Bài giảng Công nghệ chế biến thực phẩm - Nguyễn Thị Ái Vân

1BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TpHCM ------------------ MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM GV: ThS. NGUYỄN THỊ ÁI VÂN 2Nội dung học phần 1 Phần 1: Đại cương về thực phẩm và công nghệ thực phẩm Chương 1: Khái quát về thực phẩm Thực phẩm Người tiêu dùng Chương 2: Khái quát về công nghệ thực phẩm Nguyên liệu Quy trình công nghệ Thiết bị sản xuất Tổ chức và quản lý Chương 3: Vai trò, vị trí ngành công nghệ thực phẩm Trong đời sống Trong ngành công nghiệp 3Nội dung học phần 2 Phần 2: Giới thiệu công nghệ sản xuất một số nhóm sản phẩm thực phẩm tiêu biểu Chương 4: Giới thiệu công nghệ sản xuất một số nhóm sản phẩm thực phẩm tiêu biểu 1. Công nghệ chế biến trà, cà phê, cacao 2. Công nghệ chế biến dầu ăn và các sản phẩm liên quan 3. Công nghệ chế biến lương thực và rau quả 4. Công nghệ chế biến đường 5. Công nghệ chế biến bánh và kẹo 6. Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa 7. Công nghệ chế biến thủy sản và súc sản 8. Công nghệ chế biến đồ uống 4CN CBTP - Số tiết: 60t (4TC) - Phần 1: 12 tiết (2tuần) - Phần 2: 48 tiết (8tuần) - Giáo trình: [1]. Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự. Công nghệ chế biến thực phẩm. NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2010 5CN BQ & CB SÚC SẢN Tài liệu tham khảo [2]. P. Fellows. Food Processing Technology – Principles and Practice. Woodhead Publishing, 3 edition, 2009 (e resource) [3]. M.A.Rao, Syed.S.H.Rizvi, Ashim K.Datta. Engineering properties of food. CRC Taylor & Francis, Third Edition, 2005 [4]. Romeo T. Toledo. Fundamentals of food process engineering. Springer; 2nd edition, 2001 6CNCBTP Chuẩn đầu ra của môn học. Khi hoàn thành môn học, người học có khả năng: -Phân tích và lựa chọn được nguyên liệu phù hợp với từng QTCN CBTP cụ thể. -Phân tích được tác động và sự đóng góp của ngành công nghệ thực phẩm cho con người và xã hội. -Trình bày được một trong các QTCN cơ bản trong sản xuất và chế biến các sản phẩm thực phẩm tiêu biểu. 7Thực phẩm là gì? TP liên quan đến các loại thức ăn và thức uống của con người. -Nguồn gốc? -Mục đích? -Thành phần? 8PHÂN LOẠI TP 9PHÂN LOẠI TP 10 PHÂN LOẠI TP 11 PHÂN LOẠI TP 12 PHÂN LOẠI THEO TPHH 13 PHÂN LOẠI THEO TPHH 14 PHÂN LOẠI THEO TPHH 15 PHÂN LOẠI THEO PPCB 16 PHÂN LOẠI THEO PPCB 17 PHÂN LOẠI THEO PPCB Nguồn nguyên liệu cấu thành sản phẩm TP • Từ TV, ĐV, SS, TS,. Thành phần hóa học TP giàu glucid KLPT thấp: mật ong, tinh bột, kẹo caramel KLPT cao: bánh mì, bánh, mì, bún, rau câu TP giàu protein: thịt, cá, trứng, sữa*, nấm đóng hộp TP giàu lipid: dầu thực vật, bơ, hạt chứa dầu, gan cá TP bổ sung: Bổ sung vitamin, khoáng, hợp chất chức năng Thực phẩm được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau 19 PHÂN LOẠI THEO MỤC ĐÍCH SD - Dinh dưỡng: Các thành phần trong TP, khi được đưa vào cơ thể người, sẽ được chuyển hóa thành năng lượng sinh học (ATP) và vật chất tế bào; giúp cơ thể sống và phát triển. - Phòng và trị bệnh: TP có chứa thành phần đặc biệt có khả năng tác động đến một hay nhiều chức năng hoặt động của cơ thể, tăng cường sức khỏe hoặc giảm nguy cơ bệnh tật. Ví dụ TP phòng bệnh: TP sử dụng chất tạo ngọt không glucid; TP giàu calcium, TP giàu iodine, TP bổ sung các chất có hoạt tính sinh học. Chất lượng của thực phẩm – Các yếu tố cấu thành THỰC PHẨM AN TOÀN VỆ SINH THỰC PHẨM CẢM QUANDINH DƯỠNG / CHỨC NĂNG KHÁC Chất lượng của thực phẩm – Các CT chất lượng Theo các lĩnh vực KHTN Vật lý: hình dạng, kích thước độ giòn, đọ dẻo; độ trong, màu sắc Hóa học: Hàm lượng các chất hóa học (NL chính, phụ gia, chất bổ sung (lợi / hại) Hóa lý: độ ổn định, đồng nhất, độ bền (bọt) Sinh học: hàm lượng vi sinh vật (lợi / hại) Hóa sinh: Hoạt tính của enzyme. VD với sữa thành trùng, cần thử hoạt tính của phosphatase và lactoperoxydase trong sản phẩm. Bao bì: độ kín, chất liệu, thẩm mỹ, thông tin in trên bao bì Chất lượng của TP– Các CT chất lượng Theo cơ sở khoa học của PP phân tích Hóa lý: thành phần hóa học, tính chất hóa lý Sinh học: hàm lượng vi sinh vật (lợi / hại) Cảm quan: đặc tính cảm quan của TP Nguyên nhân gây hư hỏngTP Không khí – O2 Ánh sáng Nhiệt độ Sự phát triển VSV Độ ẩm Nguyên nhân và quá trình biến chất của thực phẩm Thực phẩm giàu đạm Thực phẩm giàu lipid Thực phẩm giàu tinh bột Lên men thối Lên men chua Hóa chua Oxi hóa Lên men chua Các phương pháp bảo quản thực phẩm Sinh học 1.Lên men (muối chua) 2.Sử dụng bacteriocin 3.Sử dụng enzyme Hoá học 1.Chất tác động đến sự phát triển của vi sinh vật (SO2,CO2 nitrat, nitrit, acid sorbic, acid benzoic, ethanol, acid acetic) 2.Chất chống oxy hóa (acid ascorbic, acid citric, acid limonic, acid tartric) Vật lý 1.Làm khô 2.Sử dụng nhiệt độ 3.Sử dụng bức xạ 4.Hút chân không 5.Dòng điện cao tần 6.Siêu âm 7.Lọc thanh trùng 8.Đóng gói bằng khí Quyển hiệu chỉnh. 9.Áp lực thủy tĩnh cao Công nghệ sản xuất / chế biến thực phẩm • Công nghệ TP là ngành khoa học bao gồm hệ thống các phương pháp làm biến đổi nguyên liệu thành sản phẩm theo các chỉ tiêu chất lượng quy định, mong muốn. Công nghệ sản xuất / chế biến thực phẩm • CNTP nghiên cứu vấn đề gì? Người tiêu dùng Nguyên liệu Quy trình công nghệ sản xuất / chế biến Máy, thiết bị sản xuất, dây chuyền, phân xưởng, nhà máy Tổ chức và quản lý sản xuất, đảm bảo chất lượng TP Thực phẩm vs. người tiêu dùng • TP tốt đáp ứng tối đa nhu cầu, mong muốn của người tiêu dùng (NTD) • Nhu cầu của NTD là gì? • NTD quan tâm vấn đề gì? Chuyên đề: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN TRONG NGHIÊN CỨU THỊ HIẾU NGƯỜI TIÊU DÙNG VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM MỚI Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ, Sở KHCN TP Hồ Chí Minh, 2016. Nguyên liệu thực phẩm • Nguồn gốc nguyên liệu TP: ĐV TV • Cần quan tâm: Cấu tạo, thành phần hóa học và tính chất của nguyên liệu Các biến đổi của nguyên liệu trong quy trình sản xuất Sự thay đổi nguyên liệu theo thời gian Nguyên liệu thực phẩm • Cấu tạo, thành phần hóa học và tính chất của nguyên liệu Giúp đưa ra tiêu chuẩn lựa chọn nguyên liệu. * Điều gì xảy ra nếu nguyên liệu không được lựa chọn đúng? Làm cơ sở cho việc lựa chọn phương pháp thích hợp để chế biến nguyên liệu thành sản phẩm TP Nguyên liệu thực phẩm • Các biến đổi của nguyên liệu trong quy trình sản xuất Việc tìm hiểu các biến đổi nguyên liệu (lợi / hại) trong QTSX là rất quan trọng. => Giúp chuẩn hóa nguyên liệu, lựa chọn phương pháp và thông số CN phù hợp Gồm biến đổi vật lý, hóa học, hóa lý, sinh học và hóa sinh Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm • Là hệ thống các quá trình, theo trình tự nhất định, xử lý nguyên liệu và bán thành phẩm nhằm tạo ra sản phẩm với các chỉ tiêu chất lượng mong muốn. • Thường biểu diễn dưới dạng sơ đồ khối, và sơ đồ theo thiết bị • Ví dụ: Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm • Để thực hiện được quy trình công nghệ (các quá trình xử lý NL hoặc BTP), cần một hoặc nhiều thiết bị, máy TP • Các quá trình này có thể được phân loại dựa trên cơ sở khoa học: Quá trình vật lý, hóa học, hóa lý, sinh học, hóa sinh. • Cũng có thể được phân loại dựa trên mục đích công nghệ: chuẩn bị, khai thác, chế biến, bảo quản, hoàn thiện Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm • Quá trình vật lý: QT thủy động học: lắng, ly tâm, lọc, phối trộn, đồng hóa, QT cơ học: nghiền, ép, ép đùn, chà, cắt, QT nhiệt: đun, chần, thanh trùng, tiệt trùng, chiên, nướng, sao, rang QT lạnh: làm lạnh, lạnh đông • Quá trình hóa học:  Thủy phân, kiềm hóa, hydrogen hóa,  Thường sử dụng nhiệt độ và áp suất cao, hoặc xúc tác hóa học => tiêu cực: dinh dưỡng và ATTP  Xu hướng: sử dụng enzyme Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm • Quá trình hóa lý – sự thay đổi về pha của nguyên liệu:  Trích ly, cô đặc, chưng cất, sấy, đông tụ, kết tinh, • Quá trình sinh học:  Lên men (tăng sinh tế bào), nảy mầm, bảo quản ngũ cốc sau thu hoạch, bảo quản nông sản • Quá trình hóa sinh:  Là quá trình hóa học (cùng là biến đổi hóa học), trong đó chất xúc tác là enzyme. Cơ chế và động học khác với Quá trình hóa học  Enzyme có thể có sẵn hoặc bổ sung  Thường gặp là QT thủy phân, tổng hợp, hoặc cả hai. Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm • Quá trình chuẩn bị: Biến đổi sơ bộ NL hoặc BTP, giúp thuận lợi cho quá trình tiếp theo VD: rửa, nghiền, cắt... • Quá trình khai thác: Làm tăng tỷ lệ các hợp chất dinh dưỡng trong BTP hoặc TP; hoặc tách cấu tử cần thu nhận ra khỏi hỗn hợp VD: ép dầu đậu nành, chưng cất ethanol • Quá trình chế biến: Làm biến đổi sâu sắc thành phần hóa học và các tính chất của NL theo xu hướng có lợi để chuyển hóa NL thành TP VD: thủy phân tinh bột, lên men dịch nho Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm • Quá trình bảo quản: Kéo dài thời gian bảo quản VD: tiệt trùng sữa, đồng hóa dịch trái cây, ... • Quá trình hoàn thiện: Làm cải thiện một chỉ tiêu chất lượng nào đó VD: bao gói, bảo ôn, lọc, rây Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm • Để thực hiện một mục đích công nghệ trong một Quy trình công nghệ sản xuất, có thể áp dụng nhiều quá trình xử lý khác nhau • Tính đa dạng của Quy trình công nghệ sản xuất TP • CNSX thực phẩm thân thiện môi trường Thiết bị và máy thực phẩm • Thiết bị được dùng để thực hiện những quá trình xử lý NL và BTP trong Quy trình sản xuất, nhằm chuyển hóa chúng thành sản phẩm với những đặc tính về chất lượng theo mong muốn • Ví dụ: thiết bị TP thực hiện mục đích của quá trình xử lý NL, BTP • Vai trò: Rất quan trọng Thiết bị và máy thực phẩm • Lựa chọn thiết bị như thế nào?  Đồng bộ về năng suất của các TB trong QTCN  Tính chất và đặc điểm của NL  Các chỉ tiêu chất lượng của BTP và TP  Các biến đổi diễn ra trong quá trình  Ví dụ: malt – nghiền trục || thế liệu gạo – nghiền búa ||| (ghiền trục, búa, dĩa, nghiền dao cắt ) Một thiết bị có thể được dùng cho nhiều sản phẩm khác nhau trong cùng một nhà máy  NL có thể được xử lý chung cho nhiều QTCN khác nhau  Cơ giới hóa, tự động hóa. Giúp kiểm soát và tăng NS của QT Ai sẽ lựa chọn thiết bị Nhà công nghệ học / cơ khí? Tổ chức và quản lý sản xuất thực phẩm • Chất lượng sản phẩm phải:  Đạt các tiêu chuẩn chất lượng: Chỉ được dao động trong khoảng hẹp  Ổn định và đồng nhất: trong 1 mẻ và giữa các mẻ SX • Con người là yếu tố ảnh hưởng quyết định đến yêu cầu này: bộ phận hỗ trợ SX, SX, kiểm tra, giám sát, và quản lý • Để làm được việc này, các hệ thống quản lý chất lượng thường được áp dụng: GMP (Good Manufacturing Practice), ISO (International Standard Organization), TQM (Total Quality Management), HACCP (Hazard Analysis of Critical Control Point) Tính hệ thống của CNTP • CNTP là một phạm trù phức tạp, gồm nhiều vấn đề khác nhau; và có ảnh hưởng và tác động qua lại với nhau. • VD: • Nếu tạo ra được sự liên kết nhịp nhàng giữa các vấn đề trên, hệ thống sẽ hoạt động hiệu quả => chất lượng và năng suất cao => Hiệu quả kinh tế CNTP Khoa học về NL QTCN Thiết bị SX Tổ chức và QL SX Vai trò của ngành CNTP trong đời sống Thực vật // Động vật Trồng // Nuôi Chế biến tối thiểu TP tươi // NL chế biến ở quy mô nhỏ Thu hoạch Xử lý sau thu hoạch Chế biến ở quy mô công nghiệp TP công nghiệp CNTP trong hệ thống các ngành công nghiệp - Dầu canola hay dầu hạt cải là nguồn acid béo lành mạnh với hàm lượng nhỏ chất béo bão hòa và hàm lượng cao chất béo không bão hòa đơn. Acid linoleic (omega-6)/acid alpha-linolenic (omega-3) khoảng 2:1. - Dầu hạt cải cũng không chữa chất béo chuyển hóa nhân tạo (trans-fats). - Theo Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ, dầu hạt cải có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch vành do chứa nhiều acid béo không bão hòa đa, có thể làm giảm cholesterol xấu trong máu. DẦU CANOLA -Dầu canola được sản xuất bằng phương pháp tạo giống truyền thống, từ loại hạt cải biến đổi gene để chống chịu với thuốc diệt cỏ. Mặc dù là thực phẩm biến đổi gene (GMO) nhưng loại hạt cải để làm dầu canola đã được nhiều tổ chức chứng minh là an toàn qua nhiều nghiên cứu trên con người. Ngoài ra, dầu canola cũng được sản xuất từ thực phẩm hữu cơ. DẦU CANOLA HẠT CẢI DẦU HẠT LANH SẢN PHẨM