Thực phẩm đóng hộp_Bài 2 Chần, hấp, đun nóng nguyên liệu

QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU BẰNG NHIỆT
Trong quá trình chế biến đồ hộp thực phẩm, nhiều loại nguyên liệu cần được chế biến sơ bộ bằng nhiệt. Xử lý nhiệt có nhiều cách: chần (trụng), hấp, đun nóng, rán (chiên), cô đặc. Tùy theo loại sản phẩm mà chọn quá trình xử lý thích hợp hợp
I. CHẦN, HẤP, ĐUN NÓNG NGUYÊN LIỆU
1. Khái quát
– Trong quá trình chế biến đồ hộp, nhiều loại nguyên liệu trong chế biến sơ bộ bằng cơ học, cũng như trước khi cho vào bao bì được xử lý bằng nhiệt. Người ta nhúng nguyên liệu vào nước hay dung dịch, hay xử lý nguyên liệu bằng hơi nước, tùy theo tính chất nguyên liệu và yêu cầu chế biến, ở nhiệt độ 75 – 1000C, trong thời gian 3
– 15 phút.
– Các yều tố ảnh hưởng đến thời gian chần, hấp, đun nóng: trong quá trình chần, hấp, đun nóng ngoài mục đích vô hoạt enzyme, còn phải đảm bảo chất lượng sản phẩm, nên thực phẩm phải được gia nhiệt nhanh. Do đó, việc lựa chọn nhiệt độ và thời gian phù hợp cho mỗi loại nguyên liệu có ý nghĩa rất quan trọng và thời gian gia nhiệt phụ thuộc vào các yếu tố:
• Loại nguyên liệu
• Kích thước nguyên liệu
• Nhiệt độ gia nhiệt
• Phương thức gia nhiệt
– Sau khi chần, hấp xong cần làm nguội nhanh.
– Hấp thì tổn thất chất dinh dưỡng ít hơn chần, nhưng trong thực tế sản xuất, người ta thường chần vì thao tác thuận tiện, thiết bị đơn giản, truyền nhiệt tốt hơn khi hấp

2. Mục đích
Chần hấp nguyên liệu nhằm các mục đích:
– Đình chỉ các quá trình sinh hóa xảy ra trong nguyên liệu, giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc ít bị biến đổi
Đối với nguyên liệu thực vật, dưới tác dụng của enzyme peroxidase, polyphenoloxidase trong các nguyên liệu thường xảy ra quá trình oxy hóa các chất chát, tạo thành flobafen có màu đen. Chần, hấp, đun nóng làm cho hệ thống enzyme đó bị phá hủy nên nguyên liệu không bị thâm đen.
Đối với nguyên liệu động vật, quá trình chần, hấp làm cho quá trình phân giải bị đình chỉ. Nước chần nguyên liệu có thể được sử dụng làm nước rót hộp

– Làm thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi
Khi gia nhiệt, các nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hút nước sẽ trương nở, như đậu khô sau khi chần sẽ tăng thể tích gần 2 lần và khối lượng tăng 1,85 lần, nên khi thanh trùng sẽ chóng chín, dung dịch rót vào không bị hút nhiều. Với nguyên liệu giàu protid, do bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt, sẽ làm giảm thể tích và trọng lượng. Sự thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu sau khi gia nhiệt làm cho sản phẩm ổn định, đáp ứng các yêu cầu về tỉ lệ cái – nước và thành phần các cấu tử trong hộp.
– Giảm tỉ lệ tổn thất nguyên liệu và nâng cao hiệu suất chế biến
Đối với nguyên liệu thực vật, quá trình chần, hấp làm cho tinh bột bị hồ hóa, giúp nguyên liệu đàn hồi, khó gẫy vỡ khi xếp hộp. Mặt khác, khi chần protopectin thủy phân thành pectin hòa tan, làm cho việc bóc vỏ bỏ hạt nhanh và phế liệu ít. Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng (khi ép nước quả) hoặc dung dịch nước rót dễ ngấm vào nguyên liệu (trong sản xuất quả nước đường, mứt miếng, rau ngâm giấm)
Đối với nguyên liệu động vật, khi xử lý nhiệt thì colagen chuyển thành gelatin giúp cho quá trình tách thịt ra khỏi xương, da dễ dàng, do đó nâng cao hiệu suất chế biến.
– Đuổi khí có trong gian bào của nguyên liệu
Nhằm hạn chế tác dụng của Oxy xảy ra trong hộp, tránh phồng hộp, ăn mòn vỏ hộp sắt, oxy hóa vitamin…Chần còn làm giảm các chất có mùi vị không thích hợp như vị đắng (măng, cà tím) các hợp chất lưu huỳnh (rau cải, cải bắp, gia cầm)
– Làm cho rau quả có màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu
Khi chần trong dung dịch acid citric hoặc NaHSO3…những chất này sẽ phá hủy một số hợp chất màu, làm cho nguyên liệu có màu sáng hơn.
– Làm giảm lượng vi sinh vật bám trên bề mặt của nguyên liệu

Mặc dù xử lý ở nhiệt độ không cao lắm, với thời gian không dài, nhưng có thể tiêu diệt một số vi sinh vật kém chịu nhiệt bám trên bề mặt nguyên liệu.
3. Ảnh hưởng của quá trình chần, hấp đến chất lượng sản phẩm
3.1. Về dinh dưỡng
Trong quá trình chần, hấp, chất lượng sản phẩm giảm không nhiều. Sự mất mát chất dinh dưỡng thường do hòa tan hơn là bị biến đổi. Các chất khoáng, vitamin cũng như một số các cấu tử hòa tan bị hoà tan trong nước chần.
Lượng các cấu tử hòa tan phụ thuộc vào các yếu tố sau:
– Môi trường chất tải nhiệt (nước, hơi nước hay không khí nóng): quá trình hấp sẽ tổn thất chất hoà tan ít hơn chần, tuy nhiên cấu tạo thiết bị phức tạp và chi phí tốn kém hơn.
– Nhiệt độ, thời gian chần, hấp: nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài, sẽ tổn thất dinh dưỡng càng nhiều.

– Nồng độ chất tan có trong nước chần: nước chần chứa nhiều chất hữu cơ, chất tan sẽ ít hòa tan vào nước hơn (Nếu chần trong môi trường có chứa sẵn chất tan, thì chất tan trong nguyên liệu ít hòa tan vào nước chần hơn) Có thể chần trong dung dịch đường hoặc muối.
– Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần: diện tích tiếp xúc càng lớn,
tổn thất chất tan càng nhiều. Loại củ và hạt ít tổn thất chất tan hơn rau.
3.2. Về màu sắc
– Màu chlorophyl
Chlorophyl thường tồn tại ở 2 dạng: chlorophyl A và chlorophyl B. Trong đó chlorophyl A tương đối nhạy cảm với nhiệt hơn chlorophyl B. Chlorophyl biến đổi khi xử lý trong môi trường acid hoặc có oxy (chlorophyl có màu xanh biến đổi thành pheophytin có màu vàng xanh – vàng olive

– Màu caroten
Caroten tương đối bền nhiệt, vì vậy ít bị biến đổi trong qua trình chần, hấp. Mặt khác, trong quá trình tồn trữ, nguyên liệu được chần, hấp thì hàm lượng caroten lại ổn định hơn nguyên liệu không chần.
3.3. Về mùi vị
Các chất mùi thường hiện diện trong nguyên liệu là các hợp chất ester dễ bay hơi. Vì vậy, mùi vị giảm một ít sau khi chần, hấp.

3.4. Về cấu trúc
Một trong những mục đích của quá trình chần, hấp là làm mềm cấu trúc của rau quả, để tạo điều kiện dễ dàng khi cho vào bao bì hoặc tách vỏ, hạt ra khỏi thịt quả. Tuy nhiên, đối với một số sản phẩm thì quá trình chần, hấp, làm mềm cấu trúc không mong muốn. Mà một trong những nguyên nhân làm mềm cấu trúc là do protopectin biến thành pectin. Vì vây, để duy trì độ cứng của sản phẩm, ta có thể cho thêm CaCl2 vào nước chần, để tạo thành phức pectat calci.
4. Giới thiệu thiết bị chần, hấp
Thiết bị chần, hấp được phân loại theo các nguyên tắc
– Làm việc gián đoạn hay liên tục
– Trong chân không, áp suất thường hay áp suất cao
Thiết bị thường có một băng tải đặt trong thùng chứa nước hay phun hơi, hơi nước theo ống phun vào thùng hay phòng hấp, băng tải di chuyển với tốc độ sao cho khi qua thiết bị, nguyên liệu đã được chần đạt yêu cầu

II. RÁN (CHIÊN) NGUYÊN LIỆU
1. Khái quát
– Rán là cho nguyên liệu vào trong dầu ở nhiệt độ cao. Dầu dùng để rán nguyên liệu có thể là dầu lạc, dầu bông, dầu hướng dương, dầu đậu nành, dầu cọ, dầu olive… Đối với thịt, có thể dùng mỡ động vật để rán.
– Trong sản xuất đồ hộp, rán được dùng khi chế biến rau rán làm gia vị, chế biến các loại đồ hộp cá, thịt sauce (sốt) cà chua…
2. Mục đích
Rán nguyên liệu trong sản xuất đồ hộp nhằm các mục đích:
– Tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.
– Tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

– Tiêu diệt hệ thống men và vi sinh vật.
3. Quá trình rán
3.1. Yêu cầu và tính chất của dầu mỡ dùng để rán
Có thể dùng dầu hoặc mỡ, nên dùng dầu đã tinh chế.
Dầu rán phải đạt các yêu cầu sau:
– Mùi vị: không ôi, khét, có mùi đặc trưng.
– Màu sắc: trong, sáng, không lắng cặn.
– Lượng ẩm và các chất bay hơi không quá 0.3 %.
– Chỉ số acid của dầu < 0.2.
3.2. Phương pháp rán
*Giai đoạn rán: Phải tiến hành rán đúng chế độ:
– Đối với rau, nhiệt độ rán : 120 – 1600C.
– Đối với thịt cá, nhiệt độ rán: 140 – 1800C.
Thời gian rán 5 – 20 phút, thay đổi tùy theo loại nguyên liệu, nhiệt độ lò rán và lượng nguyên liệu đưa vào rán.
Nguyên liệu cho vào rán phải đồng đều và phải ngập hẳn trong dầu. Lớp nguyên liệu phải thấp hơn mặt thoáng của dầu từ 5 – 10 cm. Trong quá trình rán, phải kiểm tra chất lượng của dầu. Khi chỉ số acid của dầu lớn hơn 4 thì phải thay dầu, nhưng nếu chưa có mùi ôi khét, màu chưa tối thẫm thì cho phép tiếp tục rán, nhưng không cho phép chỉ số acid vượt quá 5.
*Giai đoạn làm nguội:
Nguyên liệu sau khi rán được làm nguội ngay đến nhiệt độ 35 – 400C, có thể làm nguội bằng các phương pháp sau:
– Phương pháp đơn giản nhất là dùng quạt gió, không khí lưu thông làm nguội nguyên liệu. Với phương pháp này, dây chuyền sản xuất có thể bị gián đoạn và vi sinh vật trong không khí lại xâm nhập vào sản phẩm.
– Làm nguội nguyên liệu rán trong thiết bị chân không, với áp suất từ 700 – 710mmHg. Nguyên liệu được làm nguội nhanh tới 35 – 400C chỉ trong vài phút. Với phương pháp này đảm bảo dây chuyền sản xuất liên tục, không sợ nhiễm vi sinh vật vào sản phẩm.
– Ngoài ra còn làm nguội nguyên liệu bằng cách nhúng vào dầu nguội. Phương pháp này rút ngắn được thời gian rất nhiều, vì hệ số truyền nhiệt từ sản phẩm đến dầu lớn gấp 40 – 50 lần hệ số truyền nhiệt từ sản phẩm đến không khí. Phương pháp này có nhược điểm là hàm lượng chất béo trong nguyên liệu sau khi làm nguội cao, chỉ thích hợp cho sản phẩm cá ngâm dầu.
4. Độ rán

Người ta xác định chất lượng rán và thời điểm ngừng rán bằng hình thức bên ngoài, mùi vị sản phẩm và bằng độ rán. Trong đánh giá độ rán, người ta đánh giá bằng 2 độ rán: Độ rán biểu kiến và độ rán thực tế.

– Độ rán biểu kiến: Chỉ tỉ lệ nguyên liệu giảm đi sau khi rán, so với nguyên liệu trước khi rán. Được xác định theo công thức:

Với A : Trọng lượng nguyên liệu trước khi rán (kg).
B : Trọng lượng nguyên liệu sau khi rán (kg).
Độ rán biểu kiến được dùng để kiểm tra hay tính toán các chỉ tiêu, định mức kinh tế kỹ thuật và tính năng suất thiết bị.

– Độ rán thực tế: Chỉ lượng nước bay hơi trong nguyên liệu sau khi rán. Độ rán thực tế bằng tổng độ rán biểu kiến với lượng dầu đã thấm vào nguyên liệu.

Với m : Tỉ lệ dầu hút vào sản phẩm (%)
Độ rán thực tế chỉ được sử dụng trong các quá trình tính nhiệt.
Độ rán biểu kiến luôn thấp hơn độ rán thực tế, vì trong khi rán một phần nước đã bốc hơi nhưng nguyên liệu lại hút một phần dầu rán vào. Độ rán biểu kiến luôn thấp hơn độ rán thức tế, vì trong khi rán thì một phần nước bốc hơi nhưng nguyên liệu lại hút một phần dầu rán vào.
Lượng dầu thấm vào sản phẩm trung bình 7 – 13%
Độ rán biểu kiến trung bình 30 – 53%
Độ rán thực tế trung bình 41 – 64%
5. Những biến đổi trong quá trình rán
5.1. Biến đổi của nguyên liệu
– Protid trong nguyên liệu bị biến tính. Rau chứa ít protid nên khi đông, protid chuyển thành dạng hạt rời, rồi phân hủy thành dạng bông. Sự biến đổi của protid bắt đầu ở nhiệt độ 30 – 35oC, và tốc độ tăng dần theo nhiệt độ, ở nhiệt độ 60 – 65oC thì protid đã bị biến tính. Các protid mất tính tan, các phân tử protid chứa S bị cắt đứt, giải phóng H2S.
– Glucid bị biến đổi, đường và tinh bột ở lớp bề mặt bị caramel hóa. Protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan, làm rau rán trở nên mềm.
– Chlorophyl chuyển thành pheophytin, caroten ít bị phân hủy, nhưng lại tan nhiều trong dầu nóng làm cho dầu có màu da cam. Các chất hữu cơ hòa tan và các vitamin hòa tan trong chất béo đều chuyển vào dầu. Vitamin B1, B2 tổn thất ít. Vitamin C bị phá hủy 7 – 18%. Các ester và các chất thơm bay hơi cũng bị tổn thất khi rán.
– Nước thoát ra làm tăng nồng độ chất khô.
5.2. Biến đổi của dầu
Trong quá trình rán, do tác dụng của nhiệt độ cao và thời gian dài, do tác dụng của nước thoát ra từ nguyên liệu và do dự hòa lẫn các chất glucid, protid, lipid, tạo hành nhũ tương, do tiếp xúc với không khí trên mặt thoáng và với mặt truyền nhiệt, nên dầu bị biến tính
– Khi rán độ nhớt của dầu tăng do các chất dinh dưỡng trong nguyên liệu dịch chuyển vào dầu, dầu bị xẫm màu .
– Ở nhiệt độ cao, dầu tiếp xúc với hơi nước và oxy nên bị thủy phân và oxy hóa hành acid béo, glyceril, rồi thành các chất peroxide, aldehide, cetone (có mùi ôi khét) và acrolein (là chất lỏng, độc, khi rán bốc thành khói xanh thoát ra trên mặt thoáng của dầu làm cay mắt) theo sơ đồ sau:

Hiện nay, biện pháp chủ yếu để chống hiện tượng hư hỏng dầu trong khi rán là duy trì dầu rán trong lò rán với thời gian ngắn nhất. Người ta còn chống oxy hóa dầu bằng cách cho chất chống oxy hóa vào dầu rán.

6. Giới thiệu thiết bị rán
Thông thường thiết bị rán chỉ là 1 thùng chứa dầu, được đun nóng bằng đốt cháy nhiên liệu. Ngày nay, người ta đã thiết kế được thiết bị rán chân không, để hạn chế sự oxy hóa dầu, và ít gây biến đổi nguyên liệu rán.

III. CÔ ĐẶC
1. Khái quát
Cô đặc là làm bốc hơi nước của sản phẩm bằng cách đun sôi.
Quá trình cô đặc được sử dụng nhiều trong công nghiệp đồ hộp để sản xuất cà chua cô đặc, mứt, nước quả cô đặc, các loại soup khô, sữa đặc…
2. Mục đích
Cô đặc nhằm mục đích:
– Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm, làm tăng độ sinh năng lượng của thực phẩm.
– Kéo dài thời gian bảo quản (vì hạn chế vi sinh vật phát triển do ít nước, áp suất thẩm thấu cao).
– Giảm được khối lượng vận chuyển.
3. Các yếu tố kỹ thuật của quá trình cô đặc thực phẩm
Quá trình cô đặc thực phẩm có 3 thông số cơ bản: nhiệt độ sôi, thời gian sản phẩm lưu lại trong thiết bị (thời gian cô đặc) và cường độ bốc hơi.

3.1. Nhiệt độ sôi
– Khi tiến hành một quá trình cô đặc thực phẩm người ta đun nóng khối sản phẩm tới nhiệt độ sôi. Nước trong sản phẩm bốc hơi cho đến khi nồng độ chất khô đã đến nồng độ yêu cầu thì ngừng quá trình cô đặc và cho sản phẩm ra khỏi thiết bị.
– Nhiệt độ sôi của sản phẩm phụ thuộc áp suất hơi ở trên bề mặt, nồng độ chất khô và tính chất vật lý, hóa học của sản phẩm.

Khi áp suất hơi trên bề mặt của sản phẩm càng thấp thì nhiệt độ sôi của sản phẩm càng thấp. Vì vậy việc tạo độ chân không trong thiết bị cô đặc sẽ giảm được nhiệt độ sôi của sản phẩm. Hay nói cách khác là điều chỉnh nhiệt độ sôi bằng cách thay đổi độ chân không.

– Nhiệt độ sôi thấp thì tính chất của thực phẩm ít bị biến đổi như sinh tố ít bị tổn thất, màu sắc ít bị biến đổi, mùi thơm cũng ít bị bay hơi. Nhiệt độ sôi thấp còn làm giảm tốc độ ăn mòn và kéo dài thời gian bền của vật liệu làm thiết bị cô đặc.
3.2. Thời gian cô đặc
– Là thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị cô đặc cho sự bốc hơi nước ra khỏi nguyên liệu để đạt đến độ khô yêu cầu.
– Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường độ bốc hơi của sản phẩm. Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục và sản phẩm có cường độ bốc hơi lớn thì thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị càng ngắn.
3.3. Cường độ bốc hơi
Cường độ bốc hơi của sản phẩm phụ thuộc cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi nóng và sản phẩm bốc hơi. Cường độ trao đổi nhiệt được đặc trưng bằng hệ số truyền nhiệt của quá trình cô đặc. Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường độ bốc hơi càng cao.
4. Biến đổi của thực phẩm trong quá trình cô đặc
+ Biến đổi vật lý
Thực phẩm cô đặc là một hệ của nhiều chất hòa tan như đường, acid, muối, còn chứa cả các chất không tan như tinh bột, cellulose ở trạng thái huyền phù. Khi cô đặc, dung môi bay hơi, nồng độ chất hòa tan tăng dần, nhiệt độ sôi, độ nhớt, khối lượng riêng tăng, nhưng hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng không khí còn lại trong gian bào và hòa tan trong sản phẩm cũng giảm.
+ Biến đổi hóa học
– Các loại đường trong rau quả, do chịu tác dụng của nhiệt độ cao ở bề mặt truyền nhiệt của thiết bị cô đặc, nên bị caramel hóa. Hiện tượng caramel hóa tạo ra các sản phẩm có màu đen và vị đắng làm sản phẩm có chất lượng kém. Ở nhiệt độ 95oC, đường khử có thể bị caramel hóa. Ở nhiệt độ 160oC, quá trình caramel hóa xảy ra mạnh. Ở 160oC, saccharose loại 1 phân tử nước tạo ra glucosan và fructosan. Ở 185 – 190oC, glucosan kết hợp với fructosan tạo thành isosaccharosan. Tiếp tục, 2 phân tửisosaccharosan kết với nhau, loại 2 phân tử nước tạo thành caramelan. Caramelan lại kết hợp với isosaccharosan, loại 3 phân tử nước tạo thành caramelen. Khi nhiệt độ tăng cao trên 200oC tạo thành caramelin (mất tính hòa tan) Sơ đồ phản ứng caramel hóa như sau:

– Hiện tượng xẫm màu còn do phản ứng giữa protein (nhóm –NH2) và đường khử (nhóm –CHO) tạo các melanoidin.
– Tinh bột sẽ bị hồ hóa. Pectin bị phân hủy nên giảm tính tạo đông trong nấu mứt
– Các chất thơm và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị của sản phẩm.
– Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm do tác dụng của nhiệt độ cao. Do đó để tránh tổn thất vitamin, ta dùng thiết bị cô đặc chân không.

5. Giới thiệu thiết bị cô đặc
Cô đặc có thể dùng loại thiết bị hở hoặc thiết bị cô chân không.
+ Thiết bị cô đặc hở (làm việc ở áp suất thường): thường dùng để nấu mứt…
+ Thiết bị cô đặc chân không: thường dùng để cô đặc cà chua, nước quả…
Thiết bị cô chân không có loại 1 nồi hoặc nhiều nồi, nhưng loại nhiều nồi có ưu điểm hơn loại một nồi:

– Tiết kiệm hơi vì dùng được hơi thứ và tổn thất ít hơi.
– Chất lượng sản phẩm tốt vì cô đặc liên tục, nhiệt độ sôi thấp, thời gian cônhanh.