Bài giảng Bảo quản và chế biến sản phẩm thủy sản - Kỹ thuật làm lạnh đông nguyên liệu thuỷ sản

CHƯƠNG 4 KỸ THUẬT LÀM LẠNH ĐÔNG NGUYÊN LIỆU THUỶ SẢN Bảo quản và chế biến sản phẩm thủy sản NỘI DUNG 4.1. Mục đích – Ý nghĩa 4.2. Cơ sở KH của KT làm lạnh đông 4.3. Thời gian làm lạnh đông 4.4. Phương pháp làm lạnh đông 4.5. Biến đổi của ĐVTS khi lạnh đông 4.6. Xử lý nguyên liệu sau làm lạnh đông 4.7. Làm tan giá và làm ấm nguyên liệu 4.8. Quy trình sản xuất SPTS lạnh đông 4.1. MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA 4.1.1. Khái niệm Làm lạnh đông (freezing) là quá trình đưa nhiệt độ ban đầu của đvts xuống dưới điểm đóng băng, tới -80C ÷ - 100C và có thể xuống thấp hơn: -180C, - 300C hay -400C. Điểm đóng băng của ĐVTS: dưới 0oC Điểm quá lạnh (super cold temperature): hiện tượng nước chưa kết tinh thành đá khi dưới 0oC, phụ thuộc vào nồng độ chất tan, cầu tạo màng TB và tốc độ hạ nhiệt. Quá trình hình thành điểm đóng băng Điểm đóng băng Điểm quá lạnh T phút t0C -1,45 -5 0 Điểm đóng băng tuyệt đối (absolutely freezing point hay Eutectic point): nhiệt độ tối thiểu để toàn bộ nước trong tế bào TS đông đặc (-550C đến - 650C). Trong công nghiệp chế biến lạnh TS, chỉ cần -400C là đủ để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Quan hệ giữa lượng nước đóng băng trong thuỷ sản và nhiệt độ làm lạnh đông 4.1.2. Mục đích Làm chậm sự hư hỏng của nguyên liệu sao cho đến khi rã đông sau thời gian bảo quản lạnh, ta không thể phân biệt được thuỷ sản đông lạnh và thuỷ sản tươi sống lúc chưa đưa vào làm lạnh đông (giữ nguyên độ tươi của nguyên liệu). 4.1.3. Ý nghĩa Giữ được độ tươi nguyên liệu qua giai đoạn tồn trữ, vận chuyển và phân phối. Kịp thời điều hoà và phân phối mọi nơi, mọi lúc các loại thuỷ sản chất lượng cao và giá cả ổn định. Phục vụ nhu cầu xuất khẩu các ĐVTS để tăng thu nhập quốc dân. 4.1.4. Công đoạn trong làm lạnh đông Xử lý nguyên liệu -> (Bao gói) -> Làm lạnh đông -> (Mạ băng/bao gói) -> Bảo quản kho lạnh -> Rã đông (Tan giá) -> Làm ấm -> Sử dụng (chế biến) 4.2. CƠ SỞ KH CỦA KT LÀM LẠNH ĐÔNG 4.2.1. Cơ chế đóng băng Nguyên tắc: Khi hạ nhiệt độ dưới 00C, các dạng nước trong ĐVTS đóng băng dần tuỳ mức độ liên kết của chúng trong tế bào, liên kết yếu thì nhiệt độ lạnh đông (tlđ) cao, liên kết mạnh thì nhiệt độ lạnh đông thấp hơn. - Nước tự do cấu trúc, tlđ = -1 ÷ -1,50C. - Nước bất động, tlđ = -1,5 ÷ -200C. - Nước liên kết, tlđ = -20 ÷ -650C. Quá trình làm lạnh đông có 3 giai đoạn: - Giai đoạn 1 : làm lạnh tới điểm đóng băng. - Giai đoạn 2 : quá trình đóng băng ở băng điểm. - Giai đoạn 3 : tiếp tục làm lạnh đông đến nhiệt độ bảo quản lạnh đông. + Giai đoạn 1: - Điểm quá lạnh làm xuất hiện mầm tinh thể đá ở gian bào (khoảng trống giữa các tế bào) mà không xuất hiện trong tế bào vì nồng độ chất tan trong nước tự do ở gian bào rất thấp so với trong tế bào. - Khi đến điểm đóng băng đa phần nước tự do ở gian bào kết tinh và làm tăng nồng độ chất tan lên, cao hơn nồng độ trong tế bào. + Giai đoạn 2: Tùy tốc độ làm lạnh mà sự hình thành tinh thể đá khác nhau: - Nếu hạ nhiệt chậm: tinh thể đá hình thành ở gian bào và lớn dần lên - Nếu hạ nhiệt nhanh: tinh thể đá hình thành cả ở gian bào và trong tế bào, kích thước đá nhỏ và phân bổ đều khắp. Thời gian đóng băng rút ngắn hơn. A: Lạnh dông chậm B: Lạnh đông nhanh Sự hình thành các tinh thể đá lớn và nhỏ Thời gian hình thành tinh thể đá T phút Lạnh đông chậm Lạnh đông nhanh 0 + Giai đoạn 3: - Bề dày của sản phẩm ảnh hưởng đến sự phân bố nhiệt độ từ ngoài vào trong. - Tiếp tục hạ nhiệt độ đến khi đạt được nhiệt độ mong muốn ở trung tâm sản phẩm - Bảo quản trong kho lạnh 4.2.2. Các hình thức làm lạnh đông Làm lạnh đông chậm: - Nhiệt độ quá lạnh: -50C ÷ -60C, tốc độ lạnh đông 0,5 cm/h, thời gian lạnh đông > 10h. - Tinh thể đá tạo thành chủ yếu ở dịch gian bào, kích thước đá lớn -> phá vỡ màng tế bào, chất lượng sản phẩm giảm. Làm lạnh đông nhanh: - Nhiệt độ quá lạnh: -70C÷ -300C, tốc độ lạnh đông 1 ÷ 3cm/h, thời gian lạnh đông 2h ÷ 6h. - Tinh thể đá xuất hiện ở gian bào và trong tế bào, kích thước nhỏ -> đ.bảo chất lượng Làm lạnh đông cực nhanh - Nhiệt độ quá lạnh > -300C, tốc độ lạnh đông 15cm/h, thời gian lạnh đông Nguyên vẹn chất lượng sản phẩm. - Phải dùng băng môi là khí nitơ lỏng nhiệt độ bay hơi ở áp suất thường -1960C -> hạn chế quá trình oxy hoá sản phẩm và diệt hầu hết VSV. 4.3.1. Thời gian làm lạnh đông. Là thời gian cần thiết để hạ nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến một nhiệt độ mong muốn tại trung tâm sản phẩm. Nhiệt độ tại trung tâm SP bằng nhiệt độ trữ đông Tối thiếu đạt -120C thì kết thúc thời gian lạnh đông 4.3. THỜI GIAN LÀM LẠNH ĐÔNG 4.3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lạnh đông - Loại máy đông. - Nhiệt độ vận hành máy đông. - Hệ thống lạnh và điều kiện vận hành. - Tốc độ gió ở máy đông thổi không khí. - Nhiệt độ sản phẩm. - Bề dày sản phẩm. - Hình dạng sản phẩm. - Diện tích tiếp xúc và mật độ sản phẩm. - Bao gói sản phẩm. - Loại nguyên liệu thuỷ sản. 4.4. PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH ĐÔNG Làm lạnh đông bằng hỗn hợp nước đá và muối Làm lạnh đông bằng không khí Làm lạnh đông bằng quạt gió Làm lạnh đông bằng nước muối lạnh Làm lạnh đông bằng tiếp xúc với tấm kim loại Làm lạnh đông cực nhanh 4.5. BIẾN ĐỔI CỦA ĐVTS TRONG QUÁ TRÌNH LÀM LẠNH ĐÔNG 4.5.1. Biến đổi vi sinh vật. VSV hoạt động chậm lại. - Ở -100C, VK không phát triển còn men, mốc chưa bị ức chế. - Ở -150C men, mốc ngừng phát triển. -> Ở methemoglobin, mioglobin -> metmioglobin và hemoxyanin -> methemoxyanin -> màu sậm lại. Tinh thể đá nhỏ thì nguyên liệu có màu nhạt hơn TS tinh thể băng to. Giảm trọng lượng: do bốc hơi hoặc do thiệt hại lý học trong quá trình làm lạnh đông. Sau khi làm lạnh đông và trước lúc chuyển đến kho bảo quản, nguyên liệu cần phải được xử lý. Nếu kho BQ tốt và BQ thời gian ngắn thì không cần xử lý. Cách xử lý: - Mạ băng, hoặc - Bao gói sản phẩm. 4.6. XỬ LÝ ĐVTS SAU LÀM LẠNH ĐÔNG Mạ băng: tạo nên một lớp băng mỏng trên bề mặt sản phẩm (phun sương, phết nước hay nhúng) để bảo vệ sản phẩm, tránh mất nước và oxy hoá. Bao gói: bảo vệ hàng hoá và tăng vẻ mỹ quan sản phẩm nhằm thu hút khách hàng. Yêu cầu: Bao gói phải kín để ngăn cản sự oxy hoá. Vật liệu làm bao bì phải chống được thoát hơi nước, phải vừa khít sản phẩm. 4.7.1. Làm tan giá TS lạnh đông khi đem ra sử dụng phải để cho sản phẩm tan giá hay rã đông (thawing). Tan giá là quá trình ngược lại với quá trình lạnh đông. Mục đích chính của tan giá là phục hồi những tính chất ban đầu của sản phẩm, làm cho đá trong sản phẩm tan ra nước, cho thịt cá mềm trở lại, phục hồi mầu sắc ban đầu... 4.7. LÀM TAN GIÁ VÀ LÀM ẤM TS LẠNH ĐÔNG Phương pháp làm tan giá: * Tan giá trong môi trường khí: + Tan giá chậm trong không khí: Cho nhiệt độ không khí tăng từ 0oC lên đến 6-8oC trong vòng 3-5 ngày, độ ẩm tương đối của không khí là 90-92%. + Tan giá nhanh trong không khí: Dùng không khí tuần hoàn ở 15-20oC với độ ẩm không khí 55-60%, vận tốc gió 6m/giây trong thời gian 15-20giờ * Tan giá trong nước - Dùng nước vô trùng 10oC tan giá trong 20 giờ hay 20oC trong 10-11giờ. Sau khi tan giá phải đem chế biến ngay. - Có thể dùng dung dịch nước muối 4% ở 40-60oC để tan giá thịt cá. Nhược điểm: rất tốn nước, dễ lây nhiễm VSV từ sản phẩm này sang sản phẩm khác. * Tan giá trong chân không * Tan giá bằng điện 4.7.2. Làm ấm Làm ấm là quá trình nâng nhiệt độ của thực phẩm tan giá lên đến gần nhiệt độ bình thường để có thể sử dụng trong chế biến (không bị lạnh tay, không ẩm ướt bề mặt thịt cá). Tăng nhiệt độ từ từ, lúc đầu hiệu số nhiệt độ (t = 4 ÷ 6oC), về sau có thể là (t = 6 ÷ 10oC). Thực phẩm sau khi làm ấm phải sử dụng ngay, không được tiếp tục bảo quản, đặc biệt là không cho phép làm lạnh hoặc lạnh đông lại lần thứ 2. 4.8. QUY TRÌNH SX SẢN PHẨM TS LẠNH ĐÔNG 1. Quy trình sản xuất tôm vỏ nguyên con đông lạnh dạng block 2. Quy trình sản xuất tôm sú vỏ bỏ đầu đông lạnh dạng block 3. Quy trình sản xuất tôm sú/tôm bạc hấp đông lạnh IQF Individual Quickly Freezer (cấp đông nhanh các sản phẩm rời) 4. Quy trình sản xuất cá thu fillet đông lạnh dạng IQF 5. Quy trình sản xuất cá tra/ba sa fillet đông lạnh block/IQF 6. Quy trình sản xuất mực ống đông lạnh dạng block 7. Quy trình sản xuất mực nang sashimi đông lạnh Cá Bò lột da Tôm viên Cua tươi