Upload
red-kh
View
225
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
3507-2107 FOOD PROCESSINGวชาการแปรรปอาหาร
อ. ตร วาทกจสาขาอตสาหกรรมเกษตร วทยาลยเกษตรและเทคโนโลยมหาวทยาลยนครพนมE-mail:[email protected]
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
บทท 7 การแปรรปอาหารโดยการทาแหง (Food dehydration)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
วตถประสงคเพอใหนกศกษาทราบกรรมวธการแปรรปอาหารดวยการทาแหงแบบตางๆเพอใหนกศกษาทราบหลกการของการอบแหงอาหารรวมทงปจจยตางๆทสาคญตอคณภาพอาหาร
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
หวขอในบทเรยนความหมายของการทาแหงนาในอาหารกระบวนการถายเทความรอนเครองจกรและอปกรณในการทาแหงแบบตางๆ
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
การทาแหง(Drying or Dehydration)วธการทาแหงเปนการดงเอานาออกจากวตถดบอาหาร เชนการอบแหงถว การอบแหงผลไม การอบแหงเนอสตว ฯลฯเปนวธการทเกาแกมานาน เพอเปนการถนอมอาหารใหเกบรกษาไวไดนาน อาจมการใชการทาแหงโดยใชแสงอาทตย หรอการใชความรอนประดษฐตวอยางผลตภณฑอบแหง เชน นมผงแหง ไขแหง กาแฟ โกโก เครองดมผงตางๆ คาวา drying มกใชเพอทาใหผลตภณฑเกดเปนลกษณะของแขง(solid)สวนEvaporationหรอการระเหยมกใชเพอใหของเหลวมความเขมขนสงขน(more concentrated liquid)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
ขอด/ขอเสยของการทาแหงนาหนกเบา เนองจากกาจดนาในอาหารออกกวา 80-90%มความกระชบ ตองการเนอทจดเกบนอยกวามความคงตวตอสภาวะการเกบ ไมจาเปนตองใชตเยน สามารถเกบไดนานสญเสยคณคาทางอาหาร กลน/รสทระเหยไดโครงสรางเปลยนแปลงเนองจากการหดตวเกดปฏกรยาสนาตาลทไมใชจากเอนไซม
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
การทาแหง Drying
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
นาในอาหารเปนสวนประกอบสวนใหญของอาหารรอยละ 65-95อาหารทมปรมาณนามากจะเสอมเสยไดรวดเรวกวานาในอาหารจะเปนตวทาละลายองคประกอบตางๆของอาหารนาในอาหารมผลตอการเปลยนแปลงคณสมบตของผลตภณฑเชนลกษณะเนอสมผส ความเตง รสชาตนาทจลนทรยสามารถนาไปใชไดเรยกวา water activity (Aw)หรอคากจกรรมของนา มกวดในรป free waterสวนนาทจลนทรยนาไปใชไมไดเรยกวา bound waterซงเปนนาทยดกนดวยพนธะทางเคมทแขงแรงคาAw มคาตงแต 0.0-1.0 เปรยบเทยบกบนาบรสทธ
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
นาในอาหารWater Activity (aw) เปนปจจยทสาคญมากตออายการเกบของอาหาร ในขณะท อณหภม ความเปนกรด-ดาง (pH) และปจจยอน ๆ มผลกระทบตอความเรวในการเจรญของจลนทรยในอาหาร Water Activity จะเปนปจจยทสาคญทสดในการควบคมการเสยของอาหาร ตวอยางเชน แบคทเรยเกอบ ทกชนดไมสามารถเตบโตไดท Water Activity ตากวา 0.91 ในขณะทราสวนมากหยดการเจรญเตบโตเมอ Water Activity ตากวา 0.80 เราสามารถประเมนไดจากการวดคา Water Activity วาจลนทรยชนดใดเปนหรอไมเปนสาเหต ททาใหอาหารเสย Water Activity เปนปจจยชระดบปรมาณนาตาสดทมอยเพอการเจรญของจลนทรย นอกจากนน Water Activity ยงมผลกระทบตอการทางานของเอนไซม และวตามนในอาหารซงเปนสาเหตของการเปลยนแปลงส รส และกลนของอาหาร อยางชดเจน
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
การวดคา water activity
คา Water Activity ของผลตภณฑสามารถวดไดจากคาความชนสมพทธสมดลของอากาศทปลอยใหสมดลกบผลตภณฑ ดงนนผลตภณฑจะตองถกวางไวในระบบปด เพอใหเกดความสมดลได จดทเกดความสมดลคอจดท Water Activity ของตวอยางมคาเทากบความชนสมพทธในอากาศนนเอง นอกจากการวดคา Water Activity โดยการวดความชนสมพทธสมดลแลวยงมเครองมอวดคา Water Activity โดยตรงเพอความสะดวกในการใชงานดวย
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
คากจกรรมของนา(water activity)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
ความชนและ water activityความสมพนธระหวางความชนและ Water Activity เปนเรองซบซอน คา Water Activity มกจะเพมขนเมอความชนเพมขนแตเปนการเพมแบบไมเปนเสนตรง ความสมพนธระหวาง Water Activity กบความชนทอณหภมทกาหนดเรยกวา Moisture Sorption Isotherm กราฟความสมพนธดงกลาวนสรางไดจากการทาการทดลองเทานน Moisture Sorption Isotherm สาหรบอาหาร แทบทกชนดจะมรปรางแบบ Sigmoidal แตอาหารทมปรมาณนาตาลมากหรอมโมเลกลทละลายไดนอย จะไดกราฟ Isotherm รปคลายตว J กราฟ Moisture Sorption Isotherm จากการทดลองซงเรมตนจากผลตภณฑทแหงแลวเพมความชนมากขนเรอย ๆ (Adsorption) ไมจาเปนตองเหมอนกบกราฟ Isotherm จากการทดลองผลตภณฑเดยวกนในสภาพชนแลวลดความชนลงเรอย ๆ (Desorption)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
Moisture Sorption Isotherm
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
ผลของ water activity ตอปฏกรยาในอาหารอาหารมกจะมโปรตนและคารโบไฮเดรทซงมแนวโนมทจะเกดปฏกรยา Millard Reaction ซงทาใหเกดสนาตาล ทไมเปนปฏกรยาทเกดจากเอนไซม การเกดสนาตาล เนองจาก Millard Reaction มแนวโนมสงขนเมอคา Water Activity สงขน โดยจะเกดไดสงสดทชวง Water Activity 0.6 ถง 0.7 แตในผลตภณฑบางชนดเมอเพมคา Water Activity กจะขดขวางการเกด Millard Reaction ได ดงนนการ ตรวจวด และควบคมคา Water Activity ในผลตภณฑ จงเปนวธทดในการควบคมปญหาการเกดสนาตาลจาก Millard Reaction
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
ผลของ water activity ตอปฏกรยาในอาหารWater Activity มผลกระทบตอความคงตวในดานคณสมบตตามธรรมชาตของโปรตนและเอนไซมอยางชดเจน เอนไซมและโปรตนเกอบทกชนดตองรกษาสภาพตาม ธรรมชาตไวเพอใหสามารถทาหนาทไดตามปกต ดงนนการรกษาระดบของ Water Activity เพอปองกนและการ เปลยนแปลงสภาพของสารเหลานจงมความสาคญตอ คณภาพของอาหารอยางมาก ปฏกรยาจากเอนไซม สวนมากจะชาลงทระดบ Water Activity 0.8 อยางไรกตาม ปฏกรยาเหลานบางปฏกรยากสามารถเกดไดแมทระดบ Water Activity ตามาก ๆ การเสยประเภทนจะมผลใหเกดกลนและรสทรนแรงจนผบรโภคไมยอมรบได โดยทวไป การเสยเนองจากปฏกรยาของเอนไซมมกไมเกดกบผลตภณฑทผานกระบวนการใชอณหภมในการผลต
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
ผลของ Water Activity ตอการเสยของอาหาร
เนองจาก ยสต รา และแบคทเรยจาเปนตองใชนาอสระในการเจรญเตบโต การผลตผลตภณฑทมคา Water Activity ตากวา 0.6 จะชวยควบคมการเสยเนองจากจลนทรยเหลานได ตวอยางของจลนทรยททาใหเกดการเสอมเสยของอาหารและระดบของ Water Activity ทจลนทรยเหลานสามารถเจรญเตบโตไดแสดงในตารางท 1 วธทงายทสดในการลด Water Activity ในอาหารคอการกาจดนาในอาหารเชน การทาใหสก การอบ หรอการทาใหแหง กระบวนการ ทใชอณหภมสง
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
ตารางท 1 ตวอยางจลนทรยททาใหเกดการเสอมเสยของอาหารทระดบ Water Activity ตาง ๆ
อาหารทเนาเสยงาย เชน ผก ผลไมสด นม เนอ ปลาไสกรอก ขนมปง แฮม นาผลไมเขมขนซงมนาตาล 55% โดยนาหนกหรอ มเกลอ (NaCl) 12% แยม มารมาเลด
ผลไมแหงความชนประมาณ 15-20% นาผง ทอฟฟคาราเมล
Pseudomonas, Escherichia, Proteus, Shigella, Bacillus,, ยสตบางชนด Salmonella, Vibrioparabaenolyticus, C.botulinum,, ราบางชนด Halophilic bacteria, mycotoxigenic aspergilli
Osmophilic yeasts และ ราบางชนด
0.950
0.910
0.750
0.600
ตวอยางอาหาร จลนทรยทถกยบยง Water Activity (aw)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
กระบวนการถายเทความรอน(Heat transfer process)การถายเทความรอน จะเกดขนทจดทมความแตกตางกนของอณหภมในระหวางการอบแหงแบงออกเปน 3 แบบการนาความรอน(Conduction Heat) เปนการถายเทความรอนโดยการแลกเปลยนความรอนจากโมเลกลหนงกบโมเลกลขางเคยง เชนการใหความรอนผานตวกลางตางๆเพอทาใหวตถดบแหงจากการสมผสการพาความรอน(Convection Heat) เปนการถายเทความรอนภายในพวกของเหลวและกาซโดยไมตองอาศยตวกลาง แตใชอากาศเปนตวกลาง เชนการใชลมรอนทาแหงผกและผลไม ฯลฯการแผรงส (Radiation)เปนการถายเทความรอนทไมตองอาศยโมเลกลในการสงถายความรอน เชนการแผความรอนของดวงอาทตย มกใชในการอบแหงแบบสญญากาศ
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
กระบวนการถายเทความรอน(Heat transfer process)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
ปจจยทเกยวของในการอบแหงธรรมชาตของวตถดบ :องคประกอบทางเคมและ
กายภาพ, ปรมาณความชนขนาด รปราง การจดเรยงในระหวางการทาแหงปรมาณความชนสมพนธในอากาศอณหภมลมรอนความเรวลม
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองจกรทใชในการอบแหง เครองอบแหงแบบถง (Bin dryer)มกใชในการทาแหงวตถดบทางการเกษตรทวๆไป โดยมหลกการคอ นาวตถดบมาวางไวในหองอบแหงจากนนใชลมรอนเบาจากขางใต ลมรอนจะทาใหวตถดบทอยดานลางแหงกอน สวนวตถดบทยงไมแหงจะอยดานบนซงจะไดรบความรอนจากวตถดบทแหงแลว โดยมชน(layer)กนกลางเรยกวา drying front
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองอบแหงแบบถง (Bin dryer)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองจกรทใชในการอบแหงเครองอบแหงแบบต(cabinet dryer)เปนเครองอบแหงขนาดเลกมกใชกบพชผกผลไม มลกษณะเปนชนๆประกอบกน วตถดบจะถกนามาเรยงบนชน ตางๆ โดยมลมรอน(hot air)หมนเวยนอยภายในหองอบแหง ไดจากการนาลมผานเขาสขดลวดรอน เปนวธทประหยดพลงงานกวา 50% เนองจากการถายเทความรอนทมประสทธภาพมากยงขน
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองอบแหงแบบต(cabinet dryer)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองจกรทใชในการอบแหงเครองอบแหงแบบอโมงค(tunnel dryer)
เปนเครองอบแหงทไดพฒนามาจากเครอง cabinet dryer สวนใหญใชในอตสาหกรรมอาหารขนาดใหญทตองการผลตภณฑอยางตอเนอง โดยอาหารทตองการทาแหงจะถกเรยงบนชนแตละอน ซงจะถกลาเลยงผานอโมงครอนซงมอากาศรอนสวนทาง(counter)หรอตามทาง(parallel) ของการลาเลยง วตถดบจะถกทาใหแหง เมอเคลอนทถงบรเวณปลายทางของอโมงค
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองอบแหงแบบอโมงค(tunnel dryer)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองจกรทใชในการอบแหงเครองอบแหงแบบลกกลง(drum dryer)มกใชในการทาแหงวตถดบทมลกษณะเปน Slurry (ของเหลวทมปรมาณของแขงอยสง) มลกษณะขนหนด เพอทาใหเปนของแขงหรอบดเปนผงตอไป มการทางานโดยวตถดบจะเคลอนทผานลกกลง(drum)ทมอณหภมสง จะเกดการถายเทความรอนบรเวณลกกลง จากนนจะมใบมดขด(scraper knife) เพอขดเอาวตถดบทแหงแลวออกจากลกกลง เพอนาไปแปรรปตอไป
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองอบแหงแบบลกกลง(drum dryer)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองจกรทใชในการอบแหงเครองอบแหงแบบพนฟอย(spray dryer)มกใชในการทาแหงวตถดบทเปนของเหลว เชน นมผง นาผลไมผง ฯลฯ โดยของแหงจะถกอดและฉดพนดวยหว อะตอมไมซ(atomizer) ทมประสทธภาพทาใหของเหลวพนฟอยเปนอนภาคขนาดเลกกระจายทวหองอบแหง(cyclone) อากาศรอนจะทาใหนาระเหยอยางรวดเรว เกดเปนของแขงตกลงดานลางผลตภณฑทไดจะมลกษณะเปนผง(powder) ขนกบปรมาณของแขงในวตถดบ
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองอบแหงแบบพนฟอย(spray dryer)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองจกรทใชในการอบแหงเครองอบแหงแบบสญญากาศ(vacuum dryer)
เปนเครองอบแหงทใชหลกการของการถายเทมวลของนาออกจากวตถดบโดยความแตกตางของความดนระหวางภายในและภายนอกวตถดบ โดยมหลกการคอ ภายในหองอบแหงจะมการลดความดนใหตาลงกวาความดนภายในของวตถดบสงผลทาใหปรมาณนาในวตถดบเคลอนทออกมาไดอยางรวดเรว แมวาจะมการใชอณหภมอบแหงตาๆ สารอาหารรวมทง กลนรสของวตถดบยงคงถกเกบรกษาไวได
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองอบแหงแบบสญญากาศ(vacuum dryer)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เครองจกรทใชในการอบแหงเครองอบแแบบแชเยอกแขงระเหดแหง(freezing drying)เปนการทาแหงทมประสทธภาพสงสด ลกษณะของผลตภณฑทไดจากวธนจะรกษามการเปลยนแปลงทางเคมกาย ภาพและคณภาพนอยมาก การทาแหงดวยวธนใชหลกการ แชเยอกแขงวตถดบ(freezing)จนเกดเปนผลกนาแขงภายในวตถดบ เปนการแชเยอกแขงแบบเรว(rapid freezing)จากนนจะมการลดความดนใหตามากๆ เพอใหเกดการระเหยของนาในอาหารออกมาภายนอก แตเปนวธทมคาใชจายสงมากในการผลตมกใชในการทาแหง เชอจลนทรยทางการคา ผลตภณฑอาหารทมคาสงๆ เปนตน
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
การแชเยอกแขงระเหดแหง(freezing drying)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
การแชเยอกแขงระเหดแหง(freezing drying)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
การแชเยอกแขงระเหดแหง(freezing drying)
สาขาอตสาหกรรมเกษตรวทยาลยเกษตรและเทคโนโลยนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
Food processing
เอกสารอางองไพบลย ธรรมรตนวาสก.2532.กรรมวธการแปรรปอาหาร.โอ เอส พรนตงเฮาส.
กรงเทพฯ.น.244-276วไล ลงสาดทอง.2543.เทคโนโลยการแปรรปอาหาร.สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลา
พระนครเหนอ.กรงเทพฯ. 226-251