Nghiên cứu ứng dụng chitozan để cải thiện chất lượng và giảm hao hụt khối lượng cho sản phẩm cá đổng cờ fillet đông lạnh trong quá trình cấp đông và trữ đông

Do có những tác dụng rất tốt như: Chống lại hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm, thuỷ sản, cải thiện chất lượng của sản phẩm, tiêu diệt một số vi sinh vật có

ỤC LỤC

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜ NG ĐẠI HỌC NHA TRANG

*****

NGUYỄN ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHITOZAN ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG VÀ GIẢM HAO HỤT KHỐI LƯỢNG CHO SẢN PHẨM CÁ ĐỔNG CỜ F ILLET ĐÔNG LẠNH TRONG

QUÁ TRÌNH CẤP ĐÔNG VÀ TRỮ ĐÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch

Mã số: 60.54.10

Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Khẩn

Nha trang, tháng 11 - 2008

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan về bản luận văn của mình như sau:

- Bản luận văn này hoàn toàn không trùng lặp, chưa có tác giả nào công bố

- Đây là công sức của quá trình nghiên cứu của bản thân

- Những ý kiến đóng góp tại Hội đồng bảo vệ đề cương đã được tiếp thu, sửa chữa và bổ sung vào luận văn đầy đủ

Nha Trang tháng 11 năm 2008 Nguyễn Anh Tuấn

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, trước hết tôi xin gử tới Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang ; Ban chủ nhiệm khoa chế biến; Phòng đào tạo Đại học và Sau Đại học; các phòng, đơn vị liên quan; các thầy cô giáo sự kính trọng, sự tự hào được học tập và nghiên cứu tại trường trong những năm qua

Xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới TS Lê Văn Khẩn đã hết lòng chỉ bảo tận

tình trong quá trình định hướng, thực hiện đề tài cũng như viết luận văn

Xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp đ ã góp ý kiến, động viên và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn Khoa Công nghệ Thuỷ Sản Trường Cao đẳng nghề Thuỷ sản Miền Bắc, Viện nghiên cứu Hải Sản, chi nhánh Nafiquaved- Hải Phòng , Công ty chế biến thuỷ sản Seasafico - Hải Phòng đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm

Do những hạn chế về kiến thức của bản thân và điều kiện khách quan nên luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của các Thầy, Cô và đồng nghiệp để luận văn này được hoàn thiện hơn

MỤC LỤC

Trang

Mở đầu .1

Chương 1- TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan về nguyên liệu cá… 4

1.2 Tổng quan về chitozan …… .12

1.2.1 Sự tồn tại của chitin- chitozan trong tự nhiên .12

1.2.2.Cấu trúc và tính chất của chitozan 13

1.2.3 Ứng dụng của chitozan .14

1.3.Tổng quan về công nghệ cấp đông, trữ đông và tan giá .15

1.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến hao hụt khối lượng và chất lượng .24

cá đổng cờ trong cấp đông và trữ đông 1.4.1.Nước và ảnh hưởng của nước đến hiện tượng giảm khối lượng .24

và chất lượng của cá đông lạnh 1.4.2 Một số quá trình ảnh hưởng đến biến đổi khối lượng và chất 26

lượng trong quá trình chế biến

1.5 Những nghiên cứu trong và ngoài nước về hao hụt khối lượng và .28

chất lượng của cá trong cấp đông và trữ đông 1.5.1.Những nghiên cứu ở Việt Nam 28

1.5.2.Những nghiên cứu trên thế giới 30

Chương 2- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .32

2.1 Đối tượng nghiên cứu 32

2.1.1.Cá đổng cờ ( cá lượng vây đuôi dài ) 32

2.1.2 Chitozan 33

2.2 Phương pháp nghiên cứu 34

Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .42

3.1 Nghiên cứu biến đổi khối lượng và chất lượng cảm quan của cá 42

đổng cờ fillet khi ngâm chitozan có DD là 80%

3.1.1 Kết quả biến đổi khối lượng 42

3.1.2 Kết quả biến đổi chất lượng cảm quan .43

3.2 Nghiên cứu biến đổi khối lượng và chất lượng cảm quan của .44

cá đổng cờ fillet khi ngâm chitozan có DD là 95%

3.2.1 Kết qủa biến đổi khối lượng …… 44

3.2.2 Kết quả biến đổi chất lượng cảm quan 45

3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình cấp đông đến biến đổi khối 47

lượng cá đổng cờ fillet

3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chitozan dùng mạ băng đến biến 48 đổi khối lượng và chất lượng cảm quan của cá đổng cờ fillet trong TĐ 3.4.1.Biến đổi khối lượng 48

3.4.2 Biến đổi chất lượng cảm quan 49

3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian trữ đông đến biến đổi khối 51

lượng và chất lượng cá đổng cờ fillet ở chế độ xử lý chitozan tốt nhất 3.5.1 Biến đổi khối lượng .51

3.5.2 Biến đổi chất lượng cảm quan 53

3.5.3 Biến đổi hàm lượng đạm NH3 54

3.5.4 Biến đổi chỉ số peroxyt .56

3.5.5.Biến đổi số lượng vi sinh vật 57

3.6 So sánh biến đổi khối lượng và chất lượng của cá đổng cờ fillet 59

trong quá trình trữ đông khi xử lý chitozan và không xử lý chitozan

3.6.1 So sánh biến đổi khối lượng .59

3.6.2 So sánh biến đổi chất lượng cảm quan 60

3.6.3 So sánh biến đổi hàm lượng đạm NH3 .61

3.6.4 So sánh biến đổi chỉ số peroxyt .62

3.6.5 So sánh biến đổi vi sinh vật 63

3.7 Đề xuất qui trình áp dụng 64

3.7.1 Qui trình sản xuất cá đổng cờ fillet đông lạnh 64

3.7.2 Hướng dẫn thực hiện qui trình .65

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 66

1 Kết luận 66

2 Đề xuất ý kiến 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC B ẢNG TRONG LUẬN VĂN

4 1.4 Thành phần hóa học và khả năng sinh nhiệt của một số

loài cá

6

6 1.6 Hàm lượng vitamin trong phần ăn được của thịt cá 8

7 1.7 Một số thành phần chất khoáng trong cơ của cá 8

10 3.35 Kết quả phân tích E.coli và salmonella của cá đông lạnh

khi xử lý chitozan

59

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ TRONG LUẬN VĂN

1 2.1 Sơ đồ qui trình cơ sở để nghiên cứu để tìm chế độ ngâm

3 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò thời gian ngâm chitozan 38

4 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu nồng độ chitozan dùng

mạ băng

39

5 2.5 Sơ đồ qui trình thí nghiệm ảnh hưởng của chitozan đến

biến đổi của cá đổng cờ fillet trong cấp đông và trữ đông ( Theo chế độ xử lý chitozan tốt nhất)

40

6 2.6 Sơ đồ qui trình sản xuất cá đổng cờ fillet đông lạnh 64

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TRONG LUẬN VĂN

3 3.1 Đồ thị biểu diễn sự tăng khối lượng cá đổng cờ fillet theo thời gian

ngâm chitozan với DD là 80%

42

4 3.2 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi CLCQ của cá đổng cờ fillet theo thời

gian ngâm chitozan với DD là 80%

43

5 3.3 Đồ thị biểu diễn sự tăng khối lượng cá đổng cờ fillet theo thời gian

ngâm chitozan với DD là 95%

45

6 3.4 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi CLCQ của cá đổng cờ fillet theo thời

gian ngâm chitozan với DD là 95%

46

7 3.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chitozan ( DD = 80%) khi

mạ băng đến HHKL khi trữ đông

48

3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chitozan ( DD = 95%) khi

mạ băng đến HHKL khi trữ đông

49

8 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chitozan ( DD = 80%) khi

mạ băng đến CLCQ khi trữ đông

49

3.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chitozan ( DD = 95%) khi

mạ băng đến CLCQ khi trữ đông

50

9 3.9 Đồ thị biểu diễn biến đổi khối lượng của cá fillet theo thời gian trữ

đông ở chế độ xử lý tốt nhất với chitozan có DD=80%

51

10 3.10 Đồ thị biểu diễn biến đổi khối lượng của cá fillet theo thời gian trữ

đông ở chế độ xử lý tốt nhất với chitozan có DD=95%

14 3.14 Đồ thị biểu diễn biến đổi hàm lượng đạm NH3 theo thời gian TĐ ở

MỞ ĐẦU

1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Việt Nam là một nước có điều kiện tự nhiên thuận lợi với hơn 2000 km bờ biển rất tốt cho việc khai thác, nuôi trồng và chế biến thuỷ sản phục vụ đời sống trong nước và chế biến xuất khẩu Nguồn lợi thuỷ sản ở biển Việt Nam rất đa dạng

về giống loài cũng như sản lượng rất lớn Theo dự tính sơ bộ biển Việt Nam có khoảng 2000 loài cá và đến nay đã xác định được trên 800 loài trong đó 40 loài có giá trị kinh tế lớn Theo những số liệu điều tra hiện tại cho thấy Tổng trữ lượng cá đáy ở vùng biển Việt Nam khoảng 1,7 triệu tấn, tổng sản lượng cá tăng trên khoảng 1,2 – 1,3 triệu tấn Kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam đứng ở vị trí 11 thế giới, chiếm 2,7 % tổng giá trị xuất khẩu thuỷ sản của thế giới, chiếm 16,8% tổng giá trị xuất khẩu của ASEAN và đứng thứ ba khu vực Đông Nam Á Trong cơ cấu mặt hàng thuỷ sản xuất khẩu thì cá đông lạnh chiếm từ 5- 7% tổng giá trị xuất khẩu của toàn ngành.[9]

Năm 2007 tổng giá trị xuất khẩu thuỷ sản đạt 3,763 tỷ USD Với tỷ lệ hao hụt khối lượng trong cấp đông, trữ đông từ 5 – 10 % như vậy lâu nay hàng triệu tấn sản phẩm thuỷ sản đông lạnh tổn thất chung lên đến hàng trăm ngàn tấn Giảm bớt một phần tổn thất trên cũng mang lại lợi ích đáng kể Vấn đề làm sao hạn chế được những hao hụt kể trên trong khi hiện tượng hao hụt khối lượng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau Do vậy cần nghiên cứu từ khâu nguyên liệu, bảo quản nguyên liệu cho đến công nghệ chế biến, cấp đông và trữ đông

Cá là loại thuỷ sản có giá trị dinh dưỡng cao và được ưu thích rất quen thuộc đối với người Việt Nam cũng như các nước trên thế giới Ở Việt Nam cá được chế biến ở các dạng như sau: Đông lạnh, cá khô, đồ hộp Trong đó cá cấp đông được chế biến nhiều và tiêu thu với số lượng lớn Đặc biệt các đối với các nước nhập khẩu các mặt hàng: cá nguyên con, cá fillet, cá cắt khúc

Trong những năm gần đây, lượng cá tiêu thụ trong nước và xuất khẩu ngày càng tăng, đặc biệt xuất khẩu sang các nước Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản

Việc chế biến các mặt hàng đông lạnh như: nguyên con, fillet, cắt khúc

thường được chế biến theo phương pháp truyền thống, dẫn tới chất lượng sản phẩm chưa cao, tỷ lệ hao hụt khối lượng lớn làm giảm giá trị kinh tế, giá trị sử dụng và ảnh hưởng tới xuất khẩu

Cá đổng cờ còn gọi là cá lượng vây đuôi dài, là loại cá phổ biến và được chế biến ở dạng fillet hoặc nguyên con Sản phẩm này được thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc rất ưa chuộng

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới vào quá trình chế biến để tạo ra sản phẩm cá fillet cấp đông là yêu cầu cấp thiết

Do vậy nghiên cứu ứng dụng Chitozan vào quá trình chế biến sản phẩm cá fillet đông lạnh là phù hợp với thực tiễn hiện nay

Do có những tác dụng rất tốt như: Chống lại hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm, thuỷ sản, cải thiện chất lượng của sản phẩm,

tiêu diệt một số vi sinh vật có hại như E.coli, salmonella

Nên việc nghiên cứu ứng dụng chitozan mở ra một triển vọng trong lĩnh vực bảo quản thuỷ sản và nông sản thực phẩm

Vì vậy xuất phát từ ý nghĩa và yêu cầu thực tiễn tôi đã tiến hành nghiên cứu

đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng Chitozan để cải thiện chất lượng và giảm hao hụt khối lượng cho sản phẩm cá Đổng cờ fillet đông lạnh trong quá trình cấp đông

và trữ đông ” nhằm cải thiện chất lượng, giảm hao hụt khối lượng, từ đó tăng giá

trị sử dụng và giá trị xuất khẩu

2 MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

lượng cá đổng cờ fillet cóxử lý chitozan và không xử lý chitozan

- So sánh sự HHKL và các chỉ tiêu chất lượng như: Chất lượng cảm quan, Hàm lượng đạm NH3, chỉ số peroxyt, và vi sinh vật tổng số hiếu khí và vi sinh vật gây

bệnh như: E.coli, Salmonella khi xử lý chitozan và không xử lý chitozan

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

* Ý nghĩa khoa học:

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng của Chitozan trong quá trình chế biến sản phẩm cá đổng cờ fillet đông lạnh, từ đó tìm ra các thông số tối ưu Khẳng định tính ưu việt của chitozan trong quá trình cấp đông và trữ đông cá đổng

cờ fillet so với phương pháp thường không dùng chitozan

Việc ứng dụng Chitozan vào quá trình chế biến cá đổng cờ nhằm cải thiện chất lượng cảm quan, giảm sự hao hụt khối lượng từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành chế biến thuỷ sản nước ta

* Ý nghĩa thực tiễn:

- Giảm HHKL và nâng cao hiệu quả kinh tế đồng thời nâng cao chất lượng cảm

quan từ đó làm tăng giá trị sản phẩm

- Dần dần thay thế phương pháp chế biến cá fillet đông lạnh truyền thống bằng cách ứng dụng chitozan Giải quyết được lượng phế liệu thuỷ sản dư thừa ( nhóm động vật giáp xác ) từ các xí nghiệp chế biến thuỷ sản, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường Đồng thời làm tăng giá trị kinh tế của phế liệu thuỷ sản

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU CÁ

Cá là động vật có xương sống chiếm số lượng lớn, với ít nhất 20.000 loài cá

đã biết và hơn một nửa số đó (58 %) sống trong môi trường nước mặn Chúng

thường sống nhiều nhất tại các thềm lục địa ở những vùng nước ấm và ôn đới ( khoảng 8.000 loài ) Trong các vùng nước địa cực giá lạnh có khoảng 1.100 loài Ở những vùng không chịu ảnh hưởng của đất liền chỉ có 225 loài Ở những vùng biển khơi không chịu ảnh hưởng của đất liền chỉ có 225 loài Điều đáng ngạc nhiên là tại vùng biển sâu trung bình số loài cá tăng lên, có khoảng 1.000 loài [20]

Cá biển Việt Nam thuộc hệ cá nhiệt đới, những loài sống ở đáy và gần đáy của biển Việt Nam được chia thành hai nhóm: nhóm phân bố gần bờ và nhóm phân

bố xa bờ Nhóm cá tâng đáy phân bố vùng gần bờ bao gồm: cá Hồng, cá Phèn, Cá lượng, cá Sạo, cá Mối, cá Trác, nhóm này có số lượng về loài nhiều hơn nhóm cá tầng đáy sống biển khơi

Nhóm cá tầng đáy phân bố ở bờ biển sâu gồm những loài cá không có ý nghĩa kinh tế như cá Chào Mào, cá Đèn lồng,

Đối với cá lượng có nhiều loại bao gồm: cá lượng vây đuôi dài ( cá đổng cờ ), cá lượng Nhật Bản, cá lượng sâu, cá lượng vây đuôi ngắn, cá lượng sáu răng, cá lượng vạch xám, cá lượng vằn, cá lượng chấm đỏ, cá lượng vây lưng dài Mùa vụ khai thác cá đổng cờ quanh năm nhưng sản lượng cao vào các tháng 4, 5, 6

Khi nghiên cứu về cấu trúc thịt cá nhận thấy, cấu trúc gần giống cấu trúc của các động vật khác, gồm có các mô cơ bản như mô cơ, mô liên kết, mô mỡ và mô xương Cắn cứ vào chức năng cấu tạo và vị trí của các loại cơ ta phân ra 3 nhóm cơ là: cơ vân ngang hoặc còn gọi là cơ xương đảm bảo mọi cử động tùy ý; cơ trơn là những cơ của các cơ quan bên trong và cơ tim cấu tạo nên tổ chức cơ tim Trong đó

cơ vân ngang cấu tạo nên các cơ thịt của động vật và là phần có giá trị thực phẩm cao nhất, còn cơ trơn và cơ tim chiếm tỷ lệ rất bé Tổ chức cơ vân ngang gồm có 3 phần: sợi cơ, màng sợi cơ và màng ngăn Trong sợi cơ có tơ cơ, tương cơ và nhân

Các tế bào cơ phát triển theo chiều dọc giữa hai vách mô liên kết và chạy song song theo trục của thân cá Miếng fillet cá chính là khối cơ ở mỗi bên thân cá, trong đó phần trên là cơ lưng và phần dưới là cơ bụng Miếng fillet không đồng nhất

vì chiều dài của các tế bào cơ thay đổi từ phần đầu đến phần đuôi và đường kính của tế bào cơ cũng thay đổi và thường lớn nhất ở vùng bụng của phần fillet

Các mô liên kết chạy chéo từ da tới xương sống Cấu tạo mô cơ của cá gồm các cơ vân Mỗi đơn vị chức năng, tức tế bào cơ gồm có tương cơ chứa nhân, các hạt glycogen, các ty thể, vv và một lượng sợi cơ Tế bào được bao bọc bởi lớp vỏ

mô liên kết gọi là các màng bao cơ Những sợi cơ chứa các protein co rút là actin và myozin

Nghiên cứu thành phần khối lượng của cá để tính toán định mức là cơ sở cho thiết kế công nghệ cũng như biết rõ giá trị kinh tế của cá so với các loài thủy sản khác

Cũng như nhiều loại động vật thuỷ sản khác, thành phần khối lượng của cá biến đổi biến động trong khoảng nhất định và nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài, độ tuổi, giống, môi trường và mùa vụ

Tỷ lệ thành phần khối lượng của cá biến động trong khoảng giới hạn sau: Bảng 1.1: Thành phần khối lượng của cá[20]

Bộ phận Thịt fillet Dầu cá Xương cá Vây, vảy Nội tạng

Tỷ lệ ( %) 41 ÷ 57,9 11,2÷ 34,3 7,19÷ 18,2 0,81÷9,65 2,95÷11,4

Tỷ lệ thành phần khối lượng của cá phụ thuộc vào môi trường, mùa vụ, giống, loài, tuổi

Tỷ lệ thành phần khối lượng của cá đổng cờ ( cá lượng vây đuôi dài ) :

Bảng 1.2: Thành phần khối lượng của cá đổng cờ [20]

Bộ phận Thịt fillet Dầu cá Xương cá Vây, vảy Nội tạng

Thành phần hoá học của cá:

Bảng 1.3 Thành phần hoá học cơ bản của cá[20]

Cá ( fillet) Thành phần

Tối thiểu Khoảng biến đổi thông

(%)

Mỡ (%)

Nước (%)

Tro (%) 100g thit

Những nghiên cứu về lipid của cá cho thấy lipid của cá khác với lipid của động vật có vú, lipid của cá có tới 40 % acid béo mạch dài và mức độ không no cao Trong dinh dưỡng cho người, các acid béo như acid linoleic và linolenic được coi là quan trọng vì cơ thể không thể tổng hợp được Trong cá biển các acid này chỉ chiếm khoảng 2% lipid tổng số Tuy nhiên trong dầu cá chứa nhiều loại acid béo không no khác như: acid linoleic và arachidonic và có ích đối với hệ thần kinh của trẻ đang lớn Khi nghiên cứu về thành phần acid amin trong cá người ta thấy giống như protein của sữa, trứng và thịt của động vật có vú, protein trong cá có tất cả các acid amin chủ yếu và có giá trị sinh học cao và acid amin trong cá rất phong phú Tỷ lệ

phần trăm các loại acid amin phụ thuộc vào từng loài cá

Bảng 1.5 Các acid amin chủ yếu trong cá[20]

Giá trị trung bình của hàm lượng vitamin trong phần ăn được của thịt cá được thể hiện ở bảng 1.6

Bảng 1.6 Hàm lượng vitamin trong phần ăn được của thịt cá [20]

Vitamin Đơn vị Hàm lượng trung bình Phạm vi biến động

Vitamin tan trong dầu

Bảng 1.7: Một số thành phần chất khoáng trong cơ của cá [ 8]

Nguyên tố Giá trị trung bình (mg/100g) Khoảng giá trị (mg/100g)

Trong quá trình bảo quản, những biến đổi cảm quan đầu tiên của cá liên quan đến biểu hiện bên ngoài và kết cấu Biến đổi nghiêm trọng nhất của cá sau khi chết

là cơ thịt cá duỗi hoàn toàn và kết cấu mềm mại, đàn hồi thường kéo dài vài giờ, sau

đó cơ sẽ co lại Khi cơ trở lên cứng đờ và toàn bộ cơ thể cá khó uốn cong là lúc cá đang ở trạng thái cứng cơ Trạng thái này kéo dài trong một ngày hoặc hơn, sau đó

sẽ kết thúc Khi hết cứng, cơ sẽ duỗi ra và trở nên mềm mài nhưng không còn đàn hồi như trước khi cứng cơ Ý nghĩa về mặt công nghệ của hiện tượng cứng cơ rất quan trọng khi cá được fillet vào thời điểm trước hoặc trong khi cứng cơ Nếu fillet vào lúc cứng cơ, do cơ thể cá hoàn toàn cứng đờ nên năng suất fillet rất thấp và việc thao tác mạnh có thể gây rạn nứt các miếng fillet Nếu fillet cá trước khi cứng cơ thì

cơ có thể co lại một cách tự do Nếu luộc cá trước khi cứng cơ thì kết cấu thịt sẽ rất mềm và nhão Ngược lại nếu luộc cá khi cứng cơ thì cơ thịt dai nhưng không khô, còn nếu luộc cá sau khi cứng cơ thì cơ thịt cá trở nên săn chắc, mọng và đàn hồi

Bảng 1.8: Thành phần dinh dưỡng của cá đổng cờ ( Cá lượng vây đuôi dài )[73]

Thành phần dinh dưỡng trong 100 g thực phẩm ăn được

Lượng chất ngấm ra trong cá chiếm tỉ lệ rất bé so với lượng đạm toàn phần Cùng một loại cá nhưng lượng chất ngấm ra cũng khác nhau, nó phụ thuộc vào tuổi, đực, cái, mùa vụ, hoàn cảnh sống, quá trình phát dục

Chất ngấm ra quyết định mùi vị đặc trưng của sản phẩm, chất ngấm ra có tác dụng kích thích tiết dịch vị làm tăng khả năng tiêu hoá Chất ngấm ra là môi trường

thuận lợi cho VSV hoạt động gây thối rữa làm giảm chất lượng Thành phần của chất ngấm ra gồm các chất hữu cơ có đạm như: glutamin, alanin, prolin, tyrosin và các bazơ bay hơi; các chất hữu cơ không đạm như: photpholipit, cholesterol, glycogen, axit lactic, axit succinic Chất ngấm ra đóng vai trò quan trọng trong qúa trình chế biến và ảnh hưởng lớn đến chất lượng cá

Trong lipid cá có một lượng lớn acid béo không no đa nối đôi, nên chúng rất nhạnh cảm với quá trình oxy hoá nhờ cơ chế tự xúc tác Khác với phân tử nguyên thể, gốc lipid tự do phản ứng rất mạnh với oxy không khí tạo thành peroxy của gốc lipid tự do, peroxy của gốc lipid tự do lại có thể lấy một hydro từ một nhánh acyl khác để hình thành một lipid hydroperoxyt và một gốc lipid tự do

Trong quá trình bảo quản và chế biến cá xảy ra sự biến đổi màu sắc làm giảm chất lượng cảm quan Các loại sắc tố của cá gồm: Cytochrom loại sắc tố này là do hemin và protit kết hợp với nhau về mặt sinh lý nó cũng có tác dụng quan trọng như hemoglobin Ngoài ra trong da cá phần lớn là lutein, staxanthin và taraxanthin thuộc lọai pseudocarotenoit, một số cá có màu hồng do astacin, trong mắt cá xanthophyl Hàm lượng sắc tố trong cá phụ thuộc nhiều tính đực cái và môi trường sống Sự biến đổi màu sắc của cá không chỉ là do hàm lượng tuyệt đối của sắc tố mà do lượng ête trong cá quyết định

Lượng VSV tổng số dao động rất lớn, trung bình từ 102 – 107 cfu/cm2 bề mặt

da cá Mang và ruột cá chứa khoảng 103 – 109 cfu/g Sau khi cá chết, hệ thống miễn dịch giảm và vi khuẩn được tự do sinh sôi phát triển Những nghiên cứu cho thấy trong quá trình bảo quản bằng đá chỉ có một lượng rất hạn chế vi khuẩn xâm nhập vào cơ thịt

Sự biến đổi của cá sau khi chết

* Các biến đổi cảm quam

Biến đổi cảm quan là những biến đổi được nhận biết nhờ các giác quan như biểu hiện bên ngoài, mùi, kết cấu và vị

Ngay sau khi cá chết, cơ thịt cá duỗi hoàn toàn và kết cấu mềm mại, đàn hồi thường kéo dài vài giờ, sau đó cơ sẽ co lại Khi cơ trở lên cứng đờ và toàn bộ cơ thể

cá khó uốn cong là lúc cá đang ở trạng thái cứng cơ Trạng thái ngày thường kéo dài

trong vài ngày ho ặc hơn, sau đó sẽ kết thúc Khi hết cứng cơ sẽ duỗi ra và trở nên mềm mại nhưng không còn đàn hồi như trước khi cứng cơ Ý nghĩa công nghệ của hiện tượng cứng cơ rất quan trọng khi cá được fillet vào thời điểm trước hoặc trong khi cứng cơ Nếu fillet vào lúc cứng cơ, do cơ thể cá hoàn toàn cứng đờ nên năng suất fillet thấp sẽ rất thấp và việc thao tác mạnh có thể gây rạn nứt các miếng fillet

Cá nguyên con và fillet đông lạnh trước khi cứng cơ có thể sẽ làm cho sản phẩm có chất lượng tốt nếu rã đông cẩn thận chúng ở nhiệt độ thấp để cho giai đoạn cứng cơ qua đi trong khi cơ vẫn còn đông lạnh

* Các biến đổi do phân giải

Khi cá chết, mô cơ bị ngừng cung cấp oxy vì máu không còn bơm qua tim và không tuần hoàn qua mang là nơi có chứa nhiều oxy khi cá còn sống Sự phân giải glycogen của cá sau khi chết dẫn tới đến tích lũy acid lactic làm giảm pH của cơ

pH của cơ thịt cá giảm sau khi cá chết có ảnh hưởng đến tính chất vật lý của

cơ thịt cá Khi pH giảm, diện tích bề mặt của protein sợi cơ giảm, làm cho các protein đó bị biến tích cục bộ và làm giảm khả năng giữ nước của chúng

* Những dạng hư hỏng của cá

Cá sau khi đánh bắt có rất nhiều biến đổi dẫn đến hư hỏng: cá bị ươn, thối dẫn đến chất lượng kém không thể chế biến Nguyên nhân của sự hư hỏng là do vi sinh vật tiến hành quá trình phân hủy các protein thành các acid amin và cuối cùng thành các sản phẩm cấp thấp như NH3, indol, skatol…Để hạn chế sự hư hỏng của cá sau khi đánh bắt ta phải áp dụng các phương pháp bảo quản ở nhiệt độ thấp bằng nước đá

Cá đổng cờ ( cá lượng vây đuôi dài ) phân bố ở các vùng biển Philippine, Nhật Bản, Trung Quốc và Việt Nam Ở Việt Nam thường gặp ở Vịnh Bắc Bộ, biển miền Trung và Đông Nam Bộ

Trữ lượng cá đổng cờ ở Việt Nam 24.657 tấn, cá đổng cờ khai thác được thường xuyên nhưng sản lượng không cao, dao động khoảng từ 1 – 5 kg/h Tuy nhiên ở các vùng biển khác nhau, sản lượng rất khác nhau Ở vùng biển Trung Bộ sản lượng chiêm 0,04% tổng sản lựợng còn ở biển Đông Nam Bộ tỷ lệ này là 0,4%, còn lại là biển Vịnh Bắc Bộ [1]

Năm 2007 số lượng cá đổng cờ xuất khẩu vào khoảng 9784 tấn [73]

Thị trường cá ở Châu Á tập trung vào các nước như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Hồng Kông Trong đó sản phẩm cá đổng cờ fillet, cá đổng quéo fillet rất được thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc rất ưu chuộng

1.2 TỔNG QUAN VỀ CHITOZAN

1.2.1 Sự tồn tại của Chitin – chitozan trong tự nhiên

Chitin tồn tại phong phú trong tự nhiên Trong động vật thuỷ sản đặc biệt tập trung trong lớp vỏ của các động vật giáp xác như: tôm, cua, ghẹ

Chitin là một loại polysacharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân

tử lớn Chitin có cấu trúc là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối hydrogen và hình thành một mạng các sợi ít nhiều có tổ chức Mặt khác chất chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn luôn nối bởi các cầu nối đẳng trị với các protein, CaCO3 và các hợp chất hữu cơ khác

Chitozan là một dẫn xuất của chitin - Đây là một polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau celluose và chúng được tạo ra trung bình 20g trong 1năm/1m2 bề mặt trái đất.[16]

Chitozan là sản phẩm được sản xuất từ chitin sau khi xử lý kiềm đặc nóng, một chất chitin deacetyl đủ để hoà tan tốt trong môi trường axit axetic loãng

Trong tự nhiên chất chitozan rất hiếm và chỉ có ở màng tế bào nấm thuộc họ Zygemycetes và ở vài loài côn trùng như thành bụng vủa các mối chúa, ở một vài loại tảo Ngoài ra có nhiều trong vở động vật giáp xác

Việc nghiên cứu sản xuất chitin- chitozan và các ứng dụng của chúng trong sản xuất phục vụ đời sống là một vấn đề tương đối mới mẻ ở nước ta Vào những năm 1978 đến 1980, Trường Đại học Nha Trang đã công bố qui trình sản xuất chitin- chitozan, nhưng chưa có ứng dụng cụ thể trong sản xuất Gần đây, trước yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh đang ngày càng cấp bách các nàh khoa học Việt Nam bắt tay vào nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chitin-chitozan đồng thời nghiên cứu ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp

Ở Miền Bắc, Viện khoa học Việt Nam đã kết hợp với xí nghiệp Thủy sản Hà Nội sản xuất chitozan và ứng dụng trong kĩnh vực nông nghiệp ở đồng bằng lúa Thái Bình bước đầu có hiệu quả

Ở phía Nam, Trung tâm Công nghệ sinh học phối hợp với một số cơ quan khác như: Đại học Y dược thành phố Hồ Chí Minh, phân viện khoa học Việt Nam, Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam đang nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chitin-chitozan trong các lĩnh vực nông nghiệp, y dược và mỹ phẩm

1.2.2 Cấu trúc và tính chất của chitozan

1.2.2.1 Cấu trúc phân tử chitozan

Chitozan là một polyme hữu cơ có tính chất tuyến tính từ các đơn vị glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết β- 1,4 glucozit

β-D-Công thức cấu tạo

đó mà chitozan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng Pb3+, Hg+

Chitozan kết hợp với aldehyt trong điều kiện thích hợp để hình thành gel, đây là cơ sở để bẫy tế bào, enzim

Chitozan tác dụng với iot trong môi trương H2SO4 cho phản ứng lên màu tím Đây là phản ứng dùng để phân tích định tính chitozan

Keo chitozan là một keo dương lên có tính kháng khuẩn, kháng nấm Khả năng kháng VSV của chitozan có thể được giải thích như sau:

- Chitozan lấy đi từ các VSV này các ion quan trọng như Cu2+ Do đó VSV

sẽ bị chết do thiếu cân bằng liên quan đến các ion này

- Chitozan gây ra sự rò rỉ các phần tử bên trong màng tế bào VSV

- Chitozan gây ra sự tổ hợp polyelectrolyte với polymer mang tính axit trên

bề mặt tế bào vi khuẩn

- Màng VSV chứa protein có tính lưỡng cực, khi chitozan tiếp xúc với protein sẽ xảy ra sự tương tác giữa các điện tích trái dấu Chitozan có thể kết hợp trực tiếp hoặc gián tiếp với protein thông qua các phân tử nước, theo cơ chế này VSV bị giữ bởi chitozan, lực tương tác giữa các nhóm NH3+ của các phân tử chitozan với các nhóm COO- trên bề mặt VSV dẫn đến phá vỡ cấu trúc của màng tế bào VSV

Vì những tính chất đặc biệt như tạo màng, kháng VSV nên chitozan được ứng dụng rất nhiều trong bảo quản thực phẩm nhằm hạn chế hiện tượng mất nước

và thực phẩm bảo quản được lâu hơn và chất lượng tốt hơn

Trong y học tạo da nhân tạo chống nhiễm khuẩn và cầm máu, tạo chỉ khâu phẫu thuật tự tiêu, làm giảm Cholesterol, đặc tính miễn dịch, chống khối U, bào chế dược phẩm Ở một số nước đã sản xuất thuốc đau khớp từ glucosamin, một sản phẩn thủy phân từ chitozan

Chitin- chitozan và các oligomer c ủa nó có đặc tính miễn dịch do nó kích thích các tế bào giữ nhiệm vụ bảo vệ miến dịch với các tế bào khối u và các tác nhân gây bệnh, olygosacchaside-chitin sản xuất từ chitin được sử dụng làm thuốc giảm cholesterol trong máu

Hiện nay trên thế giới đã thành công việc sử dụng chitozan làm chất mang để

cố định enzyme và tế bào

Chitozan được sử dụng để sản xuất kem giữ ẩm cho da , do tính chất của chitozan là có thể dễ dàng cố định trên lớp biểu bì của da nhờ các nhóm – NH4+, các nhóm này liên kết với tế bào sừng hóa của da

Chitozan dùng làm chất keo xịt tóc, do chitozan là một polyamin (điện dương) có thể kết hợp với các protein của tóc và nhờ độ keo nhớt của nó khi khô sẽ làm cho tóc cứng giữ được nếp của tóc

Chitozan là một hợp chất polymer tự nhiên không độc và rất an toàn, nó có khả năng hấp phụ màu mà không hấp phụ mùi, hấp phụ một số kim loại nặng do đó

nó được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghệ sản xuất thực phẩm và bảo quản thực phẩm Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và các cộng sự thuộc Viện Hóa học các hợp chất tự nhiên đã điều chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên liệu chính

là chitozan có tác dụng bảo quản quả tươi ( cà chua, nho, vải, chuối ) rất tốt

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐÔNG, MẠ B ĂNG, TRỮ ĐÔNG

Cấp đông là quá trình lấy nhiệt ra khỏi sản phẩm và hạ nhiệt độ xuống dưới điểm băng để nước trong đó bị đóng băng, nhờ đó mà sẽ đình chỉ hoặc kìm hãm gần như hoàn toàn các biến đổi hoá học, sinh học, hoạt động enzim và VSV, do đó thực phẩm có thể giữ tươi được thời gian dài hơn làm lạnh Quá trình cấp đông đựơc kết

thúc khi nhiệt độ trung tâm sản phẩm đạt từ - 150C đến – 180C Trong thuỷ sản theo tiểu chuẩn nhiệt độ trung tâm sản phẩm ≤ - 180C và tùy nhu cầu thị trường.[2] Trong quá trình cấp đông và TĐ xảy ra hiện tượng HHKL và giảm chất lượng Một trong những giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm thuỷ sản đông lạnh có hiệu quả, đồng thời hạn chế HHKL trong cấp đông là cải tiến công nghệ cấp đông.[26]

Để rút ngắn thời gian cấp đông phải nâng cao hệ số truyền nhiệt, tăng tốc độ chuyển động của không khí trong phòng cấp đông và tốc độ dòng chảy của tác nhân lạnh trong thiết bị bay hơi Sự ra đời của nhiều loại máy cấp đông của nhiều hãng chế tạo thiết bị lạnh trong và ngoài nước đã khẳng định tính ưu việt của thiết bị trong vấn đề nâng cao chất lượng và hạn chế HHKL [6]

Cấp đông bằng phương pháp phun trực tiếp môi chất lạnh lên bề mặt sản phẩm ở điều kiện áp suất khí quyển với phương pháp này thời gian cấp đông cực ngắn, chất lượng sản phẩm rất cao nhưng với công nghệ này giá thành còn cao nên chưa được áp dụng rộng rãi

Khi cấp đông cá thì nhiệt độ sản phẩm rất thấp nên nhiều biến đổi vật lý, biến đổi hoá học và biến đổi vi sinh vật xảy ra trong quá trình này

Trữ đông là công đoạn tiếp theo của quá trình cấp đông và đóng vai trò quan trọng bởi nó diễn ra trong thời gian dài và rất nhiều biến đổi vật lý, hoá học, vi sinh vật xảy ra trong quá trình này Trữ đông sản phẩm thuỷ sản theo tiêu chuẩn ở nhiệt

độ ≤- 18 ± 2 0C có thể giữ được từ 3 tháng đến 6 tháng Nếu trữ đông càng dài thì nhiệt độ thì nhiệt độ bảo quản phải càng thấp, bởi vì thời gian kéo dài VSV có thể thích nghi với môi trường nhiệt độ thấp và phát triển Mối quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian bảo quản đông được thể hiện qua công thức sau:  = A.10- 0,05t [10]

Trong đó: A = 1,26 – 1,78

t : Nhiệt độ phòng

 : Thời gian trữ đông ( tháng)

Tan giá và làm ấm thuỷ sản đông lạnh là khâu cuối cùng trước khi sử dụng hoặc tiêu thụ sản phẩm Đây là mắt xích quan trọng trong to àn bộ dây chuyền công nghệ sản xuất và lưu thông sản phẩm Tan giá và làm ấm là ngược lại của quá trình cấp đông, quá trình này rất tinh tế và phức tạp, đòi hỏi tuân thủ kỹ thuật một cách

nghiêm túc Tan giá là qúa trình chuyển nước ở trạng rắn ( nước đá ) sang trạng thái lỏng mà vẫn giữ nguyên tính chất ban đầu của sản phẩm đ ã có trước khi cấp đông

và trữ đông Tan giá càng nhanh thì tổn thất về khối lượng và chất lượng càng nhiều, nhưng tan giá quá chậm thì nhưng biến đổi không thuận nghịch càng nhiều làm giảm chất lượng sản phẩm và năng suất quá trình chế biến tiếp theo Để tan giá

có thể dùng một số phương pháp: Tan giá trong khô ng khí yên tĩnh, tan giá bằng quạt gió, tan giá bằng nước Trong quá trình tan giá cũng xảy ra các biến đổi lý hoá, sinh hoá và VSV

Tan giá nhanh, dịch bào càng mất nhiều Tan giá một ngày trong không khí mất khoảng 0,25% nước và 0,04% chất khô, tan giá, làm ấm chậm sẽ giảm tổn thất dịch bào Vậy tan giá phải đảm bảo tổn thất khối lượng sản phẩm ít nhất [11], [12]

Quá trình tan giá và làm ấm đồng thời với quá trình khôi phục lại hoạt độ của

vi sinh vật và enzim Do đó cần tạo cho môi trường đạt yêu cầu vệ sinh cao để giới hạn mức phát triển của vi sinh vật Đồng thời tan giá phải nhanh, nhưng với điều kiện sản phẩm đã qua cấp đông nhanh hoặc cực nhanh và bảo quản đông tuyệt đối đảm bảo chất lượng

Trong quá trình cấp đông, TĐ xảy ra nhiều biến đổi về vật lý, hoá học và VSV Các biến đổi trên ảnh hưởng đến khối lượng và chất lượng sản phẩm

Biến đổi vật lý [12] là một trong những biến đổi quan trọng của quá trình cấp đông thuỷ sản, những biến đổi đó có ảnh hưởng lớn đến khối lượng và chất lượng sản phẩm, những biến đổi đó bao gồm: Sự tăng thể tích, sự kết tinh nước làm thay đổi trạng thái, sự giảm khối lượng do mất nước, sự biến đổi màu sắc Sự kết tinh là bản chất của quá trình cấp đông Khi cấp đông thì hầu hết lượng nước được đóng băng và thể tích tăng từ từ 9- 10% làm căng sợi cơ và dẫn đến làm vỡ tế bào Nhờ

có sợi cơ thịt có tính đàn hồi nên hạn chế một phần hiện tượng màng tế bào bị nứt Hiện tượng nứt và rách màng tế bào dẫn đến HHKL và giảm chất lượng do dịch tế bào bên trong bị chảy ra ngoài tế bào mang theo chất dinh dưỡng Qúa trình kết tinh nước diễn ra phức tạp vì nước trong cá bao gồn nước tự và nước liên kết, vì vậy quá trình kết tinh xảy ra không đồng thời Chỗ nào có nồng độ chất tan thấp đóng băng

đầu tiên sau đó nồng độ chất tan tăng lên và cứ thế điểm băng giảm dần, đây là nguyên nhân làm cho nước trong cá không đóng băng hoàn toàn

Cơ chế của sự đóng băng: Trước tiên, điểm quá lạnh làm xuất hiện mầm tinh thể đá ở gian bào Khi đến điểm đóng băng băng đa phần nước tự do ở gian bào kết tinh và làm tăng nồng độ chất tan lên, cao hơn nồng độ trong tế bào Do đó áp suất thẩm thấu tăng lên làm cho nước trong tế bào ra ngoài gian bào qua màng bán thấm của tế bào Do đó cấp đông chậm sẽ làm cho tế bào mất nước, tinh thể đá ở gian bào chèn ép làm rách tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng, giảm sút phẩm chất sản phẩm Khi tốc độ cấp đông nhanh thì các tinh thể đá tạo thành cả gian bào và trong tế bào với số lượng lớn và kích thước bé, phân bố đều và khi đó mức độ gây rách vỡ cấu trúc của tế bào và mô cơ xảy ra ít Nếu cấp đông cực nhanh, nhiệt độ cấp đông cực thấp thì cấu trúc của tế bào và mô gần như được giữ nguyên vẹn Như vậy tốc độ cấp đông nhanh hay chậm có ảnh hưởng lớn tới hiện tượng mất nước giảm khối lượng và chất lượng của sản phẩm đông lạnh

Sự kết tinh của nước đá tác động tới VSV do một số bị tiêu diệt khi nước đóng băng, phần khác hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất của VSV luôn gắn liền với sự khuếch tán của nước, khi nước trong tế bào đóng băng thì quá trình trao đổi chất không còn, ngoài ra khi các tinh thể đá hình thành làm tăng thể tích gây ra hiện tượng rách màng tế bào, ngoài ra còn làm giảm hoạt tính hay vô hiệu hiệu hoá enzim của VSV còn những VSV không bị tiêu diệt phải chuyển sang trạng thái không hoạt động Đây chính là yếu tố quyết định để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Ngoài ra nhờ sự kết tinh của nước mà sản phẩm trở lên săn chắc hơn nhờ đó chống lại được những tác động do va chậm cơ học và những tác động khác trong quá trình vận chuyển, bốc xếp và bảo quản

Bên cạnh những tác động tích cực đó thì quá trình kết tinh của nước cũng gây ra biến đổi bất lợi cho sản phẩm đó là hiện tượng rách tế bào, thay đổi cấu trúc

mô, làm tăng sự hao hụt khối lượng và các chất dinh dưỡng khi tan giá Ngoài ra nước kết tinh còn gây ra hiện tượng dịch chuyển của nước từ trong ra ngoài tế bào làm tăng khả năng mất nước của sản phẩm

Khi tiến hành tan giá sản phẩm, để phục hồi trạng thái ban đầu của sản phẩm, một phần nước bị hút trở lại, phần còn lạ nóng chảy các tinh thể nước đá có xu hướng thoát ra ngoài gây lên sự hao hụt khối lượng và nếu cấp đông chậm sự mất nước lại càng nhiều Ngoài ra sự mất nước của sản phẩm còn phụ thuộc vào sự bay hơi của nước chứa kết tinh và sự thăng hoa của các tinh thể nước đá tuy nhiên sự mất nước do thăng hoa rất ít so với trong kết tinh của nước

Mặt khác hình dáng, kích thước và sự phân bố của cá tinh thể nước đá có ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm Nếu các tinh thể nước đá nhỏ, đồng đều thì màu sắc của sản phẩm giữ gần như nguyên vẹn, còn nếu các tinh thể nước đá có kích thước lớn, không đồng đều thì màu sắc của sản phẩm sẽ bị đục và mãu sẫm hơn

Những biến đổi sinh hoá [12] Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp các phản ứng sinh hoá bị chậm lại, khi nhiệt độ tăng quá trình biến đổi lại tăng lên Trước tiên là

sự biến đổi hoạt động của các enzim bị giảm đi, nhưng không đình chỉ hẳn, nhiều lại enzim vẫn hoạt dộng dù rất yếu Đặc biệt là enzim lipaza là enzim thuỷ phân lipid, lypoxygenaza không mất hoạt tính ở nhiệt độ - 350C Ngoài ra phản ứng phân giải glycogen ( là gluxit động vật ) tạo ra axit lactic do enzim vẫn xảy ra với tốc dộ đáng kể

Sự tổn thất các vitamin trong khi cấp đông ít hơn trong lúc chế biến và khi rửa Ở nhiệt độ thấp vitamin A rất bền, còn vitamin B2, PP mất một ít, vitamin C mất nhiều khi sản phẩm mất nước

Đối với các lòai cá béo thì chất béo dễ bị oxi hoá và hàm lượng axit béo tự

do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản

Quá trình biến đổi sinh hoá trong thực phẩm khi lạnh đông được hạn chế rất nhiều so với quá trình làm lạnh nhưng vẫn xảy ra trong suốt quá trình cấp đông và trữ đông về sau, đặc biệt là quá trình phân giải lipid, gluxit Tốc độ và cường độ các quá trình biến đổi phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái của sản phẩm trước khi cấp đông, nhiệt độ cuối cùng của quá trình cấp đông và nhiệt độ TĐ

Ngoài sự phân giải glycogen trong quá trình cấp đông còn xảy ra sự phân giải creatinphotphat thành creatin và axit photphoric, nhiệt độ thuận lại nhất cho quá trình phân giải đó - 2,2oC ± - 2,5oC Creatin có vị đắng làm giảm đáng kể chất lượng

sản phẩm Ở điều kiện bình thường các phân tử protein hoà tan luôn kết hợp với các phân tử nước ở trạng thái dung dịch Khi nước kết tinh, chúng tách khỏi liên kêt với protein làm cho cấu trúc protein thay đôit, protein bị chuyển vào trạng thái kết tủa đặc biệt là Miozin bị kết tủa Sự biến đổi cấu trúc phân tử protein ho à tan phụ thuộc vào mức độ tách nước trong quá trình kết tinh Sự biến tính của protein phụ thuộc rất nhiều vào thời gian cấp đông Biến đổi protein rõ nhất khi làm lạnh đông chậm ở nhiệt độ -20C ÷ - 50C, vì trong khoảng nhiệt độ này hầu hết nước đóng băng, tức protein bị mất nước Quá trình cấp đông nhanh, thời gian cấp đông ngắn thì biến tính protein sẽ ít, do đó cấp đông càng nhanh chất lượng sản phẩm càng tốt

Biến đổi vi sinh vật: [12] Khi cấp đông làm cho nhiệt độ thuỷ sản hạ thấp xuống khi đó một phần VSV bị tiêu diệt, nhưng số khác vẫn tồn tại dưới dạng bào

tử và nó thích nghi dần với môi trường nhiệt độ thấp Nguyên nhân của VSV bị tiêu diệt là sự biến tính của protein của màng nguyên sinh chất, số còn sống sót do nước đóng băng, quá trình trao đổi chất không thực hiện được nên chúng chuyển vào trạng thái ngừng hoạt động

Ở nhiệt độ - 80C vi khuẩn không phát triển được nhưng các nấm men, nấm mốc chưa bị ức chế P hải xuống đến nhiệt độ - 100C đến – 120C chúng mới ngừng phát triển Nhiệt độ tác động mạnh nhất lên VSV từ - 60C đên -120C Vi sinh vật trên bề mặt thuỷ sản dễ bị tiêu diệt hơn những VSV đã xâm nhập vào cấu trúc bên trong, do ở những lớp bên trong thuỷ sản nhiệt độ được hạ thấp chậm hơn lớp bên ngoài do đó chúng có điều kiện thích nghi tốt hơn và khả năng tự bảo vệ của chúng cũng tốt hơn

Khi thuỷ sản được cấp đông thì hoạt động của vi khuẩn trên bề mặt hay bên trong đều bị đình chỉ Số lượng vi khuẩn ở bề mặt của sản phẩm sau khi cấp đông giảm xuống một cách đáng kể so với trước đó Vi khuẩn bị tiêu diệt không những

do sự trao dổi chất bị phá vỡ, mà còn do sự phá huỷ cơ học của các tinh thể nước

đá Cấp đông càng nhanh vi khuẩn sẽ bị tiêu diệt nhiều hơn so với cấp đông chậm

Trong quá trình cấp đông thuỷ sản có hiện tượng quá lạnh, tức là nhiệt độ hạ thấp xuống dưới băng điểm mà nước chưa đóng băng Vì nước trong thủy sản nằm

dưới dạng dung dịch hoặc liên kết với một số thành phần có trong thuỷ sản Mức độ quá lạnh hay độ hạ băng điểm phụ thuộc vào nồng độ phân tử chất tan trong dịch tế bào Khi độ quá lạnh lớn sẽ tạo cho nước trong sản phẩm đóng băng với số lượng tinh thể rất lớn, kích thước tinh thể bé nên không phá huỷ cấu trúc các tế bào và mô của sản phẩm, do vậy sẽ bảo đảm chất lượng của sản phẩm càng giống chất lượng ban đầu Ở nhiệt độ cao hơn – 300C thì tinh thể nước đá phát triển bình thường ra xung quanh về chiều dài cũng như chiều ngang, ở nhiệt độ thấp hơn – 300C khi đó kích thước tinh thể nước đá phát triển theo chiều dài và có dạng như sợi dài bao bọc xung quanh tế bào như sợi tơ con nhộng tạo thành kén có tác dụng bảo vệ cho tế bào được nguyện vẹn, do đó nếu tạo được nhiệt độ của thiết bị cấp đông thấp hơn -

300C sẽ đảm bảo chất lượng gần như ban đầu của sản phẩm

Tuy nhiên trong công nghiệp lạnh đông thuỷ sản khó có thể tạo được nhiệt

độ lý tưởng như trên Vì vậy người ta chú ý nhiều đến việc làm tăng nồng độ phân

tử chất tan trong nước của sản phẩm bằng con đường tự nhiên hoặc con đường nhân tạo để vừa hạ thấp nhiệt độ quá lạnh, vừa tăng được giá trị dinh dưỡng, giá trị thương phẩm và tăng cường được khả năng bảo vệ sản phẩm Trong quá trình cấp đông xảy ra nhiều biến đổi, trong đó có sự biến đổi đổi một số thông số vật lý gồm nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt tăng Những sự thay đổi trên diễn ra phức tạp và phụ thuộc vào đối tượng nghiên cứu Trong các sản phẩm thuỷ sản đông lạnh khi hạ thấp nhiệt độ dưới – 180C thì gần như 90% nước bị đóng băng làm nồng độ dịch tế bào tăng gấp gần 10 lần, dẫn đến lực ion và pH bị thay đổi gây lên biến tính không thuận nghịch protein Các phân tử hoà tan chuyển về trạng thái không hoà tan làm giảm khả năng giữ nước, nước bị mất nhiều khi tan giá, sản phẩm khi ăn gây cảm giác khô và chất lượng cảm quan và giá trị dinh dưỡng đều bị giảm

Tác động của nhiệt độ thấp đối với protein, vitamin, sự mất nước các chất tạo mùi, tạo vị , trong quá trình cấp đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố Vì vậy để hạn chế những yếu tố không có lợi cho thực phẩm bằng cách tiến hành cấp đông nhanh

và trữ đông ở nhiệt độ thấp và ổn định

Quá trình mạ băng sản phẩm sau cấp đông cũng có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và hao hụt khối lượng của sản phẩm Sản phẩm sau khi mạ băng sẽ có một lớp băng mỏng trên bề mặt có tác dụng bảo vệ cho sản phẩm tránh ảnh hưởng mất nước và oxi hoá vì lớp băng này thăng hoa trước lớp thuỷ sản

Quá trình trữ đông làm giảm biến đổi vật lý, hoá học và VSV đến mức thấp nhất khi phân phối sản phẩm đến tay người tiêu dùng Việc chọn nhiệt độ trữ đông

và giữ ổn định nhiệt độ có ý nghĩ quan trọng vì nó quyết định đến chất lượng cuối cùng của sản phẩm trước khi tiêu thụ

Tuy nhiên nhiệt độ TĐ và biên dao động nhiệt độ có nghĩa quan trọng Nó không chỉ phụ thuộc vào loài sản phẩm mà còn phụ thuộc vào tính kinh tế của quá trình bảo quản Ở Việt Nam theo tiêu chuẩn ngành để bảo quản thuỷ sản đông lạnh được thực hiện ở nhiệt độ -18± 20C đến - 25± 20C.[2 ]

Chọn nhiệt độ trữ đông phải dựa trên cơ sở như: Nhiệt độ kho trữ đông tối thiểu phải bằng nhiệt độ bề mặt sản phẩm để duy trì ổn định trạng thái đông lạnh của sản phẩm Tránh hiện tan giá và kết tinh lại làm giảm khối lượng và chất lượng của sản phẩm, nhiệt độ trữ đông – 180C được tính là nhiệt độ trung bình thể tích, tức trung bình giữa nhiệt độ thấp nhất và nhiệt độ cao nhất trong sản phẩm.[14]

Trong quá trình trữ đông, độ ẩm không khí ảnh hưởng rất lớn đến sự mất nước của sản phẩm Để hạn chế sự thăng hoa của nước đá trong sản phẩm, hạn chế

sự giảm khối lượng và chất lượng của sản phẩm cần duy trì độ ẩm tương đối kho bảo quản không thấp hơn 90% [10] Ngoài ra tốc độ lưu thông của không khí trong kho cũng ảnh hưởng tới sự mất nước của sản phẩm Khi không khí trong kho được lưu thông đều sẽ ngăn chặn được các nguồn nhiệt từ môi trường xâm nhập vào kho

từ đó có thể hạn chế được những biến đổi có hại Ngo ài ra cách thức bao gói sản phẩm, cách xếp hàng trong kho cũng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Những biến đổi trong quá trình trữ đông thuỷ sản xảy ra tương tự như trong cấp đông, nhưng mức độ khác nhau

Trong quá trình trữ đông sản phẩm thuỷ sản đông lạnh xảy ra nhiều biến đổi, trong đó biến đổi quan trọng là biến đổi về VSV Nhiệt độ thấp làm mất môi trường

sống của VSV do sự kết tinh của nước trong tế bào, độ nhớt của thuỷ sản cũng tăng lên làm giảm sự hoạt động của các VSV Ngoài ra còn có biến đổi về mặt hoá học

Biến đổi của protein có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Biến đổi protein trong thịt cá đạt cực đại trong khoảng nhiệt độ từ - 2.50C đến – 50C Nguyên nhân trong khoảng nhiệt độ đó nước trong cơ thịt bị kết tinh Nhiều thực nghiệm chứng tỏ rằng trong khoảng nhiệt độ đó có tới 70% nước kết tinh [10], [11], [14]

Trong quá trình bảo quản cá ở nhiệt độ -18± 20C thời gian 6 tháng thấy quá trình thuỷ phân và oxy hoá lipid ở các loài cá khác nhau thì khác nhau Kết quả nghiên cứu cho thấy lipid bị oxy hoá nhiều nhất là trạng thái liên kết [58] Các nhóm chứa axit béo không no thường xảy ra sự oxy hoá khi bảo quản lạnh, dưới tác dụng của các enzim và oxy của không khí tạo ra hỗn hợp với các phân tử của protein và gluxit Khi TĐ, sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với oxy không khí thì phản ứng oxy hoá lipid xảy ra tạo thành các sản phẩm có mùi ôi khét, khó chịu làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm và sản phẩm trung gian của quá trình oxy hoá chất béo là peroxyt oxy không khí Như vậy cùng với sự mất nước dẫn tới HHKL

Do sản phẩm thủy sản có hàm ẩm thấp là những vật thể keo có lỗ xốp, chất béo được phân bố ở bề mặt ống mao quản, khi đó oxy có thể xâm nhập vào đây và oxy hoá chất béo Do có lớp nước hấp thụ bảo vệ trên bề mặt sản phẩm nên hạn chế sự xâm nhập của không khí là sự gia tăng oxy hoá lipid làm giảm chất lượng sản phẩm

Cơ chế kìm hãm của nước đối với quá trình oxy hoá lipid là do hydroperoxyt được tạo ra trong quá trình oxy hoá sẽ được liên kết với nước qua cầu hydro Thông thường khi hydroperoxyt tạo ra liền bị phân huỷ để tạo ra hai gốc tự do RO0 và o

OH Khi có mặt một lượng ẩm nhất định thì thời gian của chu kỳ bị kéo dài và lượng hydroperoxyt tự do thấp do tạo thành liên kết hydro giữa nước và hydroper oxyt làm giảm sự phân giải hợp chất này chậm lại [8]

Tác dụng kìm hãm của nước đối với các phản ứng oxy hoá lipid còn quan hệ với việc nước làm vô hoạt các hợp chất chứa kim loại có hoạt tính xúc tác, vì kim

loại có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng phân huỷ peroxyt thành gốc tự do Khi đó nước đóng vai trò là tác nhân tạo phức, tạo ra liên kết phối trí với các kim loại có hoá trị thay đổi, nhờ đó làm ổn định một trong các trạng thái hoá trị của chúng

Theo những số liệu phân tích về trimetylamin oxit (TMAO), dimetylamin (DMA), formaldehyt ( FA) và đạm bazơ bay hơi TMAO bị biến đổi trong quá trinh

TĐ thành một số lượng phân tử DMA và FA DMA gắn với các màng trong cơ nên việc sản sinh ra nó sẽ tăng lên cùng với việc xử lý không cẩn thận và với các dao động nhiệt độ trong qúa trinh bảo quản DMA tác động ít hoặc không tác động lên mùi vị và độ chắc của mỗi con cá nhưng nó là một chỉ tiêu gián tiếp cho sự biến tính protein Trimetyamin (TMA) là một amin bay hơi có mùi cay thường được tạo thành do quá trình vi khuẩn khử TMAO làm giảm chất lượng hoá học và chất lượng cảm quan của cá Trong quá trình thối rữa TMAO có thể bị phân giải đến NH3

Biến đổi vật lý là một trong những biến đổi quan trọng của thuỷ sản trong

TĐ trong đó biến thiên nhiệt độ trong kho bảo quản là một tất yếu Sự biến thiên đó xảy ra trong một thời gian không dài với nhiều yếu tố khác nhau xảy ra hiện tượng tái kết tinh dẫn đến sau tan giá nước thoát ra nhiều hơn

Hiện nay nhiều công nghệ cấp đông đã có thể đáp ứng yêu cầu về an toàn thực phẩm và đảm bảo chất lượng do các tinh thể nước đá hình thành nhanh với kích thước nhỏ từ đó làm cho sản phẩm ít mất nước Thường cá fillet cấp đông thì HHKL từ 5 – 6%, khi áp dụng công nghệ thổi gió trong ống tĩnh thì HHKL giảm đi còn 4 – 5%, cấp đông trong hầm đông xoắn nối tiếp không khí đối lưu thì HHKL là 1,5 – 2,0%, cấp đông trong băng chuyền siêu tốc thì HHKL từ 0,6 – 1,0 %.[6], [27]

1.4 NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HAO HỤT KHỐI LƯỢNG VÀ CHẤT LƯỢNG CÁ TRONG CẤP ĐÔNG VÀ TRỮ ĐÔNG

1.4.1 Nước và ảnh hưởng của nước đến hiện tượng giảm khối lượng và chất lượng cá đông lạnh [20] [21]

Nước chiếm đa phần trong cơ thể thuỷ sản Dạng tồn tại của nước có ảnh hưởng rất lớn tới tính chất hoá lý của thuỷ sản trong quá trình chế biến và bảo quản

Tuỳ theo mức độ liên kết của nước trong thuỷ sản người ta phân thành 2 loại: nước

tự do và nước liên kêt [20] Theo Heiss, Ở cá tỉ lệ này như sau: nước tự do chiếm khoảng 71,7% và nước liên kết khoảng 7,5 %

+ Nước tự do: Nước tự do trong bắp cơ bị giữ lại bởi mạng lưới cấu trúc

bằng những mối liên kết cơ học thuần thuý, nên dễ dàng tách ra Nước tự do gồm nước bất động, nước kết cấu tự do và nước dính ướt

Nước bất động nằm trong nằm trong mạng lưới cấu trúc của mô cơ dưới hình thức dung môi để khuếch tán các chất qua thành tế bào Trong chế biến và bảo quản, nước bất động có thể không biến đổi về hàm lượng

Nước kết cấu tự do chuyển động tự do qua các lỗ hốc của mạng cấu trúc Do

đó có thể dùng lực ép phân ly ra được Trong chế biến thuỷ sản như phơi hoặc sấy khô, nước kết cấu tự do bị mất đi một phần

Nước dính ướt còn gọi là màng mỏng nước, nó là lớp nước dính sát trên bề mặt của cơ thịt sau khi rửa bằng nước sạch Nước này có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình làm lạnh, cấp đông và bảo quản , nó có ảnh hưởng khi xác định khối lượng của thủy sản

+ Nước liên kết: Nước này không là dung môi mà ở dạng liên kết chủ yếu với

protein gọi là nước liên kết protein Nước liên kết này lại chia thành nước liên kết keo đặc và nước liên kết keo tan

Trong thủy sản, nước cố định làm cho tổ chức cơ thịt mềm mại, còn nước liên kết làm cho thịt vững chắc Nước liên kết có ảnh hưởng đến cảm giác mùi, vị

và trạng thái tổ chức cơ thịt của động vật thuỷ sản Trong quá trình chế biến cá đông lạnh thì các lo ại nước này có ảnh hưởng lớn đến sự mất nước và CLCQ của sản phẩm: màu sắc, mùi vị, độ chắc Bên cạnh đó nước có tác dụng làm tăng chất lượng

và giá trị cảm quan như độ bóng, độ min, độ dai, độ dẻo của sản phẩm

Nước trong thuỷ sản ở nhiệt độ cao tồn tại dạng đơn phân (H2O), nhưng nhiệt độ thấp tồn tại dạng phân tử liên hợp (H2O)n, trong đó n không xác định mà luôn biến đổi phụ thuộc vào nhiệt độ và trạng thái tồn tại Khi nước đông đặc thành nước đá với cấu trúc tinh thể, trong đó mỗi đơn phân được liên kết với bốn phân tử khác với khoảng cách giữa hai nguyên tử oxy là 0,27nm.[41]

Sự thay đổi pH và lực ion cũng có ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của thuỷ sản chứa protein Tương tác tĩnh điện thích đáng giữa các chuỗi protein sẽ tạo thành gel trương đ ầy nước, nếu các chuỗi protein hút lẫn nhau thì nước hấp thụ và nhất là nước tự do sẽ bị đẩy ra và bốc hơi Ở pH đẳng điện tương tác protein là cực đại thì khả năng giữ nước là cực tiểu [41]

Hoạt độ của nước cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm trong quá trình chế biến và bảo quản thuỷ sản Nó liên quan chặt chẽ đến quá trình hư hỏng của thực phẩm do einzim, VSV và các phản ứng hoá học Độ ẩm tương đối và hoạt

độ của nước là những đại lượng tỷ lệ thuận với nhau do vậy hoạt độ của nước biến đổi theo áp suất riêng phần của không khí trong phòng cấp đông hay nhiệt độ kho trữ đông Khi nhiệt độ kho bảo quản biến đổi nhiều thì hoạt độ của nước cũng thay đổi và làm tăng hàm lượng nước khuếch tán dẫn đến tăng tỷ lệ HHKL

Có thể coi hoạt độ của nước là số đo sẽ tạo điều kiện cho hoạt động của enzyme, vi sinh vật và các phản ứng hoá học tiến triển

Như vậy nước có ảnh hưởng rất lớn đến nhiều quá trình công nghệ chế biến

và bảo quản thuỷ sản đông lạnh Các tính chất này liên quan chặt chẽ tới chất lượng cảm quan và hao hụt khối lượng của sản phẩm cá đông lạnh

1.4.2 Một số quá trình ảnh hưởng đến biến đổi khối lượng và chất lượng trong quá trình chế biến

1.4.2.1 Trao đổi chất qua màng tế bào [24]

Để duy trì sự sống, tế bào luôn có sự trao đổi chất và năng lượng Trong tế bào tồn tại màng bán thấm Quá trình di chuyển của nước và các chất hòa tan qua màng tế bào chất là một quá trình động học và tuân theo một trong hai cơ chế khuếch tán và vận chuyển

Theo cơ chế khuếch tán nhờ sự chênh lệch nồng độ hay điện thế ở hai phía của màng tế bào, trong đó nước có thể đi qua màng tế bào theo cơ chế trên Còn đa

số chất tan đi qua màng tế bào theo cơ chế đặc biệt đó là những phân tử xắp xếp bên trong của màng liên kết với các phân tử chất hòa tan rồi chuyển chúng vào bên trong của màng, từ đó các phân tử hoà tan chuyển vào tế bào chất Các phân tử vận chuyển trên gọi là protein thấm- pecmeaza

Theo cơ chế vận chuyển thụ động chất hòa tan liên kết thuận nghịch vào một

vị trí đặc bên trên phân tử pecmeaza nằm trong màng, phức hợp chất tan- pecmeaza được vận chuyển theo cả hai phía của mhàng nhờ sự chênh lệch nồng độ của một chất nào đó, nghĩa là sự vận chuyển diễn ra theo kiểu xuôi dòng

Trong quá trình vận chuyển thụ động không cần năng lượng của tế bào, pecmeaza được di động thuận nghịch hoặc ở dạng đơn độc P hoặc dạng phức hợp với vật chất được di chuyển PS( S là chất vận chuyển ), hướng di chuyểnn của S phụ thuộc vào nồng độ ở hai phía của tế bào

Làm giảm sự mất nước của tế bào có nghĩa là giảm sự HHKL Màng tế bào

có hai lớp, giữa hai lớp là các phân tử kỵ nước và ưa nước giúp quá trình trao đổi chất, dinh dưỡng, khoáng chất và nước qua sự vận chuyển ATP, AMP vòng , phá

vỡ cân bằng cấu trúc màng, áp suất thầm thấu màng hay pH thay đổi sẽ làm cản trở quá trình mất nước hay tăng nước liên kết

1.4.2.2 Sự khuếch tán và thẩm thấu chất tan[20][24]

1 Sự khuếch tán

Tính chất chung của dung dịch với xu hướng phân bố đồng đều mọi hạt vật chất ra to àn thể tích chiếm chỗ, đó chính là sự khuếch tán Hay nói cách khác sự khuếch tán là hiện tượng tự cân bằng nồng độ của vật chất Các phân tử chất tan di động từ nơi nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn và quá trình đó dừng lại khi nồng độ chất tan hai bên cân bằng Quá trình khuếch tán tuôn theo định luật Fick

Sự chuyển động của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí gọi là quá trình khuếch tán ngoại Lượng nước bay hơi do khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện là áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí

Do sự chênh lệch độ ẩm giữa các lớp tạo nên sự chuyển động của hàm ẩm ở trong nguyên liệu từ lớp này đến lớp khác để tạo sự cân bằng gọi là khuếch tán nội Động lực của khuếch tán nội xảy ra do chênh lệch độ ẩm giữa các lớp bên trong và bên ngoài Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có liên quan mật thiết với nhau, tức

là khuếch tán ngoại có được thì khuếch tán nội mới được tiếp tục

Nếu khuêch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ nhanh, nhưng điều kiện đó thì ít có Khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn tốc độ bay hơi trên bề mặt Khi khuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ dừng lại

2 Quá trình thẩm thấu

Nếu giữa dung dịch và dung môi bị phân cách bằng một màng bán thấm- màng chỉ cho các phân tử dung môi đi qua lại tự do còn ngăn cản sự qua lại của các phân tử chất tan Sự khuếch tán một chiều từ dung môi vào dung dịch gọi là sự thẩm thấu

Bản chất quá trình thẩm thấu gần giống quá trình khuếch tán Đó là qúa trình

di chuyển của các phân tử chất tan khắc phục trở lực của màng bán thấm để cân bằng nồng độ Khả năng thẩm thấu của các chất điện giải qua tế bào chết cao hơn nhiều so với tế bào sống, do vậy độ tươi giảm thì khả năng thẩm thấu tăng

Áp suất thẩm thấu tuân theo định luật Van - Hốp

Po = iRTC

Trong đó: i - Hằng số đẳng trương

P – Áp suất thẩm thấu cảu dung dịch

C - Nồng độ chất tan trong dung dịch

T- Nhiệt dộ tuyệt đối của dung dịch

R - Hằng số khí lý tưởng

Trong quá trình chế biến thuỷ sản đông lạnh thì áp suất thẩm thấu trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất tan trong dung dịch vì vậy nồng độ của chitozan càng tăng thì áp suất thẩm thấu cũng tăng và làm tăng khối lượng cá

1.5 NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ CHITOZAN

VÀ HHKL, CHẤT LƯỢNG CỦA CÁ TRONG CẤP ĐÔNG VÀ TRỮ ĐÔNG 1.5.1 Nghiên cứu trong nước

Chitozan được sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm[15], [17] Hai nhà khoa học Bùi văn Miên và Nguyễn Anh Trinh, khoa công nghệ thực phẩm Trường Đại học Nông Lâm đ ã nghiên cứu ứng dụng chitozan để bảo quản cá tươi Các tác giả tiến hành loại bỏ hoàn toàn nội

tạng cá, sau đó đem bảo quản dung dịch chitozan ở các nồng độ 0,5 %, 1%, 1,5%, 2%, 2,5%( tuỳ theo từng loại cá) Kết quả sau cấp đông, tan giá thì sự mất nước, HHKL của cá giảm hơn khi không dùng chitozan

Những nguyên cứu của GS- TS Trần Thị Luyến về sự hút nước của da mực cho thấy collagen là thành phần chủ yếu hút nước, nước sẽ kết hợp với các gốc cực tính ở mạch ngoài, kết quả làm cho thể tích và bề dày tăng, độ bền vững của collagen giảm từ 3 – 4 lần

Những nghiên cứu của Nguyễn Anh Tuấn, khoa công nghệ chế biến, Trường Đại Học Nha Trang về ảnh hưởng của phụ gia SSTP đến chất lượng và khối lượng tôm trong quá trình bảo quản đông, cho thấy dù có sự khác nhau về đối tượng nghiên cứu nhưng có chung một kết quả là làm giảm hao hụt khối lượng và cải thiện chất lượng cảm quan một cách đáng kể [37], [38], [39]

Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và các cộng sự thuộc Viện Hoá học các hợp chất tự nhiên đã điều chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên chính là chitozan có tác dụng bảo quản quả tươi ( cà chua, nho, vải, chuối ) rất tốt Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống sự phá huỷ của một số nấm men, vi sinh vật

Nghiên cứu của Lê Văn Khẩn Trường Đại học Nha Trang về sử dụng các chất phụ gia nhằm cải thiện chất lượng cảm quan đồng thời giảm hao hụt khối lượng của mực ống trong quá trình cấp đông và bảo quản đông Kết quả cho thấy khi sử dụng phụ gia QM, AP60, STTP, Chitozan làm cho chất lượng cảm quan của mực tăng lên đáng kể đồng thời làm giảm hao hụt khối lượng trong quá trình cấp đông và bảo quản [27]

Viện Khoa học nông nghiệp Miền Nam và Trung tâm công nghệ sinh học Thuỷ Sản cùng tham gia nghiên cứu tác dụng của chitozan lên một sô loài hạt dễ mất khả năng nảy mầm và góp phần thúc đẩy sinh trưởng, phát triển của cây ngoài đồng Kết quả là có khả năng kéo dài thời gian sống và duy trì khả năng này mầm tốt của hạt giống cà cua và hạt giống đậu côve sau thời gian bảo quản là 9 đến 12 tháng trong điều kiện bình thường

Trường Đại học Nha Trang với dự án sản xuất thử nghiệm chitozan từ phế liệu vỏ tôm đã giới thiệu nhiều loại chitozan có thông số kỹ thuật khác nhau, tạo ra khả năng áp dụng phong phú trong lĩnh vực thuỷ sản, cũng như thực phẩm

Bắt đầu từ tháng 6 năm 2005 Bộ Y tế Việt Nam đã cho phép sử dụng chitozan xuất xứ từ Trường Đại học Nha Trang làm chế phẩm dược để hấp thụ cholesterol trong máu Như vậy việc sử dụng chitozan vào quá trình chế biến cá đông lạnh là hoàn toàn đảm bảo an toàn vệ sinh

1.5.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC

Những nghiên cứu của Danton [10] về HHKL cho thấy, HHKL phụ thuộc vào sự biến thiên nhiệt độ trong kho TĐ thực phẩm, sự thay đổi áp suất riêng phần của không khí là động lực cho sự mất nước Ngoài ra sự mất nước còn phụ thuộc vào hình dáng của sản phẩm

Tiếp theo nghiên cứu cả Danton là nghiên cứu của Riutop về các yếu tố ảnh hưởng đến HHKL trong bảo quản lạnh và trữ đông

Phạm Quang Tuấn ( New zealand ) nghiên cứu thay đổi các thông số vật lý của môi trường cấp đông như tốc gió, hướng gió để thay đổi hệ số truyền nhiệt và thời gian cấp đông, từ đây xác định tỷ lệ HHKL của đối tượng nghiên cứu trong cấp đông cho thấy ảnh hưởng của môi trường cấp đông lên HHKL của quá trình cấp đông [49], [60]

Những nghiên cứu của Dziesak JD và love, RM., Albel, G., về chất phụ gia muối phosphat cho thấy hiệu quả của dung dịch phosphat về biến đổi cơ thịt trong lạnh đông, làm cho có thịt săn chắc, tăng CLCQ và giảm HHKL một số thực phẩm phổ biến như gia cầm, gia súc, trong đó đặc biệt là thực phẩm thuỷ sản [39]

Khả năng liên kết nước trong thực phẩm phụ thuộc vào các dạng liên kết ẩm của protein trong nó, phụ thuộc hàm lượng ATP trong tổ chức cơ thịt, pH của môi trường và nhiều yếu tố khác Để duy trì khả năng giữ nước của thịt cá, có thể sử dụng các chất làm bền liên kết ẩm trong mô cơ, một trong những chất thường dùng

là các muối photphat Muối photphat có phân tử lượng lớn tham gia phân giải actomyosin thành actin và myosin đưa đến lượng myosin tăng lên