1.3.1. Giới thiệu về phụ gia chống mất nước cho sản phẩm thủy sản.
Cơ thịt tôm sau quá trình từ nguyên liệu đến thành phẩm sẽ trải qua nhiều công đoạn, đặc biệt là ở công đoạn cấp đông khối lượng tôm sẽ bị giảm đáng kể do các hiện tượng mất nước vì có sự thay đổi cấu trúc cơ thịt tôm là do sự biến tính protein làm phá vỡ các liên kết dẫn đến khả năng giữ nước kém. Và hiện nay để chống lại hiện tượng mất nước này
Phosphate được sử dụng rộng rãi để thúc đẩy khả năng giữ nước và giảm thất thoát nấu thịt, cá và hải sản (Kijowski & Mast, 1988; Tehnet, Fihne, Nickelson, & Toloday, 1981; Thorarinsdottir, Gudmundsdottir, Arason, Thorkelsson, & Kristbergsson, 2004).
Trong những năm qua thì để giữ nước và tránh tình trạng hao hụt trọng lượng trong quá trình chế biến thì các công ty thường sử dụng phụ gia sodium tripolyphosphate có khả năng giữ nước tốt nhưng một số vẫn đề hiện nay từ các thị trường châu âu đang lo ngại là dư lượng sodium tripolyphosphate vượt quá cho phép trong thịt tôm nên các công ty có xu hương chuyển sang sử dụng thêm non phosphate để giảm đi dư lượng của sodium tripolyphosphate.
Non phostphate có hiệu quả trong giữ nước cho thực phẩm thịt và phụ thuộc vào nồng độ phosphate và tùy vào loại thực phẩm. Vai trò của phosphate là do sự tác động của pH và cường độ ion và sự tương tác của các ion phosphate với các cation hóa trị hai và protein sợi cơ (Thorarinsdottir et al., 2004). Mặc dù vậy phụ gia Non phosphate đã được chứng minh là có hiệu quả trong cải thiện khả năng giữ nước, màu sắc và tính chất cảm quan của thịt tươi, thịt bò, thịt lợn và gia cầm (Ahn, Patience, Fortin, & McCurdy, 1992; Boles, Shand, Patience, McCurdy, & Schaefer, 1993; Kauffman, Greaser, Pospiech, & Russell, 2000; Kauffman et al., 1998).
Non phosphate có chứa acid citric và muối cacbonate hiện đang sử dụng để thay thế thành phần phosphate trong thực phẩm do dư lượng P2O5 vượt quá cho phép ở Thái Lan (Thorarinsdottir et al., 2004).
Vì vậy xu hướng hiện nay sử dụng bổ sung thêm Non phosphate vào trong các thành phần phosphate sẽ giảm bớt được dư lượng phosphate trong thực phẩm. Đảm bảo xuất khẩu qua các nước châu âu đạt yêu cầu của sản phẩm.
1.3.2. Một số loại phụ gia chống mất nước cho sản phẩm thủy sản.
Theo Dyer và A.H.Sutton thì soudium trypolyphosphate và các phụ gia khác thấm vào sản phẩm qua màng mô và tế bào. Trong những điều kiện xác định về nồng độ ion và pH, trypolyphosphate sẽ tác động phân giải phức chất Actomyosin thành Acto và Myosin làm tăng cường khả năng giữ nước của nguyên liệu. Mặc khác khi thấm vào mô và tế bào trypolyphosphate làm nồng độ ion trong nguyên liệu tăng lên khoản 0.4 – 0.6 (Hellbendoorn). Còn các phân tử trypolyphosphate 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 hoặc 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 nguyên liệu có sự biến đổi, một phần đã chuyển vào dạng nước liên kết với các phân tử chất phụ gia. Trở nên khó đóng băng và khó thoát ra ngoài hơn khi tan giá.
Một số loại phụ gia chống mất nước sau: Trisodium diphosphate, dinatri orthophosphate, Disodium diphosphate, tetrasodium diphosphate, non-phosphate, muối
Phụ gia mix phosphate:
Mix phosphate là chế phẩm cải thiện chất lượng và giảm hao hụt khối lượng do mất nước.
* Thành phần:
• Sodium tripolyphotphates:
-Công thức hóa học: Na5P3O10
• Sodium metapetaphosphate
-Công thức hóa học: (NaPO3)6
* Tính chất:
Mix phosphate có dạng bột màu trắng tan có hạn trong nước. Khi hoà tan trong nước Mix phosphate tạo thành dung dịch không màu, không mùi, có độ nhớt và có tính kiềm, bị phân ly tạo ra các ion âm nhiều điện tích.Trong giới hạn cho phép Mix phosphate không gây độc hại cho người sử dụng.
* Giới hạn cho phép:
Mix phosphate qui về P2O5 được phép có trong sản phẩm cuối cùng là 5g/kg sản phẩm.
Ngoài ra giới hạn Mix phosphate còn được phép sử dụng trong sản phẩm cuối cùng tùy thuộc vào từng nước nhập khẩu thủy sản. Mỗi thị trường đều có mức độ qui định khác nhau.
1.3.3. Các yêu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng phụ gia chống mất nước. Nguyên liệu: mức độ ngấm nhanh chậm phụ thuộc chủ yếu vào thành phần cấu trúc của cơ thịt tôm. Ở tôm pto, tôm thịt, khi ngâm phụ gia thì mức độ khuếch tán của phụ gia vào bên trong cơ thịt rất chậm, bản chất chất của tôm khi ngâm quá lâu theo thời gian thì chất lượng tôm sẽ giảm xuống làm giảm giá trị kinh tế. Đối với loại tôm Nobashi thì trạng thái cấu trúc cơ thịt bị phá vỡ khi đó nước bên trong cơ thịt sẽ đi ra bên ngoài và phụ gia bên ngoài sẽ khuếch tán vào bên trong cơ thịt thời gian sẽ diễn ra nhanh hơn so với loại tôm thịt chưa phá vỡ cấu trúc.
Ngoài ra tôm tươi sẽ có mức độ khuếch tán phụ gia vào bên trong cơ thịt sẽ chậm hơn vì cấu trúc của tôm còn vững chắc do liên kết của các protein chưa bị phá vỡ khi tôm còn tươi. Khi tôm bắt đầu bị ươn thối thì các liên kết sẽ bị phá vỡ dần theo thời gian thì tốc độ khuếch tán phụ gia nhanh hơn cho đến khi bão hòa.
Nhiệt độ: yếu tố nhiệt độ rất quan trọng trong việc khuếch tán của chất phụ gia vào trong cơ thịt cũng như sự thủy phân của phụ gia khi nhiệt độ tăng lên. Nhiệt độ từ 8-120C thì mức độ khuếch tán phụ gia là tốt nhất, khi nhiệt độ >120C thì tốc độ khuếch tán vào bên trong cơ thịt tôm sẽ nhanh hơn nhưng đến một mức nhiệt độ vượt quá cho phép thì phụ gia chống mất nước sẽ bị thủy phân (phosphate >150C sẽ bị thủy phân) làm giảm nồng độ của chất phụ gia, đồng thời màu sắc tôm khi nhiệt độ tăng cao sẽ chuyển dần dần sang màu đỏ làm giảm giá trị kinh tế của tôm. Nếu nhiệt độ giảm thấp <80C thì tốc độ khuếch tán của các phân tử phụ gia vào trong cơ thịt tôm sẽ diễn ra chậm hơn khi đó sẽ kéo dài thời gian làm giảm chất lượng của tôm.
Thời gian: thời gian xử lý phụ gia càng lâu thì tỉ lệ tăng khối lượng sẽ càng tăng cho đến khi đạt mức bão hòa. Nếu thời gian ngắn quá tôm sẽ khuếch tán không hoàn toàn và tỉ lệ tăng khối lượng sẽ không đạt yêu cầu. Nếu kéo dài thời gian thì tôm sẽ bị biến đỏ dần.
Nồng độ phụ gia: nồng độ của phụ gia cao hay thấp rất quan trọng vì nếu thấp quá thì tỉ lệ khối lượng tăng lên sẽ thấp khi đó cấp đông sẽ giảm đi khối lượng vượt quá giới hạn cho phép và sẽ không đạt được yêu cầu. Nếu nồng độ phụ gia chống mất nước quá cao thì thời gian ngâm sẽ giảm lại vì khi đó các phân tử sẽ chuyển động theo xu hướng từ nơi có nồng độ cao tới nơi có nồng độ thấp hơn cho đến khi đạt mức bão hòa. Khi nồng độ quá cao thì dư lượng phụ gia trong sản phẩm và sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng.
Tỉ lệ phụ gia: thưởng thì tỉ lệ phụ gia với tôm là 1:1, khi tăng tỉ lệ phụ gia lên thì tôm sẽ ngập trọng phụ gia, diện tích tiếp xúc của tôm và phụ gia tăng lên sẽ làm các phân tử phụ gia dễ dàng khuếch tán vào bên trong thịt tôm nhanh hơn. Tỉ lệ phụ gia thấp sẽ làm phần trên của tôm sẽ không tiếp xúc được với phụ gia
và sẽ không khuếch tán vào được bên trong đồng thời bề mặt bên trên không tiếp xúc được với phụ gia thì nhiệt độ sẽ tăng lên cao và tôm sẽ bị biến đỏ.
Tốc độ khuấy đảo: Đối với sản phẩm tôm Nobashi tốc độ khuấy đảo thường thì 15 -30 phút/lần vì trong thời gian này nồng độ giữa bên trong và bên ngoài cơ thịt tôm chênh lệch nên cần tăng cường tốc độ trao của phụ gia thì phải khuấy đảo, ở tôm Nobashi đã duỗi chỉ nên khuấy đảo 4-8 lần, nếu khuấy đảo nhiều thì sẽ làm tôm bị gãy nát.
1.3.4. Thực trạng sử dụng phụ gia chống mất nước trong ngành công nghiệp chế biến thủy sản ở Việt Nam. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các công ty ở Việt Nam hiện đang phải đối đầu với những phàn nàn khi bị các nước EU cảnh báo về hàm lượng muối cao trong các sản phẩm cá tra fillet. Hàm lượng muối cao hầu hết do sử dụng chất bảo quản Sodium tripolyphosphate quá mức. Hóa chất này có tác dụng giữ nước, duy trì độ ẩm, dai trong sản phẩm thủy sản; do đó làm tăng trọng lượng hàng thủy sản đông lạnh.
Bộ Thủy sản Anh cũng đã chỉ ra về việc bán cá bán cả nước thêm vào cá, và đó là hành vi lừa dối người tiêu dùng. Tại EU, việc sử dụng trypolyphosphate không bị coi là bất hợp pháp nhưng thị trường này cũng đặt ra những hướng dẫn rất chi tiết và khắt khe về hàm lượng Sodium trypolyphosphate được phép sử dụng trong quá trình chế biến, quan trọng hơn cả, nếu sử dụng trypolyphosphate thì phải ghi rõ trên bao bì sản phẩm ngay tại thời điểm bán hàng, để người tiêu dùng biết rõ.
Hóa chất tăng trọng non-phosphate ngày càng được các nhà chế biến thủy sản sử dụng nhiều để giữ nước trong các sản phẩm thủy sản đông lạnh. Hóa chất này khó phát hiện hơn là trypolyphosphate và tệ hơn là nhiều công ty đã sử dụng một cách vượt quá giới hạn cho phép lại đưa ra dư lượng non-phosphate trong sản phẩm thủy sản đông lạnh. Việc sử dụng phosphate hay non-phosphate không đơn thuần là biện pháp duy trì độ ẩm cho sản phẩm cá tra Việt Nam mà các công ty còn xem nó như là một lợi nhuận khi lạm dụng quá nhiều hóa chất này để năng tỉ lệ khối lượng lên để tăng thêm lợi nhuận cho công ty nên đã để lại những hậu quả về sức khỏe cho người tiêu dùng nhiều hơn.
Các hệ thống siêu thị bán lẻ tại EU hiện nay đang quan tâm đến việc hàm lượng muối và nước trong cá, tôm quá cao. Để bảo đảm an toàn cho người tiêu dùng hiện các hệ thống siêu thị đang kiểm tra hàm lượng muối nước đạt yêu cầu để bảo vệ người tiêu dùng khi sử dụng các sản phẩm này.
1.3.5. Các nghiên cứu liên quan đến việc xử lý phụ gia chống mất nước cho thủy sản. thủy sản.
Hiện tượng giảm trọng lượng và chất lượng của sản phẩm thực phẩm đông lạnh là hiện tượng phổ biến trong công nghiệp sản xuất thực phẩm, đặc biệt là trong công nghiệp chế biến thủy sản. Nó quyết định đến lợi ích kinh tế, doanh thu của doanh nghiệp. Do vậy từ trước đến nay đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề này.
1.3.5.1. Các nghiên cứu trong nước.
Viện nghiên cứu Hải Sản Hải Phòng, Nhà Máy Chế Biến Thủy Sản Hạ Long Hải Phòng… Đặc biệt là công ty Seaprodex Việt Nam và trung tâm kcs thành phố HCM cũ đã có nhiều nghiên cứu tìm cách giải quyết vấn đề trên và đã có nhiều đóng góp đáng kể cho ngành Thủy Sản. Nhưng các nghiên cứu này chủ yếu hướng tới ảnh hưởng của các điều kiện bên ngoài như nhiệt đô, độ ẩm, tốc độ làm đông… các nghiên cứu này chỉ mới giải quyết được một phần trong hiện tượng chống mất vì vẫn chưa thể làm giảm được sự hao hụt trọng lượng trong quá trình cấp đông và bảo quản đông.
Một số tác giả (Phan Thị Liên, Vũ Duy Đô, 1998) nghiên cứu dung chất phụ gia tạo màng bằng dung dịch Alginate natri, Agar – Agar loãng… để mạ băng cho sản phẩm nhằm ngăn ngừa sự bay hơi nước nhưng vẫn còn nhiều hạn chế do nhiệt độ để hòa tan dung dich cao làm tôm dễ bị biến màu nên vẫn chưa thể áp dụng.
Nguyễn Anh Tuấn (1996), đã nghiên cứu theo hướng tìm cách tác động vào cấu trúc bên trong của tôm và đưa ra giải pháp xử lý ngâm tôm sú thịt trong dung dịch STPP 4% + acid citric 3g/l + Mono Sodium Glutamate (MSG) 1%, khuấy đảo liên tục với tốc độ 20-25 vòng/ phút, thời gian 50 – 60 phút thì khắc
phục được tôm đông lạnh không bị mất trọng lượng đồng thời cũng cải thiện được về mặt chất lượng cảm quan.
Nguyễn Anh Tuấn (2004) đã đưa ra giải pháp xử lý phụ gia tối ưu cho đối tượng tôm sú thịt đông lạnh như sau: Ở nhiệt độ xử lý 15± 20C và thời gian xử lý 50 – 55 phút, đối với nguyên liệu bảo quản qua 1 ngày, nồng độ các chất phụ gia thích hợp là STPP 3.6%, Acid Sorbic 0.34%, MSG 0.66% ; tỷ lệ dung dịch/ tôm là 1/1. Đối với nguyên liệu bảo quản qua 2 ngày, nồng độ các chất phụ gia thích hợp là STPP 3.6%, Acid Sorbic 0.36%, MSG 0.66% ; tỷ lệ dung dịch/ tôm là 1/1.
1.3.5.2. Các nghiên cứu ngoài nước.
Việc sử dụng các chất phụ gia thực phẩm hiện nay đã được nghiên cứu và dùng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới, để hạn chế sự mất nước giảm trọng lượng và chất lượng của thịt và thủy sản trong công nghiệp thực phẩm. Chẳng hạn như:
Nghiên cứu của Edwin S. Hussey (1986) [18] về việc sử dụng chất phụ gia STPP trong xử lý sản phẩm thủy sản khi chế biến, hạn chế được sự mất trọng lượng sản phẩm sau chế biến và vẫn giữ được đặc tính tự nhiên của sản phẩm.
Nghiên cứu của Lawrence A. Shimp và John E.Steinhauer (1983) [19] về quá trình chế biến tôm có sử dụng 2 chất phụ gia Sodium tripolyphosphate và sodium acid pyrophosphate tỉ lệ 80:20 đến 60:40 và pH = 6,2 – 7,1 làm tăng trọng lượng đến 7% và vẫn giữ được đặc tính tự nhiên của sản phẩm
Các nghiên cứu của Ellison (1934), Young (1941); Dyer và Draser (1961), Hoslton (1996), Castell (1996)… cho thấy sự giảm trọng l,ượng của cá đông lạnh phụ thuộc rất nhiều yếu tố như: giống loài, tình trạng ban đầu của nguyên liệu, phương pháp là đông, phương pháp bảo quản, thời gian bảo quản… mức trung bình sau 1 tuần bảo quản đông thấp là 2% - 4% và cao nhất là 18%.
Theo Dyer và các cộng tác viên (1962) phương pháp rã đông ảnh hưởng tới sự giảm trọng lượng. Rã đông trong điều kiện tốt thì mứcgiảm trọng lượng
sẽ nhỏ 10%, rã đông trong điều kiện không tốt thì mức giảm trọng lượng có thể lên tới 17%.
Theo Bendal (1954); Ellis và Winebester (1959); Hellendoorn (1962) thì dung nước muối ăn và các loại muối Polyphosphate để xử lý một số loài cá trước khi làm đông sẽ hạn chế được sự giảm trọng lượng và cải thiện chất lượng cảm quan của sản phẩm.
Khi nghiên cứu sử dụng polyphosphate để hạn chế giảm trọng lượng của cá fillet và cải tiến chất lượng cá đông, A.H.Sutton cho thấy tất cả các trường hợp sử dụng STPP và Sodium pyrophosphate thì STPP cho kết quả tốt hơn. STPP có hai tác dụng: làm giảm sự mất nước khi tan giá và làm tăng sự giữ nước giúp cải thiện các thuộc tính cấu trúc của thịt cá khi luộc chín.
Công ty Budenheim ở Đức đã có nhiều nghiên cứu sử dụng các loại polyphosphate phối hợp với nhiều chất khác có các đặc tính ngăn ngừa sự oxi hóa, điều hòa độ pH, điều hòa mùi vị… đã đưa ra thị trường nhiều chế phẩm có tên: Carnal 659, Carnal 659’S, Carnal 961, Carnal 2110, Budal 761, Budal 739 sử dụng trong chế biến thủy sản. Các chế phần này có thành phần chủ yếu là hỗn hợp của nhiều phosphate, đa phần là hỗn hợp của Diphosphate, Tripolyphosphate, Hexametaphosphate.
Từ thập niên 1980, các công ty chế biến và kinh doanh thủy sản Nhật Bản đã ứng dụng chế phẩm BL-7P trong chế biến tôm đông lạnh, BL-7P dung cho tôm đông lạnh là hỗn hợp gồm nhiều chất như Sodium tripolyphosphate, Sodium metaphosphate, Sodium pyrophosphate và một số chất bảo quản, chất