Tài liệu Nghiên cứu thử nghiệm nước giải khát chiết từ thân cây ngô sau thu hoạch

LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ Nhiệm Khoa Chế Biến, tất cả các thầy cô đã dạy dỗ tôi trong suốt những năm qua sự kính trọng, lòng biết ơn sâu sắc. Để đề tài hoàn thành ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo phụ trách phòng thí nghiệm Công Nghệ Thực Phẩm, phòng thí nghiệm hóa sinh. các anh chị em, bạn bè trong khoa đã chia xẻ góp ý, động viên kịp thời. Thông qua đây tôi xin gửi lời cám ơn đến GS.TS Trần Thị Luyến, giáo viên hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện Xin cảm ơn lương y Bùi Kế Hiển cùng gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong việc hoàn thành đề tài. Và cuối cùng là lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình tôi. Luôn kịp thời động viên chia sẻ cũng như giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn ! Nha trang tháng 11 năm 2008 Sinh viên thực hiện ĐỖ NHƯ ĐỒNG MỤC LỤC MỤC LỤC Danh mục các từ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................1 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ HỘP THỰC PHẨM. ............4 1.1.1 CÔNG NGHỆ ĐỒ HỘP THỰC PHẨM ....................................................4 1.1.2 MỘT SỐ NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG THỰC PHẨM. ...............7 1.1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VẤN ĐỀ TIÊU DIỆT VI SINH VẬT............................................................................................................7 1.1.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THỜI GIAN TRUYỀN NHIỆT VÀO TÂM ĐỒ HỘP TỰC PHẨM..........................................................10 1.1.5. GIỚI THIÊU VỀ MỘT SỐ LOẠI ĐỒ HỘP RAU QUẢ.........................15 1.1.6 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG SẢN XUẤT ĐỒ HỘP NƯỚC QUẢ. ........................................................................................................18 1.1.7. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT ĐỒ HỘP Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI .......21 1.2. TỔNG QUAN VỀ CÂY NGÔ ................................................................22 2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .....................................................................33 2.1.1 NGUYÊN LIỆU THÂN CÂY NGÔ SAU THU HOẠCH ......................33 2.1.2 NGUYÊN LIỆU PHỤ ..............................................................................33 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................................................34 2.2.1 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC CỦA NGUYÊN LIỆU...................34 2.2.2 XÂY DỰNG THANG ĐIỂM CẢM QUAN CHO SẢN PHẨM ............35 2.2.3. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ DỰ KIẾN.....................................39 2.2.4 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM TỔNG QUÁT ....................................................41 2.3. XỬ LÝ SỐ LIỆU. ....................................................................................43 2.4. CÁC MÁY MÓC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU.........................................................................................43 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH............................................................................46 3.1.1 ĐỘ ẨM NGUYÊN LIỆU.........................................................................46 3.2. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CHIẾT. ..............................................48 3.2.1 XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CHIẾT ............................................................48 3.2.2. XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ CHIẾT..............................................................49 3.2.3. XÁC ĐỊNH SỐ LẦN CHIẾT ..................................................................50 3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CHẤT TRỢ LẮNG – CHẾ ĐỘ LẮNG............51 3.3.1. XÁC ĐỊNH CHẤT TRỢ LẮNG VÀ TỈ LỆ CHẤT TRỢ LẮNG..........51 3.3.2. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN LẮNG.............................................................53 3.4. XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHỐI CHẾ PHỤ LIỆU ...............................53 3.4.1 XÁC ĐỊNH TỈ LỆ ACID VÀ ĐƯỜNG ..................................................53 3.4.2. XÁC ĐỊNH TỈ LỆ HƯƠNG NGÔ PHỐI TRỘN ....................................55 3.5. KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ THANH TRÙNG................................................56 3.6. HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT .............................................58 3.6.1. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH .....................................................................59 3.6.2. KẾT QUẢ SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM.................................................62 KẾT LUẬN ..................................................................................................................66 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN......................................................................................................67 Danh mục các từ viết tắt TN Thí nghiệm SP Sản phẩm Điểm CQCTL Điểm Cảm quan có trọng lượng VSV Vi sinh vật KL Khuẩn lạc L lít Danh mục các bảng Bảng 1.1: Bảng 1.2: Bảng 1.3. Bảng 1.4. Bảng 1.5. Bảng 1.6: Bảng 1.7 Khả năng chịu nhiệt của một số loài vi sinh vật và nha bào...........8 Bảng tra hệ số k theo tỷ số h/d......................................................14 Sản lượng ngô thế giới một số năm ..............................................22 Tình hình sản xuất ngô ở một số nước trên thế giới năm 2003 ...23 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam.............................................23 Sản lượng ngô ở các tỉnh trong cả nước .......................................25 Hàm lượng các nguyên tố khoáng ở cây ngô so với một số cá hạt khác ...............................................................................................28 Bảng 1.8: Hàm lượng các chất dinh dưỡng và năng lượng ở cây ngô ..........29 Bảng 2.1: Mức chất lượng sản phẩm theo tổng số điểm trung bình có hệ số trọng lượng của các thành viên trong hội đồng cảm quan .................................35 Bảng 2.2: Bảng hệ số quan trọng của các chỉ tiêu [phân tích kiểm nghiệm] 36 Bảng 2.3: Thang điểm đánh giá các đặc tính cảm quan cho sản phẩm nước ngô giải khát..................................................................................37 Bảng 2.4 Tỉ lệ phối trộn phụ liệu thử nghiệm ..............................................43 Bảng 3.3 Đánh giá cảm quản cho sản phẩm sau khi phối trộn phụ liệu ......54 Bảng 3.4: Đánh giá chất lượng sản phẩm ở thời gian thanh trùng khác nhau .. .......................................................................................................57 Bảng3.5 Cho điểm cảm quan nước ngô giải khát đóng chai.......................62 Bảng3.6 Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm ........................................................62 Bảng3.7 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm ...................63 Bảng 3.8 Tính chi phí TN sản xuất ra 1000 chai sản phẩm .........................64 Phụ lục Bảng 4.1 Bảng 4.2 Bảng 4.3 Bảng 4.5: Bảng 4.6: Bản 4.7 Bảng cân mẫu khối lượng sấy (biểu đồ 3.1) ...................................3 Bảng thay đổi độ ẩm trong quá trình sây (biểu đồ 3.2, 3.3) ...........3 TCVN3215 – 79..............................................................................4 Bảng xếp loại sản phẩn ...................................................................5 Các tỉ lệ phụ liệu phôi chế (biểu đồ 3.7).........................................6 Bảng đánh giá cho điểm cảm quan sản phẩm cho thí nghiệm tìm thời gian chiết (biểu đồ 3.4 )...........................................................6 Bảng 4.8 Bảng điểm đánh giá cảm quan sản phẩm cho TN tìm nhiệt độ chiết (biểu đồ 3.5) .........................................................................................................7 Bảng 4.9 Bảng điểm đánh giá cảm quan sản phẩm cho thí nghiện tìm chất trợ lắng và tỉ lệ chất trợ lắng (biểu đồ 3.6)...........................................................8 Bảng 4.10 Bảng điểm đánh giá cảm quan chất cho công thức phối chế phụ liệu (biểu đồ 3.7) ..........................................................................10 Bẳng 4.11 Bảng điểm đánh giá cảm quan cho tỉ lệ hương ngô bổ sung (biểu đồ 3.8) ...........................................................................................11 Danh mục các hình Hình 1.1. Hình 1.2. Hình 1.3. Hình 1.4. Hình 1.5. Hình 1.6. Nguyên liệu thân ngô sau thu hoạch Nguyên liệu thân ngô khô. (sau khi cắt khúc và sấy) Thiết bị sấy đối lưu đốt nóng bằng Caloriphe Thiết bị đóng nắm chai Sản phẩm Sản phẩm nước ngô giải khát 1 1 1 1 2 2 1 LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ thực phẩm là ngành luôn phát triển và đi cùng sự phát triển của xã hội, xã hội càng văn minh thì đời sống con người ngày càng được năng kéo theo đó là nhu cầu vui chơi giải trí, sinh hoạt, và không thể thiếu ăn uống. Nước giải khát là một phần trong nhu câu ăn uống đó Theo BS Phó Đức Thuần báo Sức Khỏe & Đời Sống, toàn bộ các bộ phận trên cây ngô đều có tác dụng riêng, từ xưa tới nay ông cha ta đã biết sử dụng bắp ngô làm lương thực, nước luộc bắp ngô và râu ngô có tác dụng giải khát lợi tiểu bổ thần…., đặc biệt theo BS Phó Đức Thuấn ruột thân cây ngô cũng có tác dụng như râu ngô về mặt y học. Nước Việt Năm là một nước với 70% dân số sống bằng nông nghiệp với một diện tích đất và sản lượng ngô rất cao. Hàng năm có một lượng thân ngô được dùng làm thức ăn gia súc hoặc làm nguyên liệu đốt còn lài bị bỏ đi, không sử dụng. Căn cứ vào những kết quả đã tìm hiểu được và kiến thức đã học cho thấy có thể chọn đề tài ‘nghiên cứu thử nghiệm nước giải khát chiết từ thân cây ngô sau thu hoạch’ Nội dung của đề tài bao gồm 1. Nghiên cứu chế độ nấu dịch chiết. 2. Nghiên cứu xác định tỉ lệ các phụ liệu cần phối chế. 3. Xác định công thức thanh trùng. 4. Xác định thời hạn sử dụng cho sản phẩm đồ uống 5. Đề xuất quy trình, sản xuất thử nghiệm 6. Xây dựng thang điểm cảm quan, đánh giá sản phẩm 7. Xác định thành phần hoá học của sản phẩm. Tuy đã có nhiều cố gắng trong thời gian làm đề tài nhưng do sự thiếu kinh nghiệm thực tế sản xuất cũng như hạn chế về điều kiện thực tập nên sự thiếu sót trong 2 đề tài là không tránh khỏi. Vì vậy tôi rất mong được sự giúp đỡ, góp ý chân thành của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Nha Trang, tháng 11 năm 2008. Sinh viên thực hiện ĐỖ NHƯ ĐỒNG 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 4 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ HỘP THỰC PHẨM. 1.1.1 CÔNG NGHỆ ĐỒ HỘP THỰC PHẨM Đồ hộp là một dạng thực phẩm đã qua các giai đoạn chế biến được đựng trong hộp kín cách ly với môi trường bên ngoài, nhờ các quá trình thanh trùng tiêu diệt vi sinh vật gây hư hỏng nên đồ hộp có thể bảo quản ở nhiệt độ thường trong thời gian dài Công nghệ chế biến đồ hộp thực phẩm là một trong những ngành quan trọng trong ngành chế biến nói chung. Từ lâu loài người đã biết dùng chai lọ để đựng thực phẩm cần bảo quản trong thời gian lâu. Họ biết dùng phương pháp bịt kín để bảo quản như bịt bằng: ximăng, đất sét,… để cách biệt thực phẩm với môi trường xung quanh. Lịch sử của ngành đồ hộp thực phẩm đã phát triển hơn hai thế kỷ nay. Bắt đầu từ những năm đầu thế kỉ 18 đã có nhiều người nghiên cứu phương pháp bảo quản thực phẩm bằng hộp. Theo thời gian cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành công nghệ đồ hộp thực phẩm ngày càng được nghiên cứu và phát triển. Năm 1810 Nicolas Appert người Pháp đã nghiên cứu và đề ra phương pháp bảo quản thực phẩm bằng hộp: bài khí – ghép kín – thanh trùng. Qua nghiên cứu của ông đã nêu lên kết luận: thực phẩm đựng trong hộp, sau khi đưa đi đun nóng để bài khí rồi đem ghép kín thì cất giữ được lâu. Quá trình bài khí đã đuổi phần lớn không khí trong hộp, như vậy không làm cho thực phẩm bị hư hỏng. Đồng thời khi hộp đã được ghép kín không khí ở ngoài không vào được thì thực phẩm không bị hư hỏng. Đến năm 1862 nhà bác học người Pháp Louis Pasteurs đưa ra lí luận về vi trùng học. Ông cho rằng thực phẩm hư hỏng là do vi trùng gây ra. Năm 1811, bao bì thủy tinh xuất hiện, từ đó xuất hiện đồ hộp đựng trong bao bì thủy tinh. Năm 1823, bao bì sắt tây ra đời, từ đó sản xuất đồ hộp đựng trong bao bì sắt tây. 5 Năm 1849, máy cắt dập vỏ và nắp hộp ra đời. Năm 1862 người ta đã chế tạo được nồi thanh trùng cao áp và dụng cụ điều chỉnh khống chế khác như: đồng hồ đo áp lực, nhiệt kế, van an toàn… Năm 1876 người ta chế tạo được máy ghép mí và công nghệ sản xuất đồ hộp thực phẩm đựng trong bao bì sắt tây tương đối hoàn thiện. Cuối thế kỉ 19 đấu thế kỉ 20, có nhiều máy móc sản xuất đồ hộp hiện đại ra đời như máy rửa hộp, máy cho thực phẩm vào hộp, máy rót nước xốt, máy bài khí,…. Năm 1930, người ta chế tạo được máy sản xuất hộp sắt tự động vớí năng suất 300 hộp/ phút…. Quá trình sản xuất đồ hộp thực phẩm dần dần đã được cơ giới hóa và tự động hóa. Nguyên liệu thực phẩm như thịt, cá, trứng, sữa, rau quả…là nguồn nguyên liệu rất giàu dinh dưỡng như: protein, lipit, glucid, vitamin…Tuy nhiên động vật sau khi giết mổ hoặc rau quả sau khi thu hái chất lượng của nó suy giảm rất nhanh do hoạt động của vi sinh vật và enzym phân giải. Để duy trì được chất lượng của nguyên liệu thì phải có các phương pháp bảo quản và chế biến có khả năng kiểm soát được hoạt động của enzym và vi sinh vật. Cất giữ thực phẩm theo nguyên tắc đình chỉ sự sống của Ia.Nikitin: dùng tác nhân khác nhau để tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật gây bệnh, gây hư hỏng thực phẩm và làm biến tính hoàn toàn enzym. Người ta có thể sử dụng các cách sau: Bảo quản bằng chất sát trùng: Chất sát trùng hay hoá chất bảo quản là chất vô cơ hay hữu cơ, có tác dụng hạn chế sự phát triển hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Khi khuếch tán vào tế bào vi sinh vật, chất bảo quản tác dụng với protit của chất nguyên sinh, phá hoại sự sống và làm chết tế bào. Các chất sát trùng phổ biến là: anhidrit sunfurơ, axit benzoic, rượu etylic, axit axetic, axit sorbic. Thanh trùng bằng dòng điện cao tần: các phân tử tích điện trong sản phẩm (ion, điện tử) sẽ dao động do tác dụng của điện năng, chuyển điện năng được hấp thụ thành nhiệt năng để làm chết vi sinh vật. Tần số dòng điện càng lớn hay bước sóng 6 càng ngắn thì quá trình thanh trùng càng nhanh. Vì thế người ta thường dùng dòng điện cao tần để thanh trùng. Thanh trùng bằng tia ion hoá: các tia ion hóa tần số dao động càng cao thì có lực đâm xuyên càng cao. Tác dụng diệt trùng của các tia ion hoá là thay đổi cấu trúc của một số phân tử protit của tế bào vi sinh vật và làm ion hoá dung môi. Hiệu quả thanh trùng của tia ion hoá phụ thuộc vào thời gian xử lý, chiều dày của thực phẩm và lượng vi sinh vật nhiễm vào thực phẩm. Thanh trùng bằng siêu âm: siêu âm là sóng âm có tần số dao động cao mà con người không cảm thụ được. Dưới tác dụng của siêu âm, môi trường lỏng truyền âm (đồ hộp) bị xô đi đẩy lại, bị ép vào tạo chân không liên tiếp, sinh ra nhiều khoảng trống. Lúc đó các chất hoà tan và hơi của chất lỏng lập tức dồn vào các khoảng trống ấy, gây ra tác dụng cơ học làm chết vi sinh vật ở trong môi trường. Mặt khác, trong quá trình ấy một phần chất khí hoà tan bị ion hoá tạo ra nước oxy già, nitro oxi là những chất độc đối với vi sinh vật. Trong công nghệ đồ hộp hiện nay, phương pháp thanh trùng bằng siêu âm được sử dụng nhiều đối với nước quả hơn là các sản phẩm khác. Lọc thanh trùng: phương pháp này chỉ sử dụng đối với nước quả trong. Bản lọc có lỗ đủ nhỏ chỉ cho sản phẩm đi qua còn giữ lại vi sinh vật. Sau khi lọc, sản phẩm được rót vào bao bì sát trùng rồi ghép kín ngay. Thanh trùng bằng tác dụng của nhiệt độ: Thanh trùng bằng nhiệt độ cao của nước nóng và hơi nước là phương pháp thanh trùng phổ biến nhất trong sản xuất đồ hộp. Ở nhiệt độ cao, prôtit của chất nguyên sinh của vi sinh vật bị đông tụ làm cho vi sinh vật bị chết. Quá trình đông tụ protit không thuận nghịch, nên hoạt động của vi sinh vật không phục hồi sau khi hạ nhiệt. Tuy nhiên nhiệt độ cũng có những ảnh hưởng bất lợi đến đặc tính cảm quan của sản phẩm. Vì vậy, cần phải cân nhắc để chọn chế độ thanh trùng hợp lý vừa đảm bảo tiêu diệt được vi sinh vật, bất hoạt hoàn toàn enzyme vừa đảm bảo cảm quan và dinh dưỡng cho đồ hộp. Thanh trùng bằng tác dụng của nhiệt độ có các dạng sau: 7 1.1.2 MỘT SỐ NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG THỰC PHẨM. Thực phẩm để trong một thời gian thường bị biến đổi phẩm chất, giá trị dinh dưỡng và phẩm chất cảm quan bị giảm, nhiều trường hợp không còn ăn được. Những biến đổi ấy là do nguyên nhân sau: - Nguyên nhân tự thân: do bên trong tổ chức, tế bào của sản phẩm có các enzyme và các quá trình oxy hoá xảy ra do các enzyme này xúc tác. - Do vi sinh vật có sẵn trong thực phẩm hay nhiễm từ bên ngoài vào. Các quá trình này làm cho thực phẩm bị phân huỷ và hư hỏng. Các quá trình phân huỷ các chất hữu cơ phức tạp của thực phẩm tạo thành các chất đơn giản hơn, mùi vị khó chịu hoặc độc hại đối với cơ thể. Trong quá trình phát triển một số vi sinh vật, như Clostridium botulinum, còn tiết ra độc tố gây chết người. Ngoài ra, các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm làm phản ứng enzym xảy ra mạnh mẽ hơn, hệ vi sinh vật trong thực phẩm sau khi thích nghi cũng phát triển mạnh mẽ. Chính vì lý do đó, sản phẩm thực phẩm cần có phương pháp xử lý, bảo quản thích hợp để giữ được chất lượng, hạn chế tổn hao các chất dinh dưỡng và an toàn vệ sinh thực phẩm. Trên cơ sở đó người ta đưa ra nguyên lý trong bảo quản thực phẩm là: - Ngăn ngừa hoặc làm chậm các phản ứng enzym tự thân của thực phẩm. - Ức chế vi sinh vật sinh trưởng hoặc tiêu diệt vi sinh vật có trong thực phẩm. - Hạn chế hoặc làm giảm thiểu sự phá hoại của côn trùng và các nguyên nhân khác. 1.1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VẤN ĐỀ TIÊU DIỆT VI SINH VẬT. ẢNH HƯỞNG CỦA GIỐNG LOÀI VÀ SỐ LƯỢNG VI SINH VẬT BAN ĐẦU CỦA THỰC PHẨM. a. Ảnh hưởng của giống loài. - Vi sinh vật dạng sinh dưỡng (không sinh nha bào), các loại nấm men, nấm mốc, tương đối kém bền nhiệt chỉ cần chế độ thanh trùng pasteur. 8 - Tuỳ theo từng loại vi khuẩn mà mức độ chịu nhiệt khác nhau: Bảng 1.1: Khả năng chịu nhiệt của một số loài vi sinh vật và nha bào. Loại vi khuẩn và nha bào Nhiệt độ bị tiêu diệt (0C) Thời gian (phút) Cầu khuẩn sinh mủ 50 2 -3 Salmonella typhi 60 3-4 Staphilococcus aureus 60 8 - 18 Trực khuẩn đại tràng 57,3 20 - 30 Liên cầu khuẩn ưa nhiệt 70-75 15 Lactobacillus bulgaricus 71 30 Nha bào trực khuẩn than 100 1,7 Nha bào Subtilis 100 15 - 20 Nha bào Botulinum 100 100 - 300 Nha bào Clostridium 100 520 - Ở các giai đoạn khác nhau của quá trình phát triển của vi khuẩn thì sức chịu nhiệt của chúng cũng khác nhau. Thời kì vi khuẩn phát triển cao nhất thì sức đề kháng đối với nhiệt cũng tốt nhất. Nha bào sau khi hình thành được một tuần lễ thì sức đề kháng cũng mạnh nhất. b. Ảnh hưởng của số lượng vi sinh vật ban đầu. - Lượng vi sinh vật ban đầu nhiễm vào thực phẩm càng nhiều, sau một chế độ thanh trùng nhất định thì lượng vi sinh vật sống sót càng nhiều. B0 Trong đó: B = t 10K0, vị thực phẩm tại thời điểm gia nhiệt T (tế bào/cm3) - B: lượng vi sinh vật/đơn - B0: lượng vi sinh vật/đơn vị thực phẩm vào thời điểm ban đầu trước khi gia nhiệt. K K0 = 2,303 9 - K: hệ số vận tốc của phản ứng tiêu diệt vi sinh vật bởi nhiệt (hằng số). * Vậy trong cùng một điều kiện thanh trùng, với lượng vi sinh vật ban đầu B0 không thay đổi thì lượng vi sinh vật còn sống sót sau một thời gian thanh trùng t nào đó sẽ tỷ lệ nghịch với: + Đặc tính của vi sinh vật (S), nghĩa là khả năng chịu nhiệt, chịu acid càng kém thì lượng vi sinh vật còn sống sót càng ít. + Tỷ lệ nghịch với thành phần hoá học của thực phẩm, nghĩa là trong thành phần hoá học của thực phẩm có nhiều chất sát trùng, và môi trường thực phẩm có độ acid cao thì lượng vi sinh vật còn sống sót càng ít. + Lượng vi sinh vật còn sống sót tỷ lệ nghịch với nhiệt độ thanh trùng, nếu nhiệt độ thanh trùng càng cao thì lượng vi sinh vật còn sống sót càng ít. + Trong cùng một điều kiện thanh trùng của cùng một loại thực phẩm, ứng với một trị số xác định của của hệ số vận tốc K thì tỷ số giữa lượng vi sinh vật ban đầu với lượng vi sinh vật còn sống sót, sau một khoảng thời gian thanh trùng nhất định là một hằng số (B0/B=const). ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN THỰC PHẨM ĐẾN CHẾ ĐỘ THANH TRÙNG. a. Ảnh hưởng của loại acid và độ acid hoạt động. - Các loại acid khác nhau thì sẽ ảnh hưởng khác nhau đến độ bền nhiệt của vi sinh vật. • Cùng một nồng độ phần trăm thì khả năng ảnh hưởng tới tính chịu nhiệt của vi sinh vật đối với acid acetic > acid lactic > acid citric. • Nếu cùng pH thì khả năng ảnh hưởng đến tính chịu nhiệt của vi sinh vật của acid lactic > acid malic > acid acetic > acid citric. Đây là các acid cho phép và thường dùng để bổ sung trong thực phẩm đồ hộp. - Độ acid hoạt động (pH) là nồng độ ion H+, pH càng thấp (độ acid hoạt động tăng hay nồng độ ion H+ tăng thì vi sinh vật càng kém bền nhiệt dẫn đến vi sinh vật mau bị tiêu diệt nên chế độ thanh trùng cũng giảm). 10 b. Ảnh hưởng của nồng độ đường và muối. - Muối ở nồng độ thấp (≤ 2,5%): nếu nồng độ muối tăng thì độ bền nhiệt của vi sinh vật tăng dẫn đến tăng chế độ thanh trùng. Nếu ở nồng độ muối quá cao ( ≥ 8%) thì nếu nồng độ muối tăng thì vi sinh vật mau bị chết nhiệt tức là độ bền nhiệt của vi sinh vật giảm vì vậy giảm nhẹ được chế độ thanh trùng. - Nồng độ đường càng cao thì vi sinh vật càng khó bị tiêu diệt làm tăng chế độ thanh trùng. c. Ảnh hưởng của hàm lượng protid và lipid. - Thực phẩm có nhiều protid (hàm lượng chất khô nhiều) thì trạng thái thực phẩm rắn chắc nên ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt vào tâm thực phẩm vì vậy làm tăng chế độ thanh trùng. - Thực phẩm có nhiều chất béo thì tính chịu nhiệt của vi sinh vật tăng dẫn đến tăng chế độ thanh trùng. Vì tế bào vi sinh vật là thể protid ở dạng keo, đặc biệt là một số chất keo hoá nước như protein, xanphonin…Thực phẩm có nhiều chất béo thì các chất béo bao quanh tế bào vi sinh vật tạo thành một màng kỵ nước nên nhiệt khó xâm nhập vào tế bào vi sinh vật,phản ứng đông tụ protein khó xảy ra nên muốn tiêu diệt được thì phải tăng chế độ thanh trùng. d. Ảnh hưởng của chất sát trùng thực vật(phytocides). - Trong đồ hộp thực phẩm khi có mặt chất sát trùng thực vật thì thời gian thanh trùng rút ngắn. Loại phytocides càng mạnh hoặc lượng phytocides càng nhiều thì độ bền nhiệt của vi sinh vật càng giảm nên giảm nhẹ được chế độ thanh trùng. 1.1.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THỜI GIAN TRUYỀN NHIỆT VÀO TÂM ĐỒ HỘP TỰC PHẨM. * Phương trình trơ nhiệt của quá trình truyền nhiệt được xây dựng: TTN = fh. lg ta – t0tp ta – t’ tp 11 Trong đó: TTN: thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp (thời gian để nhiệt độ tâm thực phẩm đạt nhiệt độ cao nhất), phút. ta: nhiệt độ nồi thanh trùng, 0C. t0tp: nhiệt độ ban đầu của thực phẩm,0C. t’tp: nhiệt độ cuối (nhiệt độ cao nhất mà thực phẩm có khả năng đạt được),0C. fh: hệ số trơ nhiệt, là thời gian đun nóng cần thiết để hiệu số nhiệt độ giữa thiết bị thanh trùng và thực phẩm giảm xuống 10 lần (phút), nó là đại lượng đặc trưng cho sự trơ nhiệt của thực phẩm, fh càng lớn thì thời gian đun nóng của toàn bộ sản phẩm sẽ càng lớn và ngược lại. 1. Nhiệt độ ban đầu của đồ hộp: nhiệt độ ban đầu của thực phẩm càng cao thì thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp càng ngắn. 2. Nhiệt độ cuối cùng của thực phẩm: nhiệt độ cuối cùng của tâm thực phẩm càng cao thì thời gian truyền nhiệt vào tâm thực phẩm càng dài. 3. Nhiệt độ thanh trùng: nhiệt độ thanh trùng càng tăng làm thời gian truyền nhiệt vào tâm thực phẩm càng giảm. 4. Tính chất vật lý của sản phẩm: đó là độ nhớt và khối lượng riêng (tỷ trọng) của thực phẩm. Do đó các thực phẩm có tính chất vật lý khác nhau như độ nhớt khác nhau, tỷ trọng khác nhau do đó thời gian truyền nhiệt vào tâm cũng khác nhau. Các đồ hộp lỏng do có độ nhớt và khối lượng riêng nhỏ nên sự truyền nhiệt xảy ra khá nhanh bằng phương pháp đối lưu (dòng đối lưu), do đó nhiệt độ tam thực phầm nhanh chóng đạt nhiệt độ thanh trùng. 5. Ảnh hưởng của tính chất vật lý của bao bì đến thời gian truyền nhiệt vào tâm thực phẩm. - Các tính chất của bao bì ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp bao gồm: 12 + Tính chất vật lý của bao bì. + Loại nguyên vật liệu làm bao bì. + Kích thước hình học ( tỷ số h/d, h: chiều cao hộp; d: đường kính hộp). * Chiều dày của thành bao bì càng nhỏ, kích thước bao bì càng nhỏ, nhiệt trở bao bì càng nhỏ thì thời gian truyền nhiệt càng ngắn. Bao bì kim loại truyền nhiệt tốt hơn bao bì thuỷ tinh. a. Yêu cầu của bao bì đồ hộp. - Không gây độc cho thực phẩm, không làm cho thực phẩm biến đổi về chất lượng. - Bao bì phải đảm bảo vệ sinh, giữ độ ẩm và chất béo cho thực phẩm, giữ khí và mùi. - Bao bì phải có khả năng chịu được tác động cơ học trong quá trình sản xuất, bảo quản. Bảo vệ được tính nguyên vẹn của sản phẩm. - Sử dụng, bảo quản tiện lợi phù hợp với từng loại đồ hộp. - Hình thức hấp dẫn phù hợp với sản xuất, màu sắc phù hợp với từng thị trường. - Mang lại giá trị kinh tế cao. b. Phân loại bao bì. Theo mức độ ảnh hưởng đến thực phẩm bao bì được chia làm hai loại: * Bao bì gián tiếp: là các loại bao bì khi bao gói không tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm. Bao bì gián tiếp thường là những hòm gỗ, thùng carton, kết nhựa để đựng đồ hộp thành phẩm thành các kiện hàng. Hiện nay, để tiết kiệm chi phí sản xuất, vận chuyển sản phẩm bao bì nhựa và carton hay được sử dụng nhất. *. Bao bì bao gói trực tiếp: là các loại bao bì khi bao gói tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, nó cùng với thực phẩm tạo nên một đơn vị hàng hoá hoàn chỉnh và thống nhất. Ngày nay có nhiều loại bao bì có thể đáp ứng được cho nhiều sản phẩm khác nhau, chủng loại bao bì rất phong phú và đa dạng, mỗi loại bao bì có những tính ưu việt riêng.
Bao bì kim loại: thường sử dụng là bao bì nhôm hoặc thép tráng 13 thiết, bao bì này truyền nhiệt tốt tuy nhiên giá thành cao.
Bao bì thuỷ tinh: loại này được ứng dụng nhiều trong sản xuất đồ hộp rau quả vì: - Có độ bền hoá học tốt thích ứng với đồ hộp trái cây vì có pH thấp. - Hình thức bao bì đẹp. - Dễ ghép nắp. - Có khả năng quảng cáo do tác động trực tiếp đến thị hiếu người tiêu dùng. - Có thể tái sử dụng trong sản xuất. Tuy nhiên, bao bì thuỷ tinh có nhược điểm là khả năng truyền nhiệt chậm trong quá trình thanh trùng, dễ vỡ khi vận chuyển, bảo quản.
Bao bì chất dẻo (plastic): là loại bao bì nhẹ nhất trong các loại bao bì, ít bể, chịu sự ăn mòn hoá học, có thể tạo mọi hình dáng màu sắc thích hợp…Tuy nhiên, một số loại có thể thấm khí, thấm mùi hay ẩm.Vì vậy, người ta thường dùng bao bì có nhiều lớp ghép lại với nhau. 6. Kích thước hình học của bao bì. Các loại bao bì có hình dáng và kích thước khác nhau. Do đó quá trình truyền nhiệt vào trung tâm hộp cũng khác nhau. Ở đây với đồ hộp có khoảng cách từ ngoài vào trung tâm hộp càng nhỏ và với bề mặt truyền nhiệt càng lớn thì quá trình truyền nhiệt càng nhanh. Để đặc trưng cho sự phụ thuộc vào hình dạng người ta dùng chỉ số hình dạng: F/V. Trong đó, F là diện tích bề mặt của bao bì, V là thể tích của bao bì. Nếu tỷ số F/V tăng thì quá trình truyền nhiệt tăng và ngược lại. Qua nghiên cứu người ta còn thấy rằng, hệ số trơ nhiệt fh không chỉ phụ thuộc vào tính chất vật lý của thực phẩm mà còn phụ thuộc vào kích thước của bao bì. Khi thử nghiệm người ta thấy rằng kích thước của bao bì càng lớn thì fh càng lớn và ngược lại. 14 Một nhà nghiên cứu người Nga đã thành lập công thức tính như sau: k1.d12 fh1 fh1 = k2.d22 Trong đó: - fh1: hệ số trơ nhiệt biết được từ thực nghiệm của hộp có đường kính là d1. - fh2: hệ số trơ nhiệt của hộp có đường kính d2. - k1, k2 là các hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều cao hộp và đường kính hộp. Người ta có bảng tính sẵn k và gọi là bảng tra hệ số k theo tỷ số h/d như sau: Bảng 1.2: Bảng tra hệ số k theo tỷ số h/d. h/d K h/d k 0,4 0,109 1,1 0,296 0,5 0,148 1,2 0,308 0,6 0,181 1,3 0,320 0,7 0,212 1,4 0,328 0,8 0,239 1,5 0,337 0,9 0,261 1,6 0,343 1 0,280 >1,6 0,397 Từ bảng trên ta thấy rằng: khi hộp có chiều cao càng lớn, tỷ số h/d càng tăng thì giá trị k càng tăng. Hộp có đường kính lớn hơn truyền nhiệt tốt hơn. Ngoài ra, yếu tố trạng thái chuyển động của đồ hộp khi thanh trùng cũng ảnh hưởng đến khả năng truyền nhiệt. Khi thanh trùng nếu đồ hộp chuyển động thì khả năng truyền nhiệt sẽ tăng lên.