BẢO QUẢN VÀ VỆ SINH AN TOÀN SẢN PHẨM THỦY SẢN - CHƯƠNG 1 + 2 ppsx

1.1.2 Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng i Protein Các acid amin không thay thế  Cấu tạo từ các acid amin  Các acid amin không thay thế quyết định giá trị dinh dưỡng củ

BÀI GIẢNG

BẢO QUẢN VÀ VỆ SINH AN TOÀN

SẢN PHẨM THỦY SẢN

Cán bộ biên soạn Th.s VÕ THỊ KIÊN HẢO

2011

-Thành phần hóa học của một số loài thủy sản

1.1.1 Thành phần hóa học của thủy sản

Protein Protein

Lipit Lipids

Gluxit Carbohydrate

Khoáng Minerals

Thành phần hóa học của cơ thịt trong các loài cá béo và cá gầy (%)

Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa hoc:

- Giới tính

- Mức độ thuần thục

- Mùa vụ

- Tuổi-…

1.1.2 Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng

(i) Protein

Các acid amin không thay thế

 Cấu tạo từ các acid amin

 Các acid amin không thay thế quyết định giá trị dinh dưỡng của thực phẩm

 Các acid amin tự do tan trong nước tạo nên mùi vị đặc trưng cho thủy sản

 Cá có hàm lượng protein cao và giá trị dinh dưỡng cao

 Protein cá dễ tiêu hóa / hấp thu

 Điểm đẳng điện (pI) khoảng 4,5 – 5,5 Tại đây protein có tính tan kém nhất

lysine

1.1.2 Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng

(i) Protein

- Chiếm 70-80% (cá); 77-85% (mực ống)

Trong chế biến và bảo quản: myoglobin  metmyoglobin  sản phẩm bị sậm màu

- Tan trong nước, trong dung dịch muối loãng, biến tính trong nước nóng ở 500C

Protein cấu trúc

- Tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao >0,5 M

- Gồm actin, myosin, tropomyosin, actomyosin đảm nhận sự chuyển động của cơ

- Actin và myosin tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi của cơ

Protein chất cơ

- Chiếm 25-30% (cá); 12-20% (mực ống)

- Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và enzyme

Protein mô liên kết

- Trong chế biến surimi tại sao cần phải rửa thịt cá?

- Chiếm khoảng 3-10%

123,5 USD/250 mL

8

(ii) Thành phần trích ly chứa nitơ phi protein

Là những chất hòa tan trong nước, có khối lượng phân tử thấp

Thành phần nitơ phi protein ở một số loài cá

(ii) Thành phần trích ly chứa nitơ phi protein

Ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị, cấu trúc, dinh dưỡng, sự an toàn và hư hỏng của thủy sản sau thu hoạch

TMAO  Có nhiều trong cá nước mặn, giữ vai trò điều hòa áp suất thẩm thấu

Acid amin tự do  Tạo mùi vị thơm ngon đặc trưng

Môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật

- Quan trọng nhất là enzyme thủy phân và enzyme oxy hóa khử.

* Enzyme thủy phân:

+ Protease: làm mềm mô cơ, gây cản trở cho một số quá trình chế biến (cathepsin, trepsin, pepsin,…)

+ Lipase, phospholipase: thủy phân phospholipid, triglycerid tạo ra các aicd béo tự do gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị, cấu trúc và khả năng giữ nước của protein cơ thịt

* Enzyme oxy hóa khử: Phenoloxidase, lipoxygenase, peroxidase

Nguyên nhân gây đốm đen cho nguyên liệu sau thu hoạch 10

(iv) Lipid

Là nguồn năng lượng dữ trự giúp duy trì sự sống trong những điều kiện

không thuận lợi

- Cá béo: lipid phân bố

chủ yếu ở mô bụng và

mô liên kết

- Cá gầy: lipid chủ yếu

được dự trữ ở gan

Chứa các aicd béo chưa

bão hòa cao (14-22 nguyên

tử carbon, 4-6 nối đôi)

Các aicd béo chưa bão

hòa cao có nhiều hơn

trong cá nước mặn

Có lợi cho sức khỏeRất dễ bị oxy hóa sinh ra các sản phẩm cấp thấp

11

(v) Glucid

- Hàm lượng glucid trong cơ thịt cá rất thấp, tồn tại dưới dạng glycogen dự trữ

- Sau khi cá chết, glycogen bị phân giải tạo acid lactic làm giảm pH dẫn đến giảm khả năng giữ nước của cơ thịt

(vi) Các loại vitamin và khoáng chất

- Cá là nguồn cung cung chính vitamin nhóm B, A và D

- Chất khoáng trong cá phân bố chủ yếu trong mô xương canxi, phospho) và trong thịt cá (sắt, coban, niken, kẽm, Iốt)

+ Lưu huỳnh chủ yếu có trong thịt các loài hải sản

+ Đồng có chủ yếu trong giáp xác

1.2 Tính chất của động vật thủy

1.2.1 Tính chất vật lý

** Hình dạng

- Cá thân tròn và cá thân dẹt

- Cá có tỉ trọng gần bằng với tỉ trọng của nước

- Tỉ trọng của cá phụ thuộc vào thân nhiệt: tỉ trọng của cá thấp khi cá có thân nhiệt thấp

** Điểm đóng băng

- Điểm đóng băng của nước trong cá gần bằng điểm đóng băng của nước, thay đổi từ -0,6 đến -2,60C

- Tại sao điểm đóng băng của nước trong cá không phải là 00C ?

- Tại sao điểm đóng băng của cá nước ngọt lại cao hơn cá nước mặn?

- Điểm đóng băng tỉ lệ nghịch với pH của dung dịch trong cơ thể cá

** Hệ số dẫn nhiệt

- Hệ số dẫn nhiệt của cá tỉ lệ nghịch với hàm lượng mỡ trong cá

- Hệ số dẫn nhiệt của cá còn phụ thuộc vào nhiệt độ: cá lạnh đông có hệ số dẫn nhiệt cao hơn cá chưa qua lạnh đông

1.2.1 Tính chất vật lý

1.2.2 Tính chất hóa học của động vật thủy sản

** Tính chất thể keo của động vật thủy sản

Hỗn hợp các chất protein, lipid, các thành phần muối vô cơ và một số hợp phần khác kết hợp với nhau tạo thành một dung dịch keo nhớt với dung môi là nước

** Trạng thái tồn tại của nước

- Nước tự do: là dung môi của nhiều chất tan, kết tinh ở 00C, có thể tách ra ở

CÁC BIẾN ĐỔI CỦA ĐỘNG VẬT THỦY

SẢN SAU KHI CHẾT

2.1 Các biến đổi cảm quan

2.1.1 Những biến đổi ở nguyên liệu cá tươi

- Biến đổi nghiêm trọng nhất là sự bắt đầu mạnh mẽ của giai đoạn tê cứng

-Trạng thái này có thể kéo dài trong vài giờ hoặc trong nhiều ngày

- Kết thúc giai đoạn này, cơ duỗi ra hoàn toàn và tính đàn hồi giảm

- Thời gian tê cứng phụ thuộc vào nhiệt độ, kích cỡ cá, phương pháp xử lý

- Chênh lệch gữa nhiệt độ môi trường nơi cá sống và nhiệt độ bảo quản

càng lớn thì hiện tượng tê cứng xảy ra càng sớm

-Cá đói, nguồn glycogen cạn kiệt, cá bị stress

 Hiện tượng tê cứng càng đến nhanh

CHƯƠNG 2

Thời gian tê cứng của một số loài cá khác nhau

2.1.1 Những biến đổi ở nguyên liệu cá tươi

- Hiện tượng tê cứng đến sớm hơn khi cá được giết bằng cách giảm nhiệt khi

so sánh với phương pháp đập đầu cá

@ Ý nghĩa công nghệ: nên phi lê cá vào thời điểm trước hoặc sau tê cứng?

- Phi lê cá trong giai đoạn tê cứng: năng suất phi lê thấp, dễ bị nứt miếng phi

lê nếu thao tác mạnh

- Phi lê cá trước giai đoạn tê cứng: cơ có thể co lại một cách tự do, miếng phi

lê bị ngắn lại theo tiến trình tê cứng

- Luộc cá ở giai đoạn trước tê cứng: cơ thịt rất mềm và nhão

- Luộc cá ở giai đoạn tê cứng: cá dai nhưng khô

-Luộc cá ở giai đoạn sau tê cứng: thịt cá trở nên săn chắc, mềm mại, đàn hồi

2.1.2 Những biến đổi chất lượng

(i) Giai đoạn tiết nhớt

- Cá rất tươi,mùi như rong biển, vị ngon ngọt và tanh rất nhẹ của kim loại

- Khi cá sống: lớp nhớt có chức năng bảo vệ, chống sự xâm nhập của vi sinh vật và giảm ma sát khi bơi lội

- Sau khi cá chết: cá tiếp tục tiết nhớt đến khi tê cứng và lượng nhớt tăng dần

-Nhớt cá có chứa protein, là môi trường dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển Khi cá chết, vi sinh vật phát triển nhanh trên bề mặt cá sau đó xâm nhập vào

bên trong

-Sự phân hủy chất nhớt làm cho chất nhớt nhão ra, chuyển từ trạng thái trong suốt sang trạng thái đục, kế đến là xảy ra quá trình thối rữa

(ii) Giai đoạn tê cứng

- Cá và ĐVTS sau khi chết một thời gian sẽ bị tê cứng lại

- Quá trình tê cứng bắt đầu từ cơ thịt ở lưng, sau đó lan ra toàn thân

(ii) Giai đoạn tê cứng

- Khi tê cứng cơ thịt cá vẫn còn đàn hồi

- Mất mùi vị đặc trưng nhưng không có mùi vị lạ

- pH của cơ thịt ở giá trị trung tính

(iii) Giai đoạn chín sinh hóa (quá trình tự phân giải)

- Quá trình tự phân giải bắt đầu từ khi cá còn tê cứng

- Trong quá trình chín sinh hóa: cơ thịt có nhiều biến đổi lý hóa, cơ thịt mềm mại hương vị thơm tươi, độ ẩm lớn và dễ bị tác động của men tiêu hóa

- Actomyosin phân ly thành actin và myosin làm tăng các trung tâm ưa nước của protein, tăng khả năng liên kết của nước với mô cơ

- Protein bị phân giải dưới tác dụng của các enzyme làm cho mô cơ bị mềm hóa

- Các chất ngấm ra bị biến đổi rất lớn tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm

- Để hạn chế sự phát triển của vi khuẩn + tăng hương vị sản phẩm: cần tạo điều kiện cho quá trình chín sinh hóa diễn ra ở 1-40C

(iii) Giai đoạn chín sinh hóa (quá trình tự phân giải)

- Chỉ số acid của chất béo tăng lên do hoạt động thủy phân của lipase

- Ở cuối quá trình này có sự biểu hiện rõ của sự ươn hỏng (sự tạo thành các

hợp chất bay hơi có mùi khó chịu: mùi hơi chua, hơi đắng)

- Trong giai đoạn tiếp theo xuất hiện mùi lưu huỳnh, mùi tanh ngọt, mùi khai,

mùi ôi khét

- sản phẩm ở giai đoạn này hoặc là có cấu trúc mềm và sũng nước, hoặc là

khô và dai

(iv) Giai đoạn thối rữa

- Vi sinh vật hoạt động phân hủy những sản phẩm của quá trình tự phân

thành các sản phẩm cấp thấp: indol, phenol, H2S, acid béo cấp thấp,…

Kết quả Sự hư hỏng hoàn toàn về mặt chất lượng

2.2 Các biến đổi tự phân giải

Sự phân giải do enzyme

Hoạt động của vi sinh vật Sự giảm chất lượng, quá trình ươn hỏng

2.2.1 Sự phân giải glycogen (quá trình glycosis)

Sự phân giải glycogen trong điều kiện yếm khí dẫn đến sự tích lũy acid lactic

làm giảm pH của cơ thịt

Lượng acid lactic sản sinh có liên quan đến lượng glycogen dự trữ trong mô

cơ khi ĐVTS còn sống

Trạng thái dinh dưỡng, hiện tượng sốc, mức độ hoạt động trước khi chết có

ảnh hưởng lớn đến hàm lượng glycogen dự trự do đó ảnh hưởng đến pH

cuối của cá sau khi chết

21

* pH giảm ảnh hưởng đến tính chất vật lý của cơ thịt cá

Giảm điện tích bề mặt của protein sợi cơ, gây biến tính protein cục bộ, giảm khả năng giữ nước

2.2.1 Sự phân giải glycogen (quá trình glycosis)

Mối quan hệ giữa cấu trúc cơ thịt cá tuyết và pH

Mô cơ trong giai đoạn tê

cứng không thích hợp

cho các quá trình chế

biến nhiệt do nhiệt làm

tăng sự mất nước của

2.2.1 Sự phân giải glycogen (quá trình glycosis)

Sự thay đổi pH của cá sau khi chết

Đồ thị cho thấy cá mới

ATP bị phân hủy bởi phản ứng tự phân

- Sự phân giải ATP được tìm thấy song song với sự mất độ tươi của cá

2.2.2 Sự phân hủy ATP

- Glycogen và ATP hầu như bị phân hủy hoàn toàn trước giai đoạn tê

cứng, IMP và HxR vẫn còn duy trì

- Khi hàm lượng IMP và HxR bắt đầu giảm, hàm lượng Hx tăng lên

- pH của cơ thịt giảm thấp nhất ở giai đoạn tự phân này

ATP được xem như là chất chỉ thị hóa học về độ tươi: chỉ số hóa học về độ tươi của cá là biểu hiện bên ngoài bằng cách định lượng, đánh giá khách quan và cũng có thể bằng cách kiểm tra tự động

Tuy nhiên ATP bị phân hủy thành IPM làm sai lệch kết quả

2.2.2 Sự phân hủy ATP

Để nhận biết độ tươi của cá một cách chính xác người ta đưa ra trị số K Trị số

K biểu thị mối liên hệ giữa inosine, hypoxanthin và tổng hàm lượng của ATP thành phần

Trong đó [ATP], [ADP], [AMP], [IMP], [HxR], [Hx] là nồng độ tương đối của

các hợp chất tương ứng trong thịt cá được xác định tại các thời điểm khác

nhau trong quá trình bảo quản lạnh Trị số K càng thấp, cá càng tươi.

2.2.2 Sự phân hủy ATP

2.2.3 Sự phân huỷ protein

Bao gồm cathepsin, calpain và collagenase

- Cathepsin: hoạt động mạnh ở các loài tôm, cua, nhuyễn thể

+ Cathepsin D: thủy phân protein nội bào ở pH = 2-7  peptide

+ Cathepsin A, B, C: thủy phân peptide peptide mạch ngắn + acid amin

+ Cathepsin có vai trò chính trong quá trình tự chín ở cá (mắm cá) ở pH thấp và nồng độ thấp

+ Cathepsin: bị vô hoạt ở nồng độ muối 5%

- Calpain + Calpain: enzyme được hoạt tính bởi canxi

+ Calpain: enzyme được hoạt tính bởi canxi

- Collagenase: + Giúp làm mềm tế bào mô liên kết

+ Gây các vết nứt khi bảo quản cá ở nhiệt độ thấp-thời gian dài hoặc nhiệt độ cao-thời gian ngắn

TMA là một hợp chất dễ bay hơi, gây mùi đặc trưng

của thủy sản ươn thối

DMA + FA

(CH3)2NH

aza

TMAO-HCHO

FA gây biến tính protein ở cá lạnh đông

Thay đổi cấu trúc Giảm khả năng giữ nước của protein

Tốc độ hình thành FA nhiều nhất

Nhiệt độ lạnh đông cao

Tinh thể đá kích thước lớn làm rách tế bào, giải phóng enzyme

dẫn đến tăng cơ hội tiếp xúc của enzyme với cở chất

29

Tác động cơ học quá mức

Sự dao động nhiệt độ trong lạnh đông và bảo quản đông

2.2.4 Sự phân cắt TMAO

2.3 Các biến đổi do vi sinh vật

2.3.1 Hệ vi khuẩn của cá vừa mới đánh bắt

Vsv ở cá tươi:

- Da cá: 102-107 cfu/cm2

- Mang, nội tang: 103-109 cfu/cm2

- Cơ thịt: chứa rất ít vi khuẩn

2.3.1 Hệ vi khuẩn của cá vừa mới đánh bắt (tt)

- Vi khuẩn ở da và mang cá: phụ thuộc vào môi trường cá sống (ôn đới ít hơn nhiệt đới

- Vi khuẩn hiếu khí

- Vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc

- Vi khuẩn gram âm

- Vi khuẩn ở nội tạng cá: phụ thuộc vào nguồn thức ăn (cá ăn tạp hay không)

- Lượng vi khuẩn thay đổi theo mùa (cao ở mùa hè)

- Cá vừa đánh bắt:

Pseudomonas, Alteromonas, Vibrio,…

- Cá sống ở vùng nước ấm dễ nhiễm vi khuẩn gram (+): Micrococcus, Bacillus, …

- Động vật thân mềm: vi khuẩn gram (+) chiếm số lượng lớn

- Nhuyễn thể: 2 vi khuẩn gây bệnh và gây biến mùi:

+ Clostridium (loại E, B, F): sinh bào tử chứa độc tố, kháng nhiệt + Vibrio parahaemmolyticus: ít chịu nhiệt, ưa muối, gây viêm ruột

2.3.1 Hệ vi khuẩn của cá vừa mới đánh bắt (tt)

Hệ vi khuẩn ở cá đánh bắt từ vùng nước không bị ô nhiễm

Vi khuẩn cần natri để phát triển: Vibrio, Photobacterium, Shewanella

31

2.3.2 Sự xâm nhập của vi sinh vật

- Cá sống: hệ thống miễn dịch ngăn cản vi khuẩn phát triển trong thịt cá

- Cá chết: hệ thống miễn dịch suy yếu tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển + Chỉ có một lượng ít vi khuẩn từ da đi vào thịt cá

Vi khuẩn sống trên da cá tiết ra

các enzyme khuếch tán vào

bên trong và phân hủy protein,

lipid, glucid thành các chất

phân tử lượng thấp

Các chất phân tử lượng thấp khuếch tán ra ngoài, cung cấp dinh dưỡng cho vi khuẩn phát triển

Sự hư hỏng chủ yếu là do:

Da cá càng dày, săn chắc thì tốc độ hư hỏng càng chậm

2.3.3 Biến đổi của vi sinh vật trong suốt quá trình

bảo quản và gây ươn hỏng

- Cá ôn đới: lượng vi sinh vật tăng theo cấp số nhân ngay sau khi cá chết

+ Cá bảo quản lạnh: sau 1 ngày, lượng vi sinh vật tăng gấp đôi

sau 2-3 tuần lượng vsv đạt 107-108 cfu/g

→ Do sự thích nghi của vsv với nhiệt độ thấp

+ Bảo quản nhiệt độ thường: sau 1 ngày mật số vsv đạt 107-108 cfu/g

- Cá nhiệt đới: vsv trong cá cần trải qua giai đoạn tiềm ẩn (1-2 tuần) trước khi thích nghi

Tại thời điểm hư hỏng: lượng vsv bằng nhau

33

2.3.4 Vi sinh vật gây ươn hỏng cá

- Phân biệt khái niệm: hệ vsv khi hư hỏng và vsv gây hư hỏng?

- Vi khuẩn hiếu khí sử dụng carbohydrarte và lactate tạo CO2 và H2O

- Mỗi loài động vật thuỷ sản có những vi khuẩn gây hư hỏng đặc trưng

- CO2 trong H2O có tính acid làm thay đổi thế oxy hóa khử trên bề mặt sản phẩm, tạo điều kiện cho vi khuẩn yếm khí phát triển

- Vi khuẩn yếm khí phát triển khử TMAO thành TMA

Sản phẩm cuối là TMA: mùi thủy sản ươn hỏng

34

2.3.4 Vi sinh vật gây ươn hỏng cá (tt)

- Bước tiếp theo: vsv phân hủy các acid amin tạo thành NH3

- Chỉ có một lượng nhỏ NH3 được tạo thành từ giai đoạn phân giải (từ urê)

- Phần lớn NH3 được tạo thành từ sự phân hủy các acid amin

- Cá nhám chứa lượng lớn urê, NH3 hình thành trong suốt quá trình bảo quản

35

Các hợp chất ươn hỏng đặc trưng của cá bảo quản có bao gói với đá

Cơ chất và các chất gây biến mùi do vi khuẩn sinh ra trong quá trình ươn hỏng

2.3.4 Vi sinh vật gây ươn hỏng cá (tt)

36

2.3.4 Vi sinh vật gây ươn hỏng cá (tt)

10-15 mg TVB-N/100 gTMA

Thủy sản có chất lượng tốt nhất khi TMA-N /100 g <1,1 mg

- Các acid amin chứa lưu huỳnh bị phân hủy → H2S, CH3-SH, (CH3)2S gây mùi xấu và làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm

- Giáp xác có hàm lượng nitơ phi protein cao nên dễ hư hỏng hơn cá

37

2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vsv

* Yếu tố bên trong:

- Một số vsv có thể phát triển ở khoảng pH khá rộng: pH = 1-11, tối ưu là 7

- Vi khuẩn aicd lactic, và acetic có thể phát triển ở pH <4,4

5,5-6,0 5,4-6,3

-pH cho sự phát triển của Vibrio parahaemolyticus từ 4,8-11,0

Enterococcus 4,8-10,6 38