Chương 5 lạnh đông rau quả

Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.1 Giới thiệu
Lạnh đông là quá trình hạ nhiệt độ của nguyên liệu nhỏ hơn nhiệt độ
kết tinh của nước; một phần nước trong nguyên liệu sẽ chuyển pha từ
lỏng sang rắn
Phương pháp bảo quản (hạn chế
sự hoạt động của các enzyme,
vi sinh vật)
• Nhiệt độ thấp
• Giảm aw
Giữ được các tính chất ban đầu
của nguyên liệu (màu sắc,
hương vị, giá trị dinh dưỡng,…)
Thời gian bảo quản dài (từ 6
tháng đến > 1 năm) nếu đáp
ứng được yêu cầu điều kiện bảo
quản (-18oC)
Được sử dụng để hỗ trợ các
quá


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.1 Giới thiệu

Effect of the air-blast and cryogenic freezing treatments on raspberries.
Frozen- thawed raspberries after 2 months storage. Air temperatures of
65 and 60 C to achieve 0.70, 0.65, 0.60 g of water g À1 of fruit. Osmotic
dehydration plus air drying (OD ỵ AD).


Chương 5: Lạnh đơng rau quả

5.1 Giới thiệu

• Nhiệt độ đóng băng của nước tinh khiết tại P=1at là 0oC
• Tỉ trọng giảm
• Thể tích tăng


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.1 Giới thiệu
Loại thực
phẩm
Trái cây
Rau

Hàm lượng nước
(%)

Điểm đơng đặc (oC)

87-95
78-92

-0.9 ÷ -2.7
-0.8 ÷ -2.8

Sữa

87

Trứng

74

Thịt

55-70

0.5
0.5
-1.7 ÷ -2.2

Cá

65-81

-0.6 ÷ -2.0

Độ ẩm nguyên liệu


Thành phần hóa học của nguyên liệu (đường, acid,…)


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.2 Các giai đoạn của q trình lạnh đơng
A

B

C

D

Giai đoạn 1 (AB): giai đoạn làm lạnh, nhiệt độ ban đầu của vật liệu hạ đến nhiệt độ
kết tinh của nước, nhiệt độ tiếp tục hạ xuống dưới nhiệt độ kết tinh (gđ quá lạnh),
nước vẫn chưa chuyển pha, bắt đầu hình thành mầm tinh thể
Giai đoạn 2 (BC): giai đoạn kết tinh, các tinh thể lớn dần về kích thước, nhiệt độ
vật liệu tăng lên trở lại bằng nhiệt độ kết tinh, chuyển pha của nước
Giai đoạn 3 (CD): giai đoạn cân bằng nhiệt, nhiệt độ của vật liệu gần với nhiệt
độ môi


trường


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.2 Các giai đoạn của q trình lạnh đơng

 Các mầm tinh thể sẽ bắt đầu xuất hiện ở bên ngoài và ở các
khoảng trống giữa các tế bào (gian bào)
 Nước kết tinh làm cho nồng độ chất tan
 Nồng độ chất tan tăng, dẫn đến nhiệt độ kết tinh giảm


Chương 5: Lạnh đơng
5.3 Phân loại q trình lạnh đơng
Lạnh đơng rau quả là q trình hạ nhiệt độ tâm của ngun liệu xuống
<18oC (thơng thường là -35 ÷ -25oC)
Lượng nước
Nhiệt độ sản

• L
ạnh đơng chậm (0.2-0.5 cm/h, 15-20 h)
• Lạnh đơng nhanh (1-3 cm/h; 30 phút-3 h)
• Lạnh đơng cực nhanh (10 cm/h; 5-10
phút)

phẩm (oC)

đóng băng
(%)

-1
-1.5

0
8

-2

52.4

-3

66.5

-4

73

-5

-10

76.
7
84.3

-14

86.9

-18

88.4

-20

89

-26

90

-30

90.3

-36

90.5

Chương 5: Lạnh đơng rau quả
5.3 Phân loại q trình lạnh đông
Ẩm dịch chuyển
từ không bào,
nguyên sinh chất
ra gian bào
Tinh thể nước đá có
kích thước lớn
Phá vỡ cấu trúc
tế bào

Ẩm kết tinh tại
chỗ Tinh thể đá
có kích
thước nhỏ
Khơng phá vỡ


cấu trúc tế bào


Chương 5: Lạnh đơng rau quả
5.3 Phân loại q trình lạnh đông

Ice crystal morphology diagram illustrating the shapes (habit)
of ice crystals as a function of both ambient temperature and
ice supersaturation

Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.4 Các biến đổi của sản phẩm
• Sự mất nước
Do sự chênh lêch áp suất riêng
phần của hơi nước, nhiệt độ của bề
mặt sản phẩm và môi trường lạnh
đông
Nước ở bề mặt sản phẩm bị bay hơi,
bề mặt sản phẩm bị khô, nhăn

Hiện tượng cháy lạnh


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.4 Các biến đổi của sản phẩm
• Sự thay đổi cấu trúc
 Màng tế bào bị phá hủy: các
khoảng trống hình thành
khi rã đơng, giải phóng
enzyme
pectin
methylesterase
 Sản phẩm bị chảy nước, mất
hình dạng, mềm
 Thể tích tăng tùy thuộc
vào phương pháp lạnh
đơng


Chương 5: Lạnh đông rau quả

5.4 Các biến đổi của sản phẩm
• Sự biến đổi hóa học
 Màng tế bào bị phá hủy: giải
phóng các enzyme hóa nâu
 Sự phá hủy các hợp chất màu,
 Sự suy giảm của các hợp
chất
vitamin
C,
carotenoid, polyphenol
 Protein bị biến tính
 Các chất béo bị oxy hóa


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.4 Các biến đổi của sản phẩm
• Sự biến đổi vi sinh


Ưa nóng (min: 30–40ºC, opt: 55–65ºC)

 Ưa ấm (min: 5–10ºC, opt: 30–40ºC)
 Chịu lạnh (min: 0–5ºC, opt: 20–30ºC)
 Ưa lạnh (min: 0–5ºC, opt: 12–18ºC).
Các vi sinh vật bị tiêu diệt, bất hoạt
Nấm men, nấm mốc vẫn tồn tại sự sống và có thể hoạt động
trở lại sau khi rã đông


Chương 5: Lạnh đông rau quả

5.5 Tiền xử lý trước khi lạnh đơng






Chần:
Giảm hoặc loại bỏ khơng khí trong gian bào giảm hiện
tượng oxy hóa trong q trình cấp đơng và bảo quản
lạnh đông Bất hoạt enzyme
Giảm vi sinh vật
Sử dụng hóa chất:
Ngâm nguyên liệu trong dung dịch chứa Vitamin C,
hợp chất lưu huỳnh (hạn chế hoạt động của enzyme
PPO)
Sử dụng các muối calcium
Tác nước thẩm thấu:
h
Sử dụng dung dich 20-65% sucrose hoạc glucose,
fructose,…giúp loại bỏ một phần nước tự do, giảm
lượng tinh thể hình thành, tế bịa ít bị phá vỡ




Làm lạnh sơ bộ xuống nhiệt độ 4-6oC


Chương 5: Lạnh đông rau quả

5.5 Tiền xử lý trước khi lạnh đơng
 Bao gói:
Hạn chế ngun liệu tiếp xúc với oxy khơng khí, hạn chế
sự thốt nước trên bề mặt, tránh hiện tượng cháy lạnh


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.6 Phương pháp lạnh đông
 Lạnh đơng bằng thổi khí:
Ưu điểm: linh hoạt, có thể áp dụng cho nhiều loại sản phẩm có
hình
dạng kích thước khác nhau
Phân loại:
• Tủ đơng liên tục: Sản
phẩm được đặt trên xe
đẩy hoặc trên các băng tải
và di chuyển dần vào tủ
đơng. Luồng khí có thể được
cấp cùng chiều hoặc ngược
chiều với hướng di chuyển
sản phẩm


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.6 Phương pháp lạnh đông
 Lạnh đơng bằng thổi khí
• Tủ đơng theo mẻ: Sản

phẩm được xếp đồng đều
trên các kệ trên xe đẩy.

Sau đó, xe đẩy sẽ được
đưa vào phòng, sắp xếp
đồng đều và lấp đầy
phịng lạnh đơng


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.6 Phương pháp lạnh đông
 Lạnh đông bằng các tấm tải nhiệt:
Sản phẩm mang đi cấp đơng phải có độ dày đồng đều và bề
mặt nhẵn hoặc được bao gói sẵn
Phân loại:
Tủ đơng dạng tấm nằm ngang

Tủ đông dạng tấm nằm dọc


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.6 Phương pháp lạnh đông
 Lạnh đông bằng dung dịch lỏng:
Sản phẩm tiếp xúc trực tiếp (ngâm hoặc phun) với chất
làm lạnh (sodium chloride solutions, glycol và glycerol
solutions, alcohol solutions), làm lạnh nhanh; phù hợp với
các sản phẩm còn nguyên vỏ


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.6 Phương pháp lạnh đông


Lạnh đông trong tác nhân lạnh sôi:

Sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với khí lỏng nito hay CO2, làm
lạnh nhanh; kích thước nhỏ do khơng cần máy nén, bình
ngưng hay bộ phận làm mát; tuy nhiên chi phí cao (gấp 4
lần phương pháp thổi khí)


Chương 5: Lạnh đông rau quả
5.7 Rã đông (tan giá, làm ấm)




Là quá trình tăng nhiệt độ từ nhiệt độ ban đầu của sản
phẩm lạnh đông lên đến nhiệt độ tan băng, sau đó nâng lên
đến gần bằng nhiệt độ mơi trường
Q trình cần diễn ra một cách từ từ, nhiệt độ môi trường
không quá cao (hạn chế sự hoạt động trở lại của enzyme, vi
sinh vật); sản phẩm có thời gian tái hấp thu độ ẩm