Thu nhận và biện pháp cải thiện khả năng giữ ẩm của paste tôm thứ phẩm.

Thu nhận và biện pháp cải thiện khả năng giữ ẩm của paste tôm thứ phẩm.

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN THỊ MAI TRINH

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 2009

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tên đề tài:

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

PGs.Ts Nguyễn Văn Mười Nguyễn Thị Mai Trinh

Lớp: CNTP K31

Cần Thơ, 2009

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Thu nhận và biện pháp cải thiện khả

năng giữ ẩm của paste tôm thứ phẩm” do sinh viên Nguyễn Thị Mai Trinh thực

hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

Giáo viên hướng dẫn

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2009

Chủ tịch hội đồng

Thầy cô bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ỨngDụng, trường Đại hoc Cần Thơ đã cho em những kiến thức quý báu trong thời gianhọc tập tại trường Những kiến thức tích lũy được từ sự giảng dạy tận tình của quýthầy cô đã giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này.

Cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp vàSinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ, đã tạo điều kiện thuận lợi cho emhoàn thành tốt đề tài của mình

Các bạn sinh viên lớp Công Nghệ Thực Phẩm khoá 31, khóa 33LT đã nhiệt tìnhđóng góp ý kiến và động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tạiphòng thí nghiệm

Cuối lời em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô trường Đại họcCần Thơ đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt bốn năm học tập tạitrường

Kính chúc quý thầy cô và các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công

Em xin chân thành cảm ơn

Cần Thơ, ngày tháng năm 2009

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THỊ MAI TRINH

TÓM TẮT



Tôm sú lạnh đông là mặt hàng thủy sản xuất khẩu mang lại lợi nhuận cao cho ngànhthủy hải sản ở nước ta Tuy nhiên trong quá trình chế biến tôm lạnh đông, lượngtôm không đạt chất lượng bị loại ra khỏi quy trình chế biến là không nhỏ, chiếmkhoảng 1 ÷ 2% lượng tôm nguyên liệu ban đầu Lượng tôm này gọi là tôm thứphẩm và được bán ra các chợ nhỏ với giá rẻ Tôm thứ phẩm vẫn đảm bảo được giátrị dinh dưỡng gần như tôm tươi Tuy nhiên, việc tận dụng phần tôm này trong việcchế biến các sản phẩm giá trị gia tăng thì chưa được quan tâm nhiều

Việc tận dụng tôm thứ phẩm để chế biến các sản phẩm giá trị gia tăng không nhữngmang lại lợi nhuận cao mà còn làm đa dạng các sản phẩm chế biến từ tôm Tuynhiên nếu sử dụng ngay tôm thứ phẩm để sản xuất paste tôm thì khối paste sẽ có cấutrúc kém và không đảm bảo về mặt vi sinh Chính vì thế, để có được khối paste đảmbảo về mặt vi sinh và tạo cấu trúc tốt cho các sản phẩm chế biến tiếp theo đề tài tiếnhành nghiên cứu cải thiện khả năng giữ ẩm của khối paste bằng phương pháp lạnhđông nguyên liệu kết hợp với việc sử dụng phụ gia tạo gel

Quá trình nghiên cứu được tiến hành trong 2 thí nghiệm chính:

 Ảnh hưởng của việc lạnh đông nguyên liệu đến cấu trúc và mật số vi sinh vậtcủa khối paste

 Ảnh hưởng của việc bổ sung phụ gia tạo gel đến sự thay đổi chất lượng củakhối paste

Kết quả thí nghiệm cho thấy lạnh đông nguyên liệu đến nhiệt độ tâm là -100C,-150C, -200 và trữ đông trong 0, 2, 4, 6 ngày trước khi chế biến sẽ cho cấu trúc tốtnhư nhau Mặt khác, bổ sung 3% gluten trong khi phối trộn sẽ cho chất lượng khốipaste tốt nhất

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH HÌNH vi

DANH SÁCH BẢNG vii

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 TỔNG QUAN 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 GIỚi THIỆU TÔM SÚ 3

2.1.1 Đặc điểm sinh học của tôm sú 3

2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của thịt tôm sú 3

2.1.3 Nguyên liệu chính trong sản xuất paste tôm thứ phẩm 6

2.2 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PASTE TÔM 7

2.2.1 Sơ đồ quy trình 7

2.2.2 Thuyết minh các công đoạn trong quá trình chế biến 7

2.2.3 Các phụ gia sử dụng trong quá trình chế biến paste tôm thứ phẩm 8

2.3 VAI TRÒ CỦA VIỆC LẠNH ĐÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG BẢO QUẢN VÀ SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC KHỐI PASTE 12

2.3.1 Khái quát về lạnh đông 12

2.3.2 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến cấu trúc thủy sản lạnh đông 12

2.3.3 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến mật số vi sinh vật của thủy sản lạnh đông 13

2.3.4 Những biến đổi của sản phẩm thủy sản trong quá trình trữ đông 14

2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẠO GEL TỪ PROTEIN CƠ 15

2.4.1 Giới thiệu chung về protein cơ 15

2.4.2 Sự thành lập cấu trúc gel của protein cơ 17

2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất tạo gel của protein cơ 17

2.5 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN 19

Chương 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 22

3.1.1 Địa điểm, thời gian 22

3.1.2 Dụng cụ thiết bị 22

3.1.3 Nguyên liệu 22

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu 23

3.2.2 Phương pháp xử lý kết quả 23

3.3 PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 23

3.3.1 Phân tích thành phần hóa học của tôm thứ phẩm 23

3.3.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của lạnh đông nguyên liệu đến cấu trúc và mật số vi sinh vật của khối paste tôm 23

3.3.3 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của việc bổ sung phụ gia tạo gel đến sự thay đổi chất lượng của khối paste tôm 25

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TÔM SÚ THỨ PHẨM 30

4.2 ẢNH HƯỞNG NGUYÊN LIỆU ĐẾN CẤU TRÚC VÀ MẬT SỐ VI SINH VẬt CỦA KHỐI PASTE 30

4.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên liệu đến cấu trúc khối paste 30

4.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên liệu đến mật số vi sinh vật của khối paste tôm 32

4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA TẠO GEL ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƯỢNG CỦA PASTE TÔM 32

4.3.1 Ảnh hưởng của phụ gia tạo gel trong việc cải thiện cấu trúc khối paste 33

4.3.2 Ảnh hưởng của phụ gia tạo gel trong việc cải thiện khả năng giữ nước của khối paste 35

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38

5.1 KẾT LUẬN 38

5.2 ĐỀ NGHỊ 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

PHỤ LỤC 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 41

PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ THỐNG KÊ 47

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1: Tôm sú (Penaeus Monodon Fabracius) 3

Hình 2: Sơ đồ quy trình sản xuất paste tôm 7

Hình 3: Cấu trúc của gluten 9

Hình 4: Tôm thứ phẩm 23

Hình 5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm lạnh đông và trữ đông nguyên liệu 24

Hình 6: Sơ đồ thí nghiệm bổ sung phụ gia gluten 26

Hình 7: Sơ đồ thí nghiệm bổ sung phụ gia PDP 27

Hình 8: Sơ đồ thí nghiệm bổ sung phụ gia sorbitol 28

Hình 9: Đồ thị biểu diễn sự cải thiện cấu trúc của khối paste tôm qua quá trình lạnh đông và trữ đông nguyên liệu 31

Hình 10: Biểu đồ thể hiện khả năng cải thiện cấu trúc khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel 34

Hình 11: Biểu đồ thể hiện sự cải thiện khả năng giữ nước ở khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel 36

Hình 12: Biểu đồ thể hiện khả năng giữ ẩm ở khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel 36

Hình 13: Sơ đồ quy trình chế biến paste tôm thứ phẩm đề nghị 39

Hình 14: Thiết bị sấy ẩm 42

Hình 15: Thiết bị phân tích béo 44

Hình 16: Thiết bị đo cấu trúc Texture Analyser TA-TX2i 44

Hình 17: Sơ đồ máy xay 45

Hình 18: Sơ đồ một máy cắt có chậu chuyển động 46

Hình 19: Máy cắt có chậu cố định 46

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Hàm lượng các chất dinh dưỡng (%) trong thịt tôm sú 4

Bảng 2: Các loại lipid trong 100g thịt tôm 5

Bảng 3: Thành phần một số chất khoáng trong thịt tôm 5

Bảng 4: Hàm lượng vitamin trong thịt tôm 6

Bảng 5: Tiêu chuẩn quốc tế của gluten 9

Bảng 6: Công thức các phụ gia và gia vị sản xuất chả tôm 20

Bảng 7: Thành phần hoá học của chả tôm 20

Bảng 8: Kết quả kiểm tra vi sinh của sản phẩm chả tôm 20

Bảng 9: Thành phần hóa học nguyên liệu tôm thứ phẩm 30

Bảng 10: Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên liệu đến cấu trúc (g lực) khối paste 31

Bảng 11: Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên liệu đến mật số vi sinh vật của khối paste tôm 32

Bảng 12: Bảng thể hiện khả năng cải thiện cấu trúc khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel 33

Bảng 13: Bảng thể hiện hàm lượng ẩm và sự cải thiện khả năng giữ nước ở khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel 35

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Đồng bằng sông Cửu Long nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có điều kiện khí

hậu thuận lợi kết hợp với hệ thống sông ngòi chằng chịt rất phù hợp cho việc phát triển

các ngành nghề thủy sản Đặc biệt là trong những năm gần đây ngành nuôi trồng thủy

sản trong khu vực này đã và đang phát triển rất mạnh mẽ Hằng năm, các sản phẩm

thủy hải sản xuất khẩu đã mang về cho ngân sách nhà nước một nguồn thu đáng kể

Trong đó, tôm là đối tượng rất quan trọng trong ngành thủy sản ở nước ta Hiện nay,

nước ta có khoảng 300 doanh nghiệp chế biến tôm xuất khẩu Khối lượng xuất khẩu

tôm sú hằng năm đạt khoảng 70 ÷ 80.000 tấn, giá trị khoảng 600 ÷ 800 triệu USD

Tôm sú được xuất khẩu ra hầu khắp các thị trường thế giới Thị trường lớn nhất là Mỹ,

theo sau là Nhật Bản, châu Âu và một số nước châu Á khác (Trung tâm Tin học Thủy

sản, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)

Tôm có giá trị dinh dưỡng cao, tổ chức cơ thịt rắn chắc, có mùi thơm ngon đặc trưng

rất hấp dẫn Tuy nhiên, các sản phẩm tôm trên thị trường trong nước và xuất khẩu hiện

nay chủ yếu là các sản phẩm tôm lạnh đông Trong thời buổi kinh tế thị trường - tự do

cạnh tranh, các mặt hàng tôm lạnh đông xuất khẩu của nước ta gặp không ít khó khăn

do phải cạnh tranh với các nước xuất khẩu tôm khác Do đó, việc đa dạng hóa các sản

phẩm tôm trên thị trường là rất cần thiết, vừa đáp ứng được thị hiếu của người tiêu

dùng vừa có thể giải quyết được vấn đề cạnh tranh trong xuất khẩu tôm ra thị trường

thế giới

Hiện nay lượng tôm không đạt chất lượng hay còn gọi là tôm thứ phẩm bị loại ra trong

quy trình chế biến tôm lạnh đông ở các nhà máy thủy sản tương đối lớn, chiếm khoảng

1 ÷ 2% so với nguyên liệu ban đầu Lượng tôm này được bán ra các chợ nhỏ với giá

rẻ, không mang lại giá trị kinh tế cao Vì thế, việc nghiên cứu chế biến các sản phẩm

thực phẩm từ thịt tôm thứ phẩm là một giải pháp nhằm làm tăng giá trị kinh tế và đa

dạng hóa các sản phẩm về tôm Việc sản xuất paste tôm từ thịt tôm thứ phẩm là một

trong những hướng giải quyết mang lại giá trị kinh tế cao nhất, nhằm tạo ra một sản

phẩm vừa phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng vừa mang tính cạnh tranh cao

Sản phẩm paste tôm thứ phẩm cũng có yêu cầu cao về mặt chất lượng, do đó việc tiến

hành nghiên cứu các biện pháp cải thiện khả năng giữ ẩm của paste tôm là rất cần thiết

nhằm làm tăng chất lượng sản phẩm

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu chủ yếu của đề tài là nghiên cứu các biện pháp để cải thiện khả năng giữ ẩm

của paste tôm từ tôm thứ phẩm

Từ mục tiêu nghiên cứu trên, đề tài tiến hành khảo sát các nội dung sau:

 Ảnh hưởng của lạnh đông đến cấu trúc và mật số vi sinh vật của khối paste

 Ảnh hưởng của phụ gia tạo gel đến sự thay đổi chất lượng của khối paste

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 GIỚI THIỆU TÔM SÚ

2.1.1 Đặc điểm sinh học của tôm sú

Tên khoa học của tôm sú là Penaeus Monodon Fabracius và tên tiếng Anh là Black

Tiger Shrimp

Tôm sú là loài sống ở nơi đáy bùn pha cát với độ sâu từ ven bờ đến 40m nước Khi

tôm trưởng thành di chuyển xa bờ vì chúng thích sống vùng nước sâu hơn

Từ đây 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 là điều kiện tốt cho ấu trùng phát triển Tôm sú có

đặc điểm sinh trưởng nhanh, trong 3 ÷ 4 tháng có thể đạt cỡ bình quân 40 ÷ 50g

Tôm trưởng thành tối đa với con cái có chiều dài là 220 ÷ 250mm, khối lượng

100 ÷ 300g Con đực dài 160 ÷ 210mm, khối lượng 80 ÷ 200g

Tôm sú thuộc loại động vật máu lạnh, thân nhiệt thay đổi theo nhiệt độ môi trường bên

ngoài Vì vậy, nhiệt độ ảnh hưởng đến nhiều mặt trong đời sống của tôm như: hô hấp,

tiêu hoá thức ăn, miễn nhiễm đối với bệnh tật và sự tăng trưởng

Tôm sú được thu hoạch từ tháng 4 đến tháng 9 là chủ yếu Sản lượng đạt cao nhất là

tháng 5, 6, 7 Ngoài ra, người dân còn bắt ngoài biển từ tháng 1 đến tháng 11 hàng

năm (Holthuis, 1980)

Hình 1: Tôm sú (Penaeus Monodon Fabracius)

2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của thịt tôm sú

Thành phần hóa học 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

Thành phần các chất dinh dưỡng cơ bản trong thịt tôm sú được thể hiện ở bảng 1

Bảng 1: Hàm lượng các chất dinh dưỡng (%) trong thịt tôm sú

(Nguồn: Nguyễn Việt Dũng, 1999)

Ngoài ra tôm còn một lượng vitamin với hàm lượng tương đối thấp nhưng là thành

phần rất cần thiết cho cơ thể con người

2.1.2.1 Nước

Cũng như đa số các sinh vật khác, nước là thành phần chủ yếu của tôm Trong cơ thịt

tôm hàm lượng nước chiếm khoảng 70 đến 80% tồn tại ở hai dạng là nước tự do và

nước liên kết Trong đó nước tự do chiếm số lượng lớn hơn nước liên kết

2.1.2.2 Protein

Protein là thành phần đặc biệt quan trọng của mọi cơ thể sinh vật, và là thành phần

quyết định giá trị dinh dưỡng của tôm sú Protein trong tôm chiếm khoảng 70 ÷ 80%

khối lượng chất khô Protein quyết định giá trị năng lượng và mùi vị của những sản

phẩm chế biến từ tôm Đặc biệt trong thịt tôm, protein có chứa 8 loại acid amin cần

thiết như: treonine, methionine, phenylalanine, valine, tryptophan, lyzine, leuxine,

isoleuxine Protein trong tôm được chia làm 3 nhóm:

 Protein sợi cơ: gồm các sợi như actin, myosin, tropomyosin, actomyosin

chiếm khoảng 70 ÷ 80% khối lượng protein

 Protein chất cơ: gồm myoalbumin, globulin và các enzyme chiếm khoảng

25 ÷ 30% hàm lượng protein

 Protein mô liên kết: gồm thành phần chính là collagen, chiếm khoảng 10%

hàm lượng protein

2.1.2.3 Chất ngấm ra

Hàm lượng chất ngấm ra trong tôm sú cũng như các loài thuỷ sản khác chiếm khoảng

2 ÷ 3% thịt tươi Chất ngấm ra là những chất có tính hòa tan trong nước ấm hoặc nước

sôi khi ngâm Nó bao gồm 3 loại:

 Chất hữu cơ có đạm: là các acid amin tự do, hợp chất dẫn xuất của guanidin

 Chất vô cơ: muối canxi, natri, kali, acid phosphoric

 Chất hữu cơ không đạm: glycogen, phospholipid

Ngoài ra trong thịt tôm còn có các thành phần phi protein chiếm tỷ lệ cao hơn so với

trong thịt cá Các hợp chất này như: NH3, amine, trimethylamine, dimethylamine, các

acid amin, urea,

2.1.2.4 Lipid

Lipid cũng là một thành phần không thể thiếu đối với mọi hoạt động sống Lipid được

sử dụng như nguồn năng lượng dự trữ duy trì hoạt động sống trong tháng mùa đông,

đặc biệt khi điều kiện thức ăn khan hiếm Tùy theo yêu cầu và đặc điểm của từng loài

mà hàm lượng lipid sẽ không giống nhau Trong tôm hàm lượng lipid khoảng

0,3 ÷ 1,4%, tương đối thấp hơn so với các loài động vật khác

Bảng 2: Các loại lipid trong 100g thịt tôm

Loại lipid Khối lượng (mg/100g)

(Nguồn: Lương Đức Phẩm, 2000)

 Chất khoáng

Tôm là nguồn thực phẩm giàu chất khoáng, trong mô thịt tôm có chứa rất nhiều

nguyên tố vi lượng và đa lượng có giá trị dinh dưỡng Trong tôm có nhiều những

nguyên tố khoáng như K+, Mg2+, Na+,…

Tôm từ lâu được nhắc đến như nguồn cung cấp canxi cho con người Hàm lượng canxi

có nhiều trong vỏ tôm, thịt tôm có hàm lượng natri nhiều hơn các loài khác Ngoài ra

trong thịt tôm còn có một số nguyên tố kim loại độc như: Cd, Pb, Zn, nhưng chúng có

xu hướng giảm khi tôm có khối lượng càng lớn

Bảng 3: Thành phần một số chất khoáng trong thịt tôm

Nguyên tố Hàm lượng (ppm) Nguyên tố Hàm lượng (ppm)

Ni Ca P Cd Co Pb Hg

4,99 0,48 0,50 0,40 1,31 2,12 0,10

(Nguồn: Nguyễn Việt Dũng, 1999)

2.1.2.5 Vitamin

Trong tôm còn có nhiều vitamin quan trọng cần thiết như: vitamin A, D, vitamin B1,

B6, B12

Bảng 4: Hàm lượng vitamin trong thịt tôm

Vitamin Hàm lượng (μg/100g) Vitamin Hàm lượng (μg/100g)

Biotin Acid folic Cobalamin Acid ascorbic

1,0 5,2 3,8 1,5

(Nguồn: Nguyễn Việt Dũng, 1999)

2.1.3 Nguyên liệu chính trong sản xuất paste tôm thứ phẩm

Hơn chục năm qua, tôm sú đông lạnh vẫn là mặt hàng thủy sản chủ lực của Việt Nam

trong xuất khẩu Năm 2008 cả nước xuất khẩu tôm được 1,62 tỉ USD, tăng 7,7% so

với năm 2007 Chỉ riêng tháng 01/2009, sản lượng tôm xuất khẩu là 8.454 tấn thu về

hơn 69 triệu USD Trong đó, theo thống kê số liệu tôm không đạt chất lượng theo yêu

cầu xuất khẩu bị loại ra khỏi dây chuyền sản xuất chiếm khoảng 1  2% tôm nguyên

liệu ban đầu Lượng tôm này gọi là tôm thứ phẩm và được bán ra các chợ nhỏ với giá

rẻ Tôm thứ phẩm vẫn đảm bảo được giá trị dinh dưỡng gần như tôm tươi Tuy nhiên,

việc tận dụng phần tôm này trong chế biến các sản phẩm giá trị gia tăng còn chưa được

quan tâm nhiều

Trong khi đó, việc chế biến các sản phẩm từ nguồn thịt tôm thứ phẩm không những

làm tăng lợi nhuận, khép kín quy trình sản xuất mà còn làm đa dạng hóa các sản phẩm

về tôm Theo các nhà doanh nghiệp chế biến thủy sản, những sản phẩm giá trị gia tăng

không được xếp vào loại sản phẩm phải chịu thuế chống bán phá giá Như vậy việc sản

xuất các sản phẩm dạng nhũ tương từ tôm thứ phẩm là hướng giải quyết hợp lý đối với

nguồn nguyên liệu này

2.2 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PASTE TÔM

2.2.1 Sơ đồ quy trình

Hình 2: Sơ đồ quy trình sản xuất paste tôm

2.2.2 Thuyết minh các công đoạn trong quá trình chế biến

2.2.2.1 Nguyên liệu.

Nguyên liệu chính dùng trong sản xuất paste tôm là thịt tôm thứ phẩm bị loại ra từ quá

trình chế biến tôm xuất khẩu chủ yếu là tôm bị đứt gãy trong quá trình xử lý, bị dập

hay bị cháy lạnh,… không đạt tiêu chuẩn chế biến tôm lạnh đông xuất khẩu Chất

lượng của nguyên liệu là yếu tố hàng đầu ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm,

nguyên liệu có chất lượng tốt thì sản phẩm có chất lượng tốt và ngược lại

2.2.2.2 Xử lý nguyên liệu

Mục đích: loại tạp chất là những thành phần không ăn được (vỏ, phần nguyên liệu bị

hư thối,…) nhằm làm tăng giá trị dinh dưỡng, tăng giá trị cảm quan, tăng độ an toàn vệ

sinh thực phẩm

2.2.2.3 Rửa

Thịt tôm sau khi mua về được xử lý sơ bộ, sau đó đem rửa sạch nước lạnh và làm ráo

Mục đích: công đoạn này rất quan trọng vì nó đóng vai trò loại bớt một lượng lớn vi

sinh vật và các thành phần khác còn bám dính trong nguyên liệu

2.2.2.4 Lạnh đông

Sau khi rửa, tiến hành lạnh đông chậm và đem trữ đông để chuẩn bị cho công đoạn chế

biến tiếp theo

2.2.2.5 Xay thô

Sau khi lạnh đông, tôm được đem đi xay thô - là quá trình tác động cơ học làm phá vỡ

cấu trúc ban đầu của nguyên liệu, làm giãn các mạch protein, phá vỡ cấu trúc bậc cao

thành các tiểu phần nhỏ

Thời gian xay có thể tiến hành trong thời gian khoảng 34 phút

2.2.2.6 Phối trộn phụ gia

Phụ gia sử dụng cho sản phẩm paste tôm là tinh bột và sodium tripolyphosphate

Ngoài ra, còn kết hợp thêm một số phụ gia tạo gel khác nhằm làm tăng khả năng giữ

ẩm của khối paste

2.2.2.7 Xay mịn

Đây là công đoạn quan trọng trong quá trình tạo gel Xay mịn được thực hiện trong

một thời gian nhất định Nếu thời gian quá ngắn thì lưới gel chưa hình thành, nếu thời

gian quá dài thì nhiệt độ khối paste tăng ảnh hưởng đến độ bền nhũ tương, thông

thường thời gian xay mịn là khoảng 5 7 phút

2.2.2.8 Định hình và bảo quản

Paste tôm sau khi xay mịn được định hình thành khối chữ nhật có khối lượng khoảng

500g Sau đó khối paste được mang đi bảo quản ở điều kiện lạnh, làm nguyên liệu cho

các sản phẩm chế biến tiếp theo

2.2.3 Các phụ gia sử dụng trong quá trình chế biến paste tôm thứ phẩm

2.2.3.1 Gluten

Protein lúa mì bao gồm albumin, globulin, prolamin (gliadin) và glutenin, trong đó

prolamin và glutenin chiếm 75 đến 95% protein tổng cộng của hạt lúa mì Hai protein

này có giá trị tối ưu trong lĩnh vực chế biến thực phẩm và được sử dụng trong công

nghiệp do tính tiện dụng và lợi ích thương mại của chúng

Trong quá trình sản xuất tinh bột mì, khối paste đầu tiên được tạo thành khi trộn nước

và bột mì và sau đó dưới dòng nước, tinh bột và những chất tan được loại ra, còn

gluten được giữ lại Gluten chứa thông thường 75 ÷ 80% protein và bao gồm chủ yếu

là hai protein, gliadin và glutenin Đó là chất lipoprotein kết dính, nhớt đàn hồi, mà

người ta có thể thu được từ tinh bột khi nhào trộn bột mì dưới dòng nước Những

protein này chịu trách nhiệm về tính giãn (gliadin) và tính đàn hồi (glutenin) của khối

paste bột bánh trong quá trình làm bánh mì

Hình 3: Cấu trúc của gluten

( www.landfood.ubc.ca/ /301/protein/protq4.htm )

Ban đầu, gluten lúa mì chỉ là một sản phẩm khiêm tốn như là sản phẩm phụ của quá

trình sản xuất tinh bột mì Tuy nhiên, với sự phát triển cấp thiết của ngành dinh dưỡng

thực phẩm, thức ăn bổ dưỡng thì gluten đã đóng một vai trò quan trọng trong công

nghiệp chế biến Gluten lúa mì có vài tính chất đặc trưng để làm bánh mì do thành

phần và cấu tạo acid amin đặc biệt Có sự khác biệt quan trọng giữa gliadin và

glutenin, đó là gliadin có liên kết bisulfur nội phân tử trong khi glutenin có đồng thời

cả hai loại liên kết bisulfur nội và ngoại phân tử Do đó, gliadin có dạng tròn và đặc,

glutenin có hình dải dẹp và khối lượng phân tử tương đương của nó lớn hơn 50.000

triệu so với khối lượng phân tử của gliadin là 20.00050.000

Bảng 5: Tiêu chuẩn quốc tế của gluten

Protein (căn bản khô - c.b.k) 80,0% tối đa

Dầu trích ly được từ ether (c.b.k.) 2,0% tối đa

Tro (c.b.k.) 2,0% tối đa

Chất xơ (c.b.k.) 1,5% tối đa

( http://www.iwga.net/)

Gluten lúa mì có những đặc tính tạo màng bề mặt, tính cố kết, bám dính và các tính

chất bền nhiệt tạo cơ sở cho nhiều loại ứng dụng trong sản phẩm thịt, cá và gia cầm

Gluten rất hiệu quả trong việc gắn những mẫu thịt với nhau để tạo thành những miếng

sườn cốt-lết giả và có thể được ứng dụng đơn giản bằng cách tẩm gluten khô với các

miếng thịt Đó là một chất gắn kết tuyệt vời trong các món chả thịt gia cầm rán bọc

trứng khô, jambon “nguyên vẹn” đóng hộp và những sản phẩm khác dạng bánh mì

không điển hình, trong đó gluten có thể cải thiện đồng thời những đặc tính xắt lát và

giảm thiểu sự mất mát trong quá trình chế biến hoặc chuẩn bị Gluten cũng đồng thời

hữu dụng trong vai trò là một tác nhân kết dính các protein giữ độ mềm mại và có khả

năng giữ nước sản phẩm trong chế biến sausage và các sản phẩm nhũ tương khác

Các sản phẩm protein cấu trúc được chế biến từ gluten và từ hỗn hợp đậu nành/gluten

lúa mì cho mùi vị thích hợp và bảo đảm nguyên vẹn cấu trúc trong sản phẩm cuối

Việc trộn khoảng 2,0% gluten lúa mì sống trong surimi làm tăng độ bền gel và giảm sự

phát triển cấu trúc dai như cao su không mong muốn sau công đoạn trữ đông Khả

năng giữ nước tăng của gluten sống và việc sử dụng nó phổ biến và rẻ tiền hơn lòng

trắng trứng đã đem lại hiệu quả kinh tế đáng kể

Gluten lúa mì được chứng nhận bởi FDA (Cơ quan kiểm nghiệm dược phẩm và thực

phẩm Hoa Kỳ) là “hoàn toàn không gây nguy hiểm” và được xem như là chất tăng

cường khối paste, giúp cho việc hình thành, bổ sung dinh dưỡng, chất hỗ trợ quá trình

chế biến, chất ổn định và chất làm đặc, tác nhân “bề mặt” và tạo cấu trúc nhưng không

vượt quá việc thực hành chế biến đúng cách đang hiện hành Nếu lượng gluten thêm

vào vượt ngưỡng nào đó, sản phẩm sẽ khô và mất đi vài đặc tính của nó

(nguồn: http://www.iwga.net/)

2.2.3.2 PDP (poly-β-(1-4)-D-glucosamin)

 Đặc tính của PDP

 Tính chất hóa học

PDP là chất rắn, xốp, nhẹ, màu trắng ngà, không mùi, không vị, hòa tan dễ dàng trong

nước, trong các dung dịch acid loãng

Loại PDP có khối lượng phân tử trung bình từ 200.000  400.000 được dùng nhiều

nhất trong y tế và thực phẩm

 Tính chất sinh học

PDP không độc, dùng an toàn cho người, chúng có tính chất hòa hợp sinh học cao với

cơ thể, có khả năng phân hủy sinh học

PDP có nhiều tác dụng sinh học cao như có khả năng hút nước, giữ ẩm, kháng nấm,

tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh

của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng, tác dụng

cầm máu, chống sưng u

Ngoài ra PDP còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid trong máu, làm to vi động

mạch và hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết

Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptid, insulin, kích thích việc tiết ra insulin

ở tuyến tụy nên PDP dùng để điều trị bệnh tiểu đường

 Các ứng dụng của PDP trong công nghệ thực phẩm

Trong công nghệ thực phẩm, vật liệu PDP được sử dụng để bảo quản, đóng gói thức

ăn, bảo quản hoa quả vì nó tạo màng sinh học Người ta đã tạo màng PDP trên hoa quả

tươi để bảo quản như quả đào, lê, kiwi, cà chua, xoài,…

Vỏ bọc thực phẩm bằng màng PDP đã được phép sử dụng ở Canada và ở Mỹ từ lâu

Là một polyme dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học đa dạng, PDP đã

được đưa vào thành phần trong thức ăn: sữa chua, bánh kẹo, nước ngọt,…

Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ đã cho phép PDP không những được dùng làm

thành phần thức ăn, mà còn dùng trong cả việc tinh chế nước uống Năm 1993, Cục

Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã chấp nhận PDP được dùng làm

chất phụ gia trong thực phẩm và dược phẩm

Nhiều cuộc hội nghị quốc tế về PDP đã được tổ chức y tế thế giới đánh giá cao, gọi là

“yếu tố thứ sáu của sự sống con người” và đã chính thức được tổ chức y tế thế giới cho

phép dùng trong y học và thực phẩm

Trong những năm qua, Phòng Polyme Dược Phẩm - Viện Hoá Học đã đi sâu nghiên

cứu và triển khai ứng dụng PDP dùng trong y tế và thực phẩm, đã có nhiều sản phẩm

từ PDP được Bộ Y tế cho phép sản xuất, lưu hành trong cả nước Nghiên cứu công

nghệ bảo quản hoa quả tươi cũng được nghiệm thu và đang được triển khai ứng dụng

Nguồn: Trần Thị Liên, 2005 (http://www.tihe.org.vn/web/file/phanmem/bantin20051111160618.pdf);

Đào Tố Quyên, và cộng sự

www.vietnamnet.vn/suckhoe/tintuc/2004/04/62496/ - 16k;

Ngọc Anh, (2004) http://www.tcvn.gov.vn/web_pub_pri/magazine/index.php?p

2.2.3.3 Sorbitol

Sorbitol (hay hexa-ancol, d-glucozahexitol, sorbite, sorbol, d-glucitol, E420), là một

loại đường tự nhiên thuộc nhóm polyol và được chuyển hóa thành fructose trong cơ

thể người Sorbitol được một nhà hóa học người pháp Joseph Boussingault phân lập

lần đầu tiên năm 1872 từ một loại quả lê (Boussingault Joseph, Compt.Rend, 1872)

Sorbitol có ứng dụng rộng rãi trong các ngành thực phẩm, mỹ phẩm, y tế và một số

ngành công nghiệp khác Sorbitol được sản xuất từ quá trình hydro hóa glucose (sản

phẩm của quá trình lên men tinh bột) (Võ Thị Thu Hà, 2007)

Trong thực phẩm, sorbitol đóng vai trò là chất làm ngọt, độ ngọt bằng 60% độ ngọt

của sucrose Trong các sản phẩm kẹo, chewing gum , sorbitol tạo độ ngọt vừa phải,

tạo độ sệt và làm sản phẩm có mùi vị đặc biệt Khi kết hợp sorbitol với các loại đường

khác, có thể làm giảm sự kết tinh trong thực phẩm Thêm sorbitol vào syrup sucrose sẽ

làm giảm sự kết tinh trong suốt quá trình tồn trữ Ngoài ra, sorbitol còn là chất làm ẩm,

chất ổn định

Với vai trò là chất giữ ẩm, sorbitol được thêm vào thực phẩm có khả năng liên kết với

nước và điều khiển aw Sorbitol được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm dạng nhũ

tương hay các sản phẩm sấy khô,

SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC KHỐI PASTE

2.3.1 Khái quát về lạnh đông

Lạnh đông là quá trình cơ bản trong chế biến thực phẩm Thông qua quá trình này,

nhiệt độ của thực phẩm được giảm đến dưới điểm đóng băng, nhờ đó một phần nước ở

dạng lỏng sẽ chuyển thành tinh thể đá Khi đó nước trong thực phẩm sẽ được giữ cố

định ở dạng rắn, làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong phần nước không đóng băng,

giúp giá trị hoạt độ nước awcủa thực phẩm giảm thấp hơn ban đầu, ngăn cản sự phát

triển của vi sinh vật và các hư hỏng do biến đổi hóa học và sinh hóa Bảo quản thực

phẩm bằng phương pháp lạnh đông thường kết hợp với quá trình tiền xử lý nhiệt sản

phẩm Việc lạnh đông và giữ đông thực phẩm đúng phương pháp giúp sản phẩm có thể

tồn trữ trong thời gian dài so với sự thay đổi giá trị dinh dưỡng cũng như cảm quan rất

nhỏ (Nguyễn Văn Mười, 2007)

2.3.2 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến cấu trúc thủy sản lạnh đông.

Cá lạnh đông mất dần tính chất ngon và độ mọng nước sau khi lạnh đông và trữ đông

tiếp theo Những thay đổi cấu trúc như thế, theo như tường trình gây nên do biến tính

protein (Shenouda, 1980), rất dễ nhận thấy hơn ở một số loài cá, cụ thể là cá tuyết

Trong những loài này, sự phá vỡ hóa học của TMAO (trimethylamine oxide) thành

DMA (dimethylamine) và FA (acid béo), tiếp theo liên kết ngang của FA với protein

mô cơ gây ra sự phá vỡ cấu trúc trong cá tuyết và tạo nên cấu trúc xốp Mô cá trải qua

những thay đổi như thế có khuynh hướng giữ nước tự do một cách lỏng lẻo giống như

một vật xốp Khi ăn, mô cá mất tất cả ẩm trong lần cắn đầu tiên và lần nhai tiếp theo

đem đến cấu trúc rất khô và xốp như bông

Trong một số loài không có sản phẩm chuyển hóa TMAO, các sợi cơ cũng có khuynh

hướng dai và trở nên khô trong khi lạnh đông và bảo quản Điều này đặc biệt chính xác

cho phần lớn các loài không thuộc họ cá tuyết và cho cua, tôm và tôm hùm khi bảo

quản trong thời gian dài (Nguyễn Văn Mười, 2007)

2.3.3 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến mật số vi sinh vật của thủy sản

lạnh đông.

Phần lớn thực phẩm là đối tượng để vi sinh vật tấn công cũng như những biến đổi vật

lý, sinh hóa và hóa học Ở nhiệt độ phòng, sự tấn công của vi sinh vật thường rất

nhanh nên tất cả những thay đổi khác chỉ đóng vai trò thứ yếu Mục đích của việc bảo

quản là kéo dài thời gian tồn trữ thực phẩm và điều này được thực hiện bằng cách tiêu

diệt vi sinh vật, hoặc là ức chế hoạt động và sinh sản của chúng

Lạnh đông và bảo quản tiếp theo sẽ giết một số vi sinh vật hiện diện trong vật chất

chưa làm đông nhưng đây là quá trình chậm và biến đổi, trong đó một phần tùy thuộc

vào bản chất của thực phẩm (Nguyễn Văn Mười, 2007) Vì thế, thực chất không thể

dựa vào lạnh đông để làm giảm sự hiện diện của vi khuẩn lây nhiễm trong thực phẩm

Tình trạng vệ sinh của thực phẩm trước khi lạnh đông là cực kỳ quan trọng Bảo quản

ở nhiệt độ dưới -120C ức chế sự phát triển của vi sinh vật và vì thế là một phương pháp

hiệu quả của thực phẩm bảo quản chống lại sự hư hỏng do vi sinh vật

Ngay cả khi sự phát triển của vi sinh vật bị ức chế hoàn toàn, các sản phẩm lạnh đông

vẫn có thể hư hỏng do hoạt động của các enzyme vi sinh vật do chúng vẫn có thể xúc

tác các phản ứng sinh hóa không mong muốn trong thực phẩm (Nguyễn Văn Mười,

2007) Khi sơ chế cá trước khi lạnh đông không đúng sẽ có nguy cơ là vi sinh vật có

thể giải phóng enzyme và độc tố làm ảnh hưởng chất lượng sản phẩm lạnh đông

Một vài vi sinh vật ưa lạnh có thể sinh sôi ở nhiệt độ lạnh đông Sự phát triển của vi

khuẩn không xảy ra ở dưới -100C trong thực tế Điều này có lẽ là do sự gia tăng nồng

độ của muối hòa tan và các hợp chất hữu cơ trong nước chưa đóng băng, cho nên giảm

độ hoạt động của nước (Nguyễn Văn Mười, 2007) Chỉ có phần lớn vi sinh vật kháng

hạn như nấm mốc và nấm men là có thể phát triển trên cơ chất rất khô về mặt sinh lý

như thế Đây chính là điều cho thấy tại sao những vi sinh vật này vẫn có khả năng phát

triển ở nhiệt độ lạnh hơn nhiệt độ mà vi khuẩn có thể phát triển Nấm men thì không

sinh sôi dưới -120C và nấm mốc không sinh sôi ở thấp hơn -180C

Khi lạnh đông cá và hải sản, về cơ bản, các vi sinh vật hiện diện trong mô không hoạt

động Vì thế, những thay đổi do vi sinh vật trong mô thịt cá thường rất nhỏ khi trữ

đông Nói chung các hệ vi sinh vật không bị tiêu diệt bởi quá trình lạnh đông thì không

phát triển và trong vài trường hợp thì chết dần Mặc dù một số vi sinh vật chịu được

nhiệt độ bảo quản rất thấp nhưng hoạt lực của chúng giảm nhiều và mật số vi khuẩn có

thể bị giảm đáng kể nếu nhiệt độ đề nghị được duy trì (Hultin,1985)

2.3.4 Những biến đổi của sản phẩm thủy sản trong quá trình trữ đông

Bao gồm biến đổi hình dạng và khối lượng,… nhưng quan trọng hơn cả là sự bay hơi

ẩm, sự mất nước và tái kết tinh, nó là nguyên nhân gây ra tổn hao tự nhiên trong khối

lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản lạnh đông

2.3.4.1 Sự tái kết tinh

Sự tái kết tinh của một sản phẩm thủy sản lạnh đông trong quá trình bảo quản là rất

quan trọng vì nó là nguyên nhân làm sụt giảm chất lượng sản phẩm thủy sản Trong

suốt quá trình trữ đông, sự kết tinh lại có thể xảy ra: tinh thể đá không giữ được ổn

định, trãi qua sự thay đổi về số lượng, kích thước và hình dạng Tinh thể đá mới hình

thành có kích thước lớn, dễ dàng phá hủy cấu trúc tế bào, giảm cấu trúc sản phẩm và

làm giảm chất lượng sau khi tan giá Sự kết tinh lại xảy ra như kết quả của sự chênh

lệch về năng lượng bề mặt giữa pha rắn và pha không đóng băng Áp suất hơi của bề

mặt tinh thể gia tăng theo độ cong của bề mặt sản phẩm Do đó sự khuếch tán hơi nước

từ các vùng có độ cong khác nhau xảy ra Chính vì lý do này, sự kết tinh lại khó xảy ra

với các tinh thể đá có kích thước nhỏ Thêm vào đó, sự dao động nhiệt độ trong suốt

quá trình tồn trữ cũng là một nguyên nhân gây nên sự kết tinh lại

Sự tái kết tinh sẽ gây ra sự mất ẩm và phá hủy cấu trúc sản phẩm Các thành phần hòa

tan khác trong thực phẩm ở nồng độ thấp cũng vì thế mà biến thành tinh thể

2.3.4.2 Biến đổi mất nước

Mất nước sản phẩm có lẽ là mối quan tâm chủ yếu của người quản lý kho lạnh và tốc

độ mất nước có thể đi liền theo một số yếu tố về thiết kế và vận hành kho Khi thủy

sản trữ đông bị mất nước nhiều, bề mặt trở nên khô, xốp và đục, tạo nên tình trạng

cháy lạnh Hiện tượng này có thể không xảy ra khi làm lạnh đông trong máy đông

được thiết kế đúng kỹ thuật, nhưng sẽ xảy ra sau một thời gian dài bảo quản trong kho

Thủy sản đông lạnh sẽ hóa khô nước dần dần trong kho trữ đông ngay cả khi kho được

bảo quản trong điều kiện tốt Mất nước cũng làm gia tăng biến tính của protein và làm

gia tăng quá trình oxy hóa của sản phẩm thủy sản Ngay cả bao bì kín khí hoàn toàn để

bảo vệ sản phẩm cũng không thể bảo vệ hoàn toàn nếu điều kiện hoạt động của kho

lạnh thuận lợi cho tác dụng làm khô nước trên bao bì của sản phẩm Sự hóa khô nước

trong bao bì xảy ra khi có khoảng trống trong bao bì và nhiệt độ kho không được ổn

định Tuy rằng tổng lượng nước của bao bì và sản phẩm không đổi Nhưng nếu mất

nước trong bao bì khá trầm trọng, thì thủy sản đông lạnh sẽ làm giảm chất lượng do

hóa khô quá độ (cháy lạnh) (Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004)

2.3.4.3 Sự cháy lạnh

Thực phẩm lạnh đông được bảo quản mà không có màng bao như bao bì plastic có tác

dụng như một rào cản bảo vệ,… Sự cháy lạnh là nguyên nhân gây ra sự thăng hoa của

các tinh thể đá trên bề mặt sản phẩm, khi áp suất hơi nước của đá cao hơn áp suất của

hơi nước trong môi trường, làm bề mặt của sản phẩm bị mất nước Khi sản phẩm được

bao gói trong màng bao không thấm hơi nước thì một lượng ẩm dạng sương sẽ đọng

lại trên lớp màng Nếu nguyên liệu không được bao gói phù hợp và nhiệt độ kho lạnh

thường xuyên thay đổi thì cũng dẫn tới hiện tượng cháy lạnh

2.3.4.4 Biến đổi màu sắc

Chất lượng thủy sản thường được đánh giá qua bề ngoài, do đó biến đổi màu sắc khi

bảo quản là sự biểu thị cho sự xuống cấp của sản phẩm Những biến đổi trong thịt cá

gây nên biến đổi màu sắc cũng được trì hoãn ở nhiệt độ thấp Sự biến đổi màu sắc của

cơ thịt cá trong quá trình bảo quản một phần cũng là do sự cháy lạnh làm cho màu sậm

đi trong quá trình bảo quản hơi nước vẫn tiếp tục thoát ra làm cho sản phẩm bị khô

nước, bị sẩm bề mặt và sự giảm khối lượng

2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẠO GEL TỪ PROTEIN CƠ

2.4.1 Giới thiệu chung về protein cơ

Mô cơ là thành phần có giá trị dinh dưỡng cao nhất Hàm lượng của các nhóm trong

mô cơ bao gồm: nước, protein, carbohydrate, khoáng, vitamin và acid nucleic (Lawrie,

1991) Protein cơ đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc tính sinh học

của cơ khi động vật còn sống (Bandman, 1987) Protein cơ là thành phần có cấu trúc

và chức năng quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cuối sau quá

trình chế biến (Smyth el al.,1999).

Dựa vào khả năng hòa tan, protein cơ được chia thành ba nhóm: protein chất cơ tan

trong nước hoặc dung dịch muối loãng, protein tơ cơ tan trong dung dịch muối nồng

độ cao và stromal protein hay còn gọi là protein liên kết, stromal protein không tan

trong nước, dung dịch muối cả loãng và đặc (Lawrie, 1991)

2.4.1.1 Protein chất cơ

Protein chất cơ chiếm 30 ÷ 35% tổng protein cơ và chiếm khoảng 5% khối lượng mô

cơ (Asghar el al.,1985) Có khoảng 200 loại protein được biết đến trong protein chất

cơ, mà phần lớn là các enzyme glycoglytic, giữ vai trò điều khiển các phản ứng

enzyme trong mô cơ (Kijowski, 2001)

Nhóm protein chất cơ gồm có: myogen, globulin X, myoalbumin, trong đó myoglobin

là protein quan trọng nhất, mang lại sắc tố đỏ đặc trưng của thịt (Kijowski, 2001)

Theo kết quả nghiên cứu của Lawrie (1991), màu sắc của thịt không chỉ phụ thuộc vào

sự hiện diện của myoglobin mà còn phụ thuộc vào loại cũng như trạng thái hóa học

của phân tử myoglobin

2.4.1.2 Protein tơ cơ

Chiếm 55 ÷ 60% tổng protein mô cơ (Asghar el al.,1985) Protein tơ cơ có ảnh hưởng

quan trọng đến đặc tính cấu trúc của sản phẩm thịt sau khi chế biến (Asghar el

al.,1985; Yasui et al.,1980) Tiến hành rửa thịt nhiều lần để thu được protein tơ cơ

nồng độ phù hợp là yếu tố quan trọng điều khiển quá trình hình thành gel trong sản

phẩm thịt (Li-Chan et al.,1987).

Protein tơ cơ bao gồm myosin, actin, actomyosin, tropomyosine, troponin,… trong đó

myosin chiếm khoảng 55%

 Myosin

Phân tử myosin gồm hai chuỗi protein dài hình thành chuỗi xoắn kép gọi là đuôi phân

tử; vài mạch polypeptid ngắn tạo nên đầu phân tử (Bechtel, 1986) Đặc tính quan trọng

nhất của myosin là khả năng xúc tác sự phân ly ATP thành ADP và H3PO4 Quá trình

này thải ra năng lượng cần thiết cho hoạt động của bắp thịt Phân tử myosin sau khi

liên kết theo kiểu đuôi với đuôi tạo thành những sợi lớn tơ cơ

Điểm đẳng điện của myosin là 5,6 Điều này có nghĩa là trong quá trình chế biến thịt,

điều khiển pH gần bằng 6, phân tử myosin tích điện âm và có khả năng liên kết tốt với

nước (Harrington, 1979) Ngoài ra, để tăng khả năng liên kết với nước của myosin có

thể sử dụng muối do muối làm gia tăng sự tích điện âm của phân tử myosin và làm phá

vỡ lực liên kết ion, kết quả là phân tử hấp thu nước, trương nở mạnh (Acton el al.,

1983)

 Actin

Actin chiếm 22% protein tơ cơ (Yates and Greaser, 1983) G-actin là protein hình cầu

có khoảng 376 acid amin, khối lượng phân tử khoảng 42kDa (Kijowski, 2001) Dưới

tác dụng lý hoá, G-actin có thể trùng hợp thành actin dạng sợi (F-actin) và có cấu trúc

xoắn kép (Huxley, 1963; Steiner el al.,1952) Khi có mặt của Ca, F-actin liên kết với

đầu phân tử myosin và có sự phân ly ATP hình thành sợi actomyosin dẫn đến hiện

tượng co cơ (Bechtel, 1986)

2.4.1.3 Stromal protein

Stromal protein hay còn gọi là cơ liên kết hay màng cơ bao gồm một phức hợp vô định

hình Các protein này có trong thành phần của chất cơ và màng liên kết bao bọc sợi cơ

Màng cơ có thể ở dạng chặt chẽ, dày đặc hay lỏng lẻo, tuỳ thuộc vào thành phần và sự

liên kết của các tế bào và các sợi hiện diện (Nguyễn Văn Mười, 2006)

Collagen và elastine là hai thành phần cơ bản của màng cơ Ngoài ra, trong màng cơ

còn có mucin và mucoid

2.4.2 Sự thành lập cấu trúc gel của protein cơ

Gel protein đóng vai trò quan trọng quyết định cấu trúc và giá trị cảm quan của sản

phẩm Sự hình thành gel phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nồng độ protein, pH, nhiệt độ,

lực liên kết ion (Totosaus et al.,2002) Có nhiều cách thành lập gel protein, trong đó

gia nhiệt là phương pháp phổ biến nhất

Khi gia nhiệt, các cấu trúc bậc cao bị phá huỷ, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạch

peptide bị giãn ra, các nhóm trước đây ẩn bên trong nay xuất hiện ra ngoài Các mạch

polypeptide đã bị duỗi ra trở nên gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau

(Lê Ngọc Tú, 2002) Các phân tử tương tác với nhau có thể là tương tác giữa protein

với nước, protein với béo và protein với protein (Acton and Dick, 1989) Những tương

tác này bao gồm liên kết hydro (Eldridge and Ferry, 1954), liên kết disulfide (Huggins

et al., 1951) hoặc liên kết peptide (Bello, 1965) Ngoài ra, có thể bao gồm cả liên kết

tĩnh điện và liên kết kỵ nước (Wolf and Tamura, 1969)

Ferry (1948) đã đưa ra lý thuyết cho quá trình hình thành gel protein Trước tiên các

phân tử protein duỗi ra, tách ra dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc tác nhân khác Tiếp

theo, các phân tử sắp xếp, kết hợp lại hình thành hệ gel Tốc độ của bước thứ hai luôn

chậm hơn bước thứ nhất do các phân tử protein sau khi duỗi ra cần phải có thời gian

đủ để tập hợp, sắp xếp lại và hình thành gel (Kinsella et al., 1994).

Trong ba loại protein cơ, protein tơ cơ đóng vai trò quan trọng nhất cho việc hình

thành và phát triển hệ gel trong sản phẩm gia nhiệt (Smith, 1988), có ảnh hưởng đến

cấu trúc, tính đàn hồi, độ rỉ dịch và sự ổn định của hệ nhũ tương chất béo trong quá

trình chế biến sản phẩm (Xiong, 1997)

2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất tạo gel của protein cơ

Hệ gel protein là kết quả của quá trình tương tác giữa protein với môi trường xung

quanh Mà sự tương tác chính bao gồm tương tác giữa protein - nước, protein - béo và

protein - protein (Action and Dick, 1989) sự tương tác này chịu ảnh hưởng bởi nhiều

yếu tố làm thay đổi tính chất và đặc tính hệ gel (Totosaus et al., 2002).

2.4.3.1 Loại và nồng độ protein

Chất lượng protein tơ cơ đặc biệt là thành phần actin và myosin đóng vai trò quan

trọng trong cấu trúc gel protein (Barbut, 2001; Smith, 2001) Myosin và actin chứa

lượng cao các acid, bazo và các amino acid phân cực (Whiting, 1988) Đặc tính này

giúp phân tử protein có khả năng liên kết với nước và giữ nước, tăng độ bền mong

muốn cho hệ gel Mặt khác, sự khác nhau của protein từ các mô cơ khác nhau cũng

cho độ bền gel khác nhau Myosin lấy từ thịt ức gà cho hệ gel bền hơn so với thịt từ

đùi gà (Morita et al., 1984).

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

protein (Hongsprabhas and Barbut, 1997) Ở nồng độ protein quá nhỏ, cấu trúc mạng

không gian ba chiều không thể thành lập (Ferry, 1948)

2.4.3.2 Nhiệt độ

Nhiệt độ là một trong những yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến hệ gel bởi vì nhiệt độ là

tác nhân chính làm phân tử protein duỗi thẳng ra (Totosau et al., 2002) Sự tăng các

nhóm kỵ nước ở bề mặt sẽ dẫn theo sự giảm nhiệt độ ở giai đoạn hai của quá trình tạo

gel Ở nhiệt độ thấp (tốc độ gia nhiệt chậm) các phân tử sắp xếp lại tốt hơn Ngược lại,

nhiệt độ cao (tốc độ gia nhiệt nhanh) làm yếu đi liên kết nội phân tử và liên kết chéo

giữa các phân tử của hệ gel myosin (Wang and Smith, 1994)

Canomous và cộng sự (1989) đã đánh giá ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt và nồng độ

protein lên hệ gel của các phân tử được trích ly bằng dung dịch muối Kết quả thu

được là ở tất cả các mẫu protein cùng nồng độ, tốc độ gia nhiệt chậm nhất cho hệ gel

có độ bền tốt nhất Độ bền gel giảm khi tốc độ gia nhiệt tăng Các tác giả còn kết luận

rằng tốc độ gia nhiệt chậm cho sự duỗi thẳng và sắp xếp lại của các phân tử protein trật

tự hơn và bền hơn

2.4.3.3 Giá trị pH

Giá trị pH của thịt cũng ảnh hưởng đến sự hình thành hệ gel Tại điểm đẳng điện pI

khả năng giữ nước của protein là kém nhất Điều này là nguyên nhân của hệ gel yếu

hoặc thậm chí ngăn cản sự hình thành hệ gel (Smith, 2001) Ở điều kiện chế biến thông

thường, giá trị pH thịt khoảng bằng 6 Protein tơ cơ mang cực âm và liên kết với nước

Theo nghiên cứu của Xiong và Brekke (1991) protein thịt gà được trích ly trong dung

dịch NaCl (hoặc KCl) 0,6M, giá trị pH tối ưu cho việc thành lập hệ gel là 6,0 đối với

thịt ở ức gà và 5,5 đối với thịt ở đùi gà

2.4.3.4 Chất tạo gel bổ sung

Các hợp chất tạo gel (có đặc tính protein hay phi protein) được thêm vào sản phẩm từ

thịt hay thủy sản với mục đích cải thiện cấu trúc bằng cách làm gia tăng khả năng liên

kết với nước (Pietrasik et al.,2007) Ví dụ như whey protein có độ nhớt cao, có khả

năng gia tăng sự liên kết giữa nước và béo (Ramírez – Suárez and Xiong, 2002)

Một số chất thay thế protein khác như protein đậu nành có thể được sử dụng như một

chất liên kết với nước và là tác nhân tạo gel, làm tăng độ bền nhiệt của hệ gel

(Renkema and van Vliet, 2002) Tuy nhiên, hầu hết các thành phần phi protein chịu sự

thay đổi cấu trúc rất nhỏ trong điều kiện chế biến nhiệt thông thường (65 ÷ 730C,

pH=5,5 ÷ 6,0; lực liên kết ion 0,1 ÷ 0,6) Ví dụ như -lactoglobulin, thành phần có

nhiều nhất trong whey protein, biến tính ở 800C (Ramírez – Suárez and Xiong, 2002)

và glycinin từ protein đậu nành biến tính ở 90  940C (Ramírez – Suárez and Xiong,

2003a) Do đó, thường không có sự tương tác giữa thành phần phi protein và protein

cơ trong quá trình chế biến nhiệt Điều này dẫn đến kết quả là những thành phần phi

protein không tham gia vào cấu trúc protein hoặc thậm chí có thể ảnh hưởng bất lợi lên

cấu trúc gel protein (Foegeding and Lanier, 1989)

Nhìn chung, protein quan trọng nhất thường được sử dụng như chất tạo gel trong chế

biến các sản phẩm nhũ tương, surimi là protein đậu nành Protein đậu nành có giá trị

dinh dưỡng cao, có khả năng thành lập lớp màng, đóng vai trò như chất nhũ hoá

Protein đậu được đưa vào thực phẩm giúp làm tăng giá trị cảm quan, đồng thời liên kết

chặt chẽ với các thành phần khác trong thực phẩm (Qi and Hydamaka, 2004) Tuy

nhiên, do giá thành của protein đậu nành khá cao, chính vì thế việc nghiên cứu thay thế

protein đậu nành bằng các chất tạo gel có nguồn gốc tương tự cũng cần được xem xét

2.4.3.5 Các yếu tố trong quá trình chế biến

Nhiệt độ và thời gian cắt, phối trộn khối paste thịt là các yếu tố cần được điều chỉnh

trong suốt quá trình chế biến Nếu cắt quá mức làm tăng nhiệt độ dẫn đến protein bị

biến tính Giữ nhiệt độ thấp trong suốt quá trình cắt và phối trộn sẽ tạo cấu trúc tốt cho

khối paste, tránh được hiện tượng tách béo của hệ nhũ tương (Keeton, 2001)

2.5 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN

Do đặc điểm của tôm thứ phẩm cũng như tôm thịt vụn có màu sậm, thân đốt bị gãy vỡ

nên rất khó sử dụng trong chế biến các sản phẩm dạng nguyên con Việc tận dụng các

nguồn nguyên liệu có giá thành thấp này trong chế biến các sản phẩm dạng nhũ tương

cũng đã được nhiều nhà khoa học quan tâm Năm 2008, Trần Thị Dung và cộng sự,

trường Đại học Nha Trang đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất chả tôm

từ thịt tôm vụn của quy trình chế biến tôm đông lạnh xuất khẩu” tại Công ty Cổ phần

Xuất nhập khẩu thuỷ sản Quảng Ninh Đề tài đã cơ bản thiết lập quy trình sản xuất chả

tôm từ thịt tôm vụn trên cơ sở xác định tỷ lệ mỡ phần, tỷ lệ bột bắp, tỷ lệ dầu ăn bổ

sung, tỷ lệ đường, tỷ lệ bột ngọt, tỷ lệ tiêu, thời gian nghiền giã, thành phần hóa học,

chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm chả tôm Nghiên cứu đã đưa ra công thức chế biến chả

tôm với chi tiết tỷ lệ các thành phần phụ gia và gia vị bổ sung, đồng thời thành phần

hóa học của chả tôm và chất lượng vi sinh của sản phẩm cũng được công bố (bảng 6, 7

và 8)

Bảng 6: Công thức các phụ gia và gia vị sản xuất chả tôm

Phụ gia và gia vị Tỷ lệ (%) Phụ gia và gia vị Tỷ lệ (%)

Muối Bột ngọt Hành Tiêu Ớt

1,25 0,75 1,00 1,00 0,50

Bảng 7: Thành phần hoá học của chả tôm

Thành phần hóa học Tỷ lệ (%)

Bảng 8: Kết quả kiểm tra vi sinh của sản phẩm chả tôm

Tên chỉ tiêu kiểm tra Kết quả

Thông qua kết quả kiểm tra các chỉ tiêu về hoá học và vi sinh ở bảng trên cho thấy sản

phẩm đạt yêu cầu về chất lượng, có thể triển khai đưa vào sản xuất rộng rãi

Cũng trong năm 2007, Gs.Ts Nguyễn Văn Thoa và Ks Phan Thị Liên (Viện Nghiên

cứu NTTS II) đã nghiên cứu cho thấy có thể tận dụng thịt tôm vụn đã qua đông lạnh

để sản xuất chạo tôm từ surimi Sản phẩm chạo tôm được sản xuất bằng cách pha trộn

paste tôm thịt vụn vào surimi (từ cá vụn) Kết quả cho thấy với tỉ lệ pha trộn surimi:

paste thích hợp là 5:5 Đặc tính của gel: cấu trúc, độ đàn hồi, độ bền chắc của các mẫu

có pha thêm paste tôm gần như nhau Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi vị và cấu trúc

của các mẫu có chất lượng tương đương nhau

Năm 2005, Yun-Chin Chung và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu trữ đông surimi cá ở

nhiệt độ phòng, ở -100C và -170C trong 12 tuần Kết quả thu được khi trữ đông ở

-100C, khả năng giữ nước của surimi không thay đổi nhiều so với nguyên liệu ban đầu

Kết quả đo đạc cấu trúc cho thấy cấu trúc sản phẩm giảm theo thời gian lạnh đông và

hầu hết các thay đổi về cấu trúc đều bắt đầu xảy ra sau 1 tuần trữ đông

Cũng theo kết quả nghiên cứu của nhóm nghiên cứu Yun-Chin Chung khi trữ đông

surimi cá ở -200C trong sáu tháng cấu trúc của surimi giảm khoảng 22% và khả năng

giữ nước của surimi giảm khoảng 19%

Trên cơ sở các thông tin đã thu thập được, có thể nhận thấy việc sử dụng tôm thứ

phẩm, tôm thịt vụn trong chế biến các sản phẩm dạng paste mang tính khả thi cao Tuy

nhiên do chất lượng tôm này không tốt như tôm tươi nên việc áp dụng các biện pháp

nhằm cải thiện chất lượng khối paste là rất cần thiết Paste có cấu trúc tốt, khả năng

giữ ẩm cao đồng thời được đảm bảo về mặt vi sinh là mong muốn của nhà sản xuất các

sản phẩm giá trị gia tăng

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1.1 Địa điểm, thời gian

Các thí nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm,

khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ

Thời gian: Từ ngày 02/02/2009 đến 02/5/2009

3.1.2 Dụng cụ thiết bị

_ Tủ đông (Akira Urf 180 (LC300A))

_ Tủ sấy (Sanaky)

_ Nồi hấp

_ Cân điện tử (Vibra, 2 số lẻ và Adventurer, 4 số lẻ)

_ Máy đo cấu trúc Texture Analayser (TA XT 2i, UK)

 Nước muối sinh lý (Nacl 0,85%)

 Môi trường Plate Count Agar

 Cùng một số hóa chất khác dùng trong phân tích

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu

Nguyên liệu: thịt tôm thứ phẩm loại ra trong quá trình tuyển chọn tôm sú cho chế biến

tôm đông lạnh tại công ty CAFATEX Tôm thứ phẩm sau khi mang về tiến hành bóc

vỏ, rút chỉ và rửa sạch bằng nước sau đó cho vào bao PE và tiến hành lạnh đông

Khối lượng nguyên liệu cho một mẻ thí nghiệm: 150g

Hình 4: Tôm thứ phẩm

3.2.2 Phương pháp xử lý kết quả

Số liệu được thu thập và xử lý theo chương trình thống kê Statgraphic 4.0

3.3.1 Phân tích thành phần hóa học của tôm thứ phẩm

Thành phần hóa học của nguyên liệu ban đầu có ảnh hưởng rất lớn đến khối paste tôm

Chính vì thế việc xác định thành phần hóa học của nguyên liệu ban đầu là rất quan

trọng Việc phân tích thành phần hóa học bao gồm xác định hàm lượng ẩm, protein,

lipid, tro để làm cơ sở cho quá trình chế biến tiếp theo

3.3.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của lạnh đông nguyên liệu đến cấu trúc

và mật số vi sinh vật của khối paste tôm

Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên

liệu đến sự thay đổi cấu trúc và mật số vi sinh vật của paste

Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố và 3 lần lặp lại:

Nhân tố A: Nhiệt độ tâm sản phẩm, thay đổi ở 3 mức độ

A0: không lạnh đông

A1: - 100C

A2: - 150C