nghiên cứu ứng dụng carrageenan trong sản xuất đồ hộp thịt xay

Mục đích của đề tài Nghiên cứu ứng dụng caragenan trong sản xuất đồ hộp thịt xay để thay thế các chất phụ gia độc hại trong việc chế biến thực phẩm đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, nân

MỞ ĐẦU

I – TÍNH CẤP THIẾT

Việt Nam có hệ động thực vật vô cùng phong phú, có nhiều nguồn gene quý hiếm đặc trưng cho khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Một trong những điều kiện tạo nên

sự phong phú và giàu có ấy chính là vùng biển nhiệt đới rộng với bờ biển dài hơn

3000 km bao bọc hết phía đông và nam đất nước Một trong những nguồn tài nguyên phong phú và giá trị mà vùng biển tặng cho chúng ta chính là rong biển Tại vùng biển Việt Nam có gần 800 loài rong biển thuộc tất cả các bộ của các ngành rong đã được công bố trên thế giới Từ rong biển có thể tách các polysaccharide như: carrageenan, acide alginic, agar,…Carrageenan được ứng dụng nhiều trong đời sống kinh tế quốc dân do đó việc sản xuất carrageenan đã được nhanh chóng phát triển trên thế giới Sản lượng hàng năm của carrageenan trên thế giới tăng rõ rệt So với các polysaccharide khác, carrageenan có giá trị thương phẩm lớn nhất

Ở nước ta cũng có một số loại rong có thế chế biến được carrageenan như hypnea, acanthophara,… nhưng chỉ có loại kappaphycus alvarezii là có giá trị nhất Rong sụn có tốc độ sinh trưởng cao, có thế trồng quanh năm, trồng bằng nhiều hình thức khác nhau Nó tạo công ăn việc làm cho người chưa có việc làm ổn định, nhất

là các vùng quê ven biển, thường ngư nhàn, nông nhàn vào mùa biển động Thực tế

ở nước ta trồng rong đã đạt kết quả giải quyết công ăn việc làm cho ngư dân ven biển miền Trung và cung cấp một sản lượng rong sun khô ước tính 150 tấn năm

Rong được sử dụng làm thức ăn và bước đầu chế biến ra caragenan Tuy nhiên đầu ra của rong khô nguyên liệu và sản phẩm carrageenan chưa được giải quyết và người sản xuất bán ra với giá rẻ và bấp bênh, sản xuất ra carrageenan không tiêu thụ được, chưa được ứng dụng rộng rãi

Quá trình chế biến thực phẩm ở nước ta có vấn đề tồn tại chính là còn sử dụng nhiều chất phụ gia độc hại như hàn the và nhiều hóa chất khác Việc sử dụng caragenan trong chế biến thực phẩm đem lại lợi ích rất lớn trong việc nâng cao giá trị thực phẩm, làm tăng sự hấp dẫn, ngon miệng, tăng thời gian bảo quản

Mục đích của đề tài

Nghiên cứu ứng dụng caragenan trong sản xuất đồ hộp thịt xay để thay thế các chất phụ gia độc hại trong việc chế biến thực phẩm đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm phù hợp với yêu cầu thực tế sản xuất, góp phần tạo đầu ra cho công nghệ sản xuất carrageenan và nghề nuôi trồng rong sụn ổn định

Nội dung nghiên cứu

1 Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của carrageenan tinh chế và carrageenan bán tinh chế

2 Nghiên cứu khả năng đồng tạo gel của carrageenan với một chất phụ gia dùng trong sản xuất đồ hộp thịt xay

3 Nghiên cứu và giải thích sự tương tác của phân tử carrageenan với các thành phần thực phẩm trong công nghệ sản xuất đồ hộp thịt xay có carrageenan

4 Đánh giá chất lượng của sản phẩm và biến đổi chất lượng sản phẩm trong thời gian bảo quản

Ý nghĩa khoa học - thực tiễn

Carrageenan là một polysaccharid có tính chất tạo gel, kết dính và chất làm đặc, tạo màng, tạo độ bóng, nó sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như chế biến thực phẩm, hoá mỹ phẩm, y dược… Riêng nghành chế biến thực phẩm carrageenan có đặc tính liên kết tốt các phân tử protein của động, thực vật tạo ra trạng thái đồng đều bền vững nên được ứng dụng nhiều trong loại sản phẩm như đồ hộp thịt cá, xúc xích, bánh kẹo, bánh ngọt, dăm bông, socola sữa, kem và nhiều loại đồ uống khác…Carrageenan trong chế biến thực phẩm đem lại lợi ích thiết thực, trên thế

giới nó đã được đưa vào danh mục các chất phụ gia phổ biến trong thực phẩm

Kết quả nghiên cứu của đề tài ứng dụng carrageenan trong sản phẩm đồ hộp

… có thể dùng carrageenan thay thế các chất phụ gia độc hại trong việc chế biến thực phẩm, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, với hiệu quả của ứng dụng carrageenan trong thực phẩm sẽ góp phần tạo đầu ra cho công nghệ sản xuất carrageenan và nghề nuôi trồng rong sụn ổn định, đồng thời góp phần thúc đẩy nghề nuôi rong sụn ở vùng ven biển, tạo công ăn việc làm, “xóa đói giảm nghèo” cho các hộ ngư dân nghèo không có đủ vốn để đóng tàu đánh bắt xa bờ hoặc nuôi tôm

sú, tôm lồng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về Carrageenan

1.1.1 Lịch sử phát triển của carragenan

Carrageenan là một polysacharide được chiết xuất từ các loài rong thuộc ngành rong đỏ, bao gồm một số giống loài như: Chondrus, Gigartinastella, Hypnea

và rong sụn Alvarezii

Carrageenan đã được biết đến từ lâu đời ở phương tây Vào những năm

1842 – 1862 các nhà khoa học như Schimidt, Simmonds, Stanford, … đã phát hiện

ra carrageenan có trong một loại tảo có tên là Chondrus Crippus nhưng những khám phá của họ rất thô sơ, chưa xác định được tính chất cũng như thành phần của nó Mãi cho đến khi chiến tranh thế giới lần thứ nhất bùng nổ thì việc thiếu gelatin để phục vụ cho quân đội trở lên trầm trọng, do đó cần phải có chất thay thế Rất nhiều cuộc nghiên cứu tìm giải pháp cho vấn đề này được tiến hành và cuối cùng họ đã tìm thấy carrageenan có tính chất gần giống với gelatin Công nghệ sản xuất cũng như sự đa dạng hoá ứng dụng của carrageenan được quan tâm phát triển từ sau chiến tranh thế giới lần thứ hai Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã đưa công nghệ sản xuất carrageenan ngày càng hoàn thiện và ổn định và carrageenan được coi như

là chất phụ gia tạo độ đông kết, ổn định, tính kết nối, tạo nhũ tương, tạo sức căng bề mặt tốt dùng trong thực phẩm và ứng dụng rộng rãi trong trong nhiều ngành khác như y dược, mỹ phẩm, dệt vải, cao su, sơn màu,… Sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ sản xuất carrageenan đã kéo theo ngành nuôi trồng rong phát triển với tốc độ nhanh về cả sản lượng và giống loài [6, 12, 18, 21,46]

1.1.2 Cấu tạo của carrageenan

Carrageenan có cấu trúc chung là một polyme mạch thẳng với liên kết luân

phiên của β -D Galactopyranora qua liên kết 1,3 và α –D Galactopyranora qua liên

kết 1– 4 Các liên kết ở vị trí số 3 xuất hiện ở các gốc có 2 và 4 sunphat hoặc không

có sunphat trong khi liên kết ở vị trí số 4 ở các gốc có 2 sunphat, gốc 2,6 anhydrit

và 3,6 anhydrit – 2 – sunphat, gốc 2,6 disunphat, gốc 2,6 anhydrit và 3,6 anhydrit –

2 – sunphat Hợp phần cấu tạo của carrageenan gồm có D- Galactoze (17 – 31%) còn L- Galactoza chiếm lượng rất nhỏ Do đó carrageenan tạo thành chủ yếu bởi các mạch poly D- Galactoza bị sulphat hoá có phân tử lượng 500 – 700 đvC [12]

Hình 1.1: Cấu trúc của carrageenan với luân phiên liên kết của 1,3 β- D

Galactopyranoza và 1,4 α–D Galactopyranoza

Các công trình nghiên cứu bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cho thấy carrageenan nhiều cấu trúc hoá học khác nhau do đó được phân loại theo cấu trúc hoá học có các loại carrageenan sau: mu, kappa, nu, iota, lamda, theta và xi Các loại này chỉ khác nhau ở mức độ sunphat hoá, vị trí sunphat hoá, mức độ dehydrat hoá của chuỗi polysacharide Cấu trúc của chúng đều có những thành phần

về số lượng sunphat của carrageenan chiếm 18 – 40% phấn tử carrageenan Khối lượng phân tử của đại phân tử carrageenan từ 105 đến 106 phụ thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu và quá trình tách chiết [15, 24, 28, 35]

Carrageenan tự nhiên từ các loài rong khác nhau có thể là hỗn hợp khác nhau của các loại carrageenan trên Người ta phân chia carrageenan ra hai nhóm chính: nhóm 1 chứa các loại mu, nu, kappa, iota và các dẫn xuất của chúng Các carrageenan này tạo gel với ion K+ hoặc có thể xử lý kiềm để có tính chất tạo gel, chúng có đặc điểm là gốc đường có liên kết 1,3 hoặc là không có nhóm sulphat hoá ở vị trí C4 Nhóm thứ 2 là lambda, xi, theta và các dẫn xuất của chúng Chúng không có khả năng tạo gel ngay cả trước và sau khi xử lý kiềm Đặc trưng của cấu trúc này là cả hai loại gốc đường liên kết 1,4 và 1,3 đều có nhóm sulphát ở ví trí C2 Ngoài ra thành phần của carrageenan gồm có H2SO4, Ca++ và 3,6 anhydro D-Galactoza Dạng tồn tại của carrageenan trong rong đỏ gắn với Ca++, K+, Na+ như:

R=(OSO3)2Ca hoặc R-OSO3Na, ROSO3K (R là gốc polysacharide) Hàm lượng

SO3–2 cũng ảnh hưởng đến sức đông của carrageenan [12]

Về cơ bản carrageenan có 3 loại khác nhau là: kappa carrageenan, lambda carrageenan, Iota carrageenan trong đó kappa carrageenan chiếm thị phần lớn nhất (80%) Mu và Nu là chất ban đầu tổng hợp nên kappa và iota, việc chuyển đổi này

là do enzyme dekinkase có trong rong biển hay trong quá trình sản xuất khi dùng xúc tác để loại nhóm 6 sulphat [12,48]

a, Kappa – carrageenan là một loại polimer mạch ngắn xen kẽ giữa D- galactose – 4 – sulphat (GalS) và 3,6 anhydro D- galactose (Gal A) Cấu trúc phân tử của kappa carrageenan là vòng xoắn kép bậc III

b Iota – carrageenan cũng giống như kappa – nhưng gốc 3,6- anhydrogalactose lại

ở vị trí cacbon số 2 Iota là carrageenan có nhóm sulphat nhiều nhất trong mạch phân tử, cấu trúc là vòng xoắn kép bậc II Gel iota có tính đàn hồi

c, Lambda – carrageenan: trong mạch phân tử các đơn vị monomeric được nối xen

kẽ với nhau, các đơn vị gồm: D-galactose – 2 – sulphat (1,3) và D- Galactose -2 – 6- di sulphat

Các phân đoạn này đều có tính đa phân tán, nhưng chúng chỉ khác nhau về thành phần sulphat ester và gốc quay quang Lambda- carrgeenan có khối lượng phân tử cao và mạch dài hơn kappa – carrgeenan Thành phần của phân đoạn này cũng phụ thuộc vào nhiệt độ tách chiết và loại rong nguyên liệu [12, 35,46]

Sự khác nhau của các loại carrageenan trên chỉ ở vị trí và số lượng nhóm este sulphat đính vào chuỗi polysacharide, do đó mỗi loại có tính chất vật lý và hoá học đặc trưng khác nhau như sau:

Bảng 1.1: Tính chất đặc trưng của các loại carrageenan [49]

Nước nóng Tan ở nhiệt độ trên 60

Nước lạnh Tan trong dd muối Na+

Không tan trong dd muối K +, Ca ++

Tan trong dd muối

Na+

Tan

Sữa lạnh Không tan trong dd

muối Na+, K +, Ca ++

nhưng trương nở rõ ràng

Không tạo gel

Tạo gel Tạo trạng thái gel giòn

1.1.3 Các loại carrageenan trên thị trường

Hiện này trên thế giới có một số phương pháp sản xuất carrageenan như phương pháp kết tủa, phương pháp đông lạnh, phương pháp PES, phương pháp ATC,… nhưng trong thực tế do tính chất đơn giản về công nghệ và hiệu quả kinh tế nên người ta chọn lọc để áp dụng hai phương pháp sản xuất carrageenan dựa trên hai nguyên lý khác nhau

Phương pháp thứ nhất chỉ áp dụng từ cuối năm 1970 đến đầu năm 1980, carrageenan được tách ra từ rong đỏ bằng nước nóng, bã rong được lọc tách ra và dịch chiết chứa carrageenan được đem sấy khô trực tiếp trên thiết bị sấy kiểu “rulô”

để thu được carrageenan ở dạng màng mỏng sau đó nghiền thành bột Một số cơ sở sản xuất có tiến hành tinh chế dịch chiết trước khi làm khô, nhưng thực tế sản phẩm không qua tinh chế thì tạp chất nhiều, chất lượng thấp, nếu qua công đoạn tinh chế thì phức tạp và giá thành cao Sản phẩm carrageenan tinh chế này có thể sử dụng làm chất tạo đông, chất kết dính,… trong thực phẩm, làm chất nhũ hóa, giữ ẩm, giữ mùi trong công nghệ sản xuất mĩ phẩm, nước hoa, và nhiều lĩnh vực khác như công nghiệp dệt, sơn, thuốc đánh răng, y dược…

Phương pháp thứ hai, carrageenan không thực sự tách ra khỏi rong Đúng hơn nguyên lý này là rửa sạch rong bằng dung dịch kiềm, tách phần carrageenan và phần không tan khác Rong được rửa sạch sau đó xử lý dung dịch kiềm KOH ở nhiệt độ thích hợp cho từng loại rong cụ thể, dung dịch KOH loại bỏ các tạp chất như sắc tố, protein, muối khoáng, các sợi rong đã xử lý chứa một lượng lớn carrageenan và cellulose, sau đó sấy khô và nghiền thành bột carrageenan bán tinh chế (SRS) Quy trình sản xuất này đơn giản và giá thành của sản phẩm rẻ hơn nhiều

so với quy trình sản xuất carrageenan tinh chế, vì không cần dùng alcohol để kết tủa carrageenan, không cần thiết bị chưng cất thu hồi alcohol, thiết bị tạo gel, tủ đông, máy ép để tách nước thu hồi carrageenan Sản phẩm bán tinh chế thường được dùng làm chất kết dính, tạo gel trong công nghiệp sản xuất thức ăn cho vật nuôi, gia cầm,… [24, 28, 30,35]

Sự khác nhau cơ bản giữa carrageenan tinh chế và bán tinh chế đó là carrageenan bán tinh chế có chứa cellulose, trong khi carrageenan tinh chế thì cellulose đã được tách hoàn toàn trong quá trình sản xuất Khi hoà tan carrageenan bán tinh chế vào nước thì sẽ làm dung dịch.có vẩn Tuy nhiên đối với những sản phẩm mà độ trong không quan trọng hoặc có pha nhiều thành phần như thịt, tinh bột, trứng, phẩm màu thì sử dụng carrageenan bán tinh chế là phù hợp, giá thành rẻ hơn do đó được ứng nhiều trong thực phẩm

1.1.4 Tính chất lý hố của carrageenan

a, Tính chất của một polymer

* Khử trong mơi trường kiềm

Trong mơi trường kiềm cĩ tác dụng khá mạnh đến cấu tạo hố học của carrageenan Dưới tác dụng của mơi trường kiềm, nhĩm (HOSO3

-) bị khử dần tuỳ thuộc vào mức độ khử (HOSO3

-) sẽ tạo nên cấu trúc khác nhau và tạo nên các loại carrageeanan khác nhau [12, 35, 46, 48]

+ Mu- carrageenan được khử trong mơi trường kiềm tạo ra kappa carrageenan

+ Nu- carrageenan được khử trong mơi trường kiềm tạo ra iota- carrageenan

+ Trong mơi trường kiềm lambda- carrageenan biến đổi thành theta - carrageenan

Carrageenan laứ moọt polimer mang ủieọn tớch ãm, ủửụùc hỡnh thaứnh do quaự trỡnh ủồng truứng hụùp Khi thẽm vaứo dung dũch Carrageenan nhửừng chaỏt ủieọn phãn thỡ dung dũch keựm bền (ủoọù nhụựt giaỷm) thaọm chớ chổ

* Phản ứng tạo tủa

Carrageenan là một polymer mang điện âm nên tủa trong các đại phân tử mang điện tích dương như: metylen xanh, safranine, mauvine, những phẩm mầu azo thiazo khác, tính chất này giống như một vài alkaloid và protein Ngoài ra

carrageenan còn tủa trong cồn (cồn đóng vai trò là tác nhân dehydrate hoá)

* Sự trương nở:

Carrageenan hút nước mạnh và sự hút nước kèm theo sự trương phồng đáng

kể tạo thành gel theo thời gian khi nó tiếp xúc với dung môi Carrageenan là cao

phân tử (polysaccharide) có cực nên trương nở trong dung môi có cực (nước) [44]

b Tính tan

Carrageenan tan trong nước đặc biệt là nước nóng, tuy nhiên tính tan còn phụ thuộc vào loại carrageenan Kapppa carrageenan, iota carrageenan tan trong nước nóng lớn hơn trên 600C Lambda carrageenan tan trong nước nóng và nước lạnh còn kapppa carrageenan, iota carrageenan chỉ tan trong nước lạnh có ion Na+, không tan trong nước lạnh c ó ion K+ và Ca++ [49]

Carrageenan tan trong anhydrous hydrrazine, ít tan trong formamide và methyl sulfoxide, không tan trong dầu và dung môi hữu cơ

c Nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt đô nóng chảy của gel Carrageenan thấp hơn nhiều so với agar Gel carrageenan 3% nóng chảy ở 27-30oC, gel carrageenan 5% nóng chảy ở 40-410C

d Sự tạo gel-Sự keo hoá (gelation)

Khả năng keo hoá của Carrageenan nằm trung gian giữa agar và gelatin và

nó gần giống gelatin hơn Sự hình thành gel của dung dịch Carrageenan là một quá trình nhiệt thuận nghịch Khi nhiệt độ cao hơn giá trị nhiệt độ tạo gel thì gel sẽ tan chảy (cân bằng bị phá vỡ) Tuy nhiên khoảng cách nhiệt từ trạng thái tạo gel đến tan chảy là một giá trị không đổi Một thí nghiệm cho biết giá trị này khoảng 5 - 22oF [46] Khả năng hình thành gel của Carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ dung dịch Nồng độ dung dịch tạo gel và nhiệt độ tạo gel phụ thuộc vào loại và số lượng muối có mặt trong dung dịch Ngoài ra tính chất tạo gel còn phụ thuộc chủ yếu vào loài rong, độ nhớt và phụ thuộc rất lớn vào công nghệ trích chiết, phụ thuộc vào sự hình thành và phân bố các gốc galactose trong mạch polymer [12, 44, 46]

e.Tính bền axit

Hệ pH thấp cùng với sự tác dụng của nhiệt độ thì sự thuỷ phân xảy ra nhanh hơn

f Tính hấp thu hồng ngoại và màu

Dung dịch carrageenan là một chất hữu cơ, nên có khả năng hấp thu hồng ngoại cho phổ có bước sóng trong phạm vi nhất định phụ thuộc vào loại và thành phần carrageenan Dựa vào tính chất này người ta có thể biết được carrageenan thuộc loại lamda-, Iota-, kappa-, … Các loại polysaccharide thường cho bước sóng

ở vùng hồng ngoại trong khoảng 1000-1100cm-1 Với các loại Carrageenan tạo gel thì cho mũi hấp thu cực đại (mũi hấp thụ trong khoảng rộng) ở 1065cm-1, loại không tạo gel ở vùng 1020cm-1

g.Tính thuỷ phân và sự metyl hoá xác định công thức cấu tạo của carrageenan

Dung dịch carrageenan ít bị thuỷ phân ở môi trường pH = 9 và môi trường

pH = 7 dung dịch muối Na carrageenan bị thoái hoá do phân tử carrageenan bị đứt liên kết 3,6-anhydrogalactose Và từ phản ứng xác định tính thuỷ phân kiềm của nhóm ester sulfate của carrageenan đã nói lên cấu trúc của carrageenan có nhóm ester sulfate gắn ở C4 trong gốc galactose Carrageenan mà đặc biệt lafphana đoạn k- carrageenan sẽ bị thuỷ phân bởi enzym Pseudomonate carrageenan hay k- carrageenanovora Khi carrageenan (k-, -) bị thuỷ phân bởi enzym này thì độ nhớt của dung dịch giảm rất nhiều và làm tăng khả năng khử, tạo các sản phẩm thuộc dãy đồng đẳng của oligosaccharide sulfate, 3-6-(3,6-anhydrose--D-galactopyranose)-D-galactose-4-6-sulfatca (neocarrabiose-4-o-sulfate)

Carrageenan bị metyl hoá tạo ra các dẫn xuất methyl như methyl-D(L)-galaactose hoặc 2,4,6-tri-methyl-D(L)-galactose và dựa vào đặc tính này người ta đã xác định thành phần cấu trúc của nó

1.1.5 Ứng dụng của Carrageenan

Carrageenan được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực thực phẩm và phi thực phẩm Trong công nghệ thực phẩm carrageenan đã được sử dụng với vai trò là chất phụ gia có tính ưu việt để điều chỉnh độ đặc, tạo gel, ổn định, phân tán, …trong việc

chế biến ra các loại thực phẩm hấp dẫn, giá trị Ngoài ra nó còn được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, kỹ nghệ như: kỹ nghệ sơn, công nghiệp dệt, …

Ngày nay với tốc đô phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, con người đã khám phá ra những lợi ích tuyệt vời do Carrageenan mang lại trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong thực phẩm và y học thể hiện trong bảng 1.2 [6, 12, 35, 45,46 ]

Bảng 1.2 : Một số ứng dụng của carrageenan [35]

Kappa - + iota- + gôm hạt bồ

Mô phỏng sữa Giữ hương vị, ổn định

Hydrolyzed kappa-, lambda 0,2 - 0,5

Sơn nước Giữ thể vẩn, ổn định

dòng huyền phù

Kappa-, + galactomannan 0,15 - 0,5

Trong thực phẩm: carrageenan có vai trò là chất phụ gia quan trọng để chế biến

ra nhiều món thực phẩm, được dùng làm món ăn trong thực phẩm như: làm các món thạch, món đông hạnh nhân, nước uống, … Trong sản xuất bánh mì, bánh bích qui, bánh cuốn, … trong thực phẩm tạo cho sản phẩm có cấu trúc xốp và mềm Công nghệ sản xuất sữa, chocolate, cần phải tạo cho dung dịch sữa có độ đồng nhất và độ đặc nhất định Làm chocolate milk, sản xuất fomate kem và fomate mềm (làm từ sữa đã bỏ đi lớp kem) Trong công nghiệp sản xuất kẹo carrageenan làm tăng độ đặc chắc của cây kẹo, và ứng dụng nhiều trong sản xuất mứt đông, mứt dẻo,… Trong bảo quản và đóng hộp các sản phẩm thịt: trong thịt gà, thịt vịt, thịt chà bông, xúc xích và ở những sản phẩm thịt khác Ngoài ra còn ứng dụng trong lĩnh vực khác như trang trí món sausce, các loại salad dressinge, món salad aspic (thịt đông có trứng)

Trong dược và dược phẩm: carrageenan là chất nhũ hoá tốt nhất trong ngành dược phẩm để sản xuất các loại dược phẩm như: sản xuất các loại thuốc dạng nhờn, nhũ tương để thoa lên các vết thương rất hữu hiệu, sản xuất các loại thuốc chống loét dạ dày, thuốc nhuận tràng

Trong lĩnh vực mỹ phẩm carrageenan ứng dụng trong sản xuất các loại kem

như: kem dưỡng da, trong các loại nước hoa Tạo chất nhũ hoá tốt cho việc dệt nhuộm

Trong nghiên cứu khoa học: carrageenan là môi trường để nuôi cấy nhiều loại

vi sinh vật, làm môi trường cố định các enzim, là chất xúc tác trong công nghiệp tổng hợp và chuyển hoá các chất

Trong nông nghiệp ứng dụng trong sản xuất các loại phân bón hữu cơ

1.1.6 Giải thích các phản ứng cơ bản của carrageenan với các thành phần chủ yếu có trong đồ hộp

A Khả năng tạo gel với protein trong đồ hộp

Quá trình tạo gel bền chặt trong sản phẩm đồ hộp xảy ra do tác dụng của sự gia nhiệt trong quá trình thanh trùng – làm nguội, tác dụng cơ học trong quá trình nghiền trộn làm phá huỷ cấu trúc bậc cao của protein, tạo ra sự trượt và ma sát nội phân tăng, hình thành các liên kết nút mạng lưới gel và carageenan trong sản phẩm

có tác dụng là cầu nối liên kết giữa các mạnh protein

Nút mạng lưới cũng được tạo ra do lực liên kết hydro giữa các nhóm peptic với nhau, giữa các nhóm –OH của serin, treonin, tyrozin với –COOH của glutamic

và aspactic Khi nhiệt độ càng thấp thì liên kết này càng được tăng cường Liên kết hydro là liên kết yếu tạo ra do độ linh động nào đó nào đó làm cho gel có độ dẻo dai nhất định

Hình 1.2: Mô hình liên kết giữa carrageenan và protein

Khi mạch protein được tháo xoắn ra carragenan tham gia liên kết với protein bằng liên kết tĩnh điện giữa các nhóm tĩnh điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các nhóm tĩnh điện cùng dấu thông qua các ion kim loại đa hóa trị tạo lên liên kết bền chặt Do Carragenan mang diện tích âm của gốc (HOSO3-) nên có khả năng liên kết với protein qua gốc amin (NH3+) mang diện tích dương

B Khả năng nhũ hóa của carrageenan

Trong sản phẩm đồ hộp do nhiệt độ và áp suất cao, triglycerid được tan chảy

ra các mô mỡ tạo thành mỡ lỏng, một phần tạo ra sự nhũ hóa do tác dụng cơ học và quá trình thuỷ phân tạo thành các monoglycerid hoặc diglycerid, axit béo và glycerin, hình thành các hạt nhũ tương

SO 4 -

SO 4 -

NH 3 +

Các acid béo được tạo thành lại được hấp phụ lên bề mặt hạt nhũ tương, quay gốc phân cực (-COO-) ra ngoài làm cho hạt nhũ tương tích điện âm thân nước và hoà tan vào nước

Sự hòa tan của các axit béo vào nước tạo thành dung môi phân cực mà carragenan là một cao phân tử (polysacharide) có cực, có khả năng hút nước và trương nở mạnh tạo thành gel Khi cho carrageenan vào nước thì các liên kết ở mạch bên bị phá vỡ, phân tử carrageenan mang điện cực âm, các nhóm (OSO3-) liên kết với H+ của môi trường nước làm mạch carrageenan duỗi ra, hút nước bên trên bề mặt ngoài và hút các hạt nhũ tương trên bề mặt

Hình 1.3: Mô hình nhũ hóa của carrageenan

Hạt nhũ tương

R R-COO- + - H2O

- OOC

+ –

OH HOH

R – OSO 3- H+ - OH

-Môi trường nước rửa

H + hoặc OH hoặc trung tính

+

+

+

+ + –

+ –

HO

H

+ - –

+ –

+ – + - – + –

+ –

+ –

OH

H – OH

R – OSO3- H+ - OH

-C Khả năng tạo gel thuận nghịch

Khi carrageenan hòa tan trong nước tạo thành dung dịch keo nhớt, khi làm nguội tạo gel đông có tính chất đàn hồi Khả năng tạo gel của carrageenan có tính chất thuận nghịch

Dung dịch Thạch đông

Từ đó có thể mô tả cơ chế tạo gel của carrageenan như sau: Trước hết, xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp theo sau là sự kết hợp các xoắn và tụ lại có trật tự tạo thành xoắn kép gel Như vậy gel chính là tập hợp các xoắn có trật tự hay gọi là xoắn kép

Hình 1.4: Sự tạo gel thuận nghịch của carrageenan

Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt tăng, mức độ phân tán của phân tử carrageenan giảm xuất hiện nội lực ma sát giữa các phân tử carrageenan, hình thành liên kết thứ cấp giữa các phân tử carrageenan (liên kết hydro giữa các nhóm –OH của hai phân tử carrageenan cạnh nhau thông qua cầu trung gian liên kết nước solvate tạo nên các vũng xoắn), liên kết giữa protein và carrageenan, …, các phân tử carragenan ngưng tụ lại thành mạng lưới gel bền chặt

Làm lạnh Đun nóng

+ Ca 2+

Làm lạnh Đun nãng

Khi nhiệt độ tăng, mức độ phân tán của phân tử carageenan tăng, nội lực ma sát giảm, mặt khác liên kết hydro không bền dễ bị cắt đứt bởi nhiệt độ cao, mạch polysaccharide bị duỗi ra và có khuynh hướng quấn với phân tử ở gần kề tạo thành dung dịch keo nhớt

1.1.7 Tình hình sản xuât carrageenan

a, Ở ngoài nước

Đến nay người ta đã biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất carrageenan Nguồn lợi rong đỏ sản xuất carrageenan trên thế giới rất lớn, sản lượng rong được khai thác và sử dụng hàng năm là 300 nghìn tấn khô đáp ứng nhu cầu cung cấp nguyên liệu cho nghành công nghiệp sản xuất carrageennan, trong đó kappaphycus (rong sụn) chiến đến 90%, phần còn lại là thuộc Euchema, Chondrus, Gigartina và các loài khác [18, 24, 46]

Hiện nay nguyên liệu để sản xuất carrageenan chủ yếu là từ rong sụn trồng theo quy mô công nghiệp và cũng thu từ rong phát triển tự nhiên Các quốc gia trồng theo quy mô công nghiệp là : Philipin, Indonesia Malaysia, Tanzania, Kiribati, Fiji, Kenya, Madagascar, … tổng cộng đạt khoảng 140000 tấn sản phẩm thô với giá trị 70 tỉ USD Các quốc gia thu từ môi trường tự nhiên là : Chilê, Đan Mạch, Mexico, Bồ Đào Nha , Hàn Quốc, Tây Ban Nha,… với tổng sản lượng đạt được 25 nghìn tấn nguyên liệu thô đạt 20 tỉ USD

Châu Á là khu vực cung cấp nguồn rong đỏ dồi dào cho thế giới, trong đó Philippin kể từ năm 1970 sau khi áp dụng thành công phương pháp phát triển rong Eucheuma bằng bào tử đã đứng đầu về cung cấp nguyên liệu rong, 85% nguyên liệu sản xuất caragenan hàng năm là do Philippin cung cấp Macxxell Doty là người đầu tiên tìm thấy rong sụn ở Philiphin vào năm 1972 và người cùng có công thu mẫu với ông là Alvarezi Lúc đầu Ông đặt tên là Euchema alvarezii Doty Nhưng sau khi đi nghiên cứu thành phần hóa học của nó thì ông đã đổi tên từ Euchema alvarezii Doty thành Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty [20]

Công nghệ nuôi trồng rong sụn sau đó phát triển rất mạnh mẽ ở Philiphin Từ Philiphin, công nghệ nuôi trồng được chuyển sang Indonesia Tại đây công nghệ nuôi

trồng loài rong này cũng rất phát triển và Indonesia trở thành đối thủ cạnh tranh về thị trường tiêu thụ của Philiphin Malaysia cũng vừa trồng thử nhưng lại bị cá ăn nên việc trồng rong sụn vẫn chưa được phát triển Ở Trung Quốc đã đầu tư nhiều nhưng vẫn chưa nuôi được Thái Lan đang có dự định sẽ trồng thử ở ‘Phu Ket’ Do vị trí địa lý gần

kề và sự giao lưu thuận lợi người dân ở châu Phi: Tanzania đã bắt đầu trồng thử

Bảng 1.3 : Nguồn nguyên liệu rong chế biến carrageean trên thế giới (2001) [24]

(đvt: tấn)

Chondrus Eucheuma and appaphycus Gigartina

Nguồn: H Porse, CP Kelco ApS, 2002, pers comm

Rong thu hoạch tự nhiên hoặc nuôi trồng được tiến hành vào giai đoạn rong đã thành thục và ổn định về thành phần carrageenan Thường thì rong vớt lên rửa bằng nước biển, phơi cho héo sau đó nhặt bỏ tạp chất và vận chuyển về chia trong các bể xi măng hoặc cán để sử dụng ngay cho công nghệ chế biến tiếp theo Nếu sản xuất nguyên liệu khô để xuất khẩu thì rong được chọn sạch phân loại, phơi khô và đóng bao

ở dạng nguyên sợi, có cơ sở xay nhỏ ra rồi đóng bao bì xuất bán Tuy nhiên tùy từng vùng, từng loại rong và yêu cầu của khách hàng mỗi nước đều có những phương pháp

sơ chế riêng phù hợp với công nghệ chế biến và sử dụng tiếp theo Công nghệ sản xuất carraageenan không chỉ phát triển mạnh ở các nước Mĩ và Tây Âu mà còn đang phát triển mạnh ở các quốc gia Châu Á, trong đó phát triển nhất là Philippin, Trung Quốc, Nhật Bản,….Và đã có nhiều công trình nghiên cứu đề xuất công nghệ mới với phương pháp hiệu suất thu hồi carrgeenan cao, phù hợp với đối tượng nguyên liệu và quy mô công nghiệp của mỗi nước, có thể thống kê sản lượng carrageenan theo một số phương pháp công nghệ như bảng 1.4

Bảng 1.4 : Sản lượng Carrageenan theo các phương pháp (2001) [24]

(đvt: tấn)

Phương pháp kết tủa

Phương pháp đông lạnh

Phương pháp PES

Phương pháp ATC

Tỷ lệ (%)

Tổng cộng

(Nguồn H Porse, CP Kelco ApS, 2002, pers comm.)

ATC - Phương pháp xử lý bằng kiềm, sử dụng chính trong thức ăn chăn nuôi

PES – Phương pháp sản xuất carageenan bán tinh chế sử dụng trong thực phẩm

Theo thống kê của Phòng thương mại và Công Nghiệp Philippin (DTI), nhu cầu trên thế giới đối với các sản phẩm rong biển đang tăng trưởng với tốc độ 5%/năm,

và giá của sản phẩm này cũng liên tục tăng khá ổn định Các thị trường chính đối với sản phẩm rong biển hiện nay là Mỹ, Trung Quốc và Châu Âu Theo thống kê năm

2001, có hơn 80% sản lượng carageenan được sản xuất từ các công ty: FMC của Mĩ,

CP kolco của Mĩ, Danisco của Đan Mạch, Degussa của Đức, Ceamsa của Tây Ban Nha Các công ty lớn trong ngành sản xuất rong biển nằm trong khu vực tăng trưởng Đông Á (BIMP – EAGA) gồm Brunay, Indonexia, Malayxia và Philippin đang lên kế hoạch trở thành nhà cung cấp rong biển sấy khô và carrageenan lớn nhất thế giới trong một vài năm tới

Theo báo cáo thống kê tháng 11/2006 của Cục Thống kê Nông nghiệp Philippin (BAS) cho thấy, trong số 10 nước nhập khẩu rong biển từ Philippin, Pháp là nước đứng đầu về nhập khẩu carrageenan và 3 loại khác trong số 4 loại rong biển của Philippin với

lượng nhập khẩu tăng 11,1% đạt kỉ lục 339 tấn trong năm 2005 (Fis 10/1/2007) Các

sản phẩm carrageenan, rong sụn dạng bột, dạng rong khô,… dùng trong thực phẩm của Philippin được xuất sang Pháp, Mỹ, Hàn Quốc, Trung Quốc, Hồng Kông, Okinawa Nhật Bản, , Đan Mạch, Oxtraylia và Anh

Carrageenan sẽ không ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng nếu như dùng trong giới hạn cho phép Vào năm 1950, carrageenan được sử dụng khá thành

công ở Mỹ trong việc ứng dụng vào nhiều loại sản phẩm khác nhau : kem, chocolate, phomai, thịt cá,… nhằm làm tăng thêm tính ngon miệng của sản phẩm Đến tháng 11/2001 thông qua tạp chí Environmental Heathl Perspectives, Bác sĩ Janne Tobacman

đã đưa ra các chứng minh của mình trên các động vật như là : chuột, chuột lang, khỉ ,… để nói lên những ảnh hưởng không tốt của carrageenan đến dạ dày và ruột Chính

vì điều này mà sự tiêu thụ của các sản phẩm có sử dụng carrageenan trên thị trường giảm đột ngột Gần đây tổ chức JECCA đã xác định lại rằng carrageenan không có mối nguy hại đến sức khỏe nếu ta sử dụng đúng liều lượng cho phép thì giúp hoàn tất công nghệ vào tạo cấu trúc đặc trưng cho từng sản phẩm Nhận định này được công bố vào năm 2003 Trong thế kỉ này carrageenan càng được sử dụng nhiều trên thế giới để ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau

Hiện nay, trên thế giới có một số công ty sản xuất carrageenan lớn cung cấp trên 80% cho thị trường là:

- Các công ty sản xuất polymer sinh học bao gồm : Tổng công ty FMC của Mỹ,

1 số công ty, www.cpkelco.com; Công ty Ceamsa của Tây Ban Nha,

- Các công ty sản xuất carrageenan như phụ gia thực phẩm như: tạo nhũ tương, tạo hương vị, tạo gel, tăng độ bền kết cấu … cho từng loại đối tượng thực phẩm và phi thực phẩm (Phụ lục IV) bao gồm: Công ty Degussa của Đức, hình thành từ hệ sinh học SKW, www.degussa.com hoặc www.Texturantsystems.com; Công ty MCPI của Philippin ; Công ty Danisco của Đan Mạch, www.danisco.com.; Công ty Quest International của Thuỵ Sỹ, một phần của ICI, www.questntl.com

b Trong nước:

Nước ta nguồn nguyên liệu dùng sản xuất carrageenan rất hạn chế Theo điều tra chỉ có một lượng nhỏ rong hypnea, acanthophora nhưng có giá trị thấp Đặc biệt khi rong sụn kappaphycus alvarezii được di giống vào Việt Nam từ năm 1993 do ông Huỳnh Quang Năng đưa về thông qua chương trình hợp tác khoa học Việt Nam – Nhật Bản Đến nay nó đã đựợc nhân giống và lan rộng ra một số tỉnh như Phú Yên, Khánh Hòa,

Kiên Giang, Ninh Thuận, Bình Thuận và phát triển với tốc độ nhanh [2,3] Rong kappaphycus alvarezii được di giống và nuôi tại Cát Bà - Hải Phòng, và Quảng Ninh nhưng tốc độ phát triển chậm và cá dìa lại rất thích ăn loại rong này nên không đem lại kết quả như mong muốn Nhưng ở miền Trung nó được đánh giá là đối tượng trồng phù hợp với mọi loại hình mặt nước tạo ra nguồn nguyên liệu cho chế biến và xuất khẩu, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho con người góp phần vào chương trình xóa đói giảm nghèo cho người dân ở vùng ven biển Các nhà nghiên cứu đang kết hợp việc nuôi trồng rong biển với các loại thủy hải sản, tôm, cá, nhuyễn thể để nâng cao hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích mặt nước Đây là phương pháp hữu hiệu để vừa phát triển nuôi thủy sản vừa phát triển nguồn lợi rong biển và bảo vệ môi trường ở các nước trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng Việc nuôi rong sụn đã và đang phát triển mạnh ở các tỉnh như Ninh Thuận, Khánh Hòa, Phú Yên và nhiều địa phương khác [5, 14]

Hiện nay rong sụn chủ yếu thu mua là dạng phơi khô xuất khẩu sang Trung Quốc, trong khi đó chúng ta lại đang phải nhập khẩu các sản phẩm của carrageenan để phục vụ công nghiệp trong nước

Về công nghệ chế biến đã có một số nhà khoa học GS TS Trần Thị Luyến và cs

ở Phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ chế biến - Trường đại học Nha trang là nơi dẫn đầu về nghiên cứu trồng và tách chiết carrageenan tinh chế và bán tinh chế đạt tiêu chuẩn quốc tế NF BP Codex 1978, ứng dụng trong sản xuất giò chả, đồ hộp nước uống, thạch dừa [12,13]

Tại Viện Nghiên cứu Hải sản các tác giả Đào Duy Hùng, Nguyễn Văn Hùng, Trần Bích Nga (BCKH 1993, 1994, 1995) cũng đã nghiên cứu công nghệ chiết rút keo carrageenan từ rong Eucheuma gelatinae và rong kappaphycus alvarezii với quy mô phòng thí nghiệm, nhận thấy đây là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất carrageenan ở Việt Nam [8, 9, 10,11]

Hiện nay, một đề tài cấp Bộ ‘Nghiên cứu ứng dụng công nghệ chế biến các sản phẩm từ rong sụn kappaphycus alvarezii (doty)’ đang được tiến hành nghiên cứu với

mục tiêu tạo ra nhiều sản phẩm mới chế biến từ rong sụn nhằm phát triển bền vững nghề trồng rong sụn cho nông dân, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường vùng ven biển

1.2 Tổng quan về đồ hộp

1.2.1 Nguyên lý đóng hộp

* Đóng hộp tại thời điểm nguyên liệu có độ tươi cao nhất

Để đảm bảo rằng thực phẩm được đóng hộp tại thời điểm có độ tươi cao nhất, hầu hết các nhà máy đóng hộp đều chỉ đặt cách các vùng nguyên liệu vài dặm Từ các cánh đồng thu hoạch nguyên liệu thường có thể thấy các nhà máy sản xuất đồ hộp rau quả Từ các nhà máy đóng hộp thuỷ sản thường chỉ mất vài phút đến các bến cảnh Thịt súp và các món hầm được đóng hộp ngay nơi pha chế thịt Giảm tối đa việc vận chuyển giúp cho giá thành hạ cũng như đảm bảo rằng thực phẩm, đặc biệt là rau quả, được đóng hộp khi

độ tươi của chúng là cao nhất

* Giá trị dinh dưỡng của đồ hộp:

Vì đồ hộp thực phẩm được đóng hộp tại thời điểm có độ tươi cao nhất nên nó cũng được đóng hộp khi có giá trị dinh dưỡng cao nhất Rau quả đặc biệt có giá trị dinh dưỡng cao nhất khi chúng chín Vì các nhà máy đóng hộp nằm gần các vùng nguyên liệu nên rất

ít chất dinh dưỡng bị tổn thất trong quá trình vận chuyển về nhà máy

* Các đồ hộp thực phẩm luôn sẵn có

Hầu như bất cứ loại thực phẩm nào thu hoạch chế biến đều có thể tìm thấy ở dạng đồ hộp Thực tế, trong nhiều thập kỷ nhiều loại thực phẩm chỉ sẵn có ở dạng đồ hộp Ngày nay, người tiêu dùng có nhiều sự lựa chọn hơn và thường có thể tìm thấy các thực phẩm đáng kể trong tủ đựng thực phẩm ăn đương thời

Điều kiện xử lý được chọn là tối thiểu nhất để đảm bảo độ thanh trùng thương phẩm nhưng vẫn giữ hương vị và giá trị dinh dưỡng cao nhất Tất cả mọi quá trình xử lý đều được FDA (Uỷ ban quản lý về thuốc và thực phẩm của Mỹ) phê chuẩn Khi đồ hộp đã được ghép kín và xử lý nhiệt, thực phẩm giữ được chất lượng cao trong thời gian 2 năm

và an toàn để ăn đến khi bao bì không bị hư hỏng gì

1.2.2 Quy trình sản xuất đồ hộp

Đồ hộp thực phẩm rất đa dạng, mỗi loại đều có cách chế biến khác nhau, dùng các thiết bị khác nhau nhưng phần lớn các loại đồ hộp đều tuân theo quy trình sản xuất cơ bản sau:

Hình 1.5 : Sơ đồ quy trình sản xuất đồ hộp

Nguyên liệu Vận chuyển Thu nhận, bảo quản Phân loại, phân cỡ

Rửa

Xử lý cơ học

Xử lý nhiệt sơ bộ Vào hộp Rót xốt Ghép mí, bài khí Thanh trùng Làm nguội Dán nhãn, bao gói Bảo quản thành phẩm

Đồ hộp hàng hoá

Thuyết minh quy trình

* Phân loại và xử lý nguyên liệu

Chất lượng nguyên liệu và chất lượng của sản phẩm cuối cùng có quan hệ mật thiết với nhau Nguyên liệu sau khi thu nhận về cần tiến hành lựa chọn và phân loại nguyên liệu Có hai cách phân loại: theo phẩm chất nguyên liệu (tốt, xấu, ươn, thối, tình trạng bệnh,…) và theo kích thước: độ lớn nhỏ theo nguyên liệu Lựa chọn là để loại trừ những nguyên liệu không đủ quy cách phẩm chất để chế biến Phân loại là

để phân chia nguyên vật liệu thành những phần có tính chất tương đồng nhau về phẩm chất và kích thước Một các lý tưởng là các nhà máy sản xuất đồ hộp là tiếp nhận nguyên liệu có chất lượng tốt và đồng đều để sau khi sản xuất xong có chất lượng không đổi

* Rửa nguyên liệu

Rửa là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất, bất cứ loại nguyên liệu nào trên

bề mặt chúng đều chứa nhiều tạp chất, dư lượng chất bảo quản và vi khuẩn Trong sản xuất người ta thường dùng nước rửa để nhằm loại trừ những tạp chất, bụi bẩn, máu nhớt, các mảnh vụn xung quanh nguyên liệu, đồng thời làm giảm một số lượng lớn vi sinh vật ở bề mặt nguyên liệu, sau khi rửa số lượng vi sinh vật có thể giảm tới vài nghìn hay vài vạn lần so với lúc chưa rửa Muốn rửa nguyên liệu tốt phải đảmt bảo yêu cầu sau: nước rửa phải sạch, thời gian rửa phải nhanh để tránh hư hỏng nguyên liệu, phải tiết kiệm nước, ít tổn thất chất dinh dưỡng, tia nước dùng có thể phun có áp suất tới 2 - 3 atm, Tiêu chuẩn nước dùng trong chế biến phải là nước dùng trong thực phẩm, không màu, không vị, đảm bảo theo quy định

* Xử lý cơ học

Quá trình này nhằm loại bỏ các phần không ăn được hoặc có giá trị dinh dưỡng kém như: vỏ, xương, vây, vẩy, nội tạng … để làm tăng giá trị cảm quan của thực phẩm đóng hộp Công đoạn này được thực hiện thủ công hoặc bằng máy móc Tất

cả các bước xử lý phải được thực hiện dưới điều kiện của quy phạm sản xuất tốt, nghĩa là những bước quan trọng của vệ sinh sản xuất phải được thực thi Kiểm soát tốt vấn đề nhiễm khuẩn từ bề mặt sản xuất, từ nội tạng hoặc từ nguyên liệu nhờ làm

vệ sinh thường xuyên hoặc giới hạn thời gian duy trì nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng

* Xử lý nhiệt sơ bộ

Xử lý nhiệt sơ bộ thường được thực hiện bằng hơi nước, nước, dầu, không khí nóng hoặc khói, hoặc sự kết hợp của các tác nhân trên Nhằm mục đích: loại bớt một phần nước của cơ thịt và ngăn cản sự thoát dịch trong suốt quá trình thanh trùng nếu không chúng có thể tích lại trong hộp; loại bớt một chất béo tự nhiên, một số chất có mùi mạnh, làm biến tính protein; làm long thịt từ khung mạng; tạo các đặc tính mong muốn về hương vị và kết cấu, cố định màu sắc; tiêu diệt vi sinh vật bất hoạt enzym; tạo lớp vỏ bao bên ngoài các sản phẩm dầu tinh bột; làm cho

cơ thịt của các loại giáp xác chắc hơn và hỗ trợ việc tách thịt; đình chỉ các quá trình sinh hoá xảy ra trong nguyên liệu, giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc ít bị biến đổi, đuổi khí có trong gian bào của nguyên liệu

* Vào hộp

Dù cho việc làm đầy hộp đựoc thực hiện thủ công hay tự động, điều quan trọng nhất là khối lượng khi xếp hộp, và nhiệt độ xếp hộp đối với các sản phẩm xếp nóng cần được theo dõi và cả hai ảnh hưởng đến mức độ truyền nhiệt đến tâm nhiệt của hộp trong quá trình thanh trùng Trong quá trình thanh trùng được thực hiện cao

hơn cao hơn giá trị tối thiểu để tiêu diệt Cl.botulinum (F0= 2,8 phút), những sự khác biệt về khối lượng hoặc nhiệt độ xếp hộp có thể không ảnh hưởng đáng kể đến sức khoẻ cộng đồng, tuy nhiên trong các quá trình có giá trị Fo xấp xỉ với giá trị an toàn

tối thiểu đối với Cl.botulinum (F0= 2,8 phút đến 3 phút), thậm chí với những sự khác biệt nhỏ về nhiệt độ xếp hộp hoặc khối lượng xếp hộp cũng có thể ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của quá trình thanh trùng Vì vậy công đoạn xếp hộp có thể là tới hạn cho độ an toàn của sản phẩm, nó bắt buộc phải được thực hiện dưới sự kiểm soát chặt chẽ

Bên cạnh nhu cầu làm đầy hộp, khoảng không của đỉnh hộp là cần thiết để giãn nở nhiệt, được gây ra do việc gia nhiệt sản phẩm từ nhiệt độ xếp hộp lên đến

nhiệt độ thanh trùng, không gây ra một sự tăng áp suất quá mức và sự hư hỏng của

mí ghép kín Các thao tác của công đoạn xếp hộp bao gồm:

- Chuẩn bị hộp: Hộp phải được kiểm tra phẩm chất và rửa sạch bằng nước lã hoặc nước nóng, khi cần thiết ta có thể rửa bằng dung dịch kiềm loãng để làm sạch tạp chất, bụi, cát … sau đó sấy khô

- Cho sản phẩm vào hộp: việc cho sản phẩm vào hộp phải đảm bảo các yêu cầu sau: đảm bảo về khối lượng tịnh, sai số cho phép của khối lượng tịnh mỗi hộp là 2 -3%

Yêu cầu bao bì phải đáp ứng các yêu cầu sau: Không gây độc cho thực phẩm,

không làm cho thực phẩm biến đổi chất lượng, không gây mùi vị, màu sắc lạ cho thực phẩm Bền đối với tác dụng của thực phẩm Chịu được nhiệt độ và áp suất cao Truyền nhiệt tốt, chắc chắn, nhẹ Dễ gia công, rẻ tiền Hình thức hấp dẫn, thích hợp với sản phẩm Sử dụng vận chuyển, bảo quản tiện lợi

* Bài khí:

Quá trình bài khí là quá trình loại khí có ở trong hộp ra ngoài trước khi ghép

mí nhằm mục đích: giảm áp suất bên trong đồ hộp khi thanh trùng: nên hộp không

bị biến dạng, bật nắp hay hư hỏng hộp Hạn chế sự oxy hoá các chất dinh dưỡng của thực phẩm: oxy của không khí còn lại trong đồ hộp làm cho các quá trình oxy hoá trong đồ hộp mạnh làm cho các sinh tố, nhất là vitamin C bị tổn thất, các chất oxy hoá làm thay đổi hương vị, màu sắc của thực phẩm trong đồ hộp Hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn hiểu khí gây hư hỏng thực phẩm: khi bài khí các vi sinh vật hiếu khí không có điều kiện phát triển, nên dù còn sống cũng không gây hư hỏng đồ hộp Hạn chế hiện tượng ăn mòn sắt tây: nếu trong hộp còn oxy thì phản ứng với hydro phá huỷ màng bảo vệ, dòng điện tiếp tục chạy và diễn ra quá trình ăn mòn Tạo độ chân không trong đồ hộp khi đã làm nguội: đồ hộp thực phẩm cần có độ chân không nhất định để khi vận chuyển, bảo quản trong các điều kiện khí hậu khác nhau Độ chân không thường là 3,22 – 5,98 104 N/m2 (250 – 450 mm Hg) trường hợp đặc biệt mới tới 8,65 – 9,05 104 N/m2

* Ghép kín:

Trọng tâm của sự thành công của toàn bộ công nghệ đóng hộp là khả năng tạo ra các bao bì kín của các nhà sản xuất đồ hộp dù cho bao bì được làm bằng kim loại, thuỷ tinh hay chất dẻo nhiều lớp hoặc chất dẻo với màng nhôm Thất bại trong công đoạn này có nghĩ là độ an toàn và độ ổn định của sản phẩm bị đe doạ Ghép kín nhằm làm cho thực phẩm cách ly hoàn toàn với môi trường không khí và vi sinh vật bên ngoài có tác dụng quan trọng đối với thời gian bảo quản thực phẩm và chất lượng của nó Vì vậy yêu cầu mí ghép phải đảm bảo như sau: nắp phải phù hợp với thân cả về hình dạng và kích thước, có đệm cao su đầy đủ không bị đứt hỏng Mối ghép phải thật kín, chắc chắn để khi thanh trùng cho dù thực phẩm và khí trong hộp

có giãn nở nhiều cũng làm hở mối ghép kín hay bật nắp ra khỏi thân hộp

* Thanh trùng:

Mục đích là tiêu diệt vi sinh vật và bất hoạt enzym bằng các tác nhân có thể

là vật lý, hoá học hoặc sinh học Trong quá trình thanh trùng người ta không cần tiêu diệt 100% các vi sinh vật có mặt trong thực phẩm mà chỉ cần giảm lượng vi sinh vật đến mức tối thiểu có thể kiểm soát được để không gây hư hỏng thực phẩm

và gây mất an toàn thực phẩm Đối tượng tiêu diệt của thanh trùng thực phẩm là những vi sinh vật gây bệnh, hư hỏng đến thực phẩm đến giới hạn kiểm soát được

* Yêu cầu: phải tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh, hư hỏng thực phẩm đến giới hạn có khả năng kiểm soát được, bất hoạt hoàn toàn enzym có khả năng gây hư hỏng thực phẩm Phải đảm bảo được chất lượng (mùi vị, trạng thái và giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm) và phải có chi phí thấp

* Các thông số của quá trình thanh trùng (nhiệt)

Có 3 thông số: nhiệt độ, thời gian, áp suất đối kháng

Các thông số này được biểu diễn công thức thanh trùng sau:

Pdk T

T T T

o

3 2

1  

- T1: Thời gian nâng nhiệt, là thời gian cần thiết để nhiệt độ của nồi thanh trùng đạt đến nhiệt độ thanh trùng (phút)

- T 2: Thời gian giữ nhiệt, là thời gian giữ cho nhiệt độ của nồi ổn định ở nhiệt độ thanh trùng (phút)

- T3: Thời gian hạ nhiệt (làm nguội) là thời gian để hạ nhiệt độ của nồi thanh trùng xuống 40 – 50 oC

- T0: Nhiệt độ thanh trùng là nhiệt độ cần thiết để tiêu diệt vi sinh vật

- Pđk: áp suất đối kháng là áp suất được bổ sung từ bên ngoài vào để kiểm soát nguy

cơ gây biến dạng hộp trong quá trình thanh trùng

Chế độ thanh trùng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Đối tượng thanh trùng: xác định chủng loại vi sinh vật cần thanh trùng dựa vào:

mức độ ảnh hưởng của nó đến sức khoẻ, khả năng kháng nhiệt của nó Trong đồ

hộp thì loại vi sinh vật được coi là nguy hiểm nhất là Cl.botulium, việc tiêu diệt loại

vi khuẩn này và nha bào của nó được coi là tiêu chuẩn của thanh trùng tối thiểu vì: đây là loại vi khuẩn chịu nhiệt nên khó tiêu diệt, có khả năng sinh nha bào, nha bào bền có thể chịu được 100 0C trong 200 – 300 phút và 125 0C trong 4 – 12 phút; sinh độc tố cực kỳ độc, độc hơn xianhidric acid hàng nghìn lần nhưng độc tố này dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ 800C trong vòng 30 phút; thuộc loại vi khuẩn yếm khí nên đồ hộp là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của nó

-Môi trường của thực phẩm: làm tăng hay giảm tính bền nhiệt của các loại vi sinh

vật có trong đó, do vậy làm thay đổi chế độ thanh trùng Các yếu tố ảnh hưởng là:

độ axit của thực phẩm càng cao làm cho tính chịu nhiệt của vi sinh vật kém đi, do

đó giảm nhẹ chế độ thanh trùng.Các phụ gia trong chế biến đồ hộp như cà chua, hành, tỏi … đều có tác dụng sát trùng vi sinh vật nên cũng giảm nhẹ được tính thanh trùng Đường và muối có thể tạo áp suất thẩm thấu đối với vi sinh vật Đường

có tác dụng bảo vệ vi sinh vật, làm chúng khó bị tiêu diệt khi nung nóng, do đó kéo dài thời gian tiêu diệt ở nhiệt độ thanh trùng nhất định Thành phần protein, lipid trong thực phẩm cản trở sự truyền nhiệt để tiêu diệt tế bào vi sinh vật Riêng đối với lipit sẽ tạo ra một lớp màng bao bọc không thấm nước có tính cách nhiệt của nó sẽ tăng lên Do đó kéo dài thời gian thanh trùng Thành phần hoá học của thực phẩm

quyết định đến độ pH trong hộp

Bảng 1.5 : Sự kháng nhiệt của vi sinh vật trong quá trình xử lý nhiệt

Sản phẩm không chua và ít chua (pH > 4,5)

- Vi khuẩn chịu nhiệt (bào tử)

- Vi khuẩn không chịu nhiệt (bào tử)

2,0 – 5,0 (1) 0,1 – 1,5 (1)

8 – 12

8 -10

Sản phẩm chua ( pH 4,0 – 4,5)

- Vi khuẩn chịu nhiệt (bào tử)

- Vi khuẩn không chịu nhiệt (bào tử)

0,01 – 0,07 (1) 0,1 – 0,5 (2)

- Tính chất vật lý của thực phẩm: có liên quan đến khả năng truyền nhiệt từ ngoài

vào tâm thực phẩm trong hộp khi thanh trùng Với thực phẩm lỏng, thời gian truyền nhiệt sẽ nhanh do thực hiện bằng phương pháp đối lưu Thực phẩm đặc thì truyền nhiệt sẽ lâu hơn do thực hiện phương pháp dẫn điện Còn đối với thực phẩm cả lỏng lẫn đặc thì phương thức truyền nhiệt vừa đối lưu vừa dẫn nhiệt Như vậy tuỳ theo loại thực phẩm đóng hộp và yêu cầu chất lượng của sản phẩm thì chọn chế đọ thanh trùng thích hợp

- Ảnh hưởng của bao bì: Vật liệu làm hộp, kích thước, hình dạng hộp cũng liên

quan đến thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp khi thanh trùng Tuỳ theo loại sản phẩm yêu cầu của khách hàng cũng như đáp ứng sự tiện lợi cho người tiêu dùng mà

ta chọn loại hộp có hình dạng, kích thước cho thích hợp Tuy nhiên cần chú ý, hộp

có diện tích tiếp xúc càng lớn thì thời gian truyền nhiệt vào tâm ngắn Đối với hộp nhỏ thì việc đun nóng sẽ nhanh, vì bề mặt trao đổi nhiệt lớn (theo tỷ lệ khối lượng thực phẩm cho vào hộp) và khoảng cách từ thành vào tâm hộp ngắn

Thời gian truyền nhiệt được thể hiện ở phương trình trơ nhiệt như sau:

tp o a h

TN

t t

t t j

to: Nhiệt độ ban đầu của thực phẩm

t‘tp: Nhiệt độ cao nhất mà thực phẩm đạt được

Cần chọn nhiệt độ, thời gian làm nguội thích hợp, nếu chênh lệch nhiệt độ thực phẩm trong hộp với nhiệt độ môi trường làm nguội quá lớn hoặc nhiệt độ biến đổi đột ngột sẽ làm cho thực phẩm cũng như vỏ hộp bị hư hỏng vật lý

* Bảo quản, dán nhãn, đóng gói

Sau khi làm nguội, đồ hộp được rửa sạch bằng nước nóng hay dung dịch xút loãng, lau sấy khô rồi chuyển đến kho thành phẩm để bảo quản

Sau khi bảo quản và kiểm tra chất lượng, đồ hộp được dán nhãn hiệu và xếp vào thùng Qua giai đoạn này đồ hộp được coi là hàng hoá hoàn chỉnh để đưa ra thị trường Việc dán nhãn có thể bằng tay hay bằng máy Khi dán nhãn đảm bảo yêu cầu: hồ dán phải đặc, đồng nhất, có độ dính cao Dán nhãn xong tiến hành đóng gói Các yêu cầu tối thiểu đối với sản phẩm đồ hộp:

- Về cảm quan: Lớp vecni còn nguyên vẹn, mặt trong của hộp sơn phải nhẵn không có vết xước và có màu đồng đều Lớp sơn không được bong tróc và không có bọt… Phải đảm bảo hình thái, hương vị, màu sắc đặc biệt của các sản phẩm theo những quy định của từng loại sản phẩm

- Giá trị dinh dưõng: đồ hộp phải đảm bảo các chất dinh dưỡng như protein, lipit, gluxit,… theo yêu cầu đặt ra cho mỗi loại sản phẩm

- Đảm bảo an toàn và vệ sinh thực phẩm: đồ hộp không bị hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật, không có các vi sinh vật gây bệnh, không vượt quá quy định

về hàm lượng kim loại nặng … Phải đảm bảo chỉ tiêu chủ yếu như độ đường, độ axit, độ muối để không gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của người tiêu dùng khi sử dụng

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của sản phẩm đồ hộp

a, Ảnh hưởng của yếu tố nguyên liệu

Nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến đến quy trình sản xuất các sản phẩm đồ hộp Sự tươi tốt của nguyên liệu phụ thuộc vào kỹ thuật đánh bắt, quá trình thu mua, vận chuyển và bảo quản nguyên liệu Chất lượng nguyên liệu và chất lượng của sản phẩm cuối cùng có quan hệ mật thiết với nhau, đóng hộp tại thời điểm nguyên liệu

có độ tươi cao nhất thì chất lượng sản phẩm là tốt nhất

Để đảm bảo rằng thực phẩm được đóng hộp tại thời điểm có độ tươi cao nhất, hầu hết các nhà máy đóng hộp đều chỉ đặt cách các vùng nguyên liệu vài dặm Từ các nhà máy đóng hộp thuỷ sản thường chỉ mất vài phút đến các bến cảng Thịt súp

và các món hầm được đóng hộp ngay nơi pha chế thịt Giảm tối đa việc vận chuyển giúp cho giá thành hạ cũng như đảm bảo rằng thực phẩm được đóng hộp khi độ tươi của chúng là cao nhất

Nguyên liệu sau khi thu nhận về cần tiến hành lựa chọn và phân loại nguyên liệu Có hai cách phân loại: theo phẩm chất nguyên liệu (tốt, xấu, ươn, thối, tình trạng bệnh,…) và theo kích thước: độ lớn nhỏ theo nguyên liệu Lựa chọn là để loại trừ những nguyên liệu không đủ quy cách phẩm chất để chế biến Phân loại là để phân chia nguyên vật liệu thành những phần có tính chất tương đồng nhau về phẩm chất và kích thước Một cách lý tưởng là các nhà máy sản xuất đồ hộp là tiếp nhận nguyên liệu có chất lượng tốt và đồng đều để sau khi sản xuất xong có chất lượng không đổi Các đối tượng nguyên liệu khác nhau thì sẽ có quy trình sản xuất khác

nhau, việc phân loại nguyên liệu nhằm mục đích tìm ra được quy trình sản xuất thích hợp và đưa ra được chế độ bảo quản tốt hơn

b, Ảnh hưởng của các chất bổ sung vào đồ hộp

Các chất phụ gia bổ sung vào sản phẩm đồ hộp mục đích là tạo cho sản phẩm không những giữ được những tính chất vốn có của thực phẩm mà còn nâng cao được chất lượng sản phẩm như tạo màu sắc, độ đông kết, mùi vị hoặc nhằm mục đích bảo quản sản phẩm

 Ảnh hưởng của các chất đồng tạo gel

Là các chất có khả năng đồng tạo gel protein, làm tăng độ liên kết gel protein, tăng độ kết dính của các thành phần trong sản phẩm đồ hộp thịt làm tăng độ dẻo dai, độ bóng mịn của sản phẩm Thuộc các nhóm này có các chất như tinh bột (được lấy từ các loại ngũ cốc), các protein như lòng trắng trứng, casein, gelatin, gluten bột mì, protein đậu tương,… Đặc biệt người ta rất chú ý đến các chất tạo gel

từ thực vật pectin, gom arabic, locusbt bean, cacboxyl metyl celluloza (CMC) Gần đây agar, alginat và carrageenan rất được ưa chuộng ví tính chất ưu việt vượt trội so với các loại chất tạo gel truyền thống Các chất này khi phối trộn với thịt, qua quá trình nghiền trộn sẽ tạo các liên kết gel thành một khối có cấu trúc bền chắc

 Ảnh hưởng cuả các chất bảo quản

Các chất phụ gia bảo quản khi bổ sung vào có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm trong điều kiện nhất định Các chất này thường là các chất chống oxy hóa, các chất bảo quản lạnh, các chất phòng thối và sát khuẩn Những chất này khi sử dụng phải tuyệt đối tuân thủ theo chỉ định về giới hạn sử dụng

c, Ảnh hưởng của yếu tố công nghệ

Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm đồ hộp thịt lợn xay đó là xử lý nguyên liệu, phối trộn phụ gia, ghép mí và thanh trùng sản phẩm

 Công đoạn xử lý nguyên liệu:

Xử lý nguyên liệu bao gồm cắt bỏ bớt mỡ, cắt bỏ huyết quản, thịt ở vú, xương vụn, tạp chất,… Đối với nguyên liệu thịt thường làm sạch khô mà không rửa

nước, tẩy hết các dấu mực, huyết tụ, những chỗ xây xát và những vết bẩn, tạp chất

dính trên thịt Phế liệu này không quá 0,7 – 1% vì các mảnh xương vụn có thể làm

tổn thương đến cơ quan tiêu hóa, giảm giá trị cảm quan sản phẩm, tủy và các vết

máu bẩn sẽ làm tăng khả năng hư hỏng sản phẩm Pha thịt, tách xương là quan

trọng nhất Pha thịt là thịt nguyên con được chia cắt làm những phần sau: phần cổ,

vai, đùi, hông, ngực, tùy theo yêu cầu của công nghệ chế biến mà chọn những phần

thịt thích hợp

 Công đoạn phối trộn gia vị:

Đây là công đoạn vừa phối trộn các chất phụ gia vừa nghiền trộn và có tính

chất quyết định sự tạo gel và mùi vị đặc trưng của sản phẩm Quá trình xay, nghiền

trộn là tác dụng vào cơ thịt một lực cơ học liên tục làm cắt đứt mạch protein, do tác

dụng của lực cơ học cùng với vai trò của hàm ẩm làm cho protein bị biến tính và

xuất hiện các liên kết tạo gel Lực cơ học đã làm cho sợi actin trượt liên tục trên sợi

miozin, tạo nội lực ma sát, cấu trúc bậc 2, 3, 4 của protein bị phá vỡ, protein duỗi

thẳng ra, xuất hiện giữa chúng các liên kết thứ cấp, hình thành nên lưới gel protein –

protein hoặc lưới gel protein với các chất đồng tạo gel khác làm cho thịt xay có độ

bền chắc Trong quá trình phối trộn phụ gia thì các phụ gia cũng đóng vai trò quan

trọng trong việc tăng khả năng vững chắc của gel

 Công đoạn bài khí - ghép mí – Thanh trùng

Trong quá trình chế biến đồ hộp công đoạn bài khí và ghép mí là công đoạn

ngăn cách hẳn sản phẩm thực phẩm với môi trường không khí và vi sinh vật ở bên

ngoài Đây là quá trình rất quan trọng ảnh hưởng đến thời gian bảo quản lâu dài của

sản phẩm Quá trình bài khí sẽ làm giảm áp suất trong hộp, nên hộp khi thanh trùng

không bị biến dạng hay hư hỏng hộp, hạn chế sự oxy hóa các chất dinh dưỡng trong

đồ hộp, giữ hương vị, màu sắc của thực phẩm trong đồ hộp không thay đổi, hạn chế

sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí còn tồn tại trong đồ hộp, không gây hư hỏng

đồ hộp, hạn chế hiện tượng ăn mòn sắt tây Thực phẩm sau khi chế biến cho vào

hộp ghép kín đã giết đi một số lượng lớn vi sinh vật bám trên thực phẩm nhưng còn

có một lượng lớn còn sống sót, vì vậy phải thanh trùng để giết nốt số vi sinh vật còn

sống sót, đặc biệt đối với các nha bào vi khuẩn như vậy đồ hộp mới bảo quản được lâu Mặt khác đối với phương pháp thanh trùng bằng nhiệt còn có tác dụng làm tăng hương vị của đồ hộp, làm nhừ kết cấu tổ chức của thực phẩm, tăng cường tỷ lệ tiêu hóa do đó nâng cao giá trị của thực phẩm

1.2.4 Các hiện tượng hư hỏng của đồ hộp

Đồ hộp hư hỏng hay mất phẩm chất là các hộp chứa thực phẩm đã biến chất

có thể làm hại đến sức khỏe con người, hoặc có các biến đổi làm giảm giá trị dinh dưỡng và giá trị hàng hóa của đồ hộp

Đồ hộp hư hỏng do rất nhiều nguyên nhân, có thể phát hiện qua hình thái bên ngoài của bao bì, nhưng cũng có khi phải kiểm tra vi sinh vật và hóa học mới xác định được Người ta phân biệt 3 loại đồ hộp bị hư hỏng: hư hỏng do vi sinh vật, hư hỏng do các hiện tượng hoá học và hư hỏng do ảnh hưởng cơ lý Tất cả các loại đồ hộp hư hỏng vỡ vi sinh vật đều không dùng để ăn, phải huỷ hay chôn sâu dưới đất

Đồ hộp bị hư hỏng do hiện tượng hoá học nếu là tích tụ nhiều kim loại nặng thỡ khụng dựng để ăn, nếu do biến đổi về hương vị, màu sắc thì có thể sử dụng được Các loại đồ hộp hư hỏng do các hiện tượng vật lý thì tuy không còn giá trị hàng hóa song phẩm chất thực phẩm không giảm có thể sử dụng để ăn hoặc đem chế biến lại hoặc có thể dùng để chế biến các sản phẩm khác

và gây ra những mùi khó chịu Đồ hộp hư hỏng do vi sinh vật do một số nguyên nhân sau:

a Thanh trùng không đúng chế độ:

Trong công đoạn thanh trùng, người ta thực hiện ở nhiệt độ và thời gian chưa

đủ yêu cầu Mỗi loại đồ hộp khi đưa vào sản xuất đều được nghiên cứu sử dụng một chế độ thanh trùng thích hợp, nhưng trong trường hợp điều kiện vệ sinh kém, mức

độ nhiễm trùng trong sản phẩm chế biến và trong dây chuyền sản xuất cao, nếu không thay đổi chế độ thanh trùng thì coi như thanh trùng không đủ chế độ Vì vậy, giữ vệ sinh cao trong sản xuất đồ hộp là một yêu cầu quan trọng hàng đầu Việc thanh trùng không đúng chế độ cũng có thể là do thiếu sót của công nhân vận hành

b Phương pháp làm nguội không thích hợp:

Các nha bào của vi sinh vật ưa nóng còn lại phát triển mạnh trong khoảng nhiệt độ 48,9 ÷ 71,1oC, nên nếu làm nguội chậm thì chúng có điều kiện phát triển,

do đó cần làm nguội nhanh xuống dưới 45oC, làm nguội nhanh còn có tác dụng không làm cho sản phẩm bị mềm nhũn do qúa nhiệt

c Mối ghép bị hở:

Cơ cấu ghép mí làm việc không đúng quy tắc, hoặc do mối hàn dọc bị hở, do

áp suất dư quá cao khi thanh trùng sẽ là nguyên nhân làm cho mối ghép bị hở Khi

bị hở, nước làm nguội là nguồn nhiễm vi sinh vật chủ yếu, còn không khí chỉ là nguồn phụ Trong hộp hở ít thấy nấm mốc, còn nấm men chỉ thấy khi hộp hở nhiều,

mà thường gặp là cầu khuẩn, vi khuẩn có nha bào hay không nha bào Ở đồ hộp acid cao thì một phần lớn vi sinh vật xâm nhập vào đó bị tiêu diệt ngay Hầu hết đồ hộp hư hỏng do bị hở có nước chảy rỉ ra, một số ít bị phồng là do khe hở đó bị sản phẩm bịt kín nên chất khí do vi sinh vật tạo ra không thoát khỏi hộp được

d Vi sinh vật phát triển nhiều trước khi thanh trùng:

Nếu không thực hiện đúng quy trình công nghệ, chế độ vệ sinh thì sản phẩm chế biến bị nhiễm trùng nhiều Mặt khác, nếu sau khi ghép kín đồ hộp phải chờ đem

đi thanh trùng quá lâu, ở nhiệt độ nóng không cao, các vi sinh vật đó phát triển làm hỏng đồ hộp trước khi thanh trùng

e Bảo quản ở nhiệt độ cao:

Đa số vi sinh vật phát triển ở xung quanh nhiệt độ 37oC, loại ưa ấm lại phát triển mạnh ở nhiệt độ 23 ÷ 38oC Vì vậy, nhiệt độ bảo quản thường dưới 20oC, nếu

nhiệt độ trong kho bảo quản lớn hơn 21oC, đặc biệt từ 30oC trở lên sẽ kích thích sự phát triển của vi sinh vật còn sống sút sau thanh trùng gây hư hỏng đồ hộp

* Đồ hộp hư hỏng do hiện tượng hoá học:

Đồ hộp bị hư hỏng là do sự ăn mòn hóa học cùng với sự bong tróc lớp

vec-ni Hiện tượng ăn mòn hóa học trong môi trường thực phẩm có tính acid sẽ tạo ra khí H2 hay trong thực phẩm giàu protein có acid amin chứa lưu huỳnh sẽ sinh H2S gây ra sự ăn mòn bởi H2S tạo khí H2 có thể làm phồng hộp Kết quả của sự ăn mòn hóa học là kim loại nhiễm vào sản phẩm, giảm gía trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan

và làm hỏng đồ hộp

Hiện tượng ăn mòn lớp mạ của bao bì hộp sắt sinh ra khí hydro có thể làm cho hộp bị phồng Hiện tượng phồng đó tuy không mạnh bằng phồng do vi sinh vật, nhưng biểu hiện kim loại đó nhiễm khá nhiều vào sản phẩm Sử dụng sắt có chất lượng tốt, sơn vecni, bài khí và bảo quản tốt sẽ hạn chế được hiện tượng này

Các phản ứng hóa học giữa các thành phần của thực phẩm, giữa thực phẩm với bao bì kim loại tạo thành các chất làm giảm phẩm chất của đồ hộp về giá trị dinh dưỡng và cảm quan, có trường hợp làm cho đồ hộp bị hư hỏng

* Đồ hộp hư hỏng do tác dụng cơ lý:

Trong các giai đoạn ghép mí, thanh trùng, bảo quản và vận chuyển, đồ hộp

có thể bị hư hỏng do phồng lý, bẹp, méo và gỉ Đồ hộp có thể bị phồng do xếp sản phẩm nguội và quá đầy, do bài khí không đầy đủ, do chuyên chở từ xứ lạnh sang xứ nóng, từ vùng thấp lên vùng cao Đồ hộp biến dạng bẹp, méo, gỉ do thực hiện không đúng các thao tác kỹ thuật trong chế biến (ghép mí, thanh trùng), vận chuyển, bảo quản hay sử dụng nguyên vật liệu không hợp quy cách (bao bì quá mỏng, vật liệu

ẩm ướt…) Đồ hộp hư hỏng do tác dụng cơ lý chỉ mất giá trị về mặt thương phẩm,

mà không mất giá trị dinh dưỡng nên có thể chế biến lại hay dùng để chế biến các sản phẩm khác

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2 1 Nguyên liệu

2.1.1 Carrageenan

Đối tượng nghiên cứu là 2 loại carrageenan tinh chế và bán tinh chế được

tách chiết từ rong sụn Kappaphycus alvarezii theo 2 quy trình công nghệ khác nhau

và được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ chế biến Trường đại

học Nha Trang

Tên Việt Nam: Rong sụn

Tên thương mại: Cottonii

Hình 2.1: Rong sụn Kappaphycus alvarezii

Hình 2.2: Bột carrageenan tinh chế và carrgeenan bán tinh chế

2.1.2 Thịt lợn

Nguyên liệu phải chọn con lợn béo tốt, khỏe mạnh Thịt lợn dùng để sản xuất đồ hộp thịt xay là thịt đùi và thịt thân Phải loại bỏ phần thịt có đọng máu đen, huyết quản, thịt ở vú, xương vụn, tạp chất,… Thịt lợn phải tươi ngon, đảm bảo yêu cầu chất lượng và vệ sinh

2.1.3 Hộp sắt tây

Do đặc điểm của sản phẩm là đồ hộp thịt gia súc nên tôi dùng bao bì là hộp sắt tây Yêu cầu của hộp là nguyên vẹn, không bị biến dạng, trầy xước, han gỉ, nứt hỏng Lớp vecni còn nguyên vẹn, mặt trong của hộp sơn phải nhẵn không có vết xước và có màu đồng đều Lớp sơn không được bong tróc và không có bọt… Hộp phải đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn TCVN 166 – 64

2.1.4 Các chất phụ gia

* Bột mì

Tinh bột là chất phụ gia quan trọng dựng trong công nghệ chế biến thực phẩm vì tinh bột có khả năng tạo gel, tạo độ đặc, độ cứng, độ đàn hồi cho thực phẩm ngoài ra tinh bột cũng tạo ra các tính chất lưu biến cho các sản phẩm thực phẩm: độ dai, độ trong, độ dẻo… Tinh bột sử dụng có màu trắng, mịn, không mối mọt, không có vị chua, không có tạp chất như cát, sạn Bột mì mua ở công ty Cái Lân, các chỉ tiêu đánh giá theo TCVN 4359 – 86

* Gelatin

Gelatin được sử dụng trong công nghệ sản xuất đồ hộp thịt làm tác nhân keo húa, nâng cao độ nhớt của sản phẩm và có tác dụng làm bền thể gel đàn hồi của chúng do gelatin có tính keo khi hòa tan bằng nước nóng Tuy nhiên nếu tỷ lệ gelatin quá cao sẽ làm cho màu sắc của đồ hộp xấu đi và khi hấp chín sản phẩm trở nên khô cứng

* Đường

Đường được sử dụng trong sản xuất sản phẩm đồ hộp là đường tinh luyện (RE): TCVN 5603:1998 Đường có tác dụng giữ nước cho thực phẩm, tăng giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm, tạo cho thực phẩm có vị ngọt dịu, tác dụng với axit

amin trong qúa trình chế biến tạo phản ứng melanoidin, quinonamin làm cho sản phẩm có màu đẹp, mùi thơm khi gia nhiệt

Công thức cấu tạo: HOOC - CH2 - CH2 - CHNH2 - COONa.H2

Natriglutamat tồn tại dưới dạng tinh thể trắng, có vị ngọt của thịt, hơi mặn,

có khả năng hòa tan trong nước Điểm điều vị của nó là 0,03%, ở pH = 5 ÷ 6,5 thể hiện độ vị rõ nhất Các chỉ tỉêu đánh giá chất lượng theo TCVN 1459 – 74

*Tiêu

Tên khoa học là: pipemigrum L Thuộc họ hồ tiêu piperaceae

Tiêu có tác dụng tạo vị thơm cay cho thực phẩm Trong tiêu có 1,5 ÷ 2% tinh dầu, 5 ÷ 9% piperin và 2,2 ÷ 6% chanxi Piperin và chanxi là 2 ankaloit có vị cay hắc làm cho tiêu có vị cay Trong tiêu cũng có 8% chất béo, 36% tinh bột và 4,5% tro Thường dùng tiêu đó rang chớn, thơm cay Các chỉ tiêu đánh giá theo TCVN

3973 – 84

* Hành

Tên khoa học là Allium fislulosum L, thuộc họ hành tỏi Liliaceae Trong

100g hành tươi chứa 60mg Vitamin C, 6mg Carotenoit (tiền Vitamin A) Ngoài ra trong hành cũng có các muối của Ca, Na, K và đặc biệt là tinh dầu và Phitoxit Hành vừa có tác dụng tạo mùi thơm cho sản phẩm vừa có tác dụng bảo quản

* Tỏi

Tỏi tên khoa học là Allilum Sativum L thuộc họ hành tỏi Liliaceae Trong tỏi chứa iod, tinh dầu, thành phần chính của tỏi là chất kháng sinh alixin, đây là một hợp chất sunfua có tác dụng diệt khuẩn mạnh, có tác dụng kháng khuẩn có hiệu quả ngay ở nồng độ loãng Có thể dùng tỏi khô hoặc tươi để chế biến

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

2.2.1.1 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của carrageenan

a, Bố trí thí nghiệm nghiên cứu biến đổi cường độ tạo gel của carrageenan theo nồng độ

Tiến hành nghiên cứu song song sự biến đổi cường độ gel của hai mẫu carrageenan tinh chế và bán tinh chế theo nồng độ từ 0,5 đến 3% Mục tiêu của thí nghiệm là xác định biến đổi cường độ gel của carrageenan theo nồng độ để phối chế vào sản phẩm đồ hộp phù hợp và hiệu quả kinh tế, và so sánh biến đổi của cường độ gel của carrageenan tinh chế và bán tinh chế

a, Bố trí thí nghiệm nghiên cứu biến đổi cường độ tạo gel của carrageenan theo nồng độ

0,5 % 1 % 1,5 % 2 % 2,5 % 3 % 0,5 % 1 % 1,5 % 2 % 2,5 % 3 %

Giải thích sơ đồ:

Bột carrageenan tinh chế và bán tinh chế được xay nhỏ và hoà tan vào nước cất theo nồng độ từ 0,5% đến 3,5% Đun sôi cách thủy 30 phút cho carrageenan tan hoàn toàn rồi đổ ra khuôn, để nguội ở 200C trong 6h, tiến hành đo cường độ gel của carrageenan bằng thiết bị đo cường độ gel So sánh đánh giá sự biến đổi cường độ gel của carrageenan theo nồng độ

Carrageenan tinhchế Carageenan bán tinh chế

Đun cách thuỷ, hoà tan Đun cách thuỷ, hoà tan

Phân tích đo cường độ gel ở 200C

b Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của một số muối kim loại đến cường

độ tạo gel của carrageenan

Tiến hành đo cường độ gel của carrageenan ở nồng độ 1,5% trong dung dịch

có ion kim loại K+, Ca++, Na+ ở các nồng độ 0,5% đến 2,5% (%) Mục tiêu của thí nghiệm là xác định sự ảnh hưởng của các ion kim loại đến cường độ tạo gel của carrageenan và so sánh mức độ ảnh hưởng của các ion kim loại đến cường độ tạo gel của carrageenan

0,5 % 1 % 1,5 % 2 % 2,5 % 0,5 % 1 % 1,5 % 2 % 2,5 % 0,5 % 1 % 1,5 % 2 % 2,5 %

Giải thích sơ đồ:

Bột carrageenan tinh chế và bán tinh chế được xay nhỏ và hoà tan vào dung dịch KCl, NaCl, CaCl có nồng độ từ 0,5 đến 2,5 % theo nồng độ 1,5% sau đó đun sôi cách thủy 30 phút cho carrageenan tan hoàn toàn rồi đổ ra khuôn, để nguội ở

200C trong 6h, tiến hành đo cường độ gel của carrageenan bằng thiết bị đo cường độ gel So sánh đánh giá sự biến đổi cường độ gel của carrageenan trong các dung dịch

có ion kim loại K+, Ca++, Na+.

Carrageenan tinh chế 1,5 % Carageenan bán tinh chế 1,5 %

Đun cách thuỷ, hoà tan

Phân tích đo cường độ gel ở 200C Đánh giá, so sánh, nhận xét