bảo quản làm lạnh và lạnh Đông

Bên cạnh đó, việc bảo quản rau củ quả cũng hạn chế tối đa tình trạng nấm, vi khuẩn tấn công gây hại cho sức khỏe người dùng, vi khuẩn gây bệnh và vi khuẩn hoại sinh tạm ngừng phát triển,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

BÁO CÁO MÔN HỌC CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN RAU QUẢ

CHỦ ĐỀ : CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN RAU CỦ QUẢ BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH

Giảng viên hướng dẫn: Như Xuân Thiện Chân

Tên thành viên thực hiện: Huỳnh Ngọc Hân - 2153023030

Lê Hoàn Mỹ - 2153023055 Nguyễn Ngọc Kim Ngân – 2153023064

Võ Hoàng Yến Nhi - 2153023078 Phạm Quỳnh Như – 2153023083 Trần Đăng Trình - 2153023126 Nguyễn Thị Thanh Ngân - 2153023067

MỤC LỤC

1 Giới thiệu về công nghệ bảo quản rau củ quả bằng phương pháp làm lạnh 5

1.1 Nguyên lý : 5

1.2 Các phương pháp làm lạnh: 5

1.2.1 Làm lạnh sơ bộ: 5

1.2.2 Bảo quản trong kho lạnh: 5

1.2.3 Sử dụng tủ lạnh gia đình: 5

1.3 Tác dụng của bảo quản lạnh 6

1.3.1 Giảm cường độ hô hấp rau quả: 6

1.3.3 Làm giảm sự mất nước của rau quả: 7

1.3.4 Làm chậm quá trình gây hư hỏng của VSV: 7

1.3.5 Hạn chế những sự phát triển không có lợi như nảy mầm rau củ 8

2 Làm lạnh 9

2.1 Công nghệ làm lạnh trực tiếp 10

2.1.1 Nguyên tắc: 10

2.1.2 Ứng dụng trong công nghệ 11

2.2 Công nghệ làm lạnh gián tiếp 11

2.2.1 Nguyên tắc: 11

2.2.3 Ứng dụng trong công nghệ 11

2.3 Làm lạnh chân không 11

2.3.1 Nguyên tắc 12

2.3.2 Ứng dụng công nghệ 13

2.4.3 Ưu điểm của làm lạnh chân không 13

3 Lạnh đông 13

3.1 Lạnh Đông Nhanh (Quick Freezing) 15

3.2 Lạnh Đông Chậm (Slow Freezing) 16

3.3 Đóng băng ngâm 17

3.1.1 Nguyên tắc 17

3.1.2 Ưu và nhược điểm của phương pháp đóng băng ngâm 17

3.4 Làm đông tiếp xúc : đóng băng dạng tấm 18

3.4.1 Nguyên tắc 18

3.4.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp làm đông tiếp xúc bao gồm: 18

3.5 Phương pháp IQF (Individual Quick Freezing) 19

4 Ưu và nhược điểm của phương pháp làm lạnh thực phẩm 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 20

Đặt vấn đề

Rau củ quả là nguồn thực phẩm thiết yếu trong chế độ ăn hàng ngày của con người, cung cấp nhiều vitamin, khoáng chất và chất xơ Tuy nhiên, rau củ quả rất dễ hỏng do quá trình hô hấp và quá trình phân hủy sinh học Bảo quản rau, hoa quả thực chất là thực hiện quá trình kìm hãm hoạt động, ức chế cường độ chín, nảy mầm hay

hư hỏng, thối rữa… Giữ được độ tươi lâu hơn bảo quản rau củ hoa quả sẽ giữ được độ tươi lâu hơn

Với cách bảo quản thực phẩm được bảo quản một cách hoàn toàn tự nhiên vì thế rau củ quả không có bất cứ chất bảo quản nào, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng, không gây ra ngộ độc thực phẩm, thực phẩm sẽ không bị khô héo luôn đảm bảo mọng nước, tươi ngon Kéo dài thời gian sử dụng rau củ hoa quả chỉ có một thời gian sử dụng nhất định khoảng 1 đến 3 ngày nếu không được bảo quản đúng cách Chính vì vậy, việc bảo quản sẽ giúp kéo dài thời gian sử dụng lên 1.5 thậm chí 6 lần so với bình thường

Giữ nguyên dưỡng chất và hương vị Một tác dụng nữa phải kể đến chính là giữ nguyên dưỡng chất và hương vị của thực phẩm Bảo quản đúng cách sẽ luôn giúp lượng chất đặc biệt là vitamin không bị phân hủy hay mất đi Bên cạnh đó, việc bảo quản rau củ quả cũng hạn chế tối đa tình trạng nấm, vi khuẩn tấn công gây hại cho sức khỏe người dùng, vi khuẩn gây bệnh và vi khuẩn hoại sinh tạm ngừng phát triển, hoạt tính men và quá trình oxy hóa của thực phẩm giảm, do vậy làm giảm hoặc ức chế quá trình phân hủy thực phẩm, khi đó thực phẩm ít bị biến đổi và hư hỏng Giảm cường độ

hô hấp của rau quả, giảm sự mất nước của rau quả, làm chậm quá trình chín, mềm hóa, thay đổi trạng thái cấu trúc, cấu trúc, biến đổi màu sắc của quả, hạn chế hiện tượng nảy mầm của củ

Dùng tủ bảo quản rau củ quả là cách tạo ra môi trường ức chế hoạt động của các vi sinh vật có hại, giảm thiểu quá trình thực phẩm bị làm hỏng và ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật gây hại Giúp giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch đảm bảo nguồn cung cấp ổn định Duy trì chất lượng dinh dưỡng và hương vị của rau củ quả Góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất và tiêu thụ nông sản Làm giảm nhiệt độ của rau củ quả xuống mức tối ưu để làm chậm quá trình hô hấp và phân hủy Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây hại bằng cách giữ nhiệt độ thấp

1 Giới thiệu về công nghệ bảo quản rau củ quả bằng phương pháp làm lạnh.

Công nghệ bảo quản rau củ quả bằng phương pháp làm lạnh là một trong những kỹ thuật phổ biến và hiệu quả nhất nhằm kéo dài tuổi thọ và giữ gìn chất lượng của thực phẩm sau khi thu hoạch

1.1 Nguyên lý :

Hạ thấp nhiệt độ của môi trường bảo quản để hạn chế cường độ hô hấp của rau quả ngăn ngừa sự phát triển của VSV gây hại Ở nhiệt độ thấp các hệ thống enzyme trong nguyên liệu và trong cơ thể vi sinh vật hoạt động yếu đi - hoạt động tốt ở nhiệt độ

35-37 độ C , nếu đủ lạnh thì chúng ngưng hoạt động và chưa bị tiêu diệt

1.2 Các phương pháp làm lạnh:

1.2.1 Làm lạnh sơ bộ:

Ngay sau khi thu hoạch, rau củ quả cần được làm lạnh nhanh chóng để giảm nhiệt độ xuống mức bảo quản

1.2.2 Bảo quản trong kho lạnh:

Duy trì nhiệt độ và độ ẩm thích hợp trong suốt quá trình lưu trữ

1.2.3 Sử dụng tủ lạnh gia đình:

Phương pháp đơn giản và phổ biến trong hộ gia đình

Sự đóng băng của rau quả thực phẩm thường dưới 0 độ C vì dịch bào là một dung dịch hòa tan nhiều chất dinh dưỡng

Nhiệt đóng băng của một số thực phẩm

Trứng -2,8

Theo mức độ giảm nhiệt mà chia thành: làm lạnh và lạnh đông

Làm lạnh hay lạnh đông không tiêu diệt được tất cả VSV, chúng sẽ phục hồi ngay sau khi ngừng làm lạnh nên kho lạnh cũng như nguyên liệu làm lạnh phải đảm bảo yêu cầu về vệ sinh chất lượng

1.3 Tác dụng của bảo quản lạnh

1.3.1 Giảm cường độ hô hấp rau quả:

Enzyme là chất xúc tác sinh học, các phản ứng sinh hóa trong tế bào, bao gồm quá trình hô hấp, đều cần enzyme để xúc tác Ở nhiệt độ thấp, hoạt động của các enzyme giảm, dẫn đến việc giảm tốc độ của các phản ứng sinh hóa mà chúng xúc tác, bao gồm quá trình chuyển hóa glucose và oxy thành carbon dioxide, nước và năng lượng

Trong quá trình hô hấp, các phân tử như oxy và carbon dioxide phải khuếch tán qua các màng tế bào Khi nhiệt độ giảm, động năng của các phân tử cũng giảm, làm cho tốc độ khuếch tán chậm lại Điều này làm giảm khả năng cung cấp oxy cho quá trình hô hấp và loại bỏ carbon dioxide

Màng tế bào đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự trao đổi các chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài Ở nhiệt độ thấp, màng tế bào trở nên kém linh hoạt, làm giảm hiệu quả của quá trình trao đổi chất Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến việc cung cấp nguyên liệu cần thiết cho hô hấp và loại bỏ sản phẩm phụ

Rau quả hô hấp để tạo ra năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống như tăng trưởng, sửa chữa tế bào và duy trì cân bằng nước Khi rau quả được bảo quản lạnh, các hoạt động sinh lý giảm, dẫn đến nhu cầu năng lượng thấp hơn Kết quả là, tốc độ

hô hấp cũng giảm để thích ứng với nhu cầu năng lượng thấp hơn

1.3.2 Làm chậm quá trình chín, mềm hóa, thay đổi trạng thái cấu trúc, biến đổi màu sắc quả

Các enzyme như amylase, pectinase, và polygalacturonase tham gia vào quá trình phân giải các thành phần cấu trúc của quả, dẫn đến chín và mềm hóa Ở nhiệt độ lạnh, hoạt động của các enzyme này bị giảm, làm chậm quá trình chín và các thay đổi khác liên quan đến cấu trúc của quả

Khi quả được bảo quản ở nhiệt độ lạnh, tốc độ hô hấp giảm, dẫn đến sản xuất ít ethylene hơn và do đó làm chậm quá trình chín Ethylene kích thích sự phân giải của chlorophyll (màu xanh) và thúc đẩy sự tổng hợp các carotenoid (màu cam, đỏ) và anthocyanin (màu đỏ, tím) Ở nhiệt độ thấp, quả sản xuất ít ethylene hơn và cũng trở nên ít nhạy cảm với hormone này, làm chậm quá trình thay đổi màu sắc và chín

Quá trình chín liên quan đến sự chuyển đổi các chất hóa học, như sự phân giải của chlorophyll và sự tổng hợp của các sắc tố mới Khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh, tốc

độ của các phản ứng sinh hóa này giảm, làm chậm quá trình thay đổi màu sắc của quả

1.3.3 Làm giảm sự mất nước của rau quả:

Sự mất nước của rau quả thông qua nhiều cơ chế liên quan đến nhiệt độ, độ ẩm,

và hoạt động sinh học Khi rau quả được bảo quản ở nhiệt độ thấp, năng lượng của các phân tử nước giảm, dẫn đến tốc độ bay hơi chậm lại Điều này giúp duy trì độ ẩm bên trong rau quả lâu hơn Ở nhiệt độ thấp, tốc độ hô hấp giảm, dẫn đến việc ít nước bị sử dụng và mất đi qua quá trình hô hấp

Áp lực hơi nước là áp lực do hơi nước gây ra trên bề mặt của rau quả, và nó tăng theo nhiệt độ Ở nhiệt độ thấp, áp lực hơi nước giảm, làm giảm sự chênh lệch áp lực giữa bề mặt rau quả và không khí xung quanh, do đó giảm tốc độ mất nước

1.3.4 Làm chậm quá trình gây hư hỏng của VSV:

Khi rau quả được bảo quản ở nhiệt độ thấp, quá trình phân chia tế bào và sinh trưởng của vi sinh vật bị chậm lại hoặc ngừng hẳn Nhiệt độ lạnh làm giảm tốc độ trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật, do đó giảm khả năng gây hư hỏng của chúng Vì bảo quản ở nhiệt độ thấp nên hoạt động của các enzyme vi sinh vật bị giảm, làm chậm quá trình phân giải các chất hữu cơ trong rau quả và do đó giảm tốc độ hư hỏng, cũng

vì lẽ đó mà tốc độ trao đổi chất của vi sinh vật cũng giảm, làm chậm quá trình hư hỏng do các sản phẩm phụ gây ra

1.3.5 Hạn chế những sự phát triển không có lợi như nảy mầm rau củ

Củ khoai tây mọc mầm

Quá trình nảy mầm đòi hỏi một loạt các phản ứng sinh lý và sinh hóa phức tạp, bao gồm sự phân chia tế bào, phát triển mô và chuyển hóa năng lượng, các phản ứng này diễn ra chậm lại hoặc bị ngừng lại hoàn toàn, làm giảm khả năng nảy mầm của rau củ

Enzyme đóng vai trò quan trọng trong việc phân giải các chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt giống và rễ, cung cấp năng lượng và nguyên liệu cần thiết cho sự phát triển của mầm Khi nhiệt độ giảm, hoạt động của các enzyme này cũng giảm, làm chậm hoặc ngừng quá trình phân giải và chuyển hóa các chất dinh dưỡng, từ đó ngăn cản quá trình nảy mầm

Ở nhiệt độ lạnh, sự sản xuất và hoạt động của các hormone sinh trưởng (gibberellin và cytokinin thúc đẩy nảy mầm) bị ức chế, làm giảm khả năng nảy mầm của rau củ

2 Làm lạnh

Đối với nhiệt độ thấp, vi khuẩn chịu đựng kém hơn nấm men và nấm mốc Phần lớn vi khuẩn ngừng phát triển ở -3 độ C, có nhiều loại bị chết khi làm lạnh đông Phần lớn

nấm mốc và nấm men ngừng phát triển ở -7 độ C, có loại vẫn phát triển ở -12 độ C nếu có môi trường dinh dưỡng thích hợp

Ở nhiệt độ thấp các hệ thống enzyme trong nguyên liệu và trong cơ thể vi sinh vật hoạt động yếu đi

Thực phẩm bảo quản lạnh và không được lâu dài, chỉ vài ngày đến vài tháng: rau quả bảo quản lâu dài hơn thịt và các sản phẩm thịt vì tính miễn dịch cao hơn Do đó phương pháp làm lạnh chủ yếu dùng để bảo quản rau củ quả tươi

Trong quá trình làm lạnh một phần nước trong nguyên sinh chất tách khỏi tế bào Khi làm tan giá thì các chất keo trong chất nguyên sinh lại hút nước làm nguyên liệu trở lại trạng thái ban đầu Hiện tượng thuận nghịch này xảy ra ở thịt cá thuận lợi hơn rau quả Khi làm lạnh ở nhiệt độ quá thấp, độ thẩm thấu thực phẩm bị giảm và đến khi làm tangiá thì nó không còn giữ được tính chất ban đầu nữa

Rau củ quả được bảo quản lạnh (mát) tại siêu thị

Bảng 1 Nhiệt độ, độ ẩm, thời gian tồn trữ rau củ quả tươi trong bảo quản

Loại Nhiệt độ ( độ C) Độ ẩm (%) Thời gian tồn trữ

2.1 Công nghệ làm lạnh trực tiếp

Công nghệ làm lạnh trực tiếp hay còn gọi là công nghệ lạnh tĩnh, không khí lạnh đối lưu tự do, tự khuếch tán một cách tự nhiên trong một không gian nhất định

2.1.1 Nguyên tắc:

Tốc độ làm lạnh chậm, qua hai giai đoạn: Giai đoạn 1 giảm nhiệt độ âm 2-3 độ C và giai đoạn 2 khi nhiệt độ ổn định, nâng nhiệt độ âm 1-0 độ C

Không khí lạnh trong phòng là dạng đối lưu tự nhiên, không trang bị thêm quạt thông gió khác ngoài dàn lạnh cơ bản

Độ ẩm không khí cao, độ mất hơi nước nhỏ

2.1.2 Ứng dụng trong công nghệ

Bảo quản các loại thực phẩm rau củ/ngũ cốc, thịt các loại trong thời gian ngắn hạn

Phù hợp với kho lạnh cỡ nhỏ hoặc khách hàng không dự định chi nhiều chi phí xây dựng kho lạnh

2.2 Công nghệ làm lạnh gián tiếp

Công nghệ làm lạnh gián tiếp hay còn gọi là công nghệ lạnh khô quạt gió, không khí lạnh được đối lưu cưỡng bức, khuếch tán đều trong khoang tủ bằng quạt gió

2.2.1 Nguyên tắc:

Đảm bảo tốc độ lưu thông không khí cao 3-4m/s Do đó, thời gian làm lạnh rất nhanh

Có 3 giai đoạn làm lạnh: Giai đoạn 1 hạ nhiệt độ âm 5 - âm 1 độ C, giai đoạn 2 tăng nhiệt độ âm 1 - 0 độ C, giai đoạn 3 từ 0-5 độ C (trước khi xuất hàng khỏi kho)

Độ ẩm không khí trong phòng lạnh thực phẩm và công nghệ trong làm lạnh được duy trì do luồng không khí đối lưu mạnh (85-95%)

2.2.3 Ứng dụng trong công nghệ

Áp dụng cho mọi loại thực phẩm (kể cả sữa)

Phù hợp cho các loại kho lạnh cỡ trung trở lên, có thể dùng xe đẩy/kéo trong kho

2.3 Làm lạnh chân không

Làm lạnh chân không (vacuum cooling) là phương pháp làm lạnh mới dùng bảo quản rau củ quả bằng cách hạ nhiệt độ sản phẩm nhanh chóng trong môi trường chân không

Sản phẩm cần làm lạnh được đặt trong một buồng chân không kín Khi bơm chân không hoạt động, áp suất bên trong buồng giảm nhanh chóng Ở áp suất thấp, nhiệt độ sôi của nước giảm đáng kể Nước trong sản phẩm bắt đầu bay hơi, sự bay hơi này hấp thụ nhiệt từ sản phẩm, làm giảm nhiệt độ của sản phẩm, các phân tử nước bay hơi được hiển thị dưới dạng các chấm nhỏ trong buồng chân không

Cuộn làm mát trong hệ thống sẽ ngưng tụ hơi nước từ quá trình bay hơi Nước ngưng tụ này sau đó được loại bỏ khỏi buồng chân không dưới dạng nước ngưng tụ Không khí và nước ngưng tụ được bơm ra khỏi hệ thống, đảm bảo quá trình bay hơi diễn ra liên tục và hiệu quả

2.3.1 Nguyên tắc

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này dựa trên sự bay hơi của nước dưới áp suất thấp, giúp loại bỏ nhiệt từ sản phẩm một cách hiệu quả Rau quả được xếp vào buồng chân không và cửa buồng được đóng kín.Máy bơm chân không bắt đầu hoạt động, hạ

áp suất trong buồng xuống mức rất thấp, thường là vài mmHg Dưới áp lực của chân không, hơi nước từ chính rau củ quả bốc ra để làm lạnh rau quả

2.3.2 Ứng dụng công nghệ

Trong nông nghiệp Rau củ quả sau khi thu hoạch có thể được làm lạnh nhanh chóng

để giảm nhiệt độ và kéo dài thời gian bảo quản Điều này đặc biệt quan trọng đối với các loại rau lá xanh như rau diếp, cải bó xôi, và các loại rau mỏng manh khác

Tăng giá trị sản phẩm : Làm lạnh chân không giúp giữ nguyên chất lượng sản phẩm,

từ đó nâng cao giá trị kinh tế của nông sản

2.4.3 Ưu điểm của làm lạnh chân không

Giảm Mất Khối Lượng :Giảm thiểu sự mất khối lượng do bay hơi nước, giữ nguyên

khối lượng và giá trị sản phẩm

Duy Trì Chất Lượng :Giữ được màu sắc, hương vị và giá trị dinh dưỡng của rau củ

quả nhờ làm lạnh đồng đều và nhanh chóng

Tiết Kiệm Năng Lượng :Hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng so với các phương

pháp làm lạnh truyền thống

3 Lạnh đông

Trong quá trình làm lạnh đông, có nhiều tác nhân được sử dụng để giảm nhiệt độ và duy trì trạng thái đông lạnh của các sản phẩm

Tác nhân rắn

Đá khô (CO rắn) ₂ rắn) : Đá khô có nhiệt độ rất thấp (-78,5°C) và khi thăng hoa, nó không

để lại chất lỏng, làm cho nó trở thành một lựa chọn tốt để làm lạnh nhanh và bảo quản rau quả trong quá trình vận chuyển dài hạn

Tác nhân lỏng

Nước đá: Đây là môi chất làm lạnh phổ biến và dễ sử dụng Nước đá được đặt tiếp

xúc trực tiếp với rau quả để hấp thụ nhiệt và làm lạnh Phương pháp này hiệu quả cho việc làm lạnh tạm thời và vận chuyển ngắn hạn