Tiểu luận môn các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm do thầy Nguyễn Đắc Trường hướng dẫn iuh trường đại học công nghiệp Hồ Chí Minh tọa lạc tại đường Nguyễn Văn Bảo Viện sinh học và thực phẩm tại nhà F lầu 4 trở lên nhé các bạn
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM VIỆN SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM - - TIỂU LUẬN CÁC Q TRÌNH CƠ BẢN TRONG CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH NƯỚNG – SAO RANG Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đắc Trường Lớp: DHTP15A Nhóm: Sinh viên thực – MSSV: Trương Thị Thúy An 19430461 Nguyễn Huỳnh Vân Anh 19483511 Trần Nguyễn Trung Dũng 19481091 Trần Thị Thúy Duy 19442181 Nguyễn Thị Hồng Liên 19437211 Nguyễn Đức Trung 19478081 Nguyễn Ngọc Thanh Thy 19469751 MỤC LỤC GIỚI THIỆU Nướng, rang trình xử lý thực phẩm nhiệt Ở Việt Nam, “nướng” dùng cho đối tượng nguyên liệu bánh, thịt, thủy sản, Còn “rang” sử dụng cho loại nguyên liệu có dạng hạt cà phê, ca cao, số loại đậu, Riêng với “sao” áp dụng cho nguyên liệu dạng sợi trà số loại rau khác Trong trình nướng, rang xảy đồng thời truyền nhiệt truyền khối Đối với trình truyền nhiệt, nguyên liệu cấp nhiệt từ bề mặt nóng khay chứa nguyên liệu từ khơng khí nóng thiết bị nướng Do đó, bề mặt nguyên liệu tiếp nhận nhiệt ba chế: - Sự xạ nhiệt từ thành thiết bị nướng: cạ nguyên liệu hấp thu chuyển thành nhiệt Sự đối lưu dòng chuyển động khơng khí nóng thiết bị: người ta thường dùng quạt để thổi khơng khí nóng thiết bị nướng Sự dẫn nhiệt tiếp xúc bề mặt nguyên liệu bề mặt khay chứa nguyên liệu Khi nhiêt độ bề mặt nguyên liệu tăng lên, nhiệt tiếo tục truyền vào bên cấu trúc nguyên liệu theo chế dẫn nhiệt đối lưu, nhiên chế dẫn nhiệt giữ vai trò chủ yếu Cần lưu ý độ dẫn nhiệt thực phẩm thường thấp, tốc độ truyền nhiệt từ bề mặt vào tâm thực phẩm xảy chậm Trong trình nướng, rang nhiệt độ bề mặt nguyên liệu đạt xấp xỉ nhiệt độ khơng khí nóng thiết bị nướng (110-240) Các q trình nướng cơng nghiệp thực phẩm diễn áp suất khí nên nhiệt độ tâm mẫu nguyên liệu khơng thể vượt q 100) NỘI DUNG 2.1 Q trình nướng a Mục đích cơng nghệ Chế biến: Q trình nướng, rang có mục đích làm chín ngun liệu Sau trình này, tiêu chất lượng hóa lý cảm quan nguyên liệu thay đổi, từ cải thiện khả tiêu hóa hấp thu thể hợp chất có sản phẩm nướng Bảo quản: Các trình xảy nhiệt độ cao nên ức chế hệ vi sinh vật enzyme có nguyên liệu, cải thiện tiêu vi sinh sản phẩm Hồn thiện: Hợp chất hương hình thành góp phần tạo nên mùi đặc trưng cho sản phẩm, hoàn thiện số tiêu cảm quan cho sản phẩm b Các biến đổi nguyên liệu Vật lý: Trong trình nướng xuất gradient nhiệt nguyên liệu Trong nhiều trường hợp sản phẩm sau nấu có lớp vỏ bao bọc xung quanh nhiều tính chất vật lý ngun liệu bị thay đổi hình dạng, thể tích, cấu trúc, tỷ trọng, độ giòn, độ dai Nếu tiêu biến đổi giới hạn định ảnh hưởng có lợi đến chất lượng sản phẩm - - - - Hóa học: Có nhiều phản ứng hóa học xảy q trình nhóm tùy theo thành phần hóa học nguyên liệu đem nước số phản ứng tiêu biểu: + Phản ứng Millard nhóm cử đường nhóm Amino axit amin peptide, sản phẩm tạo thành melanoidin góp phần tạo nên màu sắc mùi vị đặc trưng cho nhóm sản phẩm nướng + Phản ứng caramel hóa đường hình thành nên chất sậm màu, làm tăng độ màu sản phẩm Vì theo nhiệt độ thời gian nướng thành phần sản phẩm phản ứng caramel hóa thay đổi + Phản ứng thủy phân tinh bột tạo dextrin + Phản ứng oxi hóa chất béo + Phản ứng phân hủy protein + Phản ứng phân hủy chất mẫn cảm với nhiệt (vitamin) Những phản ứng hóa học nói làm thay đổi thành phần hóa học nguyên liệu trình nướng từ giá trị dinh dưỡng cảm quan sản phẩm nước trở nên khác biệt so với nguyên liệu ban đầu Một số biến đổi làm tăng chất lượng sản phẩm ngược lại số biến đổi làm giảm chất lượng Ví dụ trình nướng bánh quy phản ứng maillard caramel hóa cải thiện màu sắc sản phẩm ngược lại phản ứng ơxi hóa chất béo phân hủy vitamin làm giảm giá trị dinh dưỡng bánh - Hóa lý: Nhiệt độ q trình nóng thường cao trình xử lý nhiệt khác q trình nướng protein bị biến tính bất thuận nghịch tinh bột bị hồ hóa phần Những biến đổi không làm ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng sản phẩm Biến đổi hóa lý quan trọng trình nướng bay số phân tử nước Ngoài trình nướng chất béo nguyên liệu bị hóa lỏng bên ngồi biến đổi làm xuất số mao dẫn bên sản phẩm, cấu trúc sản phẩm sau nướng thay đổi so với nguyên liệu ban đầu Sự bay nước làm giảm hoạt độ nước sản phẩm nướng - Sinh học hóa sinh: Q trình chấm dứt trao đổi chất tế bào vi sinh vật mô động thực vật nguyên liệu Mật độ vi sinh vật sản phẩm sau nướng giảm đáng kể Enzyme bị vô hoạt bất thuận nghịch c Các yếu tố ảnh hưởng * Nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ nướng, biến đổi nguyên liệu xảy với tốc độ cao mức độ biến đổi sâu sắc hơn, đặc biệt biến đổi hóa học Nếu phản ứng hóa học xảy mức chất lượng sản phẩm bị giảm Bảng 2.1 Tổn thất vitamin trình nướng thịt (% so với hàm lượng vitamin ban đầu) Nhiệt độ thiết bị nướng: Nhiệt độ thiết bị nướng: 150 205 Vitamin Thịt bò Thịt heo Thịt bò Thịt heo Nhiệt độ tâm: Nhiệt độ tâm: Nhiệt độ tâm: Nhiệt độ tâm: 80 84 98 98 Thiamin 39 36 53 46 Pantothenic acid 27 35 40 37 Niacin 24 31 29 33 Riboflavin 25 27 32 31 Bảng 2.1 cho ta thấy nhiệt độ nướng cao tổn thất cấu tử mẫn cảm nhiệt lớn Ngồi ra, nhiệt độ cao cịn thúc đẩy phản ứng oxi hóa chất béo, phản ứng phân hủy acid amin đường gây ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng cảm quan sản phẩm *Thời gian: Thời gian nướng dài mức độ biến đổi tiêu chất lượng lớn Ngoài ra, thời gian nướng kéo dài làm giảm suất hoạt động thiết bị nướng làm tăng chi phí lượng cho q trình *Ảnh hưởng nhiệt độ buồng lị: Duy trì nhiệt độ buồng lò giá trị phù hợp điều kiện tiên để tạo sản phẩm có chất lượng - Khi nhiệt độ buồng lị q cao, ảnh hưởng lớp vỏ cứng hình thành sớm Điều cản trở di chuyển nước từ thực phẩm môi trường, nên độ ẩm thực phẩm cao hơn, ảnh hưởng xấu đến phần bên ruột Lớp vỏ cứng cản trở nở thực phẩm, thể tích thực phẩm bị hạn chế Một hậu khác áp suất ruột thực phẩm tăng cao, điều làm cho lớp vỏ thực phẩm bị nứt nẻ, ảnh hưởng đến giá trị cảm quan - Ngược lại, nhiệt độ buồng lị q thấp vận tốc biến đổi lý, hóa giảm, thời gian nướng tăng lên, suất giảm Mặt khác, làm cho lớp vỏ dày * Độ ẩm: Độ ẩm khơng ảnh hưởng đến ẩm khỏi ngun liệu q trình nướng, ảnh hưởng đến sản phẩm nướng - Trong gia đoạn đầu q trình nướng, độ ẩm khơng khí lúc nầy thấp thì: + Chênh lệch áp suất riêng phần nước bề mặt môi trường cao, lượng nước bay từ bề mặt vào môi trường nhiều nên độ ẩm bề mặt bột thấp + Do lượng nước bay từ bề mặt nhiều nên cần sử dụng lượng nhiệt đáng kể để làm bốc lượng nước + Phương pháp sử dụng nước ưa chuộng nước ngưng tụ tiếp xúc với mặt bánh có nhiệt độ thấp, làm nồng độ chất khơ hịa tan lớp mặt giảm xuống, lớp vỏ cứng hình thành chậm hơn, chiều dày lớp vỏ cứng giảm *Bản chất nguyên liệu (cấu trúc, thành phần hóa học, hình dạng, kích thước,…) ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt bề mặt truyền nhiệt trình nướng Nếu chúng cố định hình dạng thời gian nướng việc thay đổi hình dạng, kích thước ngun liệu làm thay đổi tiêu hóa lý sản phẩm d Thiết bị nướng Dựa vào nguyên lý hoat động thiết bị nướng, người ta chia thành nhóm: - Thiết bị hoạt động gián đoạn - Thiết bị hoạt động liên tục 2.1.1 Thiết bị nướng gián đoạn a) Cấu tạo: - Cấu tạo đơn giản - Dạng hình hộp chữ nhật - Khay nướng xếp song song theo phương nằm ngang để chứa nguyên liệu - Bên có thiết bị cảm biến để theo dõi nhiệt độ độ ẩm không khí b) Nguyên lí hoạt động: Sử dụng phương pháp cấp nhiệt trực tiếp gián tiếp cho thiết bị * Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, thích hợp sản xuất suất nhỏ * Nhược điểm: khâu nạp nguyên liệu vào tháo sản phẩm thường tốn nhiều thời gian công sức ->ảnh hưởng đến đồng sản phẩm nướng 2.1.2 Thiết bị nướng liên tục Lò nướng xoay (rotary - hearth oven/ revolving hearth oven) a) Cấu tạo: b) Nguyên lí hoạt động Nguyên liệu nạp vào thiết bị qua cửa thân đặt lên mâm xoay tròn Tốc độ xoay mâm chỉnh cho thời điểm nạp nguyên liệu vào thiết bị trùng với thời điểm lấy sản phẩm khỏi thiết bị Thời gian nướng thời gian lưu nguyên liệu thiết bị Lò nướng dạng cuộn tròn (reel oven) a) Cấu tạo - Bộ phận bánh xe đồng trục, đường kính đặt song song - Trục bánh xe đặt theo phương ngang - Khay gắn lên bánh xe - Tương tự lò nướng xoay, lò nướng cuộn tròn có cửa để nạp tháo sản phẩm khỏi lò - Nguyên liệu đặt khay b) Nguyên lí hoạt động Trong trình hoạt động, hai bánh xe xoay trịn làm cho khay chứa nguyên liệu chuyển động theo Như vậy, mẫu nguyên liệu khay có quỹ đạo chuyển động đường tròn -> giúp cho phân bố nhiệt lò đồng * Nhược điểm: Không thể thực trình tiền gia nhiệt cho nguyên liệu trước nướng Ngoài ra, việc nạp nguyên liệu vào lấy sản phẩm khó tự động hóa Lị nướng sử dụng khay lắp băng tải (Multicycle tray oven) a) Cấu tạo: b) Nguyên lí hoạt động: - Nguyên liệu đặt lên khay chuyển động theo quỹ đạo xoay vòng băng tải - Việc nạp nguyên liệu tháo sản phẩm cửa bên trái thiết bị * Ưu điểm: Công suất lớn, tiết kiệm mặt nhà xưởng * Một số loại thiết bị nướng khác: - Buồng nướng khí đốt trực tiếp - Lò nướng điện - Máy nướng xạ gián tiếp 2.2 Quá trình rang a Mục đích cơng nghệ - Chuẩn bị: giúp cho việc chuẩn bị cho trình sau vò chè trước vò để chè héo, bò nhạc không bị nát hay rang cà phê hay hạt cà phê, q trình dễ dàng - Chế biến: dạng chế biến sản phẩm cuối (đậu phộng, bỏng ngơ) - Bảo quản: q trình sau hạn chế tiêu diệt số vi sinh vật ức chế số hoạt động sống làm giảm độ ẩm sản phẩm, giúp trình bảo quản dễ dàng kéo dài thời gian bảo quản - Cảm quan: tăng giá trị cảm quan sản phẩm cách tạo màu sắc hương vị hấp dẫn mà ngun liệu tươi khơng thể có b Các biến đổi trình - Vật lý: Nước số phân tử lượng nước bay => trương nở, giảm khối lượng, tỷ trọng hạt Màu sắc ( quan trọng): Cafe => chuyển sang nâu sẫm, sáng bóng hơn; bắp ngơ, dậu phộng => màu vàng nhạt Q trình bay mùi theo hợp chất bay xảy Kích thước hạt tăng lên (cafe tăng khoảng 40%-60% so với hạt cịn xanh) - Hóa học: Các biến đổi hóa học xảy mãnh liệt phản ứng tạo màu, tạo mùi Thay đổi độ ẩm: trước rang khoảng 12-13%; sau rang khoảng 1-2% Phản ứng melanoidin-caramen: gồm giai đoạn Phản ứng ngưng tụ cabonyl & phản ứng chuyển vị amadory với hình thành sản phẩm khơng màu, khơng hấp thu ánh sáng cực tím Phản ứng khử nước đường, phân hủy hợp chất amin => Sản phẩm không màu có màu vàng, hấp thu mạnh ánh sáng cực tím Phản ứng ngưng tụ andol, trùng hợp andehydramin tạo thành hợp chất dị vòng nito Sp có màu đậm → Sự tổn thất chất khơ phản ứng thủy phân Pro bị biến tính, Các emzym bị bất hoạt Q trình Oxy cịn xảy chất béo có thành phần nguyên liệu - Hóa lý: Hiện tượng bay ẩm hợp chất dễ bay => giòn xốp Cảm quan: Tạo hương vị, màu sắc Bề mặt sp dần trơn nhẵn -> khơ có vết nứt -> bóng dần lên (do dầu nhân ra) + Biến đổi hệ keo: nhiệt độ lớn 30oC protein giảm trương nở,trên 50oC protein đông tụ tách nước, nhiệt độ trương nở tốt 40-60oC Đồng thời với trình trương nở hồ hóa, q trình hồ hóa xảy suốt trình nướng + Biến đổi độ ẩm trạng thái: trao đổi ẩm môi trường sản phẩm nướng Khi cường độ bay bề mặt xảy mạnh mẽ tinh bột lớp ngồi bị hồ hóa, chuyển ẩm đến bề mặt không đủ bù đắp lượng ẩm đi,bề mặt khô dần tạo thành lớp vỏ cứng c Thiết bị Lò sao: thiết bị dùng để diệt men sản xuất chè * Nguyên tắc hoạt động: Lượng nguyên liệu cho vào chảo mẻ: lượng nguyên liệu cho vào chảo phụ thuộc vào dung tích chảo Nếu q so với dung tích chảo nhiệt độ khối nguyên liệu khó đảm bảo (800C) bị đảo nhiều, nguyên liệu chè tiếp xúc nhiều với chảo nên dễ bị cháy Ngược lại, lượng nguyên liệu nhiều so với dung tích chảo chè bị diệt men khơng điều Thực nghiệm cho thấy đường kính chảo 85 ÷ 95 cm lượng chè cho vào chảo 8kg * Yêu cầu kỹ thuật: Diệt men đầy đủ đặn toàn khối nguyên liệu, độ ẩm cịn lại 59 ÷ 63 % Sau ngun liệu có mùi thơm, khơng bị cháy khét có màu vàng sáng Trên mặt trà dính, mùi hăng * Các thơng số kĩ thuật: Chảo đặt nghiêng phía trước 150 Khoảng cách từ ghi lị đến đáy chảo khoảng 30 ÷ 40 cm 10 Nhiệt độ khối nguyên liệu 800 Nhiệt độ chảo 3500 Thời gian khoảng ÷ phút * Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng vệ sinh lò * Nhược điểm: Năng suất thấp, tốn nhiều lượng, sản xuất thủ công quy mô nhỏ Thiết bị chè sử dụng gas: - Thùng nhiên liệu gas để tạo nhiệt sấy khô chè loại thảo dược Ngồi ra, máy cịn cắm điện để sử dụng điều khiển biến tần - Nhiệt độ cài đặt tự động với mức lớn 300 độ - Thân máy dày có khả bảo ơn nhiệt tốt * Nguyên tắc hoạt động: - Thùng gắn với điều khiển tự động để thùng quay hệ thống vách ngăn Nguyên liệu cho vào mẻ trình sử dụng lượng khí gas, thùng quay Nguyên liệu đảo trộn lien tục, đồng Cuối trình cho thiết bị ngừng hoạt động dùng cấu xoay thùng góc 900 sản phẩm tháo - Gas đốt nóng tạo nhiệt Quạt gió tản nhiệt vào lịng ống phun Gió qua ống phun có lỗ nhỏ li ti phải vào chè khoang chứa Trục máy liên tục quay khoang giúp chè nhanh làm khô * Ưu điểm: Đơn giản, dễ sử dụng, suất cao, hiệu suất cao, dễ giới hóa * Nhược điểm: thiết bị có cấu tạo phức tạp Thiết bị rang dạng thùng quay: 11 * Nguyên tắc hoạt động: - Nguyên liệu đưa vào qua phễu nạp liệu sau vào thiết bị - Khơng khí hút vào tiến hành gia nhiệt theo ống trung tâm vào thùng để thực trình rang -> thùng quay - Khí thải hút ngồi quạt thơng qua lỗ thành thùng sau vào cyclon để xử lý tái sử dụng * Ưu điểm: Dễ vận hành, tiết kiệm lượng * Nhược điểm: Cấu tạo thiết bị phức tạp, khó vệ sinh thiết bị TÀI LIỆU THAM KHẢO https://www.slideshare.net/grouptailieu/cng-ngh-ch-bin-thc-phm-l-vn-vit-mn https://text.123docz.net/document/4227295-de-tai-qua-trinh-sao-rang-nuong.htm 12 ... truyền nhiệt từ bề mặt vào tâm thực phẩm xảy chậm Trong trình nướng, rang nhiệt độ bề mặt nguyên liệu đạt xấp xỉ nhiệt độ khơng khí nóng thiết bị nướng (110-240) Các q trình nướng cơng nghiệp thực... tâm mẫu nguyên liệu vượt 100) NỘI DUNG 2.1 Quá trình nướng a Mục đích cơng nghệ Chế biến: Q trình nướng, rang có mục đích làm chín ngun liệu Sau q trình này, tiêu chất lượng hóa lý cảm quan nguyên... loại thiết bị nướng khác: - Buồng nướng khí đốt trực tiếp - Lò nướng điện - Máy nướng xạ gián tiếp 2.2 Q trình rang a Mục đích công nghệ - Chuẩn bị: giúp cho việc chuẩn bị cho q trình sau vị chè