Giáo trình Chế biến tổng hợp được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên trình bày và giải thích được các quá trình cơ bản trong sản xuất bột cá-dầu cá và các phương pháp sản xuất bột cá- dầu cá. Mời các bạn cùng tham khảo!
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BỘT CÁ-DẦU CÁ
Khái quát chung về bột cá
1.1 Giới thiệu về bột cá
Bột cá được chế biến từ các nguyên liệu thủy sản khác nhau, bao gồm phế liệu và cá kém giá trị, tạo ra bột cá chăn nuôi, trong khi cá có giá trị cao được sử dụng để sản xuất bột cá thực phẩm Sản phẩm bột cá không chỉ có thể được chế biến thành các sản phẩm cao cấp khác mà còn được dùng để tăng cường lượng đạm và axit amin cần thiết cho thực phẩm tiêu dùng trực tiếp.
Cùng với sự phát triển của công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản, công nghệ sản xuất bột cá chăn nuôi ngày càng được cải tiến Nguồn phế liệu từ chế biến thủy sản dồi dào và sản lượng cá tạm tăng cao, chiếm 2/3 tổng sản lượng Các quốc gia công nghiệp phát triển cần tiêu thụ lượng lớn bột cá chăn nuôi Sản xuất bột cá chăn nuôi không chỉ tận dụng nguồn phế liệu và thủy sản kém giá trị mà còn tạo ra sản phẩm giàu dinh dưỡng, cung cấp protein dễ tiêu hóa cho động vật, góp phần vào sự phát triển chăn nuôi và cung cấp thực phẩm như trứng, sữa, thịt cho con người.
Bột cá là nguồn thực phẩm giàu đạm, với hàm lượng đạm tổng số từ 47% đến 85%, trong đó tỷ lệ đạm tiêu hóa và hấp thu đạt từ 80% đến 95% tùy thuộc vào phương pháp chế biến và nguyên liệu sử dụng So với bột thực vật, đạm tiêu hóa chỉ đạt từ 30% đến 40% tổng số đạm.
Protein từ bột cá được coi là nguồn protein hoàn hảo, vì nó chứa đầy đủ các axit amin không thay thế và có tỷ lệ cân đối giữa các axit amin Hàm lượng một số axit amin trong bột cá chăn nuôi so với các chế phẩm chăn nuôi khác cho thấy sự vượt trội của nó trong việc cung cấp dinh dưỡng cho động vật.
Bảng 1 Hàm lượng axit amin trong một số sản phẩm chăn nuôi
STT Các sản phẩm chăn nuôi
Hàm lượng acid amin (g/kg)
Ly Arg His Meth Va Phe Thre
Ngoài thành phần Protein, bột cá còn chứa nhiều các Vitamin như: B1, B2, B3, B12, PP, A, D và các nguyên tố khoáng đa lượng: P, Ca, Mg, Na, K, , vi lượng: Fe, Cu, Co, I2,
Bột cá có hệ số tiêu hóa cao nhờ chứa nhiều đạm dễ hòa tan và hấp thu, là nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng cho động vật nuôi Với dạng khô, bột cá cũng trở thành nguồn thức ăn dự trữ quý giá cho cả năm.
Bảng 2 - Thành phần hoá học của một số loại bột cá
Tro Sợi Nitơ tự do
Bột cá từ phế liệu 90,0 49,2 9,0 34,4 - 7,4
Bột cá thực phẩm là nguồn cung cấp đạm dồi dào, dễ tiêu hóa, đồng thời chứa nhiều vitamin, khoáng chất đa lượng và vi lượng, cùng các chất hoạt động sinh học khác.
Bột cá thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong chế độ dinh dưỡng của con người nhờ khả năng tiêu hóa nhanh chóng trong cơ thể Sản phẩm này đang phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia, đặc biệt là tại các nước tiên tiến với nhiều công ty sản xuất bột cá phục vụ cho thị trường nội địa và xuất khẩu Bột cá thực phẩm thường được bổ sung vào các sản phẩm như xúc xích, dăm bông, pate, chả giò, kamboko, bột canh, bột cháo, mì sợi, cũng như thực phẩm dành cho trẻ em, người ăn kiêng và người già yếu.
Theo các chuyên gia FAO tiêu chuẩn bột cá thực phẩm cần đạt được những cơ bản sau:
Bột aQ 1 tại Mỹ có hàm lượng Lyzin ≤ 6.5%, chứa 70 ÷ 80% protein và chất béo không vượt quá 1%, hoàn toàn không có mùi tanh với tỷ lệ tiêu hóa đạt trên 90% Thành phần axit amin bao gồm: Lyzin 9.5%, Tryptophan 0.9%, Arginin 3%, Cystein 1% Bột này có hàm lượng nước ≤ 8%, chất béo ≤ 0.4%, canxi 18% và kích thước hạt phải qua mắt sàng có đường kính 1.47 mm Màu sắc của sản phẩm dao động từ vàng nhạt đến trắng.
Bột cá thực phẩm Canada có màu trắng, không mùi, nước chiếm 2÷3%, canxi
2 ÷ 5% (chủ yếu là photphat canxi) chất béo có ít không đáng kể, protein đạt 94 ÷ 98% (so với chất khô)
Nam Phi sản xuất hơn 5000 tấn bột cá thực phẩm mỗi năm, và thường bổ sung 5% bột cá vào bánh bao để tăng cường giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm này.
Tây Đức sản xuất bột cá hòa tan cao, có thể thay thế albumin, được chế biến từ thịt cá hồi chất lượng tốt Sản phẩm này có màu nâu và không có mùi tanh.
Nhật Bản sử dụng phương pháp chiết để sản xuất bột cá thực phẩm, đồng thời áp dụng phương pháp thủy ngân để tạo ra sản phẩm bột cá tương tự như sữa.
Trung Quốc đã phát triển bột cá thủy phân nhằm cung cấp dinh dưỡng cho những người mắc bệnh đường ruột và có chế độ ăn uống kém Tương tự, Ấn Độ cũng chế biến các loại cá có giá trị sử dụng thấp thành bột cá thủy phân giàu protein, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cần thiết cho con người.
Nguyên liệu sản xuất bột cá và các phương pháp bảo quản
2.1 Nguyên liệu sản xuất bột cá chăn nuôi và các phương pháp bảo quản
Trong sản xuất bột cá chăn nuôi, các loại cá kém giá trị như cá nhỏ và cá chất lượng thấp thường được tận dụng, cùng với việc sử dụng triệt để phế liệu từ các công nghệ chế biến khác Để nâng cao chất lượng bột cá, nguyên liệu sản xuất bột cá và dầu cá thường được phân chia thành hai loại dựa trên hàm lượng lipid có trong chúng.
- Loại nguyên liệu béo: có hàm lượng lipid > 3%
- Loại nguyên liệu gầy: có hàm lượng lipid ≤ 3%
Nguyên liệu thủy sản có tính chất mùa vụ và dễ hư hỏng, do đó việc bảo quản chúng là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm và duy trì tiến độ sản xuất ổn định.
Bảo quản nguyên liệu là rất quan trọng để hạn chế hư hỏng và điều hòa tiến độ sản xuất, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm Dưới đây là những phương pháp hiệu quả trong việc bảo quản nguyên liệu trong sản xuất bột cá chăn nuôi.
Phương pháp bảo quản lạnh, bao gồm việc sử dụng kho lạnh và nước đá, giúp duy trì chất lượng nguyên liệu bằng cách làm chậm quá trình phân giải và phân hủy Nhiệt độ lạnh ảnh hưởng đến cấu trúc protein, enzym và màng vi sinh vật Bảo quản bằng nước đá ở nhiệt độ 0 – 2 độ C có thể giữ tươi nguyên liệu từ 3 đến 5 ngày Để tăng hiệu quả làm lạnh, có thể kết hợp nước đá với muối ăn.
Phương pháp bảo quản lạnh chỉ hiệu quả trong thời gian ngắn, nhưng nếu sử dụng kho lạnh và thùng cách nhiệt, thời gian bảo quản có thể được kéo dài Điều này giúp nâng cao chất lượng bột cá thu được.
Để bảo quản nguyên liệu hiệu quả, hãy trải một lớp nước đá hoặc hỗn hợp nước đá và muối ăn xuống đáy thùng Sau đó, luân phiên xếp các lớp nguyên liệu và lớp nước đá hoặc hỗn hợp nước đá và muối ăn Cuối cùng, phủ lên bề mặt thùng một lớp nước đá hoặc hỗn hợp nước đá và muối ăn dày từ 2 đến 5 cm Tỷ lệ giữa nước đá hay hỗn hợp nước đá và muối so với nguyên liệu nên là 2/1.
2.1.2 Bảo quản bằng muối ăn
Muối ăn có tác dụng phòng thối nhờ vào khả năng ức chế hoạt động của enzym và vi sinh vật Cụ thể, muối tham gia vào liên kết protein của enzym, làm thay đổi cấu trúc và giảm khả năng kết hợp với cơ chất, dẫn đến ức chế hoạt động của enzym Đối với vi sinh vật, muối tạo ra áp suất thẩm thấu lớn, khiến vi sinh vật bị teo nguyên sinh do mất nước từ tế bào Hơn nữa, môi trường nước muối bão hòa chứa ít oxy, trong khi vi sinh vật gây thối lại cần oxy để sinh sống Những yếu tố này giải thích tại sao muối ăn được sử dụng để phòng thối và bảo quản nguyên liệu hiệu quả.
Hàm lượng muối ăn trong quá trình bảo quản bột cá có thể dao động từ 5% đến 20%, tùy thuộc vào thời gian bảo quản Phương pháp này có ưu điểm nổi bật là chi phí thấp, dễ thực hiện và không cần thiết bị phức tạp Tuy nhiên, nhược điểm của nó là bột cá có vị mặn và khả năng hút ẩm cao, cùng với việc cần ngâm để giảm muối, dẫn đến mất mát nhiều chất dinh dưỡng Hơn nữa, quá trình cô đặc dịch ép cũng gặp nhiều khó khăn.
Để bảo quản nguyên liệu hiệu quả, bạn cần cân lượng muối theo tỷ lệ với nguyên liệu, sau đó trải một lớp muối xuống đáy thùng bảo quản Tiếp theo, luân phiên xếp một lớp nguyên liệu và một lớp muối theo phương pháp muối khô Nếu sử dụng cá to, hãy cắt nhỏ trước khi bảo quản Cuối cùng, phủ một lớp muối dày khoảng 2cm để ngăn chặn ruồi, côn trùng và vi sinh vật xâm nhập.
Axit được sử dụng rộng rãi để bảo quản nguyên liệu bột cá trong ngành chăn nuôi, đặc biệt ở các quốc gia như Đan Mạch, Liên Xô cũ và Nhật Bản Chức năng chính của axit là phân ly proton H+, từ đó làm thay đổi pH môi trường, giúp ức chế hoạt động của enzyme và vi sinh vật.
Các axit thường dùng là HCl, H2SO4, HCOOH Hàm lượng axit tinh khiết được dùng tùy theo từng loại nguyên liệu
Lưu ý rằng các axit thương mại có nồng độ khác nhau, vì vậy khi sử dụng, cần quy đổi về lượng nguyên chất và tuân thủ các tiêu chuẩn ngành về liều lượng sử dụng.
Bảng 3 – Hàm lượng acid cần dùng trong bảo quản nguyên liệu ở nhiệt độ thường Nguyên liệu
Lượng acid cần dùng (Kg nguyên chất/100kg nguyên liệu)
H 2 SO 4 HCl HCOOH Đầu cá 5 – 7 3 – 4 2 – 2,5
Cách tiến hành: Pha acid thành dung dịch có nồng độ thích hợp rồi đem ngâm thủy sản hoặc phun lên thủy sản
Pesunfit Kali và Pesunfit Natri sẽ phân tích tạo thành SO2 có tác dụng ức chế hạot động của vi sinh vật
Lượng dùng trung bình là 2% so với nguyên liệu, về mùa hè lượng Pesunfit có thể tăng lên 1%
Lượng Pesunfit trong nguyên liệu giảm dần theo thời gian bảo quản do tạo thành khí SO2 và bay hơi, vì vậy cần thiết kế bộ phận thu hồi khí độc này Mặc dù SO2 gây ra mùi hôi cho nguyên liệu, nhưng trong quá trình sản xuất bột cá qua hấp và sấy, khí SO2 bay hơi mạnh, giúp đảm bảo chất lượng bột cá.
Để tiến hành, cần cân lượng Pesunfit theo độ tinh khiết 100%, sau đó trộn đều với nguyên liệu theo tỉ lệ quy định Hỗn hợp này nên được cho vào các thùng bảo quản, đậy kín và để ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp Thời gian bảo quản tối ưu là từ 8 đến 10 tháng.
2.1.5 Bảo quản bằng natri nitrite (NaNO 2 )
Nhiều nước trên thê giới sử dụng Natri nitrite để bảo quản nguyên liệu sản xuất bột cá chăn nuôi
Natri nitrite (NaNO2) tác động đến cấu trúc protein, dẫn đến việc ức chế hoạt động của enzyme và vi sinh vật Việc sử dụng NaNO2 với liều lượng dưới 0,2mg trên 1g sản phẩm sẽ không gây độc hại cho gia súc và gia cầm.
Để tiến hành bảo quản nguyên liệu, pha dung dịch NaNO2 5% và trộn với nguyên liệu theo tỷ lệ 1/10 Sau đó, cho hỗn hợp vào thùng bảo quản ở nơi thoáng mát, khô ráo và đậy kín, thời gian bảo quản là 12 tháng Để giảm nồng độ NaNO2, có thể sử dụng hỗn hợp formalin 0,4% và NaNO2 0,5% với trọng lượng nguyên liệu, cho phép bảo quản lên đến 15 tháng.
2.2 Nguyên liệu sản xuất bột cá thực phẩm và các phương pháp bảo quản
Nguyên liệu sản xuất bột cá thực phẩm bao gồm các loại cá không chứa độc tố Yêu cầu nguyên liệu tươi nguyên, không chứa dấu hiệu ươn thối
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CÁ-DẦU CÁ
Sản xuất bột cá bằng phương pháp ép khô
Khi sử dụng máy ly tâm phân ly dầu, cần lưu ý rằng nếu dung dịch chứa nhiều chất rắn, trước khi đưa vào máy, dung dịch cần được lọc qua sàng rung động để loại bỏ các vật chất lớn Điều này là cần thiết vì máy ly tâm không phù hợp với dung dịch có nhiều tạp chất rắn.
II SẢN XUẤT BỘT CÁ-DẦU CÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP KHÔ Đặc điểm của ép khô là nguyên liệu sau khi làm khô ở nhiệt độ cao rồi tiến hành ép Do làm khô trong không khí nóng, lượng Lipid còn nhiều, thời gian sấy dài nên dầu bị oxy hoá, chất lượng bột cá - dầu cá không tốt Dó đó phương pháp ép khô chỉ thích hợp cho nguyên liệu ít mỡ, nhưng phương pháp này quá trình công nghệ khá đơn giản, hiệu suất qui trình cao hơn Nếu có thiết bị sấy chân không thì khắc phục được các khuyết điểm trên
2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ
2.2 Các phương pháp sấy khô
Công nghệ sản xuất bột cá bằng phương pháp ép khô có thể chia ra mấy loại sau:
Nguyên liệu Xử lý Sấy khô Ép
Sấy khô trực tiếp bằng không khí nóng là phương pháp lý tưởng cho nguyên liệu ít mỡ, giúp tiết kiệm công đoạn ép Sau khi sấy khô, nguyên liệu được xay nhỏ và sàng lọc để tạo ra thành phẩm Công nghệ và thiết bị sử dụng trong phương pháp này rất đơn giản, phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ.
Sấy khô trực tiếp bằng chân không là phương pháp phổ biến tại Liên Xô, được đánh giá cao về tính hiệu quả Phương pháp này giúp khắc phục nhược điểm của sấy khô bằng không khí nóng, mang lại bột cá thành phẩm với chất lượng cao Đặc biệt, do không cần qua bước ép, nên dinh dưỡng của sản phẩm được bảo toàn, phù hợp cho nguyên liệu ít mỡ.
Phương pháp sấy khô bằng không khí nóng trước khi ép mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt là giảm lượng nước trong nguyên liệu, giúp tối ưu hóa lượng dầu cá thu được Nhờ vào quy trình này, các thành phần hòa tan trong nước của nguyên liệu không bị tổn thất, đảm bảo chất lượng sản phẩm sau khi ép.
Phương pháp sấy khô nguyên liệu trong không khí nóng có nhược điểm lớn là gây oxy hóa dầu trong nguyên liệu, dẫn đến giảm chất lượng khi ép Mặc dù tỉ lệ dầu còn lại trong bột cá rất thấp, nhưng phẩm chất bột cá vẫn tương đối cao và còn thu được dầu cá như một sản phẩm phụ.
2.2.1 Sấy khô bằng không khí nóng – ép
Phương pháp ép khô là kỹ thuật phù hợp cho nguyên liệu ít chất béo, với đặc điểm là nguyên liệu được ép có hàm lượng nước không vượt quá 10%, do đó không cần sấy khô thêm Trong dung dịch ép, thành phần chủ yếu là dầu cá với hàm lượng nước rất thấp và protein tương đối cao Qua quá trình lọc, protein có thể được phân ly, tạo ra dầu cá thô.
Quá trình sấy khô trong phương pháp này bao gồm nấu và sấy, với nguyên liệu tươi được chưng gián tiếp ở nhiệt độ 75 – 80 oC trong 3 đến 4 giờ để giảm hàm lượng nước từ trên 70% xuống dưới 10% Nếu nguyên liệu được vận chuyển nhiều cùng lúc và không kịp chế biến, có thể chưng khô đến khi hàm lượng nước còn 20 – 30% trong khoảng 1 giờ 30 phút, tạo ra bột ướt Bột ướt này có thể bảo quản từ 4 – 5 ngày và khi chưng khô lần thứ hai chỉ mất 1 giờ để thu được bột cá khô Việc phơi nắng bột cá giúp tiết kiệm nhiên liệu trong quá trình làm khô.
Máy sấy khô là thiết bị hình ống tròn nằm ngang, với bộ phận khuấy kiểu hình tam giác ở trục giữa Trong quá trình sấy, máy hoạt động theo chiều kim đồng hồ để khuấy đều nguyên liệu, và khi lấy nguyên liệu ra, nó chuyển động ngược lại Nguyên liệu đã được sấy khô sẽ được đẩy ra qua mặt nghiêng của bộ phận khuấy.
Trình tự sấy khô trong sản xuất bằng phương pháp ép ướt có thể ảnh hưởng đến chất lượng bột cá và dầu cá do chất béo trong nguyên liệu tiếp xúc với nước nóng và không khí, dẫn đến oxy hóa và phân thủy phân Ngoài ra, trong quá trình chưng khô, một số nguyên liệu có thể dính vào thành thiết bị Để khắc phục tình trạng này, có thể thêm nguyên liệu giàu xương hoặc các loại nguyên liệu khác như tôm, tép nhỏ vào quá trình chưng khô.
Áp dụng phương pháp chưng khô hai lần trước khi phơi nắng trong một ngày và chưng khô lần hai có thể khắc phục hiệu quả tình trạng hiện tại Sau khi chưng, bột khô sẽ có hàm lượng nước khoảng 10% Cần loại bỏ những miếng xương lớn và tiến hành ép bột cá Để đạt hiệu suất ép cao, nên ép khi bột cá có nhiệt độ từ 90 đến 110 độ C.
Hình 1 Thiết bị sấy nằm ngang
Sản xuất bột cá bằng phương pháp chiết
Cá có ít chất béo thường có hàm lượng nước cao hơn so với cá nhiều chất béo Sau khi được ép khô, cá sẽ được nghiền và sàng lọc để tạo ra bột cá.
Hàm lượng lipid trong bột cá thành phẩm thưc hiện theo phương pháp này có thể trên dưới 10%
2.2.2 Sấy chân không – ép Để tránh hiện tượng oxy hoá dầu quá trình chưng khô thực hiện bằng thiết bị sấy khô chân không Điều kiện công nghệ sản xuất từ nguyên liệu ít chất béo và nhiều chất béo bằng phương pháp sấy khô chân không – ép dựa trên cơ sở thực nghiệm
III SẢN XUẤT BỘT CÁ -DẦU CÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT
Trong nhiều trường hợp, việc rút hết dầu từ nguyên liệu để nâng cao sản lượng và chất lượng bột cá gặp nhiều khó khăn khi áp dụng phương pháp ép.
Trong sản xuất bột cá thực phẩm, việc áp dụng phương pháp chiết nhất là rất quan trọng Phương pháp chiết này mang lại nhiều ưu điểm, đặc biệt khi xử lý nguyên liệu có hàm lượng mỡ cao, thường sử dụng phương pháp ép để tách một phần dầu, sau đó áp dụng phương pháp chiết để rút dầu còn lại Đối với nguyên liệu ít mỡ, có thể sử dụng một trong hai phương pháp này để đạt hiệu quả tối ưu.
3.1 Các khái niệm cơ bản trong quá trình chiết
Quá trình chiết xuất dầu từ nguyên liệu dựa trên hiện tượng khuếch tán của dung môi Tuy nhiên, do cấu trúc phức tạp của tế bào nguyên liệu, quá trình này chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố khác nhau.
Trong quá trình chiết dầu trong nguyên liệu tồn tại hai trạng thái:
+ Dạng tự do: Khi tế bào vỡ dầu tự do dễ dàng chảy ra và hòa tan vào dung môi
+ Dạng liên kết: Việc hòa tan là khó khăn hơn cần phải có yếu tố công nghệ hỗ trợ để hiệu quả chiết cao hơn
Trong lý thuyết khuếch tán, có hai quá trình chính được nghiên cứu là khuếch tán phân tử và khuếch tán đối lưu Quá trình chiết bị ảnh hưởng bởi cả hai loại khuếch tán này Hiệu quả của quá trình chiết tăng lên khi lượng vật chất thu được sau chiết nhiều hơn.
Các dung môi thường dùng trong quá trình chiết: Bezen, cồn, xăng nhẹ
3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết
3.2.1 Hình thái, tính chất và cấu tạo tổ chức của nguyên liệu
Để nâng cao hiệu quả chiết xuất, cần tối ưu hóa bề mặt tiếp xúc giữa dung môi và nguyên liệu Tuy nhiên, không nên nghiền nguyên liệu thành bột quá mịn, vì các hạt bột dễ bị vón cục, làm giảm diện tích tiếp xúc Hơn nữa, việc này có thể dẫn đến mất mát hạt bụi, giảm sản lượng bột cá và gây khó khăn trong việc phân ly dầu.
Để chiết dầu từ cá, nguyên liệu cần được xử lý ở trạng thái xốp, vì vậy trước khi tiến hành, cá thường phải được hấp và ép để phá vỡ tế bào, giúp làm dập xốp thịt cá.
3.2.2 Sự chênh lệch nồng độ dầu ở trong nguyên liệu và dung môi phải lớn
Muốn tạo được điều kiện này phải tạo ra những yếu tố sau:
Nguyên liệu chiết cần có khả năng hút dung môi tối thiểu nhằm tăng cường nồng độ dầu trong dung môi bên trong, từ đó giúp các phân tử dầu khuếch tán ra hiệu quả hơn.
Để nâng cao độ chênh lệch nồng độ trong quá trình chiết xuất, có thể áp dụng nguyên lý ngược dòng của dung môi và nguyên liệu trong chiết liên tục Ngoài ra, trong chiết gián đoạn, cần phải thay dung môi chiết nhiều lần để đạt được hiệu quả tối ưu.
Tỉ lệ dung môi so với nguyên liệu cần phải lớn, nhưng không nên quá cao, vì nếu tỉ lệ quá lớn sẽ làm giảm nồng độ của dung dịch dầu thu được, gây khó khăn và cồng kềnh trong quá trình sản xuất.
3.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết và tốc độ lưu động của dung môi
Khi nhiệt độ tăng đến giới hạn cho phép, tốc độ hoà tan của dầu tăng vì các lý do:
- Khi nhiệt độ tăng tốc độ chuyển động nhiệt phân tử của dung môi và dầu (tăng tốc độ khuếch tán phân tử)
- Độ nhớt dung dịch giảm làm tăng hệ số khuếch tán D, do đó vận tốc khuếch tán tăng lên
Khi tốc độ lưu động của tăng thì hiệu quả chiết tăng vì 2 lý do sau đây:
- Làm giảm thấp độ dày của lớp mặt giới hạn
- Tăng tốc độ khuếch tán đối lưu
Tốc độ đối lưu cần được điều chỉnh hợp lý, bởi nếu quá nhanh sẽ dẫn đến việc hao hụt chất dinh dưỡng trong bột cá và có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất chiết xuất.
Sau quá trình chiết xuất, nguyên liệu thường chứa một lượng dung môi còn lại, dẫn đến việc giảm lượng dầu phân ly Để khắc phục tình trạng này, cần áp dụng các biện pháp nhằm giảm khả năng hấp phụ dung dịch chiết của nguyên liệu Ngoài ra, sau khi hoàn tất quá trình chiết, cần tiến hành phân ly triệt để dung dịch chiết còn sót lại trong nguyên liệu bằng phương pháp ép.
3.2.4 Ảnh hưởng của hàm lượng nước có trong nguyên liệu
Để tối ưu hóa hiệu quả chiết xuất, nguyên liệu cần được sấy khô sơ bộ nhằm giảm lượng nước tồn tại trong nguyên liệu Mức độ sấy khô cần được xác định dựa trên các yếu tố kỹ thuật và kinh tế Khi sử dụng thịt cá với hàm lượng nước khác nhau, việc chiết xuất bằng benzen cần được thực hiện ở cùng một nhiệt độ và thời gian để đảm bảo tính đồng nhất trong quá trình chiết.
Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng, tỉ lệ nước trong nguyên liệu từ 0 – 15% không ảnh hưởng nhiều đến lượng dầu rút được, trong khi hàm lượng nước từ 8 – 9% cho lượng dầu rút cao nhất Các nhà máy sản xuất bột cá và dầu cá thường áp dụng phương pháp chiết xuất với hàm lượng nước trong nguyên liệu khoảng 20%.
Sản xuất bột cá theo phương pháp thủy phân bằng enzyme
lý từ nơi nguyên liệu có hàm lượng dầu thấp đến cao dần Cuối đoạn đường đi nguyên liệu được rửa lại bằng dung môi tinh khiết
IV SẢN XUẤT BỘT CÁ – DẦU CÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY PHÂN BẰNG ENZYME Đặc điểm của phương pháp này là tạo ra sản phẩm bột cá, dầu cá có chất lượng cao, bởi vì các chất hữu cơ như axit amin, vitamin, các chất hoạt động sinh học ít bị biến đổi Sản phẩm ở dạng các chất có phân tử lượng thấp như: axit amin, peptid,.v v để hấp thụ
4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ
Nguyên lý chiết xuất dầu từ nguyên liệu dựa vào việc sử dụng enzyme tự nhiên có sẵn hoặc enzyme bổ sung để thủy phân cấu trúc màng tế bào Quá trình này giúp giải phóng dầu và thủy phân protein thành các hợp chất có phân tử lượng thấp như acid amin và peptid Kết quả là có thể thu được dầu tách ra từ nguyên liệu cùng với dịch đạm có chất lượng cao.
Để chế biến món ăn an toàn, hãy sử dụng các loại cá không có độc tính và đảm bảo rằng chúng luôn tươi nguyên Bạn có thể tận dụng phế liệu tươi nhiều thịt, đồng thời nguyên liệu cũng có thể được bảo quản lạnh hoặc đông Trước khi chế biến, nguyên liệu cần được rửa sạch để loại bỏ tạp chất và cát sạn, sau đó xay nhỏ để dễ dàng sử dụng.
Mục đích của xay nhỏ là:
- Phá vỡ kết cấu tế bào, tạo điều kiện cho enzym hoạt động tốt
- Làm tăng diện tích tiếp xúc của nguyên liệu với enzym để rút ngắn thời gian thủy phân
- Quá trình xay nhỏ thực hiện trên các máy xay nghiền có đường kính mắt sàng d = 4 mm
Quá trình thủy phân protein thành axit amin và peptit được thực hiện nhờ enzym proteaza có sẵn trong nguyên liệu hoặc bổ sung từ bên ngoài Quá trình này giúp chuyển đổi lượng đạm trong nguyên liệu thành dạng dễ hấp thu và tiêu hóa trong cơ thể Để đảm bảo hiệu quả thủy phân, cần lựa chọn các điều kiện nhiệt độ hợp lý, vừa thấp vừa cao, nhằm hạn chế hoạt động của vi sinh vật gây thối Việc sử dụng chất xử lý phòng thối cũng cần được điều chỉnh theo điều kiện nhiệt độ.
Thủy phân ở nhiệt độ thấp từ 0 – 5 oC kết hợp với chất bảo quản như axit socbit 2% hoặc NaCl 5% giúp quá trình thủy phân diễn ra chậm nhưng hiệu quả, hạn chế hoạt động của vi khuẩn thối rữa và oxy hóa Điều này dẫn đến sản phẩm bột cá có chất lượng cao Thời gian thủy phân phụ thuộc vào mức độ nghiền nhỏ và lượng enzym sử dụng.
- Thủy phân ở nhiệt cao: có thể chọn miền nhiệt độ từ 50 –
65 o C Trong miền nhiệt độ này có thể có 3 chế độ thủy phân như sau:
+ Nếu thủy phân ở nhiệt độ 502 o C, thì dùng rượu etylic để phòng thối, lượng dùng là 20% so với nguyên liệu (độ rượu là 30 – 35 o )
+ Nếu thủy phân ở nhiệt độ 602 o C không cần dùng chất phòng thối là rượu etylic với hàm lượng 15%
+ Nếu thủy phân ở nhiệt độ 652 o C không cần dùng chất phòng thối, nhưng thời gian thủy phân không quá 12 ngày
Quá trình thủy phân được thực hiện bằng cách trộn thịt cá nghiền nhỏ với chất bảo quản và thêm 2-5% chất vô trùng Hỗn hợp sau đó được hâm nóng đến nhiệt độ quy định và duy trì ổn định trong suốt quá trình thủy phân, đồng thời cần khuấy đều để tăng cường hiệu quả Để rút ngắn thời gian thủy phân, có thể bổ sung enzym proteaza với tỷ lệ 0.1-0.5% so với nguyên liệu, tùy thuộc vào độ tinh khiết của chế phẩm.
* Mục đích của nâng nhiệt là:
- Đông tụ protein chưa thủy phân, tiêu diệt enzym và vi sinh vật có hại
- Giảm độ nhớt của khối hỗn hợp thủy phân tạo điều kiện cho quá trình phân ly
- Giảm bớt mùi chất của chất phòng thối (nếu có)
Trong quá trình đó cũng tiến hành trung hòa nếu cần thiết Nâng hỗn hợp lên 95 – 100 o C trong thời gian 2 – 3 phút
* Mục đích của trung hòa:
- Đưa chế phẩm về môi trường trung tính
- Tạo môi trường đẳng điện gần trung tính để protein đông tụ lại
Hóa chất thường dùng để trung hòa Na2CO3 và NaOH Trong quá trình trung hòa phải đảo đều tránh hiện tượng trung hòa cục bộ
Quá trình sản xuất bột đạm từ các thiết bị phân ly bắt đầu bằng việc xử lý phần đặc chứa protein thủy phân từ da, vây, vẩy và xương Sau khi rửa bằng nước nóng để tăng cường lượng đạm hòa tan, phần đặc sẽ được sấy khô và nghiền thành bột đạm màu xám, sử dụng cho chăn nuôi Phần lỏng còn lại sau khi phân ly sẽ được tách dầu.
Dịch chứa protein hoà tan, axit amin, khoáng, vitamin và các chất khác được cô đặc chân không đến độ khô 50-55% Sau đó, để khử mùi, hơi nước được sục vào dịch cô đặc trong điều kiện áp suất thấp trong thời gian ngắn, giúp loại bỏ các chất có mùi Quá trình cô đặc và khử mùi có thể gây hao tổn một lượng nhỏ đạm dưới dạng NH3 hoặc các amin bay hơi.
Dịch cô đặc được sấy phun chân không tạo ra bột đạm hòa tan giống như sữa bột, với mùi thơm tự nhiên và không có mùi tanh Thành phần bột đạm bao gồm 88 – 92% đạm hòa tan và độ ẩm chỉ từ 3 – 5%.
Dầu: rất ít, chỉ có vết
Sau khi sấy khô, bột đạm được đóng gói cẩn thận và bảo quản theo đúng quy định, sau đó được sử dụng để chế biến thành các sản phẩm cao cấp ăn liền khác.
Sản xuất bột cá thực phẩm
Bột cá thực phẩm đòi hỏi với chất lượng rất cao, do vậy thường sử dụng các phương pháp chiết và phương pháp thuỷ phân để sản xuất
5.1 Khái quát chung về bột cá thực phẩm
* Quá trình sản xuất phải đảm bảo:
- Tách nước và tách dầu triệt để
- Bảo vệ các chất có hoạt tính sinh học và các chất có giá trị dinh dưỡng cao
- Quy trình sản xuât bột cá thực phẩm thường có thêm các công đoạn như: công đoạn loại bỏ phần không ăn được và công đoạn khử tanh
* Yêu cầu nguyên liệu sản xuất bột cá thực phẩm:
- Các loại cá nguyên con nhiều thịt, không chứa độc tố
- Không cho phép dùng các nguyên liệu đã qua bảo quản bằng hóa chất độc hại
- Có chất lượng và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm
- Dễ bảo quản ở nhiệt độ thường
5.2 Các phương pháp khử tanh
Nguyên nhân gây ra mùi cho bột cá chủ yếu là do quá trình tách dầu không triệt để, dẫn đến sự tồn tại của các chất hữu cơ có mùi tanh như NH3, TMA, DMA Ngoài ra, acid chupadonic cũng góp phần tạo ra mùi tanh tự nhiên trong bột cá.
Các chất tanh trong sản phẩm có từ hai nguồn:
- Chất tanh hình thành trong quá trình chế biến
- Sử dụng môi trường acid để tạo muối với các bazơ nitơ sau đó rửa sạch muối này ra khỏi nguyên liệu
- Có thể sử dụng các chất át mùi tanh như: chất chát (tannin), tinh dầu sả, tinh dầu chanh
- Có thể dùng phương pháp chưng cất để chưng đuổi các bazơ nitơ ra khỏi nguyên liệu
* Các phương pháp khử tanh
- Sử dụng các gia vị để khử tanh
- Sử dụng acid tác dụng với chất tanh tạo muối hòa tan và đuổi ra khỏi nguyên liệu:
+ Sử dụng acid acetic loãng và acid citric loãng
+ Acid citric còn có tác dụng tẩy trắng ngăn ngừa sự oxi hóa của lipid với nồng độ
