Công nghệ sinh học trong bảo quản thuỷ sản

Thành phần hoá học rất khác nhau, thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính, điều kiện sinh sống, thàn phần thức ăn…

Công nghệ sinh học thực phẩm

Chuyên đề:

Công nghệ sinh học trong bảo

quản thuỷ sản

đủ các loại acid amin không thay thế, là loại thực phẩm có mùi

vị thơm ngon, dễ tiêu hoá và hấp thu.

Đặt vấn đề

Cá và các loại thủy hải sản được sử dụng để ăn tươi hoặc chế biến thành những sản phẩm khác nhằm cung cấp thức ăn tức thời hoặc dự trữ trong thời gian dài

Tuy nhiên loại nguyên liệu này rất dễ bị ươn hỏng sau khi đánh bắt, vì vậy việc bảo quản phải được đặt lên hàng đầu để đảm bảo giữ được chất lượng của động vật thuỷ sản

Trong bài tiểu luận này nhóm 13 xin trình bày một số phương pháp nhằm hạn chế sự hao hụt sản lượng và giá trị dinh dưỡng của thủy sản sau khi đánh bắt

I.Thành phần hoá học của thuỷ sản

và sự ảnh hưởng đến chất lượng

thủy sản

I.1.Thành phần hoá học của thuỷ sản

- Bao gồm: nước, protein, lipid, muối vô cơ, vitamin

- Thành phần hoá học rất khác nhau, thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính, điều kiện sinh sống, thàn phần thức ăn…

I.1.Thành phần hoá học của thuỷ

sản

Thành phần Tối thiểu Thông

thường Tối đa

I.1.Thành phần hoá học của thuỷ

sản

sự khác nhau về thành phần của cá và sự biến đổi của chúng ảnh hưởng đến mùi vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, ảnh hưởn đến quá trình bảo quản tươi nguyên liệu

*Thành phần của cá ở từng cơ quan, bộ phận cũng có sự khác nhau

I.1.Thành phần hoá học của thuỷ

I.Thành phần hoá học của thuỷ

Lipid (%)

Glucid (%)

Tro (%)

Ca (mg%)

P (mg%)

Fe (mg%)

Tôm 19-23 0,3-1,4 2 1,3-1,8 29-30 33-67 1,2-5,1

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá

học đến chất lượng thuỷ sản

1 Protein

- Được cấu tạo từ các a.a

- Giá trị dinh dưỡng của thuỷ sản được quyết định bởi các a.a không thay thế.

- Protein trong ngũ cốc thường thiếu lysine và các a.a chứ S như methionin, cystein,Trong khi

protein của cá là nguồn giàu các a.a này.

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá

Gồm: myosin, actin, actomyosin, tropomyosin

Tham gia vào hoạt động của cơ

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá

- Bị đông tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ > 50 0C

- Myoglobulin dễ bị oxihoá thành metmyoglobulin trong

quá trình bảo quản lam biến đổi màu sắc của thuỷ sản

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá

học đến chất lượng thuỷ sản

1.Protein

+ Protein mô liên kết:

- Gồm các sợi collagen, elastin

- Chiếm 1-10%

- Không tan trong nước, dung dịch kiềm hoặc dung

dịch muối có nồng độ ion cao

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá

học đến chất lượng thuỷ sản

1 Protein

=> Do đó khi bảo quản cần chú ý:

- - Do cấu trúc protein ở cá dễ bị biến đổi, việc xử lý với nồng độ muối cao hoặc xử lý bằng nhiệt có thể dẫn đến biến tính protein, sau đó cấu trúc protein đã bị thay đổi không thể hồi phục lại được

- - Protein chất cơ có khả năng hoà tan cao trong nước

=> Việc rửa, ướp muối và tan giá,…sẽ làm mất giá trị dinh dưỡng do protein bị thoát ra ngoài => cần chú ý để duy trì giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá

học đến chất lượng thuỷ sản

2 Thành phần phi protein có chứa Nitơ

- Là thành phần hoà tan trong nước

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá

học đến chất lượng thuỷ sản

2 Thành phần phi protein có chứa Nitơ

- Thành chứa Nitơ phi protein ở thuỷ sản khác

nhau phụ thuộc vào từng loài, kích cỡ, mùa

vụ và phần cơ lấy mẫu:

2 Thành phần phi protein có chứa Nitơ

sự khác nhau cơ bản về thành phần các chất phi protein ở

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến chất lượng thuỷ sản

2 Thành phần phi protein có chứa Nitơ

=>Thành phần chứa nitơ phi protein rất quan trọng đối với việc bảo quản thuỷ sản, chúng ảnh hưởng đến mọi tính chất của sản phẩm như: màu sắc, mùi vị, trạng thái cấu trúc, dinh dưỡng, sự an toàn và sự hư hỏng trong quá trình bảo quản

+ TMAO: Điều hoà áp suất thẩm thấu (ASTT) của cá giúp

cá chống lại ASTT do sự chênh lệch nồng độ muối khi bảo quản gây ra

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến chất lượng thuỷ sản

2 Thành phần phi protein có chứa Nitơ

+ Các a.a tự do:

Tạo nên mùi vị đặc trưng của thuỷ sản

Hàm lượng càng cao=> vi khuẩn gây hư hỏng càng phát triển mạnh sinh ra mùi NH3.

Trong quá trình bảo quản histidine bị VSV khử nhóm -COO thành độc tố histamine

+ Ure:Trong quá trình bảo quản: Ure trong thuỷ sản bị urease của VSV chuyển hoá thành NH3 và CO2 => gây mùi khai ở thuỷ

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến chất lượng thuỷ sản

3 Enzyme

- Có nhiều loại enzyme khác nhau trong thuỷ sản, 2 nhóm chính ảnh hưởng đến chất lượng thuỷ sản là enzyme thuỷ phân và enzyme oxyhoa.

- Sau khi cá chết các enzyme này vẫn còn hoạt động phân giải cá => làm ảnh hưởng đến mùi vị, trạng thái, cấu trúc, hình dạng bề ngoài của cá, sản

phẩm của quá trình phân giải là nguồn dinh dưỡng cho VSV => làm đẩy nhanh tốc độ ươn hỏng.

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến chất lượng thuỷ sản

3 Enzyme

+ Protease (cathepsin, collagenase, pepsin, trypsin,

chimotrypsin) => phân giải làm mềm mô cơ

+ Lipase :

Có trong nội tạng và cơ thịt

Trong quá trình bảo quản đông lạnh (hoạt động của nước thấp) => lipid bị phân huỷ => tạo các acid béo tự do => gây ra mùi vị xấu, ảnh hưởng đến cấu trúc và khả năng giữ nguyên nước của protein cơ thịt

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến chất lượng thuỷ sản

I.2.Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến chất lượng thuỷ sản

6 Các loại vitamin và chất khoáng

- Cá là nguồn cung cấp các vitamin nhóm B

(Thiamin, riboflavin B12), VTM A và D ( có

nhiều trong gan)

- VTM rất nhạy cảm với O2, ánh sáng và nhiệt

độ => cần chú ý tránh để tổn thất VTM trong quá trình bảo quản

II TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA THUỶ SẢN LIÊN

QUAN TỚI QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

II.1 H ình dạng:

- Trên bề mặt có nhiều vi sinh vật Nếu tỷ lệ diện tích bề mặt so với khối lượng cơ thể càng lớn càng dễ bị hư hỏng do hoạt động của VSV.

 Do đó trước khi xử lý và bảo quản cần

phải rửa sạch thuỷ sản để loại bỏ lớp

nhờn chứa VSV trên bề mặt

II.TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA THUỶ SẢN

LIÊN QUAN TỚI QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

II.2 Điểm băng:

• Là điểm tại đó nhiệt độ làm cho cá bắt đầu

đóng băng

• Điểm đóng băng của cá gần với điểm

đóng băng của nước.

• Điểm đóng băng của thuỷ sản nước ngọt cao hơn nước mặn.

 Cơ sở của bảo quản thuỷ sản đông lạnh.

III Các biến đổi của động vật thuỷ

sản sau khi chết

• Thuỷ sản sau khi đánh bắt đến khi chết,

trong cơ thể xảy ra hàng loạt các biến đổi

về vật lý, hoá học cũng như sinh học.

III Các biến đổi của động vật thuỷ

sản sau khi chết

tươi

Trước Tê cứng

Khi

Tác dụng tự phân giải

Tác dụng của VSV

Sống

Thối rữa

III.1 Biến đổi cảm quan:

Là những biến đổi được nhận biết nhờ các

giác quan như biểu hiện bên ngoài, mùi vị

III.1 Biến đổi cảm quan:

• Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến hiện

tượng tê cứng: nhiệt độ càng cao, mức độ

tê cứng diễn ra càng nhanh và mạnh  có thể gây rạn nứt cơ thịt  ảnh hưởng đến chất lượng thủy sản.

bảng sự bắt đầu và khoảng thời gian tê cứng của 1số thủy sản

Loài cá Điều kiện Nhiệt độ

(◦C) Tgian bắt đầu từ khi chết

đến khi tê cứng (h)

Tgian từ khi chết đến khi kết thúc tê cứng (h)

III Các biến đổi của động vật thuỷ

sản sau khi chết

III.2 Biến đổi về chất lượng:

Quá trình biến đổi về chất lượng thủy sản trong bảo quản chia làm 4gđ:

• Gđ1: cá rất tươi, có vị ngon ngọt, mùi như rong biển.

• Gđ2: + mất mùi và vị đặc trưng, nhưng không

có mùi lạ.

+ pH trở nên trung tính

+ cấu trúc cơ thịt vẫn còn tốt

III.2 Biến đổi về chất lượng:

• Gđ3: + có dấu hiệu ươn hỏng

+ có sự sinh ra các sản phẩm của quá trình phân giải, xuất hiện mùi tanh + cấu trúc hoặc mềm, sũng nước hoặc dai và khô.

• Gđ4: cá bị ươn hỏng và thối rữa.

III Các biến đổi của động vật thuỷ sản sau khi chết

III.3 Nguyên nhân sự biến đổi:

• Do hoạt động của enzyme nội tại cùng với hoạt động của VSV  giảm chất lượng thủy sản

III.3 Nguyên nhân sự biến đổi:

III.3.1 Quá trình tự phân giải dưới tác dụng của enzyme nội tại:

III.3.1.1 Sự phân giải glycogen:

• Duới tác dụng của enzyme glycolysis

trong điều kiện không có oxy:

glycogen  acid lactic

III.3.1.2 sự phân hủy ATP:

• Động vật thủy sản sau khi chết, dưới tác dụng của enzyme nội bào, ATP bị phân hủy tạo insine

và hypoxanthine:

• ATP  ADP  AMP  IMP (inosine monoP)

III.3.1 Quá trình tự phân giải dưới tác dụng của enzyme nội tại:

NH3

III.3.1.2 sự phân hủy ATP:

• IMP Hx (hypoxanthine)

• IMP HxR (inosine)

• Quá trình phân giải ATP kèm theo sự mất

độ tươi của thủy sản

phosphohydrolase

Inossine ribohydrolase

III.3.1 Quá trình tự phân giải dưới tác dụng của enzyme nội tại:

III.3.1.3 Sự phân giải protein:

 Enzyme cathepsin:

• Là enzyme thủy phân nằm trong lysosome

• Tham gia phân giải protein nội tại trong tế bào

• bị ức chế hoạt động ở nồng độ muối 5%  ứng dụng bảo quản bằng ướp muối

 Calpain

• Tham gia quá trình bẻ gãy và tiêu hủy protein trong sợi cơ

• Được hoạt hóa bởi Ca

 Collagenase: làm mềm TB mô liên kết, gây ra các vết rạn nứt trong bảo quản cá bằng đá trong tg dài hoặc tg ngắn nhưng nhiệt độ cao

III.3.1.4 sự phân cắt TMAO:

• TMAO là 1 a.a dễ bay hơi, có mùi khó chịu đặc

trưng cho mùi thủy sản ươn hỏng.

• Trong cơ thịt thủy sản tồn tại enzyme có khả

năng phân giải TMAO thành DMA và FA

( formaldehyde)

III.3.1.5 sự oxi hóa chất béo:

• Chất béo chưa bão hòa  gốc tự do

• Gốc tự do  gốc peroxide

• Peroxide + chất béo chưa bão hòa 

III.3.1 Quá trình tự phân giải dưới tác dụng của enzyme nội tại:

III.3.2 Biến đổi do VSV

• Khi động vật thủy sản còn sống khỏe mạnh thì không có VSV tồn tại do hệ thống miễn dịch của chúng ngăn chặn sự phát triển của VSV.

• Khi ĐV thủy sản chết, hệ thống miễn dịch không hoạt động => VSV có cơ hội tự do sinh sôi phát triển

• Trong quá trình bảo quản VSV sẽ xâm nhập vào

cơ thịt và phân hủy làm giảm chất lượng thủy

sản

III.3.2 Biến đổi do VSV

Quá trình VSV gây ươn hỏng thủy sản diễn

ra như sau:

• Đầu tiên: VK hiếu khí sử dụng nguồn năng

lượng hydratcarbon và lactose trong cơ thể ĐVTS để phát triển, tạo thành CO2 và H2O

• Dưới điều kiện đó, VK yếm khí phát triển, khử TMAO thành TMA:

• Acid lactic + TMAO  pyruvat + TMA

III.3.2 Biến đổi do VSV

• Tiếp theo VSV phân hủy a.a tạo acid béo và

NH3

• sự phân hủy các a.a có chứa S  H2S,

CH3-SH, (CH3)2S  là các chất dễ bay hơi có mùi rất khó chịu ngay cả ở liều lượng rất thấp  Do đó làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

 việc BQTS giữ được hương vị đặc trưng của nó

và giữ được nguyên giá trị dinh dưỡng là rất

quan trọng.

IV Phương pháp BQTS:

• BQTS là kĩ thuật sử dụng các yếu tố vật

lý, hóa học khác nhau (nhiệt độ, độ ẩm,

pH, ) và các biện pháp sinh học tác động đến TS, ức chế hoặc kìm hãm hoạt động của các enzyme nội tại và HĐ phân giải

của các VSV nhằm duy trì chất lượng TS

IV Phương pháp BQTS:

• Hiện nay có rất nhiều phương pháp được ứng dụng trong BQTS: BQ ở nhiệt độ

thấp, xử lý nhiệt độ cao, BQ bằng thẩm thấu, Điều chỉnh pH, Bức xạ ( uv,, ),

Hóa chất, Điều chỉnh khí quyển, Màng

sinh học,

BẢO QUẢN THỦY SẢN Ở NHIỆT ĐỘ THẤP

Nhiệt độ bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ phân giải và ươn hỏng của thủy sản do vsv nhiệt độ bảo quản giảm thì tốc độ phân hủy và ươn hỏng của thủy sản cũng giảm.

Có 2 phương pháp làm giảm nhiêt độ để bảo quản thủy sản:

- An toàn về mặt thực phẩm

 Nhược điểm:

- Thời gian bảo quản ngắn

- Khó cơ giới hóa

- Dễ gây sây sát thủy sản

Bảo quản thủy sản bằng ướp lạnh

 Quy trình kĩ thuật:

- Xử lý nguyên liệu: thủy sản bắt được phân loại  loại bỏ tạp chất  rửa thủy sản bỏ một số bộ phận ( với cá thì bỏ ruột,đầu,đuôi và vây)

- Ướp thủy sản:

Đáy hầm phải phủ lớp đá dày 20cm  2 bên sườn một lớp đá dày 20cm  rải đều một lớp thủy sản  trên cùng lớp đá dày 20-25cm

1.2 Bảo quản bằng không khí lạnh

- bảo quản trong những phòng lạnh, nhiệt độ từ 1-2 o c, ẩm độ là 90%

- Xếp cá vào phòng lạnh: xếp theo hình chữ thập không cần giá đệm, khi nhiều thủy sản có thể xếp chồng lên nhau song song và có giá đệm giữa các hòm

- Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp, kiểm tra vệ sinh

- Thời gian bảo quản là 1 ngày đêm

Những biến đổi xảy ra khi làm lạnh thủy sản

- Biến đổi về lý học: thay đổi về màu sắc, khối lượng, hình dạng của sản phẩm

- Biến đổi hóa học: Trong quá trình bảo quản lạnh biến đổi hóa học bị kìm hãm

2 Lạnh đông thủy sản

- Lạnh đông gián tiếp bằng hỗn hợp cá muối: ngăn thủy sản

bằng một số kim loại hoặc bọc trong nilon rồi ngâm vào nước muối lạnh-9oc

- Lạnh đông trong không khí:nhiệt độ bảo quản là -12oc

- Lạnh đông trong nước muối lạnh: ngâm trực tiếp thủy sản

trong nước muối lạnh, nhiệt độ nước muối là -18oc, thời gian ướp từ 1-3 giờ

- Lạnh đông bằng tiếp xúc trực tiếp với bề mặt lạnh: sản phẩm được

đặt trực tiếp trên các tấm hay bản gây lạnh, nhiệt độ < - 40 0 c

- Lạnh đông bằng cách cho sản phẩm tiếp xúc với tác nhân lạnh lỏng:

Cho sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với nitơ lỏng hoặc khí cacbonic lỏng

 Thời gian bảo quản tùy từng loại thủy sản và phương pháp lạnh

đông thường bảo quản được 29 tháng, cần bảo quản thủy sản ở

-30 o c

3 Sấy thăng hoa:

 hạ thấp nhiệt độ sản phẩm sấy xuống dưới điểm đông lạnh(-10 o c),

đặt trong bình chân không

 Ưu điểm:

- Giữ màu sắc, dinh dưỡng, mùi vị của sản phẩm

- Thời gian bảo quản được lâu( trên 12 tháng)

- Có tác dụng tiêu diệt các vi khuẩn gây hại

- Giảm sự bay hơi và biến đổi các chất

BẢO QUẢN THỦY SẢN Ở NHIỆT ĐỘ CAO

1 Bảo quản bằng sấy, phơi khô

 Là phương pháp đơn giản, dễ tiến hành

 Quy trình kĩ thuật

- Trước khi sấy có thể ướp muối hoặc không ướp muối

- Nếu bảo quản cá thì mổ bụng, loại bỏ phần vây, đầu, xẻ cá theo chiều dọc xương sống

- Sắp xếp thủy sản trên các vỉ, rệ, mâm, hoặc cái khay đặtvào hầm sấy hoặc phơi trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời

 Những yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến tốc độ làm khô thủy sản

- Độ ẩm không khí: độ ẩm cao tốc độ làm khô chậm và ngược lại

- Tốc độ khi sấy: tốc độ khí sấy nhỏ thì thời gian sấy lâu và

phẩm chất kém, tốc độ khí sấy quá lớn thì nhiệt độ sấy không đều

- Vật liệu sấy: mức độ to nhỏ, dày mỏng,da cứng hay mềm… đều ảnh hưởng tới thời gian sấy

2 Bảo quản bằng hun khói

- Là phương pháp bảo quản cá cổ truyền

- Trước khi hun cần ướp muối(10%) và gia vị treo thành từng

sâu treo lên khung trong buồng hun khói

- Hun khói thường ở nhiệt độ 200oc hoặc cao hơn Thời gian bảo quản được vài tháng

 Sự biến đổi của thủy sản khi bảo quản ở nhiệt độ cao

- Thủy sản bị giảm thể tích và trọng lượng

- Màu sắc thay đổi

- Thịt trở nên dai chắc

- Nhiệt độ bảo quản càng cao thì sự hao hụt protein càng thấp

- 3 Bảo quản bằng tia bức xạ

- Chiếu tia hồng ngoại vào sản phẩm

 Ưu điểm

- Cường độ bay hơi ẩm lớn

- Thời gian sấy được rút ngắn khoảng 2-3 lần

- Có thể nâng cao các chỉ số về mùi vị, màu sắc, hình dạng sản phẩm và tiêu diệt một phần các vi sinh vật cư trú trong nhiên liệu

 Nhược điểm

- Sản phẩm dễ bị nứt và công vênh

- Vốn đầu tư thiết bị lớn

• Bảo quản thủy sản ở trường CĐ CN nam định

BẢO QUẢN BẰNG ƯỚP MUỐI THỦY SẢN

 Muối thủy sản( thường là muối cá) nhằm kéo dài thời gian bảo quản, tăng hương vị của sản phẩm

 Phương pháp này có hiệu quả tốt, dễ áp dụng và có thể bảo

quản khối lượng lớn thủy sản vào mùa khai thác

 Kĩ thuật ướp muối:

- Chuẩn bị nguyên liệu: thủy sản tự nhiên hoặc thủy sản ướp

lạnh không bị ươn nát, phải bỏ một số nội tạng,đầu, ngoài thủy sản còn chuẩn bi nguyên kiệu ướp như muối, hàn the…

- Ướp muối đợt 1: TS khối lượng nhỏ hơn 0.5 kg thì dùng