Nghiên cứu thử nghiệm sấy khô Măng tây (Asparagus Officinalis Linn) bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp với bức xạ hồng ngoại

Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên và được sự đồng ý của Khoa Công nghệ Thực phẩm cùng sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn, tôi được giao thực hiện đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu thử nghiệm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



NGUYỄN THỊ THẮM

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẤY KHÔ MĂNG TÂY (ASPARAGUS OFFICINALIS LINN) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY LẠNH KẾT HỢP VỚI BỨC XẠ HỒNG NGOẠI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CÁN BỘ HƯƠNG DẪN: TS Vũ Ngọc Bội

KHÁNH HÒA - 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



NGUYỄN THỊ THẮM

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẤY KHÔ MĂNG TÂY (ASPARAGUS OFFICINALIS LINN) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY LẠNH KẾT HỢP VỚI BỨC XẠ HỒNG NGOẠI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã số sinh viên : 50131555 Lớp : 51CBTP2 Cán bộ hướng dẫn : TS Vũ Ngọc Bội

KHÁNH HÒA - 2013

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Đồ án này

Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm, Phòng Đào tạo niềm kính trọng, sự tự hào được học tập tại Trường trong những năm qua

Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho cô: TS Vũ Ngọc Bội - Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang đã tài trợ kinh phí, tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Xin cám ơn: ThS Thái Văn Đức - Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, ThS Nguyễn Thị Mỹ Trang - Bộ môn Đảm bảo Chất lượng và An toàn Thực phẩm và các thầy cô phản biện đã cho tôi những lời khuyên quí báu để công trình nghiên cứu được hoàn thành có chất lượng

Đặc biệt, xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của: các thầy cô giáo trong

Bộ môn Công nghệ Thực phẩm và tập thể cán bộ trong Các phòng thí nghiệm - Trung tâm Thực hành Thí nghiệm - Trường Đại học Nha Trang đã giúp đỡ nhiệt tình và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đồ án này

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và các bạn bè đã tạo điều kiện, động viên khích lệ để tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH v

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 2

1.1 TỔNG QUAN VỀ MĂNG TÂY 2

1.1.1 Giới thiệu về măng tây 2

1.1.2 Giá trị của măng tây 6

1.2 GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY 7

1.2.1 Khái niệm chung về quá trình sấy 7

1.2.2 Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 15

1.2.2.1 Giới thiệu về sấy bức xạ hồng ngoại 15

1.2.2.2 Sấy đối lưu lạnh 19

1.2.2.3 Sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 19

1.2.3 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình làm khô 20

1.2.3.1 Những biến đổi cảm quan 20

1.2.3.2 Những biến đổi về hóa học 21

1 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SỐ SẢN PHẨM TỪ MĂNG TÂY 22

CHƯƠNG II NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 26

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa học 27

2.2.1.1 Xác định độ ẩm 27

2.2.1.2 Phương pháp xác định hoạt độ nước của sản phẩm 27

2.2.2 Phương pháp phân tích vi sinh 29

2.2.3 Phương pháp đánh giá cảm quan 30

2.2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 33

2.2.4.1 Quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm măng tây sấy khô 33

2.2.4.2 Bố trí thí nghiệm xác định các thông số của quy trình 35

2.5 Dụng cụ, thiết bị chủ yếu sử dụng trong nghiên cứu 37

2.6 Xử lý số liệu 37

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TỐI ƯU CỦA QUY TRÌNH 38

3.1.1 Xác định chế độ chần 38

3.1.2 Xác định tốc độ gió cho chế độ sấy măng tây 40

3.1.2.1 Xác định nhiệt độ sấy ở tốc độ gió 1m/s 40

3.1.2.2 Xác định nhiệt độ sấy ở tốc độ gió 1.5m/s 42

3.1.2.3 Xác định nhiệt độ sấy ở tốc độ gió 2 m/s 43

3.1.3 Xác định chất lượng cảm quan cho từng chế độ sấy 45

3.1.3.1 Xác định chất lượng cảm quan của măng tây theo nhiệt độ sấy ở vận tốc gió 1m/s 45

3.1.3.2 Xác định chất lượng cảm quan của măng tây theo nhiệt độ sấy ở vận tốc gió 1,5 m/s 47

3.1.3.3 Xác định chất lượng cảm quan của măng tây theo nhiệt độ sấy ở vận tốc gió 2 m/s 49

3.1.4 Kết quả xác định hoạt độ nước của sản phẩm 51

3.1.5: Kết quả phân tích vi sinh sản phẩm 51

3.1.6: Kết luận chung 52

3.2 So sánh chất lượng của măng tây sấy và măng tây phơi nắng 52

3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẤY MĂNG TÂY VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG 54

3.3.1 Đề xuất quy trình 54

3.3.2 Sản xuất thử sản phẩm và sơ bộ tính toán chi phí nguyên vật liệu 56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 60

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Thành phần dinh dưỡng của măng tây 5

Bảng 2.1: Yêu cầu vi sinh đối với các sản phẩm rau quả sấy khô theo quyết định 46/2007/QĐ-BYT 29

Bảng 2.2: Bảng mô tả điểm cho sản phẩm măng tây sấy khô 31

Bảng 2.3: Bảng hệ số quan trọng cho các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm măng tây sấy khô 32

Bảng 2.4 Bảng quy định các cấp chất lượng cho sản phẩm thực phẩm theo TCVN 3215-79 33

Bảng 3.1: Hoạt độ nước của sản phẩm 51

Bảng 3.2: bảng kết quả vi sinh thực phẩm 51

Bảng 3.3: Hao hụt trọng lượng của nguyên liệu qua các công đoạn 56

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hình ảnh về măng tây trắng 2

Hình 1.2 Hình ảnh măng tây xanh 3

Hình 1.3 Hình ảnh về măng tây tím 3

Hình 1.4 Quy trình sản xuất sản phẩm măng tây đông khô 23

Hình 1.5: Quy trình sản xuất sản phẩm đồ hộp măng tây tự nhiên 24

Hình 1.6: Quy trình sản xuất sản phẩm măng tây đông lạnh 25

Hình 2.1 Hình ảnh về phần ăn được của măng tây 26

Hình 2.2: Giới hạn hoạt độ nước phát triển của các loại vi sinh vật 29

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm măng tây sấy khô 34

Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ chần tối ưu 35

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ sấy tối ưu 36

Hình 3.1 Ảnh hưởng của thời gian chần đến 38

chất lượng cảm quan của sản phẩm măng tây sấy khô 38

Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm ẩm của sản phẩm măng tây theo thơi gian sấy ở vận tốc gió là 1m/s 40

Hình 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm ẩm của sản phẩm măng tây theo thơi gian sấy ở vận tốc gió là 1,5m/s 42

Hình 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm ẩm của sản phẩm măng tây theo thời gian sấy ở vận tốc gió là 2 m/s 45

Hình 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng cảm quan của 46

sản phẩm theo hàm ẩm ở vận tốc gió là 1 m/s 46

Hình 3.6 : Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng cảm quan của 48

sản phẩm theo hàm ẩm ở vận tốc gió là 1,5 m/s 48

Hình3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng cảm quan của 49

sản phẩm theo hàm ẩm ở vận tốc gió là 2 m/s 49

Hình 3.8: biểu đồ so sánh điểm cảm quan giữa 52

mẫu sấy và mẫu phơi nắng 52

Hình 3.9: sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm măng tây sấy khô 54

Hình 3.10 Măng tây sấy khô 56

LỜI MỞ ĐẦU

Măng tây (Asparagus officinalis Linn) có tên tiếng Anh: Asparagus, thuộc

họ măng tây Asparagaceae, là một loại rau cao cấp được du nhập vào trồng tại

Việt Nam từ những năm 60 - 70 ở các vùng như Đông Anh - Hà Nội, Kiến An - Hải Phòng, Đức Trọng - Lâm Đồng Trước đây, măng tây chưa được chú ý trồng trọt và nghiên cứu chế biến mặc dù măng tây là loại rau giầu dinh dưỡng và có giá trị kinh tế rất cao Hiện nay, măng tây đã bắt đầu được chú trọng trồng trọt và nghiên cứu Măng tây là loại rau giầu vitamin, khoáng chất, các chất chống oxy hóa, có mùi vị thơm ngon khi nấu chín nhưng dễ bị hư hỏng khi bảo quản Chính

vì thế rất khó bảo quản măng tây dẫn tới việc phát triển sản phẩm măng tây bị hạn chế Vì vậy việc nghiên cứu một phương pháp hiệu quả để bảo quản măng tây nhằm kéo dài thời gian bảo quản là cần thiết Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên và được sự đồng ý của Khoa Công nghệ Thực phẩm cùng sự đồng ý của

giáo viên hướng dẫn, tôi được giao thực hiện đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu thử

nghiệm sấy khô măng tây (Asparagus officinalis Linn) bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp với bức xạ hồng ngoại” với mục đích thử nghiệm sản xuất sản

phẩm măng tây sấy khô bằng phương pháp sấy hiện đại sử dụng kỹ thuật sấy lạnh kết hợp hồng ngoại nhằm hạn chế việc mất mầu “xanh” của sản phẩm rau quả khi sấy theo kỹ thuật sấy thông thường hoặc phơi nắng

Nội dung của đề tài:

1) Xác định các thông số thích hợp cho quy trình sấy măng tây: chế độ xử

lý, chế độ sấy

2) Đánh giá chất lượng của măng tây khô theo thời gian bảo quản;

3) Đề xuất quy trình sản xuất và sản xuất thử sản phẩm;

Do bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học và thời gian nghiên cứu có hạn nên báo cáo đồ án tốt nghiệp này khó trách khỏi những hạn chế, kính mong quí thầy cô và các bạn đồng nghiệp góp ý để đề tài nghiên cứu được hoàn thiện hơn

Tác giả xin chân thành cám ơn

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ MĂNG TÂY

1.1.1 Giới thiệu về măng tây

Măng tây (Asparagus officinalis Linn) có tên tiếng Anh: Asparagus, thuộc

họ măng tây Asparagaceae, là loại rau cao cấp có thành phần dinh dưỡng cao,

rất được ưa chuộng ở các nước phương Tây cũng như phương Đông Măng tây hoang dại có nguồn gốc từ châu Âu, Bắc Phi và Tây Á, sau đó được trồng trọt canh tác như một loại rau xanh ở nhiều nước trên thế giới như Pháp, Đức,…

Các nước Tây Âu là nơi có nhu cầu tiêu dùng măng tây nhiều nhưng do khí hậu lạnh, mỗi năm chỉ trồng được một vụ vào mùa xuân và năng suất không cao [1] Riêng Việt Nam, đặc biệt là Lâm Đồng, Đà Lạt nơi có khí hậu ôn đới quanh năm thích hợp cho việc trồng và thu hái măng tây quanh năm đem lại nguồn kinh tế cho người trồng Từ năm 1960 - 1970, nhiều vùng trong nước ta

đã trồng măng tây để chế biến xuất khẩu như Đông Anh (Hà Nội), Kiến An (Hải Phòng) và Long Xuyên (An Giang) [1]

Thị trường nhập khẩu măng tây chủ yếu là các nước Tây Âu, tổng lượng măng tây mà các nước Tây Âu nhập khẩu lên đến hàng trăm ngàn tấn/năm Các nhà hàng trong nước hiện cũng có nhu cầu tiêu thụ sản phẩm này [1] Măng tây

có nhiều loại: măng tây trắng, măng tây xanh và măng tây tím

Hình 1.1 Hình ảnh về măng tây trắng

Hình 1.2 Hình ảnh măng tây xanh

Hình 1.3 Hình ảnh về măng tây tím

 Đặc điểm sinh học cây măng tây

Măng tây thuộc cây trồng lâu năm, dạng bụi, thân thảo Cây có hoa đơn tính khác gốc Có khoảng một nửa số cây mang hoa đực, một nửa mang hoa cái Hoa cómàu vàng hoặc lục nhạt Quả mọng, ba ngăn, khi chín có màu đỏ Mỗi ngăn có 1 –2 hạt màu đen, vỏ hạt rất cứng

Hạt măng tây có thể nẩy mầm ở nhiệt độ 200C nhưng thích hợp là 250C

và đây cũng là nhiệt độ trung bình cần thiết cho cây phát triển Ngay sau khi hạt nảy mầm, rễ chính rất ngắn bị chết Thay vào đó là một rễ trụ thẳng đứng được tạo thành và các rễ khác mọc ngang từ rễ trụ này Sau đó ở khoảng cách gần mặt đất,trên các đốt của rễ trụ hình thành các thân mầm mới được gọi là măng

Măng là nơi tập trung các chất dinh dưỡng của cây khi còn non Măng được thu hoạch trong nhiều năm (8 – 10 năm) nhưng sản lượng lớn thường tập trung ở các năm thứ 3-5 Sang năm thứ 7 – 8 , khi năng suất và chất lượng giảm thì cần phá đi trồng mới

Trước khi nhú khỏi mặt đất, măng có màu trắng, mềm, khi mọc cao khỏi mặt đất chúng ngả màu xanh và phát sinh cành có thể dài tới 2m

Măng tây là cây ưa ánh sáng Vì vậy, nếu trồng măng ở nơi bị che lợp thì hiệu suất quang hợp thấp, cây sinh sản kém, năng suất măng sẽ giảm Ngoài ra, măng tây rất mẫn cảm với đất trồng, đất phải có độ phì nhiêu cao, tơi xốp, giàu mùn, pH = 6 – 7, độ ẩm đất từ 65 – 70%

Khi thu hái, măng tươi chứa nhiều nước, và khá ngọt (lượng đường có thể lên đến 4 %) Một khi đã hái, các hoạt động sinh học trong măng vẫn tiếp diễn và tiêu thụ đường rất nhanh Vị măng kém đi, nước ngọt mất dần để măng trở thành sơ, bắt đầu từ phần gốc, các sự biến đổi này diễn ra nhanh chóng, ngay trong vòng 24 giờ từ khi măng được cắt hái, nhiệt độ và ánh sáng làm nhanh thêm tiến trình

 Các giống măng tây

Măng xanh: (tên khoa học là Asparagus Officinalis L), giống California

500 loại này cho năng suất cao, dễ trồng, dễ thu hoạch nhưng giá trị thương phẩm không cao [1]

Măng trắng: Đại diện giống F Mary Washington là giống trồng phổ biến

cho năng suất và chất lượng cao [1] Măng Tây Trắng thực ra là một dạng của Măng Tây Xanh được trồng ở Úc Sự khác nhau là măng tây trắng được trồng trong bóng tối Khi Măng Tây tiếp xúc với ánh sáng mặt trời đầu tiên chúng sẽ chuyển sang hồng và sau đó là màu xanh Lý do chính làm cho giá của măng tây trắng cao hơn nhiều so với giá của măng tây xanh là măng tây trắng có một nguồn cung hạn chế và các chi phí sản xuất cao

Măng tím: Măng tây tím là một dạng khác của măng tây xanh và măng tây trắng Màu tím của nó xuất phát từ mức độ cao của anthocyanin (chất chống oxy hóa mạnh) trong các đọt Nó có hàm lượng chất xơ thấp hơn so với măng tây trắng và măng tây xanh, làm cho nó mềm hơn và toàn bộ đọt có thể

ăn từ gốc cho đến ngọn Măng tây tím ngọt ngào, đọt dày hơn so với măng tây xanh và măng tây trắng Măng tây tím thường có ở Úc vào tháng 10 và giữa tháng 12

Măng tây có hàm lượng dinh dưỡng cao, ngoài chất xơ, đạm, gluxid, các vitamin K, C, A, pyridoxine (B6), riboflavin (B2), thiamin (B1), axit folic, gần ¼ khối lượng trong 100g măng tây là các chất khoáng cần thiết cho

cơ thể con người như: kali, magie, canxi, sắt, kẽm…(Bảng 1.1.)

Bảng 1 1 Thành phần dinh dưỡng của măng tây [1]

Nước

(%)

Đường (%)

Protein (%)

Cellulose (%)

Tro (%)

Ca (mg%)

Vitamin C (mg/%)

1.1.2 Giá trị của măng tây

Măng tây được xem là loại rau chứa nhiều chất xơ, nước và các vitamin Thành phần dinh dưỡng của măng tây gồm có: chất đạm, béo, chất xơ, canxi, sắt, kẽm, đồng, axit folic, axit ascorbic… Măng tây không chỉ giàu dinh dưỡng, mà nó còn chứa các chất có hoạt tính sinh học và đã được chứng minh

có tác dụng tích cực đến sức khỏe với các công dụng sau:

 Măng tây giàu chất chống viêm

Măng tây có chứa một nhóm các chất có khả năng chống viêm bao gồm các saponin măng tây (asparanin, sarsasapogenin, protodioscin, và diosgenin)

và flavonoid quercetin, rutin, kaempferol và isorhamnetin Các hợp chất chống viêm này là một trong những tác nhân tốt nhất giúp phòng chống các

bệnh mãn tính như tiểu đường type 2, bệnh tim và bệnh ung thư

 Nguồn chất chống oxy hóa

Măng tây còn là nguồn dồi dào các chất chống oxy hóa bao gồm vitamin

C, beta-carotene và các khoáng chất kẽm, selen, mangan Đặc biệt là glutathione (GSH) – một tripeptide có trong măng tây có tác dụng chống oxy hóa mạnh Chúng tham gia vào các phản ứng của cơ thể với vai trò xúc tác, chống lại sự sản xuất dư thừa gốc tự do, chống lại quá trình chết tế bào, kìm hãm quá trình lão hóa, giúp da mịn màng

Theo báo cáo của Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ, măng tây có chứa lượng glutathione cao nhất trong số các thực phẩm được thử nghiệm Các chất chống oxy hóa trong măng tây cũng góp phần không nhỏ trong việc giảm nguy cơ mắc các bệnh tim mạch, tiểu đường và bệnh ung thư

 Ngăn ngừa suy tĩnh mạch, bảo vệ tim

Măng tây chứa nhiều potassium, folate giúp điều hòa, ổn định huyết áp, giúp cho tim khỏe mạnh, phòng ngừa bệnh xơ vữa động mạch, bệnh đột quỵ tim mạch

Bên cạnh đó, trong cây măng tây còn có dược chất Asparagin được sử dụng trong điều trị bệnh tim mạch Đối với các bệnh suy tĩnh mạch, măng tây còn là dược liệu tốt để điều trị (vì trong măng tây chứa nhiều hợp chất flavonoid) giúp cơ thể cải thiện tuần hoàn máu, củng cố các mạch máu Những người bị suy tĩnh mạch dùng măng tây thường xuyên sẽ rất có ích

 Hỗ trợ đường ruột

Măng tây chứa một polysaccaride có tên gọi là inulin (thuộc nhóm chất

xơ fructan) có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa Inulin không bị tiêu hóa ở ruột non, khi di chuyển đến ruột già, nó sẽ trở thành nguồn thức ăn cho một số loại vi

khuẩn có lợi như Bifidobacteria và Lactobacilli, làm tăng khả năng chống lại

sự phát triển của các vi khuẩn có hại, giúp cơ thể hấp thu triệt để các chất dinh dưỡng, làm giảm nguy cơ dị ứng, và giảm nguy cơ ung thư ruột kết

 Các thành phần có giá trị khác

Một loại protein đặc biệt trong măng tây có tên gọi histone được cho là chủ động trong việc kiểm soát sự phát triển của tế bào nên có thể kìm hãm sự phát triển của các tế bào ung thư

Măng tây cũng rất giàu axit folic nên là loại thực phẩm tốt đối với phụ

nữ mang thai, vì nó bảo vệ chống lại các khuyết tật ống thần kinh ở trẻ và rất cần thiết cho sản xuất ra các tế bào hồng cầu mới

Chất asparagin có trong măng tây rất cần thiết cho sự xây dựng và phân chia tế bào, được sử dụng trong điều trị bệnh tim và gút (goutte)

1.2 GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY

1.2.1 Khái niệm chung về quá trình sấy

Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ sử dụng, nó làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết, do đó vi khuẩn, nấm mốc và nấm mem bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được

Sấy cũng làm giảm hoạt động của các enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm

Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy Quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy vào môi trường Các quá trình truyền nhiệt, truyền chất trên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau [2][3]

 Đặc điểm quá trình sấy

Đặc điểm của quá trình sấy đối với vật thể có độ ẩm tương đối cao, nhiệt

độ sấy và tốc độ chuyển động của không khí không quá lớn xảy ra theo ba giai đoạn đó là giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấy tốc độ không đổi, giai đoạn tốc độ sấy giảm dần Đối với các trường hợp sấy với điều kiện khác thì quá trình sấy cũng xảy ra ba giai đoạn nhưng các giai đoạn có thể đan xen khó phân biệt hơn

 Giai đoạn làm nóng vật

Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt độ vật đạt được bằng nhiệt độ kế ước Trong quá trình sấy này toàn bộ vật được gia nhiệt Ẩm lỏng trong vật được gia nhiệt cho đến khi đạt được nhiệt độ sôi ứng với phần áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồng sấy Do được làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm còn nhiệt độ của vật thì tăng dần cho tới khi bằng nhiệt

độ kế ước Tuy vậy, sự tăng nhiệt độ trong quá trình xảy ra không đều ở phần ngoài và phần trong vật Vùng trong vật đạt đến nhiệt độ kế ước chậm hơn Đối với vật dễ sấy thì giai đoạn này làm nóng vật xảy ra nhanh

 Giai đoạn sấy tốc độ không đổi

Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ kế ước Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hóa hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt cung cấp chỉ để hóa hơi Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật,

ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hóa hơi Do nhiệt độ không khí nóng không đổi, nhiệt độ vật cũng không đổi nên chênh lệch nhiệt

độ giữa vật và môi trường cũng không đổi Điều này làm cho tốc độ giảm của

độ chứa ẩm vật theo thời gian cũng không đổi, có nghĩa là tốc độ gió không đổi

 Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần

Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, còn lại trong vật là ẩm liên kết Năng lượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn ẩm tự do

và càng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai đoạn này nhỏ hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi có nghĩa là tốc độ sấy trong giai đoạn này nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy Quá trình sấy càng tiếp diễn, độ ẩm của vật càng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ

ẩm của vật bằng độ ẩm cân bằng với điều kiện môi trường không khí ẩm trong buồng sấy thì quá trình thoát ẩm của vật ngưng lại, có nghĩa là tốc độ sấy bằng không

 Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu

Dưới sự ảnh hưởng của các nhân tố lý học như: hấp thụ nhiệt, khuếch tán, bay hơi…,làm nước trong vật liệu tách ra ngoài, đây là một quá trình rất phức tạp gọi là làm khô Sự khuếch tán của nước từ nguyên liệu ra môi trường

có 2 quá trình:

 Quá trình khuệch tán ngoại

Là sự dịch chuyển của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí Lượng nước bay hơi vào trong quá trình khuyết tán ngoại thực hiện được dưới

điều kiện áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí [6]

 Quá trình khuếch tán nội

Do sự chênh lệch độ ẩm giữa các lớp tạo nên sự chuyển động của hàm

ẩm ở trong nguyên liệu từ lớp này sang lớp khác để tạo sự cân bằng gọi là khuếch tán nội

Động lực của quá trình khuếch tán nội xảy ra do chênh lệch độ ẩm giữa các lớp trong và ngoài, nếu sự chênh lệch càng lớn tức là gradient độ ẩm càng lớn thì tốc độ khuếch tán nội càng nhanh [6]

 Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại

Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối liên hệ chặt chẽ với nhau, tức là khi khuếch tán ngoại được tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể được tiếp tục và như thế độ ẩm nguyên liệu mới được giảm dần Nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bốc hơi nước sẽ nhanh hơn, nhưng điều này rất khó xảy ra Khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn khuếch tán ngoại khi khuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ bị gián đoạn

Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn hàm ẩm trong nguyên liệu nhiều thì

sự chênh lệch về độ ẩm càng cao Vì vậy, khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch tán ngoại, do đó tốc độ làm khô sẽ nhanh Nhưng ở giai đoạn cuối thì lượng nước còn lại trong nguyên liệu ít, tốc độ bay hơi ở mặt ngoài nhanh mà tốc độ khuếch tán nội chậm, vì vậy tốc độ khô ở mặt ngoài nhanh tạo thành một màng cứng làm ảnh hưởng rất lớn cho quá trình khuếch tán nội Do đó ảnh hưởng đến quá trình làm khô nguyên liệu [2][6]

 Một số nhân tố ảnh hưởng tốc độ sấy

 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ gió, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và tạo thành màng cứng ở lớp bên ngoài Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào nguyên liệu béo hay gầy, kết cấu

tổ chức của cơ thịt và đối với các nhân tố khác Đối với nguyên liệu gầy người ta làm khô ở nhiệt độ cao hơn nguyên liệu béo Khi sấy ở những nhiệt

độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 60oC thì protein bị biến tính, nếu trên 90oC thì fructose bắt đầu caramen hóa các phản ứng tạo ra melanoidin tạo polymer cao phân tử chứa nitơ, màu và mùi thơm xảy ra mạnh mẽ Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng và mất giá trị cảm quan của sản phẩm

Trong quá trình làm khô tiến triển, khi sự cân bằng của khuếch tán nội và khuếch tán ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn nhưng khuếch tán nội chậm sẽ dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến quá trình làm khô

 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí

Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy Vì vậy, tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá trình sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại, dẫn đến sự hư hỏng của sản phẩm, mặt ngoài sản phẩm sẽ lên mốc

gây thối rữa tạo thành lớp dịch nhầy có mùi, vị khó chịu Vì vậy, cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai đoạn đầu của quá trình làm khô

Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khô, khi hướng gió song song với bề mặt của nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh Nếu hướng gió thổi đến nguyên liệu ở góc 45o

thì tốc độ làm khô tương đối chậm

 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ chậm lại

Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh được hiện tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn là vừa sấy vừa ủ

Làm khô trong điều kiện tự nhiên khó đạt được độ ẩm tương đối của không khí 50% đến 60% do nước ta có khí hậu nhiệt đới thường có độ ẩm cao Do đó, một trong những phương pháp để làm giảm độ ẩm của không khí

có thể tiến hành làm lạnh cho hơi nước ngưng tụ lại, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của không khí dưới điểm sương hơi nước sẽ ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của không khí cũng được hạ thấp Như vậy, để làm khô không khí người ta thường áp dụng phương pháp làm lạnh

 Một số phương pháp sấy

 Sấy khô tự nhiên: Là phương pháp sử dụng nguồn năng lượng tự

nhiên để phơi khô sản phẩm, đây là phương pháp đơn giản, rẻ tiền nhất hiện nay

+ Ưu điểm của phương pháp:

- Không tốn nhiên liệu, năng lượng

- Thiết bị phơi đơn giản, chi phí đầu tư thấp

- Đơn giản về mặt công nghệ, có thể áp dụng ở hộ gia đình cũng như trong các xí nghiệp chế biến thủy sản

+ Nhược điểm của phương pháp

- Thời gian phơi kéo dài, thường làm giảm chất lượng của sản phẩm

- Phụ thuộc nhiều vào điều kiện của thời tiết nên không chủ động được trong quá trình sản xuất

- Không đảm bảo về mặt vệ sinh, dễ nhiễm vi sinh, tạp chất

- Nhiệt độ không ổn định nên sản phẩm sấy khô không đồng đều[2]

 Sấy tiếp xúc

Đây là phương pháp cho vật liệu sấy tiếp xúc với bề mặt được đun nóng,

nó sẽ làm nóng và sấy khô vật liệu

+ Sấy ở áp suất thường: Phương pháp này sử dụng áp suất thường để

sấy khô nguyên liệu

+ Sấy ở áp suất chân không

Sấy khô ở điều kiện chân không là một trong những phương pháp tiên tiến nhất trong công nghệ sấy khô hiện nay, phương pháp sấy này có thể đảm bảo được phẩm chất của sản phẩm tốt

Sấy khô ở áp suất chân không dựa trên nguyên lý: dưới độ chân không thấp nhiệt độ bốc hơi của nước trong nguyên liệu sẽ thấp hoặc nếu độ chân không rất thấp thì nước sẽ đông kết và thăng hoa ở nhiệt độ rất thấp Do đó quá trình sấy khô sẽ nhanh và chất lượng sản phẩm tốt

Phương pháp sấy khô ở điều kiện chân không có 2 cách sau:

+ Sấy khô bằng chân không ở nhiệt độ thường (0-60 0 C)

Cơ sở lý luận của phương pháp này là khi giảm áp lực xuống thì điểm sôi của chất lỏng hạ xuống

Tủ sấy khô chân không có nhiều loại như: kiểu thùng quay, kiểu bàn (thích hợp cho nguyên liệu kiểu xốp hoặc bán keo xốp), tủ sấy kiểu tiếp xúc

+ Sấy khô bằng chân không ở nhiệt độ thấp dưới 0 0 C

Phương pháp này dựa trên cơ sở dưới điều kiện nhiệt độ thấp, nước ở trong nguyên liệu bị đông kết lại và trực tiếp thăng hoa từ thể rắn sang thể hơi

mà không qua thể lỏng

 Sấy đối lưu

Cho không khí nóng tiếp xúc với vật liệu sấy nó sẽ làm nóng và sấy khô vật liệu Đây là phương pháp sấy khô phổ biến và được ứng dụng nhiều trong thực tế sản xuất

+Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản; Nhiệt độ sấy tương đối đồng đều; Năng

Ưu điểm của phương pháp này là nguyên liệu luôn được xáo trộn do đó chất lượng sấy được đồng đều, thời gian sấy nhanh Phương pháp này thường

áp dụng để sấy nguyên liệu ở dạng hạt

 Sấy chân không thăng hoa

Đây là một phương pháp sấy hiện đại, được ứng dụng trong công nghiệp

để sấy các vật liệu có giá trị cao, các loại nguyên liệu ở thể keo và keo xốp khó sấy Vì thiết bị sấy khô bằng chân không thăng hoa rất phức tạp yêu cầu

kĩ thuật cao, tính kinh tế còn thấp cho nên chưa được ứng dụng rộng rãi

+ Ưu điểm:

Quá trính sấy xảy ra ở nhiệt độ thấp, do đó chất lượng sấy là tốt nhất trong tất cả các phương pháp sấy Màu sắc kích thước của sản phẩm sau khi sấy gần như được giữ nguyên so với lúc ban đầu Tính chất vật liệu sấy ít bị thay đổi

+Nhược điểm: Thiết bị cồng kềnh phức tạp; Chi phí giá thành cao; Yêu

cầu về kĩ thuật cao

1.2.2 Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

1.2.2.1 Giới thiệu về sấy bức xạ hồng ngoại

+ Khái niệm sấy bức xạ hồng ngoại

Sấy bức xạ hồng ngoại là phương pháp sấy vật liệu ẩm bằng nguồn nhiệt hồng ngoại Năng lượng các tia hồng ngoại xuyên vào và hấp thụ trong thể tích vật liệu thay đổi trường nhiệt độ

Tia hồng ngoại có bước sóng 0,76 ÷ 340µm phát ra tia bức xạ mà vật liệu ẩm có khả năng hấp thụ nhiều, nhưng việc chọn nguồn bức xạ để sấy cần liên hệ đến đặc tính quang phổ của vật liệu sấy và các yêu cầu công nghệ xử

lý vật liệu

Khi vật liệu quá ẩm thì khả năng phản xạ của các tia có thể mạnh hơn khả năng hấp thụ thì phải thay đổi khoảng cách bước sóng cho thích hợp Nhiệt độ của vật phát có thể tính theo công thức:

Dựa vào λmax có thể tính được khoảng cách bước sóng cần thiết dùng để sấy Vật phát xạ là thạch anh: λ1=0.5 λmax; λ2=4.3 λmax

Vật phát xạ là dây wonfram: λ1=0.52 λmax; λ2=4.27-6.2*10-4T

Nếu sử dụng đền hồng ngoại có công suất 250W thì thấy nhiệt độ sát bóng có thể đạt 163 ÷ 1650C, khi đó:

+ Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại

Đốt nóng bằng bức xạ hồng ngoại là sự truyền nhiệt năng theo dạng sóng điện từ Khi chiếu bức xạ hồng ngoại vào một đối tượng nào đó thì nó có thể hấp thụ hay phản xạ lại với một bước sóng khác, khi đối tượng hấp thụ bức xạ thì nó sẽ nóng lên

Nhiệt độ bức xạ hồng ngoại theo dõi thay đổi theo hiệu quả phát bức xạ của nguồn, bước sóng và tính phản xạ của đối tượng, nhờ vào đặc tính này mà người ta có thể sử dụng nhiệt bức xạ có hiệu quả hơn trong những ứng dụng nhất định Hiệu quả phát bức xạ phụ thuộc vào vật liệu cản nguồn nhiệt, về cơ bản thì hiệu quả này là tỷ lệ giữa năng lượng phát xạ và năng lượng hấp thụ, còn có một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến hiệu suất phát xạ Một yếu tố nữa là giá trị phát xạ của nguồn dựa vào mức độ đen của vật “vật đen tuyệt đối” có mức phát xạ là 1.0, nếu vật phát xạ là gốm thì có thể đạt 0.9

Trong phổ điện từ vùng hồng ngoại được chia thành 3 khoảng bước sóng khác nhau là: sóng ngắn, sóng trung và sóng dài

Sóng ngắn (gần) từ 0.72 ÷ 2µm tương ứng với nhiệt độ 7000 ÷ 215o

F Sóng trung (trung bình) từ 2÷ 4µm tương ứng với nhiệt độ 2150÷ 845o

F Sóng dài (xa) từ 4 ÷ 1000µm tương ứng với nhiệt độ 845 ÷ 32o

F

Khoảng bước sóng hữu ích cho những ứng dụng của nhiệt bức xạ là

từ 1.17 ÷ 5.4µm tương ứng với nhiệt độ 4000 ÷ 500oF Ứng với khoảng bước sóng này thì đa số các vật liệu sẽ bị đốt nóng và khô đi vì sự hấp thụ đạt đến cức đại Bước sóng tỷ lệ nghịch với nhiệt độ tức là bước sóng dài thì nhiệt độ càng thấp

+ Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại

Vật liệu sấy khô trong công nghiệp thực phẩm thường được cấu tạo chủ yếu bới các chất hữu cơ và nước, phổ hấp thụ năng lượng bức xạ của nước và các chất hữu cơ là khác nhau

Ở mỗi bước sóng nhất định, chất hữu cơ sẽ trở thành “vật trong suốt” không hấp thụ năng lượng bức xạ hồng ngoại mà nước sẽ trở thành “vật đen” hấp thụ năng lượng bức xạ hồng ngoại tối đa Do đó khi chiếu hồng ngoại có bước song nằm trong khoảng 2,3 ÷ 3,5µm tương ứng với bước sóng mà nước

có thể hấp thụ tối đa năng lượng bức xạ Kết quả là các phân tử nước sẽ dao động mạnh tạo ma sát và sinh nhiệt rất lớn

Mặt khác, dưới tác dụng của năng lượng bức xạ phân tử nước dễ dàng

bị phân ly thành ion H+

và OH- nên làm cho ẩm trong vật liệu sấy thoát ra rất nhanh Lúc này, chiều chuyển động của dòng ẩm trùng với chiều chuyển động của dòng nhiệt (từ trong vật liệu sấy đi ra ngoài bề mặt) làm tăng quá trình khuếch tán nội, điều này trái ngược hẳn với các phương pháp gia nhiệt thông thường là dòng nhiệt di chuyển từ bề mặt vật liệu vào trong tâm vật liệu, còn

ẩm thì di chuyển từ trong vật liệu ra ngoài bề mặt

Người ta chứng minh được rằng, dưới tác dụng của bức xạ hồng ngoại

có tần số tường ứng với tần số dao động riêng của liên kết hóa học, các nhóm chức có khả năng phản ứng cao như: -OH, -COOH,…sẽ tác dụng trực tiếp đến liên kết hóa học tạo ra sự cộng hưởng làm đứt các liên kết hóa học Kết quả là luôn tăng nhanh vận tốc phản ứng và quá trình sấy

+ Ưu điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại:

Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại là công nghệ mới và có những ưu điểm sau:

Sản phẩm thu được trong quá trình sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại ít

bị tổn thất về chất lượng, mùi vị, hàm lượng các vitamin được bảo toàn đồng thời sản phẩm lại được bảo toàn về mặt vệ sinh thực phẩm tốt

Màu sắc, mùi vị, các vitamin được đảm bảo không bị thất thoát trong quá trình bảo quản sản phẩm

Công nghệ sấy bức xạ gồm hồng ngoại cho phép tiết kiệm cả thời gian lẫn năng lượng Phương pháp này hoàn toàn không gây nguy hiểm và sử dụng hóa chất, chất độc

Công nghệ sấy bức xạ gồm hồng ngoại có ý nghĩa kinh tế xã hội to lớn

và tính thiết thực cao, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, sấy các loại hạt, rau quả, hạt giống để bảo quản và gieo trồng Nhất là trong lĩnh vực chế biến thủy sản công nghệ này được ứng dụng để sấy cá, mực, tôm

và các sản phẩm thủy sản có giá trị cao khác Trong y học sử dụng công nghệ này sấy các đối tượng sinh học quan trọng như enzyme, mô động thực vật, máu, protein đảm bảo được tính chất, sản phẩm đạt chất lượng vệ sinh cao

Gradien nhiệt độ và độ ẩm ở lớp sát bề mặt là cùng chiều, do đó tăng cường độ khuếch tán nội dẫn tới tốc độ sấy tăng, tránh được quá nhiệt cục bộ

và làm khô bề mặt sản phẩm trong quá trình sấy

Bức xạ hồng ngoại là một phương pháp gia nhiệt sạch, an toàn, vô hại đối với người và môi trường

Dễ dàng điều khiển theo khu vực hiệu suất sử dụng nhiệt cao

+ Nhược điểm:

Tuy nhiên nhiệt bức xạ hồng ngoại có nhược điểm là khả năng xuyên thấu kém 7-30mm nên chỉ thích hợp sấy các sản phẩm có kích thước nhỏ, mỏng và ở dạng rời, không thích hợp sấy các sản phẩm có chiều dài lớn hơn 50mm

Sản phẩm sấy dễ bị nứt và cong vênh, vì vậy các vật liệu như men sứ không thích hợp với kiểu sấy này

1.2.2.2 Sấy đối lưu lạnh

+ Khái niệm sấy lạnh

Sấy lạnh là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng cách dùng không khí lạnh đã qua dàn lạnh có độ ẩm thấp hơn nhưng không gia tăng nhiệt độ của tác nhân sấy

+ Nguyên lý sấy đối lưu lạnh

Không khí được làm lạnh xuống nhiệt độ điểm đọng sương để ngưng tụ

ẩm sau đó được nung nóng để giảm độ ẩm tương đối và nhiệt độ không cao

để tránh biến tính sản phẩm thông qua các thanh điện trở Sau khi thu ẩm từ sản phẩm không khí lại được tuần hoàn về dàn lạnh để tách ẩm và tiếp tục các bước trên

+ Các ưu điểm và hạn chế của sấy lạnh

Gía thành đầu tư ban đầu lớn do giá thành thiết bị cao

Đòi hỏi bảo dưỡng thường xuyên (máy nén, lọc môi chất cho hệ thống máy lạnh)

1.2.2.3 Sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

+ Mục đích của sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Mỗi phương pháp sấy có ưu điểm vượt trội Chính vì thế tận dụng kết hợp cả hai phương pháp để làm tăng nhanh tốc độ khuếch tán nội, khuếch tán ngoại do đó tăng tốc độ sấy giảm được thời gian sấy Đặc biệt là điều này rất

có ý nghĩa khi sấy các sản phẩm có nguồn gốc từ thủy sản, giảm được nhiệt

độ sản phẩm do đó tránh biến tính sản phảm và giữ được màu sắc, mùi vị, khả năng phục hồi lại khá tốt

+ Thiết bị sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Nguyên lý hoạt động của sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Không khí đi qua dàn lạnh được làm lạnh tách ẩm, nước ngưng tụ được thải ra ngoài, không khí trước khi được quạt ly tâm thổi vào tủ được nung nóng sơ bộ nhờ dàn nóng để không khí giảm đi độ ẩm Sau đó không khí được thổi vào tủ sấy tại đây không khí tiếp tục nhận nhiệt từ bức xạ đèn hồng ngoại và nóng lên làm độ ẩm tương đối giảm đi Không khí có độ ẩm thấp tiếp xúc với vật liệu sấy để lấy ẩm đi Còn bức xạ từ đèn hồng ngoại chiếu lên sản phẩm để nung nóng nước trong sản phẩm, nước dịch chuyển ra bề mặt sản phẩm, hóa hơi và được không khí mang đi Không khí sau khi nhận ẩm từ nguyên liệu được quạt ở trên hút ra ngoài

1.2.3 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình làm khô

1.2.3.1 Những biến đổi cảm quan

 Biến đổi về khối lượng và thể tích:

Khi làm khô do nước trong nguyên liệu mất đi cho nên khối lượng giảm, thể tích bị co rút lại Sự giảm khối lượng về thể tích của nguyên liệu đúng ra bằng khối lượng và thể tích của nước mất đi nhưng thực tế lại nhỏ hơn Nguyên nhân do quá trình làm khô sản phẩm bị oxy hóa làm cho khối lượng

có tăng lên chút ít đồng thời tạo cho nguyên liệu xốp nên thể tích co rút nhỏ hơn thể tích nước mất đi

 Biến đổi về màu sắc:

Trong quá trình làm khô màu sắc, mùi vị của sản phẩm bị biến đổi nhiều

so với nguyên liệu ban đầu Nguyên nhân là do mất nước làm nồng độ sắc tố trên một đơn vị thể tích tăng lên dẫn đến sản phẩm có màu sẫm hơn, Đồng thời nếu chế độ làm khô không hợp lý như nhiệt độ quá cao, lipid bị oxy hóa làm sản phẩm có màu sẫm, mùi ôi khét khó chịu Vì vậy phải chọn chế độ làm khô hợp lý sản phẩm có màu đẹp, mùi thơm

 Biến đổi trạng thái:

Trong quá trình làm khô do mất nước nên kết cấu tổ chứa cơ chặt chẽ hơn, khi ăn có cảm giác dai hơn, cứng hơn Sự biến đổi kết cấu cơ phụ thuộc vào phương pháp làm khô

Nếu sấy ở điều kiện áp lực thường thì quá trình làm khô chậm, tổ chức

cơ co rút nhiều, khả năng phục hồi trạng thái ban đầu kém Ngược lại khi sấy

ở điều kiện chân không đặc biệt là sấy chân không thăng hoa thì cấu trúc của

cơ ít bị biến đổi, mức độ hút nước của sản phẩm tốt Vì vậy nó có khả năng phục hồi lại gần như trạng thái ban đầu

1.2.3.2 Những biến đổi về hóa học

 Sự thủy phân và oxy hóa lipid

Sự thủy phân lipid: Trong quá trình làm khô đặc biệt là ở giai đoạn đầu

có thể xảy ra quá trình thủy phân lipid tạo thành glyceril và acid béo làm giảm chất lượng sản phẩm

ôi khét khó chịu và có màu sẫm tối Mức độ oxy hóa lipid phụ thuộc vào phương pháp làm khô, nhiệt độ, thời gian làm khô và bản thân nguyên liệu

 Sự đông đặc và biến tính của protein

Khi làm khô ở áp lựu thường, sự đông đặc và biến tính của protein phụ thuốc vào nguyên liệu Nếu nguyên liệu đã được gia nhiệt thì protein ít bị biến đổi vì nó đã biến đổi từ trước Đối với nguyên liệu ướp muối nếu điều kiện làm khô không tốt thì protein bị biến đổi nhiều Đặc biệt đối với nguyên liệu tươi chưa qua xử lý nhiệt hoặc chưa ướp muối

Protein ở trong nguyên liệu tồn tại chủ yếu ở hai dạng: myosin và myozen Nhiệt độ đông đặc của chúng là 55-60oC Khi làm khô ở điều kiện thường các protein này bị đông đặc chuyển từ trạng thái có tính đàn hồi sang trạng thái keo kết tủa làm mất tính đàn hồi của cơ

 Biến đổi thành phầm chất ngấm ra

Chất ngấm ra trong quá trình làm khô biến đổi rất nhiều, đặc biệt là đối với nguyên liệu còn tươi Sự biến đổi của chất ngấm ra sẽ tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm khô Vì vậy làm khô nhanh chóng là biện pháp tích cực làm giảm bớt tổn thất của chất ngấm ra

1 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SỐ SẢN PHẨM TỪ MĂNG TÂY

Ngọn măng tây được thu hái và có thể bán ở dạng tươi, tuy nhiên càng

để lâu thì giá trị dinh dưỡng càng giảm, ngọn măng vẫn tiếp tục phát triển làm tăng hàm lượng xơ, cho cảm giác dai và già khi ăn Do vậy, ngoài mặt hàng là ngọn măng tươi thì việc phát triển các dạng sản phẩm khác như măng tây đóng hộp, măng đông lạnh, nước uống…rất có ý nghĩa để phục vụ quá trình việc vận chuyển, bảo quản, phân phối và kinh doanh xuất khẩu loại rau này Hiện nay, các sản phẩm măng tây khá đa dạng ở các nước phát triển trên thế giới nhưng tại Việt nam thì măng tây dạng tươi gần như là mặt hàng duy nhất Để tránh quá trình xơ hóa của măng tây nhưng vẫn giữ được tính chất của sản phẩm thì các quy trình dưới đây đã phần nào đáp ứng được yêu cầu này

Xếp khay

Lạnh đông nhanh

Bảo quản ở nhiệt độ thường

Sản phẩm đông khô Đóng túi, thùng Sấy thăng hoa

Chần Phân loại Gọt vỏ, cắt tạo hình

Hình 1.6: Quy trình sản xuất sản phẩm măng tây đông lạnh

Để ráo Chần

Trữ đông ở -18oC

Sản phẩm đông lạnh

CHƯƠNG II

NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU

Sử dụng măng tây (Asparagus officinalis Linn), trồng tại Ninh Thuận

Khi măng tây đạt tới trạng thái thu hoạch, cắt cả cây, vận chuyển tươi ra Nha Trang để sử dụng cho quá trình thí nghiệm

Măng tây sau khi được tiếp nhận sẽ được phân loại theo đường kính của măng, xác định phần ăn được và phần không ăn được của cây măng Phần

ăn được sử dụng cho quá trình nghiên cứu sấy khô và thường chiếm một phần

ba tổng chiều dài của cây măng tây, phần không ăn được chiếm 2/3 và nếu bảo quản ở điều kiện thường thì cứ 3 ngày măng tây lại già đi khoảng từ 3-4

cm

Hình 2.1 Hình ảnh về phần ăn được của măng tây

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa học

2.2.1.1 Xác định độ ẩm

Để xác định hàm lượng nước của nguyên liệu chúng tôi sử dụng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi Hàm lượng nước của nguyên liệu được tính theo công thức sau:

Trong đó:

XH2O: Độ ẩm (hàm lượng nước) của thực phẩm (%)

G1 : Là khối lượng của cốc sấy và mẫu thử trước khi sấy (g)

G2 : Là khối lượng của cốc sấy và mẫu thử sau khi sấy (g)

G : Khối lượng cốc sấy (g)[8]

Trong quá trình sấy độ ẩm của nguyên liệu giảm dần theo thời gian sấy, tiến hành sấy cho đến khi độ ẩm đạt đến 18-20% thì dừng lại, để theo dõi sự biến đổi độ ẩm của sản phẩm theo thời gian sấy dùng phương pháp cân trọng lượng và áp dụng công thức thực nghiệm sau:

Trong đó:

G1,G2: Trọng lượng của nguyên liệu trước và sau khi sấy (g)

W1 : Hàm lượng nước của nguyên liệu trước khi sấy (%)

W2 : Độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy (%)

W1 được xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi

2.2.1.2 Phương pháp xác định hoạt độ nước của sản phẩm

Giá trị thực phẩm, tính chất cảm quan cũng như khả năng bảo quản của thực phẩm là do thành phần các chất hữu cơ và vô cơ quyết định Trong

các thành phần đó, nước có ảnh hưởng lớn hơn cả, trong thực phẩm nước tồn tại ở hai dạng: nước tự do và nước liên kết Trên thực tế chỉ có nước tự do mới ảnh hưởng đến khả năng bảo quản của thực phẩm Hàm lượng nước tự do trong thực phẩm mà vi sinh vật có thể sử dụng để phát triển được gọi là hoạt

độ nước

Hoạt độ nước được tính bằng tỷ số áp suất hơi của dung dịch và dung môi (kí hiệu aw):

Trong đó:

P : áp suất hơi của dung dịch

P0 : áp suất hơi của dung môi

Cường độ hư hỏng của dạng sản phẩm này hay dạng sản phẩm khác là

do một loạt các yếu tố bên trong và bên ngoài mà trước hết là do hoạt độ nước của sản phẩm quyết định Nhìn chung, với các sản phẩm có hoạt độ nước cao thì quá trình sinh học chiếm ưu thế Hoạt độ nước cũng có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của một số vitamin C càng tăng nhanh Nói chung, để bảo quản được vitamin C trong các thực phẩm một thời gian dài thì thực phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp và ở aw càng thấp càng tốt[5]

Sự thay đổi của vi sinh vật có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng của thực phẩm hoặc là góp phần bảo quản thực phẩm hoặc là làm hỏng thực phẩm Sự phát triển của vi sinh về dạng thức sẽ khác nhau ở vi khuẩn, nâm mem và nấm mốc Chỉ tiêu quan trọng nhất trong mối liên hệ với nước của từng vi sinh vật riêng biệt là aw tối thiểu để vi sinh vật phát triển được[4]

Hình 2.2: Giới hạn hoạt độ nước phát triển của các loại vi sinh vật 2.2.2 Phương pháp phân tích vi sinh

Chỉ tiêu vi sinh là một chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá chất lượng

và vệ sinh an toàn thực phẩm Cũng giống như các sản phẩm rau quả sấy khô khác, sản phẩm măng tây sấy khô cũng phải tuân theo các chỉ tiêu vi sinh theo quy định 46/2007/QĐ-BYT của Bộ Y Tế

Bảng 2.1: Yêu cầu vi sinh đối với các sản phẩm rau quả sấy khô

theo quyết định 46/2007/QĐ-BYT

STT Chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn cho phép

Ghi chú:

KL : Khuẩn lạc

BT : Bào tử

TSBNM-M: Tổng số bào tử nấm mem- nấm mốc

2.2.3 Phương pháp đánh giá cảm quan

Đánh giá cảm quan là kĩ thuật sử dụng các cơ quan cảm giác của con người để nhận biết, mô tả và định lượng các tính chất cảm quan của một sản phẩm như màu sắc, hình thái, mùi, vị và cấu trúc[7]

Để đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm măng tây sấy khô ta

sử dụng phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79) Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến ở nước ta và trên thế giới hiện nay Trong phương pháp này các kiểm nghiệm viên dựa vào nhận xét của mình đối với sản phẩm để cho điểm theo một thang điểm thống nhất[8]

Trong tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79) dùng hệ 20 điểm chia làm 6 bậc: 0,1,2,3,4,5 Điểm 5 là điểm cao nhất cho một chỉ tiêu

Dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam 3215-79 và dựa vào một số tài liệu tham khảo cùng với quá trình làm thí nghiệm, các chỉ tiêu đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm măng tây sấy khô được xây dựng và trình bày ở bảng 2.1:

Bảng 2.2: Bảng mô tả điểm cho sản phẩm măng tây sấy khô

Chỉ tiêu Điểm chƣa có

4 Màu xanh của măng tây có vết đen do quá nhiệt

3 Màu xanh nâu

2 Màu xanh hoa cau

1 Màu xanh vàng bị úa

0 Màu vàng nâu

Mùi

5 Thơm đặc trƣng của măng tây

4 Mùi măng tây

3 Mùi măng tây nhẹ

2 Mùi măng tây có lẫn mùi úng

1 Mùi úng nhẹ

Vị

5 Vị ngọt ngái đặc trƣng của măng tây

4 Vị ngọt ngái của măng tây

4 Măng tây khô giòn, bẻ gãy vụn ít

3 Măng tây khô giòn, bẻ gãy vị vụn nhiều

2 Măng tây xau sấy bị dẻo

1 Măng tây xau sấy dẻo mềm

0 Cầm dính tay

Trong thực tế các chỉ tiêu có mức độ quan trọng khác nhau, do đó cần

có một hệ số quan trọng để biểu thị mức độ quan trọng Hệ số này đƣợc quy định cho từng loại sản phẩm cụ thể Tổng hệ số quan trọng là 4 Dựa vào quy định trong tiêu chuẩn hiện hành chọn hệ số quan trọng cho các chỉ tiêu nhƣ bảng 2.2:

Bảng 2.3: Bảng hệ số quan trọng cho các chỉ tiêu cảm quan của

sản phẩm măng tây sấy khô

Tên chỉ tiêu Hệ số quan trọng