Cá, thịt và chế biến công nghiệp - chương 1

Cá, thịt và chế biến công nghiệp - chương 1

LỜI NÓI ĐẦU

V iệc cung cấp các kiến thức về đặc điểm công nghệ hoá học, các tính chất, các biến đổi sinh hoá, và về đánh giá chất lượng sẽ trang bị cho sinh viên, kỹ sư, kỹ thuật viên những phạm trù cần thiết nhằm sáng tạo ra những qui trình mới tạo

ra nhiều mặt hàng có giá trị cao Để khỏi bỡ ngỡ trong quá trình tìm tòi những

sản phẩm mới, cuốn sách “Cá, thịt và chế biến công nghiệp” giới thiệu công

nghệ chế biến hiện đại về cá, thịt Nội dung bao gồm: các công nghệ gia công sơ bộ, các công nghêp chế biến cá, thịt hiện đại Bước chuyển biến có tính đột phá quan trọng nhất trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm thực phẩm là việc áp dụng nguồn bức xạ hồng ngoại trong gia công nhiệt, áp dụng kỹ thuật sấy thăng hoa để sản xuất những sản phẩm khô bảo đảm giữ được các tính chất ban đầu và vệ sinh thực phẩm

Sách được sử dụng trong chương trình giảng dạy cho sinh viên ngành thực phẩm sinh học và đồng thời là sách tham khảo cho các học viên sau đại học, cán bộ kỹ thuật, cán bộ quản lý ở các viện nghiên cứu và thiết kế và các ngành có liên quan

Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ông Giám đốc và Ban Biên tập sách Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật đã tạo điều kiện sớm ra mắt bạn đọc cuốn sách này

Chúng tôi rất mong nhận được những đóng góp ý kiến chân thành của các bạn đọc

TÁC GIẢ

MỤC LỤC

Chương I Các tính chất của cá, thịt và một số đặc điểm về

công nghệ hóa học 11

1.3 So sánh đặc tính công nghệ hoá học về cá với những nhóm có

sinh thái khác 30

1.4 Sự khác biệt giữa thịt cá và thịt động vật sống trên cạn 35

Chương II Các biến đổi sinh hoá của thịt cá và thịt gia súc 36

2.1 Các biến đổi sinh hoá và các tính chất hoá keo của thịt cá 36

2.1.1 Những biến đổi của thịt cá khi lên bờ (cá sống) 36

2.1.2.5 Ôi dầu 59

Chương III Chất lượng, đánh giá chất lượng và thời gian bảo quản

3.1 Chất lượng, và thời gian bảo quản cá ướp lạnh 72

3.1.1 Ảnh hưởng của loài cá, phương pháp khai thác ngư trường

và mùa vụ 72

3.1.1.2 Sự biến màu liên quan đến ngư trường và phương pháp

khai thác 75

3.1.2.2 Ướp lạnh hoặc ướp đông một phần (0 đến -4oC) 81

3.1.3.2 Ức chế hoặc giảm hệ vi khuẩn xuất hiện tự nhiên 83

3.1.4 Moi ruột 83

3.1.5.1 Thành phần, khí quyển ảnh hưởng tới hệ vi khuẩn 87

3.1.5.2 Hiệu ứng khí quyển đối với cá nguyên con 89

3.2.2.3 Tổng lượng bazơ bay hơi (Total Volable Bases - TVB) 96

3.2.2.4 Các sản phẩm phân huỷ nucleotit 97

3.2.3 Các phương pháp lý học 98

3.2.4.1 Đếm vi khuẩn trong hộp cấy Petri tiêu chuẩn 101

4.1.1.1 Một số đặc điểm của quá trình muối cá 105

4.1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới thời gian muối cá 112

4.1.2 Bản chất công nghệ của quá trình hun khói cá ở nhiệt độ thấp 118

4.1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng tới độ bền bảo quản của cá hun khói 121

4.1.3.2 Dùng nước muối hoặc nước biển làm lạnh cá 127

4.1.3.3 Bảo quản cá trong môi trường không khí 128

4.1.3.4 Quá trình kỹ thuật bảo quản cá tươi bằng phương pháp

ướp nước đá 129

4.2 Công nghệ gia công sơ bộ thịt gia cầm 134

4.2.2 Các công đoạn công nghệ gia công sơ bộ đầu tiên 138

4.2.2.1 Móc trên băng tải để gia công sơ bộ đầu tiên 138

Chươntg V Công nghiệp chế biến hiện đại cá, thịt 158

5.1 Chế biến các sản phẩm khô bằng bức xạ hồng ngoại 158

5.1.1 Những khái niệm cơ bản về lý học của quá trình bức xạ hồng ngoại 158

5.1.2 Sấy và gia công nhiệt thực phẩm bằng bức xạ hồng ngoại 161

5.1.2.1 Cơ cấu sấy và gia công nhiệt bằng tia hồng ngoại, những

nguyên tắc chung để hình thành chế độ tối ưu của quá trình 161

5.2 Chế biến cá, thịt khô bằng phương pháp sấy thăng hoa 167

5.2.2 Công nghệ chế biến ca, thịt khô bằng phương pháp thăng hoa

5.4.1 Qui trình sản xuất cá phèn nguyên con ướp đông 177

5.4.2 Qui trình sản xuất cá hồng, cá song nguyên con bỏ ruột ướp đông 178

5.4.3 Qui trình sản xuất cá hồng philê ướp đông 179

5.4.4 Chỉ tiêu chất lượng cá nguyên con mổ ruột (cá hồng, song, kẽm) 180

5.5.1.1 Tôm he bỏ đầu ướp đông 181

5.5.1.3 Tôm chín nguyên con tự nhiên ướp đông 184

5.5.1.4 Tôm chín nguyên con nhuộm màu 185

5.5.1.7 Tôm chín bóc vỏ nhuộm màu 186

5.6.1 Qui trình sản xuất mực mai philê ướp đông 189

5.6.2 Qui trình sản xuất đầu, da, vây mực ướp đông 190

5.6.3 Qui trình sản xuất mực ống philê ướp đông 191

5.6.4 Đánh giá chất lượng mực ống và mực mai 192

Chương VI Vi khuẩøn gây bệnh trong các sản phẩm thuỷ sản

và phương pháp kiểm tra 203

6.1 Các vi khuẩn gây bệnh trong các sản phẩm thuỷ sản 203

6.1.1 Các vi khuẩn khu trú (nhóm 1) 204

6.1.2.1 Salmonella sp 209

6.2 Phân loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật 211

6.3 Môi trường nuôi cấy vi sinh vật 215

6.4.1 Phương pháp đếm tế bào qua kính hiển vi 220

6.4.3 Phương pháp màng lọc 222

6.4.4 Phương pháp đếm khuẩn lạc (phương pháp đếm đĩa) 224

6.5 Phương pháp thử các chỉ tiêu chủ yếu trong vi sinh vật thực phẩm 229

1.1 CẤU TRÚC CỦA CÁ, THỊT

Thịt cá là một hệ keo đặc, được tạo nên từ màng ngăn, các sợi cơ và nội mạc Các màng ngăn chia hệ cơ của cá thành những phần ngang và gồm chủ yếu là collagen và elastin Chúng tạo nên trong màng ngăn một mạng lưới có cấu trúc nhỏ, chứa đầy dung dịch muối protit, chất nhờn

Gần giống cấu trúc với các động vật khác, nó bao gồm các mô cơ bản sau:

Cơ xương (cơ vân ngang) nhằm bảo đảm mọi cử động

Cơ trơn là cơ của các cơ quan bên trong

Cơ xương cấu tạo từ ba phần: sợi cơ, màng sợi cơ và màng ngăn

Sợi cơ là đơn vị cơ bản để cấu thành cơ thịt Sợi cơ hình thoi có đường kính

D từ 10 đến 100 µm Bên trong sợi cơ là các tơ cơ được xếp song song nhau thành các bó, chiều dài sợi thường khoảng 5 - 10 cm Mỗi sợi được bao bọc bằng một màng mỏng rất dẻo và đàn hồi, gọi là màng cơ, chứa nhiều elastin là loại protit có nhiệt độ nóng chảy cao (130 ôC) nên có thể không tiêu hóa được Hai đầu sợi có nhiều tổ chức hình sợi mềm, đàn hồi do elastin cấu thành Những sợi elastin nối chặt sợi cơ với hai màng ngăn ở hai đầu và giữ các sợi cơ nằm giữa hai màng ngăn đó Khi cơ co giãn quá mức có thể bị đứt, mà các sợi elastin không

sao Nhóm sợi cơ liên kết nhau thành bó cơ bậc nhất, các bó cơ bậc nhất liên kết nhau thành bó cơ bậc hai, bậc ba v.v

Dưới màng cơ có các sợi tơ cơ nhỏ, đường kính 1 - 3 µm Cơ thịt của động vật có hai màu: màu đỏ sẫm và màu đỏ nhạt Mô cơ thịt chứa các protit hoàn hảo

Mô liên kết làm nhiệm vụ gắn liền các mô thịt khác nhau và các cơ quan vào với nhau Các mô thịt ở phía trước con vật thường chứa nhiều mô liên kết hơn các phần thịt ở phía sau Thịt càng nhiều mô liên kết càng cứng Các mô liên kết chủ yếu chứa các protit không hoàn hảo Các mô liên kết là các sợi gân chứa collagen và elastin Khi đun nóng một phần collagen chuyển thành gluten có thể tiêu hóa được nhưng thiếu triptophan

Mô mỡ là loại mô liên kết biến dạng, chứa nhiều tế bào mỡ Mô liên kết có thể chuyển thành mô mỡ ở các bộ phận khác nhau của thịt Thường hiện tượng này xảy ra ở giữa mô máu và mô cơ và xuất hiện ở mô dưới da Mô mỡ bao bọc xung quanh các cơ quan bên trong để bảo vệ Kích thước tế bào mỡ rất lớn, đường kính từ 35 - 130 µm Sự thay đổi về màu sắc, mùi vị, độ chặt, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ đông đặc, chỉ số iot và các tính chất khác, tùy thuộc vào loại động vật và sự trưởng thành Lượng mỡ trong thịt thay đổi tùy vị trí khác nhau trong động vật

Mô xương gồm các sợi keo có thấm các muối canxi, lớp ngoài đặc, trong xốp và có nhiều mỡ Ở giữa các chất xốp có nhiều chất béo gọi là tỷ Động vật có sừng có nhiều xương khoảng 32%, lợn từ 5 - 9 % Màng cơ bao gồm: màng trong, ngoài sợi cơ, màng tơ cơ và màng của các bó cơ bậc 1, 2, v.v

Màng do protein hình sợi cấu thành chủ yếu collagen, elastin, reticulin (chất keo, chất đàn hồi, chất lưới), ngoài ra có lipoprotein, nơrôkeratin, muxin và mucoit

Những loài cá có tổ chức liên kết phát triển thì có kết cấu vững chắt (cá thu, ngừ có cơ thịt chặt chẽ hơn cá chim, cá mối v.v.)

Tổ chức liên kết trong thịt cá ít hơn trong động vật trên cạn nên độ chặt chẽ của chúng cũng kém hơn thịt gia súc, gia cầm

Nguyên sinh chất (NSC), màng ngăn, sợi cơ và nội mạc kết hợp nhau thành một hệ liên tục làm cho thịt dẻo, đàn hồi và có khả năng chống đứt

Sau khi gia công nhiệt, thịt trở nên tươi và cứng lại Độ tươi của thịt là do sự biến đổi protit trong nguyên sinh chất và trong sợi do một phần nước bị tách

ra

Độ cứng phụ thuộc vào hàm lượng elastin, khi đun nóng bình thường không bị phá hủy và không hòa tan Lượng nước liên kết trong NSC không vượt quá 15% cho nên phần lớn nước trong NSC ở trạng thái tự do

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo thịt cá:

1 Nội mạc cơ; 2 Mạng lưới cấu trúc của nguyên sinh chất; 3 Sợi cơ;

4 Tơ cơ; 5 Chất nguyên sinh; 6 Vách ngăn; 7 Mạng lưới cấu trúc của vách ngăn

NSC thực chất là hệ keo Xây dựng nên cấu trúc NSC là do các chất nitơ có trong protit Sau khi chết, dưới tác động của muối và một số yếu tố khác, một phần các chất chứa nitơ của nguyên sinh chất kết tủa ATP có trong NSC được phân bố đều ở khoảng giữa các sợi cơ đóng vai trò quan trọng khi cá mới chết Sợi cơ là sợi keo có mạng cấu trúc được tạo nên do các protein có nhiều mạch nhánh ngắn, hai đầu căng ra như dây cung và dính chặt vào màng ngăn

Tương cơ là dung dịch nhớt chứa các protein như: mioalbumin, miogen, globulin, mioglobulin và các muối vô cơ Trong thành phần tương cơ còn có 2% lipit, 1% gluxit (glycogen)

Hình 1.2 Kiến trúc của tơ cơ

Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo phân tử của nguyên sinh chất:

1 Các mạch polypeptit hình sợi; 2 Lipit dạng que; 3 Các phân tử chất béo;

4 Các phân tử nước

Các protein trong tương cơ liên kết lỏng lẻo Cá sau khi chết, dưới tác dụng

của muối vô cơ và những nhân tố khác, protein bị đông đặc làm cho tương cơ có

cấu trúc chặt chẽ hơn

1.2 HÓA HỌC CỦA CÁ, THỊT

Thành phần và tính chất của các chất hữu cơ khi bảo quản bị biến đổi, tạo

nên những hợp chất mới làm thay đổi dạng thịt, thay đổi vị và mùi, giá trị dinh

dưỡng

1.2.1 Hóa học của thịt cá

1.2.1.1 Những đặc điểm hóa học của thịt cá

Thành phần hóa học của cá phụ thuộc vào vùng đánh bắt vào thời gian

trong năm và vào độ lớn của cá

a) Nước

Chiếm trung bình từ 55 - 83% Nó đóng vai trò và chức năng quan trọng

trong đời sống, chất lượng của cá Nước tham gia vào phản ứng sinh hóa, vào các

quá trình khuếch tán trong cá, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, ngoài ra

liên kết với các chất protein

b) Protein

Là chất tạo khung để tạo tế bào, là chất tạo máu Trong quá trình hoạt động

của vi sinh vật, dưới tác động của các điều kiện bên ngoài, protein sẽ chuyển từ

dạng này sang dạng khác làm biến đổi cấu trúc và cả thành phần của nó, nhiệm

vụ cơ bản của người làm công nghệ là tìm biện pháp để giảm sự biến đổi trên

Protit của thịt cá có giá trị thực phẩm cao vì có tất cả những axit amin cần

thiết cho người Sau khi thanh trùng đồ hộp, lượng axit amin trong cá thu hầu như

được giữ hoàn toàn (80 - 90%) lượng axit amin ban đầu Hàm lượng axit amin

không thay thế trong thịt những loài cá lớn được thể hiện ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Hàm lượng axit amin trong thịt cá (g/kg)

Protein trong thịt cá có thể chia làm ba nhóm cơ bản: nhóm hòa tan trong nước (albumin); nhóm hòa tan trong dịch muối (globulin); nhóm hòa tan trong nước và trong dịch muối (miostromin)

Nhóm albumin gồm có miozin (actomiozin, tropomiozin, nucleomiozin) Trong thịt cá tươi lượng albumin 17 - 21%, globumin 78 - 80% và miotromin gần 3% so với lượng protein chung

Nitơ không protit ở trong thịt cá hòa tan được trong nước và bao gồm những nhóm hợp chất: axit amin (arginin, histindin, lizin, alamin, ), amit axit (creatin, creatinin, uric) và gốc nitơ (ancerin, carnizon, trimetylamin oxyt, gốc bay hơi - amoni mono-, di- và trimetylamin)

Trimetylamin có một giá trị rất lớn vì nó làm cho cá tươi có mùi rất đặc biệt Hàm lượng nitơ không protit ở trong thịt cá gồm 9 đến 18% lượng đạm toàn phần Trong thịt cá cũng chứa một lượng lớn men nhưng rất ít, đặc biệt nhiều ở trong ruột cá

Trong quá trình bảo quản và chế biến, men thủy phân (hydrolaza) và men oxy hóa (oxydaza) đóng một vai trò rất quan trọng Ở trong thịt cá, men thủy phân được chia làm ba nhóm: proteaza, lipaza và amilaza

Các protein hòa tan trong dung dịch kiềm như collagen và elastin Các protein này ở trong mô của cá có khoảng 3% so với lượng protein chung Trong

mô cơ của các động vật sống trên cạn lượng này đạt tới 20% Điều này có đặc trưng là tế bào liên kết trong mô cá phát triển ít hơn trong động vật sống trên cạn Theo cấu trúc riêng biệt, các protit của thịt cá có thể phân bổ như sau:

Sợi cơ Chất nguyên sinh Màng nguyên sinh và vách ngăn

Chất béo của cá khác với chất béo của động vâtû sống trên cạn là chứa một lượng lớn các axit béo không no Các axit béo phổ biến nhất trong cá là:

Độ tươi của chất béo được đánh giá bởi một loạt các chỉ số, quan trọng nhất là chỉ số axit Chỉ số axit càng lớn thì axit béo tự do (không liên kết với glyxerit) càng lớn, quá trình phân hủy càng cao, chất lượng chất béo càng thấp Bảo quản trong điều kiện không thuận lợi chất béo sẽ bị ôi, màu chuyển từ vàng sang đỏ nâu Chất béo bị ôi tạo thành lớp mỏng giống như khối thịt nhờn, nhớt có màu sắt gỉ

d) Gluxit

Thành phần gồm:

- Monosacarit C6H12O6 như glucoza, fructoza và galactoza

- Disacarit (C12H22O11) như sacaroza, lactoza

- Polysacarit gồm một lượng lớn monosacarit và các hợp chất khác (C6H10O5)x

Polysacarit không no có vị ngọt, loại này bao gồm tinh bột, glucogen, inxylin, xelluloza

Gluxit trong cá không phải là chất đặc trưng chỉ có polysacarit với lượng nhỏ trong gan và các phần khác

e) Muối khoáng

Chứa trong các hợp chất hữu cơ và các muối hòa tan Trong cá chất khoáng chỉ chứa trong hợp chất hữu cơ, bao gồm: K, Na, Mg, S, Cl, một lượng nhỏ các hợp chất Cu, Fe, Mn, I, Br Chúng tham gia tạo ra áp suất thẩm thấu nhất định của dung dịch làm giảm nhiệt độ, động năng của dịch bào

vị (có trường hợp đến 100 đơn vị) Ngoài ra trong gan cá có nhiều provitamin D Người ta sử dụng tia cực tím để chiếu vào provitamin D để chuyển thành vitamin

D2

Bảng 1.2 Hàm lượng vitamin trong cá thu (γ/g)

Trong những loài cá khác nhau có từ 9 đến gần 22% protein, từ 0,4 đến

14% chất béo, một số vitamin và muối khoáng Trong bảng 1.3 là thành phần hóa

học của thịt những loài cá thường đánh bắt được ở biển Việt Nam

Bảng 1.3 Thành phần hóa học thịt của một số loài cá thường đánh bắt được

Đặc điểm nổi bật nhất của cá nước ta hầu hết là cá gầy có hàm lượng protit

cao và lipit thấp

- Các loài có hàm lượng protit cao từ 21 - 24% là: cá nục chuối, trích lầm,

trích xương, chim Ấn Độ, cá ngân, cá chai, cá chỉ vàng, mập Mã Lai

- Các loài có hàm lượng protit cao từ 20 - 20,9% là: cá song tro, song gió,

bạc má, cá mõm mơ, miễn sành hai gai, phèn một sọc, phèn khoai, cá hồng, cá

mối vạch, cá dưa, cá đuối, cá bánh đường lớn

- Các loài có hàm lượng protit cao từ 19 - 19,9% là: cá khế lưỡi đen, chuồn

đất, cá úc, cá căng, cá sạo, cá dưa, trác ngắn, kẽm hoa, tráp vàng

- Các loài có hàm lượng protit từ 17 - 18,8% là: cá cam, cá bò, bạch điều,

lầm đầu, trích thần tiên, nhụ, vàng mỡ, hiên vằn, lẹp, hồng dải đen, cá giò

- Một số loài cá có protit dưới 16% như: cá mòi