Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đối với sản phẩm cá cơm săn trong phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh

tương ứng với tần số dao động riêng của liên kết hóa học, các nhóm chức có khả năng phản ứng cao như: -OH, -COOH,... sẽ tác dụng trực tiếp đến liên kết hóa học tạo ra tình huống cộng hưởng làm đứt các liên kết hóa học. Kết quả là luôn tăng nhanh vận tốc phản ứng và quá trình sấy lớp sơn phủ bóng tăng.  Tính ưu việt của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại. Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại là công nghệ mới và có những ưu điểm sau: − Sản phẩm thu được trong quá trình sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại không bị tổn thất về chất lượng, mùi vị, hàm lượng các vitamin được bảo toàn đồng thời sản phẩm lại được bảo đảm về mặt vệ sinh thực phẩm tốt. − Màu sắc, mùi vị, các vitamin được đảm bảo không bị thất thoát trong quá trình bảo quản sản phẩm. − Công nghệ sấy bức xạ gốm hồng ngoại cho phép tiết kiệm cả thời gian lẫn năng lượng. Phương pháp này hoàn toàn không gây nguy hiểm và sử dụng hóa chất, chất độc, quán tính diệt thấp. − Công nghệ sấy bức xạ gốm hồng ngoại có ý nghĩa kinh tế xã hội to lớn và tính thiết thực cao, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, sấy các loại hạt, rau quả, hạt giống để bảo quản và gieo trồng. Nhất là, trong lĩnh vực chế biến thủy sản công nghệ sấy này được ứng dụng để sấy cá, mực, tôm, các sản phẩm thủy sản có giá trị cao khác. Trong y học sử dụng công nghệ này sấy các - 26 - đối tượng sinh học quan trọng như enzym, mô động thực vật, máu, protein đảm bảo được tính chất, sản phẩm đạt chất lượng vệ sinh cao. − Gradien nhiệt độ và độ ẩm ở lớp sát bề mặt vật là cùng chiều, do đó tăng cường tốc độ khuếch tán nội dẫn tới tốc độ sấy tăng, tránh được quá nhiệt cục bộ và làm chai bề mặt sản phẩm trong quá trình sấy. − Bức xạ hồng ngoại là một phương pháp gia nhiệt sạch sẽ, an toàn, vô hại đối với người và môi trường. − Dễ dàng điều khiển theo khu vực hiệu suất sử dụng nhiệt cao. − Chi phí vận hành lắp đặt thấp, không tốn diện tích mặt bằng. − Đặc biệt bức xạ hồng ngoại có khả năng tiêu diệt côn trùng, vi sinh vật có hại ngay cả ở nhiệt độ thấp.  Nhược điểm. Tuy nhiên nhiệt bức xạ hồng ngoại có nhược điểm là khả năng xuyên thấu kém 7-30 mm nên chỉ thích hợp sấy các sản phẩm có kích thước nhỏ, mỏng và ở dạng dời, không thích hợp sấy các sản phẩm có chiều dầy lớn hơn 50mm. Sản phẩm sấy dễ bị nứt và cong vênh, vì vậy các vật liệu như men sứ không thích hợp với kiểu sấy này. 1.3.5.5. Cơ chế sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh để sấy cá cơm săn. Cơ sở khoa học của sấy bức xạ bằng đèn hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh − Sấy bức xạ hồng ngoại
Khái niệm về bức xạ hồng ngoại Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được, có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ (0,75 µ m). Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ. Tia hồng ngoại do các vật nung nóng phát ra. Trong ánh sáng măt trời, có khoảng 50% năng lượng của chùm sáng thuộc về tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại là tia nhiệt có bước sóng từ 0,76 ÷ 450 µ m. - 27 - Tia hồng ngoại là sóng nhiệt bức xạ, khi nguyên liệu bị chiếu thì quang tốc năng lượng bức xạ của tia hồng ngoại sẽ chuyển thành nhiệt năng rất nhanh chóng và làm cho nước bốc hơi nhanh. Tia bức xạ có thể xuyên qua sương mù, lớp sơn, lớp dầu, thớ thit, xenlluloza... Vì vậy nó được dùng rộng rãi trong công nghiệp sấy khô.
Cơ chế sấy bằng bức xạ hồng ngoại Tia nhiệt Rx Dx Trong đó: Rx: tia khả năng phản xạ Ax: tia hấp thụ Dx: tia xuyên qua. Khi các vật liệu bị chiếu xạ có sự tăng nhiệt độ là kết quả của sự hấp thụ bức xạ của vật chất và sự cải biến năng lượng thành tia dưới dạng lượng tử. Khi dó năng lượng tia được phân tử vật chất hấp thụ sẽ chuyển hoá đồng thời thành năng lượng một số dạng chuyển động của vật chất. Nhưng chủ yếu là chuyển từ quang năng thành nhiệt năng. Trong vật thể tương đối đồng nhất, có chiều dày thích hợp được chiếu xạ, nếu vật liệu có tính hấp thụ bức xạ đèn hồng ngoại tốt thì bên trong vật liệu có thể tạo ra nhiệt độ tương đối cao so với bề mặt điều đó dẫn đến xuất hiện gradien nhiệt độ lớn. Các gradien nhiệt độ này gây ra quá trình chuyển khối trong các vật thể xuất hiện sự khuếch tán làm tăng nhanh quá trình loại ẩm ra khỏi vật liệu. Phương pháp sấy vật liệu ẩm dựa trên việc nguyên cứu động lực học, quá trình vận chuyển và loại ẩm, việc xác định cuờng độ bức xạ cần thiết để tạo ra các điều kiện tối ưu cho quá trình sấy khi thấy rõ bản chất và đặt tính phổ của vật liệu, vận tốc sấy cho trước, sự phân bố của các hồng ngoại. Ax - 28 - Cơ chế sấy bằng bức xạ hồng ngoại trước đây người ta cho rằng đó là quá trình truyền nhiệt thuần túy xảy ra mà không có sự biến đổi gì về phuơng diện lý hoá tượng như quá trình chuyển khối và truyền nhiệt của ẩm khi sấy các vật liệu ẩm. Nhưng sau này nhiều công trình nguyên cứu, người ta chứng minh được rằng, ngoài các quá trình lý hoá thuần túy cải biến năng lượng tia thành nhiệt năng ra có thể phát sinh các phản ứng hoá học bên trong lớp vật liệu đối với trường hợp sấy khô khô các lớp sơn phủ bóng bề mặt vật liệu . Như vậy nguyên liệu có khả năng hấp thụ lớn thì sấy bức xạ càng thích hợp. Các nguyên liệu có hệ số xuyên qua bé dẫn đến làm quăng bề mặt và làm quá nhiệt bề mặt. Để tránh hiện tượng trên thì nguyên liệu sấy phải có độ dày thích hợp. Qua thực nghiệm cho thấy đối với một số thực phẩm và một số vật liệu khác, thì khả năng hấp thụ lớn nhất lớn nhất ở bước sóng tia hồng ngoại là: λ = 0,77 ÷ 340 mµ
Cơ chế truyền nhiệt và chuyển khối trong sấy bức xạ Nhiệt lượng cung cấp cho vật sấy nóng lên và làm ẩm bốc hơi được lấy từ năng luợng của các tia bức xạ .Vì vậy cường độ và đặc tính của quá trình truyền nhiệt và chuyển khối trong sấy bức xạ, được xác định bởi quang phổ bức xạ của vật phát ra bức xạ và khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ của vật liệu sấy. Trong sấy bức xạ người ta, dùng vật phát ra năng lượng bức xạ liên tục và cường độ cao thuộc vùng quang phổ hồng ngoại với bước sóng λ = 0,76 ÷ 450 mµ . Bước sóng lớn nhất là λ max và cường độ quang phổ bức xạ λE phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát năng lượng bức xạ. Theo các định luật của Planck và Vin có quan hệ như sau: E = ε λ C1 λ 5− e T C λ 2 - 1 - 29 - Trong đó: ε 1 : độ đen C1 = 3,74.10 -16 (W.m2) C1, C2: các hằng số Planck C2 = 1,44.10-2( m.oK) maxλ : Bước sóng ứng với cường độ bức xạ cao nhất Cường độ bức xạ được xác định theo định luật sau: E = ∫ ∞= = λ λ λ 0 E d λ = .ε Co ( 100 1 )4 Trong đó: ε : độ đen Co: hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối Co= 5,6687 (W.m-2.oK-4)
Ưu nhược điểm của sấy bức xạ hồng ngoại. − Ưu điểm: Rút ngắn được thời gian sấy, so với sấy bằng hơi nóng. Do đó phần nào đảm bảo được chất lượng sản phẩm, tao tác thuận tiện, dừng quá trình sấy một cách dễ dàng. Sấy khô bằng tai hồng ngoại phần lớn năng lượng bức xạ chuyển thành nhiệt năng cần thiết làm cho bốc hơi nước, cường độ nhiệt lưu của nhiệt năng đó lớn hơn đối lưu tới 30 lần. Gradien nhiệt độ và độ ẩm ở lớp sát bề mặt vật là cùng chiều, do đó tăng tốc độ khuếch tán nội dẫn tới tốc độ sấy tăng. Bức xạ hồng ngoại là phương pháp gia nhiệt sạch, an toàn, vô hại đối với người và môi trường. Dễ dàng điều khiển theo khu vực, hiệu suất sử dụng cao, chi phí vận hành lắp đặt thấp, không tốn diện tích mặt bằng. Đối với bức xạ hồng ngoại là có khả năng tiệu diệt côn trùng, vi sinh vật có hại ngay ở nhiệt độ thấp… - 30 - − Nhược điểm Sản phẩm dễ nứt và cong vênh..Vì vậy các vật liệu như men, sứ không thích hợp sấy kiểu này. Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại chỉ thích hợp với các vật liệu mỏng . Vì vậy khi dùng phương pháp này sấy khô nguyên liệu loại tương đối dày và ẩm ước thì tốc độ khử nước sẽ chậm và có khi bề ngoài bị làm khô dẫn đến nứt nẻ. − Dùng bóng đèn hồng ngoại để sấy sản phẩm Bóng đèn phát ra tia hồng ngoại thường thấy là loại có công suất 220V - 250W và 220V - 500W. Cấu tạo dây dẫn điện và dây tóc bóng đèn, ở phía bên trong có một lớp thuỷ ngân để tập trung tia hồng ngoại và tia sáng, nâng cao hiệu suất của bóng đèn. Hiệu suất sản sinh tia hồng ngoại của bóng đèn đạt 70% còn 30% thì chuyển thành ánh sáng nhìn thấy hoặc bị mất đi. Diện tích chiếu của bóng đèn bé nhưng cường độ của tia hồng ngoại trong đơn vị diện tích thì rất lớn. Các bóng đèn sản sinh ra tia hồng ngoại là dòng điện đi qua yếu vì vậy nhiệt độ phát quang tuơng đối thấp. Vì nhiệt độ phát quang của bóng đèn tương đối thấp cho nên tổn thất do hiện tượng bốc hơi của dây tóc bóng đèn tương đối nhỏ đồng thời trong bóng đèn có khí trơ vì vậy sử dung tương đối bền, thường vào khoảng 5000 đến 6000 giờ. − Sấy đối lưu lạnh. Là tách ẩm bằng không khí lạnh, ẩm tách ra từ bề mặt sấy cần được mang đi để duy trì khuếch tán ẩm từ trong ra bề mặt sản phẩm. Điều kiện để tách ẩm: không khí có độ ẩm nhỏ, tốc độ gió thích hợp cung cấp năng lượng cho quá trình.
Nguyên lý sấy đối lưu lạnh. Không khí được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ điểm sương để ngưng tụ một phần ẩm được tách ra ngoài. Sau đó không khí đi qua dàn nóng để tăng nhiệt độ, tiếp tục được quạt gió hút vào tủ sấy. Ở trong tủ sấy sau khi thu ẩm từ sản phẩm không khí được quạt hút ra ngoài. - 31 -
Ưu nhược điểm của sấy đối lưu lạnh. − Ưu điểm Tốc độ sấy tăng do áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí bé. Độ ẩm tương đối giảm đáng kể mà nhiệt độ sấy không cần tăng cao. Do nhiệt độ thấp nên tránh được quá nhiệt cục bộ, bảo vệ được mùa sắc và chất lượng sản phẩm. Do không phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường xung quanh, nên quá trình sản xuất lên tục, chất lượng sản phẩm đều. Nếu như độ ẩm không khí ngoài trời thấp đạt yêu cầu thì không cho hệ thống lạnh hoạt động giảm chi phí sản xuất. − Nhược điểm Thiết bị sấy phức tạp, chi phí sản xuất cao hơn do có sử dụng hệ thống lạnh để tách ẩm. − Mục đích của sấy kết hợp. Mỗi phương pháp sấy có một ưu điểm vượt trội. Chính vì thế tận dụng kết hợp cả hai phương pháp để làm tăng nhanh tốc độ khuếch tán nội, khuếch tán ngoại do đó tăng tốc độ sấy giảm được thời gian sấy. Đặc biệt là điều này rất có ý nghĩa khi sấy các sản phẩm có nguồn gốc từ thuỷ sản, giảm được nhiệt độ sản phẩm do đó tránh biến tính sản phẩm và giữ được màu sắc, mùi vị, khả năng phụ hồi lại khá tốt. 1.3.6. Những biến đổi của cá trong quá trình sấy khô. 1.3.6.1. Sự biến đổi về trạng thái và tổ chức của quá trình. − Biến đổi về khối lượng. Trong quá trình sấy khô do mất nước nên tổ chức cơ thịt co rút chặt chẽ hơn, nhưng sự biến đổi đó tùy thuộc vào nguyên liệu sấy, khi nguyên liệu sấy bằng không khí nóng vì quá trình làm khô chậm nên sấy cá thì tổ chức cơ thịt của chúng co rút lại nhiều, cấu trúc cơ thịt chặt chẽ khả năng rút nước phục hồi kém, làm cho khối lượng của cá giảm xuống. Khối lượng của sản phẩm giảm xuống đúng bằng khối lượng của nước mất đi nhưng thực tế lại nhỏ hơn do có sự thất - 32 - thoát trong quá trình sấy và trong quá trình làm khô sản phẩm bị ôxi hóa làm cho khối lượng tăng chút ít, nhất là đối với sản phẩm. − Biến đổi về thể tích. Trong quá trình sấy do mất nước làm cho nguyên liệu co rút lại làm giảm thể tích, mức độ co rút tùy thuộc vào phương pháp sấy. Theo lý thuyết thể tích của nguyên liệu giảm đi đúng bằng thể tích nước mất đi nhưng thực tế lại nhỏ hơn do kết cấu tổ chức cơ thịt của cá. − Biến đổi về mầu sắc, mùi vị. Trong quá trình sấy khô nguyên liệu bị mất nước co rút, bị ôxi hóa hoặc các sắc tố bị khử, điều này là do quá trình phát triển của vi sinh vật gây nên làm màu sắc mùi vị của sản phẩm cũng biến đổi, sản phẩm sẽ có màu sậm hơn và mùi tanh tăng lên. Phương pháp sấy bức xạ kết hợp với sấy lạnh màu sắc và mùi vị của cá là tốt nhất, sản phẩm có màu sáng, mùi thơm đặc trưng. − Biến đổi về tổ chức cơ thịt. Khi nguyên liệu sấy bằng không khi nóng vì quá trình làm khô chậm nên sấy cá thì cơ thịt của chúng co rút lại nhiều, cấu trúc cơ thịt chặt chẽ khả năng hút nước phục hồi kém, khi sử dụng sản phẩm người tiêu dùng có cảm giác cứng và dai. Khi sấy trong điều kiện chân không, quá trình khử nước diễn ra rất nhanh nên cấu trúc cơ thịt của cá thường trở nên xốp. Nguyên nhân gây nên sự biến đổi về tổ chức cơ thịt khác nhau là kết cấu hiển vi của các sợi cơ có tính chất vật lý nhất định. Nếu như sự sắp xếp trong tổ chức nguyên liệu chặt chẽ thì các sợi cơ càng khó bị cắt đứt cho ta cảm giác dai khi nhai, đồng thời sau khi làm khô nếu trạng thái và tính chất của chúng ít biến đổi thì khả năng hút nước phục hồi của sản phẩm tốt hơn. Khi làm khô bằng cách gia nhiệt và đông lạnh đã làm cho protein bị biến tính và thay đổi cấu trúc do đó khả năng phục hồi của sản phẩm khô khó mà đạt trạng thái tươi như ban đầu. - 33 - 1.3.6.2. Sự biến đổi về hóa học a. Sự biến đổi của lipit.
Sự thủy phân lipit. Phản ứng thủy phân lipit xảy ra khi có enzyme hay không có enzyme xúc tác trong môi trường đồng thể, khi nước hòa tan trong chất béo mới tham gia phản ứng. Trường hợp ở nhiệt độ bình thường tốc độ thủy phân rất bé, khi có enzyme thì phản ứng xảy ra ở mặt tiếp xúc giữa nước và lipit tăng lên. Men lipaza này có sẵn trong nguyên liệu hoặc có thể do vi sinh vật ở ngoài mang vào. Men lipaza là một globulin, nó xúc tác thủy phân nhưng cũng xúc tác tổng hợp. Vì vậy, khi hàm ẩm cao thì phản ứng thủy phân sẽ xảy ra trước. Phản ứng thủy phân xảy ra lipit phân giải thành glyxerin và acid béo và các sản vật khác, đặc biệt trong đó có acid butiric bị thủy phân làm sản phẩm có mùi khó chịu, hôi thối. Hiện tượng thủy phân có thể xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình sấy khô. Cơ chế quá trình thủy phân lipit CH2-COOR1 CH2-OH R1-COOH CH-COOR2 + HOH → CH-OH + R2-COOH CH2-COOR3 CH2-OH R3-COOH
Sự oxy hóa lipit. Trong quá trình làm khô thực phẩm do mất nước làm cho cấu trúc cơ thịt ở trạng thái xốp mà lipit có su thế bị đẩy ra phía ngoài của các vi lỗ nên oxi dễ dàng tiếp xúc với lipit làm tăng quá trình oxy hóa lipit. Nếu sấy ở thời gian càng dài thì biến đổi của cơ thịt càng lớn vì enzyme và vi sinh vật có thời gian hoạt động, đồng thời sự oxy hóa xảy ra mạnh mẽ làm cho sản phẩm có màu sắc mùi vị không tốt. Sấy ở áp lực thường thì sản phẩm dễ bị oxy hóa hơn so với sấy chân không. - 34 - Quá trình oxy hóa lipit xảy ra nhanh khi lipit tiếp xúc với không khí và nhiệt độ cao, những lipit có nhiều acid béo không no sẽ bị oxy hóa nhanh hơn. Lipit bị oxy hóa sẽ tạo ra hydroperoxit, từ đó tạo nên các aldehyt no và không no, xeton, acid mono, dicacboxylic, aldeaxit, xetoaxit.. Dưới tác dụng của nhiệt cũng có thể xảy ra trùng hợp hóa: R1-C=C-R2 R1-C-C-R2 + R3-C=C-R4 R3-C-C-R4 Hay là sự trùng các sản phẩm oxy hóa Rượu Hydroperoxit Xeton Axit Aldehyt Sự oxy hóa xảy ra sẽ làm cho các sản phẩm có mùi ôi, thối, vị đắng khét ... làm giảm giá trị cảm quan cũng như giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình oxy hóa lipit Hàm lượng lipit: hàm lượng lipit cao thì quá trình oxy hóa xảy ra nhanh do nồng độ chất tham gia phản ứng nhiều. Hàm lượng oxy: oxy là nhân tố tham gia vào các quá trình phát sinh và phát triển các quá trình oxy hóa để tạo thành gốc R* tự do, alcoxyl RO*.... Ánh sáng: ánh sáng có tác dụng thúc đẩy các phản ứng oxy hóa lipit xảy ra nhanh hơn Nhiệt độ: nhiệt độ làm tăng quá trình phát triển của các gốc tự do làm ảnh hưởng đến tốc độ ôi hóa. - 35 - Độ ẩm: độ ẩm cao thì tốc độ ôi hóa xảy ra nhanh hơn do tăng cường bề mặt tiếp xúc giữa lipit và nước, lúc này xảy ra quá trình thủy phân chất béo để tạo thành acid béo, các acid này tham gia vào quá trình oxy hóa. b. Sự biến đổi của protein Khi làm khô ở áp lực thường, sự đông đặc phụ thuộc vào nguyên liệu, nếu nguyên liệu đã gia nhiệt thì ít biến đổi. Nếu nguyên liệu đã ướp muối, điều kiện làm khô tốt thì protein ít biến đổi, chất lượng cao, ổn định vì tác dụng của muối ăn là làm cho cơ thịt cá ổn định. Đối với cá tươi thì sự biến tính càng rõ rệt. Nhiệt độ là nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình làm khô. Protein của cá chủ yếu là myosin và actin ở điều kiện bình thường nhiệt độ đông đặc của chúng là 500C – 600C, làm khô ở điều kiện bình thường thì chúng đông đặc dần và biến tính từ protein sợi cơ có tính hòa tan thành trạng thái keo kết tủa, mất tính đàn hồi của sợi cơ. Ngoài ra, protein còn bị thay đổi về hệ số tiêu hóa. Quá trình làm khô nếu ở nhiệt độ càng cao thì hệ số tiêu hóa của protein càng giảm. Nếu sấy ở áp lực thấp, thời gian ngắn, nhiệt độ thấp thì hệ số tiêu hóa của protein bị giảm ít nhất. c. Sự biến đổi thành phần chất ngấm ra Trong quá trình sấy khô thành phần chất ngấm ra biến đổi nhiều. Mùi vị của sản phẩm khô do nhiều yếu tố quyết định nhưng trong đó thành phần của chất ngấm ra đóng một vai trò quan trọng. Trong quá trình sấy khô, do men vi sinh vật hoạt động phân hủy một số chất ngấm ra làm cho hàm lượng của chúng giảm xuống. Quá trình sấy khô càng kéo dài thì sự tổn thất của chất ngấm ra càng nhiều và làm cho mùi vị giảm. Vì vậy, làm khô nhanh là biện pháp tích cực để giảm bớt sự tổn thất của chất ngấm ra. - 36 - CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 37 - CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu là cá cơm săng (stolephorus tri bleeker) có chiều dài thân từ 40 -70 mm, cá tươi, màu sáng, nguyên con, mùi tanh tự nhiên. Cá cơm săn được chọn là loài có trữ lượng khai thác lớn đạt hàng ngàn tấn mỗi năm, mỗi mẻ có thể từ 2 -2,5 ngàn tấn , chúng được phân bố rộng rãi khắp các vùng biển bắc và nam bộ ngoài ra còn ở các vùng biển đỏ, Malaysia, Trung Quốc, Châu Úc...,có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao, có nhu cầu xuất khẩu lớn. Cá cơm săn thường được sử dụng để làm nước mắm, ăn tươi, làm bột cá dành cho gia súc, nay là đối tượng nghiên cứu trong đề tài của tôi về phương pháp sấy cá cơm săng bằng tia hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh. 2.2. THIẾT BỊ SẤY HỒNG NGOẠI KẾT HỢP SẤY LẠNH 2.2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của tủ sấy bức xạ đèn hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh 2.2.1.1. Cấu tạo cơ bản. 3 4 5 6 Bảng điều khiể n 1. Quạt gió 2. Đèn hồng ngoại 3. Gía đỡ nguyên liệu dạng lưới 4. Bộ phận đốt nóng 5. Dàn lạnh 6. Chân đế - 38 -
Tủ sấy kết hợp gồm hai phần chính. − Phần máy lạnh có nhiệm vụ tạo ra không khí lạnh có độ ẩm tuơng đối thấp. Sau đó không khí được quạt hút thổi vào tủ tăng cường khuếch tán ngoại từ bề mặt vật sấy vào không khí. − Phần tủ chứa các bóng đèn hồng ngoại dùng để nung nóng nước trong sản phẩm tạo điều kiện khuếch tán nội và tăng nhiệt độ không khí. Trong tủ gồm 4 bóng đèn hồng ngoại, công suất mỗi bóng là 250W. Tủ sấy dùng dòng điện xoay chiều 220V. 2.2.1.2. Nguyên lý hoạt động của tủ sấy kết hợp Không khí được đi qua dàn lạnh được làm lạnh tách ẩm, nước ngưng tụ được thải ra ngoài. Không khí trước khi được quạt ly tâm thổi vào tủ thì nó được nung nóng sơ bộ nhờ dàn nóng để không khí giảm đi độ ẩm. Sau đó không khí được thổi vào tủ sấy tại đây không khí tiếp tục nhận nhiệt từ bức xạ đèn hồng ngoại và nóng lên độ ẩm tương đối giảm đi. Không khí có độ ẩm thấp tiếp xúc với vật liệu sấy để lấy ẩm đi. Còn bức xạ từ đèn hồng ngoại chiếu lên sản phẩm để nung nóng nước trong sản phẩm, nước dịch chuyển ra bề mặt sản phẩm, hoá hơi và được không khí mang đi. Không khí nóng được quạt ở trên hút ra ngoài. 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng sản phẩm. 2.3.1. Phương pháp sấy khô. Cá cơm săn được mua tại chợ và được xử lý, sấy khô bằng phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh tại phòng thí nghiệm của trường Đại Học Nha Trang. Phương pháp tiến hành sấy với các chế độ sấy sau: − Nhiệt độ sấy 35 ÷ 500C − Khoảng cách từ bóng đèn hồng ngoại đến nguyên liệu là: k = 35 ÷ 50 cm. − Khoảng cách từ khay lưới đến đáy tủ là 10 ÷ 15 cm. − Vận tốc gió 1 ÷ 1,2 m/s. - 39 - − Độ ẩm không khí tủ sấy 35 ÷ 50 % Cá cơm sẵn sau khi được xử lý làm sạch được cân mỗi mẫu 200 g trên cân điện tử và tiến hành rải cá trên các khay lưới đưa vào tủ sấy với các chế độ sấy trên, khoảng cách cá đối với bóng đèn hồng ngoại và đáy tủ tạo điều kiện cho nước bốc hơi và bay ra ngoài dễ dàng, bề mặt cá vuông góc với phương chiếu sáng hồng ngoại tạo điều kiện cho bề mặt cá hứng được đầy đủ tia hồng ngoại trong quá trình sấy. Cá sấy đến khi độ ẩm đạt từ 20 ÷ 22% là đạt, kết thúc quá trình sấy. 2.3.2. Sơ đồ bố trí các thí nghiệm. Nguyên Liệu Rửa Ngâm Axit Luộc Muối Các chỉ tiêu đánh giá Sấy ở các chế độ ( t0=350÷500) Cân Sự biến đổi độ ẩm của sản phâm phẩm Chất lượng cảm quan Tỷ lệ hút nước phục hồi Chỉ tiêu chất lượng hóa học Chỉ tiêu vi sinh - 40 - 2.3.3. Các phương pháp đánh giá. 2.3.3.1. Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu bằng phương pháp sấy đến khi khối lượng không đổi. Lấy một cốc cân thủy tĩnh có đựng 10 ÷ 30 g cát và một đũa thủy tinh dẹp đầu đem sấy ở nhiệt độ 100 ÷ 1050C cho đến trọng lượng không đổi. Để nguội trong bình hút ẩm và đem cân ở cân phân tích chính xác 10-4 gam. Sau đó cho vào cốc cân 5 gam mẫu thử đã chuẩn bị sẵn ( nghiền nhỏ). Cân tất cả ở trên cân phân tích. Dung que thủy tinh trộn đều chất thử với cát rồi dàn đều thành lớp mỏng và cho tất cả vào tủ sấy 100 ÷ 1050C, sấy khô đến khối lượng không đổi. Sấy xong đem làm nguội ở bình hút ẩm và đem cân ở cân phân tích, sau đó đem tính kết quả theo công thức sau. W1 = GG OOGG − − 1 1*)21( (%) Trong đó: W1 : Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu (%). G : Khối lượng của cốc + cát + đũa thủy tinh (g). G1 : Khối lượng của cốc + cát + mẫu + đũa (g). G2 : Khối lượng của cốc + cát + mẫu sau khi sấy (g). 2.3.3.2. Xác định độ ẩm của nguyên liệu trong quá trình sấy bằng cân điện tử. Để xác định độ ẩm nguyên liệu trong quá tình sấy ta dung cân điện tử có độ chính xác 10-2 gam để cân khối lượng nguyên liệu sau mỗi giờ sấy. Từ khối lượng cân được xác định ta tính được độ ẩm của nguyên liệu tại mỗi thời điểm theo công thức sau: Wi = 100 - Gi G1 (100 - Wi) (%) - 41 - Trong đó: Wi : độ ẩm của nguyên liệu ở thời điểm thứ i(%). W1 : Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu (%). G1 : Khối lượng của nguyên liệu trước khi sấy (g). G2 : Khối lượng của nguyên liệu sau khi sấy ở thời điểm thứ i (g). 2.3.3.3. Đánh giá chất lượng cảm quan. Để đánh giá chất lượng cảm quan, dung phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng hệ 20 điểm dựng trên một thang thống nhất có sáu bậc (từ 0 ÷ 5) và điểm 5 là cao nhất cho mỗi chỉ tiêu; sáu bậc đánh giá phải tương ứng với nội dung miêu tả trong bảng sau: Bảng 2.1: Cơ sở đánh giá chất lượng cảm quan bằng phương pháp cho điểm. Bậc đánh giá Điểm chưa có trọng lượng Cơ sở đánh giá 1 5 Trong chỉ tiêu đang xét, sản phẩm có tính chất tốt và đặc trưng, sản phẩm không có sai lỗi và khuyết tật 2 4 Sản phẩm có khuyết tật nhỏ hoặc sai lỗi nhỏ hoặc cả hai nhưng không làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm đó. 3 3 Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi nhỏ hoặc cả hai. Số lượng mức độ của khuyết tật làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Nhưng sản phẩm vẫn đạt tiêu chuẩn. 4 2 Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi nhỏ hoặc cả hai Số lượng và mức độ của khuyết tật sai lỗi làm cho sản phẩm không đạt mức chất lượng quy định trong tiêu chuẩn, nhưng còn khả năng bán được. 5 1 Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi ở mức độ trầm trọng, không đạt mục đích sử dụng chính của sản phẩm đó. Song sản phẩm vẫn chưa được coi là hỏng, sản phẩm đó không bán được nhưng sai khi tái chế lại thì vẫn có thể sử dụng được. 6 6 Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi ở mức độ trầm trọng, sản phẩm bị coi là hỏng không sử dụng được. - 42 - Để phân cấp chất lượng của sản phẩm, người ta dung điểm có trọng lượng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 quy định các cấp độ đối với sản phẩm thực phẩm theo bảng sau: Bảng 2.2:Quy định các cấp độ đối với sản phẩm thực phẩm. Cấp chất lượng Điểm chung Yêu cầu điểm trung bình có trọng lượng đối với các chỉ tiêu Loại tốt 18,6 ÷ 20 Các chỉ tiêu quan trọng ≥ 4,7 Loại khá 15,2 ÷ 18,5 Các chỉ tiêu quan trọng ≥ 3,8 Loại trung bình 11,2 ÷ 15,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 2,8 Loại kém (không đạt mức chất lượng quy định trong chỉ tiêu nhưng có khả năng bán được). 7,2 ÷ 11,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 1,8 Loại rất kém (không có khả năng bán được, nhưng sau khi tái chế có thể sử dụng được). 4,0 ÷ 7,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 1,0 Loại hỏng (không còn sử dụng được nữa). 0 ÷3,9 Dựa vào tài liệu tiêu chuẩn Việt Nam về hang khô và những kiến thức đã học, tôi thành lập hội đồng cảm quan và tiến hành đánh giá chất lượng của sản phẩm. Phương pháp mô tả được tiến hành ở nơi thong thoáng, có ánh sang tự nhiên. Đặt mẫu lên một tờ giấy trắng, đặt đối diện với nguồn sang và với mắt người quan sát, lần lượt kiểm tra các chỉ tiêu. Các thành viên trong hội đồng cảm quan, đánh giá một cách độc lập sau đó lấy giá trị trung bình để đưa ra điểm cảm quan cho sản phẩm. Bảng 2.3:Bảng điểm cảm quan. Chỉ tiêu chất lượng Điểm của các thành viên Tổng số điểm Điểm trung bình Hệ số quan trọng Điểm có trọng lượng A B C D E Màu sắc Mùi Vị Trạng thái Cộng - 43 - Bảng 2.4: Bảng điểm đánh giá chất lượng cảm quan của cá cơm săn khô Chỉ tiêu Điểm Trạng thái Mầu sắc Mùi Vị 5 Toàn thân cá khô đều, thịt dẻo dai, không mốc Toàn thân nguyên vẹn không rụng đầu Màu sáng không lên dầu. Mùi thơm đặc trưng của sản phẩm cá khô, không có mùi của hiện tượng phân hủy. Vị ngọt đậm 4 Toàn thân khô đều, thịt dẻo dai, khô mốc. Toàn thân nguyên vẹn không rụng đầu Màu trắng hơi đục, không lên dầu. Mùi thơm đặc trưng của sản phẩm cá khô, không có mùi của hiện tượng phân hủy. Vị ngọt không đậm đà 3 Toàn thân cá khô đều, thịt dẻo dai, hơi khô mốc. Toàn thân nguyên vẹn không rụng đầu Màu vàng ngà, không lên dầu Mùi thơm đặc trưng của sản phẩm cá khô, không có mùi của hiện tượng phân hủy. Có mùi lạ xuất hiện. Vị nhạt, ít ngọt 2 Toàn thân khô tương đối đều, thịt dai, toàn thân không nguyên vẹn, bị gãy đầu, khô mốc. Màu vàng ngà, có hiện tượng lên dầu Mùi thơm đặc trưng của sản phẩm cá khô, không có mùi của hiện tượng phân hủy Vị ngọt ít và có lẫn vị hơi đắng 1 Toàn thân cá khô không đều, thịt dai, toàn thân cá không nguyên vẹn, bị gãy đầu, khô mốc. Màu vàng ngà, có hiện tượng lên dầu Mùi thơm đặc trưng của sản phẩm cá khô có lẫn mùi khét, không có mùi của hiện tượng phân hủy Vị nhạt dần 0 Toàn thân cá khô không đều, lên mốc toàn thân không nguyên vẹn, bị gãy đầu. Màu vàng đậm và dầu lên rất nhiều. Mùi ôi khét, mùi của hiện tượng phân hủy xuất hiện nặng Vị đắng, chát Hệ số cảm quan 0.9 1.2 0.9 1.0 - 44 - 2.3.3.4. Xác định các thông số liên quan đến quá trình sấy. + Xác định tốc độ chuyển động của không khí trong tủ sấy bằng thiết bị đo tốc độ gió, hiệu số : Testo 405 – V1 của Đức. + Xác định độ ẩm của không khí trong tủ sấy bằng ẩm kế, hiệu số: Testo 605– H1. + Kiểm soát nhiệt độ trong tủ sấy bằng rơle nhiệt độ dixell XR – 600C. + Xác định khoảng cách chiếu xạ bằng đo trực tiếp. 2.3.3.5. Tỷ lệ hút nước trở lại. Sau khi sấy khô sản phẩm đạt yêu cầu (20 ÷ 22%) về độ ẩm ta tiến hành kiểm tra tỷ lệ hút nước phục hồi của sản phẩm. Cách tiến hành : lấy các mẫu sản phẩm của mỗi chế độ sấy ( t0 = 35 ÷ 500C), cho mỗi mẫu vào cốc nước cất, định kỳ 1 giờ kiểm tra một lần bằng cách cân trên cân điện tử có độ chính xác 10-2 g, khi khối lượng mẫu không tăng nữa thì dừng quá trình ngâm. Lượng nước hút vào sau mỗi giờ được xác định theo công thức sau: X = 2 12 G GG − * 100% Trong đó: X : tỷ lệ hút nước phục hồi (%). G1: Khối lượng sản phẩm trước khi ngâm nước (g). G2: Khối lượng sản phẩm sau khi ngâm nước (g). Việc xác định tỷ lệ hút nước phục hồi là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của sản phẩm 2.3.3.6. Xác định hàm lượng NH3. Amoniac là thành phần hư hỏng của thực phẩm và nó là sản phẩm của quá trình phân hủy Protein, axit amin…trong thực phẩm. Kiểm tra NH3 để đánh giá mức độ kém chất lượng của sản phẩm.
Cách tiến hành: Cân chính xác 2 gam mẫu thử đã nghiền nhuyễn cho vào bình cầu của dụng cụ chưng cất, them vào đó 50 ml nước cất và vài giọt phenolphthalein 1%, - 45 - dung dịch Mg (OH)2 bão hòa ( pha từ MgO) cho từ từ vào cho đến khi dung dịch trong bình chưng cất chuyển sang màu hồng thì dừng lại. Lấy chính xác 20 ml dung dịch H2SO4 0,1 N và vài giọt metyl đỏ cho vào cốc hứng 500 ml, đặt cốc vào đầu ống sinh hàn của thiết bị chưng cất sao cho đầu ống sinh hàn ngập hẳn vào dung dịch trong cốc, cho nước lạnh vào ống sinh hàn. Đun sôi bình cầu sinh hơi nước để tiến hành chưng cất lien tục trong 40 phút kể từ khi dung dịch bắt đầu sôi. Sau đó nâng đầu ống sinh hàn lên khỏi cốc hứng dung bình tra nước cất rửa đầu ống sinh hàn, tiếp tục chưng cất 1 ÷ 2 phút nữa. Dùng giấy quỳ tím hoặc giấy đo PH để thử, nếu Ph = 7 là được Hàm lượng NH3 được tính theo công thức: XNH3 = P VV 21− 0,0017 *100 (mg%) Trong đó: XNH3 : Hàm lượng NH3 của sản phẩm. V1 : Số ml dung dịch H2SO4 0,1N. V2 : Số ml dung dịch NaOH 0,1 N dung để chuẩn độ axit còn dư. 2.3.3.7. Xác định hàm lượng axit béo, Protein và kiểm tra vi sinh vật Mẫu kiểm tra hàm lượng axit béo được tiến hành bằng phương pháp sắc ký khí cao áp tại Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang. Mẫu kiểm tra hàm lượng Protein tại Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang. Mẫu kiểm vi sinh vật tại Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang. - 46 - CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN - 47 - CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. 3.1. QUY TRÌNH SẤY CÁ CƠM SĂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỒNG NGOẠI KẾT HỢP SẤY LẠNH. NGUYÊN LIỆU RỬA NGÂM AXIT LUỘC MUỐI BẢO QUẢN BAO GÓI SẤY CÂN - 48 -
Thuyết minh quy trình: ■ Nguyên liệu: Nguyên liệu phải tươi tốt, không dập nát, gãy đầu vỡ bụng, không bị tróc lớp vảy và màu trắng bạc trên thân cá. Nguyên liệu sau khi mua tại chợ phải được bảo quản bằng nước lạnh và nước đá say nhỏ hoặc bảo quản bằng tủ đông tại phòng thí nghiệm nếu chưa làm kịp để đảm bảo chất lượng cá tránh hư hỏng. ■ Rửa: Nguyên liệu sau khi mua về hoặc sau khi bảo quản phải được rửa bằng nước sạch để loại bỏ tạp chất, nhớt, máu cá. Qúa trình rửa tránh làm dập cá, tróc vảy, tróc lớp trắng bạc trên thân cá. Rửa bằng nước lạnh, rửa qua 2 ÷ 3 lần nước cho thật sạch trước khi đem ngâm axit. ■ Ngâm axit: Cá sau khi rửa sạch được vớt ra rổ để ráo nước và tiến hành ngâm axit CH3COOH nồng độ 0,1% để khử mùi tanh, tỷ lệ ngâm 1kg cá/ 1lit nước có pha 1ml CH3COOH 1%. Axit acetic có khả năng khử mùi tanh của cá mà không ảnh hưởng đến chất lượng và màu sắc của cá, tiến hành ngâm trong 15 phút sau đó vớt ra rửa sạch trước khi đem đi luộc muối. ■ Luộc muối: Một lít nước được đun sôi có pha muối nồng độ 10% được chuẩn bị để luộc cá, cá sau khi ngâm axit được rửa sạch tiến hành luộc muối từ lúc nước sôi 1000C là 3 phút, chỉnh lửa nhỏ để nước sôi vừa, không quá lửa để tránh làm cá nát, rụng đầu, tróc mất màu trắng bạc trên thân cá. Quá trình luộc không đảo cá tránh làm dập nát cá. Luộc muối có tác dụng làm giảm lượng vi sinh vật có trên thân cá, làm giảm lượng ẩm của cá, thúc đẩy nhanh quá trình sấy, tạo vị của sản phẩm và có tác dụng bảo quản. - 49 - ■ Cân: Cá sau khi luộc được vớt ra rổ, để ráo nước cho nguội, trước khi sấy phải tiến hành cân để xác định hàm lượng ẩm giảm sau khi luộc. Từ hàm lượng ẩm giảm ta tiến hành cân xác định khối lượng mẫu cần sấy. ■ Sấy: Sau khi cân, cá được rải đều xếp trên khay lưới rồi đưa vào tủ sấy. Trước khi tiến hành sấy phải khởi động tủ sấy trước, cài đặt chế độ sấy cho mỗi mẫu sấy như đã bố trí trước trên sơ đồ thí nghiệm. Trong quá trình sấy thì cứ mỗi giờ sấy lấy mẫu ra cân trên cân điện tử có độ chính xác 10-2g để xác định độ ẩm của cá tại thời điểm sấy. Qúa trình sấy được thực hiện lien tục đến khi độ ẩm của cá đạt ( 20 ÷ 22%) là được, kết thúc quá trình sấy. ■ Bao gói, bảo quản: Cá sản phẩm sau khi sấy đạt yêu cầu về độ ẩm thì được lấy ra từ khay lưới trong tủ sấy cho vào túi PE và đem đi bảo quản trong tủ có nhiệt độ 5 ÷ 100C. 3.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ SẤY ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA CÁ CƠM SĂN. Trong quá trình sấy, cứ sau mỗi giờ sấy khối lượng nguyên liệu cá lại giảm do lượng nước trong nguyên liệu mất đi, thời gian sấy càng tăng thì khối lượng nguyên liệu càng giảm đến khi độ ẩm trong nguyên liệu đạt yêu cầu thì kết thúc quá trình sấy. Tuy nhiên, tùy theo chế độ sấy ( ts = 35 ÷ 500 C) mà thời gian sấy dài ngắn khác nhau, lượng nước trong nguyên liệu giảm khác nhau, độ ẩm giảm khác nhau dẫn đến chất lượng sản phẩm cũng khác nhau. Do đó tôi tiến hành nghiên cứu để chọn ra chế độ nhiệt độ sấy thích hợp nhất để đảm bảo chất lượng sản phẩm là tốt nhất. Sau đây là kết quả sự biến đổi hàm lượng ẩm và tốc độ sấy cá tại các nhiệt độ sấy khác nhau ( t0s = 35 ÷ 500C). - 50 - Bảng 3.1: Bảng hàm lượng ẩm cá trước và sau khi luộc. Mẫu G(%) W(%) Cá tươi 200 77,6 Cá sau khi luộc 100 72 Bảng 3.2. Bảng biến đổi ẩm và tốc độ sấy cá theo nhiệt độ sấy. T Nhiệt độ sấy 350C 400C 450C 500C G1 (g) W1 (%) V1 (%/h) G2 (g) W2 (%) V2 (%/h) G3 (g) W3 (%) V3 (%/h) G4 (g) W4 (%) V4 (%/h) 0 160 72 0 160 72 0 160 72 0 160 72 0 1 109,66 59,14 12,56 106,31 57,86 14,14 106,34 57,87 14,11 109,70 59,16 12,84 2 87,10 48,56 10,58 86,92 48,46 9,12 86,40 48,15 9,72 83,79 46,53 12,63 3 76,02 41,07 7,49 74,50 39,86 8,60 73,38 38,94 9,21 70,19 36,17 10,36 4 68,70 34,79 6,28 65,90 32,04 7,82 64,92 30,99 6,24 62,25 28,03 8,14 5 64,19 30,20 4,59 59,77 25,04 7,00 59,66 24,90 6,09 56 20 8,03 6 60,46 25,90 4,3 56 20 5,04 56 20 4,9 7 57,55 25,15 3,75 8 56 20 2,15 Từ bảng kết quả tại các thí nghiệm vì sự biến đổi hàm lượng ẩm và tôc độ sấy cá tại các nhiệt độ sấy khác nhau ( t0s = 35 ÷ 500C) ta sẽ thấy rõ hơn nhờ sự thể hiện dưới các dạng đồ thị sau. - 51 - 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 Thời gian sấy (h) Đ ộ ẩm W (% ) W1 W2 W3 W4 Đồ thị 3.1: Biến đổi ẩm của cá theo thời gian ở các nhiệt độ sấy khác nhau Đồ thị 3.2: Đường cong tốc độ sấy của cá ở các nhiệt độ sấy khác nhau Nhận xét: Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 3.2 và đồ thị 3.1, đồ thị 3.2 cho thấy độ ẩm và tốc độ sấy cá có sự biến đổi khá lớn ở các nhiệt độ sấy khác nhau. Nhiệt độ sấy càng tăng thì tốc độ sấy càng nhanh và thời gian sấy càng ngắn. Nhiệt độ sấy thấp thì tốc độ sấy chậm và thời gian sấy kéo dài. - 52 - Theo bảng kết quả nghiên cứu tại các thí nghiệm sấy ở nhiệt độ 350C thì thời gian sấy là 8h, sấy ở 400C thì thời gian sấy là 6 giờ, sấy ở 450C thì thời gian sấy cũng là 6 giờ, sấy ở 500C thì thời gian sấy là 5 giờ và cá đạt độ ẩm yêu cầu là 20%. Đồ thị 3.1 cho thấy độ dốc của các đường biểu diễn độ ẩm của cá tăng dần theo nhiệt độ sấy. Ở nhiệt độ sấy 350C thì độ dốc của đường biểu diễn là ít nhất và nhiệt 500C thì độ dốc của đường biểu diễn là nhiều nhất. Đồ thị 3.4, cho thấy tốc độ sấy cá tăng dần theo nhiệt độ sấy. Ở nhiệt độ sấy 350C thì tốc độ sấy là nhỏ nhất và giai đoạn sấy đẳng tốc kéo dài (khoảng 5h). Khi sấy ở nhiệt độ sấy 500C thì tốc độ sấy là lớn nhất và giai đoạn sấy đẳng tốc ngẵn nhất ( khoảng 3h). Tuy nhiên dựa vào các kết quả từ bảng và các đồ thị cho thấy ở nhiệt độ sấy 400C thì hàm lượng ẩm của cá giảm đều theo thời gian sấy, đường biểu diễn gần như một đường thẳng thể hiện tỷ lệ sấy giảm đều và phù hợp theo từng thời gian sấy (đồ thị 3.1); và thời gian sấy đẳng tốc ở 400C là 4h không quá nhanh, cũng không quá chậm so với ở 350 và 500C. Như vậy, chế độ sấy ở 400C là nhiệt độ sấy phù hợp nhất cần được chọn để sấy cá đảm bảo chất lượng cho sản phẩm và thời gian sấy phù hợp (6h). Giải thích: Sấy ở nhiệt độ càng thấp thì hàm lượng ẩm trong nguyên liệu giảm chậm do sự chênh lệch áp suất trên bề mặt nguyên liệu và áp suất riêng phần trong không khí bé nên tốc độ thoát ẩm chậm làm kéo dài thời gian sấy, do đó sấy ở nhiệt độ 350C thời gian sấy là dài nhất (8h). Khi tăng nhiệt độ sấy lên thì tốc độ làm khô cũng tăng lên do lúc này nguyên liệu được nâng nhiệt, quá trình khuếch tán ẩm ra bên ngoài tăng, ẩm thoát ra đều hơn nên thời gian sấy ngắn do đó sấy ở nhiệt độ 500C thì thời gian sấy chỉ mất 5h. Qua thực nghiệm cho thấy nhiệt độ là yếu tố quyết định rất lớn, ảnh hưởng đến quá trình sấy. Tuy vậy, trong quá trình sấy, nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao cũng đều ảnh hưởng không tốt cho chất lượng sản phẩm, vì khi nhiệt độ sấy cao - 53 - thì quá trình khuếch tán ngoại ở thời gian đầu nhanh tạo thành lớp màng cứng cho bề mặt cá ngăn cản không cho nước ở các lớp bên trong di chuyển ra bên ngoài kéo dài, giai đoạn sấy giảm tốc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nếu nhiệt độ sấy quá thấp thì tốc độ làm khô chậm, tạo điều kiện cho các enzyme trong nội tại của cá và enzyme của vi sinh vật hoạt động thúc đẩy quá trình phân giải chất làm tiền đề cho quá trình thối rữa, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Do đó ta chọn sấy ở nhiệt độ 400C là phù hợp vì thời gian sấy là phù hợp không quá dài cũng không quá ngắn, thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc hợp lý, quá trình ẩm thoát ra bên ngoài đều đặn theo thời gian sấy tránh được sự tạo màng cứng cũng như tạo điều kiện cho ẩm thoát ra bên ngoài dễ dàng hơn, thời gian sấy hợp lý ngăn chặn quá trình hư hỏng của sản phẩm ( do enzyme nội tại và vi sinh vật) đảm bảo chất lượng sản phẩm là tốt nhất. 3.3. SO SÁNH CHẾ ĐỘ SẤY THÍCH HỢP NHẤT (400C) CỦA PHƯƠNG PHÁP SẤY HỒNG NGOẠI KẾT HỢP SẤY LẠNH VỚI PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG ( PHƠI NẮNG) ĐỐI VỚI SẢN PHẨM CÁ CƠM SĂN. Bảng 3.3:Bảng biến đổi ẩm ở nhiệt độ sấy 400C và phơi nắng. T T0s = 400C Phơi nắng G1 (g) W1 (%) G2 (g) W2 (%) 0 160 72 160 72 1 106,31 57,86 117,72 61,94 2 86,92 48,46 97,03 53,83 3 74,50 39,86 84,23 46,81 4 65,90 32,04 77,67 42,32 5 59,77 25,04 70,82 36,74 6 56 20 58,00 22,75 7 56 20 - 54 - 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 Thời gian sấy (h) Đ ộ ẩm W (% ) W1 W2 Đồ thị 3.3. Biến đổi ẩm của cá ở chế độ sấy 400C Nhận xét: Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 3.3 và đồ thị 3.3 cho thấy có sự khác biệt lớn về biến đổi hàm lượng ẩm của cá ở chế độ sấy 400C với phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh so với phương pháp truyền thống (phơi nắng). Ở chế độ sấy 400C thì thời gian sấy là 6h, còn phơi nắng mất 7h thì sản phẩm mới đạt yêu cầu (độ ẩm 20%). Đường biểu diễn ở nhiệt độ sấy 400C là một đường cong đều thể hiện sự giảm lượng ẩm của nguyên liệu là đều đặn. Còn đường biểu diễn ở phương pháp phơi nắng là đường cong lồi lõm không đều thể hiện sự giảm lượng ẩm thay đổi thất thường vào từng thời điểm khác nhau sẽ không đảm bảo được chất lượng cho sản phẩm. Như vậy, so với phương pháp truyền thống thì phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh thời gian làm khô ngắn hơn, chất lượng sản phẩm được đảm bảo hơn do đó đem lại hiệu quả kinh tế hơn. Giải thích: Với phương pháp truyền thống là phơi nắng do phụ thuộc vào thời tiết và môi trường làm cho thời gian làm khô kéo dài, nguyên liệu chịu tác động trực tiếp của ánh sáng mặt trời làm cho nguyên liệu không đảm bảo chất lượng và - 55 - chịu tác động của môi trường nên không đảm bảo về mặt vệ sinh an toàn thực phẩm. Phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh là phương pháp dung tia bức xạ phát ra từ đèn hồng ngoại để làm nóng cá làm cho hơi ẩm bay ra khỏi nguyên liệu và sấy với nhiệt độ ổn định trong tủ sấy đã được cài đặt sẵn, nguyên liệu trong tủ sấy tránh được tác động của môi trường bên ngoài đảm bảo chất lượng sản phẩm và vệ sinh thực phẩm; phương pháp này không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết cũng như môi trường nên không bị gián đoạn trong quá trình sản xuất. Nói chung, phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh đem lại hiệu quả về chất lượng cũng như số lượng sản phẩm hơn so với phương pháp truyền thống và cần được ứng dụng vào thực tiễn sản xuất trong ngành công nghệ thực phẩm, đặc biệt là thực phẩm thủy sản khô. 3.4. TỶ LỆ HÚT NƯỚC PHỤC HỒI CỦA SẢN PHẨM. Trong công nghệ chế biến sản phẩm khô thì phương pháp làm khô có hiệu quả phải là phương pháp làm giảm thiểu được sự biến dạng, co rút của sản phẩm. Sự biến dạng co rút của sản phẩm làm giảm giá trị cảm quan và giảm chất lượng. Vì sao việc co rút và biến dạng lại làm giảm giá trị cảm quan và chất lượng sản phẩm? Vì: Khi sản phẩm sau khi làm khô cơ thịt bị co rút qua mức sẽ làm cho các mao quản bị teo lại. Khi nguyên liệu đem nấu chin chúng sẽ gây cản trở nước từ bên ngoài xâm nhập vào nguyên liệu. Do vậy sản phẩm khi ăn có cảm giác khô xác, khó tiêu hóa. Tuy nhiên, nếu chúng ta áp dụng phương pháp làm khô bằng chiếu bức xạ tia hồng ngoại kết hợp sấy lạnh thì sản phẩm có trạng thái bong xốp, ít bị biến dạng và giảm được sự co rút do đó sản phẩm khi ăn sẽ cảm giác mềm mại, dễ tiêu hóa hơn. Chính vì vậy khả năng hút nước phục hồi cũng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng sản phẩm khô và đồng thời khẳng định tính ưu việt của công nghệ chế biến khô này. - 56 - Để đánh giá khả năng hút nước phục hồi của sản phẩm cá cơm săn được làm khô tôi tiến hành lấy mẫu của sản phẩm cá cơm săn sấy khô bằng phương pháp hồng ngoại kết hợp sấy lạnh ( lấy 4 mẫu của mỗi chế độ nhiệt độ từ 35 ÷ 500C) và một mẫu của sản phẩm cá cơm săn và cân trên cân điện tử. Sau khi lấy 5 mẫu trên ( mỗi mẫu một con cá cơm săn khô) cho vào 5 cốc thủy tinh đã chứa 250 ml nước cất. Sau mỗi giờ thì dung đũa gắp cá ra, để ráo nước, dung khăn sạch thấm hết nước trên bề mặt sản phẩm, đem cân trên cân điện tử. Tiến hành đến khi khối lượng cá không tăng lên nữa thì dừng lại. Sau đây là kết quả khảo sát tỷ lệ hút nước phục hồi của sản phẩm. - 57 - Bảng 3.4. Khả năng hút nước phục hồi của cá cơm săn khô T (giờ) Mẫu sấy Mẫu phơi 350C 400C 450C 500C 0 0,73 0,78 0,73 0,80 0,75 1 1,42 1,61 1,12 1,20 0,95 2 1,50 1,75 1,25 1,40 1,03 3 1,56 1,78 1,3 1,45 1,05 4 1,69 1,87 1,36 1,50 1,10 Nhận xét: Qua bảng 3.4 ta thấy với các mẫu sấy bằng bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh thì từ giờ đầu tiên lượng nước thấm vào rất lớn, và tăng chậm dần ở các giờ tiếp theo. Ở nhiệt độ 400C, mẫu sấy có khả năng hút nước phục hồi lớn nhất so với các mẫu sấy ở các nhiệt độ khác. Điều này càng khẳng định ở chế độ nhiệt độ sấy 400C thì sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất, sản phẩm có độ rỗng xốp rất lớn tạo điều kiện nước dễ dàng thẩm thấu vào. So với các mẫu sấy bằng hồng ngoại thì các mẫu phơi nắng khả năng hút nước phục hồi kém hơn, trọng lượng cá chỉ tăng rất ít sau mỗi giờ, chứng tỏ sản phẩm phơi nắng chất lượng kém hơn sản phẩm sấy hồng ngoại, hay nói cách khác phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh có những đặc tính ưu việt vượt trội so với phương pháp truyền thống thủ công ( phơi nắng) đem lại hiệu quả và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Tỷ lệ hút nước phục hồi của sản phẩm được tính bằng công thức. G2 – G1 W = × 100 % G2 Trong đó: W: Tỷ lệ hút nước phục hồi của sản phẩm (%). G1: Khối lượng sản phẩm khô trước khi ngâm nước (g). - 58 - G2: Khối lượng sản phẩm sau khi ngâm nước đến khối lượng không đổi(g). Dựa vào công thức trên ta có bẳng tỷ lệ hút nước phục hồi cảu sản phẩm đối với các mẫu. Bảng 3.7. Tỷ lệ hút nước phục hồi của cá cơm săn sấy khô. Mẫu W Sấy Phơi 350C 400C 450C 500C Tỷ lệ hút nước phục hồi 56 % 58 % 46 % 46 % 32 % Nhận xét: Qua bảng 3.7 cho thấy tỷ lệ hút nước phục hồi của mẫu sấy 400C là lớn nhất và mẫu phơi là thấp nhất. Vậy, sản phẩm sấy bằng hồng ngoại kết hợp sấy lạnh thì khả năng hút nước phục hồi lớn hơn nhiều so với sản phẩm phơi nắng do đó sản phẩm khi sử dụng sẽ có cảm giác mềm mại và dễ tiêu háo hơn. 3.5. ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN SẢN PHẨM. Phương pháp cảm quan dùng để đánh giá về màu sác, mùi vị và trạng thái của sản phẩm do đó nó phản ánh tương đối chính xác về chất lượng sản phẩm. Sau đây là kết quả đánh giá các chỉ tiêu cảm quan của các mẫu sấy và phơi nắng. Bảng 3.8. Điểm đánh giá cảm quan đối với các mẫu sản phẩm cá cơm săn khô Mẫu Điểm chỉ tiêu Sấy Phơi nắng 350C 400C 450C 500C Trạng thái 4,55 4,60 4,20 3,95 2,50 Màu sắc 5,30 5,65 5,20 4,55 3,95 Mùi 4,15 4,80 4,55 4,65 3,55 Vị 4,70 4,90 4,70 4,20 3,00 Tổng điểm 18,7 19,95 18,65 17,35 13 - 59 - Nhận xét: Qua bảng 3.7 cho thấy điểm các mẫu sấy cao hơn nhiều so với mẫu phơi. Điều đó chứng tỏ các sản phẩm cá cơm săn khô sấy có giá trị cảm quan hơn hẳn so với sản phẩm cá cơm săn khô phơi nắng, và đặc biệt trong các mẫu sấy thì mẫu sấy ở nhiệt độ 400C là có điểm cảm quan cao nhất. Điều này có thể đánh giá một cách tổng quan như sau: Phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh cho kết quả sản phẩm không chỉ về mặt chất lượng vượt trội mà về mặt cảm quan sản phẩm hươn rất nhiều so với phương pháp truyền thống (phơi nắng), và đạt được hiệu quả tối ưu trong phương pháp sấy ta nên chọn nhiệt độ sấy thích hợp nhất là sấy nguyên liệu ở nhiệt độ 400C. 3.6. MỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG HÓA HỌC (PROTEIN, AXIT BÉO) CỦA SẢN PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP SÂY ( TOS = 400C) SO VỚI PHƯƠNG PHÁP PHƠI NẮNG. 3.6.1. So sánh chỉ tiêu protein. Bảng kết quả phân tích hàm lượng protein của mẫu sấy (t0s= 400) và mẫu phơi nắng tại Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang. TT Ký hiệu mẫu Chỉ tiêu phân tích Kết quả 1 Mẫu sấy khô (t0s =400) Protein(%) 57.68 2 Mẫu phơi khô Protein(%) 48.19
Nhận xét Từ kết quả trên cho ta thấy mẫu sấy có hàm lượng protein cao hơn rất nhiều so với mẫu phơi khô, điều này chứng tỏ sản phẩm sấy bằng phương pháp hồng ngoại kết hợp sấy lạnh có giá trị dinh dưỡng cao hơn nhiều so với phương pháp phơi nắng. - 60 - 3.6.2. So sánh chỉ tiêu axít béo. Cá cơm săn để đánh giá chất lượng sản phẩm thì một trong những chỉ tiêu quan trọng đó là axit béo vì nó chiếm một lượng lớn trong cá chỉ sau protein. Để thấy rõ ưu điểm của phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh vượt trội phương pháp phơi nắng, ngoài so sánh chỉ tiêu protein tôi tiến hành lấy mẫu đi phân tích để so sánh chỉ tiêu axit béo. Sau đây là kết quả phân tích tại Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang. 3.7. NGHIÊN CỨU CHỈ TIÊU VI SINH CỦA SẢN PHẨM. Chỉ tiêu vi sinh là một chỉ tiêu rất quan Trọng để đánh giá chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm. Vì vậy, để kiểm tra vi sinh của sản phẩm cá cơm săn khô sấy bằng phương pháp hồng ngoại kết hợp sấy lạnh tôi chọn mẫu sấy ở nhiệt độ 350C. Đây là mẫu sấy với thời gian dài nhất (8h). Nếu kết quả kiểm tra vi sinh của mẫu này đạt yêu cầu, điều đó có nghĩa là các mẫu sấy khác cũng đạt yêu cầu về chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm. Mẫu được kiểm tra tại Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang. Kết quả kiểm tra vi sinh cho thấy cá cơm khô đạt tiêu chuẩn về mặt vệ sinh theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5287-1994. - 61 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN KẾT LUẬN Qua thời gian thực tập tốt nghiệp để hoàn thành đồ án “Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cá cơm săn bằng phương pháp hồng ngoại kết hợp sấy lạnh” tại phòng thí nghiệm trường Đại học Nha Trang, tôi rút ra được kết luận như sau: 1. Tính ưu việt của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh so với phương pháp truyền thống trong công nghiệp chế biến các sản phẩm thủy sản khô nói chung và đối với sản phẩm cá cơm săn khô trong đề tài nói riêng. 2. Xây dựng được quy trình sấy cá cơm săn trên máy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh. 3. Khảo sát và xác định được chế độ nhiệt độ sấy thích hợp nhất để đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt nhất. Nhiệt độ sấy: ts= 400. Thời gian sấy là 6 giờ. 4. Phân tích một số thành phần hóa học cũng như các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của sản phẩm sấy ở nhiệt độ 400C so với sản phẩm phơi nắng. 5. Phân tích một số chỉ tiêu vi sinh vệ sinh an toàn thực phẩm. 6. Với chế độ sấy như trên và việc đánh giá các chỉ tiêu cảm quan, phân tích các chỉ tiêu hóa học, chỉ tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm tôi đã đưa ra một số kết quả như sau: Nhiệt độ sấy : 400C. Thời gian sấy: 6 giờ. Độ ẩm cuối cùng sản phẩm đạt 20%. Hàm lượng protein: 57,68. Tổng hàm lượng các axit béo: 16% Sản phẩm có màu sáng đẹp, thân thẳng, khô đều. Sản phẩm có mùi đặc trưng của cá khô. Tổng số vi sinh vật hiếu khí có trong sản phẩm là 4,5.103 cfu/g. - 62 - Số nấm men, nấm mốc trong sản phẩm là 0. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Công nghiệp chế biến thủy sản khô ở nước ta hiện nay còn rất thô sơ và chưa đạt tiêu chuẩn xuất khẩu. Việc áp dụng công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh vào sản xuất sản phẩm thủy sản khô mang tính đột phá về công nghệ mang lại hiệu quả về năng suất, chất lượng, kinh tế. Tuy các kết quả nghiên cứu trong luận văn của tôi chỉ mang tính thực nghiệm, thực hiện trên các thiết bị thí nghiệm nhưng một lần nữa đã cho thấy ưu điểm vượt trội của công nghệ sấy này. Do đó, tôi có một số đề xuất sau: 1. Xây dựng quy trình công nghệ chung áp dụng sấy khô cho các sản phẩm thủy sản. 2. Tiến hành nghiên cứu nhiệt động lực học quá trình sấy và các phép toán để thiết kế các thiết bị sấy quy mô lớn áp dụng vào sản xuất. 3. Nghiên cứu trên các đối tượng khác để mở rộng phạm vi ứng dụng. 4. Ngoài bức xạ hồng ngoại, cần nghiên cứu thêm các tia sáng khác có bước sóng thích hợp ứng dụng vào công nghệ sấy khô kết hợp sấy lạnh để đem lại kết quả tốt hơn về chất lượng sản phẩm.