Chương 6: Sản xuất bột cá và dầu cá

GIỚI THIỆU• Ngành công nghiệp bột cá/dầu cá bắt đầu ở Bắc Âu • Bột cá fish meal là sản phẩm dạng bột đã được loại nước và toàn bộ/một phần mỡ từ cá/phụ phẩm • Không khuyến khích sản xuất

Trang 2

GIỚI THIỆU

• Ngành công nghiệp bột cá/dầu cá bắt đầu ở Bắc Âu

• Bột cá (fish meal) là sản phẩm dạng bột đã được loại

nước và toàn bộ/một phần mỡ từ cá/phụ phẩm

• Không khuyến khích sản xuất bột cá/dầu cá từ cácloài cá có giá trị

• Các loài không có giá trị  gia súc  người

• Các loài cá nhỏ nhiều dầu là nguồn nguyên liệuchính của ngành công nghiệp bột cá/dầu cá

Bột cá TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản

Trang 3

http://www.rpp.com.pe/pict.php? g=-1&p=/picnewsa/1086907.jpg

Trang 4

TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản

NGUYÊN LIỆU THÔ

➢ Nguồn và thành phần

• Nguyên liệu sản xuất bột cá/dầu cá:

- Cá khai thác chỉ cho mục đích sản xuất bột cá/dầucá

- Cá tạp của ngành khai thác thủy sản

- Phụ phẩm của ngành CBTS

• Sử dụng loại cá nào, mùa vụ, địa điểm đánh bắt, khảnăng đánh bắt bằng các kỹ thuật khác nhau, ổn địnhquanh năm,…

Trang 5

Cá tuyết

Blue whiting North Sea 17.0 5.0 4.0 75.0 Sprat Atlantic 16.0 11.0 2.0 71.0 Hake South Africa 17.0 2,0 3.0 79.0 Norway pout 16.0 5.5 3.0 73.0

Cá trích

Anchoveta 18.0 6.0 2.5 78.0 Herring spring 18.0 8.0 2.0 72.0 Herring winter 18.2 11.0 2.0 70.0

Thành phần sinh hóa của nguyên liệu (%) FAO (1986)

Thành phần sinh hóa thay đổi suốt năm  lấy mẫu

và phân tích biến động theo mùa

Trang 6

➢ Thuận lợi/khó khăn của việc sử dụng phụ phẩm

• Khó khăn: biến động theo mùa, lượng lớn phụ phẩmphát sinh chỉ trong một thời gian giới hạn và nhà máychế biến ở xa

• Thuận lợi:

- phụ phẩm tươi, có chất lượng tốt

- Có thể tách riêng các thành phần trong quá trình chế

biến (đầu, ruột, bộ xương, da,…)

Trang 7

➢ Đánh giá tính kinh tế của nguyên liệu

• Hàm lượng nước  chi phí sấy

• Có sự tương quan giữa hàm lượng nước và béo: béothay thế nước trong cơ thịt do sự biến động theo mùa

• Tàu khai thác và nhà máy sản xuất khác nhau đánh giá giá cả qua thành phần sinh hóa và thời gian

hư hỏng nguyên liệu

Nếu cùng  những đánh giá này dùng để dự đoán sảnlượng, chất lượng cũng như hiệu quả sản xuất

Trang 8

QUI TRÌNH SẢN XUẤT

• chất rắn (vật chất khô không chứa mỡ), dầu và nước

→ mục đích của quá trình sản xuất là tách các thànhphần này ra riêng

• Các bước:

- gia nhiệt làm đông tụ protein, phóng thích mỡ vànước liên kết

- ép/nén (ly tâm) để loại chất lỏng

- tách phần lỏng thành dầu và nước (nước cá cô đặc)

→ không cần nếu hàm lượng mỡ cá < 3%

- bốc hơi nước cá cô đặc để tạo protein cô đặc

- sấy vật liệu rắn

- nghiền thành các cỡ hạt cần

Trang 9

• Các yếu tố cần xem xét ở giai đoạn lập kế hoạch:

- nguồn cung nguyên liệu: dồi dào, thường xuyên vàgiá cả hợp lý

- mùa vụ (bao nhiều ngày/năm)

- qui mô nhà máy

→ xác định sản lượng nhà máy

→ làm một số kiểm tra sơ bộ thành phần của nguyênliệu

- vị trí đặt nhà máy (gần cảng, nguồn nguyên liệu,…)

Trang 10

1 Các phương pháp chính

Đa số các nhà máy hoạt động theo phương pháp nénướt → các bước chính:

- nấu để keo tụ protein → phóng thích ra mỡ và nước

- tách vật chất keo tụ bằng ép/nén → thu được dạng

rắn (presscake – bánh nén) chứa 60-80% vật chất khô

không chứa mỡ (protein, xương) và mỡ, phần còn lại

là dịch lỏng chứa nước và các chất rắn khác (mỡ, cácprotein hòa tan/lơ lửng, vitamin, khoáng)

Trang 11

- phần dịch lỏng được ly tâm trong bình chiết tách vàdầu được tách bằng ly tâm

- phần nước cá cô đặc được làm bay hơi → phầnprotein cô đặc trộn với bánh nén → khử nước bằngquá trình sấy hai giai đoạn

- phần vật liệu khô được xay nhuyễn → bột cá (đượctrữ trong các túi/silô)

- dầu chứa trong các bể

Trang 12

Trang 13

(Nguồn: FAO, 1986)

Xay/bằm cá

Nạp liệu

Trang 14

Công đoạn chế biến

Trang 15

a) Gia nhiệt (nấu - heating)

- Mục đích của gia nhiệt là giải phóng mỡ khỏi các mô

mỡ và là điều kiện cần cho các bước xử lý tiếp theo →

là quá trình quan trọng nhất của nhà máy

- Thành tế bào mỡ bị phá vỡ trước khi nhiệt độ đạt

 vấn đề cơ bản đối với truyền nhiệt và kiểm soátnhiệt độ là khối nguyên liệu đồng nhất và có nhiệt độthích hợp

Trang 16

- Hệ thống hay dùng là nồi hơi với băng chuyền liêntục

- Lượng vật liệu được nấu phụ thuộc vào chất lượngnguyên liệu thô và điều kiện sản xuất

- Kiểm soát tối ưu nhiệt độ → loại bỏ hiệu quả cácchất lỏng (các loài cá béo) → thu hồi mỡ hiệu quả

- Nếu nấu quá nhiệt sẽ gây ảnh hưởng đến quá trìnhép/nén tiếp theo và tạo ra nhiều chất lơ lửng → khóbốc hơi

Trang 17

Trang 18

b) Làm khô sơ bộ (pre-straining)

- Kết quả của quá trình gia nhiệt → phóng thích rất

nhiều mỡ và nước → xả bỏ

- Loại bỏ chất lỏng của phần chất rắn bằng nén/ly

tâm hoặc kết hợp cả hai

- Chất lỏng từ quá trình nấu được làm khô nhờ băng

chuyền hoặc sàn/trống quay

Trang 19

Trang 20

- Nguyên tắc của việc tách 3 thành phần (dầu, nước và

 để lắng trong thùng hoặc dùng ly tâm

Trang 21

 các hạt mịn sẽ theo chất lỏng thoát ra ngoài

- Mục đích của việc ép/nén là làm mất càng nhiềunước càng tốt → thu hồi nhiều mỡ cá, tăng chất lượngsản phẩm, giảm độ ẩm → giảm tiêu hao nhiên liệutrong qua trình sấy

Trang 22

- Hai loại thiết bị

Trang 23

Trang 24

e) Làm sạch dầu (oil polishing)

- Làm sạch dầu cá (thực hiện trong các bồn chiết táchđặc biệt) là bước làm tinh sạch cuối cùng, trước khiđưa vào bể trữ → bảo đảm độ ổn định trong quá trìnhtrữ

- Hiệu quả tách lỏng phụ thuộc vào việc thiết kế vàvận hành máy ly tâm → nhiệt độ nên duy trì khoảng

Trang 25

f) Bay hơi nước cá cô đặc

- Sau khi tách lỏng và cặn lơ lửng trong dịch lỏng,

phần còn lại gọi là nước cá cô đặc (stickwater), ước

tính chiếm khoảng 65% của nguyên liệu thô

- Ngoài nước, nước cá cô đặc còn chứa protein hòatan, protein không hòa tan (lơ lửng), dầu dư, khoáng,vitamin, amine/ammonia

- Lượng dầu dư phụ thuộc vào hiệu quả của quá trìnhtách lỏng (thường <1%)

- Các thành phần khác (vật chất khô) chiếm 5-6% của

Trang 26

- thu hồi bằng cách làm bốc hơi nước, sau đó sấy khô

- Gia nhiệt ở nhiệt độ cao làm tăng hiệu quả bốc hơi

và các axít amin (cystine, lysine va tryptophan)

- Nhiệt cao cũng làm phân hủy protein và bay hơi cáchợp chất, mất màu

Trang 27

Hệ thống cô cạn nước dịch cá

Trang 28

g) Sấy khô

- Mục đích của quá trình sấy khô là chuyển nước vàcác hỗn hợp không bền của bánh nén, cặn thành bột cákhô (độ ẩm <12%) và bền

- Sấy khô bằng nhiệt → tăng nhiệt độ làm tăng hiệu

- Nguyên liệu phải được chia thành các phần tương đốinhỏ → làm tăng hiệu quả thoát hơi nước ở bề mặtnguyên liệu

- Để tránh nguyên liệu dính và đóng cục → trộn

Trang 29

2 Các phương pháp khác

➢ Sản xuất bột cá không nấu: chỉ sấy khô, thích hợp

cho cá ít béo

- Sấy qua hai giai đoạn bằng máy sấy hơi: giai đoạn I

độ ẩm giảm khoảng 55%, giai đoạn II sấy ở áp suấtkhông khí

- Sấy bằng lò quay: cũng qua hai giai đoạn Giai đoạnI: nguyên liệu nạp vào máy sấy I gồm hỗn hợp của cá

ít béo (thô) và nguyên đã được sấy → máy sấy II

Trang 30

➢ Sản xuất bột cá theo phương pháp ướt: thích hợp cho

cá ít béo (không có thiết bị thu hồi mỡ)

- Nguyên liệu được nấu trong các lò hấp gián tiếp → sấy khô bằng lò quay → nghiền mịn

- Do quá trình làm bay hơi nước chỉ có một giai đoạn → kinh tế

➢ Dùng enzyme: có nhiều phương pháp đã phát triển để

sản xuất protein cô đặc và bột cá khô bằng cách thủy phân protein từ phụ phẩm

- Nguyên liệu tươi được tiệt trùng và ủ trong các bồn có

bổ sung men papain (hoặc các ezyme khác) ở 55 o C/1,5 giờ → lọc

Trang 31

Sản xuất dầu cá

Dau ca TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản

Trang 32

• Do nhu cầu tăng  sản xuất từ phụ phẩm

• Dầu cá cung cấp nguồn acid béo 3 mạch dài tuyệthảo

Trang 33

-linolenic acid

(18:3)

3

Eicosapentaenoic acid (20:5) EPA

Docosahexaenoic acid (22:6) DHA

Cá nước ngọt (1-6%) Cá nước ngọt (5-13%) Cá nước ngọt (1-5%)

Cá biển (~1%) Cá cơm biển (18%) Cá cơm biển (11%)

Hạt lanh (45-60%) Cá tuyết (9%) Cá tuyết (3%)

Thực vật xanh (56%) Cá thu ngừ (8%) Cá thu ngừ (8%)

Hạt cải dầu (10-11%) Cá trích (3-5%) Cá trích (2-3%)

Cá mòi (3%) Cá mòi (9-13%)

Các nguồn 3- PUFA khác nhau (% tổng acid béo)

Trang 34

DẦU CÁ TỪ PHỤ PHẨM

• CBTS tạo ra một nguồn đáng kể cá tạp và phụ phẩm

 sản xuất bột cá (dầu cá là phụ phẩm)

• Cá mòi dầu Brevoortin tyrannus sản xuất bột cá cho

thủy sản và chăn nuôi  phụ phẩm dầu cá chứa 18%EPA và gần 10% DHA

• Cá trứng (capelin) sản xuất bột cá và dầu cá (chứa 7– 10% dầu, chủ yếu là triacylglycerol và khoảng 20%PUFA)  dùng trong thức ăn thủy sản

Trang 35

Trang 36

• Phụ phẩm quá trình CBTS (móc ruột, fillet và cácquá trình khác)  sản xuất bột cá và dầu cá

• Dầu cá sản xuất từ các bộ phận khác nhau  thànhphần dinh dưỡng khác nhau

• Hàm lượng dầu và thành phần acid béo trong gan cámập thay đổi theo giới tính, mùa vụ và loài

+ Dầu gan cá mập còn chứa squalene, chất béo tỷtrọng thấp (diacylglyceron) và vitamine A

+ Vây, sụn và dầu cá mập  n3-PUFA

Trang 37

Trang 38

• Dầu cá hồi chủ yếu nằm ở phần đầu, chứa 15 – 18%béo

+ Dầu cá hồi  từ nội tạng, phụ phẩm fillet (đầu,khung xương, vanh sửa – bụng, da)

• Hàm lượng béo và acid béo trong phụ phẩm cá hồikhác nhau:

+ Cá hồi hồng: đầu (cao nhất), nội tạng (thấp nhất) và

Trang 39

Trang 40

Trang 42

Các loài tảo biển dị dưỡng như Traustochitrium,

Schizochytrium và Crypthecodinium cohnii chứa hàm

lượng cao DHA

• Các loài tảo quang hợp chứa hàm lượng cao EPA

• Dầu tảo có nhiều điểm lợi trong thực phẩm chứcnăng:

+ n3-PUFA cao và không chứa độc chất

+ chứa một loại PUFA đặc trưng

+ PUFA có thể tinh lọc dễ dàng

Trang 43

QUI TRÌNH SẢN XUẤT DẦU CÁ

• Dầu thô chứa nhiều loại vật chất khác nhau  quanhiều quá trình tinh luyện khác nhau

• Các bước tinh luyện dầu cá gồm: chiết dầu, khử gum(tẩy hồ), trung hòa, tẩy trắng và khử mùi

Trang 44

• Mục đích của khử gum là loại các chất gum, sáp,photphatit và một phần nhỏ các vết kim loại có trong

photphoric ở nhiệt độ thích hợp

• Đây là các hợp chất mà nếu không tách loại ra sẽ làm

sức khỏe con người

Trang 45

• Loại trừ được tạp chất cơ học lẫn trong dầu thô

Trang 46

➢ Tẩy màu/tẩy trắng: bằng than hoạt tính

• Mục đích là loại vết xà phòng, kim loại nặng, cáchợp chất lưu huỳnh, chất màu bền và sản phẩm phânhủy

• Phá hủy hydroperoxide thành aldehyde, ketone vàcác sản phẩm khác

➢ Khử mùi:

• Để lôi cuốn các chất mùi, acid béo tự do còn lẫntrong dầu để loại thải chúng ra ngoài

Tiêu đề	Chương 6: Sản xuất bột cá và dầu cá
Tác giả	TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú
Trường học	Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành	Khoa học Thuỷ sản
Thể loại	Giáo trình
Thành phố	Cần Thơ

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	3,08 MB