Nguyễn Thị Minh Nguyệt1, Phạm Anh Tuấn1, Phạm Thị Thu2
TểM TẮT
Mục đớch của nghiờn cứu là đỏnh giỏ ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đụng tới cấu trỳc mơ tế bào và tớnh chất húa lý của cỏ ngừ đại dương (Thunnus obesus) phi lờ. Cỏc thớ nghiệm tiến hành cấp đụng đến khi tõm sản
phẩm đạt -18º0C bằng chất tải lạnh lỏng (điều chế từ ethanol). Nhiệt độ cấp đụng được khảo sỏt là -250C, -
300C và -35ºº0C; chỉ tiờu đỏnh giỏ: thời gian cấp đụng, chất lượng của sản phẩm cỏ ngừ ngay sau cấp đụng (hỡnh ảnh cấu trỳc mơ tế bào sản phẩm, màu sắc, cảm quan và tỷ lệ nước tỏch ra khi ró đụng) và trong quỏ trỡnh bảo quản 6 thỏng (NH3, histamin, pH). Kết quả cho thấy nhiệt độ cấp đơng cú ảnh hưởng đỏng kể đến thời gian cấp đơng, mức độ hỡnh thành tinh thể đỏ trong cấu trỳc mơ tế bào và chất lượng hố lý của sản phẩm. Tại nhiệt độ -35º0
C cho thời gian cấp đụng đạt 17,5 phỳt, tỷ lệ nước tỏch ra sau ró đụng là 4,05%, mức biến đổi màu sắc ∆E là 17,994; điểm cảm quan (QIM) đạt 1,0 với mức chất lượng cảm quan tốt nhất: cơ thịt đỏ đặc trưng, cú độ sỏng, mựi tanh đặc trưng của cỏ tươi (mựi rong biển), thịt rắn chắc, đàn hồi, dẻo; cỏc mầm tinh thể đỏ nhỏ và đồng nhất, duy trỡ được cấu trỳc tế bào khơng bị phỏ vỡ; chỉ tiờu chất lượng của cỏ ngừ sau 6 thỏng bảo quản ở -20 ± 2˚C là: NH3 là 5,14 mg/100 g; histamin khụng phỏt hiện, pH thay đổi khơng cú ý nghĩa ở mức ≤ 0,05.
Từ khúa: Cỏ ngừ đại dương, nhiệt độ cấp đụng, cấu trỳc mụ tế bào, chất lượng.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 9
Cấp đụng là phương phỏp phổ biến trong chế biến cỏ và cỏc sản phẩm từ cỏ. Nhiệm vụ của cấp
đụng là làm lạnh sản phẩm xuống đến -18º0C (tõm sản
phẩm), đõy là cơng đoạn cú tớnh quyết định đến chất lượng của sản phẩm. Quỏ trỡnh cấp đơng càng chậm thỡ xu hướng cỏc phõn tử nước bị dồn nộn vào tõm, sau khi kết đơng dẫn đến sự hỡnh thành cỏc tinh thể đỏ lớn hỡnh kim gõy tổn thương đến cấu trỳc tế bào [4, 7]. Khi ró đụng, dịch bào thoỏt ra tạo nờn hiện tượng chảy nước ở sản phẩm đụng lạnh sau tan băng. Hiện tượng này dẫn đến sau khi ró đụng sản phẩm khơng cịn giữ được trạng thỏi cấu trỳc ban đầu, mặt khỏc do cấu trỳc bị phỏ vỡ làm giảm chất lượng sản phẩm và dễ dàng bị vi sinh vật xõm nhập, gõy hư hỏng nhanh chúng.
Tốc độ cấp đụng phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ cụng nghệ và chế độ cấp đụng. Với phương phỏp cấp đụng khỏc nhau sử dụng cỏc tỏc nhõn lạnh khỏc nhau cú hệ số truyền nhiệt khỏc nhau [1, 5]. Chế độ cụng nghệ cấp đụng cú hệ số truyền nhiệt cao giỳp
1
Viện Cơ điện Nụng nghiệp và Cụng nghệ sau thu hoạch
2
Khoa Cụng nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật cụng nghiệp
Email: minhnguyet.viaep@gmail.com
tốc độ cấp đụng nhanh sẽ tạo ra cỏc mầm tinh thể đỏ nhỏ và đồng nhất, số lượng và kớch thước của tinh thể đỏ được xem là một tham số quan trọng để đỏnh giỏ ảnh hưởng của phương phỏp cấp đụng lờn sự thay đổi chất lượng của sản phẩm đụng lạnh [1]. Cho đến nay, cụng nghệ cấp đụng trong sản xuất chế biến thuỷ sản tại Việt Nam mới chỉ dừng lại ở phương phỏp sử dụng tủ đụng cưỡng bức giú, cấp đơng tiếp xỳc, cấp đụng tầng sụi với hệ số truyền nhiệt thấp, thời gian cấp đụng lõu, tiờu hao nhiều năng lượng và chưa duy trỡ được chất lượng sản phẩm cấp đụng đảm bảo do mức độ phỏ vỡ tế bào caọ
Tại Việt Nam, cỏ ngừ đại dương (Thunnus obesus) cú giỏ trị dinh dưỡng và giỏ trị kinh tế caọ Theo thống kờ, cỏ ngừ được đỏnh bắt chủ yếu tập trung ở 3 tỉnh trọng điểm là Bỡnh Định, Phỳ Yờn, Khỏnh Hoà. Trong 11 thỏng đầu năm 2018, sản lượng khai thỏc cỏ ngừ của cả nước ước đạt khoảng 15.893 tấn. Để cấp đụng sản phẩm cỏ ngừ phục vụ xuất khẩu, hiện nay phương phỏp phổ biến là sử dụng cụng nghệ và thiết bị cấp đụng IQF với thời gian cấp đụng dạng thanh kớch thước là D x R x L=18 x 6 x 2,5 cm là 60 phỳt.
Mục đớch của nghiờn cứu này nhằm đỏnh giỏ ảnh hưởng của chất lạnh lỏng tại cỏc nhiệt độ khỏc nhau đến chất lượng cấp đụng của sản phẩm cỏ ngừ
Nụng nghiệp và phỏt triển nụng thụn - KỲ 2 - THáNG 5/2021 59
đại dương phi lờ, giỳp giảm thời gian cấp đụng cho cỏ ngừ đại dương phi lờ và duy trỡ được chất lượng sản phẩm sau cấp đụng.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1. Đối tượng nghiờn cứu
Cỏ ngừ đại dương (Thunnus obesus) được đỏnh bắt tại vựng biển Khỏnh Hoà, nguyờn liệu được bảo quản 0 - 4ºC theo TCVN 12830:2020: Quy trỡnh bảo quản cỏ ngừ đại dương trờn tàu cõu, khối lượng ≥ 30 kg/con.
2.2. Vật liệu nghiờn cứu
Hoỏ chất: Formalin (Trung Quốc- TQ); cồn 100% (Việt Nam), acetic (TQ), chloroform (TQ), nước cất, Xylen, Hematoxylin Harris (Merck, Đức), Eosine
Y (Merck, Đức), NH4OH (TQ), HCl (TQ), axit picric
(TQ), Toluidine Blue O (Ấn Độ). Keo dỏn lỏ kớnh (Laika, Mỹ).
Dụng cụ: Ống hỳt bằng nhựa, quả búp cao su hỳt húa chất, kẹp khơng mấu, kộo, phiến kớnh, lỏ kớnh, găng tay, khẩu trang, kớnh bảo vệ mắt và quần ỏo bảo hộ.
2.3. Phương phỏp nghiờn cứu
Mẫu cỏ ngừ sau sơ chế, phi lờ với kớch thước D x R x L=18 x 6 x 2,5 cm, đúng gúi bao bỡ PA dày 100 àm, hỳt chõn khơng ở 80-100 Pa, nhiệt độ sản phẩm ở 0-4ºC, sau đú được đỏnh giỏ tại cỏc nhiệt độ tương ứng là: -25°C; -30°C và -35°C trong điều kiện khụng khuấỵ Chỉ tiờu theo dừi và đỏnh giỏ: thời gian cấp đụng, chất lượng của sản phẩm cỏ ngừ ngay sau cấp đơng (hỡnh ảnh cấu trỳc mụ tế bào sản phẩm, màu sắc, cảm quan và tỷ lệ nước tỏch ra khi ró đụng) và
trong quỏ trỡnh bảo quản 6 thỏng (NH3, histamin,
pH).
2.4. Phương phỏp phõn tớch - Lấy mẫu theo TCVN 5276 – 90;
- Xỏc định hàm lượng NH3 theo TCVN 3706-
1990;
- Xỏc định pH theo TCVN 4835-2002;
- Xỏc định hàm lượng Histamin theo NIFC.04.M.060(HPLC), TCVN8352:2010;
- Đo nhiệt độ đạt tõm sản phẩm bằng nhiệt kế tự ghi với đầu sensor Log Tag RID30-7R (New Zealand) với dải đo -30°C ~ +60°C.
- Xỏc định hàm lượng nước tỏch ra:
Mẫu cỏ đụng lạnh vẫn được giữ nguyờn bao bỡ
được ró đụng về nhiệt độ 4º0C bằng nước đỏ (0-4º0C).
Sau đú thỏo bỏ bao bỡ và tiến hành xỏc định nguyờn liệu sau ró đụng. Hàm lượng nước tỏch ra sau ró đụng được xỏc định theo cụng thức: tỷ lệ nước tỏch ra sau ró đụng (%) = ((W1 – W2)/W1)*100. Trong đú
W1 là khối lượng của mẫu trước khi cấp đụng (g); W2
là khối lượng của mẫu sau khi ró đụng (g). - Xỏc định màu sắc:
Mẫu được chụp dưới mỏy ảnh canon độ phõn giải 12.1 MP và số liệu L, a, b thu được qua phần mềm phõn tớch màu sắc Color - Computer – Vision.
L: biểu thị từ sỏng tới tối cú giỏ trị từ 0-100. a: biểu thị từ màu xanh lỏ cõy đến đỏ cú giỏ trị từ -60 đến + 60.
b: biểu thị từ màu vàng đến xanh da trời cú giỏ trị từ -60 đến + 60.
Mức độ thay đổi màu sắc được đỏnh giỏ theo hệ số ∆E (tổng sai biệt màu sắc), được tớnh dựa trờn cỏc giỏ trị màu ∆L, ∆a, ∆b.
- Phương phỏp tớnh ∆E: 2 1 2 2 1 2 2 1 2 L a a b b L Eab a1,
Trong đú: b1, L1 là cỏc giỏ trị của nguyờn liệu
đầu; a2, b2, L2 là cỏc giỏ trị của mẫu cần đọ
- Phõn tớch cấu trỳc mơ tế bào bằng kớnh hiển vi quang
Sự hỡnh thành tinh thể đỏ trong mụ tế bào đụng lạnh được xỏc định bằng kớnh hiển vi bằng cỏch quan sỏt sự thay đổi cấu trỳc của cỏc mụ cơ theo phương phỏp của Pimonpan Kaewprachu (2017): Mẫu nguyờn liệu ban đầu được cố định trong dung dịch cố định Carnoy (60% ethanol tuyệt đối, 30%
chloroform và 10% axit axetic) trong 24 giờ tại 4º0C.
Mẫu đụng lạnh được cố định mẫu trong dung dịch Davidson (50 ml formalin (37%), 75 ml cồn tuyệt đối, 25 ml axit acetic và 75 ml nước cất) trong 24 giờ tại
4º0C. Sau đú mẫu được rửa lại bằng cồn ethanol 50%
(v/v), tiếp tục khử nước qua cồn (70%, 80%, 90%, 95% và 100%) và được đỳc khuụn paraffin. Mẫu được cắt ở
độ dày 10 μm và nhuộm H&Ẹ Tiờu bản được quan
sỏt và chụp ảnh dưới kớnh hiển vi quang học Axio lab A1 (ZEISS – Đức).
- Đỏnh giỏ cảm quan
Sử dụng phương phỏp đỏnh giỏ cảm quan theo chỉ số chất lượng QIM (Quality Index Method) đó được xõy dựng bởi Ariyawansa và cs (2003) (Bảng 1).
Nụng nghiệp và phỏt triển nụng thụn - KỲ 2 - THáNG 5/2021
60
Bảng 1. Chỉ số chất lượng QIM của cỏ ngừ Thuộc tớnh Mơ tả Điểm Cơ thịt đỏ đặc trưng, cú độ sỏng 0 Màu đỏ nhạt 1 Màu sắc
Màu hơi tối so với màu đặc trưng của cỏ
2 Mựi tanh đặc trưng của cỏ tươi (mựi rong biển)
0 Mựi tanh đặc trưng giảm (mựi rong biển nhẹ)
1
Mựi tươi giảm, hơi tanh vị biển 2
Mựi
Mựi tanh kim loại tăng mạnh 3
Thịt rắn chắc, đàn hồi, dẻo 0 Hơi mềm, đàn hồi kộm 1 Thịt mềm, khụng đàn hồi 2 Cấu trỳc Nhóo 3 QIM 0-8 2.5. Phõn tớch thống kờ
Kết quả thớ nghiệm được phõn tớch ANOVA và kiểm định LSD (5%) để so sỏnh sự khỏc biệt trung bỡnh giữa cỏc nghiệm thức và sự biến động giữa cỏc lần lặp lại trong cựng nghiệm thức theo thời gian. Cỏc phõn tớch thống kờ sử dụng phần mềm SPSS 20.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đụng đến thời gian cấp đụng của cỏ ngừ đại dương phi lờ
Nhiệt độ tỏc nhõn lạnh khỏc nhau thỡ cú hệ số truyền nhiệt là khụng giống nhau dẫn đến tốc độ cấp
đụng cũng thay đổi, nhiệt độ tỏc nhõn lạnh càng thấp thỡ tốc độ truyền nhiệt càng tăng [6]. Hỡnh 1 trỡnh bày ảnh hưởng của nhiệt độ mụi trường cấp đụng đến thời gian cấp đụng đưa tõm sản phẩm cỏ ngừ về -
18ºoC. Kết quả cho thấy, tương ứng với độ nhiệt độ
cấp đụng ở -25º0C, - 30º0C và -35º0C thỡ cú thời gian cấp
đụng lần lượt là 36 phỳt; 33 phỳt và 17,5 phỳt. Như
vậy, với nhiệt độ cấp đụng tại -35º0C đó cho tốc độ cấp
đụng là cực nhanh (thời gian cấp đụng < 20 phỳt). Kết quả nghiờn cứu tương tự với cụng bố của Đỗ Hữu Hoàng (2017) và Van der Sman (2013) khi nghiờn cứu ảnh hưởng của nhiệt độ giú cấp đơng đến thời gian cấp đụng trờn thiết bị IQF [6].
Hỡnh 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đụng đến thời gian cấp đụng
3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đụng đến tớnh chất vật lý của cỏ ngừ đại dương phi lờ
Từ kết quả mục 3.1 cho thấy ở nhiệt độ cấp đụng càng thấp thỡ thời gian cấp đụng càng nhanh. Tỏc động của nhiệt độ cấp đụng đến chất lượng cảm quan, màu sắc và tỷ lệ tỏch nước được thể hiện trờn bảng 2 và hỡnh 2.
Bảng 2. Chỉ tiờu vật lý của cỏ Ngừ đại dương phi lờ được cấp đụng ở cỏc nhiệt độ khỏc nhau Màu sắc Nhiệt độ chất tải lạnh lỏng (ºoC) Cảm quan QIM (điểm) Tỷ lệ nước tỏch ra (%) L a b ∆E -25 2,3 a 4,40 a 46,08 48,57 28,026 19,642 a -30 1,3 b 4,20 b 47,03 49,24 26,030 18,828 b -35 1,0 c 4,04 c 48,29 47,46 25,211 17,994 c
Trong cựng một cột, cỏc giỏ trị cú cựng ớt nhất một chữ giống nhau thỡ khơng khỏc nhau ở mức ý nghĩa
0,05.
Nguyờn liệu -250C -300C -35º0C
Nụng nghiệp và phỏt triĨn nông thôn - KỲ 2 - THáNG 5/2021 61
Kết quả ở bảng 2 và hỡnh 2 cho thấy nhiệt độ cấp
đụng thay đổi trong khoảng từ -25º0C đến -35º0C đó tỏc
động rừ rệt đến thời gian cấp đụng và chất lượng của sản phẩm cỏ ngừ đại dương phi lờ sau cấp đụng, nhiệt độ cấp đụng càng õm sõu thỡ chất lượng sản phẩm cấp đụng càng tốt. Chất lượng sản phẩm tốt nhất với tỷ lệ tỏch nước nhỏ nhất, màu sắc thay đổi ớt nhất (∆E=17,994) và chất lượng điểm cảm quan tốt nhất (0,6 điểm) được tỡm thấy ở mẫu cỏ cấp đụng ở
nhiệt độ -35º0C; sản phẩm thịt cỏ ngừ cú màu đỏ đặc
trưng, rắn chắc, đàn hồi và dẻọ Nguyờn nhõn được giải thớch là do thời gian cấp đụng ngắn nờn số lượng cỏc tinh thể đỏ được hỡnh thành với kớch thước nhỏ, khi ró đụng đó khụng gõy ra hiện tượng phỏ vỡ dịch bào, do vậy khi ró đơng dịch tỏch ra ớt, điều này hồn toàn phự hợp với cỏc nghiờn cứu trước đú [5].
3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đụng đến cấu trỳc mụ tế bào
Nhiệt độ cấp đơng khỏc nhau thỡ tỏc động đến việc hỡnh thành cỏc mầm tinh thể đỏ trong mơ tế bào
cú cỏc kớch thước khỏc nhau, từ đú dẫn đến sự phỏ vỡ cỏc sợi liờn kết của mụ tế bào ở mức độ khỏc nhau [6].
Kết quả được thấy rừ qua hỡnh 3, nhiệt độ cấp đơng càng cao thỡ thời gian cấp đụng càng dài khiến cỏc mầm tinh thể băng hỡnh thành trong mơ tế bào
lớn hơn và khụng đồng nhất. Tại nhiệt độ -25º0C, cỏc
mụ liờn kết và cỏc sợi cơ bị biến dạng bất thường, trờn cấu trỳc để lại cỏc lỗ hổng là do sự hỡnh thành của cỏc tinh thể đỏ gõy đứt góy cỏc sợi cơ, tạo thành mạng lưới khụng liờn tục. Mức độ biến dạng và đứt góy cỏc sợi cơ giảm xuống khi nhiệt độ cấp đụng
giảm xuống -30º0C. Đặc biệt, tại nhiệt độ -350C thỡ cấu
trỳc mụ tế bào của cỏ ngừ cơ bản được giữ nguyờn so với trạng thỏi ban đầu của nguyờn liệụ Như vậy, với
nhiệt độ cấp đụng đạt -35º0C, thời gian cấp đụng 17,5
phỳt giỳp cỏc mầm tinh thể băng đỏ hỡnh thành ở kớch thước rất nhỏ và đồng nhất, chất lượng cỏ ngừ cấp đơng được duy trỡ.
Nguyờn liệu -25º0C
-30º0C -35º0C
Hỡnh 3. Cấu trỳc mơ tế bào cỏ ngừ được cấp đụng ở cỏc nhiệt độ khỏc nhau Ghi chỳ: độ phúng đại x 20.000.
3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đụng đến chất lượng hoỏ lý của cỏ ngừ đại dương phi lờ
Tốc độ phõn hủy protein và chất bộo phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ và chất lượng cấp đụng. Theo cỏc
Tinh thể đỏ
Nụng nghiệp và phỏt triển nụng thôn - KỲ 2 - THáNG 5/2021
62
nghiờn cứu, chất lượng cấp đơng cú vai trũ lớn trong việc hạn chế biến đổi protein và chất bộọ Tốc độ cấp đụng nhanh giỳp duy trỡ được cấu trỳc tế bào, từ đú duy trỡ được chất lượng sản phẩm tốt hơn. Trong
khoảng nhiệt độ bảo quản -18º0C đến 30º0C chất bộo
thường bị ơ xy hố và làm giảm chất lượng sản phẩm [6]. Cỏc quỏ trỡnh biến đổi này dẫn đến mất giỏ trị dinh dưỡng và gõy ra mựi thơm, biến màu, cú tỏc động xấu đến cấu trỳc sản phẩm và mựi vị, giảm thời gian bảo quản [3]. Để đỏnh giỏ ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đụng đến chất lượng hoỏ lý của cỏ ngừ đại dương phi lờ, cỏc mẫu cỏ ngừ đại dương phi lờ sau
cấp đụng được đưa đi bảo quản đụng ở -20 ± 2º0C,
trong thời gian 6 thỏng. Kết quả được trỡnh bày trong bảng 3.
Bảng 3. Kết quả phõn tớch một số chỉ tiờu hoỏ lý của cỏ ngừ đại dương phi lờ trong thời gian bảo quản
lạnh đụng Thời gian bảo quản Nhiệt độ mụi trường (ºoC) NH3 (mg/100 g) Histamin pH -25 2,29 ê KPH 5,56 ê -30 2,28 ê KPH 5,56 ê 0 ngày -35 2,25 ê KPH 5,57 ê -25 3,47 b KPH 5,70 b -30 3,25 c KPH 5,58 ê 3 thỏng -35 3,15 d KPH 5,57 ê -25 5,89 e KPH 5,80 c -30 5,37 f KPH 5,64 b 6 thỏng -35 5,14 g KPH 5,58 ê