Quá trình chiên giúp giữ được cấu trúc, màu sắc tự nhiên, giá trị dinh dưỡng của sản phẩm và ít tạo những sản phẩm phụ không mong muốn. Do đó, chiên chân không là một trong những phương pháp giúp tạo ra snack tốt cho sức khỏe con người hiện nay.

Bài báo này tổng hợp một số công trình nghiên khoa học tiêu biểu gần đây nghiên cứu về chiên chân không trong sản xuất các mặt hàng như trái cây và rau quả, từ đó cung cấp một cái nhìn sâu hơn về những thay đổi vật lý và hóa học xảy ra trong quá trình này. Trong đó, điều kiện tiền xử lý, nhiệt độ và thời gian chiên là những nhân tố ảnh hưởng rõ rệt đến chất lượng sản phẩm snack thu được sau quá trình chiên chân không. Với những lợi ích mang lại, chiên chân không sẽ dần thay thế cho công nghệ chiên truyền thống để tạo ra các sản phẩm snack có chất lượng cao từ trái cây và rau quả trong tương lai.

Có thể nói, chiên chân không tương tự như công nghệ chiên thông thường, nhưng được thực hiện ở áp suất thấp dưới 50Torr (6,65kPa). Quá trình chiên chân không được thực hiện trong một hệ thống kín, trong đó áp suất của quá trình thấp hơn áp suất khí quyển, nên làm giảm đáng kể nhiệt độ sôi của dầu, dẫn đến nhiệt độ chiên giảm. Nhiệt độ chiên thấp và được thực hiện trong môi trường hạn chế tiếp xúc với oxy sẽ giúp ổn định chất lượng của dầu chiên và giảm tỉ lệ phát sinh những hợp chất độc hại. Bên cạnh đó còn bảo vệ được màu sắc tự nhiên và các chất dinh dưỡng có trong thực phẩm.

So với phương pháp chiên truyền thống thì phương pháp chiên chân không có nhiều ưu điểm hơn: có thể làm giảm hàm lượng dầu trong sản phẩm, giữ được màu sắc và hương vị tự nhiên của sản phẩm do nhiệt độ thấp, ít ảnh hưởng đến chất lượng dầu. Vì thực hiện ở nhiệt độ thấp nên công nghệ chiên chân không trong dầu giảm đến 94% lượng acrylamide hình thành trong khoai tây chiên. Acramide là chất gây ung thư được tạo thành từ thực phẩm giàu carbohydrate và protein khi chế biến ở nhiệt độ cao. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng acrylamide có thể được tìm thấy trong các sản phẩm snack, được tạo thành trong phản ứng Mailard. Lượng dầu trong các sản phẩm chiên chân không có thể giảm tới 30% so với sản phẩm chiên thông thường. Do nhiệt độ chiên thấp nên cấu trúc, màu sắc, các đặc tính dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm chiên chân không luôn tốt hơn sản phẩm thu được bằng công nghệ chiên truyền thống. Do đó, phương pháp chiên chân không hứa hẹn sẽ thay thế cho phương pháp chiên truyền thống để tạo ra những sản phẩm snack từ trái cây và rau củ quả chứa hàm lượng dầu ít, giữ được giá trị dinh dưỡng cao và tốt cho sức khỏe của người tiêu dùng.

Mặc dù chiên chân không đã được ứng dụng rộng rãi để sản xuất những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao như: đậu, bông cải xanh, cà rốt, dứa, xoài, táo, dâu tây, v.v... , tuy nhiên những yếu tố quyết định đến chất lượng của sản phẩm trong quá trình chiên chân không còn chưa được tìm hiểu rõ ràng.

1. Quá trình chiên chân không

Phương  pháp  chiên  chân  không  hoạt  động dựa trên nguyên tắc: giảm áp suất xuống dưới áp suất khí quyển, đồng thời điểm sôi  của nước sẽ  giảm  xuống  dưới  100⁰C.  Nguyên  liệu  được nhúng vào dầu chiên trong buồng kín ở áp suất âm  liên  tục,  nhiệt  độ  sôi  của  dầu  được  điều chỉnh ở mức thấp vào khoảng 100 ± 2⁰C. Trong quá trình chiên, độ ẩm của nguyên liệu sẽ bay hơi liên tục và được ngưng tụ vào lại nồi chiên.

Do đó, sẽ hạn chế tối đa sự biến đổi về màu sắc và hàm lượng dinh dưỡng của thành phẩm. Sản phẩm sau chiên sẽ trải qua quá trình ly tâm để tách dầu giúp kéo dài thời gian bảo quản.

Quá trình chiên chân không rau quả có thể thực hiện theo các bước cơ bản như sau:

Trái cây à  Gọt vỏ, cắt lát à Tiền xử lý à Chiên chân không à Ly tâm tách dầu à Đóng gói à Sản phẩm. Mỗi công đoạn xử lý đều có ảnh  hưởng  đến  chất  lượng  của  sản  phẩm  thu được.

Chiên chân không thường sử dụng nguyên liệu là trái cây tươi, rau củ, nấm. Tiền xử lý trước khi đem đi chiên có thể cải thiện hơn chất lượng của thành phẩm chiên, chẳng hạn như độ ẩm, hàm lượng dầu, vẻ bề ngoài, cấu trúc, mùi vị và lưu giữ các chất dinh dưỡng, đặc biệt là chất phytochemical.

Việc cắt lát trái cây không những ảnh hưởng lớn đến đặc tính của sản phẩm mà còn quy định quy trình thực hiện. Thông thường, trái cây được cắt thành các miếng mỏng từ 1,5-7,5mm thì cần thời gian chiên tương đối ngắn. Trái cây có lát dày hơn thì cần thời gian chiên lâu hơn để giảm ẩm, đạt được được độ giòn mong muốn.

Tiền xử lý là khâu quan trọng trước khi chiên chân không nhằm mục đích tạo ra sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp, giữ được cấu trúc, mùi vị và các hoạt chất sinh học, kéo dài thời gian bảo quản. Có nhiều phương pháp tiền xử lý để làm giảm hàm lượng chất béo trong sản phẩm như: chần, ngâm thẩm thấu, sấy, cấp đông. Tùy theo loại trái cây hay chủng loại rau củ mà áp dụng các phương pháp tiền xử lý khác nhau.

Chần bằng nước nóng hoặc hơi nước giúp bất hoạt enzyme oxy hóa trong nguyên liệu, ổn định màu sắc. Trái cây bị hóa nâu là do phản ứng oxy hóa polyphenol trong quả được xúc tác bởi polyphenol oxidase [PPO]. Theo Fitriyono và các cộng sự, quá trình chần giúp giảm đáng kể lượng enzyme hóa nâu trong sản phẩm táo chiên chân không.

Ngâm thẩm thấu cũng là phương pháp hữu hiệu để giảm hàm lượng nước trong nguyênliệu ban đầu. Các dung dịch sucrose, maltodextrin và dung dịch NaCl thường được sử dụng để ngâm rau quả ở các nồng độ khác nhau. Nghiên cứu  của Patchimaporn Udomkun và  cộng  sự cho thấy rằng, chuối ngâm thẩm thấu trong dung dịch  đường surcrose ở 40⁰Bx cho sản phẩm chiên có lượng dầu thấp nhất, giữ được màu sắc, độ giòn và hương vị đặc trưng. Để tạo ra sản phẩm snack xoài có chất lượng tốt, giữ được cấu trúc mùi vị và tính chất đặc trưng, xoài được tiền xử lý bằng cách ngâm thẩm thấu trong dung dịch maltodextrin 65% trong 60 phút. Marzuki và cộng sự đã thực hiện so sánh sự ảnh hưởng của dung dịch NaCl 1% và dung dịch vôi sống đến đặt tính của snack dứa.  Dứa sau khi được cắt lát sẽ được ngâm trong dung dịch tiền xử lý trong 30 phút, và được cấp đông ở -18⁰C trong 24h. Kết quả cho thấy tiền xử lý dứa ảnh hưởng không đáng kể đến đặc tính cảm quan của snack  dứa, dứa ngâm trong dung dịch NaCl 1% có điểm cảm quan cao hơn so với ngâm trong dung dịch vôi sống.

Cấp đông cũng là bước tiền xử lý trong sản xuất snack chiên chân không. Shyu và Hwang nhận thấy rằng, cấp đông ở -30°C qua đêm, tạo sản phẩm táo sau chiên chân không có cấu trúc xốp hơn. Trên thực tế, do nhiệt lượng được truyền nhanh đến mô, các tinh thể đá ở trong tế bào bị thăng hoa ở điều kiện chân không làm giảm độ ẩm của nguyên liệu. Carot được cấp đông -20°C, trong 24h trước khi chiên chân không, có độ ẩm thấp hơn so với mẫu không cấp đông, ngoài ra còn giữ được các hoạt  chất  polyphenol  và  hoạt  tính  chống  oxy hóa trong sản phẩm snack carot này cao hơn những sản phẩm  khác. Cấp đông là phương pháp hữu hiệu giữ được hàm lượng các chất flavonoids, carotenoids hoạt tính oxy hóa tốt hơn.

Trong một nghiên cứu tương tự, cấp đông quả dâu tây ở 18°C trong 24h trước khi thực  hiện chiên chân không, tạo ra sản phẩm snack có hàm lượng phenolics, flavonoids và  anthocyanin cao. Bên cạnh đó, tốc độ cấp đông có thể ảnh hưởng đến trái cây chiên chân không. Cấp đông chậm sẽ tạo ra tinh thể đá kích thước lớn, làm hỏng tế bào. Từ đó có thể làm tăng sự xâm nhập của dầu vào trong sản phẩm, vì dầu có thể thâm nhập vào tế bào bị hư hại trong quá trình chiên. Vì vậy, cấp đông  nhanh  là  phương  pháp  ưu  tiên  để  giảm thiểu  sự hấp thụ dầu. Nhiều phương pháp tiền xử lý nấm đông cô trước chiên chân không. Kết quả cho thấy áp dụng theo trình tự như chần trong nước 95⁰C trong 3 phút, ngâm thẩm thấu trong dung dịch maltodextrin 50% ở 25⁰C trong 60 phút, sau đó nhúng ngập trong dung dịch sodium carboxymethyl cellulose 0,5%  ở  25⁰C trong 15 phút, sẽ mang đến sản phẩm sau chiên chân không với đánh giá cảm quan cao nhất, giữ được hàmlượng  polyphenol cao, hoạt độ nước thấp giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.

2. Thông số của quá trình chiên chân không

Quá trình chiên chân không được đặc trưng bởi các thông số chính là nhiệt độ, thời gian và áp suất chân không. Với mỗi loại trái cây có đặc tính khác nhau cần được chiên ở các điều kiện nhiệt độ, thời gian và áp suất khác nhau để đạt được chất lượng tốt. Nhiệt độ chiên  chân không cho trái cây, rau củ, nấm dao động trong khoảng rộng từ 72 đến 136°C, cũng  như thời gian chiên (từ 0,5 đến 90 phút) trong điều kiện chân không với áp suất từ 1,3 đến 98,7kPa.

Nhìn chung, nhiệt độ chiên càng cao thì thời gian chiên càng ngắn. Sản phẩm ổi chiên chân không ở 85⁰C trong 55 phút, trong khi đó chuối cắt lát chiên ở 183⁰C trong 3 phút hay 133⁰C trong 6 phút. Điều kiện chiên chân không còn phụ thuộc nhiều vào cấu trúc, độ ẩm, hàm lượng đường của nguyên liệu và điều kiện tiền xử lý trước khi chiên. Kích thước của nguyên liệu chiên khác nhau thì điều kiện nhiệt độ và thời gian chiên cũng khác nhau.

3. Một số nhược điểm của kỹ thuật chiên chân không

Mặc dù kỹ thuật chiên chân không có nhiều lợi ích như giảm thời gian chiên, giữ nguyên độ tươi của thực phẩm và giảm mức độ hấp thụ dầu, nhưng cũng có một số nhược điểm như sau: (i) chi phí cao: máy chiên chân không có giá thành đắt hơn so với các loại  máy chiên khác, do đó chi phí đầu tư ban đầu để sử dụng công nghệ chiên chân không có thể rất cao; (ii) cần sử dụng túi chân không: kỹ thuật chiên chân không yêu cầu sử dụng túi chân không để ngăn không khí và độ ẩm, điều này có thể làm tăng  chi  phí  thêm nữa;  (iii) chiên một lượng nhỏ thực phẩm: các chiên máy chiên chân khôngthường có kích thước nhỏ, giới hạn lượng thực phẩm có thể mỗi lần, điều này có thể làm giảm năng suất và tăng thời gian hoàn thành công việc;  (iv) không thể chiên mọi loại thực phẩm: kỹ thuật chiên  chân không không thể được sử dụng để chiên một số loại thực phẩm như trái cây kích thước lớn, các loại thực phẩm có độ ẩm cao; (v) có thể gây tổn hại cho sức khỏe: một số túi chân không có chứa bisphenol A (BPA) và các hóa chất khác có thể có hại cho sức khỏe khi  được sử dụng trong quá trình chiên.

4. Kết luận

Công nghệ chiên chân không là một công nghệ hiện đại đã được ứng dụng để tạo ra các loại trái cây, rau củ với chất lượng cao, giữ được cấu trúc, màu sắc ban đầu và giá trị  dinh dưỡng đặc trưng của nó. Chất lượng của sản phẩm chiên chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như cấu trúc của nguyên liệu ban đầu, quá trình tiền xử lý, nhiệt độ, thời gian chiên. Việc tối ưu hóa điều kiện chiên có thể xác định được các thông số kỹ thuật phù hợp cho từng loại snack khác nhau. Một ưu điểm khác của kỹ thuật chiên chân không là nó giúp tiết kiệm năng lượng và làm giảm thiểu tác động đến môi trường. Với phương pháp này, không cần sử dụng dầu và không sinh ra khói thải độc hại, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất. Do đó, ứng dụng kỹ thuật chiên chân không không chỉ mang lại những lợi ích cho sức khỏe mà còn có lợi cho môi trường và tiết kiệm năng lượng. Chiên chân không hứa hẹn thay thế cho phương pháp chiên thông thường để tạo ra những sản phẩm snack có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng.