CÁC Q TRÌNH CƠ BẢN TRONG CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM GIẢNG VIÊN: NGUYỄN THẠCH MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH MỞ ĐẦU • • • • • QT cơng nghệ gì? Mơn học “Các QTCB CNTP” gì? Mục tiêu mơn học u cầu nội dung mơn học Tài liệu tham khảo • Môn học “Các QTCN CB CNTP” môn học chuyên ngành CNTP - Một số khái niệm CNTP - Giới thiệu trình CNCB xảy sản xuất chế biến sản phẩm TP, bao gồm: Bản chất trình; Vật liệu biến đổi vật liệu; Yêu cầu sản phẩm sau trình; Phương pháp thực trình; Các yêu cầu thiết bị, lượng, Tổ chức sản xuất để đạt mục tiêu trình - Giới thiệu qui trình cơng nghệ sản xuất, tiêu kinh tế kỹ thuật • “QTCNCB CNTP” nhiều tác động học, vật lý, hoá học, chuyển biến nội (Hóa sinh, vi sinh) nhằm thay đổi biến đổi trạng thái ban đầu vật liệu để tạo sản phẩm bán thành phẩm(chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo) • Mục tiêu môn học “QTCNCB CNTP” - Kiến thức chất, phạm vi sử dụng, yêu cầu sản phẩm, biến đổi vật liệu yếu tố ảnh hưởng đến trình CNTP; Cơ sở lý thuyết quy trình kỹ thuật sản xuất số SPTP - Vận dụng kiến thức vào thực tế SX - Khả phân tích, đánh giá dây chuyền công nghệ áp dụng hợp lý q trình cơng nghệ vào dây chuyền sản xuất - Đúng với yêu cầu đặt - Một số kỹ quan trọng khác • Tổng số tiết lớp: 45 tiết • Kiểm tra thường kỳ • Thi kỳ • Thi cuối kỳ NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 1: Đại cương công nghệ thực phẩm Chương 2: Các trình lý Chương 3: Các trình nhiệt Chương 4: Các q trình hóa lý Chương 5: Các q trình hóa học Chương 6: Các q trình sinh hóa sinh học Chương 7: Các q trình hồn thiện Tài liệu tham khảo Lê Bạch Tuyết tác giả, 1996, Các q trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm, Nhà xuất Giáo dục Nguyễn Bin, 2004, Các trình thiết bị sản xuất thực phẩm tập1, 2, 3, 4, Đại học Bách khoa Hà Nội Lê Văn Hồng, 2004, Cá thịt Chế biến Cơng nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Thị Hiền tác giả, 2009, Khoa học – Công nghệ Malt Bia, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Lê Văn Tán tác giả, 2008, Công nghệ bảo quản chế biến rau quả, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 6.Trần Thị Luyến, 1997, Công nghệ chế biến thực phẩm lên men , NXB Nông nghiệp Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Khái niệm CNTP -Vật liệu trình biến đổi vật liệu -Phương pháp ( quy trình) sản xuất -Cơng cụ sản xuất -Điều kiện kinh tế, tổ chức sản xuất Biến đổi cuả vật liệu Sản phẩm Nguyên liệu Công cụ sản xuất Phương pháp sản xuất Điều kiện kinh tế, tổ chức sản xuất Biến đổi vật liệu • • • • • • Vật lý Hóa lý Hóa học Hóa sinh Sinh học Cảm quan Tính chất vật lý biến đổi • Cơ lý: hình dạng độ cứng, khối lượng, biến lưu • Nhiệt: nhiệt độ, độ dẫn nhiệt, nhiệt hàm • Quang: độ hoạt động quang học, độ phản chiếu, khả hấp thụ • Điện độ dẫn điện,hằng số điện ly • Biến đổi lý • Biến đổi nhiệt • Biến đổi quang • Biến đổi điện Sự biến đổi vật lý liên quan đến việc tạo thành chất mới, tính chất cảm quan thực phẩm(màu sắc, mùi vị, hình thức…) Tính chất hóa lý biến đổi • Tính chất keo (ưa nước, kỵ nước) • Tính chất pha (rắn, lỏng, khí) • Tính chất khuyếch tán(tính hút ẩm, tính phân tán) • Hydrat hóa, trương nở, đơng tụ, tạo mixen • Bốc hơi, hòa tan, kết tinh, tạo bọt, tạo đơng • Trao đổi chất, truyền khối Tính chất hóa học biến đổi Chất dinh dưỡng Nước Các hợp chất Các sản phẩm trao đổi chất • Chất bổ xung • Chất nhiễm • • • • • • • • Phân giải, thủy phân Các phản ứng cộng Các phản ứng oxi hóa Các phản ứng trao đổi, trung hòa Tính chất hóa sinh biến đổi • Trạng thái enzyme • Độ chín • Độ lên men • Các lọai phản ứng hóa học có tham gia enzyme Tính chất sinh học biến đổi • Cấu tạo tế bào • Nguồn gốc sinh học • Tình trạng VSV • Tình trạng vệ sinh • Tính chất sinh lý dinh dưỡng • Biến đổi tế bào • Phát triển sinh trưởng • Biến đổi VSV • Biến đổi tình trạng vệ sinh • Biến đổi sinh lý dinh dưỡng Tính chất cảm quan biến đổi • Mùi vị • Màu sắc • Trạng thái • Tạo chất thơm • Biến đổi màu • Biến đổi trạng thái TÍNH CHẤT HỆ THỐNG CỦA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM • Hệ thống = tập hợp phần tử (element) + tập hợp mối quan hệ phần tử • Các phần tử cấu thành hệ thống có nhiệm vụ chuyển hố đại lượng vào hệ thống (input) thành đại lượng (output) hệ thống (chức hệ thống) Các phương pháp q trình CNTP * PP gia cơng:Vật liệu biến đổi chưa đạt trạng thái cuối * PP chế biến:Vật liệu biến đổi đạt trạng thái cuối 2.1 Phân loại PP: Theo trình tự thời gian(Thu họach, bảo quản, chế biến, bảo quản thành phẩm, xử lý trước sử dụng) Theo trình độ sử dụng cơng cụ(Thủ cơng, giới, tự động hóa) Theo nguồn lượng sử dụng(Tác nhân vật lý, nội Theo tính chất liên tục(Gián đọan, bán liên tục, liên tục) Theo trạng thái ẩm vật liệu(Khơ, ướt) Theo mục đích( Chuẩn bị, khai thác, chế biến, bảo quản, hoàn thiện) Mục đích q trình • Chuẩn bị: Nhằm chuẩn bị cho q trình thuận lợi hơn, khơng thay đổi hóa học, biến đổi mặt vật lý • Khai thác: Tăng giá trị vật liệu, tăng chất dinh dưỡng, khơng thay đổi hóa học biến đổi vật lý • Chế biến: Thay đổi thành phần hóa học vật liệu, tạo thành tính chất sản phẩm • Bảo quản: Nhằm kéo dài thời gian lưu trữ sản phẩm, tránh hao hụt vật liệu • Hòan thiện: Nhằm tăng giá trị sản phẩm • chủ yếu thay đổi mặt cảm quan Lưu ý: Có thể q trình đồng thời thực nhiều mục đích 2.2 Phân loại q trình cơng nghệ: • Q trình học( Phân chia phân loại, nghiền, nén ép, • • • • • Trộn, lắng, lọc, ly tâm.) Quá trình nhiệt( Đun nóng, làm nguội, lạnh, chiên, Nướng, rang) Q trình hố lý( Trích ly, c/ cất, đặc, keo tụ, k/tinh, sấy) Q trình hố học(Thủy phân, thay đổi màu) Q trình sinh học, hố sinh( Chín sau thu hoạch, lên men) Q trình hồn thiện(Taọ hình, bao gói) 10 Quá trình thay đổi màu 5.2.4 Vấn đề thiết bị Chương 6: CÁC Q TRÌNH SINH HĨA VÀ SINH HỌC 6.1 Q trình ủ chín 6.1.1 Mục đích, u cầu • Thúc đẩy biến đổi sinh hóa nhằm đạt độ chín thời gian định • Mục đích: tiếp tục làm tăng giá trị dinh dưỡng thực phẩm, biến đổi chất để tạo điều kiện cho q trình chế biến – Hòan thiện – Chế biến 6.1.2 Vật liệu trình biến đổi • Biến đổi – Sinh hóa – Hóa học – Cảm quan – Vi sinh Chương 6: CÁC QUÁ TRÌNH SINH HĨA VÀ SINH HỌC 84 • Độ chín thu hoạch : tiến hành thu hái rau đạt độ phát triển cao kích thước lớn chưa đạt tiêu màu sắc, mùi, vị, tiêu đạt giá trị cảm quan cao sau q trình dấm chín • Độ chín kỹ thuật : độ chín theo yêu cầu kỹ thuật nhà sản xuất • Độ chín sử dụng : độ chín rau đạt chất lượng toàn diện cao giá trị cảm quan dinh dưỡng • Độ chín sinh lý : xác định độ già hạt, thường dùng để xác định làm hạt giống, Quá trình ủ chín 6.1.3 Phương pháp thực Các yếu tố ảnh hưởng • Nhiệt độ : thực khoảng 18 đến 22°C • Độ ẩm khơng khí : khoảng 85 – 95%, kết hợp với lưu thơng khơng khí nhẹ nhàng • Thành phần khơng khí • Ủ chậm : q trình tự chín cách điều chỉnh nhiệt độ, nâng dần nhiệt độ q trình dấm chín • Ủ nhanh : sử dụng chất kích thích nhanh chín êtilen, axetilen số hợp chất HC khác Tiến hành trì nhiệt độ khoảng 18 – 22°C, kết hợp với thơng gió, độ ẩm khoảng 90% Q trình ủ chín • Tùy theo u cầu cơng nghệ – Độ chín thu họach – Độ chín kỹ thuật – Độ chín sử dụng – Độ chín sinh lý 6.1.3 Phương pháp thực • Các yếu tố ảnh hưởng – Nhiệt độ – Độ ẩm không khí – Thành phần khơng khí • Ủ chậm • Ủ nhanh 6.1.4 Vấn đề thiết bị (giới thiệu thiết bị) 85 Chương 6: CÁC Q TRÌNH SINH HĨA VÀ SINH HỌC • 6.2 Q trình lên men 6.2.1 Mục đích, u cầu • Biến đổi chất tác dụng VSV –Lên men nấm men –Lên men nấm mốc –Lên men vi khuẩn • Mục đích: –Chế biến –Khai thác –Bảo quản • Lên men nấm men: sản xuất bia, rượu, bánh mì, • Lên men nấm mốc : sản xuất acid citric, acêtic, sản xuất fomat, • Lên men vi khuẩn : sản xuất sản phẩm muối chua lên men tạo acid lactic, lên men acêtic, sản xuất mì • Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động vi sinh vật : Nhiệt độ, pH, Nồng độ chất tan, Nguồn dinh dưỡng: N, C, vi lượng, khoáng, Các giai đoạn sinh trưởng phát triển vi sinh vật, Vi sinh vật cạnh tranh 86 Mục đích: Chuẩn bị : lên men giống vi sinh vật để thu hồi sinh khối, lên men hạt cà phê để tách lớp vỏ ướt Chế biến: lên men dịch nho thành rượu vang, dịch đường thành rượu, dịch malt đại mạch thành bia, Khai thác: sản xuất mì q trình chuyển hố đường thành acid glutamic vi khuẩn tạo Bảo quản: lên men lactic rau có tác dụng bảo quản thực phẩm Hoàn thiện: lên men malolactic sản xuất rượu vang để đạt sản phẩm rượu vang có vị tốt hơn, lên men phụ sản xuất bia, lên men nem chua, Quá trình lên men – 6.2.2 Vật liệu q trình biến đổi • Thành phần hóa học & mơi trường dinh dưỡng • Cơ chất biến thành sản phẩm từ trình lên men vsv • Taọ thành sản phẩm từ pyruvic – Các yếu tố ảnh hưởng: • Nhiệt độ • pH • Nồng độ dịch lên men • Chất sát trùng Q trình lên men 6.2.3 Phương pháp thực • Chuẩn bị (men giống dịch lên men)nhân giống cấp 1, cấp tạo lượng sinh khối phù hợp, chuẩn bị dịch lên men từ tinh bột, rỉ đường, • Sát trùng • Len men • Xử lý dịch lên men • Hồn thiện bảo quản sản phẩm 6.2.4 Vấn đề thiết bị (giới thiệu thiết bị) • 6.2.4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động • 6.2.4.2 Cấu tạo 87 Chương 7: CÁC Q TRÌNH HỒN THIỆN 7.1 Q trình tạo hình • Là QT lý nhằm tạo cho sản phẩm hình dạng, kích thước, khối lượng định 7.1.1 Mục đích, u cầu • Chuẩn bị: tạo hình trước nướng, chiên, sấy ví dụ loại bánh quy, bánh mì, bánh ngọt, • Chế biến: tạo hình để đạt u cầu chất lượng hình dạng kích thước • Hòan thiện : tạo giá trị thẩm mỹ sản phẩm Chương 7: CÁC Q TRÌNH HỒN THIỆN 7.1.2 Vật liệu trình biến đổi Nguyên liệu dạng bột nhuyễn, lỏng Do trình lý nên vật liệu biến đổi vật lý (tăng khối lượng riêng giảm thể tích) 7.1.3 Phương pháp thực Ép nén : ép nguyên liệu cắt thành miếng nhỏ Dập hình : phương pháp ép theo hình mẫu Rót khn : q trình rót sản phẩm lỏng, dẻo vào khn, sau tiến hành làm lạnh làm cho thực phẩm bị đông cứng lại tạo hình dáng cho sản phẩm Cán cắt : phương pháp dùng trục lăn cán mỏng, sau cắt thành sợi 7.1.4 Vấn đề thiết bị (giới thiệu thiết bị) 88 7.2 Q trình bao gói trang trí Là trình chứa đựng sản phẩm dán nhãn sản phẩm 7.2.1 Mục đích, yêu cầu – làm tăng khả vận chuyển sản phẩm cách dễ dàng, tạo lớp bao bì bảo vệ cho sản phẩm lâu hơn, tránh tiếp xúc thực phẩm với mơi trường bên ngồi – bao bì làm cho thực phẩm bị biến đổi yếu tố bên oxi, ánh sáng, độ ẩm, vi sinh vật, – thuận tiện tiêu dùng phân phối hàng bán lẻ, – thu hút người tiêu dùng nhãn hàng hố bật, 7.2 Q trình bao gói trang trí 7.2.2 Vật liệu q trình biến đổi Sản phẩm: lỏng; rắn; hỗn hợp… Bao bì: bao bì vận chuyển; bao bì sử dụng Vật liệu làm bao bì Giấy Gỗ Thủy tinh Sành sứ Kim loai Vải 7.2 Q trình bao gói trang trí VẬT LIỆU LÀM BAO BÌ BAO BÌ GỖ • Từ cổ xưa, người ta dùng gỗ làm vật liệu để đóng thùng, nhằm vận chuyển số lượng hàng hóa lớn • 5.000 năm trước gỗ, thùng, hộp, thùng hộp gỗ tìm thấy lăng mộ Ai Cập • Trung bình có 65% thân gỗ tạo thành thùng 89 • TÍNH CHẤT • Tính chắn, có khả chống lại tác động ngoại lực • Cấu tạo bên gỗ sản sinh nội lực chống lại để giữ ngun hình dạng kích THƯỚC • Gỗ vật liệu làm thùng vững bảo đảm cho bao bì khác khơng bị thay đổi hình dạng trình vận chuyển ƯU - NHƯỢC • Có thể sử dụng lại • Có thể tạo nhiều kích cỡ lớn khác từ nhỏ đến • Có độ nặng vừa phải đủ để di chuyển • Không tạo mùi vị lạ cho thực phẩm trình bảo quản củng chuyên chở thực phẩm nhạy cảm với mùi lạ chè, gia vị, cà phê… • Đủ chắn để khơng tạo nên nguy hại mặt vật lý cho thực phẩm cho dạng bao bì khác chứa • -Khơng gây nhiễm mơi trường • Khơng ngăn chặn ảnh hưởng khơng khí độ ẩm • Giá thành cao • Bề mặt khơng láng nên dễ bám bụi - Quy trình xử lý để tránh vi sinh vật tác động đến có giá thành cao 90 ỨNG DỤNG • Bao bì gỗ dùng làm thùng đựng chai bia, thùng đựng rượu • Làm thùng đựng trái • Làm thùng đựng cá muối • Làm két đựng chai • Làm hòm đựng chè Làm hòm đựng chè • Làm hộp nhỏ đựng thực phẩm • Làm palette • Làm ván ép, … NGUN LIỆU • Bao bì gỗ thơ chưa chế biến, gỗ nguồn gây nhiễm sinh học • Gỗ xử lý nhiệt tới nhiệt độ tối thiểu 56 C khoảng thời gian tối thiểu 30 phút hun trùng metylbromua khoảng 16 tiếng o NGUYÊN LIỆU •Phân loại: - Bao bì gỗ kín - Bao bì gỗ hở Palette 91 92 THÚNG GỖ THÙNG GỖ OVAL 93 BAO BÌ THỦY TINH • Khi gia nhiệt thủy tinh mềm dần trở nên lỏng; cứng lại đưa nhiệt độ thường - Có tính chuyển đổi trạng thái thuận nghịch theo tăng giảm nhiệt độ • Thủy tinh có tính đẳng hướng: xét theo hướng cấu trúc thủy tinh đồng - Thủy tinh chất liệu cao cấp mang tính chất tự nhiên tái chế được, đồ chứa tuyệt hảo dễ thiết kế - Được sử dụng nhiều làm bao bì nhiều sản phẩm THỦY TINH SILICAT Đặc điểm : • Nguồn nguyên liệu tư nhiên phong phú (cát trắng bờ biển) • Dễ dàng tái sinh, khơng gây nhiễm mơi trường Dẫn nhiệt • Tái sử dụng nhiều lần, phải có chế độ rửa chai lọ đạt an tồn vệ sinh • Trong suốt 94 • • Ít bị ăn mòn hóa học mơi trường acid, bị ăn mòn chậm mơi trường kiềm • Dễ vỡ vachạm học • • Nặng, khối lượng bao bì cóthể lớn thực phẩm chứa đựng bên trong, tỷ trọng thủy tinh: 2,2 ữ 2,6 Khụng th in, ghi nhãntheo quy định lên baobì mà vẽ, sơn đơn giản Ứng dụng • • • • • • • • Bia : 41% Chai miệng rộng: 32% Chai miệng hẹp : 7% Nước giải khát: 6% Rượu : 5% Liquor : 4% Thuốc hóa chất: 3% Nước hoa mỹ phẩm: 2% 95 Các yếu tố ảnh hưởng • Hàm lượng oxy khơng khí : có mặt oxi làm tăng tính oxihoa Lipid, Vitamin, tạo thuận lợi cho phản ứng tạo màu, tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí gây hại phát triển oxi góp phần làm tăng q trình hơ hấp rau bảo quản, làm thay đổi thành phần sinh hoá rau • Độ ẩm khơng khí : thấm chất ẩm qua bề mặt bao bì làm tăng hoạt độ nước thực phẩm, làm cho vi sinh vật phát triển nhanh Mặt khác, độ ẩm giảm làm cho thực phẩm bị khô trình bay • Ánh sáng : ánh sáng chiếu vào thực phẩm làm tăng trình oxihoa vitamin, làm oxihoa lipid, tạo mùi ôi khét lipid, cần phải lựa chọn bao bì thích hợp cho loại sản phẩm 7.2.3 Phương pháp thực • Chuẩn bị bao bì : bao bì chuẩn bị theo u cầu cơng nghệ bao gói, bao bì phải đạt tiêu chuẩn vệ sinh Các bao bì thuỷ tinh, kim loại cần phải rửa sạch, sấy khơ trước chứa đựng • Chuẩn bị bao gói sản phẩm : thực phẩm chế biến đưa vào đóng gói sau kết thúc chế biến Q trình bao gói phải định lượng theo thể tích theo khối lượng sản phẩm lỏng cần khí trước rót vào chai, cần có q trình rót nóng để hạn chế hồtan khí vào chất lỏng • Trang trí bao bì : khâu quan trọng, khơng góp phần vào việc tăng chất lượng sản phẩm mà thu hút người tiêu dùng hình ảnh nhằm thoảmãn yêu cầu thẩm mỹ, thị hiếu, vị, nhu cầu khách hàng Cần ý đến vấn đề sau • - vật liệu bao gói • - cấu tạo hình dáng bao bì • - trang trí bề mặt bao bì : tranh vẽ, biểu tượng, màu sắc, chữ viết, hình thức in ấn, 96 Thiết bị bao gói 97 98 ... cương công nghệ thực phẩm Chương 2: Các trình lý Chương 3: Các trình nhiệt Chương 4: Các q trình hóa lý Chương 5: Các q trình hóa học Chương 6: Các q trình sinh hóa sinh học Chương 7: Các q trình. .. men) Chương Q TRÌNH CƠ HỌC - Q trình ép - Q trình phân chia Bài tập - Quá trình lắng - Quá trình lọc - Quá trình li tâm - Quá trình phối trộn Bài tập 11 Chương Quá trình học 2.1 Q trình phân loại... 1997, Công nghệ chế biến thực phẩm lên men , NXB Nơng nghiệp Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM Khái niệm CNTP -Vật liệu trình biến đổi vật liệu -Phương pháp ( quy trình) sản xuất -Công