Cô g g ệ sau t u oạc Công nghệ sau thu hoạch Bảo quản lạnh
ồ
ThS. Lương Hồng Quang Khoa Công nghệ Thực phẩm, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
Làm lạnh và bảo quản lạnh Làm lạnh và bảo quản lạnh (cid:96) Khái niệm:
ổ
ẩ
(cid:96) Phương pháp kéo dài tuổi thọ của thực phẩm
(cid:96) Giảm nhiệt độ (cid:96) Không ngăn chặn triệt để các quá trình hư hỏng thực (cid:96) Không ngăn chặn triệt để các quá trình hư hỏng thực
phẩm
(cid:96) Khoảng nhiệt độ
T
l
i
l
)
(
(cid:96) Trữ mát (cool storage): 16 ÷ -2oC (Các loại rau, quả) ) 6 ( (cid:96) Trữ lạnh: 7 ÷ 4.5oC
(cid:96) Mục đích (cid:96) Mục đích
(cid:96) Ngăn chặn vi sinh vật phát triển
p
(cid:96) Nhiệt độ cho đa số vi sinh vật phát triển > 10oC (cid:96) Giảm thiểu sự hư hỏng do enzyme và phi enzyme (cid:96) Duy trì chỉ tiêu ngoại quan của thực phẩm (màu sắc, tươi)
Bảng 1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến thời gian bảo quản Ảnh hưởng nhiệt độ đến thời gian bảo quản
Thời gian bảo quản (ngày) Loại thực phẩm p 0oC 0oC 22oC 22oC 38oC 38oC
Thịt gia súc 6-10 1 <1
Cá Cá 2 7 2-7 1 1 <1 <1
Thịt gia cầm 5-18 1 <1
Thịt, cá khô ≥1000 ≥350 ≥100
Trái cây 2-180 1-20 1-7
Trái cây (sấy khô) ≥1000 ≥350 ≥100
Rau ăn lá l 3-20 1-7 1-3
Củ, rễ 90-300 7-50 2-20
Nguồn: John M. Krochta, UCDavis
Hạt (sấy khô) Hạt (sấy khô) ≥1000 ≥1000 ≥350 ≥350 ≥100 ≥100
ấ
Yêu cầu trong bảo quản lạnh Yêu cầu trong bảo quản lạnh (cid:96) Duy trì, kiểm soát nhiệt độ thấp (±1oC) hiệt độ l h để là
“Cung cấp nhiệt độ lạnh để làm mát nhiệt độ sản phẩm và “C à
át hiệt độ ả
hẩ
môi trường bảo quản ban đầu đến nhiệt độ bảo quản lạnh thích hợp”. (cid:96) Nhiệt từ sản phẩm (bao gồm nhiệt do sản phẩm sinh ra) (cid:96) Các nguồn sinh nhiệt khác như nhân công, đèn, nhiệt độ môi
trường
(cid:96) Nhiệt hấp thu qua các bức tường kho bảo quản (cid:96) Kiểm soát không khí và ẩm độ tương đối
l
L
khô
khí đủ tá h hiệt khỏi th
hẩ
(cid:96) Lưu lượng không khí đủ tách nhiệt khỏi thực phẩm (cid:96) RH cao (cid:198) mốc phát triển; RH thấp (cid:198) SP mất nước (cid:96) Mỗi thực phẩm có chế độ bảo quản tối ưu riêng (cid:96) Mỗi thực phẩm có chế độ bảo quản tối ưu riêng (cid:198) Kết hợp phương pháp điều chỉnh khí quyển, bao gói, bao
màng, UV trong bảo quản lạnh.
Bảng 2 Nhiệt sinh ra từ sự hô hấp rau, quả Nhiệt sinh ra từ sự hô hấp rau quả
Btu/tấn/ngày Loại rau quả q 4.4oC 4 4oC 16oC 16oC 0oC 0oC
Táo 500-900 1100-1600 3000-6800
Đậu Đậu 4400 4400 7700 7700 20500 20500
Bắp cải 3000 4700 12600
Cà rốt - 4300 8700
Cần tây 1600 2400 8200
Bắp - 17100 35800
hHành 4200 6200 19600
Cam 400-1100 800-1600 2800-5200
Đào Đào 900-1400 900-1400 1400-2000 1400-2000 7300-9300 7300-9300
Lê 700-1500 1100-2200 3300-13200
Khoai tây - 1300 2600
2700-3900 3600-7300 15600-20300
Dâu tây Nguồn: John M. Krochta, UCDavis
Bảng 2 (tt) Nhiệt sinh ra từ sự hô hấp rau, quả Nhiệt sinh ra từ sự hô hấp rau quả
Btu/tấn/ngày Loại rau quả q 0oC 0oC 4.4oC 4 4oC 16oC 16oC
Cà chua xanh - 1540 4500
Cà chua chín Cà chua chín - 3100 3100 5900 5900
Đậu Hà Lan 8500 - 25700
Nguồn: John M. Krochta, UCDavis
Rau bina - 10100 39300
Bảng 3 Thời gian, chế độ bảo quản một số loại rau quả Thời gian chế độ bảo quản một số loại rau quả
RH(%) T(oF) Sản phẩm TG bảo quản quản
Hành 32 70-75 6-8 tháng Freezing Hàm point (oF) lượng H2O point ( F) lượng H2O 87.5 30.1
45 85-90 90.8 30.1 Đu đủ 2-3 tuần
32-40 85 - 13.5 - Bắp, bắp rang
Rau bina Rau bina 32 32 90-95 90 95 10-14 ng. 10 14 ng 92.7 92 7 31.3 31 3
32-40 65-75 6-9 tháng 12.0 30.9 Ớt khô
50-60 50 60 85-90 85 90 - 29.1 29 1 3-4 tuần 3 4 tuần Dứa (thơm)
40-45 85-90 2-4 85.3 29.7 Dứa chín
i 32 - 74.0 27.0 1 tuần Thịt Thịt gia cầm
Nguồn: John M. Krochta, UCDavis
Khoai tây 38-50 85-90 - 77.8 29.8
Lạnh đông và trữ đông Lạnh đông và trữ đông (cid:96) Khái niệm
(cid:96) Phương pháp ngăn chặn sự hư hỏng thực phẩm (ít thay (cid:96) Phương pháp ngăn chặn sự hư hỏng thực phẩm (ít thay
đổi về chất lượng) bằng cách hạ nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ đóng băng của nước trong thực phẩm.
(cid:96) Khoảng nhiệt độ (cid:96) Khoảng nhiệt độ
(cid:96) Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm bắt đầu ~ -2oC (cid:96) Nhiệt độ trữ đông: <-18oC
(cid:96) Mục đích
(cid:96) Ngăn chặn hoạt động vi sinh vật
(cid:96) Hoạt động vsv không xảy ra ở môi trường đóng băng (cid:96) Hoạt động vsv không xảy ra ở môi trường đóng băng (cid:96) T<-10oC: vsv không phát triển, tiêu diệt dần hoạt động sống
của vsv. Nhưng vsv có thể phát triển nhanh nếu quá trình rã đông không tốt.
(cid:96) Ngăn chặn quá trình hư hỏng do enzyme và phi enzyme (cid:96) Thời gian bảo quản lâu (tháng, năm)
Nhiệt độ đóng băng của một số thực phẩm Nhiệt độ đóng băng của một số thực phẩm
Loại thực phẩm Hàm lượng nước (%) Điểm đóng băng (oC)
Rau R 78-92 78 92 -0.8÷-2.8 0 8 2 8
87-95 -0.9÷--2.7 Quả
55 70 55-70 1.7 2.2 -1.7÷-2.2 Thịt Thịt
Cá 65-81 -0.6÷-2.0
87 -0.5 Sữa
74 -0.5 Trứng
ả
Bảng 4 Nhiệt độ và thời gian bảo quản một số thực phẩm Nhiệt độ à thời
ột ố th
hẩ
bả
i
Thời gian bq Sản phẩm
~0.1% H2O -18oC 18oC -12oC 12oC ~10% H2O -6.7oC 6 7oC
27 tháng (th) 10 th 4 th Nước cam (T)
Đào Đào 12 th 12 th <2 th <2 th 6 ngày (ng) 6 ngày (ng)
Dâu tây 12 th 2.4 th 10 ng
Cauliflower 12 th 2.4 th 10 ng
11-12 th 3 th 1 th Hạt đậu (tươi)
11-12 th 3 th 1 th Đậu Hà Lan
Rau bina 6-7 th <3 th 3 tuần (tu) ầ
27 th 15.5 th <8 th Thịt gà đóng bao
Gà chiên Gà chiên <3 th <3 th <30 ng <30 ng <18 ng <18 ng
13-14 th 5 th <2 th Thịt bò
10 th <4 th <1.5 th Thịt heo
3 th 2.5 th <1.5 th
Cá phi-lê Nguồn: John M. Krochta, UCDavis
Nhiệt độ bảo quản với chất lượng sản phẩm Nhiệt độ bảo quản với chất lượng sản phẩm
-5oC -20oC
)
100
%
(
m m ẩ h p n 50ả 50 s g n ợ ư l t ấ h C 0
0 0 1 1 2 2 3 3 4 4
Thời gian bảo quản (tháng)
Đường cong làm lạnh và lạnh đông Đường cong làm lạnh và lạnh đông
Nguồn: John M. Krochta, UCDavis
Một số khái niệm Một số khái niệm (cid:96) Tải trọng làm lạnh sản phẩm (product
f i
refrigeration load) l d) ti “Cung cấp nhiệt độ lạnh để làm mát nhiệt độ sản phẩm và môi trường bảo quản ban đầu (Ti) đến nhiệt độ bảo và môi trường bảo quản ban đầu (Ti) đến nhiệt độ bảo quản lạnh thích hợp (Ts)”. (cid:96) Nhiệt cảm biến (sensible heat)
Là lượng nhiệt sinh ra có thể làm tăng/giảm nhiệt độ của một chất mà không làm thay đổi pha chất đó.
ifi h t
iê
(
(cid:96) Nhiệt dung riêng (specific heat capacity) Nhiệt d it ) Lượng nhiệt cần để nâng nhiệt độ của một chất
(cid:96) 1Btu/(lb oF) hoặc 1cal/(g oC) hoặc 4 2J/(g oK) đối với nước (cid:96) 1Btu/(lb F) hoặc 1cal/(g C) hoặc 4.2J/(g K) đối với nước (cid:96) 0.48Btu/(lb oF) hoặc 0.48cal/(g oC) hoặc 2J/(g oK) đối với
nước đá.
Một số khái niệm (tt) Một số khái niệm (tt)
(cid:96) Ẩn nhiệt (Latent heat)
Là lượng nhiệt làm thay đổi pha của một chất mà
không thay đổi nhiệt độ.
Ẩ(cid:96) Ẩn nhiệt hóa hơi (Latent heat of evaporation)
Là lượng nhiệt phải thêm vào để chuyển trạng thái lỏng
d
t h t f
t lli
ti
sang dạng bốc hơi bố h i (cid:96) 1000Btu/lb hoặc 539cal/g hoặc 2257J/g đối với nước (cid:96) Ẩn nhiệt hóa rắn (Latent heat of crystallization/Fusion) (cid:96) Ẩn nhiệt hóa rắn (L t ) /F i Là lượng nhiệt cần lấy ra để chuyển trạng thái lỏng
sang trạng thái rắn sang trạng thái rắn 144Btu/lb hoặc 80cal/g hoặc 334J/g đối với nước
ifi h t f f d
li
i
t
ắ
ẩ
Một số thuật ngữ và ký hiệu Một số thuật ngữ và ký hiệu (cid:96) Initial temperature (Ti): Nhiệt độ ban đầu (cid:96) Freezing temperature (Tf): Nhiệt độ đóng băng (cid:96) Freezing temperature (Tf): Nhiệt độ đóng băng (cid:96) Storage temperature (Ts): Nhiệt độ bảo quản (cid:96) Weigh of food (W): Khối lượng thực phẩm S (cid:96) Specific heat of food with water in liquid state (CL) id t t (C ) ith Nhiệt dung riêng của thực phẩm (trạng thái lỏng) (cid:96) Specific heat of food with water in solid state (CS) Nhiệt dung riêng của thực phẩm (trạng thái rắn)
(cid:96) Latent heat of fusion of food (hf) Ẩn nhiệt hóa lỏng của thực phẩm g (cid:96) Average respiration rate of food (hr) Tốc độ hô hấp trung bình của thực phẩm g p
( ) (cid:96) Time of freezing process (t)
Thời gian làm lạnh đông
(cid:96) Product refrigeration load (HR)
Tải trọng làm lạnh sản phẩm
p
g
Đường cong làm lạnh và lạnh đông Đường cong làm lạnh và lạnh đông
Nguồn: John M. Krochta, UCDavis
Ảnh hưởng của quá trình lạnh đông Ảnh hưởng của quá trình lạnh đông
(cid:96) Nồng độ (Giảm nhiệt độ đóng băng)
(cid:96) VSV ưa lạnh phát triển, T>-10oC (cid:96) Enzyme hoạt động (cid:96) Nước ở trạng thái lỏng (cid:96) Tinh thể đá bị biến đổi
(cid:96) Lạnh đông chậm tạo tinh thể đá kích thước lớn (cid:198)
(cid:96) Tinh thể đá lớn ảnh hưởng đến thể nhũ
hể h
đế
phá vỡ cấu trúc tế bào Ti h hể đá lớ ả h h ở tương, bọt, và gel. (cid:96) Thực phẩm mất nước (cid:96) Thực phẩm mất nước
(cid:96) Nhiệt độ thấp làm mất nước từ thực phẩm
Biện pháp Biện pháp
(cid:96) Lạnh đông nhanh (cấp đông)
Rút ngắn thời gian nước tồn tại ở trạng thái lỏng Tạo tinh thể đá có kích thước nhỏ (cid:96) Nhiệt độ phù hợp trữ đông -18oC
Bất hoạt vsv, enzyme và phi enzyme (Có thể chần sản
ẩphẩm)
(cid:96) Hạn chế sự giao động nhiệt độ trữ đông (cid:96) Rã đông thích hợp
ể
ể
(cid:96) Rã đông trong ngăn mát tủ lạnh; nước đá, nước lạnh; sử dụng lò vi sóng (microwave) để giảm thiểu sự thay đổi về chất lượng.
Cấp đông- thời gian nhanh Cấp đông thời gian nhanh
Đông lạnh chậm Đông lạnh chậm
Cấu trúc thực phẩm thay đổi trong quá trình lạnh đông lạnh đông
70% nước
30% chất rắn
T < Tf
30% nước
40% nước đá
30% chất rắn
T = Tf - 5
65% nước đá
30% chất rắn
T << Tf
c ớ ư ư n % 5
Màu, mùi thực phẩm trong trữ đông Màu mùi thực phẩm trong trữ đông
Màu thực phẩm trong trữ đông Màu thực phẩm trong trữ đông
Sự mất nước và chất lượng thịt bò Sự mất nước và chất lượng thịt bò
ổ
ắ
Thay đổi màu sắc
Thoát hơi nước Thoát hơi nước (g/cm2)
ộ
ặ
,
;
nhỏ hơn 0,01 hỏ h 0 01
Màu đỏ, bề mặt còn ướt; có thể độ sáng g của màu giảm một ít
0,015 0,025 0 015 – 0 025
ẫ
Bề mặt trở nên khô hơn; vẫn còn hấp dẫn, nhưng màu hơi sẫm
0,025 – 0,035
,
,
Sẫm màu rất dễ nhận thấy; trở nên khô và dai và dai
0,05
Khô, chuyển dần sang màu đen
0,05 – 0,10
Màu đen
Phương pháp lạnh đông và thiết bị Phương pháp lạnh đông và thiết bị
(cid:96) Lạnh đông sử dụng không khí
(cid:96) Still-air freezer (cid:96) Air-blast freezer (cid:96) Fluidized-bed freezer
(cid:96) Hệ thống lạnh đông dạng nhúng (cid:96) Low-freezing-point-liquid freezer (cid:96) Cryogenic-liquid freezer
(cid:96) Hệ thống đông lạnh gián tiếp
(cid:96) Plate freezer (cid:96) Slush freezer
Yếu tố ảnh hưởng đến lạnh đông thực phẩm bởi chất tải lạnh (không khí, nitơ lỏng) bởi chất tải lạnh (không khí nitơ lỏng)
(cid:96) Tốc độ truyền nhiệt (Heat transfer rate) = h.A.ΔT (cid:96) h = hệ số truyền nhiệt giữa bề mặt thực phẩm và chất
tải lạnh A Diệ
hẩ h b
í h bề
ủ h
(cid:96) A = Diện tích bề mặt của thực phẩm hay bao gói ói (cid:96) ΔT = T(bề mặt thực phẩm) – T(chất tải lạnh)
Lạnh đông trực tiếp Lạnh đông trực tiếp
Lạnh đông gián tiếp Lạnh đông gián tiếp
Bộ môn Kỹ Thuật Thực phẩm – Khoa Công nghệ Thực phẩm
