L ỜI CẢM ƠN
1.5.1 Những nghiên cứu trên thế giới
Việc nghiên cứu và sản xuất surimi được bắt đầu ở Nhật Bản vào thập niên 60 của thế kỷ trước cịn ở Mỹ và Châu Âu vào những năm của thập niên 70. Qua gần 40 năm nghiên cứu và phát triển trình độ cơng nghệ sản xuất surimi ở các nước này rất cao, gần như hồn thiện và ổn định ở các yếu tố tối ưu cần thiết trên từng cơng đoạn của quy trình cơng nghệ. Tuy nhiên các ngành nghiên cứu hiện nay đang tập trung nâng cao hơn nữa chất lượng sản phẩm, hiệu suất quy trình đồng thời mở rộng nguồn nguyên liệu cung cấp cho cơng nghệ sản xuất surimi và nghiên cứu tạo ra nhiều sản phẩm mới mơ phỏng từ chất nền surimi.
Mỗi lồi cá đều cĩ sự khác biệt lớn về thành phần khối lượng, cấu trúc của cơ thịt , tỷ lệ các chất dinh dưỡng, màu sắc cơ thịt. Chính vì thế nên quy trình cơng nghệ và các cơng đoạn chế biến surimi phải điều chỉnh sao cho phù hợp với từng đối tượng nguyên liệu cụ thể. Tuy nhiên giữa các quy trình đều cĩ sơ đồ cơng nghệ tương tự nhau:
Nguyên liệu xử lý (chặt đầu, mổ bụng, tách nội tạng, rửa, lĩc thịt, tách xương da…) xay nhỏ rửa sạch thịt cá xay phối trộn phụ gia nghiền nhuyễn
định hình bao gĩi cấp đơng bảo quản.
Chất lượng của sản phẩm và hiệu suất quy trình cơng nghệ là yếu tố then chốt trong cơng nghệ sản xuất surimi. Các đối tượng nguyên liệu khác nhau, phương pháp tách thịt, xương, da,… các chế độ rửa thịt cá xay, loại chất phụ gia, đặc tính và khối lượng của các chất phụ gia, các chất bảo quản, thời gian nghiền giã, nhiệt độ mơi trường sản xuất đều cĩ tác động khác nhau làm cho chất lượng và hiệu suất quy trình thay đổi.
Đối với sản xuất surimi nguyên liệu cĩ ý nghĩa đặc biệt quan trọng, là yếu tố hàng đầu quyết định đến chất lượng sản phẩm. Cơng nghệ cổ điển chỉ sản xuất surimi từ các loài cá gầy, thịt trắng. Qua các cơng trình nghiên cứu của Iwata và các cộng sự (1971), Lee (1984) và Macđonald và Lanier (1991) đã khẳng định rằng chất lượng của surimi phụ thuộc rất lớn vào đối tượng nguyên liệu cụ thể và chất lượng của nĩ khi đưa vào chế biến. Bên cạnh đĩ chất lượng của surimi thành phẩm cịn phụ thuộc vào việc xây dựng quy trình cơng nghệ và các thơng số cơng nghệ cho phù hợp với các đặc tính của các loại nguyên liệu khác nhau. Chẳng hạn khi nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên liệu đến chất lượng của surimi Chang-Lee và các cộng sự (1990), Morrisey và các cộng sự (1992) đã khẳng định các lồi cá cĩ cơ thịt trắng sống ở vùng biển Thái Bình Dương là nguồn nguyên liệu lý tưởng cho việc sản xuất ra các sản phẩm surimi cĩ chất lượng cao, đặc biệt là tạo độ bền, chắc của mạng lưới gel. Theo các nghiên cứu của Porie (1973), Matsumoto (1980), Park (1987) thì mùa vụ thu hoạch của các đối tượng này là từ tháng 5 đến tháng 8. Để cĩ nguồn nguyên liệu ổn định thì người ta tiến hành bảo quản đơng, khi thời gian bảo quản càng dài thì chất lượng của nguyên liệu càng giảm sút gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của surimi..
Những năm gần đây người ta đã nghiên cứu trên 300 lồi cá, trong đĩ cĩ các lồi cá trác, cá bạc má, cá trích, cá cơm…đặc biệt ở Nhật đã nghiên cứu cĩ kết quả dùng cá nhám làm nguyên liệu sản xuất surimi. Cá nhám sau khi khai thác tuân thủ các chế độ bảo quản thì tránh được mùi khai của NH3 khoảng 3 tuần. Đặc thù của
kỹ thuật chế biến thịt cá nhám xay làm thực phẩm là khử ure. Cách đơn giản nhất là xay nhỏ, trộn men khử ure và trung hịa NH3 sản sinh ra sau đĩ rửa nước lạnh.
Để cĩ sản phẩm cĩ chất lượng cao, tốt nhất nên sản xuất surimi từ thịt các loài cá cĩ cơ thịt màu trắng, ít mỡ cho surimi thành phẩm cĩ độ bền đơng kết cao, màu trắng. đối với sản xuất surimi ở quy mơ cơng nghiệp điều quan trọng hơn cả là đảm bảo cung cấp nguồn nguyên liệu lớn và giá rẻ. Hiện tại cá minh thái Alaska chiếm tới 90% lượng nguyên liệu để sản xuất surimi, bởi sản phẩm surimi sản xuất từ cá minh thái Alaska cĩ chất lượng cao vì cơ thịt cá cĩ màu trắng và ít mỡ.
Hiện nay do tính đa dạng của các sản phẩm giá trị gia tăng sau surimi (sản phẩm mơ phỏng) làm cho nhu cầu nguyên liệu để sản xuất surimi tăng đột biến. Hậu quả của quá trình đánh bắt ồ ạt làm cho sản lượng đánh bắt cá minh thái Alaska bị suy giảm. Điều này đã thúc đẩy việc nghiên cứu, tìm kiếm các loài cá khác nhằm thay thế. Tuy nhiên ở các nguồn nguyên liệu này cũng phải cĩ các đặc tính phù hợp đáp ứng được yêu cầu về chất lượng của sản phẩm surimi. Các cơng trình nghiên cứu cho thấy cá tuyết, cá meluc, cá lanh, cá mịi dầu Đại Tây Dương, cá đù, cá thu Chile… khá phù hợp để làm nguyên liệu sản xuất surimi. Bên cạnh đĩ cũng đã cĩ nhiều cơng trình phát triển cơng nghệ chế biến thịt các loài cá béo thành surimi hoặc các sản phẩm gốc surimi. Những loài cá béo quan trọng nhất đang được khảo sát như cá trích cơm, cá thu, cá trổng…
Trong những năm gần đây do nhu cầu về nguyên liệu và sự địi hỏi ngày càng tăng trong việc nâng cao giá trị kinh tế của các loài cá tạp, các ngành khoa học đã đầu tư nhiều cơng sức trong nghiên cứu và đã cĩ những cơng đáng kể trong chế biến surimi từ các loài cá cĩ hàm lượng mỡ cao và cơ thịt sẫm.
Cá nước ngọt là đối tượng nguyên liệu sản xuất surimi được nhiều nước quan tâm, đặc biệt là ở Mexicơ, đất nước cĩ tiềm năng lớn về cá nước ngọt, các tác giả đã nghiên cứu chế biến surimi từ 14 lồi cá nước ngọt, kết quả cho thấy chất lượng surimi sản xuất từ cá nước ngọt khơng thua kém nhiều surimi cá biển lại cĩ ưu điểm hơn về màu sắc do thịt cá nước ngọt thường trắng đẹp.
Tại Nhật Bản, người ta đã sử dụng Xơ-đa thực phẩm để rửa thịt cá xay. Biện pháp này đã làm giảm hàm lượng mỡ trong thịt cá. Ở các nơi khác trên thế giới như Mỹ, Italia, Tây Ban Nha các nhà nghiên cứu cũng dùng xơ-đa thực phẩm trong rửa thịt cá xay và họ thấy rằng ngoài giảm hàm lượng mỡ trong cơ thịt cá cịn cĩ tác dụng khử bớt mùi cá trong sản phẩm surimi.
Khĩ khăn của việc sản xuất surimi từ cá cĩ cơ thịt sẫm cũng đã được nghiên cứu. Để cải tiến màu sắc của thịt cá xay người ta đã sử dụng H2O2, các dung dịch acid thực phẩm, NaHCO3 cũng như dùng các phương pháp nhuộm màu tự nhiên. Tuy nhiên các biện pháp này cũng cịn một số tồn tại như làm độ bền đơng kết của surimi giảm, cịn dư lượng mùi của acid trong sản phẩm.[5].
Khi sản xuất surimi từ cá tạp thì việc tách thịt ra khỏi xương là cơng việc phức tạp, cho năng suất thấp. Thịt cá được nghiên cứu tách khỏi xương bằng tia nước áp lực cao. Sau đĩ được phân riêng bằng máy lọc ép. Sản lượng thịt cá xử lý bằng phương pháp này đạt tới 35-40% trong khi các phương pháp tách thịt cơ giới khác rồi cho qua máy gạn rửa chỉ thu hồi khơng quá 25%. Đây là hướng nghiên cứu cĩ nhiều triển vọng và cĩ thể được ứng dụng cho nhiều đối tượng nguyên liệu.
Rửa thịt cá xay là vấn đề được quan tâm nhiều nhất trong khi nghiên cứu sản xuất surimi. Quá trình rửa thịt cá xay hao tổn khoảng 30% trọng lượng thịt trước khi rửa, trong đĩ khoảng 1,7% protein hịa tan và một phần protein miofibrin. Dùng nước muối rửa thịt cá xay cĩ thể hạn chế phần lớn lượng protein hịa tan vào nước rửa. Cũng cĩ thể điều chỉnh pH nước rửa trong vùng mà các protein ít bị hịa tan nhất. Cơng nghệ thu hồi protein từ nước rửa bổ sung vào surimi làm tăng hiệu suất quy trình đáng kể (22%) và giảm được sự phức tạp khi xử lý nước thải.
Nhiều tác giả đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng muối ăn trong dung dịch rửa, trong sản phẩm, ảnh hưởng của nhiệt độ trong khi định hình, nhiệt độ hấp chín và thời gian gia nhiệt đến tính chất chức năng của surimi. Sự cĩ mặt của muối ăn trong nước rửa làm hạn chế đáng kể sự hịa tan protein vào nước rửa, thịt cá sau khi rửa dễ dàng ép tách nước. Dư lượng của chúng trong thịt cá sau rửa cịn làm tăng tính tạo gel, làm cho gel surimi cĩ độ đàn hồi cao hơn.
Seaki và Hirata nghiên cứu sử dụng CaCl2 trong nước rửa cĩ tác dụng ngăn cản sự trương phồng lên của thịt cá trong quá trình rửa, làm cho cơng việc tách nước dễ dàng, cải thiện chất lượng surimi.
Chất lượng của surimi trong quá trình bảo quản đơng cũng là vấn đề được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Khi nghiên cứu vấn đề này các tác giả như Grabowska và Sikorski (1976), Matsumoto (1980), Suzuki (1981) đã cho rằng tính chất chức năng của protein thịt cá giảm đi nhiều trong quá trình bảo quản đơng, đặc biệt là khả năng tạo gel của protein phụ thuộc và sự biến tính do lạnh đơng và tập hợp của protein trong cấu trúc bĩ sợi cơ. Theo nghiên cứu của Park (1994) các nhân tố ảnh hưởng đến sự biến tính của protein trong quá trình cấp đơng và bảo quản đơng phụ thuộc vào nồng độ muối, pH, sức căng bề mặt, độ dài cấu trúc của mạng lưới gel, tính chất vật lý của tinh thể nước đá và hiện tượng hyđrat hĩa.
Theo Niki và Igarashi (1982) thì chất lượng của surimi cịn phụ thuộc vào các chất chống biến tính như sacaroza và sorbitol.
Trong cơng trình nghiên cứu của mình năm 2002, Reynolds, Park và Choi cũng đã đề cập đến ảnh hưởng của quá trình làm đơng đối với chất lượng của surimi sản xuất từ cá cơ thịt trắng ở vùng Thái Bình Dương. Ở đây các tác giả chủ yếu đề cập đến ảnh hưởng của chế độ làm đơng đến chất lượng sản phẩm, nghiên cứu, đánh giá và so sánh giữa phương pháp làm đơng block truyền thống với phương pháp làm đơng nhanh và nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện làm đơng, điều kiện bảo quản đơng đến chất lượng surimi thành phẩm.
Khả năng tạo gel là một trong những tính chất chức năng quan trọng của protein, ngồi yếu tố kỹ thuật nĩ chịu ảnh hưởng nhiều bởi sự cĩ mặt của các chất phụ gia đặc biệt là chất đồng tạo gel. Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả trong lĩnh vực này cũng đã chỉ ra rằng khi protein cịn giữ được các tính chất chức năng của nĩ thì cũng cĩ nghĩa là chất lượng protein cịn được đảm bảo. Vì vậy, trong quá trình sản xuất surimi khả năng tạo gel protein là vấn đề đã và dang được quan tâm nhiều nhất, đĩ là các nghiên cứu làm tăng độ chắc, độ đàn hồi và tính mềm mại của
gel surimi. Các yếu tố này phải liên quan chặt chẽ và bổ sung cho nhau làm tăng chất lượng của surimi.
Seki và cộng sự (1990) lần đầu tiên phát hiện transglutaminaza (TGaza) trong cơ thịt cá và nước rửa surimi. Enzyme này được coi là cĩ sự liên quan đến sự tạo gel của protein thịt cá xay hoặc surimi. Vì vậy TGaza được sử dụng để cải thiện một số đặc tính chức năng và tính chất lưu biến của các sản phẩm từ protein cơ thịt thủy sản như chả cá, surimi, xúc xích…
TGaza (R-glutaminyl-peptit: amin (-glutamyl transferaza, EC 2.3.2.13) là một enzyme phụ thuộc Ca2+ xúc tác cho phản ứng chuyển hố gốc acyl giữa nhĩm (- cacboxyamit của liên kết peptit giữa glutamin và các nhĩm amin.
TGaza phân bố rộng trong các mơ và dịch cơ thể khác nhau, được chiết tách và tinh chế từ một số loài thuỷ sản như: điệp (Patinopecten yessoensis), tơm (Pandalus nipponensis), mực ống (Todarodes pacificus), cá chép (Cyprinus carpio), cá hồi (Oncorhynchus mykiss), cá thu (Pleurogrammus azonus), sị Nhật Bản, gan và cơ thịt của cá minh thái Alaska. Những đặc điểm và ứng dụng của enzym này đã và đang được nghiên cứu mở rộng.
Nowsad và các đồng tác giả năm (1994) nghiên cứu ảnh hưởng của transglutaminaza (enzyme này thu được từ huyết thanh hay gan của các lồi động vật máu nĩng) đến sự hình thành cấu trúc protein dưới dạng lưới tương đối bền (hiện tượng suvari) làm cho surimi cĩ tính dẻo dai. Kết quả cho thấy khi cĩ mặt của transglutaminaza thì khả năng hình thành lưới gel surimi tăng lên nhanh chĩng trong giai đoạn định hình. Sau đĩ sự tăng này giảm dần và ổn định khi định hình 10h. Tuy nhiên khi thiếu vắng transglutaminaza sự trùng hợp các phân tử miozin nặng (MHC) hình thành mạng lưới gel lại tăng lên ở một mức độ nào đĩ. Như vậy transglutaminaza cĩ tác dụng về ức chế sự trùng hợp chuỗi miozin nặng làm giảm độ dẻo dai của gel. Điều này chứng tỏ tác dụng hai mặt của transglutaminaza.
Cũng là Nowsad (1994) lại nghiên cứu khi định hình thịt cá xay cĩ sự cĩ mặt của iodoaxetic nồng độ >0,25% ức chế hoàn tồn hoạt tính trasglutaminaza trong thịt cá. Sản phẩm surimi trong điều kiện này cĩ độ dẻo dai tăng 35% và modul đàn
hồi tăng 20%, khả năng liên kết nước cũng tăng lên. Như vậy khi cĩ mặt của iodoaxetic khơng nhất thiết phải cĩ trasglutaminaza trong việc làm tăng độ liên kết gel.
Peters (1995) đã nghiên cứu làm tăng độ chắc của gel bằng cách thêm huyết tương của bị (nguồn cung cấp trasglutaminaza). Trường hợp này lại gây ảnh hưởng khơng tốt đến màu sắc của surimi nhưng lại cĩ ý nghĩa trong chế biến sản phẩm mơ phỏng.
Transglutaminaza cĩ ý nghĩa rất lớn trong quá trình hình thành gel surimi và đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu dùng transglutaminaza từ vi sinh vật bổ sung vào surimi và sản phẩm mơ phỏng kamaboco. Kết quả đã làm cho các tính chất chức năng của gel surimi tăng lên đáng kể (Samkamoto và Seguro 1996). Tác giả cũng kết luận rằng khi lượng transglutaminaza nhiều sẽ làm giảm sự hình thành chuỗi myozin nặng (MHC) làm cho gel kém bền, giịn, dễ gãy.
Kumazawa (1995) đã xác định được ảnh hưởng của các chất ức chế transglutaminaza (NaCl, NH4Cl và EDTA) đến sự hình thành và các tính chất của gel surimi. Kết quả cho thấy giới hạn tác dụng của trasglutaminaza trong quá trình định hình. Điều này cũng tương đồng với kết quả của các tác giả trước, sự cĩ mặt của transglutaminaza sẽ cĩ tác dụng ngược lại với sự trùng hợp chuỗi myozin nặng.
Park (1995) cũng đã nghiên cứu về màu sắc của surimi theo lượng nước rửa và nồng độ chất dùng để rửa trên đối tượng là cá tuyết Alaska, nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng và tính chất của các protein bổ sung vào surimi (protein đậu tương, gluten bột mì, lịng trắng trứng, casein,…) đến chất lượng của surimi đĩ là trạng thái, cấu trúc, màu sắc và độ bền đơng kết. Kết quả đã chỉ ra rằng việc bổ sung lịng trắng trứng ít ảnh hưởng nhất đến màu sắc, mùi vị của surimi nhưng khi hấp chín surimi cĩ làng trắng trứng lại dịn và dễ gãy.
Cũng là Park khi nghiên cứu xác định tỷ lệ các thành phần phối trộn gồm surimi, muối, chất phụ gia, chất bảo quản lạnh và bổ sung protein từ bên ngồi vào sản phẩm mơ phỏng từ surimi cá tuyết Alaska và cá tuyết Thái Bình Dương. Kết quả cho thấy khi sản xuất các sản phẩm mơ phỏng, sử dụng 40% surimi và 10% bột
khoai tây định hình ở nhiệt độ 55oC cĩ nhiều ưu điểm. Sản phẩm dạng vảy (lát mỏng) giống khoai tây chiên.
Chất bảo quản lạnh (chất bổ sung vào surimi nhằm hạn chế sự mất nước, làm cho sản phẩm khơng bị khơ xác, biến màu trong khi bảo quản đơng) sử dụng trong cơng nghệ sản xuất surimi cũng được rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Cĩ thể kể đến một số tác giả tiêu biểu sau:
Donderro và các cộng sự cùng nhiều tác giả khác đã đi sâu nghiên cứu về các chất bảo quản lạnh dùng trong cơng nghệ sản xuất surimi, ảnh hưởng của chúng tới chất lượng sản phẩm. Kết quả đã phát hiện ra được rất nhiều chất khi bổ sung vào