CÔNG NGHỆ áp SUẤT CAO TRONG CHẾ BIẾN (1)

Bài tiểu luận Môn Những vấn đề mới trong công nghệ chế biến thục phẩm, lớp công nghệ chế biến thực phẩm , đại học công nghệ Đồng Nai, Đề tài Công nghệ áp suất cao trong chế biến, do các thành viên trong nhón cùng thảo luận, tìm hiểu viết ra, tháng 9 năm 2014. Bài báo cáo dạng powerpoint, gồm 26 slide

CÔNG NGHỆ ÁP SUẤT CAO

TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

GVHD: Th.S: Nguyễn Thành Công SVTH: Phạm Ngọc Trung Nguyễn Thị Minh Nguyễn Thị Mỹ Hạnh

Trần Tiến Hạnh

Báo Cáo

Tiểu Luận

Giới Thiệu

 Ngày nay, quy trình chế biến thực phẩm đòi hỏi phải đạt nhu cầu của người tiêu dùng về nhiều mặt như:

 Thực phẩm phải có chất lượng cao

Lịch sử phát triển

 Kỹ thuật sử dụng áp suất cao là một công cụ hữu

ích cho chế biến thực phẩm thay vì xử lý nhiệt

 Đặc biệt, các nhà khoa học về thịt ở Úc đã tiến hành

áp dụng áp suất cao kể từ đầu những năm 1970

 Áp suất cao làm phá hủy các tế bào sinh dưỡng của

vi khuẩn và vô hoạt enzyme, nhưng không làm thay đổi đặc điểm bề ngoài của sản phẩm và giữ lại một số vitamins

Định Nghĩa

Kỹ thuật sử dụng áp suất cao là phương pháp xử lý mẫu

(thực phẩm) dưới áp suất cao trong một môi trường

truyền áp ổn định.

 Để tạo áp lực tác động từ mọi phía là như nhau, người ta

sử dụng môi trường truyền áp là chất lỏng nên các thuật ngữ sử dụng cho phương pháp này là xử áp thực phẩm

bằng áp suất thủy tĩnh cao (High hydrostatic pressure

treatment/processing/technique) hoặc xử lý bằng áp suất thủy tĩnh siêu cao (Ultra-high hydrostatic pressure

treatment).

Cơ Sở Khoa Học

Dựa trên hai nguyên lý:

 Nguyên lý pascal: áp suất phân bố nhanh và đồng nhất trong môi trường truyền áp, không phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của mẫu cần xử lý.

 Nguyên lý Le Chatelier – Braun: áp suất sẽ thúc đẩy các phản ứng có sự giảm thể tích tự do (thể

tích hoạt hóa của phản ứng có giá trị âm).

Cơ chế tác dụng

Cơ chế tác động lên tế bào sinh

dưỡng của vi sinh vật:

 Gây biến tính các protein

 Tác dụng lên màng tế bào,

làm thay đổi cấu trúc của màng, gây ra sự rối loạn trao đổi chất trong và ngoài tế bào

Cơ chế tác động lên bào tử

 Đối với bào tử vi sinh vật, áp suất

cao tác động theo cơ chế bao gồm 2 giai

đoạn:

 Giai đoạn 1: Bào tử dưới tác dụng

của áp suất cao sẽ được kích thích

hoạt động và nảy mầm.

 Giai đoạn 2: Sau khi nảy mầm, khả

năng nhạy cảm với áp suất tăng,

bào tử sẽ bị áp suất cao tiêu diệt.

 Enzyme có bản chất protein, dưới tác dụng của áp suất cao, các protein

bị biến tính, gây vô hoạt các enzyme

chỉ bị ảnh hưởng rất ít từ áp suất cao (Hereman, 1993) Enzyme có cấu

trúc bậc 2 khá nhạy cảm với áp

suất do liên kết chủ yếu trong cấu

trúc là liên kết hydro Enzyme có cấu trúc bậc 3 và bậc 4 thì bền vững hơn bậc 2 nhưng cũng bị phá vỡ trong

suốt quá trình xử lý

Cơ chế tác động lên Enzyme

 Hạn chế hiện tượng tái nhiễm vi sinh vật vào sản

phẩm hoặc hiện tượng nhiễm chéo

 Nếu muốn ức chế hệ enzyme và vi sinh vật trong mẫu thực phẩm đạt đến độ an toàn đòi hỏi phải sử dụng một áp suất rất lớn.

 Chi phí đầu tư rất lớn, thiết bị mắc tiền.

 Phạm vi sử dụng: chỉ áp dụng cho một số đối tượng thích hợp.

 Cấu tạo thiết bị rất cồng kềnh

 Thể thích buồng xử lý rất giới hạn, năng

suất thấp.

Nhược Điểm

Thiết Bị

Buồng áp thân hình trụ dày, chịu được áp suất cao Buồng

áp chia làm ba loại

• Monoblock (buồng một lớp): thép không rĩ, áp suất làm

việc 400-600MPa, khả năng chịu áp không cao so với 2

loại buồng áp khác.

• Multilayer vessel (buồng nhiều lớp): vật liệu là thép không

rỉ, lắp ráp bằng cách lớp trong nguội được ép với lớp ngoài nóng, khả năng chịu áp tăng.

• Wire-wound vessel (buồng quấn dây):

Buồng Áp

Cấu tạo buồng áp dạng quấn dây

Hệ Thống Tạo Áp Suất

Môi trường truyền áp:

 Nước cất : dung dịch nuớc và glycol, hệ

nước- propylene glycol (tỉ lệ 1:1 v/v), hệ nhũ tương dầu thực vật 10% và nước, dung dịch

nước và Mobil Hydrasol 78,5%

 Phương pháp thực hiện

 Tăng áp trực tiếp

 Tăng áp gián tiếp

Pham vi áp dụng: chỉ áp dụng cho mẫu lỏng,

Tăng áp trực tiếp

• Cách thực hiện: bơm mẫu vào buồng áp, sử dung piston để nén mẫu

• Nguyên tắc: Tạo lực đẩy lên piston thông qua môi trường truyền áp

• Ưu điểm: tốc độ tăng áp nhanh

• Nhược điểm:

Vấn đề ăn mòn dễ xảy ra Vấn đề rò rĩ và bù áp

Phương pháp tăng áp suất trực tiếp.

Tăng áp gián tiếp

 Cách thực hiện: nạp mẫu vào buồng áp, bơm môi trường truyền áp vào thiết bị và đuổi khí, sau đó sử dụng bộ phận khuếch đại để tăng áp.

 Nguyên tắc: bộ phận khuếch đại hoạt động tương tự như trong phương pháp tăng áp trực tiếp.

 Ưu điểm:

Phạm vi áp dụng rộng hơn Mẫu không tiếp xúc trực tiếp với thiết

bị nên vấn đề ăn mòn bị hạn chế.

 Nhược điểm: yêu cầu bộ phận

Bộ Phận Hiệu Chỉnh Nhiệt

 Hiệu chỉnh từ bên ngoài (external regulation)

 Điện trở quấn quanh buồng áp

 Vỏ áo xung quanh buồng áp

 Hiệu chỉnh từ bên trong (internal regulation)

 Thiết bị trao đổi nhiệt

 Thiết bị gia nhiệt

 Hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường truyền áp

 Thiết bị trao đổi nhiệt: đặt bên ngoài

Sử dụng bơm áp suất thấp nạp mẫu vào buồng áp tãng áp suất

Giữ áp

Xã áp Tháo mẫu

Hệ thống trên dây chuyền in-line (mẫu lỏng)

Ảnh hưởng lên vi sinh vật

• Số lượng vi sinh vật ban đầu

• Thành phần vi sinh vật

• Loại enzyme

• Thời gian xử lý

• pH của thực phẩm

• Chất chống vi sinh vật

• Nhiệt độ xử lý

Xử lý áp suất ở một số vi sinh vật,

enzyme và hợp chất cao phân tử

400-500

700-1000

Polysacchari

Một số ứng dụng của kỹ thuật áp

suất cao, (Campden New technology bulletin,

nhiệt Trái cây không

50-100MPa,

L/h

Ảnh hưởng áp suất cao

lên sản phẩm thịt

• Ảnh hưởng đến độ mềm thịt

• Ảnh hưởng lên màu sắc của thịt

• Ảnh hưởng lên mùi vị của thịt

• Ảnh hưởng lên cấu trúc của thịt

• Ảnh hưởng lên sự oxy hóa của thịt

• Ảnh hưởng tính chất tạo gel và nhũ hóa

Ảnh hưởng áp suất cao

lên sản phẩm rau quả

• Ảnh hưởng tới màu sắc

• Ảnh hưởng tới mùi vị sản phẩm

• Ảnh hưởng của áp suất cao lên cấu trúc

• Ảnh hưởng của áp suất cao lên giá trị

dinh dưỡng

Kết Luận

 Công nghệ áp suất cao có rất nhiều ưu điểm như: Bảo vệ thực phẩm (tốt hơn các loại phụ gia hoá học) trước các vi khuẩn gây bệnh

như Samonella hay Listeria; không cần sử

dụng các hoá chất bảo quản, kéo dài thời gian

sử dụng của sản phẩm Sản phẩm đóng gói

chân không được xử lý bằng công nghệ cao áp

và giữ lạnh có khả năng giữ được vị tươi ngon trong vòng 30 ngày.