1.3.2.1. Các nghiên cứu về sấy lạnh ở Việt Nam
Năm 2003, Phạm Văn Tùy và cộng sự đã nghiên cứu sấy các loại rau quả như
cà rốt, hành, củ cải bằng bơm nhiệt (sấy lạnh), kết quả cho thấy thời gian sấy lâu hơn nhưng chất lượng cảm quan và khả năng bảo toàn về vitamin C cao hơn so với phương
pháp sấy bằng không khí nóng. Tác giả đã tìm ra được chế độ sấy lạnh cho rau quả:
Nhiệt độ sấy 300C, vận tốc gió 3,5m/s, độ ẩm không khí dao động từ 20 đến 40% và thời gian sấy 8 đến 10h. Kết quả này đã mở ra một hướng mới trong việc tìm phương
Các nhà khoa học thuộc Viện Ứng dụng công nghệ TP. Hồ Chí Minh đã nghiên cứu và chế tạo thành công máy sấy lạnh cho các loại nguyên liệu, tiện lợi cho quá trình sấy các sản phẩm thực phẩm. Công trình đã được chuyển giao cho một số cơ sở sản
xuất để sấy thử nghiệm các loại trái cây như Mít, Chuối, Dứa….
Trần Văn Vương, năm 2004, Đại học Nha Trang đã nghiên cứu sự biến đổi của
Vẹm xanh sau thu hoạch và trong quá trình sấy lạnh, kết quả nghiên cứu cho thấy sản
phẩm sấy khô có chất lượng cảm quan và thành phần các chất dinh dưỡng cao hơn so
với phương pháp sấy truyền thống, tác giả cũng đề nghị chế độ sấy tối ưu đối với Vẹm
xanh ở nhiệt độ 350C, vận tốc gió 3 m/s, độ ẩm không khí từ 20% - 30% [40].
Trần Đại Tiến, năm 2007, Đại học Nha Trang, sau khi nghiên cứu phương
pháp sấy và bảo quản mực ống khô lột da đã cho rằng chất lượng của mực khô phụ
thuộc vào chế độ sấy lạnh như nhiệt độ sấy, vận tốc gió… Tác giả đưa ra chế độ sấy
lạnh thích hợp cho mực ống khô lột da: Nhiệt độ sấy 350C, vận tốc gió 2m/s, độ ẩm không khí dao động từ 20% đến 40% và thời gian sấy 11h [31].
1.3.2.2. Các nghiên cứu về sấy lạnh ở nước ngoài
Năm 1995, Alves – Filho và cộng sự nghiên cứu sấy bột thực phẩm dành cho
người ăn kiêng bằng phương pháp sấy lạnh cho thấy sản phẩm sau khi sấy có sự biến
tính protein rất ít và giữ được hoạt tính của enzyme so với bột thực phẩm được sản
xuất bằng phương pháp sấy chân không thăng hoa [46].
Theo Braun, Dirk và cộng sự, năm 2002, sấy lạnh là một phương pháp sấy tốt để cải thiện chất lượng sản phẩm thủy sản khô do bởi công nghệ sấy ở nhiệt độ thấp và không phụ thuộc vào điều kiện môi trường không khí bên ngoài, cũng như hiệu quả
kinh tế cao do chi phí giá thành thấp [47].
Paul cho rằng sấy lạnh đã được ứng dụng vào thương mại từ năm 1970 và hiện nay đang được nghiên cứu ứng dụng vào nhiều lĩnh vực công nghệ thực phẩm, tác giả
cũng đề nghị trong tương lai công nghệ làm khô cá và nguyên liệu thủy sản nên ứng
dụng phương pháp sấy lạnh vì nhiệt độ và độ ẩm của không khí tiếp xúc với nguyên liệu sấy thấp.
Parachayawarakorn và cộng sự đã nghiên cứu sấy tôm bằng phương pháp sấy
lạnh, kết quả cho thấy chất lượng về màu sắc của tôm sau khi sấy tốt hơn so với các phương pháp sấy bằng không khí nóng và hơi quá nhiệt [66].
Theo nghiên cứu của Chua cho thấy sấy lạnh bằng bơm nhiệt có thể điều chỉnh được thời gian và nhiệt độ sấy để hạn chế được sự biến màu của sản phẩm do tác dụng
của các phản ứng tạo màu phi enzyme và qua thực nghiệm cho thấy cường độ biến
màu giảm đi 87% khi sấy khoai tây, 75% khi sấy ổi và 67% khi sấy chuối so với sấy
bằng không khí nóng. Do sự giảm được thời gian sấy nên hàm lượng acid ascobic đã
tăng lên 20% khi sấy ổi bằng bơm nhiệt so với sấy truyền thống bằng không khí nóng
ở cùng nhiệt độ sấy [49, 50].
Từ một số kết quả nghiên cứu về ứng dụng của công nghệ sấy lạnh trên cho thấy ở Việt Nam đã nghiên cứu sấy các loại rau quả và nông sản cũng như ở nước ngoài đã nghiên cứu sấy một số thực phẩm. Với nguyên liệu là hải sâm có thành phần và hàm
lượng các amino acid cao, đặc biệt có chứa nhiều chất có hoạt tính sinh học nên nếu sấy
hải sâm ở nhiệt độ cao sẽ làm ảnh hưởng xấu tới chất lượng sản phẩm. Chính vì vậy hải
sâm làm khô cần phải sấy ở nhiệt độ thấp để hạn chế sự giảm chất lượng.
1.4. CÁC BIẾN ĐỔI CỦA SẢN PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH LÀM KHÔ 1.4.1. Sự biến đổi về màu sắc, mùi vị và tổ chức cơ thịt 1.4.1. Sự biến đổi về màu sắc, mùi vị và tổ chức cơ thịt
Trong quá trình làm khô màu sắc và mùi vị của sản phẩm bị biến đổi. Nguyên nhân là do nguyên liệu bị mất nước, thể tích co rút, bị oxy hóa hay các sắc tố bị khử, đồng thời nồng độ của các thành phần trong tổ chức cơ thịt tăng lên.
1.4.1.1. Sự biến đổi về màu sắc
Sản phẩm thủy sản trong quá trình làm khô rất dễ bị biến màu do các phản ứng
Maillard, phản ứng oxy hóa các poliphenol…Làm màu sắc của sản phẩm bị biến đổi thường gặp là biến nâu mà chủ yếu là do phản ứng Maillard. Phản ứng trên xảy ra do
sự tương tác của nhóm cacbonyl của đường với nhóm amin của các hợp chất amin
trong nguyên liệu, phản ứng trên làm ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm thủy
sản khô. Cường độ sẫm màu của sản phẩm phụ thuộc vào bản chất của đường, các
amino acid, hàm lượng các chất trên trong nguyên liệu cũng như các nhân tố về nhiệt độ, pH. Trong quá trình làm khô tốc độ biến nâu của sản phẩm sẽ tăng cùng với sự tăng nhiệt độ, độ pH và sự giảm hoạt độ nước hay lượng nước chứa trong nguyên liệu.
Qua phần tổng quan về thành phần hóa học của nguyên liệu Hải sâm có hàm lượng
thành phần các amino acid khá cao nên trong quá trình làm khô không được sấy ở
nhiệt độ cao và thời gian sấy không được kéo dài để tránh sự biến nâu cho sản phẩm
Màu sắc của sản phẩm là một trong các chỉ tiêu rất quan trọng. Trong khi đó
thành phần hóa học của nguyên liệu gần như không đổi do đó cần phải nghiên cứu để
chọn chế độ sấy thích hợp mà chủ yếu ở đây là nhiệt độ và thời gian sấy để màu sắc
của sản phẩm sau khi sấy đạt yêu cầu và phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng.
1.4.1.2. Sự biến đổi về mùi và vị
Trong quá trình làm khô một số chất thơm bay hơi theo ẩm và bị phân hủy, ngược lại một số hương thơm được phát huy hoặc tạo thành, một số mùi tạo thành do các phản ứng Maillard hoặc quynonamin. Trong quá trình sấy cũng có thể xuất hiện
mùi ôi khét do oxy hóa chất béo nếu thời gian sấy kéo dài hoặc nhiệt độ sấy cao. Do độ ẩm của nguyên liệu giảm làm cho nồng độ chất vị tăng lên đặc biệt là vị ngọt và vị
mặn, vị chua đôi khi giảm đi một cách tương đối do lượng acid bay hơi trong sản
phẩm bị mất đi.
Nguyên liệu hải sâm trong quá trình làm khô nếu cường độ phản ứng thủy phân
các protein, các amino acid, lipid và các phản ứng như phản ứng Maillard,
qiunonamin, oxy hóa lipid hoặc acid béo xảy ra lớn thì hàm lượng thành phần các
amino acid, các hợp chất polyphenol và các acid béo sẽ bị mất đi nhiều làm cho sản
phẩm hải sâm khô sẽ có mùi vị kém thơm và ngọt.
Phương pháp sấy lạnh được tiến hành trong điều kiện nhiệt độ thấp nhưng vẫn đảm bảo được thời gian sấy ngắn nên màu sắc và mùi vị của sản phẩm hải sâm khô sẽ được cải thiện so với phương pháp sấy truyền thống bằng không khí nóng.
1.4.1.3. Sự biến đổi về tổ chức cơ thịt
Trong quá trình làm khô, do mất nước nên tổ chức cơ thịt của nguyên liệu bị co
rút lại chặt chẽ hơn nhưng sự biến đổi đó có sự khác nhau và phụ thuộc vào phương
pháp làm khô. Nếu sấy bằng không khí nóng do quá trình làm khô chậm nên tổ chức cơ thịt bị co rút lại nhiều, cấu trúc cơ thịt chặt chẽ và khả năng hút nước phục hồi kém, vì vậy khi ăn có cảm giác cứng và dai. Nhưng nếu sấy bằng các phương pháp khác mà
quá trình tách nước được nhanh chóng thì cấu trúc của cơ thịt tương đối xốp, đặc biệt
là sấy chân không thăng hoa do nước trong tổ chức nguyên liệu đầu tiên được đông kết
lại sau đó được thăng hoa nhanh chóng để lại các khoảng trống trong tổ chức cơ thịt
nên sản phẩm sau khi sấy rất xốp. Chính vì vậy mà mức độ hút nước tốt và phục hồi
Trong quá trình làm khô các sợi cơ bị sắp xếp lại khác nhau và mỗi loại cấu trúc
của sợi cơ có tính chất vật lý nhất định và nếu sự sắp xếp các sợi cơ trong tổ chức các
chặt chẽ thì các sợi cơ càng khó bị cắt rời làm cho cơ thịt bị dai và cứng. Ngoài ra tổ
chức cơ thịt của sản phẩm thủy sản sau khi sấy còn phụ thuộc vào kết cấu phân tử của
các sợi cơ như trạng thái và tính chất của các chất tạo thành sợi cơ có sự biến đổi khác
nhau, nếu sau khi làm khô trạng thái và tính chất của các sợi cơ ít biến đổi thì khả năng hút nước phục hồi của sản phẩm sẽ tốt. Khả năng hút nước phục hồi của sản phẩm còn phụ thuộc vào cấu trúc protein của sản phẩm sau sấy, nếu mức độ dai cứng của sản
phẩm tăng lên là do số liên kết trong phân tử protein đã tăng lên và các liên kết đó bao
gồm là các liên kết hydro, liên kết muối, liên kết phân tử và liên kết cộng hóa trị hoặc
liên kết dẫn xuất của protein bị biến tính [34].
1.4.2. Sự biến đổi về hóa học
1.4.2.1. Sự thối rữa và oxy hóa lipid [34, 35]
Phản ứng thủy phân lipid xảy ra khi có enzyme cũng như khi không có enzyme xúc tác. Phản ứng xảy ra trong môi trường đồng thể, khi nước hòa tan trong chất béo
mới tham gia phản ứng. Trường hợp ở nhiệt độ bình thường thì tốc độ thủy phân rất
bé, khi có enzyme thì phản ứng xảy ra ở mặt tiếp xúc giữa nước và lipid tăng lên.
enzyme lipase có sẵn trong nguyên liệu hoặc do vi sinh vật ở ngoài mang vào.
Hiện tượng thủy phân lipid thường xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình làm khô. Trong quá trình làm khô và bảo quản các chất béo là lipid và các chất béo rất dễ
xảy ra hiện tượng oxy hóa. Quá trình oxy hóa càng nhanh khi lipid và các acid béo tiếp
xúc với không khí và nhiệt độ cao.
Sự oxy hóa xảy ra như trên sẽ làm cho sản phẩm có mùi khó chịu, có vị đắng
khét, làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa lipid và acid béo là:
- Hàm lượng lipid và hàm lượng acid béo: Hàm lượng lipid cao thì quá trình oxy hóa nhanh do nồng độ chất tham gia phản ứng nhiều.
- Hàm lượng oxy : Oxy là nhân tố tham gia vào quá trình phát sinh và phát triển
các quá trình oxy hóa.
- Ánh sáng: Ánh sáng có tác dụng thúc đẩy quá trình phát sinh và phát triển oxy hóa lipid.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ làm tăng quá trình phát triển của các gốc tự do làm ảnh hưởng đến tốc độ ôi hóa.
- Độ ẩm: Độ ẩm cao thì tốc độ ôi hóa càng mạnh do tăng cường bề mặt tiếp xúc
giữa lipid và nước, lúc này xảy ra quá trình thủy phân chất béo để tạo thành acid béo, các acid béo này tham gia vào quá trình oxy hóa.
Trong quá trình làm khô hàm lượng các acid béo, đặc biệt là các acid béo không no có trong hải sâm nguyên liệu dưới tác dụng của không khí và nhiệt độ sẽ bị oxy hóa và sản sinh ra các gốc tự do, những gốc tự do này gặp oxy trong không khí sẽ chuyển
thành peroxit và phản ứng cứ xảy ra liên tục tạo thành những chất như aldehit,
cacboxyl, cacbua hydro là những chất làm cho sản phẩm có mùi khó chịu.
Như vậy quá trình oxy hóa làm ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm
trong quá trình làm khô và bảo quản tiếp theo. Nhưng nếu làm khô và bảo quản ở nhiệt độ thấp cũng như tìm các giải pháp để hạn chế sự tiếp xúc của hải sâm khô với oxy không khí thì chất lượng sản phẩm sẽ được cải thiện tốt hơn.
1.4.2.2. Sự đông đặc và biến tính protein [34]
Sự đông đặc và biến tính của protein phụ thuộc vào nguyên liệu, nếu nguyên liệu đã được gia nhiệt thì protein ít bị biến đổi vì đã bị biến đổi từ trước. Nguyên liệu đã ướp muối và điều kiện làm khô tốt thì protein cũng ít bị biến đổi.
Nhiệt độ là nhân tố ảnh hưởng chủ yếu đến chất lượng sản phẩm trong quá trình làm khô. Protein của nguyên liệu thủy sản chủ yếu là myosin và myogen. Ở điều kiện thường nhiệt độ đông đặc của chúng là 500C - 600C, nếu làm khô ở điều kiện bình
thường chúng đông đặc dần và biến đổi từ protein sợi cơ có tính hòa tan thành trạng
thái keo kết tủa mất tính đàn hồi của cơ thịt. Điều này làm ảnh hưởng tới khả năng hút
nước phục hồi trở lại của sản phẩm khô sau khi sấy.
1.4.2.3. Sự biến đổi thành phần của chất ngấm ra
Trong quá trình làm khô thành phần của chất ngấm ra biến đổi nhiều. Đặc biệt
là nguyên liệu tươi đem làm khô. Mùi vị của sản phẩm do nhiều nguyên nhân quyết định nhưng trong đó thành phần của chất ngấm ra đóng vai trò quan trọng.
Trong quá trình sấy do enzyme và vi sinh vật hoạt động phân hủy một số chất
ngấm ra làm cho hàm lượng của chúng giảm xuống, quá trình làm khô càng dài thì sự
tổn thất của chất ngấm ra càng nhiều và làm cho mùi vị của sản phẩm càng giảm. Vì vậy làm khô nhanh chóng là biện pháp hữu hiệu để giảm bớt tổn thất của chất ngấm ra.
1.5. TÌM HIỂU VỀ BẢO QUẢN LẠNH [1] 1.5.1. Khái niệm về lạnh 1.5.1. Khái niệm về lạnh
Con người cảm nhận nóng, ấm, mát lạnh theo chủ quan của mình. Cảm nhận
này có thể có sự sai khác đối với từng con người.
Còn đối với công nghệ chế biến bảo quản lạnh, mát lạnh, đông lạnh được phân
chia theo nhiệt độ và quy ước:
T0 = +200C ÷ +250C được gọi là mát.
T0 = 00C ÷ +200C được gọi là lạnh thường (vì không có đóng băng).
T0 < 00C được gọi là lạnh đông (nước bị đóng băng).
T0 = - 700C ÷ <00C được gọi là lạnh đông thường
T0 < - 700C được gọi là lạnh thâm độ
T0 = -2730C được gọi là lạnh tuyệt đối
Ở nhiệt độ lạnh thường xảy ra các hiện tượng co bề mặt của sản phẩm, tăng độ
nhớt của dịch bào, giảm hoạt độ nước, giảm hoạt động của enzyme phân giải, giảm
hoạt động của vi sinh vật làm chậm quá trình phát triển của vi sinh vật và làm giảm
khả năng sinh tổng hợp enzyme của chúng. Kết quả sản phẩm thực phẩm cũng kéo dài
được thời gian bảo quản, tuy nhiên thời gian bảo quản phụ thuộc vào nhiều yếu tố có
trong thực phẩm như pH, loại sản phẩm thực phẩm, hình thức chế biến.
1.5.2. Tác dụng của nhiệt độ thấp
Thông thường trong thực phẩm hiện tượng hư hỏng và thối rửa được làm nhanh lên do nhiệt và chậm đi do lạnh. Thật vậy, sự biến đổi của thực phẩm điển hình là thủy
sản tăng nhanh ở nhiệt độ cao (400C ÷500C) cho đến sự hư hỏng, ươn thối do hoạt hóa
của enzyme phân giải của bản thân thủy sản và của vi sinh vật. Chủ yếu và nguyên nhân