nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh đến chất lượng cá ngựa khô

“Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấylạnh đến chất lượng cá ngựa khô”.Mục đích của đề tài này là em tìm ra một chế độ nhiệt độ thích hợp và xâydựng qui trì

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta có thế mạnh về tiềm năng thủy sản, với một nguồn t ài nguyênbiển to lớn, đa dạng và phong phú Việt Nam đã biến ngành kinh tế thủy sản là mộttrong những ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta

Trong những năm gần đây ngành đã đạt được tốc độ phát triển cao, ổn địnhmức tăng trưởng quân bình hàng năm về tổng sản lượng thủy sản, giá trị kim ngạchxuất khẩu chiếm khoảng 20  25% tổng kim ngạch xuất khẩu hàng năm của ViệtNam

Năm 1999 cả nước có 27 nhà máy chế biến thủy sản được xếp vào danh sáchcác đơn vị đủ tiêu chuẩn xuất khẩu sang thị trường EU Hiện nay mặt hàng thủy sảnViệt Nam đã có mặt trên nhiều nước, trong đó có 13 nước Châu Âu các nước Châu

Á và Châu Mỹ Những thành tựu trên đã góp phần quan trọng thúc đẩy sự phát triểnkinh tế chung cả nước, tạo thêm hàng triệu việc làm Vị trí và vai trò của ngành đãđược khẳng định

Trong lĩnh vực chế biến thủy sản có thể nói mặt h àng thủy sản khô đóng mộtvai trò quan trọng, do đó để các sản phẩm thủy sản khô có chất l ượng cao, đạt tiêuchuẩn các thị trường ngoại, phù hợp với mức sống ngày càng cao của xã hội, chúng

ta cần phải liên tục cải tiến kĩ thuật sản xuất, áp dụng các công nghệ khoa học kĩthuật mới để đạt được sản phẩm có chất lượng cao hơn

Trong những năm gần đây chúng ta đã phát hiện ra một loài cá không có giátrị về thực phẩm, nhưng có dược tính cao Đó là cá ngựa và được nhân dân dùng đểlàm thuốc chữa bệnh

Cá ngựa có thể dùng tươi để ngâm rượu hoặc là được phơi khô để chế biếnthuốc Nhân dân ta thường phơi cá ngựa ngoài nắng tự nhiên để đạt đến độ khô cầnthiết, do đó chất lượng sản phẩm không cao và không đạt tiêu chuẩn vệ sinh

Được sự đồng ý của Khoa chế biến tr ường Đại học Nha Trang và sự hướngdẫn tần tình của thầy Trần Đại Tiến em tiến hành đề tài:

“Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấylạnh đến chất lượng cá ngựa khô”.

Mục đích của đề tài này là em tìm ra một chế độ nhiệt độ thích hợp và xâydựng qui trình chế biến cá ngựa khô để nâng cao chất l ượng sản phẩm

Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình thực nghiệm nhưng kiến thức của bảnthân còn hạn chế và thời gian có hạn nên đề tài không tránh khỏi những sai sót.Kính mong sự giúp đỡ của thầy cô và các bạn

Nha Trang, tháng 11 năm 2007

SVTH: Hồ Sĩ Sơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cá ngựa

Cá ngựa (Hippocampus) thuộc bộ phụ cá ch ìa vôi, họ Syngnathidae Các loại

cá ngựa chỉ ở trong một giống Hippocampus v à xuất hiện cách đây ít nhất 40 triệunăm

1.1.1 Thành phần loài

Đến nay đã phát hiện được tất cả 7 loài cá ngựa sống ở vùng biển Việt Nam:

cá ngựa Gai, cá ngựa Ba Chấm, cá ngựa Đen, cá ngựa Thân Trắng, cá ngựa MõmNgắn, cá ngựa Gai Dài, và cá ngựa Đốm Trắng Ở đây chỉ mô tả 6 loài

1.1.1.1 Cá ngựa Gai

Ảnh 1: Cá ngựa Gai (Hippocampus spinosissimus)

Cá ngựa Gai có mầu vàng trắng hoặc nâu, đôi khi có các đốm tr ên thân vớinhững mầu khác nhau Thân và đuôi có nhiều gai nhọn Chiều dài cá khai thác daođộng từ 70 170 mm

Sinh cảnh: Đáy bùn cát, rạn san hô

Phân bố: Quảng Ninh, Hải Phòng, Đà Nẵng và từ vùng biển Khánh Hòa đếnKiên Giang

1.1.1.2 Cá ngựa Ba Chấm

Ảnh 2: Cá ngựa Ba chấm (Hippocapus trimaculatus)

Cá ngựa Ba Chấm có mầu trắng ở con cái, mầu nâu ở con đực Đặc biệt có 3chấm ở trên thân nên rất dễ nhận dạng Chiều dài cá khai thác dao động từ 80 160 mm

Sinh cảnh: Đáy bùn cát, rạn san hô

Phân bố: Vùng biển Quảng Ninh đến Kiên Giang

1.1.1.3 Cá ngựa Đen

Ảnh 3: Cá ngựa Đen (Hippocampus kuda)

Cá có mầu đen hoặc nâu, đôi khi có mầu vàng và hiện tượng này chỉ xảy ravới con cái Chiều dài cá khai thác dao động từ 80 160 mm

Sinh cảnh: Đáy bùn cát, rong lá hẹ và rong cánh quạt, sống chủ yếu ở cửasông, độ sâu từ 0,5 2 mm Đôi khi gặp ở vùng biển ven bờ

Phân bố: Vùng biển ở Huế, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Hà Tiên

1.1.1.4 Cá ngựa Thân Trắng

Ảnh 4: Cá ngựa Thân Trắng (Hippocampus kelloggi)

Cá có thân trắng, không có gai nhọn, đây là loài cá ngựa có kích thước khaithác lớn nhất ở biển Việt Nam, có con đạt chiều d ài 30 cm

Sinh cảnh: Cát bùn, rạn đá và san hô

Phân bố: Vùng biển Đà Nẵng, Khánh Hòa đến Vũng Tàu

1.1.1.5 Cá ngựa Mõm Ngắn

Ảnh 5: Cá ngựa Mõm (Hippompus mohnikei)

Đây là loại cá ngựa có kích thước khai thác bé nhất, chiều d ài dao động từ

5070 mm và ở khích thước này cá đã tham gia sinh sản

Sinh cảnh: Đáy bùn cát, chà rạo, rong lá hẹ và rong cánh quạt, sống chủ yếu

ở cửa sông, độ sâu từ 0,52 m

Phân bố: Vùng biển ở Quảng Trị và Khánh Hòa

1.1.1.6 Cá ngựa Gai Dài

Ảnh 6: Cá ngựa Gai dài (Hippocampus histrix)

Cá có màu trắng, đôi khi có màu vàng Trên thân và đuôi có nhi ều gai dài vànhọn Chiều dài cá khai thác dao động từ 80140 mm

Sinh sản: Đáy cát bùn, rạn đá và san hô

Phân bố: Vùng biển Khánh Hòa

Thành phần loài cá ngựa ở nước ta khá phong phú so với một số n ước trênthế giới: Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia chỉ có từ 4 - 6 loài

Bảng 1.1: Thành Phần loài cá ngựa ở một số vùng biển trên thế giới

cao tỉ lệ càng thấp Trong 7 loài cá ngựa nói trên, chỉ có 2 loài cá ngựa Đen và cángựa Mõm ngắn phân bố ở vùng cửa sông, đầm phá nước lợ Đây là những loài cárộng muối và rộng nhiệt nhất trong các loài cá ngựa Các loài cá ngựa khác đềusống ở biển.

Thành phần loài cá ngựa ở các vùng biển khác nhau ở Việt Nam được trìnhbày ở bảng 1.2 Càng tiến ra phía bắc số lượng loài và sản lượng khai thác cá ngựacàng giảm

Bảng 1.2: Thành phần loài cá ngựa ở các vùng biển

khác nhau ở Việt Nam

Quảng NinhCát Bà

Hà TĩnhThừa Thiên Huế

Đà NẵngQui NhơnKhánh HòaBình ThuậnVũng TàuKiên Giang

1.1.3 Đặc điểm sinh học của cá ngựa

1.1.3.1 Đặc điểm sinh sản của cá ngựa

Cá ngựa là loài đẻ nhiều đợt và đẻ quanh năm, mùa đẻ rộ thay đổi tùy theoloài và tùy theo vùng biển Khi buồng trứng chín muồi th ì cá cái chuyển trứng sangtúi ấp của cá đực, quá trình thụ tinh và phát triển phôi xảy ra ở đây Thời gian phát

triển phôi phụ thuộc vào nhiệt độ nước, thông thường ở vùng biển nước ta, thời giannày kéo dài từ 9 10 ngày Số lượng cá con của mỗi lần đẻ dao động từ 271 1045 con.

1.1.3.2 Đặc điểm dinh dưỡng của cá ngựa

Cá ngựa thay đổi thành phần thức ăn theo kích thước: Cá nhỏ ăn giáp xácnhỏ như nhóm Chân mái chèo (Copepoda), ấu thể Artemia Cá lớn ăn nhóm b ơinghiêng, Tôm Mysis, Tôm Chân chẻ (Mysidacea) và Artemia trưởng thành

1.1.3.3 Đặc điểm sinh trưởng của cá ngựa

Cá ngựa là loài sinh trưởng nhanh, cá đạt kích thước thương phẩm sau 6tháng nuôi Chiều dài cá đánh bắt ngoài tự nhiên dao động từ 80  160 mm Trongđiều kiện nuôi nhốt cá tham gia đẻ khi đạt 6  7 tháng tuổi, chiều dài 130 150 mm

1.1.4 Cấu tạo, thành phần hóa học của cá ngựa

1.1.4.1 Cấu tạo

Cá ngựa là loài cá có hình dáng kỳ lạ, đầu giống đầu ngựa, mõm hình ống,không có răng, thân không có v ảy Đuôi dài dùng để bám, không có vây đuôi nhưcác loài cá thông thường khác Cá thường bơi đứng, di chuyển chậm Cơ thể cónhiều vòng xương thân và đuôi Do khả năng di chuyển chậm nên để tránh kẻ thù,

cá ngựa thường sống “ngụy trang” trong các thảm cỏ biển, rạn đá, rạn san hô, m àusắc có thể thay đổi theo môi tr ường sống để chốn tránh kẻ thù Cá ngựa là loàilưỡng hình giới tính, có nghĩa là có sự sai khác giữa con đực và con cái theo hìnhthái ngoài: Cá ngựa đực trưởng thành có túi ấp nằm dưới phần bụng, cá ngựa cáikhông có túi này

1.1.5 Gía trị và công dụng của cá ngựa

Các loài thuộc giống cá ngựa không có giá trị về thực phẩm, nh ưng dược tínhcao, nên được nhân dân ta dùng để làm thuốc chữa bệnh Ở các nước phương tây cángựa được dùng làm cảnh

Cá ngựa là loài có giá trị xuất khẩu cao, thông thường cá càng lớn giá càngcao, cá ngựa Gai và cá ngựa Thân Trắng có giá trị cao hơn các loài cá khác Theo ýkiến người tiêu dùng, cá có mầu trắng hoặc mầu vàng có chất lượng tốt hơn ỞTrung Quốc, HongKong lại cho rằng cá có mầu trắng v à không có gai là tốt nhất, vìthế nhiều loài cá ngựa bị tẩy mầu để hợp với thị hiếu ng ười tiêu dùng Gía cá ngựa

ở Việt Nam trong thời điểm hiện nay dao động từ 4.500.000 đến 6.000.000 đồng/kgkhô, và còn tùy thuộc vào độ khô thì giá cũng khác nhau Ở HongKong, giá 1kg cángựa khô có chiều dài hơn 150mm có lúc lên đến 1.200 đô la Mỹ

Theo ông Đỗ Tất Lợi thì cá ngựa là một vị thuốc bổ có tác dụng kích thích vềsinh dục Thường dùng cho người già yếu, phụ nữ vô sinh hoặc thai khó ra Trongnhiều trường hợp có thể chữa được bệnh hen suyễn

Một số tác giả cho rằng cá ngựa còn dùng để chữa bệnh cao Cholesteron, ung nhọt

Cá ngựa theo Đông y có tính ôn , vị ngọt, không độc Ở Trung Quốc cá ngựađược dùng làm thuốc và ghi đầu tiên vào bộ sách Bản Thảo Cương Mục Thập Dicủa Triệu Học Mẫn (1765) Chế biến cá ngựa có thể theo nhiều cách:

- Ngâm cá (3 cặp gồm 3 cá cái và 3 cá đực) vào rượu có hồi, quế và một sốdược liệu có tinh dầu

- Sấy cá ngựa rồi đem tán nhỏ, uống d ưới dạng bột hoặc viên, ngày uống 3lần, mỗi lần 1 3 gam Dùng nước hay rượu để chiêu thuốc

Trên thị trường cá ngựa được tiêu thụ ở dạng khô Cá được rửa sạch bằngnước ngọt, phơi khô 2 3 ngày là có thể xuất bán hoặc sử dụng

1.1.6 Sự tồn tại của nước trong nguyên liệu cá ngựa

Trong nguyên liệu thủy sản nói chung và cá ngựa nói riêng đều có nước tồntại và được phân thành 2 loại nước: nước tự do và nước liên kết

- Nước tự do: Là nước tồn tại ở trạng thái tự do và dễ bị mất đi Tùy theo vịtrí tồn tại của nó mà người ta chia ra: Nước tự do cố định, nước tự do kết cấu vànước tự do dính ướt.

+ Nước tự do cố định: Là nước bị dàng buộc một cách chặt chẽ bởi kết cấuhình lưới của cơ thịt, nước này khó ra khỏi nguyên liệu nó làm cho cơ thịt mềm vàđàn hồi

+ Nước tự do kết cấu: Nước này tồn tại trong các lỗ nhỏ và các khe hở củakết cấu mạng lưới hoặc trong tổ chức xốp nhiều lỗ rỗng của mô li ên kết Nước này

có thể di chuyển qua lại được dễ dàng nên nó có thể dễ dàng tách ra khỏi nguyênliệu

+ Nước tự do dính ướt: Là lớp nước dính sát trên bề mặt của nguyên liệu,nước này có ảnh hưởng đến việc xác định trọng lượng nguyên liệu, đồng thời tạođiều kiện tốt cho sự hòa tan các chất dinh dưỡng và vi sinh vật hoạt động

+ Nước tự do không phát sinh thủy hóa, nó l à dung dịch tốt cho các chất tan,nước này đông kết ở 00C và khả năng dẫn điện lớn, nước tự do bay hơi được ở nhiệt

độ thấp và áp suất thường, nước này hòa tan được các chất tan

+ Nước kết hợp keo đặc: Là nước kết hợp với protein ở trạng thái keo đặc.+ Nước kết hợp keo tan: Là nước kết hợp với protein ở trạng thái h òa tan vàcác muối vô cơ hoặc các chất khác ở trạng thái keo h òa tan hay gần với trạng thái

đó Nước kết hợp không những có ý nghĩa trong việc duy trì sự sống của cơ thểđộng vật mà nó còn ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị thịt cá ngựa và trạng thái cơ thịt

Nước kết hợp trong cơ thể động vật chủ yếu kết hợp với protein cho n ên còngọi là nước kết hợp protein

1.1.7 Tình hình tiêu thụ cá ngựa trên thế giới và ở Việt Nam

Theo ước tính của một số chuyên gia nước ngoài, hàng năm có khoảng 20triệu con cá ngựa được tiêu thụ trên thế giới Chỉ tính riêng Trung Quốc hơn 20 tấn

cá ngựa khô (khoảng 6 triệu con) được sử dụng hàng năm cho mục đích Đông y

Nhìn chung cá ngựa tiêu dùng nội địa không lớn, chủ yếu cá được xuất khẩu

ra các khu vực như Trung Quốc, Đài Loan, HongKong thông qua các công ty xu ất

nhập khẩu Hải sản Sản lượng xuất khẩu được ước tính ít nhất là 5 tấn cá ngựa trongnăm 1996 Hiện nay, vấn đề kinh doanh cá ngựa gặp một số khó khăn vì cungkhông thỏa mãn cầu, nhiều công ty ngưng xuất khẩu vì lý do này, mặc dù đơn đặthàng ngày càng nhiều Một công ty ở Đà Nẵng trong những năm trước đây xuấtkhẩu sang Trung Quốc khoảng 1 tấn cá ngựa khô mỗi năm, đến nay phải ngưng vìkhông đủ số lượng để đáp ứng cho khách hàng Cho đến thời điểm này, nhiềuthương nhân Singapore, Australia, HongKong đ ến Việt Nam để đặt hàng mua cángựa với một lần xuất khẩu khoảng 300 đến 500 kg cá khô.

Do nhu cầu tiêu thụ cá ngựa ngày càng lớn, nên dẫn đến tình trạng nguồn lợi

cá ngựa ngoài tự nhiên ngày càng giảm, điều này thể hiện qua việc giảm kích thướckhai thác và sản lượng đánh bắt trên đơn vị cường lực theo thời gian Cho n ên cángựa là một trong những đối tượng được nhiều nhà nghiên cứu bảo tồn thiên nhiênchú ý

1.2 Tổng quan về kỹ thuật sấy

1.2.1 Qúa trình sấy

Sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng ph ươngpháp bay hơi nước Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và traođổi chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy Qúa tr ìnhtruyền ẩm từ trong vật sấy vào môi trường Các quá trình truyền nhiệt truyền chấttrên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau

Với sự phát triển của các loại vi sinh vật là mạnh mẽ nhất ở điều kiện thíchhợp hàm lượng nước trong các loại thủy sản tươi là vào khoảng 70  80% Do đóchúng ta phải có phương pháp làm giảm hàm lượng nước trong sản phẩm thủy sảnxuống đến mức thấp khoảng 20  22% thì sự phát triển của vi sinh vật sẽ bị hạn chế,bảo quản sản phẩm được lâu Mặt khác sản phẩm đã được làm khô thì việc vậnchuyển sẽ được dễ dàng và nâng cao chất lượng sản phẩm

F e E dt

dW B(  ).

Sự khuếch tán của nước ra khỏi nguyên liệu sấy gồm 2 giai đoạn đó là:

+ Quá trình khuếch tán ngoại:

Là sự dịch chuyển của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí.Lượng nước bay hơi trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện

áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu (E) lớn hơn áp suất riêng phần củahơi nước trong không khí (e) Sự chênh lệch đó là P = E – e Lượng hơi nước bayhơi tỷ lệ thuận với P, với bề mặt bay hơi và với thời gian làm khô:

dW = B(E-e).F.dt

Tốc độ bay hơi nước được biểu diễn như sau:



Trong đó:

W: lượng nước bay hơi

F: diện tích bề mặt bay hơi

dt: thời gian bay hơi

B: hệ số bay hơi

+ Qúa trình khuếch tán nội:

Là quá trình chuyển động của nước trong nguyên liệu từ lớp này sang lớpkhác để tạo độ cân bằng ẩm trong bản thân nguy ên liệu Động lực của quá trìnhkhuếch tán nội là sự chênh lệch về độ ẩm giữa các lớp bên trong và bên ngoài Nếu

sự chênh lệch ẩm càng lớn tức là gradien độ ẩm càng lớn thì tốc độ khuếch tán nộicàng nhanh Ta có thể biểu thị tốc độ khuếch tán nội bằng ph ương trình sau:

dx

dc F K dt

dW  .

Trong đó:

W: lượng nước khuếch tán

dt: thời gian khuếch tán

F: diện tích bề mặt khuếch tán

K: hệ số khuếch tán

dc: gradien độ ẩm

▪ Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại

Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối quan hệ chặt chẽ với nhau,tức là khi khuếch tán ngoại được tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể được tiếptục và như thế độ ẩm của nguyên liệu mới được giảm dần Nếu khuếch tán nội lớnhơn khuếch tán ngoại thì quá trình bốc hơi sẽ nhanh hơn, nhưng điều này hiếm có.Khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn khuếch tán ngoại Khikhuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ bị gián đoạn

Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn hàm ẩm trong nguyên liệu nhiều thì sựchênh lệch về độ ẩm lớn Vì vậy, khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch tánngoại do đó tốc độ làm khô sẽ nhanh Nhưng ở giai đoạn cuối thì lượng nước còn lạitrong nguyên liệu ít, tốc độ bay hơi ở bề mặt ngoài nhanh mà tốc độ khuếch tán nộilại chậm Do đó tốc độ khô ở bề mặt ngoài nhanh hình thành một lớp màng cứnglàm ảnh hưởng tới quá trình khuếch tán nội Vì vậy mà ảnh hưởng tới quá trình làmkhô nguyên liệu

Sự dịch chuyển của nước trong quá trình làm khô trước hết là nước tự do,sau đó mới đến nước kết hợp Trong suốt quá trình làm khô, lượng nước tự do luônluôn giảm xuống Còn ở giai đoạn đầu thì lượng nước kết hợp tăng lên tương đối làtrọng lượng của nguyên liệu giảm chậm

Lượng nước trong nguyên liệu dịch chuyển dưới 2 hình thức là thể hơi vàthể lỏng Điều này do phương thức kết hợp của nước trong nguyên liệu quyết định

Sự chuyển dịch này gọi là “truyền dẫn ẩm phần” do sự chênh lệch ẩm gây nên

Nước tự do dịch chuyển ở 2 trạng thái l à lỏng và hơi Nước kết hợp dịchchuyển bằng trạng thái hơi còn nước thẩm thấu và nước liên kết thì dịch chuyểnbằng trạng thái lỏng Độ ẩm càng giảm thì sự di động dần của nước chuyển dầnsang thể hơi Khi độ ẩm của nguyên liệu bé thì sự di động của nước trên cơ bản là ởtrạng thái hơi

Lượng nước trong nguyên liệu di động tỉ lệ với độ ẩm giảm xuống, tức l à sựchênh lệch của độ ẩm U

W’ = -K.γ0 U

Trong đó:

W’: Lượng nước của nguyên liệu đi qua một đơn vị quá trình

γ0: Khối lượng riêng của chất khô tuyệt đối

K: Hệ số truyền dẫn ẩm phần

Dấu (-) : Biểu thị độ ẩm di chuyển theo hướng giảm dần

Từ thực nghiệm Lucop chứng minh rằng : khi nguyên liệu được cung cấpnhiệt thì một phần nước sẽ di động từ chỗ có nhiệt độ cao đến chỗ có nhiệt độ thấp,tức là theo hướng di động của dòng nhiệt Hiện tượng này là do 3 nguyên nhân cơbản gây ra:

+ Cường độ vận động của phân tử thể khí hoặc thể lỏng trong giới hạn cónhiệt độ cao hơn so với ở chỗ có nhiệt độ thấp

+ Khi nhiệt độ tăng dần thì sức căng bề mặt ngoài của thể lỏng giảm do đólực của ống tiêm mao cũng giảm tạo nên sự chuyển động của chất lỏng theo phíanhiệt độ giảm xuống, tức là theo phía của dòng nhiệt

+ Trong ống tiêm mao chứa thể lỏng thường tồn tại nhiều bọt khí, khi nhiệt

độ tăng, bọt khí sẽ giãn nở đẩy thể lỏng theo hướng dòng nhiệt

Sự chuyển dịch của nước tự do sự chênh lệch nhiệt độ gây nên gọi là “sựtruyền dẫn ẩm phần” Lượng nước di chuyển đó tỉ lệ với sự chênh lệch của nhiệt độ

động được tiến hành đồng thời Nếu phương hướng của 2 sự dịch chuyển đó thốngnhât, thì tốc độ làm khô lớn nhất, tức là:

W = W’ + W’’ =γ0(K U + δ t)Nếu 2 sự di động đó ngược chiều nhau thì tốc độ làm khô sẽ nhỏ đi Khi làmkhô ở giai đoạn đầu, nhiệt độ ở bề mặt th ường cao hơn ở trong Vì vậy thường xảy

ra hiện tượng có một ít nước di động ngược chiều, sau một thời gian nhiệt đ ã xuyênthấu vào trong và nâng cao nhiệt độ trung tâm của cá ngựa thì ảnh hưởng củagradien nhiệt độ sẽ bé đi

Vì vậy trên thực tế thì lượng nước di động trong quá trình làm khô là

W = W’ + W’’ = -γ0(K U - δ t)Nói chung khi làm khô cá ngựa sự di động của nước chủ yếu phụ thuộc vàogradien độ ẩm, sự ảnh hưởng của gradien nhiệt độ rất bé V ì vậy khi làm khô ởnhiệt độ thấp, thì ảnh hưởng của gradien nhiệt độ là không đáng kể, nhưng ở nhiệt

độ cao thì ảnh hưởng rõ rệt Bởi vậy, khi làm khô cần nâng cao nhiệt độ lên mộtcách thích đáng thì có thể thúc đẩy được quá trình làm khô nhanh chóng

1.2.2 Những biến đổi của cá ngựa trong quá tr ình sấy

1.2.2.1 Biến đổi về trạng thái

a Biến đổi về khối lượng

Do mất nước đi trong quá trình sấy, làm cho khối lượng của cá ngựa giảmxuống Sự giảm của khối lượng đúng ra bằng khối lượng nước mất đi, nhưng thực tếlại nhỏ hơn Nguyên nhân là do quá trình làm khô sản phẩm bị oxy hóa các nối đôitrong axit được no hóa làm cho khối lượng có tăng lên chút ít rõ nhất là sản phẩmphơi khô

b Biến đổi về thể tích

Do mất nước trong quá trình sấy, nên thể tích của nguyên liệu co rút lại, mức

độ co rút phụ thuộc vào phương pháp làm khô

c Biến đổi về mầu sắc và mùi vị

Trong quá trình làm khô màu sắc và mùi vị của sản phẩm cũng thay đổi.Nguyên nhân là do nguyên liệu bị mất nước thể tích co rút, bị oxy hóa hay các sắc

tố bị khử Điều đó là quá trình hoạt động của vi sinh vật gây nên và nguyên nhânnữa là do nước mất đi làm cho nồng độ các thành phần trong thịt cá ngựa tăng lên.

Với phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh th ì mầu sắc

và mùi vị của thịt cá ngựa là rất tốt Sản phẩm có mầu tươi sáng, mùi tanh đặc trưngcủa cá ngựa khô

d Sự biến đổi về tổ chức của nguyên liệu

Trong quá trình làm khô, do nước mất nên tổ chức của nguyên liệu bị co rútlại chặt chẽ hơn nhưng biến đổi có khác nhau theo phương pháp sấy khô Nguyênnhân là do kết cấu hiển vi của cac sợi cơ bị sắp xếp lại khác nhau và mỗi loại cấutrúc của sợi cơ có tính chất vật lý nhất định

1.2.2.2 Sự biến đổi về hóa học

a Sự thối rữa và oxy hóa của Lipid

Sự thối rữa và oxy hóa của Lipid phụ thuộc vào thời gian và phương pháplàm khô Thời gian càng dài thì biến đổi của cơ thịt càng lớn Đồng thời sự oxy hóacũng tăng lên làm sản phẩm có mầu sắc và mùi vị không tốt Khi đó làm khô ở áplực thường thì nguyên liệu dễ bị oxy hóa và thối rữa hơn ở điều kiện làm khô ở chânkhông hoặc chân không thăng hoa

b Sự đông đặc và biến tính protein

Đối với protein của cá ngựa khi sấy khô thì protein của cá ngựa bị biến tính.Khi nhiệt độ cao sẽ phá vỡ liên kết hydro mạch bên của protein làm cho cấu trúcbậc cao bị phá hủy, đồng thời một l ượng nước thoát ra, các phân tử protein chỉ c òncấu trúc bậc 1, đa tụ thành đại phân tử lớn mất tính hòa tan và một số tính chất khác.Protein của thịt cá chủ yếu là myosin và myogen ở điều kiện bình thường nhiệt độđông đặc là 55 – 600C Do đó khi sấy khô thì chúng đông đặc và biến tính từ proteinsợi cơ có tính hòa tan biến thành trạng thái keo kết tủa, mất tính đàn hồi của cơ thịt

Quá trình làm khô nếu nhiệt độ càng cao thì tỷ lệ tiêu hóa của protein càngthấp

c Sự biến đổi thành phần chất ngấm ra

Trong quá trình làm khô thành ph ần chất ngấm ra biến đổi nhiều M ùi vị của

cá khô do nhiều yếu tố quyết định nhưng trong đó thành phần của chất ngấm rađóng một vai trò quan trọng

Trong quá trình làm khô, do enzym và vi sinh v ật hoạt động phân hủy một

số chất ngấm ra làm cho hàm lượng chúng giảm xuống Qúa trình sấy khô càng kéodài thì sự tổn thất chất ngấm ra càng nhiều và làm cho mùi vị càng giảm

Hiện tượng thủy phân protein dưới tác dụng của các nhân tố vật lý, hóa học ,sinh học… làm cho phân tử protein mạch dài bị cắt thành các phần nhỏ hơn nhưpepton, peptit, axit amin… quá trình này bao gồm cả quá trình tự phân giải

Vì vậy việc làm khô nhanh chóng là biện pháp tích cực để giảm bớt tổn thấtcủa chất ngấm ra

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Khi sấy một sản phẩm thì chất lượng của sản phẩm đó tốt hay xấu, nhanhhay chậm thì nó phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố như: nhiệt độ sấy, vận tốcchuyển động của không khí, độ ẩm của không khí, kích th ước nguyên liệu…

Nhưng nếu nhiệt độ sấy quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làmkhô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, c ơ thịt bị phá hủy

Vì vậy quá trình làm khô phải tiến triển cân bằng với tốc độ khuếch tán nội

và khuếch tán ngoại của nguyên liệu

+ Vận tốc chuyển động của không khí

Nếu tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ đ ược nhiệt độ trênnguyên liệu để cân bằng quá trình sấy Vì vậy phải có tốc độ thích hợp nhất l à giaiđoạn đầu của quá trình làm khô

+ Độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí càng lớn thì quá trình làm khô sẽ chậm lại

Độ ẩm tương đối của không khí tốt nhất để l àm khô trong giới hạn 50  70% Độ

ẩm quá nhỏ cũng không tăng được tốc độ sấy vì tốc độ làm khô phụ thuộc nhiều vào

sự khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu Vì vậy ta thấy độ ẩm tương đối củakhông khí có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khô

Một trong những biện pháp để nâng cao độ khô của không khí có thể tiếnhành làm lạnh để cho hơi nước ngưng tụ Hạ thấp nhiệt độ không khí xuống tớinhiệt độ điểm sương nước sẽ ngưng tụ đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của không khícũng được hạ thấp Như vậy để làm khô không khí người ta dùng phương pháp làmlạnh

+ Kích thước nguyên liệu

Nhìn chung khi nguyên liệu sấy càng nhỏ, càng mỏng thì quá trình sấy càngnhanh

1.3 Một số phương pháp chế biến cá ngựa khô

1.3.1 Phương pháp sấy khô tự nhiên

Là phương pháp đơn giản và rẻ tiền nhất hiện nay mà người ta thường dùng.Hiệu quả của phương pháp này là hoàn toàn phụ thuộc vào thời tiết, nếu trời nắng

to, gió nhiều tốc độ làm khô sản phẩm nhanh và ngược lại Phương pháp sấy khônày rất đơn giản, ta chỉ việc đặt con cá ngựa lên các khay sấy hoặc treo chúng lêncác dây (sào) phơi ra ngoài trời nắng

*Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền hầu như không mất thêm chi phí.

*Nhược điểm: Không chủ động được, hoàn toàn phụ thuộc vào thời tiết dẫn

tới kém hiệu quả về kinh tế (nếu gặp trời m ưa sẽ kéo dài thời gian sấy ảnh hưởng rấtlớn đến chất lượng của cá ngựa tốn nhiều nhân công) Kém vệ sinh

 Qui trình chế biến cá ngựa khô dân gian

▪ Sơ đồ qui trình:

▪ Giải thích qui trình:

+ Nguyên liệu: Nguyên liệu được người dân thu mua từ các ngư dân.

Nguyên liệu cá ngựa tươi và được bán theo kg, tùy vào kích thước và loại cá ngựa

mà có giá bán khác nhau

+ Rửa: Sau khi nguyên liệu được thu mua về, đem đi rửa sạch bằng n ướcngọt Nhằm loại bỏ tạp chất và vi sinh vật

+ Phơi: Nguyên liệu sau khi được rửa sạch được đem đi phơi dưới ánh nắng

tự nhiên Nguyên liệu được phơi trực tiếp trên nền đã lau sạch hoặc trên các dànphơi Tùy vào đơn đặt hàng hay mục đích sử dụng mà người ta phơi với các độ khôkhác nhau Thường thì nếu trời nắng to phơi từ 2 nắng đến 3 nắng là dừng

+ Bao gói: Nguyên liệu sau khi đã phơi đến độ khô theo mục đích sử dụngthì được đưa vào các túi P.E cột chặt lại, rồi đem đi bảo quản ở n ơi khô ráo, thoángmát chờ ngày sử dụng

▪ Nhận xét: Phương pháp này dựa vào năng lượng mặt trời để phơi cho đến

khi đạt độ ẩm nhất định, nên có một số ưu điểm, nhược điểm sau:

+ Ưu điểm: Do tận dụng được nguồn năng lượng mặt trời nên giảm được chi

phí, giá thành sản phẩm, tốn ít nhân công, phương pháp cực kỳ đơn giản dễ làm

+ Nhược điểm: Không chủ động được mà phụ thuộc vào thời tiết, nếu gặp

phải trời mưa thì chất lượng của cá ngựa giảm Nếu gặp phải trời m ưa kéo dài thìphải có phương pháp bảo quản hợp lý, không sẽ bị hư hỏng

1.3.2 Phương pháp sấy khô cá ngựa bằng bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 1.3.2.1 Khái niệm về bức xạ hồng ngoại

Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được, có bước sóng lớnhơn bước sóng của ánh sáng đỏ (0,75μm)

Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ.Tia hồng ngoại do các vật nungnóng phát ra

* Kĩ thuật hồng ngoại là một trong lĩnh vực khá tiên tiến Kĩ thuật hồngngoại có đặc thù riêng của mình, và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vựcnhư: xây dựng, nông nghiệp, y học và nghiên cứu khoa học, sấy thực phẩm, rauquả…

Lĩnh vực ứng dụng kĩ thuật bức xạ hồng ngoại ngày càng mở rộng và pháttriển

1.3.2.2 Ứng dụng bức xạ hồng ngoại để sấy khô sản phẩm thủy sản

a Các thiết bị sấy khô sản phẩm thủy sản bằng bức xạ hồng ngoại

+ Dùng bóng đèn hồng ngoại để sấy:

Bóng đèn phát ra tia hồng ngoại thường thấy là ngoại có công suất 220V 220W và 220V 500W

Cấu tạo của bóng đèn:

Ở phía trong có tráng một lớp thủy ngân để tập trung tia hồng ngoại và tiasáng, nâng cao hiệu suất của bóng đèn

Hiệu suất sản sinh ra tia hồng ngoại của bóng đ èn là đạt 70% còn 30% thìchuyển thành ánh sáng nhìn thấy được hoặc bị mất đi Diện tích chiếu của bóng đèn

bé nhưng cường độ của tia hồng ngoại trong đơn vị diện tích thì rất lớn Đặc điểmnữa của loại bóng đèn sản sinh tia hồng ngoại là dòng điện đi qua yếu, vì vậy nhiệt

độ phát quang của tóc bóng đèn tương đối thấp, thường thì vào khoảng 2000 2500A0 Vì nhiệt độ phát quang của bóng đèn tương đối thấp cho nên tổn thất do

hiện tượng bốc hơi của tóc bóng đèn tương đối nhỏ, đồng thời trong bóng đèn có khítrơ, vì vậy quá trình sử dụng tương đối bền, thường vào khoảng 50006000 giờ

+ Đèn ống thạch anh

Cấu tạo của loại này là dây vonfram xoắn đặt trong tâm của ống thạch anhhình trụ, công suất của nó từ 0,1 20 kw tương đương với 30  400 kw/m2 bề mặtống hoặc 1  1,5 kw/m dài Nhiệt độ của bóng đèn loại này là 2800 0K (25270C),tuổi thọ 5000 giờ

+Que đốt bằng điện

Cấu tạo que đốt gồm dây hợp kim nicrom xoắn h ình lò xo đặt trong ốngkim loại, cách điện bằng oxitmanhe, oxit nhôm hoặc cát thạch anh Công suất mỗique đốt đạt đến 2,5KW tương đương với 4 kw/m dài, nhiệt độ là 8000C Đây là loạique đốt thông dụng nhất

+Thiết bị sấy bức xạ dùng bề mặt bức xạ bằng điện trở

Thiết bị nguồn nhiệt là điện trở tấm Công suất riêng trên bề mặt là khálớn.Ví dụ: Tấm bức xạ nhiệt điện trở do nhà máy Ulianop ở thành phố Goocki sảnxuất có nhiệt độ bề mặt nung nóng đến 4600C, công suất riêng từ 20 30kw/m2

+Vật bức xạ bằng gốm

Đây là loại tiện lợi trong công nghiệp chế biế n thực phẩm.Cấu tạo của nógồm dây điện trở làm bằng hợp kim nicrom được ép vào trong lòng khối gốm Côngsuất mỗi chiếc là 1kw với nhiệt độ làm việc từ 450  7000C để đảm bảo bức xạđược đồng đều thì các thiết bị bức xạ phải có cơ cấu phản xạ như đèn pha

b Công nghệ sấy ứng dụng bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh để sấy cá ngựa

+Công nghệ sấy cá ngựa bằng bức xạ hồng ngoại

Sấy bức xạ là quá trình sử dụng năng lượng của các tia bức xạ phát ra từnhững dây điện trở bên trong bóng đèn, để làm nóng vật sấy (cá ngựa) đến nhiệt độbay hơi ẩm khỏi vật sấy làm giảm độ ẩm của nó đến mức theo y êu cầu

Quá trình trao đổi nhiệt trong sấy bức xạ có cường độ cao hơn nhiều trongsấy đối lưu và sấy trên bề mặt nóng (sấy tiếp xúc còn gọi là sấy rang) Bề mặt vật

sấy nhanh chóng bị đốt nóng tạo ra ch ênh lệch nhiệt độ lớn giữa lớp bề mặt v à lớpsâu bên trong Điều này dẫn tới chất lượng sản phẩm không như ý muốn Để tránhhiện tượng trên ta căn cứ vào tính chất vật sấy, yêu cầu của sản phẩm mà sử dụngnguồn tia bức xạ, điều chỉnh cường độ bức xạ và quá trình bức xạ cho phù hợp

Công nghệ bức xạ hồng ngoại do nhà khoa học Rusunra khimop sáng chế ra.Cùng với các cộng sự của mình ông đã có trên 200 sáng chế khoa học công nghệtrong lĩnh vực vất lý chất rắn, vật liệu bán dẫn v à vật liệu học được cấp bằng sángchế ở Liên Xô ở cộng hòa Uzbetkistan và ở Mỹ

Chúng ta đã biết, năng lượng ánh sáng được phân bố trong các liên kết gọi

là photon Khi nguyên tử thay đổi năng lượng của mình lên một mức E thì sựkhác biệt này được chuyển dịch dưới dạng photon phụ thuộc vào chiều dài bướcsóng ánh sáng tương ứng với phương trình:

E = h.γ = h.c.λ

Trong đó:

h: hằng số Plankγ: tần số bức xạc: vận tốc ánh sángNếu chiều dài của bước sóng bức xạ càng ngắn thì năng lượng càng cao Sựhấp thụ ánh sáng là bước đầu tiên cho mọi quá trình quang hóa Khi photon hấp thụđiện tử trở lại hoạt động, có đủ năng l ượng để nhảy lên từ quỹ đạo bên trong ra quỹđạo bên ngoài, kết quả là phân tử ở vào “trạng thái kích động” Bất kỳ nguy ên tửhay phân tử đã cho vào cũng chỉ có thể hấp thụ ánh sáng với chiều d ài bước sóngánh sáng xác định do sự hạn chế về năng lượng đặc biệt mà ở đó các điện trở dư cóthể tồn tại Có nghĩa là vật thể chỉ có thể hấp thụ năng l ượng bức xạ tương ứng vớicác mức năng lượng xác định

+ Tính ưu việt của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại

Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại là công nghệ mới, về nguyên lý côngnghệ này có những ưu điểm sau:

- Sản phẩm thu được trong quá trình sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại không

bị tổn thất về chất lượng, mùi vị, hàm lượng vitamin được bảo toàn đồng thời sảnphẩm lại đảm bảo về mặt vệ sinh thực phẩm tốt

- Duy trì được màu sắc, mùi vị và các vitamin

- Công nghệ sấy bằng bức xạ hồng ngoại cho phép tiết kiệm cả thời gian lẫnnăng lượng Phương pháp này hoàn toàn không gây nguy hi ểm và không sử dụnghóa chất, chất độc

- Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại có ý nghĩa kinh tế x ã hội to lớn và tínhthiết thực cao, được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực như: Trong nông nghiệp ứngdụng sấy các loại hạt, rau, củ, quả, hạt giống để bảo quản và gieo trồng Trong lĩnhvực chế biến thủy sản được ứng dụng sấy cá, sấy mực v à các mặt hàng khô khác.Trong y học sử dụng công nghệ này cho phép sấy các đối tượng sinh học quan trọngnhư ezym, mô động thực vật, máu, protein, trong đó tính chất của chúng đ ược bảotoàn đầy đủ, sản phẩm đạt chất lượng vệ sinh cao

- Trong xây dựng, công nghệ nhựa, sơn…

- Gradien nhiệt độ và độ ẩm ở lớp sát bề mặt vật là cùng chiều, do đó tăngcường tốc độ khuếch tán nội dẫn tới tốc độ sấy tăng Tránh đ ược quá nhiệt cục bộ

và làm chai bề mặt sản phẩm trong quá trình sấy

1.3.3 Sấy đối lưu lạnh

Là tách ẩm bằng không khí lạnh tuần hoàn Ẩm tách ra từ bề mặt vật sấycần được mang đi để duy trì khuếch tán từ trong ra bề mặt sản phẩm

Điều kiện để tách ẩm : không khí có độ ẩm nhỏ, tốc độ gió thích hợp cungcấp năng lượng cho quá trình hóa hơi nước

+ Nguyên lý sấy đối lưu lạnh

Không khí được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ điểm sương để ngưng tụ ẩm.Sau đó được nung nóng để giảm độ ẩm tương đối và nhiệt độ không cao để tránhbiến tính sản phẩm, thông qua các bóng đ èn hồng ngoại đặt trong tủ sấy Sau khithu ẩm từ sản phẩm không khí lại được tuần hoàn về dàn lạnh để tách ẩm và tiếp tụccác bước trên

+ Ưu điểm của sấy đối lưu lạnh

Tốc độ sấy tăng do áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí bé Độ

ẩm tương đối giảm đáng kể mà nhiệt độ lại không cần tăng cao Do nhiệt độ thấptránh được quá nhiệt cục bộ, bảo vệ được màu sắc và các vitamin Không khí tuầnhoàn nên tránh được bụi bặm bên ngoài, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

+Mục đích sấy kết hợp:

Tận dụng được ưu điểm của cả 2 phương pháp và tăng nhanh tốc độkhuếch tán nội, khuếch tán ngoại do đó tốc độ sấy t ăng đáng kể Điều này rất có ýnghĩa khi sấy các sản phẩm có nguồn gốc thủy sản, giảm đ ược nhiệt độ sản phẩm do

đó tránh được biến tính sản phẩm và giữ được mầu sắc tự nhiên, mùi vị, khả năngphục hồi trở lại tốt

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Trên cở sở tìm hiểu các biến đổi của cá ngựa trong chế độ sấy cá ngựa bằngphương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh, em chọn đối tượng nghiêncứu là cá ngựa trắng để làm nguyên liệu sấy

Đối với cá ngựa trắng em chọn cá ngựa cỡ 1112 cm nguyên liệu cá ngựatươi Yêu cầu: cá ngựa tươi không bị thủng mắt, đứt đuôi, không có lỗ ở bụng và cómùi tanh tự nhiên

Cá ngựa thân trắng (Hippocampus kelloggi)

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Mục đích

Áp dụng công nghệ sấy bằng bức xạ hồng ngoại v à sấy tách ẩm bằng khôngkhí lạnh tuần hoàn để sấy cá ngựa Nhằm mục đích nâng cao chất l ượng của cángựa khô sau khi sấy, rút ngắn thời gian sấy, đảm bảo ti êu chuẩn về vệ sinh an toànthực phẩm Đồng thời giảm chi phí sản xuất đến mức thấp nhất.Góp phần thúc đẩy

sự phát triển của mặt hàng cá ngựa khô nói riêng và các mặt hàng thủy sản chế biến