Lượt xem: 2

Trong quá trình thanh trùng thịt, mục đích là loại bỏ các tác nhân gây bệnh và giảm mức độ sinh vật gây hư hỏng để có thời hạn sử dụng hợp lý trong điều kiện bảo quản lạnh tiếp theo. Một lý do quan trọng khác để nấu thịt là để tạo ra một số phản ứng hóa học trong sản phẩm tạo ra hương vị, màu sắc và kết cấu mà người tiêu dùng mong đợi ở thịt đã nấu chín. Quá trình thanh trùng công nghiệp thông thường đối với các sản phẩm thịt lớn hơn thường được thực hiện theo từng mẻ bằng cách đặt sản phẩm vào lò hấp hoặc ngâm trong bể nước nóng. Khó khăn với các chất rắn như thịt là quá trình truyền nhiệt bên trong các sản phẩm này chủ yếu là do dẫn nhiệt, tương đối chậm. Cần phải để sản phẩm trong môi trường gia nhiệt trong một khoảng thời gian tương đối dài để bên trong nóng đến nhiệt độ thích hợp. Trong khi đó, bề mặt bên ngoài của sản phẩm sẽ đạt đến nhiệt độ cao ở giai đoạn sớm hơn nhiều, có thể dẫn đến quá nhiệt ở khu vực này. Cả OH và RF đều là các dạng điện gia nhiệt trong đó năng lượng điện được truyền vào sản phẩm thông qua một loạt các điện cực. Ngược lại với phương pháp gia nhiệt thông thường, OH và RF tạo ra nhiệt bên trong sản phẩm chủ yếu thông qua ma sát ion bên trong (mặc dù ở RF, một lượng nhiệt nhất định cũng sẽ được tạo ra do ma sát, do sự quay của lưỡng cực). Các công nghệ này khác nhau ở một số khía cạnh bao gồm thực tế là ở OH, năng lượng điện được truyền trực tiếp vào thực phẩm trong khi ở RF, năng lượng điện trước tiên được chuyển đổi thành bức xạ điện từ sau đó được áp dụng cho thực phẩm. Ý nghĩa thực tế của điều này là bức xạ RF sẽ xuyên qua bao bì nhựa thông thường (không thể sử dụng kẹp kim loại) mà không cần tiếp xúc trực tiếp với điện cực, trong khi ở OH, sản phẩm cần phải được mở bao bì, tiếp xúc trực tiếp với điện cực và sau đó được đóng gói hoặc thay vào đó là trong một gói kín có vùng dẫn điện cho phép dòng điện đi vào thịt. Các sản phẩm thịt có một lượng hợp chất ion nhất định có sẵn tự nhiên (ví dụ canxi) với các hợp chất khác (ví dụ muối, photphat, v.v.) được thêm vào trong quá trình sản xuất sản phẩm. Các ion này được phân tán xung quanh sản phẩm tương đối đồng đều. Về cơ bản, những gì xảy ra trong hệ thống gia nhiệt RF hoặc OH là một trường điện có vùng dương và vùng âm được hình thành. Trong những điều kiện này, các ion dương trong sản phẩm di chuyển về phía các vùng âm của trường và các ion âm di chuyển về phía các vùng dương của trường. Sự gia nhiệt xảy ra trong trường hợp OH vì trường này không tĩnh với cực tính liên tục thay đổi, thường ở tần số thấp (50 Hz ở Châu Âu hoặc 60 Hz ở Hoa Kỳ). Trong RF, cực tính thay đổi ở tần số cao hơn nhiều (ví dụ 27,12 MHz). Do đó, ngay khi các ion bắt đầu di chuyển thì cực tính của các điện cực hoán đổi và các ion phải di chuyển trở lại.Hiệu ứng tổng thể của tất cả những điều này là nhiệt được tạo ra bên trong do ma sát (do đó tránh được độ trễ giữa bề mặt và tâm của sản phẩm).

Zalo

Mục tiêu nghiên cứu của UCD về sưởi ấm OH và RF là gì?

Cho đến nay, UCD đã hoàn thành một nghiên cứu lớn về thanh trùng RF của thịt và đang trong quá trình thực hiện một dự án riêng về OH. Các mục tiêu chính của nghiên cứu này là phát triển các giao thức nấu ăn để có thể đánh giá tác động của RF và OH đối với chất lượng, sản lượng và thành phần của thịt nấu chín. Một mục tiêu khác là định lượng các đặc tính vật lý chi phối tương tác RF và OH với thịt, mặc dù những kết quả này đã được công bố ở nơi khác (Brunton et al. 2006, Lyng et al. 2005, Lyng và McKenna, 2007, Shirsat et al., 2004a-b, Zhang et al. 2004a, Zhang et al. 2007). Phân tích vi sinh vật cũng đã được tiến hành, nhưng vì đó không phải là mục tiêu chính trong các cuộc điều tra của chúng tôi nên kết quả không được trình bày. Tuy nhiên, chúng đã chỉ ra rằng cả hai công nghệ đều có khả năng vô hiệu hóa vi khuẩn tương đương với khả năng đạt được bằng các phương pháp thông thường. Về mặt sản phẩm, một loạt các sản phẩm thịt đóng hộp đại diện cho những sản phẩm được ngành công nghiệp thịt của Ireland sử dụng đã được lựa chọn với mọi nỗ lực được thực hiện để bao phủ một phạm vi rộng để có thể nghiền nát các bề mặt và đường kính sản phẩm. Các sản phẩm sử dụng RF là bánh Pudding trắng (WP), Cơm cuộn thịt heo (PLR), Thịt giăm bông vai (SH), Thịt chân giò (LH), Thịt gà tây (băm nhỏ) (T), Thịt bò (Bắp tay đùi) không có thành phần bổ sung (B-) và Thịt bò (Bắp tay bò cái) có thành phần bổ sung (B+).PLR là sản phẩm duy nhất được nghiên cứu với OH cho đến nay.

Xác thực các giao thức giữa OH và RF

Một cân nhắc quan trọng trong quá trình thanh trùng OH và RF là xác nhận các giao thức, đòi hỏi phải thiết lập vị trí của điểm lạnh trong sản phẩm. Trong các thí nghiệm của chúng tôi, các điểm lạnh được xác định bằng nhiều phương pháp bao gồm chụp ảnh hồng ngoại, đầu dò sợi quang và cặp nhiệt điện. Các cặp nhiệt điện được đưa vào thịt trong quá trình nấu (OH) hoặc được chế tạo thành các giá đỡ sau đó được đưa vào sản phẩm ngay sau khi nấu (RF). Mặc dù cả OH và RF đều là dạng gia nhiệt thể tích, dữ liệu thu được cho thấy các sản phẩm nấu bằng OH và RF cũng có các điểm lạnh. Không giống như các sản phẩm nấu thông thường, trong đó điểm lạnh nằm ở tâm hình học; trong các sản phẩm nấu bằng RF hoặc OH, điểm lạnh nằm ở các vùng khác của sản phẩm. Ý nghĩa thực tế của sự phân bố nhiệt độ không đều trong các sản phẩm nấu bằng RF và OH là trong khi cả hai đều là thể tích với cấu hình nhiệt độ tuyến tính, vẫn sẽ có tốc độ gia nhiệt khác nhau tại các điểm khác nhau trong sản phẩm.

Tại Ireland, mức độ nấu chín sản phẩm của ngành công nghiệp thịt có xu hướng được quyết định bởi một loạt các hướng dẫn do Cơ quan An toàn Thực phẩm Ireland (FSAI) ban hành. Các hướng dẫn này chỉ rõ rằng điểm lạnh của sản phẩm phải được làm nóng đến nhiệt độ 70°C trở lên trong 2 phút hoặc tương đương. Nhiệt độ mục tiêu tại điểm lạnh là 73°C trở lên trong 2 phút (lớn hơn một chút so với Hướng dẫn của FSAI) đã được chọn. Trong nghiên cứu này, lò RF được đặt ở mức công suất tối đa là 0,5 kW, đây là công suất rất thấp so với các thiết bị mạnh hơn được sử dụng trong thương mại. Tuy nhiên, ngay cả ở mức công suất thấp này, thời gian nấu bằng RF trung bình chỉ bằng 29% so với các mẫu nấu bằng hơi nước. Một thiết bị OH 3,5 kW mạnh hơn đã được sử dụng và thời gian làm nóng đến nhiệt độ mục tiêu chỉ bằng 2% so với thời gian thông thường.

Năng suất và thành phần của sản phẩm nấu bằng OH và RF

Trong các sản phẩm nghiền, không có sự khác biệt về năng suất giữa các mẫu nấu thông thường và RF hoặc OH. Tuy nhiên, đối với các sản phẩm không nghiền (tức là giăm bông và thịt bò, chỉ được nghiên cứu trong điều kiện RF cho đến nay), trong mọi trường hợp, các sản phẩm nấu bằng RF đều có năng suất cao hơn các sản phẩm nấu bằng hơi nước. Sự khác biệt là khoảng 1-1,5% trong trường hợp giăm bông và 4-6% trong trường hợp thịt bò. Tiếp theo đó, phân tích gần đúng cho thấy xu hướng chung là các sản phẩm nấu bằng RF có độ ẩm cao hơn và hàm lượng protein và chất béo thấp hơn. OH PLR cũng theo xu hướng này. Khi các sản phẩm nấu chín, các protein như myosin và collagen bị biến tính và mất nước. Các kết quả quan sát được có thể chỉ ra rằng protein bị biến tính do nhiệt ít hơn và mất nước trong các sản phẩm được đun nóng nhanh hơn, biểu hiện ở năng suất cao hơn. Tuy nhiên, đây chỉ là một lý thuyết và cần có các nghiên cứu sâu hơn để khám phá cụ thể điều này.

Chất lượng thịt nấu bằng RF

Điều quan trọng cần nhấn mạnh là các kết quả được trình bày là bản tóm tắt của một số lượng lớn các thí nghiệm được thực hiện bởi nhiều cá nhân khác nhau trên nhiều sản phẩm khác nhau (Brunton et al. 2005, Lyng et al. 2007, McKenna et al. 2006, Tang et al. 2005, Tang et al. 2006, Zhang et al. 2004b, Zhang et al. 2006). Phần này cố gắng tập hợp tất cả thông tin này lại với nhau mà không có khía cạnh nào được mô tả chi tiết. Các thuộc tính chất lượng được kiểm tra là kết cấu, màu sắc và hương vị.

Kết cấu của thịt nấu bằng RF

Trong khi một loạt các kỹ thuật đo kết cấu bằng dụng cụ (bao gồm Warner Bratzler, Kramer Shear và Penetrometer) được sử dụng, chỉ có kết quả từ phân tích cấu trúc (TPA) sẽ được trình bày. Kết quả cho tất cả các sản phẩm được trình bày trên sơ đồ nhện với mỗi sản phẩm được biểu thị bằng một chữ viết tắt ở chu vi (ví dụ F: xúc xích; WP: bánh pudding trắng, v.v.). Độ cứng thuộc tính TPA (Hình 1a) sẽ được sử dụng làm ví dụ cho mục đích minh họa. Tâm của nhện biểu thị giá trị thấp nhất có thể trong khi chu vi biểu thị giá trị cao nhất (150 N trong trường hợp Độ cứng 1). Nếu các sản phẩm được so sánh, kết quả cho thấy B+/- được sử dụng trong công trình này có độ cứng cao hơn F, trong khi WP cứng hơn F, v.v. Khi so sánh các phương pháp nấu ăn, biểu đồ không hiển thị xu hướng rõ ràng. Các mẫu F, WP, SH, T nấu bằng RF và hấp không khác biệt đáng kể với nhau (P> _0,05), trong khi ở PLR và LH, các mẫu nấu bằng RF cứng hơn (P 0,05), F và B- nấu bằng RF cao hơn ST, B+ nấu bằng RF thấp hơn hơi nước. Tương tự như vậy đối với độ đàn hồi, không có sự khác biệt đáng kể (P <0,05) giữa các sản phẩm RF và nấu bằng hơi nước, ngoại trừ B+, trong đó RF cao hơn một chút so với nấu bằng hơi nước. Đối với độ dẻo, không có sự khác biệt đáng kể nào giữa F, WP, SH, LH và T nấu bằng RF và hấp, mặc dù trong PLR, RF có độ dẻo cao hơn (P <0,05) so với ST, trong khi B+/- nấu bằng RF có độ dẻo thấp hơn so với nấu theo cách thông thường. Cuối cùng, về độ dai, sự khác biệt đáng kể đã được ghi nhận ở PLR (RF cao hơn (P <0,05) so với cách nấu thông thường) trong khi đối với B+ và B- thì RF thấp hơn (P <0,05) so với cách nấu thông thường)

Màu sắc của thịt nấu bằng RF

Máy đo màu Minolta được sử dụng để đo màu sắc và kết quả được trình bày bằng không gian màu Hunter Lab. Hình 2 cung cấp tổng quan về các phát hiện. Về độ sáng (L), như mong đợi, T (thịt trắng) có giá trị L cao nhất, tiếp theo là LH và F với B+ và B- là tối nhất. Kết quả đối với các mẫu nấu bằng RF hầu như giống hệt với nấu bằng hơi nước, trong đó PLR là sản phẩm duy nhất có sự khác biệt đáng kể. Khi so sánh các sản phẩm về độ đỏ (a+), ảnh hưởng của chất tạo màu nhân tạo (E128 (tức là Red 2G)) là rõ ràng trong các mẫu PLR. Một lần nữa, khi so sánh các giao thức nấu bằng RF và bằng hơi nước, không có xu hướng rõ ràng nào được thấy. Trong trường hợp có sự khác biệt đáng kể về độ đỏ, kết quả một lần nữa lại mâu thuẫn với LH nấu bằng RF có giá trị a+ cao hơn, trong khi ngược lại, T nấu bằng hơi nước có giá trị a+ cao hơn nấu bằng RF. Kết quả về độ vàng (b+), góc sắc độ và độ bão hòa cũng được trình bày. Nhìn chung, các mẫu nấu bằng RF và bằng hơi nước khá giống nhau với một số khác biệt đáng kể nhưng không có xu hướng rõ ràng nào được thấy trong bất kỳ thuộc tính màu nào được đánh giá.

Hương vị của thịt nấu bằng RF

Nhiều phân tích hương vị bằng dụng cụ đã được tiến hành trên một số sản phẩm khác nhau. Một số công việc được tiến hành bằng cách sử dụng sắc ký khí trong khi các công việc khác liên quan đến thử nghiệm Tbars. Mặc dù có sự khác biệt nhưng chúng rất nhỏ và không có khả năng ảnh hưởng đến phân tích cảm quan. Tốc độ oxy hóa ở thịt bò và gà tây thấp hơn một chút ở RF so với hấp nhưng mức độ khác biệt này quá thấp nên không có khả năng phát hiện ra bằng phân tích cảm quan. Ngoài ra, không có sự khác biệt lớn nào được ghi nhận về lưu huỳnh dễ bay hơi trong các mẫu RF so với mẫu hấp (có chứa hương vị thịt).

Chất lượng sản phẩm thịt nấu chín OH

Kết quả UCD về chất lượng của các sản phẩm thịt xay được đun nóng OH so với các sản phẩm nấu chín thông thường được trình bày bởi Shirsat et al. (2004c) đối với 1 kg được nấu chín theo ohm (ở mật độ điện áp từ 3-7 V cm-1) được nấu chín đến các giá trị chuẩn hóa hoặc đến nhiệt độ điểm cuối mục tiêu. Không có gì ngạc nhiên khi mật độ điện áp ohm cao hơn tạo ra tốc độ gia nhiệt nhanh hơn.

TPA của bột chiên xù ohmic và hấp (Hình 3) không cho thấy sự khác biệt đáng kể (P≥0,05) trong bất kỳ thuộc tính nào được đánh giá (độ cứng, độ dai,năng lượng (Hình 1 và Hình 2) trừ độ đàn hồi, thấp hơn đáng kể (P<0,05) trong các mẫu nấu OH được đun nóng đến các giá trị nấu tương tự mặc dù xu hướng này ít rõ rệt hơn ở các mẫu được nấu đến nhiệt độ điểm cuối tương tự. Phân tích cảm quan trên các mẫu nấu ohmic và nấu bằng hơi nước được nấu đến nhiệt độ điểm cuối tương tự đã hỗ trợ những quan sát này liên quan đến kết cấu.

Đánh giá màu sắc bằng dụng cụ (Hình 4) cho thấy các mẫu nấu chín OH (nấu chín ở cả giá trị nấu chín tương tự hoặc nhiệt độ điểm cuối) khác với nấu chín bằng hơi nước ở cả giá trị a* và góc màu (P <0,05) với những khác biệt này ít rõ rệt hơn ở các mẫu nấu chín ở giá trị nấu chín tương tự. Những khác biệt này là nhỏ và người tiêu dùng không có khả năng phát hiện ra.

Phần kết luận

Nhìn chung, khi so sánh chất lượng sản phẩm trong thịt nấu bằng OH và RF với cách nấu thông thường, không phát hiện thấy sự khác biệt nào trong nhiều sản phẩm/thuộc tính. Khi ghi nhận sự khác biệt là chúng thường rất tinh tế và không thể biết liệu những khác biệt này là do cơ chế gia nhiệt hay mức độ gia nhiệt. Kết quả cho thấy nấu bằng RF chắc chắn có khả năng tạo ra các sản phẩm thịt có chất lượng tương đương với các mẫu nấu thông thường trong khi các sản phẩm thịt không nghiền có khả năng cho năng suất cao hơn so với các mẫu nấu thông thường. Liên quan đến OH, các công trình nghiên cứu tiếp theo vẫn đang được tiến hành đối với nhiều loại thịt hơn mặc dù kết quả ban đầu có vẻ đầy hứa hẹn.

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Chương trình nghiên cứu thể chế về thực phẩm do Bộ Nông nghiệp và Thực phẩm Ireland quản lý theo Kế hoạch phát triển quốc gia.

Zalo
Hình 1
Zalo
Hình 2
Zalo
Hình 3
Zalo
Hình 4

Tài liệu tham khảo

  1. Brunton, N, Lyng, JG, Wenqu Li, Cronin, DA, Morgan, D & McKenna, B (2005). Ảnh hưởng của việc gia nhiệt bằng tần số vô tuyến lên kết cấu, màu sắc và đặc tính cảm quan của sản phẩm thịt lợn xay. Food Research International 38, 337-344.
  2. Brunton, N, Zhang, L & Lyng JG (2006). Việc sử dụng các đặc tính điện môi và các phân tích vật lý khác để đánh giá sự biến tính protein trong cơ bắp đùi bắp tay bò trong quá trình nấu từ 5 đến 85°C. Khoa học về thịt, 72, 236-244.
  3. Lyng, JG, Zhang, L & Brunton, N (2005). Khảo sát về tính chất điện môi của thịt và các thành phần được sử dụng trong sản xuất sản phẩm thịt. Khoa học về thịt, 69, 589-602.
  4. Lyng, JG, Cronin, DA, Brunton, NP Li, W & Gu, X (2007a). Một cuộc kiểm tra các yếu tố ảnh hưởng đến việc gia nhiệt bằng tần số vô tuyến của nhũ tương thịt được bao bọc. Được chấp nhận để xuất bản trong Meat Science.
  5. Lyng, JG & McKenna (2007). Thanh trùng Ohmic của thịt và các sản phẩm từ thịt. Trong: Food Machinery Design Handbook: Farming, Processing, and Packaging, Myer Kutz (biên tập), William Andrew, Inc., 553–578.
  6. McKenna, BM, Lyng JG, Brunton, N & Shirsat N (2006). Những tiến bộ về tần số vô tuyến và gia nhiệt ômi của thịt. Tạp chí Kỹ thuật Thực phẩm 77(2), 215-229.
  7. Shirsat, N, Lyng, JG, Brunton, NP, & McKenna B (2004a). Xử lý Ohmic: Độ dẫn điện của thịt lợn cắt lát. Khoa học về thịt, 67, 507-514.
  8. Shirsat, N, Lyng, JG, Brunton, NP & McKenna B (2004b). Độ dẫn điện và nhiệt độ ôm của bột nhão thịt. Tạp chí Thực phẩm cơ bắp, 15, 121-137.
  9. Shirsat, N, Brunton, NP, Lyng, JG, McKenna B & Scannell, A (2004c). Đánh giá kết cấu, màu sắc và cảm quan của bột nhão thịt nấu theo phương pháp thông thường và phương pháp ohmically. Tạp chí Khoa học Thực phẩm và Nông nghiệp, 84, 1861-1870.
  10. Tang, X Cronin, DA & Brunton, NP (2005). Ảnh hưởng của việc gia nhiệt bằng tần số vô tuyến lên các khía cạnh hóa học, vật lý và cảm quan của chất lượng trong cuộn ức gà tây. Hóa học thực phẩm, 93, (1), 1-7.
  11. Tang, X Lyng, JG, Cronin D & Durand C (2006). Làm nóng tần số vô tuyến các cuộn thịt bò từ cơ bắp tay đùi. Khoa học về thịt 72, 467-474.
  12. Zhang, L, Lyng, J, Brunton, N, Morgan, D & McKenna B (2004a). Tính chất điện môi và nhiệt vật lý của bột thịt trong phạm vi nhiệt độ từ 5-85°C. Khoa học về thịt 68(2), 173-184.
  13. Zhang, L, Lyng, J & Brunton, N (2004b). Ảnh hưởng của việc nấu bằng tần số vô tuyến lên kết cấu, màu sắc và tính chất cảm quan của sản phẩm thịt xay nhỏ có đường kính lớn. Khoa học về thịt 68(2), 257-268.
  14. Zhang, L, Lyng, JG & Brunton N (2006). Chất lượng của đùi lợn và vai lợn được làm nóng bằng tần số vô tuyến. Tạp chí Kỹ thuật Thực phẩm, 75(2), 275-287.
  15. Zhang, L Lyng, JG & Brunton, N (2007). Ảnh hưởng của chất béo, nước và muối lên tính chất nhiệt và điện môi của bột thịt và nhiệt độ của nó sau khi đun nóng bằng lò vi sóng hoặc tần số vô tuyến. Tạp chí Kỹ thuật Thực phẩm 80(1), 142-151.