GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ DIỆT MEN BẰNG VI SÓNG TRONG CHẾ BIẾN CHÈ XANH CHẤT LƯỢNG CAO

Công nghệ vi sóng đã được ứng dụng từ lâu trong chế biến thực phẩm nói chung và trong chế biến chè nói riêng. Vậy cơ chế diệt men trong chế biến chè xanh bằng vi sóng như thế nào, vi sóng có làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm trong quá trình chế biến hay không, vi sóng có có ảnh hưởng tới người sử dụng hay không là những vẫn đề cần được tìm hiểu, đánh giá trước khi ứng dụng.

1. Cơ chế làm việc của máy diệt men bằng vi sóng

           Nguyên liệu được bộ phận cấp liệu dạng băng tải đưa vào máy với độ dầy mỏng theo yêu cầu. Tốc độ chuyển động của băng tải được điều chỉnh để đảm bảo thời gian nguyên liệu di chuyển trong các buồng vi sóng đúng theo yêu cầu công nghệ đối với từng loại nguyên liệu đưa vào sản xuất. Các hộp vi sóng được thiết kế theo từng modul lắp phía trên băng tải, thiết bị có thể điều chỉnh công suất phát vi sóng khác nhau thông qua việc tắt, bật các bóng cao tần. Nguyên liệu trên băng tải sẽ từ từ chuyển động qua các hộp phía trên có lắp đặt các bóng cao tần phát ra vi sóng  và nguyên liệu sẽ hấp thụ năng lượng vi sóng. Nhờ có năng lượng vi sóng đến từ các phía tác động lên lớp nguyên liệu trên băng tải mà nhiệt độ của lớp nguyên liệu tăng lên nhanh chóng làm phá huỷ hệ thống enzim trong lá chè và cuộng chè. Nhiệt độ của quá trình diệt men được tự động điều chỉnh và luôn ổn định tại giá trị cài đặt. Hơi nước thoát ra trong quá trình diệt men được quạt hút đẩy ra ngoài. Chè sau khi qua các buồng diệt men bằng vi sóng hoàn thành quá trình diệt men và được cơ cấu gạt tháo liệu gạt ra khỏi băng tải đưa sang công đoạn chế biến tiếp theo.

Ống magnetron sử dụng năng lượng điện phát ra năng lượng vi sóng

2. Nghiên cứu cơ chế diệt men trong búp chè tươi của thiết bị diệt men bằng vi sóng

       Các ống magnetron được thiết kế dùng năng lượng điện để tạo ra năng lượng vi sóng. Theo nguyên lý hoạt động của vi sóng, tất cả năng lượng sóng thay đổi từ cực dương sang cực âm trong mỗi chu kỳ sóng. Tốc độ của sự thay đổi rất lớn, hàng triệu lần/giây. Khi nguyên liệu chè đưa vào buồng vi sóng, trong lá chè và cọng chè phân tử nước chiếm 75 -80%, các phân tử nước có một cực dương và một cực âm. Khi các sóng vi  sóng bắn phá vào nguyên liệu chè trong  buồng vi sóng, chúng tạo ra các phân tử có cực quay cùng tần số với tần số của vi sóng, hàng triệu lần/giây. Các phân tử này chuyển động không ngừng từ cực dương sang cực âm tạo ra ma sát rất lớn và tự sinh nhiệt mà không khụ thuộc vào kích thước của lá chè hay độ to nhỏ của cuộng chè. Nhiệt độ trên bề mặt và nội bộ bên trong nguyên liệu trong buồng vi sóng đồng thời tăng lên một cách nhanh chóng, song nhiệt độ bên trong nguyên liệu cao hơn nhiệt độ bên ngoài bề mặt, khiến cho các phân tử nước trong vật liệu bay hơi. Như vậy lớp nguyên liệu tăng nhiệt độ một cách nhanh chóng và nhiệt độ cao sẽ phá hủy hệ thống enzym có trong nguyên liệu chè.

Thời gian gia nhiệt nguyên liệu rất ngắn và không phụ thuộc vào kích thước của lá chè, không phụ thuộc vào chiều dài, độ to nhỏ của cọng chè, phương thức truyền nhiệt từ trong ra ngoài bề mặt, nhiệt độ bên trong và bên ngoài tăng lên rất nhanh do vậy mức độ diệt men rất nhanh chóng và triệt để. Màu sắc, hương vị, và hình dạng chè sau khi diệt men hầu như không thay đổi. Các sóng cao tần do lò vi sóng phát ra tác động vào các tế bào trong búp chè không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, và cũng không gây nguy cơ nhiễm sóng.

3. Nghiên cứu ảnh hưởng của vi sóng tới chất lượng sản phẩm

Có nhiều ý kiến lo ngại về tác dụng của lò vi sóng đối với thực phẩm. Tuy nhiên, TS Kristin Hendrickson, ngành hóa sinh, Đại học Bang Arizona (Mỹ) cho rằng, lo ngại về việc sóng viba có thể phá hủy chất dinh dưỡng hay do lò vi sóng làm cho thực thẩm mất an toàn là không có cơ sở. Mặc dù lò vi sóng cũng như mọi phương pháp nấu nướng khác đều làm giảm một lượng nhỏ vitamin có trong thực phẩm, nhưng nhiều bằng chứng cho thấy thực phẩm chế biến bằng lò vi sóng thậm chí còn tốt hơn chế biến theo những cách truyền thống. Theo TS Kristin Hendrickson, lò vi sóng nấu thực phẩm bằng cách sinh ra các sóng năng lượng làm rung động những hợp chất, cụ thể là các phân tử nước có trong thực phẩm. Các phân tử nước rung động cọ sát vào nhau sinh ra nhiệt do ma sát. Theo PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh - Đại học Bách khoa Hà Nội cũng như ý kiến của ông Nguyễn Huy Bạo, nguyên cán bộ Viện Kỹ thuật Quân sự khẳng định: Cơ chế hoạt động này giúp sinh nhiệt từ bên trong khối thực phẩm và làm nóng thực phẩm từ trong ra ngoài khiến cho khối thực phẩm chín đều. Sóng cao tần do lò vi sóng phát ra tác động vào các tế bào thực phẩm có thể làm phân rã một số thành phần nhỏ có trong thực phẩm nhưng không ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm, và cũng không gây nguy cơ nhiễm sóng.

            Mỗi loại thực phẩm đều có giá trị dinh dưỡng riêng, cấu thành từ các chất vĩ mô (đạm, carbonhydrate và chất béo), các chất vi mô (vitamins, chất khoáng), chất xơ và nước. TS Hendrickson khẳng định, việc nấu bằng lò vi sóng không ảnh hưởng đến hàm lượng calo hay độ an toàn đối với sức khoẻ của các chất vĩ mô, dù là ở mức nhỏ nhất. Tất cả các phương pháp làm nóng thực phẩm, kể cả lò vi sóng hay bất kể phương pháp truyền thống nào, đều làm biến tính proteins. Tuy nhiên, quá trình biến tính proteins lại không hề làm giảm giá trị dinh dưỡng của nó. Các vitamin là những chất vi mô mà tế bào cơ thể cần để duy trì trạng thái khoẻ mạnh. Việc đun nấu sẽ làm giảm bớt hàm lượng vitamin trong thực phẩm ở một mức rất nhỏ", TS Hendrickson trích nghiên cứu của TS David Zhang đăng trên Tạp chí khoa học "Hóa thực phẩm". Theo đó, TS Zhang lưu ý rằng, tất cả thực phẩm nấu chín đều có hàm lượng vitamin thấp hơn khi còn tươi sống, đặc biệt là đối với rau củ.

Thực chất, lượng vitamin trong thực phẩm giảm dần khi thời gian đun nấu tăng lên. Do vậy, thời gian nấu nướng càng ngắn - không quan trọng phương thức nấu - thì càng giữ được nhiều vitamin. Một nghiên cứu của TS Michael Schnepf (Đại học Bang Indiana, Mỹ) đã cho thấy rằng, rau củ nấu bằng lò vi sóng thực chất giữ được nhiều vitamin hơn các cách nấu truyền thống, vì lò vi sóng nấu thực phẩm đến cùng mức độ chín nhưng trong thời gian ngắn hơn.

Như vậy các nhà khoa học trong và ngoài nước đều đã khẳng định vi sóng không ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. Đối với sản xuất chè xanh, búp chè cúng có thể được coi là một loại sản phẩm có tính chất tương tự như các sản phẩm có nguồn gốc thực vật như các loại rau xanh. Trong búp chè cúng có nước và các hợp chất hóa học, các loại chất dinh dưỡng, vitamin…vì vậy việc ứng dụng công nghệ vi sóng vào diệt men trong chế biến chè xanh không làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm.

4. Đánh giá anh hưởng của vi sóng tới sức khỏe con người

      - Đối với thiết bị vi sóng ứng dụng trong đời sống hằng ngày và ứng dụng trong sản xuất công nghiệp, việc đảm bảo an toàn, tránh dò sóng cao tần ra ngoài môi trường rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe với người.

       - Theo chuyên viên sản phẩm điện lạnh Phạm Thiên Thi thuộc Tập đoàn điện tử LG cho biết, các thiết bị điện như lò vi sóng, ti vi, máy tính, tủ lạnh… đều phát một lượng nhỏ bức xạ. Tuy nhiên, mật độ bức xạ cũng như nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe con người đã được kết luận là rất thấp và trong phạm vi an toàn đối với người sử dụng.

        - Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5699-2-25:2007) cũng như theo tiêu chuẩn của Hoa Kỳ đối với lò vi sóng sử dụng trong gia đình hay ứng dụng trong sản xuất công nghiệp thì tại mọi vị trí của lò vi sóng, khi đo với khoảng cách từ thiết bị đo tới vỏ thiết bị vi sóng là ≤  50mm thì cường độ sóng điện từ luôn đảm bảo phải ≤  5mw/cm² thì khi đó sóng điện từ sẽ không ảnh hưởng tới sức khỏe người sử dụng.

         - Đối với thiết bị diệt men bằng vi sóng nghiên cứu, toàn bộ buồng diệt men được chế tạo bằng thép INox SUC304, đối với sóng điện từ thì không đi xuyên qua được kim loại mà khi sóng điện từ gặp bề mặt kim loại sẽ phản xạ trở lại. Việc kiểm tra độ an toàn của thiết bị diệt men bằng vi sóng nghiên cứu cần kiểm tra tại mọi vị trí xung quanh thiết bị và quan trọng nhất tại các vị trí như cửa vào liệu và ra liệu; các cửa quan sát, cửa thoát ẩm ...

         - Qua tất cả các kết quả kiểm tra cường độ sóng điện từ tại các vị trí của thiết bị diệt men bằng vi sóng đều thấp hơn giá trị cho phép và đạt tiêu chuẩn của Việt Nam và Hoa Kỳ.

        Một số lưu ý khi ứng dụng thiết bị diệt men bằng vi sóng trong chế biến chè xanh:

         - Định kỳ cần kiểm tra cường độ sóng điện từ xung quanh thiết bị để đảm bảo an toàn sản xuất.

        - Tuyệt đối không mở cửa quan sát khi thiết bị đang làm việc. Nếu khi thiết bị đang làm việc, nếu mở cửa quan sát thì toàn bộ các bóng cao tần sẽ dừng hoạt động.

                                                                                                               TS. Nguyễn Ngọc Bình