TRẤN ĐỨC BA, CHEPURNHENCO V.P COCHETOV V.P, TRAN THU BA
LẠNH và CHẾ BIE AA 1000010219
Trang 2Ộ
l
có |
: Viện Sĩ TRẤN BỨC BA, Viện Sĩ: CHEPURNHENCO VP,, P.T.S COCHETOV V.P., K.S TRẤN THU HA ; i 3 | L oF cơ ỘTÍNH " và
| CHE BIEN NONG SAN THUC PHAM j
Chi bién: Vien Si TRAN DUC BA
# Ộ MSG _
Ở sử VIÊN 12; 247 weet
Trang 3
ỞỞỞỞ.Ở _
LỜI MỞ ĐẦU
Trong sản xuất và chế biến, bảo quản nông sản thực
phẩm, công nghệ lạnh đóng vai trị rất quan trọng Bằng làm
lạnh và bảo quản lạnh ở nhiệt độ trên C?C không những kìm
hãm được những biến đổi về lý, hóa, sinh học; kìm hãm hoạt
động của vi sinh vật, nên tăng được thời gian bảo quản lên từ -
3 đến 7, 10 ngày, hay đến một hai tháng tùy thuộc chủng loại sản phẩm, mà cịn có tác dụng làm tăng phẩm chất của một
SỐ nông sản thực phẩm
Nhưng bằng làm lạnh chỉ bảo quản sản phẩm được trong thời gian ngắn như trên Muốn bảo vệ lâu hơn từ ba bốn tháng đến một năm hoặc nhiều năm thì phải làm lạnh đông Nhờ sản phẩm lạnh đông giữ được khá lầu, nên kỹ thuật lạnh
đông ngày càng phát triển mạnh để tăng khối lượng và thời
gian dự trữ nguyên liệu cho công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, tăng khả năng điều hịa cũng cấp nơng sắn thực phẩm tươi sống, thực phẩm chắn cho thành thị các khu đông người và phục vụ tối cho giao lưu hàng hóa thực phẩm trong nước cũng như xuất khẩu Mặt khác, so với các phương pháp xử lý khác như mưối, sấy, chế biến đồ hộp, thục phẩm lạnh và đông lạnh vẫn giữ được nhiều nhất thậm chắ hầu nhự- vn
nguyên vẹn tắnh chất tươi sống ban đầu, và giữ được nhiều
Trang 4TH DE Re meter ame re Te ARTE A mE RE A Te cee ene ee eee em -2-
Cuốn sách "Lạnh và chế biến nông sản, thực phẩmỢ
_ được viết trên cơ sở các giáo trình đã dược giảng hơn 40 vòng
ở các trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Đại Học Bách Khoa '
thành phố Hồ Chắ Minh, Đại Họệ Kỹ Thuật nhiệt độ thấp và
Năng lượng OINTE (ODESSA, UCRAINA) và được tống hợp từ
nhiều ngưồn tài liệu của các nước hàn đói, ơn doi và nhiệt dới Sách được in nhằm cung cấp choỖ bạn đọc những kiến
thức cơ bản về công nghệ lạnh gồm Kỹ thuật làm lạnh, Kỹ thuật làm lạnh đông các loại nông sản thực phẩm Sách còn '
phục vụ cho giảng dạy, nghiên cúu ở các Trường, Viện và phục vụ cho cán bộ Kỹ thuật, cán bộ quản lý sản xuất về công
nghệ lạnh các loại nông sản thực phẩm
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp thu mọi ý kiến đóng góp quý báu của bạn đọc gần xa
Tập thể Tác giả
1 Viện Sĩ TRẦN ĐỨC BA - TS, Trường Đại Học Bách
Khoa TP Hồ Chắ Minh
2 Viện Sĩ CHEPURNHENCO VP, 1s ỘOINTE 3 COCHETOV V.P, PTs: OWNTE
Trang 5CHƯƠNG 1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ LẠNH THỰC PHẨM
1.1 PHÂN BIỆT CÁC LĨNH VỰC LẠNH THƯỜNG, LẠNH ĐÔNG, LẠNH THÂM ĐỘ VÀ LẠNH TUYỆT ĐỐI
Trước hết cần rõ khái niệm : thế nào là lạnh ?
Chúng ta có thể công nhận định nghĩa : chữ "lạnh" biểu
diễn trạng thái vật chất có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bình thường,
"nhiệt độ bình thường" ở đây là nhiệt độ thắch hợp cho cơ thể của con người Nhiệt độ này cũng khác nhau tùy theo con người ở xứ
nóng hay xứ lạnh Để dễ chấp nhận, nhiệt độ bình thường này nằm trong khoảng từ +18ồC đến +24ồC Như vậy, giới hạn trên của lạnh
là +I8ồC Trong kỹ thuật lạnh, giới hạn dưới của lạnh còn chia ra nhiều lĩnh vực từ nhiệt độ đóng băng (ẩn cho tới gân 0ỢK (độ không
tuyệt đối) như sau : :
+180 > tt > đập : lạnh thường; ap > > -100ồC : lạnh đông;
-100ồC > ve > -200ồC : lạnh thâm độ; -200ồC > tồ > -272,999985ồC : lạnh tuyệt đối
(lạnh cryo)
Điều khác cơ bản nhất với lạnh đông trở Ộxuống là lạnh thường chưa có sự biến nước thành đá, tức là chưa có sự đóng băng
Trang 6
xì chậm đã được áp dụng trong quá trình chế biến
19 KHÁC NHAU GIỮA LÀM LẠNH VÀ LÀM LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM
Như chúng ta đã biết, thực phẩm được làm lạnh và bảo
quản ở nhiệt độ trên 0ồC, khơng những kìm hãm được những biến
đổi về lý, hóa, sinh học; kìm hãm hoạt động của vi sinh vật xảy ra trong thực phẩm, mà cịn có tác dụng làm tăng phẩm chất của một
số thực phẩm như thịt được chắn hóa học nên tắch tụ được nhiều
acid lactic và có hương vị thơm ngon hơn; cá muối được thấm muối
tốt hơn và có màu sắc tươi hơn (so với muối ở nhiệt độ thường);
các loại rượu, nước giải khát, bia sẽ hấp din khẩu vị người tiêu
dùng hơn, )
Nhưng bằng làm lạnh chỉ bảo quản sản phẩm được ngắn
ngày (nói chung chỉ bảo quản được một tuan đến hai tháng tùy loại thực phẩm) Muốn bảo quản thực phẩm lau hon, tit ba, bốn tuần
đến hàng năm thì phải làm lạnh đông (đông lạnh) Nhờ sản phẩm
lạnh đông ziữ được lâu, nên kỹ thuật lạnh đông thực phẩm phát triển mạnh để tăng khối lượng và thời gian dự trử nguyên liệu cho công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm; tăng khả năng điều hòa, cung cấp thực phẩm tươi sống cho các thành phố lớn, các khu đông dân và để phục vụ tốt cho việc giao lưu hàng hóa thực phẩm trong
nước và ngoài nước
Làm lạnh đơng cịn được xem là một giai đoạn chế biến trong kỹ thuật sấy thăng hoa, tăng hiệu suất ép nước rau, quả; làm
trong nước quả hoặc các dung dịch huyền phù; tách nước ra trong
quá trình sẵn xuất aga-aga khô Làm lạnh đơng cịn để tạo nên tắnh chất cốt yếu của sản phẩm như sản xuất nước đá, các loại kem gói, kem cốc, kem que, v.v Ẽ ,
So với các phương pháp xử lý khác như muối, sấy, chế biến đồ hộp, thực phẩm lạnh đông qua thời gian bảo quản ở nhiệt độ
<~ỞI18ồC, nói chung vẫn giữ được nhiều nhất những tắnh chất ban
dau kể cả mầu sắc, hương vị và giữ được nhiều nhất giá trị dinh đưỡng của thực phẩm tươi sống Mức độ nguyên vẹn tươi sống này cao hay thấp là tùy thuộc vào phương pháp lạnh đồng nhanh hay
Trang 71.3 Ý NGHĨA CỦA VIỆC LÀM LẠNH THỰC PHẨM
Trong kỹ thuật sản xuất và chế biến những nông sản thực phẩm, vấn đè nguyên liệu là một trong những vấn đề chắnh yếu Để đảm bảo việc cung cấp nguyên liệu (cá, thịt, rau quả,.) với chất lượng tốt và số lượng đây đủ thì cần phải có các bộ phận làm lạnh và bảo quản lạnh Sở di như vậy là do việc cung cấp nguyên liệu trực tiếp từ ngưồn nguyên liệu (như các nông trường, hợp tác xã ) - đến bộ phận chế biến không đều, không thường xuyên, cần phải có nguyên liệu dự trữ Nếu bảo quản ở điều kiện bình thường thì thời gian cho phép rất ngắn, không quá vài ba ngày cho rau quả Trong thực tế, ta cân có nguyên liệu dự trữ dé tiếp tục sản xuất õ + 7 ngày hay 20 + 25 ngày, đồng thời kéo dài vụ sản xuất của xắ nghiệp chế biến khi mùa nguyên liệu đã hết Khác hẳn với các
phương pháp bảo quản như sấy, phơi ướp muối, hun khói, bảo quản
khắ SOa, v.v phương pháp bảo quản bằng lạnh bảo đảm giữ được Bầu như nguyên vẹn tắnh chất ban đâu của nguyên liệu về hình
đáng bên ngồi và chất lượng dinh dưỡng bên trong Đặc biệt, trong
một số trường hợp, bảo quản lạnh còn là biện pháp để tăng cường phẩm chất của sản phẩm Vắ dụ, trong khi bảo quản lạnh thịt có
q trình chắn hóa học làm thị ngon hơn Các loại mứt quả, compốt, nước uống (nước cam, chanh, bia, sữa chua, bánh kem bơ, ) bảo quân lạnh sẽ ngon hơn Thịt nấu đông có làm lạnh sẽ ngon hơn,
chè đậu được làm mát ăn cũng ngon và hợp ý thắch hơn Muối cá ở
nhiệt độ thấp thì tốt hơn và có màu đỏ tươi hơn Trong bảo quản
lạnh các loại hạt giống vừa cho phép ta giữ giống được lâu hơn 3 năm để thay thế (vì sau 3 năm canh tác dù giống tốt nhưng cũng
đã bị thối hóa), mà vừa cho ta hạt giống với phẩm chất tốt hon
ban đầu, do nó đã được Ộxuân hóaỢ trong lạnh
Như vậy, mục đắch của làm lạnh nông sản thực phẩm là tăng thời gian bảo quản, phục vụ tốt cho điều hòa, đự trữ nguyên liệu, giống cây trồng, kéo dài được thời Ổvy sản xuất cho xắ nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, cung cấp thực phẩm cho tiêu thụ
Trang 81.4 NHỮNG BIẾN ĐỔI CHÍNH TRONG Q TRÌNH LÀM
LẠNH VÀ BẢO QUẢN LẠNH NÔNG SẢN THỰC PHẨM
Trong quá trình làm lạnh, các q trình lý, hóa, sinh lý,
sinh hóa học, v.v chỉ bị hạn chế ắt nhiều chứ khơng hồn tồn, nhất là quá trình lên men của bản thân thực phẩm và hoạt động của vắ sinh vật Cho nên vẫn có những biến đổi về chất lượng của nông sản thực phẩm
a) Biến dối lý học : /
ỞỞ Biến đổi lý học ở sản phẩm khi làm lạnh gồm có biến đổi
"hình dạng, màu sắc bên ngoài, Nhưng quan trọng hơn cả là quá trình bay hơi - nguyên nhân chủ yếu gây tổn hao tự nhiên cho khối
lượng sản phẩm, làm cho rau quả tươi chóng bị héo Sự bay hơi này phụ thuộc vào bè mặt bay hơi riêng, nhiệt độ môi trường xung quanh, độ ẩm tương đối của không khắ xung quanh và vận tốc
chuyển vận không khắ Ngồi ra cịn phụ thuộc vào tắnh chất của sản phẩm, độ chắn tới của sản phẩm (nhất là rau quả),
Ẩm từ bè mặt của sản phẩm rau quả bay hơi làm rau quả chóng héóo Ẩm từ bè mặt sản phẩm thịt, cá bay hơi làm cho Bè mặt
thịt, cá trở nên khô ráo, có tác dụng hạn chế điều kiện phát triển
của vỉ sinh vật Ẩm bay hơi thì bè mặt sản phẩm trở nên sim tối,
một mặt do hiện tượng vật lý là mao quản bị teo lại, không phản xạ ánh sáng, hấp thụ ánh sáng một mặt do các quá trinh osy hóa
bè mặt Người ta nhận thấy rằng sự tăng cường bay hơi ẩm từ rau
quả khi làm lạnh và bảo quản có liên hệ chặt chẽ với sự tăng cường
độ hô hấp của chúng Kắch thước tế bào lớn, khoảng gian bào to, lớp
vỏ của tế bào mỏng, khả năng giữ nước của chất nguyên sinh tương
đối yếu, bè mặt riêng lớn sẽ tạo khả năng bốc ẩm nhanh và làm rau quả chóng héo Ngồi ra loại nào hô hấp mạnh, thải nhiều nhiệt
thì khả năng bốc hơi ẩm càng lớn
Sự bay hơi Ẩm từ bề mặt sản phẩm là nguyên nhân chủ yếu gây ra tốn hao khối lượng tự nhiên sản phẩm Hao tổn khối lượng còn do các quá trình lên men, hô hấp, làm phân hủy các chất
Trang 9tanin, đường, vitamin, thải CO2 và nước, làm giảm phẩm chất sản phẩm thực phẩm Vì thế, người ta phải hạn chế quá trình bay hơi ẩm từ Bè mặt sản phẩm Có nhiều phương pháp làm giảm hao hụt khối lượng khi làm lạnh thực phẩm :
- Giảm thời gian làm lạnh bằng cách làm lạnh nhanh, làm lạnh tức thời (vừa nhanh vừa đột ngột, trong môi trường lỏng
gián tiếp chẳng hạn)
- Giảm bề mặt bay hơi bằng cách đóng gói bao bì kỹ, phủ kắn sản phẩm Thường người ta bọc táo trong giấy bóng kắnh để
làm lạnh và bảo quản lạnh (nó có tác dụng chống vi sinh vật xâm
nhập từ ngoài vào và tắch tụ COas để diệt vi sinh vật có sẵn trong
gói)
- Khơng nên thơng gió nhiều khi làm lạnh, chỉ cần đủ bảo đảm rau quả hô hấp hạn chế; còn thịt, cá thì khơng thơng gió
- Tăng độ ẩm không khắ trong phòng làm lạnh Nếu làm lạnh trực tiếp bàng cách nhúng trong môi trường lỏng sẽ tránh được tốn hao khối lượng
Người ta thấy rằng tổn hao tự nhiên khối lượng của rau
quả do các quá trình phân hủy xảy ra ngay sau khi thu hái rau quả Cho nên phải làm lạnh nó ngay Nếu để chậm 1 ngày thì rút ngắn thời gian bảo quản ở 0C đi 9-10 ngày, chậm 3 ngày & 21ồC thì rút ngắn thời gian bảo quản ở 0ồC mất một tháng Cho nên rau quả sau khi thu hoạch phải làm lạnh và bảo quản lạnh ngay
Nói chung tỷ lệ hao hụt khối lượng tùy thuộc vào nhiều điều kiện, từ khi quả còn ở trên cây đến quá trình thu hái, chắn tới
và làm lạnh; còn đối với thịt, cá thì tùy thuộc vào tình trạng con
Trang 10Bảng 1.1
Tiêu chuẩn tổn hao tự nhiên thịt và phủ tạng khi bảo quản:
lạnh (0 + 4ồC)
Tiêu chuẩn tổn hao, % Sản phẩm
Sau Sau Sau :
Ì ngày 2 ngày 3 ngày 1 Thịt bò
Loại 1 0,42 0,62 0,72
Loại 2 và loại không
tiêu chuẩn hóa 0,50 0,70 0,80
9 Thịt cừu :
Logi 1 _ | 0,42 0,62 0,72
Logi 2 va loai khong
tiêu chuẩn hóa 0,50 0,70 0,80
3 Thịt lợn
M8 ` : 0,20 0,40 0,50
Thịt thái, lòng lợn nguyên ị / :
con cả da 0,30 060 | 060 | +
Thịt không mỡ, gầy, thịt }.YỢ
lợn non, thịt lợn con | ee
loại 1 và If 0,40 060 -| 0,80
4 Phi img ỐC |
Tim, lưỡi, óc, thận, gan 0,40 0,60 0,80
Các loại khác 0,50 0,70 0,90
_ Nếu bảo quản trên 3 ngày thì mỗi ngày tổn hao lên 0,01% - o
Trang 11|
Bằng 1.2
Tiều chuẩn tốn bao tự nhiên gia càm mổ ruột và thổ khi
= làm lạnh trong phòng
Tiêu chuẩn tổn hao khi
, làm lạnh cho bên trong
Sản phẩm sản phẩm đến nhiệt độ +4ồC, % Ga gid Ở 07 Gà mái 0,7 Vịt, ngỗng 0,6 : Gà tây _ 04 Tho - , , 1,3
Tổn hao tự nhiên khi bảo quản cam, quắt tươi như sau
(bảng 1.3)
Bang 13
Tiêu chuẩn tổn hao tự nhiên khi bảo quản cam, quắt tươi
Thời gian bảo Tổn hao tự hhiên | Tổn hao tự nhiên quản, ngày của quắt, % trong của cam, % trong
Trang 12
- 10 -
b) Biến dối về hóa học :
Nói chung trong quá trình làm lạnh, các q trình hóa học
có bị kìm hãm, nhưng khơng bị ngừng hẳn Theo định luật Berthelot
thi Igy = lgyo + at,
Trong đó : yo, y - là tốc độ phản ứng ở 0ồC và tồC;
a - hệ số nhiệt độ của vận tốc phản ứng;
t - nhiệt độ phản ứng Vậy : Ig Ợ = at hay `" 10t
Yo Yo
Cong thức trên cho ta thấy sự phụ thuộc của tốc độ phản
ứng vào nhiệt độ (phù hợp với định luật Van't Hoff về vận tốc phản ứng là nếu tăng nhiệt độ lên 10ồ thì tốc độ phản ứng tăng 2-3 làn)
c) Biến dối về Sinh lý : -
_ Trong rau quả làm lạnh thì quá trình biến đổi sinh lý là
chủ yếu
- Sự hô hấp Hồ hấp là quá trình trao đổi chất của tế bào cơ thể sống, lấy oxi, thai cacbonic, nước và năng lượng
ỞỞ Hồ hếp hiểm khắ (cô O3) :`
CeH1206 (đường glucd) + 602 = 6CO2 + GHoO + 674 Keal/Ftg Hồ hấp yếm khắ (khơng có Oa) -
CeH1206 > 2C2H:OH + 2OƯ + 28 Koal/Ftg
Cường độ hô hấp biểu diễn bàng số mg COs thải ra trong 1
giờ của lkg chất khô rau quả Cường độ hô hấp m phụ thuộc vào
yếu tố bền ngoài và phụ thuộc vào nòi giếng rau quả Nếu cùng ở 0 - + 22C thì cường độ hô hấp m của táo là l5 + 18mg COz/kg.h;
cam là 1/8 + 2,đ; cà chua tới 18,8 mg COs/kgh ,
Tỷ số hô hấp (hay hệ số hô hấp) là tỷ xố giửa thể tắch khắ
CO2 thải ra với thể tắch khắ COsz hút vào trong quá trình hô hấp _ hoặc cũng chắnh bằng tỷ số giữa phân tử CO2 thải ra và số phân
_MỊ ÔƯ bút vào theo phương trình hơ hấp, vì ở điều kiện bất kỳ nào
Trang 13- 11-
số phân tử tất cả các loại khắ trong một phân tử là một số
Avogadro 6,025.102Ợ phân tử)
Trong q trình hơ hấp, một phần oxy vẫn ở dạng kết hợp
và một số các axit hữu cơ khác được tạo ra, ngoài CO2 và nước,
nên hệ số hô hấp s < 1 Nhưng trong q trình hơ hấp có một số
_ axit hữu cơ cũng bị oxy hóa, tạo thành COs và nước nên làm tăng hệ số hơ hấp
Q trình hơ hấp phụ thuộc vào nhiệt độ, mức độ chắn và
mức độ nguyên lành, của sản phẩm
Q trình hơ hấp phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương
trình:
Igy = Iga + bt,
trong đó : a, y - vận tốc hô hấp của sản phẩm ở 0ồC
-va tC;
t - nhiệt độ môi trường xung quanh, ồC;
b - hệ số hô hấp
Theo Bor và Phan thì b hầu như cố định đối với các loại rau quả : b = 0,0360 + 0,00044 Tuy nhiên, đối với mỗi loại rau quả còn có một số nhiệt độ tối thắch riêng cho sự hô hấp và chỉ trong một khoảng nhất định nào đó, vận tốc hơ hấp của nó phụ
thuộc vào nhiệt độ theo phương trình trên Vắ dụ, khoai tây, hành có vận tốc hơ hấp tối thiểu ở 3 + 6ồC, còn ở nhiệt độ lớn hơn 35 +
40ồC, do men hô h&p bị phá hủy nên q trình hơ hấp cũng không
thể tiến hành được
Cường độ hô hấp phụ thuộc rất nhiều vào mức độ chắn của quả và mức độ già của rau Loại rau quả cịn xanh thì thường có cường độ hơ hấp lớn hơn loại chắn và già (vì nó có nhiều men hô hấp đang ở dạng hoạt động, chưa chuyển sang dạng nằm im) Qua nhiều nghiên cứu, người ta thấy quả đến giai đoạn chắn tới thì có độ hoạt động hô hấp rất mạnh, sau đó giảm thấp đàn
Trang 14- 19 -
Trong nhiều nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng trong quá trình làm lạnh và bảo quản, quả có thể tiếp tục quá trình chắn tới sau khi hái từ cây xuống, nhưng với mức độ khác nhau; lề, táo, chuối, dứa thì có thể tiếp tục chắn tới khi bảo quản và làm lạnh,
nhưng đào, cam, quit, nho thì chắn tới kém, cịn mơ, mận, thi
hồn tồn khơng tiếp tục chắn tới
Trong q trình hơ hấp, rau quả có thải nhiệt Bằng thực nghiệm người ta biết rằng đối với rau xanh và quả ở 200C có thể chấp nhận nhiệt hô hấp như sau :
- Rau xanh 0,1 kcal/kg.h - Quả 0,017 + 0,010 keal/kgh
Trong quá trình làm lạnh, cường độ hô hấp và sự thải
nhiệt của rau quả giảm xuống từ 2 đến 6 lần
Còn đối với thịt gia súc (bò, lợn, gà, cừu ), cá thì sau khi
giết chết, các quá trình xảy ra trong nó chủ yếu là các quá trình
: sinh hóa, phân ly và tổng hợp các hợp chất do axit triphotphoric bị phá hủy, do đó cũng tơa nhiệt Trong thực tế thì đối với thịt, cá,
các quá trình sinh lý, sinh hóa xảy ra sau khi giết con vật và khi làm lạnh, bảo P quận chủ yếu là q trình tê cóng, chắn hóa học, xám
thịt, mỡ,
a) Các quá trình sinh hóa chủ yếu trong thịt, cá :
Sau khi đình chỉ sự sống thì nhiệt độ của tế bào động vật (máu nóng và máu lạnh) lăng lên khá nhiều Nhiệt tỏa ra trong
trường hợp này nhiều hơn cả khi vật còn sống rất nhiều: một giờ Ấ
sau khi chết, nhiệt độ của con thịt trong điều kiện đoạn nhiệt tăng Ẽ
lên khoảng 3,3 + 7,9ồC Ở cá cũng có q trình sinh hóa rất mãnh
liệt có liên quan tới sự chuyển hóa các chất cấu tạo nên tế bào bắp
thịt như giuxit, este, axit fotforic Năng lượng giải phóng ra khi đó khơng được dùng thực hiện các chức năng sinh lý sẽ téa ra & dang
nhiệt Làm lạnh càng sớm càng nhanh thì càng hãm được nhiều q
trình sinh hóa và sự tỏa nhiệt ấy Nhiệt tổa ra chủ yếu từ quá
_-trinh sinh hóa ở bắp thịt, chứ ở xương và mơ liên kết thì hoặc là
Trang 15- 18 -
60%, như vậy nhiệt tỏa ra do quá trình sinh hóa trong con vật trung bình cho IEg thịt xơ (thịt móc ham) la 0,25 x 06 = 0,15
Keal/Kg.h Nhu vậy nếu thịt làm lạnh trong 24 giờ thì chỉ phắ lạnh
thêm để thoát nhiệt đẳng nhiệt ấy không nhỏ (khoảng 10% nhiệt lượng chủ yếu để làm lạnh thịt) Cho nên nó cũng là 1 lượng nhiệt đáng kể so với rau quả phải tắnh tốn đến
Nói chung những quá trình biến đổi sinh hóa của thịt động vật sau khi giết và đem làm lạnh đều xảy ra 3 giai đoạn lớn là :
* Q trình tê cóng sau khi chết, (rigor mortis)
* Quá trình chắn tới - chắn hóa học (ageing)
* Giai đoạn phân hủy sâu sắc (quá trình thối rữa)
Đối với cá trước khắ bước vào giai đoạn tê sóng có 1 giai
đoạn ngắn là giai đoạn đổ nhớt sau khi chết,
Ổ Giai doan dé nhét cia ca : C4 méi danh len thi quanh da được bọc l lớp nhớt trong suốt do tuyến nhớt này vẫn tiếp tục tiết
một thời gian nữa, lượng nhớt lại tăng lên rõ rệt Trong nhớt cá có
chat protit (loai gluco protêit) là muxin, nên nó là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển Vi sinh vật từ nhớt chui qua kẽ vây vào da và thịt da Nhớt ban đầu trong suốt nhưng sau đó bị đục vì bắ vỉ sinh vật phá hoại có mùi khó chịu, ban đầu mùi chua, sau có mùi thối Khi nhớt bị phân hủy thì cá vẫn chưa hỏng, có thể rửa - cá, tách sạch lớp nhớt trước khi đem làm lạnh thì vẫn cịn tốt Q
trình đổ nhớt ngừng trước khi bắt đầu giai đoạn tê cóng
Q trình tê cơng sau khi chết ; Tê cóng này là quá Ổtrinh
biến đổi sinh hóa - cơ lý - hóa học trong tế bào động vật chết, khác
với sự tê cóng đối với cơ thể sống bị lạnh
Thời điểm bất đầu tê cóng, thời gian tê cóng, cường độ và tốc độ các quá trình trong giai đoạn tê cóng tùy thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau, cá khác với bò, lợn gà, tùy từng nòi giống, điều kiện và tình trạng sống trước khi chết, phương pháp làm chết, môi trường xung quanh, nhiệt độ bảo quản, tác dụng cơ học từ bên
ngồi Nói chung thời điểm bất đầu, tê cóng kể từ khi chất thì ở
cá tắnh bằng phút, ở bò lợn tắnh bằng gi, chục gio (tùy điều kiện
nhiệt độ xung quanh
Trang 16- 14 -
Ở thịt bò, thịt lợn, (gia súc lớn) ngay sau khi giết, thịt cịn
tươi nóng thì các tổ chức bắp thịt bị yếu đi, có hàm ẩm cao nhất,
và có khả năng giữ ẩm, lúc ấy pH < 7,0 Ở thịt tươi khơng có mùi
rõ rệt (Loại thịt này, thắch hợp cho Ì số sản phẩm như lạp xưởng hấp, đăm bông, - loại sản phẩm này cần có hệ thống tổ hợp thịt - nước bền vững) Ngay sau khi con vật chết thì các tổ chức bắp cơ bắt đầu quá trình tê cóng sau khi chết, biểu hiện bề ngoài là sự rắn đanh lại và bắp thịt co rút lại Tè cóng bắt đầu từ bấp thịt ở đầu và đân dần lan rộng ra theo các nhánh dây thần kinh tủy sống Đối với cá cũng thế : từ đầu lan đến thân thể rồi đến đuôi (phá tê cớng thì đi ngược lại) Trong giai đoạn này độ chắc cơ học của bắp thịt
tăng, độ đàn hồi giảm (lúc tê cóng phát triển cực đại - chừng 16 +
18 giờ sau khi gia súc chết, thì độ chắc của thịt tăng 25%, trở lực cất tăng gần gấp đôi) Cho nên thịt đang ở giai đoạn tê cóng đem chế biến thì sẽ làm giảm chất lượng thịt, tổn hao năng lượng chế biến cơ học Sau khi nấu thịt vẫn cứng, không ngọn, nước nấu không ngọt `
Tê cóng biểu hiện rõ rệt nhất ở thịt bắp, ở tắm thì ắt, ở
bắp thịt phẳng, mô liên kết hầu như khơng có Tê cóng xây ra
nhanh nhất ở con vật non trẻ, trong con vật béo tốt thì chậm hơn 6 15 + 18ồC thì tê cóng bất đầu sau khi chết 10 + 12 giờ; 0ồ
thì tê cóng bắt đầu sau khi chết 18 + 20 giờ
Qua giai đoạn cực đại của sự tê cóng (bắp thịt cứng lại) thì bắp thịt bắt đầu mềm ra, cho.đến khi thối rữa Trong giai đoạn tê cóng thịt cá vẫn được xem là tươi, khơng có hại gì về mặt tượi- (chỉ
cứng đi thôi) Khi thịt mềm ra, hết tê cóng - sự phá tê cóng - thì
mới bắt đầu giai đoạn mới
Đồng thời với sự co cứng tế bào bắp thịt, có q trình giảm ẩm của thịt, ham dm ắt nhất lúc sự tê cóng phát triển mạnh
t : Hàm ẩm của thịt ở pH = 6,4 (khi mới giết pH ~ 7) giảm
25% so với lúc 2 giờ sau khi giết; tăng lượng ẩm tự do (tách bằng phương pháp ly tâm) chừng 40% Ở trạng thái tê cóng, thịt rất bền Ộvững đối với tác dụng tiêu hóa của men pepxin, nó bị mất 1 số
Trang 17- lỗ -
tê cóng ắt dùng để làm thức ăn, chế biến công nghiệp và cả đối với làm lạnh đông để bảo quản lâu dài
Vắ dụ : giai đoạn tê cóng của 1 lồi cá ở Liên Xô được nghiên cứu kỹ lưỡng (theo F.S Kaxatkin) :
Bảng 1.4
Thời gian bắt đầu tê cóng
Nhiệt độ, ồC của cá pysa sau khi chết | Thời gian tê cóng-
35 õ phút 40 phút 25 35 phút 30 phút lỗ 2 giờ 10 phút 10 4 git 36 phút 5 10 giờ 2,5 ngày 1 35 giờ 3 +4 ngày
Theo Cazsabat Toskha, cá bảo quản ở nhiệt độ cao thì sau 2 giờ nó đã tê cóng sâu sắc (pH = 6,89), sau 16 giờ bắt đầu giai
đoạn phân hủy, sau 31 giờ thì khơng ăn được
Q trình tê cóng phát triển có sinh ra nhiệt, khoảng 1,7
Keal/kg thit, do d6 thjt con vật nóng lên sau khi chết (đôi khi đạt
tới 30 + 40ồC chừng 90 phút sau khắ chết)
Thực chất quá trình tê cóng là do quá trình biến đổi chất protit trong tế bào chết : actin, mỉozin, actomiozin Trong tế bào chết do sự trao đổi chất với bền ngoài đình chi, nên có q trình phân hủy axit ađếnosin trifotforic ATP thành axit adenozin difotforie và sinh nhiệt năng (qua 12 giờ sau khi chết, có thể phân hủy trên
90% ATP)
ATP + ADP + Q
- Trong tế bào bắp thịt hàm lượng của actin, miozin, actomiozin và ATP xác định tắnh chất cơ lý, tình trạng chất lượng
bắp thịt của con vật Người ta xác định rằng các sợi cơ bấp giữ
Trang 18- 16 -
được đàn tắnh chỉ khi nào có đủ 1 lượng nhất định ATP ATP và 1
số các nuclèotic trifotfat khác có tác dụng phân ly actomiozin thành actin và miozin, đồng thời ngăn cản không cho actin tổ hợp với- miozin thành actomiozin Chắnh trạng thái của tổ hợp actomiozin mới
ảnh hưởng rất lớn đến tắnh chất cơ lý của tế bào : nếu ắt
actomiozin (nhiều actin và miozin như trong thịt con vật sống) thì
hàm Ẩm thịt cao, thịt mềm; nếu actomiozin tăng (giảm actin va
miozin là những trung tâm háo nước) thì thịt giảm Ẩm, protit co cứng, cuộn tròn, tăng độ Bền cơ lý, Cho nên ta thấy rõ quá trình
tê cóng của thịt sau khi chết chắnh là do sự phân hủy ATP và đồng thời tạo thành tổ hợp acto-miozin (trong đó cịn có hậu quả do ATP
phân hủy sinh ra nhiều axit fotforic tự do, axit lactic nên giảm pH -
của thịt xuống tới điểm đẳng điện pH = 5 + 5,õ nên protit càng
mau chóng bị vón cục, cuộn trịn, cứng lại)
Trong sản phẩm càng mỏng, nhiệt độ càng thấp và giảm càng nhanh thì ATP phân hủy càng chậm (tức actomiozin tạo thành cũng chậm) Vì vậy ở nhiệt độ thấp thì sự tê cóng bắt đầu chậm và kéo đài, do nồng độ của ATP được giữ ở mức đủ ngăn chận sự tạo
thành tổ hợp actomiozin trong một thời gian kéo dài Muốn cho con thịt nhanh chóng vượt giai đoạn tê cóng, bước vào giai đoạn chắn tới
(chắn hóa học) thì phải bảo quản ở nhiệt độ hơi cao một chút (khoảng từ 7 + 9ồC hay cao hơn cũng được) Ngược lại đối với cá, khi làm lạnh nhanh cá tới điểm đóng băng và bảo quản chúng Ở
nhiệt độ ấy thì cho phép kìm hãm rất nhiều và rất mạnh sự tạo
thành tổ hợp actomiozin, do đó kéo lùi thời hạn tê cổng
Sau thi ky tê cóng, thịt bất đâu mềm ra, tức là bắt dau chuyển sang giai đoạn chắn tới, bắt đầu những biến đổi sinh hóa và
cơ lý sâu sắc hơn (chưa phải là triệt để) trong bắp thịt, mô cơ, tế
bào Cbn cá thì khơng có giai đoạn chắn hóa học, chuyển ngay sang giai đoạn phân hủy sâu sắc, thối hỏng ,
Quá trình chắn tới : Các quá trình sinh hóa xây ra trong
giai đoạn chắn tới có thể nói là q trình ngược lại với q trình tê
đóng : lượng các axit nuclêotit giảm, độ háo nước của protit trong bấp thịt tăng lên Đầu tiên là các quá trình do hoạt động men
Trang 19- 17 -
bền đối với men pepsin giảm đi 1, lần, và ngày càng giảm di) Độ chắc của thịt giảm mạnh nhất sau chừng 6 ngày chết (ở 0ồ) và
sau đó tiếp tục giãm nửa (lúc bấy giờ thì acto-miozin da bj phan ly
tất cả thành actin và miozin, miozin bng có liên kết gì với actin nữa) Trong quá trình chắn tới có sự phân hủy glycogen như sau :
Glycogen
Axit 1,3 difotfo glyxeric
| ~Hs3PO4 Shite pd SAd ry ` ud 2 Ở2H axit 2 fotfopyrovic = x-cÌ
axit lactic | ~HaPOa
+2H axit pyrovic
Sy tich ty axit lactic va axit fotforic lam giảm pH của thịt ngăn cản vi sinh vật phát triển (tất nhiên đến một lúc nào đó thì
pH của thịt lại tăng do sự phân hủy protit tạo các bazơ purin, ) Do tăng các trung tâm háo nước (miozin, actin là những protit cao
phân tử) nên thịt mềm ra Sau giai đoạn mềm cơ lý thì chắnh là quá trình phân hủy sâu xa bắt đầu; men phân hủy các protit và làm cho thịt chắn tới tăng một ắt azốt amin (lượng azét amin ở 24 giờ sau khi chết tăng chừng 50%, sau 15 ngày ở 0ồC thì táng gấp đôi
so với thời điểm ngay sau khi giết), và có tắch tụ NHas do đề amin
hóa axit adênic và amit, axit amin khéc nhu glutamic và asparagin
Người ta đã chứng minh và thực tế nhận thấy rằng thịt chắn hóa
học thì có độ tiêu hóa cao, ngon hơn thịt tươi, nấu nướng nó cho
Trang 20-.18 -
hương vị ngon thể hiện rõ khoảng sau khi giết 2 ngày, sau 5 ngày thì bương vị rất tốt, sau 10 + 14 ngày thì càng dễ nhận hơn Chắnh là do quá trình tạo thành những chất dễ bay hơi không ngừng tăng lên (trong q trình tê cóng thì chúng bị giảm xuống) Trong khỉ đó thì lượng purn tự do cũng tăng, chủ yếu là hypoxantin Chắnh nhờ táng lượng chất bay hơi và hypoxantin lam
tăng mùi vị thịt và nước dùng (nước xúp) Hypoxantin tạo thành từ
AMP (khi phân hủy ATP ở giai đoạn đầu sự phân hủy) Vị của thịt ngọt, có liên quan tới hàm lượng axit glutamic và các muối của nó trong thịt khi nấu nướng, nhờ sự đề amin hóa nhóm amit : của Ổglutamin (Glutamin, chứa trong thịt ở dạng liên kết ổn định với các
cấu tử khác : khi thịt chắn tới thì nổ được giải phóng ra)
- Trong thực tế kỹ thuật thường không xác định được
các chỉ số trạng thái của thịt chắn tới hoàn toàn và không xác định
chắnh xác được thời gian chắn tới vì khơng có sự đồng bộ hoàn toàn giữa các quá trình biến đổi các tắnh chất quan trọng của thịt khi
chắn tới : Nếu như những biến đổi chủ yếu về độ chắc, độ ẩm của
thịt xảy ra sau 5 + 7 ngày con vật bị giết (ở 0 + 4Ể) thì những tắnh chất tiêu hóa đạt được tốt nhất phải sau 10 + 14 ngày Sau đó thì vì độ cứng giảm nên độ tiêu hóa bằng men pepxin tăng lên, nhưng hương vị thịt không ngon, nhiều NH3, indol mercaptan, (do
quá trình thối rữa)
` Đối với thịt để nấu nướng (khơng có sa thải sơ bộ) thì thời
gian chắn tới trung bình 10 + 14 ngày (ở 0 + 42C) - có thể tăng đến 20 + 30 ngày Thịt này thì ngày càng mềm, ngọt nước, tiêu hóa tốt Cịn tất cả các trường hợp khác thì thời gian giữ thịt ả0
+ 4ồC thường không quá 5 + 7 ngày Mặt khác do quá trình sả,
thái, lóc mỡ, có thé tang tốn thất nước dịch (giới hạn quá trình
chắn tới là cuối sự tê cóng đến đầu quá trình phá vỡ sợi cơ)
Súc vật già thì thịt chắn tới chậm hơn súc vật non, vật yếu bệnh thì các quá trình sau khi chết it sâu sắc và rõ rệt
Trang 21rr
- 19 -
của cá rất nhiều, phức tập, xâm nhập vào cá nhanh nhất là cá
không mổ ruột, móc mang và không rửa nhớt), Ngay sau khị kết
thúc q Ìrình tê cóng thì bất đầu ngay sự phân hủy mô cơ liên kết
- nhất là colagen - làm cá nhũn nhanh - ươn nhanh, sinh nhiều mùi
hôi, độc Trong các chất hơi bay hơi có NH3 va trimetylamin có thé
Ộdùng để xác định độ tươi của cá Người ta thấy rằng ở cá biển bị
"hỏng thì có nhiều amin nhu trimetylamin (CH3)3N va dimétylamin (CHa)2NH, còn trong cá ao hồ thì cho đến khi thối rữa vẫn khơng có, chỉ chủ yếu là NH3 (vi trong cá biến có nhiều ơxytrimelamin làm nguồn cung cấp cho chúng) Đến giai đoạn này, protit bị phân cắt tới albumoza, peptôn, polypéptit và các axit amin riêng rẽ, rất khó hạn chế lại, nên cá hỏng
Giai doạn phân hủy sâu sắc : Quả trình phân hủy sâu sắc - bằng men là quá trình phân hủy các thành phần cơ bản của bắp thịt động vật như protit, lipit, Quá trình thủy phân protit bắt đầu
từ giai đoạn chắn tới của thịt càng về sau quá trình ấy càng mạnh, do men thủy phân - trước tiên là peptidaza và catepxin - phá các liên kết peptit và polipeptit Tốc độ phản ứng mạnh nhất khi nhiệt
độ bằng thân nhiệt con vat (36,5 + 37ồC) Thịt bảo quản lâu ở
37C trong điều kiện vô trùng sẽ có màu nâu hung và chay ra
nhiều nước dịch màu hung đồ Sau 7 ngày, thịt giảm chất lượng rất mạnh, tăng lượng polipeptit, azot amin và NHa Phân hủy mỡ là do men 'lipaza; nó xúc tác quá trình thủy phận giyxerit Nếu thành phần mỡ có các axit Ộbéo phan: tit ử thấp (axit butyric, axit 'capoic, )
khi giải phóng chúng ra mỡ sẽ có mùi hơi và vị khé chịu (như
trong mỡ của sữa chẳng hạn) Diệt men lipaza tốt nhất là bằng cách nấu nóng đến 90 + 100ồC nhanh và bảo quản ở nhiệt độ thấp
Ngoài ra dưới tác dụng của men và vi sinh vật mỡ còn bị ôi nhất
Trang 22- 20 -
ôi Tác dụng của ánh sang - nhất là tia ngoại tắm - làm cho mổ tạo
thành các chất oxy hóa đặc trưng cho quá trình kết muối giống như
khi mỡ bị tác dụng của các ion kim loại (Cu, Fe) vì các ion này
xúc tác q trình ơxy hóa :
Triglyxérit ẹ RCOOH + Điglyxerit = RỢCOOH + Monoglyxerit # gìyxerin + R'ỢCOOH
Glyxerin tạo thành được nhiều nhất ở giai đoạn thủy phân
sâu xa mỡ, chỉ số axit của mỡ tăng lên đến 20 : Ở 0ồC thì chỉ số axit của mỡ từ 0,49 :
sau 3 ngày tăng đến 0,8 sau 20 ngày tăng đến 4,9 sau 68 ngày tăng đến 12,1
Nếu ở 37ồC thi sau 11 ngày chỉ số axit tăng từ 1,91 lên
đến 10,1
Axit béo giải phóng ra trong quá trình thủy phân mỡ có tác
dụng bảo vệ độ dinh đưỡng của mỡ Monoglyxerit só tác đụng ting
độ tiêu hóa mỡ vì ở dang phân tán nhú tương thì mỡ dễ thấm hút
qua thành ruột non Cho nên sự thủy phân mỡ (đến mức độ giới
hạn, chưa phải là ơi hỏng) thì khơng làm giảm giá trị đỉnh dưỡng mà tắch tụ được nhiều mono và diglyxerit cho thực phẩm dã tiêu 2
hóa
Tiếp tục quá trình phân hủy sâu xa của thịt làm phần nằm,
sâu bèn trong của thịt thường bị xám : có mùi chua khó chịu, màu xám hay nâu đỏ Thịt có phản ứng axit, khơng có NHs, có khi cỏ
_HaS Khi thịt chưa bị xám sâu sắc thì có thể xế r9, thái mãnh nhơ roi quạt gió thì có thể hết xám hoàn toàn :
Hiện tượng xám còn do sự giảm nhiệt độ tương đối chậm
trong lớp thit day ma lại có lớp Bề mặt ngần cân trao đổi khắ với môi trường xung quanh (vì ẠỢ giảm chậm nên khơng đủ để kìm hãm
- quá trình phân hủy trong thịt, các quá trình ấy tạo ra rồi tắch tụ
- lạ) Nếu làm lạnh đông ! pha thịt tưới và ướt thì thường có I lớp
đá đóng băng ở bề mặt, khắ không thấi ra được nên dễ gây xám
thịt Thịt tươi thải Tất nhiều CÓƯ, bảo quản nó ở 2đồC thì còn tắch
Trang 23
- 21 -
Có thể kết luận chung : những biến đổi bên trong bắp thịt khi làm lạnh là kết quả sự tương tác phức tạp của nhiều nhân tố từ bên trong lẫn bên ngoài lên các thành phần cấu tạo bắp thịt, lên
các quan hệ giữa các thành phần ấ", lên chức năng hoạt hóa của
các thành phần ấy -
1.5 LAM LANH DONG THUC PHAM
1.5.1 ANH HUONG CUA NHIET DO QUA LANH DEN QUA
TRÌNH ĐĨNG BĂNG TINH THỂ :
Trong khi làm lạnh đơng có hiện tượng quá lạnh, tức là hạ
nhiệt độ đến dưới 0ồC mà vẫn chưa có sự đóng băng Sự chậm đóng
bang nay là do sự chậm tạo thành tâm kết tỉnh, mà sự chậm tạo
thành tâm kết tỉnh lại phụ thuộc vào nồng độ phân tử của dịch bào Một số nhà nghiên cứu của Anh đã công bố thêm (nặm 1961) về
các nguyên nhân phụ khác cũng có ảnh hưởng đến sự đóng băng
tắnh thể là nhiệt độ của môi trường làm lạnh đông và hệ thống ống mao dẫn của sản phẩm,
._ Như chúng ta biết ở môi trường lỏng ln ln có chuyển động nhiệt (chuyển động Bờ-raonờ) và chuyển động tương hỗ Ở nhiệt độ thấp thì chuyển động nhiệt giảm và chuyến động tương hỗ được tăng cường, tức là tăng cường khả năng kết hợp các phần tử lại với nhau Cho nên đến một nhiệt độ thấp nào đấy mà hệ thống
chuyển động được cân bằng theo phương trình lực :
P = P + P
K.hgp đẩy - ch.d.nhiat -
thì xuất hiện tâm kết tỉnh của mạng lưới tỉnh thể, do đó nước được đóng băng Đối với nước nguyên chất phương trình lực được cân
bằng ở 0ồC; đối với các dung dịch, đặc biệt là các dung dịch đường,
muối do có lực đẩy lớn cho nên chỉ có phương trình cân bằng lực
dưới 0ồC Ứng dụng tắnh chất này trong kỹ nghệ sản xuất nước đá
bằng cách làm cộng hưởng sóng siêu âm để khử lực đấy (tăng cường
Trang 24- 99-5
quyết định nhất đến ảnh hưởng của sự chậm đóng băng là nồng độ : phân tử Dưới nhiệt độ thấp, nói chung có sự biến đổi từ axit béo 1 no sang axit béo không no nên hạ được bàng điểm Mặt khác protit của mạng tế bào bắt đầu liên kết với muối bằng cách chuyển NẾ
sang no tao ra các hợp chất mới có khả năng hút nước
/ Na
NH NH2
Y 2 NH nN
RE > Ro Cl
Mỗi một phân tử gam liên kết với một lượng nước mhất
định, mà muốn tách lượng nước ấy ra (để đóng băng) cần làm lạnh đến 1,84ỢC Đó chắnh là độ hạ băng điểm A/ trong định luật Raun :Ộ
At = 1,84n
Phas
oe
trong đó : n = 7 là nồng độ phân tử gam
ì
m - Khéi lượng chất hòa tan tắnh bằng gam Ẩ of M - Khối lượng phân tử của chất hòa tan tắnh bằng gam fe
Như vậy độ hạ băng điểm A/ tỷ lệ thuận với rồng độ phân ; ẾW
tử n của dịch bào, cho nên trong kỹ thuật lạnh đông thực phẩm :E người ta chú ý tăng nồng độ phân tử dịch bào của sản phẩm để có # ;
độ hạ băng điểm lớn - ứng với nhiệt độ quá lạnh tql thấp, do đó tạo Ộẹ
điều kiện cho sản phẩm đóng băng với số lượng tỉnh thể đá tất of
nhiều Trường hợp đóng băng với gố lượng tỉnh thể đá N- rất, nhiều ' _thì kắch thước của các tinh thể đấểV không lớn nên không phá hủy =
cấu trúc mô tế bào: của sản phẩm Ảnh hưởng của nhiệt độ quá lạnh `
(tq) d&n 0 lượng tỉnh thể đá tạo thành (N) và kắch thước trung
_ bình của các tỉnh thể đá (V) được thể hiện rõ ở biểu đồ hình 111, l
Qua biểu đồ ta thấy ở khoảng nhiệt độ quá lạnh ~| + -
-4ồC số tắnh thể đá được tạo thành trong sản phẩm rất ắt nên cáo:
tinh thé đá có kắch thước trung bình tương đối lớn, gây cọ rách - màng tế bào của sản phẩm Nếu bằng các biện pháp kỹ thuật để tạo
được nhiệt độ quá lạnh trong lạnh đông thực phẩm đạt đến Ở10ồỂ:;; _ * 40C thì số tắn thể đá tạo thành sẽ nhiều vô kế nêy kắch
thước V sẽ rất nhỏ, khoảng từ đ + 104 (theo số liệu của -
Trang 25
ồ
0-2 -15 -20 - 80 tl, ẹ
Hình 11 Ảnh hưởng của nhiệt độ quá lạnh (tạ) đến số lượng tỉnh thể đá tạo thành (N) và kắch thước của tỉnh thể
- đá (V) +
Ni-côn-ski) Và nếu tq đạt đến khoảng ~80ồC thì chất lỏng sẽ không
tạo thành được tỉnh thể mà chỉ tạo được chất rắn vơ định hình
(dạng thủy tắnh thể)
Nhiều cồng trình nghiên cứu cịn cho biết nếu ở nhiệt độ
cao hơn Ở30C thì kắch thước tỉnh thể phát triển bình thường ra Ẽ
xung quanh, lớn đần về chiều dài cũng như chiều ngang; nhưng nếu Ở nhiệt độ thấp hơn Ở30ồC thì kắch thước tỉnh thể đá chỉ phát triển
theo chiều dài nên tỉnh thể đá trở thành gsơi đài bao bọc - xung quanh tế bào như sợi tơ bọc con nhộng tạo thành kén (hình 1.2),
Trong trường hợp này các tỉnh thể đá không những không phá hủy cấu trúc mô tế bào của sản phẩm, mà còn bảo vệ cho tế Ẽ
bào được toàn vẹn Cho nên nếu ta thực hiện được nhiệt- độ: quá
lạnh fg) < ~30ồC thì sẽ đảm bảo được tuyệt đối chất lượng ban đau Ở
Trang 26- 24
Kich thutic tinh thé đá phát triển đều đặn
theo chiều đài và fo Ộ7
_ ngang (dang khối) | |
Ở Ở -Ở- LY L | | | | | Tỉnh thể đá chỉ phát Ì triển theo | chiều dài j (Gang sot) j | hi Z | | | Ở wt
Hình 1.2 Tinh thé da dang khối và dạng sợi
phân tử bằng đường lối thiên nhiên tức là để cho rau, quả, nguyê
liệu đạt độ chắn kỹ thuật, protopectin ỞỞ > glucit Ở> prôtit Ở> Tớ Elucogen Ộ> viv;
để có các q trình chuyển hóa
pectin, bà
đường ỞỞ> đường khử,
các peptit, nh MỸ
glutin,
Tăng rồng độ phân tử bằng đường lối nhân tạo như tâm
muối, tấm đường, tẩm các dung dịch sinh tố, tẩm các chất Ấchống "oxy hóa các dung dịch chất làm đồng, Các biện pháp tăng nồng
.,độ phân tử như %rên vừa hạ thấp nhiệt độ quá lạnh mà vừa tang
Ộđược giá trị dinh dưỡng
ta sản phẩm
À
Trang 27
i Ậ $
MÔ NV VÀNG TP TT vi Bo ona minnie, Ca seni EE co inl elim atl, A ỞÝ_ỞỞ nhờ ÔN
- 25 -
1.5.2 CAC PHUONG PHAP LANH DONG THUC PHẨM :
1 _Phương pháp lạnh đông chậm :
i ¡ Trong quá trình lạnh đông chậm, do nhiệt độ của không
khắ cao hơn Ở2đồC và vận tốc đối lưu của không khắ nhỏ hơn iIm/s nên thời gian lạnh đông thường kéo dài từ 15 giờ đến-hơn 20 giờ tùy kắch thước và chủng loại sản phẩm Số tỉnh thể đá hình thành trong gian bào và tế bào rất ắt nên có kắch thước lớn, gây nên cọ xát giữa các tắnh thể trong và ngoài tế bào Sự cọ xát của những tỉnh thể đá lớn sẽ làm rách màng tế bào, phá hủy cấu trúc mô tế
bào của sản phẩm, cho nên sau này khi đưa sản phẩm lạnh đông ra
tan giá (còn gọi là giả đơng) thì dịch bào trong sản phẩm bị chây ra ngoài (do màng tế bào rách không giữ lại được) làm sản phẩm giảm giá trị dinh dưỡng, dễ nhiễm trùng và có khi giảm đến 25% giá trị thương phẩm so với sản phẩm tươi sống Vì vậy ngày nay người ta không dùng phương pháp lạnh đông chậm để kéo dài thời
gian bảo quản thực phẩm Tuy nhiên, phương pháp lạnh đông chậm
vẫn được ứng dụng trong bảo quản một số rau quả dự trữ cho chế
biến nước rau quả sau này và ứng dụng cho làm trong các hỗn hợp
thực phẩm ở dạng huyền phù Quá trình đóng băng tỉnh thể ở làm lạnh đông chậm trong trường hợp này lại có lợi vì tác dụng phá hủy cấu trúc tế bào, cấu trúc hệ thống keo, nên khi ép nước rau quả sẽ cho năng suất và hiệu suất cao Ấứhiều thắ nghiệm ở Liên Xô cho
biết : nho, táo qua lạnh đông chậm va bao quan 6 -14ồC +Ở18ồC,
dem ép lấy nước thì hiệu suất táng đến 150% so với ép nho, táo
tươi +
Năm 1973 - 1975 chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu cho
dứa (khóm) qua lạnh đơng chậm, bảo quản rồi mới ép lấy nước Kết quả năng suất khâu ép tăng gấp đôi (tắnh theo lượng nước ép đượcỦ trên đơn vị thời gian) và biệu suất ép đạt 130% so với các mẫu ép
trực tiếp từ dứa tươi (hiệu suất ép tắnh theo lượng nước ép được tho
trên đơn vị khối lượng dứa) (Cũng do tác dụng phá hủy cấu trúc của hệ thống tế bào như thế nên rau quả đã qua lạnh đông cham thì trong các khâu chế biến tiếp theo như làm trong, lắng, lọc, tách, nước, sấy, ngâm tẩm, làm mềm, sẽ đạt hiệu quả cao vì tách được Ợ
Trang 28nhiều dịch, nhiều nước, mô tế bào dễ thấm hút hơn và mềm nhuyễn
hơn.) ¡ Những tắnh chất này đã được Phòng nghiên cứu trung tâm đồ hộp Ộthực phẩm (Bộ Nông nghiệp và Công nghiệp thực phẩm) cùng chúng tôi kiểm nghiệm qua các sản phẩm đồ hộp chế biến từ đứa
lạnh đông chậm
(Như vậy, áp dụng phương pháp làm lạnh đông chậm chỉ đạt
hiệu quả tốt trong trường hợp vừa cần bảo quản nguyên liệu hoặc : bán thành phẩm với thời gian lâu để kéo dài được thời vụ chế biến, mà vừa cần tăng chất lượng cho một số sản phẩm chế biến sau này >>
2 Phương pháp lạnh đông nhanh (cịn gọi là lạnh đơng đột ngột hay
cấp đông) :
t Môi trường làm lạnh đông nhanh thường là không khắ hoặc
các chất lỏng Các chất lỏng thường là dung dịch hỗn hợp của nhiều muối để nhiệt độ đóng băng của dung dịch càng thấp càng tốt Nhược điểm của môi trường long là nước muối gây bẩn và gỉ hỏng thiết bị, nước muối thấm vào sản phẩm làm ảnh hưởng đến phẩm chất cũng như hình dáng bên ngồi của sản phẩm thực phẩm Môi trường không khắ tuy có hệ số truyền nhiệt bé và dễ làm cho san phẩm bị oxy hóa cũng như dễ bị hao hụt khối lượng, nhưng tiện lợi nên được sử dụng phố biến hơn Thường dùng không khắ lạnh có
nhiệt độ Ẩ? <Ở35ồC với vận tốc đối lưu v = 3-4 m/s cho các phòng
nhỏ, hầm đông lạnh nhanh (tu-nen) và với tồ <Ở40ồ, v = 5 mis
cho các thiết bị lạnh đông nhanh như các loại của viện lạnh Liên Xô (VNIKHD : CA-I, CA-2, CA-3, CA-4, CA-5, các loại kiểu bãữg _-Ộ*
chuyền liên tục [KA-1, [KA-2, băng chuyền xoắn ốc, các loại tủ cố nhiều bản mỏng kiểu Contact freezer (khơng có đối lưu cưỡng bức)
ời gian làm lạnh đông nhanh thực phẩm thường từ 2 đến 10 gid
tùy thuộc vào chủng loại và kắch thước của sản phẩm, như thịt heo | nửa*eon (heo bên) hoặc 1/4 con với khối lượng khoảng 50 kg thì
làm lạnh đơng nhanh trong 10 giờ, cá, thịt philê với khối lượng -
khoảng 0,đ kg làm lạnh đông nhanh chỉ trong hai giờ rưỡi Sản phẩm lạnh đơng nhanh do có nhiều tỉnh thể đá tạo thành ở tế bào
và gian bào và với kắch thước tỉnh thể rất bé nên không phá hủy
_ mhiềm về cấu trúc tế bào, nên có thể giữ được trên 95% phẩm chất
Trang 29- 27 -
tươi sống của sản phẩm Muốn đạt được sản phẩm lạnh đông nhanh thì cần đảm bảo các điều kiện sau đây :
- Nhiệt độ của môi trường truyền lạnh phải thấp hơn
-35ồG
- Vận tốc đối lưu của môi trường khắ v =:3 + 5 me, của môi trường lỏng v = lm/s
- Kắch thước của sản phẩm phải nhỏ : 5 x 5 x 5 cm;
hoặc 3 x 5 x 5 emỖ,
- Nhiệt độ quá lạnh của sản phẩm phải thấp : tg <- 6ồC (tức là cần tăng nồng độ phân tử của sản phẩm)
- Q trình đóng băng sản phẩm phải xảy ra cùng lúc
trong tế bào và ngoài gian bào để hạn chế sự chuyển nước ti trong tế bào ra gian bào
Tất cẢ các điều kiện trên nhằm đâm bảo cho quá trình đạt
tốc độ lạnh đông nhanh và kịp thời, nhất là khi xảy ra sự đóng băng đồng loạt một khối lượng nước lớn - nước tự do và nước liên
kết yêu Ư f t (Sản phẩm) \\ \ 0% "18ồC
Hinh 1.3 Biéu dd nhiét dd sin phẩm trong quá trình lạnh
đồng
A- Mức độ lạnh động không kịp thời (ở lạnh đông chậm)
B- Mức độ lạnh đông kịp thời (ở lạnh đông nhanh)
Trang 30
- 28 -
Mức độ kịp thời này có thể kiếm tra qua biểu đồ nhiệt độ
của sản phẩm theo thời gian làm lạnh đơng (hình 1.3) Ở biểu đồ
đường A có đoạn gãy và cong lên chứng tổ mức độ làm lạnh đông không đều và không kịp thời nên khi đóng băng một khối lượng
nước lớn tỏa nhiều nhiệt làm cho nhiệt độ của sản phẩm tăng lên,
thậm chắ tăng quá 02C, làm cho một số tỉnh thể đá vừa đóng băng xong phải tan ra và chờ sau đó mới đóng băng lại lần thứ hai chỉ bàng cách bám vào các tỉnh thể đá sẵn có, nên tăng kắch thước của tỉnh thế đá, gây tác hại về cơ học cho màng tế bào Đường cong A
đặc trưng cho q trình lạnh đơng chậm 6 đường B cũng còn đoạn
gãy tại vùng nhiệt độ đóng băng của sản phẩm, nhưng khơng có đoạn cong lên - chứng tô khơng có một số tỉnh thế đá bị tan và đóng băng lần thứ bai Nó đặc trưng cho quá trình lạnh đơng
nhanh Cịn ở đường C hồn tồn khơng có đoạn gãy, chứng tỏ q trình lạnh đơng xảy ra rất nhanh và rất kịp thời Dạng đường cong
này chỉ có ở các trường hợp lạnh đông siêu nhanh
3 Phường pháp lạnh đông cực nhanh (còn gọi là lạnh đông siêu nhanh hay siêu đông) :
Ngày nay, kỹ thuật lạnh tiên tiến cho phép làm lạnh đông
cực nhanh các sản phẩm-trong-COs-lảng, nitơ lỏng, các fréon lỏng và các khắ hóa lỏng khác Thời gian lạnh đông cực nhanh sản phẩm chỉ trong khoảng õ đến {0 phút, tức là chỉ bằng khoảng 1/60 thời
gian làm lạnh đông nhanh Do thời gian lạnh đông vô cùng nhanh
như vậy cho nên tăng năng suất hàng bốn năm chục lần và giảm-
được hao hụt khối lượng sản phẩm đến 3-4 lần Sản phẩm lạnh đông
cực nhanh bảo dam hầu như nguyên vẹn phẩm chất tươi sống của nguyên liệu ban dau Vì thế hiện nay ở một số nước có kỹ thuật
tin tiến, lượng sản phẩm lạnh đông cực nhanh đã chiếm tỷ số
khoảng đ0% tổng số sản phẩm lạnh đông nói chung Sở dĩ tỷ số sản phẩm lạnh đông cực nhanh tăng mạnh như vậy là vì ở các nước có cơng nghiệp phát triển thì kỹ nghệ hóa lỏng không khắ cũng phát triển (phục vụ cho luyện kim, hàn, y tế, quốc phòng, nhiên liệu cho tên lửa, v.v ) cho nên nitơ lỏng là phụ phẩm của công nghiệp sản
Trang 31- 29 -
- Nito léng bay hơi ở áp suất thường cho nhiệt độ rất
thấp : -196ồC
- Nitơ lỏng gân như khắ trơ nên hạn chế được q trình oxy hóa sản phẩm
- Lạnh đông cực nhanh sản phẩm trong nitơ lỗng sẽ tiều
diệt và bạn chế được nhiều vỉ sinh vật hơn so với các phương pháp khác
Ở Việt Nam ta cũng đã tiến hành thắ nghiệm lạnh đông
cực nhanh chuối, dứa trong nits long (nim 1973, 1974), đã nghiên
cứu thiết kế máy lạnh đông cực nhanh bằng nitd lỏng và đặc biệt ở
thành phố Hồ Chắ Minh có máy lạnh đơng cực nhanh bằng nitơ
lỏng Ameron (Mỹ), máy siêu đông AGA MINI (Thụy Điến) Trong thời gian tới chắc chắn chúng ta sẽ có nhiều đặc sản siêu đông bằng
nitơ lông để phát triển các mặt hàng lạnh đông cao cấp, các món an dic san đơng lạnh, phục vụ tốt cho xuất khẩu với giá trị ngoại
.tệ cao
1.5.3 THỜI GIAN VÀ TỐC ĐỘ LÀM LẠNH ĐƠNG :
Có nhiều cách tắnh thời gian làm lạnh đơng Đối với sản phẩm có dạng bản, tấm thì có thể tắnh theo công thức của Plan-cơ :
Sử a (o , y
n5 0-2414 2Ợ
Trong đó :
y - Khối -lượng riêng của sản phẩm đưa vào làm lạnh
đông, kg/m?
- Keal
L - Nhiệt đóng băng của lkg sản phẩm : (, < 80
8
Ấ ; Ke
của nước thì L = 80 ỞỞ) Kg :
0 - Hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ ở bề mặt sản phẩm
và nhiệt độ của môi trường truyền lạnh 6 - Bé dày của sản phẩm, m ;
Trang 32- 30 -
Keal/m?.hồC
Ngồi ra cịn có một số công thức khdc cia Riu-tép, Khơ-ric-tô-đun-lơ, Gô-lov-kin, để tắnh thời gian làm lạnh đơng cho các sản phẩm có dạng khối, hạt cũng như có dạng vơ định hình
Tốc độ làm lạnh đồng sản phẩm được tắnh theo tỷ số giữa bè dày của khối sản phẩm X và thời gian làm lạnh đông r14 :
xX
vid = TG m/h
Tuy nhiên hiện nay cịn có nhiều ý kiến khác nhau của các trường phái về vấn đề này, vắ dụ Plan-cơ và Cu-pri-an-nốp (Đức) cho rằng 0w = 1 + 3 cm/h là đạt tốc độ lạnh đông nhanh; cịn Si-rốp
(Lién X6) thì địi hỏi ma = B5 + 6 cm/h mới đạt tốc độ lạnh đông
nhanh Trong khi đó Pi-ska-rép (Viện nghiên cứu kỹ thuật lạnh Liên
Xô) lại nêu : cá làm lạnh đông nhanh khi đạt oa = 1 cm/h, và thịt khi dat ua = 1,5 + 2ồCh
Ở Việt Nam, còn thiếu điều kiện trang thiết bị để nghiên
cứu chắnh xác về tốc độ làm lạnh đông sản phẩm, cho nên chúng tôi dựa vào kinh nghiệm thực tế qua đánh giá chất lượng của sản phẩm đã lạnh đông để xác định ra Từ kết quả kiếm nghiệm của gần 100 mẫu dứa, chuối và hỗn hợp rau đã lạnh đông nhanh với khối lượng mỗi gói 0,õkg trong túi PE., chúng tôi thấy muốn đạt tiêu chuẩn lạnh đông nhanh thì zụƯ < 4 giờ Nhóm cán bộ nghiên cứu của hãng Sato (Nhật) đầu năm 1977 đã dùng dứa của Hậu Giang, Lam Đồng nghiên cứu làm lạnh đông nhanh cũng với điều
kiện bao gói bằng túi P.E mỗi gói 0,BEg, đạt tiêu chuấn lạnh đông
nhanh qua 3 giờ ở thiết bị lạnh đông kiểu Contact freezer Nhóm
nghiên cứu của hang Mycom (Nhật) cũng đã thắ nghiệm lạnh đông dứa khoanh trên máy bàng chuyển kiếu MSF (MYCOM Stel-belt
freezer) chi m&t có 15 phút Kết quả này cũng tương tự với kết quả - thắ nghiệm năm 1877-1978 của chúng tôi và Công ty đồ hộp đông , lạnh thực phẩm Miền Nam trên máy băng chuyền IQF ở nhà máy
à đồng lạnh Thái Bình, TP Hồ Chắ Minh Chúng tôi đã thắ nghiệm
al
Trang 33- 81 -
lạnh đông với đứa khoanh và nửa khoanh có bề dày l5 cm đã đạt
thời gian lạnh đông ra từ 16 đến 22 phút Căn cứ vào tiêu chuẩn xếp loại của một số nước phương Tây hiện nay thì ria nay vẫn còn thuộc phạm vỉ lạnh đông nhanh, nhưng ở giới hạn trên, (lạnh đông Ẽ cực nhanh ứng với ra = 5đ +10 phút)
1.5.4 CHI PHÍ CHO LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM :
Tổng lượng lạnh cần thiết để làm lạnh đông sản phẩm là :
Q = Qi + Qa + Qs + Qe Keal/h
Trong đó : Q1 - tổn thất lạnh qua các tường, trần và rền của phịng lạnh đơng (hoặc qua thành xung quanh, nắp, đáy của thiết bị lạnh đông)
Q2 - Tiêu tốn lạnh cho quá trình lạnh đông sản phẩm
Q2 = Qa + Qb + Qc + Qa Kealh
v6i : Qa = GC (ta - tab) Keal/h - là lượng lạnh cần thiết để hạ
nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban đâu (tức là nhiệt độ cuối của giai đoạn làm lạnh) : ta đến nhiệt độ đóng băng : táp
Qb = Was L Kcal/h - la lượng lạnh tiêu thụ cho sự đóng băng W - kg nước đá Với ẩn nhiệt đóng băng L = 80 Keal/kg Lugng
nước đá tắnh theo : "
tu Ể.X ể W = 100,1oo Ộẽ
w - % lượng nước biến thành đá trong làm lạnh đông G - khối lượng san phim, Kg
X - % lượng nước trong sản phẩm
Trang 34
- 32 -
AB - các hệ số của thực phẩm, trường hợp cho thịt thì A-= 110,5; B = 0,31 Nếu tạp = ỞŨ, + Ở1,4'C thì tắnh W tắnh theo : 110,5 0,31 1+7-_ igt
t - nhiệt độ cuối của sản phẩm đã làm lạnh đông (ấy
trị số tuyệt đối) -
Qc = -AG.r Kcalh Với AG là hao hụt khối lượng (kg);
r - ẩn nhiệt hóa hơi của nước
Keal
kg
Thực ra tắnh Qc rất khó chắnh xác vì trong tổng số nước
bay hơi (AG) ln ln có một phần hơi ngưng tụ ở thiết bị truyền
lạnh trong phòng, và một phần của nước ngưng tụ ấy lại đóng thành băng
Trường hợp hao hụt¡khối lượng chỉ do thăng hoa tuyết Ở
san phim tip :
Kcdi
kg
Qa = G.Caong (tab - t) Keal/h - lượng lạnh tiêu tén-Cho hạẹ nhiệt độ từ nhiệt độ đóng bảng (tap) đến nhiệt độ cuối (t) của
quá trình lạnh đồng
Qs - Tổn thất lạnh do sự thơng gió đối lưu không khắ trong thiết bị lạnh đơng hoặc phịng lạnh đông
Qa - tén thất lạnh trong việc phục vụ (mở cửa phòng lạnh, thấp điện trong phòng lạnh, người làm việc -trong phòng lạnh,
mô tơ điện tỏa nhiệt, )
Trong tắnh toán để đơn giản, thường người ta gộp lại :
Trang 35
- 33 -
Ai.G id Ở he Keal
Qe = Qa + Q + & + Qa= ỘT= |Z] -E
ia, ic - la nhiệt hàm của sản phẩm ở nhiệt độ ban đầu
và ở nhiệt độ cuối, kcal/kg
G - khối lượng của sản phẩm, kg
r - thời gian từ khi đưa sản phẩm vào cho đến khi hoàn tất (đạt tiêu chuẩn lạnh đơng)
Ngồi ra, đối với một số sản phẩm nhất định, người ta đã thống kê sẵn tổng chỉ phắ lạnh Q2 cho các q trình lạnh đơng sẵn phẩm (bảng Lỗ)
Bang 1.5
Chi phắ lạnh để làm lạnh đồng sản phẩm (Q2)
Sản phẩm Khoảng nhiệt độ qa kcal/kg
làm lạnh đông thịt 40ồC xuống Ở15ồC 55,5
Làm lạnh đồng bổ
sung cho thịt -15ồC | -1BồC xuống Ở18ồC 2,0
Làm lạnh đông
cá tươi 15ồC xudng Ở18ồC 70,7 + 74,7
BồC xudng Ở 18ồC 64,4 + 68,7 0C xuống ~18ồC 60,4 + 65,4 Làm lạnh đồng bể
sung cho cá, v.v 4ồC xuống Ở18ồC 15,8 + 16,15
Trang 36
chung giảm, vì nước phần lớn
_ sản phẩm ở tạp, keal/kg độ
- 34 -
1.5.5 NHỮNG BIẾN ĐỔI QUAN TRỌNG CỦA THỰC PHẨM
TRONG QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐÔNG : f 1 Nững biến đổi vật lý :
Ộ Trong quá trình làm lạnh đông, nước tách ra độc lap 6 ở dạng những tỉnh thé đá, làm cho sản phẩm trở nên rắn, tăng một ắt thể tắch (giảm một ắt khối lượng riêng) Ẩm bốc lên từ Bè mặt
sản phẩm vào không khắ xung quanh Nếu nhập sản phẩm còn ướt be mat, khi lam lạnh đơng chúng đóng băng lại sau đó có quá trình thăng hoa nước đá Hiệu số giữa nhiệt độ bề mặt bay hơi và không khắ chung quanh càng lớn thì quá trình bốc ẩm càng mạnh, gây tổn hao khối lượng càng lớn Ngoài ra, do nước đóng băng ở lớp bề mặt sản phẩm nên có sự biến mầu do hiệu ứng quang học nhờ tỉnh thể đá khúc xạ ánh sáng (biến màu giả tạo) và mất một phan mùi vị vốn có của sản phẩm, lớp bề mặt trở nên cứng, dai,
Trong các thiết bị làm lạnh đông nhanh bằng không khắ
tiền hóàn cưỡng bức, hệ số cấp nhiệt Ủ tăng nên làm tổn hao khối
lượng trong một đơn vị thời giạn Nhưng nhỡ rút ngấn thời gian
làm lạnh đông ở thiết bị này nên tổng tổn thất chung sẽ giảm di
nhiều so với làm lạnh đông chậm - Biến đối nhiệt dung :
Sau khi làm lạnh đông
xong nhiệt dung sản phẩm nói
c
chuyển thành đá
Cơng thức tắnh nhiệt đung
của sản phẩm đã làm lạnh đông la :
CM = Ceo(1Ở W) + Ca.ằỦ.W + + Co(1Ởụ) W, keal/kg.độ;
Trong đó : CM - Nhiệt dung của
7 Cep - Nhiệt dung cia = inh 1.4 Dd thi nhiet dung
chất khơ, có tắnh cụ thể tùy thành san phim, C = f(t)
Trang 37- 35 -
lpit) nhưng thông thường lấy 0,25 đến 0,35 kcal/kg độ
W - Hàm lượng nước trong sản phẩm, phần đơn vị; Ủ - Tỷ lệ nước đã đóng băng ở tab;
Ca - Nhiệt dung của nước đá; : Cp - Nhiệt dung của, nước
Đồ thị nhiệt dung sản phẩm, giới thiệu trên hình 1.4, theo
quan hé C = f(t) :
Nhiệt dung của sản phẩm ở trạng thái lạnh (trên điểm
đóng băng) là : , Co = Cb(1-W) + Ch.W; Công thức CM trên sẽ có dạng : CM = Co Ở (CbỞ Ca).W.0ụ ; = Ểc Ở 048 W.u ;
Nếu như ta xem ring fap = ỞlỦC cả thì có thể đơn giản
công thức tắnh khi đã thay công thức tắnh Ủ vào :
Ác
CM = Co - - Be , Keal/kg ồC 1+Ở
ligt
Cong thức trên chưa kế gì đến nhiệt tỏa ra do quá trình
tạo đá Trong thực tế khi làm lạnh đông nhiệt can phải thoát ra từ
sản phẩm bao gồm nhiệt để hạ nhiệt độ, làm lạnh sản phẩm là CM và nhiệt độ do sự tạo thành nước đá q3 trong l kg sản phẩm - mà
qa này lại phụ thuộc vào nhiệt độ
Nhiệt tạo thành do G kg san phẩm, khi biến thiên nhiệt độ rất bé tạo nên dW nước đá như sau :
dQw = G.W.r3.dW
Hay ta tắnh nó dưới dạng nhiệt dung : nhiệt tỏa ra trên
một đơn vị sản phẩm khi biến thiên 1ồC :
Ta có :
Trang 38- 86 -
Với : (oaỞ Ủ1) - là hiệu số lượng nước đóng băng trong
sân phẩm khi biến thiên 1C,
Như vậy "nhiệt dung toàn phần" của sản phẩm là : C@ = CM + gã + (02 Ở @1).W r3 Ữ
Người ta thấy rằng CóƯ cực đại lúc mới bất đầu quá trình
làm lạnh đông, khi độ giảm nhiệt độ từ táo hãy cịn bé, vì trong vùng đó sự tạo thành nước đá mạnh nhất, limAo [t > fan] = 1 khi dé Ủ = 0, nén Cm = co Vắ dụ có một sản phẩm nào đó có Cẹ = 0,8; W = 0,7; r3 = 80 thi Cy = ?
Co
Cw = 56,8 kcal/kg.dd, hay on = 7h
Vào lúc tất cả nước đóng băng (ở điểm ơtecti), ta có :
- Cứ
limAw [ằ Ở tap] = 0 va Cw = Cm hay Cu = |
M
Khi kết thúc q trình đóng bàng nước, đối với thực phẩm
thi Cu = 0,37 đến 0,47 kcal/kg độ C, - Biến đổi độ dẫn nhiệt ÂM
Độ dẫn nhiệt của nước đá lớn hơn nước cho nền trong q trình đóng băng độ dẫn nhiệt của sản phẩm đã lạnh đông ÂM tăng dan lên khi càng giảm nhiệt độ :
AA B;
1+
lg [ằ + (1 Ở tap)]
Trong đó : Ào - Độ dẫn nhiệt của sản phẩm ở nhiệt độ kết tỉnh (nhưng chưa kết tắnh);
ỘAw = Je + Keal/m.h.d9;
Trang 39- 37 -
- Biến đổi khối lượng riêng p, hệ số dẫn nhiệt
độ ơM
Khối lượng riêng của
sản phẩm đã lạnh đông giảm
chừng 5 đến 6% do sự dan né a,+ỞỞằ
của nước tạo thành đá Sự thay
đổi này không lớn lắm so với những biến đổi của Am va Cm,
do đó khi tắnh hệ số dẫn nhiệt
a am của thực phẩm đã lạnh T | đông trong thực tế kỹ thuật
| | | | | | | | totectic -t
san xuất, người ta lấy nó theo _
nhiệt độ Hệ số a tắnh như Hình 15 Đb thị hệ số dẫn nhiệt
dd a = f(t) sau ': AM OM = TT Ty mồh CM P và : Aw 2 aw = ,mh Ấ Cu p
Trong quá trình làm lạnh đông, dm tang dan, con Cm lại giảm đàn nên hệ số độ dẫn nhiệt độ a cũng tăng liên tục; điều đó
được thể biện trên đồ thị hình 1-5 Hay có thể dùng công thức :
Aa Ba
Ổ ig (t+ (1 Ở tan)
Trong d6 : ay la hệ số dẫn nhiệt độ của sản phẩm trước khi tạo tỉnh thể đá và có giá trị :
Ảo
Co we
Trong tinh aw, Am, Cw, tinh theo các công thức tương ứng, con p thi tra theo bang 2.27, hoc tinh p = G/V
OM = do +
Trang 40
- 38 -
Qua bang 1.6 ta thấy trong quá trình làm lạnh đơng thì Â
tăng, a tăng, nhưng thực tế sự truyền nhiệt ở giai đoạn sau vẫn khó
khăn hơn Đó là vì khi nước đóng băng có tăng 4 thật, nhưng lại mất một khả năng truyền nhiệt rất lớn khác là truyền nhiệt bằng đối lưu, rất quan trọng trong môi trường lỏng và khắ Trong sản
phẩm đã lạnh đông sự truyền nhiệt kém vì chỉ cò một khả năng
truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt
Bảng 1.6 Giá trị các hằng số A và B Đại lượng Thịt bò | Cá Co 0,805 0,800 Ac 0,396 0,415 Be 0,343 0,369 do 0,390 0,572 AL 0,392 0,669 BA 0,186 0,148 Ẽ ay cà 0,00045 0,00045 Aa 0,00244 0,00214 Ba 0,445 0,482 p 970,00 960,00 Bảng 1.7 So sánh C, 4, a
Thông số nhiệt Đơn vị Nước | Nước đá
C keal/kg độ `1 0,52
A kcal/m.hồC 0,48 1,98
a m/h 0,00045 0,00365