiện áp suất khí quyển. Chất lượng sản phẩm vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng gần như tuyệt đối, mang lại giá trị kinh tế cao.
1 Phương pháp sấy lạnh 1.1 Khái niệm – nguyên lý hoạt động - Khái niệm: Sấy lạnh là phương pháp sấy khô thực phẩm ở nhiệt độ thấp, sử dụng không khí khô kết hợp với độ ẩm từ 10-30% Quá trình sấy được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ thấp dao động từ 35-65℃ Nói m Nói một cách khác, quá trình sấy lạnh được tiến hành trong điều kiện áp suất khí quyển Chất lượng sản phẩm vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng gần như tuyệt đối, mang lại giá trị kinh tế cao Hình : Máy sấy lạnh MSL300 thế hệ mới - Nguyên lý hoạt động: quá trình sấy lạnh diễn ra liên tục và tuần hoàn khép kín Hình : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy sấy lạnh - Không khí có độ ẩm cao (từ buồng sấy) sẽ được hút qua ống của dàn lạnh ngưng tụ Tại đây, không khí sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ ngưng tụ để tách hơi nước từ trong không khí, trở thành luồng không khí khô lạnh - Sau đó, luồng không khí khô lạnh này sẽ được dẫn qua buồng nóng với nhiệt độ trong khoảng 35 - 60 độ C để đốt nóng Chúng tiếp tục dẫn vào buồng sấy chứa thực phẩm để tiến hành sấy lạnh thực phẩm theo ý muốn của nhà sản xuất - Chính vì thế, luồng không khí khô lạnh này sẽ trở thành luồng khí nóng ẩm (sau khi sấy) và được lưu thông qua các khay của thực phẩm cần sấy để tiếp tục tuần hoàn tương tự như quy trình trên 1.2 Đối tượng thí nghiệm (cà rốt sấy lạnh) 1.2.1 Tổng quan nguyên liệu a Phân loại - Cà rốt được phân loại thực vật như sau: + Ngành: Thực vật hạt kín + Lớp: Hai lá mầm + Bộ: Hoa tán Apiales + Họ: Hoa tán Apiaceae + Chi: Daucus + Loài: D.carota + Tên khoa học: D.carota L b Mô tả - Cà rốt là cây thảo sống 2 năm, thân đơn có hai phần chính là phần lá và phần củ - Phần củ chính là bộ phận rễ cái, phình to lên như hình trụ Củ cà rốt có nhiều kích cỡ và màu sắc khác nhau phụ thuộc vào từng loại giống Đây là bộ phận chứa nhiều chất dinh dưỡng nhất của cây - Phần thứ hai của cà rốt là phần lá, thân cây Lá cây cà rốt thuộc dạng lá kép hình lông chim và mỏng Các lá có cuống lá dài, tạo thành bẹ và chụm lại ở điểm gốc liền với phần củ Lá cây có màu xanh, một cây cà rốt trưởng thành có khoảng 5-6 bẹ lá - Ngoài hai phần chính là củ và lá thì cà rốt còn có bộ phận hoa và hạt Hoa cà rốt được tập hợp thành một tán kép, hoa có hai màu là màu trắng hoặc hồng và hoa màu tím (hoa không sinh sản) Hạt cà rốt kích thước rất nhỏ chỉ chiếm khoảng vài milimet Hạt có vỏ gỗ và một lớp lông che phủ rất cứng c Đặc tính sinh học - Do vốn là cây chịu lạnh nên để đạt năng suất cao, nhiệt độ thích hợp để trồng là 20- 22℃ Nói m - Độ ẩm của đất để trồng là 60-70%, độ ẩm cao quá làm cho cà rốt dễ bị nhiễm bệnh và chết - pH thích hợp để trồng là 5.5 – 7.0 - Ở nước ta có 2 loại cà rốt phổ biến: loại có củ màu đỏ tươi và loại có củ màu đỏ ngả sang vàng da cam - Loại vỏ đỏ được nhập trồng từ lâu, có đặc điểm là củ to nhỏ không đều, lõi to, nhiều xơ, hay phân nhánh và kém ngọt - Loại vỏ màu đỏ ngã sang màu da cam là cà rốt nhập từ Pháp, có khả năng sinh trưởng nhanh, tỉ lệ củ trên 80%, da nhẵn, lõi nhỏ, ít bị phân nhánh, được ưa chuộng trên thị trường tiêu thụ - Màu cà rốt cũng phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Nếu thu hoạch vào mùa xuân – hạ thì cà rốt có màu sậm hơn khi thu hoạch vào mùa thu – đông Tưới nước quá nhiều và nhiều ánh sáng cũng làm giảm màu cà rốt d Thành phần hóa học - Hàm lượng dinh dưỡng trong 100g carrot sống: + Lượng kcal: 41 kcal + Nước: 88% + Protein: 0.9g + Carb: 9.6g + Đường: 4.7g + Chất xơ: 2.8g + Chất béo: 0.2g - Bên cạnh đó, cà rốt còn chứa nguồn vitamin và khoáng chất dồi dào như: vitamin A, vitamin C, vitamin K, vitamin D, vitamin K, vitamin B1, B2, B6, B12,… Các khoáng chất cần thiết có trong cà rốt: canxi, sắt, magie, photpho, kali, natri, kẽm, đồng, manga e Công dụng - Hỗ trợ sức khỏe đường ruột: Cà rốt là một trong các loại thực phẩm giàu chất xơ hòa tan Nếu ăn đủ cà rốt có thể cung cấp đến 15g chất xơ mỗi ngày Và lượng chất xơ trong cà rốt có khả năng lên men cao Chúng biến thành nguồn nhiên liệu cực tốt để nuôi lợi khuẩn trong đường ruột Những vi khuẩn đường ruột phát triển sẽ tạo ra acid béo chuỗi ngắn Chúng không chỉ có lợi cho đường ruột mà còn tốt cho sức khỏe tổng thể - Tăng cường hệ miễn dịch: Cà rốt chứa các vitamin, khoáng chất, chất chống oxy hóa, Chúng tham gia bảo vệ cơ thể chống lại tác hại của các nhân tố tiêu cực Bảo vệ trước sự tấn công của vi khuẩn, vi rút và viêm nhiễm Trong đó, vitamin A và vitamin C là hai thành phần nâng cao hệ miễn dịch cho cơ thể - Hỗ trợ chức năng gan và giải độc tố: Trong cà rốt có chứa glutathione, được sản xuất tự nhiên trong gan chúng ta Đây là nhân tố có mặt ở khắp mọi nơi trên cơ thể Mức glutathione cao sẽ giúp ổn định các vi chất khác trong cơ thể Đó là một chất chống oxy hóa mạnh mẽ có khả năng làm giảm mức độ tổn thương do stress oxy hóa Cũng như giúp giải độc hóa chất ở gan Cà rốt cũng chứa các flavonoid thực vật và beta-carotene Chúng đều hỗ trợ chức năng gan tổng thể Beta-carotene còn được phát hiện có khả năng ngăn ngừa các bệnh về gan - Cải thiện thị giác: cà rốt rất giàu beta carotene - hợp chất được cơ thể chuyển hóa thành vitamin A bổ sung các vitamin có lợi Cà rốt còn chứa lutein và lycopene giúp bảo vệ võng mạc, thủy tinh thể Giúp giảm nguy cơ thoái hóa điểm vàng, giảm thị lực, cải thiện tầm nhìn ban đêm (bệnh quáng gà) 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm a Nhiệt độ sấy - Rau quả là sản phẩm chịu nhiệt kém: trên 90℃ Nói m thì đường fructose bắt đầu bị caramel hóa, các phản ứng tạo ra melanoidin, polime hóa các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh Do vậy, để sấy rau quả thường dùng chế độ sấy ôn hòa Tùy theo loại nguyên liệu, nhiệt độ sấy không quá 80-90℃ Nói m Đối với sản phẩm carrot sấy lạnh thì nhiệt độ sấy dao động từ 30-50℃ Nói m - Ngoài ra quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt của vật liệu sấy Nếu tốc độ nhiệt quá nhanh thì bề mặt quả bị rắn lại và ngăn quá trình thoát ẩm Ngược lại, nếu tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát ẩm yếu b Độ ẩm không khí - Muốn nâng cao khả năng hút ẩm của không khí thì phải giảm độ ẩm tương đối của nó xuống Có 2 cách làm giảm độ ẩm tương đối của không khí: Tăng nhiệt độ không khí bằng cách dùng calorife và giảm nhiệt độ không khí bằng cách dùng máy hút ẩm - Thông thường khi vào lò sấy, không khí có độ ẩm 10 - 13% Nếu độ ẩm của không khí quá thấp sẽ làm rau quả nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi ẩm tiếp theo Nhưng nếu độ ẩm quá cao sẽ làm tốc độ sấy giảm - Khi ra khỏi lò sấy, không khí mang theo hơi ẩm của rau quả tươi nên độ ẩm tăng lên (thông thường khoảng 40 - 60%) Nếu không khí đi ra có độ ẩm quá thấp thì sẽ tốn năng lượng; ngược lại, nếu quá cao sẽ dễ bị đọng sương, làm hư hỏng sản phẩm sấy Người ta điều chỉnh độ ẩm của không khí ra bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông của nó và lượng rau quả tươi chứa trong lò sấy c Lưu thông của không khí - Trong quá trình sấy, không khí có thể lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức Trong các lò sấy, không khí lưu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4m/s), do vậy thời gian sấy thường kéo dài, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao Để khắc phục nhược điểm này, người ta phải dùng quạt để thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng 0,4 - 4,0 m/s trong các thiết bị sấy Nếu tốc độ gió quá lớn (trên 4,0 m/s) sẽ gây tổn thất nhiệt lượng d Độ dày của lớp sấy - Độ dày của lớp rau quả sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Lớp nguyên liệu càng mỏng thì quá trình sấy càng nhanh và đồng đều, nhưng nếu quá mỏng sẽ làm giảm năng suất của lò sấy Ngược lại, nếu quá dày thì sẽ làm giảm sự lưu thông của không khí, dẫn đến sản phẩm bị "đổ mồ hôi" do hơi ẩm đọng lại Thông thường nên xếp lớp hoa quả trên các khay sấy với khối lượng 5 – 8 kg/m2 là phù hợp 1.2.2 Quy trình sấy cà rốt a Sơ đồ quy trình b Thuyết minh quy trình - Nguyên liệu: là yếu tố quyết định các đặc tính cho sản phẩm về mùi, vị, cấu trúc…Vì thế, với nguyên liệu thích hợp thì sản phẩm làm ra sẽ đạt chất lượng tốt nhất Nguyên liệu dùng trong sản xuất là cà rốt tươi có màu đỏ, củ to, lõi nhỏ, không bị hư thối, sâu bệnh Kích thước đồng đều, độ ẩm ban đầu 88,7% - Rửa 1 + Rửa lần 1: nhằm loại trừ các hợp chất cơ học như đất, cát, bụi và làm giảm phần nào hàm lượng vi sinh vật ở bên ngoài vỏ cũng như dư lượng thuốc bảo vệ thực vật Cà rốt được cắt cuống sau đó cho vào bồn rửa nước Nước rửa phải đảm bảo theo các chỉ tiêu quy định, không màu, không mùi vị - Chần + Trước khi sấy thường chần rau quả trong nước nóng hoặc hấp bằng hơi nước nhằm bảo vệ phẩm chất sản phẩm và rút ngắn thời gian sấy Khi chần, do tác dụng của nhiệt và ẩm nên tính chất hoá lý của nguyên liệu bị biến đổi có lợi cho sự thoát ẩm khi sấy: các vi sinh vật bị tiêu diệt và hệ thống enzyme trong nguyên liệu bị đình chỉ hoạt động (vô hoạt hoá) tránh gây hư hỏng sản phẩm + Đối với rau quả có chứa sắc tố như cà rốt, chần có tác dụng tránh thâm, giữ màu, hạn chế được hiện tượng biến màu hoặc bạc màu + Tiến hành chần cà rốt ở nhiệt độ 90℃ Nói m trong thời gian 2 phút, sau đó làm nguội nhanh - Rửa 2, bóc vỏ: + Sau khi chần, nguyên liệu được rửa lại trong dung dịch SO2 có nồng độ 0.2-1% Sunfit hóa bằng dung dịch SO2 nhằm mục đích để tiêu diệt vi sinh vật, hạn chế sự biến đổi màu không mong muốn của quá trình sấy SO2 có tính khử mạnh, ngăn cản sự oxy hóa các thành phần hóa học của cà rốt Sau đó bóc vỏ, chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo - Thái lát + Thái cà rốt thành lát có kích thước và chiều dày đồng đều nhau nhằm thuận lợi cho các quá trình chế biến sau, đặc biệt là công đoạn sấy Thái thành lát mỏng dày 2mm - Sấy + Cà rốt sau khi xử lý được xếp lên khay để chuẩn bị cho quá trình sấy Lưu ý không xếp chồng chất lên nhau làm cản trở quá trình trao đổi nhiệt và lưu thông không khí Mật độ xếp là 5kg/m2 + Tiến hành sấy bằng máy sấy lạnh ở nhiệt độ 30-50℃ Nói m Độ ẩm đạt yêu cầu 12-14% - Đóng gói và hoàn thiện sản phẩm + Sau khi sấy xong, cần tiến hành phân loại để loại bỏ những cá thể không đạt chất lượng (do cháy hoặc chưa đạt độ ẩm yêu cầu) Để nguội và tiến hành bao gói chân không và hút chân không Mục đích việc bao gói nhằm cách ly hoàn toàn sản phẩm với môi trường bên ngoài, bảo vệ sản phẩm tránh bị nhiễm vi sinh vật và hút ẩm từ không khí, tăng thời gian bảo quản và tăng tính chất cảm quan cho sản phẩm c Yêu cầu sản phẩm sau khi sấy - Cà rốt sau khi sấy phải giữ được màu sắc đẹp tự nhiê, hương vị thơm ngon - Hình dáng, cấu trúc, giá trị dinh dưỡng gần như không thay đổi hoặc thay đổi rất ít - Độ ẩm sản phẩm thấp, giúp kéo dài thời gian bảo quản - Phải đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Tài liệu tham khảo: 1 Hoàng Văn Chước (2006)–Thiết kế hệ thống thiết bị sấy- Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật 2 Nguyễn Phong Nhã - Nghiên cứu thực nghiệm đặc tính động học quá trình bám tuyết trên bề mặt dàn bay hơi- tách ẩm máy sấy lạnh-, Hà Nội, 2007 3 Giáo án kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm- Nguyễn Văn Lụa, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2003 4 https://doan.edu.vn/do-an/tong-quan-gioi-thieu-ve-ca-rot-24493/ 5.http://dulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cd-dh/ file_goc_785758.pdf 6.https://fr.slideshare.net/garmentabc/nghin-cu-san-xut-thanh-long-sy-bng-phng-php-sy- i-lu 7 https://gymstore.vn/tac-dung-cua-ca-rot