Nguyên lý chế biến thực phẩm chương 2

Baỡi giaớng mọn hoỹc Caùc quaù trỗnh cồ baớn chóỳ bióỳn thổỷc phỏứm
Chổồng 2

NHặẻNG NGUYN LYẽ CN BAN TRONG CH BIN THặC PHỉM


1. Tờnh chỏỳt caớm quan vaỡ giaù trở dinh dổồợng cuớa thổỷc phỏứm............................................. 9
1.1. Tờnh chỏỳt caớm quan : ................................................................................................. 9
1.1.1. Cỏỳu truùc ............................................................................................................. 9
1.1.2. Muỡi vở ................................................................................................................ 9
1.1.3. Maỡu sừc.............................................................................................................. 9
1.2. Giaù trở dinh dổồợng :.................................................................................................... 9
2. Cỏn bũng vỏỷt chỏỳt vaỡ nng lổồỹng :............................................................................... 10
2.3. Cồ hoỹc lổu chỏỳt:........................................................................................................ 10
2.1. Thuớy tốnh : ............................................................................................................... 10
2.2. Thuớy õọỹng :.............................................................................................................. 10
3. Truyóửn nhióỷt : .............................................................................................................. 12
3.1. Dỏựn nhióỷt ................................................................................................................. 13
3.1.1. Thổỷc phỏứm....................................................................................................... 14
3.1.2. Vỏỷt lióỷu bao bỗ ................................................................................................. 14
3.1.3. Vỏỷt lióỷu caùch nhióỷt........................................................................................... 14
3.2. ọỳi lổu nhióỷt............................................................................................................ 14
3.3. Truyóửn nhióỷt ồớ traỷng thaùi khọng ọứn õởnh do dỏựn nhióỷt vaỡ õọỳi lổu ...........................18
3.4. Nguọửn nhióỷt vaỡ phổồng phaùp sổớ duỷng trong chóỳ bióỳn thổỷc phỏứm ........................... 19
3.4.1. Phổồng phaùp truyóửn nhióỷt trổỷc tióỳp.................................................................. 20
3.4.2. Phổồng phaùp truyóửn nhióỷt giaùn tióỳp................................................................. 20
Aớnh hổồớng cuớa nhióỷt õọỳi vồùi vi sinh vỏỷt...................................................................... 21
4. Quaù trỗnh lión tuỷc vaỡ giaùn õoaỷn :..................................................................................22


8

Bi ging män hc Cạc quạ trçnh cå bn chãú biãún thỉûc pháøm
1. T
ÊNH CHÁÚT CM QUAN V GIẠ TRË DINH DỈÅỴNG CA THỈÛC PHÁØM

1.1. Tênh cháút cm quan :
Âäúi våïi ngỉåìi tiãu dng, tênh cháút cm quan ca thỉûc pháøm l tênh cháút quan trng
nháút, nhỉỵng tênh cháút cm quan gäưm cáúu trục, mi vë, hçnh dảng v mu sàõc. Nhỉỵng tênh cháút
ny xạc âënh nhỉỵng såí thêch riãng âäúi våïi tỉìng loải sn pháøm. Nhỉỵng sỉû khạc biãût nh giỉỵa
cạc nhn hiãûu ca nhỉỵng sn pháøm giäúng nhau cng nh hỉåíng âạng kãø âãún kh nàng cháúp
nháûn ca sn pháøm. Cạc nh sn xút phi ln tçm cạch ci tiãún cäng nghãû chãú biãún âãø duy
trç hồûc tảo ra cạc tênh cháút cm quan mong mún chocạc sn pháøm thỉûc pháøm âäưng thåìi
gim båït cạc hỉ hng gáy ra do cạc quạ trçnh chãú biãún.
1.1.1.
Cáúu trục
Cáúu trục ca thỉûc pháøm xạc âënh bàòng âäü áøm, hm lỉåüng cháút bẹo, dảng v hm lỉåüng
carbohydrate cáúu trục (cellulose, tinh bäüt, cạc håüp cháút pectin) v protein. Thäng thỉåìng cáúu
trục ca thỉûc pháøm bë thay âäøi l do sỉû gim hm lỉåüng áøm hồûc cháút bẹo, do sỉû tảo thnh
hay phạ våí cạc cháút nh họa, do sỉû thy phán cạc carbohydrate hồûc do thy phán hay âäng
tủ protein.
1.1.2.
Mi vë
Vë thỉûc pháøm bao gäưm cạc vë màûn, ngt âàõng v chua. Nhỉỵng tênh cháút ny âỉåüc xạc
âënh bàòng cäng thỉïc cáúu tảo v háưu nhỉ khäng thay âäøi trong khi chãú biãún, ngoải trỉì mäüt säú
quạ trçnh nhỉ quạ trçnh hä háúp ca thỉûc pháøm tỉåi hồûc trong quạ trçnh lãn men (thay âäøi âäü
acid v vë ngt).
Thỉûc pháøm tỉåi cng chỉïa âỉûng häøn håüp nhỉỵng phỉïc cháút dãù bay håi nhỉỵng cháút ny
thỉåìng tảo ra mi thåm. Nhỉỵng håüp cháút ny cọ thãø bë hao hủt trong khi chãú biãún lm gim
cỉåìng âäü mi thåm hồûc tảo ra nhỉỵng mi khạc.Nhỉỵng håüp cháút mi (cháút dãù bay håi) cng
cọ thãø âỉåüc sinh ra dỉåïi tạc âäüng ca nhiãût, phọng xả ion, sỉû oxy họa hồûc ca enzyme âäúi

våïi protein, cháút bẹo v carbohydrate. Thê dủ : cạc sn pháøm ca phn ỉïng Maillard giỉỵa
amino acid v âỉåìng khỉí hay nhọm carbonyl, cạc sn pháøm ca sỉû phán gii cháút bẹo thnh
acid bẹo v sỉû chuøn họa tiãúp theo thnh aldehyde, ester v alcohol. Mi ca thỉûc pháøm m
chụng ta cm nháûn l do sỉû phäúi håüp phỉïc tảp ca hng tràm håüp cháút, mäüt säú håüp cháút ny
cọ tênh tỉång häø.
1.1.3.
Mu sàõc
Mu sàõc cng l mäüt trong nhỉỵng úu täú thãø hiãûn giạ trë cm quan ca thỉûc pháøm. Mu
sàõc tỉû nhiãn ca thỉûc pháøm cọ thãø bë thay âäøi do tạc âäüng ca cạc quạ trçnh chãú biãún nhiãût, sỉû
thay âäøi pH hồûc do sỉû oxy họa trong khi täưn trỉí. Mu täøng håüp thỉåìng cọ tênh äøn âënh cao
hån âäúi våïi tạc âäüng ca nhiãût, pH v ạnh sạng thỉåìng âỉåüc thãm vo âãø duy trç mu ca
mäüt säú loải thỉûc pháøm. Mäüt säú phn ỉïng họa hc ( phn ỉïng Maillard ) cọ thãø tảo mu mong
mún ( lm bạnh, chiãn ) hồûc mu xáúu trong khi sáúy, âọng häüp.
1.2. Giạ trë dinh dỉåỵng :
Nhiãưu quạ trçnh chãú biãún thỉûc pháøm khäng cọ hồûc ráút êt nh hỉåíng âãú giạ trë dinh
dỉåỵng ca thỉûc pháøm nhỉ cạc quạ trçnh phäúi träün, lm sảch, phán loải, sáúy thàng hoa v.v...
Chãú biãún nhiãût l ngun nhán ch úu gáy ra sỉû thay âäøi giạ trë dinh dỉåỵng ca thỉûc
pháøm. Thê dủ sỉû häư họa tinh bäüt hay sỉû âäng tủ protein lm ci thiãûn kh nàng tiãu họa thỉûc
pháøm, cạc håüp cháút ỉïc chãú nhỉ cháút ỉïc chãú trypsin trong rau qu bë phạ hy. Tuy nhiãn nhiãût

9

Bi ging män hc Cạc quạ trçnh cå bn chãú biãún thỉûc pháøm
cng phạ hy mäüt säú vitamin khäng bãưn nhiãût, lm gim giạ trë sinh hc ca protein v lm
gia tàng sỉû oxy họa cháút bẹo.
Äxy họa l ngun nhán quan trng thỉï hai lm thay âäøi dinh dỉåỵng thỉûc pháøm. Quạ
trçnh ny xy ra khi thỉûc pháøm tiãúp xục våïi khäng khê hay do tạc âäüng nhiãût hồûc enzym oxy
họa nhỉ peroxidase, lipoxygenase. Nhỉỵng nh hỉåíng chênh ca quạ trçnh oxy họa l :
Ỵ Sỉû phán hy cháút bẹo thnh hydroperoxide v nhỉỵng phn ỉïng tiãúp theo tảo thnh
nhỉỵng håüp cháút carbonyl, hydroxy, v cạc acid bẹo mảch ngàõn v trong dáưu chiãn tảo thnh

âäüc täú.
Ỵ Sỉû phạ hy cạc vitamin nhảy cm våïi oxy.
2. C
ÁN BÀỊNG VÁÛT CHÁÚT V NÀNG LỈÅÜNG
:
Âënh lût bo ton váût cháút v nàng lỉåüng cọ thãø biãøu diãøn nhỉ sau :


⎨
⎧

⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
−
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
+
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨

⎧
−
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
=
⎭
⎬
⎫
⎩
thäúng hãûtrong
thủcháút tiãuVáût
thäúng hãûtrong
sinh racháút Váût
thäúng hãûkhi
cháút raVáût
thäúng hãûvo
cháút Váût
iãút bë) thäúng(th hãû tronglytêch
lỉåüng) (nàngcháút Váût
(1)
Ngun l ny âỉåüc ạp dủng trong háưu hãút cạc quạ trçnh chãú biãún thỉûc pháøm nhỉ phäúi
träün, lãn men, cä âàûc, sáúy...
2.3. Cå hc lỉu cháút:
Nhiãưu loải thỉûc pháøm dảng lng âỉåüc váûn chuøn trong quạ trçnh chãú biãún v cạc loải
bäüt cng nhỉ thỉûc pháøm dảng hảt nh cng cọ thãø xem nhỉ lỉu cháút. Cạc cháút khê cng tn
theo nhỉỵng âënh lût tỉång tỉû nhỉ cháút lng v âäúi våïi mủc âêch tênh toạn cạc cháút khê âỉåüc

xem nhỉ l lỉu cháút cọ thãø nẹn âỉåüc. Do âọ viãûc nghiãn cỉïu lỉu cháút cọ mäüt táưm quan trng
trong chãú biãún thỉûc pháøm.Cå hc lỉu cháút ỉïng dủng vo trong chãú biãún thỉûc pháøm cọ thãø
chia thnh 2 lènh vỉûc l thy tènh hc v thy âäüng hc.
2.1. Thy tènh :
Tênh cháút thy tènh ca cháút lng l ạp sút täưn tải trong bçnh chỉïa. p sút ny ty
thüc vo khäúi lỉåüng riãng v âäü sáu hay khäúi lỉåüng ca lỉu cháút chỉïa trong bçnh. Lỉu cháút
åí âạy bçnh chỉïa s chëu ạp lỉûc cao hån åí bãư màût. p lỉûc ny nh hỉåíng âãún nhiãût âäü säi ca
lỉu cháút, âiãưu ny quan trng trong thiãút kãú cạc thiãút bë cä âàûc.
2.2. Thy âäüng :
Khi dng lỉu cháút chuøn âäüng s sinh ra ma sạt v lm thay âäøi thãú nàng, âäüng nàng
cng nhỉ l nàng lỉåüng dỉåïi dảng ạp sút. Nàng lỉåüng ca dng lỉu cháút cọ thãø âỉåüc bäø
sung bàòng cạch båm, hồûc bàòng cạch gia nhiãût lỉu cháút. Âãø tênh toạn cán bàòng nàng lỉåüng
ca lỉu cháút chuøn âäüng trong âỉåìng äúng, nh hỉåíng ca van hay ca nhỉỵng äúng näúi(äúng
cong) âäúi våïi lỉu lỉåüng hay ạp sút tảo ra do båm thỉåìng sỉí sủng phỉång trçnh Bernoulli
nhỉ sau :

z
2
z
1


(2)



10

Baỡi giaớng mọn hoỹc Caùc quaù trỗnh cồ baớn chóỳ bióỳn thổỷc phỏứm
Hỗnh 1 Doỡng chaớy khọng ma saùt

2
2
2
1
2
1
2
2
2
1
z
g
U
g
P
z
g
U
g
P
++=++

PT 1
P : aùp suỏỳt tuyóỷt õọỳi (Pa)
: khọỳi lổồỹng rióng (kg/m
3
)
U : vỏỷn tọỳc trung bỗnh cuớa lổu chỏỳt (m/s)
z : chióửu cao cọỹt lổu chỏỳt (m)
g : gia tọỳc troỹng trổồỡng 9,81m/s

2
Kyù hióỷu 1,2 chố vở trờ cuớa õióứm khaớo saùt 1 vaỡ 2 trong õổồỡng ọỳng.
Trong bỏỳt kyỡ hóỷ thọỳng lổu chỏỳt naỡo cuợng tọửn taỷi mọỹt lồùp maỡng moớng lổu chỏỳt ồớ caỷnh
bóử mỷt trón õoù lổu chỏỳt chuyóứn õọỹng. Bóử dỏửy lồùp maỡng moớng naỡy tuỡy thuọỹc vaỡo vỏỷn tọỳc, õọỹ
nhồùt, khọỳi lổồỹng rióng vaỡ nhióỷt õọỹ lổu chỏỳt. Nhổợng lổu chỏỳt chuyóứn õọỹng ồớ vỏỷn tọỳc thỏỳp hay
nhổợng lổu chỏỳt coù õọỹ nhồùt cao khi chuyóứn õọỹng coù thóứ xem nhổ nhổợng lồùp moớng chuyóứn
õọỹng chọửng lón nhau khọng coù sổỷ xaùo trọỹn. ióửu naỡy taỷo ra sổỷ chuyóứn õọỹng cuớa lổu chỏỳt
trong doỡng chaớy õồn giaớn goỹi laỡ chaớy tỏửng. Trong õổồỡng ọỳng, lổu chỏỳt coù tọỳc õọỹ cao nhỏỳt ồớ
trung tỏm vaỡ bũng 0 ồớ thaỡnh ọỳng. Khi vỏỷn tọỳc cuớa lổu chỏỳt vổồỹt qua mọỹt vỏỷn tọỳc naỡo õoù tuỡy
thuọỹc vaỡo tờnh chỏỳt cuớa lổu chỏỳt vaỡ õổồỡng ọỳng, nhổợng lồùp moớng lổu chỏỳt ồớ traỷng thaùi chaớy tỏửng trọỹn
lỏứn vaỡo nhau vaỡ taỷo thaỡnh doỡng chaớy xoaùy rọỳi.
vỏỷn tọỳc
lồùp maỡng moớng
vỏỷn tọỳc
vỏỷn tọỳc
Hỗnh 3 : Doỡng chaớy tỏửng Doỡng chaớy rọỳi
Hỗnh 2 : Phỏn bọỳ vỏỷn tọỳc lổu chỏỳt trong ọỳng
vaỡ lồùp maỡng moớng caỷnh thaỡnh ọỳng
Tờnh chỏỳt cuớa doỡng chaớy õổồỹc õỷc trổng bũng sọỳ khọng thổù nguyón goỹi laỡ chuỏứn sọỳ
Reynold õổồỹc xaùc õởnh theo bióứu thổùc sau :


DU
=Re
PT 2
Re : chuỏứn sọỳ Reynold (khọng thổù nguyón)
D : õổồỡng kờnh ọỳng (m)
U : vỏỷn tọỳc trung bỗnh lổu chỏỳt (m/s)
: khọỳi lổồỹng rióng lổu chỏỳt (kg/m3)

11

Bi ging män hc Cạc quạ trçnh cå bn chãú biãún thỉûc pháøm
μ : âäü nhåït ca lỉu cháút (Pa.s)

Cọ 3 trỉåìng håüp :
- Re < 2100 dng chy ca lỉu cháút l dng chy táưng.
- Re > 4000 dng chy ca lỉu cháút l dng chy xoạy räúi.
- 2100 < Re < 4000 trảng thại dng chy ca lỉu cháút âỉåüc gi l trảng thại chuøn
tiãúp, lỉu cháút cọ thãø åí trảng thại chy táưng hồûc chy räúi ty tỉìng thåìi âiãøm khạc nhau.
Nhỉỵng tênh cháút khạc nhau ca dng lỉu cháút cọ liãn quan âãún quạ trçnh truưn nhiãût
v phäúi träün; dng chy xoạy räúi tảo ra nhỉỵng låïp lỉu cháút mng hån lm cho täúc âäü truưn
nhiãût cao hån. Chøn säú Reynold cọ thãø sỉí dủng âãø tênh nàng lỉåüng cáưn thiãút cho båm v
thiãút bë phäúi träün, sỉí dủng trong cạc quạ trçnh nghiãưn v träün.
Trong dng chy xoạy räúi, nhỉỵng pháưn tỉí lỉu cháút chuøn âäüng theo mi hỉåïng v
nhỉỵng cháút ràõn duy trç trong dảng huưn ph dãù dng hån lm gim sỉû tảo thnh nhỉỵng cháút
làõng (càûn) trong thiãút bë truưn nhiãût v ngàn cn cháút ràõn làõng trong âỉåìng äúng. Âäúi våïi
dng chy táưng, thåìi gian lỉu lải ca nhỉỵng pháưn tỉí riãng biãût s di hån trong âỉåìng äúng.
Âiãưu ny ráút quan trng khi tênh toạn thåìi gian lỉu lải cáưn thiãút âãø xỉí l nhiãût thỉûc pháøm lng
vç cáưn thiãút phi bo âm táút c cạc pháưn ca thỉûc pháøm nháûn âỉåüc lỉåüng nhiãût u cáưu.
Lỉu cháút chy xoạy räúi s gáy ra máút mạt do ma sạt hån l lỉu cháút chy táưng do âọ
cáưn phi nháûn nàng lỉåüng nhiãưu hån do båm cung cáúp. Sỉû gim ạp sút trong âỉåìng äúng ty
thüc vo khäúi lỉåüng riãng v âäü nhåït ca lỉu cháút, ty thüc vo chiãưu di v âỉåìng kênh
äúng.
3. T
RUƯN NHIÃÛT
:
Nhiãưu quạ trçnh chãú biãún thỉûc pháøm liãn quan âãún sỉû truưn nhiãût vo trong hay láúy
nhiãût ra khi thỉûc pháøm. Nhiãût cọ thãø âỉåüc truưn theo 3 phỉång phạp l dáùn nhiãût, âäúi lỉu
nhiãût v bỉïc xả nhiãût :

- Bỉïc xả nhiãût l sỉû truưn nhiãût bàòng sọng âiãûn tỉì.
- Dáùn nhiãût l sỉû di chuøn nhiãût bàòng cạch truưn trỉûc tiãúp nàng lỉåüng phán tỉí bãn
trong váût ràõn.
- Âäúi lỉu nhiãût l sỉû truưn nhiãût do mäüt nhọm phán tỉí di chuøn do sỉû khạc nhau vãư
khäúi lỉåüng riãng hồûc do kãút qu ca sỉû khúy träün.
Trong háưu hãút cạc ỉïng dủng c 3 dảng truưn nhiãût cng xy ra âäưng thåìi trong âọ 1
dảng giỉí vai tr ch úu v quan trng hån 2 dảng cn lải.
Sỉû truưn nhiãût äøn âënh xy ra khi cọ sỉû sai khạc nhiãût âäü cäú âënh giỉỵa 2 váût thãø.
Lỉåüng nhiãût âi vo mäüt váût thãø bàòng våïi lỉåüng nhiãût thoạt ra v khäng cọ sỉû thay âäøi nhiãût
âäü ca váût thãø. Quạ trçnh ny xy ra khi nhiãût âỉåüc truưn qua tỉåìng ca kho lảnh nãúu nhiãût
âäü ca kho v nhiãût âäü mäi trỉåìng khäng thay âäøi hồûc trong cạc quạ trçnh liãn tủc ngay khi
cạc âiãưu kiãûn hoảt âäüng â âỉåüc äøn âënh. Tuy nhiãn trong háưu hãút cạc quạ trçnh chãú biãún thỉûc
pháøm nhiãût âäü ca thỉûc pháøm v nhiãût âäü mäi trỉåìng liãn tủc thay âäøi v vç váûy thỉåìng l
cạc quạ trçnh truưn nhiãût khäng äøn âënh. Tênh toạn truưn nhiãût åí nhỉỵng âiãưu kiãûn ny thç
ráút phỉïc tảp. Âãø âån gin khi tênh toạn cáưn phi cọ cạc gi thiãút ban âáưu v trong mäüt säú
trỉåìng håüp cáưn phi sỉí dủng âäư thë thỉûc nghiãûm âãø cho låìi gii gáưn âụng.

12

Bi ging män hc Cạc quạ trçnh cå bn chãú biãún thỉûc pháøm
3.1. Dáùn nhiãût
Lỉåüng nhiãût âỉåüc truưn bàòng dáùn nhiãût âỉåüc xạc âënh dỉûa vo sỉû sai biãût nhiãût âäü
giỉía thỉûc pháøm v mäi trỉåìng, v nhiãût tråí âäúi våïi quạ trçnh. ÅÍ âiãưu kiãûn äøn âënh, lỉåüng
nhiãût âỉåüc truưn do dáùn nhiãût âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc nhỉ sau :
x
KA
Q
)21(
θθ
−

=
PT 3
Q : Lỉåüng nhiãût âỉåüc truưn (j/s)
k : Hãû säú dáùn nhiãût (j/ms
0
K hồûc w/m
0
K)
A : Diãûn têch bãư màût truưn nhiãût (m
2
)
(θ
1
- θ
2
) : Chãnh lãûch nhiãût âäü (
0
C)
x : Bãư dáưy váût liãûu (m)
(θ
1
- θ
2
)/x : cn gi l gradient nhiãût âäü.
Hãû säú dáùn nhiãût ca váût liãûu ca thỉûc pháøm v mäüt säú váût liãûu khạc âỉåüc cho åí bng 1
Màûc d thẹp khäng gè dáùn nhiãût kẹm hån so våïi nhäm v âäưng, nhỉng kh nàng phn
ỉïng họa hc ráút kẹm so våïi cạc kim loải khạc âàûc biãût âäúi våïi cạc thỉûc pháøm cọ tênh acid v
thỉåìng âỉåüc sỉí dủng âãø chãú tảo thiãút bë chãú biãún thỉûc pháøm nháút l nhỉỵng thiãút bë tiãúp xục
trủc tiãúp våïi thỉûc pháøm.
Hãû säú dáùn nhiãût ca thỉûc pháøm ty thüc vo tênh cháút ca thỉûc pháøm ( nhỉ cáúu trục tãú

bo, lỉåüng khäng khê giỉỵa cạc tãú bo, hm lỉåüng áøm ), nhiãût âäü v ạp sút mäi trỉåìng.

♦
Dáøn nhiãût åí trảng thại khäng äøn âënh :
Nhiãût âäü bãn trong thỉûc pháøm åí mäüt thåìi âiãøm âỉåüc cho trong quạ trçnh chãú biãún ty
thüc vo thåìi gian gia nhiãût hay lm ngüi v vë trê ca thỉûc pháøm do âọ nhiãût âäü ny thay
âäøi liãn tủc. Nhỉỵng úu täú nh hỉåíng âãún sỉû thay âäøi nhiãût âäü l :
(1) Nhiãût âäü mäi trỉåìng
(2) Hãû säú dáùn nhiãût ca thỉûc pháøm
(3) Nhiãût dung riãng ca thỉûc pháøm.
Hãû säú khuúch tạn nhiãût liãn hãû våïi hãû säú dáùn nhiãût, nhiãût dung riãng v khäúi lỉåüng
riãng ca thỉûc pháøm nhỉ sau :

C
k
ρ
α
=
PT 4
α : hãû säú khúch tạn nhiãût (m
2
/s)
k : hãû säú dáùn nhiãût (W/m
0
K)
C : Nhiãût dung riãng (j/kg
0
K)
ρ : Khäúi lỉåüng riãng (kg/m
3

)
Phỉång trçnh càn bn âäúi våïi truưn nhiãût åí trảng thại khäng äøn âënh theo hỉåïng x l :
2
2
d
k
dx
dt
d
θθ
=
PT 5

: gi l thay âäøi nhiãût âäü theo thåìi gian
dt
dθ

13