A TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐHQG TpHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT, THỦY SẢN GVHD Cô Nguyễn Thị Hiền SVTH HC06TP Năm học 2009/2010 1 MỤC LỤC A[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐHQG TpHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT, THỦY SẢN GVHD: Cơ Nguyễn Thị Hiền SVTH: HC06TP Năm học 2009/2010 MỤC LỤC A TỔNG QUAN I Lịch sử phát triển .3 II Các hệ thống chế biến phụ phẩm giết mổ .5 III Vấn đề an toàn vệ sinh dịch bệnh công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ 10 IV Vai trị ngành cơng nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ 14 B HỆ THỐNG CÁC SẢN PHẨM CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN PHỤ PHẨM 24 I Các sản phẩm chế biến từ phụ phẩm dùng cho người 24 II Các sản phẩm chế biến từ phụ phẩm dùng dinh dưỡng động vật nhai lại 32 III Các sản phẩm chế biến từ phụ phẩm dùng dinh dưỡng gia cầm 39 IV Các sản phẩm chế biến từ phụ phẩm dùng dinh dưỡng cho lợn 43 V Các sản phẩm chế biến từ phụ phẩm dùng dinh dưỡng cho sinh vật cảnh 51 VI Các sản phẩm chế biến từ phụ phẩm dùng dinh dưỡng cho thủy sản .63 VII Sử dụng phụ phẩm động vật công nghiệp tạo lượng 68 C CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN PHỤ PHẨM 81 D CÁC NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN PHỤ PHẨM 94 A TỔNG QUAN Trong công nghệ chế biến sản phẩm từ thịt, khoảng phần ba nửa thể gia súc không người sử dụng Phần phụ phẩm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ nhằm tạo sản phẩm hữu ích như: bột thịt xương, bột thịt, bột gia cầm, bột lông vũ, bột máu, bột cá, mỡ động vật… Vai trò quan trọng sản phẩm chỗ chúng sử dụng làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, thủy sản sinh vật cảnh Ngồi ra, khơng có nỗ lực không ngừng ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ tích tụ phế, phụ phẩm động vật khơng chế biến gây cản trở cho phát triển ngành công nghiệp chế biến thịt tạo nguy tiềm ẩn nghiêm trọng sức khỏe gia súc người Cho dù có ý kiến nghi ngờ tính an tồn vệ sinh sản phẩm chế biến từ phụ phẩm nhiều tài liệu khoa học khẳng định chất lượng dinh dưỡng sản phẩm này, đồng thời khơng có lí khoa học cho thấy cần phải thay đổi phương thức sử dụng chúng chăn nuôi Tại quốc gia phát triển, quan nhà nước quy định việc chế biến thực phẩm ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ kiểm tra đặn Ngoài ra, việc tiến hành sản xuất theo quy mô công nghiệp bao gồm việc áp dụng quy trình sản xuất phù hợp, chẳng hạn Hệ thống phân tích mối nguy kiểm sốt điểm tới hạn (Hazard Analysis and Critical Control Point - HACCP), quy tắc thực hành sản xuất tốt (GMP), đồng thời phải có chứng nhận quan thứ ba Ví dụ Mỹ, quan quản lí thuốc thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) quy định loại thức ăn chăn nuôi cấm sử dụng số protein có nguồn gốc từ động vật nhai lại làm thức ăn cho gia súc nhai lại nhằm ngăn ngừa lây lan bệnh bò điên Tuy chưa nhận đồng thuận từ tất nhà khoa học nghi ngờ mối nguy từ sản phẩm chế biến lại, ngành chế biến phụ phẩm giết mổ hiểu rõ vai trị việc sản xuất thành phần ngun liệu thức ăn chăn ni an tồn giàu dinh dưỡng thực vai trị cách hiệu suốt 100 năm qua I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1/ Giới thiệu: Chế biến phụ phẩm giết mổ trình tái sử dụng mô động vật tươi sống lấy từ gia súc, gia cầm dầu, mỡ loại thải thành sản phẩm có giá trị Trong q trình chế biến, nhiệt độ, kỹ thuật chiết tách chắt lọc áp dụng để tiêu diệt vi sinh vật, sấy khô chiết tách mỡ khỏi protein sấy khô chiết tách protein khỏi mỡ Chế biến phụ phẩm giết mổ giải pháp an tồn kinh tế để vơ hoạt vi sinh vật gây bệnh đồng thời sản xuất lượng hàng hóa có giá trị hàng tỷ la Ở Hoa Kỳ, khoảng 54 tỷ pound mô động vật không dùng làm thức ăn cho người tạo năm, tương đương với khoảng 37-49% khối lượng sống gia súc gia cầm giết mổ 2/ Lịch sử ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ: Tái chế phụ phẩm giết mổ thành sản phẩm có giá trị khơng phải phát minh Các tộc người sống hang động, tổ tiên người Jordan, người Eskimo, người da đỏ nhiều tộc người cổ xưa khác sử dụng thứ không ăn để cải thiện sống như: dùng da làm quần áo nhà ở, xương, dùng làm vũ khí kim khâu, đốt mỡ để nấu chín thịt Mỡ động vật nhai lại hay cịn gọi mỡ cứng nguồn nguyên liệu ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ Theo Frank Burnham, tác giả sách The Invisible Industry, học giả Roman Plinius Secundas viết báo cáo hỗn hợp làm từ mỡ dê tro củi Đây tư liệu xà phòng, tư liệu ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ: làm tan chảy mỡ động vật để lấy sáp mỡ.Có thể khẳng định rằng, xà phịng sản phẩm ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ ngày đầu non trẻ Trong suốt kỷ nguyên Roman, xà phòng miêu tả chất để vệ sinh thân thể sử dụng y học Vào khoảng năm 800 sau cơng ngun, Jabir ibn Hayyan, nhà hóa học người Ả rập biết đến “Cha đẻ thuật luyện kim” viết nhiều lần xà phòng chất tẩy rửa hiệu Nhưng thực tế, xà phòng sử dụng để tắm rửa gội đầu năm 1800 xà phịng dùng để giặt quần áo Tuy nhiên, nửa sau kỉ 19, nến sản phẩm chủ lực làm từ mỡ cứng Nến tạo để đáp ứng nhu cầu quan trọng ánh sáng Do đó, nhu cầu lớn nến lúc góp phần lớn để thúc đẩy phát triển công nghiệp chế biến phụ phẩm giết mổ Do hạn chế nguyên liệu, dù sử dụng phương pháp nhúng hay đúc khn mỡ cứng tạo loại nến “tương đối tốt” Sau này, người ta sử dụng nguyên liệu khác để thay thế: sáp ong mật, dầu cọ cuối sáp parafin cải thiện nhiều chất lượng nến Khi phương tiện chiếu sáng khác đời, xà phòng cuối trở thành sản phẩm làm từ mỡ động vật Thành phố Marseille Pháp nơi sản xuất bánh xà phòng chất lượng thời điểm đó, tất xà phịng có chất lượng tốt hay xấu bị đánh thuế nặng nên người giàu có dùng xà phịng Khi thuế dỡ bỏ người trung lưu mua xà phịng nhu cầu tiêu thụ xà phịng tăng cao điều dẫn đến việc phát triển hệ thống chế biến phụ phẩm đại tinh vi Protein từ phế phẩm động vật lúc đầu khám phá cách tình cờ trình dùng mỡ động vật chế biến thức ăn, sản xuất xà phòng sản xuất nến Người da đỏ Hoa Kỳ, khơng muốn lãng phí phần gia súc, rải máu nội tạng cá hươu hoang dã xung quanh gốc ngô ngô họ cho suất cao hơn, bắp ngô lớn Từ việc sử dụng protein từ phế phẩm động vật làm phân bón bắt đầu hình thành Đến cuối kỷ 19, nhà máy giết mổ phát triển mở rộng với lớn mạnh nhanh chóng trung tâm thương mại, ngành chế biến phụ phẩm giết mổ phát triển mở rộng, trở thành giải pháp loại thải hữu ích khơng với mỡ mà với nội tạng xương Việc sử dụng mỡ tiếp tục trì loại mỡ cứng, phần protein nhìn chung dùng làm phân bón cho trồng Bột thịt xương thức ăn bổ sung protein dùng phần thức ăn tồn tinh bột cho lợn nhanh chóng cho thấy hiệu cân đối dinh dưỡng phần.Vào năm 1900, người nông dân sử dụng ngô (bắp) thức ăn để vỗ béo ni lứa lợn/năm thời gian cần thiết để nuôi đến tuổi bán thịt tương đối dài, thường kéo dài chín tháng ( Meat for Multitudes, tạp chí The National Provisioner, 1981 ) Năm 1901, Giáo sư C S Plumb Trường Đại học Purdue, Hoa Kỳ, bổ sung lượng protein động vật vào phần bột ngô cho lợn nuôi trường Purdue Nguồn protein sử dụng thứ bỏ bể chứa chất thải dùng làm phân bón Thí nghiệm Plumb làm tăng tốc độ sinh trưởng đàn lợn tới mức chúng đạt đến khối lượng giết thịt bảy tháng tuổi chí sớm Cũng khoảng thời gian số nhà nghiên cứu khác trộn máu khô với thức ăn tinh bột khác nhằm mục đích xây dựng phần nuôi dưỡng tốt Việc khám phá công dụng phụ phẩm giết mổ dấu hiệu cho thấy bước tiến tạo thông qua việc ứng dụng tốt ngành khoa học sử dụng tốt nhà khoa học ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm II CÁC HỆ THỐNG CHẾ BIẾN PHỤ PHẨM GIẾT MỔ Dựa theo tham gia nước vào qúa trình chế biến, chia hệ thống chế biến phụ phẩm thành hai loại: 1/ Hệ thống chế biến ướt: Hệ thống chế biến cần phải bổ sung nước vào nồi chứa nguyên liệu thô (đổ nước vào hệ thống bình hở bơm nước hệ thống nồi hấp) gọi hệ thống chế biến ướt Vì mục đích trình chế biến nhằm tách phần nước nguyên liệu thô khỏi thành phần mỡ chất rắn nên hầu hết nhà chế biến phụ phẩm, việc bổ sung thêm nước (mà thân cần phải loại bỏ) trình làm giảm suất Trong hệ thống chế biến ướt, mỡ lên bề mặt gạn lọc Mỡ sản xuất theo quy trình có màu tương đối nhạt, thời gian tiếp xúc với nước nhiều làm tăng hàm lượng acid béo tự Phần nước lại có chứa protein hịa tan thải xuống cống, sông, suối liên thông với hệ thống cống sở chế biến trước Do đó, hệ thống chế biến ướt, lượng nước lớn giữ lại sản phẩm chuyển tới phận sấy khô Ngày hệ thống sử dụng phổ biến qui trình chế biến mỡ dầu ăn dùng cho người qui trình sản xuất thịt bị viên khử mỡ hay thịt bò đậm đặc Thế hệ hệ thống nồi nấu hở đun củi than Mỡ lên bề mặt nồi nấu gạn lấy để sử dụng Hệ thống tương đối thông dụng sở chế biến qui mô nhỏ 2/ Hệ thống chế biến khơ: Vì lí kinh tế, đặc biệt trình thu hồi protein, quy trình chế biến ướt thay hồn tồn quy trình chế biến khô Rất nhiều người mô tả thay đổi từ quy trình ướt sang quy trình khơ từ nấu nguyên liệu thô nước sang nấu phụ phẩm dịch nội sinh chúng Trong quy trình chế biến khơ theo mẻ, phụ phẩm ngành giết mổ (sau nghiền nguyên) đưa vào ống hình trụ lớn nằm ngang bao bọc vỏ bọc nước có trang bị hệ thống khuấy Nếu phụ phẩm không nghiền nhỏ, lỗ thông đóng kín áp suất nồi nấu tăng lên để tách xương khỏi phần nguyên liệu khác Bước nấu áp suất cao không cần thiết nguyên liệu nghiền nhỏ trước cho vào nồi Với quy trình chế biến khô, tế bào mỡ nở thay đổi cấu trúc thành tế bào mô nước bốc Bốn quy trình kiểm sốt chất lượng đặc biệt quan trọng trình nấu này, giống tất hệ thống nấu liên tục đại: Nghiền cho nguyên liệu vào nồi nấu Kiểm soát áp suất nước bao quanh nồi Vận hành phận khuấy Kiểm sốt điểm cuối hay nhiệt độ nấu/sấy khơ Điểm cuối trình nấu xác định ẩm độ nồi nấu giảm xuống đến mức cho phép việc loại bỏ mỡ thừa dễ dàng chất lượng protein trì mức cao (không bị giảm nấu lâu) Dựa vào tính liên tục, hệ thống chế biến phụ phẩm chia làm hai loại: 3/ Hệ thống chế biên phụ phẩm theo mẻ: Khi hệ thống vận hành theo đợt gọi hệ thống chế biến theo mẻ Nồi nấu theo mẻ thiết kế để làm giảm lượng nước nguyên liệu đến tỷ lệ định, sau nguyên liệu chuyển sang nồi nấu khác để tách mỡ Một nồi nấu theo mẻ hoạt động nồi nấu, nồi sấy khô, nồi thủy phân nồi chế biến tùy theo mục đích sử dụng Với vài thay đổi nhỏ có khơng có bổ sung q trình tăng áp suất bên trong, nồi nấu theo mẻ dùng cho mục đích khác Nó lắp thêm lõi vỏ tỏa nhiệt để làm tăng bề mặt hiệu dẫn truyền nhiệt Khi dùng vào giai đoạn trùng, lõi tỏa nhiệt làm giảm tối đa thời gian cần thiết để hệ thống đạt đến tiêu nhiệt độ áp suất mong muốn 4/ Hệ thống chế biến phụ phẩm liên tục: Hệ thống chế biến phụ phẩm liên tục hệ thống nguyên liệu nạp vào sản phẩm tháo liên tục Vào cuối năm 1950, Jack Keith xác định ngun liệu thơ sau nghiền vận chuyển qua ống thép lớn Đây sở cho hệ thứ hệ thống nồi nấu liên tục đời bao gồm hai nồi nấu cho pha nấu sơ ba nồi nấu bao bọc hệ thống nước cho pha kết thúc Phải vài năm cho việc hoàn thiện thiết kế hệ thống, sau nhiều nỗ lực, người ta sản xuất thành công nồi nấu liên tục gồm nồi đơn Nồi nấu liên tục lắp đặt công ty chế biến phụ phẩm Denver vào đầu năm 1960 Các cơng đoạn qui trình chế biến phụ phẩm kiểu liên tục theo mẻ thấy Hình - minh họa hệ thống nấu liên tục Hình 1: Sơ đồ hệ thống chế biến nồi nấu liên hoàn Ngày hệ thống sử dụng phổ biến khu vực Bắc Mỹ biết đến Equacooker Khả vận hành dễ dàng trước xuất hệ thống điều khiển tinh vi máy tính nhân tố dẫn đến thành công hệ thống Với việc vận hành gần khơng ngừng nghỉ, cần phải có nhà máy dây chuyền sản xuất ln điều kiện hoạt động bình thường với thời gian ngừng nghỉ ngắn hiệu suất sử dụng lượng cao Hình 2: Sơ đồ miêu tả hệ thống chế biến phụ phẩm khô liên tục Đầu tiên nguyên liệu lưu trữ tạm thời thùng chứa nguyên liệu thơ Từ chuyển lên băng chuyền đổ qua nam châm nằm ngang để loại bỏ tạp chất kim loại Sau nguyên liệu nghiền máy nghiền để tạo đồng kích thước, tạo dễ dàng cho việc xử lý, làm tăng khả truyền nhiệt nấu Nguyên liệu sau nghiền nhỏ chuyển vào nồi nấu với tốc độ kiểm soát thùng định mức Nồi nấu liên tục ống lớn có gắn hệ thống khuấy thường đun nóng nước Nồi làm cho nhiệt độ khối nguyên liệu đạt mức 240-290 oF (khoảng 115-145oC), làm bớt nước giải phóng mỡ khỏi phần thịt xương Hỗn hợp dạng sệt sấy khơ có chứa mỡ chất rắn đẩy khỏi nồi nấu tốc độ kiểm sốt Sau hỗn hợp sệt vận chuyển đến băng chuyền để tách mỡ Băng chuyền tách mỡ khỏi thành phần cịn lại, phần sau chuyển sang băng chuyền bốc dỡ Ở chất rắn từ băng chuyền tách mỡ kết hợp với chất rắn đến từ thùng lắng đọng máy li tâm dạng phễu lọc Các chất rắn từ băng chuyền bốc dỡ đến phận ép trục xoắn, phận làm giảm tỷ lệ mỡ có khối chất rắn xuống 10-12% Phần chất rắn thoát qua thiết bị ép chuyển trở lại nồi nấu bánh ép tạo tiếp tục di chuyển đến băng chuyền dành cho bánh ép đến phần nghiền thành bột Mỡ tách từ máy ép trục xoắn đổ lên băng chuyền chở mỡ ép; dây chuyền tách mảnh nguyên liệu lớn khỏi mỡ dạng lỏng đưa chúng trở lại băng chuyền bốc dỡ Mỡ từ băng chuyền chở mỡ ép bơm lên thùng lắng Mỡ tách từ băng chuyền tách mỡ đổ vào thùng lắng Trong thùng lắng, mảnh thịt xương nặng chìm xuống đáy, chúng chuyển băng chuyền dạng trục xoắn đến băng chuyền bốc dỡ Mỡ lỏng từ thùng lắng bơm vào máy li tâm, máy loại bỏ chất bẩn sót lại khỏi mỡ Chất rắn từ máy li tâm chuyển đến băng chuyền bốc dỡ Mỡ sau làm chuyển đến phận xử lí đến nơi bảo quản dạng sản phẩm cuối Hơi nước thoát khỏi nồi nấu thơng qua hệ thống ống thơng có gắn giàn lọc để tách tiểu phần có nước đưa chúng trở lại nồi nấu Hệ thống ống thông đưa nước đến nồi ngưng tụ nước Các khí khơng thể ngưng tụ hút khỏi nồi ngưng hệ thống quạt Các khí có mùi sinh cơng đoạn khác trình chế biến thu vào ống chuyển đến hệ thống xử lý mùi, với khí khơng ngưng tụ đến từ nồi ngưng, để phân hủy thành phần gây mùi III VẤN ĐỀ AN TỒN VỆ SINH DỊCH BỆNH TRONG CƠNG NGHIỆP CHẾ BIẾN PHỤ PHẨM GIẾT MỔ Hơn hai thập kỷ qua, xã hội công nghiệp giới nhận thấy cần thiết phải giải nhiều vấn đề lớn liên quan đến sản xuất thực phẩm an toàn Tại Hội nghị quốc gia bảo vệ thực phẩm tổ chức Washington D.C, Cục quản lí thuốc thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) tài trợ, qua cho thấy việc cung cấp thực phẩm an tồn cơng việc khó khăn, địi hỏi khả sáng tạo, hợp tác phủ, ngành công nghiệp chế biến thực phẩm người tiêu dùng Việc xét nghiệm Salmonella sản phẩm cuối có vai trị lịch sử nỗ lực ngành cơng nghiệp nhằm đảm bảo an toàn cho nguyên liệu thức ăn có nguồn gốc động vật ngành nhận để đối phó với thách thức tương lai liên quan đến vấn đề an tồn thực phẩm địi hỏi phải có phát kiến mơ hình Với mục tiêu tiên phong hướng tương lai, vào năm 1984 ngành công nghiệp chế biến phụ phẩm thành lập tổ chức Các nhà công nghiệp sản xuất protein động vật, APPI (Animal Protein Producers Industry) APPI trở thành cánh tay phải cho ngành công nghiệp hoạt động lĩnh vực rộng lớn an toàn sinh học với mục tiêu cụ thể xác định rõ: Quản lý chương trình kiểm sốt Salmonella Điều phối cung cấp tư vấn chất thải hóa học lẫn sản phẩm Phương pháp kiểm tra cần thiết, xây dựng cẩm nang đảm bảo tính nguyên vẹn sản phẩm, chẳng hạn HACCP 10 ... bình Trung bình Cao Prion bệnh bị điên, Trung bình Rất nhỏ Trung bình Rất nhỏ Cao bệnh dại Methane, CO2 Rất nhỏ Rất nhỏ Trung bình Rất nhỏ Cao Các hóa chất Rất nhỏ Rất nhỏ Rất nhỏ Cao Rất nhỏ nhiên... nhỏ Cao Rất nhỏ tiểu phần ni-tơ PAH, dioxins Rất nhỏ Trung bình Rất nhỏ Cao Rất nhỏ Thuốc sát trùng, Rất nhỏ Rất nhỏ Trung bình Trung bình Cao thuốc tẩy H2S Rất nhỏ Rất nhỏ Trung bình Rất nhỏ Cao. .. giết mổ có tính tương tác đặc biệt q trình thu, gửi xử lí mẫu lấy chủ yếu từ gia súc có nguy cao (bao gồm gia súc bệnh chết trang trại) nhằm hỗ trợ chương trình giám sát kiểm tra bệnh bị điên