1.3.1 Bản chất của quá trình sấy
Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng. Nó làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết, do đó vi sinh vật, nấm mốc và nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được. Sấy cũng làm giảm hoạt độ của các enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm.
Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước. Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất. Cụ thể là quá trình truyền nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy vào môi trường. Các quá trình truyền nhiệt xảy ra đồng thời trên vật liệu sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại với nhau. Sự khuếch tán của nước từ nguyên liệu ra môi trường có 2 quá trình:
- Quá trình khuếch tán ngoại:
Là sự dịch chuyển của hơi nước trên bề mặt vào không khí.
Lượng nước bay hơi trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí.
- Quá trình khuếch tán nội:
Là quá trình chuyển động của nước, trong nguyên liệu từ lớp này sang lớp khác để tạo độ cân bằng ẩm trong bản thân nguyên liệu. Động lực của quá trình khuếch tán nội là sự chênh lệch về độ ẩm giữa các lớp bên trong và bên ngoài. Nếu sự chênh lệch ẩm càng lớn thì quá trình khuếch tán ngoại càng nhanh.
Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại: khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Tức là khuếch tán ngoại tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể được tiếp tục, và như thế độ ẩm của sản phẩm mới được giảm dần. Nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ nhanh hơn, nhưng điều này hiếm có. Khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ bị gián đoạn. Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn hàm ẩm trong nguyên liệu nhiều thì sự chênh lệch về
độ ẩm lớn. Vì vậy khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch tán ngoại. Do đó tốc độ làm khô sẽ nhanh nhưng ở giai đoạn cuối thì hàm lượng nước trong nguyên liệu còn lại ít, tốc độ bay hơi ở bề mặt nhanh hình thành một lớp màng cứng, làm ảnh hưởng đến quá trình làm khô nguyên liệu.
1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sấy 1.3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí sấy 1.3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí sấy
Trong trường hợp các điều kiện khác không đổi như vận tốc gió, độ ẩm không khí… nếu tăng nhiệt độ không khí thì tốc độ sấy sẽ nhanh. Nhưng nếu tăng nhiệt độ không khí quá cao thì sẽ làm nguyên liệu bị cháy làm ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu. Đồng thời khi nhiệt độ cao sẽ làm cho lipit trong nguyên liệu bị oxi hóa tạo ra nhiều andehyt và ceton làm cho sản phẩm có mùi ôi khét khó chịu.
Ngoài ra nếu nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra hiện tượng tạo màng cứng ở bề mặt nguyên liệu làm cản trở sự thoát hơi nước từ trong ra ngoài dẫn đến tốc độ sấy chậm. Ngược lại nếu nhiệt độ không khí quá thấp thì sự thoát hơi nước chậm lại và sẽ kéo dài thời gian sấy. Vì vậy phải sấy ở nhiệt độ thích hợp.
Quan hệ giữa lượng nước bay hơi và nhiệt độ sấy:
dT dw
k(t1 – t2)
Trong đó:
w: lượng nước khuếch tán ra (kg) T: thời gian sấy (giờ)
k: hệ số bay hơi t1: nhiệt độ sấy (0
C)
t2: nhiệt độ nguyên liệu ban đầu (0 C) 1.3.2.2 Ảnh hưởng của áp suất khí quyển
Tốc độ sấy của nguyên liệu trong không khí ở nhiệt độ nhất định được biểu thị :
dT dw
Trong đó:
p1: là áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu (mmHg) p2: là áp suất riêng phần hơi nước trong không khí (mmHg) B: là hệ số bay hơi nước trong khí quyển
Trong điều kiện áp suất thường vận tốc gió v = const thì B phụ thuộc vào sự truyền dẫn ẩm phần trong nguyên liệu. Khi đó B được đặc trưng bằng hệ số bay hơi K.
dT dw
K(p1 – p2) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.3.2.3 Độ ẩm tương đối của không khí
Độ ẩm tương đối của không khí là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến tốc độ sấy. Khi độ ẩm nhỏ thì áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí nhỏ, tốc độ sấy sẽ nhanh và ngược lại.
Theo kết quả nghiên cứu của nhà khoa học thì:
- Độ ẩm không khí > 65% thì tốc độ sấy sẽ giảm rõ rệt, thời gian sấy sẽ kéo dài dẫn đến nguyên liệu dễ hỏng.
- Độ ẩm không khí > 80% thì quá trình sấy dừng lại và xảy ra hiện tượng hút ẩm.
Độ ẩm không khí nhỏ thì tốc độ sấy nhanh nhưng độ ẩm nhỏ quá sẽ tạo màng cứng ở bề mặt nguyên liệu và kết quả là tốc độ làm khô cũng không được nhanh. 1.3.2.4 Kích thước và bản thân của nguyên liệu
Diện tích bề mặt càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh vì tốc độ làm khô tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt và bề dày nguyên liệu.
Đối với nguyên liệu to dày thì nên cắt nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc và giảm bề dày nguyên liệu nhằm tăng tốc độ sấy. Còn nếu chiều dày của nguyên liệu không đều thì tốc độ làm khô ở các điểm khác nhau sẽ khác nhau.
1.3.3 Sấy phun
Phương pháp sấy phun dùng để sấy các dung dịch, huyền phù, keo phân tán. Trong công nghiệp thực phẩm, hệ thống sấy phun dùng để sấy dung dịch, để tách bơ
thành sữa bột, lòng đỏ trứng gà, cafe hòa tan, nước ép trái cây các loại, nấm men, vitamin…
Nhờ các bộ phận phun mà nguyên liệu sấy được phun thành các hạt rất nhỏ vào dòng tác nhân sấy đi vào buồng sấy làm tăng sự tiếp xúc giữa hai pha. Nhờ vậy mà cường độ sấy cao, thời gian sấy ngắn. Sử dụng tác nhân sấy có nhiệt độ cao, sản phẩm sấy phun có chất lượng tốt, xốp, dễ hòa tan, tiện cho sử dụng và chế biến. Dễ dàng lựa chọn thông số sấy.
Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm sau: lưu lượng tác nhân sấy lớn, tốn kém trong khâu chuẩn bị dung dịch (nguyên liệu sấy) và hệ thống sấy phun có giá thành cao. Hệ thống sấy phun gồm có: buồng sấy phun, bộ phận nạp nguyên liệu là những vòi hay cơ cấu phun, hệ thống quạt, caloriphe để cấp nhiệt cho tác nhân sấy, bộ phận thu hồi sản phẩm sấy.
Cơ sở khoa học của sấy phun:
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt. Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do:
- Chênh lệch ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu.
- Chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.
Quá trình sấy phun có một số điểm cách biệt hơn so với các quá trình sấy khác. Mẫu nguyên liệu đưa vào sấy phun có dạng lỏng, còn sản phẩm sau khi sấy có dạng bột. Thực chất mẫu nguyên liệu khi vào thiết bị sấy sẽ được phân tán thành hạt nhỏ li ti trong buồng sấy chúng được tiếp xúc với tác nhân sấy. Kết quả là hơi nước bốc đi nhanh chóng. Các hạt sản phẩm được tách ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng. Quá trình sấy có những ưu điểm sau:
- Thời gian tiếp xúc giữa các hạt lỏng và tác nhân sấy trong thiết bị rất ngắn, do đó nhiệt độ của mẫu nguyên liệu đem sấy không bị tăng cao. Nhờ đó sự tổn thất các chất dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt độ là không đáng kể.
- Sản phẩm sấy phun thu được là các hạt có hình dạng và kích thước đồng nhất. Tỷ lệ giữa các cấu tử không bay hơi trong hạt sản phẩm tương tự như trong mẫu lỏng ban đầu.
- Thiết bị sấy phun trong thực tế sản xuất thường có năng suất cao và làm việc theo nguyên tắc liên tục. Điều này góp phần làm hiện đại hóa các quy trình công nghiệp.
Nhược điểm của sấy phun:
- Không thể sử dụng những mẫu có độ nhớt quá cao hoặc sản phẩm yêu cầu có tỷ trọng cao.
- Mỗi thiết bị sấy phun thường được thiết kế để sản xuất một số sản phẩm với những tính chất và chỉ tiêu đặc thù riêng. Ví dụ: thiết bị chuyên dùng để sản xuất bột mịn không thể sản xuất dạng bột.
- Vốn đầu tư thiết bị sấy phun khá lớn khi ta so sánh với các thiết bị sấy liên tục.
Quá trình sấy phun gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn phân tán dòng nguyên liệu thành những hạt sương li ti.
- Giai đoạn trộn mẫu cần sấy và không khí nóng, khi đó sẽ xảy ra quá trình bốc hơi nước trong mẫu.
- Giai đoạn thu hồi sản phẩm từ dòng khí thoát. Nguyên lý của thiết bị sấy phun:
Dịch được bơm vào thiết bị với tốc độ thích hợp đến đầu vòi phun dịch phân tán thành các hạt nhỏ li ti. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dòng không khí nóng được lọc sạch và đi qua tháp sấy có nhiệt độ khoảng 130 ÷ 2000
C. Dòng không khí này được đua đến sát đầu mút của vòi phun. Nhờ chuyển động của dòng không khí nóng đã tạo nên chuyển động xoáy.
Sau đó hỗn hợp không khí – dịch được định hướng bởi bộ phận cyclon phân chia có khả năng tách sản phẩm khỏi khí thải. Bột nêm tách ra sẽ rơi xuống bình thu mẫu ở phía dưới.
Trong quá trình sấy tất cả các yếu tố: nhiệt độ không khí, áp suất khí nén, tốc độ bơm dịch… đều ảnh hưởng đến hiệu quả sấy phun. Chẳng hạn, nếu sấy ở nhiệt độ cao trong thời gian dài sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
1.4 TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA 1.4.1 Khái quát chung về phụ gia [21] 1.4.1 Khái quát chung về phụ gia [21]
Chất phụ gia thực phẩm hoặc tổng hợp được đưa vào thực phẩm một cách cố ý ở các giai đoạn chế biến, bảo quản nhằm thực hiện một mục đích nhất định như kỹ thuật, dinh dưỡng, chất phụ gia thực phẩm còn tồn tại trong thực phẩm dưới dạng nguyên thể hoặc dẫn xuất, không gây độc hại, đảm bảo an toàn cho sức khỏe của người tiêu dùng, như đường, muối ăn, dấm ăn, chất tạo màu, chất tạo vị…
1.4.2 Mục đích sử dụng chất phụ gia thực phẩm [9]
Cải thiện việc bảo quản thực phẩm như chống hư hỏng do enzyme, vi sinh vật, chống oxi hóa… để giảm các thiệt hại trong quá trình lưu giữ, làm tăng thời gian lưu giữ.
Cải thiện chất lượng cảm quan của thực phẩm như: cấu trúc, trạng thái, màu sắc, mùi vị…
Cải thiện giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.
Đáp ứng các chỉ tiêu mới trong thực phẩm theo sự quan tâm của người tiêu dùng về sức khỏe, cảm quan như thực phẩm nghèo năng lượng, giàu chất sơ, thực phẩm cho những người kén ăn, ăn kiêng…
1.4.3 Các nguyên tắc cơ bản khi chọn phụ gia
Chất phụ gia được chọn phải có trong danh mục cho phép và đạt chất lượng (độ tinh khiết, nhà sản xuất được phép…).
Sử dụng đúng cho từng loại sản phẩm, đúng mục đích, đúng liều lượng cho phép, phù hợp với thị trường (vừa phải an toàn cho người sử dụng, vừa đủ để đạt mục đích kỹ thuật).
Nên sử dụng với nhiều chất, không nên sử dụng đơn lẻ. Ghi rõ chất phụ gia đã được ghi ở ngoài bao bì.
1.4.4 Một số phụ gia dùng trong bột nêm gia vị a. Muối ăn [7] a. Muối ăn [7]
Tên tiếng Việt: Muối
Tên tiếng Anh: Sodium chloride Công thức hóa học: NaCl
Muối dùng trong thực phẩm là muối tinh khiết, dạng tinh thể trắng xốp, khô, không bị vón cục, không lẫn tạp chất. Muối có từ 95% NaCl trở lên, độ ẩm không quá 0,5%. Trong muối không tồn tại các tạp chất như Ca, Mg, K … nếu có chỉ tồn tại không quá 2,5%.
b. Bột ngọt [7]
Tên tiếng Việt: mononatri glutamat. Tên tiếng Anh: monosodium glutamate.
Bột ngọt là một trong những thành phần cơ bản của thức ăn chín. Bột ngọt là muối của acid glutamic – một acid amin quan trọng cấu tạo nên protein của nguời và động vật.
Bột ngọt tồn tại ở dạng tinh thể trắng, có vị ngọt của thịt, hơi mặn, hòa tan tốt trong nuớc. Ðiểm đầu vị là 0,03%, ở pH = 5,0 ÷ 6,5 thì thể hiện vị rõ nhất. Khi pH<4 thì không thể hiện rõ được vị.
Bột ngọt dùng trong sản xuất thực phẩm đạt chất luợng theo TCVN 1695 - 87, bột trắng, mịn, không bị vón cục, dễ tan trong nuớc, không có mùi vị lạ.
c. Đường [7]
Trong chế biến thực phẩm thường dùng đường cát trắng đạt chỉ tiêu chất lượng
đường tinh luyện (TCVN 1695 - 87). Yêu cầu của đường phải tốt, không có vị chua,
hàm lượng saccaroza trên 99%, lượng nuớc không vuợt quá 0.2%, không có tạp chất, hàm lượng đường khử không vượt quá 0,1% (lượng đường khử cao dễ hút ẩm), tinh thể rời không bị vón cục.
d. Tiêu [7]
Tên khoa học: Pipernigruml. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thành phần cay, thơm chủ yếu của hạt tiêu là piperine. Ðây là thành phần giúp cho quá trình tiêu hóa tốt, ngoài ra còn có tác dụng khử mùi tanh của cá. Piperine ít tan trong nuớc, tan nhiều trong rượu.
Trong hạt tiêu piperine chiếm khoảng 7%, ngoài ra còn có piperidine là sản phẩm thủy phân của piperine tạo ra, với hàm luợng khoảng 0,5 ÷ 0,6% và một số thành phần không nhỏ của dầu este khoảng 2% cùng với một số thành phần khác.
Tiêu dùng trong chế biến phải dạt yêu cầu theo TCVN 5387 – 1994, tiêu có trạng thái mịn, không lẫn tạp chất, màu vàng ngà, mùi vị cay nồng tự nhiên, không có mùi mốc lạ.
e. Hành [7]
Tên khoa học: Allium fisfulosuml. Thuộc họ tỏi: Liliaceae.
Bảng thành phần và hàm luợng một số chất có trong hành:
Bảng1.3 Thành phần và hàm luợng một số chất có trong hành
Thành phần
Nước Protein Gluxit Khoáng Xenluloza Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin C Hàm lượng 86% 1,2% 11% 0,4% 0,6% 0,08%mg 0,01%mg 11%
Hành có mùi thơm đặc trưng, thành phần cay thơm chủ yếu của hành là diallyl disulfit. Ngoài ra còn có allyunfit có mùi hôi.
Trong hành còn có chất sát trùng thực vật (phitonxit) tương đối mạnh là allysin, chất này chỉ cần một luợng rất ít 104
là đã có tác dụng sát trùng. f. Ớt [7]
Tên khoa học: Capsium annuuml. Thuộc họ cà: Solanaceae.
Ớt là loại trái cây có vị cay nồng và dùng làm gia vị rất phổ biến trên thế giới. Ở các vùng Ðông Nam Á hay Trung Á, ớt có trong hầu hết các món ăn ở mọi gia đình. Dùng ớt với hàm lượng vừa phải sẽ làm tăng vị ngon cho thực phẩm đồng thời kích thích sự tiêu hóa.
Thành phần của ớt có các chất chủ yếu sau:
- Capsicain là một ancanoit tồn tại khoảng 0,05 ÷ 2% ở quả ớt. Ðó chính là thành phần tạo cay chủ yếu của ớt.
- Capsanthin là chất màu, dạng tinh thể thuộc họ carotenoit. - Vitamin C chiếm khoảng 0,08 ÷ 0,8%.
g. Tinh bột [17][18]
Tinh bột cho vào bột nêm nhằm mục đích làm chất độn, chất mang và liên kết với các gia vị, tạo độ xốp. Làm tăng thêm năng lượng cũng như khối lượng cho sản phẩm. Qua đó làm tăng được tính hiệu quả của việc sản xuất.
* Củ sắn có tỷ lệ chất khô 38-40%, tinh bột 16-32%.Trong 100g Củ sắn 0,8- 2,5g protein , 0,2-0,3g chất béo, 1,1-1,7g chất xơ, 0,6-0,9g khoáng; chất muối khoáng và vitamin trong 100 g củ sắn là 18,8-22,5 mg Ca, 22,5-25,4 mg P, 0,02 mg B1, 0,02 mg B2, 0,5 mg PP. Trong củ sắn, hàm lượng các acid amin không được cân đối, thừa arginin nhưng lại thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh. Thành phần dinh dưỡng khác biệt tuỳ giống, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau khi trồng và kỹ thuật phân tích.
* Gạo là nguyên liệu chủ yếu lâu đời có mặt trong bữa ăn chính của nhiều