Vì vậy đề tài “Ảnh hưởng của hàm lượng NaCl và Cryoprotectant đến khả năng giữ nước của surimi cá tra trong thời gian lạnh đông” đã được tiến hành với mục đích tìm ra phương pháp cải t
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Tên đề tài:
ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG NaCl VÀ CRYPROTECTANT ĐẾN KHẢ NĂNG GIỮ NƯỚC CỦA SURIMI CÁ TRA TRONG THỜI
Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
Ths Trần Thanh Trúc Nguyễn Thị Tố Mi
MSSV: 2071758
Lớp: CNTP K33A
Cần Thơ, 2010
Trang 2LỜI CAM ĐOAN
Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Ảnh hưởng của hàm lượng NaCl và
Cryoprotectant đến khả năng giữ nước của surimi cá tra trong thời gian lạnh
đông” do sinh viên Nguyễn Thị Tố Mi thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm
luận văn thông qua
Giáo viên hướng dẫn
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2010
Chủ tịch hội đồng
Trang 3LỜI CẢM TẠ
Luận văn tốt nghiệp là một bước ngoặc đánh dấu sự chuyển tiếp từ sinh viên trở thành
kỹ sư
Trong quá trình thực hiện luận văn, em đã có cơ hội ứng dụng thực tế những kiến thức
lý thuyết đã được quý thầy cô truyền dạy trên giảng đường, giúp cho em kiểm tra và
hệ thống lại những kiến thức đã được trang bị trong suốt quá trình học tập cũng như
tập cho em bước đầu làm quen với việc nghiên cứu khoa học và tạo cơ sở bước đầu
cho công việc sản xuất thực tế của chúng em sau này Đây cũng là giai đoạn để em
tiếp cận và học hỏi ở quý thầy cô và bạn bè những kiến thức chưa cập nhật được để
lấp đầy được phần nào những lỗ trống kiến thức làm hành trang cho em vững bước tự
tin cho công việc sau này
Để hoàn thành được đề tài luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự nổ lực hết mình của bản
thân, em còn nhận được sự hỗ trợ và động viên rất nhiều từ gia đình, thầy cô hướng
dẫn và những người bạn thân thương Nay những khó khăn đã qua, luận văn đã được
hoàn thành
Với tất cả lòng biết ơn và sự kính trọng sâu sắc nhất em xin gửi lời cám ơn đến thầy
Nguyễn Văn Mười và cô Trần Thanh Trúc, những người đã trực tiếp hướng dẫn và
giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài Mặc dù bận rộn với công việc giảng
dạy nhưng thầy cô vẫn thường xuyên theo dõi, hướng dẫn và giúp đỡ em rất tận tình
Xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến Ban Giám Đốc công ty chế biến thủy sản
Nam Phương, anh Hoàng Anh-trưởng phòng kỹ thuật, chị Thảo và các anh chị trên
Công ty đã hết lòng hổ trợ về phần nguyên liệu cá để em có đủ điều kiện hoàn thành
luận văn tốt nhất
Thầy cô bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng,
trường Đại Học Cần Thơ đã cho em những kiến thức quý báu trong thời gian học tập
tại trường Những kiến thức tích lũy được từ sự giảng dạy tận tình của quý thầy cô đã
giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này
Cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh
Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ, đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn
thành tốt đề tài của mình
Các bạn sinh viên lớp Công Nghệ Thực Phẩm khoá 33 đã nhiệt tình đóng góp ý kiến
và động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tại phòng thí nghiệm
Trang 4Con xin gửi đến cha mẹ và những người thân yêu nhất của con lòng biết ơn sâu sắc
nhất về những gì mà mọi người đã làm cho con, để con có đầy đủ điều kiện học tập và
nghiên cứu
Cuối lời em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô trường Đại Học
Cần Thơ đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt bốn năm học tập tại
trường
Kính chúc quý thầy cô và các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công
Em xin chân thành cảm ơn
Cần Thơ, ngày tháng năm 2010
Sinh viên thực hiện
NGUYỄN THỊ TỐ MI
Trang 5TÓM TẮT
Cá tra là loài thủy sản đang được người dân chú trọng và hiện đang nuôi với diện tích rất
lớn ở Đồng bằng sông Cửu Long Các sản phẩm cá tra fillet là mặc hàng xuất khẩu đến
nhiều quốc gia trên thế giới Surimi là sản phẩm chưa được phát triển mạnh ở Việt Nam
Trước đây sản phẩm này được làm từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau nhưng thời gian gần
đây khi ngành công nghiệp chế biến và xuất khẩu cá tra phát triển mạnh thì vụn thịt cá tra (được
loại ra từ qui trình phi lê cá tra) được tận dụng để sản xuất các mặt hàng giá trị gia tăng như
surimi Tuy nhiên thành phần hóa học trong vụn thịt cá tra chứa nhiều protein chất cơ nên sản
phẩm hình thành khó đạt được chất lượng như mong muốn Vì vậy đề tài “Ảnh hưởng của hàm
lượng NaCl và Cryoprotectant đến khả năng giữ nước của surimi cá tra trong thời gian
lạnh đông” đã được tiến hành với mục đích tìm ra phương pháp cải thiện chất lượng sản phẩm
surimi từ vụn thịt cá tra
Kết quả thí nghiệm cho thấy,việc ứng dụng quá trình rửa cá với 2 lần rửa và thời gian khuấy
4 phút, nồng độ muối NaCl trong nước rửa 0,5% giúp giảm bớt đáng kể hàm lượng lipid, gia
tăng khả năng giữ nước của nguyên liệu Đồng thời, khi ở tỷ lệ bổ sung các thành phần
cryoprotectant bao gồm 1,5% NaCl kết hợp với 3% đường sucrose và 3% sorbitol giúp ổn
định cấu trúc và khả năng giữ nước của surimi lạnh đông
Trang 6MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM TẠ ii
TÓM TẮT iv
MỤC LỤC v
DANH SÁCH HÌNH viii
DANH SÁCH BẢNG ix
Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.1 Tổng quan 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1
Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1 Giới thiệu về surimi 2
2.1.1 Định nghĩa surimi 2
2.1.2 Lịch sử phát triển của surimi 3
2.1.3 Nguyên liệu sản xuất surimi 5
2.1.4 Quy trình chế biến surimi 6
2.1.5 Thuyết minh quy trình 7
2.2 Giới thiệu về cá tra 9
2.2.1 Tổng quan cá tra 9
2.2.2 Thành phần hóa học cá tra 10
2.2.3 Protein của thịt cá 11
2.2.4 Chất béo của thịt cá 12
2.2.5 Chất khoáng 13
2.2.6 Vitamin 13
2.2.7 Nguồn phụ phẩm từ quá trình chế biến cá tra 13
2.2.8 Khả năng sử dụng của vụn cá tra 14
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của surimi 14
2.3.1 Những biến đổi ở cá tươi nguyên liệu 14
2.3.2 Những biến đổi chất lượng 15
2.3.3 Giới thiệu chung về protein cơ 16
Trang 72.3.4 Sự thành lập cấu trúc gel của protein cơ 17
2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất tạo gel của protein cơ 18
2.3.6 Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu 21
2.3.7 Ảnh hưởng của các thành phần phụ gia trong sản xuất surimi 22
2.4 Vai trò của việc lạnh đông đến khả năng bảo quản và sự thay đổi cấu trúc khối paste 23
2.4.1 Khái quát về lạnh đông 23
2.4.2 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến sự thay đổi đặc tính cấu trúc của sản phẩm dạng gel từ thịt, thủy sản 24
2.4.3 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến mật số vi sinh vật của sản phẩm thủy sản lạnh đông 24
2.5 Các biến đổi trong quá trình lạnh đông 25
2.6 Tác dụng của cryoprotectant đến bảo quản lạnh đông surimi 25
2.7 Các nghiên cứu có liên quan 27
Chương 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 28
3.1 Phương tiện thí nghiệm 28
3.2 Phương pháp thí nghiệm 29
3.2.1 Qui trình tổng quát chế biến surimi cá tra 29
3.2.2 Chỉ tiêu và phương pháp phân tích 30
3.2.3 Xử lý số liệu thực nghiệm 30
3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 30
3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nồng độ muối thích hợp của nước rửa thịt dè cá tra đến sự thay đổi chất lượng của surimi 30
3.3.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của điều kiện rửa cá (số lần rửa và thời gian rửa) đến tính chất hóa lý của surimi 32
3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của NaCl và Cryoprotectant đến chất lượng surimi 34
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
4.1 Tác động của nồng độ muối NaCl trong nước rửa đến chất lượng surimi từ thịt dè cá tra 36
4.2 Ảnh hưởng của điều kiện rửa đến chất lượng của surimi từ thịt dè cá tra 38
4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ NaCl và Cryoprotectant đến chất lượng của surimi từ thịt dè cá tra 40
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 42
Trang 85.1 KẾT LUẬN 42
5.2 ĐỀ NGHỊ 42
PHỤ LỤC 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH x
PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ THỐNG KÊ xiv
Trang 9DANH SÁCH HÌNH
Hình 1: Surimi 2
Hình 2 : Thanh giả cua từ surimi 2
Hình 3: Chả cá từ surimi 3
Hình 4 :Sơ đồ quy trình chế biến surimi 6
Hình 5 :Cá tra (Pangasius hypophthalmus) 10
Hình 2 Mối quan hệ giữa chỉ số tê cứng và thời gian của cá tra 15
Hình 6: Ảnh hưởng của pH lên khả năng giữ nước của thịt cá 19
Hình 7: Sơ đồ quy trình chế biến surimi từ thịt vụn cá tra lạnh đông 29
Hình 8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 31
Hình 9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 33
Hình 10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 35
Hình 10: Đồ thị tương quan số lần rửa và thời gian rửa đến khả năng giữ nước của khối paste từ thịt dè cá tra 39
Hình 11: Thiết bị sấy ẩm xi
Hình 12: Thiết bị phân tích béo xii
Hình 13: Thiết bị đo cấu trúc Texture Analyser TA-TX2i xiii
Hình 14: Sơ đồ máy xay xiii
Trang 10DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1 Tỉ lệ các phần thu được so với cá nguyên con 7
Bảng 2: Thành phần hóa học của thịt cá tra 10
Bảng 3: Tỷ lệ phần trăm khối lượng của cá tra 13
Bảng 4: Tiêu chuẩn của muối trong chế biến 22
Bảng 5 Chỉ tiêu và phương pháp phân tích 30
Bảng 6: Kết quả thống kê ảnh hưởng nồng độ muối đến ẩm, WHC, pH của sản phẩm 36
Bảng 7: Kết quả thống kê ảnh hưởng nồng độ muối đến Lipid_cbK, protein của sản phẩm 37
Bảng 8: Kết quả thống kê ảnh hưởng điều kiện khuấy đến sự thay đổi pH của surimi 38
Bảng 9: Kết quả thống kê ảnh hưởng số lần rửa và số phút khuấy đến hàm lượng lipid(CBK) của sản phẩm 39
Bảng 10: Ảnh hưởng tỷ lệ NaCl và Cryoprotectant đến sự thay đổi đặc tính cấu trúc của surimi lạnh đông 41
Trang 11
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Tổng quan
Hiện nay, cá tra là một trong những đối tượng nuôi trồng thủy sản đang được phát
triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long và là một trong những
loài cá có giá trị xuất khẩu cao Tuy nhiên, trong dây chuyền sản xuất fillet cá tra lạnh
đông, lượng cá vụn là phế liệu của quá trình xử lý sơ bộ thịt cá, sửa phi-lê (fillet) ,
chiếm đến 10% khối lượng cá nguyên liệu Tận dụng lượng cá vụn này không những
làm tăng hiệu quả kinh tế mà còn góp phần khép kín quy trình sản xuất, giảm phế liệu
gây ô nhiễm môi trường
Surimi là một loại thực phẩm truyền thống có nguồn gốc từ cá của các nước Châu Á
như Nhật Bản, Trung Quốc Đây là sản phẩm chứa nguồn đạm cao, có thể cung cấp
cho nhu cầu đa dạng sản phẩm của con người Hiện nay, công nghệ sản xuất surimi
đang được chú trọng và phát triển rất nhanh làm cho sản lượng surimi cũng ngày càng
tăng lên và kéo theo những sản phẩm chế biến từ surimi ngày càng phong phú, đa
dạng như: giả tôm, giả cua, chạo đáp ứng được nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng
Tuy nhiên, sản phẩm surimi hiện nay ở Việt Nam có sản lượng cũng như chất lượng
còn quá khiêm tốn Nguyên liệu chỉ là cá tạp chứ ít khi được chọn lọc để có quy trình
chế biến riêng Vì thế, việc nghiên cứu để tận dụng có kết quả phần phụ phẩm từ cá tra
xuất khẩu như dè cá để sản xuất được surimi có chất lượng cao là một giải pháp tối ưu
để nâng cao giá trị xuất khẩu của surimi, đồng thời tin chắc rằng sẽ chiếm lĩnh được
thị trường trong nước và xuất khẩu với các sản phẩm đa dạng phát triển từ surimi vì
đáp ứng được nhu cầu cấp bách về thực phẩm thay thế hiện nay trong tình trạng dịch
cúm đang phát triển
Surimi chắc chắn sẽ là nhu cầu tiềm năng trong tương lai và sản phẩm này sẽ là một
trong những mặt hàng thủy sản xuất khẩu mạnh sang nhiều nước và đem lại nguồn
ngoại tệ không nhỏ
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chủ yếu của đề tài là nghiên cứu biện pháp cải thiện khả năng giữ nước và
ổn định cấu trúc của surimi từ dè cá tra trong thời gian bảo quản lạnh đông
Từ mục tiêu nghiên cứu trên, đề tài tiến hành khảo sát các nội dung sau:
Ảnh hưởng của quá trình rửa có bổ sung NaCl đến chất lượng surimi
Ảnh hưởng của Cryoprotectant đến khả năng giữ nước của surimi cá tra trong
thời gian bảo quản lạnh đông
Trang 12CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu về surimi
2.1.1 Định nghĩa surimi
Surimi là một từ của Nhật Bản để chỉ những sản phẩm thịt của cá đã được tách xương,
xay nhuyễn, rửa bằng nước và phối trộn với các chất chống biến tính do đông lạnh
(Cryoprotectant) để có thể bảo quản được lâu ở nhiệt độ đông lạnh Surimi là một
dạng bán thành phẩm quy tụ được các ưu điểm mà không các sản phẩm nào có được,
đó là: có hàm lượng chất béo thấp, hàm lượng protein cao, sự thiếu vắng hoàn toàn
của cholestorol và glucid, cơ thể con người dễ hấp thụ, có độ đông kết cao tạo cho sản
phẩm đàn hồi tương tự các loại trai, sò, cua, tôm… Nhờ đó surimi được sử dụng để
sản xuất các sản phẩm: Kamaboko, Chikuwa, mô phỏng hải sản rất được ưu thích trên
thế giới (Lê Văn Việt Mẫn, 2010)
Trang 13
Hình 3: Chả cá từ surimi
Nguồn:http://tintuc.xalo.vn/00695745864/xuat_sang_han_quoc_hon_1_000_tan_cha_ca_surimi.html
2.1.2 Lịch sử phát triển của surimi
Kỹ nghệ về surimi ngày nay chỉ gói gọn trong 1 block surimi nhưng nó là cả một lịch
sử về nghệ thuật thủ công chế biến thực phẩm và sự phát triển của nó để thỏa mãn nhu
cầu ẩm thực của con người
Surimi được biết từ rất lâu đời ở các nước Châu Á, nhưng trong các ghi nhận lại tìm
thấy ở Nhật vào năm 1100 khi người Nhật phát hiện rằng xoay nhuyễn thịt cá, rửa và
sau đó nấu chín sẽ tạo nên độ dai tự nhiên cho thịt cá Nếu được đem trộn với các gia
vị và hấp thì sẽ tạo ra bánh chả cá (kamaboko) như là một sản phẩm tự nhiên
Mãi đến năm 1959, công nghiệp surimi bắt đầu phát triển khi một nhóm khoa học gia
Nhật tình cờ tìm ra chất "bảo vệ thịt cá trong đông lạnh" (cryoprotectant) Ðiều này
giúp bảo quản surimi không bị biến chất trong quá trình trữ lạnh được gọi là surimi
đông lạnh Thời đó, Surimi đông lạnh được xem là một sản phẩm thủy sản hoàn toàn
mới, và được đánh giá là một bán thành phẩm của sản phẩm thủy sản có độ đông kết
cao Sau đó, surimi đã được phát triển rộng khắp và nổi tiếng ở Mỹ vào những năm
1970 và ở Châu Âu khoảng vào năm 1980 Từ đó, bạn có thể tìm thấy surimi ở bất cứ
các siêu thị nào quanh bạn
Ngày nay “Surimi” đã được sản xuất ở nhiều nước trên thế giới Và đã trở thành tên
gọi chung cho các sản phẩm thịt cá xay đông lạnh
Cách làm surimi thời nay cũng tương tự như thời xưa, nhưng nhờ công nghệ hiện đại,
quá trình lọc rửa tinh vi hơn nhằm nâng cao hàm lượng protein, đặc biệt là
actomyosin, nhờ đó có thể tạo ra surimi có độ dai, độ đàn hồi rất tốt, đây là một chỉ
tiêu chất lượng hàng đầu của surimi
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, nhu cầu của con người ngày càng cao nên
công nghệ chế biến surimi cũng dần phát triển Một số nước đã tận dụng đặt xưởng
Trang 14chế biến phụ phẩm cá ngay trên những con tàu viễn dương để thu được hiệu suất cao
hơn và chất lượng surimi cũng ở mức cao nhất
Với một quy mô lớn, lịch sử của ngành công nghiệp sản xuất surimi bắt đầu từ công
nghiệp chế biến cá ở Nhật Bản Tuy nhiên, với sự phát triển sớm đã mở rộng ngành
công nghiệp này sang Mỹ, Hàn Quốc và Châu Âu
Các nước sản xuất surimi ngày nay như: Mỹ, Thái Lan, Nhật Bản, Trung Quốc, Việt
Nam, Ấn Độ, Malaixia, Inđônêxia, Mianma, Áchentina, Chile, Pêru, Pháp…
Cho đến nay, khoảng 2 triệu đến 3 triệu tấn cá trên toàn thế giới (chiếm 2% đến 3%
sản lượng thủy sản cung cấp) được sử dụng làm nguyên liệu chế biến surimi Hoa Kỳ
và Nhật Bản là những nhà sản xuất surimi lớn nhất trong khi Thái Lan nhập khẩu khá
nhiều Sản lượng surimi của Trung Quốc cũng khá lớn còn Việt Nam, Chile, Pháp và
Malaysia là các nhà sản xuất mới nổi
Sản phẩm từ surimi bùng nổ ở Mỹ, nếu năm 1979, tiêu thụ khoảng 1000 tấn, thì 4 năm
sau đó, đã lên đến khoảng 13000 tấn Kể từ năm 1989, Mỹ hàng năm sản xuất surimi
đã đạt khoảng 150000 - 200000 tấn so với sản xuất surimi thế giới trong 10 năm qua,
mà trải dài giữa 420000 và 580000 tấn
Các doanh nhân Mỹ sốt ruột, họ đã bắt đầu nhảy vào cuộc để hạn chế lệ thuộc việc
nhập khẩu surimi từ Nhật Cũng nên nhớ rằng, surimi được xem là sản phẩm "gia tăng
giá trị” (value-added), chứ không đơn giản như tôm đông lạnh, tôm luộc xuất khẩu
Theo thống kê mới nhất của FAO, sản lượng surimi trên thế giới năm 2004 đạt khoảng
860000 -1150000 tấn
Sản lượng kamaboko của Nhật lên đến cả triệu tấn/năm, và lượng surimi xuất khẩu
khoảng 30000 - 40000tấn/năm Họ tạo ra một thị hiếu tiêu dùng đa dạng các sản phẩm
từ surimi trên khắp thế giới
Theo các chuyên gia ngành chế biến, nhiều loại cá của Việt Nam rất thích hợp cho
việc sản xuất surimi Hiện surimi được sản xuất bằng cá bò với sản lượng từ 50000
đến 70000 tấn/năm, và có khả năng đạt tới hàng trăm ngàn tấn nếu tiêu thụ đảm bảo
Công nghệ sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng ở Việt Nam còn rất non trẻ về
mặt kỹ thuật, chủng loại mặt hàng, máy móc thiết bị Xí nghiệp sản xuất Surimi đầu
tiên của nước ta là Công ty xuất nhập khẩu thủy sản Bacifood – Bà Rịa Vũng Tàu
Nhưng mãi đến năm 1997 công ty mới đi vào sản xuất các mặt hàng giả tôm, cua từ
surimi cá mối xuất sang Nam Triều Tiên Bên cạnh đó, Công ty xuất nhập khẩu thủy
sản Cà Mau cũng đã bắt đầu sản xuất surimi từ năm 1995
Việc phát triển ngành công nghệ sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng từ surimi
sẽ góp một phần không nhỏ vào chiến lược khai thác, sử dụng hiệu quả tài nguyên
Trang 15biển, nâng cao khả năng thỏa mãn nhu cầu thực phẩm cho nhân dân Bên cạnh đó, đây
còn là nguồn thu ngoại tệ không nhỏ cho phát triển kinh tế đất nước (Park, 2005)
2.1.3 Nguyên liệu sản xuất surimi
Yêu cầu nguyên liệu cá để sản xuất surimi: các loài cá khác nhau khi được đưa vào
sản xuất sẽ cho ra surimi với chất lượng khác nhau, đặc biệt là sự khác nhau về màu
sắc và độ bền gel của surimi
Cá phải có lượng thịt trắng nhiều, lượng mỡ ít:
- Lượng protein trong thịt cá nhiều giúp cho cấu trúc mạng lưới gel có độ đàn
hồi tốt, nhưng nếu lượng mỡ trong thịt cá nhiều, các hạt mỡ phân tán ra, xen vào
giữa các protein thì liên kết mạng lưới sẽ kém bền
- Chất béo dễ bị ôi, ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của sản phẩm Lượng chất
béo có trong nguyên liệu càng thấp thì càng tốt Tuy nhiên, hàm lượng mỡ trong cá
không có liên quan tuyến tính với độ đàn hồi của surimi do sự khác nhau về lượng
và chất của myosin của thịt cá
Độ tươi: cá cần phải tươi Trường hợp cá nguyên liệu bị ươn thối nghĩa là enzyme và
vi sinh vật hoạt động mạnh, gây ra mùi vị xấu cho sản phẩm Nếu bảo quản nguyên
liệu quá lâu và có hiện tượng làm cá bị mất nước, hay thủy phân làm ngắn mạch
protein thì sẽ làm giảm khả năng tạo gel
Các loại cá thường được dùng để sản xuất surimi: nguồn nguyên liệu chính để sản
xuất surimi rất đa dạng và phong phú, từ các loài cá có kích thước lớn đến các loài cá
có kích thước nhỏ Nhưng xu hướng chung là sản xuất surimi từ thịt cá trắng, kích
thước cá nhỏ, giá trị kinh tế thấp, có khả năng đông kết tốt và khai thác được quanh
năm, khi đó việc sản xuất surimi sẽ có ý nghĩa kinh tế cao hơn
- Cá nước mặn: có khoảng 60 loài cá biển có thể làm surimi được như cá ngừ
(tuna), cá thu (mackerel), cá sửu (croaker), cá mập (shark), Chủ yếu là nhóm cá
thuộc họ: Microopogon, Pseudosciaena, Arophyrys, Microstoruns spp., Bothidae
và Pleuronectidae
+ Những loài cá đã được sử dụng để sản xuất surimi là Alaska pollock (Theragra
charcogramma), Pacific whiting (Merhxius productus), Croaker (Argyrosomus
argentatus, Nibea niitsukurii), Lizafish (Sauida undosquanmis), Horse
mackerel(Trachurus japonicus)
+ Ở Việt Nam đã có những sản phẩm surimi từ cá mối, cá mắt kiếng, cá đổng, cá
bò Hiện nay, người ta đang nghiên cứu phát triển sản phẩm surimi từ cá basa
Trang 16- Cá nước ngọt : rô phi (Tilapia), cá măng biển (milkfish - Chanos chanos)
Milkfish có khả năng tạo sản phẩm với cấu trúc gel cứng, còn cá rô phi có khả
năng tạo gel tốt hơn nhưng hiệu suất thu hồi lại thấp hơn
Phế liệu cá: cá vụn là phế liệu của quá trình xử lý sơ bộ thịt cá , sửa fillet Phần này
có thể chiếm đến 10% khối lượng cá nguyên liệu Tận dụng lượng cá vụn này không
những làm tăng hiệu quả kinh tế mà còn góp phần ghép kín quy trình sản xuất, giảm
lượng phế liệu gây ô nhiễm môi trường (Lê Văn Việt Mẫn et al., 2010)
2.1.4 Quy trình chế biến surimi
Hình 4 :Sơ đồ quy trình chế biến surimi
(Nguồn:Phan Thị Thanh Quế,2005)
Nguyên liệu
Ép định hình
Trữ đông Vào khuôn - Cấp đông
Khử nước Lọc
Phối trộn các phụ gia
Rửa Nghiền ép
Xử lý
Sản phẩm
Trang 172.1.5 Thuyết minh quy trình
i Nguyên liệu
Độ tươi của nguyên liệu cá rất quan trọng để đạt được hiệu quả chế biến cao nhất Ở
Nhật, sản phẩm Surimi trong các nhà máy có giá trị rất cao Mỗi loài phải được xử lý
dựa trên giá trị của nó Chất lượng nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến giá trị cảm
quan và tính chất hóa học của sản phẩm Cá tươi chế biến thích hợp hơn, tạo ra sản
phẩm ít màu và các liên kết của mô cơ hình thành gel tốt hơn Khi cá có hàm lượng
nước thấp và protein cao nghĩa là chu kỳ rửa ít pH thấp có xu hướng tạo gel bền hơn
nhưng nước dễ dàng tách ra trong quá trình chế biến Cá sau giai đoạn tê cứng, pH bắt
đầu tăng cao, khả năng giữ nước tốt và gel trở nên mềm
ii Xử lý
Cá tươi được đem đi cắt đầu, bỏ nội tạng, rửa Với sản phẩm surimi được chuẩn bị từ
thịt cá đã được phi lê sẳn sẽ cho sản phẩm có chất lượng ổn định hơn Tuy nhiên,
trong quá trình chuẩn bị thịt phi lê, hiệu suất thu hồi thịt sẽ giảm do một phần thịt còn
dính lại ở các phần xương Việc sử dụng thịt cá còn nguyên xương sẽ làm cho sản
phẩm surimi có chất lượng kém hơn Bởi vì trong quá trình ép lấy thịt cá dịch lỏng
trong các tế bào thần kinh, tủy và các thành phần còn sót lại trên xương như lá lách,
thận, ruột, dạ dày, rất giàu enzym gây biến tính protein, mặc dù quá trình rửa có thể
loại các enzym này nhưng không triệt để Bù lại hiệu suất thu hồi thịt trong trường
hợp này cao hơn
Bảng 1 Tỉ lệ các phần thu được so với cá nguyên con
Phần thịt đã được rửa 3 lần và
(Nguồn:Phan Thị Thanh Quế,2005)
(a): Thịt philê ở bên
(b): Thịt philê (phần được gọi là “J” cut)
(c): Đầu
(d): Xương giữa (phần phía sau)
(e): Xương giữa (phần phía trước)
iii Nghiền ép
Mục đích nghiền ép là tách xương, vảy, da bằng phương pháp cơ học Phần thịt được
ép xuyên qua các lỗ của trống nghiền có đường kính từ 3 - 4 mm Nguyên lý hoạt
Trang 18động của máy nhờ vào lực ép của rulo trợ lực, lực căng của các dây cao su ép, dây cao
su sát vào trống nghiền Cá đi vào giữa dây cao su và trống nghiền bị ép mạnh, thịt cá
xuyên qua lỗ trống đi vào trong, còn xương, vảy, da không xuyên qua lỗ trống được
cuốn ra ngoài bị thanh gạt gạt rớt xuống Đối với thịt phi lê đem đi nghiền, hiệu suất
làm việc của máy rất cao Trong quá trình nghiền có các biến đổi vật lý và hóa học
xảy ra: cấu trúc thịt cá bị phá vỡ hoàn toàn, nhiệt độ gia tăng trong quá trình nghiền
làm cho protein bị biến tính một phần
iv Tiến trình rửa
Chu kỳ rửa của cá với nước là giai đoạn quan trọng của tiến trình sản xuất surimi Rửa
cá nhằm loại bỏ:
Sự hòa tan của mô cơ protein sarcoplasmic (protein chất cơ) vào trong nước mà
những chất đó ngăn cản quá trình hình thành gel
Rửa sẽ làm cho nồng độ actin và myosin tăng, giúp gel hình thành tốt
Tỉ lệ nước rửa với cá khoảng 3:1 hoặc 4:1 sẽ cho kết quả cao, nhiệt độ nước rửa
thường khoảng 0 - 5C để ngăn chặn sự biến tính của protein Quá trình rửa được lặp
lại 2 - 3 lần
Đối với cá nạc vấn đề màu, mùi có thể bị giảm nhẹ nhưng không đáng kể bởi vì các
thao tác rửa được thực hiện rất nhanh Trong cá khoảng 2/3 chất khô của thịt được cấu
thành từ những sợi tơ cơ có tính chất, chức năng rất tốt Phần còn lại chứa các thành
phần máu, lipid và các protein chất cơ khác là thành phần bất lợi đối với quá trình sản
xuất surimi, các thành phần này cũng được loại ra khỏi cá một ít Chính những đặc
điểm này cá nạc có thể rửa 1 - 2 lần là được
Đối với các loại cá có chứa nhiều lipid, trong quá trình rửa lipid dễ bị thủy phân Chất
béo của cá đa số là chất béo chưa bão hòa dễ bị oxy hóa tạo nên màu và mùi khó chịu,
cần phải loại ra trong quá trình sản xuất Ở lần rửa thứ nhất người ta dùng nước rửa là
dung dịch NaHCO3 0,5% nhằm tẩy màu và mùi thịt cá Ở lần rửa sau cùng dùng nước
muối nồng độ 0,1 - 0,3% để rửa nhằm dễ dàng cho việc ép khô nước sau này
Trang 19Chất lượng nước rửa rất quan trọng như khi pH cao sẽ làm tăng khả năng giữ nước
Nước cứng với sự hiện diện của ion Ca2+, Mg2+, Fe3+ sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc và
màu sắc của sản phẩm
v Lọc
Tiến trình này có thể thực hiện trước hoặc sau khi khử nước Việc chọn lựa phương
pháp lọc dựa vào số lượng nước chứa trong cá sau khi khử nước Khi lượng nước
trong cá thấp quá trình lọc diễn ra chậm và khó khăn Mục đích của quá trình lọc là
loại bỏ xương, da và những phần mô cơ màu đen gây ảnh hưởng đến chất lượng sản
phẩm
vi Khử nước (ép tách nước)
Việc khử nước làm giảm hàm lượng nước của thịt cá còn khoảng 80 ÷ 85% so với
trọng lượng ướt Phương pháp cổ truyền là dùng máy ép trục vít Ngoài ra, người ta
còn sử dụng máy ly tâm quay với tốc độ cao để tách nước Trong quá trình ép tách
nước một phần những chất có khả năng hòa tan trong nước (protein, khoáng…) sẽ bị
thất thoát
Việc khử nước và lọc là giai đoạn kết thúc của tiến trình sản xuất surimi truyền thống
vii Phối trộn phụ gia
Thêm các chất phụ gia như đường, sorbitol, polyphosphate để nâng cao chất lượng
cảm quan cho sản phẩm, tạo sự đồng nhất giữa thịt cá và gia vị để chuẩn bị cho giai
đoạn định hình
Trong quá trình phối trộn có sự gia tăng nhiệt độ Vì vậy cần phải bổ sung nước đá
xay nhuyễn hoặc nước lạnh vào nhằm làm giảm nhiệt độ sản phẩm Nhiệt độ thấp làm
cho cấu trúc thịt cá co lại và sản phẩm dai hơn
viii Cấp đông
Nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quản từ 6 - 12 tháng Nhiệt độ cấp đông khoảng
-40C, sau cho tâm sản phẩm đạt nhiệt độ -15C trong khoảng thời gian 4 - 5 giờ Quá
trình bảo quản và vận chuyển surimi phải được duy trì ở trạng thái lạnh, nhiệt độ
khoảng -25C (Phan Thị Thanh Quế, 2005)
2.2 Giới thiệu về cá tra
2.2.1 Tổng quan cá tra
Cá tra (Pangasius hypophthalmus) chủ yếu được nuôi tại các tỉnh đồng bằng sông Cửu
Long do có sự thuận lợi về dòng chảy của nguồn nước sông Cửu Long với hai nhánh
chính là sông Tiền và sông Hậu Đồng thời cũng có nhiều yếu tố thuận lợi về nguồn thức
ăn, nguồn giống tự nhiên cung cấp cho nghề nuôi cá đã được tích lũy qua nhiều năm
Trang 20Hình 5 :Cá tra (Pangasius hypophthalmus)
Nguồn:http://www.vietlinh.com.vn/kithuat/ca/basantra/basa.htm
Cá tra là một trong 21 loài cá thuộc bộ Siluriformes, họ Pangasiidae Cá tra thích nghi
với nhiều điều kiện sống và các chế độ ăn khác nhau, sinh trưởng nhanh Người ta
nuôi cá tra từ cá con (cá bột) trong điều kiện sinh sản tự nhiên được vớt lên từ sông
Tiền và sông Hậu hoặc nhân giống nhân tạo Thịt cá có chất lượng tốt được thị trường
trong và ngoài nước chấp nhận
2.2.2 Thành phần hóa học cá tra
Tuỳ thuộc vào độ tuổi, môi trường mùa vụ mà thành phần hoá học của cá tra cũng khác
nhau Sự khác nhau về thành phần hoá học của cá tra làm ảnh hưởng đến cách chế
biến, giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm
Bảng 2: Thành phần hóa học của thịt cá tra
(Nguồn: Nguyễn Văn Mười và Trần Thanh Trúc, 2006)
Giá trị dinh dưỡng của cá chủ yếu dựa vào thành phần hóa học và khả năng sinh
nhiệt của protid, lipid,… Đặc điểm nổi bật của cá nước ta hầu hết là cá gầy nên lipid thấp
nhưng hàm lượng protein cao Cá còn là thực phẩm dễ tiêu hóa và chứa ít
cholesterol góp phần giảm bớt lượng cholesterol trong máu, ngăn ngừa bệnh xơ vữa
động mạch Theo thống kê thì trong khẩu phần ăn hàng ngày có trên 20% lượng đạm
Trang 21- Chất khoáng: 1 - 2%
Theo một số tài liệu khoa học, đối với cá nước ngọt nói chung và cá tra nói riêng thì
hàm lượng protein cao Giá trị dinh dưỡng ở thịt cá không chỉ là hàm lượng protein
mà còn thể hiện ở hàm lượng và tỷ lệ cân đối của các acid amin không thay thế:
lysine, triptophan, phenylalanin, methionine, tyrosine, leucine, isoleucine và valine
2.2.3 Protein của thịt cá
Thịt cá được cấu tạo từ những sợi cơ liên kết với nhau thành từng bó và những bó này
được bao bọc xung quanh bằng một màng mõng, mềm, xốp gọi là đốt cơ Sợi có có
cấu trúc phức tạp, gồm nhiều sợi protein liên kết với nhau, những sợi protein đó gọi là
tơ cơ
Các sợi cơ được bao bọc bằng vỏ sợi cơ, là một màng mỏng trong suốt do dịch cơ tạo
thành Dịch cơ bao gồm albumin, myosin A và B, globulin X, myoglobulin, lipid và
các muối vô cơ Thành phần tơ cơ bao gồm actin và actomyosin nhưng chủ yếu là
myosin dạng gen không hòa tan chứa khoảng 80% nước Còn vỏ sợi cơ thì có chủ yếu
là collagen và elastin tạo cho thịt cá có tính đàn hồi dẽo và nhớt
Độ vững chắc của thịt cá không chỉ do màng cơ quyết định mà là do mối quan hệ
tương hỗ giữa các thành phần, số lượng sợi cơ, tơ cơ, tương cơ, màng trong và màng
ngoài sợi cơ, màng ngăn,… và cũng do hàm lượng protein, mỡ, nước cũng như sự kết
hợp giữa chúng
Protein là thành phần quan trọng trong thịt cá, chiếm 70 - 80% thành phần chất khô
Bao gồm các chất cơ hòa tan (tương cơ, muscle plasma), chất cơ bản và các chất hòa
tan từ thịt cá
ix Chất cơ hòa tan
Chất cơ hòa tan gồm có myosin, myogen, myoalbumin, nucleoprotein, myoglobin,
globulin X, soluble myogenfibrin,…
+ Myosin là protein hình cầu, chiếm 40 - 45 % protein cơ thịt Đông đặc ở nhiệt độ 45
- 50C biến thành soluble myogenfibrin không tan, điểm đẳng điện khoảng 5 - 6
+ Myogen đông đặc ở nhiệt độ 55 - 60C Lượng myogen chiếm gần 50% lượng
protein của chất cơ hòa tan
+ Soluble myogenfibrin là protein dễ tan
+ Myoprotein là loại protein không có tính đông đặc, điểm đẳng điện khoảng 4,7 và
tính chất của nó cũng chưa được biết rõ
+ Actin tồn tại ở 2 dạng hình cầu G-Actin và hình sợi F-Actin Hai dạng này chuyển
hóa lẫn nhau
Trang 22x Chất cơ bản
Là thành phần chủ yếu trong tổ chức liên kết của cơ thịt Chúng thuộc loại protein
khung, chủ yếu là colagen, elastin và một số chất khác Hàm lượng protein loại này
nhiều hay ít có ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị dinh dưỡng và độ mềm mại của cơ thịt
Protein của chất cơ bản chiếm khoảng 3 - 15 % tổng lượng protein của thịt cá
xi Chất hòa tan từ thịt cá
Là những chất mà khi ta ngâm cá vào nước ấm hay nước nóng chúng sẽ ngấm ra từ cơ
thịt cá và hòa tan vào nước Hàm lượng chất hòa tan nhìn chung hầu hết các loài cá từ
2 - 3% Trong đó 1/3 là các chất hữu cơ phần còn lại là các chất vô cơ Các chất này
không ảnh hưởng nhiều đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm nhưng ảnh hưởng tới
mùi vị sản phẩm, quyết định đến mùi vị đặt trưng của sản phẩm và tăng khả năng tiêu
hóa
Chất hòa tan dễ bị thối rữa do tác dụng của vi sinh vật, giảm khả năng bảo quản
nguyên liệu Tốc độ phân giải nguyên liệu nhanh hay chậm tùy thuộc vào các thành
phần này Các chất hòa tan được chia làm 3 loại lớn:
+ Chất hữu cơ có đạm: là các dẫn xuất của guanidin như acid creatinic, creatinin,…
Các hợp chất thiazol như histidin, carnosin, anserin,… Các loại kiềm trimethylamin
như trimethylaminoxyt, betain,… Các acid amin tự do như alanin, prolin, tyrosin…
+ Chất hữu cơ không có đạm: bao gồm các chất béo trung tính, phospholipid,
cholesterol, glycogen, acid lactic, glucoza, …
+ Chất vô cơ: chủ yếu gồm các acid phosphoric, kali, natri, canxi, magie,… phần lớn
ở dạng clorua hóa
2.2.4 Chất béo của thịt cá
Thành phần chủ yếu của dầu cá là glycin và chất không xà phòng hóa Dầu lấy từ cá
còn tươi có màu vàng nhạt hoặc không màu Dầu cá có nhiều chất béo không bão hòa
chiếm 84% Dầu cá dễ bị oxy hóa sinh ra các chất như aldehyde, keton,… gây ra mùi
khó chịu
Loại acid béo gồm mạch thẳng có 1 gốc cacboxyl chuỗi dài từ 12 - 26 C và có một số
đến 28 C, trong đó chủ yếu là acid béo không no Loại 14 - 16 C rất ít, 18 - 20 C
không bão hòa rất nhiều Đặc biệt loại 18 C không bão hòa, 22 - 26 C không bão hòa
cao độ cũng nhiều
Trong mỡ cá có chứa các sterol, các vitamin đặc biệt là nhóm A, D vì vậy dầu cá rất
có giá trị trong dược phẩm và là nguồn thực phẩm có giá trị năng lượng và giá trị sinh
học cao Trong quá trình bảo quản chế biến, dầu cá cũng bị biến màu từ màu đỏ sang
Trang 23màu thẫm Chất béo bị ôi tạo thành lớp mỏng giống như khối thịt nhờn, nhớt có màu
sắt gỉ Nhiệt độ thường chúng tồn tại ở dạng lỏng, ở nhiệt độ thấp thì đông đặc lại
2.2.5 Chất khoáng
Thịt cá chứa hầu hết các chất khoáng đa lượng và vi lượng như: K, Na, Ca, Mg, Cu,
Fe, I, S,… Hàm lượng khoáng trong các loại cá khác nhau thì khác nhau Nói chung
thịt cá màu đỏ sẫm giàu nguyên tố vi lượng và kim loại hơn thịt cá trắng Ví dụ: Fe
trong thịt cá biển nhiều hơn cá nước ngọt
Iod ở cá ít hơn động vật không xương sống, nhưng hàm lượng iod ở cá lớn hơn từ
10 - 15 lần động vật máu nóng (từ 5 - 10mg/kg cá) Thịt cá nhiều mỡ thì hàm lượng
iod có xu thế cao hơn Tỉ lệ thành phần các nguyên tố chính trong 100g cá như sau: S
100 - 300mg, Mg 20 - 40mg, Ca 20 - 25mg, P 100 - 400mg, K 60 - 250mg, Fe 0,4 –
5mg, Na 30 - 150mg, I 0,5 - 1mg, Cl 100mg và có vết của đồng (Cu)
2.2.6 Vitamin
Thịt cá chứa hầu hết các vitamin như trong thịt động vật máu nóng Đáng chú ý nhất
là dầu cá chứa nhiều các vitamin A và D Vitamin A được tích lũy chủ yếu từ nội
tạng, gan, não, tim, trứng với hàm lượng từ 150 - 4500UI/100g thịt cá (1 UI xấp xỉ
0,344g aceroftol), ở cá thu thì nhiều trong dầu cá (hàm lượng từ 200 - 4700UI/100g
thịt cá), ở cá ngừ nhiều hơn cá chày, ở cá chày nhiều hơn cá thu
2.2.7 Nguồn phụ phẩm từ quá trình chế biến cá tra
Tỷ lệ thành phần phần trăm theo khối lượng của cá tra được xác định theo bảng sau:
Bảng 3: Tỷ lệ phần trăm khối lượng của cá tra
(Nguồn: Sở Khoa học và công nghệ tỉnh An Giang, cập nhật ngày 21.11.2006)
Tỷ lệ fillet cá chỉ chiếm tối đa là 40% khối lượng cá, phần còn lại sẽ là phế liệu Đồng
bằng sông Cửu Long có trên 80 nhà máy chế biến thủy sản, mỗi năm sử dụng trên 1
triệu tấn cá nguyên liệu cho ra khoảng 700000 tấn phụ phẩm Chính vì vậy, lượng
phế liệu sau khi fillet cá là rất lớn Vấn đề đặt ra là phải tìm các biện pháp để tận dụng
phế liệu này sản xuất các sản phẩm hữu ích Điều đó không chỉ tăng hiệu quả sản xuất
mà còn giảm nhẹ việc xử lý chất thải, tránh lãng phí nguyên liệu
Hiện nay trên thị trường đã có các nghiên cứu để tận dụng phế liệu như sau:
Trang 24 Từ xương cá sản xuất bột cá
Gan cá sản xuất dầu cá y học
Da cá, xương cá sản xuất gelatin
Mỡ bụng, mỡ lá sản xuất dầu cá, magarine
Sản xuất enzyme từ nội tạng
(Lê Văn Việt Mẫn et al, 2010)
2.2.8 Khả năng sử dụng của vụn cá tra
Cá vụn là phế liệu của quá trình xử lý sơ bộ thịt cá, sửa fillet , chiếm đến 10% khối
lượng cá nguyên liệu Tuy nhiên, hiện nay các nhà máy chưa sử dụng tối đa nguồn
nguyên liệu này mà họ chỉ đem bán cho các thương lái với giá thấp Nếu tận dụng
lượng cá vụn này không những làm tăng hiệu quả kinh tế, mà còn góp phần khép kín quy
trình sản xuất, giảm phế liệu gây ô nhiễm môi trường
Ngoài ra, do thuế hiện nay quá cao nên fillet cá da trơn hiện không còn bán được ở Mỹ
nhiều như trước, nên việc sử dụng phụ phẩm từ cá tra để chế biến các mặt hàng giá trị
gia tăng là mục tiêu của nhiều nhà đầu tư hiện nay Theo các doanh nghiệp, các sản
phẩm giá trị gia tăng này không nằm trong diện bị áp thuế chống bán phá giá, hơn nữa
mang lại lợi nhuận cao hơn so với xuất khẩu sản phẩm cá fillet đông lạnh, trong khi
chi phí chế biến chỉ tăng thêm 15% tính trên giá thành nguyên liệu Đây sẽ là một
“kiểu bơi” mới của cá da trơn ra thị trường thế giới
Khi phân tích thành phần hóa học cơ bản, các nhà khoa học nhận thấy, so với cá
fillet, vụn cá tra có hàm lượng protein thấp và hàm lượng béo cao hơn hẳn Do đó, họ
đã chọn hướng sử dụng hiệu quả nhất loại nguyên liệu này là phân tách lipid dùng
cho công nghiệp dầu béo, phần protein còn lại được dùng để sản xuất surimi, paste
cá,… Qua đó sẽ giúp nâng cao giá trị sử dụng của vụn cá
Tuy nhiên, do đặc tính cơ thịt lỏng lẻo của cá tra, cùng với tỷ lệ thịt đỏ nhiều và
phần vụn cá lại có mỡ cao, điều này ảnh hưởng rất lớn đến khả năng liên kết, giữ nước
và hình thành khối paste có cấu trúc ổn định Chính vì thế, nghiên cứu duy trì cấu trúc
của khối paste cần phải được quan tâm, ngay từ việc xác định các yếu tố ảnh hưởng
đến cấu trúc của cơ thịt cá, từ đó đề ra biện pháp cải thiện
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của surimi
2.3.1 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
biểu hiện bên ngoài và kết cấu Vị đặc trưng của các loài cá thường thể hiện rõ ở vài
ngày đầu của quá trình bảo quản bằng nước đá
Trang 25Biến đổi nghiêm trọng nhất là sự bắt đầu mạnh mẽ của quá trình tê cứng Ngay sau khi
chết, 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 trạng thái tê cứng Trạng thái này thường kéo dài trong một ngày
hoặc kéo dài hơn, sau đó hiện tượng tê cứng kết thúc
Khi kết thúc hiện tượng tê cứng, cơ duỗi ra và trở nên mềm mại nhưng không còn đàn
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, phương pháp xử lý cá, kích cỡ và điều kiện vật lý của cá
Mối quan hệ giữa chỉ số tê cứng và thời gian tê cứng của cá tra thể hiện ở đồ thị sau:
Hình 2 Mối quan hệ giữa chỉ số tê cứng và thời gian của cá tra
(Nguồn: Trân Doãn Sơn và cộng sự, 2008)
Cá mất từ 8 đến 11 giờ kể từ khi chết để chuyển từ giai đoạn trước tê cứng sang giai
đoạn tê cứng toàn phần Sau khoảng thời gian này, cá chuyển sang giai đoạn mềm
hóa
2.3.2 Những biến đổi chất lượng
Có thể phát hiện và chia các kiểu ươn hỏng đặc trưng của cá bảo quản bằng nước đá
theo 4 giai đoạn (pha) như sau:
- Giai đoạn (pha) 1: Cá rất tươi và có vị ngon, ngọt, mùi như rong biển Vị tanh rất
nhẹ của kim loại
- Giai đoạn (pha) 2: Mất mùi và vị đặc trưng pH của thịt cá trở nên trung tính nhưng
không có mùi lạ Cấu trúc cơ thịt vẫn còn tốt
- Giai đoạn (pha) 3: Có dấu hiệu ươn hỏng
- Giai đoạn (pha) 4: Đặc trưng của cá có thể là sự ươn hỏng và phân hủy (thối rữa)
Trang 262.3.3 Giới thiệu chung về protein cơ
Mô cơ là thành phần có giá trị dinh dưỡng cao nhất Hàm lượng của các nhóm trong
mô cơ bao gồm: nước, protein, carbohydrate, khoáng, vitamin và acid nucleic (Lawrie,
1991) Protein cơ đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc tính sinh
học của cơ khi động vật còn sống (Bandman, 1987) Protein cơ là thành phần có cấu
trúc và chức năng quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cuối sau
quá trình chế biến (Smyth et al.,1999)
Dựa vào khả năng hòa tan, protein cơ được chia thành ba nhóm: protein chất cơ tan
trong nước hoặc dung dịch muối loãng, protein tơ cơ tan trong dung dịch muối nồng
độ cao và stromal protein hay còn gọi là protein liên kết Thành phần protein này
không tan trong nước, dung dịch muối cả loãng và đặc (Lawrie, 1991)
i Protein chất cơ
Protein chất cơ chiếm 30 - 35% tổng protein cơ và chiếm khoảng 5% khối lượng mô
cơ (Asghar et al.,1985) Có khoảng 200 loại protein được biết đến trong protein chất
cơ, mà phần lớn là các enzyme glycoglytic, giữ vai trò điều khiển các phản ứng
enzyme trong mô cơ (Kijowski, 2001)
Nhóm protein chất cơ gồm có: myogen, globulin X, myoalbumin, trong đó myoglobin
là protein quan trọng nhất, mang lại sắc tố đỏ đặc trưng của thịt (Kijowski, 2001)
Theo kết quả nghiên cứu của Lawrie (1991), màu sắc của thịt không chỉ phụ thuộc vào
sự hiện diện của myoglobin mà còn phụ thuộc vào loại cũng như trạng thái hóa học
của phân tử myoglobin
Miyaguchi et al (2000) nghiên cứu về protein chất cơ của thịt heo đã chỉ ra rằng
protein chất cơ có khả năng giữ nước kém, hệ gel hình thành yếu và không bền
ii Protein tơ cơ
Chiếm 55 - 60% tổng protein mô cơ (Asghar et al.,1985) Protein tơ cơ có ảnh hưởng
quan trọng đến đặc tính cấu trúc của sản phẩm thịt sau khi chế biến (Asghar et
al.,1985; Yasui et al., 1980) Tiến hành rửa thịt nhiều lần để thu được protein tơ cơ
nồng độ phù hợp là yếu tố quan trọng điều khiển quá trình hình thành gel trong sản
phẩm thịt (Li-Chan et al., 1987)
Protein tơ cơ bao gồm myosin, actin, actomyosin, tropomyosine, troponin,…trong đó
myosin chiếm khoảng 55% (Nguyễn Văn Mười, 2006)
iii Myosin
Phân tử myosin gồm hai chuỗi protein dài hình thành chuỗi xoắn kép gọi là đuôi phân
tử; vài mạch polypeptid ngắn tạo nên đầu phân tử (Bechtel, 1986) Đặc tính quan
trọng nhất của myosin là khả năng xúc tác sự phân ly ATP thành ADP và H PO Quá
Trang 27trình này thải ra năng lượng cần thiết cho hoạt động của bắp thịt Phân tử myosin sau
khi liên kết theo kiểu đuôi với đuôi tạo thành những sợi lớn tơ cơ
Điểm đẳng điện của myosin là 5,6 Điều này có nghĩa là trong quá trình chế biến thịt,
điều khiển pH gần bằng 6, phân tử myosin tích điện âm và có khả năng liên kết tốt với
nước (Harrington, 1979) Ngoài ra, để tăng khả năng liên kết với nước của myosin có
thể sử dụng muối do muối làm gia tăng sự tích điện âm của phân tử myosin và làm
phá vỡ lực liên kết ion, kết quả là phân tử hấp thu nước, trương nở mạnh
(Acton et al.,1983)
iv Actin
Actin chiếm 22% protein tơ cơ (Yates và Greaser, 1983) G-actin là protein hình cầu
có khoảng 376 acid amin, khối lượng phân tử khoảng 42 kDa (Kijowski, 2001) Dưới
tác dụng lý hoá, G-actin có thể trùng hợp thành actin dạng sợi (F-actin) và có cấu trúc
xoắn kép (Huxley, 1963; Steiner et al.,1952) Khi có mặt của Ca, F-actin liên kết với
đầu phân tử myosin và có sự phân ly ATP hình thành sợi actomyosin dẫn đến hiện
tượng co cơ (Bechtel, 1986)
v Stromal protein
Stromal protein, còn gọi là cơ liên kết hay màng cơ bao gồm một phức hợp vô định
hình Các protein này có trong thành phần của chất cơ và màng liên kết bao bọc sợi
cơ Màng cơ có thể ở dạng chặt chẽ, dày đặc hay lỏng lẻo, tuỳ thuộc vào thành phần
và sự liên kết của các tế bào và các sợi hiện diện (Nguyễn Văn Mười, 2006)
Collagen và elastine là hai thành phần cơ bản của màng cơ Ngoài ra, trong màng cơ
còn có mucin và mucoid
2.3.4 Sự thành lập cấu trúc gel của protein cơ
Gel protein đóng vai trò quan trọng quyết định cấu trúc và giá trị cảm quan của sản
phẩm Sự hình thành gel phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nồng độ protein, pH, nhiệt độ,
lực liên kết ion (Totosaus et al., 2002) Có nhiều cách thành lập gel protein, trong đó
gia nhiệt là phương pháp phổ biến nhất
Khi gia nhiệt, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạch
peptide bị giãn ra, các nhóm trước đây ẩn bên trong nay xuất hiện ra ngoài Các mạch
polypeptide đã bị duỗi ra trở nên gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau
(Lê Ngọc Tú, 2002) Các phân tử tương tác với nhau có thể là tương tác giữa protein
với nước, protein với béo và protein với protein (Acton và Dick, 1989) Những tương
tác này bao gồm liên kết hydro (Eldridge và Ferry, 1954), liên kết disulfide (Huggins
et al., 1951) hoặc liên kết peptide (Bello, 1965) Ngoài ra, có thể bao gồm cả liên kết
tĩnh điện và liên kết kỵ nước (Wolf và Tamura, 1969)
Trang 28Ferry (1948) đã đưa ra lý thuyết cho quá trình hình thành gel protein Trước tiên các
phân tử protein duỗi ra, tách ra dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc tác nhân khác Tiếp
theo, các phân tử sắp xếp, kết hợp lại hình thành hệ gel Tốc độ của bước thứ hai luôn
chậm hơn bước thứ nhất do các phân tử protein sau khi duỗi ra cần phải có thời gian
đủ để tập hợp, sắp xếp lại và hình thành gel (Kinsella et al., 1994)
Trong ba loại protein cơ, protein tơ cơ đóng vai trò quan trọng nhất cho việc hình
thành và phát triển hệ gel trong sản phẩm gia nhiệt (Smith, 1988), có ảnh hưởng đến
cấu trúc, tính đàn hồi, độ rỉ dịch và sự ổn định của hệ nhũ tương chất béo trong quá
trình chế biến sản phẩm (Xiong, 1997)
2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất tạo gel của protein cơ
Hệ gel protein là kết quả của quá trình tương tác giữa protein với môi trường xung
quanh Sự tương tác chính bao gồm tương tác giữa protein - nước, protein - lipid và
protein - protein (Action và Dick, 1989) Các tương tác này chịu ảnh hưởng bởi nhiều
yếu tố làm thay đổi tính chất và đặc tính hệ gel (Totosaus et al., 2002)
vi Loại và nồng độ protein
Chất lượng protein tơ cơ đặc biệt là thành phần actin và myosin đóng vai trò quan
trọng trong cấu trúc gel protein (Barbut, 2001; Smith, 2001) Myosin và actin chứa
lượng cao các acid, bazơ và các amino acid phân cực (Whiting, 1988) Đặc tính này
giúp phân tử protein có khả năng liên kết với nước và giữ nước, tăng độ bền mong
muốn cho hệ gel Mặt khác, sự khác nhau của protein từ các mô cơ khác nhau cũng
cho độ bền gel khác nhau Myosin lấy từ thịt ức gà cho hệ gel bền hơn so với thịt từ
đùi gà (Morita et al., 1987)
Nồng độ protein là nhân tố chính quyết định tính dễ vỡ và khả năng giữ nước của gel
protein (Hongsprabhas và Barbut, 1997) Ở nồng độ protein quá nhỏ, cấu trúc mạng
không gian ba chiều không thể thành lập (Ferry, 1948)
vii Nhiệt độ
Nhiệt độ là một trong những yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến hệ gel bởi vì nhiệt độ là
tác nhân chính làm phân tử protein duỗi thẳng ra (Totosau et al., 2002) Sự tăng các
nhóm kỵ nước ở bề mặt sẽ dẫn theo sự giảm nhiệt độ ở giai đoạn hai của quá trình tạo
gel Ở nhiệt độ thấp (tốc độ gia nhiệt chậm) các phân tử sắp xếp lại tốt hơn Ngược lại,
nhiệt độ cao (tốc độ gia nhiệt nhanh) làm yếu đi liên kết nội phân tử và liên kết chéo
giữa các phân tử của hệ gel myosin (Wang và Smith, 1994)
Canmou et al (1989) đã đánh giá ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt và nồng độ protein
lên hệ gel của các phân tử được trích ly bằng dung dịch muối Kết quả thu được là ở
tất cả các mẫu protein cùng nồng độ, tốc độ gia nhiệt chậm nhất cho hệ gel có độ bền
tốt nhất Độ bền gel giảm khi tốc độ gia nhiệt tăng Các tác giả còn kết luận rằng tốc
Trang 29độ gia nhiệt chậm cho sự duỗi thẳng và sắp xếp lại của các phân tử protein trật tự hơn
và bền hơn
viii Giá trị pH
Giá trị pH của cơ thịt cũng ảnh hưởng đến sự hình thành hệ gel Tại điểm đẳng điện pI
khả năng giữ nước của protein là kém nhất Điều này là nguyên nhân của hệ gel yếu
hoặc thậm chí ngăn cản sự hình thành hệ gel (Smith, 2001) Ở điều kiện chế biến
thông thường, giá trị pH của protein thịt khoảng bằng 6 Protein tơ cơ mang cực âm và
liên kết với nước
Hình 6: Ảnh hưởng của pH lên khả năng giữ nước của thịt cá
(Nguồn: Okada &ada (1953), trích dẫn từ Sonu, 1986)
Một yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành gel của thịt cá là giá trị pH của khối paste
Điều này được giải thích là có thể pH đã ảnh hưởng tới khả năng tinh trích myosin, khả
năng này gia tăng với pH kiềm nhẹ (Sonu, 1986)
Khi đưa pH đến axit hoặc kiềm thường làm cho protein có khả năng cố định được các
anion và cation một cách dễ dàng do đó ảnh hưởng đến tính chất hòa tan của protein
Khi điều chỉnh pH của protein đến giá trị thích hợp nếu có mặt các ion đa hóa trị hoặc
một số chất đa điện ly thì sẽ làm tăng khả năng tạo cầu nối ion giữa các phân tử protein
(Lê Ngọc Tú, 2003)
Theo nhiều nghiên cứu cho thấy khi pH khoảng 6 - 7 sẽ cho một thể gel tốt nhất Ở pH
này khả năng tinh trích myosin của thịt cá gia tăng, đồng thời sự tăng trưởng của vi sinh
vật tương đối yếu và các phản ứng sinh hóa, hoạt tính enzyme bị hạn chế nên có chất
lượng sản phẩm tốt
Giá trị pH của thịt cá cũng có ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của cơ thịt cá Thông
thường hàm lượng nước tách ra trong paste cá sau khi được tách nước trong máy ly tâm
gần bằng với phần trăm thể tích nước trong cơ thịt ban đầu (gồm 1 phần thịt, 3 phần
nước) Dựa vào hình 6 thấy được tỷ lệ thể tích nước thấp nhất khi giá trị pH = 5,3 là điểm
đẳng điện của protein myofibrillar Tại giá trị pH này, khả năng giữ nước của cơ thịt thấp
Trang 30nhất Khả năng hình thành gel giảm khi xử lý ở pH nhỏ hơn 6 Vì thế tốt nhất trong quá
trình nghiền cá nên điều chỉnh pH về khoảng 6,2 - 7,3 tùy từng loại cá (Sonu, 1986)
Chính vì thế, giá trị pH tối ưu cho việc thành lập hệ gel sẽ phụ thuộc rất lớn vào đặc
tính nguyên liệu: loài, vị trí cơ thịt Theo nghiên cứu của Xiong và Brekke (1991),
protein thịt gà được trích ly trong dung dịch NaCl (hoặc KCl) 0,6M, giá trị pH tối ưu
cho việc thành lập hệ gel là 6,0 đối vói thịt ở ức gà và 5,5 đối với thịt ở đùi gà
ix Chất tạo gel bổ sung
Các hợp chất tạo gel (có đặc tính protein hay phi protein) được thêm vào sản phẩm từ
thịt hay thủy sản với mục đích cải thiện cấu trúc bằng cách làm gia tăng khả năng liên
kết với nước (Pietrasik et al., 2007)
Một số chất thay thế protein khác như protein đậu nành có thể được sử dụng như một
chất liên kết với nước và là tác nhân tạo gel, làm tăng độ bền nhiệt của hệ gel
(Renkema và van Vliet, 2002) Tuy nhiên, hầu hết các thành phần phi protein chịu sự
thay đổi cấu trúc rất nhỏ trong điều kiện chế biến nhiệt thông thường (65 - 73C,
pH = 5,5 - 6,0) Ví dụ như -lactoglobulin, thành phần có nhiều nhất trong whey
protein, biến tính ở 80C (Ramírez - Suárez và Xiong, 2002) và glycinin từ protein
đậu nành biến tính ở 90 - 94C (Ramírez - Suárez và Xiong, 2003)
Do đó, thường không có sự tương tác giữa thành phần phi protein và protein cơ trong
quá trình chế biến nhiệt Điều này dẫn đến kết quả là những thành phần phi protein
không tham gia vào cấu trúc protein hoặc thậm chí có thể ảnh hưởng bất lợi lên cấu
trúc gel protein (Foegeding và Lanier, 1989)
Nhìn chung, protein quan trọng nhất thường được sử dụng như chất tạo gel trong chế
biến các sản phẩm nhũ tương, dè cá tra là protein đậu nành Protein đậu nành có giá trị
dinh dưỡng cao, có khả năng thành lập lớp màng, đóng vai trò như chất nhũ hoá
Protein đậu nành được đưa vào thực phẩm giúp làm tăng giá trị cảm quan, đồng thời
liên kết chặt chẽ với các thành phần khác trong thực phẩm (Qi và Hydamaka, 2004)
Tuy nhiên, do giá thành của protein đậu nành (soy isolate) khá cao, chính vì thế việc
nghiên cứu thay thế protein đậu nành bằng các chất tạo gel có nguồn gốc tương tự
cũng cần được xem xét (phần 2.3)
x Các yếu tố trong quá trình chế biến
Nhiệt độ và thời gian cắt, phối trộn khối paste thịt là các yếu tố cần được điều chỉnh
trong suốt quá trình chế biến Nếu cắt quá lâu làm tăng nhiệt độ dẫn đến protein bị
biến tính Giữ nhiệt độ thấp trong suốt quá trình cắt cũng như phối trộn sẽ tạo cấu trúc
tốt cho khối paste, tránh được hiện tượng tách béo của hệ nhũ tương (Keeton, 2001)
Trang 31Trong nghiên cứu về chế biến sản phẩm dạng nhũ tương nói chung, việc điều khiển
đặc tính khối paste thường kết hợp với việc kiểm soát nhiệt độ của nguyên liệu trước
chế biến bằng cách sử dụng thịt làm lạnh (từ 0 - 4C, Pearson và Srisuvan, 2002), thịt
lạnh đông chậm ở -10C và cấp đông đến nhiệt độ tâm -20C, thậm chí -40C
(Eisner et al., 2008)
Việc làm lạnh đông nguyên liệu trước khi chế biến không những giữ vai trò tích cực
trong việc duy trì đặc tính tạo gel của sản phẩm mà còn có tác động trong việc hạn chế
sự phát triển của vi sinh vật, đảm bảo tính an toàn thực phẩm
2.3.6 Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu
Protein: sự tạo thành nhũ tương có liên quan đến tính tan của protein Nồng độ protein
và sự tạo thành nhũ tương có mối quan hệ với nhau Chúng sẽ tăng cùng với sự gia
tăng nồng độ protein ở mức giới hạn Việc xác định mức tạo thành nhũ tương phụ thuộc
vào hàm lượng mỡ, ngoài ra còn phụ thuộc vào các thành phần khác như loại thiết bị,
nhiệt độ, khả năng tạo gel, độ phân cực của ion, lượng muối bổ sung…
Để nhũ tương thịt được hình thành, tác nhân hoạt động bề mặt là protein sẽ hòa tan
trong môi trường phân tán (nước và sự hòa tan của muối) Có 2 dạng protein chính
ảnh hưởng đến tiến trình tạo thành nhũ tương là sarcoplasmic và myofibrillar
Hoạt động nhũ tương dựa vào nhóm chức năng hoạt động bề mặt, protein được
dùng như chất hoạt động bề mặt Bề mặt phân tử protein là các nhóm phân cực, khi hòa
tan vào nước, các nhóm này sẽ hấp thụ phân tử nước tạo lớp vỏ hydrat bao quanh
protein, nhũ tương thịt được hình thành
Bên cạnh khả năng hydrat hóa tạo nhũ tương thịt, khả năng tạo gel của protein cũng
là một tính chất quan trọng, đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo cấu trúc cho sản phẩm
Khi protein bị biến tính, cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phần tử bị đứt,
mạch peptid được nới lỏng, các nhóm ẩn bên trong sẽ xuất hiện ra bên ngoài Các
mạch polypeptid bị duỗi ra trong các điều kiện nhất định, trở nên gần nhau, tiếp xúc
và liên kết với nhau, với mỗi vị trí tiếp xúc là một nút, phần còn lại hình thành mạng
lưới không gian 3 chiều vô định hình, rắn, trong đó chứa đầy pha phân tán (nước)
Khả năng tạo gel của protein có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
(Nguồn: Nguyễn Văn Mười, 2006)
Trong đó: PN: protein tự nhiên
PD: protein biến tính
Trang 322.3.7 Ảnh hưởng của các thành phần phụ gia trong sản xuất surimi
xi Muối ăn (NaCl)
Muối sử dụng có tác dụng tạo vị cho sản phẩm, làm tăng chất lượng và cấu trúc sản
phẩm, tăng khả năng kết dính của các sợi actin và myosin trong thịt qua quá trình tạo
áp suất thẩm thấu, làm tăng độ hòa tan của protein tạo điều kiện thuận lợi cho việc
hình thành nhũ tương với chất béo, tăng pH của hệ nhũ tương, tăng khả năng giữ nước
từ đó làm giảm tổn thất nước cho sản phẩm trong quá trình nấu Khi hòa tan trong môi
trường nước, muối thu nhiệt nên góp phần giữ nhiệt độ nhũ tương thấp hơn Theo
Shimizu và cộng sự viên (1954), lượng myosin sẽ thay đổi cùng với sự thay đổi nồng
độ NaCl Yếu tố chính trong sự tăng cường độ dẻo dai của sản phẩm là hiệu năng
của myosin hòa tan Người ta còn sử dụng các muối kiềm, polyphosphate nhằm
vào việc tinh trích myosin
Bảng 4: Tiêu chuẩn của muối trong chế biến
không có vị lạ
Hàm lượng chất không tan trong nước tính
theo % lượng chất khô
< 2,5%
(Nguồn Nguyễn Văn Mười,2006)
Muối cũng có tác dụng ức chế vi sinh vật do tạo môi trường ưu trương làm nước từ
trong tế bào vi sinh vật thẩm thấu ra ngoài, giảm độ ẩm làm teo tế bào vi sinh vật Một
vài vi khuẩn bị vô hoạt ở nồng độ thấp (0,2%) Vài loài khác như nấm men, nấm mốc,
có thể hoạt động ở nồng độ muối rất rộng tùy thuộc và mức độ phân tán (Nguyễn Văn
Mười, 2006)
xii Polyphosphate
Alkalin polyphosphate bao gồm sodium triphosphate, sodium hexametaphosphate,
tetrasodium pyrophosphate được sử dụng riêng lẻ hay kết hợp nhưng không được vượt
quá 0,5% ở sản phẩm cuối cùng
Các polyphosphate được thêm vào khi phối trộn có vai trò :
Tăng khả năng giữ nước, điều chỉnh ẩm và giữ ẩm sau khi chế biến hoặc rã đông
Trang 33Cải thiện độ liên kết và cảm quan, ngăn ngừa tác hại do cấp đông gây ra
Polyphosphate hòa tan tách các sợi actomiozin thành actin và miozin giúp nhũ tương
hình thành tốt hơn Sự gia tăng khả năng giữ nước tạo ra do sự phân cực của các ion
và sự gia tăng pH, kết quả làm gia tăng hiệu suất sản phẩm
Việc sử dụng polyphosphate làm gia tăng 5% khối lượng (nước trong sản phẩm) so
với không sử dụng polyphosphate sau khi rã đông Duy trì được độ liên kết, sản phẩm
nhuyễn hơn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chế biến các sản phẩm có nguồn gốc
từ surimi Tuy nhiên, nếu sử dụng nhiều polyphosphate, sản phẩm sẽ có mùi xà phòng
và làm giảm giá trị cảm quan
xiii Đường và sorbitol
Đường ngoài tác dụng điều vị cho sản phẩm thì chức năng quan trọng của nó khi thêm
vào khối paste trong sản xuất surimi được xem là một tác nhân chống biến tính khi
đông lạnh Đường làm tăng độ bền vững khi bảo quản do đường liên kết với phân tử
nước, mặt khác nó còn làm cho cấu trúc mềm dịu do có lượng nước cao
Tuy nhiên, đường là môi trường tốt cho nấm men và vi khuẩn phát triển Do đó, cần
phải xay thịt ở nhiệt độ thấp để tránh các tác hại do vi khuẩn và nấm men gây ra
Đường có thể sử dụng riêng lẻ hay kết hợp với Sorbitol nhằm giúp cải thiện cấu trúc
gel trước khi đem đi lạnh đông nhờ khả năng giữ nước tốt Các nhóm hydroxyl của
glucid có khả năng tạo liên kết hydro, liên kết này bền ở nhiệt độ lạnh, tránh biến tính
protein khi bảo quản lạnh đông
2.4 Vai trò của việc lạnh đông đến khả năng bảo quản và sự thay đổi cấu
trúc khối paste
2.4.1 Khái quát về lạnh đông
Lạnh đông là quá trình cơ bản trong chế biến thực phẩm Thông qua quá trình này,
nhiệt độ của thực phẩm được giảm đến dưới điểm đóng băng, nhờ đó một phần nước ở
dạng lỏng sẽ chuyển thành tinh thể đá Khi đó nước trong thực phẩm sẽ được giữ cố
định ở dạng rắn, làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong phần nước không đóng
băng, giúp giá trị hoạt độ nước aw của thực phẩm giảm thấp hơn ban đầu, ngăn cản sự
phát triển của vi sinh vật và các hư hỏng do biến đổi hóa học và sinh hóa Bảo quản
thực phẩm bằng phương pháp lạnh đông thường kết hợp với quá trình tiền xử lý nhiệt
sản phẩm Việc lạnh đông và giữ đông thực phẩm đúng phương pháp giúp sản phẩm
có thể tồn trữ trong thời gian dài so với sự thay đổi giá trị dinh dưỡng cũng như cảm
quan rất nhỏ (Nguyễn Văn Mười, 2007)
Trang 342.4.2 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến sự thay đổi đặc tính cấu trúc của
sản phẩm dạng gel từ thịt, thủy sản
Đặc tính cấu trúc là một trong những yêu cầu quan trọng nhất của sản phẩm dạng nhũ
tương Điều kiện lạnh đông, trữ đông và thời gian bảo quản có tác động đáng kể đến
sự rỉ dịch, khả năng giữ nước và độ đàn hồi của bán thành phẩm hay sản phẩm
sausage, surimi (Mandigo và Osbum, 1996) Tốc độ lạnh đông chậm là nguyên nhân
làm tăng sự oxy hóa chất béo, giảm mùi vị đặc trưng và sự mọng nước của thịt bò sau
thời gian bảo quản kéo dài (đến 9 tháng), của sausage được chế biến từ thịt bò có bổ
sung protein đậu nành, khi so sánh với lạnh đông ở tốc độ trung bình hay lạnh đông
nhanh Đồng thời, ở nhiệt độ trữ đông cao (-7C), sự thay đổi về cấu trúc cũng như
các thông số chất lượng khác cũng xảy ra nhanh hơn trường hợp bảo quản sausage bò
ở điều kiện nhiệt độ tồn trữ thấp hơn (-18, -23C) (Berry, 1990) Tuy nhiên, sự bổ
sung của các thành phần giữ ẩm, các chất tạo gel, sự hiện diện của phosphate và hàm
lượng chất béo thấp là điều kiện cần thiết giúp duy trì độ ổn định của cấu trúc cũng
như chất lượng sản phẩm trong thời gian bảo quản lạnh đông (Berry, 1990; Mandigo
và Osbum, 1996)
2.4.3 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến mật số vi sinh vật của sản phẩm
thủy sản lạnh đông
Phần lớn thực phẩm là đối tượng để vi sinh vật tấn công bên cạnh những biến đổi vật
lý, sinh hóa và hóa học Ở nhiệt độ phòng, sự tấn công của vi sinh vật thường rất
nhanh nên tất cả những thay đổi khác chỉ đóng vai trò thứ yếu Mục đích của việc bảo
quản là kéo dài thời gian tồn trữ thực phẩm và điều này được thực hiện bằng cách tiêu
diệt vi sinh vật, hoặc là ức chế hoạt động và sinh sản của chúng
Lạnh đông và bảo quản tiếp theo sẽ giết một số vi sinh vật hiện diện trong vật chất
chưa làm đông nhưng đây là quá trình chậm và biến đổi, trong đó một phần tùy thuộc
vào bản chất của thực phẩm (Nguyễn Văn Mười, 2007) Vì thế, thực chất không thể
dựa vào lạnh đông để làm giảm sự hiện diện của vi khuẩn lây nhiễm trong thực phẩm
Tình trạng vệ sinh của thực phẩm trước khi lạnh đông là cực kì quan trọng Bảo quản
ở nhiệt độ dưới -12C ức chế sự phát triển của vi sinh vật và vì thế là một phương
pháp hiệu quả của thực phẩm bảo quản chống lại sự hư hỏng do vi sinh vật
Tuy nhiên, vẫn có các khác biệt nhỏ ảnh hưởng đến thời gian bảo quản của sản phẩm
thủy sản đã được chế biến (do sự hiện diện của chất phụ gia, sự thay đổi đặc tính cấu
trúc so với nguyên liệu, quá trình phối trộn, xử lý, chế biến nhiệt,…) (Jamilah, 2004)
Herrera et al (2000) đã cho thấy mối liên hệ của việc bổ sung các tác nhân liên kết
với nước như các polymer sinh học tự nhiên, các hợp chất tạo gel đến sự ổn định của
surimi và các sản phẩm chế biến từ surimi trong quá trình trữ đông Ngoài ra, thời
gian chế biến sản phẩm, điều kiện nhiệt độ trong quá trình chế biến cũng cần được
Trang 35kiểm soát để đảm bảo sự ổn định chất lượng sản phẩm trong thời gian tồn trữ đông
lạnh (Jamilah, 2004)
2.5 Các biến đổi trong quá trình lạnh đông
Ảnh hưởng chính của quá trình lạnh đông đến sự thay đổi chất lượng thực phẩm là
sự thay đổi cấu trúc tế bào do sự phát triển của tinh thể đá Lạnh đông là nguyên
nhân tạo nên các sự thay đổi không mong muốn đến màu sắc, mùi vị và các thành
phần dinh dưỡng quan trọng Đặc tính nhũ hóa của thực phẩm có thể bị mất ổn định
bởi quá trình lạnh đông và đôi khi có sự kết tủa protein từ dung dịch chất tan lạnh đông;
điều này ngăn cản khả năng sử dụng rộng rãi sữa lạnh đông Trong các loại bánh
nướng, cần thiết phải sử dụng tinh bột có amylopectin với tỷ lệ cao nhằm ngăn cản sự lão
hóa tinh bột trong quá trình lạnh đông chậm và trữ đông
Có sự khác biệt quan trọng trong khả năng kháng chịu đối với sự phá hủy giữa mô
tế bào thực vật và động vật Thịt cá cấu trúc sợi mềm mại hơn do đó chỉ bị tách rời
trong quá trình lạnh đông mà không bị cắt đứt, do đó không có sự phá hủy cấu trúc
quá mức xảy ra (Davie et al., 1994) Mức độ phá hủy phụ thuộc vào kích thước tinh
thể đá và do đó ảnh hưởng rất lớn bởi tốc độ truyền nhiệt Tuy nhiên, sự khác nhau
về loại và chất lượng của nguyên liệu ban đầu cũng như mức độ điều khiển các xử
lý trước lạnh đông có ảnh hưởng đáng kể đến sự thay đổi chất lượng thực phẩm hơn
là sự thay đổi do nguyên nhân lạnh đông (Fellow, 2002, trích dẫn bởi Nguyễn Văn
Mười, 2007)
Trong suốt quá trình lạnh đông chậm, tinh thể đá hình thành và phát triển chủ yếu
trong khoảng không trong gian bào và do đó làm biến dạng phá vỡ các thành tế bào
Tinh thể đá có áp suất hơi nước thấp hơn các vùng bên trong tế bào, và do đó nước di
chuyển từ tế bào để phát triển tinh thể Tế bào bị mất nước và mức độ phá hủy tăng
khi nồng độ chất tan gia tăng và cấu trúc tế bào bị biến dạng, móp méo Trong tan giá,
tế bào không phục hồi lại được hình dạng và khả năng trương phồng ban đầu Cấu trúc
thực phẩm bị mềm và các thành phần trong tế bào bị rò rỉ ra ngoài từ chỗ vỡ của tế bào
(sự mất dịch)
Khi thực phẩm lạnh đông nhanh, có sự hình thành tinh thể đá với kích thước nhỏ ở cả tế
bào và khoảng không trong gian bào Chính vì thế, sự phá hủy vật lý đối với tế bào xảy
ra không đáng kể, sự tách loại nước của tế bào rất nhỏ Trong trường hợp này, cấu trúc
của thực phẩm được duy trì Tuy nhiên, tốc độ lạnh đông rất cao có thể là nguyên nhân
tạo lực (stress) cho một số loại thực phẩm, kết quả là mô tế bào bị phân cắt
2.6 Tác dụng của cryoprotectant đến bảo quản lạnh đông surimi
Năm 1960, trạm nghiên cứu thủy sản của Nhật đã phát hiện ra chất chống biến tính
protein khi đông lạnh ở protein mô cơ của giống cá Alaska pollock gọi là
Trang 36cryoprotectant Kỹ thuật mới này bổ sung vào trong quá trình khử nước các
myofibrillar protein các cacbohydrate có khối lượng phân tử nhỏ như sucrose, sorbitol
trước khi đem đi đông lạnh Cacbohydrate có vai trò ổn định actomyozin (là chất
không ổn định trong quá trình đông lạnh) Nhờ phát hiện này mà các tính năng của
myofibrillar protein được bảo vệ trong quá trình đông lạnh nhờ kết hợp với
cacbohydrate Phát minh này là một cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp surimi,
giúp nâng thời gian sử dụng surimi lên thay vì là vài ngày như trước đây
Việc thêm cryoprotectant rất quan trọng để bảo đảm chức năng tạo gel tốt nhất của
surimi đông lạnh, vì sự đông lạnh bao gồm sự biến tính và tập hợp lại các protein
Sucrose và sorbitol thường được sử dụng riêng biệt hay trộn với nhau (khoảng 9% về
khối lượng) để tách nước thịt cá Đây là những cryoprotectant đầu tiên được sử dụng
trong sản xuất của surimi Tuy nhiên, đối với surimi được sản xuất từ loài cá nước ấm,
người ta sử dụng 6% sucrose có lẽ bởi sự ổn định nhiệt của loại cá này cao hơn
Những nghiên cứu sâu hơn phải được tiến hành để so sánh sự ổn định của surimi đông
lạnh khi trộn 6% đường được làm từ các giống cá nước lạnh và cá nước ấm Ngoài ra,
hỗn hợp sodium tripolyphosphate và tetrasodium pyrophosphate (tỷ lệ 1:1) từ 0,2 –
0,3% thông thường được sử dụng như một tác nhân kìm hãm, làm bất hoạt ion kim
loại và như một tác nhân điều chỉnh pH
Hiện nay, người ta thường dùng máy cắt tĩnh (silent-cutter) bởi vì ngoài tác dụng băm
cắt, loại máy này giúp trộn nhanh và đều hơn Trong sản xuất thương mại, thời gian
trộn cryoprotectant (100 kg/mẻ) khi sử dụng một máy nhào trộn và một máy cắt tĩnh
tương ứng là 6 phút và 2,5 phút Nhiệt độ của hỗn hợp không được lớn hơn 100C vì
nếu nhiệt độ lớn hơn 10C thì chức năng của protein có thể bị hư hại, đặc biệt đối với
loài cá nước lạnh
Từ năm 1990, người ta sử dụng những chất ức chế men tiêu hóa như là protein huyết
tương của thịt bò, lòng trắng trứng hoặc chiết xuất khoai tây được kết hợp với
cryoprotectant như những chất tăng cường gel và tăng màu sắc Chúng thường được
sử dụng chung với sucrose, sorbitol, sodium tripolyphosphate, tetrasodium
pyrophosphate, những hợp chất chứa canxi (calcium lactate, calcium sulfate, calcium
citrate, or calcium caseinate), sodium bicarbonate, mono hoặc diglyceride, and
partially hydrogenated conola oil Công thức phối trộn phụ thuộc vào từng công ty,
nhà máy Tuy nhiên, việc thêm các chất ức chế enzyme và các hợp chất canxi trước
khi đông lạnh thì không cần thiết Đặc biệt là các hợp chất canxi khi thêm vào có thể
làm tăng sự biến tính protein trong suốt quá trình đông lạnh Thay vào đó, các hợp
chất này có thể được thêm vào khi paste surimi được chuẩn bị để nấu chín Ngày nay,
một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc gia nhiệt nhanh (cách thông thường để sản xuất
sản phẩm giả cua) có thể là một sự thay thế thích hợp cho các chất ức chế enzyme đối
Trang 37với paste surimi được làm từ Pacific whitting và một số loài các khác Do vậy, hiện tại
surimi từ Pacific whitting được chế biến thường chỉ dùng cryoprotectant (sucrose,
sorbitol và phosphat) Người ta cũng tìm ra một số cryoprotectant mới như LD và SD
- là một chuỗi ngắn polyme được tạo thành từ các phân tử glucose; trehalose - là
disaccharide có độ ngọt bằng 45% độ ngọt của sucrose
2.7 Các nghiên cứu có liên quan
Năm 2005, Yun-Chin Chung và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu trữ đông dè cá tra cá
ở nhiệt độ phòng, ở -100C và -170C trong 12 tuần Kết quả thu được khi trữ đông
ở -100C, khả năng giữ nước của dè cá tra không thay đổi nhiều so với nguyên liệu
ban đầu Kết quả đo đạc cấu trúc cho thấy cấu trúc sản phẩm giảm theo thời gian lạnh
đông và hầu hết các thay đổi về cấu trúc đều bắt đầu xảy ra sau 1 tuần trữ đông
Cũng theo kết quả nghiên cứu của nhóm nghiên cứu Yun-Chin Chung khi trữ đông dè
cá tra cá ở -200C trong sáu tháng cấu trúc của dè cá tra giảm khoảng 22% và khả
năng giữ nước của dè cá tra giảm khoảng 19%
Paste có cấu trúc tốt, khả năng giữ ẩm cao đồng thời được đảm bảo về mặt vi sinh là
mong muốn của nhà sản xuất các sản phẩm giá trị gia tăng Việc nghiên cứu khả năng
chế biến các sản phẩm từ cá tra là một hướng đi mới nhằm đa dạng các sản phẩm từ
nguồn nguyên liệu phong phú này
Trang 38CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1 Phương tiện thí nghiệm
Thực hiện thí nghiệm và thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực
phẩm, khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ
Thời gian thực hiện: từ09/08/2010 đến 01/11/2010
3.1.2 Nguyên liệu và phụ gia:
Nguyên liệu: vụn thịt cá tra được mua cố định từ công ty trách nhiệm hữu hạn thủy
Trang 393.2.1 Qui trình tổng quát chế biến surimi cá tra
Hình 7: Sơ đồ quy trình chế biến surimi từ thịt vụn cá tra lạnh đông
Thịt vụn cá tra đã lạnh đông