xác định điều kiện sấy thích hợp cho quá trình sấy bột thịt đầu tôm

TÓM TẮT Đề tài được thực hiện với mục tiêu tận dụng nguồn nguyên liệu thịt đầu tôm tại tỉnh Cà Mau trong chế biến sản phẩm bột thịt đầu tôm có độ ẩm, màu sắc và thời gian bảo quản ổn địn

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

PGs.Ts Nguyễn Văn Mười Hoàng Thị Thảo MSSV: 2101958 Lớp: CNTP K36

Cần Thơ, 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và do

chính tác giả thực hiện Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Xác định điều

kiện sấy thích hợp cho quá trình sấy bột thịt đầu tôm” đã được hội đồng chấm

luận văn thông qua

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

Người hướng dẫn Người viết

Nguyễn Văn Mười Hoàng Thị Thảo

LỜI CẢM TẠ

Lời đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Mười và Cô Trần Thanh Trúc, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và truyền đạt cho em những kinh nghiệm vô cùng quý báu để em hoàn thành tốt đề tài

Qua đây, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Cần Thơ đã giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm bổ ích để hoàn thành đề tài luận văn cũng như trang bị cho em những kinh nghiệm để bước vào đời

Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và các anh chị Công nghệ thực phẩm đại hoc, cao học khóa 18, 19 và các bạn CNTP K36 đã giúp đỡ, góp ý chân thành giúp đề tài tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, xin kính chúc quý thầy cô cùng các bạn được nhiều sức khỏe, luôn gặt hái được nhiều thành công trong sự nghiệp và cuộc sống

Chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày 05 tháng 12 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Hoàng Thị Thảo

TÓM TẮT

Đề tài được thực hiện với mục tiêu tận dụng nguồn nguyên liệu thịt đầu tôm tại tỉnh Cà Mau trong chế biến sản phẩm bột thịt đầu tôm có độ ẩm, màu sắc và thời gian bảo quản ổn định Ở phạm vi nghiên cứu, việc khảo sát độ ẩm cuối của sản phẩm, chế độ sấy (nhiệt độ

và thời gian sấy) thích hợp giúp bột tôm có hiệu suất sàng cao, giá trị a w giảm thấp và màu sắc đẹp đã được thực hiện Bên cạnh đó, việc lựa chọn loại bao bì thích hợp cho quá trình bảo quản bột tôm từ thịt đầu tôm sú cũng được khảo sát Kết quả thí nghiệm đã khẳng định, thịt đầu tôm được tiền xử lý nhiệt ở 90ºC trong thời gian 20 phút trước khi tiến hành sấy ở nhiệt độ thiết bị sấy 65ºC đến độ ẩm sản phẩm đạt 6% ở là giá trị tốt nhất giúp quá trình nghiền mịn của bột dễ dàng, hiệu suất bột qua rây (đường kính 1 mm x 1mm) đạt trên 90%, màu sắc đẹp và độ hoạt động của nước thấp (0,48), hàm lượng đạm hòa tan cao – khoảng 15%, cbk Ngoài ra, bảo quản sản phẩm bằng bao bì PA với độ hút chân không là 85% trong thời gian 4 tuần sẽ bột thịt đầu tôm ít bị biến đổi nhất

Từ khóa: bảo quản, bột thịt đầu tôm, độ ẩm sản phẩm, sấy, tiền xử lý nhiệt

MỤC LỤC



LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH BẢNG vi

DANH SÁCH HÌNH vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii

Chương 1 MỞ ĐẦU 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 NGUYÊN LIỆU 3

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về tôm sú 3

2.1.2 Hiện trạng và tiềm năng thị trường xuất khẩu tôm hiện nay 6

2.1.3 Đầu tôm – nguồn phụ phẩm quan trọng từ quy trình sản xuất tôm đông lạnh 7 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SẤY 8

2.2.1 Khái niệm về sấy 8

2.2.2 Các phương pháp sấy 8

2.2.3 Động lực học về sấy 9

2.2.4 Các giai đoạn của quá trình sấy 10

2.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy và chất lượng sản phẩm 11

2.2.6 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy 12

2.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN SẢN PHẨM 13

2.3.1 Độ hoạt động của nước (aw) 13

2.3.2 Sự hút ẩm của sản phẩm 15

2.3.3 Hoạt động của vi sinh vật 16

2.3.4 Sự oxi hóa chất béo 16

2.4 BAO BÌ THỰC PHẨM 17

2.4.1 Vai trò của bao bì trong bảo quản thực phẩm 17

2.4.2 Kỹ thuật bao gói chân không 20

2.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN 20

Chương 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 22

3.1.1 Địa điểm, thời gian thí nghiệm 22

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 22

3.1.3 Hóa chất sử dụng 22

3.1.4 Nguyên liệu 22

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.2.2 Phương pháp phân tích và đo đạc kết quả 23

3.2.3 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả 23

3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 24

3.3.2 Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm sản phẩm thích hợp đến quá trình xay và 25

bảo quản bột thịt đầu tôm 25

3.3.3 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của việc tiền xử lý thịt đầu tôm đến chất lượng bột thịt đầu tôm sú 25

3.3.4 Thí nghiệm 3: Xác định chế độ sấy phù hợp đối với bột thịt đầu tôm 26

3.3.5 Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hưởng của các loại bao bì đến khả năng bảo quản bột thịt đầu tôm sấy 26

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU THỊT ĐẦU TÔM 28

4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM SẢN PHẨM ĐẾN QUÁ TRÌNH XAY BỘT ĐẦU TÔM VÀ BẢO QUẢN 28

4.2.1 Ảnh hưởng của độ ẩm đến thời gian sấy 28

4.2.2 Ảnh hưởng của độ ẩm sản phẩm đến độ hoạt động của nước 30

4.2.3 Ảnh hưởng của độ ẩm sản phẩm đến độ mịn sản phẩm bột thịt đầu tôm 31

4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ ĐẾN THỜI GIAN SẤY VÀ CHẤT LƯỢNG BỘT THỊT ĐẦU TÔM SÚ 32

4.3.1 Ảnh hưởng của chế độ xử lý đến thời gian sấy 32

4.3.2 Ảnh hưởng của chế độ xử lý đến chất lượng bột thịt đầu tôm sú 33

4.4 ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ sấy ĐẾN THỜI GIAN SẤY VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 34

4.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian sấy bột thịt đầu tôm 34

4.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng bột thịt đầu tôm 36

4.5 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LOẠI BAO BÌ ĐẾN SẢN PHẨM TRONG THỜI GIAN BẢO QUẢN 38

4.5.1 Ảnh hưởng của bao bì đến độ ẩm và giá trị aw của bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản 38

4.5.2 Ảnh hưởng của bao bì đến màu sắc của bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản 40 4.5.3 Ảnh hưởng của bao bì đến hàm lượng đạm hòa tan của bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản 42

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 44

5.1 KẾT LUẬN 44

5.2 ĐỀ NGHỊ 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC A: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ix

PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ THỐNG KÊ THÍ NGHIỆM xiv

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của tôm sú 5

Bảng 2.2: Thành phần acid amin trong protein của thịt tôm 5

Bảng 2.3: Hàm lượng một số nguyên liệu có trong thịt tôm 6

Bảng 2.4: aw tối thiểu cho hoạt động của một số vi sinh vật 14

Bảng 3.1: Phương pháp và thiết bị sử dụng để phân tích các chỉ tiêu 23

Bảng 4.1: Thành phần hóa lý cơ bản của thịt đầu tôm 28

Bảng 4.2: Kết quả thống kê ảnh hưởng của độ ẩm của sản phẩm đến độ hoạt động của nước 30

Bảng 4.3Anh hưởng của độ ẩm cuối của bột thịt đầu tôm đến độ mịn sản phẩm 31

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của chế độ xử lý đến độ hoạt động của nước 33

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của chế độ xử lý đến tỷ lệ bột qua rây 33

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của chế độ xử lý đến giá trị độ sáng (L) của bột thịt đầu tôm sú 34

Bảng 4.7: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ hoạt động của nước, và độ min của sản phẩm 36

Bảng 4.8: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến giá trị độ sáng (L) của sản phẩm 36

Bảng 4.9: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ sấy khác nhau đến đạm hòa tan của sản phẩm 38

Bảng 4.10: Kết quả thống kê ảnh hưởng của bao bì đến hàm lượng đạm hòa tan (% CBK) của bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản 42

Bảng PL 1: Sự thay đổi độ ẩm (% CBK) theo thời gian sấy ở các độ ẩm sản phẩm khác nhau xiv

Bảng PL 2: Sự thay đổi độ ẩm (% CBK) theo thời gian sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau xvi

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Hình ảnh tôm sú (Penaeus monodon) 3

Hình 2.2: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự thay đổi tốc độ các biến đổi hóa học và sự phát triển của vi sinh vật 15

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa aw và hàm lượng nước 16

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 24

Hình 4.1: Đồ thị đường cong sấy thịt đầu tôm ở các độ ẩm sản phẩm khác nhau 29

Hình 4.2 Đường cong sấy ở các chế độ xử lý khác nhau 32

Hình 4.3: Sản phẩm bột thịt đầu tôm sú với các chế độ xử lý khác nhau 34

Hình 4.4: Đồ thị đường cong sấy thịt đầu tôm ở các nhiệt độ khác nhau 35

Hình 4.5: Sản phẩm bột thịt đầu tôm sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau 37

Hình 4.6: Sự thay đổi độ ẩm của bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản ở bao bì PE, PA và giấy tráng nhôm 39

Hình 4.7: Sự thay đổi giá trị aw của bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản ở bao bì PE, PA, giấy tráng nhôm 40

Hình 4.8: Sự thay đổi giá trị độ sáng (L) của bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản ở bao bì PE, PA và giấy tráng nhôm 41

Hình 4.9: Sự thay đổi giá trị màu a* của bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản ở bao bì PE, PA và giấy tráng nhôm 41

Hình PL 1: Thiết bị sấy ẩm ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ANOVA Analysis of Variance

CBK Căn bản khô

Ctv Cộng tác viên

VASEP Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là một quốc gia ven biển Đông Nam Á Được sự ưu đãi của thiên nhiên,

có bờ biển dài, rộng, đặc biệt có nguồn lợi sinh vật phong phú, đa dạng nên rất thuận lợi cho sự phát triển của ngành thủy sản Bên cạnh đáp ứng nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng lên nhanh chóng về cả số lượng và chất lượng, thủy sản hiện còn là một trong những loại sản phẩm xuất khẩu quan trọng hàng đầu của Việt Nam Năm

2010, Việt Nam đã xuất khẩu được 1.162.321 tấn thủy sản các loại, trong đó riêng mặt hàng tôm sú là 121.399 tấn (chiếm 10,44%) tăng 42,5 % về khối lượng so với cùng kỳ 2009 (VASEP, 2010)

Thực trạng sản xuất ở các nhà máy chế biến thủy sản cho thấy, với lượng lớn tôm xuất khẩu thì một lượng lớn phụ phẩm tôm được thải ra rất lớn Tỷ lệ đầu tôm được loại trong quá trình chế biến chiếm khoảng 34% khối lượng nguyên liệu (VASEP, 2010), nói cách khác hằng năm có khoảng 41.000 tấn đầu tôm được thải ra từ các nhà máy Hiện nay, lượng đầu tôm chủ yếu dùng làm phân bón, thức ăn gia súc,

thủy sản hoặc chế biến thành chitosan (Trung et at., 2003) Tuy nhiên quá trình chế

biến này gây ô nhiễm môi trường rất lớn do một lượng lớn protein tôm bị phân hủy Chính vì thế, nghiên cứu sử dụng thịt đầu tôm để chế biến thực phẩm nhằm nâng cao giá trị thương phẩm của tôm sú đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ quá trình xử lý đầu tôm gây ra là một yêu cầu cấp thiết đặt ra trong giai đoạn hiện nay Vậy vấn đề đặt ra cấp bách hiện nay là sử dụng hợp lý và hiệu quả lượng thịt đầu tôm để sản xuất ra những sản phẩm mới và có giá trị cao Một trong những hướng giải quyết cho yêu cầu trên là tận dung nguồn thịt đầu tôm này để chế biến dòng sản phẩm bột tôm, đây vừa là hướng đi mới vừa giảm thiểu chất thải và đem lại hiệu quả kinh tế cao Tuy nhiên, để bột tôm từ thịt đầu tôm có thể được sử dụng làm nguồn thực phẩm cho con người, bên cạnh việc xác định độ ẩm và độ hoạt động của nước trong sản phẩm thích hợp cho quá trình bảo quản, các đặc điểm của sản phẩm như độ mịn, màu sắc và cả tỷ lệ đạm hòa tan thu được cũng cần được quan tâm Chính vì vậy, để có được sản phẩm bột thịt đầu tôm có chất lượng tốt nhất và thời

gian bảo quản lâu dài thì việc “Xác định điều kiện sấy thích hợp cho quá trình

sấy bột thịt đầu tôm” là rất cần thiết

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu chính của đề tài là xác định điều kiện sấy thích hợp cho quá trình sấy bột đầu tôm

Trên cơ sở mục tiêu nghiên cứu đã được đặt ra, đề tài tiến hành khảo sát các nội

- Xác định độ ẩm cuối của sản phẩm thích hợp

- Đánh giá ảnh hưởng của việc tiền xử lý nguyên liệu đến màu sắc và chất lượng bột tôm từ thịt đầu tôm

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng sản phẩm

- Ảnh hưởng của các loại bao bì đến sự ổn định chất lượng bột thịt đầu tôm theo thời gian bảo quản

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về tôm sú

Tôm sú có tên khoa học là Penaeus monodon do Fabricius mô tả và đặt tên năm

1798 Ngoài ra, loài tôm này còn đươc gọi với tên địa phương là tôm rong (Nguyễn Văn Thường, Trương Quốc Phú, 1990) Tôm sú là một trong số các loại tôm nuôi quan trọng thuộc họ Penaeidae và được phân loại như sau:

Hình 2.1: Hình ảnh tôm sú (Penaeus monodon)

Tôm sú là loài sống ở nơi đáy bùn pha cát ở độ sâu từ ven bờ đến 40m nước Khi tôm trưởng thành thường di chuyển xa bờ vì chúng thích sống vùng nước sâu hơn Trong tự nhiên tôm sú nước mặn đến mùa sinh sản sẽ tiến vào gần bờ để đẻ trứng, trứng nở ra ấu trùng và trải qua năm thời kỳ biến thái: Naupilus, Zoea, Mysis, Postlarvae, Juvenile Từ ấu trùng theo sóng biển dạt vào cửa sông nơi nước biển và nước sông pha trộn lẫn nhau nên độ mặn thấp hơn Đây chính là điều kiện tốt cho ấu trùng phát triển Tôm sú có khả năng sinh trưởng nhanh, trong 3 ÷ 4 tháng có thể đạt cỡ trung bình 40 ÷ 50g (Holthuis, 1980) Tôm sú có nguồn gốc từ Ấn Độ Dương, phía Tây Nam Thái Bình Dương và được nuôi chủ yếu ở các nước châu Á (Rosenberry, 2004) Về mặt phân bố, ở nước ta tôm sú phân bố từ Bắc vào Nam, từ ven bờ đến vùng có độ sâu 40 m, vùng phân bố chính là vùng biển các tỉnh Trung

bộ (Nguyễn Văn Thường và Trương Quốc Phú, 2009)

Thành phần hóa học của tôm sú bao gồm protein, nước, lipid, glucid, calcium, phosphate, sắt, … Các thành phần này khác nhau thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính, độ tuổi, thành phần thức ăn, điều kiện môi trường sống và những biến đổi sinh lý của tôm Sự khác nhau về thành phần hóa học của tôm và sự biến đổi của chúng ảnh hưởng đến mùi vị, giá trị dinh dưỡng, việc bảo quản tươi nguyên liệu và quy trình chế biến Trong thịt tôm nước chiếm khoảng 80%, phần còn lại là protein, lipid, glucid, vitamin, khoáng, trong đó protein chiếm khoảng 70 – 80% chất khô

(i) Nước

Cơ thịt của tôm chứa khoảng 70 – 85% nước Hàm lượng nước phụ thuộc vào giống loài và tình trạng của tôm Trong cơ và trong các tế bào, nước đóng một vai trò quan trọng làm dung môi cho các chất tan, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa trong tế bào, đồng thời nước tham gia vào các phản ứng sinh hóa và có ảnh hưởng lớn đến sự tạo thành các sản phẩm phản ứng

(ii) Protein

Cơ thịt của tôm chứa khoảng 10 – 25% protein Hàm lượng protein biến thiên tùy thuộc vào giống loài tôm, điều kiện dinh dưỡng và các loại cơ thịt Điểm đẳng của protein là pH 4,5 ÷ 5,5 ở pH này các protein trung tính về điện, kém ưa nước và độ hòa tan trong nước ở điểm cực tiểu, nếu pH cao hơn hay thấp hơn điểm đẳng điện thì độ hòa tan sẽ cao hơn

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của tôm sú

Bảng 2.3: Hàm lượng một số nguyên liệu có trong thịt tôm

2.1.2 Hiện trạng và tiềm năng thị trường xuất khẩu tôm hiện nay

Nhiều năm qua, Việt Nam luôn là nước có thế mạnh về xuất khẩu thủy sản, trong đó tôm sú là một trong những mặt hàng chủ lực Mặc dù trong quý I năm 2013, lần đầu tiên sau 4 năm, xuất khẩu tôm cũng như các mặt hàng chủ lực của Việt Nam có giảm, chủ yếu do dịch bệnh bùng phát bất ngờ, các rào cản về thuế quan, việc áp thuế VCD trên tôm dẫn đến sự co cụm của các hộ nuôi cùng với việc giải thể của một số doanh nghiệp xuất khẩu thủy sản trong cà nước.Tuy nhiên, trong hai tháng 4

và 5/2013, xuất khẩu thủy sản đang có dấu hiệu phục hồi Theo số liệu của VASEP,

6 tháng đầu năm 2013, xuất khẩu tôm Việt Nam đạt trên 1,1 tỷ USD, tăng 8,6% so với cùng kỳ năm 2012 Xuất khẩu sang các thị trường trọng điểm tăng khả quan như sang Nhật Bản tăng 6,6%, sang Mỹ tăng 22,4% và sang Trung Quốc tăng 33,7% Nguồn cung tôm năm 2013 giảm so với 2012 do dịch bệnh tại Thái Lan và nhiều nước khác dẫn tới giá tôm sẽ giữ xu hướng tăng và ở mức cao trong 6 tháng cuối năm 2013 Nhờ đó, Xuất khẩu tôm Việt nam dự kiến sẽ tăng 9% so với 2012 lên 2,4 tỷ USD

Nguồn cung tôm thế giới bị hạn chế bởi sản lượng tôm từ Thái Lan giảm mạnh do ảnh hưởng của EMS khiến giá tôm tăng trên toàn cầu Nhờ đó, giá trị xuất khẩu tôm Việt Nam sang các thị trường lớn tăng lên

Giá tôm trên thị trường thế giới đang tăng nhanh Giá tôm tại Mỹ, Nhật Bản và EU

có xu hướng tăng Trên thị trường Mỹ, giá tôm sú 6 tháng đầu năm 2013 tăng thêm 2,26 USD/kg từ 6,40 USD/pao lên 7,53 USD/pound Trên thị trường Nhật Bản, tôm

sú HLSO Việt Nam cỡ 16/20 cuối tháng 6/2013 tăng thêm 5,5 USD/kg so với tháng 1/2013, từ 10,72 USD/kg lên 16,23 USD/kg Tôm sú HLSO cỡ 16/20 từ Ấn Độ cũng tăng thêm gần 5 USD/kg, từ 11,03 USD/kg lên 15,95 USD/kg; tôm Indonesia tăng 3 USD/kg Trên thị trường EU, giá tôm sú HLSO tăng 16% từ 8,60 USD/kg tôm cỡ 16/20 lên 10 USD/kg (http://www.vasep.com.vn/Tin-Tuc/378_30440/Hien-trang-va-tiem-nang-thi-truong-xuat-khau-tom-Viet-Nam.htm)Điều này mở ra tiềm năng nghiên cứu sử dụng các phụ phẩm của tôm loại ra từ quy trình chế biến tôm đông lạnh trong phát triển các sản phẩm giá trị gia tăng

2.1.3 Đầu tôm – nguồn phụ phẩm quan trọng từ quy trình sản xuất tôm đông lạnh

Trong quy trình sản xuất tôm đông lạnh xuất khẩu, đầu tôm và vỏ tôm là hai phụ phẩm quan trọng, chiếm đến 40÷50% tổng khối lượng nguyên liệu (Nguyễn Văn Thiết và Đổ Ngọc Tú, 2008) trong đó tỷ lệ đầu tôm chiếm đến 34% tổng khối lượng

nguyên liệu và hơn 70÷80% phần phụ phẩm (Tran et al., 2011) Nguyễn Văn Thiết

và Đổ Ngọc Tú (2008) đã phân tích thành phần hóa học của đầu tôm (nguyên vỏ)

cho thấy, protein chiếm 30-50% (cbk) Tran et al., (2011) đã công bố kết quả tích

thành phần thịt đầu tôm (đã tách vỏ) được thu nhận tại các nhà máy chế biến thủy sản ở Cần Thơ và Sóc Trăng cho thấy, thành phần protein trong nguyên liệu này chiếm đến 14,82%, độ ẩm là 82,3% - Đây là nguồn protein dồi dào tuy nhiên chưa được sử dụng hiệu quả để chế biến thực phẩm Nghiên cứu gần đây của Nguyễn

Văn Mười và ctv (2013) đã chứng tỏ khả năng sử dụng thịt đầu tôm kết hợp với tôm

vụn trong chế biến sausage giúp tạo sản phẩm có màu sắc đẹp, giá trị cảm quan cao Phần thịt đầu tôm hiện nay chỉ được thủy phân tạo dịch protein, phục vụ trong chế

biến thức ăn gia súc (Trung et al., 2008) hay lên men chua nguyên khối, phục vụ

cho chăn nuôi Phan Thị Bích Trâm và Phạm Thu Cúc (2004) đã nghiên cứu xử lý đầu tôm với rỉ đường và enzyme dùng làm thức ăn cho gia súc, gia cầm Phạm Thị Đan Phượng và các cộng sự (2008) cũng đã nghiên cứu xử lý carotenoprotein thu hồi từ quá trình sản xuất chitin và bước đầu thử nghiệm phối trộn thức ăn cá

Với đặc điểm là nguồn cung protein dồi dào nhưng dễ hư hỏng do chứa nội tạng, gạch tôm (Phạm Thị Đan Phượng và các cộng sự, 2008), việc áp dụng phương thức sấy để giảm độ ẩm, kết hợp với các phương thức vô hoạt enzyme và ức chế sự phát triển vi sinh vật phù hợp là điều kiện cần thiết để giúp cho thịt đầu tôm có thể được bảo quản và là nguồn cung cấp protein bổ sung trong quá trình chế biến sản phẩm thực phẩm, phục vụ cho con người,

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SẤY

2.2.1 Khái niệm về sấy

Sấy là quá trình tách pha lỏng thường gọi là nước ra khỏi vật liệu bằng cách sử dụng

nhiệt Đây là một quá trình phức tạp và được áp dụng lâu đời trong ngành kỹ thuật

hóa học và thực phẩm Quá trình sấy được thực hiện nhằm mục đích làm giảm

lượng nước tự do để kéo dài thời gian bảo quản, mặt khác quá trình sấy còn làm

giảm khối lượng giúp cho sự vận chuyển được thuận tiện hơn Nguyên lý của quá

trình sấy là cung cấp năng lượng cho nước trong vật liệu thay đổi từ trạng thái lỏng

thành trạng thái hơi và chuyển ra môi trường Nguồn cung cấp nhiệt thường là dòng

không khí nóng (Hoàng Văn Chước, 1999)

2.2.2 Các phương pháp sấy

Sấy có thể được chia ra 2 loại: sấy tự nhiên và sấy bằng thiết bị (sấy nhân tạo) Sấy

tự nhiên là quá trình phơi vật liệu ngoài trời, không sử dụng thiết bị Các phương

pháp sấy nhân tạo được thực hiện trong các thiết bị sấy

Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau Căn cứ vào phương pháp cung cấp

nhiệt có thể chia ra các loại: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy thăng hoa, sấy

điện trở

2.2.2.1 Sấy tự nhiên

Sấy tự nhiên (phơi nắng) được tiến hành ở ngoài trời, không có quá trình đốt nóng

nhân tạo Năng lượng mặt trời là một dạng năng lượng cơ bản và quan trọng nhất

trong số các nguồn năng lượng có thể thay thế Khi sấy bằng năng lượng mặt trời,

năng lượng mặt trời được thu nhận để làm nóng không khí, sau đó sự chuyển động

của không khí làm tách ẩm để vật liệu sấy trở nên khô

(i) Ưu điểm:

- Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư thấp

- Không tốn chi phí năng lượng

- Có thể sấy lượng lớn vụ mùa với chi phí thấp

(ii) Nhược điểm:

- Không kiểm soát được quá trình sấy

- Tốc độ sấy chậm hơn so với sấy bằng thiết bị, do đó chất lượng sản phẩm

kém hơn

- Quá trình sấy phụ thuộc vào thời tiết và độ ẩm tương đối của không khí

- Sản phẩm dễ bị bẩn do bụi

- Đòi hỏi nhiều nhân công

(Trần Văn Mai, Lê Khắc Huy, 2002)

2.2.2.2 Sấy nhân tạo

Quá trình làm khô thịt đầu tôm bằng năng lượng nhân tạo gọi là phương pháp sấy khô nhân tạo Theo phương pháp này thịt đầu tôm được làm khô trong các thiết bị sấy với tác nhân sấy như: không khí nóng, khói lò, hỗn hợp không khí nóng và khói lò để làm khô vật liệu sấy

Ưu điểm

- Thời gian sấy ngắn hơn

- Chủ động trong mọi điều kiện thời tiết

- Sản phẩm ổn định về chất lượng và độ ẩm

- Ngăn ngừa ruồi và côn trùng gây bẩn sản phẩm

- Sử dụng nguồn năng lượng tại chỗ, tận dụng mặt bằng sản xuất

(Trần Văn Mai, Lê Khắc Huy, 2002)

Như vậy, có 2 loại ẩm trong vật liệu sấy là ẩm tự do và loại ẩm liên kết Khi sấy chỉ

có ẩm tự do bốc hơi

Tốc độ bay hơi của ẩm tự do được xác định theo định luật bay hơi trên bề mặt tự do, tức là áp suất trên bề mặt vật liệu khi tốc độ sấy vô cùng bé sẽ bằng áp suất hơi bão hòa ở cùng nhiệt độ

Gọi Pvl là áp suất hơi trên bề mặt vật liệu, Ph là áp suất hơi bão hòa ở cùng nhiệt độ

- Pvl < Ph (cùng nhiệt độ ) thì vật liệu hút thêm nước vào cho đến khi cân bằng

- Pvl = Ph thì vật liệu sấy ở trạng thái cân bằng ẩm, độ ẩm của vật liệu sấy không thay đổi

- Pvl > Ph nước trong vật liệu sấy sẽ bốc hơi cho đến khi đạt trạng thái cân bằng

Tóm lại: Mỗi vật liệu chỉ có thể sấy đến độ ẩm cân bằng Trạng thái cân bằng ẩm phụ thuộc vào trạng thái môi trường xung quanh như nhiệt độ, độ ẩm tương đối

Do đó, nếu để một vật liệu đã sấy khô ra ngoài không khí thì trong một thời gian ngắn vật liệu sấy sẽ hút ẩm trở lại để đạt được một cân bằng mới tương ứng với môi trường xung quanh

Quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu sấy trải qua 2 giai đoạn:

- Nước trên bề mặt vật liệu bốc hơi, tạo nên sự chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt vật liệu và trong lòng vật liệu

- Nước trong lòng vật liệu khuếch tán ra bề mặt vật liệu theo đúng quy luật khuếch tán rồi tiếp tục bay hơi

Hai giai đoạn này xảy ra đồng thời cùng một lúc, nhưng tùy theo từng thời gian cụ thể trong quá trình sấy mà một trong hai giai đoạn đó có tác dụng quyết định đến tốc độ sấy

(Earle, 1983)

2.2.4 Các giai đoạn của quá trình sấy

Quá trình sấy thường được chia làm 3 giai đoạn theo sự thay đổi nhiệt độ của vật liệu sấy Đầu tiên là giai đoạn làm nóng vật liệu, nhiệt được cung cấp cho vật liệu làm cho vật liệu đạt đến nhiệt độ bầu ướt, giai đoạn này thường xảy ra nhanh, giai đoạn tiếp theo là giai đoạn sấy đẳng tốc (tốc đổi thoát hơi nước không đổi) Ở giai đoạn này nhiệt vật liệu giữ nguyên không thay đổi, giai đoạn cuối cùng là giai đoạn sấy giảm tốc (tốc độ thoát hơi nước giảm dần) nhiệt độ của vật liệu tăng dần Thường khi khảo sát quá trình sấy, giai đoạn gia nhiệt vật liệu và giai đoạn sấy đẳng tốc được ghép chung, quá trình sấy chia làm 2 giai đoạn là sấy đẳng tốc và sấy giảm tốc

(i) Giai đoạn sấy đẳng tốc

Giai đoạn sấy đẳng tốc bắt đầu khi vật liệu đặt vào môi trường sấy cho đến khi trong vật liệu sấy không còn nước tự do Đầu tiên nhiệt từ môi trường sẽ được truyền đến vật liệu làm nhiệt độ vật liệu gia tăng đến nhiệt độ bầu ướt Sự gia tăng nhiệt độ ở bề mặt diễn ra nhanh hơn bên trong vật liệu, độ ẩm vật liệu có giảm nhưng không đáng kể Khi nhiệt độ bề mặt và bên trong đạt đến nhiệt độ bầu ướt thì nhiệt được cung cấp cho vật liệu sẽ biến thành ẩn nhiệt làm nước trong vật liệu chuyển thành trạng thái hơi mà không làm gia tăng nhiệt vì vậy chênh lệch nhiệt

giữa vật liệu và môi trường là không đổi Nếu sự giảm độ ẩm của vật liệu trong một đơn vị thời gian là tốc độ sấy thì trong giai đoạn này tốc độ sấy không thay đổi nên giai đoạn này được gọi là giai đoạn sấy đẳng tốc Khi độ ẩm của vật liệu đạt đến độ

ẩm tới hạn thì giai đoạn sấy đẳng tốc kết thúc

(ii) Giai đoạn sấy giảm dần

Kết thúc giai đoạn sấy đẳng tốc nước tự do trong vật liệu không còn vì vậy năng lượng cần thiết để làm nước liên kết chuyển thành hơi phải cần nhiều hơn do đó lúc này tốc độ bay hơi nước bắt đầu giảm dần theo thời gian, nhiệt của vật liệu tăng dần

để tiến đến nhiệt môi trường Giai đoạn này gọi là giai đoạn sấy giảm tốc Khi nhiệt tiến đến bằng nhiệt môi trường thì độ ẩm tiến đến độ ẩm cân bằng, quá trình thoát

(Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng, 1990)

2.2.5.2 Tốc độ không khí

Vận tốc chuyển động của không khí ảnh hưởng đến quá trình làm khô, nếu vận tốc chuyển động của không khí quá lớn làm cho hệ số bay hơi lớn hơn nên cường độ khuếch tán ngoại lớn, dẫn đến sản phẩm sấy dễ tạo màng ở lớp ngoài Nhưng nếu vận tốc chuyển động của không khí quá bé thì tốc độ làm khô sẽ chậm lại và sản phẩm dễ bị mốc, mùi khó chịu

(Nguyễn Văn May, 2006)

2.2.5.3 Độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí càng cao thì tốc độ sấy càng giảm, thường đối với nguyên liệu thủy sản người ta làm khô với độ ẩm tương đối của không khí là 50 ÷ 60%, độ ẩm quá nhỏ cũng không làm tăng tốc độ sấy nhiều

2.2.5.4 Kích thước nguyên liệu

Nguyên liệu càng nhỏ, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh Tốc độ sấy tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt và tỉ lệ nghịch với bề dày nguyên liệu sấy Nguyên liệu càng

chứa nhiều chất béo thì quá trình làm khô càng chậm, sự khuếch tán ẩm sẽ chậm đi khi lượng béo tăng lên

(Nguyễn Văn Lụa, 2003)

2.2.6 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy

Theo Quách Đĩnh và ctv (1996) thì trong quá trình sấy có những biến đổi sau:

2.2.6.1 Biến đổi vật lý

Có hiện tượng co thể tích, tăng khối lượng riêng, khối lượng giảm do mất nước Sự biến đổi nhiệt độ: tạo gradien nhiệt độ ở mặt ngoài và mặt trong của vật liệu Biến đổi có tính chất cơ lý: như sự biến dạng, hiện tượng co, tăng độ giòn, nứt nẻ

Có thể có hiện tượng nóng chảy và tụ tập các chất hòa tan lên bề mặt, chúng làm tắc nghẽn các mao quản mạch thoát nước, kèm theo đó là sự đóng rắn bề mặt làm ảnh hưởng đến bề mặt sản phẩm

2.2.6.2 Biến đổi hóa lý

Khuếch tán ẩm: là sự chuyển ẩm từ lớp bên trong ra đến bề mặt do sự bốc hơi từ bề mặt tạo ra sự chênh lệch giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong vật liệu Tốc độ khuếch tán ẩm phụ thuộc vào dạng liên kết ẩm: liên kết vật lý và liên kết hóa học Hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm có ảnh hưởng đến hệ keo trong quá trình sấy, tùy tính chất có chứa keo háo nước hoặc kỵ nước Nếu hệ keo kị nước, liên kết lỏng lẻo thì dễ khuếch tán, keo háo nước tách nước chậm chạp do ngậm nước không tách được

2.2.6.3 Biến đổi hóa học

Tốc độ phản ứng hóa học có thể tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như phản ứng oxi hóa, phản ứng maillard, phản ứng phân hủy protein Ngoài ra do hàm lượng nước giảm dần nên cũng có thể làm chậm đi tốc độ của một số phản ứng thủy phân

Sự oxi hóa chất béo: Trong bảo quản và chế biến lipid rất dễ xảy ra hiện tượng oxi hóa, đặc biệt trong quá trình làm khô Quá trình oxi hóa lipid xảy ra nhanh chóng khi lipid tiếp xúc với không khí và nhiệt độ cao Những lipid có nhiều acid béo không no sẽ bị oxi hóa nhanh chóng Lipid bị oxi hóa sẽ tạo ra hydroperoxit, từ đó tại nên các aldehyd no và không no, các ceton, acid mono và dicacbocylic, aldoacid, cetoacid, làm cho sản phẩm có mùi ôi, mùi khét, làm giảm giá trị thực phẩm

2.2.6.4 Biến đổi sinh hóa

Giai đoạn đầu của phản ứng sấy, nhiệt độ của vật liệu tăng tạo sự hoạt động mạnh

mẽ của các hệ enzyme nhất là enzyme oxy hóa khử, gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu

Giai đoạn sấy: hoạt động của enzyme giảm do nhiệt độ sấy lớn hơn nhiệt độ hoạt động của enzyme và lượng nước giảm

Giai đoạn sau khi sấy: một số enzyme nhất là enzyme oxy hóa khử không hoàn toàn

bị vô hoạt mà còn tiếp tục hoạt động yếu trong thời gian bảo quản và đến một thời gian nào đó có thể phục hồi khả năng hoạt động

2.2.6.5 Biến đổi sinh học

Đối với cấu tạo tế bào: thường xảy ra hiện tượng tế bào sống biến thành tế bào chết

do nhiệt độ làm chất nguyên sinh bị biến tính và mất nước

Đối với vi sinh vật: quá trình làm khô có tác dụng làm yếu, ngăn cản vi sinh vật phát triển trên bề mặt vật liệu

Dinh dưỡng: lượng calo trên một đơn vị vật chất tăng do giảm ẩm Một số vitamin phân hủy ở nhiệt độ cao

2.2.6.6 Biến đổi cảm quan

Màu sắc: Sản phẩm được làm khô thường có màu thẵm, màu nâu do phản ứng Caramel hóa, phản ứng Maillard và oxy hóa chất béo

Mùi: Sau khi làm khô, một số chất mùi tự nhiên của nguyên liệu mất đi do bị phân hủy ở nhiệt độ cao Bên cạnh đó cũng có một số chất thơm mới được hình thành, nhưng cần chú ý đến mùi ôi của sự oxi hóa chất béo tạo ra vì chúng làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm đáng kể

Vị: Do độ ẩm giảm nên nồng độ chất tăng lên, cường độ vị tăng

Trạng thái: Gắn liền với các biến đổi vật lý và hóa học như tính đàn hồi, tính dai, tính giòn hoặc có biến đổi về hình dạng

2.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN SẢN PHẨM

2.3.1 Độ hoạt động của nước (a w )

2.3.1.1 Định nghĩa

Độ hoạt động của nước là tỷ số của áp suất hơi nước trong thực phẩm với áp suất

hơi nước của nước tinh khiết trong cùng một điều kiện nhiệt độ

w 0

dungdich

dungmoi

P P a

(Hoàng Kim Anh, 2005)

Độ hoạt động của nước có thể xác định bằng cách đo độ ẩm tương đối của không khí (trong trường hợp của môi trường kín, khi đạt đến điều kiện cân bằng)

aw = % ẩm tương đối của không khí / 100

Độ hoạt động của nước trong thực phẩm phụ thuộc vào:

- Hàm lượng nước tự do và nước liên kết trong nguyên liệu

- Thành phần hóa học và trạng thái vật lý của nguyên liệu

Mức độ hư hỏng của các dạng sản phẩm là do nhiều yếu tố, nhưng quan trọng hơn hết là do độ hoạt động của nước trong sản phẩm quyết định Aw ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, mỗi loại vi sinh vật có thể phát triển hoặc

bị ức chế ở các giá trị aw khác nhau (Bảng 2.4)

Bảng 2.4: a w tối thiểu cho hoạt động của một số vi sinh vật

Vi khuẩn

Vi khuẩn ưa mặn

(Nguồn: Hoàng Kim Anh, 2005)

2.3.1.2 Ảnh hưởng của a w đến chất lượng thực phẩm

Tốc độ hư hỏng của thực phẩm là do một loại các yếu tố bên trong và bên ngoài quy định mà trước hết là do hoạt độ của các sản phẩm quyết định Nhìn chung với các sản phẩm có aw lớn thì quá trình sinh học chiếm ưu thế Tuy nhiên, trong những sản phẩm có hàm lượng lipid cao thì ngay cả khi aw cao thì quá trình phi sinh học (oxy hóa) vẫn chiếm ưu thế

Đối với những sản phẩm có hàm ẩm thấp và trung bình thì quá trình phi sinh học như oxy hóa và sự sẫm màu rất thường xảy ra Tốc độ các quá trình này phụ thuộc rất nhiều vào aw Ảnh hưởng của aw được minh họa bởi đồ thị sau:

Hình 2.2: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự thay đổi tốc độ các biến đổi hóa học và sự phát

triển của vi sinh vật

(Nguồn: Rahman và Labuza.2007)

ẩm hút vào sẽ thúc đẩy hoạt động của vi sinh vật và các phản ứng biến đổi (Quách

Đĩnh và ctv, 1996)

2.3.2.2 Quan hệ giữa hàm lượng nước và độ hoạt động của nước (a w )

Mối quan hệ giữa hàm lượng nước (tính theo căn bản khô) và aw được diễn tả dưới dạng đường đẳng nhiệt hấp thu Nếu sản phẩm được sấy khô hoàn toàn và sau đó bị hút ẩm trở lại, đường đẳng nhiệt hấp thu không đi theo đường tách ẩm cũ của sản phẩm sấy khô Trong khi sấy, protein đông tụ và biến tính trong suốt tiến trình chế biến và trở nên không liên kết với lượng ẩm như dạng protein của sản phẩm tươi Quan hệ giữa hàm lượng nước và độ hoạt động của nước (aw) được thể hiện ở Hình 2.3

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa a w và hàm lượng nước

(Nguồn: http://www1.lsbu.ac.uk)

2.3.3 Hoạt động của vi sinh vật

Hoạt động của vi sinh vật có thể ngăn chặn bằng cách làm khô và tồn trữ trong điều kiện không thuận lợi nhằm kìm hãm chúng phát triển Tuy nhiên, quá trình bảo quản không tốt như có sự hút ẩm diễn ra thi vi sinh vật có thể hoạt động trở lại

Sự kết hợp của nhiệt độ thấp và giảm độ hoạt động của nước có thể làm giảm sự phát triển của vi sinh vật Bên cạnh đó còn có thể sử dụng một số phương pháp khác như bao gói chân không, dùng hóa chất kìm hãm, để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật (Nguyễn Lân Dũng, 2000).

2.3.4 Sự oxi hóa chất béo

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

Chất béo thường là thành phần ít bền vững đối với tác dụng của oxi không khí so với các hợp chất hóa học khác trong thực phẩm Tốc độ phản ứng oxi hóa chất béo trong thực phẩm có liên quan đến hoạt độ nước của chính thực phẩm đó Khi hoạt

độ nước thấp, tương ứng hình thành lớp đơn phân ở trên bề mặt sản phẩm, sự oxi hóa chất béo xảy ra mạnh mẽ Cùng với sự gia tăng hoạt độ nước thì cường độ phản ứng oxi hóa giảm và đạt cực tiểu với aw = 0,3 Sau đó, cường độ oxi hóa tiếp tục tăng và đạt cực đại ở aw = 0,7 (Hoàng Kim Anh, 2005)

2.3.4.2 Sự biến đổi chất lượng sản phẩm

(i) Biến đổi dinh dưỡng

Biến đổi đầu tiên đó là thành phần chất béo không còn như ban đầu, các chất béo không no có nhiều nối đôi thì càng nhạy cảm với sự oxy hóa, chất béo sẽ bị phân giải làm cho chúng mất hoạt tính sinh học và giá trị dinh dưỡng (Hoàng Kim Anh, 2005)

(ii) Biến đổi cảm quan

Biến đổi quan trọng là màu sắc của sản phẩm cũng bị biến đổi nhiều, khi chất béo oxy hóa thì có thể làm cho sản phẩm có màu sậm hơn dẫn đến giá trị cảm quan suy giảm (Hoàng Kim Anh, 2005)

2.4 BAO BÌ THỰC PHẨM

2.4.1 Vai trò của bao bì trong bảo quản thực phẩm

Bao gói là để bảo vệ thực phẩm trong suốt quá trình phân phối bao gồm cả vận chuyển và tồn trữ, tránh sự thay đổi vật lí, hóa học, nhiễm bụi bẩn, vi sinh vật, nấm men, nấm mốc… Bảo quản bằng bao gói chỉ giữ được chất lượng thực phẩm chứ không tăng cường chất lượng

Bao gói làm tăng độ bền cơ học, tránh tổn thương cho thực phẩm Tiến trình bao gói phải đủ khả năng ngăn cản được mất nước làm tổn thất khối lượng và giảm lượng

ẩm

Ngăn chặn sự nhiễm bẩn từ vi sinh vật bên ngoài

Là phương tiện để giúp người tiêu dùng trong việc sử dụng sản phẩm

(Đống Thị Anh Đào, 2012)

(i) Yêu cầu đối với bao bì thực phẩm

Chất lượng của sản phẩm thực phẩm phải luôn được đảm bảo trong suốt thời hạn sử dụng của sản phẩm Do đó công nghệ chế biến, phương pháp đóng bao bì và vật liệu bao bì phải phù hợp để có thể duy trì và ổn định chất lượng sản phẩm Vật liệu bao bì được chọn phải đạt những yêu cầu sau:

- Không độc đối với con người

- Chống lại sự tấn công lây nhiễm từ các vi sinh vật gây hại

- Là hàng rào ngăn cản ẩm và oxy

- Ngăn cản sự mất mùi của thực phẩm và chống lại sự nhiễm các chất độc từ bên ngoài

(ii) Vật liệu làm bao bì thực phẩm

Hiệu quả bảo quản bằng phương pháp bao gói phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu làm bao bì Nguyên liệu chế tạo bao bì đựng các sản phẩm thịt, hải sản, cá thường là: plastic, cellulose, kim loại, lá nhôm Những vật liệu này khác nhau ở các đặc tính:

- Tính thấm oxy

- Tính thấm nước, thấm béo

- Chịu nhiệt

- Tính kéo dãn

Bao bì thích hợp cho thịt, thủy sản phải ngăn ngừa sự oxy hóa chất béo, ngăn ngừa

sự nhiễm bẩn và sự phát triển của vi sinh vật trong thời gian bảo quản, vận chuyển, chống thấm mỡ, nước, thấm khí, vật liệu làm bao bì không cho mùi vị Bao bì được chọn nghiên cứu trong đề tài là loại bao bì PE, PA và giấy tráng nhôm

- Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230ºC) trong thời gian ngắn

- Bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy như alcol, aceton, H2O2…

- Có thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua, do đó PE cũng có thể hấp thu giữ mùi trong bản thân bao bì, và cũng chính mùi này có thể được hấp thu bởi thực phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan sản phẩm

 Bao bì PA (Polyamide)

PA là loại plastic tạo ra từ phản ứng trùng ngưng của một loại acid hữu cơ và amin

PA có tên thương mại là nylon Hai loại PA quan trọng được dùng làm bao bì có tên thương mại: nylon 6 và nylon 6,6 là polyamine bán tinh thể

Tính chất của nylon:

- Tỷ trọng: 1,13

tmax= 220ºC, nhiệt độ có thể gây hư hỏng cấu trúc nylon

tmin= -70ºC

- Nylon có tính chống thẩm thấu khí, hơi rất tốt

- Nylon có khả năng hấp thụ nước, hơi nước; sự hấp thụ nước sẽ ảnh hưởng xấu đến tính bền cơ lý, nhưng ảnh hưởng này sẽ mất đi khi nylon được sấy khô

- Nylon có tính chống thấm khí rất tốt, có thể dùng làm bao bì hút chân không hoặc bao bì ngăn cản sự thẩm thấu O2, hay thoát hương

- Nylon có tính bền cơ lý cao: chịu được va chạm, chống sự trầy sước, mài mòn và xé rách hoặc thủng bao bì

- Có khả năng hàn dán nhiệt khá tốt, không yêu cầu nhiệt độ hàn quá cao; có thể hàn ghép mí bao bì nylon bằng phương pháp hàn cao tần

- Nylon là polymer có cực, có khả năng in ấn tốt, không cần xử lý bề mặt trước khi in

- Nylon có khả năng ngăn ngừa sự thẩm thấu

- Màng nylon không bị tác động của acid yếu, kiềm yếu nhưng bị hư hỏng đối với acid và kiềm nồng độ cao

- Không bị hư hỏng bởi dầu mỡ

- Màng nylon trong suốt và có độ bóng bề mặt cao

 Bao bì giấy tráng nhôm

Giấy tráng nhôm là một tấm rắn bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm được tráng mỏng

có độ dày khác nhau Độ dày của lá mỏng nhất hiện nay được sản xuất thương mại

là khoảng 0,0065mm, dày nhất là 0,2mm

2.4.2 Kỹ thuật bao gói chân không

Phương pháp bao gói chân không (bao gói thực phẩm trong môi trường không có oxy) sẽ ngăn chặn sự phát triển của nấm mốc, nấm men và hầu hết các vi sinh vật hiếu khí Tuy nhiên, các vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc sẽ phát triển tự do trong điều kiện oxy vừa đủ để có thể ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm Do đó, cần cố gắng giảm đến mức tối thiểu lượng vi sinh vật nhiễm vào trong quá trình xử lý, cắt

và bao gói, nghĩa là bao gói hút chân không phải được thực hiện dưới điều kiện vệ sinh và kiểm soát nghiêm ngặt

Ưu điểm của phương pháp:

- Hạn chế những mối nguy lây nhiễm của các sản phẩm sau thanh trùng

- Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí gây hại

- Ngăn cản hoặc làm chậm những phản ứng oxy hóa có hại cho thực phẩm trong suốt quá trình tồn trữ nhờ vào khả năng ngăn cản oxy của bao bì

- Hạn chế các thành phần khí, hơi nước và các tác nhân gây hại khác (ánh sáng, động vật và côn trùng) bên ngoài; giảm sự hút ẩm trở lại của các sản phẩm có độ ẩm thấp

- Dễ thực hiện

(Đống Thị Anh Đào, 2012)

2.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN

Nhiều nước đã tận dụng nguồn đầu tôm chủ yếu cho chế biến thức ăn gia súc Phan Thị Bích Châm và Phạm Thu Cúc (2004) đã xác nhận thành công của việc xử lý vỏ đầu tôm với rỉ đường và enzyme dùng làm thức ăn cho gia súc, gia cầm Trịnh Ngọc

Vinh (2006) đã tiến hành ủ chua vỏ đầu tôm có thêm vi khuẩn Lactobacillus spp

giúp cho quá trình lên men được nhanh hơn Sau đó khảo sát nồng độ đường, nồng

độ muối, nồng độ Lactobacillus spp thích hợp trong việc bảo quản vỏ đầu tôm bằng

phương pháp lên men ủ chua Qua đó, góp phần tạo ra sản phẩm thức ăn gia súc có chất lượng cao hơn, tính phổ biến rộng rãi, giá trị kinh tế cao và giảm thiểu việc gây

ô nhiễm môi trường Phạm Thị Đan Phượng và các cộng sự (2008) đã nghiên cứu bột đạm giàu carotenprotein thu hồi từ quá trình sản xuất chitin bằng đầu tôm và bước đầu thử nghiệm phối trộn thức ăn cá

Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là sử dụng đầu tôm trong chế biến chitin, chitosan Ngô Thị Hoài Dương và cộng sự (2008) đã nghiên cứu đưa ra giải pháp tiền xử lý bằng acid formic trong quy trình sản xuất chitosan từ đầu tôm nhằm giảm thiểu lượng hóa chất và chất thải gây ô nhiễm môi trường Nguyễn Văn Thiết và Đỗ Ngọc Tú (2008) đã nghiên cứu tách, chiết chitin từ đầu – vỏ tôm bằng các phương pháp sinh học (sử dụng Bromelin trong dịch ép vỏ dứa)

Nguyễn Văn Mười và ctv (2013) đã nghiên cứu bổ sung thịt đầu tôm trong chế biến

xúc xích từ tôm thịt vụn, nhằm tận dụng thịt đầu tôm để chế biến xúc xích từ tôm thứ phẩm có cấu trúc tốt, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và thời gian bảo quản dài

Năm 2003, Min-Soo Heu và cộng sự đã nghiên cứu các thành phần và chất lượng dinh dưỡng của phế phẩm tôm như đầu, vỏ và đuôi Kết quả nghiên cứu chỉ ra hàm lượng protein thô trong khoảng 9,3-11,6 %, hàm lượng chất béo tổng số là khoảng 0,7 % có các kim loại nặng Hg, Pb và Cd với một lượng nhỏ Acid aspartic, acid glutamic, phenylalanine, lysine và arginine là các axit amin chiếm ưu thế trong phần protein Hàm lượng canxi cao hơn so với phốt pho, natri và magiê

Năm 2005, Rungtip Tapaneyasin và cộng sự đã nghiên cứu sấy tôm sử dụng phương pháp sấy phun, sử dụng một lượng không đổi không khí ở nhiệt độ 100oC

sẽ có tôm khô chất lượng tốt nhất với tỷ lệ hao hụt thấp và có màu đỏ đẹp hơn khi

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: Thực hiện bố trí thí nghiệm, đo đạc kết quả, xử lý số liệu tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & 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 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

- Tủ sấy, model JB 101-1, Trung Quốc

- Máy đo màu Shenzen, model SJ-0520-C, Trung Quốc

- Cân điện tử Satedo, độ chính xác 0,1 g, Trung Quốc

- Cân điện tử Ohaus, model AR-240, độ chính xác 0,01 g, Nhật

- Máy đo độ hoạt động của nước HANNA, model HI9564, Romania

- Máy lắc ống nghiệm IKA, Đức

- Máy đo quang phổ Visible Spectrophotometer 722, Trung Quốc

- Bể điều nhiệt Memmert, model WB-10, công suất 1250 W, Đức

- Máy xay sinh tố BIGSUN, model BB-179, công suất 250 W

- Dụng cụ thủy tinh thông thường

3.1.3 Hóa chất sử dụng

- Đồng (II) sulfate (CuSO4.5H2O), (Trung Quốc, độ tinh khiết 96%)

- Natri hydroxide (NaOH), (Trung Quốc, độ tinh khiết 96%)

- Natri chloride (NaCl), (Merck, độ tinh khiết 99,5%)

- Kali Natri tartrate (C4H4O6KNa.4H2O), (Trung Quốc, độ tinh khiết 90%)

3.1.4 Nguyên liệu

Thịt đầu tôm được thu mua ở huyện Thới Bình, tỉnh Cà Mau, đảm bảo nguồn nguyên liệu cố định

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu

Nguyên liệu đầu tôm được thu mua ở huyện Thới Bình, tỉnh Cà Mau, bao gói bằng bao bì PE và bảo quản trong thùng xốp ở nhiệt độ từ 0 ÷ 4oC bằng nước đá, sau đó

đem về phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Cần Thơ Thời gian vận chuyển tối đa là 4 giờ

Nguyên liệu sau khi lấy về đến phòng thí nghiệm tiến hành xử lí sơ bộ và cấp đông

ở nhiệt độ -25oC (đảm bảo tâm nguyên liệu đạt -18oC) Khối lượng mỗi mẫu tiền xử

lý là 100 g

3.2.2 Phương pháp phân tích và đo đạc kết quả

Các chỉ tiêu theo dõi trong khảo sát được tổng hợp trong Bảng 3.1

Bảng 3.1: Phương pháp và thiết bị sử dụng để phân tích các chỉ tiêu

1 Độ ẩm (%) Sấy khô ở nhiệt độ 105oC đến khối lượng không đổi

theo phương pháp AOAC 934.06

2 Màu sắc (L*, a*, b*) Xác định màu sắc bằng máy đo màu Colorimeter

3 Đạm hòa tan Phương pháp định lượng protein theo phản ứng biuret

TCVN 8125:2009

4 Sự hao hụt khối lượng Xác định bằng cân điện tử Satedo, độ chính xác 0,1 g

5 Độ hoạt đông của nước (aw) Sử dụng thiết bị đo aw

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 16.1 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

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát

TN2: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy và chất lượng sản phẩm

Nguyên liệu thịt đầu tôm Trữ đông

Xay nhuyễn

TN1: Xác định độ ẩm sản phẩm thích hợp cho quá trình xay

và quá trình bảo quản bột thịt đầu tôm

TN3: Khảo sát ảnh hưởng của các loại bao bì đến chất lượng bột thịt đầu

tôm theo thời gian bảo quản trong điều kiện thường

3.3.2 Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm sản phẩm thích hợp đến quá trình xay và bảo quản bột thịt đầu tôm

Mục đích: Tiến hành nghiên cứu để chọn ra độ ẩm thích hợp nhất để thực hiện thí

Tổng số mẫu thí nghiệm: 5 × 3 lần lặp lại = 15 mẫu

Tổng khối lượng mẫu thí nghiệm: 15 mẫu × 300 g/mẫu = 4500 (g)

Tiến hành thí nghiệm: Thịt đầu tôm sau khi rã đông được đem đi xay nhuyễn bằng máy xay và xác định độ ẩm ban đầu Cân mỗi mẫu khoảng 200 g thịt đầu sau đó trải đều nguyên liệu trên khay sấy và tiến hành sấy mẫu ở nhiệt độ cố định 60ºC

Theo dõi sự thay đổi khối lượng nguyên liệu theo thời gian Sấy đến khi độ ẩm cuối đạt 4%, 6%, 8%, 10% và 12% Xác định thời điểm dừng thí nghiệm bằng cách xác định khối lượng theo vật khô (xem gần đúng khối lượng nguyên liệu mất đi là khối lượng ẩm mất đi) Cuối cùng đem đi nghiền bằng máy xay sinh tố ở cùng tốc độ và thời gian xay Mẫu sau khi nghiền được rây ở chế độ giống nhau, kích thước lỗ lưới rây cố định 0,15 × 0,15 mm2, xác định khối lượng trước khi rây và khối lượng sản phẩm qua rây, tính tỉ lệ phần trăm bột có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ rây

Chỉ tiêu theo dõi: aw, tỷ lệ bột qua rây, sự thay đổi khối lượng theo thời gian sấy

Kết quả thu nhận: Độ ẩm sản phẩm thích hợp cho quá trình xay và bảo quản bột thịt

đầu tôm

3.3.3 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của việc tiền xử lý thịt đầu tôm đến chất lượng bột thịt đầu tôm sú

Mục đích: Chọn chế độ xử lý thích hợp nhất cho quá trình sấy bột thịt đầu tôm sú

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 1 nhân tố và 3 lần lặp lại

Tổng khối lượng mẫu thí nghiệm: 6 mẫu × 300 g/mẫu = 1.800 (g)

Tiến hành thí nghiệm: Nguyên liệu thịt đầu tôm sú được xay nhuyễn sau đó cân mỗi

mẫu 300g Tiền xử lý mẫu ở nhiệt độ 90ºC trong 20 phút để đảm bảo sự vô hoạt protease xảy ra gần như hoàn toàn (Nguyễn Thị Mỹ Trang, 2004) và áp dụng quá trình sấy giống như thí nghiệm 1 Thời gian dừng quá trình sấy dựa vào độ ẩm cuối của sản phẩm được lựa chọn từ thí nghiệm 1

Chỉ tiêu theo dõi: Màu sắc, giá trị aw, tỷ lệ bột qua rây, sự thay đổi khối lượng theo thời gian sấy

Kết quả thu nhận: Chế độ xử lý thích hợp cho quá trình sấy bột thịt đầu tôm sú

3.3.4 Thí nghiệm 3: Xác định chế độ sấy phù hợp đối với bột thịt đầu tôm

Mục đích: Xác định nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình sấy bột thịt đầu tôm

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 1 nhân tố và 3 lần lặp lại

Nhân tố B: Nhiệt độ sấy (ºC)

Tổng số nghiệm thức: 4

Tổng số mẫu thí nghiệm: 4 × 3 lần lặp lại = 12 mẫu

Tổng khối lượng mẫu thí nghiệm: 12 mẫu × 300 g/mẫu = 3600 (g)

Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được thực hiện tương tự thí nghiệm 2 Mẫu thịt

đầu tôm có hay không có quá trình tiền xử lý nhiệt được sử dụng cho khảo sát này dựa vào kết quả từ thí nghiệm 2 Tuy nhiên, nhiệt độ sấy không cố định ở 60ºC mà thay đổi ở 4 chế độ nhiệt khảo sát

Chỉ tiêu theo dõi: Màu sắc, hàm lượng đạm hòa tan, giá trị aw, tỷ lệ bột qua rây, sự thay đổi khối lượng theo thời gian sấy

Kết quả thu nhận: Nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình sấy bột thịt đầu tôm

3.3.5 Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hưởng của các loại bao bì đến khả năng bảo quản bột thịt đầu tôm sấy

Mục đích: Lựa chọn bao bì bảo quản thích hợp để bảo quản bột thịt đầu tôm sấy

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 1 nhân tố

Nhân tố C: Bao bì bảo quản

C1: Bao bì PE C2: Bao bì PA C3: Bao bì giấy tráng nhôm Tổng số nghiệm thức: 3 nghiệm thức

Tổng số mẫu thí nghiệm: 3 × 4 tuần khảo sát ×3 lần lặp lại = 36 mẫu

Tổng khối lƣợng mẫu thí nghiệm: 36 mẫu × 50 g bột thịt đầu tôm/mẫu = 1800 g bột thịt đầu tôm

Tiến hành thí nghiệm: Sau khi chọn đƣợc độ ẩm của sản phẩm và nhiệt độ sấy thích

hợp ở 2 thí nghiệm trên Tiến hành sấy sản phẩm để đem đi bảo quản Sản phẩm đƣợc bao gói trong 3 loại bao bì PE, PA kết hợp hút chân không 85%, giấy tráng nhôm bảo quản ở nhiệt độ phòng và đánh giá kết quả

Chỉ tiêu theo dõi: Màu sắc, hàm lƣợng đạm hòa tan, giá trị aw, độ ẩm sản phẩm

Kết quả thu nhận: Loại bao bì và thời gian bảo quản thích hợp nhất để bảo quản bột

thịt đầu tôm

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU THỊT ĐẦU TÔM

Quá trình chế biến sản phẩm bột từ thịt đầu tôm chịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu

tố Trong đó, thành phần nguyên liệu ban đầu như độ ẩm, đạm tổng số, pH, đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, cũng như thời gian bảo quản sản phẩm Thành phần hóa lý cơ bản của thịt đầu tôm được tổng hợp ở Bảng 4.1

Bảng 4.1: Thành phần hóa lý cơ bản của thịt đầu tôm

4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM SẢN PHẨM ĐẾN QUÁ TRÌNH XAY BỘT ĐẦU TÔM VÀ BẢO QUẢN

4.2.1 Ảnh hưởng của độ ẩm đến thời gian sấy

Để xác định thời điểm dừng quá trình sấy, dựa vào sự thay đổi khối lượng của thịt đầu tôm khi sấy Điều này được ước đoán thông qua việc xác định độ ẩm sản phẩm trước khi thực hiện quá trình sấy và theo nguyên lý: chỉ có nước khuếch tán trong tiến trình sấy trong khi hàm lượng chất khô không đổi, khối lượng giảm theo thời gian sấy đến khi sản phẩm đạt độ ẩm yêu cầu (4%, 6%, 8%, 10%, 12%) Từ đó xác định được đường cong và tốc độ sấy của thịt đầu tôm Kết quả được thể hiện ở hình 4.1

Hình 4.1: Đồ thị đường cong sấy thịt đầu tôm ở các độ ẩm sản phẩm khác nhau

Dựa vào đồ thị hình 4.1 cho thấy tốc độ giảm ẩm (% CBK) của thịt đầu tôm giảm dần theo thời gian Tốc độ giảm ẩm mẫu giảm nhanh trong những giờ đầu của quá trình sấy nhưng càng gần về sau thì tốc độ ẩm giảm càng chậm Do đó, độ dốc của đường cong sấy giảm dần theo thời gian

Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và bên trong vật liệu sấy nên nước trên bề mặt vật liệu sấy bốc hơi và sau đó nước bên trong vật liệu bắt đầu khuếch tán ra bề mặt vật liệu theo đúng quy luật khuếch tán

và tiếp tục bay hơi (Nguyễn Thị Bích Thủy và cộng sự, 2007) Khi nước tách ra

khỏi vật liệu sấy sẽ làm độ ẩm của vật liệu sấy giảm dần theo thời gian sấy Do đó, tốc độ giảm ẩm của vật liệu giảm nhanh trong 4 giờ đầu và giảm chậm dần trong khoảng thời gian còn lại Nguyên nhân là do trong thời gian đầu của quá trình sấy, lượng nước tự do hay nước liên kết yếu được giữ lỏng lẻo trong các khe vách tế bào

sẽ được di chuyển ra ngoài dễ dàng; càng gần về cuối quá trình sấy vật liệu sấy tương đối khô, lượng nước còn lại trong vật liệu chủ yếu là nước liên kết nên tốc độ khuếch tán của nước trong vật liệu giảm xuống nhỏ hơn tốc độ bay hơi của nước trên bề mặt vật liệu

Do các mẫu được sấy ở cùng nhiệt độ 60ºC nên tốc độ thoát ẩm của của các mẫu gần như nhau, vì vậy đường cong sấy của các mẫu có độ ẩm sản phẩm 12%, 10%, 8%, 6% và 4% cũng gần như trùng nhau.Độ ẩm sản phẩm càng thấp thì thời gian sấy càng kéo dài Cụ thể, để đạt độ ẩm sản phẩm là 12% cần sấy trong thời gian 340 phút, tương tự khi giảm độ ẩm sản phẩm xuống 10%, 8%, 6% và 4% thì thời gian sấy cũng tăng tương ứng là 350 phút, 360 phút, 400 phút và 430 phút

0 200