Từ các kết quả trên sau quá trình xử lý phụ gia tôm tăng tăng trọng lượng và thay đổi màu sắc. Hiện tượng này được giải thích do tác dụng của chất phụ gia như sau: Trong công thức 1 chứa các thành phần Mix phosphate, non-phosphate, muối. Hỗn hợp mix phosphate có chứa sodium tripolyphosphate và Sodium Tetapetaphosphate. Đặc biệt là nhóm anion (P3O10)5-.
Sodium tripolyphosphate khi hòa tan trong môi trường nước sẽ phân ly tạo gốc polyphosphate đa hóa trị rất háo nước:
Na5P3O10 5Na+ + (P3O10)5-
Anion (P3O10)5- có khả năng tương tác rất cao với các cation mang nhiều điện tích dương và các góc có cực tích điện dương, chẳng hạn như có thể liên kết với các nhóm –NH3+ nằm ở đầu hoặc ở mạch bên của cùng một hoặc nhiều phân
tử protein khác nhau. Protein của thịt tôm trong môi trường nước cũng bị phân ly lưỡng tính tại các gốc tích điện âm và điện dương ở hai đầu và ở mạch bên, đồng thời cũng chứa nhiều gốc có cực tính có thể mô tả như sau:
Protein của thịt tôm trong môi trường nước cũng bị phân ly lưỡng tính tại các gốc tích điện âm và điện dương ở hai đầu và ở mạch bên, đồng thời cũng chứa nhiều gốc có cực tính có thể mô tả như sau:
Do các chất phụ gia là những chất điện ly, có cực, rất ưa nước, đặc biệt muối Sodium tripolyphosphate khi phân ly tạo thành các ion âm đa hóa trị nên chúng có khả năng tương tác với các thành phần chủ yếu trong thịt tôm là protein tạo thành phức hệ có cấu trúc mạng không gian ba chiều với số trung tâm ưa nước nhiều hơn, có khả năng chuyển nước tự do thành nước liên kết… nhờ các kiêu liên kết như liên kết ion, liên kết tĩnh điện và cầu nối hydrogen, làm cho khả năng giữ nước của protein tốt hơn, protein trở nên khó biến tính hơn bởi các tác nhân lý, hóa học. Nhờ tác dụng này mà tế bào và mô cơ thịt tôm trở nên bền vững hơn, protein ít bị biến đổi không thuận nghịch trong quá trình cấp đông, bảo quản đông và tan giá do đó ít bị hủy hoại hơn trong quá trình làm đông và bảo quản đông.
Sodium tripolyphosphate và các phụ gia khác sẽ tác động thấm vào sản phẩm qua màng, mô và tế bào. Trong những điều kiện nồng độ ion và pH xác định Sodium tripolyphosphate sẽ tác động phân giải phức chất Actomymysin thành actin và myosin làm tăng cường khả năng giữ nước của sản phẩm [4],[21].
Mặc khác khi thấm vào mô và tế bào làm nồng độ ion trong sản phẩm tăng lên. Những điều trên rất cần thiết để chống lại sự mất nước gây giảm trọng lượng và chất lượng cảm quan khi cấp đông, bảo quản đông và tan giá. Còn những phần tử Sodium tripolyphosphate và các phụ gia không vào sâu được trong tế bào thì sẽ khuếch tán nằm trong cấu trúc mao mạch của các lớp mô, và bám dính xung quanh cũng có tác dụng làm tăng cường sự giữ nước nhờ tạo được các liên kết dạng ion hặc cầu nối hydrogen với các phần tử tích điện hoặc có cực của mạch bên protein cấu trúc nên màng của tế bào, mô và mạng lưới bảo vệ chúng. Và do đặc điểm háo nước nên các phần tử này sẽ tập hợp xung quanh nó một số nước do vậy nước tự do trong tôm có sự biến đổi, một phần đã chuyển vào dạng nước liên kết với các phần tử chất phụ gia, trở nên khó đóng băng và khó thoát ra ngoài hơn khi tan giá.
Sodium tripolyphosphate có khả năng tương tác với nhiều gốc –NH3+ của một hoặc nhiều phân tử protein khác nhau hình thành phức hợp có mạng lưới không gian phức tạp và làm tăng số trung tâm ưa nước của các phân tử protein. Nó có khả năng chuyển nước tự do thành nước liên kết, nhờ vậy làm tăng tính bền cho protein, làm bền màng tế bào và cấu trúc mô cơ, tăng độ bóng, cải thiện về cấu trúc trạng thái cho sản phẩm và làm cho các sản phẩm đông lạnh khó bị mất trọng lượng hơn. Sodium tripolyphosphate cũng có khả năng tạo phức với các cation như: Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, Cu2+…Đây là các cation cần thiết xúc tác cho nhiều phản ứng enzyme, mặt khác các ion có hóa trị thay đổi như: Fe2+/3+ ,Cu1+/2+ … cũng xúc tác cho phản ứng hình thành gốc tự do R và H trong phản ứng oxy hóa lipid, nhờ vậy Sodium tripolyphosphate cũng có tác dụng hạn chế các hoạt động của enzyme, vi sinh vật và ức chế phản ứng oxy hóa lipid [2],[4][14].
Mặt khác, khi các ion polyphosphate tạo phức với các ion kim loại kiềm thổ nó sẽ tách được kim loại kiềm thổ ra khỏi liên kết với sợi protein. Ở điểm đẳng điện (pH=pI) sẽ không tạo được cấu trúc mở cho protein, khi đó các sợi protein sắp xếp gần nhau hơn, tương tác giữa protein với nước khó thực hiện,
protein kém khả năng hút nước và giữ nước. Nhưng nếu môi trường là kiềm hoặc có mặt muối NaCl thì sẽ tạo được cấu trúc mở, khi này tương tác giữa protein với nước có điều kiện xảy ra tốt hơn nên khả năng hút và giữ nước của protein tăng lên[2],[4][14]. Có thể mô tả như sau:
(a: mạch polypeptid, Me: cation kim loại kiềm thổ, PP: polyphosphate)
Những loại polyphosphate có tính axit không có tác dụng tăng cường khả năng giữ nước cho protein, loại trung tính sẽ có tác dụng ít, loại có tính kiềm có tác dụng tốt hơn, sodiumtripolyphospahte có tính kiềm vừa phải nên có khả năng giúp protein thịt tôm hút và giữ nước tốt hơn.
Sự tăng trọng lượng của tôm sau khi xử lý phụ gia và có sự thay đổi theo nhiệt độ được giải thích như sau: Khi ngâm tôm vào dung dịch chất phụ gia, do có sự chênh lệch về nồng độ chất tan giữa môi trường xử lý và bên trong thịt tôm nên xảy ra các quá trình khuếch tán đi vào và ra của các chất.
Chất phụ gia có nồng độ trong môi trường xử lý cao hơn bên trong thịt tôm nên theo định luật Fick về khuếch tán, chúng có xu hướng chuyển động đi vào bên trong thịt tôm qua hệ thống mao mạch và cấu trúc mạch lưới không gian mô liên kết vào trong mô cơ thịt tôm.
Đồng thời với quá trình khuếch tán đi vào của chất phụ gia là quá trình khuếch tán đi ra của nước do áp suất thẩm thấu bên ngoài môi trường xử lý cao hơn bên trong thịt tôm.
Sau khi đã ngấm chất phụ gia, do các chất phụ gia có khả năng tương tác với các chất có trong thịt tôm, chuyển nước tự do thành nước liên kết tốt hơn, nên lượng chất phụ gia cùng lượng nước đi vào và được giữ lại bên trong thịt tôm nhiều hơn lượng nước từ thịt tôm thoát ra môi trường, dẫn đến kết quả cuối cùng là làm tăng trọng lượng của thịt tôm sau khi xử lý. Trọng lượng gia tăng này chính là trọng lượng của chất phụ gia và lượng nước từ môi trường đi vào thịt tôm. Mức độ tăng trọng lượng của thịt tôm sau khi xử lý phụ gia phụ thuộc vào khả năng khuếch tán của chất phụ gia đi vào và được giữ lại bên trong thịt tôm. Theo định luật Fick về sự khuếch tán, khi nhiệt độ cao hơn sẽ làm tăng cường chuyển động nhiệt phân tử của chất khuếch tán và làm giảm độ nhớt của môi trường khuếch tán nên hiệu quả khuếch tán sẽ cao hơn. Sự gia tăng này là có giới hạn vì nhiệt độ cao quá sẽ gây biến đổi tính chất của các chất tham gia vào quá trình khuếch tán. Hệ protein của thịt tôm ở trạng thái keo đặc do vậy ở nhiệt độ t =170C sẽ làm tăng cường chuyển động của các nút gel trong thịt tôm làm tăng trở lực đối với chất khuếch tán đi vào bên trong. Điều này cản trở sự đi vào thịt tôm của chất phụ gia. Kết quả là khả năng tăng trọng lượng ở nấc nhiệt độ t =170C thấp hơn ở nhiệt độ t =110C ± 10C. Như vậy ở kết quả thí nghiệm này, ở nấc nhiệt độ t =110C là nhiệt độ xử lý làm tăng trọng lượng lớn nhất.
Nhận xét chung: Từ các kết quả thăm dò nhiệt độ và thời gian và chất phụ gia thì sau khi phân tích ANOVA theo phần mềm design expert 9 thì cho kết quả là màu sắc của tôm ở công thức 1 theo thời gian thì ở 6h là mức tốt nhất vì trong thành phần của công thức 1 gồm có Mix phosphate, Non phosphate, muối. Trong Non phosphate có chứa axit citric sẽ lúc đầu axit sẽ tác động vào cơ thịt tôm làm phá vỡ liên kết giữa protein và Astaxanthine làm cho tôm bị biến đỏ dần, nhưng chính axit này sẽ làm màu trên tôm bị tách ra khỏi tôm và làm cho tôm mất màu dần dần và đi ra ngoài môi trường bên ngoài làm mật độ màu trên tôm giảm đi.
3.4. ĐỀ XUẤT CHẾ ĐỘ XỬ LÝ PHỤ GIA CHỐNG MẤT NƯỚC ĐỐI VỚI SẢN PHẨM TÔM NOBASHI TỪ TÔM THẺ CHÂN TRẮNG.
Quy trình tiến hành theo sơ đồ trên và các yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn ngành.
Chế độ xử lý phụ gia: theo chế độ tối ưu hóa công đoạn xử lý phụ gia vừa tìm được.
Công đoạn xử lý phụ gia thực hiện sau khi đã qua công đoạn cắt duỗi và rửa sạch.
Sử dụng chất phụ gia gồm hỗn hợp mix phosphate 2,8% và non-phosphate 1,2% có công nhận đạt tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm và sử dụng kết hợp với NaCl 1,5% trong quá trình xử lý phụ gia và ngâm ở nhiệt độ 11±10C trong vòng 6h. Nguyên liệu: Nguyên liệu là tôm thẻ chân trắng đủ tiêu chuẩn để sản xuất tôm đông lạnh xuất khẩu theo yêu cầu của TCVN 3726-89 về nguyên liệu tôm tươi. Chuẩn bị bán thành phẩm trước khi xử lý phụ gia: tôm nguyên liệu rửa sạch rồi xử lý vặt đầu, phân cỡ, bốc vỏ, cắt, duỗi theo đúng kích thước và rửa sạch trước khi đem xử lý phụ gia.
Chuẩn bị dung dịch phụ gia: thể tích dung dịch sau khi pha gồm: nước 70%, nước đá 30%, NaCl 1,5%, mix phosphate 2,8%, non-phosphate 1,2%. Khi đó nhiệt độ dung dịch = 100C. Tiến hành pha dung dịch như sau:
Lấy nước vào thùng đạt 70% thể tích thùng. Hòa tan 1,5% NaCl.
Cho 20% lượng đá vào để đạt nhiệt độ 150C.
Hòa tan 2,8% mix phosphate vào dung dịch nước muối 150C. Vừa cho mix phosphate vừa khuấy đảo liên tục để mix phosphate hòa tan hoàn toàn và không bị vón cục dưới đáy thùng. Tương tự cho non-phosphate 1,2% vào.
Cho thêm 10% lượng đá cò lại để đạt nhiệt độ dung dịch là 100C.
Xử lý qua chất phụ gia: Cân tôm sau khi rửa sạch vào các thau. Khối lượng tôm/thau là 1kg, cân lượng dung dịch vừa pha vào thau tôm. Tỉ lệ tôm/dung dịch =1/1,4. Dùng gậy nhựa đảo đều và nhẹ nhàng tôm ra ngập trong dung dịch.
Thời gian ngâm 360 phút, tôm sau khi xử lý phụ gia được rửa qua 2 thau nước đá lạnh sạch trước khi đưa đi cân, xếp khay và thực hiện các công đoạn tiếp theo.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN KẾT LUẬN
Từ những kết quả nghiên cứu, có thể đưa ra những được các kết luận sau: Tìm ra được chế độ xử lý phụ gia phù hợp cho sản phẩm tôm Nobashi đông lạnh phục vụ sản xuất như sau:
Nhiệt độ xử lý phụ gia: 11±10C Thời gian: 6h
Công thức phụ gia: công thức 1: Mix phosphate 2,8%, Non phosphate 1,2%, muối 1,5%.
Màu sắc ở tôm Nobashi khi xử lý ở công thứ 1 này cho thấy màu tương đối đẹp và đạt yêu cầu hơn so với màu sắc của tôm ngâm bằng sodium tripolyphosphate. Tỉ lệ tăng trọng cũng xấp xỉ với sodium tripolyphosphate.
ĐỀ XUẤT
Quy trình chế biến tôm Nobashi đông lạnh có xử lý chất phụ gia mix phosphate, non phosphate được nghiên cứu có tính khả thi, dễ làm, vốn đầu tư thấp là có hiệu quả đã được thử nghiệm.
Đề tài vẫn chưa nghiên cứu về vi sinh, biến đen ở tôm và các biến đổi về chất béo, vitamin , khoáng…
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. ĐẶNG THỊ THU HƯƠNG (2009), Bài giảng thiết kế phân tích và thí nghiệm,
Trường Đại học Nha trang.
2. ĐỖ MINH PHỤNG, ĐẶNG VĂN HỢP (1997), Giáo trình Phân tích kiểm nghiệm sản phẩm thủy sản, Trường Đại học thủy sản.
3. LÊ NGỌC TÚ, BÙI ĐỨC LỢI, LƯU DUẪN, NGÔ HỮU HỢP, ĐẶNG THỊ THU, NGUYỄN TRỌNG CẨN (2001), Hóa học thực phẩm, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
4. NGUYỄN TRỌNG CẨN, ĐỖ MINH PHỤNG (1996), Công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản, tập 1+2, NXB Nông nghiệp, TP. HCM.
6. TRẦN ĐỨC BA, LÊ VI PHÚC, NGUYỄN VĂN QUAN (1990), Kỹ thuật chế biến lạnh thủy sản, NXB Đại học và Giáo dục Chuyên nghiệp Hà Nội.
7. TRẦN THỊ LUYẾN, Các phản ứng cơ bản và biến đổi của thực phẩm trong quá trình công nghệ, NXB nông nghiệp.
8. Bộ thủy sản (1996), Các tiêu chuẩn về chất lượng và an toàn thủy sản (tập1).
NXB Nông nghiệp Hà Nội.
9. Dự án SEAQIP (2003), Các tài liệu tập huấn về bảo quản vận chuyển tôm nguyên liệu, sản xuất sạch hơn trong chế biến thủy sản.
10. Hiệp hội chế biến xuất khẩu thủy sản Việt Nam, Thông tin công bố trên mạng internet – http://www.vasep.com.vn
11. Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) trên thế giới và Việt Nam - http://uv-vietnam.com.vn/NewsDetail.aspx?newsId=2750
12. Quy định kèm theo quyết định Số 3535/QĐ-BNN-QLCL ngày10/12/2009,
anh mục chỉ tiêu cảm quan/ngoại quan chỉ định kiểm tra và mức chấp nhận đối với lô hàng thủy sản.
13.Tiêu chuẩn ngành Thủy Sản 28TCN 156:2000 Quy định sử dụng phụ gia thực phẩm dùng trong chế biến thủy sản.
14. Nguyễn Tiến Thắng, Nguyễn Đình Huyên(1998), Giáo trình sinh hóa hiện đại,
NXB Giáo Dục.
15. Agriculturae Conspectus Scientificus (2009), An application of image analysis and colorimetric methods on color change of dehydrated asparagus. Vol.74 No.3 (233-237).
16. Croat.J. Food Sci. Technol. (2009), Impact analysis of diferent chemical pre- treatments on colour of apple discs during drying process. 1(1) 31-35.
17. EDWIN S. HUSSEY (1982). Process for preserving seafood. Newfoundland. Canada.
18. JAN POKORNY, NEDYALKA, YANISHLIEVA, MICHAEL GORDON.
Antioxidants in food Practical applications. Published by Woodhead Publishing Limited, Cambridge, England
19. LAWRENCE A. SHIMP AND JOHN E.STEINHAUER (1983). Shrimp processing. NewYork. USA.
20. PISAL SRIKET, SOOTTAWAT BENJAKUL ,WONNOP
VISESSANGUAN, KONGKARN KIJROONGROJANA. Comparative studies on chemical compositi and therma properties of black tiger shrimp(Penaeus monodon) and white shrimp(Penaeus vannamei) meats. Songkla University, Thailand - 2006.
21. Rudolf Kreuzer (1969), Freezing and irrradiation of fish, published by Fishing News (books) Limited, Lugate house, Lodon, England.
PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA MỨC ĐỘ BIẾN ĐỎ VỚI CHỈ SỐ R.
Bảng 3.1.1 kết quả nghiên cứu sự tương quan giữa mức độ biến đỏ với chỉ số R của tôm khi chưa xử lý nhiệt
giá trị trung bình R giá trị trung bình G giá trị trung bình B (R+G+B)/3 Mức 8 105,50 95,084 97,694 99,43 Mức 7 105,36 95,186 97,032 99,19 Mức 6 106,02 96,638 97,498 100,05 Mức 5 103,68 94,51 99,228 99,14 Mức 4 105,95 92,246 99,136 99,11 Mức 3 106,34 95,384 97,926 99,88 Mức 2 104,74 96,196 97,426 99,45 Mức 1 105,26 94,826 97,98 99,36
Bảng 3.1.2 kết quả nghiên cứu sự tương quan giữa mức độ biến đỏ với chỉ số R và giá trị ∆E sau khi xử lý nhiệt.
M ức biến đỏ giá trị trung bình Red giá trị trung bình G giá trị trung bình B (R+G+B)/3 Giá trị ∆E Mức 8 207,21 162,02 148,00 172,41 131,74 Mức 7 193,75 157,37 140,67 163,93 116,55 Mức 6 176,10 153,45 140,00 156,52 99,27 Mức 5 166,81 150,06 137,61 151,49 92,33 Mức 4 153,56 138,69 127,30 139,85 72,28 Mức 3 133,98 119,33 115,88 123,06 40,36 Mức 2 122,90 111,73 108,51 114,38 26,44 Mức 1 119,17 102,75 100,10 107,34 16.14
PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÀU SẮC VÀ KHỐI LƯỢNG TRONG QUÁ TRÌNH THĂM DÒ THỜI GIAN VÀ CÔNG THỨC PHỤ GIA
Bảng 3.2.1 kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian và công thức phụ gia đến tỉ lệ tăng khối lượng của tôm.
stt công thức thời gian (h) khối lượng ban đầu (g) khối lượng sau XLPG (g) tỉ lệ tăng khối lượng (%)
Block 1 1 cong thuc 1 4 21,24 27,6 29,95
Block 1 2 cong thuc 2 2 22,85 27,58 20,70
Block 1 3 cong thuc 2 4 20,42 26,84 31,44
Block 1 4 cong thuc 2 6 19,62 25,71 31,04