1.2.4.1. Biến đổi về khối lƣợng
Do nƣớc mất đi trong quá trình sấy, làm cho khối lƣợng của cá giảm xuống. Sự giảm khối lƣợng đúng bằng lƣợng nƣớc mất đi.
1.2.4.2. Biến đổi về thể tích
Do mất nƣớc trong quá trình sấy nên thể tích của nguyên liệu cá co rút lại, mức độ co rút phụ thuộc vào phƣơng pháp làm khô.
1.2.4.3. Biến đổi về cảm quan
Trong quá trình sấy thì màu sắc và mùi vị của sản phẩm cũng thay đổi, nguyên nhân là do nguyên liệu bị mất nƣớc làm cho thể tích nguyên liệu bị co rút, dƣới tác động của vi sinh vật một số thành phần trong nguyên liệu có thể bị khử hoặc bị oxy hóa. Ngoài ra do nƣớc trong nguyên liệu mất đi làm cho nồng độ các thành phần trong cá tăng lên.
Sản phẩm sẽ có màu đậm hơn và có mùi vị cháy khét. Phƣơng pháp làm khô càng thô sơ thì màu sắc , mùi vị của sản phẩm biến đổi càng nhiều.
1.2.4.5. Biến đổi về hóa học
* Sự thối rữa và ôxy hóa của Lipid: Sự thối rữa và ôxy hóa phụ thuộc vào
phƣơng pháp và thời gian làm khô. Thời gian càng dài thì biến hóa của thịt cá càng lớn vì men và vi sinh vật có thời gian hoạt động, đồng thời sự ôxy hóa cũng tăng lên
làm cho sản phẩm có màu sắc và mùi vị không tốt. Làm khô ở áp lực thƣờng sản phẩm dễ bị ôxy hóa và thối rữa hơn so với điều kiện làm khô bằng chân không hoặc chân không thăng hoa.
* Sự đông đặc và biến tính của protit:
- Làm khô bằng áp lực thƣờng: làm khô ở áp lực thƣờng sự đông đặc và biến tính của protit phụ thuộc vào nguyên liệu. Nếu nguyên liệu đã qua gia nhiệt thì protit ít bị biến đổi vì đã bị biến đổi từ trƣớc.
Nguyên liệu đã ƣớp muối nếu điều kiện làm khô tốt thì protit ít bị biến đổi, chất lƣợng cao vì tác dụng của muối ăn làm cho cơ thịt cố định, nếu điều kiện làm khô không tốt thì ngƣợc lại.
Đối với cá tƣơi thì sự biến tính của protit càng rõ rệt. nhiệt độ là nhân tố chủ yếu ảnh hƣởng đến sản phẩm trong quá trình làm khô. Ở điều kiện bình thƣờng nhiệt độ đông đặc của protit thịt cá 550
– 600 C, làm khô chúng đông đặc dần và biến từ protit sợi cơ có tính hòa tan biến thành trạng thái keo kết tủa mất tính đàn hồi của cơ thịt.
- Làm khô bằng chân không thăng hoa: protit biến đổi nhẹ và củ yếu bến đổi ở giai đoạn đông kết còn giai đoạn thăng hoa hầu nhƣ không bị biến đổi. Nói chung làm khô bằng chân không thăng hoa protit biến đổi rất ít so với phƣơng pháp làm khô ở áp lực thƣờng.
* Sự biến đổi về tỷ lệ tiêu hóa của protit:
Quá trình làm khô làm giảm tỷ lệ tiêu hóa của sản phẩm: nếu nhiệt độ làm khô càng cao thì tỷ lệ tiêu hóa của protit càng thấp nhƣng nếu làm khô ở áp lực thấp, nhiệt độ cao vừa phải thời gian ngắn thì tỷ lệ tiêu hóa ít hơn so với thời gian dài, nhiệt độ thấp. Nếu sấy khô bằng chân không thăng hoa thì tỷ lệ tiêu hóa của protit thịt cá không kém gì cá tƣơi mấy.
* Sự biến đổi thành phần các chất ngấm ra:
Trong quá trình làm khô thành phần các chất ngấm ra biến đổi nhiều, đặc biệt là cá tƣơi đem làm khô, với nguyên liệu bàn thành phẩm thì sự biến đổi đó ít
hơn. Mùi vị sản phẩm khô do nhiều nguyên nhân quyết định nhƣng trong đó thành phần của chất ngấm ra đóng một vai trò quan trọng.
1.2.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sấy [1], [2], [5]
Khi sấy một sản phẩm thì chất lƣợng của nó tốt hay xấu, nhanh hay chậm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhƣ: nhiệt độ sấy, vận tốc chuyển động của không khí, độ ẩm của không khí, kích thƣớc nguyên liệu...
1.2.5.1. Nhiệt độ sấy
Khi nhiệt độ sấy càng cao thì lƣợng nƣớc giảm càng nhanh vì vậy quá trình sấy càng nhanh. Nhƣng nhiệt độ sấy phải nằm trong giới hạn cho phép vì nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm, dễ làm cho chuối nguyên liệu bị chín tạo và gây nên hiện tƣợng tạo nên màng cứng ở lớp ngoài cản trở sự chuyển động của nƣớc từ trong ra ngoài.
Nhƣng nếu nhiệt độ sấy quá thấp, dƣới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm, vi sinh vật dễ xâm nhập, có thể gây hƣ hỏng sản phẩm.
Vì vậy quá trình làm khô phải tiến triển cân bằng với tốc độ khuếch tán nội và khuếch tán ngoại của nguyên liệu
1.2.5.2. Vận tốc chuyển động của không khí:
Trong quá trình sấy nếu tốc độ chuyển động của không khí quá lớn thì sẽ khó giữ đƣợc nhiệt độ trên nguyên liệu để cân bằng quá trình sấy. Vì vậy phải có tốc độ thích hợp nhất
1.2.5.3. Độ ẩm tƣơng đối của không khí
Độ ẩm tƣơng đối của không khí càng lớn thì quá trình làm khô sẽ chậm lại. Độ ẩm tƣơng đối của không khí tốt nhất để làm khô trong giới hạn 40 đến 50%. Độ ẩm quá nhỏ cũng không tăng đƣợc tốc độ sấy vì tốc độ làm khô phụ thuộc nhiều vào sự khuếch tán nội của nƣớc trong nguyên liệu. Vì vậy ta thấy độ ẩm tƣơng đối của không khí có ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình làm khô.
Một trong những biện pháp để nâng cao độ khô của không khí là có thể tiến hành làm lạnh để cho hơi nƣớc ngƣng tụ. Hạ thấp nhiệt độ không khí xuống tới
nhiệt độ điểm sƣơng, lúc này nƣớc sẽ ngƣng tụ đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của không khí cũng hạ thấp. Nhƣ vậy để làm khô không khí ngƣời ta dùng phƣơng pháp làm lạnh
1.2.5.4. Kích thƣớc nguyên liệu
Kích thƣớc nguyên liệu cũng ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình sấy. Tốc độ sấy nhanh hay chậm phụ thuộc vào độ dày của sản phẩm.Nhìn chung khi kích thƣớc nguyên liệu càng nhỏ, càng mỏng thì quá trình sấy càng nhanh. Tuy nhiên đối với sản phẩm là chuối sấy thì việc xác định độ dày chính xác và đều nhau trong quá trình sấy là khá khó khăn, do đặc điểm hình dạng của quả chuối thƣờng cong.
1.2.5.5. Ảnh hƣởng của quá trình ủ ẩm
Mục đích của ủ ẩm là làm cho khuếch tán nội và khuếch tán ngoại phù hợp với nhau. Sẽ làm tăng nhanh quá trình làm khô, thời gian ủ ẩm dài hay ngắn phụ thuộc vào hàm lƣợng nƣớc trong cá. Sự phân bố của nƣớc trong cơ thịt cá lớn hay nhỏ…
CHƢƠNG 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
Đối tƣợng nghiên cứu : Nguyên liệu cá cơm khá dồi dào, ở vùng biển Nha
Trang nguyên liệu cũng tƣơng đối nhiều, ở đây tôi chọn cá cơm Săng làm nguyên liệu cho quá trình nghiên cứu, cá cơm Săng đƣợc chia làm 2 loại: Loại nhỏ có kích cỡ khoảng 2-3 cm/thân, loại lớn có kích cỡ khoảng 5- 7cm/thân.
Ở đây tôi chọn cá cơm Săng có kích cỡ 5-7cm/thân làm đối tƣợng nghiên cứu. + Loài:
Tên Việt Nam: Cá cơm Săng
Tên khoa học: stolephorus tri (bleeker, 1852)
Tên tiếng Anh: Spined Anchovy + Bộ:
Tên Việt Nam : Cá Trích
Tên khoa học : Clupeiformes + Họ :
Tên Việt Nam : Cá Trỏng
Tên khoa học : Engraulidae + Giống :
Tên việt Nam : Cá cơm
Tên khoa học : Stolephorus
2.2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU [6],[10] 2.2.1. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu sự biến đổi ẩm, tốc độ sấy của cá Cơm Săng trong quá trình sấy theo các chế độ khác nhau.
Nghiên cứu sự biến đổi chất lƣợng cảm quan của sản phẩm theo các chế độ sấy khác nhau.
Nghiên cứu sự biến đổi tỷ lệ hút nƣớc trở lại của cá Cơm Săng theo các phƣơng pháp sấy khác nhau.
Nghiên cứu sự biến đổi hàm lƣợng NH3 theo các phƣơng pháp sấy khác nhau.
2.2.2. Nguyên liệu
Địa điểm thu mua: Cá đƣợc thu mua từ các bến cá phƣờng Vĩnh Thọ, cảng
cá Vĩnh Trƣờng thành phố Nha Trang. Do Cá đƣợc mua ngay tại cảng với ngƣ dân nên cá khi mua chất lƣợng đảm bảo tƣơi tốt, không hƣ hỏng theo đúng yêu cầu của nguyên liệu dùng để sản xuất cá cơm khô. Cá mua xong đƣợc bảo quản bằng đá vảy trong thùng xốp cách nhiệt và chuyển về phòng thí nghiệm của trƣờng, vì thời gian vận chuyển ngắn nên chất lƣợng hầu nhƣ không bị ảnh hƣởng gì, sau đó đƣợc rửa sạch và xử lý chế biến.
Địa điểm tiến hành nghiên cứu: Phòng thí nghiệm các bộ môn: công nghệ
chế biến, công nghệ thực phẩm, công nghệ hóa sinh – vi sinh, kỹ thuật nhiệt lạnh của trƣờng Đại học Nha Trang.
2.2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
Cá đem về phòng thí nghiệm đƣợc xử lý ngay bằng nƣớc sạch sau đó tiến hành sấy bằng thiết bị sấy gốm hồng ngoại theo các chế độ sấy khác nhau về tốc độ gió từ 1,0 đến 4,0 m/s , khoảng cách từ gốm tới nguyên liệu từ 10 đến 50 cm. Nhiệt độ sấy đƣợc duy trì không đổi ở 35ºC. Cá đƣợc sấy đến khi đạt độ ẩm vào khoảng 22 % thì kết thúc quá trình sấy.
Rửa Luộc cân Chất lƣợng Cảm quan Độ ẩm, tốc độ, thời gian sấy Hàm lƣợng NH3 Đánh giá các chỉ tiêu Tỷ lệ hút nƣớc phục hồi Độ ẩm ~ 22% Sấy Nguyên liệu - Khoảng cách chiếu xạ: ( 10 ÷ 50 cm) - Vận tốc gió: ( 1 ÷ 4 m/s ) - Cố định nhiệt độ 35 ± 1ºC 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm
Ở đây ta bố trí và phân tích số liệu thí nghiệm theo phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm để tìm ra chế độ sấy thích hợp cho sản phẩm cá Cơm Săng khô bằng phƣơng pháp sấy gốm hồng ngoại chọn lọc. Ta xác định thời gian sấy ngắn nhất và điểm cảm tỷ lệ hút nƣớc phục hồi của sản phẩm là cao nhất.
Hàm lƣợng axit béo
- tº = 100 ± 2ºC - Thời gian: 2,5 phút - CNacl = 3%
* Các yếu tố ảnh hƣởng đến thông số tối ƣu:
Có nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sấy. ở đây tôi chọn hai yếu tố ảnh hƣởng đến thời gian sấy đó là: khoảng cách từ nguồn chiếu bức xạ hồng ngoại đến vật liệu sấy và tốc độ gió trong tủ sấy. Hàm mục tiêu tôi chọn là thời gian sấy đến độ ẩm vào khoảng 22% là ngắn nhất, tỷ lệ hút nƣớc phục hồi của sản phẩm là cao nhất.
* Bố trí thí nghiệm:
Mỗi thí nghiệm đƣợc thực hiện một cách độc lập. Mỗi yếu tố vận tốc gió, khoảng cách chiếu bức xạ tôi bố trí thí nghiệm theo 2 mức. Số thí nghiệm tối thiểu phải thực hiện là 4 thí nghiệm ứng với các mức khác nhau.Tuy nhiên có thể lặp lại các thí nghiệm để có kết quả chính xác nhất. Cách bố trí thí nghiệm đƣợc thể hiện ở bảng 2.1
Bảng 2.1: Bảng bố trí thí nghiệm
STT Khoảng cách từ nguồn đến
nguyên liệu (cm)
Vận tốc chuyển động của không khí (m/s)
1 10 1
2 50 1
3 10 4
4 50 4
Dùng phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm yếu tố toàn phần và tối ƣu hóa theo phƣơng pháp đƣờng dốc nhất.
Số thí nghiệm cần thiết N khi hoạch định thí nghiệm yếu tố toàn phần đƣợc xác định bằng công thức:
N = nk
Trong đó: n là số lƣợng các mức yếu tố và k là số các yếu tố ảnh hƣởng đến hàm mục tiêu.
Từ các kết quả thực nghiệm ta xác định đƣợc các hệ số của phƣơng trình hồi quy dạng:
Trong đó: X1 là yếu tố khoảng cách chiếu xạ. X2 là yếu tố vận tốc gió.
Sau khi lập đƣợc mô hình toán học tiến hành tối ƣu hóa thực nghiệm theo phƣơng pháp đƣờng dốc nhất để tìm đƣợc thông số tối ƣu.
2.2.4. Thiết bị nghiên cứu
Sử dụng thiết bị sấy bức xạ gốm hồng ngoại chọn lọc
Hình 2.2: Thiết bị sấy bức xạ gốm hồng ngoại chọn lọc.
Hình 2.3: Cấu tạo ống gồm hồng ngoại
Cấu tạo: Thiết bị sấy đƣợc cấu tạo gồm 2 phần chính: Buồng sấy và quạt gió. Buồng sấy: Đƣợc cấu tạo là một buồng kín thành buồng sấy đƣợc hàn bởi các tấm tôn kim loại đƣợc cách nhiệt bởi vật liệu bông thủy tinh nhằm ngăn sự xâm nhập nhiệt cũng nhƣ tổn thất nhiệt giữa tủ sấy với ngoài môi trƣờng.đảm bảo nhiệt
Giá đỡ giàn gốm BXHN ( khoảng cách giữa các giá 10cm)
Giá lƣới chứa vật liệu sấy
Lớp cách nhiệt (bông thủy tinh) Chân tủ sấy
Đầu nối điện ống gốm
hồng ngoại
độ trong tủ sấy luôn không đổi trong suốt quá trình sấy, theo chế độ nhiệt độ đã đƣợc cài đặt ban đầu. 2 dàn gốm đƣợc cấu tạo bởi các thanh gốm gắn song song và mắc nối tiếp với nhau trên một bản. Hai dàn gốm này đƣợc lắp trên các ngăn đƣợc bố trí ở phía trên và phía dƣới của dàn lƣới xếp nguyên liệu bởi các gờ kim loại. Các gờ kim loại này đƣợc đƣợc bố trí khoảng cách giữa các gờ là 10cm. Với 5 mức vì vậy có thể thay đổi khoảng cách chiếu xạ từ dàn gốm tới nguyên liệu trong khoảng 10 ÷ 50 cm. Dàn xếp nguyên liệu đƣợc bố trí cố định ở giữa buồng sấy Đảm bảo cho nguyên liệu đƣợc tiếp xúc với tia bức xạ cả phía trên và bên dƣới.
Quạt gió: Đƣợc lắp đặt ở một bên hông của buồng sấy đầu còn lại để trống để không khí thoát ẩm. Quạt gió có thể điều chỉnh đƣợc tốc độ gió cho phù hợp với mỗi sản phẩm sấy.
Nguyên lý hoạt động: Thiết bị hoạt động dựa vào năng lƣợng bức xạ từ các
thanh gốm phát ra làm tăng nhiệt độ nguyên liệu từ đó làm tăng nhiệt độ nƣớc trong nguyên liệu tăng áp suất hơi nƣớc riêng phần làm khuếch tán các phân tử nƣớc ra khỏi nguyên liệu. Không khí có ẩm cao trong tủ sấy đƣợc quạt gió thổi đƣa ra ngoài và thay thế bằng không khí có ẩm thấp hơn. Quá trình sấy diễn ra liên tục cho tới khi nguyên liệu đạt độ ẩm theo yêu cầu.
2.2.5. Phƣơng pháp đánh giá
2.2.5.1. Phần mềm sử dụng để xử lý số liệu
Dùng phần mềm Excel để nhập, xử lý số liệu thu đƣợc tính toán và vẽ đồ thị.
2.2.5.2. Phƣơng pháp đánh giá chỉ tiêu chất lƣợng * Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu [7]: * Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu [7]:
Dùng phƣơng pháp sấy khô ở hai giai đoạn, giai đoạn 1 nhiệt độ từ (60 - 80)0C trong 30 phút, giai đoạn 2 nhiệt độ (100 ÷ 105)0C đến khối lƣợng không đổi.
- Tiến hành:
Sấy cốc đến khối lƣợng không đổi: rửa sạch cốc, làm khô, sấy ở nhiệt độ 1300C trong khoảng 1 giờ, lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm → cân → sấy tiếp ở nhiệt độ trên trong khoảng 30 phút → làm nguội trong bình hút ẩm → cân → đến khi nào khối lƣợng cốc giữa hai lần cân không lệch nhau quá 0,5 mg là đƣợc:
Cân chính xác a (gram) mẫu cá đã cắt nhỏ vào cốc sấy đã xác định khối lƣợng không đổi. Chuyển cốc vào tủ sấy, sấy ở giai đoạn 1 nhiệt độ 60 – 800
C trong 30 phút. Sau đó nâng nhiệt lên sấy ở giai đoạn 2 từ 100 – 1050C trong 1 giờ. Sau đó lấy ra để nguội trong bình hút ẩm, cân khối lƣợng rồi tiếp tục cho vào tủ sấy trong thời gian 30 phút, lấy ra để nguội ở bình hút ẩm và cân nhƣ trên cho đến khi khối lƣợng không đổi. Kết quả giữa hai lần cân lệch nhau không quá 0,5 mg là đƣợc.
- Tính kết quả: ( ).100(%) 1 2 1 G G G G X Độ ẩm tính theo %: (2.1) Trong đó: G: Trọng lƣợng cốc cân (g)
G1: Trọng lƣợng cốc cân + mẫu ban đầu (g) G2: Trọng lƣợng cốc cân + mẫu sau khi sấy (g)
Sai lệch kết quả giữa 2 lần xác định song song không đƣợc lớn hơn 0,5 %. Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của hai lần xác định song song.