BÁO CÁO THỰC HÀNH - Các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Bộ Môn Công Nghệ Sau Thu Hoạch & Thiết Bò Thực Phẩm Thực Hành: CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Biên soạn: Trương Vónh Lương Hồng Quang Phan Tại Huân Hoàng Thò Thu Nga Đỗ Việt Hà Vũ Thùy Anh TP Hồ Chí Minh Tháng - 2005 http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm ii MỞ ĐẦU Kỹ thuật thực phẩm có liên quan đến trình thủy lực, nhiệt, hoá, sinh Việc tính toán trình cần số liệu thực nghiệm ẩm độ, hệ số ma sát, trở lực, độ nhớt, nhiệt dung riêng, tốc độ sấy, v.v Các số liệu thực nghiệm xuất chưa đo đạc Vì vậy, hiểu phương pháp đo đạc giúp cho kỹ sư thực phẩm nắm chất vấn đề có khả tự xác đònh tính chất Tài liệu chia làm hai phần Phần bao gồm thực tập đo đạc ẩm độ, nhiệt dung riêng, độ nhớt, sấy khay thủy lực Phần bao gồm thực tập truyền nhiệt, trùng, nhiệt động học trình đông lạnh thực phẩm, cân khối lượng số phần khác Ngoài ra, tài liệu có phần thí nghiệm tính chất vật liệu dùng thực phẩm Nhóm tác giả Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm iii NỘI DUNG Bài XÁC ĐỊNH ẨM ĐỘ VẬT LIỆU THỰC PHẨM 1.1 Mục đích & yêu cầu 1.2 Cơ sở lý thuyết 1.2.1 m độ toàn phần 1.2.2 m độ tuyệt đối 1.2.3 Mối quan hệ loại ẩm độ 1.3 Trang thiết bò phục vụ thí nghiệm 1.3.1 Tủ sấy 1.3.2 Cân xác đònh ẩm hồng ngoại 1.3.3 Máy đo ẩm độ hạt 1.4 Phương pháp thí nghiệm 1.4.1 Phương pháp trực tiếp 1.4.2 Phương pháp gián tiếp 1.5 Hướng dẫn thí nghiệm 1.5.1 Vật liệu & chuẩn bò vật liệu 1.5.2 Phương pháp 1.6 Báo cáo kết & xử lý số liệu thí nghiệm 1.6.1 Mẫu hạt 1.6.2 Mẫu rau 1.7 Thảo luận 1.8 Yêu cầu viết báo cáo Bài ĐỘ NHỚT THỰC PHẨM 2.1 Mục đích thí nghiệm 2.2 Cơ sở lý thuyết Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm iv 2.2.1 Khái niệm độ nhớt 2.3 Các phương pháp đo độ nhớt 10 2.3.1 Đo độ nhớt nhớt kế mao quản 10 2.3.2 Đo độ nhớt máy đo độ nhớt trục quay 12 2.4 Phương pháp thí nghiệm 13 2.4.1 Đo độ nhớt chất lỏng Newton nhớt kế mao quản 13 2.4.2 Đo độ nhớt máy Brookfield 14 2.5 Kết & xử lý số liệu thí nghiệm 14 2.5.1 Đo độ nhớt nhớt kế mao dẫn 14 2.5.2 Đo độ nhớt máy Brookfield 15 2.6 Thảo luận 16 2.6.1 Đo độ nhớt nhớt kế mao dẫn 16 2.6.2 Đo độ nhớt máy Brookfield 16 2.7 Yêu cầu viết báo cáo 16 Bài ĐO NHIỆT DUNG RIÊNG THỰC PHẨM 17 3.1 Mục đích thí nghiệm 17 3.2 Cơ sở lý thuyết 17 3.3 Phương pháp thí nghiệm 17 3.3.1 Phương pháp 18 3.3.2 Phương pháp 19 3.4 Kết thí nghiệm 20 3.4.1 Phương pháp 20 Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 3.4.2 Phương pháp 20 3.5 Tính toán kết & thảo luận 20 Bài SẤY KHAY 22 4.1 Mục đích thí nghiệm 22 4.2 Cơ sở lý thuyết 22 4.2.1 Khái niệm 22 4.2.2 Đường cong sấy đường cong tốc độ sấy 22 4.2.3 Xác đònh thời gian sấy giai đoạn thời gian sấy đến độ ẩm cần thiết 24 4.3 Cấu tạo máy sấy 25 4.3.1 Cấu tạo 25 4.3.2 Nguyên tắc hoạt động 25 4.3.3 Thao tác sử dụng 25 4.4 Phương pháp thí nghiệm 26 4.4.1 Vật liệu sấy 26 4.4.2 Dụng cụ & hóa chất 26 4.4.3 Cách tiến hành thí nghiệm 26 4.5 Báo cáo kết xử lý số liệu thí nghiệm 28 4.5.1 Xác đònh thông số môi trường 28 4.5.2 Tốc độ khí sấy 29 4.5.3 Bảng số liệu 31 4.5.4 Xử lý số liệu 32 4.5.5 Đồ thò 33 Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn v Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm vi 4.5.6 Đo màu 33 4.6 Thảo luận 34 4.7 Yêu cầu viết báo cáo 34 Bài TÍNH CHẤT THỦY LỰC VÀ DÒNG CHẢY 35 5.1 Mục đích, yêu cầu 35 5.2 Cơ sở lý thuyết 35 5.2.1 Kiến thức chung 35 5.2.2 Đo lưu lượng dòng chảy orifice 37 5.3 Thực hành 39 5.3.1 Các thực hành yêu cầu 39 5.3.2 Báo cáo thảo luận 41 Bài XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA CÁC VẬT LIỆU DẠNG HẠT 6.1 Mục đích 42 6.2 Phương pháp 42 6.2.1 Xác đònh thể tích phương pháp dùng hạt thay 42 6.2.2 Xác đònh khối lượng riêng bình đo khối lượng riêng 43 6.2.3 Xác đònh khối lượng khối nén & không nén _ số nén 43 6.2.4 Xác đònh diện tích bề mặt 44 6.2.5 Xác đònh góc nghỉ 45 6.2.6 Xác đònh đường cong phân bố hạt 46 6.3 Báo cáo kết & xử lý số liệu thí nghiệm 46 6.4 Thảo luận 48 6.5 Yêu cầu viết báo cáo 48 Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm vii Bài THANH TRÙNG 7.1 Khái quát xử lý nhiệt 49 7.1.1 Lòch sử 49 7.1.2 Khái niệm 49 7.1.3 Yêu cầu 49 7.2 Động học tiêu diệt vi sinh vật 49 7.2.1 Ảnh hưởng thời gian xử lí nhiệt nhiệt độ cố đònh 49 7.2.2 Tác động nhiệt độ xử lý 50 7.2.3 Giá trò khử trùng 51 7.2.4 Xác đònh chế độ xử lý nhiệt 54 7.2.5 Hiệu tiệt / trùng thực tế 55 7.3 Xử lý nhiệt cho sản phẩm có độ acid cao 56 7.4 Mục đích thực hành 56 7.5 Chuẩn bò nguyên liệu thiết bò 57 7.5.1 Nguyên liệu thiết bò cho nhóm thí nghiệm 57 7.5.2 Quy trình chế biến 57 7.5.3 Thực hành 58 7.6 Báo cáo kết thí nghiệm 59 7.6.1 Đánh giá sản phẩm trùng 59 7.6.2 Bảng ghi nhận nhiệt độ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm Bài 1 XÁC ĐỊNH ẨM ĐỘ VẬT LIỆU THỰC PHẨM 1.1 Mục đích & yêu cầu: Giúp sinh viên làm quen với việc xác đònh ẩm độ vật liệu dùng thực phẩm xác đònh ẩm độ loại vật liệu 1.2 Cơ sở lý thuyết: 1.2.1 m độ toàn phần (ẩm độ theo ướt): Là tỉ số khối lượng ẩm chứa vật liệu với khối lượng vật liệu ẩm M Mw Wn 100 (%) W (1.1) 1.2.2 m độ tuyệt đối (ẩm độ theo khô): Là tỉ lệ khối lượng ẩm có vật liệu so với khối lượng vật chất khô vật liệu X Md Wn 100 Wk Wn 100 (%) W  Wn (1.2) 1.2.3 Mối quan hệ loại ẩm độ: Ta có mối quan hệ loại ẩm độ theo công thức sau: X M% 100 100  M % hay M% X% 100 100  X % (1.3) 1.3 Trang thiết bò phục vụ thí nghiệm: 1.3.1 Tủ sấy: Có nhiều loại tủ sấy phân loại dựa vào nguyên tắc hoạt động không khí sấy dựa vào điều kiện môi trường sấy: - Tủ sấy thường hoạt động theo nguyên tắc đối lưu tự nhiên: tác nhân sấy (không khí nóng) tuần hoàn đối lưu tự nhiên tủ sấy - Tủ sấy thường hoạt động theo nguyên tắc đối lưu cưỡng bức: tác nhân sấy (không khí nóng) tuần hoàn đối lưu cưỡng tủ sấy - Tủ sấy chân không: sấy vật liệu ẩm môi trường chân không Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm Các thông số cần quan tâm tủ sấy hoạt động nhiệt độ sấy, thời gian sấy, lưu lượng khí vào/ra, áp suất chân không (đối với tủ sấy chân không),… 1.3.2 Cân ẩm hồng ngoại: Có cấu tạo cân chòu nhiệt cân khối lượng vật liệu thay đổi theo thời gian vật liệu sấy hay đun nóng tia hồng ngoại Các thông số cần quan tâm sử dụng cân xác đònh ẩm hồng ngoại: nhiệt độ sấy, thời gian sấy, khối lượng vật liệu trước & sau sấy, lượng ẩm bốc hơi, ẩm độ vật liệu sấy… 1.3.3 Máy đo ẩm độ hạt: Là máy chế tạo chuyên dùng để đo ẩm độ số loại hạt xác đònh lúa, gạo, bắp…dựa vào việc xác đònh điện trở điện dung hạt, từ suy ẩm độ hạt Nguyên tắc hoạt động: dựa vào thay đổi điện trở điện dung hạt ẩm độ hạt thay đổi 1.4 Phương pháp thí nghiệm: người ta thường xác đònh ẩm độ vật liệu phương pháp sau: 1.4.1 Phương pháp trực tiếp: xác đònh lượng ẩm chứa vật liệu Dùng tủ sấy cân xác đònh ẩm hồng ngoại a Dùng tủ sấy: Dùng để xác đònh ẩm độ hầu hết loại vật liệu nhiệt độ thích hợp Tùy vào loại vật liệu mà ta chọn nhiệt độ sấy cho thích hợp Có thể loại vật liệu biến tính ta sấy nhiệt độ cao thời gian ngắn sấy nhiệt độ thấp thời gian dài Đối với vật liệu dễ biến tính (tổn thất vitamin, chất hữu dễ bay hơi,…) nhiệt độ cao ta nên sấy nhiệt độ mà vật liệu bò biến tính nhiệt độ không nên thấp kéo dài thời gian sấy vật liệu tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển Bảng xác đònh ẩm độ số loại vật liệu theo tiêu chuẩn: Nhóm vật liệu Tủ sấy thường Tủ sấy chân không Rau T = 700C, ngày T = 700C, ngày Ngũ cốc T = 1050C, 10h T = 1050C, 4h Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm Nguyên tắc xác đònh ẩm độ tủ sấy: + Cân khối lượng xác đònh mẫu vật liệu cần xác đònh ẩm (W) + Xử lý vật liệu phương pháp học để làm tăng bề mặt bốc vật liệu cắt mỏng & cắt nhỏ, tán nhỏ (cỡ 2-3 mm)… + Sấy khô cân hộp đựng mẫu sau sấy (Wh) + Cho vật liệu xử lý học vào hộp đựng mẫu, dàn vật liệu cho vào tủ sấy + Cài đặt nhiệt độ sấy & thời gian sấy theo yêu cầu cho tủ sấy (T,t) + Vật liệu sau sấy cho vào bình hút ẩm để làm nguội & đem cân xác đònh khối lượng với hộp đựng mẫu (W2) Ẩm độ toàn phần vật liệu: M W1  W 100 (%) W Với W1 W  Wh : khối lượng hộp & vật liệu trước sấy (g) W2 : khối lượng hộp & vật liệu sau sấy (g) W1  W2 : khối lượng ẩm bốc sau trình sấy (g) W : khối lượng vật liệu ẩm cần xác đònh ẩm độ (g) Ưu điểm phương pháp: đơn giản, kết xác (sai số khoảng r 0,2%) phương pháp chuẩn để so sánh với phương pháp khác Nhược điểm: thời gian dài xác đònh ẩm dộ b Dùng cân ẩm hồng ngoại: Dùng để xác đònh ẩm độ số loại vật liệu nhiệt độ & thời gian thích hợp Hoạt động: Bật công tắc, cài đặt chế độ sấy thích hợp cho cân: cài đặt nhiệt độ & thời gian sấy sấy đến khối lượng không đổi, lắp đóa cân khô vào cân trừ bì Cho lượng mẫu xác đònh lên đóa cân, dàn mỏng đóng nắp máy lại để tiến hành cân Sau sấy đến hết thời gian cài đặt (theo kinh nghiệm chế độ có sẵn) khối lượng vật liệu sấy không đổi (đối với vật liệu có chất dễ bay vitamin, axit hữu cơ,…) cân phát tín hiệu báo cho người sử dụng biết để ghi lại kết kết thúc trình cân Trước tiến hành sấy mẫu ta phải làm nguội cân sấy tiếp Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm Vì phương trình (7.7) trở thành: log t Biểu diễn dạng mũ: t  (T  Tc )  log t c z t c 10  T Tc Z 51 (7.8) (7.9) mà D đại lượng thời gian phương trình áp dụng cho D Phương trình (7.9) viết thành: D Dc 10  T Tc Z (7.10) z thông số đại diện cho tính kháng nhiệt đặc trưng cho loài vi sinh vật Dc thời gian giảm thập phân nhiệt độ Tc 7.2.3 Giá trò khử trùng: 7.2.3.1 Ở nhiệt độ cố đònh Ta có cặp đơn vò chuẩn (Tc, tc) cho trình khử trùng tc = phút Số đơn vò tích lũy trình tiệt trùng gọi giá trò tiệt trùng kí hiệu F Quá trình tiệt trùng thực khoảng nhiệt độ 1150C - 1300C (240 - 2700F) Quá trình trùng thực nhiệt độ 70 - 1000C (160 - 2120F), giá trò trùng kí hiệu P Vì giá trò trùng trình xử lí nhiệt nhiệt độ Tc t phút là: PTc = t Nếu mong muốn trình xử lí nhiệt tương ứng với PTc = nhiệt độ T thay nhiệt độ Tc thời gian cần thiết là: t 1.10  T Tc Z Và nhiệt độ T phút giá trò tiệt / trùng đạt là: z T P 10 t T Tc Z = LTz (7.11) LTz giá trò diệt khuẩn sinh học giá trò tiệt/ trùng có nhiệt độ T thời gian phút Như theo đònh nghóa ta có giá trò tiệt/ trùng cho trình xử lí nhiệt nhiệt độ T thời gian t phút PTz LTz * t (7.12) 7.2.3.2 Ở nhiệt độ biến động Phương pháp Bigelow dựa sở: nhiệt độ biến động, giá trò tiệt / trùng trình xử lí nhiệt tính công thức sau: P t t ³ L(T )dt ³ 10 0 T Tc Z dt ¦ 10 T Tc Z 't (7.13) Có thể chia trình xử lí nhiệt thành giai đoạn: tăng nhiệt, giữ nhiệt giảm nhiệt Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm L(T) L(Tg) P 52 ¦ L(T ).'t L1 P1 P2 Pg tg t Như giá trò tiệt / trùng toàn phần cho trình xử lí nhiệt là: P = P1+Pg+P2 (7.14) Với P1 giá trò tiệt/thanh trùng vùng đun nóng Pg giá trò tiệt/thanh trùng vùng trì P2 giá trò tiệt/thanh trùng vùng làm nguội 7.2.3.3 Phương pháp Ball Tr Hình 3: Đường biểu diễn tính toán theo phương pháp Trong tc = come-up-time = thời gian cần thiết để nhiệt độ nồi nâng lên đến nhiệt độ xử lý Tr: Nhiệt độ xử lý nồi g = Tr – Tb : khác biệt nhiệt độ đun nấu nồi nhiệt độ tối đa thực phẩm cuối trình xử lý nhiệt Tb : nhiệt độ tối đa sản phẩm cuối trình xử lý nhiệt : thời gian trì nhiệt độ nồi trình xử lý th: tổng thời gian xử lý = tc + Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 53 tB: thời gian xử lý Ball = 0.42 * tc + Trong phương pháp Ball, thời điểm bắt đầu trình xử lý t=0.42 tc khác biệt nhiệt độ nồi nhiệt độ tâm thể qua đồ thò sau Tr Tr -TA Tr –T0 ' log Dựa vào đồ thò ta có phương trình: log(Tr  Tb ) log[ j h (Tr  T0 )]  tB fh (7.15) T0 nhiệt độ ban đầu sản phẩm jh, jc yếu tố trễ giai đoạn đun nấu làm nguội jh = Tr  T A Tr  T0 (7.16) TA nhiệt độ điểm giao trục thẳng đứng thời gian xử lý Ball đoạn kéo dài đường biểu diễn đồ thò bán logarith Nếu yếu tố trễ nhiệt TA = T0 Mà g = Tr -Tb nên phương trình trở thành: suy thơì gian xử lý Ball log( g ) log[ j h (Tr  T0 )]  tB tB fh ª j T  T0 º f h log « h r » g ¬ ¼ (7.17) (7.18) fh, fc thời gian giảm thập phân chênh lệch nhiệt độ nồi nhiệt độ tâm sản phẩm giai đoạn đun nấu làm nguội Trong công thức phương pháp Ball fh = fc, jc = 1.41 Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 54 Để tính giá trò tiệt/thanh trùng theo công thức Ball, cần tính: - Giá trò jh fh cách vẽ đồ thò bán logarith để xác đònh TA vàø tính jh theo công thức (7.16) Và f h t  t1 log(Tr  T1 )  log(Tr  T2 ) (7.19) - Tính giá trò log (g) theo công thức (7.17) - Dựa vào bảng fh/U theo g Stumbo ta suy giá trò fh/U từ g (phụ lục 3) - Suy giá trò U Tr Tc - Tính L 10 - Tính giá trò trùng hay tiệt trùng theo công thức: z (7.20) fh * L fh /U F0 (7.21) 7.2.4 Xác đònh chế độ xử lí nhiệt Theo Phạm Công Thành (1990) số để xác đònh chế độ xử lý nhiệt độ acid thực phẩm Theo số đồ hộp chia thành nhóm: - Nhóm có độ acid thấp pH > 4,4 gồm loại đồ hộp thòt, cá - Nhóm có độ acid cao pH < 4,4 gồm loại đồ hộp nước đường, rau dầm dấm, nước quả… Bảng 7.1 Quan hệ pH giá trò tiệt trùng tối thiểu F (phút) pH 7.0 6.0 5.7 5.5 5.2 5.0 4.6 Fmin 3.0 3.0 2.6 2.3 1.9 1.6 1.2 Bảng 7.2 Điều kiện xử lý nhiệt cho vài loại thực phẩm Sản phẩm Tc (0C) z (0C) Dc (10-3) s Tác động Quả (pH =3.4-6.2) 75 10 0.21 Bất hoạt enzyme o-diphenyl oxidase Cà chua (pH =7) 99 21.6 1.0 Mất protein Sữa 121.1 25.3 209 Mất protein (methionine) Nước ổi (pH=4) 96 16.5 3.5*10-2 Bất hoạt enzyme pectinesterase Nước đu đủ 80 7.8 16.7 Bất hoạt enzyme pectinesterase Nước cà chua 140 31.0 115 Mất vitamine Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 55 Sữa 120 28.8 7.56 Mất vitamine B1 Trích ly nước đậu nành 77 3.4 0.72 Bất hoạt enzyme lipoxygenase Bảng 7.3 Giá trò Dc z cho loại vi khuẩn Vi sinh vật Mycobacterium Salmonella Lactobacillus tuberculosis Spp spp Nấm men & mốc C.botulinum type E T 0C 82.2 82.2 82.2 82.2 82.2 D (phút) 0.0003 0.0032 0.0095 0.0095 2.5 z (0C) 7 Đối với trùng, thương mại, ta dùng số chung F0= 6D tức bất hoạt hay tiêu diệt 99.9999 % enzyme hay vi sinh vật Theo Townsend et al (1954) đề nghò giá trò trùng P938 33 = 10 cho sản phẩm pH 4.3-4.5 P938 33 = cho sản phẩm có pH 4.0 - 4.3 Xác đònh chế độ xử lý nhiệt cách so sánh hiệu tiệt/thanh trùng cần thiết (lý thuyết) Plt với hiệu tiệt/thanh trùng thực tế Ptt Chế độ tiệt/thanh trùng xác đònh phải đảm bảo điều kiện Ptt > Plt Hiệu tiệt/thanh trùng cần thiết Plt thời gian cần thiết (tính phút) mà đồ hộp chòu tác dụng nhiệt nhiệt độ chuẩn để làm giảm số lượng nha bào hình thái sinh trưởng loại vi sinh vật đến mức thấp nhất, không gây nguy hiểm cho người tiêu dùng 7.2.5 Hiệu tiệt /thanh trùng thực tế PTZ (Ptt) tổng hiệu tiệt/thanh trùng nhiệt độ khác thời gian tiệt trùng Hiệu tiệt/thanh trùng nhiệt độ khác xác đònh dựa nhiệt độ ghi điểm chậm đun nóng thời gian tiệt /thanh trùng Vì vậy, từ ghi nhận nhiệt độ điểm chậm đun nóng sản phẩm khoảng thời gian tiệt/thanh trùng ta tính hiệu tiệt/thanh trùng thực tế PTZ theo công thức: (14) (?) PTZ ¦ P Z ¦ LTZ 't Trong : PTZ hiệu tiệt /thanh trùng thực tế P Z hiệu tiệt/thanh trùng riêng phần LTZ giá trò diệt khuẩn sinh học Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 56 7.3 Xử lý nhiệt cho sản phẩm có độ acid cao Trong sản phẩm có độ acid cao pH< 4,8 bào tử C.Botulinum phát triển mà trình xử lí nhiệt không cần tiêu diệt bào tử vi khuẩn Xử lý nhiệt cho sản phẩm có pH < nhằm ức chế nấm mốc nấm men vi khuẩn sinh acid lactic gây hư hỏng thực phẩm, D1500F vi sinh vật phút Đối với sản phẩm sữa, pH > 4,5 vi sinh vật gây bệnh quan trọng cần ý Mycobacterium tuberculosis cặp nhiệt độ thời gian xử lý cho vi khuẩn 62,80C vòng 30 phút, 15 giây nhiệt độ 71,70C hay 126,70C giây Enzyme phosphatase diện sữa bò tiêu diệt điều kiện xử lý M.tuberculosis Đối với nước trái cây, trùng đòi hỏi phải ức chế enzyme pectinesterase (PE) phòng chống việc đục nước trái hay tạo đông cô đặc Eagerman Rouse đề nghò cặp nhiệt độ /thời gian tiêu diệt PE 900C vòng phút Giá trò pH nứơc cam ép khoảng 2,6 – 4,4, thuộc sản phẩm có độ acid cao Vi sinh vật có khả phát triển nước cam vi khuẩn sinh acid lactic, nấm mốc, nấm men Các vi sinh vật gây hư hỏng làm mùi vò Vi khuẩn gây hư hỏng phần lớn Leuconostoc loài Lactobacillus Giống Saccharomyces Candida loại nấm lên men gây hư hỏng sản phẩm họ citrus Khả chòu nhiệt vi khuẩn sinh acid lactic nấm thấp so với enzyme PE Vì mà chế độ xử lý nhiệt thiết lập để ức chế enzyme đủ để bất hoạt vi sinh vật 7.4 Mục đích thực hành Thí nghiệm cung cấp kiến thức ứng dụng vào tính toán hiệu trình xử lý nhiệt sản phẩm đóng gói bao bì Sinh viên ghi nhận liệu thời gian nhiệt độ sản phẩm điểm chậm đun nóng nhất, tính hiệu trình xử lý đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm 7.5 Chuẩn bò nguyên liệu thiết bò 7.5.1 Nguyên liệu thiết bò cho nhóm thí nghiệm (20 sinh viên) - Nguyên liệu: Cam tươi hay dứa kg, đường saccharose kg - Mẫu: Dòch nước ép có bổ sung đường đạt 140 Brix - Thiết bò: Chai thủy tinh 200 ml nắp 15-20 chai Cân 5kg kg Khúc xạ kế, nhớt kế, pH kế Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 57 Máy ép nước trái (hay đồ ép cam), lọc hay vải lọc, máy ghép nắp nồi trùng, bếp đun, ghi nhiệt độ (hay nhiệt kế) giỏ kim loại chứa chai sản phẩm cần trùng 7.5.2 Qui trình chế biến Hình 5: Qui trình chế biến nước trái Hình 6: Sơ đồ thí nghiệm trùng Nguyên liệu Sơ chế (rửa, gọt vỏ, chẻ đôi, lấy hạt) Ép Phối chế Lọc Vô chai ghép nắp Thanh trùng Làm nguội Bảo quản Bể trùng Chai đựng dòch thành phẩm Nhiệt kế đo nhiệt độ tâm sản phẩm Nhiệt kế đo nhiệt độ bể trùng 7.5.3 Thực hành Cam tươi sau ép đem lọc rót nước ép vào gần đầy chai, ghép nắp, cho vào giỏ chuẩn bò đem trùng (trong chai có gắn đầu dò đo nhiệt độ để ghi nhận diễn tiến nhiệt độ bên sinh viên ghi nhận diễn biến nhiệt độ phút, đầu dò nhiệt độ đặt nồi trùng để ghi nhận diễn tiến nhiệt độ nồi ) Xử lý nhiệt Đối với nước cam ép, trình xử lý nhằm tiêu diệt enzyme pectinesterase có D90=30 giây, z=6.8 mong muốn đạt 6D F0=3 phút Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 58 Đối với nước dứa ép, trình xử lý nhằm tiêu diệt Clostridium pasteurianum có D90=2.78 phút, z=16 môi trường đệm pH=5 (Spiegelberg) C.pasteurianum phát triển tốt pH > 4.5 không phát triển môi trường pH< 4.2 mà nhà máy thường áp dụng khoảng pH 3.2-4.0 cho sản phẩm đồ hộp dứa Đối với nấm mốc nấm men, khả chòu nhiệt Talaromyces flavus nước dứa cô đặc nước giải khát làm từ nước dứa cô đặc D900C = – phút tùy thuộc vào giống giá trò z=10.30C (theo King Halbrook (1987)) Bài thực hành Đặt cách nhiệt vào đáy nồi cho nước vào khoảng 2/3 nồi, bắt đầu gia nhiệt nồi trùng để nhiệt độ nước đạt khoảng 880C sau đặt khoảng chai nước ép vào nồi Ghi nhận trì nhiệt độ suốt trình trùng, đồng thời đo ghi nhận nhiệt độ tâm sản phẩm sau phút Đến nhiệt độ tâm sản phẩm đạt 880C trì nhiệt độ vài phút sau lấy sản phẩm tiến hành làm lạnh nhanh sản phẩm vào thùng nước lạnh Kết thúc trình trùng báo cáo kết Bài thực hành Cách tiến hành giống thực hành nhiệt độ tâm sản phẩm đạt 880C cho làm nguội từ từ sản phẩm đạt 600C lấy sản phẩm làm nguội nước lạnh Kết thúc trình trùng báo cáo kết 7.6 Báo cáo kết thí nghiệm Bảng ghi nhận kết Tên sinh viên…………………………………… Nhóm …………………Lớp……………………… 7.6.1 Đánh giá sản phẩm trùng Tình trạng bao bì (trước sau xử lý nhiệt): Trọng lượng sản phẩm…………………………… Hiệu suất ép (%) W2 100 % W1 W2 (g) trọng lượng dung dòch nước ép W1 (g) trọng lượng nguyên liệu ban đầu Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 59 Bảng ghi nhận kết đánh giá sản phẩm Trước trùng Lặp lại Mùi vò Trạng thái Màu sắc Sau trùng Mùi vò Trạng thái Màu sắc Mẫu Lặp lại Trước trùng Độ nhớt Độ pH Độ Brix Sau trùng Độ nhớt Độ pH Độ Brix Mẫu 7.6.2 Bảng ghi nhận nhiệt độ Thời gian (phút) T0 tâm sản phẩm T0 nồi trùng LTz … Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn LTz * 't Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 7.6 2.1 Vẽ đồ thò diễn tiến nhiệt độ 7.6.2.2 Tính P theo công thức Bigelow với L 10 z T PTz T Tc z ¦ L *'t z T 7.6.2.3 Tính P theo công thức Ball nêu nhận xét (công thức 7.21) 7.6.2.4 Tính % tiêu diệt enzymes nhiệt độ T thời điểm t Từ giá trò D90 suy DT theo công thức (7.10) Tính lượng enzymes sống sót theo công thức t  N 10 DT (7.4) N0 N lượng enzymes lại sau xử lý nhiệt N0 lượng enzymes ban đầu t thời gian xử lý nhiệt T0C DT thời gian giảm thập phân nhiệt độ T Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn 60 Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trương Vónh Phạm Tuấn Anh (2002) Cơ sở kỹ thuật thực phẩm Giáo trình khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Đại Học Nông Lâm TPHCM Tiếng nước Lydersen and al (1977) Fluid flow – Heat transfer John Wiley & Sons, Inc S.D Holdsworth (1997) Thermal Processing of Packaged Foods Chapman & Hall Shri K.Sharma, Steven J.Mulvaney, Syed S.H.Rizvi (2000) Food Process Engineering, Theory and Laboratory Experiments John Wiley & Sons, Inc S.S.H.Rizvi, G.G.Mittal (1992) Experimental Chapman and Hall methods in Food Engineering Steven Nacy, Chin Shu Chen (1993) Fruit Juice Processing Technology Agscience, Inc Pierre Mafart (1991) Génie Industriel Alimentaire, Tome 1, Les procédés physiques de conservation Technique et documentation- Lavoisier J.Larousse (1991) La conserve appertisée Technique et documentation- Lavoisier Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm PHỤ LỤC Phụ lục 2.1: Độ nhớt nước phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ Độ nhớt .103, N.s/m2 C 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 1.7920 1.7310 1.6730 1.6190 1.5670 1.5190 1.4730 1.4280 1.3860 1.3460 1.3080 1.2710 1.2360 1.2030 1.1710 1.1400 1.1110 1.0830 1.0650 1.0300 1.0050 1.0000 0.9579 0.9385 0.9142 0.8937 0.8739 0.8545 0.8260 0.8180 0.8007 0.7840 0.7679 0.7523 0.7371 Nhiệt độ C Độ nhớt .103, N.s/m2 Nhiệt độ C Độ nhớt .103, N.s/m2 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 0.7225 0.7085 0.6947 0.6814 0.6685 0.6560 0.6439 0.6321 0.6207 0.6097 0.5988 0.5883 0.5782 0.5683 0.5588 0.5494 0.5404 0.5315 0.5229 0.5146 0.5064 0.4985 0.4907 0.4832 0.4759 0.4688 0.4618 0.4550 0.4483 0.4418 0.4355 0.4293 0.4233 0.4174 0.4117 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 0.4061 0.4006 0.3952 0.3900 0.3849 0.3799 0.3750 0.3702 0.3655 0.3610 0.3565 0.3521 0.3478 0.3436 0.3395 0.3355 0.3315 0.3276 0.3239 0.3202 0.3165 0.3130 0.3095 0.3060 0.3027 0.2994 0.2962 0.2930 0.2899 0.2868 0.2838 Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn 62 Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 63 Phụ lục 2.2: Khối lượng riêng nước phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ C Khối lượng riêng U, kg/m3 Nhiệt độ C Khối lượng riêng U, kg/m3 Nhiệt độ C Khối lượng riêng U, kg/m3 999.87 22 997.80 44 990.66 999.93 23 997.57 45 990.25 999.97 24 997.33 46 989.82 999.99 25 997.08 47 989.40 1000.00 26 996.82 48 988.96 999.99 27 996.55 49 988.52 999.97 28 996.27 50 988.07 999.93 29 995.98 51 987.62 999.88 30 995.68 52 987.15 999.81 31 995.37 53 986.69 10 999.73 32 995.06 54 986.21 11 999.63 33 994.73 55 985.73 12 999.52 34 994.40 60 983.24 13 999.40 35 994.06 65 980.59 14 999.27 36 993.71 70 977.81 15 999.13 37 993.36 75 974.89 16 998.97 38 993.00 80 971.83 17 998.80 39 992.63 85 968.65 18 998.62 40 992.25 90 965.34 19 998.43 41 991.87 95 961.92 20 998.23 42 991.47 100 958.38 21 998.02 43 991.07 Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL http://www.ebook.edu.vn Thực hành trình kỹ thuật thực phẩm 64 Phụ lục 7.1: Bảng quan hệ fh/U g z=8 Giá trò g jc là: fh/U 0.40 0.60 -5 0.20 2.22*10 0.30 7.34*10-4 0.40 2.31*10 0.80 -5 1.00 -5 1.20 -5 1.40 -5 2.77*10 1.80 -5 2.86*10 2.00 -5 2.95*10-5 2.40*10 2.49*10 2.59*10 7.77*10-4 8.21*10-4 8.65*10-4 9.09*10-4 9.53*10-4 9.97*10-4 1.04*10-3 1.08*10-3 4.92*10-3 5.27*10-3 5.61*10-3 5.96*10-3 6.31*10-3 6.66*10-3 7.01*10-3 7.35*10-3 7.70*10-3 0.50 1.62*10-2 1.74*10-2 1.87*10-2 2.00*10-2 2.12*10-2 2.25*10-2 2.38*10-2 2.5*10-2 2.63*10-2 0.60 3.63*10-2 3.95*10-2 4.27*10-2 4.58*10-2 4.90*10-2 5.22*10-2 5.54*10-2 5.86*10-2 6.18*10-2 0.70 6.47*10-2 7.13*10-2 7.78*10-2 8.43*10-2 9.09*10-2 9.74*10-2 1.04*10-1 1.10*10-1 1.17*10-1 0.80 9.98*10-2 1.11*10-1 1.23*10-1 1.35*10-1 1.46*10-1 1.58*10-1 1.69*10-1 1.81*10-1 1.93*10-1 0.90 0.140 0.158 0.177 0.195 0.214 0.232 0.251 0.269 0.288 1.00 0.183 0.210 0.237 0.264 0.219 0.318 0.345 0.372 0.399 2.00 0.733 0.841 0.949 1.058 1.166 1.274 1.382 1.490 1.599 3.00 1.38 1.48 1.59 1.70 1.80 1.91 2.01 2.12 2.22 4.00 1.93 2.01 2.09 2.17 2.25 2.33 2.42 2.50 2.58 5.00 2.35 2.41 2.48 2.55 2.61 2.68 2.74 2.81 2.87 6.00 2.68 2.74 2.79 2.85 2.91 2.97 3.03 3.09 3.15 7.00 2.94 3.00 3.06 3.12 3.18 3.23 3.29 3.35 3.41 8.00 3.16 3.32 3.29 3.35 3.41 3.47 3.54 3.60 3.66 9.00 3.35 3.42 3.49 3.56 3.62 3.70 3.77 3.84 3.91 10.00 3.51 3.59 3.67 3.75 3.82 3.90 3.98 4.06 4.14 15.00 4.11 4.25 4.38 4.52 4.66 4.79 4.93 5.07 5.21 20.00 4.54 4.74 4.94 5.13 5.33 5.53 5.72 5.92 6.12 25.00 4.89 5.15 5.40 5.65 5.91 6.16 6.42 6.67 6.93 30.00 5.19 5.50 5.80 6.11 6.42 6.73 7.04 7.35 7.66 35.00 5.44 5.80 6.16 6.52 6.80 7.25 7.61 7.97 8.33 40.00 5.66 6.08 6.49 6.90 7.31 7.73 8.14 8.55 8.96 45.00 5.86 6.32 6.78 7.25 7.71 8.17 8.63 9.10 9.56 50.00 6.02 6.54 7.05 7.56 8.08 8.59 9.10 9.61 10.12 60.00 6.32 6.92 7.52 8.14 8.74 9.35 9.96 10.57 11.17 70.00 6.55 7.24 7.94 8.64 9.34 10.03 10.73 11.43 12.13 80.00 6.74 7.52 8.30 9.08 9.86 10.64 11.43 12.21 12.99 90.00 6.90 7.76 8.62 9.48 10.33 11.19 12.05 12.91 13.77 100.00 7.05 7.98 8.90 9.82 10.78 11.68 12.60 13.52 14.46 150.00 7.82 8.94 10.06 11.18 12.30 13.42 14.54 15.66 16.78 Bộ môn thiết bò – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm ĐHNL 2.68*10 1.60 -5 http://www.ebook.edu.vn