Nghiên cứu sự biến đổi thành phần hóa học, tính chất vật lý và đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng cá cơm săng (spratelloides gracilis) sấy hồng ngoại xuất khẩu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐÀO TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HỐ HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides gracilis) SẤY HỒNG NGOẠI XUẤT KHẨU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT KHÁNH HÒA - 2013 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐÀO TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HOÁ HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides gracilis) SẤY HỒNG NGOẠI XUẤT KHẨU Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy sản Mã số: 62 54 01 05 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS Trần Thị Luyến PGS TS Ngơ Đăng Nghĩa KHÁNH HỊA - 2013 iii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình nghiên cứu trƣớc Khánh Hịa, năm 2013 Tác giả luận án Đào Trọng Hiếu ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận án tơi nhận nhiều động viên, giúp đỡ quý báu tổ chức cá nhân Qua xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: GS TS Trần Thị Luyến PGS TS Ngô Đăng Nghĩa tận tình hướng dẫn tơi q trình thực luận án Ban giám hiệu nhà trường, Viện Công nghệ sinh học môi trường, Khoa Công nghệ thực phẩm, Bộ môn Kỹ thuật nhiệt lạnh, Khoa Đào tạo Sau đại học trường Đại học Nha Trang; Viện Nghiên cứu Hải sản; Cục Chế biến, Thương mại Nông lâm thủy sản Nghề muối TS Phạm Đức Việt - Viện Cơ điện nông nghiệp sau thu hoạch; ThS Nguyễn Thị Bích Thủy, ThS Lê Thanh Long - Trường Đại học Nơng lâm Huế; TSKH Lê Văn Hồng - Đại học Đà Nẵng; TS Vũ Hồng Sơn - Đại học Bách khoa Hà Nội; ThS Bùi Văn Tú - Đại học Sao Đỏ, ThS Nguyễn Hương Thảo - Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II,… Công Ty TNHH Đại Thuận Phát – Hải Phòng, Doanh nghiệp tư nhân Chín Tuy – Nha Trang Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tồn thể gia đình tơi, nguồn động viên mãnh liệt nhất, giúp đỡ vật chất tinh thần, giúp khắc phục vượt qua khó khăn suốt q trình học tập, nghiên cứu để hồn thành luận án Khánh Hịa, năm 2013 Tác giả luận án Đào Trọng Hiếu iii MỤC LỤC Trang MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU .1 Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 HIỆN TRẠNG CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN CỦA VIỆT NAM 1.1.1 Số lƣợng sở lực chế biến thủy sản 1.1.2 Chế biến, tiêu thụ thủy sản khô 1.2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CÁ CƠM KHÔ 1.2.1 Nguyên liệu cá cơm 1.2.2 Hiện trạng chế biến tiêu thụ cá cơm khô 10 1.3 ỨNG DỤNG BỨC XẠ HỒNG NGOẠI TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 13 1.3.1 Đặc điểm, tính chất tia hồng ngoại 13 1.3.2 Ảnh hƣởng xạ IR đến thành phần có thực phẩm 15 1.3.3 Khả khử hoạt tính enzym, vi sinh vật IR 16 1.3.4 Các nguồn phát xạ IR .26 1.3.5 Nhiệt xạ hồng ngoại chọn lọc 28 1.3.6 Những biến đổi chất lƣợng cảm quan thực phẩm nhiệt xạ IR 33 1.3.7 Một số nghiên cứu ứng dụng nhiệt xạ IR công nghiệp chế biến thực phẩm 35 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 44 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.2.1 Phƣơng pháp thu nhận xử lý mẫu thí nghiệm .44 iv 2.2.2 Các phƣơng pháp phân tích .45 2.3 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM .47 2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát .47 2.3.2 Bố trí thí nghiệm phân tích nguyên liệu cá cơm săng .49 2.3.3 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu biến đổi chất lƣợng cá cơm sấy xạ IR chọn lọc 50 2.3.4 Thực nghiệm tối ƣu hóa thơng số kỹ thuật q trình sấy cá cơm săng IR chọn lọc 53 2.3.5 Quy trình cơng nghệ sấy cá cơm khơng khí nóng (KKN) 54 2.3.6 Quy trình cơng nghệ phơi cá cơm 54 2.3.7 Bố trí thí nghiệm đánh giá, so sánh chất lƣợng cá cơm săng làm khô phƣơng pháp khác (IR, KKN, PN) .55 2.4 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 56 2.5 THIẾT BỊ, HÓA CHẤT PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU 56 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MỘT SỐ THÀNH PHẦN HĨA HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ VI SINH VẬT CỦA NGUYÊN LIỆU CÁ CƠM SĂNG 57 3.1.1 Kết phân tích số thành phần hóa học nguyên liệu cá cơm săng 57 3.1.2 Kết phân tích cấu trúc thịt nguyên liệu cá cơm săng .61 3.1.3 Kết phân tích số tiêu vi sinh vật nguyên liệu cá cơm săng 62 3.2 BIẾN ĐỔI MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ, CẢM QUAN VÀ VI SINH CỦA CÁ CƠM SĂNG KHI SẤY IR CHỌN LỌC 63 3.2.1 Biến đổi thời gian sấy cá cơm IR chọn lọc (Y1) 63 3.2.2 Biến đổi kết cấu thịt (Y2) 71 3.2.3 Biến đổi khả hút nƣớc trở lại (Y3) 74 3.2.4 Biến đổi hàm lƣợng protein tổng số (Y4) 79 3.2.5 Biến đổi hàm lƣợng axit amin tổng số (Y5) .83 3.2.6 Biến đổi hàm lƣợng lipit tổng số (Y6) .87 v 3.2.7 Biến đổi hàm lƣợng axit béo không no bậc cao (PUFA) (Y7) .91 3.2.8 Biến đổi hàm lƣợng NH3 (Y8) 95 3.2.9 Biến đổi hàm lƣợng histamin (Y9) 99 3.2.10 Biến đổi chất lƣợng cảm quan (Y10) 103 3.2.11 Biến đổi vi sinh vật (Y11) .108 3.3 TỐI ƢU HĨA CƠNG ĐOẠN SẤY CÁ CƠM SĂNG SẤY BẰNG BỨC XẠ IR CHỌN LỌC 113 3.4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẤY CÁ CƠM BẰNG BỨC XẠ IR CHỌN LỌC 118 3.5 SO SÁNH CHẤT LƢỢNG CÁ CƠM SĂNG ĐƢỢC LÀM KHÔ BẰNG CÁC PHƢƠNG PHÁP KHÁC NHAU .120 3.5.1 Một số tiêu hóa học 120 3.5.2 Một số tiêu vật lý .122 3.5.3 Chất lƣợng cảm quan .126 3.5.4 Số lƣợng chủng loại vi sinh vật 128 3.6 SƠ BỘ HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH CHO 1KG SẢN PHẨM CÁ CƠM SĂNG SẤY IR 131 3.7 MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM CÁ CƠM KHÔ .134 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .136 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 138 LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .138 TÀI LIỆU THAM KHẢO .139 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ANOVA ANalysis Of Variance: Phân tích phƣơng sai ASEAN Association of Southeast Asian Nations: Hiệp hội quốc gia Đông Nam Á BXHN Bức xạ hồng ngoại CBTS Chế biến thủy sản CFU Colony-Forming Unit: Số đơn vị khuẩn lạc Chế độ sấy Bao gồm thông số kỹ thuật công đoạn sấy: Khoảng cách chiếu xạ, nhiệt độ sấy tốc độ gió CLCQ Chất lƣợng cảm quan CS Cộng DF Degree of Freedom: Số bậc tự F Giá trị F (kiểm định Fisher), có độ tin cậy 95% FA Fatty Acid: Axit béo FIR Far Infrared: Hồng ngoại sóng dài (xa) GDP Gross Domestic Product: Tổng sản phẩm quốc nội HPLC High-performance liquid chromatography: Sắc ký lỏng hiệu cao IR Infrared: Bức xạ hồng ngoại k Khoảng cách chiếu xạ hồng ngoại (cm) KKN Khơng khí nóng mg/100g Số mg chất 100g mẫu thử MIR Middle Infrared: Hồng ngoại sóng trung MS Mean of Square: Phƣơng sai hay số bình quân củ tổng bình phƣơng sai lệch (SS) MUFA Mono-Unsaturated Fatty Acid: Axit béo có nối đơi N Số thí nghiệm NIR Near Infrared: Hồng ngoại sóng ngắn (gần) P Giá trị P: xác suất để t > t-stat, dùng để kiểm định độ tin cậy mặt vii khoa học (thống kê) mối liên hệ X Y PN Phơi nắng PUFA Poly Unsaturated Fatty Acids: Axit béo không bão hịa nhiều nối đơi Q2 Hệ số đánh giá mức độ dự đốn trƣớc kết Y mơ hình hồi quy R2 Hệ số xác định: 100% biến động biến phụ thuộc Y có % biến động biến độc lập X ảnh hƣởng, lại sai số ngẫu nhiên Regression Sai số hồi quy Residual Sai số ngẫu nhiên SFA Saturated Fatty Acid: Axit béo no (bão hịa) SS Sum of Square: Tổng bình phƣơng mức động (sai lệch) giá trị quan sát Y (ký hiệu Yi) giá trị bình quân chúng t Nhiệt độ sấy (oC) TCVN Tiêu chuẩn quốc gia TN Thí nghiệm Total Tổng cộng t-stat Tiêu chuẩn t dùng làm để kiểm định độ tin cậy mặt khoa học(thống kê) mối liên hệ X Y v Tốc độ gió (m/s) VASEP Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers: Hiệp hội chế biến xuất thủy sản Việt Nam vck Vật chất khơ VKHK Vi khuẩn hiếu khí VSV Vi sinh vật X1 Biến mã Khoảng cách chiếu IR X2 Biến mã Nhiệt độ sấy X3 Biến mã Tốc độ gió Yi Với (i =  11): Các hàm mục tiêu viii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Thành phần hóa học cá cơm săng nguyên liệu Bảng 1.2 Thành phần axit amin cá cơm săng Bảng 1.3 Dải bƣớc sóng hấp thụ IR nhóm chất thành phần thực phẩm 16 Bảng 1.4 Sự khử hoạt tính vi sinh vật gây bệnh thực phẩm nhiệt xạ IR 23 Bảng 1.5 Độ sâu thâm nhập NIR (0,75 – 1,4 μm) vào sản phẩm thực phẩm 27 Bảng 1.6 Ảnh hƣởng IR đến chất lƣợng dinh dƣỡng sản phẩm thực phẩm 34 Bảng 2.1 Điều kiện thí nghiệm đƣợc chọn .51 Bảng 2.2 Ma trận quy hoạch thực nghiệm số lƣợng thí nghiệm sấy cá cơm săng IR chọn lọc .52 Bảng 3.1 Một số thành phần hóa học nguyên liệu cá cơm săng .57 Bảng 3.2 Thành phần, hàm lƣợng axit béo nguyên liệu cá cơm săng .58 Bảng 3.3 Hàm lƣợng tỷ lệ axit amin nguyên liệu cá cơm săng 60 Bảng 3.4 Một số tiêu vi sinh vật nguyên liệu cá cơm săng 62 Bảng 3.5 Thời gian sấy cá cơm săng IR chọn lọc để đạt độ ẩm 20±2% chế độ sấy khác .63 Bảng 3.6 Ảnh hƣởng biến độc lập đến thời gian sấy cá cơm săng khô sấy IR chọn lọc .64 Bảng 3.7 Kết phân tích phƣơng sai ANOVA Thời gian sấy .66 Bảng 3.8 Tỷ lệ hút nƣớc trở lại cá cơm săng khô theo chế độ sấy .75 Bảng 3.9 Ảnh hƣởng biến độc lập đến tỷ lệ nƣớc hút trở lại sản phẩm cá cơm săng khô sấy IR chọn lọc .75 Bảng 3.10 Kết phân tích phƣơng sai ANOVA tỷ lệ nƣớc hút trở lại sản phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc 77 30 6.4 Kết phân tích lipit axit béo 31 32 33 34 35 36 6.5 Kết phân tích tiêu vi sinh 37 38 39 40 41 42 43 PHỤ LỤC Cataloge nguồn phát xạ IR chọn lọc sản xuất Việt Nam 44 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐÀO TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HỐ HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides gracilis) SẤY... trƣờng,… Xuất phát từ ý nghĩa yêu cầu thực tiễn tiến hành nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu biến đổi thành phần hố học, tính chất vật lý đề xuất biện pháp nâng cao chất lƣợng cá cơm săng (Spratelloides gracilis). .. sinh vật nguyên liệu cá cơm săng 62 3.2 BIẾN ĐỔI MỘT SỐ THÀNH PHẦN HĨA HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ, CẢM QUAN VÀ VI SINH CỦA CÁ CƠM SĂNG KHI SẤY IR CHỌN LỌC 63 3.2.1 Biến đổi thời gian sấy