TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC - THỰC PHẨM CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT VÀ THỦY SẢN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN LẠNH ĐƠNG THỊT BỊ GVHD: TS NGUYỄN TIẾN LỰC Danh sách thành viên nhóm ( thứ 3_T11-12) Lê Thị Ngân Trúc 13116157 Nguyễn Thị Thương 13116145 Lê Thị Anh Thư 13116144 Lê Thị Thanh Ngân 13116080 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU I Tổng quan nguyên liệu thịt bò: Cấu trúc thịt bò 1.1 Cấu trúc mô 1.2 Cấu trúc mô mỡ 1.3 Cấu trúc mô liên kết 10 Tính chất vật lý - hóa lý thịt bò: 11 2.1 Khối lượng riêng 11 2.2 Nhiệt dung riêng 11 2.3 Tính dẫn nhiệt 12 2.4 pH 12 Một số tính chất cảm quan thịt bò: 13 3.1 Màu sắc thịt bò 13 3.2 Mùi vị thịt bò 14 3.3 Độ mềm thịt: 14 Thành phần hóa học thịt bò: 15 Cơ sở kỹ thuật làm lạnh đông thực phẩm .16 5.1 Đôi nét kỹ thuật lạnh 17 5.2 Mục đích q trình lạnh đơng 18 5.3 Sự khác làm lạnh lạnh đông 18 5.4 Bản chất q trình lạnh đơng 18 5.5 Phương pháp thực 23 II Quy trình cơng nghệ 32 Sơ đồ giải thích quy trình 32 1.1 Giết mổ 33 1.2 Ảnh hưởng kỹ thuật giết mổ lên chất lượng thịt 36 1.3 Những biến đổi thịt bò sau giết mổ 37 1.4 Quy trình lạnh đơng 47 1.5 Bao gói 56 Sản phẩm 57 2.1 Các tiêu đánh giá chất lượng thịt lạnh đông theo TCVN 7047:2002 57 2.2 Quá trình bảo quản 60 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo quản thịt bò đơng lạnh .61 Tan giá thịt bò lạnh đông 62 Tài liệu tham khảo 65 LỜI NÓI ĐẦU Trong sống đại, thực phẩm đông lạnh sản phẩm liền với đời sống hàng ngày gia đình Tiết kiệm thơi gian tiền bạc yếu tố để người tiêu dùng lựa chọn thực phẩm đông lạnh cho thực đơn bữa ăn gia đình Thị trường thực phẩm đơng lạnh Việt Nam vài năm gần có tốc độ phát triển từ 2040% năm Kỹ thuật lạnh nhu cầu thiết yếu để phát triển công nghiệp thực phẩm: “Lạnh cần cho công nghiệp thực phẩm điện nước cần cho công nghiệp nặng Điện nước đẩy cơng nghiệp nặng tiến tới, lạnh làm cho công nghiệp thực phẩm phát triển vượt bậc” (Micoiang - 1935) Q trình làm lạnh khơng thể thiếu ngành đánh bắt thủy sản, công nghiệp chế biến thịt, rau quả, rượu bia, sữa tóm lại hầu hết ngành công nghiệp chế biến nguyên liệu tươi có nguồn gốc thực vật động vật cần đến lạnh I Tổng quan nguyên liệu thịt bò: Bò thịt hay bò lấy thịt, bò ni lấy thịt loại bò nhà chăn ni chủ yếu phục phụ cho mục đích lấy thịt bò khác với bò sữa chuyên phục phụ cho mục đích lấy sữa giống bò nhà khác phục vụ cho mục đích cày kéo, vận chuyển Đặc điểm bật giống bò chuyên dụng thịt to con, trưởng thành nặng từ 500-800kg, đực trưởng thành nặng từ 900-1.400kg Tỷ lệ thịt xẻ đạt từ 60-65%, thích nghi với ni chăn thả vỗ béo Bò thịt chăn ni để phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ thịt bò ngày tăng giới Theo thống kê, bình quân nhu cầu tiêu thụ thịt bò/người/năm giới kg/người/năm, nước phát triển tỷ lệ thịt bò chiếm 25 - 30% tổng lượng thịt tiêu thụ bình quân đầu người, riêng Việt Nam 1,9 kg (năm 2006), tỷ lệ thịt bò/tổng lượng thịt tiêu thụ 5,19% (tương đương 0,85 kg thịt xẻ/người/năm) Một số giống bò lấy thịt: Giống bò nhiệt đới: Bò Brahman Bò Red Sindhi Bò Sahiwal Bò vàng Có lâu đời Việt Nam, chọn lọc, nhân giống từ bò có u Ấn Độ khơng u Trung Quốc Giống bò H’mơng (bò Mèo) Việt Nam Nhóm bò thịt ơn đới: Bò Drought Master Bò Lymousine Bò Crymousine Bò Red Angus Cấu trúc thịt bò Thịt có cấu trúc phức tạp thành phần thịt bò bao gồm mơ: mô cơ, mô mỡ, mô liên kết, máu, mô thần kinh Trong mơ cơ, mơ mỡ mơ liên kết theo thứ tự thành phần có giá trị dinh dưỡng cao nghiên cứu nhiều Tỷ lệ thành phần mô loại thịt khác 1.1 Cấu trúc mô Mô phận quan trọng thịt bò, chiếm khoảng 57- 62% khối lượng thịt chiếm khoảng 35% trọng lượng vật Mô lồi động vật khơng khác giống lồi, giới tính, độ tuổi, mà phụ thuộc vào chế độ chăm sóc trạng thái vật trước giết mổ Mơ thường có màu đỏ thẫm hay đỏ nhạt, mô động vật đực, trưởng thành lao động nhiều có màu thẫm so với lồi động vật cái, non nuôi để lấy thịt Mô cấu trúc có giá trị dinh dưỡng cao thịt, hàm lượng chất mơ thịt bò dao động sau:Nước: 72- 75%, protein: 18.5- 22%, lipid lipoid: 2- 3, chất ngấm ra: 2- 2.8%, 0.3-0.8% glycogen,khoáng: 1- 1.4%, chủ yếu gồm Fe, hợp chất P, Ca, Mg, Zn, vitamin: thiamin, vitamin B6, vitamin E, vitamin A, 1.2 Cấu trúc mô mỡ Mô mỡ tạo thành từ mơ liên kết hình lưới xốp mềm hóa tế bào chất béo Trong thịt bò hàm lượng mơ mỡ dao động khoảng rộng 2- 40% tỷ lệ nghịch với hàm lượng nước cấu trúc thịt Lượng chất béo với tỷ lệ định làm tăng giá trị cảm quan giá trị dinh dưỡng thịt Lượng mơ mỡ, vị trí tĩnh lũy, thành phần, màu sắc, mùi vị tính chất khác mơ mỡ phụ thuộc nhiều vào giống lồi, tuổi, giới tính, mức độ béo vật nuôi điều kiện nuôi dưỡng Thành phần hóa học mơ mỡ chủ yếu lipid dẫn xuất ( chiếm 7090%) Ngoài có chứa protein ( chiếm 0,5- 7,2%), nước ( chiếm -21%), sắc tố, enzyme vitamin tan dầu 1.3 Cấu trúc mô liên kết Trong thể, mô liên kết phân bố rộng rãi, có tác dụng liên kết phận lại với nhau, tham gia vào trình trao đổi chất thực nhiệm vụ bảo vệ thể Mô liên kết cầu thành từ ba phần: chất nền, cấu trúc hình sợi dịch mơ Mơ liên kết hình thành sở từ sợi colagen sợi eslatin, sợi colagen cấu trúc quan trọng Hàm lượng mô liên kết phụ thuộc vào giống lồi, mức độ béo, tuổi, giới tính, phận quan thường không vượt 12% khối lượng súc thịt Thành phần hóa học trung bình mô liên kết thể sau:Nước: 62- Nguyên liệu làm lạnh xuống nhiệt độ thấp điểm đóng băng, nước trì trạng thái lỏng Hiện tượng gọi tượng lạnh Và nhiệt độ lạnh thực phẩm thường không lớn, nước dịch từ thịt gia súc, xấp xỉ -50C Sau đạt nhiệt độ lạnh tinh thể đá bắt đầu hình thành, tỏa nhiều ẩn nhiệt đóng băng làm tăng nhiệt độ sản phẩm đến điểm đóng băng Lúc này, nhiệt độ trì để hồn thành q trình đóng băng Khi nước sản phẩm đóng băng làm thay đổi nồng độ chất hòa tan dịch thực phẩm Do đó, nhiệt độ đóng băng phần dịch bào lại tiếp tục hạ thấp Tiếp tục hạ nhiệt độ đến lúc toàn nước dung dịch bị đóng băng, ứng với nhiệt độ lúc gọi nhiệt độ eutectic Cuối cùng, nhiệt độ sản phẩm giảm tới nhiệt độ thiết bị lạnh đơng Trong q trình lạnh đơng tạo thành lớp băng bề mặt sản phẩm nên có biến màu hiệu ứng quang học nhờ tinh thể đá khúc xạ ánh sáng (biến màu giả tạo) o Sự biến đổi thể tích Khi lạnh đơng thể tích nguyên liệu tăng lên (8-10%) thể tích nước tăng mức độ tăng phụ thuộc vào: Hàm lượng ẩm nguyên liệu: hàm lượng cao, mức độ thay đổi lớn Trật tự xếp tế bào (nguyên liệu thực vật): tế bào thực vật có khơng gian bào, nên lạnh đông tinh thể đá chiếm chỗ khơng gian bào Vì vậy, thể tích ngun liệu thay đổi khơng đáng kể Nồng độ chất hòa tan có ngun liệu: hàm lượng chất hòa tan nước cao mức độ tăng thể tích giảm.Các thành phần tạo tinh thể khác: số thành phần khác kết tinh (chất béo, chất hòa tan ) làm giảm thể tích nguyên liệu o Sự biến đổi khối lượng Khối lượng ẩm thay đổi dẫn đến khối lượng tự nhiên sản phẩm giảm trình bốc nước làm lạnh Khi làm lạnh đơng thịt bò khối lượng tăng thêm 0,01% ngày Còn bảo quản lạnh đơng t = -18oC tháng, tổn hao khối lượng khoảng 0,5-0,8% Tuy tổn hao không đáng kể, bảo quản với khối lượng lớn gây tổn thất kinh tế cho doanh nghiệp Biện pháp giảm thiểu hao hụt khối lượng: làm lạnh đông theo kiểu gián tiếp (sản phẩm bao gói sẵn) sau lạnh đông sản phẩm mạ băng để tránh tiếp xúc với khơng khí, lạnh đơng cực nhanh, lạnh đơng pha, trữ đông nhiệt độ thấp o Sự biến đổi cấu trúc Trong q trình lạnh đơng tinh thể đá làm biến đổi cấu trúc nguyên liệu, mức độ biến đổi phụ thuộc vào kích thước tinh thể đá tốc độ trình lạnh đơng Đối với thịt động vật có cấu trúc protein dạng sợi nên lạnh đơng sợi có xu hướng tách rời Nếu bảo quản gian thời dài làm cho sản phẩm khô, xốp ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan sản phẩm Vì vậy, tan giá độ cứng, độ đàn hồi, tính chặt chẽ cấu trúc thực phẩm giảm o Sự kết tinh nước Trong q trình cấp đơng nước tách đông thành tinh thể, làm cho sản phẩm trở nên rắn, tăng thể tích Khi nước thực phẩm kết tinh tạo thành mạng tinh thể xen kẽ thành phần khác tạo cấu trúc vững chắc, làm tan băng, phục hồi trạng thái ban đầu cấu trúc thực phẩm bị mềm yếu hơn, đàn hồi tinh thể làm rách cấu trúc liên kết tế bào thực phẩm o Biến đổi màu sắc Đồng thời với trình màu sắc thực phẩm biến đổi hiệu ứng quang học tinh thể đá khúc xạ ánh sáng Màu sắc thực phẩm nước đóng băng phụ thuộc tính chất quang ánh sáng tinh thể nước đá o Bay nước Trong q trình làm lạnh đơng có tượng nước, giảm trọng lượng sản phẩm Đó bay nước vào khơng khí từ bề mặt thực phẩm,do chênh lêch mật độ khơng khí sát bề mặt khơng khí xung quanh Hơi ẩm bốc lên từ bề mặt sản phẩm vào khơng khí xung quanh, sản phẩm nhập có bề mặt ướt cấp đơng chúng đơng lại, sau diễn trình thăng hoa Nếu chênh lệch nhiệt độ bề mặt sản phẩmvà khơng khí buồng cấp đơng lớn ẩm bốc mạnh, gây hao hụt khối lượng o Khuyếch tán nước Khi cấp đông xảy tượng khuyếch tán nước cấu trúc thực phẩm, nước khuyếch tán nguyên nhân: Sự chênh lệch nhiệt độ gây nên chênh lệch mật độ o Sự lớn lên tinh thể nước đá ln thu hút nước từ vị trí chưa kết tinh dẫn đến, làm cho nước từ nơi có nồng độ chất tan thấp chuyển đến nơi có nồng độ chất tan cao Sự di chuyển nước thực nhờ tính bám thấm mao dẫn cấu trúc thực phẩm Động lực trình khuyếch tán, làmcho nước di chuyển từ tế bào gian bào từ ngồi,từ vị trí liên kết tự Khi nước khuyếch tán cấu trúc tế bào co rút, số chất tan biến tính o Các thông số nhiệt vật lý thay đổi Biến đổi nhiệt dung: Nhiệt dung sản phẩm thay đổi nước thực phẩm đóng băng Nhiệt dung tính: Csp= Cck(1-W) + Cđ.©.W + Cn.(1-©).W ; kJ/kg.K Với:Csp, Cck, Cđ, Cn- Nhiệt dung riêng sản phẩm, chất khô, nước đá nước, kJ/kg.K; ©- Tỷ lệ nước đóng băng nhiệt độ t đb W - Hàm lượng nước sản phẩm Nhiệt dung riêng sản phẩm trước đóng băng Co= Cck(1-W) + Cn.W ; kJ/kg.K Do Csp= Co- (Cn- Cđ).©.W = Co - 2,096.©.W ; kJ/kg.K Có thể xác định nhiệt dung riêng sản phẩm theo công thức thực nghiệm sau: Ac, Bc - Là số thực nghiệm Biến đổi hệ số dẫn nhiệt Hệ số dẫn nhiệt sản phẩm thay đổi thể công thức đây: Asp, Xo - Hệ số dẫn nhiệt sản phẩm lạnh đông nhiệt độ kết tinh ( sản phẩm chưa kết tinh), W/m.K; Ax, Bx- Hằng số thực nghiệm t, tkt - Nhiệt độ sản phẩm cấp đông nhiệt độ kết tinh (không kể dấu âm), Biến đổi hệ số dẫn nhiệt độ Hệ số dẫn nhiệt độ sản phẩm thay đổi tính theo cơng thức sau đây: Asp, ao - Hệ số dẫn nhiệt độ sản phẩm lạnh đông nhiệt độ kết tinh ( sản phẩm chưa kết tinh), m2/s; Aa, Ba- Hằng số thực nghiệm t, tkt - Nhiệt độ sản phẩm cấp đông nhiệt độ kết tinh (không kể dấu âm) Dưới bảng thông số số sản phẩm Bảng: Các số thực nghiệm thịt bò: Biến đổi hóa - sinh Trong làm lạnh đơng phản ứng hóa học, sinh học giảm dần tiến tới không đổi Bình thường chất béo, glucose, protein hòa tan loại muối tạo thành dung dịch Nhưng hình thành tinh thể đá, nước tách khỏi protein làm protein biến đổi cấu trúc Các hợp chất màu liên kết với nước protein, nước đóng băng tách làm hợp chất màu bị biến đổi dẫn đến thay đổi màu sắc Các chất béo đơng lạnh dễ bị oxy hóa, dễ bị chua lipid thủy phân làm hàm lượng acid béo tăng, vitamin bị thay đổi nhữngvitamin tan chất béo (vitamin A, D, E, K ) Nếu nhiệt độ đông lạnh sâu, thời gian làm đông kéo dài dẫn đến tượng cháy lạnh làm protein bị biến tính gây biến đổi chất lượng thực phẩm Các hoạt động enzyme thịt bị ức chế khơng đình hẳn men lipaza khơng hoạt tính -35oC, phản ứng phân hủy glucogen diễn với tốc độ đáng kể Nhiều loại men không bị hoạt tính làm lạnh đơng, có làm tăng hoạt tính sau tan giá Biến đổi vi sinh vật Hầu hết vi sinh vật bị tiêu diệt Nước thể vi sinh vật chiếm 90% nên làm lạnh đông nước đóng băng, thể tích nước tăng làm cho cấu trúc tế bào vi sinh vật vỡ làm cho vi sinh vật chết Đây sở để kéo dài thời gian bảo quản nguyên liệu Khi làm đông protein bị biến tính phá vỡ tồn quan trao đổi chất trao đổi lượng, làm cho sống vi sinh vật ngừng hoạt động Tuy nhiên số loại vi sinh vật tồn sống khơng có khả hoạt động tạo bào tử Biến đổi cảm quan Bản thân q trình làm lạnh đơng dẫn tới biến đổi lớn màu, mùi, vị sản phẩm q trình bảo quản dẫn tới thay đổi giá trị cảm quan thực phẩm Đối với sản phẩm thịt, cá trình bảo quản lạnh làm thay đổi màu, mùi vị, trạng thái (mùi vị xấu, trạng thái khô, xác ) Biến đổi hố học Bản chất q trình biến đổi hố học thực phẩm làm lạnh phân giải chất dự trữ lượng tác động enzim có sẵn thực phẩm Mức độ biến đổi hoá học phụ thuộc vào trạng thái ban đầu thực phẩm phương pháp làm lạnh Nói chung nhiệt độ giảm nhanh thời gian làm lạnh ngắn nên biến đổi hoá học diễn với tốc độ chậm, hư hỏng, chất lượng thực phẩm đảm bảo Các biến đổi chủ yếu ơxi hố sắc tố làm biến màu thực phẩm Sự ơxi hố phụ thuộc mức độ tiếp xúc với khơng khí thực phẩm chất lượng ban đầu Để giảm ơxi hố loại bỏ sắc tố trước làm lạnh, hạn chế bớt hoạt tính enzim, hạn chế tiếp xúc với khơng khí, làm tăng tốc độ làm lạnh 1.4.3 Mạ băng Ý nghĩa việc mạ băng Bề mặt sản phẩm sau mạ băng có tác dụng hạn chế tiếp xúc khơng khí với cấu trúc bên bề mặt sản phẩm, đồng thời làm tăng vẻ đẹp sản phẩm nhờ làm nhược điểm hình thức bên ngồi q trình cấp đơng Tuy nhiên, trao đổi nhiệt môi trường mạ băng thực phẩm mà nhiệt độ thực phẩm tăng lên Cách tiến hành Nhúng sản phẩm sau cấp đơng vào thùng nước có nhiệt độ thấp (0 - 5) OC thời gian (1 - 2) giây Sau để khơng khí chờ lớp nước bề mặt sản phẩm đóng băng, nhúng nhiều lần đến đạt yêu cầu công nghệ đặt Cơ chế Sản phẩm sau cấp đơng có nhiệt độ bề mặt nhỏ -30 oC, nhúng vào bể nước (có nhiệt độ khoảng - oC) để bề mặt dính ướt lớp nước mỏng, thực phẩm trao đổi nhiệt lớp nước bề mặt sau nhúng, làm cho nhiệt độ sản phẩm tăng lên lớp nước đóng băng Q trình kết tinh nước ln có xu hướng phân tử lỏng liên kết với tinh thể nước đá có bề mặt thực phẩm để làm tăng kích thước Bề dày lớp mạ băng không phụ thuộc vào thời gian nhúng sản phẩm nước, muốn bề dày lớp mạ băng phải mạ băng nhiều lần, trình nhúng sản phẩm vào mơi trường nước mạ băng xảy trình trao đổi nhiệt nước sản phẩm, điều ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ sản phẩm Vì vậy, phải hạn chế thời gian tiếp xúc sản phẩm với môi trường nước mạ băng Hơn nữa, trình trao đổi nhiệt có xu hướng làm cho bề mặt nước hình thành lớp băng mỏng, lớp băng bám vào bề mặt sản phẩm cản trở liên kết lớp mạ băng với sản phẩm Do phải liên tục cung cấp nhiệt lượng cho nước mạ băng để có nhiệt độ ổn định, dùng số hóa chất chống oxy hóa, cho vào nước mạ băng để làm tăng khả bảo vệ thực phẩm Yêu cầu sản phẩm sau mạ băng Lớp mạ băng để bảo vệ cho thực phẩm phải liên kết chắn với bề mặt thực phẩm, nước mạ băng phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh có nhiệt độ gần oC tốt không thấp 0oC Tuy nhiên mạ băng sản phẩm phải đạt yêu cầu khối lượng lớp mạ băng mức cho phép, thịt bò