các biện pháp làm giảm aw trong chế biến khô cá lóc (channa striata)

Thông qua kết quả nghiên cứu, sự thay đổi độ hoạt động của nước a w trong khô cá lóc dưới tác động của các thành phần chất tan – bao gồm nồng độ muối NaCl, hàm lượng đường sucrose và gl

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN THỊ KIM NGỌC MINH

TRONG CHẾ BIẾN KHÔ CÁ LÓC (Channa striata)

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

TRONG CHẾ BIẾN KHÔ CÁ LÓC (Channa striata)

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

PGs Ts Nguyễn Văn Mười Nguyễn Thị Kim Ngọc Minh MSSV: 2101937

Lớp: CNTP K36

LỜI CẢM ƠN

Sau quá trình học tập, thực hiện đề tài nghiên cứu tốt nghiệp ngành Công nghệ thực phẩm đã giúp em rất nhiều trong việc hệ thống lại những kiến thức đã được trang bị trong suốt quá trình học tập, làm quen với công tác nghiên cứu khoa học và làm hành trang bước vào thực tế sản xuất

Để có thể hoàn thành được công việc khó khăn này, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Mười và cô Trần Thanh Trúc và đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình em thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô của Trường Đại học Cần Thơ và đặc biệt là quý Thầy cô trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng đã tận tình giảng dạy và truyền thụ những kiến thức quý báu trong suốt thời gian em học tập, tạo cơ sở khoa học vững chắc cho em trong quá trình thực hiện đề tài này

Cảm ơn các bạn lớp Công nghệ thực phẩm K36, các anh chị khóa trước đã đóng góp ý kiến và giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp

Sau cùng, em xin cám ơn gia đình đã luôn hỗ trợ, ủng hộ và động viên em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Cuối lời, xin kính chúc quý Thầy cô, các anh chị, các bạn sinh viên và gia đình luôn dồi dào sức khỏe

TÓM TẮT

Đề tài được tiến hành thực hiện với mục đích tìm ra các biện pháp làm giảm a w trong chế biến khô cá lóc, giúp sản phẩm có giá trị cảm quan cao và chất lượng ổn định Thông qua kết quả nghiên cứu, sự thay đổi độ hoạt động của nước (a w ) trong khô cá lóc dưới tác động của các thành phần chất tan – bao gồm nồng độ muối NaCl, hàm lượng đường sucrose và glycerol bổ sung trong quá trình ướp cá, nhiệt độ và thời gian sấy cá thích hợp giúp khô cá

có độ ẩm vừa phải, độ hoạt động của nước thấp và giá trị cảm quan cao đã được xác định Kết quả thí nghiệm cho thấy, sản phẩm khô cá lóc có giá trị cảm quan cao khi ướp cá với 7% muối NaCl, đồng thời bổ sung kết hợp 7% đường sucrose và 4% glycerin Màu sắc và mùi vị của khô được cải thiện, giá trị a w đạt yêu cầu (a w < 0,7) khi tiến hành sấy cá ở nhiệt

độ môi trường 70°C trong thời gian 16 giờ

Từ khóa: a w , cá lóc, độ ẩm, glycerin, hiệu suất thu hồi, khô cá, sucrose

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân với sự hướng dẫn của PGs.Ts Nguyễn Văn Mười Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và do chính bản thân tôi thực hiện

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Người cam đoan

Nguyễn Văn Mười Nguyễn Thị Kim Ngọc Minh

MỤC LỤC

˜µ™

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

LỜI CAM ĐOAN iii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH v

DANH SÁCH BẢNG vi

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT vii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 SƠ LƯỢC VỀ CÁ LÓC 3

2.1.1 Giới thiệu chung 3

2.1.2 Thành phần hóa học của cá lóc 4

2.1.3 Giá trị dinh dưỡng từ thịt cá lóc 6

2.1.4 Cấu trúc cơ thịt cá 7

2.2 THÀNH PHẦN PHỤ GIA BỔ SUNG 8

2.2.1 Muối ăn 8

2.2.2 Đường sucrose 11

2.2.3 Glycerin 12

2.3 NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN SAU KHI CHẾT 12

2.4 LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 14

2.4.1 Nguyên lý chung 14

2.4.2 Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu 14

2.4.3 Những biến đổi của cá trong quá trình sấy 16

2.5 ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘ NƯỚC ĐẾN TÍNH CHẤT BIẾN ĐỔI VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA CÁC SẢN PHẨM THỰC PHẨM 17

2.5.1 Ảnh hưởng của a w đến sự phát triển của vi sinh vật 18

2.5.2 Ảnh hưởng của a w đến phản ứng oxy hóa chất béo 19

2.5.3 Ảnh hưởng của a w đến sự hóa nâu không do enzyme 19

2.5.4 Ảnh hưởng của a w đến phản ứng enzyme trong các sản phẩm thực phẩm 20

2.5.5 Ảnh hường của aw đến tính chất vật lý của thực phẩm 20

2.6 MỘT SỐ BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA NƯỚC 21

2.7 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN 22

Chương 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1.3 Gia vị và phụ gia sử dụng 24

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu 25

3.2.2 Phương pháp phân tích và đo đạc kết quả 25

3.2.3 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả 26

3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 26

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 26

3.3.2 Phân tích thành phần cơ bản của nguyên liệu 27

3.3.3 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối đến chất lượng sản phẩm 27

3.3.4 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường và tỷ lệ glycerin bổ sung đến chất lượng của sản phẩm 28

3.3.5 Thí nghiệm 3: Xác định chế độ sấy cá lóc phù hợp 29

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

4.1 THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA THỊT CÁ LÓC 31

4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ MUỐI TRONG QUÁ TRÌNH ƯỚP ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM 32

4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ĐƯỜNG VÀ GLYCERIN BỔ SUNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM 35

4.3.1 Ảnh hưởng của hàm lượng đường và glycerin bổ sung đến tính chất hóa lý và hiệu suất thu hồi của sản phẩm 35

4.3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ đường và glycerin bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm khô cá lóc 39

4.4 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ SẤY ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 43

4.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tính chất hóa lý của sản phẩm khô cá lóc 43 4.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến cảm quan của sản phẩm khô cá lóc 46

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

5.1 KẾT LUẬN 50

5.2 KIẾN NGHỊ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

PHỤ LỤC 1 PHỤ LỤC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH viii

PHỤ LỤC 2 PHỤ LỤC KẾT QUẢ THỐNG KÊ xvi

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Cá lóc (Channa striata) 3

Hình 2.2: Công thức phân tử của glycerin 12

Hình 2.3 : Hoạt động của enzyme và vi sinh vật ở các a w khác nhau 18

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 26

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 28

Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 29

Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 30

Hình 4.1: Giá trị a w của sản phẩm khô cá lóc sau sấy 37

Hình 4.2: Độ ẩm sản phẩm khô cá lóc sau sấy 38

Hình 4.3: Hiệu suất thu hồi khô cá lóc sau sấy 38

Hình 4.4: Đường cong sấy của sản phẩm khô cá lóc 46

Hình PL 1: Thiết bị xác định a w x

Hình PL2: Thiết bị phân tích béo xi

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của thịt cá lóc 5

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng của cá lóc tính trên 100 g thành phần ăn được 7

Bảng 2.3: Tiêu chuẩn của muối dùng trong chế biến 9

Bảng 3.1: Thành phần gia vị bổ sung 25

Bảng 3.2: Phương pháp và thiết bị sử dụng để phân tích các chỉ tiêu 26

Bảng 4.1: Thành phần hóa lý cơ bản của thịt cá lóc 31

Bảng 4.2: Ảnh hưởng của nồng độ muối đến độ hoạt động của nước (a w ), độ ẩm và hiệu suất thu hồi của sản phẩm 32

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ glycerin và đường bổ sung đến a w, độ ẩm và hiệu suất thu hồi của sản phẩm khô cá lóc sau khi sấy 36

Bảng 4.4: Kết quả cảm quan sản phẩm khô cá lóc sau quá trình sấy ở các nồng độ đường và glycerin bổ sung khác nhau 40

Bảng 4.5: Kết quả cảm quan về màu sắc, mùi và vị của sản phẩm khô cá lóc ở các nồng độ đường và glycerin bổ sung khác nhau 41

Bảng 4.6: Kết quả cảm quan về trạng thái và mức độ ưa thích của sản phẩm khô cá lóc ở các nồng độ đường và glycerin bổ sung khác nhau 42

Bảng 4.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ hoạt động của nước (a w ), độ ẩm và hiệu suất thu hồi của sản phẩm 44

Bảng 4.8: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khô cá lóc sau quá trình sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau 47

Bảng 4.9: Bảng đánh giá cảm quan sản phẩm khô cá lóc ở các nhiệt độ sấy khác nhau 47

Bảng 4.10: Thành phần hóa lý cơ bản của khô cá lóc sau sấy 48

Bảng 4.11: Kết quả tính toán chi phí nguyên liệu của sản phẩm khô cá lóc (tính trên 1.000 g nguyên liệu cá sau xẻ thịt) 49

Bảng PL1: Bảng điểm đánh giá chất lượng khô cá lóc xiv

Bảng PL 2: Mẫu phiếu cho điểm chất lượng sản phẩm khô cá lóc xv

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

ANOVA: Analysis of Variance

EPA: Eicosapentaenoic acid

EAA: Essential amino acids

DHA: Docosahexaenoic acid

ĐBSCL: Đồng bằng Sông Cửu Long

ISO: International Standards Organization

LSD: Least Significant Difference Test

NMKL: Nordic Committee on Food Analysis

TMA: Trimethylamine

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

VASEP: Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers

USP: Unique Selling Proposition

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng đồng bằng trù phú với hệ thống sông

ngòi chằng chịt và là vùng nuôi thủy sản lớn nhất cả nước Diện tích nuôi trồng thủy

sản lên đến 60% và giá trị xuất khẩu thủy sản chiếm 51% của cả nước (Dương Nhựt

Long, 2003) Nhiều mặt hàng thủy sản không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà

còn có giá trị xuất khẩu cao trong đó có cá lóc

Cá lóc là loài cá quen thuộc được nuôi phổ biến và ổn định ở khắp các tỉnh ĐBSCL

như: An Giang, Sóc Trăng, Đồng Tháp,… Cụ thể ở huyện Tam Nông, tỉnh Đồng

Tháp có diện tích nuôi khá lớn dao động từ 100 đến 150 Hecta (Sở Nông nghiệp và

Phát triển Nông thôn tỉnh Đồng Tháp, 27/5/2013) Với đặc tính dễ nuôi, chất lượng

thịt ngon, giá trị dinh dưỡng cao nên cá lóc và các sản phẩm từ cá lóc rất được ưa

chuộng Trong khi đó, sản phẩm tươi sống và khô cá lóc truyền thống chủ yếu chỉ

tiêu thụ nội địa và xuất khẩu theo đường tiểu ngạch sang Campuchia hay Đài Loan

mà chưa có nhiều doanh nghiệp đầu tư để sản xuất và tiêu thụ sang các thị trường

lớn như EU hay Mỹ Mặc khác, trên thị trường hiện nay các sản phẩm từ cá lóc

chưa thật đa dạng về chủng loại và mẫu mã chủ yếu là các loại khô cá lóc mặn Sản

phẩm khô cá lóc tẩm gia vị còn khá hạn chế và chất lượng không đồng đều, dễ dàng

bị biến đổi và hư hỏng trong quá trình bảo quản

Hiện nay việc phát triển ngành nghề chế biến, sản xuất các sản phẩm từ cá lóc ở quy

mô công nghiệp còn đang ở những bước khởi động ban đầu, sản phẩm đạt chất

lượng để xuất khẩu còn hạn chế, chưa tương xứng với tiềm năng đang có Nguyên

nhân là do hầu hết các cơ sở đều sản xuất nhỏ lẻ mang tính tự phát không tập trung,

làm thủ công và sử dụng nguồn ánh sáng mặt trời làm điều kiện phơi sấy chủ yếu

Phương pháp sản xuất này rất bị động khi gặp thời tiết xấu làm cho sản phẩm có

chất lượng kém và gây ô nhiễm môi trường Từ đó gây khó khăn cho việc sản xuất

và bảo quản, sản phẩm không đồng nhất về mặt chất lượng Vì vậy việc mở rộng

quy mô sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm khô cá lóc nhằm đạt yêu cầu để

xuất khẩu, mang lại nguồn lợi kinh tế lớn là vấn đề cần quan tâm phát triển

Do vậy, việc xây dựng một quy trình sản xuất khô cá lóc đạt chất lượng cao, cảm

quan tốt, kiểm soát được các chỉ tiêu về mặt hóa lý và vi sinh thông qua biện pháp

làm giảm aw để đạt tiêu chuẩn để xuất khẩu mà vẫn đảm bảo tính kinh tế là yêu cầu

đặt ra hàng đầu Điều đó sẽ là một bước tiến quan trọng cho ngành chế biến và xuất

khẩu sản phẩm thủy sản nói chung và chế biến cá lóc nói riêng

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Xây dựng và phát triển quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm khô cá lóc tẩm gia vị

đạt chất lượng cao thông qua việc tìm ra các biện pháp làm giảm độ hoạt động của

nước nhưng vẫn đáp ứng được các chỉ tiêu về chất lượng và cảm quan cho sản

phẩm

Phần nghiên cứu được tiến hành với các nội dung chủ yếu sau:

- Xác định nồng độ muối thích hợp nhằm tạo ra sản phẩm khô cá lóc đạt giá trị cảm

quan cao

- Đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng đường và tỷ lệ glycerin bổ sung góp phần

nâng cao chất lượng và hiệu suất thu hồi sản phẩm

- Khảo sát nhiệt độ sấy cá lóc, từ đó tìm điều kiện sấy thích hợp cho sản phẩm khô

cá lóc có chất lượng tốt

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 SƠ LƯỢC VỀ CÁ LÓC

2.1.1 Giới thiệu chung

Cá lóc (hay còn gọi là cá chuối, cá sộp, cá xộp, cá tràu, cá đô tùy theo từng vùng) là

loài cá thuộc họ Channidae (họ cá quả) Họ này có hai chi là Channa hiện biết 34

loài và Parachanna hiện biết có 3 loài ở Châu Phi Ở Việt Nam chủ yếu là Channa

maculata (có tài liệu gọi là Ophiocephalus maculatus /Bostrychus maculatus) và

Channa argus (hay còn gọi là Ophiocephalus argus tức cá quả Trung Quốc)

Giống: Channa

(http://en.wikipedia.org/wiki/Channa)

Hình 2.1: Cá lóc (Channa striata)

Đặc điểm hình thái

Vây lưng có 40 ÷ 46 tia vây, vây hậu môn có 28 ÷ 30 tia vây, vảy rất lớn, vảy

đường bên 41 ÷ 55 vảy Cơ thể hình lăng trụ, đầu dẹp, đuôi tròn Lưng và hai bên

hông sậm màu với những đốm đen và có màu gạch, bụng màu trắng, đầu to như đầu

rắn, gãy khúc, miệng có đủ răng (www.tiepphat.com)

Tập tính sinh học

Cá lóc sống phổ biến ở đồng ruộng, kênh rạch, ao hồ,… Cá thích sống ở vùng nước

đục nơi có nhiều thực vật thủy sinh (rong, cỏ, bèo,…) để thuận lợi cho việc săn bắt

mồi Tính thích nghi với môi trường xung quanh của cá lóc rất mạnh, nhờ có cơ

quan hô hấp phụ nên có thể sử dụng được oxy trong không khí

Ở vùng nước có hàm lượng oxythấp cá vẫn có thể sống được, đặc biệt chỉ cần da và

mang cá có độ ẩm nhất định cá vẫn có thể sống được thời gian khá lâu trong môi

trường không có nước Vào mùa hè cá thường hoạt động và bắt mồi ở tầng nước

mặt, mùa đông hoạt động ở tầng nước sâu hơn (

http://www.tiepphat.com/ca/130-k-thut-nuoi-ca-lc-phn-1.html)

Tập tính sinh trưởng và phát triển

Giai đoạn nhỏ, cá tăng chủ yếu về chiều dài Cá càng lớn thì sự tăng trọng càng

nhanh Trong tự nhiên, sức lớn của cá không đều, phụ thuộc vào thức ăn sẵn có

trong thủy vực, do vậy tỷ lệ sống trong tự nhiên của cá thấp

Trong ao nuôi, có thức ăn đầy đủ và chăm sóc tốt thì tỷ lệ sống của cá cao và đạt

trọng lượng trung bình 0,5 ÷ 0,8 kg/con sau 6 ÷ 8 tháng nuôi (cá lóc đen và cá lóc

bông); 0,6 ÷ 0,7 kg/con sau 3,5 ÷ 4 tháng nuôi (cá lóc môi trề và cá lóc đầu nhím)

Cá lóc là loài cá đặc trưng của của nước ta và đang được nuôi nhiều ở ĐBSCL Vào

những năm 1960 nghề nuôi cá lóc trong lồng bè đã xuất hiện ở Châu Đốc (An

Giang) và Hồng Ngự (Đồng Tháp) Từ năm 1990 đến nay, nghề nuôi cá lóc ở vùng

ảnh hưởng lũ trở nên phổ biến, đạt sản lượng 40.000 tấn/năm, nhiều hộ nuôi cá đạt

trên 14 tấn cá/năm, chỉ xếp sau cá tra và tôm sú

Bên cạnh đó, theo Hiệp hội Chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP),

tình hình xuất khẩu cá tra trong những tháng cuối năm 2013 tiếp tục giảm Tính đến

tháng 11/2013, xuất khẩu cá tra của Việt Nam sang các thị trường giảm 2,4% so với

cùng kì năm ngoái (Theo www.bientoancanh.vn) Theo đó đây là những điều kiện

thuận lợi cho việc phát triển các sản phẩm từ cá lóc, góp phần làm tăng giá trị xuất

khẩu thủy sản và cân đối kinh tế của nước ta

2.1.2 Thành phần hóa học của cá lóc

Thành phần hóa học của cá lóc gồm có các thành phần cơ bản như nước, protein,

lipid, glucide, vitamin, khoáng,… glucide trong cá thường rất ít và tồn tại dưới dạng

glycogen Thịt của cá lóc là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, đặc biệt là protein và

các acid béo chưa bão hòa

(Nguồn: Phan Hoàng Thi và Đoàn Thị Ngọt, 1981)

Ngoài những thành phần trên, trong thịt cá lóc còn chứa đầy đủ các acid amin

không thay thế với hàm lượng cao Thành phần và tính chất của các chất hóa học

trong thịt cá bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như thành phần thức ăn, môi trường, kích

cỡ cá, độ tuổi và các đặc tính di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học và

chất lượng của cá nuôi (Reinitz et al., 1979)

Protein ở động vật thủy sản

- Protein cấu trúc (protein tơ cơ): Gồm các sợi myosin, actin, actomyosin và

tropomyosin, chiếm khoảng 65 ÷ 75% tổng hàm lượng protein trong cá và khoảng

77 ÷ 85% tổng hàm lượng protein trong mực Các protein cấu trúc này có chức năng

co rút, đảm nhận các hoạt động của cơ Myosin và actin là các protein tham gia trực

tiếp vào quá trình co duỗi cơ Protein cấu trúc có khả năng hòa tan trong dung dịch

muối trung tính có nồng độ ion khá cao (> 0,5M)

- Protein chất cơ (protein tương cơ): Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các

enzyme, chiếm khoảng 25 ÷ 30% hàm lượng protein trong cá và 12 ÷ 20% trong

mực Các protein này hòa tan trong nước, trong dung dịch muối trung tính có nồng

độ ion thấp (< 0,15M) Hầu hết protein chất cơ bị đông tụ khi đun nóng trong nước

ở nhiệt độ trên 50°C Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy

hóa thành metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm

- Protein mô liên kết: Bao gồm các sợi collagen và elastin Hàm lượng collagen ở

cơ thịt cá thấp hơn ở động vật có vú, thường khoảng 1 ÷ 10% tổng lượng protein và

0,2 ÷ 2,2% trọng lượng của cơ thịt Chiếm khoảng 3% ở cá xương và khoảng 10% ở

cá sụn Có trong mạng lưới ngoại bào, không tan trong nước, dung dịch kiềm hoặc

dung dịch muối có nồng độ ion cao

Điểm đẳng điện pI của protein cá vào khoảng pH 4,5 ÷ 5,5 Tại giá trị pH này,

protein có độ hoàn tan thấp nhất

Lipid

Cá sử dụng chất béo như là nguồn năng lượng dự trữ để duy trì sự sống trong những

tháng mùa đông, khi nguồn thức ăn khan hiếm Hàm lượng lipid trong cá dao động

nhiều (0,1 ÷ 30%) Lipid trong các loài cá xương được chia thành 2 nhóm chính là

phospholipid và triglyceride

Phospholipid tạo nên cấu trúc của màng tế bào, vì vậy chúng được gọi là lipid cấu

trúc Triglyceride là lipid dự trữ năng lượng có trong các nơi dự trữ chất béo,

thường chứa trong mô bụng vì đây là vị trí ít cử động nhất khi cá hoạt động Mô mỡ

còn tập trung ở mô liên kết nằm giữa các sợi cơ Một số loài cá có chứa các este

dạng sáp như một phần của các lipid dự trữ

Thành phần chất béo trong cá chứa hàm lượng các acid béo chưa bão hòa cao nên

rất dễ bị oxy hóa sinh ra các sản phẩm cấp thấp như: aldehyde, ceton, keton, gây

mùi vị xấu cho sản phẩm Tuy nhiên, lipid trong thủy sản rất có lợi cho sức khỏe

Các hợp chất có lợi trong lipid cá là các acid béo không no cao phân tử, đặc biệt là:

eicosapentaenoic acid (EPA 20:5) và docosahexaenoic acid (DHA 22:6)

Điểm đông đặc của dầu cá thấp hơn các động vật khác Ở nhiệt độ thường, lipid cá

ở trạng thái lỏng, nhiệt độ thấp bị đông đặc ở mức độ khác nhau

(Lê Văn Hoàng, 2004)

Thành phần và tính chất của các chất hóa học trong thịt cá và sự biến đổi của chúng

khi bảo quản tạo nên những hợp chất mới làm thay đổi cấu trúc, mùi vị và giá trị

dinh dưỡng của thịt cá Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm

trong quá trình chế biến

2.1.3 Giá trị dinh dưỡng từ thịt cá lóc

Cá lóc là loài cá có giá trị dinh dưỡng cao vì chứa nhiều chất đạm, các chất béo

quan trọng, nhiều EPA, DHA và ít cholesterol

Hàm lượng protein trong cá lóc chiếm khoảng 18% tương đối cao hơn các loài cá

nước ngọt khác (16 ÷ 17% tùy loại cá) Các protein của cá đều dễ tiêu hóa và dễ hấp

thu hơn thịt động vật khác Mặt khác, thành phần protein trong cá lóc vừa có chứa

đầy đủ acid amin cần thiết cho cơ thể, vừa có tỷ lệ các acid amin thiết yếu (EAA)

cân bằng và phù hợp với nhu cầu của con người

Thành phần chất béo trong cá lóc tốt hơn chất béo từ gia súc và gia cầm do chứa

nhiều acid béo chưa bão hòa Các acid béo chưa no hoạt tính cao chiếm từ 50 ÷ 70%

trong tổng số lipid của cá bao gồm acid oleic, acid linolenic, acid arachidonic,…

Các acid béo chưa bão hòa là những hợp chất quan trọng trong nhiều cơ quan của

cơ thể người như hệ thần kinh, hệ tuần hoàn và các thành phần của tế bào (Phan

Hoàng Thi và Đoàn Thị Ngọt, 1981)

Theo nghiên cứu của viện dinh dưỡng Việt Nam, thành phần dinh dưỡng của cá lóc

được thể hiện trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng của cá lóc tính trên 100 g thành phần ăn được

Thành phần dinh dưỡng Giá trị

Năng lượng (kcal) 97 kcal

Việc nghiên cứu về cấu trúc của cơ thịt cá có ảnh hưởng rất quan trọng đến các quá

trình xử lý cũng như chế biến nguyên liệu

Thịt cá là một hệ keo, được tạo nên từ màng ngăn, các sợi cơ và nội mạc Các màng

ngăn chia hệ cơ của cá thành các 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, protid và chất nhờn (Lê Văn Hoàng, 2004)

Cấu trúc của cá về cơ bản gần giống như động vật khác gồm có các mô: mô cơ, mô

liên kết, mô mỡ và mô xương

Mô cơ

Mô cơ được chia thành 3 loại: cơ xương (cơ vân), cơ trơn và cơ tim

- Cơ xương chịu trách nhiệm cho các cử động tự ý Nó tạo ra các cử động của chi,

thân, hàm, mặt, cầu mắt, Đây là mô phong phú nhất trong cơ thể động vật Cấu

tạo gồm: sợi cơ, màng sợi cơ và màng ngăn

+ Sợi cơ: Là đơn vị cơ bản cấu tạo thành cơ thịt Bên trong sợi cơ là các tơ cơ được

xếp song song nhau thành các bó sợi cơ Myosin là thành phần chủ yếu cấu tạo nên

tơ cơ, ngoài ra còn có actin, actomyosin, tropomyosin và các protein hòa tan khác

+ Màng cơ và màng ngăn: Bao gồm màng trong, màng ngoài sợi cơ, màng tơ cơ,

màng của các bó cơ bậc nhất, bậc hai,… Màng cơ là do protein hình sợi cấu tạo

thành chủ yếu gồm collagen, elastin, reticulin, ngoài ra còn có lipoprotein, micin và

mucoid Protein hình sợi là loại keo đặc có kết cấu hình lưới rất bền chắc Trong

thành phần tổ chức liên kết của màng cơ chứa cystein tạo cho màng cơ có tính dẻo

dai Nhờ có cấu trúc hình lưới vững chắc của các màng cơ làm cho cơ thịt cá có độ

bền chắc và độ đàn hồi nhất định

Sự hình thành nên độ bền chắc của thịt cá không chỉ do màng cơ quyết định mà là

do quan hệ tương hổ về thành phần và số lượng giữa sợi cơ, tơ cơ, tương cơ, màng

trong, màng ngoài sợi cơ và màng ngăn,… Bên cạnh đó hàm lượng protein, mỡ,

nước cũng như sự kết hợp giữa chúng cũng góp phần ảnh hưởng không kém Tổ

chức liên kết trong cơ thịt cá ít hơn trong động vật trên cạn nên độ chặt chẽ của

chúng cũng kém hơn thịt gia súc, gia cầm

- Cơ trơn tạo thành lớp màng cơ trong thành của ống tiêu hóa, bàng quang, các ống

và các nội quan khác Chúng cũng hiện diện trong thành của động mạch, tĩnh mạch

Các tế bào cơ trơn có hình thoi, không có vân Mỗi tế bào chỉ có một nhân ở trung

tâm Các sợi cơ đan xen với nhau, không tạo thành bó

- Cơ tim được xem là một loại cơ riêng vì chúng vừa có đặc điểm của cơ xương,

vừa có một số đặc điểm của cơ trơn Giống như cơ xương, sợi cơ tim có vân nhưng

không rõ lắm

Mô liên kết

Mô liên kết chủ yếu chứa các protid không hoàn hảo, là các sợi gân chứa collagen

và elastin làm nhiệm vụ gắn liền các mô thịt với nhau và các cơ quan với nhau Thịt

càng nhiều thì mô liên kết càng cứng

Mô mỡ

Mô mỡ là loại mô liên kết biến dạng chứa nhiều tế bào mỡ Mô mỡ bao bọc xung

quanh các cơ quan bên trong để bảo vệ

Mô xương

Mô xương gồm các sợi keo có thấm muối canxi, lớp ngoài đặc, lớp trong xốp và có

nhiều mỡ Ở giữa các chất xốp có nhiều chất béo gọi là tủy

(Đỗ Thanh Tùng, 2010)

2.2 THÀNH PHẦN PHỤ GIA BỔ SUNG

2.2.1 Muối ăn

2.2.1.1 Tác dụng

Muối được biết đến như là một chất tạo vị mặn cho sản phẩm, đồng thời làm giảm

aw và kiềm hãm sự phát triển của vi sinh vật Vai trò của muối rất quan trọng, sử

Muối có thành phần chính là NaCl, ngoài ra trong muối ăn còn có các tạp chất với

hàm lượng khác nhau Các loại tạp chất này ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng

của muối như: làm cho màu của muối trở nên ngà, dễ hút ẩm, làm giảm độ hòa tan

của NaCl và gây vị đắng chát (vì trong muối có CaCl2 và MgCl2, chúng có độ hòa

tan cao hơn NaCl và có vị đắng chát) Theo tài liệu nghiên cứu của Sở Ngư nghiệp

Hải Dương Liên Xô, nếu nồng độ của Ca2+, Mg2+ trong dung dịch muối nếu đạt

0,6% sẽ có vị chát

Sử dụng muối thô kém tinh khiết (trong muối chứa nhiều các tạp chất như sunfua,

canxi và các kim loại nặng…) sẽ làm tăng tốc quá trình oxy hóa lipid trong quá

trình chế biến thủy sản làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sau cùng của sản phẩm

(Yankah et al., 1996)

Do đó, chất lượng của muối dùng trong chế biến cũng rất quan trọng và gây ảnh

hưởng đến chất lượng sản phẩm Bên cạnh đó, trong muối thường tồn tại kali (muối

mỏ chứa nhiều kali hơn muối biển) có thể ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng

Vì vậy, tính chất và độ tinh sạch của muối cũng là vấn đề cần quan tâm trong quá

trình sản xuất

Bảng 2.3: Tiêu chuẩn của muối dùng trong chế biến

Hàm lượng chất không tan trong nước* < 0,25

Hàm lượng ẩm tính theo % khối lượng < 9,5

(* tính theo % khối lượng khô

Nguồn: TCVN 3973 : 84 – TCVN 3974 : 84 (1986) về muối ăn)

Muối cũng có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật do tạo môi trường ưu

trương làm nước từ trong tế bào vi sinh vật thẩm thấu ra ngoài, làm co tế bào vi sinh

vật và khống chế sự phân hủy các chất dinh dưỡng Một vài vi khuẩn bị vô hoạt ở

nồng độ muối thấp (0,2%) Vài loài khác như nấm men, nấm mốc có thể hoạt động

ở nồng độ muối rất rộng tùy thuộc và mức độ phân tán (Nguyễn Văn Mười, 2006)

2.2.1.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu muối

- Ảnh hưởng của nồng độ muối ướp và thời gian ướp muối: Nồng độ muối ướp

càng cao thì tốc độ ướp muối càng nhanh, tuy nhiên tốc độ ngấm muối cũng có giới

hạn cực đại khi nồng độ muối tăng quá cao

Trong điều kiện ướp muối nhất định, thời gian ướp muối càng dài thì lượng muối

ngấm vào càng nhiều và dừng lại khi đạt đến trạng thái cân bằng nhất định Xét về

tốc độ ướp muối, ở giai đoạn đầu của quá trình ướp tốc độ thấm muối là cao nhất và

sau đó giảm dần theo thời gian

- Ảnh hưởng của phương pháp ướp muối (Đặng Đức Dũng, 1994)

Dựa vào nhiệt độ ướp muối có thể phân ra làm 2 phương pháp: ướp muối ở nhiệt độ

bình thường với 10 ÷ 30°C và ướp muối ở nhiệt độ thấp và nhỏ hơn 5°C Dựa vào

phương thức sử dụng muối có thể phân ra 3 phương pháp: ướp muối khô, ướp muối

ướt và ướp muối hỗn hợp

Tốc độ ướp muối khô và ướp muối hỗn hợp bé hơn so với ướp muối trong dung

dịch, nếu dung dịch muối ướp tuần hòan, tốc độ nhanh hơn nữa Muối trong dung

dịch tuần hòan thời gian giảm đi 1,3 lần so với ướp muối khô và giảm đi 1,8 lần so

với ướp muối trong dung dịch không tuần hoàn Giai đoạn đầu của phương pháp

ướp muối khô tốc độ rất chậm nhưng khi muối đã được hòa tan thì tốc độ ướp sẽ

tăng lên

- Hình dạng và kích thước nguyên liệu: Nếu thực phẩm có kích cỡ càng lớn, nó sẽ

tách nước càng chậm vì chiều dài đường khuếch tán càng lớn Các mẫu nhỏ sẽ tách

nước nhanh hơn Hình dạng của vật liệu cũng là một nhân tố quan trọng khác Sự

mất khối lượng và thu chất khô tăng tỷ lệ với tỷ số diện tích bề mặt và chiều dài đặc

trưng (Rastogi, 2002)

- Thành phần hóa học và cấu trúc của nguyên liệu: Do muối ăn không hòa tan trong

chất béo, nên hàm lượng béo cũng ngăn cản một phần muối ngấm vào nguyên liệu

Nguyên liệu có cấu trúc càng lỏng lẻo thì khả năng ngấm muối càng tốt do các phân

tử muối di chuyển dễ dàng trong nguyên liệu, tăng khả năng khuếch tán, thời gian

ướp nhanh hơn

- Độ tinh khiết của muối: Trong muối ăn, ngoài NaCl chiếm tỷ lệ lớn (trên 90%)

còn có nhiều tạp chất khác như muối của Ca2+, Mg2+, các ion này sẽ làm giảm tốc

độ thẩm thấu của muối vào nguyên liệu trong quá trình ướp

- Nhiệt độ ướp: Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ thẩm thấu của muối Tuy nhiên

không thể ướp ở nhiệt độ quá cao làm tăng hoạt động của các enzyme phân giải và

vi sinh vật làm giảm phẩm chất nguyên liệu

(Lê Văn Hoàng, 2004)

2.2.1.3 Biến đổi của nguyên liệu trong quá trình ướp muối

thành dung dịch với thành phần chất tan gồm các ion Na+ và Cl− với kích thước rất

nhỏ, các ion này dễ dàng đi qua màng bán thấm của các tế bào cá

Trong quá trình ướp muối cá, dung dịch ướp với áp suất thẩm thấu lớn gây ra hiện

tượng khuếch tán và thẩm thấu trong cơ của thịt cá Kết quả, lượng muối ngày càng

nhiều và nước ngày càng ít trong các tế bào và mô thịt cá

Trong mô cơ của cá, protein là thành phần chiếm chủ yếu và dễ bị biến đổi dưới tác

dụng của enzyme và vi sinh vật Khi ướp muối cá, các ion Na+ và Cl− làm thay đổi

liên kết peptid, hạn chế hoạt động của enzyme phân giải protein, vì vậy cá sau khi

xử lý ướp muối bảo quản được lâu hơn Ướp muối còn cung cấp thêm vào cơ thịt cá

một lượng ion Cl− tự do nhất định Chúng có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt một số

vi sinh vật gây hư hỏng thịt cá

Trong quá trình ướp muối cá có sự biến đổi khá mạnh mẽ, trong đó hàm lượng nước

và khối lượng cá giảm đi, hàm lượng muối tăng lên Ngoài ra còn có sự biến đổi

thành phần các chất trong mô cơ, đặc biệt là lipid và các hợp chất chứa nitơ Mức

độ biến đổi phụ thuộc vào phương pháp ướp, nhiệt độ, nồng độ muối, thời gian ướp,

dạng muối,…

Các hợp chất chứa nitơ ở cá đều tăng lên khi nồng độ muối và nhiệt độ ướp muối

cao Chỉ số acid tăng lên theo thời gian ướp muối

Lipid của cá khi ướp muối cũng bị biến đổi trong quá trình ướp muối Nhiệt độ ướp

càng cao sự biến đổi của lipid càng nhanh Mức độ hao tổn chất béo phụ thuộc vào

sự phân bố của nó trong cơ thể cá và nhiệt độ Chất béo ở da bị hao tổn nhiều hơn

trong nội tạng, ướp muối nóng sẽ gây mất chất béo nhiều hơn ướp muối lạnh

(Đặng Đức Dũng, 1994)

2.2.2 Đường sucrose

2.2.2.1 Tác dụng bảo quản của đường sucrose

Khi hòa tan trong nước tạo ra áp suất thẩm thấu, nồng độ càng cao thì áp suất thẩm

thấu càng lớn làm cho nước trong tế bào vi sinh vật thẩm thấu ra ngoài, dẫn đến

hiện tượng co nguyên sinh của tế bào vi khuẩn, ức chế được sự sinh trưởng và phát

triển của vi sinh vật

Khi hòa tan trong nước hay thực phẩm, đường sẽ liên kết với nước làm giảm aw của

sản phẩm một cách hiệu quả, bên cạnh còn làm tăng nồng độ chất khô giảm lượng

nước khả dụng cho vi sinh vật, do đó kiểm soát được sự hư hỏng

2.2.2.2 Tác dụng chống oxy hóa thực phẩm

Tác dụng chống oxy hóa là một tác dụng bảo quản khác của đường sucrose Dung

dịch đường ngăn chặn sự hấp thu oxy, sự gia tăng của nồng độ dung dịch đường tỷ

lệ nghịch với độ hòa tan của oxy trong dung dịch đường, tức là nồng độ của dung

dịch đường càng cao thì độ hòa tan của oxy càng thấp Điều này ngăn cản ảnh

hưởng của sự oxy hóa và sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí

Ngoài ra trong quá trình chế biến đường được bổ sung với mục đích chính là điều

vị, tạo màu, làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, cải thiện cấu trúc và trạng thái

của sản phẩm khô Đồng thời, đường cũng có tính năng như một chất bảo quản

(Nguyễn Ngộ, 1994)

2.2.3 Glycerin

Được gọi tên theo dược điển USP: Glycerin Ký hiệu theo tên gọi trong phụ gia

thực phẩm là E422

Glycerin là một rượu đa chức, gồm 3 nhóm –OH gắn vào gốc hydrocarbon C3H5

Công thức cấu tạo: C3H5(OH)3

Hình 2.2: Công thức phân tử của glycerin

(Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Glyxerol )

Phân loại theo chức năng glycerin là chất bảo quản kháng khuẩn, chất làm nền, chất

làm ẩm, chất làm dẻo, dung môi và chất tạo vị ngọt

Glycerin là chất hóa học không màu, không mùi và hòa tan nhiều trong nước Được

ứng dụng rộng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, được xem là chất

không độc và không kích ứng

Trong sản xuất thực phẩm, glycerin được sử dụng như là chất giữ ẩm, dung môi hay

chất tạo ngọt và có thể sử dụng như chất làm giảm độ hoạt động của nước có tác

dụng trong bảo quản thực phẩm (Nguyễn Văn Mười và Trần Thanh Trúc, 2008),

Glycerin bị sẫm màu khi có mặt của sắt, kẽm oxid, bismut nitrat kiềm và ánh sáng

(Hoàng Ngọc Hùng và Vũ Chu Hùng, 2006)

2.3 NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN SAU KHI CHẾT

Sau khi rời khỏi môi trường nước một thời gian cá sẽ chết và sinh ra một số biến đổi

sinh hóa ảnh hưởng đến quá trình chế biến sản phẩm Những biến đổi của cá sau khi

nhập của vi sinh vật vào cơ thể Thành phần cấu tạo chủ yếu của nhớt là các hạt nhỏ

glucoprotein nằm dưới da, sau khi hút nước sẽ trương lên tích tụ trong tế bào và tiết

dần ra ngoài Nhớt là môi trường rất tốt cho vi sinh vật phát triển, di chuyển qua da

và xâm nhập vào cơ thể cá khi cá bệnh hoặc chết Nhớt lúc đầu trong suốt, sau khi

vi sinh vật phát triển phân hủy protein làm cho nhớt có màu trắng đục, sinh ra hợp

chất TMA làm cho cá có mùi tanh khó chịu Ngay sau khi cá chết, cơ thịt cá duỗi

hoàn toàn kết cấu còn mềm mại, trong giai đoạn này cơ thịt cá vẫn còn tính đàn hồi,

có thể bẻ gắp được nhưng chỉ kéo dài trong vài giờ

- Giai đoạn tê cứng: Cá sau khi chết vài giờ sẽ xảy ra sự co cơ do các sợi cơ actin

và myosin sẽ liên kết lại với nhau tạo thành phức hợp actomyosin làm cho cá trở

nên tê cứng Trạng thái này thường kéo dài trong 1 ÷ 7 giờ sau khi cá chết Thời

gian tê cứng ở từng loài khác nhau và còn tùy thuộc vào trạng thái sinh lý của con

vật trước khi giết mổ

Sự co cứng sẽ dẫn đến sự giảm kích thước của miếng fillet cá Khi tiến hành fillet

cá, tránh thực hiện ở giai đoạn co cứng Giá trị pH của cơ thịt cá giảm sau khi chết

có ảnh hưởng đến tính chất vật lý của cơ thịt cá Khi pH giảm, điện tích bề mặt của

protein sợi cơ giảm đi, làm cho các protein đó bị biến tính cục bộ và làm giảm khả

năng giữ nước của chúng Mô cơ trong giai đoạn tê cứng sẽ mất nước khi luộc và

đặc biệt không thích hợp cho quá trình chế biến có xử lý nhiệt, vì sự biến tính do

nhiệt càng làm tăng sự mất nước Sự mất nước có ảnh hưởng xấu đến cấu trúc của

cơ thịt cá (Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004)

- Giai đoạn mềm hóa (tự phân giải): Cá sau khi tê cứng dần trở lại mềm mại, đó là

quá trình mềm hóa Quá trình này do các men nội tại trong cá hoạt động phân giải

Trong quá trình này, tổ chức cơ thịt cá xảy ra nhiều biến đổi về hóa lý, cơ thịt mềm

mại, độ ẩm cao hơn, dễ bị tác dụng của men tiêu hóa, chất lượng thịt cũng được cải

thiện hơn trong giai đoạn này Sự phân giải này dẫn đến làm tăng số lượng trung

tâm ưa nước của protein co rút, làm tăng khả năng liên kết nước của mô cơ

Trong quá trình tự phân giải các enzyme trong nguyên liệu phân giải các vật chất

của mình mà chủ yếu là sự phân giải protein thành các sản phẩm trung gian như

pepton, peptid và cuối cùng là các acid amin Song song theo đó thì chất béo cũng

có sự biến đổi Quá trình tự phân giải mạnh hay yếu, nhanh hay chậm tùy thuộc

vào: giống loài, nhiệt độ môi trường, điều kiện vận chuyển và bảo quản,…

- Giai đoạn thối rửa: Vi sinh vật là tác nhân chủ yếu gây thối rửa, bắt đầu là do vi

sinh vật yếm khí kí sinh trong cơ thể động vật còn sống chủ yếu là trong nội tạng cá,

khi chết do điều kiện thích hợp như chất dinh dưỡng cao, nhiều nước, thiếu ánh

sáng mặt trời và môi trường yếm khí nên vi sinh vật bắt đầu phát triển nhanh chóng

từ nội tạng ăn dần ra cơ thịt cá Đồng thời vi khuẩn hiếu khí trên da cá cũng bắt đầu

phát triển ăn các tổ chức cơ thịt Thời gian xâm nhập của vi sinh vật vào cơ thịt cá

khoảng 24 ÷ 60 giờ và khác nhau tùy thuộc vào kích thước của nguyên liệu, chủng

loại, nhiệt độ bảo quản, loại vi khuẩn gây nên,

Mang cá cũng là bộ phận mà vi sinh vật phát triển mạnh sau khi cá chết Hiện tượng

thối rửa xảy ra đầu tiên mang cá mất màu và xám lại, chất nhớt trên da trở nên đục,

vẩy dễ bong tróc và có mùi hôi thối

(Nguyễn Trọng Cẩn và Đỗ Minh Phụng, 1988; Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài,

2004)

2.4 LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY

Làm khô là biện pháp tốt nhất được con người sử dụng để bảo quản cá Từ xa xưa,

cá được làm khô ngay sau giai đoạn đánh bắt Ở vùng cao, người ta kết hợp không

khí khô và lạnh để làm khô nên tỷ lệ hao hụt thấp Ngược lại, ở những vùng khí hậu

ẩm, tỷ lệ thu hồi sản phẩm khô thấp hơn và dễ bị hư hỏng trong quá trình bảo quản

(Lê Văn Liễn và ctv., 1997)

2.4.1 Nguyên lý chung

Bản chất của quá trình sấy là quá trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương

pháp nhiệt, là quá trình khuyếch tán do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật

liệu, nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi

trường xung quanh Lưu thể cấp nhiệt cho vật liệu sấy và mang ẩm từ vật liệu ra

môi trường xung quanh gọi là tác nhân sấy, vật liệu cần tách ẩm ra để có độ khô

theo yêu cầu gọi là vật liệu sấy Phương tiện để thực hiện quá trình làm khô vật liệu

gọi là thiết bị sấy Hai phương pháp sấy chủ yếu thường sử dụng là sấy tự nhiên và

sấy nhân tạo

- Phơi nắng hay hong gió là biện pháp sấy tự nhiên rất đơn giản được áp dụng lâu

đời, phương pháp này không cần cung cấp thêm năng lượng, thời gian kéo dài,

không điều khiển được quá trình, độ ẩm của sản phẩm cao, chất lượng thường

không đảm bảo, cần diện tích sân phơi lớn và phụ thuộc nhiều vào thời tiết

- Sấy nhân tạo được thực hiện nhờ tác nhân sấy, cung cấp năng lượng nhiệt để biến

đổi trạng thái pha của pha lỏng trong vật liệu thành pha hơi Quá trình sấy này tốn

nhiều năng lượng nhưng được sử dụng trong công nghiệp vì phương pháp này có

thể kiểm soát được diễn tiến của quá trình sấy, sản phẩm tách ẩm triệt để, hiệu quả

và tiết kiệm thời gian

2.4.2 Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu

Có nhiều cách phân loại các dạng liên kết ẩm Trong đó phổ biến nhất là cách phân

loại theo bản chất hình thành liên kết của Robinde (trích dẫn bởi Hoàng Văn Chước,

1999) Theo cách này, tất cả các dạng liên kết ẩm được chia thàn ba nhóm liên kết

chính: liên kết hóa học, liên kết hóa lý và liên kết cơ lý

2.4.2.1 Liên kết hóa học

Thể hiện dưới dạng liên kết ion hay liên kết phân tử Lượng ẩm trong liên kết hóa

học chiếm tỷ lệ nhất định Loại ẩm này chỉ có thể tách ra khi có phản ứng hóa học

và thường phải nung nóng đến nhiệt độ cao Vật liệu khi bị tách ẩm liên kết hóa học

thì tính chất hóa lý của vật thay đổi Trong quá trình sấy (nhiệt độ 120 ÷ 150°C)

không tách được ẩm liên kết hóa học (Nguyễn Văn Lụa, 2006)

2.4.2.2 Liên kết hóa lý

Thể hiện dưới dạng liên kết hấp phụ và liên kết thẩm thấu Lượng ẩm trong liên kết

hóa lý không theo tỷ lệ nhất định (Nguyễn Văn Lụa, 2006)

Ẩm hấp phụ trong vật ẩm gồm hai dạng: lớp hấp phụ đơn phân tử và lớp hấp phụ đa

phân tử Lớp hấp phụ đơn phân tử có mối liên kết ion hoặc liên kết phân tử rất bền

vững, đây là lớp phân tử đầu tiên của nước liên kết với bề mặt các thành mao dẫn

trong vật liệu Sau lớp hấp phụ đơn phân tử là lớp hấp phụ đa phân tử

Ẩm hấp phụ trong nguyên liệu có các tính chất rất đặc biệt, không có khả năng hòa

tan các chất, khối lượng riêng lớn hơn, nhiệt độ đóng băng thấp hơn,… nghĩa là ẩm

hấp phụ mang các tính chất của vật rắn đàn hồi Trong quá trình sấy, thường chỉ

tách được một phần ẩm hấp phụ

Lượng ẩm thẩm thấu trong vật liệu gấp nhiều lần lượng ẩm hấp phụ Đặc biệt khi

vật thu ẩm thẩm thấu không kèm theo sự tỏa nhiệt Tính chất nước trong liên kết

thẩm thấu không khác nước tự do Vì vậy khi sấy, lượng ẩm thẩm thấu được tách

chủ yếu (Nguyễn Văn Lụa, 2006)

2.4.2.3 Liên kết cơ lý

Ẩm liên kết cơ lý gồm các dạng: liên kết cấu trúc, liên kết mao dẫn và liên kết thấm

ướt Lượng ẩm liên kết cơ lý không thể hiện theo tỷ lệ nhất định Liên kết cơ lý đặc

trưng bằng sức căng bề mặt của nước và thay đổi tuyến tính với nhiệt độ Ngoài ra,

liên kết mao dẫn còn phụ thuộc vào kích thước mao dẫn và được phân biệt theo bán

kính mao dẫn Lực liên kết cơ lý không lớn nên dễ dàng tách ra

Như vậy trong quá trình sấy tách toàn bộ ẩm liên kết cơ lý, ẩm liên kết thẩm thấu và

một phần ẩm liên kết hấp phụ đa phân tử Ẩm trong vật liệu tách được khi sấy gọi là

ẩm tự do (Nguyễn Văn Lụa, 2006)

2.4.3 Những biến đổi của cá trong quá trình sấy

Khi làm khô cá bị giảm thể tích và trọng lượng do sự bốc hơi nước, đồng thời màu

sắc cá cũng thay đổi do hàm lượng chất khô tăng lên và do sự oxy hóa các sắc tố,

thịt cá trở nên dai và chắc

2.4.3.1 Biến đổi vật lý

* Sự biến đổi về khối lượng, thể tích và kết cấu thịt cá

Do sự mất nước trong quá trình sấy, khối lượng cá giảm xuống, bên cạnh đó thể tích

cũng giảm đi Tuy nhiên, thể tích cá giảm đi nhỏ hơn thể tích nước mất đi, nguyên

nhân là do cấu trúc cơ thịt cá ở dạng keo xốp, nên khi mất nước chúng vẫn tồn tại

các khoảng trống của mô cơ, hoặc chỉ co rút một phần Nhưng khi sấy chân không

hoặc sấy thăng hoa thì thể tích co rút rất ít

* Sự biến đổi về màu sắc và mùi vị

Trong quá trình làm khô, màu sắc và mùi vị của sản phẩm cũng bị biến đổi Nguyên

nhân chính là do nguyên liệu bị mất nước làm cho thể tích bị co rút, do bị oxy hóa

hoặc các sắc tố bị khử, do hoạt động của vi sinh vật,… Một nguyên nhân khác là do

sự mất nước làm cho nồng độ các thành phần chất khô trong thịt cá tăng lên, tạo nên

cho sản phẩm khô có màu sậm hơn và có mùi đặc trưng Phương pháp làm khô càng

thô sơ thì màu sắc và mùi vị của sản phẩm càng bị biến đổi nhiều

* Sự biến đổi của tổ chức nguyên liệu

Trong quá trình làm khô, do nước được tách ra nên tổ chức nguyên liệu co rút lại

chặt chẽ hơn nhưng sự biến đổi đó khác nhau theo phương pháp làm khô

Khi nguyên liệu được làm khô bằng không khí nóng, vì quá trình làm khô tương đối

chậm nên tổ chức cơ thịt của cá bị co rút nhiều, cấu trúc cơ thịt tuơng đối chặt chẽ,

khả năng hút nước phục hồi kém, tạo cho khô có cấu trúc cứng nhưng có độ dai

Khi nguyên liệu được làm khô bằng sấy chân không, quá trình khử nước nhanh

chóng do đó cấu trúc thịt cá rất xốp, dễ dàng hút nước trở lại làm tăng nhanh độ ẩm

của sản phẩm

Nguyên nhân gây nên sự thay đổi cấu trúc của nguyên liệu là do kết cấu phân tử của

các sợi cơ bị biến đổi, protein bị biến tính và thay đổi cấu trúc Sản phẩm khô dai

hơn là do số lượng liên kết trong phân tử protein tăng lên, vì vậy sản phẩm làm khô

không thể trở lại trạng thái ban đầu được, chất lượng của sản phẩm khô bị giảm so

với nguyên liệu

2.4.3.2 Sự biến đổi về hóa học

* Sự biến đổi của lipid

Sự oxy hóa và thối rửa của lipid phụ thuộc vào phương pháp và thời gian làm khô

Thời gian phơi sấy càng dài thì biến đổi càng nhiều, sự biến đổi chủ yếu là do quá

trình thủy phân và sự oxy hóa của lipid

* Sự biến tính protein

- Sự biến tính protein do nhiệt độ cao

Sự đông tụ và biến tính protein phụ thuộc vào loại nguyên liệu và bị ảnh hưởng rất

nhiều bởi nhiệt độ Đối với nguyên liệu cá tươi sự biến tính của protein thể hiện rất

rõ trong quá trình làm khô Protein thịt cá chủ yếu là myosin và myogen, chúng bị

đông đặc ở 50 ÷ 60ºC, nên khi làm khô ở điều kiện bình thường các protein này sẽ

bị đông tụ dần và biến tính từ trạng thái có thể hòa tan thành trạng thái keo kết tủa,

làm mất tính đàn hồi của cơ thịt

- Sự tự chín của cá khô

Khi làm khô với nhiệt độ tương đối thấp, thịt cá không bị biến tính nhiệt, nên tổ

chức cơ thịt cá không bị phá hủy và sự tự chín xảy ra dần dần Dưới tác dụng của

các enzyme thủy phân ở trong thịt cá, các phân tử protein bị thủy phân tạo thành

acid amin và đạm phi protein gây mùi và vị cho sản phẩm khô

(Lê Bạch Tuyết, 1990)

2.5 ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘ NƯỚC ĐẾN TÍNH CHẤT BIẾN ĐỔI

VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA CÁC SẢN PHẨM THỰC PHẨM

Độ hoạt động của nước trong thực phẩm mô tả tình trạng năng lượng của nước

trong thực phẩm và do đó, xác định mức độ linh động của nó tham gia vào các phản

ứng hóa học và sinh hóa (Labuza, 1975, trích dẫn bởi Fontana, 1998) Sự gia tăng

hoạt độ của nước là nguyên nhân làm tăng tính linh động và khả năng phản ứng của

nước (Labuza, 1975, trích dẫn bởi Fontana, 1998)

Khái niệm hoạt độ của nước (aw) là tính chất quan trọng để đánh giá mức độ an toàn

thực phẩm aw có thể được sử dụng để mô phỏng sự phát triển vi sinh vật, tốc độ

phản ứng hóa học/sinh hóa và tính chất vật lý của thực phẩm (hình 2.3)

Các nguồn vi sinh vật gây nhiễm và hư hỏng trong thực phẩm có thể được mô

phỏng thông qua việc đo lường hoạt độ của nước trong thực phẩm Điều khiển độ

hoạt động của nước cũng là biện pháp quan trọng để duy trì sự ổn định hóa học của

thực phẩm Các phản ứng hóa nâu không enzyme, đặc biệt là phản ứng tự oxy hóa

chất béo thường xảy ra trong quá trình bảo quản khô nhiều béo chịu sự chi phối rất

lớn bởi aw. Độ hoạt động của nước cũng giữ vai trò đáng kể trong việc xác định hoạt

tính của enzyme và vitamin trong thực phẩm Cuối cùng, aw có tác động rất lớn đến

tính chất vật lý, đặc biệt là cấu trúc và khả năng bảo quản thực phẩm (Van der Berg,

1986, Fontana, 1998, Josep, 1999)

Hình 2.3 : Hoạt động của enzyme và vi sinh vật ở các a w khác nhau

(Nguồn: http://food.oregonstate.edu/learn/faq/faq_water14.html )

2.5.1 Ảnh hưởng của a w đến sự phát triển của vi sinh vật

Nguyên liệu tươi sống chứa hàm lượng nước cao là điều kiện thích hợp cho sự phát

triển của vi sinh vật Khi tiến hành làm giảm hàm lượng nước trong sản phẩm, hạ

thấp aw sẽ hạn chế được sự phát triển của vi sinh vật

Sự thay đổi của vi sinh vật có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng của thực phẩm

hoặc là góp phần bảo quản thực phẩm hoặc là làm hỏng thực phẩm Sự phát triển

của vi sinh vật sẽ khác nhau giữa các loại vi khuẩn, nấm men và nấm mốc Chỉ tiêu

quan trọng nhất trong mối liên hệ với nước của từng vi sinh vật riêng biệt là aw tối

thiểu để vi sinh vật phát triển được

Giá trị aw tối thiểu cho phép các vi sinh vật phát triển được tại nhiệt độ gần tối ưu

được thể hiện trong Bảng 2.3

Bảng 2.3: Hoạt độ nước tối thiểu cho sự phát triển của một số vi sinh vật

Vi sinh vật Hoạt độ nước (a w )

2.5.2 Ảnh hưởng của a w đến phản ứng oxy hóa chất béo

Lipid có trong thành phần các sản phẩm thực phẩm, thường kém bền vững nhất đối

với tác dụng của oxy khí quyển so với những hợp phần hóa học khác

Khi hoạt độ nước thấp, tương ứng với vùng hình thành lớp đơn phân trên bề mặt sản

phẩm, sự oxy hóa chất béo xảy ra mạnh mẽ Cùng với sự tăng hoạt độ nước thì

cường độ oxy hóa lại giảm và khi aw = 0,3 thì cường độ oxy hóa là cực tiểu Sau đó

cường độ oxy hóa lại bắt đầu tăng cho đến khi aw = 0,7 thì cường độ oxy hóa là cực

đại

Các sản phẩm chứa chất béo ở dạng khan (có hàm ẩm rất thấp) thường là những vật

thể keo có lỗ xốp, chất béo thường phân bố ở bề mặt của vi lỗ, oxy có thể xâm nhập

tự do, do đó sự tự oxy hóa chất béo xảy ra dễ dàng hơn Trong trường hợp này nếu

có mặt một lượng nước nhỏ trong sản phẩm thì sẽ kiềm hãm được một cách đáng kể

quá trình oxy hóa do tạo ra lớp nước hấp thụ bảo vệ trên bề mặt sản phẩm, hạn chế

được sự xâm nhập của oxy khí quyển

2.5.3 Ảnh hưởng của a w đến sự hóa nâu không do enzyme

Nước cũng đóng vai trò quyết định trong phản ứng sẫm màu phi enzyme Sự sẫm

màu có thể là do phản ứng caramel hóa, phản ứng melanoidin, phản ứng giữa các

sản phẩm oxy hóa các lipid với protein,… Thông thường các sắc tố có màu sẫm sẽ

được tạo ra trong các sản phẩm có hàm ẩm thấp hoặc trung bình khi aw > 0,5

Phản ứng melanoidin sẽ tăng lên mạnh trong khoảng hoạt độ nước từ 0,5 đến 0,75

và đạt giá trị cực đại khi aw = 0,75 Phản ứng sẫm màu phi enzyme là vấn đề rất

quan trọng trong sản xuất các thực phẩm có độ ẩm trung gian Các sản phẩm này

thường có hoạt độ nước từ 0,6 đến 0,8 là môi trường rất thuận lợi cho phản ứng làm

sẫm màu Có thể làm giảm sự sẫm màu trong sản phẩm có độ ẩm trung gian bằng

cách dùng glycerin như là chất làm ẩm Khi dùng glycerin có thể làm giảm aw từ

0,75 ÷ 0,65 đến 0,5 ÷ 0,4

Ở các sản phẩm thực vật và quả, phản ứng làm sẫm màu xảy ra cực đại ở aw từ

0,65 ÷ 0,75; còn ở các sản phẩm thịt là 0,3 ÷ 0,6 và ở trong các sản phẩm sữa khô

(không có chất béo) là 0,7

2.5.4 Ảnh hưởng của a w đến phản ứng enzyme trong các sản phẩm thực phẩm

Enzyme xúc tác một phản ứng thông qua ba giai đoạn:

- Giai đoạn thứ nhất: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức

hợp enzyme – cơ chất (ES) không bền, phản ứng này xảy ra rất nhanh và đòi hỏi

năng lượng hoạt hóa thấp

- Giai đoạn thứ hai: Xảy ra sự biến đổi cơ chất dẫn tới sự kéo căng và phá vỡ các

liên kết đồng hóa trị tham gia phản ứng

- Giai đoạn thứ ba: Tạo thành sản phẩm, còn enzyme được giải phóng ra dưới dạng

tự do như ban đầu

Ở cả ba giai đoạn của phản ứng, nước có vai trò làm tăng tính linh động của cơ chất

và sản phẩm sau quá trình phản ứng Các sản phẩm thực phẩm có hàm ẩm thấp có

giá trị aw nằm dưới điểm uốn của vùng đơn tầng thì hoạt động của enzyme là cực bé

hoặc coi như không có vì nước tự do chưa đủ để thực hiện phản ứng

Các sản phẩm có độ ẩm trung bình thì phản ứng enzyme (quá trình thủy phân là chủ

yếu) là do hoạt độ nước quyết định Vì nước di động tự do là dung môi của cơ chất

và cũng là điều kiện cần thiết cho cơ chất tiếp xúc được với enzyme Hoạt động của

phản ứng enzyme thường bắt đầu xuất hiện khi aw > 0,45

2.5.5 Ảnh hường của aw đến tính chất vật lý của thực phẩm

Cùng với sự mô phỏng tốc độ của các phản ứng hóa học và sinh hóa, độ hoạt động

của nước còn là thông số chi phối đến đặc tính cấu trúc của thực phẩm Đối với

nhóm thực phẩm có độ ẩm cao, giá trị a cao như mong muốn thường tạo sản phẩm

có độ ẩm thấp, đặc tính về cấu trúc của sản phẩm là cứng, giòn, việc gia tăng aw ở

mức cao hơn là nguyên nhân làm cho sản phẩm trở nên ẩm và mềm hơn

Do đặc điểm của thực phẩm là cấu tạo từ nhiều thành phần có độ hoạt động của

nước khác nhau, chính vì thế, trong quá trình bảo quản sẽ có sự trao đổi ẩm từ vùng

có aw cao hơn đến vùng thấp hơn, phụ thuộc nhiều yếu tố tác động Ngoài ra, khi

bảo quản sản phẩm trong môi trường có độ ẩm tương đối cao hoặc thấp hơn, hay đặt

đồng thời các sản phẩm có aw khác nhau ở cùng điều kiện cũng chính là nguyên

nhân tạo nên sự trao đổi ẩm Kết quả của biến đổi này là sự thay đổi không mong

muốn về cấu trúc thực phẩm Tuy nhiên, sự trao đổi ẩm ở những vị trí khác nhau

bên trong thực phẩm không có tác động đáng kể đến sự thay đổi cấu trúc so với hai

trường hợp còn lại Việc giảm aw của sản phẩm trong quá trình bảo quản làm cho

thực phẩm trở nên khô cứng hơn, ngược lại, sự hút ẩm sẽ làm cho sản phẩm mềm

nhão, thịt trở nên bủn, cấu trúc rời rạc (Brandt, 1996)

2.6 MỘT SỐ BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA NƯỚC

Độ hoạt động của nước trước tiên có liên quan đến tổng lượng nước tự do có trong

sản phẩm Sản phẩm có hàm ẩm cao thường chứa nhiều nước tự do, do đó có hoạt

độ nước cao (Leistner et al., 1981)

Việc giảm aw nhằm ức chế sự phát triển của vi sinh vật có thể được thực hiện bằng

cách giảm áp suất hóa hơi của thực phẩm Điều này có thể được áp dụng bằng việc

cho bay hơi một phần nước hoặc bổ sung thêm chất tan vào hay kết hợp đồng thời

các biện pháp Trong các phương thức làm giảm aw ở các sản phẩm khô, sấy tách

nước là giải pháp đầu tiên được áp dụng với mục tiêu loại bỏ nước tự do trong

nguyên liệu Tuy nhiên, việc áp dung quá trình sấy đơn lẻ thường là nguyên nhân

làm sản phâm thô, khô và có màu sẫm (Arason, 2001)

Việc hạ thấp aw không chỉ bằng cách tách nước đi mà còn có thể thêm các chất hòa

tan khác nhau vào sản phẩm như muối, đường, rượu, glycerin,… giúp hình thành

liên kết hydro của nhóm hydroxyl và phân tử nước, nhờ đó làm tăng lượng nước

liên kết và giảm lượng nước tự do có trong thực phẩm (Leistner et al., 1981 ; Barrett

et al., 1998 ; Fenema, 1996; Nguyễn Văn Mười và Trần Thanh Trúc, 2008)

Giá trị aw không chỉ phụ thuộc vào thành phần hóa học mà còn có thể thay đổi theo

trạng thái vật lý của sản phẩm Protein và tinh bột thường giữ một lượng nước nhiều

hơn các lipid và các chất kết tinh, dựa vào tính chất này có thể làm giảm độ hoạt

động của nước trong sản phẩm Các đường cũng có thể làm ảnh hưởng đến tính chất

vật lý cũng như tính chất lưu biến của thực phẩm Do đó khi bổ sung một lượng

đường trong quá trình chế biến thực phẩm cũng góp phần làm giảm aw của sản

phẩm (Lê Ngọc Tú và ctv., 2003) Độ hoạt động của nướccũngcó thể giảm do kết

quả của việc điều chỉnh lực mao dẫn Nước bị nhốt trong mao quản là nước tự do,

còn lớp nước ở thành mao quản là nước lên kết Khi làm ẩm đều đặn thì áp suất hơi

nước trên các chỗ lõm sẽ thấp hơn áp suất hơi trên mặt phẳng Sự giảm hoạt độ

nước cũng phụ thuộc vào đường kính của mao quản và cấu trúc của các sản phẩm

thực phẩm (Lê Ngọc Tú và ctv, 2003) Theo Karel (1973) nếu mao quản có đường

kính bằng 10-6 cm thì sẽ có aw xấp xỉ 0,9

2.7 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN

Về ảnh hưởng của muối đến độ hoạt động của nước đã được nhiều nghiên cứu

khẳng định Các nghên cứu của Leistner et al., (1981) đã chứng minh có sự thay đổi

rõ rệt giá trị aw trong sản phẩm thịt và thịt muối khi có mặt của muối NaCl Theo kết

quả khảo sát chung, khô cá (có ướp muối) thường có giá trị aw dao động trong

khoảng 0,71 ¸ 0,74 và pH từ 5,6 ¸ 5,8, do đó, bên cạnh rào cản aw, cần thiết phải

bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thấp nhằm tránh các biến đổi gây hư hỏng

(Tapia-Blácido et al., 2005) Tuy nhiên, tùy thuộc vào từng loại nguyên liệu, sự

thay đổi kích cỡ hay khối lượng mà độ ẩm cuối của sản phẩm, độ hoạt động của

nước cũng như nồng độ muối trong sản phẩm có thay đổi khác nhau (Huang and

Stephan, 1984) Sumardi et al (1982) đã tìm ra khoảng độ ẩm và nồng độ muối

trong khô cá được chế biến ở Indonesia lần lượt là 45 ¸ 51% và 22 ¸ 38% Trong

khi đó, khô cá ở Ấn Độ thường có độ ẩm khoảng 30 ¸ 45% và nồng độ muối NaCl

từ 15 ¸ 35% (Gopakuma và Devadasan, 1983) Giá trị aw của sản phẩm khô cũng

chịu sự chi phối bởi kích thước và đặc điểm nguyên liệu, tập quán chế biến Khô

mực có aw dao động từ 0,64 ¸ 0,72 trong khi aw của khô cá có kích cỡ lớn và trung

bình là 0,75, cá nhỏ là 0,56 ¸ 0,8 (Huang và Stephan, 1984) Thí nghiệm của Bone

(1969), Chou and Morr (1979; trích dẫn bởi Josep, 1999) trên các sản phẩm thịt cá

có qua ướp muối cho thấy những sản phẩm này có aw nhỏ hơn hoặc bằng 0,71- giới

hạn độ hoạt động của nước an toàn cho quá trình bảo quản

Nghiên cứu bổ sung các chất tan khác nhằm hạ thấp aw của sản phẩm cũng đã tiến

hành trên nhiều loại nguyên liệu như cá tuyết (Collignan và Raoult-Wack, 1994),

thịt bò (Barrett el al.,1998), cá, mực (Iseya et al., 2000) hay nấm rơm (Roy et al.,

1995) Việc ngâm kết hợp đường và muối hay syrup bắp và muối có hiệu quả đáng

kể trong việc hạ thấp aw của fillet cá tuyết, rút ngắn thời gian sấy (Collignan và

Raoult-Wack, 1994) Sorbitol với vai trò là đường không có tính khử với độ ngọt

trung bình thường là thành phần phổ biến được sử dụng để điều khiển độ hoạt động

của nước trong các thực phẩm khô (Collignan và Raoult-Wack, 1994; Nambu et al.,

1997) Iseya et al (2000) đã khảo sát ảnh hưởng của sorbitol đến sự trao đổi ẩm và

cho tốc độ bốc hơi nước chậm ở giai đoạn ban đầu, đồng thời giá trị độ ẩm tới hạn

giảm đáng kể theo sự gia tăng nồng độ sorbitol trong cơ thịt cá và mực muối

Nambu et al (1997) đã nghiên cứu tác động của việc bổ sung sorbitol đến chất

lượng khô được chế biến từ cá Minh Thái (cá pollack Alaska, Theragra

chalcogramma) và cho thấy hiệu quả của sorbitol trong việc duy trì aw thấp và độ

ẩm sản phẩm cuối cao, góp phần cải thiện cấu trúc của sản phẩm Khô cá có khả

năng giảm ẩm đến giá trị aw = 0,7 tương ứng với độ ẩm cuối 40% khi nồng độ chất

tan trong cá sau ướp muối là NaCl 0,67 M và sorbitol 0,64 M; tương ứng với mức

độ ẩm này, cá có chứa NaCl 0,39 M và sorbiol 0,35 M chỉ có khả năng giảm aw đến

0,9 (Nambu et al., 1997) Barrett et al., (1998) cũng đã chứng minh được cấu trúc

của sản phẩm bò bít-tết có thể được duy trì khi bổ sung glycerol vào trong nguyên

liệu với hàm lượng 2% hoặc 4% Nghiên cứu của Nguyễn Văn Mười và Trần Thanh

Trúc (2008) cũng cho thấy ảnh hưởng của việc bổ sung các thành phần chất tan đến

độ hoạt động của nước trong khô cá sặc rằn (Trichogaster Pectoralis Regan)

Ngoài ra, nghiên cứu của Boissel (2006) cho rằng chất lượng sản phẩm phụ thuộc

rất nhiều vào sự gia nhiệt và tách ẩm trong quá trình làm khô Còn theo Hayashi

(1986) và Ogawa (1998) cho rằng sự tạo màu từ phản ứng Maillard do sự kết hợp

giữa acid amin và aldol là một trong những yếu tố quan trọng cho sản phẩm thủy

sản khô Kết quả nghiên cứu của Choi (1996), Fujimoto and Kaneda (1981),

Taguchi (1987) cho thấy kết quả biến màu của sản phẩm từ các phản ứng của

protein hoặc các acid amin với các sản phẩm sinh ra có nhóm cabonyl (-COO-) từ

quá trình oxy hóa lipid là rất quan trọng đến sự biến nâu của sản phẩm thủy sản khô

Mức độ phản ứng hóa nâu trên ở cá béo nhiều hơn so với cá gầy

Khô cá lóc được sản xuất và tiêu thụ rộng rãi ở Việt Nam tuy nhiên các nghiên cứu

nâng cao chất lượng khô vẫn chưa được quan tâm ở mức độ khoa học Sự biến đổi

màu nhanh trong thời gian bảo quản và sự phát triển của nấm mốc do độ ẩm nguyên

liệu vẫn duy trì ở mức cao Để xây dựng một quy trình chế biến và bảo quản khô có

chất lượng cảm quan cao, độ ẩm vừa phải nhưng thời gian bảo quản kéo dài trong

tương lai, việc nghiên cứu thiết lập quy trình chế biến khô cá lóc theo hướng điều

khiển aw là bước đầu tiên, cơ bản được tiến hành

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM

3.1.1 Địa điểm, thời gian thí nghiệm

- Địa điểm: 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 đề tài: từ ngày 05/8/2013 đến 15/11/2013

3.1.2 Dụng cụ thí nghiệm

- Cân điện tử Vibra, model DJ-1000TW, độ chính xác 0,01g, Nhật

- Cân điện tử Ohaus, model AR-240, độ chính xác 0,0001 g, Nhật

- Máy đo độ ẩm tương đối của không khí (%RH) HANNA, model HI 9564, độ

chính xác 0,1%, Ý

- pH kế HANNA, model TOA pH meter HM-12P, độ chính xác 0,1, Ý

- Lò sấy Sanaky, model VH-50HP, nhiệt độ 100 ÷ 250ºC, Trung Quốc

- Máy đo độ ẩm Moiture Analyzer, model AND MX-50, Nhật

- Nhiệt kế HANNA, model S42866, độ chính xác 0,1, Ý

- Một số dụng cụ thủy tinh và dụng cụ khác của phòng thí nghiệm

3.1.3 Gia vị và phụ gia sử dụng

- Đường sucrose: Độ tinh khiết ≥ 99,8%, Sản xuất tại Công ty Cổ phần Đường Biên

Hòa, Khu Công nghiệp Biên Hòa 1, Đồng Nai, Việt Nam

- Glycerin: Độ tinh khiết ≥ 99,5%, Indonesia, nhập khẩu bởi Công ty Cổ phần hóa

chất và vật tư Khoa học Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, phân phối bởi Công ty

Cổ phần hóa chất và vật tư Khoa học Kỹ thuật Cần Thơ

- Muối, tiêu, tỏi và bột ngọt được mua từ các siêu thị tại Thành phố Cần Thơ, đạt

các Tiêu chuẩn Việt Nam dùng cho chế biến thực phẩm

Dựa trên thí nghiệm thăm dò, các thành phần gia vị và phụ gia dùng để ướp cá được

tổng hợp ở Bảng 3.1

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu

Nguyên liệu cá lóc sử dụng cho nghiên cứu được thu mua tại Thị trấn Cái Tàu,

huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp Cá được giữ trong các thùng chứa nhằm ổn

định và duy trì sự sống cho cá Cá được vận chuyển nhanh, thời gian vận chuyển

không quá 2 giờ và yêu cầu phải còn sống khi về đến phòng thí nghiệm của Bộ môn

Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Cần Thơ

Cá dùng trong thí nghiệm có khối lượng từ 500 g ÷ 600 g/con, có thể giữ sống trong

vài ngày, khỏe mạnh, không bị bệnh hay các dị tật và thích hợp dùng cho chế biến

thực phẩm Sau khi vận chuyển cá về đến phòng thí nghiệm, phải giữ cá ổn định ít

nhất trong khoảng 4 ÷ 8 giờ trước khi tiến hành thí nghiệm

Khi tiến hành thí nghiệm, cá được gây mê bằng cách ngâm trong nước đá, cắt xả

máu và làm chết bằng phương pháp đập đầu Tiếp theo cá được loại bỏ vảy, vây,

đầu và nội tạng Sau đó, cá được loại bỏ chất nhờn bên ngoài bằng cách sử dụng

muối, rửa sạch trong môi trường nước có bổ sung đá và xẻ thịt, khoảng cách giữa

các đường xẻ khoảng 1 cm Quá trình xử lý và làm sạch cá được thực hiện nhanh

trong điều kiện vệ sinh cao và được làm lạnh bằng nước đá nhằm tránh các tác động

từ bên ngoài môi trường gây ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm

3.2.2 Phương pháp phân tích và đo đạc kết quả

Các chỉ tiêu của thịt cá và sản phẩm khô cá lóc được phân tích theo các phương

pháp tổng hợp trong Bảng 3.2

Bảng 3.2: Phương pháp và thiết bị sử dụng để phân tích các chỉ tiêu

Các chỉ tiêu Phương pháp

Độ ẩm Xác định bằng phương pháp NMKL số 23-1991

pH Sử dụng pH kế, theo ISO 2917 : 1999(E)

a w Sử dụng máy đo độ ẩm tương đối HANNA, model HI 9564, Romania

Protein Xác định bằng phương pháp Kjedahl, TCVN 8125 : 2009

Lipid Xác định bằng phương pháp Soxhlet, TCVN 8125 : 2009

Muối Dùng dung dịch AgNO 3 chuẩn độ đến màu đỏ gạch với K 2 CrO 4 làm chất

chỉ thị màu (Phạm Văn Sổ và Bùi Thị Như Thuận, 1991)

Cảm quan Cảm quan bằng phương pháp cho điểm được xây dựng theo thang điểm

của TCVN 3215:79

3.2.3 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả

Các thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại Kết quả của thí nghiệm

trước được sử dụng làm thông số cố định cho thí nghiệm kế tiếp

Số liệu được thu thập và xử lý bằng phần mềm thống kê Statgraphics Centurion

15.2 và phần mềm Excel Phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định LSD để kết

luận về sự sai khác giữa trung bình các nghiệm thức

3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát

Thí nghiệm 2: Tỷ lệ đường sucrose và glycerin bổ sung

đến chất lượng sản phẩm

Cá lóc

Xử lý Ướp gia vị

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối ướp cá

đến sự thay đổi chất lượng khô cá lóc

Sấy

Thí nghiệm 3: Xác định chế độ sấy cá lóc phù hợp

3.3.2 Phân tích thành phần cơ bản của nguyên liệu

* Mục đích: Xác định các thành phần hóa học và thành phần dinh dưỡng cơ bản có

trong thịt cá lóc nhằm đồng nhất nguồn nguyên liệu để thực hiện các thí nghiệm tiếp

theo sau

* Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành ngẫu nhiên với nguồn nguyên liệu

được mua từ Thị trấn Cái Tàu, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp Thí nghiệm

được thực hiện 5 lần lặp lại ứng với một chỉ tiêu khảo sát

* Tiến hành thí nghiệm: Nguyên liệu cá lóc sau khi thu nhận tiến hành xử lý, loại

bỏ đầu, nội tạng, rửa sạch và xẻ thịt Phân tích các thành phần hóa học cơ bản có

trong nguyên liệu sau quá trình xử lý

Các thao tác trong quá trình xử lý và phân tích phải tiến hành thật nhanh để tránh

các biến đổi xảy ra làm thay đổi thành phần hóa học, gây ảnh hưởng đến kết quả

khảo sát trong quá trình thí nghiệm

* Chỉ tiêu đánh giá: Giá trị pH, độ ẩm, aw, muối, hàm lượng protein và lipid trong

thịt cá lóc sau khi xẻ thịt

* Kết quả thu nhận: Xác định các thành phần hóa lý cơ bản có trong thịt cá lóc làm

cơ sở cho quá trình chế biến sản phẩm khô cá lóc có chất lượng cao và đồng đều

Đồng thời đồng nhất nguồn nguyên liệu cá lóc ban đầu dùng trong quá trình chế

biến, thí nghiệm

3.3.3 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối đến chất lượng sản

phẩm

* Mục đích: Nhằm tìm ra nồng độ muối ướp thích hợp tạo cho sản phẩm khô cá lóc

có giá trị cảm quan cao

* Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố và

3 lần lặp lại

Nhân tố A: Nồng độ muối NaCl sử dụng để ướp cá (%w/w)

A1: 5% A2: 7% A3: 9%

Tổng số nghiệm thức: 3 nghiệm thức

Số mẫu thí nghiệm: 3 nghiệm thức x 3 lần lặp lại = 9 mẫu

Khối lượng mẫu thí nghiệm: 1 kg/mẫu x 9 mẫu = 9 kg

* Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1

* Tiến hành thí nghiệm

Cá sau khi xẻ thịt được tẩm muối với nồng độ thay đổi như đã bố trí trong thời gian

120 ÷ 150 phút, các thành phần gia vị khác được giữ cố định Sau đó được đem sấy

khô ở nhiệt độ 70ºC đến giá trị aw của cả 3 mẫu đều đạt yêu cầu (aw < 0,7) Dừng

quá trình sấy, ghi nhận thời gian sấy cá Tiến hành phân tích các chỉ tiêu hóa lý và

đánh giá cảm quan sản phẩm sau khi để ổn định sản phẩm khô trong bình hút ẩm ở

nhiệt độ phòng trong ít nhất 8 giờ

* Chỉ tiêu theo dõi

- Độ ẩm, awvà hiệu suất thu hồi sản phẩm, thời gian sấy

- Các chỉ tiêu cảm quan về màu sắc, mùi, vị, trạng thái và mức độ ưa thích

* Kết quả thu nhận: Xác định được nồng độ muối thích hợp nhằm tạo ra sản phẩm

khô cá lóc đạt giá trị cảm quan cao

3.3.4 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường và tỷ lệ glycerin

bổ sung đến chất lượng của sản phẩm

* Mục đích: Tìm ra hàm lượng đường và glycerin phù hợp góp phần làm tăng chất

lượng và cảm quan cho sản phẩm

* Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố và

Xử lý

Nhân tố C: Tỷ lệ glycerin bổ sung (%w/w)

C0: 0% C1: 2% C2: 4% C3: 6%

Tổng số nghiệm thức : 12 nghiệm thức

Số mẫu thí nghiệm: 12 nghiệm thức x 3 lần lặp lại = 36 mẫu

Khối lượng mẫu thí nghiệm: 1 kg/mẫu x 36 mẫu = 36 kg

* Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2

* Tiến hành thí nghiệm: Cá lóc được xử lý, ướp các loại gia vị với nồng độ và thời

gian thích hợp như thí nghiệm 1 Nồng độ muối ướp thích hợp được lựa chọn từ thí

nghiệm 1 Đường và glycerin cũng được bổ sung trong quá trình tẩm ướp với nồng

độ và tỷ lệ như khảo sát Sau đó sản phẩm được sấy ở nhiệt độ 70ºC đến giá trị aw

hạ thấp xuống dưới 0,7 như ở thí nghiệm 1 Tiến hành đánh giá sản phẩm sau quá

trình ổn định như thí nghiệm trước

* Chỉ tiêu theo dõi: Độ ẩm, aw, cảm quan và hiệu suất thu hồi sản phẩm

* Kết quả thu nhận: Xác định được hàm lượng đường và tỷ lệ glycerin bổ sung

thích hợp, góp phần cải thiện chất lượng và cảm quan cho sản phẩm

Xử lý Ướp gia vị

C 0 C 1 C 2 C 3

C 0 C 1 C 2 C 3 C 0 C 1 C 2 C 3

Nhân tố D: Nhiệt độ sấy

D1: 60ºC D2: 65ºC D3: 70ºC

Tổng số nghiệm thức: 3 nghiệm thức

Số mẫu thí nghiệm: 3 nghiệm thức x 3 lần lặp lại = 9 mẫu

Khối lượng mẫu thí nghiệm: 1 kg/mẫu x 9 mẫu = 9 kg

* Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3

* Tiến hành thí nghiệm: Cá sau quá trình xử lý, tẩm ướp đường và glycerin thích

hợp từ thí nghiệm 1 và 2 cùng với các thành phần gia vị khác được sấy ở các nhiệt

độ khác nhau như bố trí Dừng quá trình sấy khi aw đạt yêu cầu (aw < 0,7) Tiến

hành đánh giá sản phẩm sau thời gian ổn định như các thí nghiệm trên

* Chỉ tiêu theo dõi

- Độ ẩm, aw và cảm quan sản phẩm

- Thời gian sấy, độ giảm khối lượng trong quá trình sấy (theo căn bản khô) và hiệu

suất thu hồi sản phẩm

* Kết quả thu nhận: Xác định được chế độ sấy thích hợp (nhiệt độ, thời gian sấy),

tạo cho sản phẩm có chất lượng tốt, cảm quan cao

Cá lóc

Ướp gia vị Sấy

Phân tích sản phẩm

Xử lý

D 1 D 2 D 3