Tham khảo quy trình sản xuất sản phẩm trứng Cầu Gai lên men của Nhật [7], tác giả đề xuất sơ đồ quy trình nghiên cứu như sau:
Sơ đồ 2.1: Quy trình nghiên cứu
Nguyên liệu Cầu Gai
Rửa Xử lý phần vỏ Bỏ nội tạng Thu trứng Làm sạch trứng Xử lý cồn Để ráo Phối trộn Vào lọ Lên men Sản phẩm Bảo quản sản phẩm Thời gian xử lý cồn Tỉ lệ muối ăn Tỉ lệ đường Loại rượu Tỉ lệ rượu Nhiệt độ Thời gian
TPKL của Cầu Gai
Các chỉ tiêu chất lượng,
định mức, giá thành
Lấy mẫu
Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu Cầu Gai sau khi rửa, lấy mẫu để xác định thành phần khối lượng (TPKL) của Cầu Gai.
Cầu Gai được xử lý vỏ, bỏ nội tạng, thu trứng và làm sạch trứng, lấy mẫu để xác định thành phần hóa học (TPHH) cơ bản của trứng Cầu Gai.
Tiếp theo cần nghiên cứu các công đoạn:
Công đoạn xử lý cồn: xác định thời gian xử lý cồn thích hợp nhằm đạt mục đích khử tanh, cải thiện chất lượng cảm quan của sản phẩm thu được.
Công đoạn phối trộn: xác định tỉ lệ muối ăn, tỉ lệ đường, loại rượu, tỉ lệ rượu thích hợp nhằm thu được sản phẩm có chất lượng cảm quan (CLCQ) tốt nhất; đồng thời tỉ lệ muối phải đủ đểức chế hoạt động của vi sinh vật (VSV) gây thối rữa.
Công đoạn lên men: xác định nhiệt độ lên men và thời gian lên men thích hợp nhằm thu được sản phẩm có CLCQ tốt nhất.
Sau khi xác định được các thông số thích hợp cho quy trình, sản xuất thử theo quy trình tìm được, đánh giá chất lượng sản phẩm, xây dựng định mức, giá thành sản phẩm và xác định tính khả thi của quy trình.
2.3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát
Sơ đồ 2.2: Bố trí thí nghiệm tổng quát
Thuyết minh quy trình:
Bắt đầu từ nghiên cứu TPKL của Cầu Gai và TPHH của trứng Cầu Gai, sau đó nghiên cứu chế độ xử lý cồn, tỉ lệ các phụ liệu trong công đoạn phối trộn, xác định chế độ lên men, làm cơ sở xác lập QTCN. Sau khi tìm được QTCN thì tiến Nguyên liệu Cầu Gai
Rửa Xử lý phần vỏ Bỏ nội tạng Thu trứng Làm sạch trứng Xử lý cồn Để ráo Phối trộn Vào lọ Lên men Sản phẩm
Lấy mẫu Xác định TPKL Cầu Gai
Xác định TPHH của trứng
Kết quả Thảo luận
Xác định thời gian xử lý cồn Kết quả Thảo luận
Bảo quản sản phẩm Xác định tỉ lệ muối (%) Xác định loại rượu, tỉ lệ sử dụng (ml/100g) Kết quả Kết quả Thảo luận Thảo luận
Xác định tỉ lệ đường (%) Kết quả Thảo luận
Xác định nhiệt độ (oC)
Xác định thời gian (ngày)
Kết quả
Kết quả
Thảo luận
Thảo luận
Xác định các chỉ tiêu chất
lượng, định mức, giá thành Kết quả Thảo luận
Kết luận
Thảo luận
hành sản xuất thử, đánh giá chất lượng sản phẩm, xây dựng định mức, giá thành và xác định tính khả thi của quy trình.
2.3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chi tiết
a. Sơ đồ lấy mẫu và xử lý mẫu phục vụ thí nghiệm
Sơ đồ 2.3: Lấy mẫu và xử lý mẫu phục vụ thí nghiệm
b. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định TPKL của Cầu Gai
Sơ đồ 2.4: Bố trí thí nghiệm xác định TPKL của Cầu Gai
Cách tiến hành: xác định TPKL của Cầu Gai theo 2 mùa vụ chính (tháng 5 - 6 và tháng 7 – 11). Cầu Gai sau khi rửa, để ráo; tách riêng trứng, vỏ, nội tạng và cân khối lượng từng thành phần; kết quả được lấy trung bình của 3 lần thí nghiệm.
Cầu Gai
Rửa, để ráo
Xử lý tách riêng trứng, vỏ, nội tạng
Cân khối lượng trứng,
vỏ, nội tạng
Kết quả
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
Nguyên liệu Cầu Gai còn sống
Vận chuyển về phòng thí nghiệm
Bảo quản sống
Xác định TPHH Xây dựng quy trình
n i i i i m m TP 1 (%); n i i TP 1 = 100 (%) Trong đó: + TPi: TPKL của thành phần thứ i (%) + mi: khối lượng của bộ phận thứ i (g)
c. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai
Sơ đồ 2.5: Bố trí thí nghiệm xác định TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai
Cách tiến hành: thu trứng từ Cầu Gai nguyên liệu, làm sạch trứng rồi đem đi xác định các chỉ tiêu, kết quả mỗi chỉ tiêu được lấy trung bình của 3 lần thí nghiệm.
d. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian xử lý cồn
Sơ đồ 2.6: Bố trí thí nghiệm xác định thời gian xử lý cồn
Cầu Gai
Thu trứng, làm sạch trứng
Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
Xác định các chỉ tiêu: protein, lipid, khoáng,
acid amin, độ ẩm (W), aw; vitamin A, D
Kết quả 5s 10s 15s 20s 25s Để ráo Phối trộn, vào lọ Lên men Trứng Cầu Gai
Xử lý cồn theo thời gian
Đánh giá cảm quan sản phẩm
30s
Cách tiến hành: lấy các mẫu (khoảng 50g/mẫu), mỗi mẫu được xử lý bằng cồn thực phẩm 900 với thời gian xử lý khác nhau; các thông số thí nghiệm còn lại là không đổi. Sau khi có các mẫu sản phẩm, đánh giá chất lượng mỗi mẫu để chọn ra thời gian xử lý cồn thích hợp.
Dựa vào kết quả thí nghiệm thăm dò trước, các thông số của thí nghiệm này như sau:
+ Thay đổi thời gian xử lý cồn: 5s, 10s, 15s, 20s, 25s, 30s. + Các thông số thí nghiệm còn lại là không đổi:
Thời gian để ráo: 10 phút Tỉ lệ muối: 30%
Loại rượu: Vodka 39,5o Tỉ lệ đường: 4%
Tỉ lệ rượu: 10 (ml /100g mẫu) Nhiệt độ lên men: 40oC Thời gian lên men: 20 ngày
Thời gian xử lý cồn được chọn là thời gian xử lý mà tại đó thỏa mãn điều kiện: điểm CLCQ của sản phẩm là cao nhất.
e. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ muối
Sơ đồ 2.7: Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ muối
10% 15% 20% 25% 30%
Phối trộn đường, rượu; vào lọ
Lên men
Xử lý cồn, để ráo
Phối trộn muối theo các tỉ lệ
Đánh giá cảm quan; đo hàm lượng Naa,
N.NH3, W, aw của sản phẩm
35%
Kết quả
Cách tiến hành: Các mẫu sau khi được xử lý cồn, để ráo, mỗi mẫu được trộn với một tỉ lệ muối khác nhau; các thông số thí nghiệm còn lại là không đổi. Khi có các mẫu sản phẩm, đánh giá chất lượng mỗi mẫu để chọn ra tỉ lệ muối thích hợp.
+ Thay đổi tỉ lệ ướp muối: 10%; 15%; 20%; 25%; 30%; 35%
+ Các thông số để cố định theo kết quả tìm được ở các thí nghiệm trước Tỉ lệ muối được chọn là tỉ lệ mà tại đó thỏa mãn đồng thời 4 điều kiện: + Điểm CLCQ của sản phẩm là cao nhất.
+ Hàm lượng Naa của sản phẩm là cao nhất
+ Hàm lượng N.NH3 của sản phẩm < giới hạn cho phép (0,5%)
+ aw của sản phẩm < aw giới hạn hoạt động của VSV gây thối rữa(phụ lục 7)
f. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn loại rượu
Sơ đồ 2.8:Bố trí thí nghiệm chọn loại rượu thích hợp
Cách tiến hành: các mẫu sau khi được xử lý cồn, để ráo; trộn muối, đường; mỗi mẫu được phối trộn với mỗi loại rượu khác nhau với cùng tỉ lệ; các thông số thí nghiệm còn lại là không đổi. Sau khi có các mẫu sản phẩm, đánh giá chất lượng mỗi mẫu để chọn loại rượu thích hợp.
+ Thay đổi loại rượu: rượu vang trắng 12o; rượu Vodka 29,5o; rượu vodka 39,5 o; rượu gạo 250 .
+ Các thông số để cố định theo kết quả tìm được ở các thí nghiệm trước.
Rượu gạo 25o Vang trắng 12o Vodka 29,5o Vodka 39,5o
Phối trộn muối, đường
Lên men
Xử lý cồn, để ráo
Phối trộn theo các loại rượu
Đánh giá cảm quan sản phẩm Kết quả
Trứng Cầu Gai
Loại rượu được chọn là loại rượu mà thỏa mãn điều kiện: điểm CLCQ của sản phẩm là cao nhất.
g. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ đường bổ sung
Sơ đồ 2.9: Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ đường bổ sung
Cách tiến hành: các mẫu sau khi được xử lý cồn, để ráo; phối trộn muối, rượu; mỗi mẫu được phối trộn với một tỉ lệ đường khác nhau; các thông số thí nghiệm còn lại là không đổi. Sau khi có các mẫu sản phẩm, đánh giá chất lượng mỗi mẫu để chọn tỉ lệ đường thích hợp.
+ Thay đổi tỉ lệ đường bổ sung: 2%; 4%; 6%; 8%; 10%
+ Các thông số để cố định theo kết quả tìm được ở các thí nghiệm trước Tỉ lệ đường bổ sung được chọn là tỉ lệ đường mà tại đó thỏa mãn điều kiện: điểm CLCQ của sản phẩm là cao nhất.
2% 4% 6% 8% 10%
Vào lọ
Lên men
Xử lý cồn, để ráo
Phối trộn muối, rượu
Đánh giá cảm quan sản phẩm
Kết quả
Trứng Cầu Gai
h. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ rượu bổ sung
Sơ đồ 2.10:Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ rượu
Cách tiến hành: các mẫu sau khi được xử lý cồn, để ráo; trộn muối, đường; mỗi mẫu được phối trộn với một tỉ lệ rượu khác nhau; các thông số thí nghiệm còn lại là không đổi. Khi có các mẫu sản phẩm, đánh giá chất lượng mỗi mẫu để chọn tỉ lệ rượu thích hợp.
+ Thay đổi tỉ lệ rượu bổ sung: 5 (ml/100g mẫu); 10 (ml/100g mẫu); 15 (ml/100g mẫu); 20 (ml/100g mẫu); 25 (ml/100g mẫu).
+ Các thông số để cố định theo kết quả tìm được ở các thí nghiệm trước. Tỉ lệ rượu bổ sung được chọn là tỉ lệ mà tại đó thỏa mãn điều kiện: điểm CLCQ của sản phẩm là cao nhất.
5 10 15 20 25
Vào lọ
Lên men
Xử lý cồn, để ráo
Phối trộn muối, đường
Đánh giá cảm quan sản phẩm
Trứng Cầu Gai
Phối trộn rượu theo các tỉ lệ (ml/100g mẫu)
i. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ lên men thích hợp
Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò điều kiện biên thích hợp của nhiệt độ
lên men
Sơ đồ 2.11: Bố trí thí nghiệm thăm dò điều kiện biên thích hợp của nhiệt độ lên men
Cách tiến hành: các mẫu được xử lý cồn, để ráo, phối trộn phụ liệu; sau đó cho lên men, mỗi mẫu lên men ở một nhiệt độ khác nhau; các thông số thí nghiệm còn lại là không đổi. Sau khi có các mẫu sản phẩm, đánh giá chất lượng mỗi mẫu để chọn điều kiện biên thích hợp của nhiệt độ lên men.
+ Thay đổi nhiệt độ lên men: 30oC, 35oC, 40oC, 45oC, 50oC
+ Các thông số để cố định theo kết quả tìm được ở các thí nghiệm trước Nhiệt độ được chọn là nhiệt độ mà tại đó thỏa mãn đồng thời 4 điều kiện: + Điểm CLCQ của sản phẩm là cao nhất.
+ Hàm lượng Naa của sản phẩm là cao nhất
+ Hàm lượng N.NH3 của sản phẩm < giới hạn cho phép (0,5%)
+ aw của sản phẩm < aw giới hạn hoạt động của VSV gây thối rữa (phụ lục 7) 30oC 35oC 40oC 45oC 50oC
Vào lọ
Xử lý cồn, để ráo
Phối trộn
Đánh giá cảm quan; đo hàm lượng Naa,
N.NH3, W, aw của sản phẩm
Kết quả
Trứng Cầu Gai
Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò điều kiện biên thích hợp của thời gian
lên men
Sơ đồ 2.12: Bố trí thí nghiệm thăm dò điều kiện biên thích hợp của thời gian lên men
Cách tiến hành: các mẫu được xử lý cồn, để ráo, phối trộn phụ liệu; sau đó cho lên men, mỗi mẫu lên men trong một khoảng thời gian khác nhau; các thông số thí nghiệm còn lại là không đổi. Sau khi có các mẫu sản phẩm, đánh giá chất lượng mỗi mẫu để chọn được điều kiện biên thích hợp của thời gian lên men.
+ Thay đổi thời gian lên men: 20 ngày, 25 ngày, 30 ngày, 35 ngày, 40 ngày, 45 ngày
+ Các thông số để cố định theo kết quả tìm được ở các thí nghiệm trước Thời gian lên men được chọn là thời gian mà tại đó thỏa mãn đồng thời 4 điều kiện:
+ Điểm CLCQ của sản phẩm là cao nhất. + Hàm lượng Naa của sản phẩm là cao nhất
+ Hàm lượng N.NH3 của sản phẩm < giới hạn cho phép (0,5%)
+ aw của sản phẩm < aw giới hạn hoạt động của VSV gây thối rữa (phụ lục 7)
20 25 30 35 40
Vào lọ
Xử lý cồn, để ráo
Phối trộn
Đánh giá cảm quan; đo hàm lượng Naa,
N.NH3, W, aw của sản phẩm
Kết quả
Trứng Cầu Gai
Lên men theo thời gian (ngày)
Sơ đồ bố trí thí nghiệm theo QHTN xác định chế độ lên men thích hợp
Biến đầu vào:
+ X1: nhiệt độ lên men (oC) + X2: thời gian lên men (ngày)
Hàm mục tiêu:Y1 (hàm lượng Naa trong các mẫu sản phẩm (%)) Khi tối ưu hóa, mục tiêu là:
+ Tìm được giá trị Y1 max
+ Y2 (hàm lượng N.NH3 trong các mẫu sản phẩm (%)) < giới hạn cho phép (0,5%)
+ CLCQ của sản phẩm cao
Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm theo QHTN 2 yếu tố, xác định các thông số thích hợp cho công đoạn lên men
N (số thí nghiệm) X1 (oC) X2 (ngày) Y1 (%) 1 2 3 4
Sau khi tiến hành 4 thí nghiệm được bố trí ở trên, có kết quả cụ thể; tiếp theo sẽ làm thêm thí nghiệm ở tâm phương án để tìm được phương trình hồi quy bậc 1 cho Y1; cuối cùng là tối ưu hóa công đoạn lên men
Công đoạn lên men
X1
X2
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA CẦU GAI KHAI THÁC TẠI VÙNG BIỂN KHÁNH HÒA
3.1.1 Kết quả thí nghiệm xác định TPKL của Cầu Gai
Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ (2.4), kết quả xác định TPKL của Cầu Gai được trình bày trong bảng 1 (phụ lục 1) và ở hình 3.1
TPKL Cầu Gai tháng 5 - 6 2.95 32.81 64.24 Trứng (%) Vỏ (%) Nội tạng (%) TPKL Cầu Gai tháng 7 - 11 6.97 28.30 64.73
Hình 3.1 TPKL của Cầu Gai
Từ hình 3.1 cho thấy:
Cầu Gai có TPKL những phần không ăn được khá cao: vỏ chiếm 28,30 – 32,81 (%); nội tạng chiếm 64,24 – 64,73 (%); TPKL trứng thấp, chiếm 2,95 - 6,97 (%).
TPKL thay đổi tùy vào mùa vụ; và khoảng tháng 5 – 6 Cầu Gai có TPKL trứng rất ít (trung bình là 2,95 %); tháng 7 – 11 là khoảng thời gian mà Cầu Gai có TPKL trứng cao nhất (trung bình là 6,97 %). Trong các khoảng thời gian còn lại không phải là mùa vụ nên ngư dân không đánh bắt. Do đó, nếu chế biến Cầu Gai nên chọn thời điểm từ tháng 7 – 11 sẽ cho năng suất cao hơn những thời điểm khác trong năm.
3.1.2 Kết quả thí nghiệm xác định TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai
Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ (2.5), kết quả xác định TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai được trình bày trong bảng 3.1 và 3.2.
Bảng 3.1: TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai
Chỉ tiêu Protein (%) Lipid (%) Khoáng (%) Độ ẩm (%) aw (đo ở 280C ±1) Vitamin A (mg/100g) Vitamin D (mg/100g) Thông số 9,67 7,67 1,27 69,83 0,93 24,30 12,70
Bảng 3.2: Thành phần acid amin của trứng Cầu Gai
STT Tên acid amin Hàm lượng (mg/100g)
1 Alanine 810,23 2 Glycine 490,65 3 Valine 690,36 4 Leucine 1328,99 5 Isoleucine 870,45 6 Threonine 850,88 7 Serine 1367,99 8 Proline 650,88 9 Asparagine 1444,99 10 Methionine 339,88 11 Glutamine 1949,88 12 Phenylalanine 694,99 13 Lysine 666,99 14 Histidine 410,79 15 Tyrosine 730,99 Tổng acid amin 13298,91
Bảng 3.3: So sánh giữa TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai với trứng một số loài thủy sản khác [6]
Loài Độ ẩm (%) Khoáng (%) Lipid (%) Protein (%)
Cầu Gai 69,83 1,27 7,67 9,67
Cá Trích 69,2 1,4 4,2 26,3
Cá Hồi 61,7 1,2 1,3 31,9
Cá Chép 85,3 1,3 0,7 12,1
Bảng 3.2 cho thấy: trong trứng Cầu Gai có nhiều acid amin thường gặp (có 15 acid amin; thiếu Trp, Arg, Cys); trong đó có nhiều acid amin không thay thế (Val: 690,36 mg/100g; Leu: 1328,99 mg/100g; Ile: 870,45 mg/100g; Met: 339,88 mg/100g; Thr: 850,88 mg/100g; Phe: 694,99 mg/100g; Lys: 666,99 mg/100g; His:
410,79 mg/100g). Từ đó thấy rằng Cầu Gai là nguồn cung cấp acid amin rất tốt, đặc biệt là các acid amin không thay thế.
Bảng 3.3 cho thấy: so với trứng những loài thủy sản khác thì trứng Cầu Gai có hàm lượng protein, khoáng, nước vào loại trung bình (protein: 9,67 %; khoáng: 1,27 %; nước: 69,83 %); hàm lượng lipid tương đối cao (7,67 %).