CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Công nghệ chiên chân không 1. Tổng quan về chiên 1. Cơ sở khoa học về chiên Chiên là một quá trình xử lý thực phẩm trong dầu béo ở nhiệt độ cao.
Khi đó, chất béo vừa là tác nhân gia nhiệt vừa là thành phần của thực phẩm sau khi chiên (Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm, 2011). Quá trình chiên bao gồm đồng thời cả quá trình truyền nhiệt và truyền khối, trong đó dầu chiên là môi trường truyền nhiệt vào thức ăn, qua đó hơi ẩm di chuyển ra ngoài và dầu được hấp thụ vào thực phẩm (Budžaki, 2005) (Krokida, M. Quá trình chiên được chia thành bốn giai đoạn: Giai đoạn 1 (giai đoạn làm nóng sơ bộ): là giai đoạn mà bề mặt sản phẩm được làm nóng từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ sôi của nước. Giai đoạn này thường ngắn và lượng nước mất đi không đáng kể (Farinu, 2006).
Giai đoạn 2: lượng nước tự do ở bề mặt sản phẩm giảm mạnh, độ truyền nhiệt tăng và hình thành lớp vỏ giòn cho sản phẩm. Giai đoạn 3: là giai đoạn biểu trưng cho suốt khoảng thời gian mà lượng nước mất đi. Đây là giai đoạn dài nhất và nhiệt độ ở tâm đạt đến nhiệt độ sôi của nước. Giai đoạn 4: là giai đoạn kết thúc quá trình chiên, nó được miêu tả khi lượng nước trong sản phẩm đạt độ ẩm mong muốn (Nguyễn Tấn Dũng, 2015).
Nhiệt độ cao thúc đẩy các phản ứng giữa các thành phần thực phẩm như protein và carbohydrate, sự mất nước trên bề mặt vỏ và sự hấp thu dầu (Gertz, 2014). Trái ngược với phương pháp luộc, sự gia nhiệt đến nhiệt độ cao này mang lại vẻ ngoài (màu sắc), kết cấu (độ giòn) và mùi vị mong muốn (Perkins, 2007). Chiên là một quy trình hiệu quả hơn so với các phương pháp chế biến khác, và đã trở nên rất phổ biến trong các nhà hàng và ngành công nghiệp thực phẩm vì tốc độ và sự đơn giản trong quá trình vận hành. Phân loại phương pháp chiên Chiên là một trong những phương pháp nấu ăn lâu đời trong đó chất béo hoặc dầu được sử dụng làm môi trường truyền nhiệt, tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm (Varela, 1988).
Theo (Berk, 2013) chia quá trình chiên ra thành 3 phương pháp chính: 5 1. Chiên bề mặt (Pan frying) Được sử dụng cho các đơn vị thực phẩm có hình chữ nhật, phẳng, rộng và tương đối mỏng, chẳng hạn như chả, fillet và trứng ốp la. Thức ăn được nấu bằng cách tiếp xúc với một lượng nhỏ chất béo nóng, thường ở một mặt và không bị khuấy trộn. Bề mặt chiên được gia nhiệt bằng điện trở, gas hoặc hơi nóng từ phía dưới.
Nhiệt được truyền tới bề mặt dưới cùng của nguyên liệu thực phẩm chủ yếu bằng cách dẫn nhiệt từ bề mặt nóng của chảo qua lớp dầu mỏng, có độ cao thấp hơn độ cao của mẫu thực phẩm, do đó thực phẩm không bị ngập hoàn toàn trong lớp dầu (Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm, 2011). Độ dày của lớp dầu thay đổi do sự bất thường của bề mặt thực phẩm. Điều này, cùng với sự thoát hơi nước từ bề mặt nóng của thực phẩm, gây ra sự thay đổi nhiệt độ và tạo ra màu nâu bất thường đặc trưng của thực phẩm chiên áp chảo. Chiên áp chảo có hệ số truyền nhiệt bề mặt cao, dao động trong khoảng 200 – 450 W/m2.K, nhưng không ổn định trên toàn bộ bề mặt thực phẩm (Fellow, 2000) Sản phẩm được sản xuất theo phương pháp này sẽ nhanh chóng có mùi ôi.
Điều này xảy ra là do sản phẩm hấp thụ dầu ít hơn so với các phương pháp khác. Dẫn đến thời gian giữa các lần thay dầu dài hơn, gây ra thiệt hại nhiều hơn cho dầu và hình thành lượng lớn gốc tự do trong dầu. Các gốc tự do này sẽ đi theo sản phẩm và xúc tác sự oxy hóa dầu trong sản phẩm trong quá trình bảo quản (Gupta, 2004). Phương pháp này thường được sử dụng trong hộ gia đình hoặc các nhà hàng ở quy mô nhỏ, ít được sử dụng để chế biến thực phẩm theo quy mô công nghiệp.
Chiên xào (Stir frying) Các đơn vị thức ăn có kích thước nhỏ đến trung bình được nấu chín nhanh chóng trong một lượng nhỏ chất béo rất nóng, khuấy trộn liên tục. Phương pháp này ít được sử dụng trong chế biến công nghiệp thực phẩm. Chiên bề sâu (Deep frying) Là một trong các phương pháp nấu ăn lâu đời nhất, có lẽ bắt nguồn từ vùng Địa Trung Hải (Varela, 1988) Các đơn vị thực phẩm được ngâm trong mỡ hoặc dầu nóng, và sự truyền nhiệt xảy ra đồng đều trên toàn bộ bề mặt của thực phẩm, qua đó lượng ẩm trong thực phẩm sẽ thoát ra ngoài và thay vào đó là một lượng dầu được hấp thụ vào (Budžaki, 2005). Thông thường, thực phẩm khi chiên được ngâm trong dầu nóng ở nhiệt độ từ 120 đến 180°C, tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu thô và sản phẩm cuối cùng mong muốn (Costa, R.
Hệ số truyền nhiệt có thể lên đến 800 – 1000 W/m2. Theo (Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm, 2011) trong quá trình sản xuất theo quy mô công nghiệp, phương pháp chiên bề sâu được ứng dụng phổ biến bởi các ưu điểm về thời gian chế biến; sự hiệu quả về năng lượng và kinh tế; độ đồng đều của sảm phẩm chế biến; tăng thêm màu, mùi vị và cấu trúc vỏ; duy trì hàm lượng dinh dưỡng vi mô (Mehta, U. Truyền nhiệt và truyền khối trong chiên bề mặt và chiên bề sâu 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiên - Nguyên liệu chiên: Quá trình chiên bị ảnh hưởng bởi các tính chất vật lí của nguyên liệu (có thể là bản chất nguyên liệu (màu sắc, hình dạng), kích thước, bề dày của nguyên liệu) và thành phần hóa học (hàm lượng nước và các thành phần khác) có trong nguyên liệu ban đâu (Nguyễn Tấn Dũng, 2015).
Hình dạng, kích thước nguyên liệu chiên ảnh hưởng đến diện tích tiếp xúc với dầu, liên quan đến hiệu suất truyền nhiệt trong quá trình chiên, thời gian chiên, lượng dầu thấm vào bên trong sản phẩm. Nguyên liệu có độ ẩm cao ảnh hưởng đến phản ứng thuỷ phân dầu. Sự hình thành màu sắc cho sản phẩm chiên phụ thuộc vào phản ứng đường khử và acid amin, phản ứng caramen hoá. Vì các quá trình cơ học như cắt gọt nguyên liệu, làm vỡ thành tế bào có dịch đường, acid amin điều đó làm ảnh hưởng đến màu sản phẩm.
Ngoài ra hệ enzyme trong nguyên liệu cũng là yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc khi chiên (Rossell, 2001). - Chất béo: Trong quá trình chế biến các sản phẩm thực phẩm chiên, chất béo vừa là tác nhân gia nhiệt vừa là một thành phần của sản phẩm, do đó chất lượng chất béo sẽ ảnh hưởng trực tiếp 7 đến quá trình thực hiện và thành phẩm cuối cùng. Theo thời gian chiên, chỉ số acid và chỉ số peroxide của chất béo sẽ tăng dần làm cho chất lượng dầu chiên sẽ giảm. Vì thế, các nhà sản xuất cần đảm bảo giám sát, kiểm soát 2 chỉ số trên một cách chặt chẽ.
Một số cơ sở sản xuất thực phẩm ở Việt Nam kiểm soát điều này bằng cách pha thêm shortening mới vào shortening cũ, tuy nhiên cách này không được các nhà khoa học khuyến khích. Vì vậy, việc bổ sung một số phụ gia chống oxy (các hợp chất lưu huỳnh, acid ascobic và các hợp chất phenolic) để giảm thiểu sự hư hỏng của dầu chiên cũng được thực hiện (Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm, 2011), (Rossell, 2001). Các tác giả Przybylski and Eskin, 1988 đã đề xuất phương pháp để giảm sự oxy hóa dầu trong suốt quá trình gia nhiệt như sau: + Xả khí CO2 vào bồn chứa dầu + Dầu chiên nên được rửa với nitơ trong 15 phút hoặc với CO2 trong 5 phút để loại bỏ O2 hòa tan. + Lưu lượng khí trong các thùng là 50 cm/phút + Tỷ lệ giữa chiều cao dầu chứa trong bồn so với đường kính của bồn tối thiểu là 3.
+ Bồn không nên được chứa đầy dầu quá 70% chiều cao của nó. Thông số công nghệ: Phương pháp chiên: Hiện nay, có rất nhiều phương pháp chiên tùy theo quy mô nhà sản xuất và yêu cầu về chất lượng của sản phẩm. Nhiệt độ và thời gian chiên: Đây là hai thông số quan trọng mà các nhà sản xuất cần quan tâm để tạo ra sản phẩm đạt chất lượng. Hai thông số này là khác nhau ở từng đối tượng nguyên liệu, từng phương pháp chế biến, từng điều kiện áp suất, nhiệt độ,.
Ảnh hưởng của áp suất chân không đến sự thoát độ ẩm của khoai tây chiên trong quá trình chiên 1. Một số thiết bị chiên trên thị trường hiện nay Thiết bị chiên có thể là được thiết kế để vận hành theo mẻ hoặc liên tục (Morton, I. Thiết bị chiên theo mẻ được sử dụng ở các phân xưởng nhỏ lẻ và cho các dịch vụ ăn uống, tạo ra sản phẩm thực phẩm nhỏ hơn. Trong công nghiệp hầu hết sử dụng thiết bị chiên theo kiểu liên tục để tăng sản lượng sản phẩm, dùng để sản xuất sản phẩm có kích thước lớn.
Thiết bị chiên thông thường được sử dụng ở điều kiện áp suất khí quyển, tuy nhiên hiện nay nhờ áp dụng công nghệ kĩ thuật mà người ta có thể tiến hành dưới điều kiện áp suất cao hơn hoặc thấp hơn kể cả ở điều kiện chân không tùy vào mục đích công nghệ (Mallikarjunan, 2010). Thiết bị chiên theo mẻ Một thiết bị chiên theo mẻ bao gồm một hoặc nhiều nồi có dung tích dầu dao động từ 5 đến 25 lít. Dầu có thể được đun nóng trực tiếp bằng điện trở được lắp đặt ngay trên đáy nồi chiên vài inch. Điều này cho phép tạo ra một khu vực làm mát (cool zone) ở đáy nồi, tạo điều kiện cho các mảnh vụn có thể rơi xuống, duy trì ở đáy nồi, giảm thiểu thiệt hại dầu.
Nồi chiên cũng có thể được làm nóng bằng khí đốt trực tiếp bên dưới đáy nồi; tuy nhiên, sự sắp xếp này gây khó khăn cho việc tạo ra khu vực làm mát cho nồi chiên (Rosen, 2002) Thực phẩm cần chiên được cho vào bên trong các giỏ lưới. Hệ thống nâng sẽ đặt các giỏ lưới vào bên trong nồi chiên, chú ý là các mẫu thực phẩm phải được ngâm hoàn toàn trong (Lê Văn Việt Mẫn, Công 9 nghệ chế biến thực phẩm, 2011). Thiết bị chiên hiệu suất cao bao gồm đầu đốt hồng ngoại tuabin phản lực (high-efficiency fryers include turbo-jet infrared burners) sử dụng ít hơn 30 đến 40% năng lượng so với thiết bị chiên dùng khí đốt tiêu chuẩn có cùng công suất (Moreira R.