Các phương pháp cô đặc trong công nghệ thực phẩm

Cô đặc là quá trình làm bay hơi nước ra khỏi thực phẩm nhằm làm tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm. Cô đặc thường dùng trong sản xuất các loại mứt quả, nước quả cô đặc, siro… Trong thực tế, có nhiều phương pháp để làm bay hơi nước ra khỏi thực phẩm như Cô đặc gia nhiệt bốc hơi, Cô đặc chân không, Cô đặc bằng lạnh đông, Cô đặc bằng thẩm thấu ngược

Phương pháp cô đặc phổ biến hiện nay là phương pháp cô đặc gia nhiệt và công nghệ cô đặc bằng màng lọc nhưng vẫn còn những hạn chế. Công nghệ cô đặc bằng phương pháp gia nhiệt bốc hơi là công nghệ phổ biến đã có từ lâu đời bằng cách sử dụng nhiệt độ cao để làm bay hơi nước, dẫn đến phá hủy các hợp chất có hoạt tính sinh học, hoặc làm thay đổi hương vị của thực phẩm. Để giảm bớt nhiệt độ, môi trường áp suất chân không được ứng dụng trong quá trình cô đặc, nhưng vẫn thất thoát thành phần dinh dưỡng và hương vị tự nhiên.

Phương pháp cô đặc làm lạnh

Công nghệ cô đặc làm lạnh sẽ làm đông lạnh một phần nước trong dung dịch thực phẩm, tạo thành các tinh thể đá, sau đó, tách các tinh thể này ra khỏi dung dịch, nhờ đó làm tăng nồng độ chất tan trong dung dịch thực phẩm cô đặc. Công nghệ này dựa trên sự khác biệt về nhiệt độ đông đặc (freezing point) của chất tan và nước trong thực phẩm. Khi nhiệt độ xuống 00C, nước tinh khiết sẽ đông đặc, nhưng các thành phần chất tan thì không. Khi đông lạnh cả khối thực phẩm, sau đó rã đông, phần chất tan sẽ tan trước, phần nước đá còn nguyên.

Ví dụ rã đông từ -100C dần xuống 00C, các thành phần chất tan sẽ tan trước còn thành phần nước phải lớn hơn 00C mới bắt đầu tan. Do đó loại bỏ được nước trong dung dịch mà không cần phải gia nhiệt cao như phương pháp gia nhiệt bốc hơi.

Theo nghiên cứu, các hợp chất phenolic, các hợp chất flavonoid chính trong dịch chanh đều tăng lên khá cao, đơn cử như hàm lượng hesperidin, eriocitrin, rutin, naringin và diosmin đều ít nhất gấp ba lần so với phương pháp cô đặc chân không. Nhiều hợp chất trong số đó có tác dụng tốt cho sức khỏe, tiêu biểu là naringin, thường có trong vỏ các loại cây có múi như chanh, cam, bưởi, có tác dụng kháng oxy hóa, giảm cholesterol, ngăn ngừa cao huyết áp…

Với nhiều ưu điểm, phương pháp cô đặc lạnh đã được ứng dụng trong sản xuất nước trái cây, rau quả, cà phê, bia rượu, thức uống lên men… nhưng cũng có vài nhược điểm như chi phí đầu tư cao, hệ số cô đặc còn hạn chế, có thể mất chất tan vào tinh thể đá. Tuy vậy, công nghệ cô đặc lạnh vẫn là công nghệ có tiềm năng phát triển mạnh.

Cô đặc thẩm thấu ngược

Đây là một trong các phương pháp tiên tiến nhất hiện nay. Công nghệ màng bao gồm thẩm thấu ngược và siêu lọc. Nồng độ dịch quả cô đặc phụ thuộc vào mức độ đóng băng của nước. Nước đóng băng càng nhiều thì hàm lượng chất khô của sản phẩm cuối cùng càng cao. Ở điều kiện nhiệt độ càng thấp, quá trình lạnh đông diễn ra càng nhanh và tinh thể đá tạo thành càng nhiều.

Quá trình đóng băng không chỉ làm kết tinh nước mà còn làm đông tụ pectin, chất tạo nhớt… Nhờ đó, dịch quả sau khi cô đặc được trong hơn. Sản phẩm cô đặc lạnh đông có chất lượng rất cao do không chịu tác động xấu từ nhiệt độ.