Khảo sát khả năng sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cá

Khảo sát khả năng sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cáKhảo sát khả năng sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cáKhảo sát khả năng sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cáKhảo sát khả năng sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cáKhảo sát khả năng sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cáKhảo sát khả năng sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cáKhảo sát khả năng sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cá

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

Chương 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về nguồn nguyên liệu 3

2.1.1 Cá tra 3

2.1.2 Mỡ heo 6

2.2 Các quá trình chính chi phối sự hình thành sản phẩm 7

2.2.1 Công dụng và tác động của chế độ rửa đến chất lượng sản phẩm 7

2.2.2 Quá trình tạo gel 9

2.2.3 Quá trình nhũ hóa 11

2.2.4 Vai trò và chức năng của gelatin 15

2.2.5 Ảnh hưởng của việc bổ sung polyphosphate đến cấu trúc sản phẩm 162.2.6 Quá trình xay nghiền 17

2.2.7 Quá trình xử lý nhiệt 18

2.3 Các nghiên cứu có liên quan 20

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Phương tiện nghiên cứu 22

3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 23

3.4 Sơ lược cách thức bố trí thí nghiệm và các chỉ tiêu đánh giá 25

3.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng NaHCO3 và CH3COOH (trong công đoạn rửa thịt vụn đỏ cá tra) đến chất lượng sản phẩm chả lụa cá 253.4.1.1 Mục đích: Xác định nồng độ NaHCO3 và CH3COOH sử dụng thích hợp trong công đoạn rửa nhằm đảm bảo đặc tính cấu trúc và giá trị cảm quan của sản phẩm chả lụa cá 25

3.5 Phương pháp và thiết bị sử dụng trong phân tích các chỉ tiêu 38

3.4 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

PHỤ LỤC 110

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của cá tra cỡ 170g/con 3

Bảng 2.2: Thành phần hóa học của một số loài cá da trơn 3

Bảng A.1: Thang điểm đánh giá chỉ tiêu màu sắc của sản phẩm chả lụa cá 48

Bảng A.2: Thang điểm đánh giá chỉ tiêu mùi của sản phẩm chả lụa cá 48

Bảng A.3: Thang điểm đánh giá chỉ tiêu vị của sản phẩm chả lụa cá 48

Bảng A.4: Thang điểm đánh giá chỉ tiêu cấu trúc của sản phẩm chả lụa cá 48

DANH SÁCH HÌNH

Hình 3.1: Quy trình tổng quát chế biến sản phẩm chả lụa cá 23

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 25

Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 28

Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 31

Hình 3.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 33

Hình 3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 35

Hình 3.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 6 37

Chương 1 GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Chả lụa là một trong những sản phẩm truyền thống, có giá trị dinh dưỡng caocủa người Việt Nam Tuy nhiên, phần lớn các sản phẩm chả lụa trên thị trườngđược sản xuất theo phương thức truyền thống từ nguồn nguyên liệu ban đầu làthịt heo (ở dạng thịt nóng hay thịt lạnh đông) Trong khi đó, chất lượng cuộcsống ngày càng được cải thiện, nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng đượcnâng cao, đòi hỏi thị trường phải cung cấp các dạng sản phẩm thực phẩm mới lạ,hấp dẫn, đa dạng, phong phú về chủng loại, đảm bảo chất lượng tốt và tính antoàn Song song với tình hình hiện nay, ngành thủy sản Việt Nam trong nhữngnăm gần đây đang phát triển rất mạnh mẽ, trở thành một trong những ngành kinh

tế mũi nhọn, và cá tra là đối tượng chính góp phần tạo nên thành công to lớnnày Sản lượng cũng như lợi nhuận mà cá tra mang lại cho kinh ngạch xuất khẩucủa nước ta hàng năm khá lớn Dầu vậy, các sản phẩm từ cá tra còn hạn hẹp, chủyếu là ở dạng fille đông lạnh và một số sản phẩm giá trị gia tăng như surimi, chả

cá viên…Bên cạnh đó, theo kết quả điều tra tại các nhà máy chế biến thủy sản,

tỷ lệ fillet cá tra chỉ đạt khoảng 35%, còn lại 65% là phụ phẩm, bao gồm: xương,

da, thịt đỏ, nội tạng, mỡ, dè cá…Trong đó, phần thịt vụn đỏ được loại ra từ quytrình sản xuất cá tra fille chiếm khoảng 3%, hiện tại chưa được ứng dụng nhiềutrong sản xuất để nâng cao tính kinh tế Vấn đề đặt ra là tận dụng phần thịt vụn

đỏ này trong việc đa dạng hóa sản phẩm từ con cá tra dựa trên quy trình sản xuấtchả lụa truyền thống, vừa tận dụng được nguồn phụ phẩm phong phú này, vừa

đáp ứng nhu cầu của thị trường và người tiêu dùng Đề tài “Khảo sát khả năng

sử dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cá”

được tiến hành nhằm đáp ứng khuynh hướng tiêu dùng thực phẩm hiện tại, tạo

ra một dạng sản phẩm mới, có tính kinh tế, an toàn và tốt cho sức khỏe

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Tận dụng thịt vụn đỏ cá tra trong chế biến và bảo quản sản phẩm chả lụa cáchất lượng và an toàn với việc kiểm soát công đoạn rửa, bổ sung các chất phụgia tạo gel, kiểm soát quá trình gia nhiệt, đồng thời khảo sát thời gian bảo quảnlạnh sản phẩm

Từ mục tiêu đã đặt ra, các nội dung nghiên cứu chính được thực hiện trong

đề tài này bao gồm:

 Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng NaHCO3 và CH3COOH (trong côngđoạn rửa thịt đỏ cá tra) đến chất lượng của sản phẩm chả lụa cá

 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl trong nước rửa đến các đặctính chất lượng của sản phẩm chả lụa cá.

 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ thịt đỏ cá tra : mỡ heo đến chất lượng sảnphẩm chả lụa cá

 Tác động của việc bổ sung gelatin và sodium tripolyphosphate đến đặc tínhcấu trúc và giá trị cảm quan của sản phẩm

 Khảo sát ảnh hưởng của chế độ gia nhiệt (thời gian và nhiệt độ hấp) đến đặctính cấu trúc và mật số vi sinh vật trong sản phẩm

 Xác định sự thay đổi thành phần, tính chất và giá trị cảm quan của sản phẩmtheo thời gian bảo quản trong điều kiện bảo quản lạnh

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về nguồn nguyên liệu

2.1.1 Cá tra

2.1.1.1 Cá tra - thành phần dinh dưỡng và khả năng tận dụng nguồn phụ phẩm

Cá tra là một trong số những loài cá thuộc họ cá tra (Pangasiidae), có giá trị

kinh tế cao Chúng có kích thước lớn, tăng trọng nhanh, dễ nuôi và hiện nayđược nuôi khá phổ biến ở đồng bằng sông Cửu Long (tập trung nhiều ở AnGiang, Đồng Tháp) (Nguyễn Hùng Đức, 2011)

Cá tra có tên tiếng Anh là Shutchi catfish

Bộ cá nheo: Siluriformes

Họ cá tra: Pangasiidae

Giống cá tra dầu: Pangasianodon

Loài cá tra: Pangasianodon hypophthalmus

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của cá tra cỡ 170g/con

Năng lượng từ chất béo 30,48 cal

(Nguồn: Nguyễn Thanh Hiền, 2003, được trích dẫn bởi Huỳnh Trung Hậu, 2010)

Bảng 2.2: Thành phần hóa học của một số loài cá da trơn

Loài cá Thành phần hóa học tính trên 100g sản phẩm ăn được (%)

(Nguồn: Nguyễn Thị Lệ Diệu, 2001, được trích dẫn bởi Đỗ Minh Chung, 2010)

Bảng 2.3: Tỷ lệ các thành phần theo phần trăm khối lượng của cá tra

Từ bảng 2.3, ta nhận thấy rằng phần thịt cá chỉ chiếm tối đa khoảng 40%,tính cả cơ thịt hồng phải được loại ra trong quá trình chế biến fillet lạnh đông.Phần thịt hồng này chứa nhiều lipid và các protein không có khả năng tạo gel, do

đó, ảnh hưởng lớn đến việc ứng dụng trong chế biến các sản phẩm giá trị giatăng dạng gel và dạng nhũ tương từ con cá tra Điều này cần được quan tâm,nghiên cứu

2.1.1.2 Protein trong cá

Cấu tạo cơ thể cá là một hỗn hợp gồm nhiều chất hóa học Trước hết là cácloại protein, sau đó là lipid, các muối vô cơ và các chất khác, tạo thành một dungdịch keo nhớt, trong đó nước là dung môi

Protein được cấu tạo từ các acid amin Các hợp chất này tạo nên cơ quan của

cá, tạo cho cấu trúc cơ thịt cá độ chắc, độ đàn hồi, độ dẻo dai nhất định Proteincủa mô cơ cá được chia ra thành 3 nhóm:

a Protein cấu trúc (Protein tơ cơ)

Chiếm khoảng 70÷80% tổng lượng protein cá, bao gồm actin, myosin,tropomyosin và actomyosin Các protein này hòa tan trong dung dịch muối trungtính có nồng độ khá cao (>0,5M) Chúng có chức năng co rút và đảm nhận cáchoạt động của cơ Trong đó, actin và myosin tham gia trực tiếp vào quá trình coduỗi cơ (Nguyễn Trọng Cẩn và cộng sự, 1996)

Phân tử myosin có khả năng xúc tác sự phân ly ATP thành ADP và H3PO4.Đây là một đặc tính quan trọng vì quá trình này sản sinh ra năng lượng cần thiếtcho hoạt động của bắp thịt (Bechted, 1986, được trích dẫn bởi Nguyễn HùngĐức, 2011) Điểm đẳng điện của myosin là 5,6 Vì vậy, trong quá trình chế biếnthịt, việc điều khiển pH gần bằng 6 sẽ làm cho phân tử myosin tích điện âm và

có khả năng liên kết tốt với nước (Harrington, 1979) Ngoài ra, việc sử dụngmuối trong chế biến cũng góp phần gia tăng điện tích âm của phân tử myosin,làm phá vỡ lực ion dẫn đến việc phân tử hấp thu nước tốt và trương nở mạnh(Acton et al., 1983)

Phân tử actin gồm hai dạng là G-actin (hình cầu) và F-actin (hình sợi) Dướitác dụng lý hóa, G-actin có thể trùng hợp thành F-actin và có cấu trúc xoắn kép(Huxley,1963; Steiner et al., 1952; trích dẫn bởi Nguyễn Hùng Đức, 2011) Khi

trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (<0,5M) (Nguyễn TrọngCẩn và cộng sự, 1996).

Đa số các protein này bị đông tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ trên

50oC Ngoài ra, trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóathành metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm (Phan Thị ThanhQuế, 2006)

c Protein mô liên kết

Chiếm khoảng 3÷10% hàm lượng protein trong cá, bao gồm colagen, elastin.Protein này không tan trong nước, trong dung dịch kiềm và trong dung dịchmuối có nồng độ ion cao Protein mô liên kết khó bị thủy phân dưới tác dụngcủa enzyme pepsin và trypsin nên có giá trị dinh dưỡng kém hơn so với proteincấu trúc và protein tương cơ

Đặc trưng về cấu trúc của sợi collagen là khả năng trương nở cao và độ bền

cơ học lớn Sợi collagen không có tính đàn hồi do sự hình thành của liên kết nộibào và trung gian giữa các phân tử, tạo nên cấu trúc xoắn 3 của tropocollagen.Các tính chất này ảnh hưởng đến độ đàn hồi của thịt cá (Nguyễn Văn Mười,2006)

Khi xử lý nhiệt ở mức độ vừa phải, một phần liên kết hydro trong chuỗipeptide của collagen bị phá hủy, làm thay đổi phân bố trong cấu trúc xoắn 3 củatropocollagen dẫn đến việc tăng độ thủy phân của hệ thống và tăng tác dụng củaprotease vào liên kết peptide (Nguyễn Văn Mười, 2006)

Đặc tính của elastin là rất bền với acid và bazo, có độ hòa tan thấp, co giãn,không bị ảnh hưởng khi xử lý nhiệt (Nguyễn Văn Mười, 2006)

Cấu trúc hình thái của protein cá dễ bị biến đổi khi môi trường vật lý thayđổi Việc xử lý với nồng độ muối cao hoặc xử lý bằng nhiệt có thể gây ra sựbiến tính không thuận nghịch đối với protein Tuy nhiên, việc kiểm soát các điềukiện làm biến tính protein có thể giúp nhà sản xuất sử dụng các đặc tính củachúng cho mục đích công nghệ Ví dụ: Trong sản xuất các sản phẩm từ surimi,người ta đã lợi dụng khả năng tạo gel của protein trong sợi cơ (Phan Thị ThanhQuế, 2006)

Protein tơ cơ đóng vai trò quan trọng nhất trong việc hình thành và phát triểncủa hệ gel protein đối với các sản phẩm có quá trình chế biến nhiệt (Smith,1988) Loại protein này ảnh hưởng đến cấu trúc, tính đàn hồi, độ rỉ dịch và sự ổnđịnh của hệ nhũ tương chất béo trong quá trình chế biến sản phẩm (Xiong,

Các protein tương cơ được xem là nguyên nhân gây mất giá trị dinh dưỡngkhi chế biến do chúng có khả năng hòa tan trong nước cao, dễ bị thất thoát trongtiến trình xử lý Ngoài ra, chúng còn cản trở quá trình tạo gel, làm giảm độ bềngel của sản phẩm (Phan Thị Thanh Quế, 2006).

Tương tự như sợi collagen ở động vật hữu nhũ, collagen trong mô cá cũngtạo nên cấu trúc mạng lưới mỏng với mức độ phức tạp khác nhau Tuy nhiên,collagen ở cá kém bền hơn nhiều và ít có các liên kết chéo hơn, nhưng nhạy cảmhơn collagen ở động vật máu nóng có xương sống (Phan Thi Thanh Quế, 2006)

2.1.1.3 Các biến đổi của cá sau khi chết

Từ khi đánh bắt được đến khi chết, trong cơ thể của cá bắt đầu diễn ra hàngloạt các thay đổi về mặt vật lý cũng như hóa học Biến đổi nghiêm trọng nhất là

sự bắt đầu mạnh mẽ của quá trình tê cứng Ngay sau khi chết, cơ thịt cá duỗi rahoàn toàn Kết cấu mềm mại, đàn hồi của cơ thịt cá chỉ kéo dài vài giờ, sau đó

cơ sẽ co lại Trạng thái tê cứng thường kéo dài một ngày hoặc hơn Khi kết thúchiện tượng tê cứng, cơ duỗi ra và trở nên mềm mại nhưng không còn đàn hồinhư tình trạng trước khi tê cứng (Phan Thị Thanh Quế, 2006)

Thời gian của quá trình tê cứng và quá trình mềm hóa sau tê cứng thườngkhác nhau tùy theo loài cá và chịu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ,phương pháp đánh bắt cá, kích cỡ và điều kiện sống của cá (Phan Thị ThanhQuế, 2006)

pH của cơ thịt cá giảm sau khi cá chết (do sự phân giải glycogen) có ảnhhưởng đến tính chất vật lý của cơ thịt cá Khi pH giảm, điện tích bề mặt proteinsợi cơ giảm đi, làm các protein đó bị biến tính cục bộ và giảm khả năng giữnước (Phan Thị Thanh Quế, 2006)

Sự mất nước ảnh hưởng xấu đến cấu trúc cơ thịt cá Độ dai ở mức không thểchấp nhận được sẽ xảy ra ở cơ thịt có pH thấp (Phan Thị Thanh Quế, 2006)

2.1.2 Mỡ heo

Mô mỡ được xem như một biến thể của mô liên kết trong đó tập trung nhiều

tế bào mỡ Trong cấu trúc tế bào mỡ, giọt mỡ chiếm thể tích lớn nhất,protoplasma, nhân và các thành phần khác phân bố ở phần rìa của tế bào mỡcạnh màng liên kết Các chất vô định hình, các sợi collagen và elastin tham gia

enzyme như lipase, phospholipase Mỡ qua xử lý nhiệt làm các enzyme này mấthoạt tính và có thể bảo quản lâu (Nguyễn Văn Mười, 2006).

2.2 Các quá trình chính chi phối sự hình thành sản phẩm

2.2.1 Công dụng và tác động của chế độ rửa đến chất lượng sản phẩm

Chế độ rửa giữ vai trò khá quan trọng trong quy trình sản xuất các sản phẩmđòi hỏi việc khử triệt để màu, mùi tanh của cá như surimi, paste cá Rửa liêntiếp nhiều lần nhằm loại bỏ màu, mùi tanh, lipid và các tạp chất khác Tuynhiên, rửa cũng tác động đến chất lượng sản phẩm và hiệu suất thu hồi Khi tiếnhành rửa thịt cá, một phần protein, vitamin, khoáng, acid amin bị mất đi, vìvậy, sau quá trình rửa, protein còn lại chủ yếu là protein liên kết

Quá trình rửa phụ thuộc vào thời gian rửa, nhiệt độ nước rửa, tỷ lệ nước rửa,bản chất các thành phần trong nước rửa, tốc độ khuấy đảo, độ cứng và pH củanước (Lee, 1994)

 Nếu thời gian quá dài, tốc độ khuấy đảo quá mạnh, quá trình hydrate quá

sẽ diễn ra mạnh mẽ, gây khó khăn cho công đoạn tách nước

 Cần chú ý đến chu kỳ rửa Nếu rửa quá nhiều sẽ dẫn đến tổn thất chất dinhdưỡng, khả năng tạo gel và độ bền của mạng lưới gel bị giảm

 Nhiệt độ nước rửa cần duy trì khoảng 0÷10oC để tránh các biến đổi bất lợixảy ra trong quá trình sản xuất

 Độ cứng của nước rửa cần phải có tỷ lệ Ca/Mg, Fe/Mn đạt tiêu chuẩn nướcmềm Nếu hàm lượng này cao sẽ làm giảm khả năng tạo gel của protein,đồng thời tăng cường quá trình oxy hóa lipid và kích thích hoạt động củaenzyme Ngoài ra, ion Fe còn ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm

 pH của nước rửa cần đạt xấp xỉ pH tự nhiên để duy trì cấu trúc và khảnăng tạo gel của protein Ngoài ra, khi thay đổi pH của môi trường, mức

độ tủa của protein cũng thay đổi Ở pH thấp, protein tích điện dương, trongkhi đó, ở các giá trị pH cao, protein tích điện âm Điều này được quyếtđịnh bởi tính chất của nhóm amine và nhóm carboxyl trên phân tử protein.Tại giá trị pI (điểm đẳng điện), tính tan của protein là thấp nhất , các phân

tử protein trở nên không tan và tách khỏi môi trường (Hcmbiotech, 2006,trích dẫn bởi Huỳnh Trung Hậu, 2010)

2.2.1.1 Natribicarbonate (NaHCO 3 )

Sự có mặt của NaHCO3 trong nước rửa có tác dụng khử bỏ phần lipid bámtrong thịt cá

Khi NaHCO3 vào nước, một số phản ứng xảy ra, tạo môi trường kiềm, giúpchất béo tạo thành dạng nhũ tương và một phần bị thủy phân (Trần Thị Luyến,

1996, trích dẫn bởi Vương Bảo Ngọc, 2010)

NaHCO3 + H2O  NaOH + H2CO3

H2CO3  CO2 + H2O

Lipid + kiềm  acid béo tự do + xà phòng

Theo cơ chế trên, chất béo trong cơ thịt dễ dàng bị loại bỏ theo nước rửa khi

xử lý

2.2.1.2 Acid acetic (CH 3 COOH)

Theo PGs Ts Trần Thị Luyến (2006), rửa trong dung dịch acid cho hiệu quảtẩy màu, mùi của thịt cá rất tốt Tuy nhiên, nếu nồng độ acid quá cao có thể làmcho thịt cá bị nhũng, dẫn đến độ bền đông kết sản phẩm bị giảm và thịt cá cómùi acid Vì vậy, việc chọn loại acid và nồng độ acid cần được quan tâm

Trong các loại acid thực phẩm như acid acetic, acid citric, acid lactic thìacid acetic (CH3COOH) có tác dụng khử mùi rõ rệt ở nồng độ thấp, rẻ tiền, dễkiếm và không gây độc hại cho sức khỏe người tiêu dùng

Cơ chế khử mùi của acid acetic dựa trên tính kiềm nhẹ của các chất mangmùi tanh trong cá, các chất này có thể tương tác với acid Sau tương tác, mật độđiện tử xung quanh nito trong phân tử các chất mùi bị thay đổi, do đó làm yếuhoặc mất mùi (Trần Thị Luyến, 2006)

Ở nồng độ muối thấp, tính tan của protein tăng nhẹ, trong khi đó, ở nồng độ

môi, làm giảm các phân tử protein không mang điện tích, do đó, làm tăng tínhtan của protein trong dung dịch.

Theo Kirkwood (trích dẫn bởi Huỳnh Trung Hậu, 2010), sự gia tăng lượngion muối trong dung dịch làm giảm quá trình solvate hóa, giảm tính hòa tan củaprotein, dẫn đến sự tủa

Tại công đoạn rửa sau cùng, có thể sử dụng hàm lượng muối 0,1 đến 0,5%trong nước rửa nhằm ổn định cấu trúc sản phẩm, giảm lượng nước tự do và hạnchế được sự phân hủy các chất dinh dưỡng trong quá trình rửa (Trần Thị Luyến,2006)

2.2.2 Quá trình tạo gel

2.2.2.2 Cơ chế của quá trình tạo gel

Protein bị biến tính (dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc các tác nhân khác) dẫnđến việc các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạchpeptide dãn ra, các nhóm bên lúc trước ẩn bên trong bây giờ xuất hiện ra bênngoài Các mạch polypeptide đã bị duỗi ra (trong điều kiện gia công nhất định)trở nên gần nhau và liên kết lại với nhau Mỗi vị trí tiếp xúc là một nút, phần cònlại là mạng lưới không gian ba chiều, vô định hình, rắn, trong đó có chứa đầypha phân tán (nước) (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004)

Các nút mạng lưới có thể được tạo ra do tương tác giữa các nhóm kỵ nước.Khi các nhóm này gần nhau, chúng tương tác với nhau hình thành liên kếthydrophop (kỵ nước hay ưa béo), các phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy ra

và chúng có khuynh hướng tụ lại Khi nhiệt độ tăng, các liên kết kỵ nước được

ổn định và tăng cường do các mạch polypeptide trở nên gần nhau hơn, khiến chokhối gel trở nên cứng hơn (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004)

Các nút lưới có thể được tạo ra do liên kết hydro giữa các nhóm peptide vớinhau, giữa nhóm (-OH) của serin, treonin hoặc tirozin với các nhóm (–COOH)

linh động, do đó, làm cho gel có một độ dẻo nhất định Khi gia nhiệt, các liênkết hydro bị đứt, gel bị nóng chảy ra Khi để nguội (nhất là khi ở gần 0oC), cầuhydro được tái lập và càng được tăng cường (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004).Các nút lưới trong gel cũng có thể được hình thành do các liên kết tĩnh điện,liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa cácnhóm tích điện cùng dấu thông qua các ion đa hóa trị như Ca2+ (Lê Ngọc Tú vàcộng sự, 2004).

Các nút lưới còn có thể do các liên kết disulfua tạo nên Gel dạng này rấtchắc và bền (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004)

2.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel của protein

Nhiệt độ là yếu tố đầu tiên, cần thiết để hình thành hệ gel Khả năng tạo gelbởi nhiệt của các protein myofibril (tơ cơ) ở thịt và cá là cơ sở kết cấu của nhiềuloại sản phẩm thực phẩm Do tạo ra mạng lưới gel nên các protein này là tácnhân gắn kết trong thịt “tái tạo”, trong các loại giò Chúng cũng là tác nhân làmbền nhũ tương trong xúc xích, làm mịn và đàn hồi trong Kamaboko (Lê Ngọc

Tú, 2003)

Nhiệt độ cao tạo điều kiện thuận lợi trong việc hình thành các liên kết ưa béo(do sự giãn mạch của phân tử protein làm xuất hiện các nhóm kỵ nước), trongkhi đó, sự hình thành liên kết hydro lại dễ dàng khi làm lạnh Vì vậy, theo sau sựgia nhiệt, quá trình làm lạnh thường giúp tạo ra nhiều liên kết hydro, cho cấutrúc gel bền (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004)

Chất lượng protein tơ cơ (đặc biệt là thành phần actin và myosin) đóng vaitrò quan trọng trong cấu trúc gel protein (Barbut, 2001; Smith, 2001; trích dẫnbởi Nguyễn Hùng Đức, 2011) Myosin và actin có chứa hàm lượng cao các acid,bazo và các amino acid phân cực, làm tăng khả năng liên kết với nước và giữnước của phân tử protein, tăng độ bền mong muốn cho hệ gel

Các protein có khối lượng phân tử cao và có tỷ lệ phần trăm các acid amin

kỵ nước cao sẽ tạo ra gel có mạng lưới chắc do khi giãn mạch, các tương tác kỵnước giữa protein-protein xuất hiện, tạo thuận lợi cho việc tập hợp liên tục (LêNgọc Tú, 2003)

Nồng độ protein là nhân tố quyết định tính dễ vỡ và khả năng giữ nước của

Tại điểm đẳng điện pI, khả năng giữ nước của protein là kém nhất Đây lànguyên nhân khiến hệ gel trở nên yếu, có khi ngăn cản sự hình thành hệ gel(Smith, 2001, được trích dẫn bởi Chung Thị Thanh Phượng, 2010)

Việc bổ sung các chất đồng tạo gel (tinh bột, PDP, sorbitol…) giúp hìnhthành cầu nối giữa các hạt, khiến gel protein tạo ra có độ cứng và độ đàn hồi caohơn (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004)

2.2.3 Quá trình nhũ hóa

2.2.3.1 Định nghĩa về nhũ tương

Nhũ tương được định nghĩa là một hệ phân tán của hai hay nhiều chất lỏngkhông trộn lẫn, trong đó, một chất lỏng bị phân tán trong chất lỏng còn lại, dướidạng những giọt nhỏ (Dickinson, 1992 ; Dickinson & Stainsby, 1982 ; Friberg &Larsson, 1997)

Tiêu biểu trong ngành công nghệ thực phẩm, hệ nhũ tương hoặc ở dạng hỗnhợp dầu trong nước (o/w) chẳng hạn như : sữa, kem mayonnaise , hoặc ở dạnghỗn hợp nước trong dầu (w/o) như : margarine, bơ (Ricky S.H Lam & Michael

T Nickerson, 2013) Trong đó, « nước» để chỉ chất lỏng phân cực ưa nước(hydrophile), còn «dầu» để chỉ chất lỏng kỵ nước (hydrophobe)

Hệ nhũ tương được hình thành do các lực cắt cơ học như quá trình đồng hóa,đồng hóa áp suất cao hoặc sục khí liên tục, để tạo ra những hạt có kích thướcnhỏ của chất lỏng bị phân tán trong pha liên tục (Schultz, Wagner, Urban &Ulrich, 2004) Ngoài ra, sự hình thành hệ nhũ tương cũng cần có sự hiện diệncủa một tác nhân nhũ hóa, giúp kết hợp hai thành phần : phần ưa nước và phần

ưa dầu thành một thể thống nhất với sức căng bề mặt liên pha (dầu-nước haynước-dầu) thấp nhất (Bos & Van Vliet, 2001)

2.2.3.2 Các hiện tượng chủ yếu gây ra sự không bền của nhũ tương

Sự nổi lên hoặc lắng xuống của các giọt lỏng do lực trọng trường Tuy nhiên,khi kích thước các giọt lỏng càng nhỏ, hiệu số trọng lượng riêng giữa hai phacàng bé và độ nhớt của pha phân tán lớn thì hiện tượng này sẽ bị làm chậm đi(Hoàng Kim Anh, 2008)

Sự kết tụ của các giọt lỏng xảy ra khi thay đổi pH hoặc lực ion gây nên sựgiảm đột ngột các điện tích, làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các giọt Hiệntượng này làm tăng kích thước biểu kiến của các giọt, do đó làm tăng tốc độlắng, tăng tốc độ phân lớp (Hoàng Kim Anh, 2008)

Sự hợp giọt một cách tự phát do hiện tượng lắng, va chạm và do chuyển

hướng hợp giọt với nhau, tạo ra giọt lớn hơn), cuối cùng đẫn đến phân chia haipha thành hai lớp ngăn cách nhau bởi bề mặt liên pha (Hoàng Kim Anh, 2008).

2.2.3.3 Các hiện tượng có xu hướng làm bền hệ nhũ tương

Theo nghiên cứu của tiến sĩ Hoàng Kim Anh (2008), các hiện tượng cókhuynh hướng tạo nên hệ nhũ tương bền bao gồm:

 Làm giảm sức căn bề mặt phân chia hai pha bằng cách thêm vào hệ các tácnhân hoạt động bề mặt

 Tạo một lớp phân chia bề mặt bền có khả năng chống lại một cách cơ học sựhợp giọt

 Tạo các điện tích cùng dấu trên bề mặt các giọt phân tán (do hiện tượng ionhóa hoặc hấp phụ các ion) Các lực đẩy tĩnh điện này sẽ chống lại lực hútVan der Waals giữa các giọt lỏng

 Tạo ra hệ nhũ tương có các giọt lỏng phân tán với kích thước nhỏ và đồngđều bằng cách khuấy mạnh với các chất hoạt động bề mặt có nồng độ thíchhợp Điều này làm cho các giọt phân tán có vận tốc lắng (hoặc nổi) nhỏ

 Tăng độ nhớt của pha liên tục sẽ làm chậm sự lắng gạn cũng như chống lại

sự kết tụ

2.2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng trong quá trình chế biến sản phẩm nhũ tương

a Ảnh hưởng của protein

 Khả năng làm bền nhũ tương thực phẩm của các protein

Trong ngành công nghệ thực phẩm, protein là đối tượng được quan tâm đặcbiệt bởi khả năng nhũ hóa của chúng Bản chất của protein là chất lưỡng cực(chứa cả những nhóm ưa nước và những nhóm kỵ nước) và có khả năng hìnhthành màng (Foegeding & Davis, 2011) Tương tự như các tác nhân nhũ hóakhác, protein tạo thành lớp màng độ nhớt đàn hồi, bao xung quanh các hạt phântán, giữ cho hệ nhũ tương ổn định trong thời gian dài (Damodaran, 2006)

Khác với các tác nhân nhũ hóa có phân tử lượng thấp, có khả năng khuếchtán nhanh chóng đến bề mặt liên pha của hệ nhũ tương để thể hiện khả năng nhũhóa, protein có kích thước lớn hơn và khuếch tán với tốc độ chậm hơn(McClements, 2005) Tại bề mặt liên pha, một số biến tính cục bộ trong phân tử

sự chuyển pha) thấp hơn so với các tác nhân nhũ hóa có phân tử lượng thấp(Surh, Decker, & McClements, 2006) Tuy nhiên, sự hiện diện của protein tại bềmặt liên pha có thể làm tăng cường màng độ nhớt đàn hồi, làm bền ứng suất cơhọc và cung cấp độ bền điện tích (phụ thuộc vào điều kiện hòa tan) và sự ổnđịnh tĩnh điện (phụ thuộc vào loại protein) (Tcholakova, Denkov, Ivanov, &Campbell, 2006a).

Protein được hấp phụ ở bề mặt phân chia giữa các giọt dầu phân tán và phanước liên tục có các tính chất vật lý và lưu biến (làm đặc, tạo độ nhớt, độ “cứng-dẻo”), có tác dụng ngăn cản các giọt chất béo hợp nhất (Hoàng Kim Anh, 2008)

 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành nhũ tương của protein

Các tính chất hóa lý của protein giữ vai trò quan trọng, quyết định khả năngnhũ hóa của protein (Bueno, Pereira, Menegassi, Areas, & Castro, 2009; Moure,Sineiro, Dominguez, & Parajo, 2006; Papalamprou, Doxastasks, & Kiosseoglou,2010) Chẳng hạn như phần kỵ nước của phân tử protein sẽ ảnh hưởng đến khảnăng hấp thu pha dầu của bề mặt liên pha, tại đó, độ đồng nhất sẽ làm tăng khảnăng nhũ hóa (Kim, Decker, & McClements, 2005) Trong khi đó, điện tích bềmặt của protein ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của chúng trong pha nước, tại

đó, khả năng hòa tan cao giúp cho tốc độ khuếch tán đến bề mặt liên pha nhanhhơn (Karaca và cộng sự, 2011a)

Độ hòa tan của protein và khả năng nhũ hóa (hoặc độ bền nhũ tương) cóquan hệ tỷ lệ thuận Các protein hòa tan có vai trò quan trọng trong sự hìnhthành nhũ tương với chất béo, chúng liên kết với chất béo tạo thành hệ ma trậntrong suốt quá trình gia nhiệt, góp phần hoàn thiện cấu trúc của sản phẩm saucùng (Schmidt và cộng sự, 1981; Jones, 1984; Foegeding, 1988) Trái lại, cácprotein không hòa tan chỉ đóng góp một phần nhỏ vào quá trình nhũ hóa Chúngthường có khả năng tạo nhũ tương thấp do sự di chuyển khó khăn đến bề mặtliên pha trước khi những tính chất bề mặt của chúng được thể hiện (Lê Ngọc Tú,2003) Tuy nhiên, các tiểu phần protein rắn (particle) có thể đóng vai trò quantrọng trong việc làm bền hệ nhũ tương đã được tạo thành (Hoàng Kim Anh,2008) Sự hiện diện của protein trong pha liên tục có tác dụng làm tăng độ nhớtcủa nhũ tương, làm giảm tính lưu động và sự khuếch tán của các hạt dầu phântán trong hệ nhũ tương (Jafari, Beheshti, & Assadpoor, 2012)

Khi màng độ nhớt đàn hồi được hình thành, các hạt phân tán có thể được baophủ bởi điện tích âm hoặc điện tích dương, tùy thuộc vào pH của hệ nhũ tươngcao hơn hay thấp hơn điểm đẳng điện pI của protein Khi lực đẩy tĩnh điện giữa

hướng kết tủa, dẫn đến sự hợp giọt và kém ổn định của hệ nhũ tương(McClements, 2005) Ngoài ra, các protein ở điểm đẳng điện ít hòa tan, do dó sẽlàm giảm khả năng làm bền nhũ tương Hơn thế nữa, các protein ở trạng thái đókhông thể góp phần vào sự tích điện bề mặt của các giọt phân tán (Lê Ngọc Tú,2003).

Tùy thuộc vào kích cỡ, cấu trúc và độ tự do cấu hình của protein, đuôi phâncực của protein (là sự kết hợp của các nhóm acid amin ưa nước) tỏa ra từ bề mặtliên pha, tạo nên sự bền điện tích, ngăn cản các giọt phân tán di chuyển lại gầnnhau (Damodaran, 1996; Tcholakova và cộng sự, 2006a)

Sự gia nhiệt thường làm giảm độ nhớt và độ cứng của màng protein đã đượchấp phụ ở bề mặt liên pha, do đó làm giảm độ bền của nhũ tương Tuy nhiên, dokhả năng tạo gel của màng protein ở bề mặt liên pha làm tăng khả năng giữnước, làm tăng độ nhớt bề mặt và độ cứng của màng protein, vì thế một sốtrường hợp gia nhiệt sẽ làm bền nhũ tương Chẳng hạn sự tạo gel của proteinmyofibrin sẽ góp phần làm cho nhũ tương trong thịt kiểu xúc xích bền với nhiệt

do tăng khả năng giữ nước, giữ béo và lực cố kết ( Lê Ngọc Tú, 2003)

Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng, sự thủy phân từng phần protein làm tăngcường tính chất nhũ hóa của chúng do làm tăng khả năng hòa tan, phơi bày cácnhóm kỵ nước tiềm ẩn, giúp tăng cường bề mặt kỵ nước Song song đó, sự thủyphân từng phần còn có tác dụng làm giảm khối lượng phân tử protein, cho phépchúng di chuyển dễ dàng hơn, tham gia vào bề mặt liên pha tốt hơn(Govindaraju & Srinivas, 2006; Radha & Prakash, 2009; Tsumura, 2009) Khi

độ thủy phân protein cao, nồng độ các protein đã bị thủy phân có khuynh hướnglàm bão hòa pha liên tục hơn là tham gia vào bề mặt liên pha nước-dầu Điềunày có nghĩa là để ứng dụng hiệu quả chức năng của protein thủy phân, ta cầnkiểm soát mức độ thủy phân (Conde & Patino, 2007)

Các chất hoạt động bề mặt có phân tử lượng thấp sẽ ảnh hưởng không tốt đốivới độ bền nhũ tương do chúng làm giảm độ cứng chắc của màng protein và làmgiảm các lực đang giữ protein ở bề mặt liên pha (Lê Ngọc Tú, 2003)

Tốc độ khuếch tán protein trong pha nước đến bề mặt liên pha sẽ bị yếu đi donồng độ protein bị giảm thấp bởi hiện tượng protein bị hấp thụ vào trên giọt dầu

Vì thế, để tạo được một màng có bề dày và có các tính chất lưu biến mong muốn

và tạo nhũ tương tốt, tạo độ nhớt cao cho hỗn hợp thịt xay, tăng hiệu xuất choquy trình sản xuất.

Vấn đề quan trọng hơn là mức độ liên kết giữa các mô và mức độ bão hoàcủa các thành phần lipid Sự gia tăng liên kết giữa các mô chống lại tác động cơhọc Tỷ lệ khối mỡ bổ sung có ảnh hưởng rất lớn đến nhiệt độ hỗn hợp, liênquan trực tiếp đến điểm nóng chảy của các phân tử lipid Trong quá trình xay,

mỡ biến đổi thành liên kết lactose-protein có tác dụng gia tăng độ nhớt của hỗnhợp Hàm lượng mỡ liên quan rất lớn đén khả năng giữ nước của hỗn hợp vàảnh hưởng đến hiệu suất sản phẩm (Nguyễn Văn Mười, 2006)

c Ảnh hưởng của nước đá

Nước đá được bổ sung vào hỗn hợp thịt xay nhằm hạ nhiệt độ khối thịt, tránhhiện tượng quá nhiệt do tác dụng cơ học Ngoài ra, nước đá còn giúp gia vị vàcác thành phần khác hòa tan, phân bố dễ dàng, đồng đều trong khối thịt, tạothành dạng nhũ tương, giúp cho quá trình định hình tiến hành thuận lợi Vì vậy,hàm lượng nước đá bổ sung ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, sự ổn định, bềmặt và độ mềm mại của sản phẩm Trong thực tế, nếu hỗn hợp nhũ tương không

ổn định sẽ dẫn đến việc giải phóng nước và mỡ, ảnh hưởng xấu đến chất lượngsản phẩm (Nguyễn Văn Mười, 2006)

2.2.4 Vai trò và chức năng của gelatin

Gelatin là một protein đặc biệt, có khả năng hình thành gel thuận nghịch khigia nhiệt, với nhiệt độ nóng chảy gần bằng nhiệt độ cơ thể Nó được sản xuấtbằng cách thủy phân từng phần collagen (Norziah và cộng sự, 2009)

Gelatin gần như không mùi, không vị, có độ ẩm từ 8 đến 13% Gelatin bị vóncục khi ngâm trong nước lạnh, chúng hút nước và trương nở Khi gia nhiệt chonước ấm lên, các hạt trương nở này sẽ hòa tan vào dung dịch nước Độ hòa tancủa gelatin chịu ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ, pH, hàm lượng tro, phương phápsản xuất và chế độ gia nhiệt

Gelatin tan tốt trong các dung môi chứa nhiều chức rược như glycerol vàpropylene glycol Trái lại, gelatin không tan trong các dung môi phân cực kémnhư benzen, aceton, dimethylformamide (Finch và Jobling, 1977)

Khi được tồn trữ ở nhiệt độ phòng, gelatin có thể duy trì các đặc tính vốn cótrong thời gian khá dài Tuy nhiên, nếu sấy khô ở nhiệt độ trên 45oC với hàm ẩmcao (trên 60% RH), chất này bị mất khả năng hút nước trương nở và hòa tan.(Jones, 1987)

Gelatin được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm, dược phẩm và mỹ

tính dẻo, độ dai của cấu trúc thực phẩm Ngoài ra, đối với các sản phẩm ít béo,gelatin cung cấp cho sản phẩm độ mịn, giảm hàm lượng béo và tăng vị Trongkhi đó, đối với các sản phẩm từ thịt, gelatin giữ vai trò quan trọng trong việc giatăng khả năng giữ nước, khả năng nhũ hóa, tạo gel và ổn định sản phẩm(Johnston-Banks, 1990; Schrieber và Gareis, 2007) Ngoài ra, trong lĩnh vựcdược phẩm, gelatin còn được sử dụng nhiều trong sản xuất thuốc viên, các màngbao thuốc Gelatin, với lượng calo cung cấp thấp, thường được bổ sung vào thựcphẩm nhằm tăng cường hàm lượng protein, đặc biệt được ứng dụng nhiều trongviệc tạo hình dạng cho thực phẩm Thêm vào đó, việc dùng gelatin cũng nhămmục đích giảm lượng carbohydrate trong thực phẩm, thích hợp cho các bệnhnhân tiểu đường (Karim và Rajeev Bhat, 2009).

2.2.5 Ảnh hưởng của việc bổ sung polyphosphate đến cấu trúc sản phẩm

Việc duy trì khả năng giữ nước của thịt cá trong quá trình chế biến có ýnghĩa rất quan trọng, góp phần cải thiện cấu trúc và làm tăng chất lượng sảnphẩm Để duy trì khả năng giữ nước của thịt cá, người ta thường sử dụng cácmuối polyphosphate ở các dạng khác nhau nhằm làm bền liên kết ẩm trong cơ.Các muối này trong quá trình chế biến sẽ làm tăng mức độ giữ nước, giảm sựmất nước khi gia nhiệt, giúp duy trì màu sắc tự nhiên cho sản phẩm

Đối với các sản phẩm thịt, nếu không sử dụng phosphate trong quá trình chếbiến, sản phẩm sẽ bị mất nhiều nước làm cho thịt trở nên khô cứng, giảm giá trịcảm quan Ngược lại, việc bổ sung polyphosphate sẽ có tác dụng khôi phục lạikhả năng hydrat hóa của protein thịt, gia tăng khả năng giữ nước của protein,giúp các sản phẩm chế biến từ thịt đạt sự mềm mại và tăng giá trị cảm quan.Ngoài ra, polyphosphate còn có tác dụng ngăn cản sự trở mùi ở thịt, giúp quátrình bảo quản tốt hơn (Lê Văn Hoàng, 2004)

Tiến sĩ Nguyễn Văn Mười (2006) cho rằng hoạt động của phosphate trongviệc cải thiện khả năng giữ nước của cơ thịt được biểu hiện ở ba dạng: nâng pH,hình thành liên kết với ion Ca2+ và Mg2+ và gây ra sự duỗi protein tơ cơ tạo nêncác vị trí có khả năng liên kết ẩm tốt hơn

Các phosphate kiềm mang lại hiệu quả cho việc liên kết ẩm, trong khiphosphate acid lại gây co cơ nhiều hơn (do tạo pH thấp hơn) (Nguyễn VănMười, 2006)

sản phẩm) và làm tăng khả năng liên kết của protein với các thành phần khác(Nguyễn Văn Mười, 2006).

2.2.6 Quá trình xay nghiền

2.2.6.1 Khái niệm

Quá trình xay nghiền là quá trình phá vỡ cấu trúc của thịt thành những hạtnhỏ Những hạt này tác động qua lại, liên kết với nhau nhờ liên kết hydro, ảnhhưởng của ion kỵ nước và lực Van Der Waals Các tác nhân này ảnh hưởng đếnkhả năng kết dính của hỗn hợp, tạo cho hỗn hợp cấu trúc tốt hơn (Nguyễn VănMười, 2006)

Thêm vào đó, quá trình nghiền còn giúp quá trình trộn được dễ dàng hơn, gia

vị thấm vào thịt đều hơn do việc làm giảm kích thước khối thịt (Nguyễn VănMười, 2006)

Sự nghiền nhỏ thịt, mỡ, muối và các nguồn nguyên liệu khác dẫn đến sự hìnhthành một hệ thống đa pha (Hermansson, 1986) Trong hệ thống này, chẳng hạncác sản phẩm đại diện như xúc xích, xúc xích xông khói (chứa 20÷30% mỡnghiền mịn), protein hiện diện ở 3 thể (pha) khác nhau: thể ma trận protein, pha

ưa nước, màng protein ở bề mặt liên pha bao xung quanh các cấu thể chất béo(Swift và cộng sự, 1961; Jones, 1984; Gordon & Barbut, 1992a) Những kiểupha này và số lượng protein hiện hiện trong mỗi dạng pha trên ảnh hưởng đến

độ bền và đặc tính cấu trúc của các sản phẩm gia nhiệt dạng nhũ tương (Schut,1978; Mantejano và cộng sự, 1984; Hermansson, 1986)

2.2.6.2 Các yếu tố chính cần quan tâm trong quá trình xay nghiền

Thời gian nghiền có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của quá trình chế biếnsản phẩm Trong gian đoạn đầu, hiệu suất sẽ gia tăng theo thời gian nghiền, sau

đó giảm xuống Việc nghiền thiếu thời gian sẽ dẫn đến hiện tượng tách nước và

mỡ trong khi nấu, ngược lại, việc nghiền quá mức sẽ gây nên sự mất nước, tách

mỡ do thời gian nghiền kéo dài (Nguyễn Văn Mười, 2006)

Theo tiến sĩ Nguyễn Văn Mười (2006), sự thay đổi nhiệt độ của hỗn hợp khinghiền và giá trị nhiệt độ cuối là cơ sở để đánh giá khả năng giữ nước và béocủa sản phẩm Bắt đầu quá trình nghiền, mô thịt được phá vỡ dễ dàng Việcthêm nước đá cùng với sự hiện diện của muối làm giảm nhanh nhiệt độ khốinghiền Kết quả của quá trình là sự hình thành một điểm eutectic giữa muối tự

do (không liên kết với thịt) và nước đá làm giảm nhiệt độ dưới 0oC Ở giai đoạncuối, khi cho mỡ vào sẽ xảy ra sự gia tăng logarit của nhiệt độ theo thời gian

2.2.7 Quá trình xử lý nhiệt

Khi thực hiện tiến trình gia nhiệt, thời gian và nhiệt độ tối ưu của tiến trìnhgiúp các phản ứng hóa học mong muốn xảy ra (sự biến tính protein, sự tạo gelcủa tinh bột, phản ứng Maillard), hình thành các dặc tính vật lý của sản phẩm vàngăn cản những phản ứng không mong muốn (Lund, 2003)

Phương pháp xử lý nhiệt giúp cải biến mật số vi sinh vật, hoàn thiện tính antoàn của sản phẩm thực phẩm, tránh hư hỏng thực phẩm và giảm thiểu độc tốgây ra do vi sinh vật Do đó, việc chọn lựa các thông số của tiến trình xử lý nhiệtsao cho phù hợp, hài hòa giữa các giá trị cảm quan của sản phẩm, tính an toàn vềmặt vi sinh và mức tiêu thụ năng lượng trong chế biến là điều cần được quantâm (Ayadi, 2009)

Mục đích chính của quá trình gia nhiệt là làm chín sản phẩm, tiêu diệt vi sinhvật (gây bệnh và gây hư hỏng), đồng thời vô hoạt các enzyme Tuy nhiên, việc

xử lý nhiệt cũng gây nên những ảnh hưởng không mong muốn đến chất lượngsản phẩm như giá trị dinh dưỡng, màu sắc, cấu trúc và các tính chất khác (LýNguyễn Bình, Nguyễn Nhật Minh Phương, 2011) Vì thế, việc xác định chế độgia nhiệt (nhiệt độ và thời gian) phù hợp là rất cần thiết

Sự truyền nhiệt trong suốt quá trình xử lý nhiệt bao gồm hai giai đoạn riêngbiệt Đầu tiên, năng lượng được cung cấp đến bề mặt tiếp xúc giữa sản phẩm vàmôi trường truyền nhiệt, sau đó, năng lượng xuyên thấu vào bên trong sản phẩm(Nguyễn Văn Mười, 2006)

Trong sản xuất chả lụa, gia nhiệt là một quá trình rất quan trọng, quyết địnhchất lượng và khả năng bảo quản thành phẩm Khi nâng nhiệt độ của môi trườngcao hơn nhiệt độ tối thích của vi sinh vật, hoạt động của chúng sẽ bị chậm lại Ởnhiệt độ cao, vi sinh vật bị chết do sự đông tụ protein (biến tính không thuậnnghịch) Nói chung, nhiệt độ từ 60÷70oC có thể tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật,chỉ một số bào tử chịu nhiệt còn tồn tại (Nguyễn Bảo Lộc, 2008)

Trong quá trình thanh trùng, việc xử lý nhiệt nhẹ hầu hết được kết hợp vớicác yếu tố ức chế khác (như acid hóa, bảo quản lạnh…) để đảm bảo mọi vi sinhvật còn sống đều bị ức chế trong thời gian dự định bảo quản sản phẩm Thêmvào đó, việc xác định vi sinh vật mục tiêu thống nhất để định lượng quá trìnhthanh trùng là cần thiết và đáng quan tâm (Lý Nguyễn Bình, Nguyễn Nhật Minh

Động học của tiến trình tiêu diệt vi sinh vật (do tác động nhiệt) được trìnhbày bằng phương trình tổng quát sau:

n

T N k dt

ln(N/N0) = -kTtvới N0 là mật số vi sinh vật ban đầu (cfu/ml)

Tính toán giá trị Fvalue chuẩn và Fvalue (PU:process-value) theo phương phápBigelow

Fvalue chuẩn = DTref [log(N0) – log (N)]

i z

T T

Li t

dt PU

ref

) (

10Trong đó

) (

10 z

T T

T

D

D L

DT: Thời gian chết nhiệt thập phân ở nhiệt độ T (phút)

DTref: Thời gian chết nhiệt thập phân ở nhiệt độ tham chiếu Tref (phút)

T: nhiệt độ (K)

Tref: Nhiệt độ tham chiếu (K)

z: Khoảng tăng nhiệt độ cần thiết để làm giảm giá trị DT xuống 10 lần (oC).t: Thời gian (phút)

2.3 Các nghiên cứu có liên quan

Khi nghiên cứu về sản phẩm chả thịt bò, Var Laak và cộng sự (1996) chorằng sản phẩm chả được chế biến từ nguyên liệu ban đầu là thịt ở trạng thái đãđược tan giá, khi gia nhiệt đến 71oC sẽ có khuynh hướng hóa nâu dễ dàng hơn

so với sản phẩm chả được chế biến từ nguyên liệu ban đầu là thịt đông lạnh.Thêm vào đó, sự xuất hiện của màu sắc đỏ hoặc hồng trong sản phẩm này khigia nhiệt sẽ bị chi phối bởi yếu tố pH cơ thịt Giá trị pH cơ thịt cao sẽ ngăn cản

sự biến tính myoglobin trong suốt quá trình nấu (Mendenhall, 1989; Van Laak

và cộng sự, 1996a, 1997) Ngoài ra, nghiên cứu của Lavelle (1995) cũng nhậnđịnh rằng màu nâu trong chả thịt bò (dựa vào phương pháp đánh giá cảm quan

và đo đạt bằng thiết bị đo màu) tăng đần theo sự gia tăng nhiệt độ tâm sản phẩm(65, 71, 77oC) Tuy nhiên, theo Hague và cộng sự, sản phẩm này không có sựkhác biệt đáng kể về màu sắc tại hai điểm nhiệt độ sau cùng là 66 và 71oC.Tác giả Berry (1998) với đề tài nghiên cứu về những tác động của cách thứcchế biến và nhiệt độ tâm sau cùng đối với màu sắc của sản phẩm chả thịt bòcũng nêu ra một số kết luận như sau: Sự thay đổi nhẹ nhiệt độ tâm sau cùng(68.3oC đến 71.1oC) không làm biến đổi đặc tính màu sắc của sản phẩm Tuynhiên, khi nhiệt độ tâm của sản phẩm cao hơn 71.1oC sẽ ảnh hưởng rõ rệt đếnmàu sắc đỏ hoặc hồng trong thịt Hơn thế nữa, việc tăng pH của cơ thịt trong quátrình chế biến sản phẩm sẽ giúp ngăn chặn sự biến màu thịt (hóa nâu)

Vấn đề sử dụng thịt nóng trong quá trình chế biến và ảnh hưởng của các chế

độ gia nhiệt lên các đặc tính cảm quan và sự chấp nhận của người tiêu dùng đốivới sản phẩm thịt cừu gia nhiệt được nghiên cứu bởi Jeremiah và cộng sự(1986) Các tác giả kết luận rằng chế biến từ nguồn nguyên liệu là thịt nóng gâynên những tác động bất lợi lên sự mềm mại của cấu trúc sản phẩm, tuy nhiên,việc thực hiện bao gói chân không, bảo quản trong 6 giờ ở 32oC sẽ khắc phụcđược phần nào những bất lợi trên (nếu không kể đến ảnh hưởng của các quytrình chế biến khác nhau hoặc những chi phối về cảm quan sản phẩm) Ngoài ra,khi so sánh việc sử dụng thịt cừu không đông lạnh trước và các tiến trình sảnxuất sản phẩm có kết hợp nâng nhiệt, hai vấn đề này không ảnh hưởng đáng kểđến những đặc tính cảm quan có thể chấp nhận được của sản phẩm (dựa trênnhận định của người tiêu dùng) Tuy nhiên, tác giả Henrickson (1975) vàKastner (1973,1976) cho rằng nguyên liệu thịt sống không được đông lạnh trước

Chung Thị Thanh Phượng (2010) với đề tài “Chế biến chả lụa an toàn, giàudinh dưỡng và sự thay đổi chất lượng sản phẩm trong quá trình trữ đông” kếtluận rằng ở cùng độ ẩm và pH, việc bổ sung 8% bí tươi lạnh đông hoặc cà rốtsấy vẫn duy trì được đặc tính cấu trúc chả lụa Tuy nhiên, khả năng giữa nướccủa chả lụa có giảm hơn so với chả lụa truyền thống Tác giả cũng nêu ra tỷ lệ

bổ sung chất tạo gel PDP là 0,3% giúp cải thiện cấu trúc và khả năng giữ nướccủa chả lụa, đồng thời, chế độ gia nhiệt 80oC trong 75 phút giúp chả lụa đạtđược chất lượng tốt nhất và đảm bảo an toàn về mặt vi sinh

Theo tác giả Nguyễn Hùng Đức (2011), đặc tính gel của sản phẩm thanh giảcua, được chế biến từ thịt dè cá tra, sẽ ổn định khi bổ sung các phụ gia tạo geltheo tỷ lệ như sau: tinh bột biến tính 5%, lòng trắng trứng 10%, PDP 0,35% vàgluten 3%

Đề tài “Khả năng tách loại chất béo từ thịt vụn cá tra - ứng dụng chế biến sảnphẩm dạng nhũ tương ăn liền” của Vương Bảo Ngọc (2010) cho kết quả nhưsau: Thịt vụn cá tra sau khi lạnh đông ở -15oC, ít nhất 2 ngày trước khi chế biến,sau đó rửa 3 lần với tỷ lệ nguyên liệu : nước rửa là 1 : 4, trong nước rửa có nồng

độ NaHCO3 là 0,15% với thời gian rửa là 2 phút cho chất lượng khối paste tốtnhất Ngoài ra, việc làm chín bằng phương pháp luộc ở 95oC trong 5 phút giúpsản phẩm đạt chất lượng cảm quan cao

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Thời gian, địa điểm nghiên cứu

Địa điểm: tiến hành thí nghiệm và thu nhận số liệu của đề tài được thực hiện

tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và

Sinh học ứng dụng - Trường Đại học Cần Thơ

Thời gian thực hiện: từ ngày 01/3/2014 đến ngày 31/9/2014

 Sodium tripolyphosphate (Trung Quốc)

 CH3COOH (Trung Quốc)

 NaHCO3 (Trung Quốc)

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm tổng quát

Các thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên (một hoặc hai nhân tố) với

3 lần lặp lại Thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở thay đổi nhân tố khảo sát và

cố định các yếu tố còn lại Kết quả của thí nghiệm trước được sử dụng làm yếu tố

cố định cho các thí nghiệm tiếp theo

3.2.2 Phân tích thành phần nguyên liệu bau đầu

3.3.2 Các thông số cố định trong quy trình

 Số lần rửa mỡ heo: 1 lần (rửa bằng nước sạch)

 Tỷ lệ nguyên liệu và nước rửa là 1 : 3

 Nhiệt độ nước rửa : 0÷5oC

 Thời gian ngâm rửa: Nước : 2 phút, hóa chất khảo sát và muối : 3 phút

 Thời gian ép tách nước: 4 phút

 Thời gian xay sơ bộ và phối trộn phụ gia: 5 phút

 Thời gian đông lạnh : ít nhất 24 giờ

 Thời gian xay mịn: 3 phút

 Gia vị( % tính trên tổng khối lượng nguyên liệu chính: thịt vụn đỏ cá tra và

kế để kiểm tra) Sau công đoạn rửa, mẫu thịt vụn đỏ được ép tách nước (lực

ép cố định: 5kg/200g mẫu)

Mỡ heo: chọn loại mỡ khối (không dùng mỡ sa) Mỡ cũng được xử lý,rửa sạch, cắt nhỏ, lạnh đông ít nhất 24 giờ

3.4 Sơ lược cách thức bố trí thí nghiệm và các chỉ tiêu đánh giá

3.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng NaHCO3 và

CH3COOH (trong công đoạn rửa thịt vụn đỏ cá tra) đến chất lượng sản phẩmchả lụa cá

3.4.1.1 Mục đích: Xác định nồng độ NaHCO3 và CH3COOH sử dụng thíchhợp trong công đoạn rửa nhằm đảm bảo đặc tính cấu trúc và giá trị cảm quancủa sản phẩm chả lụa cá

Khối lượng mẫu: 200g/1đơn vị thí nghiệm.

Tổng số đơn vị thí nghiệm là: 16 x 3 = 48 đơn vị thí nghiệm

ở các công đoạn sau ép tách nước

Phần thịt vụn đỏ cá tra sau khi hoàn tất công đoạn ép tách nước được tiếnhành xay sơ bộ, phối trộn với gia vị, sodium tripolyphosphate và gelatin Sau đó,

ta tiến hành xay mịn khối paste cá tra và mỡ heo (đã trải qua công đoạn xử lý,đông lạnh và xay sơ bộ), thu được khối paste đồng nhất Sau cùng, công đoạnđịnh hình được tiến hành (210g/đòn) và gia nhiệt ở 70 ± 2oC, 75 phút rồi tiếnhành làm mát (đặt trong tủ lạnh ít nhất 8 giờ)

3.4.1.4 Chỉ tiêu đánh giá

3.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl trong nước

rửa đến các đặc tính chất lượng của sản phẩm chả lụa cá

3.4.2.1 Mục đích: Xác định nồng độ NaCl thích hợp cho công đoạn rửa nhằm

đảm bảo đặc tính cấu trúc và giá trị cảm quan của sản phẩm chả lụa cá

Mẫu phân tích

C 1 C 2 C 3 C 4 C 5

Xay sơ bộ

Nước sạchHóa chất khảo sát

NaCl

Ép tách nước

Mẫu phân tích

Khối lượng mẫu: 200g/1đơn vị thí nghiệm.

Tổng số đơn vị thí nghiệm là: 6 x 3 = 18 đơn vị thí nghiệm

Phần thịt vụn đỏ cá tra sau khi hoàn tất công đoạn ép tách nước được tiếnhành xay sơ bộ, phối trộn với gia vị, sodium tripolyphosphate và gelatin Sau đó,

ta tiến hành xay mịn khối paste cá và mỡ heo (đã trải qua công đoạn xử lý, đônglạnh và xay sơ bộ), thu được khối paste đồng nhất Sau cùng, công đoạn địnhhình được tiến hành (210g/đòn) và gia nhiệt ở 70 ± 2oC, 75 phút rồi tiến hànhlàm mát (đặt trong tủ lạnh ít nhất 8 giờ)

3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ thịt vụn đỏ cá tra : mỡ heo

đến chất lượng sản phẩm chả lụa cá

3.4.3.1 Mục đích: Xác định được tỷ lệ phối trộn thích hợp giữa thịt đỏ cá tra

và mỡ heo để sản phẩm đạt cấu trúc tốt và giá trị cảm quan cao

Khối lượng mẫu: 200g/1đơn vị thí nghiệm.

Tổng số đơn vị thí nghiệm là: 4 x 3 = 12 đơn vị thí nghiệm

3.4.3.3 Cách thức tiến hành

Thịt vụn đỏ cá tra sau khi xử lý (với việc sử dụng hóa chất thích hợp trongcông đoạn rửa), tiến hành xay sơ bộ, phối trộn với gia vị, sodiumtripolyphosphate và gelatin Tiếp theo, ta tiến hành xay mịn khối paste cá và mỡheo (đã trải qua công đoạn xay sơ bộ) theo các tỷ lệ đưa ra ở sơ đồ bố trí thínghiệm (hình 3.4), thu được khối paste đồng nhất Sau cùng, công đoạn địnhhình được tiến hành (150g/đòn) và gia nhiệt ở 80oC, 75 phút rồi tiến hành làmmát (đặt trong tủ lạnh ít nhất 8giờ)

3.4.4 Thí nghiệm 4: Tác động của việc bổ sung gelatin và sodium

tripolyphosphate đến đặc tính cấu trúc và giá trị cảm quan của sản phẩm

3.4.4.1 Mục đích: Xác định hàm lượng tinh bột và sodium tripolyphosphate

thích hợp được bổ sung nhằm đảm bảo đặc tính cấu trúc và giá trị cảm quan củasản phẩm chả lụa cá

3.4.4.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Thịt vụn đỏ cá tra đông lạnh

Khối lượng mẫu: 200g/1đơn vị thí nghiệm.

Tổng số đơn vị thí nghiệm là: 16 x 3 = 48 đơn vị thí nghiệm

3.4.4.3 Cách thức tiến hành

Thịt vụn đỏ cá tra sau khi xử lý (với việc sử dụng hóa chất thích hợp trongcông đoạn rửa), tiến hành xay sơ bộ, phối trộn với gia vị (cố định tỷ lệ), các tỷ lệsodium tripolyphosphate và gelatin theo sơ đồ bố trí thí nghiệm (hình 3.5) Tiếp

đó, ta tiến hành xay mịn khối paste cá và mỡ heo theo tỷ lệ thích hợp, thu đượckhối paste đồng nhất Sau cùng, công đoạn định hình được tiến hành (210g/đòn)

và gia nhiệt ở 70 ± 2oC, 75 phút rồi tiến hành làm mát (đặt trong tủ lạnh ít nhất 8giờ)

3.4.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ gia nhiệt (thời gian và

nhiệt độ hấp) đến đặc tính cấu trúc và mật số vi sinh vật trong sản phẩm

3.4.5.1 Mục đích: Xác định được nhiệt độ, thời gian hấp và PU value hợp lýnhất để sản phẩm chả lụa cá có giá trị cảm quan tốt và đạt yêu cầu về chỉ tiêu visinh

Thời gian luộc

H 1 H 2 H 3 H 4

Thí nghiệm 2 nhân tố: Thời gian luộc và nhiệt độ môi trường nước luộc.

Nhân tố G: Thời gian luộc (phút)

Khối lượng mẫu: 200g/1đơn vị thí nghiệm

Tổng số đơn vị thí nghiệm: 12 x 3 = 36 đơn vị thí nghiệm

3.4.5.3 Cách thức tiến hành

Thịt vụn đỏ cá tra sau khi xử lý (với việc sử dụng hóa chất thích hợp trongcông đoạn rửa), tiến hành xay sơ bộ, phối trộn với gia vị, tỷ lệ sodiumtripolyphosphate và gelatin thích hợp Tiếp đó, ta tiến hành xay mịn khối paste

cá và mỡ heo với tỷ lệ thích hợp, thu được khối paste đồng nhất Sau đó, côngđoạn định hình được thực hiện (150g/đòn) và tiến hành gia nhiệt ở các chế độkhác nhau theo sơ đồ bố trí thí nghiệm (hình 3.6), rồi làm mát (đặt trong tủ lạnh

3.4.6 Thí nghiệm 6: Xác định sự thay đổi thành phần, tính chất và giá trị cảm

quan của sản phẩm theo thời gian bảo quản trong điều kiện bảo quản lạnh

3.4.6.1 Mục đích: Xác định thời gian bảo quản thích hợp cho sản phẩm chả

lụa cá trong điều kiện bảo quản lạnh

Mẫu phân tích Thời gian bảo quản (tuần)

3.4.5.3 Cách thức tiến hành

Sản phẩm chả lụa cá sau khi chế biến theo các thông số tối ưu (thu được từcác thí nghiệm trước), được tiến hành bảo quản lạnh và theo dõi sự biến đổi củasản phẩm theo các mốc thời gian được trình bày trong sơ đồ bố trí thí nghiệm(hình 3.7)