Quá trình sấy đông khô từ các lát chuối tươi

Giới thiệu

Quá trình sấy đông khô là một phương pháp sấy nhẹ nhàng và có thể được sử dụng để bảo quản thực phẩm mà không làm thay đổi hình dạng hoặc hương vị của chúng.

Quá trình sấy đông khô bao gồm việc đông lạnh mẫu thực phẩm và sau đó áp dụng chân không mật độ cao cho mẫu đã đông lạnh. Dưới các điều kiện này, nước trong thực phẩm sẽ thăng hoa, do đó, mẫu sẽ khô.

Trong ngành thực phẩm, sấy đông khô thường được sử dụng để sản xuất cà phê hòa tan và để sấy và bảo quản trái cây, rau củ hoặc thảo mộc.

Thiết bị

• BUCHI LyovaporTM L-200 Pro
• BUCHI LyovaporTM Software
• Deep Freezer -40°C, tritec HANNOVER
• Stainless steel tray
• Mettler Toledo HR73 Halogen Moisture Analyser

Nguyên liệu

Chuối, mua từ siêu thị địa phương

Thí nghiệm

Chuẩn Bị Mẫu

Chuối được cắt thành lát dày khoảng 5 mm. 11 lát chuối được đặt lên kệ thép không gỉ (Hình 1) và sau đó, đông lạnh qua đêm trong tủ đông ở -40°C. Ngoài ra, có thể sử dụng tủ đông ở -20°C.

Thiết lập LyovaporTM L-200

Sau 24 giờ đông lạnh sâu, các lát chuối được chuyển cùng với khay vào thiết bị Lyovapor™ L-200 để sấy đông khô. Các thiết lập chung được liệt kê trong Bảng 1.

Bảng 1: Cài đặt chung để sấy lát chuối trong LyovaporTM L-200.

Loại buồng sấy	Tiêu chuẩn	Nhiệt độ an toàn [°C]	Không hoạt động
Nhiệt độ ảnh hưởng mẫu [C°]	Không hoạt động	Loại khí gas	Nhiệt độ xung quanh

Nhiệt độ kệ đã được lựa chọn sao cho không vượt quá 25 °C vào cuối giai đoạn sấy đông khô chính và sấy đông khô phụ (điểm đặt nhiệt độ). Các bước của quá trình sấy đông khô chính và sấy đông khô phụ đã được lập trình bằng phần mềm LyovaporTM như được liệt kê trong Bảng 2. Trong giai đoạn sấy đông khô chính, lượng dung môi lớn, trong trường hợp này là nước, được loại bỏ từ mẫu bằng quá trình hoá hơi ngược (sublimation). Trong giai đoạn sấy đông khô phụ, mẫu được sấy khô bằng cách loại bỏ dung môi hấp phụ.

Bảng 2: Các thông số của bước sấy sơ cấp và thứ cấp, được thiết lập trên Phần mềm LyovaporTM.

Phân tích Độ ẩm bằng phương pháp Halogen

Sau khi sấy khô chuối (xem Hình 2), nồng độ độ ẩm còn lại của 3 lát chuối đã được phân tích để đánh giá hiệu quả sấy khô. Do đó, các mẫu đã được xay nhuyễn trong một cối và chuyển sang máy phân tích độ ẩm trong vòng 30 giây. Để phân tích độ ẩm, sử dụng một thiết bị cân bằng độ ẩm Halogen với các tham số được liệt kê trong Bảng 3. Tiêu chí tắt máy số 5 đề cập đến một sự thay đổi không quá 1 mg /140 giây.

Bảng 3: Cài đặt máy phân tích độ ẩm

Tiêu chí tắt máy	5
Nhiệt độ sấy [C°]	110

Kết quả

Đánh giá hình thái của lát chuối sấy đông khô

Hình 1 và Hình 2 thể hiện khay đựng lát chuối trước và sau quá trình sấy đông khô, tương ứng. Tất cả 11 lát chuối đều cho thấy một cấu trúc và hình thái sấy đông đồng nhất. Không có sự thay đổi về kích thước và hình thái của chúng có thể được quan sát trong suốt quá trình sấy khô.

Phân tích độ ẩm của các mẫu chuối sấy đông khô

Để xác định hiệu quả sấy khô của máy LyovaporTM L-200, nồng độ độ ẩm còn lại của ba lát chuối đã được phân tích bằng máy phân tích độ ẩm Halogen. Kết quả của nồng độ độ ẩm đo được và hiệu quả sấy khô được thể hiện trong Bảng 4.

Bảng 4: Kết quả phân tích độ ẩm sau khi sấy đông khô bằng LyovaporTM L-200.

Chuối cắt lát	Khối lượng mẫu sấy đông khô	Khối lượng mẫu halogen khô [g]	Độ ẩm [%]
1	0.606	0.587	3.14
2	0.843	0.818	2.97
3	0.794	0.77	3.02

Sau quá trình sấy đông khô, tất cả các mẫu được phân tích đều chứa ≤ 3,14% độ ẩm. Nồng độ nước ban đầu của chuối là 76,97 ± 1,24% (n=3). Do đó, áp dụng phương pháp sấy đông khô như đã mô tả trên máy LyovaporTM L-200 đã loại bỏ nước ≥ 95,92%.

Nói chung, việc áp dụng quy trình sấy đông khô cho các loại thực phẩm như lát chuối có những lợi ích và nhược điểm như sau:

Lợi ích:

• Quá trình ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp làm cho sấy đông là một cách hiệu quả để giữ màu sắc, mùi vị và các chất dinh dưỡng nhạy cảm với nhiệt của thực phẩm.
• Loại bỏ hiện tượng cứng bề mặt của thực phẩm.
• Thực phẩm sấy khô có cấu trúc rỗng và dễ hấp thụ nước hoặc tan chảy. Nó có thể được tiêu thụ trực tiếp hoặc sau khi hấp thụ lại nước.
• Vì thực phẩm sấy khô chứa rất ít độ ẩm, nó có mật độ tương đối nhỏ và dễ dàng vận chuyển. Thực phẩm sấy khô có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong thời gian dài, trong khi chi phí vận chuyển thấp hơn nhiều so với thực phẩm đông lạnh.
• Không có chất phụ gia được thêm vào thực phẩm trong quá trình sấy đông khô

Nhược điểm:

• Nếu tiếp xúc trực tiếp với không khí, thực phẩm sấy khô sẽ hấp thụ nước nhanh chóng, dẫn đến sự suy giảm chất lượng của thực phẩm.
• Các sản phẩm sấy khô phải được đóng gói hút chân không hoặc hút chân không – nitơ và vật liệu đóng gói không được thấm qua hơi nước.
• Trong quá trình vận chuyển và bán hàng, thực phẩm sấy khô dễ bị vỡ hoặc nứt do cấu trúc rỗng lỏng.
• Sấy đông khô là một quy trình tốn thời gian và năng lượng, dẫn đến chi phí sản xuất cao hơn.

Kết luận

Với máy LyovaporTM L-200, đã đạt được hiệu quả sấy khô cao cho việc loại bỏ nước của chuối. Tóm lại, LyovaporTM L-200 cho phép sấy đông khô các loại trái cây như chuối cắt lát một cách hiệu quả.

Nguồn: https://www.buchi.com/en/knowledge/applications/lyophilisation-fresh-banana-slices