Công nghệ chế biến SẢN PHẨM THỦY SẢN LẠNH ĐÔNG

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM cc dd TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN VÀ SÚC SẢN ĐỀ TÀI: GVHD : ThS. Lê Văn Nhất Hoài Lớp : ĐHTP6BLT Nhóm : 1 Thành phố HCM, tháng 11 năm 2011 TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN VÀ SÚC SẢN ĐỀ TÀI: GVHD : ThS. Lê Văn Nhất Hoài Lớp : ĐHTP6BLT Nhóm : 1 Danh sách nhóm: 1. LưuNgọc Ẩn 10377101 2. Cao Thị Mỹ Dung 10343301 3. Tạ Thị Minh Hiệp 10343291 4. Trương Thị Ngọc Minh 10373351 5. Nguyễn Thanh Phong 10331521 6. Trần Thị Quyên 10345121 7. Hoàng Thị Sáu 10328841 8. Bùi Thị Phương Thảo 10336551 9. Ngô Thị Thanh 10326711 10.Lương Thị Yến Thư 10369871 11.Tô Hiếu Thiện 10304261 12.Lê Trọng Tiếp 10375111 Lời cảm ơn Đầu tiên nhóm xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới: BGH trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh. Viện công nghệ sinh học và thực phẩm. Đặc biệt nhóm xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy là Ths.Lê Văn Nhất Hoài. Thầy đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho nhóm trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và tiến hành làm báo cáo tiểu luận này. Cùng toàn thể quý thầy cô viện Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm đã tạo điều kiện cho nhóm được học tập và nghiên cứu trong một môi trường học tập khoa học, giúp cho nhóm có những kiến thức vững vàng trên ghế nhà. Và toàn thể các bạn dhtp6lt. Mặc dù nhận được sự giúp đỡ tận tình của Thầy và các bạn song do thời gian có hạn và vốn kiến thức lý thuyết và thực tế của nhóm về đề tài tiểu luận có hạn chế nên bài báo cáo không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý Thầy cùng các bạn để bài báo cáo được hoàn thiện hơn. Nhóm xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, tháng 11 năm 2011. Nhóm thực hiện Mục lục Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LẠNH ĐÔNG 1 Chương 2: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SẢN PHẨM THỦY SẢN LẠNH ĐÔNG 23 Lời mở đầu Việt Nam là một nước có lợi thế bờ biển dài, nhiều sông ngòi, ao hồ nên việc khai thác và nuôi trồng thủy sản đã mở ra triển vọng lớn về việc cung cấp thủy sản cho nhu cầu người tiêu dùng, cho xuất khẩu … Khai thác và thu họach tốt nguồn thủy sản phục vụ cho con người là một vấn đề cực kỳ quan trọng, nhưng kỹ thuật chế biến còn nhiều hạn chế, vì vậy chưa sử dụng được triệt để nguồn lợi quý giá này. Theo thống kê vật thủy sản cung cấp trên 20% tổng số protein của thực phẩm, đặc biệt ở nhiều nước có thể lên đến 50%. Ngoài ra, lipid của động vật thủy sản là nguồn rất giàu vitamin A và D và nhiều nguyên tố vi lượng cần rất thiết cho cơ thể. Cá và động vật thủy sản được sử dụng để ăn tươi hoặc chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhằm cung cấp tức thời hoặc để dự trữ trong thời gian nhất định. Tuy nhiên, nguyên liệu thủy sản rất dễ hỏng, vì vậy việc bảo quản phải được đặt lên hàng đầu của khâu chất lượng. Chính vì những lí do trên, nhóm chúng tôi quyết định tìm hiểu về đề tài “công nghệ chế biến sản phẩm thủy sản lạnh đông”, để giải quyết các thắc mắc về quá trình lạnh đông, các đặc điểm của sản phẩm… CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LẠNH ĐÔNG 1.1 Khái niệm và mục đích 1.1.1 Khái niệm Lạnh đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự hút nhiệt của chất làm lạnh để đưa nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu thủy sản xuống dưới điểm đóng băng. Nhiệt độ từ -8 o C đến -10 o C và có thể ở nhiệt độ: -18 o C, -30 o C hay -40 o C. Như vậy ở phương pháp làm lạnh đông, nước trong thủy sản đông từng phần tùy theo mức hạ nhiệt. Điểm đóng băng tuyệt đối là điểm có nhiệt độ tối ưu để toàn bộ nước trong tế bào thủy sản đông đặc. Nhiệt độ này là -55 o C ÷ -65 o C. Trong công nghiệp chế biến lạnh đông thủy sản, người ta không dùng đến khoảng nhiệt độ này vì chi phí quá cao, và về phương diện kỹ thuật, sản phẩm thủy sản ở điểm đóng băng tuyệt đối sẽ không đạt giá trị thẩm mỹ cao và độ bền sản phẩm nên chỉ cần đến -40 o C là đã đảm bảo chất lượng sản phẩm. Bảng 1.1: Quan hệ giữa lượng nước đóng băng và nhiệt độ làm lạnh đông thủy sản: 1.1.2 Mục đích Làm lạnh đông thủy sản là hạ thấp nhiệt độ, làm chậm sự hư hỏng của thủy sản, sao cho đến khi rã đông, hầu như không thể phân biệt được sản phẩm lạnh đông và sản phẩm tươi sống. Như các phương pháp bảo quản thủy sản khác không thích hợp thời gian tồn trữ lâu dài. Vì vậy mà việc lạnh đông thủy sản trở thành một phương pháp tối ưu cho mục đích này. Thời gian bảo quản lạnh đông có thể lên đến một năm hay hơn nữa. Bảo quản bằng phương pháp lạnh đông còn có ứng dụng ở chỗ có thể vận chuyển dễ dàng từ nơi đánh bắt xa bờ đến các nhà máy chế biến tận trong đất liền. Trong thời gian vận chuyển, tồn trữ và phân phối, chất lượng của nguyên liệu vẫn giữ nguyên. Nhóm 1 1 N/độ ( o C) -1 -1.5 -2 -3 -4 -5 -10 -14 -18 -20 -26 -30 -36 -40 (%) ẩm đóng băng 0 8 52.4 66.5 73 76.7 84.3 86.9 88.4 89 90 90.3 90.5 90.5 CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài Hơn nữa, thủy sản là nguồn nguyên liệu không ổn định. Vì vậy phương pháp này giúp chúng ta tồn trữ để có nguồn nguyên liệu ổn định, điều hòa sản xuất. Đặc biệt đối với các nước đang phát triển, các sản phẩm xuất khẩu lạnh đông có giá trị kinh tế rất cao, nhất là thủy sản lạnh đông. Từ những ứng dụng rất trên mà phương pháp làm lạnh đông có một vị trí rất quan trọng và là tiền đề để có thể phát triển mạnh ngành thủy sản. 1.2 Cơ sở khoa học của kỹ thuật lạnh đông 1.2.1 Sự cần thiết làm lạnh đông thủy sản 1.2.1.1Nước trong nguyên liệu thủy sản Nước chiếm phần lớn trong nguyên liệu thủy sản đến khoảng 80%. Tùy theo mức độ liên kết của nước trong thủy sản, người ta chia hai loại: nước tự do và nước liên kết. Theo Heiss, tỷ lệ các loại nước này (đối với cá) như sau: Nước tự do: 71,7 %, trong đó: nước bất động: 65,6%; nước tự do – cấu trúc:6,1% Nước liên kết: 7,5 %  Nước tự do Nước tự do trong bắp cơ bị giữ lại bởi mạng lưới cấu trúc bằng những mối liên kết cơ học nên dễ dàng bị tách ra. Nước bất động trong mạng lưới cấu trúc của mô cơ dưới hình thức là dung môi để khuếch tán các chất tan qua thành tế bào. Tách nước này ra phải cần máy hút mạnh và đặc biệt, nếu không có thể gây phá vỡ cấu trúc mô cơ vì tính phức tạp của các vi mao quản. Nước tự do – cấu trúc chuyển động tự do qua các lỗ hốc của mạng cấu trúc, ta có thể tách loại nước tự do – cấu trúc ra được bằng máy hút thường (40kg/cm 2 ). Khi hạ nhiệt đến điểm đóng băng, lượng nước tự do – cấu trúc đông đặc thành nước đá, còn nước bất động vẫn chưa đông được.  Nước liên kết Nước này không là dung môi mà ở dạng liên kết với các chất protit tan và các chất vô cơ, hữu cơ tan khác và nó cũng liên kết với protit dạng gen tạo thành các khung cấu trúc của mô cơ (gọi là nước hấp thụ của gen). Nước liên kết: - Nước hấp thụ (nước hydrat hóa) tạo nên dịch bào. - Nước hấp phụ của gen, tạo mạng cấu trúc tế bào. 1.2.1.2Cơ chế đóng băng trong làm lạnh đông Ta biết rằng nước nguyên chất đóng băng ở 0 0 C. Nước tự do trong tế bào thủy sản không giống nước nguyên chất cho nên điểm đóng băng của nó phải dưới 0°C. Tùy theo Nhóm 1 2 CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài nồng độ chất tan trong nước mà ta có điểm đóng băng khác nhau.  Điểm quá lạnh Ở nhiệt độ dưới 0°C mà nước chưa kết tinh thành đá thì gọi là hiện tượng quá lạnh. Hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào nồng độ chất tan,cấu tạo mạng tế bào và tốc độ hạ nhiệt của môi trường xung quanh. Bảng 1.2: Liên quan giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ xung quanh (Theo N.A Macximốp) N/độ môi trường lạnh đông ( o C) N/độ quá lạnh ( o C) Điểm đóng băng( o C) -2.9 -1.6 -1.22 -5.8 -2.05 -1.45 -11.1 -2.5 -1.54 Thực hiện nhiệt độ quá lạnh sẽ có ảnh hưởng đến chất lượng của kỹ thuật lạnh đông. Nếu độ quá lạnh càng lớn (∆t ql ) (nhiệt độ quá lạnh thấp), sự tạo thành tinh thể sẽ chậm nhưng khi tạo được thì xảy ra nhanh chóng, đồng loạt và hạt tinh thể rất nhuyễn. Nhưng ∆t ql tăng đến một mức nào đó sẽ không tạo được tinh thể mà chỉ tạo được chất rắn vô định hình (dạng thủy tinh thể). Điểm quá lạnh là nhiệt độ quá lạnh thấp nhất để có kết tinh đá. Ở thủy sản, điểm quá lạnh bình quân là t ql = -5 o C. Nếu: t ql < -80 o C: chất lỏng ở dạng thủy tinh thể. t ql < -30 o C: tinh thể có dạng sợi bọc lấy tế bào, bảo vệ tuyệt đối chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên thực tế không thực hiện được độ quá lạnh lớn như vậy vì t ql = -24 o C cũng đã gây kết tinh nước, thậm chí kết tinh ở t ql cao hơn ở lớp ngoài của thủy sản. Các tinh thể đá xuất hiện ở điểm quá lạnh, tỏa ra ẩn nhiệt đóng băng làm tăng nhiệt độ sản phẩm (do tốc độ thải nhiệt không kịp với tốc độ sinh nhiệt do tạo mầm tinh thể đá). Ở điểm này, chủ yếu nước tự do - cấu trúc bị tách ra và kết tinh. Nhiệt độ sản phẩm tăng lên đến một mức cao nhất và dừng ở đó một lúc để hoàn thành quá trình đóng băng đây là điểm đóng băng. Sau đó tiếp tục giảm nhiệt độ. Nhóm 1 3 CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài  Cơ chế đóng băng thủy sản Khi hạ nhiệt độ dưới 0 o C, các dạng nước trong thủy sản đóng băng dần dần tùy mức độ liên kết của chúng trong tế bào, liên kết yếu thì nhiệt độ lạnh đông dâng cao, liên kết mạnh thì nhiệt độ lạnh đông thấp hơn. Khái quát: Nước tự do – cấu trúc: t ql = -1÷-1,5 o C Nước bất động: t ql = -1,5÷-20 o C Nước liên kết: t ql = -20÷-65 o C. Trước tiên, tại điểm quá lạnh xuất hiện mầm tinh thể đá ở gian bào (khoảng trống giữa các tế bào) mà không xuất hiện trong tế bào vì nồng độ chất tan trong nước tự do ở gian bào rất thấp so với trong tế bào. Khi đến điểm đóng băng, đa phần nước tự do ở gian bào kết tinh và làm tăng nồng độ chất tan lên, làm cho nước trong tế bào ra ngoài gian bào qua màng bán thấm của tế bào. Nếu tốc độ thoát nhiệt kết tinh thấp hơn mức độ vận chuyển của nước ra (tức độ hạ nhiệt chậm) thì có sự dưỡng tinh, nghĩa là không có sự tạo thành tinh thể mới, mà nước từ trong tế bào ra gian bào, làm các tinh thể hiện diện lớn lên. Ứng với từng mức hạ nhiệt ngày càng thấp, hiện tượng đóng băng nước tự do trong gian bào vẫn tiếp tục và các tinh thể đá ngày càng lớn thêm, vì nồng độ chất tan trong gian bào vẫn thấp hơn trong tế bào và điểm đóng băng ở gian bào hầu như cao hơn trong Nhóm 1 4 CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài tế bào vì nhiệt độ lạnh khó xâm nhập vào trong tế bào. Nếu tốc độ thoát nhiệt lớn (độ hạ nhiệt nhanh), tinh thể đá tạo thành ở cả trong tế bào và gian bào thì tinh thể đá sẽ nhuyễn và đều khắp. Do đó, hạ nhiệt sản phẩm với tốc độ chậm sẽ làm tế bào mất nước, tinh thể đá to ở gian bào chèn ép làm rách màng tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng, giảm chất lượng sản phẩm. Khi nước tự do đã đóng băng hết thì tới nước liên kết đóng băng, bắt đầu từ nước có mối liên kết yếu nhất dần dần tới nước liên kết mạnh. Gọi ω=0: bắt đầu quá trình làm lạnh đông ω=100%: kết thúc quá trình làm lạnh đông, là mức đóng băng lý tưởng khi sản phẩm đạt đến điểm đóng băng tuyệt đối. Bảng 1.3: Lượng nước đóng băng theo từng nhiệt độ lạnh đông (theo M.I.Tupaev). Nhiệt độ sản phẩm(°C) ω(%) Nhiệt độ(°C) ω(%) Nhiệt độ(°C) ω(%) Nhiệt độ(°C) ω(%) 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 0,0 0,8 52,4 66,5 73,0 76,7 79,2 -7 -8 -9 -10 -12 -14 -16 81,1 82,4 83,4 84,3 85,8 86,9 87,8 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 88,4 89,0 89,4 89,8 90,0 90,2 90,3 -32 -34 -36 -38 -40 90,4 90,4 90,5 90,5 90,5 1.2.1.3Làm lạnh đông chậm và làm lạnh đông nhanh Quá trình làm lạnh đông có ba giai đoạn: - Giai đoạn 1: hạ nhiệt độ tới điểm đóng băng. - Giai đoạn 2: đóng băng ở băng điểm. - Giai đoạn 3: tiếp tục hạ nhiệt độ đến nhiệt độ bảo quản lạnh đông. Trong suốt giai đoạn đầu của quá trình làm lạnh, nhiệt độ giảm nhanh xuống dưới điểm lạnh đông của nước (0 0 C). Khi đó lượng nhiệt yêu cầu tách ra lớn trong giai đoạn 2 để chuyển lượng lớn nước liên kết thành nước đá, sự thay đổi nhiệt độ rất ít và giai đoạn Nhóm 1 5 [...]... lạnh đông nhanh và làm lạnh đông chậm Làm lạnh đông chậm: nhiệt độ quá lạnh tql ≥ -5÷-6oC tốc độ lạnh đông Vf = 0,5 cm/h thời gian lạnh đông Tf = 10h Làm lạnh đông nhanh: nhiệt độ quá lạnh tql -7÷-30oC tốc độ lạnh đông Vf = 1÷3cm/h thời gian lạnh đông Tf = 2÷6h Ngoài ra còn có: Làm lạnh đông cực nhanh: nhiệt độ quá lạnh tql > -30oC tốc độ lạnh đông Vf ≥ 15cm/h thời gian lạnh đông Tf < 20 phút Khi lạnh. .. khí lạnh được thổi qua liên tục trên sản phẩm  Lạnh đông dạng đĩa hay lạnh đông tiếp xúc: sản phẩm được đặt tiếp xúc với lỗ Nhóm 1 12 CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài rỗng đĩa thiết bị lạnh đông bằng kim loại mà ở đó chất lỏng làm lạnh được đưa ngang qua  Lạnh đông dạng phun hoặc ngâm vào dung dịch: sản phẩm được đặt trực tiếp với chất lỏng làm lạnh Tất cả 3 dạng lạnh đông. .. -60oC, thời gian lạnh đông ít hơn 24 giờ Lạnh đông trong dung dịch nước muối trước kia được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp lạnh đông cá, ngày nay phương pháp lạnh đông này đã được thay thế bằng phương pháp lạnh đông dạng khí thổi  Lạnh đông dạng phun (cấp đông băng chuyền) Nhóm 1 15 CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài Lạnh đông dạng phun cũng giống như lạnh đông dạng hỗn... gian lạnh đông 1.2.2.1Thời gian làm lạnh đông Là thời gian cần thiết để hạ nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ Nhóm 1 8 CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài mong muốn tại tâm sản phẩm Hầu hết các quy trình lạnh đông đều yêu cầu nhiệt độ trung bình hoặc cân bằng của thủy sản lạnh đông phải giảm xuống bằng nhiệt độ trữ đông Vì vậy phải chọn nhiệt độ cuối cùng ở tâm sản. .. đều và đủ cho dàn lạnh 1.2.3. 3Lạnh đông dạng ngâm thẩm thấu và dạng phun Đây là loại thiết bị thường được ứng dụng để cấp đông sản phẩm IQF Dạng thiết bị lạnh đông này ít được sử dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến cá lạnh đông mà chỉ thường được sử dụng để lạnh đông các sản phẩm đặc biệt hoặc sản phẩm có giá trị kinh tế cao  Cấp đông dạng ngâm thẩm thấu Sử dụng phương pháp cấp đông dạng ngâm phải... sản phẩm để bảo nhiệt độ trung bình của sản phẩm giảm xuống đến trị số bảo quản đó 1.2.2.2Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lạnh đông thủy sản - Loại máy đông - Nhiệt độ vận hành máy đông - Hệ thống lanh vả điều kiện vận hành - Tốc độ gió ở máy đông thổi không khí - Nhiệt độ sản phẩm - Bề dày sản phẩm - Hình dạng sản phẩm - Diện tích tiếp xúc và mật đọ sản phẩm - Bao gói sản phẩm - Loại thủy sản. .. thời gian làm lạnh đông Trong một máy đông dung làm lạnh đông cá thành từng con, loại cá tròn lạnh đông trong 2/3 thời gian, để làm lạnh đông cá đó có cùng bề dày  Diện tích tiếp xúc và mặt độ sản phẩm Trong máy đông bản phẳng,tiềp xúc kém giữa bản phẩm và sản phẩm làm tăng tời gian lạnh đông, tiếp xúc kém do nước đá đóng trên bản phẳng, hợp chứa sản phẩm chông chênh không đều, hộp sản phẩm chưa đầy... gian lạnh đông càng lâu Đối với những sản phẩm dày dưới 50mm, nếu tăng gấp đôi bề dày đó có thể làm thời gian lạnh đông tăng gấp đôi,trong khi tăng gấp đô sản phẩm 100mm lai kéo dài thời gian lạnh đông gấp 4 lần Vì vậy, tỷ suất thay đổi thời gian lạnh đông theo bề dày tùy theo mức quan trọng tương đối của lực cản thủy sản đối với sự truyền nhiệt  Hình dạng sản phẩm Hình dạng sản phẩm hoặc thủy sản. .. tâm sản phẩm để đưa đến trạng thái cân bằng Sản phẩm sau khi đạt đến trạng thái cân bằng hoàn toàn được đưa đến phòng bảo quản lạnh Cả CO và N2 cũng có thể sử dụng trong phương pháp lạnh đông bằng khí thổi với thiết bị lạnh đông dạng xoắn ốc  Các dạng thiết bị lạnh đông băng chuyền • Lạnh đông băng chuyền xoắn Nhóm 1 16 CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài Hình 1.4: Tủ đông. .. Có 2 kiểu đông: đông Block và đông IQF - Đông Block: Cấp đông bằng tủ đông tiếp xúc: đối với sản phẩm cấp đông block BTP sau khi xếp khuôn hoặc sau khi chờ đông, đưa vào cấp đông bằng tủ đông tiếp xúc, thời gian cấp đông không quá 2 giờ - Đông IQF băng chuyền: đối với sản phẩm cấp đông IQF Thời gian cấp đông tùy thuộc vào kích cỡ của miếng fillet nhưng ≤ 30 phút, nhiệt độ trung tâm của sản phẩm phải . cấp đông sản phẩm IQF. Dạng thiết bị lạnh đông này ít được sử dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến cá lạnh đông mà chỉ thường được sử dụng để lạnh đông các sản phẩm đặc biệt hoặc sản phẩm. phẩm thủy sản lạnh đông , để giải quyết các thắc mắc về quá trình lạnh đông, các đặc điểm của sản phẩm CNCB Sản Phẩm Thủy Sản Lạnh Đông GVHD: ThS.Lê Văn Nhất Hoài Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LẠNH ĐÔNG 1.1. máy đông đúng theo yêu cầu ,không phụ thuộc giống loài cá đông lạnh. Bảng 1.5: Thời gian lạnh đông của một số sản phẩm thủy sản Sản phẩm P.pháp làm lạnh đông Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm( °C) Nhiệt