Những biến đổi của thực phẩm khi làm lạnh

Bài viết liên quan

1. Một số khái niệm cơ bản
Lạnh: là một khái niệm tương đối biểu thị sự giảm hàm nhiệt của vật chất, lạnh và nhiệt có cùng bản chất là biểu diễn trạng thái chuyển động của vật chất, chuyển động của các nguyên tử và phân tử.

Nhiệt độ: là đại lượng dùng biểu diễn mức năng lượng của vật chất, hay biểu diễn mức nóng hay lạnh của vật chất. Theo thuyết động học phân tử thì nhiệt độ là đại lượng vật lý đặc trưng cho năng lượng động năng trung bình của các phân tử hay nguyên tử khi chúng chuyên động theo phương tịnh tiến trong quỹ đạo dao động của chúng.

Nhiệt độ có thể phân chia thành các khoảng như sau.
• Từ 20°C < t ≤ 40°C: nhiệt độ bình thường.

• Từ tđb < t ≤ 20°C: nhiệt độ lạnh thường (dương thấp).

• Từ -100°C < t ≤ tđb: nhiệt độ lạnh đông (nhiệt độ lạnh thấp).

• Từ -200°C< t ≤ -100°C: nhiệt độ lạnh thâm (nhiệt độ lạnh rất thấp).

• Từ -272,99995°C< t ≤ -200°C: nhiệt độ lạnh tuyệt đối (lạnh cryo).

• tđb: nhiệt độ đóng băng.

Thang đo nhiệt độ: hiện nay trên thế giới dùng các thang đo nhiệt độ sau đây:
• Thang đo nhiệt độ thông dụng trong các ngành kỹ thuật là độ Celsius (°C).

• Thang đo nhiệt độ Kenvin (K): T (K) = t (°C) + 273,15

• Thang đo nhiệt độ Fahrenheit (°F): T (°F) = 9/5.t (°C) +32

• Thang đo nhiệt độ Rankine (°R): T(°R) = 9/5.t (°C) + 492

Làm lạnh: là quá trình lấy nhiệt ra khỏi thực phẩm hay vật chất cần làm lạnh để làm giảm nhiệt độ của nó xuống nhưng không thấp hơn nhiệt độ đóng băng của nước. Làm lạnh được phân biệt với làm đông vì làm đông chủ yếu là sự đóng băng của nước và hiện tượng này gây nên biến đổi sâu sắc về mọi mặt của thực phẩm.

Nhiệt độ làm lạnh: thông thường nhiệt độ làm lạnh phải cao hơn nhiệt độ đóng băng, trong công nghệ lạnh thực phẩm có thể lấy nhiệt độ làm lạnh theo công thức sau:

Tll (°C) = Tđb(°C) + (0,5÷1)°C

Trong đó:
Tll : nhiệt độ làm lạnh thực phẩm hay vật chất,
Tđb: nhiệt độ đóng băng của nước trong thực phẩm hay vật chất.

2. Những biến đổi vật lý của thực phẩm
Khi nhiệt độ giảm xuống thì ở thực phẩm xảy ra quá trình trao đổi nhiệt. Quá trình trao đổi chất ở các dạng đều giảm xuống, mức năng lượng giảm và thường làm cho các cấu trúc tế bào thực phẩm có sự co rút, làm tăng độ chặt chẽ của cấu trúc thực phẩm, độ cứng tăng, độ đàn hồi giảm, độ nhớt các dịch thể tăng. Các hiện tượng trên có nguyên nhân một phần là do nhiệt độ giảm, một phần là do sự mất nước của thực phẩm.



Thực phẩm bị mất nước thông qua sự bay hơi nước ở bề mặt của nó. Quá trình bay hơi nước xảy ra là do sự chênh lệch giữa áp suất riêng phần của hơi nước ở lớp không khí sát bề mặt và của lớp không khí ở xa bề mặt thực phẩm. Sự chuyển động của các phân tử nước từ trong cấu trúc thực phẩm ra bên ngoài bề mặt thực phẩm là do sự chênh lệch nhiệt độ, dẫn đến chênh lệch về áp suất và chênh lệch về hàm lượng nước, trong trường gradien nồng độ phân tử nước có thể chuyển động ở dạng hơi hoặc dạng lỏng.
Trong quá trình làm lạnh sự mất nước ở thực phẩm hay các sản phẩm cần làm lạnh, nguyên nhân sâu xa là do sự chênh lệch nhiệt độ trong trường nhiệt độ của quá trình làm lạnh, dẫn đến chênh lệch áp suất riêng phần của hơi nước ở bề mặt thực phẩm và môi trường cần làm lạnh thực phẩm, khi nhiệt độ càng giảm thì quá trình này xảy ra càng mạnh. Kết quả, nếu nhiệt độ làm lạnh càng thấp thì sự mất nước ở thực phẩm càng lớn. Vì vậy, để khắc phục hiện tượng này cần phải điều chỉnh độ ẩm trong môi trường làm lạnh, hoặc ngăn cách giữa thực phẩm làm lạnh với môi trường cần làm lạnh bằng lớp bao bì nylon hay polyetylen v.v.

Quá trình bay hơi nước ở bề mặt thực phẩm là sự biến đổi trạng thái của nước và không khí ở sát bề mặt thực phẩm, nó được biểu diễn trên đồ thị h- d như hình bên dưới.

Điểm 0: biểu diễn trạng thái không khí trong môi trường lạnh.
Điểm 1: biểu diễn trạng thái ban đầu của lớp không khí ở sát bề mặt thực phẩm.
Điểm 2: biểu diễn trạng thái không khí ở sát bề mặt thực phẩm cuối quá trình làm lạnh.

Nhiệt độ không khí ở sát bề mặt thực phẩm cuối quá trình làm lạnh ts2 nhỏ hơn nhiệt độ môi trường không khí của quá trình làm lạnh, là do có sự bay hơi nước trên bể mặt thực phẩm, nhiệt độ này được xác định từ giao điểm của họ với φ = 1 tại điểm 2 và nó gần bằng nhiệt độ của nhiệt kế ẩm.

3. Những biến đối về hóa học của thực phẩm trong quá trình làm lạnh
Bản chất của sự biến đổi hóa học của thực phẩm trong quá trình làm lạnh cũng tương tự như những biến đổi hóa học của nó trong điều kiện bình thường, đó là những phản ứng hóa học chủ yếu tác động lên hệ enzyme trong thực phẩm hoặc những biến đổi tự nhiên của chúng. Tuy nhiên, trong điều kiện nhiệt độ giảm thì độ hoạt động sinh học các enzyme giảm. Sự tăng độ nhớt, độ chặt chẽ của cấu trúc và giảm hàm lượng nước đều là những yếu tố làm giảm những biến đổi hóa học của thực phẩm.

Bản chất trung tâm hoạt động của enzyme là protein. Khi nhiệt độ hạ thấp nó sẽ tác động tới các liên kết của protein trong cấu trúc trung tâm hoạt động của enzyme, làm cho enzyme bất hoạt và ngừng hoạt động hay ức chế dẫn đến kìm hãm sự chuyên hóa sinh hóa của enzyme. Tuỳ theo bản chất từng loại thực phẩm mà đưa ra phương hướng điều chinh nhiệt độ phù hợp với quá trình chuyên hóa để thực phẩm làm lạnh có chất lượng tốt hơn.

4. Những biến đổi về vi sinh vật của thực phẩm trong quá trình làm lạnh

Đa số các vi sinh vật có khả năng gây thối rữa thực phẩm đều không chịu được lạnh. Vì vậy, nếu bảo quản thực phẩm ở một nhiệt độ lạnh thích hợp thì tất cả các loại vi sinh vật này bị tiêu diệt và tính đa dạng của vi sinh giảm. Trong điều kiện làm lạnh, những vi sinh vật có khả năng chịu lạnh cũng bị giảm khả năng hoạt động và giảm khả năng gây hư hỏng thực phẩm. Nhiệt độ lạnh sẽ tác động lên màng tế bào của vi sinh vật, tác động đến quá trình hô hấp, quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng của chúng, chính vì vậy chúng bị kìm hãm hay ức chế hoạt động.


Chia sẻ bài viết

Author:

Mong rằng những bài viết được viết và tổng hợp trên blog này sẽ cung cấp những thông tin hữu ích đến bạn. Chúc một ngày vui vẻ !

0 Comments: