Giáo trình Chế biến lạnh thủy sản trang bị được một số kiến thức về lĩnh vực chế biến thực phẩm như chế biến thủy hải sản ở nhiệt độ thấp, sử dụng các bán thành phẩm để chế biến thành thực phẩm. Các kiến thức này có rất nhiều cơ hội ứng dụng vào trong thực tế sản xuất đặc biệt ở các xí nghiệp chế biến lạnh thủy sản tiến đến việc phát triển các sản phẩm mới trong tương lai để gia nhập vào thị trường thế giới. Mời các bạn cùng tham khảo!
Cấu trúc của mô cơ thịt cá, hải sản
Thịt cá
Cấu trúc thịt cá tương tự như cấu trúc của các loại động vật khác, bao gồm bốn mô cơ bản: mô cơ, mô liên kết, mô mỡ và mô xương.
Mô cơ chiếm 50–60% tổng trọng lượng của động vật, với sự phân bố không đồng đều Đây là loại mô có giá trị thực phẩm cao nhất, đóng góp 35% trọng lượng cơ thể Khi động vật còn sống, mô cơ thực hiện các chức năng quan trọng như vận động, tuần hoàn, tiêu hóa và các hoạt động sinh lý khác Cấu trúc của mô cơ chủ yếu được hình thành từ các sợi cơ.
Sợi cơ có hình thoi, đường kính từ 10-100 m và chiều dài khoảng 12cm, bên trong chứa các tơ cơ xếp song song thành các bó với đường kính từ 1-3cm và chiều dài 5-10cm Mỗi sợi cơ được bao bọc bởi một lớp màng mỏng dẻo, gọi là màng cơ, chứa nhiều collagen và elastin, hai loại protein có nhiệt độ nóng chảy cao (130 o C) và không tan trong nước Hai đầu sợi cơ có tổ chức hình sợi mềm, đàn hồi nhờ elastin, giúp giữ cho các sợi cơ nằm giữa hai màng ngăn Khi cơ co giãn quá mức, có thể gây đứt sợi cơ, nhưng các sợi elastin vẫn bền vững Các sợi cơ liên kết với nhau thành các bó cơ bậc nhất, tiếp theo là bó cơ bậc hai và bậc ba.
Hải sản
Mô là tập hợp các tế bào có cấu trúc và chức năng tương đồng, được chia thành bốn loại chính trong cơ thể động vật: mô biểu mô, mô liên kết, mô cơ và mô thần kinh Các loại mô này có vai trò quan trọng trong việc duy trì và hỗ trợ các chức năng sinh lý của cơ thể.
2 hếtcác động vật trừ những động vật đơn giản Các loại mô được đề cập chi tiết dưới đây chủ yếu là ở các động vật
Các tế bào cơ có khả năng co duỗi vượt trội so với các tế bào khác trong cơ thể, đóng vai trò quan trọng trong các chuyển động của động vật bậc cao Chúng thường kéo dài và kết nối với nhau thành các bó nhờ vào mô liên kết Ở động vật có xương sống, có ba loại mô cơ chính.
Cơ xương (còn gọi là cơ vân): có vai trò trong các cử động tùy ý
Cơ trơn chịu trách nhiệm trong phần lớn các cử động không tùy ý của các nội quan
Cơ tim: là thành phần cấu tạo của tim
Thành phần hoá học mô thịt cá và hải sản
Thịt cá
Thành phần hoá học của cá thay đổi tuỳ thuộc vào loại cá, tuổi đánh bắt, mùa đánh bắt, thức ăn của cá,…
Nước chiếm từ 55-83% trong thịt cá, đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống và chất lượng sản phẩm cá Nó tham gia vào các phản ứng sinh hóa và quá trình khuếch tán, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển Tỷ lệ nước trong thịt cá thường cao hơn so với thịt động vật máu nóng, chỉ dao động từ 60-70%.
Thịt cá chứa protein với tỷ lệ trung bình từ 17-21%, trong khi trứng cá có hàm lượng protein cao hơn, đạt 27-28% Về mặt dinh dưỡng và giá trị sinh học, cá có thể so sánh ngang bằng với các loại thịt từ động vật máu nóng khác như lợn, bò và gà.
Thành phần axit amin của protein cá tương tự như trong sữa bò và thịt bò, với thịt cá chứa nhiều lysine hơn Tỷ lệ các amino axit không thay thế cũng tương đương Hệ số tiêu hóa protein của thịt cá đạt mức tương đương với các loại protein động vật khác, cụ thể là 93,95 cho thịt bò, 95,95 cho cá thu và 94,41 cho cá mòi Thịt cá còn chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe.
Protein N phi là yếu tố chính tạo nên hương vị đặc biệt của cá, với thịt cá màu đỏ sẫm chứa nhiều protein N phi hơn so với thịt cá màu trắng Nước chiết từ cá chứa trimetylamin, một amin quan trọng góp phần vào mùi tanh của cá, được hình thành từ quá trình oxy hóa photphatit Bên cạnh đó, inozinic và axit xuxinic cũng có mặt trong nước chiết, đóng vai trò trong việc tạo ra mùi vị đặc trưng của cá.
Chất béo của cá thường không có màu hoặc có màu vàng nhạt, trong khi một số loại cá có màu đỏ do chứa nhiều caroten Tỷ lệ chất béo trong cá dao động từ 0,7-20%, với các giống cá có gan nhỏ tích lũy chất béo chủ yếu ở thịt, như cá mòi (8-20%), cá ngừ (23%) và cá trích (7-30%) Mỡ cá và động vật dưới nước có thành phần tương tự như mỡ động vật trên cạn, chủ yếu là glyxerit Tuy nhiên, thành phần axit của dầu cá khác biệt với dầu động vật trên cạn, với tỷ lệ axit béo không no cao, khiến dầu cá dễ bị oxy hóa và có thể dẫn đến hiện tượng chua thối, sản sinh ra andehyt và xeton.
18 - 28 là nhiều nhất Trong dầu mỡ cá có các sterol, các vitamin đặc biệt là nhóm A, D
Dầu cá là một nguồn thực phẩm quý giá với giá trị sinh học cao và đóng vai trò quan trọng trong ngành dược phẩm Trong quá trình bảo quản và chế biến, dầu cá có thể bị biến đổi màu sắc từ đỏ sang màu tối hoặc đen Ở nhiệt độ thường, dầu cá ở dạng lỏng, nhưng sẽ đông đặc khi được làm lạnh.
Thịt cá chứa hầu hết các chất chất khoáng đa lượng và vi lượng như: K, Na,
Thịt cá chứa nhiều vitamin tương tự như thịt động vật máu nóng, đặc biệt là vitamin A và D Vitamin A chủ yếu được tích lũy từ nội tạng, gan, não, tim và trứng, với hàm lượng từ 150 - 4500 UI/100g thịt cá, trong đó cá thu có nhiều vitamin A hơn cá ngừ, và cá ngừ nhiều hơn cá chày Vitamin D có mặt chủ yếu trong dầu cá, với hàm lượng từ 200 – 4700 UI/100g thịt cá; trong đó cá ngừ chứa nhiều vitamin D hơn cá chày, và cá chày nhiều hơn cá thu.
Hải sản
Cơ thịt hải sản chủ yếu bao gồm các thành phần hóa học như nước, lipid, protid, glucid, muối cô cơ, vitamin, enzym và hormone Trong đó, nước, lipid, protid và muối cô cơ chiếm tỷ lệ lớn, trong khi glucid thường có lượng rất ít và chủ yếu tồn tại dưới dạng glycogen.
Thành phần hóa học của động vật thủy sản thay đổi theo giống loài và điều kiện sống Trong cùng một giống loài, sự khác biệt về môi trường sống có thể dẫn đến sự biến đổi trong thành phần hóa học Ngoài ra, trạng thái sinh lý và mùa vụ cũng ảnh hưởng đến thành phần này Động vật thủy sản không xương sống có hàm lượng nước cao hơn và protein thấp hơn so với cá, với lượng mỡ dưới 2% và muối vô cơ khoảng 1-3% chất khô Riêng trong nhóm giáp xác, hàm lượng khoáng, sắc tố và protein thường cao hơn.
3.2.1 Protein của động vật thủy sản
Protein được chia thành hai loại chính dựa trên hình dạng: protein hình sợi và protein hình cầu Nhóm protein hình sợi bao gồm Actin, Collagen, Elastin và Keratin, thường liên kết với nhau theo chiều dài để tạo thành các đại phân tử Trong khi đó, nhóm protein hình cầu như Albumin, Globulin, Hemoglobin và enzym là những protein tan trong nước Khi gặp nhiệt độ cao, acid, bazơ, muối kim loại nặng, rượu hoặc chất oxy hóa, protein hình cầu sẽ chuyển thành hình sợi, dẫn đến việc mất đi tính tự nhiên và khả năng thấm nước Ngoài hình cầu, protein còn có thể có hình dạng ống chỉ, bầu dục và elip.
Protein được chia thành hai loại chính dựa trên cấu trúc: protein đơn giản và protein phức tạp Protein đơn giản chỉ bao gồm các gốc acid amin, ví dụ như albumin, globulin, protamin và histon Trong khi đó, protein phức tạp là sự kết hợp của protein đơn giản với các chất không phải protid, được gọi là nhóm ngoại Tùy thuộc vào bản chất của nhóm ngoại, protein phức tạp có thể được phân loại thành nucleoproteit, cromoproteit, glucoproteit, lipoproteit và photphoproteit.
Protein của động vật thủy sản có thể được phân loại thành hai loại: chất cơ cơ bản và chất cơ hòa tan Tỉ lệ giữa hai loại protein này trong thịt cá khác nhau tùy thuộc vào giống và loài, nhưng nhìn chung, động vật thủy sản có tỉ lệ chất cơ hòa tan cao hơn so với chất cơ cơ bản khi so với động vật trên cạn.
3.2.2 Chất ngấm ra của của cơ thịt động vật
Khi cơ thịt của thủy sản được ngâm trong nước nóng hoặc nước ấm, một số chất trong tổ chức cơ thịt sẽ hòa tan ra ngoài, được gọi là chất ngấm ra, chất trích ly hoặc chất chiết rút.
Chất ngấm ra trong cơ thịt cá thường ít hơn so với các động vật thủy sản không xương sống, đặc biệt là ở các loài nhuyễn thể, và cũng thấp hơn so với cá xương mềm Hàm lượng chất ngấm ra phụ thuộc vào từng loài, nhưng trung bình khoảng 2÷3% thịt tươi, trong đó 1/3 là chất hữu cơ, chủ yếu là protein, và phần còn lại là chất vô cơ.
Chất ngấm ra có vai trò quan trọng trong việc quyết định mùi vị của sản phẩm, mặc dù về mặt dinh dưỡng thì không lớn Đây là thành phần hóa học dễ bị vi sinh vật tác động, dẫn đến thối rữa và giảm khả năng bảo quản nguyên liệu Mức độ phân giải của chất ngấm ra ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị của sản phẩm.
The exudate from aquatic animal muscle contains various organic compounds rich in protein, including thiazole compounds such as histidine and anserine, as well as trimethylamine derivatives like trimethylamine oxide and betaine Additionally, it comprises free amino acids such as glutamine, alanine, and proline, along with other nitrogenous substances like purine bases.
5 taurin, ure,…), các chất hữu cơ không đạm (chất béo trung tính, photpholipid, cholesterol, glycogen, axitlactic,…), và các chất vô cơ (Kali, Natri, Canxi,…)
3.2.3 Chất béo của động vật thủy sản
Chất béo chủ yếu bao gồm triglycerid, được hình thành từ hai acid béo bậc cao và glyceril, đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống của thuỷ sản Lipid trong động vật thuỷ sản tươi thường có màu vàng nhạt, trong khi gan mực và cá chiên có màu đỏ, và màu sắc của lipid càng sẫm khi chứa nhiều vitamin Trong công nghệ chế biến, nếu kỹ thuật không đảm bảo, việc gia nhiệt không hợp lý, hoặc tiếp xúc với ánh sáng và không khí, màu sắc của lipid có thể chuyển từ vàng sang đỏ, nâu, hoặc đen, đồng thời mùi vị cũng bị biến đổi Acid béo quan trọng nhất là acid linoleic và linolenic, mà cơ thể con người không tự tổng hợp được.
3.2.4 Muối vô cơ của động vật thủy sản
Động vật thuỷ sản chứa nhiều loại khoáng chất phong phú, trong đó canxi (Ca) và photpho (P) chiếm tỷ lệ cao nhất Ngoài ra, còn có các khoáng chất khác như sắt (Fe), natri (Na), kali (K), i-ốt (I) và clo (Cl) Một số khoáng chất như nhôm (Al), mangan (Mn), crom (Cr), đồng (Cu), chì (Pb), coban (Co) và selenium (Se) có mặt với tỷ lệ nhỏ hơn, trong khi một số chất khác chỉ xuất hiện với lượng rất nhỏ Trong số này, sắt, đồng và i-ốt là những khoáng chất cần thiết cho sức khỏe Hàm lượng muối vô cơ trong động vật thuỷ sản được thể hiện qua bảng (% chất khô).
3.2.5 Vitamin trong động vật thủy sản
Vitamin trong động vật thủy sản được chia thành hai nhóm: nhóm tan trong dầu và nhóm tan trong nước Vitamin thường tập trung nhiều ở nội tạng, đặc biệt là gan và tuyến sinh dục Vitamin A và D chủ yếu có mặt trong gan và chất béo của cá, trong khi các vitamin khác phân bố trong thịt cá dưới dạng hợp chất đơn giản với protein hoặc với hợp chất protein và axit photphoric Hiện nay, nguồn vitamin phong phú và tốt nhất được tìm thấy trong dầu gan cá biển, với nguồn gốc vitamin A trong cá biển đến từ carotinoit của sinh vật phù du thủy sinh.
Trong quá trình chiết xuất vitamin A từ gan cá, vitamin D cũng thường được tìm thấy Nguồn vitamin D trong động vật thủy sản xuất phát từ các loài sinh vật sống ở độ sâu 200 m dưới nước Ngoài ra, vitamin E cũng tồn tại trong động vật thủy sản, và các yếu tố ảnh hưởng đến vitamin A cũng tác động đến vitamin D và E.
3.2.6 Sắc tố của động vật thủy sản
Sắc tố của động vật thủy sản được thể hiện qua lớp da với màu sắc đa dạng tùy thuộc vào từng họ Họ sắc tố mỡ (lipocrome) thường có các màu như đỏ, vàng, và hồng sẫm, trong khi họ sắc tố đen lại có các màu như đen, nâu đen và tím đen.
Những biến đổi đặc trưng sau khi chết của mô cơ thịt cá
Sự tiết chất nhờn ra ngoài cơ thể
Cá tiết chất nhờn để bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân có hại và giảm ma sát khi bơi Sau khi chết, cá vẫn tiếp tục tiết chất dính, với lượng chất này gia tăng cho đến khi tê cứng Chất dính chủ yếu chứa glucoprotein, ban đầu trong suốt và sau đó trở nên vẩn đục Những biểu hiện này là đặc trưng của quá trình phân hủy cá.
- Cơ săn chắc và đàn hồi.
Sự tê cứng của cá sau khi chết
Sau khi cá chết, cơ thể cá sẽ dần bị cứng lại, bắt đầu từ vùng lưng và sau đó lan ra các bộ phận khác Biểu hiện tê cứng của cá sau khi chết là một quá trình rõ rệt.
- Cơ mất tính đàn hồi ;
Quá trình tự phân giải
Sau khi cá chết, cơ thể cá trải qua quá trình cứng lại rồi mềm trở lại nhờ các enzym có trong thịt cá, đặc biệt là hệ thống enzym proteaza Những enzym này phân giải protein thành peptit và cuối cùng thành các axit amin Trong cơ cá, enzym chủ yếu là catepxin, trong khi trong ruột cá, enzym chủ yếu là tripxin và pepxin Đáng chú ý, các enzym tiêu hóa đường ruột không bị ức chế bởi muối ăn, trong khi catepxin lại bị ức chế bởi nồng độ muối 5%.
Quá trình thối rữa
Tác dụng tự phân giải khác biệt rõ rệt so với quá trình thối rữa, nhưng có thể xem nó là giai đoạn trước của thối rữa Quá trình thối rữa chủ yếu do vi khuẩn thực hiện, trong đó chúng phân hủy axit amin thành các hợp chất đơn giản như indol, NH3, và CO2 Số lượng vi sinh vật tồn tại trên da, mang, và trong nội tạng của cá sống và cá vừa đánh bắt có sự biến động đáng kể, với mật độ vi sinh vật trên da dao động từ 10^2 đến 10^7 vi sinh vật/gam, trên mang từ 10^3 đến 10^9 vi sinh vật/gam, và trong nội tạng từ
Sau giai đoạn tiền phát ban, vi sinh vật trong cá bắt đầu tăng trưởng theo hàm số mũ, và ở nhiệt độ cao, quá trình ươn cá diễn ra rất nhanh Sự gia tăng vi sinh vật có thể đạt tới 10^3 - 10^9 vi sinh vật/gam, gây ra nguy cơ lớn cho chất lượng cá.
KỸ THUẬT LẠNH THỦY SẢN
Mục đích của quá trình lạnh đông
Làm lạnh đông thủy sản là quá trình hạ thấp nhiệt độ nhằm làm chậm sự hư hỏng của sản phẩm, giúp giữ nguyên chất lượng giống như thủy sản tươi sống cho đến khi rã đông Phương pháp này không chỉ kéo dài thời gian bảo quản mà còn giữ nguyên tính chất ban đầu của nguyên liệu tươi, đảm bảo sự tươi ngon cho người tiêu dùng.
Lạnh đông và bảo quản lạnh là phương pháp quan trọng trong xuất khẩu thủy sản, đặc biệt đối với các nước đang phát triển Thủy sản lạnh đông không chỉ giúp duy trì chất lượng sản phẩm mà còn ảnh hưởng lớn đến giá thành, góp phần vào sự phát triển kinh tế của các quốc gia này.
Một vài khái niệm
Lạnh đông là quá trình hạ nhiệt độ của sản phẩm xuống dưới điểm đóng băng để làm đông đặc phần nước có trong sản phẩm
2.2.Điểm quá lạnh Ở nhiệt độ dưới 0 o C mà nước chưa kết tinh thành đá gọi là hiện tượng quá lạnh Hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào nồng độ chất tan, cấu tạo màng tế bào và tốc độ hạ nhiệt của môi trường xung quanh Điểm quá lạnh là điểm mà có nhiệt độ quá lạnh thấp nhất để có xuất hiện tinh thể đá
Các tinh thể đá hình thành ở nhiệt độ rất thấp, giải phóng ẩn nhiệt khi đóng băng, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của sản phẩm Tại điểm nảy, nước tự do trong cấu trúc bị tách ra và kết tinh, khiến nhiệt độ sản phẩm đạt mức cao nhất trước khi dừng lại một thời gian để hoàn tất quá trình đóng băng.
(nước tự do cấu trúc), đây gọi là điểm đóng băng
Hình 1: Quá trình đóng băng của thủy sản
2.4 Điểm eutecti Điểm đóng băng tuyệt đối, là nhiệt độ tối thiểu để toàn bộ nước trong tế bào thủy sản đông đặc lại, nhiệt độ tại điểm này là -55 ÷ -65 0 C
Trong ngành công nghiệp chế biến và làm lạnh thủy sản, việc sử dụng nhiệt độ ở mức độ eutectic không khả thi do chi phí cao và sản phẩm không đạt yêu cầu về thẩm mỹ và độ bền Nhiệt độ -40oC là đủ để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Cơ chế của quá trình lạnh đông thủy sản
3.1 Sự hình thành tinh thể đá
Khi nhiệt độ hạ xuống dưới 0°C, nước trong động vật thủy sinh bắt đầu đóng băng, quá trình này phụ thuộc vào mức độ liên kết giữa các phân tử nước trong tế bào Cụ thể, nếu liên kết yếu, nhiệt độ đông lạnh sẽ cao hơn, trong khi liên kết mạnh sẽ dẫn đến nhiệt độ đông lạnh thấp hơn.
Quá trình làm lạnh đông xảy ra qua 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1 : Làm lạnh tới điểm đóng băng t 0 C
- Giai đoạn 2 : Quá trình đóng băng ở băng điểm
- Giai đoạn 3 : Tiếp tục làm lạnh đông đến nhiệt độ bảo quản lạnh đông
- Sự hình thành các tinh thể đá:
3.2 Sự cô đặc của chất tan
Trong quá trình lạnh đông, nồng độ chất tan tăng lên, dẫn đến sự thay đổi pH, sức căng bề mặt và độ nhớt Khi nhiệt độ giảm, nồng độ chất tan đạt đến điểm bão hòa, từ đó gây ra hiện tượng kết tinh.
KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN
Tiếp xúc trực tiếp
- Làm đông trong hỗn hợp sinh hàn:
Phương pháp này được áp dụng tại những khu vực không có nhà máy đông lạnh, dựa trên hiện tượng tự làm lạnh của hỗn hợp đá muối, hay còn gọi là hỗn hợp sinh hàn Khi đá và muối hòa tan đồng thời, nhiệt độ của hỗn hợp sẽ giảm xuống, và mức độ giảm nhiệt độ phụ thuộc vào tỷ lệ muối trong hỗn hợp.
Trong thực tế chỉ sử dụng tỷ lệ muối là 6 14% so với lượng đá để làm đông thủy sản
Thực phẩm được đông lạnh bằng cách xếp lớp đá, muối và cá theo thứ tự, sau đó phủ lên bề mặt một lớp đá dày và rắc muối, rồi đậy kín Quá trình này mất khoảng 14 giờ để thực phẩm đạt nhiệt độ -8°C.
Tiếp xúc gián tiếp
Phương pháp làm lạnh này rất phổ biến trong chế biến thủy sản, nơi thực phẩm cần đông lạnh được đặt trực tiếp lên các tấm kim loại có ống dẫn tác nhân lạnh Phương pháp này cho phép trao đổi nhiệt hiệu quả hơn so với không khí lạnh, giúp tăng tốc độ kết đông và giảm chênh lệch nhiệt độ giữa thực phẩm và môi trường Kết quả là công suất lạnh và năng lượng tiêu thụ cho mỗi đơn vị sản phẩm giảm, thời gian làm đông ngắn hơn, đồng thời bảo vệ thực phẩm khỏi tác động của không khí.
Phương pháp này có nhược điểm là không hoạt động liên tục và chỉ có thể đông lạnh các loại thực phẩm được đặt trong khuôn cố định, do đó không phù hợp với nhiều loại thực phẩm khác nhau.
27 với các loại thực phẩm có kích thước lớn hoặc hình dạng phức tạp
2.Tác nhân làm lạnh đông
Tác nhân lạnh phổ biến hiện nay là không khí lạnh, di chuyển nhanh xung quanh bề mặt thực phẩm Không khí lạnh có thể tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với bề mặt sản phẩm, giúp bảo quản thực phẩm hiệu quả.
Làm lạnh bằng hỗn hợp sinh hàn ( hỗn hợp đá – muối)
Phương pháp này rất quan trọng cho những khu vực không có nhà máy đông lạnh hoặc các xí nghiệp tiếp nhận nguyên liệu với khối lượng lớn Khi đá và muối được hòa tan cùng lúc, nhiệt độ của hỗn hợp sẽ giảm xuống, mức độ giảm phụ thuộc vào tỷ lệ muối có trong hỗn hợp, như được chỉ ra trong bảng dưới đây.
Làm lạnh bằng không khí lạnh
Để bảo đảm vệ sinh cao trong quá trình bảo quản sản phẩm, việc giữ nguyên hình dạng của sản phẩm là rất quan trọng Thiết bị làm đông thường hoạt động liên tục và có khả năng cơ giới hóa, tự động hóa, nhưng cần lưu ý rằng việc này có thể dẫn đến tăng mức độ mất nước và làm cho không khí dễ gây ra những biến đổi ở thủy sản do phản ứng oxy hóa.
Các trường hợp lạnh đông
Quá trình lạnh đông chậm kéo dài từ 15-20 giờ, trong đó tinh thể nước đá hình thành chủ yếu ở dịch gian bào Khi nồng độ chất tan trong dịch gian bào thấp hơn dịch trong tế bào, nước tự do sẽ đóng băng, dẫn đến sự tăng nồng độ chất tan và nước di chuyển từ tế bào ra ngoài để cân bằng nồng độ Sự đóng băng tiếp tục diễn ra trong gian bào, làm tăng kích thước tinh thể đá, gây phá vỡ màng tế bào và hủy hoại mô tế bào thực phẩm Khi rã đông, dịch bào bị chảy mất, làm giảm dinh dưỡng và khiến cấu trúc thực phẩm trở nên mềm nhão.
Là tăng vận tốc lấy nhiệt từ thực phẩm rút ngắn thời gian làm đông xuống từ 4
Khi nhiệt độ giảm nhanh trong 6 giờ, tinh thể đá sẽ hình thành đồng đều cả bên trong và bên ngoài tế bào, dẫn đến việc các tinh thể đá nhỏ và mịn, không gây rách màng tế bào Phương pháp này ngăn chặn hiện tượng di chuyển của nước từ trong ra ngoài tế bào, giúp sản phẩm sau khi tan giá không bị mất dịch bào, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.
Phương pháp đông lạnh nhanh sử dụng các tác nhân lạnh như CO2 lỏng và nitơ lỏng, với thời gian đông lạnh dưới 10 phút, giúp bảo toàn hầu hết các tính chất và chất lượng của thực phẩm Nitơ lỏng, với nhiệt độ sôi -196 oC, có sẵn trong tự nhiên và chiếm gần 80% trong không khí, là khí trơ, hạn chế quá trình oxy hóa thực phẩm Nhiệt độ cực thấp và thời gian hạ nhiệt ngắn giúp tiêu diệt gần như toàn bộ vi sinh vật, đảm bảo an toàn cho thực phẩm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lạnh đông
- Nhiệt độ vận hành máy đông
- Hệ thống làm lạnh và tốc độ gió
Các biến đổi xảy ra trong quá trình chế biến lạnh đông
Protein trong sản phẩm thường bị biến đổi trong quá trình bảo quản đông lạnh, với tốc độ biến tính phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ Sự biến tính này ảnh hưởng đến khả năng giữ nước, khiến thịt cá trở nên dai hơn, đặc biệt là thịt đỏ Để làm chậm tốc độ hư hỏng do biến đổi protein, việc giảm nhiệt độ bảo quản xuống mức thấp hơn là rất quan trọng.
20 o C mới bảo đảm lượng protein hầu như nguyên vẹn
Chất béo trong thủy sản dễ bị biến đổi và hư hỏng trong quá trình bảo quản, đặc biệt là khi nhiệt độ tăng cao, dẫn đến oxy hóa nhanh chóng Tuy nhiên, thủy sản béo có thể được bảo quản hiệu quả nếu được mạ băng, đóng gói trong túi PE và hàn kín bằng công nghệ hút chân không Việc duy trì nhiệt độ bảo quản càng thấp sẽ giúp giảm thiểu sự biến đổi của chất béo.
5.3 Sự thay đổi màu sắc
Chất lượng thủy sản thường được xác định qua bề ngoài, vì vậy sự thay đổi màu sắc là dấu hiệu cho thấy sản phẩm đang bị xuống cấp Việc bảo quản ở nhiệt độ thấp có thể làm chậm quá trình biến đổi màu sắc này.
5.4 Sự thay đổi trọng lượng (thay đổi ẩm)
Mất nước sản phẩm trong quá trình bảo quản đông lạnh là vấn đề quan trọng mà các quản lý kho lạnh cần chú ý Tốc độ mất nước này chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố liên quan đến thiết kế và vận hành của kho trữ đông.
Khi thủy sản đông lạnh mất nước, bề mặt sản phẩm trở nên khô, mờ đục và xốp Nếu quá trình này kéo dài, nước bên trong sản phẩm cũng bị thấm ra, khiến thịt trở nên xơ và sản phẩm bị nhẹ Sự mất nước nghiêm trọng làm cho bề mặt sản phẩm sậm lại, hiện tượng này được gọi là "cháy lạnh".
5.5 Sự thay đổi thể tích
Sản phẩm sau cấp đông do sự chuển pha của nước có trong tế bào thủy sản làm cho thể tích tăng lên
6 Tan giá thủy sản lạnh đông
6.1 Vai trò quan trọng của tan giá
TS lạnh đông khi đem ra sử dụng phải để cho sản phẩm tan giá hay rã đông (thawing)
Tan giá là quá trình ngược lại với quá trình lạnh đông
Mục đích chính của việc tan giá là phục hồi các tính chất ban đầu của sản phẩm, giúp đá trong sản phẩm tan ra thành nước, làm cho thịt cá trở nên mềm mại trở lại và khôi phục màu sắc tự nhiên của chúng.
6.2 Yêu cầu của tan giá
Việc sử dụng thiết bị tan giá cần phải quan tâm đến tính chất của loại sản phẩm và cần đáp ứng các yêu cầu chủ yếu:
Tổn thất dịch chất tối thiểu xảy ra khi quá trình tan giá diễn ra chậm, vì thời gian làm tan giá kéo dài sẽ dẫn đến tổn thất dịch chất Ngược lại, nếu tan giá nhanh chóng, dịch bào sẽ mất đi nhiều hơn.
Tổn thất khối lượng sản phẩm tối thiểu xảy ra do sự hao hụt dịch bào, dẫn đến giảm khối lượng sản phẩm Bên cạnh đó, quá trình tan giá và làm ấm cũng góp phần làm sản phẩm bốc hơi nước, gây thêm giảm khối lượng.
Để đảm bảo yêu cầu vệ sinh cao nhất trong quá trình tan giá, cần tạo ra môi trường sạch sẽ nhằm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và enzyme Quá trình này bắt đầu ở nhiệt độ thấp và sau đó nâng dần lên, giúp giảm thiểu tác động của vi sinh vật và enzyme trong thực phẩm.
Để đảm bảo quá trình tan giá hiệu quả nhất, sản phẩm cần được đông lạnh nhanh hoặc cực nhanh và bảo quản ở nhiệt độ đông lạnh tuyệt đối để giữ chất lượng Thời gian tan giá phụ thuộc vào phương pháp đông lạnh, thời gian bảo quản và cách thức tan giá, bên cạnh đó còn chịu ảnh hưởng bởi chất lượng sản phẩm và độ pH Cơ chế của các quá trình sinh lý, sinh hóa và hóa học trong quá trình tan giá cũng phức tạp tương tự như trong quá trình đông lạnh.
MỘT SỐ QUY TRÌNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Giới thiệu sơ lược surimi
Surimi, một thuật ngữ xuất phát từ Nhật Bản, là thịt cá được tách xương, rửa sạch và nghiền nhỏ, tạo thành một chất nền protein có độ kết dính cao Đây là một chế phẩm bán thành phẩm được sử dụng phổ biến để sản xuất các sản phẩm mô phỏng.
Surimi là nguồn thực phẩm giàu protein, ít lipid, không chứa cholesterol và glucid, dễ dàng được cơ thể hấp thụ Protein trong surimi có khả năng kết hợp với các loại protein khác, cải thiện chất lượng thịt khi trộn với thịt bò, lợn, gà, tôm, cua Đặc biệt, surimi có tính chất tạo khối dẻo, mùi vị và màu sắc trung hòa, giúp đơn giản hóa quy trình sản xuất sản phẩm mô phỏng, giảm thời gian chế biến và dễ dàng đạt được chất lượng mong muốn Từ surimi, người ta có thể chế biến ra các sản phẩm giá trị cao như giả tôm, cua, thịt và xúc xích.
Surimi có khả năng phòng ngừa và giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh xơ vữa động mạch, một căn bệnh mãn tính thường gặp ở người cao tuổi, đặc biệt tại các nước phát triển Với thành phần không chứa cholesterol và hàm lượng lipid thấp, surimi là lựa chọn lý tưởng cho những người ăn kiêng.
Nguyên liệu chế biến surimi
Có khoảng 60 loài cá để sản xuất surimi Chủ yếu thuộc các họ Micropogon, Pseudosciaena, arophrys,Microstoruns spp, Bothidae và Pleuronectidae
Surimi được sản xuất từ thịt cá trắng, cá gầy có chất lượng hơn cá béo
Các loại cá như: cá tuyết, cá lạc, cá đổng, cá đù, cá mối, cá mắt kiếng
Đường và sorbitol được bổ sung trước khi đông lạnh để duy trì tính chất tạo gel của surimi, từ đó kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao hương vị của sản phẩm cuối.
- Tinh bột gia tăng kết cấu và ổn định hệ gel đặc biệt là khi đông lạnh, lượng sử dụng 3-5%
- Polyphosphate có tác dụng bảo quản tạo xốp, chống đông vón, ổn định cấu trúc.
Quy trình công nghệ chế biến surimi
Sau khi rã đông, thịt cá sẽ được nghiền nhỏ để làm đứt các liên kết, giúp dễ dàng hơn cho các công đoạn rửa sau này Để tránh làm nóng nguyên liệu trong quá trình nghiền thô, cần phải làm mát trước khi thực hiện Sản phẩm nghiền xong cần được bảo quản ở nhiệt độ thấp nhằm ngăn chặn các biến đổi không mong muốn.
- Rửa: Chế độ rửa có ảnh hưởng rất nhiều đến màu sắc, mùi vị, độ bền đông kết, độ dẻo dai, thành phần hóa học của surimi
+ NaHCO3 có tác dụng loại lipid có trong nguyên liệu
+ CH3COOH có tác dụng tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm
+ NaCl có tác dụng ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép
33 tách Trong các công đoạn rửa nhiệt độ nước rửa cần nhỏ hơn 5 0 C để tránh các biến đổi có thể xảy ra
Lọc nước là quá trình quan trọng nhằm giảm thiểu lượng nước tự do trong nguyên liệu, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc phối trộn phụ gia, đảm bảo cấu trúc sản phẩm đạt yêu cầu.
Phối trộn phụ gia cho thịt cá sau khi tách nước giúp tăng cường khả năng tạo gel, độ dẻo dai và độ chắc cho sản phẩm Ngoài ra, quá trình này còn cải thiện khả năng giữ nước khi gia nhiệt, duy trì màu sắc tự nhiên, tạo độ bóng bề mặt, đồng thời có tác dụng bảo quản và tăng cường hương vị cho sản phẩm.
Định hình sản phẩm không chỉ tạo ra hình dáng cho khối thịt cá mà còn hỗ trợ quá trình Suvari diễn ra hiệu quả Sau khi định hình, bề mặt của khối thịt cá cần phải được đảm bảo láng bóng và nhẵn mịn.
- Cấp đông, bao gói, bảo quản:
Surimi sau khi định hình cho vào túi PE hàn kín miệng, cấp đông và được bảo quản ở nhiệt độ -18 ÷ -22 o C.
Đặc tính và chức năng của protein surimi
Các đặc tính chức năng của protein cơ trong sản xuất thực phẩm bao gồm tính tan, tính nhớt, khả năng giữ nước và tạo gel Sự hòa tan của protein chịu ảnh hưởng bởi pH, lực ion, kiểu dung môi và nhiệt độ Khi pH giảm gần đến điểm đẳng điện, lực đẩy giảm, cho phép protein liên kết lại Nhiều protein có độ tan thấp nhất ở pI, nơi mà lực đẩy điện tích yếu, dẫn đến tăng cường liên kết giữa các phân tử Nghiên cứu của Choi và Park cho thấy protein cá Pacific whiting có khả năng hòa tan thấp nhất ở pH 5,0, trong khi protein cá da trơn hòa tan tốt nhất ở pH 2,5 và pH 11, và thấp nhất ở pH 5,5.
4.1 Khả năng hấp thu và giữ nước
Hàm lượng nước trong sản phẩm có ảnh hưởng lớn đến tính chất của thịt cá, với độ tươi của cá quyết định khả năng giữ ẩm; cá càng tươi thì khả năng này càng cao Bên cạnh đó, độ mịn, thời gian làm sạch và mức độ đảo trộn của thịt cá cũng đóng vai trò quan trọng trong khả năng giữ nước của surimi.
4.2 Khả năng tạo nhũ tương
Nhũ tương là hệ thống phân tán giữa hai chất lỏng không hòa tan, trong đó một chất tồn tại dưới dạng hạt nhỏ trong pha bị phân tán, trong khi chất còn lại đóng vai trò là pha phân tán liên tục.
Phần lớn nhũ tương thực phẩm là kiểu dầu trong nước (D/N) hoặc nước trong dầu (N/D), nhiều nhũ tương còn chứa các bọt khí hoặc chất rắn phân tán
Nhũ tương là hệ thống không bền nhiệt động, trong đó các giọt có xu hướng kết hợp lại thành những giọt lớn hơn, dẫn đến việc phân tách thành hai lớp và không còn giữ được trạng thái nhũ tương Để duy trì sự bền vững của nhũ tương, cần phải giữ cho các giọt ở trạng thái phân tán.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến surimi
Tỉ lệ cơ thịt của cá phụ thuộc vào chất lượng và loại nguyên liệu, với hàm lượng protein cao giúp tăng độ đàn hồi, trong khi hàm lượng mỡ cao làm giảm độ đàn hồi do mỡ xen vào giữa các phân tử protein Thời điểm khai thác cũng ảnh hưởng đến chất lượng cơ thịt; cá đạt độ trưởng thành sẽ cho cơ thịt tốt nhất, nhưng thường có hàm lượng mỡ cao Do đó, cần cân nhắc việc sử dụng nguyên liệu theo mùa vụ, đặc biệt là đối với các loài cá béo có hàm lượng mỡ cao, không nên đánh bắt vào đúng mùa vụ hoặc trong thời gian cá đẻ trứng để đảm bảo chất lượng cơ thịt.
Công nghệ chế biến đóng vai trò quan trọng trong chất lượng sản phẩm, bao gồm các khâu như xử lý sơ bộ nguyên liệu, chế độ rửa với các yếu tố như loại và nồng độ hóa chất, nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung dịch rửa/nguyên liệu Ngoài ra, loại và tỷ lệ phụ gia, chế độ nghiền, kỹ thuật định hình và cấp đông cũng ảnh hưởng đáng kể đến quy trình sản xuất.
Thịt cá xay chứa nhiều chất dinh dưỡng quý giá như acid amin, protein, vitamin và khoáng chất Tuy nhiên, thành phần chất béo trong thịt cá xay cũng đáng kể, đặc biệt là các acid béo không no cao phân tử Những acid béo này rất nhạy cảm với phản ứng thủy phân và dễ bị oxi hóa.
Trong thịt cá xay, các phản ứng nhanh chóng dẫn đến sự thủy phân triglycerid và phospholipid, làm tăng hàm lượng acid béo tự do và gây ra mùi vị lạ Điều này có thể làm giảm độ bền đông kết của surimi Khi nhiệt độ cao và thời gian bảo quản kéo dài, quá trình hư hỏng do oxi hóa lipid diễn ra nhanh chóng Để cải thiện chất lượng sản phẩm, các chất chống oxi hóa thường được sử dụng nhằm bảo vệ chất béo trong thịt cá xay.
Các chất chống oxi hóa tự nhiên: hành, tỏi, dầu đậu tương, amino acid, hỗn hợp gia vị
Các hóa chất: polyphosphat, butylhydroxyglunolia (BTHO), butylhydroxyanzon (BHA), acid ascosbic, acid citric, etylendiamin-tetraacetic (EDTA)…Các chất chống oxi hóa gốc phenol; BHA, BMT, BQH
Hiện nay, các nhà chế biến thực phẩm ngày càng chú trọng đến việc sử dụng chất chống oxy hóa tự nhiên không chỉ để ngăn chặn quá trình oxy hóa mà còn để cải thiện hương vị sản phẩm Để bảo quản chất béo trong thịt cá xay, họ áp dụng nhiều biện pháp như sử dụng bao bì chuyên dụng ngăn không cho không khí tiếp xúc, cũng như các phương pháp hút chân không và mạ băng.
5.3 Hàm lượng phi protein và protein tương cơ
Protein tơ cơ đóng vài trò quan trọng trong việc hình thành gel và độ bền gel, chủ
Myosin và hợp chất actomyosin có vai trò quan trọng trong việc hình thành gel, nhưng protein tương cơ lại cản trở quá trình này, dẫn đến giảm độ bền gel của sản phẩm Trong công nghệ sản xuất surimi, việc rửa thịt cá trong nước nhằm loại bỏ protein hòa tan, giúp cải thiện khả năng tạo gel Tuy nhiên, protein tương cơ có khả năng hòa tan cao trong nước, gây mất giá trị dinh dưỡng khi một lượng lớn protein bị rửa trôi Do đó, cần chú ý để bảo vệ giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm trong quá trình sản xuất.
Chất nhũ hóa được sử dụng để tạo ra hệ nhũ tương bền bằng cách thêm các chất háo nước có khả năng hòa tan trong pha liên tục Việc này không chỉ tăng độ nhớt và độ đàn hồi mà còn nâng cao khả năng giữ nước, đồng thời bảo vệ các giọt không bị kết hợp lại với nhau.
Sự biến tính của protein tơ cơ có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính chức năng của nó, dẫn đến sự thay đổi không mong muốn như làm giảm hoạt động của enzyme và chất lượng sản phẩm Tuy nhiên, trong một số trường hợp, biến tính cũng có thể cải thiện một số đặc tính chức năng, chẳng hạn như tăng khả năng tạo bọt và khả năng chuyển hóa thành thể sửa của protein albumin trứng, hoặc tăng khả năng tạo gel.
Surimi là sản phẩm có cấu trúc từ gel protein, hình thành khi nhiệt độ làm biến tính các phân tử protein, tạo ra một mạng lưới không gian có trật tự gọi là gel Để tăng cường độ bền của gel, có thể điều chỉnh pH của protein bằng cách axit hóa hoặc kiềm hóa nhẹ đến điểm đẳng điện Ngoài ra, việc thêm các chất đồng tạo gel giúp tăng cường độ đàn hồi cho sản phẩm.
Sự tạo gel xảy ra khi các phân tử protein bị biến tính tự tập hợp lại thành một mạng lưới liên kết có trật tự, là một tính chất chức năng quan trọng của nhiều loại protein Tính năng này đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành cấu trúc và là cơ sở cho sản xuất nhiều sản phẩm thực phẩm như surimi, kamaboko và giò Khả năng tạo gel không chỉ giúp tăng cường độ cứng và độ đàn hồi của thực phẩm mà còn cải thiện khả năng hấp thụ nước, tạo độ dẻo và lực liên kết giữa các tiểu phần.
Những biến đổi có khả năng xảy ra và biện pháp khắc phục
6.1 Những biến đổi có khả năng xảy ra
Hiện tượng Suvari là sự hình thành cấu trúc protein dạng lưới bền vững, giúp surimi có tính dẻo dai và đàn hồi tốt Hiện tượng này diễn ra từ quá trình nghiền trộn đến định hình Để tối ưu hóa hiện tượng Suvari, surimi cần được giữ trong một khoảng thời gian nhất định, thời gian này phụ thuộc vào nhiệt độ.
Hiện tượng Modari là quá trình ngược lại với hiện tượng Suvari, thường xảy ra trong thịt nhuyễn surimi, dẫn đến sự giảm sút tính đàn hồi và độ dẻo dai của sản phẩm Quá trình này diễn ra mạnh mẽ ở nhiệt độ từ 40 đến 70 độ C trong sản xuất.
36 surimi, người ta cố gắng loại trừ hiện tượng Modari, kéo dài thời gian ở nhiệt độ gây ra hiện tượng Suvari
Hiện tượng Modari có thể xảy ra khi các chất phụ gia được sử dụng không đúng tỷ lệ hoặc không đạt tiêu chuẩn, vì chúng có vai trò bảo vệ protein trong điều kiện không thuận lợi, làm giảm chức năng của protein Do đó, trong quá trình chế biến, việc duy trì nhiệt độ surimi dưới 35°C là rất quan trọng.
Thực hành Bài 1: Chế biến cá nguyên con lạnh đông
Thực hành Bài 2: Chế biến tôm lạnh đông
Thực hành Bài 3: Chế biến mực lạnh đông
Thực hành Bài 4: Chế biến cá Tra fillet lạnh đông Thực hành Bài 5: Chế biến chả tôm lạnh đông
Thực hành Bài 6: Chế biến surimi lạnh đông
Thực hành Bài 7: Chế biến chả mực lạnh đông
