Tiểu luận công nghệ chế biến các sản phẩm thủy sản lạnh đông

Làm lạnh đông hay ướp đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản nhằm đưa nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu thủy sản xuống dưới điểm đóng băng tới -8 → -10oC và có thểxuống thấp hơn nữa

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM

Môn: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN, SÚC SẢN

Đề tài:

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM THỦY SẢN LẠNH ĐÔNG

CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU CÁ TRA, TÔM 3

1.1 C Á TRA 3

1.1.1 N GUYÊN LIỆU CÁ TRA 3

1.1.2 Đ ẶC ĐIỂM SINH HỌC 5

1.2 T ÔM 12

1.3 Y ÊU CẦU NGUYÊN LIỆU KHI ĐƯA VÀO SẢN XUẤT 15

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ BIẾN LẠNH THỦY SẢN 17

2.1 NGUYÊN LÝ CHẾ BIẾN LẠNH THỦY SẢN 17

2.2 L ÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN 21

CHƯƠNG 3: BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ VÀ CHẾ BIẾN 28

3.1 N HỮNG BIẾN ĐỔI HÓA LÍ CỦA NGUYÊN LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH LẠNH ĐÔNG 28

3.3 B IẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG THỦY SẢN SAU KHI CHẾT 30

3.4 N HỮNG BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU TRONG QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ TRA PHI LÊ ĐÔNG LẠNH 33

CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SẢN PHẨM THỦY SẢN LẠNH ĐÔNG 54

4.1 C Á TRA FILE ĐÔNG LẠNH 54

4.2 C ÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TÔM NÕN ĐÔNG BLOCK 63

4.3 Q UY TRÌNH SẢN XUẤT TÔM TẨM BỘT ĐÔNG LẠNH 70

4.4 T HIẾT BỊ LẠNH ĐÔNG 75

4.5 X Ử LÝ SẢN PHẨM THỦY SẢN SAU LẠNH ĐÔNG 81

CHƯƠNG 5: CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM CÁ, TÔM ĐÔNG LẠNH 90

5.1 SẢN PHẨM CÁ FILLET ĐÔNG LẠNH: 90

5.2 Y ÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA TÔM ĐÔNG LẠNH : 93

LỜI MỞ ĐẦU

Thủy sản là một trong những ngành thế mạnh của Việt Nam, có tốc độ tăng trưởng xuấtkhẩu nhanh nhất thế giới - đạt 18% 1năm Tôm, cá tra, mực đông lạnh là những mặt hàng xuấtkhẩu chính của thủy sản Việt Nam Biển Việt Nam ta dài và rộng, lại nằm trong vùng có nhiềuchỗ gặp nhau của các dòng nước và có khí hậu nhiệt đới, nên trữ lượng hải sản của ta khá lớn, cógiá trị kinh tế cao Riêng cá đã có trên 100 loài, trong đó hơn 40 loài có giá trị kinh tế lớn Đặcbiệt ta có nhiều loại tôm, mực rất quý Nhà nước ta đã không ngừng đầu tư nhân lực cũng nhưcông nghệ cho quy trình sản xuất và chế biến thủy hải sản hiện nay

Nguồn sinh vật thủy sản cung cấp cho con người một lượng chất dinh dưỡng lớn Trướchết phải kể đến protit, sau đó là lipid, gluxit, vitamin, chất khoáng và các chất cần thiết khác Cá

và các động vật thủy sản được sử dụng tươi hoặc chế biến thành nhiều mặt hàng nhằm cung cấptức thời hoặc để dự trữ trong một thời gian nhất định và rất dễ bị hỏng Do đó việc bảo quản phảiđược đặt lên hàng đầu

Lạnh đông là một trong những phương pháp bảo quản thủy sản được sử dụng nhiều nhấttrong ngành chế biến thủy sản

Với mong muốn được tìm hiểu sâu hơn về công nghệ của các sản phẩm tiềm năng xuấtkhẩu, nhóm em đã tìm hiểu về công nghệ chế biến các sản phẩm lạnh đông

CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU CÁ TRA, TÔM.

1.1 Cá tra.

1.1.1 Nguyên liệu cá tra.

- Tên tiếng Anh: Pangasius

- Tên khoa học: Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1878)

- Tên thương mại: Pangasius

Trong họ cá tra có một số loài được nuôi trong hồ từ lâu đời, đặc biệt là cá tra (cá tra nuôi).Ngày nay ngành cá nuôi trở thành một công nghiệp nuôi và chế biến mà họ cá tra là trọng điểm.Nuôi và chế biến cá tra có tầm quan trọng trong cả Việt Nam và cung cấp công ăn việc làm chohàng vạn nông/công nhân Ngành nuôi cá tra đang có đà phát triển mạnh, dù có ảnh hưởng ítnhiều của vụ kiện của Hoa Kỳ trước đây, và còn có điều kiện gia tăng trong tương lai Theo sựđánh giá của P Cacot và J Lazard năm 2004, tương lai phát triển ngành nuôi cá họ này như sau:

- Cá tra nuôi (Pangasius hypophthalmus): kỹ thuật nuôi có tầm vóc sản xuất qui mô, giới

tiêu thụ xếp vào loại tạm ngon

- Cá xác bụng hay cá ba sa: (Pangasius bocourti): kỹ thuật nuôi khá qui mô, giới tiêu thụ

xếp vào loại ngon

- Cá tra bần (Pangasius mekongensis hay P kunyit): kỹ thuật nuôi còn ở giai đoạn thử

nghiệm, giới tiêu thụ xếp vào loại ngon đến thật ngon

- Cá vồ đém (Pangasius larnaudii): kỹ thuật nuôi còn ở giai đoạn thử nghiệm, giới tiêu thụ

xếp vào loại ngon

- Cá hú (Pangasius conchophilus): kỹ thuật nuôi còn ở giai đoạn thử nghiệm, giới tiêu thụ

xếp vào loại ngon

- Cá bông lau (Pangasius krempfi): chưa có thông tin về kỹ thuật nuôi, được xếp vào loại

ngon nhất

Vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có sản lượng cá tra và cá xác bụng (ba sa) là400.000 tấn năm 2005 và còn nhiều tiềm năng tăng sản lượng

Đặc điểm nguyên liệu cá tra:

- Là loài cá nuôi truyền thống trong ao của nông dân các tỉnh thành vùng ĐBSCL

- Cá có khả năng sống tốt trong điều kiện ao nước đọng, nhiều chất hữu cơ, hàm lượngoxygen hòa tan thấp,có thể nuôi với mật độ rất cao.

- Cá tra là loài ăn tạp, trong tự nhiên, cá ăn được mùn bã hữu cơ, rễ cây thủy sinh, rau quả,tôm tép, cua, côn trùng, ốc và cá

- Cá nuôi có thể sử dụng được các loại thức ăn khác nhau: cá tạp, thức ăn viên, cám, tấm,rau muống

- Cá tra sau 6 tháng nuôi, đạt khối lượng từ 1-1,2 kg/con

1.1.2 Đặc điểm

Cá tra là cá da trơn (không vẩy), thân dài, lưng xám đen, bụng hơi bạc, miệng rộng, córâu Cá tra sống chủ yếu trong nước ngọt, có thể sống được ở vùng nước hơi lợ (nồng độ muối 7-10), có thể chịu đựng được nước phèn với pH >5, dễ chết ở nhiệt độ thấp dưới 150C, nhưng chịunóng tới 390C Cá tra có số lượng hồng cầu trong máu nhiều hơn các loài cá khác Cá có cơ quan

hô hấp phụ và còn có thể hô hấp bằng bóng khí và da nên chịu đựng được môi trường nước thiếuoxy hòa tan

Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê kông, có mặt ở cả 4 nước Lào, Việt Nam, Campuchia

Trong họ Pangasiidae 2 loài cá ba sa và cá tra là cá nuôi kinh tế của đồng bằng sông CửuLong, đặc biệt trong hình thức nuôi tăng sản Hằng năm nghề nuôi cá bè cung cấp hàng ngàn tấn

cá ba sa cho thị trường trong nước, thêm vào đó là hàng ngàn tấn nguyên liệu cho thức ăn gia súc.Nếu trong năm 1993 sản lượng nuôi bè ở miền Nam Việt Nam ước lượng vào khoảng 17400 tấnhầu hết là từ các bè nuôi sông Mê Kông, thì chỉ riêng cá ba sa đã chiếm ¾ sản lượng này (13400tấn) Trong năm 1996 sản lượng loài cá này khoảng 15000 tấn

1.1.3 Thành phần hóa học của cá tra.

Thành phần hóa học của động vật thủy sản gồm có: nước, protein, lipit, gluxit, vitamin,khoáng,… Gluxit trong động vật thủy sản thường rất ít và tồn tại dưới dạng glycogen Thành phầnhóa học của các loài cá khác nhau sẽ biến đổi tùy thuộc vào sự thay đổi mùa, tập tính di cư, những

yếu tố này được quan sát thấy ở các loài cá sống hoang dã Cá nuôi cũng có thể khác nhau vềthành phần hóa học, nhưng trong trường hợp này một vài yếu tố được kiểm soát, do vậy có thể dựđoán được thành phần hóa học của cá.

Yếu tố ảnh hưởng rõ nhất đến thành phần hóa học của cá là thành phần thức ăn Ngườinuôi cá quan tâm đến việc làm cho cá lớn càng nhanh càng tốt với lượng thức ăn ít nhất, vì trongnuôi cá, chi phí thức ăn là chủ yếu Cá có khả năng phát triển nhanh nhất khi nuôi với khẩu phần

có hàm lượng lipit cao để cung cấp năng lượng và hàm lượng protein cao có thành phần cân đốicủa axit amin

Thông thường, hầu hết các loài cá sử dụng một phần protein để cung cấp năng lượngkhông kể đến hàm lượng lipit Khi hàm lượng lipit vượt quá mức cao nhất được chuyển hóa đểcung cấp năng lượng thì lipit dư thừa sẽ được tích lũy ở các mô làm cho cá có hàm lượng lipit rấtcao Ngoài ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nói chung, nó cũng có thể làm giảm năng suấtchế biến, vì hầu hết lipit dư thừa sẽ tích tụ ở những nơi dự trữ trong khoang bụng đều bị xem làphế liệu và bị loại bỏ sau khi moi nội tạng và philê

Thành phần hóa học cá tra: Protein: 12,2%; Lipid 16,04%; Tro 4,96%; Nước 66,8%

1.1.3.1 Protein

Có thể chia protein trong mô cơ thành 3 nhóm sau:

+ Protein cấu trúc: gồm actin, myosin, tropomyosin và actomyosin chiếm khoảng 70-80% tổnglượng protein cá Các protein này hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao(> 0,5 M) Các protein cấu trúc có chức năng co rút đảm nhận các hoạt động của cơ, actin vàmyosin tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi cơ

+ Protein tương cơ: gồm myoalbumin, globulin, myoglobin và các enzyme và chiếm khoảng 30% tổng lượng protein ở cá Các protein này có tính tan trong nước, tan trong dung dịch muốitrung tính có nồng độ ion thấp (< 0,15 ) Đa số protein tương cơ là các enzyme tham gia vào sựtrao đổi chất của tế bào, như sự chuyển hóa năng lượng trong điều kiện yếm khí từ glycogenthành ATP Nếu các nội bào quan trong tế bào cơ bị phá vỡ, nhóm protein này cũng có thể chứacác enzyme tham gia trao đổi chất nằm bên trong lưới nội bào tương, ty thể và thể men

25-+ Protein mô liên kết gồm: colagen, elastin chiếm khoảng 3-10% tổng lượng protein trong cá.Protein này không tan trong nước, trong dung dịch kiềm và trong dung dịch muối có nồng độ ioncao Protein mô liên kết kém giá trị dinh dưỡng hơn so với các protein cấu trúc và protein tương

cơ vì protein mô liên kết khó bị thủy phân dưới tác dụng của Enzyme pepsin và Tripsin Proteintrong thịt cá chiếm khoảng 17,4% đến 18,4% khối lượng của cá

1.1.3.2 Chất béo - Lipid

Chất béo là cấu tử năng lượng lớn, là chất tải một số vitamim (A, D), là chất xây dựng tếbào và trao đổi chất Trong các loài cá khác nhau thì thành phần chất béo khác nhau như cánước ngọt có hàm lượng 5,1%, cá biển 6,7%, cá nước lợ 12,2% Lipit trong các loài cá xươngđược chia làm 2 nhóm chính: Photpholipit triglyxerit

+ Photpholipit tạo nên cấu trúc của màng tế bào, vì vậy chúng thường được gọi là lipit cấu trúc.+ Triglyxerit là lipit dự trữ năng lượng có trong các nơi dự trữ chất béo, thường ở trong các tế bào

mỡ đặc biệt được bao quanh bằng một màng photpholipit và màng lưới colagen mỏng hơn.Triglyxerit thường được gọi là lipit dự trữ

Dựa vào hàm lượng lipit dự trữ mà phân loại cá béo hay cá gầy Ở các loài cá gầy hàmlượng lipit dự trữ rất ít, không đáng kể mà chủ yếu là lipit cấu trúc Cá gầy dự trữ lipit ở gan còncác loài cá béo dự trữ lipit trong các tế bào mỡ ở khắp cơ thể Các tế bào mỡ tạo nên kho lipit ởcác loài cá béo nằm trong mô dưới da, trong cơ bụng cá và trong các cơ làm di chuyển vây vàđuôi Một số loài cá có hàm lượng lipit cao quá mức có thể dự trữ chúng trong khoang bụng

Tóm lại, kho lipit có mặt khắp cấu trúc cơ thịt Sự tập trung các tế bào mỡ nhiều nhất ởvách cơ và vùng giữa cơ thịt màu sáng và cơ thịt màu sẩm Cơ thịt sẫm có chứa một số triglyxeritbên trong tế bào cơ, ngay cả đối với cá gầy, vì ở cơ thịt này lipit có thể chuyển hóa trực tiếp đểcung cấp năng lượng cho cá Các tế bào cơ thịt màu sáng sử dụng glycogen như một nguồn nănglượng cho quá trình chuyển hóa yếm khí

1.1.3.3 Nước

Nước là thành phần đóng vai trò quan trọng trong đời sống, chất lượng của cá Trong cánước chiếm từ 67,7% đến 75,2% Nước tham gia vào phản ứng sinh hoá, vào các quá trìnhkhuếch tán trong cá, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, ngoài ra liên kết với các chất protein

1.1.3.4 Gluxit: gồm

- Monosacarit như glucoza, fructoza và galactoza

- Dissaccarit như saccaroza, lactoza

- Polysacarit gồm một lượng lớn monosacarit và các hợp chất khác

Gluxit trong cá không phải là chất đặc trưng chỉ có polysacarit với lượng nhỏ trong gan

và các phần khác

1.1.3.5 Các hợp chất trích ly chứa Nitơ.

Các chất trích ly chứa Nitơ là những chất chứa Nitơ phi protein có khả năng hòa tan trongnước và có khối lượng phân tử thấp và chiếm khoảng 9-18% tổng lượng Nitơ trong các loài cáxương

Thành phần cơ bản của nhóm này là: các bazơ bay hơi như amoniac (NH3), Trimethylaminoxit (TMAO), Trimethylamin (TMA), Creatine, các axit amin tự do, Các chất trích ly chứa Nitơđược quan tâm nhiều bởi vì chúng ảnh hưởng đến các tính chất như mùi vị, trạng thái cấu trúc,dinh dưỡng, sự hư hỏng của nguyên liệu sau thu hoạch Các chất trích ly chứa Nitơ góp phần vào

sự hư hỏng của nguyên liệu thủy sản

Chất trích ly càng cao khả năng hư hỏng càng nhanh

+ TMAO (Trimethylamin oxit): là thành phần đặc trưng và quan trọng của nhóm chất chứa Nitơphi protein và có trong tất cả các loài cá biển nhưng ở cá nước ngọt TMAO chỉ chứa một lượng íthoặc không có Hàm lượng TMAO trong mô cơ phụ thuộc vào loài, mùa vụ và môi trường đánhbắt

+ Axit amin tự do: chiếm khoảng 0,5-2% trọng lượng cơ thịt Các axit amin tự do này góp phầntạo nên mùi vị đặc trưng của nguyên liệu thủy sản Lượng axit amin tự do càng nhiều thì vi khuẩngây hư hỏng phát triển càng nhanh chúng phân hủy axit amin thành sản phẩm cấp thấp: NH3,H2S, Indol, Skatol…

Ngoài ra có mùi hôi thối khó chịu và có khả năng gây ngộ độc cho người tiêu dùng Trong số các axit amin tự do, quan tâm nhiều đến Histidin Histidin có nhiều trong cácloài cá có cơ thịt đỏ Histidin có thể bị vi sinh vật khử nhóm cacboxyl hình thành độc tố Histamin

Histamin có khả năng gây dị ứng cho người tiêu dùng khi hàm lượng Histamin >20 mg/kg thịt cá

có khả năng gây ngộ độc

Hàm lượng axit amin tự do phụ thuộc vào từng loài và mức độ biến đổi của cá sau khi chết

Histidin Histidine decacboxylaza Histamin

+ Creatin: là một trong những thành phần chủ yếu của chất trích ly chứa Nitơ phi protein Khi cácòn sống creatin tồn tại dưới dạng creatinphotphat do kết hợp với axit photphorit.

Sau khi cá chết creatin photphat bị phân giải creatin axit photphorit và giải phóng nănglượng

Trong cá nước ngọt hàm lượng creatin cao hơn cá biển

+ NH3: có trong cơ thịt của cá tươi với một lượng rất ít và có mùi khai đặc trưng Khi cá còn tươihàm lượng NH3 thấp nhưng khi cá bị ươn thối thì hàm lượng NH3được hình thành nhiều do visinh vật phân hủy các hợp chất như urê, axit amin và các thành phần khác

Vì vậy NH3 cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của cá Nếu hàm lượng NH3 càng cao thì chấtlượng của cá càng kém

1.1.3.6 Thành phần muối khoáng

Muối khoáng chứa trong các hợp chất hữu cơ và các muối hoà tan Trong cá chất khoángchỉ chứa trong hợp chất hữu cơ Cá có các chất khoáng như K, Na, Mg, S, Cl và một lương nhỏcác hợp chất như Cu, Fe, Mn, I, Br…Chúng tham gia tạo ra áp suất thẩm thấu nhất định của dungdịch làm giảm nhiệt độ, động năng của dịch bào

1.1.3.7 Vitamin

Động vật thủy sản nói chung và cá nói riêng là nguồn thực phẩm quý vì ngoài nhữngthành phần dinh dưỡng cơ bản như: Protein, lipit,… thì còn có một lượng vitamin phong phú màđặc biệt là vitamin A và D Ngoài ra còn có các vitamin thuộc nhóm B và vitamin E

Vitamin được chia thành 2 nhóm chính:

+ Vitamin tan trong chất béo như: vitamin A, D và E Trong đó vitamin A và D có nhiều tronggan cá

Trong một số loài cá béo thì vitamin A và D có trong cơ thịt Vitamin A rất dễ bị oxy hóa

Vì vậy thường bị tổn thất trong quá trình chế biến

Vitamin D tương đối bền với nhiệt độ và ít bị oxy hóa hơn Nếu thiếu vitamin D thì sự traođổi chất photpho và canxi bị rối loạn dẫn đến bệnh còi xương.

+ Vitamin tan trong nước: B1, B2, B6, B12, C, Vitamin nhóm B có nhiều trong cơ thịt cá, còn ởtrong gan thì ít hơn

Tóm lại, vitamin rất nhạy cảm với oxy không khí, ánh sáng và nhiệt vì vậy chúng dễ bị phânhủy và tổn thất Vì thế cần phải chú ý chế độ xử lý nhiệt sao cho thích hợp để vitamin được bảotồn trong chế biến thực phẩm

1.1.4 Đặc điểm cấu trúc cơ thịt cá

Về cơ bản cấu trúc cơ thịt cá gồm có các mô cơ bản như: mô cơ, mô liên kết, mô mỡ và

mô xương

Đứng về mặt thực phẩm thì mô cơ là thành phần quan trọng nhất, thông thường trong chế biến,người ta chỉ lấy các bắp cơ chạy dọc theo hai bên thân cá, chúng chiếm khoảng 30 – 40% trọnglượng cơ thể hoặc 65 – 70% tùy theo loại cá

Căn cứ vào chức năng cấu tạo và vị trí của các loại cơ ta phân ra ba nhóm là: Cơ vân ngangcòn gọi là cơ xương đảm bảo mọi cử động tùy ý, cơ trơn là những cơ của các cơ quan bên trong

và cơ tim cấu tạo nên tổ chức của tim Trong đó cơ vân ngang có giá trị thực phẩm cao nhất và nógồm có 3 phần: sợi cơ, màng sợi cơ, màng ngăn

1.1.4.1 Sợi cơ

Sợi cơ do các tơ cơ (miofibrin), tương cơ và màng sợi cơ tạo thành Sợi cơ là đơn vị cơ bảncấu tạo thành cơ thịt Sợi cơ hình thoi, có đường kính khoảng 10 – 100µm Được bao bọc bởi mộtmàng liên kết gọi là màng ngoài sợi cơ Bên trong sợi cơ dọc theo chiều dài là các tơ cơ giốngnhư sợi chỉ xếp song song với nhau thành các bó giống như một khối tế bào

Giữa các tơ cơ có một lớp dịch nhầy gọi là tương cơ Hai đầu sợi cơ có rất nhiều tổ chứchình sợi, mềm, đàn hồi do elastin cấu thành Những sợi elastin đó nối chặt sợi cơ với hai màngngăn ở hai đầu và giữ vững cho các sợi cơ nằm giữa 2 màng ngăn

a/ Tơ cơ:

Còn gọi là sợi cơ là những sợi rất nhỏ xếp thành từng bó song song với nhau tạo thành sợi

cơ Tơ cơ được cấu tạo bởi actin và myosin có tác dụng làm co rút cơ

Myosin là thành phần chủ yếu cấu tạo nên cơ thịt, chiếm khoảng 45-50% tổng lượngprotein, tỷ lệ nước trong myosin khoảng 80%, myosin đông đặc ở nhiệt độ 45-50°C

Actin có hàm lượng cao thứ hai sau myosin, có đường kính khoảng 5nm và dài 2µm, actinchiếm khoảng15-20% tổng lượng protein, actin tồn tại ở 2 dạng: G-actin hình cầu và F-actin hìnhsợi

Actin kết hợp với Myosin thành actomyosin, các phần tử myosin trong tơ cơ sắp xếp theođịnh hướng Những phân tử lớn ở trong trạng thái hình sợi dài của myosin và actin cấu tạo thànhnhững kết cấu hình lưới và đàn hồi tốt

b/ Tương cơ :

Là một dung dịch dính nhớt có chứa các protein như: myoalbumin, myogen, myoglobulin Ngoài

ra cò có chất béo và các muối vô cơ khác

cơ quyết định mà là do quan hệ tương hỗ về thành phần và số lượng giữa sợi cơ, tơ cơ, màngtrong, màng ngoài sợi cơ, màng ngăn và cũng do hàm lượng protein, mỡ, nước cũng như sự kếthợp giữa chúng

1.1 Tôm

1.2.1 Nguyên liệu tôm.

Nước ta với thuận lợi là bờ biển dài thuận lợi cho việc phát triển ngành đánh bắt và nuôitrồng thủy sản Tuy nhiên hiện tại ngành nuôi trồng thủy sản còn gặp nhiều khó khăn, đặc biệt làhiện trạng nuôi tôm có nhiều khó khăn và thách thức, cần đưa ra định hướng phát triển trong nămtới

Các loài nuôi chính hiện nay là tôm sú, tôm thẻ chân trắng và tôm hùm Trong đó, diệntích nuôi tôm sú chiếm 600.000 ha, tôm thẻ: 20.800 ha và tôm hùm :55.000 lồng Năm 2009, sảnlượng tôm sú đạt 300.000 tấn; tôm thẻ đạt 92.000 tấn; tôm hùm: 2.500 tấn và tôm càng xanh:25.000 tấn.

1.2.2 Đặc điểm sinh học.

1.2.2.1 Tôm sú

Tôm sú là loài sống ở nơi chất đáy là bùn pha cát với độ sâu từ ven bờ đến 40m nước và

độ mặn 5 - 34 ‰ Tôm sú có đặc điểm sinh trưởng nhanh, trong 3 - 4 tháng có thể đạt cỡ bìnhquân 40 - 50 gam/con.Tôm trưởng thành tối đa với con cái có chiều dài là 220 - 250 mm, trọnglượng là 100 - 300 gam/con Con đực dài 160 - 210 mm, trọng lượng 80 - 200 gam/con Tôm cótính ăn tạp, thức ăn ưu thích là thịt, các loài nhuyễn thể, giun nhiều tơ (Polycheacta) và giáp xác.Tôm sú là loại có giá trị kinh tế cao

1.2.2.2 Tôm bạc

Phân bố khắp nơi nhưng chủ yếu tập trung ở Nam Trung Bộ, Vũng Tàu, Rạch Giá, VịnhThái Lan Tôm thân mình dẹt, đuôi dài màu vàng nhạt phớt xanh, có nhiều nơi nuôi thân có màuvàng xanh Tôm có chiều dài từ 140-200mm, khối lượng khoảng 25-80g, mùa vụ từ tháng 11 đếntháng tháng 2 năm và từ tháng 5 đến 9

1.2.2.3 Tôm thẻ (Penaeus seminelcatus):

Tôm có màu xanh thẫm có vân ngang ở vùng bụng, râu có khoang vàng Tôm có nhiều ởvùng Trung Bộ: chủ yếu là Phú Khánh, Nghĩa Bình Mùa vụ tôm là từ tháng 4 và tháng 7-9 Tôm

có chiều dài từ 120-250mm, với khối lượng 40-145g

- Tôm hùm (Homaridae) và tôm rồng (Palinuridae)

Chưa có sự phân biệt giữa hai loài này, thông thường chúng được gọi là tôm hùm Tômhùm có thịt thơm ngon, có giá trị xuất khẩu cao nhất

1.2.3 Phân bố.

Mặc dù tại Việt Nam có nhiều giống tôm tự nhiên như tôm sú, tôm thẻ, tôm chì, tôm sắt,tôm nghệ tôm thẻ chân trắng và một số loài trong những loài trên đã được nuôi lâu đời Hiện naytôm sú là loài quan trọng được nuôi tại Việt Nam từ hơn 30 năm qua Trong nhiều năm loài nàyđược xem là giống chính giúp đưa Việt Nam vào danh sách những nước cung cấp tôm quan trọngcủa thế giới

Ở nước ta có khoảng 70 loại Tôm được phân bố ở các vùng biển xa bờ, ven bờ.Khu vựcVịnh Bắc Bộ tập trung các con sông lớn nhỏ như sông Hồng, sông Thái Bình, sông Mã…Các loạitôm chính là tôm rảo, tôm bạc Tôm có quanh năm nhưng tập trung nhiều nhất vào tháng 3-5 vàtháng 7-10 hàng năm Khu vực Nam Hoàng Sa chủ yếu là tôm rồng Khu vực Tây Nam chủ yếu làtôm bạc, tôm hùm Mùa vụ chính là vào tháng 1-3 và mùa vụ thụ là tháng 5-9.

Nằm trong vùng địa lý với bờ biển dài thuận lợi cho việc phát triển ngành nuôi trồng vàđánh bắt thủy hải sản Vì vậy các tỉnh có vị trí giáp biển là khu vực có điều kiện thuận lợi nhất Càmau là địa phương có diện tích thả nuôi tôm nước lợ nhiều nhất cả nước với 280.000 ha Đứngthứ 2 là Bạc Liêu (123.197 ha) Tiếp đến là các tỉnh Kiên Giang, Sóc Trăng, Bến Tre và Trà Vinh

có diện tích từ 23.000 -81.200 ha

Trong khi đó, nuôi tôm chân trắng lại tập trung ở cá tỉnh khu vực Trung Bộ và QuảngNinh Tổng diện tích nuôi của khu vực Miền Trung và Miền Bắc là 15.237 ha, chiếm 73% diệntích nuôi tôm chân trắng cả nước Trong đó, Quảng Ninh là địa phương có diện tích thả nuôi tômchân trắng cả nước nhiều nhất cả nước với hơn 4.000 ha (19% tổng diện tích nuôi)

1.2.4 Thành phần hóa học của tôm.

Thành phần hóa học của nguyên liệu thủy sản gồm có: nước, protein, glucid, muối vô cơ,vitamin, men, hoocmon Những thành phần có chứa nhiều là nước, protein, lipid, muối vô cơ,lượng glucid trong các sản phẩm thủy sản rất ít và ở dạng glycogen Thành phần hóa học trongcác loài thủy sản thường khác nhau theo giống, loài, trong cùng loài nếu hoàn cảnh sinh sốngkhác nhau thì thành phần hóa học khác nhau Thành phần hóa học còn phụ thuộc vào trạng tháisinh lý, mù vụ, thời tiết…Thành phần hóa học có trong thịt các loại thủy sản không xương sống

so với cá nói chung là nước nhiều và protit ít hơn

Bảng sau thể hiện thành phần hóa học của tôm:

Thành phần Đơn vị Phần khối lượng

mg/100g_

0,3-1,476-791,3- 1,87

29-5033-67,61,2-5,111-127127-565Hàm lượng vitamin trong tôm he

A(UI/g) B1(mg%) B2(mg%) PP (mg%)

Thành phần hóa học của một số loại tôm

1.3 Yêu cầu nguyên liệu khi đưa vào sản xuất

1.3.1 Yêu cầu nguyên liệu cá tra.

- Cá được tiếp nhận phải có giấy xác nhận

- Không sử dụng kháng sinh cấm

- Ngưng sử dụng thuốc kháng sinh trước khi thu hoạch ít nhất 4 tuần

- Đảm bảo lô nguyên liệu được nuôi trong vùng kiểm soát đạt yêu cầu về dư lượng thuốctrừ sâu và kim loại nặng

- Chỉ tiêu cảm quan: nguyên liệu khi đưa vào sản xuất phải đạt các chỉ tiêu cảm quan sau:Thân cá Co cứng, để trên bàn tay thân cá không bị quằn xuống

Mang cá Dán chặt xuống hoa khế, không có nhớt

Vây cá Dính chặt vào thân, không có niêm dịch

Bụng và hậu môn Bụng không phình hậu môn thụt sâu vào, màu trắng nhạt

Phản ứng giấy quỳ Acid

Ngoài ra, còn có một số yêu cầu đối với cá tươi như sau :

- Vây nguyên vẹn, không rách nát

- Mình cá sạch không dính nhiều bùn cát, có ít chất nhờn với màu trong tự nhiên, không đục

- Vảy có màu sắc bình thường tự nhiên

- Cá chìm hắn trong nước

- Nếu mổ cá thì ruột, mật còn nguyên vẹn, không có mùi tanh hôi

- Chỉ tiêu hóa lý cá tươi:

+ Hàm lượng bazơ bay hơi chứa nitơ: 15 – 25mg%

+ pH của mô cơ: 6,6 – 6,9 làm cho giấy quỳ xanh chuyển màu hồng

+ Mỡ cá không có hiện tượng thủy phân và oxi hóa.

1.1.1 Yêu cầu nguyên liệu tôm

Các tiêu chuẩn để tiếp nhận nguyên liệu bao gồm: Độ tươi, mùi vị, vật lạ, điều kiện tiếpnhận, tờ khai xuất xứ, các chỉ tiêu khác

- Về mùi: tôm có mùi tanh tự nhiên, không có mùi ươn thối

- Về trạng thái: đầu dính chặt vào thân, không bị vỡ gạch, mắt căng tròn, màu bụng sángbóng, thịt săn chắc

- Về màu sắc: vỏ có màu tự nhiên, đặc trưng của mỗi loại tôm Có thể chấp nhận tôm có ítđiểm đen trên thân, điểm đen chưa ăn sâu vào thịt

Cách thức tiếp nhận: Nguyên liệu thu mua thông qua đại lý có ký hợp đồng với công ty,tôm được bảo quản đá lạnh trong thùng cách nhiệt, vận chuyển đến công ty bằng xe lạnh hoặc xebảo ôn, nhiệt độ bảo quản là 1-40C Thời gian tiếp nhận cho 1 tấn nguyên liệu không quá 30 phút

CHƯƠNG II: TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ

2.1 Nguyên lý chế biến lạnh thủy sản

2.1.1 Nguyên lý chung chế biến lạnh thủy sản

Nguyên liệu thủy sản là loại nguyên liệu nhanh ươn chóng thối nhất trong cácloại nguyên liệu dùng làm thực phẩm Do đó việc giữ tươi nguyên liệu là công việc quan trọngtrong chế biến thủy sản

Biến đổi của thực phẩm điển hình là thủy sản tăng nhanh ở nhiệt độ cao (40-50oC) cho

đến hư hỏng, ươn thối do hoạt động của men phân giải (enzym) của bản thân thủy sản và của visinh vật (tác nhân chính) làm hư hại hoàn toàn, gây độc tính và mùi hôi thối.

Ở nhiệt độ thấp, hoạt động của men và vi sinh vật bị kìm hãm Nhiệt độ càng thấp thì hoạtđộng của men và vi sinh vật càng giảm, biến đổi hư hỏng càng được hạn chế, thời hạn bảo quảntăng lên Trong phạm vi nhiệt độ bình thường thì cứ hạ thấp 10oC thì tốc độ phản ứng giảmxuống 1/2 đến 1/3 lần

Nhiệt độ thấp tác dụng đến men phân giải nhưng không tiêu diệt được chúng Nhiệt độdưới 0oC phần lớn hoạt động của enzym bị đình chỉ Nhiệt độ thấp có khả năng kìm hãm quá trìnhphát triển của vi sinh vật Trong khoảng nhiệt độ -5oC ÷ -10oC hầu hết các vi sinh vật không thểphát triển được Tuy vậy ở -10oC vẫn còn vi khuẩn Micrococus phát triển chậm Do đó, để ngănngừa vi khuẩn phát triển, thủy sản phải bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn -10oC Để ngăn ngừa nấmmốc phải thấp hơn -15oC

Ngoài ra nhiệt độ thấp làm cho nước trong tế bào đông đặc thành tinh thể và làm vỡ màng

tế bào vi sinh vật Vi sinh vật phát triển trong môi trường có độ ẩm thích hợp, nếu môi trường sảnphẩm không ẩm thì vi sinh vật cũng không phát triển được Các loại nấm mốc có thể phát triển ởnơi khan nước nhưng lượng nước tối thiểu phải là 15% Do đó, nhiệt độ thấp có thể dùng bảoquản sản phẩm phải là -18oC vì ở nhiệt độ này nước trong sản phẩm đóng băng đến 86% chỉ còn14%, không đủ cho vi sinh vật hoạt động

Tóm lại nguyên lý chế biến lạnh thủy sản là hạ thấp nhiệt độ của sản phẩm thủy sản nhằm

ức chế hoạt động của các men và kìm hãm hoạt động của các vi sinh vật

2.1.2 Làm lạnh thủy sản

2.1.2.1 Nguyên lý làm lạnh

Làm lạnh hay ướp lạnh là hạ nhiệt độ của sản phẩm cần làm lạnh xuống gần điểm đóngbăng, khoảng -0,5 ÷ -1oC (nhiệt độ đóng băng bình quân của thủy sản là -1oC) Ở nhiệt độ nàyenzym bị ức chế, vi sinh vật hoạt động chậm chạp Tuy nhiên, sau một thời gian vi sinh vật vàenzym phân giải hoạt động, sản phẩm dần bị hư hỏng Do vậy, phương pháp làm lạnh chỉ có tácdụng làm chậm quá trình biến đổi hư hỏng, bảo quản nguyên liệu thủy sản tạm thời trước khi đưa

đi chế biến tiêu thụ hay chế biến lạnh đông

Như vậy nguyên liệu thủy sản được làm lạnh phải là nguyên liệu tươi sống (ở giai đoạn tiết nhớthoặc mới đánh bắt) Nguyên liệu thủy sản cần phải sạch sẽ trước khi ướp lạnh và việc làm lạnhcần thực hiện nhanh, đều khắp

2.1.2.2 Các phương pháp làm lạnh.

Ướp đá

Sử dụng đá để ướp lạnh là phương pháp phổ biến nhất trong bảo quản thủy sản vì nó có

nhiều ưu điểm:

 Khả năng làm lạnh trên một đơn vị khối lượng hay thể tích cao

 Đá lại vô hại, dễ vận chuyển và tương đối rẻ

 Đá phù hợp để ướp lạnh vì tốc độ làm lạnh nhanh

Khi ướp đá, nhiệt truyền trực tiếp từ thủy sản sang đá qua tiếp xúc trực tiếp và qua nước

đá tan ra Nước lạnh chảy ra từ đá hấp thụ nhiệt của thủy sản và khi chảy qua đá sẽ được làm lạnhtrở lại Do đó, trộn kỹ thủy sản và đá với nhau không chỉ làm giảm độ dày của lớp đá cần làmlạnh mà còn tạo điều kiện trao đổi nhiệt giữa nước, đá và thủy sản Các loại nước đá sử dụng phổbiến trong lĩnh vực thủy sản gồm: đá dạng sệt, đá vảy, đá xay, đá cây Trong đó đá sệt chỉ được sửdụng ở các tàu đánh cá cỡ lớn Chỉ có đá vảy mới đảm bảo yêu cầu về vệ sinh để sử dụngtrong chế biến thủy sản xuất khẩu

Các dạng đá

Có hai phương pháp ướp đá nguyên liệu:

- Ướp đá trực tiếp: Nguyên liệu được ướp theo tuần tự một lớp nước đá một lớp nguyên

liệu Phương pháp này phù hợp cho làm lạnh cá, tôm

Phương pháp ướp đá trực tiếp Phương pháp ướp đá gián tiếp

- Ướp đá gián tiếp: Các lớp nguyên liệu được cách ly với lớp nước đá bằng các tấm PE.

Nguyên liệu đựng trong các khay có nắp đậy kín hoặc nguyên liệu được bọc riêng biệt trong từngtúi PE Phương pháp này phù hợp cho làm lạnh mực ống, mực nang và bạch tuột

Làm lạnh bằng không khí lạnh

Thủy sản được cho vào phòng lạnh và không khí lạnh trong phòng được hạ xuống đến 0 ÷

-2oC bằng máy lạnh Như vậy muốn làm lạnh bằng không khí lạnh phải trang bị máy móc,nhưng bù lại kỹ thuật này có lợi điểm là có thể tạo nhiệt độ dưới 0oC dễ dàng và duy trì mộtnhiệt độ nhất định Phương pháp này thường sử dụng trong nhà máy đông lạnh để bảo quảntạm thời bán thành phẩm trước khi cấp đông

Làm lạnh đông hay ướp đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản nhằm đưa nhiệt

độ ban đầu của nguyên liệu thủy sản xuống dưới điểm đóng băng (tới -8 → -10oC và có thểxuống thấp hơn nữa: -18oC, -30oC hay -40oC) để đa số nước trong thủy sản đông đặc lại

Khi hạ nhiệt độ xuống -65oC thì tất cả nước trong thủy sản đông đặc lại Trong côngnghiệp chế biến lạnh thủy sản người ta không dùng đến mức nhiệt độ này vì chi phí sẽ tăngcao mà thường chỉ hạ nhiệt độ đến -40oC là đủ đảm bảo chất lượng sản phẩm

Như vậy làm lạnh đông thủy sản là hạ thấp nhiệt độ, làm chậm sự hư hỏng của thủy sản saocho đến khi rã đông ta không thể phân biệt được thủy sản đông lạnh và thủy sản tươisống.Bảo quản thủy sản bằng ướp lạnh chỉ phù hợp trong vài ngày hoặc tối đa hai tuần, trongkhi ướp đông và trữ đông cho phép bảo quản thủy sản nhiều tháng hay có thể kéo dài đến mộtnăm hay hơn nữa

2.2.2 Các phương pháp làm lạnh đông

Căn cứ vào thời gian làm lạnh đông người ta có thể chia làm 2 loại: lạnh đông nhanh

và làm lạnh đông chậm Tố độ làm lạnh đông ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm

Lạnh đông chậm

- Nhiệt độ không khí cao hơn -250C

- Vận tốc đối lưu của không khí nhỏ hơn 1m/s

- Thời gian lạnh đông từ 15-20 giờ

Do sự trao đổi nhiệt chậm, thời gian nước kết tinh kéo dài, nhiệt kết tinh của nước cao dẫnđến các tinh thể đá có kích thước lớn và không đều thường gây rách vỡ cấu trúc tế bào thực phẩm

do cọ xát giữa tinh thể đá trong và ngoài tế bào, cho nên khi đưa sản phẩm lạnh đông ra tan giá thìdịch bào trong sản phẩm bị chảy ra ngoài làm giảm giá trị dinh dưỡng, dễ nhiễm trùng và có khigiảm đến 50% giá trị thương phẩm so với sản phẩm tươi sống

Trong quá trình lạnh đông chậm nước khuếch tán nhiều dẫn đến những biến đổi ảnh hưởng xấuđến chất lượng sản phẩm

Lạnh đông nhanh

- Nhiệt độ môi trường truyền lạnh phải thấp hơn -350C

- Vận tốc đối lưu của môi trường không khí từ 3-5m/s

- Vận tốc đối lưu của môi trường lỏng 1m/s

- Kích thước của sản phẩm phải nhỏ: 5x5x5 cm hoặc 3x5x5 cm

- Nhiệt độ quá lạnh của sản phẩm phải thấp: tql ≤ -60C

- Quá trình đóng băng sản phẩm phải xảy ra cùng lúc trong tế bào và ngoài gian bào để hạn chế sựchuyển nước từ trong tế bào ra gian bào

Nhiệt độ kết tinh của nước thấp, tốc độ trao đổi nhiệt lớn, các tinh thể nước đá tạo thành cókích thước nhỏ và đều nên ít ảnh hưởng đến cấu trúc tế bào thực phẩm

-Thời gian làm lạnh đông khoảng 2-6 giờ

Khi làm đông nhanh tốc độ thoát nhiệt từ sản phẩm nhanh, số lượng tinh thể hình thànhtrong tế bào nhiều, kích thước tinh thể đá nhỏ, nhuyễn và đều khắp Tốc độ làm đông càng nhanhkích thước tinh thể đá hình thành càng nhỏ và hầu như không ảnh hưởng đến sản phẩm sau khi rãđông Ngoài ra, tốc độ làm đông càng nhanh sẽ giảm được sự khuếch tán nước do đó giảm sự mấtnước của sản phẩm Chất lượng sản phẩm khi đông nhanh ít bị biến đổi và giữ được đặc tính cảmquan tương tự trước khi làm đông

Lạnh đông nhanh có thể tiến hành bằng các phương pháp:

- Làm đông bằng tủ (hầm) đông gió với nhiệt độ -25oC và vận tốc không khí từ 3 - 5m/s

- Làm đông bằng tủ đông tiếp xúc

Làm đông cực nhanh

- Thời gian làm đông từ 5-10 phút do đó làm tăng năng suất lạnh, giảm hao hụt khối lượng

- Sản phẩm trong trường hợp này hầu như giữ nguyên vẹn tính chất ban đầu của nguyên liệu

- Hầu hết sản phẩm đông dạng rời đều yêu cầu thực hiện bằng phương pháp này Làm đôngcực nhanh có thể tiến hành trên thiết bị đông băng chuyền dạng thẳng hoặc xoắn

2.2.3 Tốc độ lạnh đông

Tốc độ của quá trình lạnh đông được dựa vào tốc độ của quá trình tạo thành nước đá thuỷ sản

và tương ứng với nó là những ảnh hưởng đến khối lượng sản phẩm do quá trình tạo thành nước đá.Tốc độ lạnh đông trung bình là tỉ số giữa bề dày của lớp sản phẩm với thời gian để làm đông lớpđó

Vf = X/T (m/h)Trong đó:

Vf: là tốc độ lạnh đông trung bình

X: bề dày lớp sản phẩm đã làm lạnh đông

T: thời gian để làm đông lớp sản phẩm đó

2.2.4 Mục đích của quá trình lạnh đông

Lạnh đông với mục đích để bảo quản sản phẩm, duy trì trạng thái và chất lượng sản phẩm gầnnhư ban đầu Do nhiệt độ lạnh đông dưới điểm đóng băng nên ngăn cản sự hoạt động, phát triểncủa vi sinh vật, của hệ thống men trong bản thân thực phẩm

Lạnh đông để trữ đông thủy sản nhằm điều hòa phân phối và ổn định giá cả cho sản phẩm vàcho phép sản phẩm được phân phối đến mọi thị trường trên thế giới

2.2.5 Yêu cầu kỹ thuật lạnh đông

- Nhiệt độ môi trường làm lạnh đông phải thấp hơn -350C

- Nhiệt độ tâm sản phẩm ≤ -180C

- Thời gian cấp đông càng nhanh càng tốt (thường không quá 3h).

- Lớp băng đục và phải phủ kín bề mặt sản phẩm

- Nhiệt độ bảo quản sản phẩm ≤ -180C cho phép dao động 30C

- Nhiệt độ kho chờ đông từ -1÷40C, thời gian chờ đông không quá 4h

2.2.6 Tiến trình lạnh đông

Thủy sản chiếm khoảng 75% trọng lượng nước Lạnh đông là tiến trình chuyển đổi hầu hếtlượng nước trong cá thành nước đá Nước trong thủy sản là dạng chất hòa tan và dạng keo Điểmlạnh đông hạ xuống dưới 0oC Điểm lạnh đông phụ thuộc vào nồng độ chất hòa tan trong dungdịch Điểm lạnh đông tiêu biểu của thủy sản là -1oC đến -2oC Trong suốt quá trình lạnh đông,nước dần dần chuyển đổi thành nước đá, nồng độ muối hữu cơ và vô cơ hòa tan tăng lên, điểmlạnh đông tiếp tục hạ thấp Ngay cả ở nhiệt độ -25oC, chỉ có 90 đến 95% nước thực sự đóng băng.Lượng nước này không bao gồm nước liên kết (nghĩa là nước liên kết hóa học với những phần tửđặc biệt như carbonyl, nhóm amino của protein và liên kết hydro) Vì vậy không bao giờ có điểmlạnh đông cố định Tuy nhiên, phần lớn nước (khoảng 75-80%) được đông kết ở nhiệt độ -1oC và -5oC Khoảng nhiệt độ này được gọi là điểm tới hạn hay vùng lạnh đông

Trong suốt giai đoạn đầu của quá trình làm lạnh, nhiệt độ giảm nhanh xuống dưới điểm lạnhđông của nước (0oC) Khi đó lượng nhiệt yêu cầu tách ra lớn trong giai đoạn 2 để chuyển lượnglớn nước liên kết thành nước đá, sự thay đổi nhiệt độ rất ít và giai đoạn này được gọi là giai đoạnngưng nhiệt Có khoảng 3/4 nước được chuyển đổi tạo thành nước đá, nhiệt độ một lần nữa bắtđầu giảm và trong suốt giai đoạn thứ 3 này hầu như lượng nước còn lại đóng băng Một lượng nhỏnhiệt đã được tách ra trong suốt giai đoạn 3 này

Nhiệt độ và thời gian lạnh đông thủy sản

Sự ươn hỏng tiếp tục giảm nhanh ở nhiệt độ dưới 00C Đây là điểm quan trọng để chuyểnnhanh đến điểm tới hạn lạnh đông Tuy nhiên, quá trình lạnh đông chậm cho kết quả sản phẩm cóchất lượng kém và đây là nguyên nhân chính dẫn đến sự phân giải protein

Khi nhiệt độ của sản phẩm giảm xuống dưới 0oC, dung dịch đầu tiên được làm lạnh xuốngnhanh, sau đó dung dịch bắt đầu kết tinh hoặc hình thành kết tủa và tinh thể nước đá hình thành ởgiai đoạn 2 Đầu tiên có một ít phân tử, đó là những phân tử nhỏ của chất lơ lửng không hòa tantrong chất lỏng hoặc sự kết hợp ngẫu nhiên của các phân tử nước để tạo thành tinh thể nước đátheo tiêu chuẩn

Sang giai đoạn 2, các tinh thể lớn dần lên, lượng nhiệt tách ra chậm kết quả làm cho quátrình lạnh đông chậm lại, tinh thể đá hình thành với kích thước lớn hơn và số lượng ít hơn, có thểgây ra sự phá vỡ vách tế bào, kết quả làm mất chất dịch và làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm khitan giá Ngược lại, lượng nhiệt tách ra nhanh là kết quả của quá trình lạnh đông nhanh, tạo ra sốlượng lớn tinh thể nước đá nhỏ Vì vậy giảm sự hao hụt chất dịch và sự phá vỡ vách tế bào

Tuy nhiên, vách tế bào của cá được xem như là lớp màng elastic để chống lại sự phá vỡ vách

tế bào từ sự hình thành tinh thể nước đá lớn để giảm sự mất dịch khi tan giá cá lạnh đông Thực tế,phần lớn lượng nước được liên kết trong cấu trúc của protein và sẽ không bị mất đi do sự rò rĩ khitan giá Lượng nước liên kết này có thể được xác định khi ép mô cơ cá tươi bằng tay và khôngthấy có chất lỏng thoát ra

Tuy nhiên, sự tan giá của bất kỳ loại sản phẩm cá nào cũng có sự mất chất dịch từ phần thịt

cá, được giải thích thông qua sự phân giải protein trong suốt tiến trình lạnh đông gây nên sự biếnđổi protein làm mất khả năng liên kết nước Sự phân giải protein dựa trên nồng độ enzym (và cácthành phần khác) và nhiệt độ Sự gia tăng nồng độ enzym làm gia tăng tốc độ phân giải Sự phângiải này sẽ giảm khi nhiệt độ hạ thấp Dĩ nhiên, khi nhiệt độ hạ thấp, một lượng nước lớn sẽchuyển thành nước đá và nồng độ của enzym trong dung dịch tăng lên Vì vậy dưới điểm lạnhđông của nước, nồng độ và nhiệt độ có mối quan hệ rất gần nhau

Khoảng nhiệt độ tối ưu cho quá trình phân giải protein từ -1oC đến -2oC Vì vậy để giảm sự

rò rĩ chất dịch khi tan giá đến mức thấp nhất, thời gian để nhiệt độ sản phẩm nằm trong khoảngnhiệt độ này trong suốt quá trình lạnh đông phải càng ngắn càng tốt Sự phân giải protein dẫn đến

sự mất nước trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông

Lạnh đông nhanh là dạng phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các tiến trình lạnhđông thực phẩm Trong lạnh đông nhanh có khái niệm lạnh đông IQF hay còn gọi là lạnh đông rời.Lạnh đông nhanh rất khó để xác định Mặc dù ở Anh đã có đề nghị rằng tất cả các loài cá nên giảmnhiệt độ từ 0oC đến -5oC trong 2 giờ hoặc ít hơn Tuy nhiên, 2 giờ vẫn bị xem là thời gian quá dàicho các sản phẩm

Như đã chỉ ra ở trên, sự hạ thấp nhiệt độ làm giảm tốc độ phản ứng Hơn thế nữa, khi lượngnước trong cá đông đặc nó sẽ trở nên dạng liên kết Vì vậy giảm độ hoạt động của nước (aw) vàcũng giảm được sự phát triển của vi khuẩn

2.2.7 Ưu điểm của phương pháp lạnh đông

Về bản chất: Phần lớn thủy sản thích ứng với phương pháp này và được bảo quản mau lẹhữu hiệu Bản chất thuỷ sản rất mau hư hỏng, hơn nữa mang tính thời vụ, có những mùa bội thu,làm lạnh sẽ giảm tối đa sự hao hụt về số lượng cũng như chất lượng của thủy sản

Về kỹ thuật: Phương pháp này có khả năng giải quyết các thuỷ sản tại nơi đánh bắt, ngoài

ra có thể linh động sức sản xuất của các cơ sở chế biến

Về kết quả: Bảo toàn được tối đa những thuộc tính tự nhiên của thuỷ sản, giữ gìn được

hương vị, phẩm chất của thuỷ sản lúc đầu Tuy nhiên yêu cầu đối vơi nguyên liệu là nguyên liệuphải tươi tốt ( ở giai đoạn tiết nhớt hoặc mới đánh bắt ), vì tế bào và tổ chức tế bào vẫn giữ đượctính chất tươi tốt, vi sinh vật không có hay nếu có cũng chỉ là lớp bề mặt hay gian bào và bị ức chế

vì nhiệt độ lạnh, nguyên liệu cần phải sạch sẽ trước khi ướp lạnh, nguồn nhiễm bẩn là cơ hội cho

vi sinh vật dễ phát triển phá huỷ nguyên liệu như : cát, bùn, rong rêu, nhớt cá,… Cần được rửa

sạch kể cả mang, nội tạng của cá tôm,… thậm chí phải loại bỏ nước trước khi làm lạnh, vì đó lànguồn phân tán vi sinh vật và men phân giải mạnh.

Ngoài ra sự biến đổi của thuỷ sản tươi sống diễn ra rất nhanh khiến chất liệu nguyên liệuthuỷ sản giảm cấp dần, do đó phải làm lạnh tức khắc ngay khi thuỷ sản còn ở thời kỳ tươi tốt Tuynhiên lớp bề mặt hạ nhiệt độ rồi mới hạ nhiệt độ dần sâu bên trong rồi phân giải Do đó ngoài việclàm lạnh nhanh chóng, nguyên liệu cần được đều khắp dưới dạng những lớp mỏng Tùy loại,muốn đạt được hiệu quả, chất lượng cao trong lớp thủy sản cần phải:

 Rửa sạch nguyên liệu

 Làm lạnh nguyên liệu tươi tốt, không nhiễm vi sinh vật

 Làm lạnh ngay, phân bố lạnh đồng đều nguyên liệu dưới dạng lớp mỏng

CHƯƠNG III: BIẾN ĐỔI CỦA NGUYÊN LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ VÀ CHẾ BIẾN

3.1 Những biến đổi hóa lí của nguyên liệu trong quá trình lạnh đông.

3.1.1 Biến đổi lí học:

Trong quá trình làm lạnh đông, nước tách ra độc lập dưới dạng những tinh thể đá, làm chosản phẩm trở nên rắn, thể tích tăng một ít do đó khối lượng riêng giảm Ẩm bốc lên từ bề mặt sảnphẩm vào không khí xung quanh Hiệu số giữa nhiệt độ bề mặt bay hơi và không khí xung quangcàng lớn thì quá trình bốc hơi ẩm càng mạnh và gây tổn hao khối lượng càng lớn

Do nước đóng băng ở bề mặt sản phẩm nên có sự biến màu do hiệu ứng quang học nhờtinh thể đá khúc xạ ánh sáng( biến màu giả tạo ) và mất một phần mùi vị, lớp bề mặt trở nên cứngdai

3.1.2 Những biến đổi sinh hóa:

- Trong điều kiện nhiệt độ thấp của quá trình lạnh đông những biến đổi sinh hóa của thực phẩm bịhạn chế rất nhiều so với quá trình lạnh thường

- Do quá trình đóng băng của nước nên các phản ứng sinh hóa hầu như là bị kìm hãm mạnh vớimức độ khác nhau, tạo nên sự mất cân bằng các quá trình trao đổi chất trong các tế bào sản phẩmthực phẩm và vi sinh vật

- Nhiệt độ càng thấp và tốc độ làm lạnh đông thực phẩm càng nhanh thì càng có nhiều tế bào cònnguyên và sống được Chính sự mất cân bằng giữa các quá trình sinh hóa xảy ra mạnh nhất ởkhoảng nhiệt độ tạo thành khối lượng nước đá chủ yếu là khoảng -2 → -20oC và cũng chính nó cótác dụng làm biến tính một phần protit của thịt,cá Sự biến tính protit rõ nhất là khi làm lạnh đôngchậm trong khoảng nhiệt độ từ -40C ( nói rõ ở cơ chế tách nước đóng băng)

- Các hoạt đông enzym cũa thịt cá cũng giảm nhưng không đình chỉ hẳn, nói chung những biếnđổi sinh hóa trong thực phẩm khi làm lạnh đông còn xảy ra trong suốt quá trình bảo quản lạnhđông về sau nhất là các quá trình phân hủy protit, lipit, gluxit…và các quá trình tạo thành sảnphẩm phẩm phân hủy của chất bay hơi càng về sau thì càng rõ nét Mặt khác tốc độ và cường độcác quá trình ấy phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái của sản phẩm trước khi lạnh đông

- Dung dịch keo sau khi làm lạnh đông thì không có khả năng khắc phục lại trạng thái ban đầu.Nước liên kết bị đóng băng làm cho protein bị biến tính, tốc độ làm lạnh nhanh và thời gian ngắnthì biến tính giảm, khi nhiệt đến -200C thì hầu như không biến tính nữa Nước tự do thì có thểđược hấp phụ lại, glycogen bị phân hủy thành acid lactic.

3.1.3 Biến đổi về vi sinh vật

Khi làm lạnh đông vi sinh vật và các enzyme bị kìm hãm, tác dụng thẩm thấu của nguyên sinhchất ở vi sinh vật bị giảm, nước trong tế bào của vi sinh vật bị đóng băng làm cho màng tế bào bị

vỡ, một số vi sinh vật bị chết

Ngoài ra khi thay đổi nhiệt đột ngột vi sinh vật bị shock mạnh và không có thời gian thích ứngvới điều kiện lạnh thấp

3.2 Những biến đổi chính trong quá trình làm lạnh đông nguyên liệu.

- Thể tích thủy sản tăng lên 10% (nước đóng băng làm tăng thể tích)

- Trong quá trình làm lạnh đông các tinh thể đá hình thành khi các tinh thể đá này lớn lên nó làmphá vỡ cấu trúc tế bào Sau khi làm tan giá ở những tế bào bị tổn thương sẽ gây ra hiện tượng chảynước dịch bào, vì vậy cần phải làm lạnh nhanh Đặc biệt là trong vùng nhiệt độ tới hạn

- Nếu thực phẩm sau khi lạnh đông được bảo quản ở nhiệt độ quá thấp thì những tinh thể đá đượcsắp xếp lại những tinh thể đá lớn sẽ tăng lên và những tinh thể đá nhỏ sẽ mất đi điều đó cũng làmphá vỡ cấu trúc tế bào

- Nếu nhiệt độ bảo quản thường xuyên thay đổi sẽ dẫn tới hiện tượng tái kết tinh nước di chuyểndần vào những phần lạnh hơn bên trong làm cho các tinh thể đá ở đây lớn dần lên

- Trong thiết bị lạnh sẽ có ẩm thấp vì nước bị ngưng tụ ở góc làm lạnh sản phẩm có thể bị khô đi

và thể hiện sự “cháy lạnh” là nguyên nhân hình thành những màu xám trên bề mặt thực phẩm saukhi kết tinh sau khi làm tan giá để lại trên bể mặt sản phẩm những lỗ nhỏ, sâu Sự cháy lạnh không

có tính thuận nghịch, có nghĩa là nó không mất đi sau quá trính tan giá hay chế biến gây ra nhữngbiến đôỉ không mong muốn về mùi vị và cấu trúc

- Nếu cháy lạnh ở mức độ nhẹ thì tạo ra trên bề mặt sản phẩm những đốm trắng, tạo ra hình tháibên ngoài không được chấp nhận song những biến đổi này dễ bị mất đi trong quá trình chế biếnkhông gây biến đổi mùi vị và cấu trúc

- Trong quá trình làm lạnh cũng gây ra hiện tượng mất trọng lượng do sự say hơi nước nhất lànhững thực phẩm không được bao gói

Sản phẩm đông lạnh bị giảm trọng lượng do bốc hơi nước hoặc do thiệt hại lý học trong quá trìnhlàm lạnh đông Thiệt hại lý học có thể do xáo động trong khi lạnh đông khiến cho nhiều mãnh nhỏ

bị vỡ vụn;chẳng hạn như khi sản phẩm bị hóa lỏng bởi luồng không khí mát Hình thức thiệt hạikhác là thủy sản dán chặt vào mâm cấp đông hoặc đai chuyền, làm tróc mất một phần trọng lượng

khi tách ra khoải mâm Nếu xịt nước dưới mặt đáy sẽ giảm được thiệt hại này Thiệt hại lý họctrong một máy đông không đáng kể và không hơn 1% nếu thực hiện làm lạnh đông đúng cách Riêng việc giảm trọng lượng do bốc hơi tùy vào các yếu tố như loại máy đông, thời gian lạnhđông,loại sản phẩm,cỡ dạng sản phẩm, tốc độ không khí và điều kiện vận hành máy.

Hao hụt do bốc hơi trong máy đông bản phẳng không nhiều bằng hao hụt do đông trong máy đôngquạt gió,và máy dùng hơi lạnh trực tiếp như nitơ hay cacbonic Tuy nhiên,việc giảm trọng lượngsản phẩm trong máy đông nitơ cacbonic sẽ thấp do thơi gian lạnh đông ngắn quá

Mức giảm trọng lượng ở thủy sản nhỏ cao hơn ở thủy sản lớn Tỷ suất hao hụt tỷ lệ thuậnvới diện tích bề mặt, mà cá nhỏ có tổng diện tích bề mặt lớn hơn cá lớn Ngoài ra, cá đông từngcon hao hụt nhiều hơn cá đông dạng bánh khối

Bao gói cá khi lạnh đông cũng giảm hao hụt rất nhiều, nhưng nếu bao gói không chặt,trọng lượng vẫn bị hao hụt do bốc hơi bề mặt bên trong lớp bao gói Gói sản phẩm sẽ vẫn cònnguyên trọng lượng nhưng bên trong lượng nước dã bị tách ra bớt

3.3 Biến đổi chất lượng thủy sản sau khi chết

3.3.1 Tổng quát các biến đổi thủy sản sau khi chết.

Thủy sản sau khi chết xảy ra hàng loạt biến đổi phức tạp đặc biệt là các biến đổi sâu sắc vềhóa học, đó là các quá trình phân giải phân hủy tự nhiên làm cho nguyên liệu biến chất hoàn toànkhông thể sử dụng được nữa

Sự biến đổi của động vật thủy sản sau khi chết bao gồm các quá trình cơ bản sau đây:

- Sự tiết nhớt ra ngoài cơ thể (đối với cá và vài loài khác)

- Sự tê cứng của cơ thịt

- Sự mềm hóa trở lại – tác dụng tự phân giải

- Sự thối rữa

Tiết nhớt

Loài cá và một số động vật thủy sản khi còn sống luôn tiết nhớt ra ngoài cơ thể để bảo vệlớp da ngoài, chống sự xâm nhập của bên ngoài vào cơ thể và để giảm sự ma sát khi bơi lội,những động vật thủy sản hay chui rúc ở dưới lớp bùn thì tiết nhiều nhớt Sau khi chết chúng vẫntiếp tục tiết nhớt cho đến khi tê cứng và lượng nhớt cũng tăng dần, đó là sự tự vệ cuối cùng củachúng Trong chất nhớt cá có nhiều chất dinh dưỡng, phần lớn có đặc tính protein Chính vì vậy

mà chất nhớt tiết ra từ cá là môi trường rất thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật Sau khiđộng vật thủy sản chết, kháng thể của chúng không còn, vi khuẩn bám ở ngoài da gặp môi trườngtốt sẽ phát triển rất nhanh và xâm nhập vào cơ thể Sự phân hủy chất nhớt làm cho chất nhớt nhãonát ra và biến dần từ trạng thái trong suốt sang vẫn đục, chuyển màu xám và tiếp tục là quá trìnhthối rữa xảy ra nhanh chóng gây mùi khó chịu

thì thời điểm bắt đầu tê cứng sẽ đến chậm, có thể đến 18 giờ.

Loài cá sống ở tầng nổi như cá thu, ngừ, trích chúng hoạt động nhiều và men trong cơ thểchúng cũng hoạt động mạnh nên sau khi chết tê cứng rất sớm và thời gian tê cứng cũng rất ngắn.Động vật hoạt động nhiều sẽ làm cho năng lượng dự trữ trong cơ thịt giảm xuống nhất là khihoạt động mạnh liên tục Vì vậy phương pháp đánh bắt và giết chết có ảnh hưởng trựctiếp đến năng lượng dự trữ Ví dụ cá đánh bằng lưới vét vùng vẫy nhiều trong lưới vì thế chúngrất chóng bị co cứng và thời gian co cứng cũng ngắn, nhưng cá câu thì trái lại Sau khi bắt nêngiết chết ngay, không nên để nó giãy giụa nhiều sẽ làm tiêu hao năng lượng dự trữ

Cá sau khi đánh bắt giết chết bảo quản vận chuyển cần cẩn thận nhẹ nhàng, không làmcho cá bị tổn thương thì thì sự tê cứng sẽ đến muộn và quá tình tê cứng cũng kéo dài

Tự phân giải (mềm hóa)

Cá sau khi tê cứng dần dần trở lại mềm, ta gọi đó là sự tự phân giải hoặc là quá trình “tự tiêu” Quá trình này do các enzym nội tại trong cá hoạt động phân giải Khi động vật còn sống do

sự tồn tại của kháng thể nên enzym không hoạt động tự phân giải các tổ chức của mình, nhưngkhi động vật đã chết, sức chống đỡ mất đi nên hoạt động của enzym trở nên dễ dàng

Quá trình tự phân giải bắt đầu từ khi cá còn tê cứng Trong quá trình này có nhiều loạienzym tham gia Trong quá trình tự phân giải các tổ chức cơ thịt có nhiều thay đổi về lý hóa,trong đó chủ yếu là sự phân giải protein Cơ thịt trở nên mềm mại, hương vị thơm tươi, có độ ẩmlớn và dễ tiêu hóa hơn Cùng với sự phân giải thường có thêm quá trình thối rữa Trong thực tế haiquá trình đó thường lẫn lộn với nhau, đặc biệt đối với thịt động vật thủy sản thì lại càng khó phânbiệt

Quá trình tự phân giải sẽ làm tăng thêm hương vị của cơ thịt, để phát huy ưu điểm đó,chúng ta cần tiến hành quá trình tự phân giải ở nhiệt độ dương thấp (khoảng từ 1-4oC) để hạn sựxâm nhập và phát triển của vi sinh vật gây thối

Nếu hiểu một cách máy móc thì sự phân giải là do enzym nội tại hoạt động còn thối rữa là

do vi sinh vật gây nên, sản vật của quá trình phân giải cuối cùng là axit amin, các chất đạm hòa

tan; còn thối rữa là những sản vật cấp thấp thối nát Nếu không có quá trình thối rữa thì quá trìnhphân giải sẽ không tăng lên vô hạn mà đến một mức độ nào đó sẽ đạt đến trạng thái cân bằng (doenzym không hoạt động được nữa) Do đó quá trình phân giải thường làm tăng thêm mùi vị củathịt động vật trên cạn, nhưng đối với động vật thủy sản thường lẫn với quá trình thối rửa nên nếu

để qua quá trình tự phân giải có khi lại làm giảm phẩm chất

Quá trình tự phân giải tuy làm cho cá biến từ cứng sang mềm nhưng cá vẫn còn tươi tốt.Đối với cá tầng nổi như cá thu, ngừ tác dụng tự phân giải nhanh hơn loài cá tầng đáy như cá bơn,nguyên nhân cũng do men gây ra

-Thối rữa

Nguyên liệu thủy sản sau khi chết thì men trong cơ thịt sẽ tiến hành quá trình phân giải,đồng thời lúc đó vi sinh vật sẽ phân hủy các sản vật của quá trình phân giải thànhnhững sản phẩm cấp thấp làm cho nguyên liệu biến chất hư hỏng, đó gọi là quá trình thối rữa

Vi sinh vật có 2 nhóm, một nhóm là những vi sinh vật tồn tại trong nguyên liệu trong quátrình sinh sống, còn một loại là do lây nhiễm trong quá trình bảo quản chế biến Vi sinh vật đượctìm thấy trên toàn bộ mặt ngoài (da, mang cá) và cả trong ruột của cá sống và cá vừa đánh bắt Cásau khi chết, gặp điều kiện thuận lợi thì các loại vi sinh vật phát triển rất nhanh

Sự thối rữa của động vật thủy sản bắt đầu là do vi khuẩn kỵ khí ký sinh trong cơ thể độngvật còn sống Khi chết do điều kiện thích hợp như nhiều chất dinh dưỡng, nhiều nước, không cóánh sáng mặt trời và ít không khí vi khuẩn kỵ khí bắt đầu phát triển từ trong nội tạng ăn dần ra cơthịt Đồng thời vi khuẩn hiếu khí ở trên da cá, vảy chúng sẽ xâm nhập vào cơ thịt bên trong

Thời gian xâm nhập của vi khuẩn vào cơ thịt khoảng 24-60 giờ Biểu hiện bên ngoài đầutiên của cá là mang mất màu, xẫm lại, chất nhớt trên da đục ngầu, vảy dễ bong tróc, có mùi hôithối

Dưới điều kiện thích hợp các loài cá nói chung chỉ 1-2 ngày là thối rữa, ở các loài khácnhau tốc độ thối rửa có khác nhau Tốc độ thối của các loại cá thịt đỏ nhanh hơn loại trắng Tốc

độ thối rữa còn phụ thuộc vào cấu trúc và các thành phần trong cá mà trước hết là hàm lượngnước trong thịt cá, cá ít nước thì tốc độ thối sẽ chậm hơn cá nhiều nước Cá ngâm trong nước sẽchóng thối hơn để ngoài không khí

Nhiệt độ là nhân tố ảnh hưởng rất quan trọng đến quá trình thối rửa thủy sản Trong điềukiện và phạm vi nhất định, tốc độ thối rữa tỷ lệ thuận với nhiệt độ, điều đó là do khi gặp nhiệt độthích hợp enzym trong cá sẽ hoạt động mạnh và vi sinh vật phát triển nhanh chóng phânhuỷ các thành phần của cá gây thối rữa mạnh Do đó dùng nhiệt độ thấp để bảo quản cá và cácđộng thực vật thuỷ sản khác rất tốt

Số lượng vi sinh vật càng nhiều thì quá trình thối rữa diễn ra càng nhanh Do đó trong quátrình bảo quản nguyên liệu cần tránh các yếu tố gây ô nhiễm vi sinh vật Vì vậy trước lúc tiến hànhbảo quản hoặc chế biến cần thiết phải rửa sạch nguyên liệu đặc biệt là ở mang và ở nội tạng để loạitrừ phần lớn vi sinh vật, sẽ giảm được quá trình thối rữa.

3.4 Những biến đổi của nguyên liệu trong quy trình chế biến cá tra phi lê đông lạnh.

3.4.1 Biến đổi cảm quan

 Những biến đổi ở cá tươi nguyên liệu

Trong quá trình bảo quản, những biến đổi đầu tiên của cá về cảm quan liên quan đến biểuhiện bên ngoài và kết cấu

Biến đổi nghiêm trọng nhất là sự bắt đầu mạnh mẽ của quá trình tê cứng Ngay sau khichết, cơ thịt cá duỗi hoàn toàn và kết cấu mềm mại, đàn hồi thường chỉ kéo dài trong vài giờ, sau

đó cơ sẽ co lại Khi cơ trở nên cứng, toàn bộ cơ thể cá khó uốn cong thì lúc này cá đang ở trạngthái tê cứng Trạng thái này thường kéo dài trong một ngày hoặc kéo dài hơn, sau đó hiện tượng têcứng kết thúc Khi kết thúc hiện tượng tê cứng, cơ duỗi ra và trở nên mềm mại nhưng không cònđàn hồi như tình trạng trước khi tê cứng Thời gian của quá trình tê cứng và quá trình mềm hoá sau

tê cứng thường khác nhau tuỳ theo loài cá và chịu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, phươngpháp xử lý cá, kích cỡ và điều kiện vật lý của cá

Sự ảnh hưởng của nhịệt độ đối với hiện tượng tê cứng cũng không giống nhau Đối với cátuyết, nhiệt độ cao làm cho hiện tượng tê cứng diễn ra nhanh và rất mạnh Nên tránh điều này vìlực tê cứng mạnh có thể gây ra rạn nứt cơ thịt, nghĩa là mô liên kết trở nên yếu hơn và làm đứt gãymiếng philê

Nói chung, ở điều kiện nhiệt độ cao thì thời điểm tê cứng đến sớm và thời gian tê cứngngắn Tuy nhiên, qua nghiên cứu, đặc biệt đối với cá nhiệt đới, người ta thấy rằng nhiệt độ lại cóảnh hưởng ngược lại đối với sự bắt đầu của quá trình tê cứng Bằng chứng là đối với các loài cánày thì sự tê cứng lại bắt đầu xảy ra sớm hơn ở nhiệt độ 0oC so với nhiệt độ 10oC ở các loài cákhác, mà điều này có liên quan đến sự kích thích những biến đổi sinh hoá ở 0oC (Poulter và cộng

sự, 1982; Iwamoto và cộng sự, 1987) Tuy nhiên, Abe và Okuma (1991) qua nghiên cứu sự xuấthiện quá trình tê cứng trên cá chép đã cho rằng hiện tượng tê cứng phụ thuộc vào sự khác biệt giữanhiệt độ môi trường nơi cá sống và nhiệt độ bảo quản Khi có sự khác biệt lớn thì khoảng thời gian

từ khi cá chết đến khi xảy ra hiện tượng tê cứng trở nên ngắn hơn và ngược lại

Hiện tượng tê cứng xảy ra ngay lập tức hoặc chỉ sau một thời gian rất ngắn kể từ khi cá chếtnếu cá đói và nguồn glycogen dự trữ bị cạn hoặc cá bị sốc (stress) Phương pháp đập và giết chết

cá cũng ảnh hưởng đến thời điểm bắt đầu hiện tượng tê cứng Làm chết cá bằng cách giảm nhiệt(cá bị giết chết trong nước đá lạnh) làm cho sự tê cứng xuất hiện nhanh, còn khi đập vào đầu cá thìthời điểm bắt đầu tê cứng sẽ đến chậm, có thể đến 18 giờ (Azam và cộng sự , 1990; Proctor vàcộng sự , 1992).

Ý nghĩa về mặt công nghệ của hiện tượng tê cứng là rất quan trọng khi cá được philê vào thờiđiểm trước hoặc trong khi tê cứng Nếu philê cá trong giai đoạn tê cứng, do cơ thể cá hoàn toàncứng đờ nên năng suất phi lê sẽ rất thấp và việc thao tác mạnh có thể gây rạn nứt các miếng philê.Nếu cá được philê trước khi tê cứng thì cơ có thể co lại một cách tự do và miếng philê sẽ bị ngắnlại theo tiến trình tê cứng Cơ màu sẫm có thể co lại đến 52% và cơ màu trắng co đến 15% chiềudài ban đầu (Buttkus, 1963) Nếu luộc cá trước khi tê cứng thì cấu trúc cơ thịt rất mềm và nhão.Ngược lại, luộc cá ở giai đoạn tê cứng thì cơ thịt dai nhưng khô, còn nếu luộc cá sau giai đoạn têcứng thì thịt cá trở nên săn chắc, mềm mại và đàn hồi

Cá nguyên con và cá phi lê đông lạnh trước giai đoạn tê cứng có thể sẽ cho ra các sản phẩm cóchất lượng tốt nếu rã đông một cách cẩn thận chúng ở nhiệt độ thấp, nhằm mục đích làm cho giaiđoạn tê cứng xảy ra trong khi cơ vẫn còn được đông lạnh

Những biến đổi đặc trưng về cảm quan sau khi cá chết rất khác nhau tùy theo loài cá vàphương pháp bảo quản

 Những biến đổi chất lượng

pH của cơ thịt cá giảm sau khi cá chết có ảnh hưởng đến tính chất vật lý của cơ thịt cá Khi

pH giảm, điện tích bề mặt của protein sợi cơ giảm đi, làm cho các protein đó bị biến tính cục bộ vàlàm giảm khả năng giữ nước của chúng Mô cơ trong giai đoạn tê cứng sẽ mất nước khi luộc vàđặc biệt không thích hợp cho quá trình chế biến có xử lý nhiệt, vì sự biến tính do nhiệt càng làmtăng sự mất nước Sự mất nước có ảnh hưởng xấu đến cấu trúc của cơ thịt cá và Love (1975) đãcho thấy giữa độ dai cơ thịt và pH có mối quan hệ tỉ lệ nghịch, độ dai ở mức không thể chấp nhậnđược (mất nước khi luộc) sẽ xảy ra ở cơ thịt có pH thấp

Khi pH giảm, sự hút nước của cơ thể cá cũng giảm Khi pH = 7 lượng nước hút vào bằngdung tích của cơ thịt Khi pH = 6 thì dưới 50% và khi pH = 5 thì gần đến điểm đẳng điện củaprotein nên lượng nước hút vào bé nhất chỉ khoảng 25%

Cá bắt lên một thời gian rồi chết có pH = 7, sau đó giảm xuống đến pH thấp nhất, cá trở nêncứng pH giảm đến một mức độ nào đó lại tăng lên gần trung tính, cá lúc này trở nên mềm

 Sự phân hủy ATP

Sau khi chết, ATP bị phân hủy nhanh tạo thành inosine monophosphate (IMP) bởi enzym nộibào (sự tự phân) Tiếp theo sự phân giải của IMP tạo thành inosine và hypoxanthine là chậm hơnnhiều và được xúc tác chính bởi enzym nội bào IMP phosphohydrolase và inosine ribohydrolase,cùng với sự tham gia của enzym có trong vi khuẩn khi thời gian bảo quản tăng Sự phân giải ATPđược tìm thấy song song với sự mất độ tươi của cá, được xác định bằng phân tích cảm quan Trong tất cả các loài cá, các giai đoạn tự phân xảy ra giống nhau nhưng tốc độ tự phân khácnhau, thay đổi tùy theo loài

Glycogen và ATP hầu như biến mất trước giai đoạn tê cứng, trong khi đó IMP và HxR vẫncòn duy trì Khi hàm lượng IMP và HxR bắt đầu giảm, hàm lượng Hx tăng lên pH giảm xuốngđến mức thấp nhất ở giai đoạn tự phân này

ATP như là chất chỉ thị hóa học về độ tươi: Chỉ số hóa học về độ tươi của cá là biểu hiện bênngoài bằng cách định lượng, đánh giá khách quan và cũng có thể bằng cách kiểm tra tự động Mộtmình ATP không thể sử dụng để đánh giá độ tươi bởi vì ATP nhanh chóng chuyển đổi tạo thànhIMP Sản phẩm trung gian của sự phân hủy này tăng và giảm làm cho kết quả không chính xác.Khi xác định kết quả, cần chú ý đến inosine và hypoxanthin, chất chuyển hóa cuối cùng của ATP Hypoxanthine được dùng như một tiêu chuẩn để đánh giá mức độ tươi của cá Tuy nhiên,điều này có thể dẫn đến sự nhầm lẫn khi so sánh giữa các loài với nhau Ở một số loài quá trìnhphân hủy tạo thành HxR trong khi các loài khác lại sinh Hx Vì vậy, để nhận biết mức độ tươi của

cá một cách chính xác người ta đưa ra trị số K Trị số K biểu diễn mối liên hệ giữa inosine,hypoxanthine và tổng hàm lượng của ATP thành phần:

Trong đó, [ATP], [ADP], [AMP], [IMP], [HxR], [Hx] là nồng độ tương đối của các hợpchất tương ứng trong cơ thịt cá được xác định tại các thời điểm khác nhau trong quá trình bảo quảnlạnh Trị số K càng thấp, cá càng tươi.

IMP và 5 nucleotide khác có tác dụng như chất tạo mùi cho cá, chúng liên kết với acidglutamic làm tăng mùi vị của thịt cá IMP tạo mùi vị đặc trưng, hypoxanthine có vị đắng Sự mấtmùi vị cá tươi là kết quả của quá trình phân hủy IMP

Surette và cộng sự (1988) đã theo dõi sự tự phân giải ở cá tuyết thanh trùng và không thanhtrùng thông qua các chất dị hóa ATP Tốc độ hình thành và bẻ gãy phân tử IMP như nhau trong cả

2 mẫu mô cơ của cá tuyết thanh trùng và không thanh trùng cho thấy quá trình dị hóa đối với sựphân giải ATP đến inosine hoàn toàn do các enzym tự phân giải

 Sự phân giải protein

Biến đổi tự phân của protein trong cá ít được chú ý Hệ enzym protease quan trọng nhất làmen cathepsin, trong cá chúng hoạt động rất thấp, nhưng ngược lại hoạt động mạnh ở các loài tôm,cua và nhuyễn thể

Cathepsin là enzym thủy phân nằm trong lysosome Enzym quan trọng nhất là cathepsin Dtham gia vào quá trình thủy phân protein nội tại của tế bào tạo thành peptide ở pH = 2-7 Sau đópeptide tiếp tục bị phân hủy dưới tác của men cathepsin A, B và C Tuy nhiên, quá trình phân giảiprotein dưới tác dụng enzym thủy phân trong thịt cá rất ít Enzym cathepsin có vai trò chính trongquá trình tự chín của cá ở pH thấp và nồng độ muối thấp Enzym cathepsin bị ức chế hoạt động ởnồng độ muối 5%

17oC thì sự nứt rạn cơ là không thể tránh khỏi, có lẽ là do sự thoái hóa của mô liên kết và do sự co

cơ nhanh vì nhiệt độ cao khi xảy ra quá trình tê cứng

 Sự phân cắt TMAO

Trimetylamin là một amin dễ bay hơi có mùi khó chịu đặc trưng cho mùi thuỷ sản ươn hỏng

Sự có mặt của trimetylamin trong cá ươn hỏng là do sự khử TMAO dưới tác dụng của vi khuẩn

Sự gia tăng TMA trong thủy sản phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng của TMAO trong nguyên liệu

cá TMA được dùng để đánh giá chất lượng của cá biển Tiến trình này bị ức chế khi cá được làmlạnh

Trong cơ thịt của một số loài tồn tại enzym có khả năng phân hủy TMAO thành dimethylamin(DMA) và formaldehyde (FA)

Enzym xúc tác quá trình hình thành formaldehyt được gọi là TMAO-ase hoặc TMAOdemethylase, nó thường được tìm thấy trong các loài cá tuyết

Ở cá lạnh đông formaldehyde có thể gây ra sự biến tính protein, làm thay đổi cấu trúc và mấtkhả năng giữ nước của sản phẩm Sự tạo thành DMA và formaldehyde là vấn đề quan trọng cầnquan tâm trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông Tốc độ hình thành formaldehyde nhanh nhấtkhi ở nhiệt độ lạnh đông cao (lạnh đông chậm) Ngoài ra, nếu cá bị tác động cơ học quá mức trongcác khâu từ khi đánh bắt đến khi làm lạnh đông và nếu nhiệt độ trong quá trình bảo quản lạnhđộng bị dao động thì lượng formaldehyde hình thành sẽ tăng Các biến đổi xảy ra trong quá trìnhlạnh đông bao gồm những biến đổi về vi sinh vật, những biến đổi về hóa học, và biến đổi về mặtvật lý

3.4.2 Biến đổi do vi sinh vật

 Hệ vi khuẩn ở cá vừa mới đánh bắt

Ở cơ thịt và các cơ quan bên trong của cá tươi, vi khuẩn hiện diên rất ít Ở cá tươi vi khuẩn chỉ

có thể tìm thấy trên da (102 - 107 cfu/cm2), mang (107 – 109cfu/g) và nội tạng (103 – 109 cfu/g)(Shewan, 1962)

Hệ vi sinh vật của cá vừa đánh bắt lại phụ thuộc vào môi trường nơi đánh bắt hơn là vào loài

cá (Shewan, 1977) Số lượng vi khuẩn tồn tại trong cá cao hay thấp tùy thuộc vào cá sống trongmôi trường nước ấm hay nước lạnh Vi khuẩn trên da và mang cá sống trong vùng nước ôn đới,môi trường nước sạch ít hơn so với cá sống trong vùng nước nhiệt đới, môi trường ô nhiểm Sốlượng vi khuẩn trong nội tạng cá có liên quan trực tiếp đến nguồn thức ăn của cá: cao ở cá ăn tạp

và thấp ở cá không ăn tạp Ngoài ra số lượng vi khuẩn thay đổi còn tùy thuộc vào mùa sinh sống

Cá sống trong mùa hè có số lượng vi khuẩn cao hơn

Số lượng vi khuẩn tồn tại ở các loài giáp xác và thân mềm gần giống với số lượng vi khuẩn tồntại trên cá

Vi khuẩn ở cá mới vừa đánh bắt chủ yếu gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí không bắt buộc, vikhuẩn G- như Pseudomonas, Alteromonas, Acinetobacter, Moraxella, Flavolacberium, Cytophaga and Vibrio Cá sống trong vùng nước ấm dễ bị nhiểm bởi vi khuẩn G+ như Micrococcus, Bacillus

và Coryneform Các loài Aeromonas đặc trưng cho cá nước ngọt, trong khi đó có một số vi khuẩn cần natri để phát triển thì đặc trưng cho cá biển Các loài này bao gồm Vibrio, Photobacterium và Shewanella Tuy nhiên, dù Shewanella putrefaciens cần natri cho sự phát triển nhưng chủng này

cũng có thể phân lập từ môi trường nước ngọt (DiChristina và DeLong, 1993; Gram và cộng sự,

1990; Spanggaard và cộng sự, 1993) Mặc dù S putrefaciens được tìm thấy trong nước ngọt nhiệt

đới, nhưng nó không đóng vai trò quan trọng trong sự hư hỏng của cá nước ngọt (Lima dosSantos, 1978; Gram, 1990) Vi khuẩn hiện diện ở loài thân mềm giống với vi khuẩn trong cá biển

nhưng số lượng vi khuẩn G+ như Bacillus, Micrococcus, Enterobacteriaceae và Streptococcus

chiếm số lượng lớn hơn

Bảng 3.1.Hệ vi khuẩn ở cá đánh bắt từ vùng nước không bị ô nhiễm

Vibrio và Photobacterium đặc

trưng cho nước biển;

Aeromonas đặc trưng cho nước

ngọt

Hai loại vi khuẩn gây bệnh thường làm biến đổi mùi vị của cá và nhuyễn thể gồm: Clostridium botulinum loại E, B, F và Vibrio parahaemolyticus

- Clostridium botulinum là vi khuẩn sinh bào tử kháng nhiệt Vi khuẩn này không có hại nếu

tồn tại một lượng nhỏ trong cá tươi Vi khuẩn sẽ trở nên rất nguy hiểm khi điều kiện bảo quảnhoặc chế biến không tốt tạo điều kiện thuận lợi cho bào tử sinh sản, phát triển và sản sinh độc tố

Vi khuẩn loại E, B, F có khả năng kháng nhiệt thấp

- Vibrio parahaemolyticus là loại vi khuẩn ít chịu nhiệt, ưa muối gây bệnh viêm đường ruột với các triệu chứng bệnh giống như triệu chứng bệnh gây ra do Salmonella Bệnh chỉ xảy ra khi ăn

vào lượng lớn tế bào vi khuẩn (khoảng 107 cfu/g), mức thông thường có thể chấp nhận được là 103

cfu/g Loại vi khuẩn này rất nhạy cảm với nhiệt (nóng và lạnh)

- Ngoài ra, một số loại vi khuẩn khác được tìm thấy trong cá và các loài hải sản khác như

Clostridium perfringen, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Shigella spp bị lây nhiễm do

quá trình vận chuyển và chế biến không đảm bảo vệ sinh

 Sự xâm nhập của vi sinh vật

Thịt của cá sống khỏe mạnh hoặc cá vừa đánh bắt thì không có vi khuẩn vì hệ thống miễn dịchcủa cá ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong thịt cá Khi cá chết, hệ thống miễn dịch bị suyyếu và vi khuẩn được tự do sinh sôi phát triển Trên bề mặt da, vi khuẩn phần lớn định cư ở các túivảy Trong quá trình bảo quản, chúng sẽ xâm nhập vào cơ thịt bằng cách đi qua giữa các sợi cơ.Những nghiên cứu của Murray và Shewan (1979) cho thấy rằng trong quá trình bảo quản bằng đáchỉ có một lượng rất hạn chế vi khuẩn xâm nhập vào cơ thịt Có thể dùng kính hiển vi để phát hiệnđược vi khuẩn trong cơ thịt một khi lượng vi sinh vật trên bề mặt da tăng lên trên 106 cfu/cm2

(Ruskol và Bendsen, 1992) Điều này quan sát thấy được ở cả hai trường hợp khi bảo quản cábằng đá và ở nhiệt độ thường Không có sự khác nhau về mô hình xâm nhập của vi khuẩn gây hư

hỏng đặc trưng (ví dụ, S putrefaciens) và vi khuẩn không gây hư hỏng cá.

Chỉ có một lượng giới hạn vi sinh vật xâm nhập cơ thịt và sự phát triển của vi sinh vật chủ yếudiễn ra trên bề mặt cá, nên sự hư hỏng của cá chủ yếu là do các enzym của vi khuẩn khuếch tánvào cơ thịt và các chất dinh dưỡng khuếch tán ra phía ngoài.

Sự hư hỏng của cá xảy ra với những tốc độ khác nhau và điều đó có thể giải thích bằng sự khácnhau về tính chất của bề mặt cá Da cá có độ chắc rất khác nhau Do vậy, những loài cá như cátuyết méc-lang (Merlangius merlangus) và cá tuyết (Gadus morhua) có lớp da rất mỏng manh thì

sự hư hỏng xảy ra nhanh hơn so với một số loài cá thân dẹt như cá bơn là loại cá có lớp biểu bì và

hạ bì rất chắc chắn Hơn thế nữa, nhóm cá sau có lớp chất nhớt rất dày mà đây lại là nơi có chứamột số thành phần kháng khuẩn như kháng thể và enzym phân giải được các loại vi khuẩn(Murray và Fletcher, 1976; Hjelmland và cộng sự, 1983)

 Biến đổi của vi sinh vật trong suốt quá trình bảo quản và gây ươn hỏng

Đối với cá ôn đới, gần như ngay lập tức sau khi cá chết thì các vi khuẩn bắt đầu giai đoạn sinhtrưởng theo cấp số nhân Điều này cũng đúng với cá ướp đá, có lẽ là do hệ vi sinh vật của chúng

đã thích nghi với nhiệt độ lạnh Trong quá trình bảo quản bằng đá, lượng vi sinh vật sẽ tăng gấpđôi sau khoảng một ngày và sau 2-3 tuần sẽ đạt 105-109 cfu trong một gam thịt hoặc trên một cm2

da Khi bảo quản ở nhiệt độ thường, sau 24 giờ thì lượng vi sinh vật đạt gần với mức 107-108 cfu/g.Đối với cá nhiệt đới: Vi khuẩn trong cá nhiệt đới thường trải qua các giai đoạn tiềm ẩn (phalag) từ 1 đến 2 tuần nếu cá được bảo quản bằng đá, sau đó mới bắt đầu giai đoạn sinh trưởng theocấp số nhân Tại thời điểm bị hư hỏng, lượng vi khuẩn trong cá nhiệt đới và cá ôn đới đều nhưnhau (Gram, 1990; Gram và cộng sự, 1990)

Nếu cá ướp đá được bảo quản trong điều kiện yếm khí hoặc trong môi trường không khí có

chứa CO2, lượng vi khuẩn chịu lạnh thông thường như S putrefaciens và Pseudomonas thường

thấp hơn nhiều (nghĩa là trong khoảng 106-107 cfu/g) so với khi bảo quản cá trong điều kiện hiếu

khí Tuy nhiên, lượng vi khuẩn ưa lạnh đặc trưng như P phosphoreum đạt đến mức 107-108 cfu/gkhi cá hư hỏng (Dalgaard và cộng sự, 1993)

 Vi sinh vật gây ươn hỏng cá

Cần phân biệt rõ thuật ngữ hệ vi sinh vật khi hư hỏng (spoilage flora) với vi khuẩn gây hư hỏng (spoilage bacteria), vì thuật ngữ đầu tiên chỉ đơn thuần là nói đến các vi khuẩn hiện diện

trong cá khi chúng bị hư hỏng, còn thuật ngữ sau lại nói đến một nhóm vi khuẩn đặc trưng gây nên

sự biến mùi và vị có liên quan với sự hư hỏng Một lượng lớn vi khuẩn trong cá ươn không có vai

trò gì trong quá trình hư hỏng Mỗi sản phẩm cá có những vi khuẩn gây hỏng đặc trưng riêng của

nó và lượng vi khuẩn này (so với lượng vi khuẩn tổng số) có liên quan đến thời hạn bảo quảnBảng 3.2 Các hợp chất đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của thịt cá bảo quản hiếu khí hoặcđược đóng gói có đá và ở nhiệt độ môi trường

Vi sinh vật đặc trưng gây ươn hỏng Các hợp chất ươn hỏng đặc trưng

Shewanella putrefaciens Photobacterium

TMA, H2S NH3, các acid: acetic, butyric và propionic

Bảng 3.3 Cơ chất và các hợp chất gây biến mùi do vi khuẩn sinh ra trong quá trình ươn hỏng củacá

Các acid amin (glycine, serine, leucine)

Các acid amin, urê

TMA H2S CH3SH, (CH3)2S Acetat, CO2, H2O Hypoxanthine Các este, ceton, aldehyde NH3

3.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật

 Các yếu tố bên trong