L ỜI CÁM ƠN
1.3. Một số phương pháp bảo quản tôm nguyên liệu
1.3.1 . Bảo quản tôm bằng phương pháp làm lạnh
Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ thối rữa của thực phẩm thông qua ảnh hưởng của nó đối với các enzyme của vi khuẩn và sự tự phân giải. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng tới tỷ lệ phát triển của vi khuẩn. Khi hạ thấp nhiệt độ thì hoạt động của enzyme và vi sinh vật trong tôm sẽ giảm xuống, như vậy tôm nguyên liệu có thể giữ tươi được một thời gian. Cách quan trọng nhất để bảo quản thủy sản tươi, ở cả vù ng khí hậu nhiệt đới và vùng khí hậu ôn đới từ giữa thế kỷ XIX tới nay là giữ cho thủy sản ở nhiệt độ khoảng 0 oC. Môi trường làm lạnh phổ biến nhất là nước đá (trên 0 oC), hỗn hợp nước đá và NaCl, hay nước đá được làm từ nước biển [8].
1.3.2 . Bảo quản lạnh kết hợp với hóa chất
Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu về các loại hóa chất dùng để bảo quản tôm nguyên liệu. Dùng hóa chất để bảo quản tôm tốt nhất là kết hợp với nhiệt độ thấp, yêu cầu của hóa chất dùng là: không độc hại đối với cơ thể người, không có mùi vị lạ, tính chất hóa học ổn định, dễ hòa tan trong nước, không làm hư hỏng dụng cụ bảo quản, có hiệu lực sát trùng mạnh, giá thàn h thấp và cách sử dụng thuận tiện [8].
Sử dụng Chlorine
Cách sử dụng chlorine là được chế thành nước đá hoặc dùng dung dịch để nhúng tôm. Đối với loại dung dịch thời gian ngâm dài hay ngắn phụ thuộc vào loại nguyên liệu và lượng Clo có hiệu quả trong dung dịch.
Năm 1994, nghiên cứu của Nguyễn Trọng Cẩn và Nguyễn Việt Dũng đã cho thấy sử dụng dung dịch chlorine 40 ppm, nhúng tôm sú tươi vào dung dịch 15 phút sau đó vớt ra dùng nước đá để bảo quản trong các thùng cách nhiệt. Kết quả thí nghiệm cho thấy: chlorine có tác dụng bảo quản tương đối tốt, so với bảo quản tôm nguyên liệu bằng nước đá thì tôm sau khi ngâm vào dung
dịch chlorine rồi bảo quản trong nước đá có thời gian bảo quản kéo dài thê m từ 0,5 đến 1 ngày [6].
Các chất polyphosphate
Năm 1988, Menabrito và Regenstein đã chỉ ra các polyphosphate có vai trò quan trọng trong công nghệ chế biến thủy sản, chúng có khả năng tương tác với nhiều thành phần trong thực phẩm, thể hiện nhiều chức năng:
- Tương tác với các ion kim loại
- Tác dụng đệm: các polyphosphate được sử dụng như là các chất đệm, đặc biệt những chất này chứa các natri tripolyphosphat (Na5P3O10). - Tạo liên kết với nước: các phương pháp xử lý thực phẩm thủy sản bằng
polyphosphate làm cho protein của cơ thịt giữ lại nước tự nhiên trong cơ và nhờ đó tránh được hiện tượng mất nước.
- Bảo quản thực phẩm: polyphosphate giúp tránh hoặc làm chậm lại quá trình oxy hóa các chất béo không no có trong thực phẩm và ngăn chặn một số vi sinh vật liên quan đến quá trình làm hư hỏng thực phẩm.
Năm 1982, Anon đã tiến hành bảo quản tôm tươi trong nước đá có natri triphosphate với nhiều nồng độ khác nhau, kết quả cho thấy tôm bảo quản trong nước đá có chứa 1- 2 % natri triphosphate (theo trọng lượng) có chất lượng dinh dưỡng được nâng lên đáng kể so với tôm bảo quản trong nước đá thường[64].
1.3.3 . Bảo quản bằng phương pháp làm lạnh kết hợp điều chỉnh khí quyển
Không khí bình thường chứa khoảng 78 % nitơ, 21 % oxy và 0,1 % CO2. Điều chỉnh khí quyển (modified atmosphere) là phương pháp phân bố lại thành phần các chất khí trong môi trường bảo quản. Trong quá trình này, vi sinh vật sẽ bị ảnh hưởng rất lớn bởi các biến đổi trong thành phần khí và kết quả là kéo dài thời gian bảo quản. Người ta thường sử dụng riêng lẻ các khí CO2, SO2, O2, CO và N2 hay hỗn hợp giữa các khí này để tạo ra sự thay đổi trong thành phần của không khí bảo quản [44].
Ưu điểm của phương pháp làm lạnh kết hợp điều chỉnh khí quyển là: kéo dài thời gian bảo quản và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
1.3.4 . Bảo quản bằng phương pháp lạnh đông
Phương pháp làm lạnh đông tức là hạ thấp nhiệt độ của tôm nguyên liệu xuống dưới -8 oC. Như vậy một lượng nước lớn ở trong nguyên liệu sẽ bị đông kết lại, làm ngừng đến mức tối đa hoặc đình chỉ hoàn toàn hoạt động của các enzyme nội tại và các vi sinh vật gây thối rữa. Hiện tại đây là phương pháp giữ tươi nguyên liệu tốt nhất, đảm bảo được tính chất, mùi vị và giá trị dinh dưỡng của tôm nguyên liệu. Tùy theo t hời gian bảo quản dài hay ngắn mà tôm nguyên liệu được bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn như -18 oC hay -25 oC. Phương pháp làm lạnh đông là cách bảo quản tôm nguyên liệu tốt, tuy vậy trong quá trình bảo quản chất lượng của nguyên liệu cũng có sự biến đổi như protein bị biến tính, chất béo bị thủy phân hoặc bị oxy hóa, đặc biệt là những biến đổi về vật lý và cấu trúc của nguyên liệu [5], [41].
1.4. Nhữngbiến đổi của nguyên liệu thủy sản trong quá trình bảo quản lạnh
1.4.1. Biến đổi vật lý
Tùy theo phương pháp bảo quản lạnh khác nhau mà nguyên liệu có những biến đổi khác nhau, như nguyên liệu thay đổi trọng lượng, biến đổi trạng thái bề mặt, giảm độ đàn hồi và độ săn chắc của cơ thịt, màu sắc trở nên xấu đi, giảm mùi vị đặc trưng, có thể xuất hiện mùi lạ và thay đổi trạng thái của nước trong thực phẩm. Nguyên nhân do có sự thay đổi hàm lượng nước tự do trong sản phẩm, một lượng đáng kể chất ngấm ra bị thất thoát làm cho mùi vị giảm, chất béo bị oxy hóa làm cho mùi vị, màu sắc thay đổi [4], [71], [11].
1.4.2. Biến đổi hóa học
Nhiệt độ lạnh không tiêu diệt được vi sinh vật nhưng ức chế sự phát triển của chúng, đồng thời làm giảm tốc độ phân giải của enzyme và vi sinh vật. Do đó nguyên liệu thủy sản trong quá trình bảo quản lạnh vẫn bị biến đổidần theo
thời gian bảo quản. Nhiệt độ thấp ức chế tốc độ của các phản ứng hóa sinh trong thủy sản, nhiệt độ càng thấp thì tốc độ phản ứng càng giảm. Các biến đổi hóa sinh chủ yếu như: phân giải protein, chất béo, đường, chất tạo màu, phân hủy acid amin, vitamin, TMAO, creatinphosphat… Đầu tiên protein, lipid và các chất khác phân giải dưới tác dụng của enzyme nội tại tạo thành các chất đơn giản hơn như: pepton, peptid, acid amin, acid béo… Sau đó cùng với thời gian bảo quản kéo dài, vi sinh vật trở nên thích nghi với môi trường s ẽ phát triển mạnh mẽ, chuyển hóa các chất này thành các sản phẩm cấp thấp như: trimethylamin, dimethylamin, indol, NH3, H2S…[4], [11].
1.4.3. Biến đổi vềvi sinh vật
Hệ vi sinh vật ban đầu trong nguyên liệu thủy sản rất đa dạng, bao gồm vi sinh vật thường trú trên nguyên liệu và vi sinh vật lây nhiễm trong quá trình đánh bắt, xử lý và bảo quản. Trong suốt quá trình bảo quản lạnh thực phẩm, hệ vi sinh vật ưa lạnh hoặc có khả năng chịu được nhiệt độ lạnh phát triển nhưng chỉ có một phần hệ này gây hư hỏng th ực phẩm và một phần có khả năng gây bệnh cho con người. Những vi sinh vật gây hư hỏng đặc trưng sinh ra enzyme phân giải cơ thịt thủy sản tạo ra mùi vị khó chịu liên quan đến sự ươn hỏng.
Theo nghiên cứu của Lima (1978), Gram và cộng sự (1990), Huss (1989), vi khuẩn sinh H2S Shewanella putrefacien là vi sinh vật điển hình cho sự hư
hỏng thủy sản ở vùng nước ôn đới khi bảo quản lạnh có không khí. Chúng sẽ sản sinh ra trimethylamin (TMA), hydro sunfit (H2S) và các sunfit dễ bay hơi khác. Theo Dalgard (1993) và Jergensen, Huss (1989), trong quá trình bảo quản ở áp suất điều chỉnh (có CO2), Photobacterium một loài vi khuẩn ưa lạnh
sản sinh một lượng lớn TMA và là một trong những vi khuẩn gây hư hỏng chính. Một số thủy sản nước ngọt và nhiều thủy sản vùng nước nhiệt đới trong quá trình bảo quản lạnh bằng nước đá ở điều kiện hiếu khí được đặc trưng bởi một dạng hư hỏng do Pseudomonas sinh ra một vài sunfit dễ bay hơi, ceton,
este và aldehit. Sự hư hỏng tăng nhanh khi số lượng vi sinh vật gây hư hỏng vượt quá 107 cfu/g [46].
1.5. Tổng quan về phương pháp cảm quan QIM
Phương pháp chỉ số chất lượng QIM được Viện nghiên cứu thực phẩm Tasmania xây dựnglần đầu tiên (Bremner và cộng sự, 1985), là một cách thức đánh giá cảm quan mới có hệ thống, khoa học, khách quan và c hính xác [14], [33].
QIM có ưu điểm so với phương pháp phân loại thường dùng cho nguyên liệu thủy hải sản trước đây vì chỉ sốchất lượng (QI, quality index) của nguyên liệu là tổng biến thiên của tất cả các thuộc tính trên mẫu đánh giá (Hyldig và cộng sự, 1997) [47]. Có thể thiết lập mối quan hệ tuyến tính giữa chỉ số chất lượng QI và thời gian tồn trữ nguyên liệu trong đá, từ đó ước đoán thời gian bảo quản của nguyên liệu (Chytiri và cộng sự, 2004) [35].
Xây dựng thang điểm QIM cho nguyên liệu để đánh giá nhanh chất lượng của chúng có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong thực tếsản xuất tại các nhà máy chếbiến thủy sản vàứng dụng trong nghiên cứu [16].
1.6. Tổngquan về các hợp chất bazơ nitơ bay hơi
Những biến đổi hư hỏng của tôm sau khi chết là kết qu ả của việc tích lũy dần dần các hợp chất phân giải trong cơ thịt. Hàm lượng của các chất này có thể dùng để đo tiến trình hư hỏng của tôm.
Tổng bazơ nitơ bay hơi (TVB-N)
TVB-N được sử dụng như là một phương pháp thay thế cho việc đo hàm lượng trimethylamin (TMA) của tôm, đặc biệt khi gần tới thời điểm hư hỏng cơ thịt tôm chứa một lượng bazơnitơ bay hơi khá cao (chủ yếu là amoniac, TMA, DMA). Những biến đổi của hàm lượngTVB-N trong suốt quá trình bảo
quản rất giống những biến đổi của hàm lượng TMA trong cù ng một chủng loài, tuy vậy trị sốTVB-Nluôn cao hơn.
Khi bảo quản tôm nguyên liệu ở nhiệt độ thấp, hàm lượng TVB-N cũng như hàm lượng TMA rất ít biến đổi trong những ngày đầu, tuy nhiên hàm lượng TVB-N lại thay đổi rất lớn khi cơ thịt tôm bước vào giai đo ạn thối rữa. Vì vậy TVB-N được rất nhiều nhà nghiên cứu dùng làm chỉ tiêu đánh giá độ tươi của tôm ở giai đoạn sau của quá trình bảo quản[8], [2].
Amoniac
Amoniac được tạo ra do vi khuẩn phân hủy amin của các protein, peptid và các amino - acid. Nó còn được tạo ra trong quá trình tự phân giải của các adenosine monophosphate (AMP) trong các sản phẩm thủy sản đã làm lạnh. Amoniac được xem như là một chất chỉ thị cho chất lượng của nguyên liệu thủy sản. LeBlanc (1987) nhận thấy đối với cá tuyết ướp đá, lượng amoniac không tăng đáng kể cho tới ngày bảo quản thứ 16. Trong trường hợp cá trích, lượng amoniac tăng nhanh hơn lượng trimethylamine (TMA). Tuy nhiên , người ta thường dùng TMA để đo gián tiếp sự phát triển của vi khuẩn gây ươn hỏng trên các loài cá gầy [8], [2].
Trimethylamin (TMA)
TMA là một trong các hợp chất bazơ bay hơi được tạo thành trong quá trình hư hỏng của tôm. TMA được tạo thành dưới tác dụng khử TMAO của các enzyme nội tại và hoạt động của các vi sinh vật gây thối.
Hàm lượng của TMA được xem là chỉ số để đánh giá độ tươi của tôm nguyên liệu và cũng đãđược nhiều nghiên cứu sử dụng. Đồng thời chỉ tiêu này cũng đã được FAO/WHO đề nghị là chỉ tiêu chính để đánh giá độ tươi của tôm.
TMA của tôm nguyên liệu biến đổi cùng với thời gian bảo quản và tư ơng đồng với sự biến đổi của lượng vi sinh vật và điểm cảm quan, đặc biệt là mùi của tôm.
Có rất nhiều phương pháp đãđược đưa ra để đo hàm lượng TMA có trong tôm, trong đó phương pháp chưng cất bằng hơi nước được sử dụng nhiều nhất [8], [2].
Dimethylamin (DMA)
Một số loài cá có chứa một enzyme là TMAO dimethylaza (TMAO -aza) có khả năng biến đổi TMAO thành DMA và formaldehyde (FA). Do đó, đối với họ cá Tuyết, DMA được sản sinh cùng FA khi bảo quản đông lạnh, FA dẫn đến quá trình làm cứng các protein. Lượng protein biến tính gần như tỷ lệ với lượng FA/DMA tạo ra.
Dimethylamin được sản sinh do sự tự phân giải trong quá trình bảo quản lạnh (đông lạnh). Sự có mặt của DMA chứng tỏ nguyên liệu thủy sản bảo quản lạnh/đông lạnh có chất lượng kém [66], [5].
1.7. Tình hình nghiên cứu trên thếgiới và trong nước liên quan đến đềtài1.7.1. Tình hình nghiên cứu trên thếgiới 1.7.1. Tình hình nghiên cứu trên thếgiới
Theo Lannelongue và cộng sự (1982) thì thời hạn sử dụng của tôm nguyên liệu ướp lạnh là ngắn (6 ngàyở nhiệt độ từ 5 –6oC), sản phẩm có pH cao (pH = 7,5) đây là điều kiện thuận lợi cho phép vi khuẩn Gram âm, trong đó có vi khuẩn Pseudomonas fragi và Shewanella putrefaciens phát triển một cách nhanh chóng trong điều kiện bảo quản hiếu khí [54].
Theo nghiên cứu của Matches (1982); Zuberi, Wood và Nottingham (1998); Lalitha và Surendran (2006) thì vi khuẩn Pseudomonas spp thường xuyên gây hư hỏng của tôm tươi ướp lạnh tạo mùi lưu huỳn h, gây hư hỏng cho sản phẩmtôm [61].
Chinivasagam và cộng sự (1996); Jeyasekaran và cộng sự (2006) đã phân lập vi khuẩn Gram âm như: Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, Aeromonas, Vibrio, Shewanella, Alcaligenes, Flavobacterium, Coryneforms và Enterobactericeaelà những vi sinh vật thường xuyên nhất đ ược phân lập từ tôm nguyên liệu[36], [48].
Chinivasagam và cộng sự (1996) xác định rằng các loại tôm nhiệt đới bảo quản hiếu khí trong nước đá hoặc đá vụn bị hư hỏng do Pseudomonas fragi và Shewanella putrefaciens. Trong đóShewanella putrefaciens được cho là chiếm ưu thế khi bảo quản tôm bằng đá vụn với hàm lượng oxy thấp do khả năng sử dụng trimethylamineoxide (TMAO). Pseudomonas không sử dụng TMAO và tăng trưởng của nó bị ức chế trong môi trường có nồng độ O2 thấp (Ngo và Mackey, 1992) [61], [36].
Jeyasekaran và cộng sự (2006) đã xác định Pseudomonas spp và Aeromonas là vi sinh vật gây hư hỏng chính của tôm thẻ chân trắng Ấn Độ được bảo quản bằng đá. Những khác biệt trong các thành phần của hệ vi sinh vật bị hư hỏng là do môi trường CO2 được tạo ra bởi đá khô,Pseudomonas spp và Aeromonas nhạy cảm đối với khí này hơn so với Flavobacterium [49].
Trên cơ sở đó, Bonilla và cộng sự (2007) đã tiến hành xây dựng mối tương quan giữa chỉ số chất lượng và thời gian bảo quản bằng đá, dựa trên kết quả phân tích mật số vi sinh vật sinh ra H2S. Từ đó đánh giá được độ tươi của sản phẩm cá tuyết phi lê [31].
Shewanella putrefaciens còn được tìm thấy trong sản phẩm tôm. Khi cá mới đánh bắt mật số Shewanella putrefaciens rất nhỏ, nhưng trong quá trình bảo quản vi khuẩn này trở nên thích nghi với môi trường và phát triển mạnh mẽ, mật số tăng đến 107− 109 cfu/g (Jorgensen và cộng sự, 1988; Shewan, 1977). Do đó Shewanella putrefaciens cònđược sử dụng để tiên đoán vòngđời của sản phẩm thông qua kiểm tra mật số vi khuẩn này (Gram và Dalgaard, 2002) [51], [73], [37].
Reilly, Dangle và Cruz (1986) dựa trên việc đánh giá cảm quan thấy rằng tôm sú của Philippin bảo quản ở các nhiệt độ 0 oC, 5 oC và 10 oC có thể giữ được chất lượng để làm thực phẩm cho người trong thời gian tương ứng là 16, 11,5 và 6,5 ngày [67].
Năm 1995, Yamagata và Low đã nghiên cứu bảo quản tôm bạc (Penaeus merguiensis) trong nước đá và trong điều kiện đông lạnh. Các chỉ tiêu đánh giá độ tươi là TMAO, TMA, TVB-N và cảm quan. Kết quả cho thấy tôm có thể bảo quản được 4 ngày trong nước đá, 6 ngàyở nhiệt độ - 3 oC, 9 tuần ở nhiệt độ - 10 oC, và chất lượng của tôm vẫn còn rất tốt sau 6 tháng bảo quản ở nhiệt độ-20oC [87].
Năm 1988, kết quả nghiên cứu của Fatima và cộng sự cho thấy tôm bạc
(Penaeus merguiensis) bảo quản ở nhiệt độ - 3 oC rất ít biến đổi về mặt sinh hóa, không có biến đổi đáng kể về số lượng vi sinh vật đến tận ngày bảo quản thứ 20. Trong khi đó tôm bảo quản ở nhiệt độ 0 oC có các biến đổi chất lượng rất rõ rệt, chất lượng tôm bảo quản ở nhiệt độ này chỉ tốt trong vòng 8 ngày