Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình chiên chân không đến chất lượng sản phẩm snack cá tra

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN ĐÌNH DIỆN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TRONG QUÁ TRÌNH CHIÊN CHÂN KHÔNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM SNACK CÁ TRA... Nghiên cứu ảnh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN ĐÌNH DIỆN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TRONG QUÁ TRÌNH CHIÊN CHÂN KHÔNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM SNACK CÁ TRA

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả và số liệu trong luận văn nghiên cứu này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Đình Diện

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Vũ Thị Kim Oanh - Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch - Khoa Công nghệ thực phẩm, người đã hướng dẫn trực tiếp và tận tình chỉ bảo cho tôi, đồng thời tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Lê Hà Hải đã hướng dẫn, giúp đỡ tôi

để tôi hoàn thiện luận văn này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám Đốc, Ban Quản lý đào tạo,

Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch, Khoa Công nghệ thực phẩm – Học viện Nông Nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè và đồng nghiệp

đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Đình Diện

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt v

Danh mục bảng vi

Danh mục hình vii

Trích yếu luận văn viii

Thesis abstract x

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.2.1 Mục tiêu chung 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 2

Phần 2 Tổng quan tài liệu 3

2.1 Ðặc điểm của thực phẩm chiên và xu hướng nghiên cứu phát triển sản phẩm 3

2.2 Tình hình khai thác và chế biến cá tra tại Việt Nam 3

2.3 Công nghệ chiên chân không 6

2.3.1 Những biến đổi về dinh dưỡng trong quá trình chiên 8

2.3.2 Đặc điểm của dầu chiên và sự biến đổi chất lượng dầu trong quá trình chiên 10

2.3.3 Qúa trình truyền nhiệt và truyền chất, mối quan hệ giữa vật liệu và dầu chiên 13

2.3.4 Sự biến đổi cấu trúc vật liệu trong quá trình chiên và các yếu tố ảnh hưởng 14

2.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ chế biến Snack từ nguyên liệu thủy sản 17

2.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 17

2.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 17

2.4.3 Đặc điểm và tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm snack thủy sản 17

2.5 Thiết bị chiên chân không 18

2.5.1 Nguyên tắc làm việc 18

2.5.2 Phân loại thiết bị chiên 19

Phần 3 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu 20

3.1 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu 20

3.2 Nội dung nghiên cứu 21

3.2.1 Nghiên cứu, lựa chọn phương pháp sơ chế, xử lý nguyên liệu tiền chế biến 21

3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình chiên chân đến chất lượng của sản phẩm snack cá tra 21

3.3 Phương pháp nghiên cứu 21

3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 21

3.3.2 Phương pháp phân tích chất lượng và kỹ thuật sử dụng 23

3.3.3 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 31

Phần 4 Kết quả và thảo luận 33

4.1 Đánh giá thành phần hóa học và cấu trúc cơ bản của nguyên liệu cá tra có ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm Snack 33

4.1.1 Kết quả xác định thành phần hóa học và cấu trúc cơ bản của cá tra 33

4.1.2 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu chiên đến chất lượng snack cá Tra sau chiên 33

4.2 Ảnh hưởng của xử lý độ ẩm nguyên liệu đến chất lượnG Snack cá tra 34

4.3 Ảnh hưởng của xử lý lạnh đông đến chất lượng Snack cá tra 36

4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ dầu chiên đến chất lượng Snack cá tra 39

4.5 Ảnh hưởng của áp suất chiên chân không đến chất lượng Snack cá tra 40

4.6 Ảnh hưởng của thời gian chiên chân không đến chất lượng Snack cá tra 41

4.7 Sơ bộ hoàn thiện quy trình công nghệ sơ chế và chế biến Snack cá tra bằng kỹ thuật chiên chân không 43

Phần 5 Kết luận 46

Tài liệu tham khảo 47

Phụ lục 49

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của cá Tra 4

Bảng 2.2 Tỷ lệ phần trăm khối lượng của cá Tra 4

Bảng 2.3 Cơ cấu sản phẩm và giá bán trong siêu thị năm 2011 6

Bảng 2.4 Tổng hợp các điều kiện chân không trong chế biến các sản phẩm 7

Bảng 2.5 Ðặc tính của một số loại dầu chiên có nguồn gốc từ thực vật 10

Bảng 2.6 Đặc điểm, quy cách và giá bán 1 số sản phẩm snack cá Cơm Việt Nam dạng chiên giòn 17

Bảng 2.7 Đặc điểm, quy cách và giá bán 1 số sản phẩm snack cá Cơm xuất xứ nhập khẩu 18

Bảng 4.1 Thành phần hóa học và cấu trúc cơ bản của 3 loại cá tra 33

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu chiên đến chất lượng cá Tra chiên 34

Bảng 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ dầu chiên đến chất lượng snack cá tra 39

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của áp suất chiên chân không đến chất lượng snack cá tra 41

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của thời gian chiên đến chất lượng cá Tra chiên 42

Bảng 4.6 So sánh một số chỉ tiêu chất lượng của snack cá tra được sơ chế xử lý tiền chế biến và chiên chân không từ kết quả lựa chọn của nghiên cứu 45

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Mô phỏng 2D sự di chuyển ẩm trong lát khoai tây (5, 10, 30, 60, 180,

và 360 giây) 13

Hình 2.2 Mô phỏng 2D sự hấp thụ dầu trong lát khoai tây (5, 10, 30, 60, 180, và 360 giây) 13

Hình 2.3 Trạng thái về cấu trúc cá đậu hũ ở các điều kiện chiên khác nhau 15

Hình 2.4 Các mẫu chụp cấu trúc của cà tím chiên với các phương pháp xử lý tiền chế biến: không xử lý (A), tráng chitosan (B), tráng CMC (C), SO2 nhúng (D), NaCl nhúng (E), xử lý chần nước nóng (F) và xử lý bằng chần hơi nước (G) 16

Hình 2.5 Thiết bị chiên chân không năng suất 20kg nguyên liệu/mẻ và một số sản phẩm có thể áp dụng để sản xuất 19

Hình 2.6 Thiết bị chiên chân không của Viện Cơ điện NN&Công nghệ STH 19

Hình 3.1 Hình ảnh miếng cá tra được đưa ra khỏi tủ lạnh đông 20

Hình 3.2 Ảnh miếng cá tra được cắt hình vuông theo đúng tỉ lệ 22

Hình 3.3 Hình chiếu của quả cầu mầu 27

Hình 3.4 Các dụng cụ dùng trong phương pháp đâm xuyên 29

Hình 3.5 Dụng cụ, thiết bị trong phương pháp nén Kramer 31

Hình 4.1 Ảnh hưởng của xử lý ẩm nguyên liệu đến độ cứng cá tra chiên 35

Hình 4.2 Ảnh hưởng của xử lý ẩm nguyên liệu đến độ giòn cá tra chiên 35

Hình 4.3 Ảnh hưởng của xử lý ẩm nguyên liệu đến độ rỗng xốp cá tra chiên 36

Hình 4.4 Ảnh hưởng của xử lý lạnh đông đến độ cứng của snack cá tra 37

Hình 4.5 Ảnh hưởng của xử lý lạnh đông đến độ giòn của snack cá tra 37

Hình 4.6 Ảnh hưởng của xử lý lạnh đông đến độ rỗng của snack cá tra 38

Hình 4.7 Sản phẩm snack cá tra 42

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Nguyễn Đình Diện

Tên luận văn: nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình

chiên chân không đến chất lượng sản phẩm snack cá tra

Ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 8540101 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

Mục đích nghiên cứu

Xác định ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình xử lý nguyên liệu và chiên chân không đến chất lượng sản phẩm snack cá tra, từ đó lựa chọn chế độ chiên phù hợp nhất cho sản phẩm snack cá tra, nhằm tạo ra sản phẩm snack cá tra có chất lượng và được thị trường đón nhận

Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp bố trí thí nghiệm:

a) Xác định phương pháp sơ chế, xử lý nguyên liệu tiền chế biến

Chúng tôi tiến hành thu mua cá tra từ siêu thị big c mang về phòng thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu chế biến nông sản thực phẩm(TTCB) - Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch để tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu Từ đó, xác định ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu, độ ẩm, xử lý lạnh đông, nhiệt độ dầu chiên,

áp suất chiên chân không, thời gian chiên

=> Để chọn ra được phương pháp tốt nhất để tiến hành sản xuất công nghiệp b) Phương pháp phân tích chất lượng và kỹ thuật sử dụng

 Xác định hàm lượng protein: theo TCVN 10791:2015

Phương pháp :xác định hàm lượng nito tổng số và protein thô

Nguyên tắc:vô cơ hóa cá tra bằng axit sunfuric đậm đặc, nito có trong mẫu thử chuyển thành amon sunfat Dung kiềm đặc đẩy amoniac ra khỏi amon sinfat trong máy cất đạm thạo thành amon hydroxyt, rồi định lượng bằng axit

 Xác định hàm lượng lipid: TCVN 3703 : 2009

Phương pháp Dung phương pháp thủy phân bằng axit

Nguyên tắc: miếng cá được thủy phân trong axit clohydric chất béo trong mẫu được chiết bằng các dung môi hữu cơ sau đó sấy khô và cân

 Đo màu sắc bằng máy đo Milota 610

Cách tiến hành: sử dụng máy đo màu Chroma metter CR400

 Xác định độ ẩm: Bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi

 Độ cứng (kg/cm 2 hoặc N): Độ cứng được tiến hành theo phương pháp của

Kramer Shear Cell và Otawa Cell

Đo bằng phương pháp đâm xuyên

 Đô độ giòn (kg/cm 2 hoặc N): Độ giòn được tiến hành theo phương pháp của

Kramer Shear Cell và Otawa Cell, đó là phương pháp nén Kramer

 Ðộ rỗng xốp (%):Phương pháp xác định sử dụng cồn ethanol gọi là phương

pháp thấm ướt

 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu

Các số liệu phân tích được xử lý phân tích thống kê sử dụng phần mềm SPSS

phiên bản 20.0 và Duncan’s Multiple Range Test (P ≤ 0.05) để so sánh, đánh giá sự

khác nhau giữa các công thức thí nghiệm

Kết quả và kết luận

Cá tra nguyên con có trọng lượng từ 1,0 - 1,5kg/con được phi lê và cắt thành các miếng có kích thước dài x rộng x dày là 1,2 x 1,2 x 1,2cm, có độ ẩm từ 40 đến 70%, xử lý lạnh đông -200C, được chiên bằng dầu chiên công nghiệp ở nhiệt độ 120°C, áp suất chiên nhỏ hơn 400 mmHg có tính chất cơ lý giòn xốp và có chất

lượng cảm quan tốt nhất

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Nguyen Dinh Dien

Thesis title: “Study the effect of some technological parameters during vacuum frying

to the quality of Pangasius snack products”

Educational organization: Vietnam National University and Agriculture

Research Objectives

Determine the influence of some technological parameters in raw material processing and vacuum frying to Pangasius snack product quality, From there, choose the most suitable fried mode for pangasius snack product, in order to create a quality and well-received pangasius snack

Materials and Methods

a) Determining methods of preliminary processing and processing of processed materials

pre-We procured pangasius from big c supermarket and brought it to the laboratory

of Center for Agricultural Product Processing (TTCB) - Institute of Agricultural Mechatronics and Post-harvest Technology to conduct experiments research From that, determine the effect of material size, moisture, freezing, frying oil temperature, vacuum frying pressure, frying time

=> To select the best method to conduct industrial production

b) Quality analysis method and techniques used

 Protein Determination of protein content: according to TCVN 3705-90

Method: Determination of total nitrogen and crude protein

Principle: inorganic catfish digestion with concentrated sulfuric acid, the nitrogen in the sample is converted to ammonium sulfate Concentrated lye drives ammonia out of the sinfat ammonium in a protein distillation machine into ammonia, and quantifies it with acid

 Determination of lipid content: TCVN 3703: 2009

Method Use acid hydrolysis

Principle: fish pieces are hydrolyzed in fat hydrochloric acid in the sample extracted by organic solvents then dried and weighed

 Measure colors with Milota 610 meter

Procedure: use the Chroma metter CR400 colorimeter

 Determination of moisture: By drying method to constant weight

 Hardness (kg / cm2 or N): Hardness is conducted by the method of Kramer Shear Cell and Otawa Cell

Measured by piercing method

 Crunchiness (kg / cm2 or N): Brittleness is determined using the method of Kramer Shear Cell and Otawa Cell, which is the Kramer compression method

 Porosity (%): The method of determination using ethanol alcohol is called the wetting method

 Statistical methods and data processing

The analytical data were processed and analyzed statistically using SPSS software version 20.0 and Duncan’s Multiple Range Test (P ≤ 0.05) to compare and evaluate the differences between the experimental formulas

Main findings and conclusions

Whole pangasius weighing from 1.0 to 1.5 kg / fish are fillet and cut into pieces with dimensions x length x width x thickness of 1.2 x 1.2 x 1.2cm, with moisture from 40 to 70%, frozen processing -200C, fried with industrial frying oil at 120 ° C, frying pressure less than 400 mmHg with crispy mechanical properties and the best sensory quality

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Theo báo cáo của Tổng cục thủy sản, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông

thôn năm 2018 ghi nhận sự tăng trưởng vượt bậc diện tích nuôi cá tra (Pangasius

hypophthalmus) năm 2018 đạt 5.400 ha (tăng 3,3% so với năm 2017), sản lượng

đạt 1,42 triệu tấn (tăng 8,4% so với 2017) Trong đó đồng bằng sông Cửu Long

là khu vực nuôi chính của cả nước, cung cấp tới hơn 98% sản lượng cá tra nuôi

sản phẩm cá tra phi lê đông lạnh chiếm đến trên 95%, số còn lại cũng chỉ là các sản phẩm có hình thức khác hơn so với phi lê Các loại sản phẩm chế biến sâu, phối chế, làm sẵn, ăn liền tuy bước đầu có sản xuất như: cá kho tộ, viên, chả giò, lạp xưởng, chà bông, bánh phồng, khô ăn liền, nhưng còn rất ít, chiếm khoảng 5% Sản phẩm chế biến từ cá tra đòi hỏi nhiều lao động, sản lượng chế biến đạt thấp, vòng quay vốn dài, đối tượng khách hàng hạn chế, rủi ro lớn nên các doanh nghiệp chưa có quan tâm đúng mức sản xuất sản phẩm GTGT Thiết bị công nghệ chế biến hiện nay chủ yếu để sản xuất cá tra phi lê đông lạnh, rất thiếu thiết

bị công nghệ sản xuất ra sản phẩm GTGT, nhất là giai đoạn hiện nay thì việc mua thiết bị công nghệ mới là điều khó đối với doanh nghiệp Các phụ phẩm trong chế biến cá tra phi lê đông lạnh như: đầu, xương, da, vây, nội tạng, mỡ, tuy đã tận dụng để sản xuất ra các sản phẩm như dầu cá, bột cá, bong bóng, bao tử cá, nhưng sản phẩm còn thô, chưa có những sản phẩm cao cấp dùng trong dược phẩm hoặc mỹ phẩm như tinh dầu cá, gelatine, thực phẩm chức năng chứa vi chất có GTGT cao

Chiên chân không là công nghệ chiên được thực hiện trong môi trường kín chứa dầu ở nhiệt độ cao và áp suất thấp, với sự kết hợp đồng thời tạo ra 2 động lực tách ẩm đó là: nhờ dầu truyền nhiệt cho vật liệu chiên để tạo gradien nhiệt theo hướng từ tâm ra bề mặt vật liệu; tăng chênh lệch áp suất riêng phần từ tâm của vật liệu chiên với áp suất riêng phần tại bề mặt vật liệu và môi trường chiên Sản phẩm chiên chân không có giá trị dinh dưỡng cao, màu sắc đẹp, chất lượng cảm quan tốt và được thị trường rất ưa chuộng

Trên thị trường đã phổ biến các sản phẩm chiên chân không từ rau, củ quả

và tinh bột, nhưng còn thiếu vắng các sản phẩm chiên chân không chế biến từ thủy hải sản nói chung và từ cá tra nói riêng Vì vậy việc nghiên cứu về công

nghệ chiên chân không trong chế biến cá tra dạng snack nhằm đa dạng hóa các sản phẩm từ cá tra và nâng cao giá trị gia tăng cho loại sản phẩm này là rất cần thiết và cấp bách

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

1.2.1 Mục tiêu chung

- Xác định ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình xử lý nguyên liệu và chiên chân không đến chất lượng sản phẩm snack cá tra, từ đó lựa chọn chế độ chiên phù hợp nhất cho sản phẩm snack cá tra, nhằm tạo ra sản phẩm snack cá tra có chất lượng và được thị trường đón nhận

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 ÐẶC ĐIỂM CỦA THỰC PHẨM CHIÊN VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM

Là loại thực phẩm dạng khô, nhờ quá trình tách nước đột biến trong môi trường dầu ở nhiệt độ cao và áp suất thấp, trong khi chất béo của dầu chiên có vai trò tăng cường và tạo nên hương vị, màu sắc đặc trưng của loại thực phẩm chiên Chính vì vậy con người rất thích các loại thực phẩm chiên từ hàng ngàn năm nay với đặc tính độc đáo về độ giòn xốp, hương vị hấp dẫn và tạo cảm giác ngon miệng Các hương vị chiên điển hình chủ yếu là do các sản phẩm thoái hóa lipid

có nguồn gốc từ dầu chiên Nhiệt độ, áp suất và thời gian chiên tối ưu phụ thuộc vào đặc tính của dầu chiên, thành phần hóa học và cấu trúc của vật liệu chiên

Bên cạnh mặt tích cực của quá trình chiên đã tạo ra sản phẩm có tính đặc thù

mà không có phương pháp làm khô nào có thể thay thế được, tuy vậy về mặt hạn

chế có nguy cơ tạo nên chất acrylamide là tác nhân có thể gây ung thư đã được các

nhà khoa học Na Uy, Thụy Sĩ, Anh và Mỹ ra cảnh báo Nguyên nhân là do khi bị chiên nhiệt độ cao, asparagine (một loại axit amin) và đường tự nhiên có trong thực phẩm chiên có nguồn gốc thực vật sẽ phản ứng với nhau để tạo ra acrylamide

phẩm và một phần dầu chiên bị bốc hơi vào môi trường, trong khi phần còn lại của hợp chất dễ bay hơi trong dầu có thể thay đổi do các phản ứng hoá học và bị hấp thụ vào thực phẩm chiên Phản ứng hóa học xảy ra trong dầu chiên không chỉ do quá trình oxy hóa nhiệt mà còn tham gia phản ứng oxy hóa phức tạp khác

2.2 TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN CÁ TRA TẠI VIỆT NAM

Cá tra (Pangasius hypophthalmus) là một trong 21 loài cá thuộc bộ

siluriformes họ pangasiidae Cá tra thích nghi với nhiều điều kiện sống và các chế

độ ăn khác nhau, sinh trưởng nhanh Cá tra được nuôi từ cá con (cá bột) trong điều kiện sinh sản tự nhiên được vớt lên từ sông Tiền và sông Hậu hoặc nhân giống nhân tạo Sau thời gian 8 đến 10 tháng nuôi, cá đạt cỡ từ 1 đến 1,2 kg/con, khi cá đã đạt chất lượng thương phẩm và tuỳ theo yêu cầu của thị trường có thể tiến hành thu hoạch toàn bộ cá nuôi trong ao Sản lượng cá trung bình trong những năm gần đây đạt khoảng 30 tấn đối với bè nhỏ, 50 tấn đối với bè trung bình và trên 100 tấn đối

Cá Tra sau khi đánh bắt được phân loại theo các kích cỡ khác nhau tùy vào khối lượng con Việc phân loại này theo các đơn hàng cụ thể Thông thường người ta chia ra 3 loại: B1 = 0,5kg ÷ 0,8kg/con; B2 = 1,0 ÷ 1,5 kg/con; B3 = 1,8

÷ 2,0 kg/con

+ Thành phần hóa học của cá Tra

Thành phần hóa học cơ bản của cá tra gồm các thành phần cơ bản như nước, protein, lipid, gluxide, vitamin, khoáng… gluxide ít thường tồn tại ở dạng glycogen Thịt cá tra là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng, đặc biệt là protein và acid béo chưa bão hòa

Thành phần và tính chất của chất hóa học có trong thịt cá tra bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như thành phần thức ăn, môi trường, kích thước cá và đặc tính di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học và chất lượng của các nuôi

Nguồn:báo chìa khóa và giá trị dinh dưỡng (27-03-2013)

+ Cấu trúc cơ bản của cá Tra

Bảng 2.2 Tỷ lệ phần trăm khối lượng của cá Tra

Nguồn: Reinitz et al (1979)

Tính trung bình phần thịt nạc được lọc ra thành filê chiếm khảng 30-40% trọng lượng cá nguyên liệu cụ thể, 3,2 kg cá tra nguyên liệu sau khi chế biến sẽ cho 1kg cá philê Phụ phẩm cá thừa ra sau khi cắt philê (đầu, đuôi, da, ruột) được

sử dụng để chế biến bột cá

Xét về thành phần khối lượng phần đầu xương chiếm khoảng 33-36%, da

và vây cá chiếm tỷ lệ 6-8%, nội tạng chiếm tỷ lệ khá cao 11-13% Phần trăm thịt

cá khoảng 45-48% cho tỷ lệ cao nhất so sánh với các thành phần khác

Khảo sát về sự thay đổi cấu trúc fille cá sau lạnh đông, kết quả thu được

gian tối đa 1 giờ trước khi cấp đông Trường hợp thời gian xử lý cá trước cấp đông kéo dài đến 4 giờ, độ cứng cá giảm còn 91% so với nguyên liệu tươi Đây chính là thông số hữu ích cho việc thiết kế quy trình sản xuất với sự phân bố thời gian hợp

lý để duy trì chất lượng sản phẩm Do đó, cá tra của Việt Nam là mặt hàng xuất khẩu nhiều sang thị trường nhiều nước trên thế giới và rất được ưa chuộng

Cấu trúc là một trong những phần quan trọng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của nguyên liệu khi chế biến nhiệt Theo định nghĩa của Jowitt,1974”Cấu trúc là những thuộc tính vật chất được kết hợp bởi những đặc tính vật lý và được nhận biết bằng các giác quan(bao gồm sự cả nhận bằng miệng), nghe và nhìn Những đặc tính vật lý đó có thể gồm kích thước, hình dạng, con số, tự nhiên và sự hợp thành những yếu tố thuộc về cấu trúc”

Một số đặc tính của cấu trúc:

 Cấu trúc là một nhóm đặc tính vật lý xuất phát từ cấu trúc của thực phẩm

 Cấu trúc bao gồm một nhóm đặc tính không có đặc tính riêng lẻ

 Cấu trúc được nhận biết chủ yếu bằng xúc giác, thường bằng miệng nhưng cũng có thể sử dụng những phần khác của cơ thể(bàn tay)

 Cấu trúc không có mối liên quan với các thành phần hóa học của thực phẩm về mùi hay vị

Cấu trúc thường được xác định bởi một số đặc tính cơ bản như đánh giá bằng giác quan hay dụng cụ đo đạc (Brennan, 1980) Những đặc tính cấu trúc được chia làm 3 loại: Cơ học, hình học và những đặc tính khác

 “Đặc tính cơ học”nhận diện cấu trúc thực phẩm bằng cách làm biến dạng thực phẩm

 “Đặc tính sinh học”được thực hiện chủ yếu bằng xúc giác và được cảm nhận bằng mắt hoặc đặt thực phẩm vào giữa hai hàm răng và cắn

 “Đặc tính khác”cũng đại diện cho việc cảm nhận thực phẩm nhưng không phải bằng đặc tính hình học mà bằng làm ướt thực phẩm (nấu), chiên (Christensen, 1984; Bourne, 2002)

Cá tra là sản phẩm trọng điểm trong nuôi thủy sản, năm 2018, ghi nhận sự tăng trưởng vượt bậc, diện tích nuôi cá tra năm 2018 đạt 5.400 ha (tăng 3,3% so với năm 2017), sản lượng đạt 1,42 triệu tấn, tăng 8,4% so với 2017 Các sản phẩm chế biến từ cá tra nhìn chung còn đơn điệu, chủ yếu là sản phẩm cá tra phi

lê đông lạnh chiếm đến trên 95% (phi lê, nguyên con, cắt khúc) Loại sản phẩm chế biến sâu, phối chế, làm sẵn, ăn liền tuy bước đầu có sản xuất (cá kho tộ, viên, chả giò, lạp xưởng, chà bông, bánh phồng, khô ăn liền) nhưng còn rất ít, chiếm khoảng 5% Về cơ cấu sản phẩm và giá bán các mặt hàng cá tra (Bảng 2.3):

Trong chế biến cá tra có một lượng lớn các phụ phẩm như là cá quá lứa, cá

có màu vàng (khoảng 5% sản lượng thu hoạch), thịt cá vụn (khoảng 10% trong quá trình chế biến cá phi lê) vẫn chưa có hình thức chế biến để có thể tạo ra sản phẩm

Bảng 2.3 Cơ cấu sản phẩm và giá bán trong siêu thị năm 2011

Tên sản phẩm Yêu cầu kỹ

thuật

Giá bán (đồng)

Ghi trú

Cá tra phi lê Nguyên miếng 81.000

Tỷ trong tiêu thụ trong nước và xuất khẩu chiếm trên 9%, được chế biến

từ cá nguyên liệu theo tiêu chuẩn

Cá tra viên lạnh

Tỷ trọng 2 đến 3%; được chế biến từ

cá vụn, cá không đạt tiêu chuẩn chế

biến phi lê xuất khẩu

Cá tra kho tộ (sản

Nguồn:http://agro.gov.vn/vn/tID19568_Thong-nhat-gia-san-xuat-khau-ca-tra-phi-le-.html

2.3 CÔNG NGHỆ CHIÊN CHÂN KHÔNG

Chiên chân không là công nghệ chiên được thực hiện trong môi trường kín chứa dầu ở nhiệt độ cao và áp suất thấp Với sự kết hợp đồng thời tạo ra 2 động lực tách ẩm Nhờ dầu truyền nhiệt cho vật liệu chiên để tạo gradien nhiệt theo hướng từ tâm ra bề mặt vật liệu; Tăng chênh lệch áp suất riêng phần từ tâm của vật liệu chiên với áp suất riêng phần tại bề mặt vật liệu và môi trường chiên Dầu chiên là một tác nhân quan trọng vừa đóng vai trò là chất truyền nhiệt cho vật liệu chiên, vừa là chất tham gia phản ứng để tạo nên hương vị đặc trưng và bổ sung dinh dưỡng cho sản phẩm chiên So với công nghệ chiên ở điều kiện khí quyển để tạo ra được động lực tách ẩm cần thiết thì nhiệt độ dầu chiên phải cao hơn là điều không mong muốn,

trong khi thường xuyên tiếp xúc trực tiếp với không khí dẫn đến quá trình oxy hóa xảy ra liên tục là nguy cơ tạo ra acrylamide, chưa kể đến sự biến đổi chất lượng dầu dẫn đến nhanh bị thải loại làm tăng chi phí sản xuất

Các công trình nghiên cứu về công nghệ chiên chân không của nhiều tác giả trên thế giới, đối tượng nghiên cứu chủ yếu cho các loại rau quả như táo, mơ, chuối,

cà rốt, mít, nấm ăn, khoai tây… Kết quả được tổng hợp tại (Bảng 2.4) nhìn chung các kết quả nghiên cứu đã xác định được 3 yếu tố ảnh hưởng chính đến quá trình chiên chân không là nhiệt độ dầu chiên, áp suất buồng chiên và thời gian chiên, ngoài ra chế độ ly tâm tách dầu sau quá trình chiên cũng được đề cập đến và coi đây

là một công đoạn cần thiết trong quy trình chế biến sản phẩm chiên nhằm loại bỏ lượng dầu xâm nhập vào nội cấu trúc của thực phẩm chiên, mặt khác ly tâm còn là giải pháp điều chỉnh lượng dầu cho phép còn lưu lại trong sản phẩm ở mức thích hợp tùy loại sản phẩm chiên để cải thiện chế độ dinh dưỡng

Bảng 2.4 Tổng hợp các điều kiện chân không trong chế biến các sản phẩm

năm 2013

Sản

phẩm

Nhiệt độ

(0C) Thời gian (phút) Áp suất (kPa) Ly tâm Tài liệu tham khảo

trong 3 phút

Dueik and Bouchon,

2011b

Mơ 100 72.5 2.3 Không, để yên trong 4 phút Diamante 2012b; 2012c

Cà rốt 98 5 6.48 Không, để yên trong 3 phút Dueik and Bouchon, 2011b

Dueik and Bouchon,

2.3.1 Những biến đổi về dinh dưỡng trong quá trình chiên

Một công bố gần đây do Mihaela Ghiduruss và các công sự đã tổng hợp từ các kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả về sự biến đổi chất lương sản phẩm có liên quan đến quá trình chiên, cụ thể:

a Sự biến đổi của chất béo

Các nghiên cứu về hấp thụ dầu trong quá trình chiên là rất phức tạp và phụ thuộc đáng kể vào cấu trúc và bề mặt của thực phẩm chiên Sự gia tăng chất béo cùng với sự gia tăng thời gian chiên, thực phẩm có nguồn gốc thực vật hấp thụ dầu cao hơn các loại thực phẩm có nguồn gốc động vật Khả nãng hấp thụ chất béo của khoai tây gọt thái lát là 19,4% sau 70 giây, cao hơn lượng chất béo hấp thụ khi chiên

gà, cá, thịt hoặc tôm Chất béo được hấp thu bởi thức ăn trong quá trình chiên trở thành một phần dinh dưỡng trong chế độ ăn uống, sự hấp thụ dầu phù hợp trong phạm vi từ 4% đến 14% tổng trọng lượng sản phẩm, tùy thuộc vào cấu trúc của mỗi loại thực phẩm chiên Trong quá trình lặp đi lặp lại chiên nhiều lần thì mức độ hấp thụ dầu vào sản phẩm chiên sẽ cao hơn

b Sự biến đổi của cácVitamin

Một số loại vitamin rất nhạy cảm với nhiệt độ cao do quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao Mức độ tổn thất vitamin phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ bên trong tâm

oxy hóa acid béo không bão hòa trong thời gian gia nhiệt Dầu chiên được hấp thụ bởi sản phẩm chiên và số lượng hấp thụ phụ thuộc vào chất lượng của dầu ăn, ảnh hưởng tới hàm lượng của vitamin E Hầu hết các loại dầu thực vật được sử dụng để chiên chứa vitamin E với hàm lượng từ 15 và 49 mg/100g, thực phẩm do có khả nãng hấp thụ dầu co vậy được làm giàu với lượng đáng kể các vitamin Ví dụ: 100 g

khoai tây chiên có thể gia tãng lên đến 50% RDA (Recommended Daily Allowance)

của vitamin E Tuy nhiên, không có thay đổi đáng kể hàm lượng vitamin E của khoai tây chiên, qua kết quả thống kê trong 4 ngày tại cơ sở chiên thương mại, do sự gia tăng lượng chất béo của khoai tây chiên đã bù cho việc giảm vitamin E từ chiên dầu Một nghiên cứu khác về sự thay đổi hàm lượng VitaminE của cốm gà và tôm tẩm bột bằng dầu đậu tương và dầu ngô, hàm lượng vitaminE tăng từ 4,6 mg/100g trước khi chiên đến 4,9 mg/100g sau khi chiên Trong qúa trình chiên bắp cải thì 29% beta-carotene đã bị phá hủy Nghiên cứu một số loại rau thái lát cho thấy mức tổn thất trung bình của vitaminA với các quá trình tác động khác nhau thì khoảng

14% khi đun sôi, 24% khi chiên, 29% khi lên men, 44% khi phơi khô và 60% khi phơi khô sau đó đun sôi Một số carotenoid bị mất trong nước nấu ăn, nhưng thiệt hại trong khi chiên được lớn hơn do thẩm thấu vào chiên dầu Trong khi Vitamin B

và Vitamin C, Vitamin B1, B2, B6 có khả nãng bảo tồn trong khi chiên hơn là khi luộc, hấp Thiamin là một trong những vitamin quan trọng nhất của nhóm B, nó có mức độ tổn thất là thấp hơn trong khi chiên Mức độ tổn thất lớn nhất của thiamin tương ứng khi đun sôi là 70%, hấp là 40%, làm khô là 35% và chiên là 30% Điều này có thể do các chất hòa tan trong nước làm giảm hàm lượng vitamin Riboflavin

là một vitamin quan trọng của nhóm B, có khả năng giữ lại khi chiên cao hơn thiamin Sự gia tăng hàm lượng riboflavin trong khi chiên là đáng kể, điều này có thể do các phản ứng tổng hợp riboflavin từ tiền chất riboflavin trong chiên

 Sự biến đổi của Protein:

Nếu sản phẩm được chiên không có bổ sung thêm các thành phần phụ gia khác thì không làm thay đổi tỷ lệ của protein Khi các chất phụ gia được thêm vào thực phẩm chiên, ví dụ, carbohydrate (meatballs và fishballs có chứa bột), tỷ lệ protein giảm nhưng không đáng kể Kết quả điều tra ảnh hưởng của các phương pháp nấu ăn đến hàm lượng protein của các loại thực phẩm khác nhau cho thấy: khả năng lưu giữ protein trong luộc thịt là 90% và với khoai tây thịt và cá chiên từ 96%

- 100%, kết quả này là phù hợp với các nghiên cứu

 Sự biến đổi của Carbohydrate:

Sự thay đổi hàm lượng carbohydrate trong quá trình chiên đã được điều tra với sản phẩm khoai tây, thịt tẩm bột và cá Kết quả cho thấy việc lưu giữ carbohydrate từ 95% đến 100% tùy thuộc vào loại thực phẩm, điều đó chỉ ra rằng quá trình chiên không có ảnh hưởng lớn đến carbohydrate Chiên khoai tây làm giảm lượng tinh bột và chất xơ tăng, trong khi thức ăn giàu chất xơ đang đóng một vai trò quan trọng trong công tác phòng chống bệnh như ung thư ruột, bệnh tim mạch và tiểu đường

 Sự biến đổi của thành phần khoáng chất:

Do mất nước, trọng lượng của thực phẩm chiên giảm trong quá trình chiên Hầu hết các thành phần khoáng chất không bay hơi, do đó hàm lượng của khoáng chất có xu hướng tăng được thể hiện trên cơ sở trọng lượng khô Mức tổn thất khoáng chất trong các loại thực phẩm chiên thay đổi khoảng 1% với khoai tây chiên

và 26% với thịt bò chiên, thấp hơn đáng kể so với sử dụng quá trình luộc Các

khoáng chất tổn thất trong thịt tẩm bột và cá tẩm bột sau khi chiên tương ứng là 2%

và 8%, mức này là thấp hơn đáng kể so với chiên không có tẩm bột Một kết quả nghiên cứu chiên cá thu cho thấy không có thay đổi nhiều về thành phần khoáng chất, cụ thể mức tổn thất nhẹ Na, K và Mg và với Zn, Cu, Fe và Mn không thay đổi trong mọi trường hợp

2.3.2 Sự biến đổi chất lượng dầu trong quá trình chiên

Bảng 2.5 Ðặc tính của một số loại dầu chiên có nguồn gốc từ thực vật

Dầu/chất béo Bão hòa

Không bão hòa đơn

Không bão hòa

đa

Điểm

Bơ 30% 4% 66% 150°C Nấu ăn, nướng, nêm gia vị, làm nước sốt, ướp hương

Dầu dừa 92% 2% 6% 177°C Nướng bánh, làm kẹo, đánh trứng, làm áo bánh, làm kem càphê không

sữa, pha giòn

macgarin, pha giòn Dầu ôliu (cực thô) 14% 73% 11% 190°C Nấu ăn, dầu salad, làm mcgarin Dầu ôliu (tinh) 14% 73% 11% 225°C Chiên áp chảo, chiên khuấy, nấu ăn, dầu salad, làm macgarin Dầu cọ 52% 38% 10% 230°C Nấu ăn, ướp hương, dầu thực vật, tạo độ giòn Dầu lạc/dầu phộng 18% 49% 33% 231°C Chiên, nấu, dầu salad, làm macgarin

Việc sử dụng dầu chiên nhiều chất béo bão hòa có quá nhiều calo và cholesterol từ động vật là một vấn đề đã được khuyến cáo gây ra các bệnh liên quan đến xơ vữa động mạch và nhiều bệnh khác Tổng lượng chất béo có thể ảnh hưởng đến một số các yếu tố nguy cơ chính cho động mạch vành bệnh tim, đặc biệt qua tác động của nó đối với bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại II Thành phần acid béo của mỡ đã được công nhận là một yếu tố nguy cơ dẫn đến bệnh tim mạch vành và ảnh hưởng đáng kể đến xu hướng artheroscrelosis và huyết khối

Trong khi sử dụng các loại dầu được chiết xuất, chưng cất và tinh chế từ thực vật, thường được gọi là dầu thực vật, là hỗn hợp các triglyxerit được chiết xuất

từ thân, hạt hoặc cùi quả của một số loại cây có dầu như dừa, hướng dương, thầu dầu Dầu và chất béo chiết xuất từ thực vật được hyđrô hóa, bao gồm hỗn hợp các triglyxerit được hyđrô hóa ở nhiệt độ và áp suất cao Hyđrô liên kết với triglyxerit làm tăng phân tử khối Dầu và chất béo được hyđrô hóa được tăng thêm khả năng chống oxy hóa (ôi, thiu), hoặc tăng thêm độ quánh nhớt hay nhiệt độ nóng chảy Một số loại dầu thực vật được sử dụng trong thực phẩm và công nghệ chiên với các đặc tính kỹ thuật (Bảng 2.5)

Mihaela Ghiduruss et al (2001) đã tổng hợp từ các kết quả nghiên cứu

đánh giá về ưu, nhược điểm khi sử dụng dầu trong quá trình chiên:

 Ưu điểm:

Dầu có nguồn gốc thực vật có hàm lượng các axit béo không no cần thiết cao, giúp giảm cholesterol, đặc biệt là 2 axit béo không no (omega-3 và omega-6), tốt hơn hẳn các axit béo no có trong mỡ động vật Mặt khác, 2 loại axit béo không no này rất quan trọng mà tự thân con người không thể tổng hợp được

 Hạn chế:

hại Cụ thể, khi bị ra nhiệt quá cao các chất axit béo trong dầu thực vật sẽ bị rối loạn cấu trúc tế bào, có thể gây đột biến gen Mặt khác, chúng có thể tạo ra các amin sinh vật dẫn đến nguy cơ gây ung thư, đặc biệt là ung thư trực tràng, ung thư gan, phổi,

vú Ngoài ra chúng còn có nguy cơ làm giảm miễn dịch của cơ thể do làm dư thừa lipid Tuy nhiên nếu hàm lượng hai chất này không cân đối thì sẽ rất có hại cho cơ thể người Tỷ lệ 4:1 (hàm lượng omega-6/omega-3), được coi là tỷ lệ tuyệt đối Loại dầu nào đạt được tỷ lệ này là loại dầu tốt Nếu dư thừa omega-6 sẽ làm tăng nguy cơ

bị ung thư vú, đại tràng, xơ vữa động mạnh, tuyết tiền liệt… thậm chí gây ức chế omega-3 Vì thế người tiêu dùng khi lựa chọn dầu ăn cần lựa chọn sản phẩm có tỷ

lệ cân đối giữa 2 chất béo không no này

Những yếu tố gây biến đổi chất lượng dầu trong quá trình chiên được tổng hợp:

+ Hóa học: Trong quá trình chiên dầu tiếp xúc liên tục với bề mặt gia

nhiệt để tăng nhiệt độ với sự có mặt của không khí và độ ẩm Một số phản ứng hóa học xảy ra liên quan đến thermolytic phức tạp bao gồm thủy phân, oxy hóa,

và trùng hợp Kết quả của các phản ứng này làm tăng tỷ lệ axit béo tự do, tăng chỉ số peroxide, biến màu và mùi của dầu, để duy trì chất lượng sản phẩm cao, thường kiểm soát chất lượng dầu bằng máy đo chuyên dụng

+ Thủy phân: Thủy phân là phản ứng của các nước,ở dạng hơi nước tách

ra từ thực phẩm chiên để phản ứng với triglycerid và hình thành các axit béo tự

do (FFA), monoglyceride, diglyceride Newar (1985) đã báo cáo sự gia tăng axit béo tự do trong quá trình chiên dẫn đến sự giảm nhiệt độ điểm bay hơi và sức căng bề mặt của dầu, từ đó là nguyên nhân giảm chất lượng của thực phẩm chiên Ngoài ra, FFA tiếp tục phân hủy các phân tử nhỏ mà phát triển ra mùi vị không mong muốn trong các thực phẩm chiên

+ Nhiệt phân: Nhiệt phân là sự hình thành của các hợp chất có phân tử

lượng thấp hơn, do cố mở rộng của cấu trúc hóa học của dầu trong quá trình chiên (Moreira, 1999) Một trong những hợp chất tạo thành khi các loại dầu được quá nóng hoặc pyrolized là acrolein, một số chất khí lạ tạo thành gây mùi khó chịu và làm giảm chất lượng cảm quan của sản phẩm Trong đó, acrolein được hình thành từ glycerol còn lại từ quá trình thủy phân triglyceride

+ Ôxy hóa: là phản ứng của oxy trong khí quyển với dầu tại bề mặt của

nó, sự hình thành hydroperoxides là rất không ổn định và không mùi vị, tiếp tục trải qua ba loại suy thoái chính: (1) Các hình thức phân hạch rượu, andehit, axit, và các hydrocacbon, dẫn đến sự biến màu của dầu làm thay đổi chất béo và hương vị; (2) Mất nước tạo thành xeton; (3) Hình thành các gốc tự do và một loạt các sản phẩm hóa học như monome bị oxy hóa, các chất nhị trùng oxy hóa, trimer, epoxit, rượu,

và các hydrocacbon, dẫn đến sự tăng độ nhớt Mặt khác trong thời gian chờ và chiên, dầu vẫn còn nóng với sự hiện diện của không khí, quá trình oxy hóa trở nên nhanh chóng Ngoài ra, một số kim loại như sắt và đồng có thể, đẩy nhanh quá trình

oxy hóa của dầu chiên Moreira et al (1999) báo cáo rằng hơn 400 hợp chất hóa học

khác nhau, trong đó có 220 hợp chất dễ bay hơi, đã được xác định trong dầu bị hư hỏng Sự suy thoái các sản phẩm khác so với các phần phân đoạn không phân cực

được gọi chung là phân cực, các cực phần nhỏ sau đó được chia thành hai nhóm bao gồm các polyme và phân hủy các sản phẩm Thời hạn của polymer dùng để chỉ nhóm của tất cả các sản phẩm thoái hóa với trọng lượng phân tử cao hơn triglyceride Mặt khác, thời hạn phân hủy sản phẩm đại diện cho tất cả các nhóm hợp chất có trọng lượng phân tử thấp hơn triglyceride Nói chung, các sản phẩm phân hủy lớn hình thành trong khi chiên là sản phẩm phân hủy dễ bay hơi (VDP) với trọng lượng phân tử dưới 1800 dalton và các sản phẩm phân hủy không bay hơi (NVDP) với trọng lượng phân tử lớn hơn 1800 dalton

2.3.3 Qúa trình truyền nhiệt và truyền chất, mối quan hệ giữa vật liệu và dầu chiên

Ram Yamsaengsung et al (2008) đã tiến hành mô hình hóa dạng 2D cơ

bản để dự đoán quá trình truyền nhiệt và truyền chất xảy ra trong thời gian chiên chân không với sản phẩm khoai tây chiên, bằng cách sử dụng hộp công cụ phần

tử hữu hạn trong MATLAB 6 Trong đó các mô phỏng của quá trình truyền nhiệt bao gồm sự đối lưu nhiệt từ bề mặt sản phẩm, sự dẫn nhiệt vào sản phẩm, và sự mất mát nhiệt do bốc hơi từ sản phẩm Quá trình truyền chất được chia thành hai giai đoạn: sự mất nước và hấp thụ dầu

Kết quả mô phỏng 2D sự di chuyển của nước từ trong ra ngoài bề mặt vật liệu chiên tại các thời điểm 5, 10, 30, 60, 180, và 360 giây (Hình 2.5) và ngược lại với sự di chuyển dầu từ ngoài vào nội cấu trúc vật liệu chiên (Hình 2.6), với

áp suất 60 mm Hg và độ ẩm ban đầu 90 % w.b;

Hình 2.1 Mô phỏng 2D sự di chuyển ẩm

trong lát khoai tây (5, 10, 30, 60, 180, và

360 giây)

Hình 2.2 Mô phỏng 2D sự hấp thụ dầu trong lát khoai tây (5, 10, 30, 60, 180, và

360 giây)

Những diễn biến của quá trình được rút ra:

- Nhiệt độ của sản phẩm tăng lên nhanh chóng đạt đến điểm sôi của nước, làm gia tăng áp lực hơi nước và giải phóng ra bề mặt vật liệu chiên, tiếp theo là

sự gia tăng ổn định của nhiệt độ dầu chiên và sự hình thành lớp vỏ bao bề mặt

- Tương ứng với sự mất ẩm nhanh chóng của sản phẩm ban đầu và có xu hướng tốc độ chậm dần cho thấy sự hình thành của lớp vỏ và sự tăng dần độ dày lớp vỏ Đồng thời dầu được khuyếch tán dần vào nội cấu trúc sản phẩm một khi lớp vỏ đã được hình thành

Yamsaengsung et al (2002) đã tiến hành mô hình hóa các hiện tượng biến

đổi về cấu trúc của vật liệu trong quá trình chiên dầu bằng mô hình 2D cơ bản, từ

đó phát triển để dự đoán quá trình truyền nhiệt và chuyển khối đối với khoai tây chiên dạng chip Các thông số nghiên cứu bao gồm nhiệt độ và áp suất chiên có tác động đến lưu lượng di chuyển ẩm do gradient trong tổng áp suất khí và lưu lượng mao mạch do gradient của lực mao dẫn Kết quả từ dữ liệu thực nghiệm cho thấy, nước trong sản phẩm bị ràng buộc ở một lực liên kết nhất định, trong quá trình chiên liên kết bị phá vỡ dẫn đến sự biến đổi về cấu trúc theo hướng tạo ra nhiều lỗ rỗng xốp Đồng thời với sự hình thành lớp vỏ ở ngoài lớp của chip có xư hướng hạn chế áp lực có thể được phát sinh từ vùng lõi (nước hạn chế khuếch tán) bắt đầu ở độ ẩm khoảng 10% (W.B.) và tiếp tục cho đến khi độ

ẩm khoảng 2% (W.B.) mà điểm cân bằng là đạt Sự kết hợp của những thay đổi

về cấu trúc trong suốt quá trình chiên được biểu diễn bằng mô hình là rất quan trọng để dự đoán được tốc độ tách ẩm và hàm lượng dầu di chuyển vào nội cấu trúc vật liệu chiên

2.3.4 Sự biến đổi cấu trúc vật liệu trong quá trình chiên và các yếu tố ảnh hưởng

Các nhà khoa học năm 2016 đã tiến hành nghiên cứu chiên cá đậu hũ ở các điều kiện chiên khác nhau chiên điều kiện khí quyển ở 165°C chiên chân không ở 120°C và áp suất 21 kPa với thời gian 150 giây Mặt cắt ngang đã được

sử dụng để quan sát độ xốp trên bề mặt bằng cách quét hiển vi điện tử (SEM) (Hình 2.3)

Nhiệt độ dầu cao là yếu tố hình thành lớp vỏ có bề mặt rắn đặc biệt trong điều kiện chiên ở môi trường khí quyển, các tế bào bị thu hẹp và tạo ra các bức tường nhăn nheo và phức tạp Các kích thước lỗ vi cấu trúc của lớp vỏ ảnh hưởng đến sự di chuyển của nước và dầu trong vật liệu chiên do tạo ra các rào cản vỏ

bán thấm Surimi protein được hình thành bằng hơi nước nóng, tạo áp lực và phá

vỡ cấu trúc để tạo ra các lỗ rỗng xốp đặc thù của cá đậu hũ chiên Sự thay đổi kích thước lỗ trong cấu trúc lớp vỏ có ảnh hưởng đến sự hấp thụ dầu của cá đậu

hũ chiên Chế độ chiên chân không có thể làm giảm hàm lượng dầu trong mỗi chu kỳ chiên kỳ

Hình 2.3 Trạng thái về cấu trúc cá đậu hũ ở các điều kiện chiên

khác nhau

Nghiên cứu tính chất vật lý của khoai tây chiên kiểu Pháp như mật độ, độ xốp và mối quan hệ của nó đến sự hấp thụ dầu trong quá trình chiên Các ảnh hưởng của nhiệt độ dầu và thời gian chiên đến sự tách độ ẩm, hàm lượng dầu và

độ dày lớp vỏ cũng được nghiên cứu Những thay đổi về mật độ rõ ràng, mật độ tuyệt đối cũng như độ xốp trong hai giai đoạn kế tiếp của quá trình chiên (chiên

và làm mát) Mẫu khoai tây được cắt thành hình chữ nhật và chiên ở nhiệt độ dầu (140, 155, 170, và 185°C) trong khoảng thời gian từ 60 - 240s Kết quả cho thấy rằng trong suốt quá trình chiên, độ xốp của sản phẩm tăng lên đạt mức tối đa vào cuối quá trình chiên và giảm dần trong khoảng thời gian làm mát do hiện tượng hấp thụ dầu vào không gian các lỗ rỗng xốp Nghiên cứu này cũng phù hợp với

công bố của Pinthus et al (1995a) đã nghiên cứu các cơ chế phát triển độ xốp,

a Cấu trúc sau khi rã đông

b Cấu trúc chiên ở điều kiện khí quyển (165 0 C)

b Cấu trúc chiên chân không (120 0 C; 21kpa)

trong khi chiên nước di chuyển từ bên trong sản phẩm đến vùng bốc hơi trước khi rời khỏi sản phẩm thông qua các bề mặt và một số này hơi có thể vẫn bị mắc kẹt bên trong các lỗ rỗng và phát triển trở thành quá nhiệt, làm biến dạng các bức tường lỗ và góp phần vào sự phát triển của độ xốp Mặt khác mật độ là giảm tuyến tính trong quá trình chiên, cho thấy độ dốc cao hơn nhiều so với sự gia tăng

về mật độ tuyệt đối Liên quan đến việc giảm mật độ là tuyến tính giữa mối quan

hệ về sự hấp thụ dầu và độ xốp đã được một số tác giả (Pinthus et al., 1995a;

Moreira and Barrufet, 1998) công bố

Hình 2.4 Các mẫu chụp cấu trúc của cà tím chiên với các phương pháp xử

lý tiền chế biến: không xử lý (A), tráng chitosan (B), tráng CMC (C), SO2 nhúng (D), NaCl nhúng (E), xử lý chần nước nóng (F) và xử lý bằng chần

hơi nước (G)

Hesham A et al (2013) đã nghiên cứu ảnh hưởng của các giải pháp tiền

xử lý nhiệt và hóa học đến độ ẩm, độ hấp thụ dầu,màu sắc cảm quan và cấu trúc của cà tím trong quá trình chiên Cụ thể, nguyên liệu cà tím được xử lý 3 phút trong nước nóng và hơi nước hơi nước bảo hòa, tiếp theo ngâm trong 2%

cấu trúc sử dụng kính hiển vi điện tử Kết quả cho thấy màu sắc cảm quan, cấu

trúc tốt nhất và hấp thụ dầu thấp nhất ở mức 4% NaCl trong 20 phút, về màu sắc

tối ưu cho chiên cà tím, với cấu trúc được thể hiện tại (Hình 2.8) tương ứng các

giải pháp xử lý nguyên liệu tiền chế biến khác nhau

2.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SNACK TỪ NGUYÊN LIỆU THỦY SẢN

2.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Về công nghệ chế biến snack từ nguyên liệu thủy sản nói cho đến nay chưa

có công trình khoa học nào được công bố đầy đủ, tiến hành nghiên cứu chiên cá đậu

hũ ở dạng surimi, tuy vậy tác giả chỉ đưa ra các thông số kỹ thuật chiên chân không

mà không tiết lộ các kỹ thuật xử lý cũng như thành phần nguyên liệu

Tuy vậy các loại sản phẩm snack được chế biến từ nguyên liệu cá Tra và một số nguyên liệu thủy sản khác đã được thương mại hóa

2.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Chế biến bằng công nghệ chiên đăc biệt là chiên chân không từ nguyên liệu thủy sản còn khá mới mẻ tại Việt Nam Tuy vậy, hiện trên thị trường đã có sản phẩm cá Cơm chiên giòn với nhãn hiệu Tiến Nga có đặc điểm, quy cách và giá bán (Bảng 2.6)

Bảng 2.6 Đặc điểm, quy cách và giá bán 1 số sản phẩm snack cá Cơm Việt

Nam dạng chiên giòn

Tên sản

phẩm

Đặc điểm sản phẩm

Quy cách bao gói

Giá bán Hình ảnh sản phẩm

bỏ đầu, nội tạng, cứng, dai, vị tanh

cá

Khối lượng: 20g Protein ≥ 16%

Lipid ≤ 35%

HSD: 6 tháng (Ghi trên bao bì)

8.200

Nguồn: http://www.tiennga.com/vi/san-pham/493/ca-com-an-lien-30g.html

2.4.3 Đặc điểm và tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm snack thủy sản

Về chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm snack cá Tra (Thái Lan) thông qua chào hàng đã cung cấp: Độ ẩm: < 5%; Hàm lượng protein:> 35%; Hàm lượng tro: <

6%; Hàm lượng dầu: < 18%; Chỉ số vi sinh vật: KPH; Cảm quan: Ngoại hình đầy đặn, màu vàng nâu, cá cấu trúc giòn xốp, hương vị thơm ngon mùi đặc trưng của

cá cơm, không có mùi lạ

Hiện trên thị trường Việt Nam đã có 1 số sản phẩm snack chế biến từ nguyên liệu cá Cơm với các đặc điểm, quy cách và giá cả mô tả theo (Bảng 2.7):

Bảng 2.7 Đặc điểm, quy cách và giá bán 1 số sản phẩm snack cá Cơm xuất

bỏ đầu, nội tạng, giòn xốp

Trọng lượng: 12 gram Protein ≥ 35%

bỏ đầu, nội tạng, giòn xốp

100 gram protein≥ 35%

Lipid ≤ 25%

Độ ẩm≤ 5%

HSD: 6 tháng

350 yên nhật

Như vậy trên cơ sở giá bán đến người tiêu dùng có thể quy đổi giá sản phẩm Snack cá Cơm là khá cao, cụ thể của Thái Lan khoảng 550.000đ/kg; của Nhật Bản 700.000đ/kg

2.5 THIẾT BỊ CHIÊN CHÂN KHÔNG

2.5.1 Nguyên tắc làm việc

Thiết bị chiên là một công cụ để thực hiện quy trình công nghệ chiên thực phẩm, tùy theo điều kiện chiên ở môi trường khí quyển gọi là chiên thường (hay chiên hở) và chiên ở điều kiện áp suất thấp trong môi trường kín gọi là chiên chân không Các thông số kỹ thuật chính của thiết bị chiên chân không cần phải điều khiển được là nhiệt độ dầu chiên, áp suất buồng chiên và thời gian chiên Trong đó, các bộ phận chính của thiết bị chiên để thực hiện chức năng gồm Buồng chứa dầu đồng thời là buồng chiên Bộ phận gia nhiệt và điều khiển nhiệt