Nhiệt dung riêng là lượng nhiệt thu vào hay tỏa ra để làm cho một đơn vị khối lượng vật thể tăng lên hoặc giảm xuống 1oC. Đơn vị nhiệt dung là Kcal/Kg oC
hay Kj/Kg oC (1 Kcal = 4,184 Kj). Nói chung, nhiệt dung riêng của cá thay đổi theo nhiệt độ của nó và thành phần hóa học. Khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt đối với nhiệt dung riêng của động vật thủy sản, người ta thường tính đến nhiệt độ trên và dưới điểm băng theo công thức (9) và (10) (Murat Balaban (2009).
F S W a p M M M C , 4.180 1.400 1.900 (9) F S I I W b p M M M M M C , 4.180( )1.940 1.400 1.900 (10) Trong đó:
Cp,a: nhiệt dụng riêng trên điểm băng, Kcal/Kg oC
Cp,b: nhiệt dung riêng dưới điểm băng, Kcal/Kg oC
MW: hàm lượng nước, (%) MS: hàm lượng chất rắn, (%) MF: hàm lượng chất béo, (%)
I
M : hàm lượng nước đá kết tinh, (%)
2.2.8. Hệ số dẫn nhiệt k,Kcal/m.h.oC
Hệ số dẫn nhiệt là số lượng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích của một vật thể đồng nhất trong một đơn vị thời gian khi hiệu số nhiệt độ của vật thể là 1oC. Có thể tính hệ số dẫn nhiệt của cá theo công thức (11) và (12) (Murat Balaban, 2009).
Hệ số dẫn nhiệt trên và dưới điểm băng được tính toán dựa vào công thức (11) và (12). 722 . 4 306 . 5 695 . 1 F S W a M M M k , Kcal/m.h.oC (11) 722 . 4 306 . 5 433 873 . 1 F S I I W b M M M M M k , Kcal/m.h.oC (12) Trong đó:
: khối lượng riêng, Kg/m3 MW: hàm lượng nước, (%) MS: hàm lượng chất rắn, (%) MF: hàm lượng chất béo, (%)
I
M : hàm lượng nước đá kết tinh, (%)
2.2.9. Xác định pH
Mẫu thịt cá đo xác định pH được chuẩn bị theo TCVN 5276 – 90 (cũ). Chuẩn bị mẫu thử: cân 5 g thịt cá trộn đều với 45 ml nước cất, rồi lọc qua vải lọc trước khi đi đo pH trên máy đo pH meter (pH meter, 420A, Orion, USA). Mỗi mẫu thử được thực hiện trong 3 lần lặp lại, kết quả báo cáo là trung bình cộng.
2.2.10. Màu sắc
Màu sắc của cơ thịt cá được xác định trực tiếp lên miếng phi lê ở 3 vị trí là ở phần gần đầu, giữa thân và gần đuôi sử dụng máy so màu (Minolta, CR-400, Osaka, Japan). Các giá trị L*, a* và b* được xác định. L* đặc trưng cho độ sáng của màu, L* =100, màu trắng; L*=0, màu đen; a*=60, màu đỏ; a*=-60, màu xanh lá cây; b*=60, màu vàng; b*=-60, màu xanh da trời (Jin and et al., 2007). Kết quả báo cáo là trung bình cộng của các giá trị ghi nhận được. Màu sắc của cơ thịt được xác định trên 5 miếng phi lê.
Hình 2.2. máy so màu thực phẩm 2.2.11. Xác định góc trượt
Cá được đặt trên một tấm phẳng bằng inox, sau đó nâng dần một đầu tấm inox lên đến một vị trí nhất định, dưới tác dụng của trọng lực, cá sẽ trượt trên bề mặt của tấm inox. Góc trượt được xác định như được mô tả trong hình 1 với Sin = H/L. Trong đó: L: chiều dài của tấm inox, H: chiều cao từ mặt đất đến vị trí nâng lên để cá bắt đầu trượt.
α
H L
2.2.12. Phương pháp xây dựng hệ thống định mức
Có 3 phương pháp:
+ Phương pháp thống kê + Phương pháp thực nghiệm + Phương pháp phân tích khảo sát
Lựa chọn phương pháp thực nghiệm: Là phương pháp dựa vào kết quả của các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm hoặc tại hiện trường kết hợp với những điều kiện sản xuất nhất định để kiểm tra, sửa đổi các kết quả đã tính toán hoặc tiến hành sản xuất thử trong một thời gian ngắn xác định định mức tiêu hao nguyên vật liệu cho kỳ kế hoạch. So với phương pháp thống kê phương pháp thực nghiệm chính xác và khoa học hơn. Tuy nhiên có nhược điểm là chưa tiến hành phân tích nhận diện các nhân tố ảnh hưởng đến định mức tiêu hao. Các số liệu về định mức trong chừng mực nhất định phụ thuộc vào các điều kiện thí nghiệm chưa thật giống với điều kiện sản xuất. Trong điều kiện phòng thí nghiệm chỉ có thể tiến hành khảo sát định mức dựa vào phương pháp thực nghiệm bằng cách lặp lại nhiều lần để khảo sát và tính định mức sau đo tính trung bình thì mới cho kết quả đáng tin cậy.
- Cách tiến hành:
oBước 1: tính định mức tiêu hao nguyên liệu ở từng công đoạn (định mức chi tiết) rồi sau đó tính định mức cho cả quy trình sản xuất (định mức tổng hợp).
oBước 2: dựa vào lượng nguyên liệu đưa vào sản xuất ở đầu quy trình và lượng sản phẩm hình thành ở cuối quy trình ta tính được định mức tiêu hao nguyên liệu cho cả quy trình (định mức tổng hợp)
Lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất surimi từ cá Mè Hoa
a. Sơ đồ quy trình công nghệ Nguyên liệu Rửa 2 Rửa 3 Ép tách nước Phối trộn phụ gia Nghiền trộn Nghiền giã Định hình
Cấp đông Bao gói Bảo quản Rửa 1
Nghiền tinh Nghiền thô Xử lý tách thịt
b. Giải thích quy trình
Thuyết minh qui trình:
1. Nguyên liệu.
Nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của surimi sau này. Chọn cá mè hoa chưa có dấu hiệu ươn thối, còn tươi, có lớp nhớt, không bể bụng và cơ thịt săn chắc. Nguyên liệu có thể qua bảo quản đông hoặc chưa.
2. Xử lý tách thịt.
Cá được loại bỏ các tạp chất, vi sinh vật, nhớt bên ngoài… sau đó fillet, lạng da, loại bớt một phần cơ thịt đỏ và bóc lớp màng đen ở khoang bụng (nếu nó bị dính lại trong công đoạn fillet). Với cá đã xử lý bảo quản đông, mang đi rã đông bằng nước thường rồi tiến hành phi lê tách thịt như trên bằng dao chuyên dụng. Phần thịt cá còn dính lại ở xương cá sau fillet dùng thìa để cạo sạch. Chú ý mọi thao tác trên đều phải thực hiện nhanh để hạn chế hiện tượng cá bị ươn, suy giảm chất lượng.
3. Nghiền thô
Miếng thịt cá sau khi fillet có kích thước lớn gây khó khăn cho công đoạn nghiền tinh, vì vậy cần phải nghiền thô trước khi tiến hành nghiền tinh. Dùng dao băm nhỏ miềng thịt cá fillet. Kích thước miếng thịt cá 1 1 1 cm.
4. Nghiền tinh
Miếng thịt cá sau nghiền thô kích thước còn lớn làm cho hiệu suất rửa không cao, vì vậy cần phải nghiền tinh trước khi rửa. Cho thịt cá sau khi nghiền thô vào máy xay thịt và tiến hành xay đến kích thước nhỏ. Xay qua mắt sàng có kích thước 2 mm, 2 lần.
5. Rửa 3 lần liên tiếp
Rửa là công đoạn quan trọng nhất trong qui trình sản xuất surimi, quyết định chất lượng của surimi. Tiến hành rửa qua 3 lần liên tiếp như sau.
Rửa 1: Dùng dung dịch NaCl 0,5% với tỉ lệ ding dịch rửa trên thịt cá xay là 4:1. Tiến hành rửa ở nhiệt độ < 100C trong 20 phút. Tốc độ khuấy đảo 30 vòng/phút.
Mục đích: Sử dụng muối ăn trong công đoạn rửa hạn chế sự tổn thất protein ra ngoài môi trường, hỗ trợ khả năng hydrat hóa của các phân tử protein đồng thời nước muối còn có tác dụng loại bỏ màu và mùi tanh của thịt cá trong quá trình rửa
Rửa 2: môi trường acid acetid 0,02%, tỉ lệ dung dịch trên thịt cá xay 4:1. Tiến hành rửa ở nhiệt độ < 100C trong 20 phút. Tốc độ khuấy đảo 30 vòng/phút. Rửa 2 giúp tẩy màu, mùi của thịt cá.
Rửa 3: môi trường nước thường., tỉ lệ nước trên thịt cá xay 4:1. Tiến hành rửa ở nhiệt độ < 100C trong 20 phút. Tốc độ khuấy đảo 30 vòng/phút. Giúp tẩy mùi a xít còn dư.
6. Ép tách nước
Theo yêu cầu kĩ thuật độ ẩm thịt cá trước khi nghiền trộn phụ gia là 70 ÷ 79%, đưa về đến độ ẩm của thịt cá ở trạng thái tự nhiên là tốt nhất. Sau khi rửa thịt cá có độ ẩm > 80%, vì vậy cần phải ép tách nước để đảm bảo độ ẩm của surimi trong công đoạn phối trộn phụ gia.
Thịt cá sau khi rửa để ráo và cho vào túi vải, tiến hành ép tách nước.
7. Phối trộn phụ gia
Chất phụ gia đóng vai trò quan trọng đối với chất lượng của surimi, nó giữ được tính chất vốn có của surimi, đồng thời nâng cao chất lượng cảm quan, tăng giá trị dinh dưỡng. Kéo dài thời gian bảo quản và giúp tăng khả năng giữ nước của surimi. Phối trộn phụ gia được sử dụng trong sản xuất surimi cá mè hoa gồm: Sorbitol, đường, Tari k7.
Thịt cá sau khi ép tách nước ta tiến hành cân rồi phối trộn phụ gia với tỷ lệ thích hợp.
8. Nghiền trộn.
Cho thịt cá sau khi phối trộn phụ gia vào máy xay ở mắt sàng có kích thước 1mm thịt tiến hành xay để phụ gia phân bố đều vào khối surimi.
9. Nghiền giã
Tiếp theo của công đoạn phối trộn là quá trình nghiền giã, đây là công đoạn mà ta tác dụng một lực cơ học làm biến tính mạch protein làm phá vỡ cấu trúc bậc
cao, các mạch polypeptit bị duỗi ra gần nhau, tiếp xúc với nhau làm cho nội lực ma sát tăng, xuất hiện các liên kết giữa các protein tạo thành mạng lưới không gian 3 chiều (mạng lưới gel). Phải chú ý nghiền giã đều tay, chọn thời gian và cường độ nghiền giã thích hợp. Nếu nghiền giã quá mức sẽ ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc, độ bền của gel surimi. Tiến hành nghiền giã thủ công trong cối đá thời gian giã 20 phút.
10. Định hình
Đây là thời gian để xảy ra quá trình suvari ở sản phẩm. Tùy theo từng chế độ, nhiệt độ định hình khác nhau mà thời gian định khác nhau. Theo qui trình này định hình ở nhiệt độ lạnh 1÷5oC trong 20 giờ.
11.Cấp đông
Sản phẩm đã được bao gói kín cho vào tủ đông. Cấp đông nhằm bảo quản surimi trong một thời gian dài cho phép. Quá trình này sẽ hạn chế tối đa được hoạt động của vi sinh vật, hạn chế các phản ứng sinh hoá xảy ra trong thời gian bảo quản.
12.Bao gói, bảo quản
Khối surimi sẽ được bao gói chân không trong túi PA và bảo quản đông ở nhiệt độ -20 2 oC.
Nguyên liệu Rửa 2 Rửa 3 Ép tách nước Phối trộn phụ gia Nghiền trộn Nghiền giã Định hình
Cấp đông Bao gói Bảo quản Rửa 1 Nghiền tinh Nghiền thô Xử lý tách thịt Cân trọng lượng Cân trọng lượng Cân trọng lượng Phế liệu Cân Cân trọng lượng Cân trọng lượng Cân trọng lượng Cân trọng lượng Cân trọng lượng Cân trọng lượng
Cân trọng lượng Cân trọng lượng
Cân trọng lượng Cân trọng lượng
Bước 1: tính định mức chi tiết Ii= Mspi Mnli Bước 2: tính định mức tổng hợp I = n i Ii 1
Ở mỗi công đoạn, xác định trọng lượng và thể tích của bán thành phẩm, phế liệu để tính khối lượng riêng và thể tích riêng.
Định mức chi tiết nguyên liệu ở công đoạn i: Ii=
Mspi Mnli
Định mức tổng hợp ở cả quy trình: Là định mức tiêu hao nguyên liệu của một đơn vị sản phẩm hay lượng nguyên liệu lớn nhất để sản xuất một sản phẩm hoàn chỉnh của một quy trình sản xuất.
Định mức tổng hợp được tính bằng tích các định mức chi tiết.
I= n i Ii 1 = I1*I2....In
Nguyên liệu vào công đoạn i Công đoạn i BTP công đoạn i Cân trọng lượng Mnli Phế liệu Cân trọng lượng Mspi Cân trọng lượng M’
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả nghiên cứu các thông số vật lý
3.1.1. Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa kích thước và khối lượng của cá mè hoa
Thông số vật lý quan trọng của cá là kích thước gồm bề dài, bề ngang, chiều cao và chu vi thân của cá. Nghiên cứu các thông số kích thước cá để rút ra các thông số tối ưu cho thiết kế, chế tạo các loại máy – thiết bị chế biến cá, thiết kế bao bì, tính toán các quá trình trao đổi nhiệt trong chế biến lạnh (Trần Đức Ba và cộng sự, 2004). Tiến hành nghiên cứu trên đối tượng cá mè hoa có kích thước từ 0,9 ÷ 1,5 kg, tiến hành đo chiều dài, chu vi, chiều cao và bề ngang của con cá. Số liệu được thu trên 25 mẫu sau đó lấy giá trị trung bình với độ lệch chuẩn, số liệu xử lý áp dụng chương trình Exel (Microsoft Ofiice 2003). Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.1.1
Bảng 3.1.1. Kích thước cá mè hoa
Thông số Giá trị Đơn vị
Khối lượng trung bình 1,292 ± 0,02 kg
Chiều dài 51,20 ± 0,52 cm
Chu vi 28,08 ± 0,25 cm
Chiều cao 10,00 ± 0,12 cm
Bề ngang 6,07 ± 0,10 cm
Nhận xét: khi khối lượng của cá thay đổi thì kích thước của chúng cũng thay đổi theo. Số liệu ở bảng 3.1.1 chỉ có ý nghĩa với đối tượng cá mè có khối lượng từ 1 đến 1,5kg không có ý nghĩa với cá có kích thước khác. vì với kích thước khác nhau, độ tuổi cá khác nhau thì kích thước cá mè cũng khác nhau.
Người ta quy ước bề dài của cá là 100%, các phần còn lại biểu diễn bằng phần trăm của chiều dài (Trần Đức Ba và cộng sự, 2004). Như vậy kích thước quy đổi của cá mè hoa được thể hiện ở bảng 3.1.2
Bảng 3.1.2. Kích thước cá mè hoa quy đổi theo chiều dài (%)
Khối lượng Chu vi Chiều cao Bề ngang
1,292 ± 0,02 54,86 ± 0,27 19,53 ± 0,19 11,86 ± 0,17
3.2.Kết quả nghiên cứu thành phần khối lượng cá mè hoa
Việc kiểm tra xác định thành phần khối lượng cá mè hoa nhằm mục đích xác định được tỷ lệ phần có ích thu hồi được để tính toán định mức sản xuất cũng như tận dụng các thành phần có giá trị. Đồng thời tùy theo lượng phế liệu mà có biện pháp xử lý thích hợp. Kết quả nghiên cứu được thể hiện ở bảng 3.2
Bảng 3.2. Tỷ lệ thành phần khối lượng của cá mè hoa
Tỷ lệ( %) Thành phần Phương pháp 1 Phương pháp 2 Thịt 35,23 ± 1,11 36,12 ± 1,11 Da 5,03 ± 0,20 5,14 ± 0,19 Nội tạng 3,50 ± 0,13 3,59 ± 0,12 Vây 3,68 ± 0,17 3,76 ± 0,16 Vảy 2,15 ± 0,08 2,20 ± 0,09 Mang 4,23 ± 0,17 4,33 ± 0,17 Não 0,07 ± 0,01 0,07 ± 0,01 Đầu + xương 43,28 ± 1,05 44,31 ± 0,98
Phương pháp 1: Tính định mức dựa vào công thức: 100
M m
TPKL i (%), có
ý nghĩa cho biết tỷ lệ thu hồi của từng phần so với ban đầu.
Phương pháp 2: Tính định mức dựa vào công thức: TPKL = n i i i m m 1 × 100 (%),
có ý nghĩa cho biết tỷ lệ của các bộ phận so với toàn thân.
Kết quả của phương pháp 1 luôn thấp hơn phương pháp 2, là vì trong quá trình xử lý nguyên liệu luôn bị sai số, hao hụt, thất thoát do mất nước, giảm trọng lượng,…Tuy nhiên để so sánh mức độ chính xác của hai phương pháp, phép phân
tích ANOVA được thực hiện. Kết quả như được thể hiện trên hình 3.1 và bảng 3.3. Kết quả phân tích cho thấy 2 phương pháp không có sự khác nhau đáng kể (p > 0,05). Điều đó chứng tỏ phần hao hụt trong xử lý là rất nhỏ.
Từ kết quả tỷ lệ thành phần khối lượng cá mè hoa nhận chỉ ra rằng tỷ lệ thịt cá chiếm 35,23%, đầu và xương chiếm 43,28 %. So với kết quả nghiên cứu từ cá hố: thịt chiếm 40,51%; đầu, xương, vây chiếm 37,01 %, mỡ 2,07%. Kết quả nghiên cứu từ cá sơn thóc: thịt 40%, đầu 20%, xương 20%( Nguyễn Thị Liên, 2007). Kết quả nghiên cứu đối với cá mè trắng: thịt 35,53 %, đầu và xương chiếm 43,28%. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi rất gần với kết quả nghiên cứu trên đối tượng cá mè trắng (Nguyễn Thị Thục, 2000). Tuy nhiên, tỷ lệ thịt thu hồi của cá mè hoa thấp hơn cá hố, cá sơn thóc có lẽ bởi vì cá mè hoa có thành phần đầu rất lớn và bộ xương