Trong thành phần thủy sản có khoảng 75% là nƣớc. Lanh đông là tiến trình chuyển đổi hầu hết lƣợng nƣớc trong cá thành nƣớc đá. Nƣớc trong thủy sản tồn tại ở dạng chất hòa tan và dạng keo, do đó điểm lạnh đông của thủy sản thấp hơn 0oC. Điểm lạnh đông phụ thuộc vào nồng độ chất hòa tan trong dung dịch, thƣờng dao động trong khoảng -1 -2oC. Trong suốt quá trình lạnh đông, nƣớc dần dần chuyển thành nƣớc đá, nồng độ muối hữu cơ và vô cơ hòa tan tăng lên, điểm lạnh đông tiếp tục hạ thấp xuống. Ngay cả ở nhiệt độ -25oC, nhƣng chỉ khoảng 90 95% nƣớc thật sự đóng băng, lƣợng nƣớc này không bao gồm nƣớc liên kết. Vì vậy, không bao giờ có điểm lạnh
đông cố định. Tuy nhiên, phần lớn nƣớc (khoảng 75 80%) đƣợc đông kết ở nhiệt độ -1 -5oC khoảng nhiệt độ này đƣợc gọi là điểm tới hạn hay vùng lạnh đông.
Trong suốt thời gian đầu của quá trình lạnh đông nhiệt độ giảm nhanh xuống dƣới điểm lạnh đông của nƣớc đá, khi đó lƣợng nhiệt yêu cầu tách ra lớn trong giai đoạn 2 để chuyển một lƣợng lớn nƣớc liên kết thành nƣớc đá, sự thay đổi nhiệt độ rất ít và giai đoạn này đƣợc gọi là giai đoạn ngƣng nhiệt, Có khoảng 3/4 nƣớc đƣợc chuyển đổi tạo thành nƣớc đá, nhiệt độ một lần nữa bắt đầu giảm và trong suốt giai đoạn thứ 3 này hầu nhƣ lƣợng nƣớc còn lại đóng băng, một lƣợng nhỏ nhiệt đƣợc tách ra trong suốt giai đoạn này.
Sự ƣơn hỏng tiếp tục giảm nhanh ở nhiệt độ dƣới 0oC. Đây là điểm quan trọng để chuyển nhanh đến giới hạn lạnh đông. Tuy nhiên, quá trình lạnh đông chậm cho kết quả sản phẩm có chất lƣợng kém và đây là nguyên nhân chính dẫn đến sự phân giải protin.
Khi nhiệt độ giảm xuống dƣới điểm đóng băng của thủy sản, dung dịch đầu tiên đƣợc làm lạnh xuống nhanh, sau đó dung dịch bắt đầu kết tinh hoặc hình thành kết tủa và tinh thể nƣớc đá đƣợc hình thành ở giai đoạn 2. Đầu tiên có một ít phân tử, đó là các phân tử nhỏ của các chất lơ lững không hòa tan trong chất lỏng hoặc sự kết hợp ngẫu nhiên của các phân tử nƣớc để tạo thành tinh thể nƣớc đá theo tiêu chuẩn.
Sang giai đoạn 2, các tinh thể đá hình thành lớn dần lên, lƣợng nhiệt tách ra chậm kết quả làm cho quá trình lạnh đông chậm lại, tinh thể đá hình thành với kích thƣớc lớn hơn và số lƣợng ít hơn, có thể gây ra sự phá vỡ cấu trúc tế bào. Kết quả làm mất dịch bào và làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm sau khi tan giá. Ngƣợc lại, lƣợng nhiệt tách ra nhanh là kết quả của quá trình lạnh đông nhanh, tạo ra số lƣợng lớn tinh thể đá nhỏ. Vì vậy, giảm sự hao hụt dịch bào và phá vỡ cấu trúc tế bào.
Tuy nhiên, vách tế bào của cá đƣợc xem nhƣ là lớp màng elastic để chống lại sự phá vỡ tế bào từ sự hình thành tinh thể nƣớc đá lớn để giảm sự mất dịch khi tan giá cá lạnh đông. Thực tế, phần lớn lƣợng nƣớc đƣợc liên kết trong cấu trúc của protein và sẽ không bị mất đi do sự rò rĩ khi tan giá. Lƣợng nƣớc liên kết này có thể đƣợc xác định khi ép mô cơ cá tƣơi bằng tay và không thấy có chất lỏng thoát ra. Sự tan giá của bất kỳ loại sản phẩm cá nào cũng có sự mất dịch từ phần thịt cá, đƣợc giải thích thông qua sự phân giải protein trong suốt quá trình lạnh đông gây nên sự biến đổi protein làm mất khả năng liên kết nƣớc. Sự phân giải protein dựa trên nồng độ enzyme, các thành phần khác và nhiệt độ. Sự phân giải này sẽ giảm khi nhiệt độ thấp. Dĩ nhiên, nhiệt độ càng thấp, một lƣợng lớn nƣớc sẽ chuyển thành tinh thể nƣớc đá và nồng độ của enzyme trong dung dịch tăng lên. Vì vậy, dƣới điểm lạnh đông của nƣớc, nồng độ và nhiệt độ có mối quan hệ gần nhau.
Lạnh đông nhanh là dạng phổ biến, đƣợc ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các tiến trình lạnh đông của thực phẩm vì nó giải quyết hầu hết các yêu cầu bảo quản cũng nhƣ tính hiệu quả của phƣơng pháp này. Do trong tiến trình bảo quản lạnh đông cá là sự kết hợp của sự giảm nhiệt độ và hạ thấp độ hoạt động của nƣớc.
(Bộ Thủy sản, 2004; Trần Đức Ba et al., 2004)
2.3.3 Các phƣơng pháp lạnh đông
* Lạnh đông chậm
Lạnh đông chậm có độ quá lạnh là -4 -1°C, tốc độ lạnh đông là 0,5 cm/h nên thời gian lạnh đông thƣờng kéo dài 10 15 giờ tùy theo kích cỡ của sản phẩm. Tinh thể đá hình thành trong gian bào rất ít và có kích thƣớc lớn, gây ra sự cọ sát các tinh thể đá với màng tế bào dẫn đến rách màng tế bào, phá hủy cấu trúc mô tế bào làm sản phẩm giảm chất lƣợng.
* Lạnh đông nhanh
Phƣơng pháp lạnh đônh nhanh có độ quá lạnh từ -30 -10°C và tốc độ làm lạnh đông 1 3 cm/giờ, thời gian lạnh đông thƣờng kéo dài 2 6 giờ tùy thuộc vào kích cỡ sản phẩm. Số tinh thể đá hình thành trong tế bào và gian bào nhiều, kích thƣớc nhỏ nên không làm rách màng tế bào và cấu trúc mô. Vì thế chất lƣợng sản phẩm đƣợc giữ nhƣ ban đầu.
* Lạnh đông tức thời
Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc tiến hành trong môi trƣờng nitơ lỏng hoặc một số khí hóa lỏng khác. Thời gian lạnh đông khoảng 10 15 phút. Sản phẩm lạnh đông bằng phƣơng pháp này bảo đảm hầu nhƣ nguyên vẹn chất lƣợng nguyên liệu nhƣ ban đầu. (Bộ Thủy sản, 2004; Phan Thị Thanh Quế, 2005)
2.3.4 Các biến đổi của thủy sản trong quá trình lạnh đông
2.3.4.1 Biến đổi vật lý
* Tăng thể tích:Nƣớc trong thủy sản đóng băng làm tăng thể tích 10%. Điều này làm cho sản phẩm bị gồ ghề ở giữa do khi lạnh đông phần lớn nƣớc phía ngoài sẽ đƣợc đóng băng trƣớc và tăng thể tích, đẩy phần nƣớc chƣa đóng băng vào giữa và khi phần nƣớc ở giữa đƣợc đóng băng thì tăng thể tích, phần nƣớc này không còn chổ để giản ra buộc phải nhô lên làm cho sản phẩm bị gồ ghề bề mặt.
* Thay đổi màu sắc: Do mất nƣớc, các sắc tố hemoglobin, myoglobin, hemoxyamin chuyển thành metmyoglobin và methemoxyamin làm màu sắc sậm lại. Ngoài ra, do tốc độ lạnh đông chậm hay lạnh đông nhanh mà tinh thể đá đƣợc hình thành to hay nhỏ, nhiều hay ít sẽ có tiết xạ quang học khác nhau. Sảm phẩm thủy sản có tinh thể đá nhỏ thì có màu lợt hơn so với sản phẩm cá có tinh thể đá to.
* Sự giảm khối lƣợng: Sản phẩm lạnh đông bị giảm khối lƣợng do sự bay hơi nƣớc hoặc do thiệt hại lý học trong quá trình lạnh đông. Thiệt hại lý học xảy ra do xáo động trong khi lạnh đông, khiến cho nhiều mảnh nhỏ bị vở vụn. Hình thức thiệt hại khác là sản phẩm thủy sản bị dán chặc vào mâm cấp đông hoặc đai truyền làm mất một phần khối lƣợng khi tách khuôn. Ngƣời ta có thể làm giảm sự mất khối lƣợng bằng cách dùng bao bì kín và hút chân không để lấy không khí trong bao bì, hạn chế sự bốc hơi ấm của sản phẩm.
* Sự cháy lạnh: Sự cháy lạnh dễ dàng xảy ra do sự mất nƣớc ở bề mặt sản phẩm trong quá trình lạnh đông. Kết quả, hình thành các đốm nâu không mong muốn trên bề mặt sản phẩm làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Ngoài ra, khi sản phẩm bị cháy lạnh còn làm cho sản phẩm bị mất trọng lƣợng do sự bay hơi nƣớc kéo theo sự khô héo, đen bề mặt,… làm sản phẩm bị xốp.
2.3.4.2 Biến đổi vi sinh
Khi thủy sản đƣợc hạ xuống dƣới điểm đóng băng, thì hoạt động của VSV sẽ chậm lại. Ở nhiệt độ -10°C vi khuẩn cái loại, không phát triển nhƣng nấm men, nấm mốc chƣa bị ức chế. Phải hạ nhiệt độ xuống dƣới -18°C sẽ ngăn chặn đƣợc nấm men, nấm mốc, vì ở nhiệt độ này hơn 86% nƣớc trong sản phẩm đã bị đóng băng.
2.3.4.3 Biến đổi hóa học
* Biến đổi protein: Ở nhiệt độ -5 -1°C protein bị biến tính, myosin bị kết tủa. Nếu tiến hành phƣơng pháp lạnh đông chậm thì protein bị biến tính càng nhiều do kéo dài thời gian lạnh đông. Vì vậy, cần tiến hành lạnh đông nhanh để hạn chế sự biến tính protein. Ở nhiệt độ thấp -20°C protein hầu nhƣ không bị biến tính.
* Biến đổi lipid:Cá tra là loại cá béo nên sự oxy hóa chất béo rất dễ xảy ra. Lipid bị oxy hóa do quá trình thủy phân và hàm lƣợng acid béo tự do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản.
* Biến đổi carbohydrate:Khi lạnh đông thủy sản thì sự biến đổi của glycogen hầu nhƣ không đáng kể trong tiến trình lạnh đông.
* Biến đổi vitamin: Vitamin ít bị mất trong quá trình lạnh đông, đa số bị mất trong quá trình chế biến. Ở nhiệt độ lạnh, vitamin A tỏ ra bền vững, vitamin B2, PP mất một ít, mất nhiều khi sản phẩm mất nƣớc và cháy lạnh.
* Biến đổi chất khoáng: Nhiệt độ lạnh đông không ảnh hƣởng tới chất khoáng nhƣng do sự biến đổi cơ cấu sản phẩm khi lạnh đông làm hao hụt một lƣợng lớn chất khoáng tan trong dịch bào chảy ra ngoài khi tan giá (Bộ Thủy sản, 2004)
2.4 YÊU CẦU VỀ BÁN THÀNH PHẨM VÀ THÀNH PHẨM TẠI CÔNG TY 2.4.1 Kiểm tra nhiệt độ của bán thành phẩm ở các công đoạn 2.4.1 Kiểm tra nhiệt độ của bán thành phẩm ở các công đoạn
Trƣớc mỗi công đoạn chế biến, sự thay đổi nhiệt độ là yêu cầu quan trọng nhất. Chính vì vậy, sự ổn định nhiệt độ của nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào cấp đông cần đƣợc kiểm soát chặt chẽ, cụ thể là:
- Công đoạn fillet: Nhiệt độ bán thành phẩm là 20 22°C. - Công đoạn lạng da: Nhiệt độ bán thành phẩm là 20 22°C. - Công đoạn định hình: Nhiệt độ bán thành phẩm 15°C. - Công đoạn đông IQF: Nhiệt độ bán thành phẩm 10°C.
2.4.2 Kiểm tra thao tác, kỹ thuật của từng công đoạn
- Công đoạn fillet: Cá sau khi fillet phải đảm bảo có bề mặt nhẵn, phẳng, không đƣợc xót xƣơng, sót thịt trong xƣơng, tránh vỡ mật làm cho thịt cá vàng. Sau khi cá đƣợc fillet xong phải đƣợc rửa sơ bộ qua vòi nƣớc để loại bỏ một phần tạp chất, vi sinh vật bám bên ngoài.
- Công đoạn lạng da: Sau khi lạng phải sạch da không phạm thịt và rách dè, cho phép xót da không quá 10% diện tích bề mặt miếng fillet.
- Công đoạn định hình: Bán thành phẩm không còn xót mỡ, xƣơng, da, thịt đỏ, màng trắng. Sau khi định hình bề mặt phải phẳng, không đƣợc rách, sần sùi, phạm thịt. - Công đoạn đông IQF: Khi xếp cá lên băng chuyền phải xếp thành từng lớp, không quá dày, không quá thƣa, sau khi vuốt miếng cá phải phẳng, gọn, hình dáng đẹp.
2.4.3 Các chỉ tiêu chất lƣợng nội bộ về sản phẩm tại công ty
Tƣơng tự nhƣ đối với các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nguồn nguyên liệu, chất lƣợng sản phẩm (fillet cá tra đông lạnh) đƣợc sản xuất tại công ty cũng đƣợc xây dựng, bao gồm:
- Các chỉ tiêu về cảm quan (bảng 2.3)
- Các chỉ tiêu hóa học (bảng 2.4)
- Yêu cầu kiểm soát vi sinh (bảng 2.5)
Ngoài ra, còn có các yêu cầu về ký sinh trùng, yêu cầu về cách bao gói, ghi nhãn sản phẩm.
Bảng 2.3: Chỉ tiêu cảm quan sản phẩm fillet cá tra đông IQF
Tên chỉ tiêu Yêu cầu
Màu sắc Trắng tự nhiên đặc trƣng của sản phẩm, không có màu lạ.
Mùi Thơm đặc trƣng của sản phẩm, không có mùi lạ.
Vị Đặc trƣng của sản phẩm, không có vị lạ.
Trạng thái Cơ thịt mịn, săn chắc, có tính đàn hồi, vết cắt nhẵn, không sót xƣơng, da, mỡ, cơ thịt đỏ, phần thịt bụng đƣợc xử lý sạch, cho phép tối đa 2 đóm máu hoặc đƣờng gân máu trên thịt. Băng đƣợc mạ đều trên bề mặt sản phẩm.
Tạp chất Không cho phép.
Khối lƣợng Khối lƣợng tịnh của mỗi đơn vị sản phẩm trên mẫu kiểm sau khi rã đông
nhanh để ráo nƣớc 5 phút, cho phép sai khác 2,5%; song giá trị trung bình của tổng số mẫu kiểm, phải đạt giá trị ghi trên bao bì.
(Nguồn: Dựa theo 28 TCN 117:1998)
Bảng 2.4: Chỉ tiêu hoá học
Tên chỉ tiêu Mức
Hàm lƣợng tổng số nitơ bazơ bay hơi (≤ mg/ 100 g sản phẩm) 25
Hàm lƣợng borat (mg/ 1 kg sản phẩm) Không cho phép
Dƣ lƣợng kháng sinh (mg/ 1 kg sản phẩm) Không cho phép
Dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật (mg/ 1 kg sản phẩm) Không cho phép
(Nguồn: Theo 28 TCN 117:1998)
Bảng 2.5: Chỉ tiêu vi sinh
Tên chỉ tiêu Mức
Tổng số vi sinh vật hiếu khí (≤ cfu/ g sản phẩm) 106
Tổng số Coliforms (≤ cfu/ g sản phẩm) 2×102
Staphylococus aureus (≤ cfu/ g sản phẩm) 102
E. coli (≤ cfu/ g sản phẩm) Không cho phép
Salmonella (≤ cfu/ 25 g sản phẩm) Không cho phép
Vibrio cholera (≤ cfu/ 25 g sản phẩm) Không cho phép
(Nguồn: Theo 28 TCN 117:1998)
* Ký sinh trùng phát hiện bằng mắt
Sản phẩm fillet cá tra đông IQF không cho phép sự hiện diện của ký sinh trùng.
* Bao gói, ghi nhãn, vận chuyển, bảo quản
* Bao gói: Sản phẩm cá tra đƣợc đóng gói trong túi PE sạch, khô, nguyên vẹn với khối lƣợng từ 0,9 ÷ 1 kg/ túi PE (tùy theo yêu cầu khách hàng). Ghi nhãn sản phẩm in
- Tên sản phẩm: Tên thƣơng mại, tên khoa học. - Mã số cơ sở sản xuất, mã số lô.
- Khối lƣợng sản phẩm: Gross weight và Net weight.
- Hƣớng dẫn sử dụng, ngày sản xuất, ngày hết hạn sử dụng,… - Nƣớc sản xuất: Sản phẩm của Việt Nam.
* Vận chuyển: Trong quá trình vận chuyển sản phẩm cá tra bằng xe tải lạnh phải đảm bảo điều kiện vệ sinh và ổn định nhiệt độ ≤ -18°C.
* Bảo quản: Sản phẩm cá tra đƣợc bảo quản trong kho lạnh ở nhiệt độ ≤ -18°C. Thời gian bảo quản từ 18 ÷ 24 tháng kể từ ngày sản xuất.
2.5 CÁC BIẾN ĐỔI XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH THU MUA, CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM
2.5.1 Hiện tƣợng thối rữa
* Nguyên nhân: Do phƣơng pháp bảo quản không đúng, nhiệt độ không đủ để gây ức chế sự phát triển của VSV gây thối rửa (Staphylococcus) làm cho cơ thịt cá bị biến chất: Cơ thịt mềm, lỏng lẻo… mà vẫn đem chế biến bảo quản trong thời gian dài.
* Cách khắc phục: Phải phủ đá cho miếng fillet khi định hình và phân cỡ và phải đảm bảo nhiệt độ thích hợp.
2.5.2 Hiện tƣợng cháy lạnh khi bảo quản
* Nguyên nhân: Do nhiệt độ của kho lạnh cao hơn nhiệt độ của sản phẩm nên có sự truyền nhiệt độ làm cho một phần ẩm rã đông và bốc hơi trong điều kiện lạnh. Chổ bốc hơi để lại những khoảng trống, nếu quá trình truyền nhiệt tiếp tục, ẩm sẽ di chuyển dần vào trong sản phẩm để lại những khối xốp do mô cơ không còn nƣớc. Từ đó, oxy trong không khí lan vào tác động với các chất trong tế bào làm biến đổi sản phẩm.
* Cách khắc phục
- Nhiệt độ của kho phải thấp hơn hoặc bằng nhiệt độ của sản phẩm. Nên duy trì nhiệt độ kho là -20 ± 2°C.
- Kho phải đƣợc thƣờng xuyên đóng cửa. Thời gian xuất nhập hàng phải nhanh. Kho không đƣợc mở quá 3 giờ.
- Xếp hàng vào kho đúng quy định.
2.5.3 Sự bay hơi ẩm bề mặt
* Nguyên nhân: Hiện tƣợng này xảy ra trong quá trình cấp đông và bảo quản do sản phẩm không đƣợc mạ băng mà đƣa đi bảo quản hay nhiệt độ kho bảo quản cao hơn nhiệt độ sản phẩm.
* Cách khắc phục
- Không chỉnh nhiệt độ kho xuống quá thấp. - Kiểm soát chặt sản phẩm khi đƣa vào trong kho. - Thƣờng xuyên kiểm tra kho.
(Trần Đức Ba, 2004; Tài liệu kỹ thuật của công ty).
2.6 TẦM QUAN TRỌNG CỦA MẠ BĂNG SẢN PHẨM
Mạ băng là quá trình phủ lên sản phẩm lạnh đông bằng một lớp nƣớc đá nhằm làm chậm sự mất nƣớc cũng nhƣ sự oxi hoá. Thông thƣờng, mạ băng đƣợc thực hiện bằng cách ngâm sản phẩm lạnh đông vào trong thùng nƣớc lạnh hoặc phun sƣơng một lớp nƣớc lạnh áo mỏng lên trên sản phẩm lạnh đông. Do nhiệt độ sản phẩm thấp nên nƣớc