L ỜI MỞ ĐẦU
1.4.1 Khái quát chung
Phụ gia thực phẩm (PGTP) là các chế phẩm tự nhiên hay tổng hợp được đưa vào
thực phẩm một cách cố ý ở các giai đoạn chế biến, bảo quản, nhằm thực hiện một
mục đích nhất định như kỹ thuật, dinh dưỡng. Chất phụ gia thực phẩm sẽ còn tồn tại
trong thực phẩm dưới dạng nguyên thể hoặc dẫn suất, không gây độc hại, đảm bảo
an toàn cho sức khỏe con người.
Một số phụ gia thực phẩm đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ, ví dụ bảo quản
bằng cách ngâm dấm (gỉảm pH), ướp muối – chẳng hạn như với thịt ướp muối xông
khói, hay sử dụng SO2 trong một số loại rượu vang. Với sự phát triển nhanh của
công nghiệp chế biến thực phẩm trong nửa sau thế kỷ XX, đã có thêm nhiều phụ gia
thực phẩm mới cả tự nhiên lẫn nhân tạo ra đời . Phụ gia thực phẩm ngày càng thể
hiện được tầm quan trọng của mình nhờ những ưu việt mà chúng tạo ra. Đối với
một số ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, phụ gia thực phẩm đã là một vật
liệu không thể thiếu trong quá trình chế biến. Khi sử dụng phụ gia thực phẩm sẽ đem lại nhiều lợi ích khác nhau, nhưng không phải chất phụ gia nào cũng thỏa mãn tất cả các mục đích. [7]
Theo chức năng tác dụng có thể chia phụ gia thực phẩm thành các nhóm sau: - Các chất tạo mùi
- Các chất điều vị
- Các chất cải tạo cấu trúc
- Các chất bảo quản
- Các phụ gia có tính dược liệu như các loại vitamin (phụ gia dinh dưỡng). Đối với mục đích bảo quản đông lạnh thường sử dụng phụ gia vừa đảm bảo chất lượng dinh dưỡng cũng phải đảm bảo chất lượng cảm quan, thỏa mãn các yêu cầu
vệ sinh an toàn thực phẩm, và đảm bảo lượng hao hụt khối lượng trong quá trình cấp đông cũng như quá trình bảo quản đông là thấp nhất
Việc sử dụng phụ gia cho thêm vào thực phẩm nói chung và quá trình chế biến tôm đông lạnh nói riêng cần đảm bảo các yêu cầu sau:
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
- Không gây độc hại, không gây ảnh hưởng xấu đến người sử dụng
- Không gây mùi lạ, tính chất hóa học ổn định, dễ tan trong nước
- Không làm nguyên liệu biến màu - Không làm cho dụng cụ bị hư hỏng
- Giá thành rẻ và sử dụng đơn giản.
1.5.2 Một số chất PGTP thường được sử dụng trong chế biến sản phẩm đông lạnh [5], [7]
Các sản phẩm đông lạnh chủ yếu là dưới dạng các sản phẩm không ăn liền mà
thường phải qua giai đoạn nấu nướng. Quá trình chế biến từ nguyên liệu để tạo ra
sản phẩm đông lạnh cho đến khi đến tay người sử dụng không phải lúc nào cũng có
thể đạt được trong thời gian ngắn cần thiết, nên yêu cầu đặt ra cho các nhà sản xuất
là phải vừa đảm bảo duy trì chất lượng sản phẩm, vừa phải đạt được hiệu quả kinh tế cao. Việc dùng các chất phụ gia thực phẩm đông lạnh nhờ đó mà ngày càng trở
nên phổ biến. Hiện nay, trong công nghệ các sản phẩm lạnh đông người ta rất chú
trọng đến việc dùng một số phụ gia chứa các gốc phosphat như: Brisol 512, carnal
659’S, Natri bicacbonat (Sodium bicarbonate), MTR-79, STPP… hay cũng có thể
dùng phụ gia mà không chứa gốc phosphat (hay còn gọi là các chất non-phosphate) mà vẫn đảm bảo yêu cầu như sử dụng Qualimax trên đối tượng mực ống. Các phụ
gia này khi áp dụng vào quá trình sản xuất ít nhiều chúng cũng đã thể hiện được tính ưu việt của chúng. Một số chất đã tạo cho sản phẩm có cảm quan đẹp, giá trị dinh dưỡng không bị ảnh hưởng và đảm bảo cho các nhà sản xuất ổn định về mặt
kinh tế nhờ giảm được định mức nguyên liệu trong quá trình chế biến.
1.4.3 Các nguyên tắt cơ bản khi chọn và sử dụng các chất phụ gia thực
phẩm
- Chất phụ gia được chọn trong danh mục cho phép và đạt tiêu chuẩn về chất lượng.
- Sử dụng đúng cho từng loại sản phẩm, đúng mục đích, đúng liều lượng cho
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
- Nên sử dụng phối hợp nhiều chất, không nên sử dụng đơn lẻ.
- Ghi rỏ chất phụ gia được sử dụng ngoài bao bì
Do luật lệ của từng nước có sự khác nhau, cùng một chất phụ gia nhưng nước này cho dùng nhưng nước khác thì lại có giới hạn khác. Chính vì vậy cần lưu ý việc
nghiên cứu sử dụng chất phụ gia trong chế biến thủy sản cần phù hợp với pháp luật
của Việt Nam và của các nước nhập khẩu.
1.6 CÁC NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHỤ GIA CHO THỦY SẢN TRONG VÀ
NGOÀI NƯỚC
Hiện tượng giảm trọng lượng và chất lượng của sản phẩm thực phẩm đông lạnh
là hiện tượng phổ biến trong công nghiệp sản xuất thực phẩm, đặc biệt là trong công nghiệp chế biến thủy sản. Nó quyết định đến lợi ích kinh tế, doanh thu của doanh
nghiệp. Do vậy từ trước đến nay đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề này.
1.5.1 Các nghiên cứu ngoài nước
Cho đến nay trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về hiện tượng giảm trọng lượng và chất lượng sản phẩm đông lạnh. Tuy nhiên đối với sản phẩm cá và thịt đông lạnh thì hiện tượng này đã được nghiên cứu rất tỉ mỉ, còn với sản phẩm tôm
thì ít hơn và ít thấy thông tin chi tiết.
Các nghiên cứu của Ellison (1934), Young (1941); Dyer và Draser (1961), Hoslton (1996), Castell (1996)… cho thấy sự giảm trọng lượng của cá đông lạnh
phụ thuộc rất nhiều yếu tố như: giống loài, tình trạng ban đầu của nguyên liệu, phương pháp là đông, phương pháp bảo quản, thời gian bảo quản… mức trung bình sau 1 tuần bảo quản đông thấp là 2% - 4% và cao nhất là 18%.
Theo Dyer và các cộng tác viên (1962) phương pháp rã đông ảnh hưởng tới sự
giảm trọng lượng. Rã đông trong điều kiện tốt thì mứcgiảm trọng lượng sẽ nhỏ
10%, rã đông trong điều kiện không tốt thì mức giảm trọng lượng có thể lên tới
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
Theo Bendal (1954); Ellis và Winebester (1959); Hellendoorn (1962) thì dùng
nước muối ăn và các loại muối Polyphosphate để xử lý một số loài cá trước khi làm
đông sẽ hạn chế được sự giảm trọng lượng và cải thiện chất lượng cảm quan của sản
phẩm.
Khi nghiên cứu sử dụng polyphosphate để hạn chế giảm trọng lượng của cá fillet
và cải tiến chất lượng cá đông, A.H.Sutton cho thấy tất cả các trường hợp sử dụng
STPP và Sodium pyrophosphate thì STPP cho kết quả tốt hơn. STPP có hai tác
dụng: làm giảm sự mất nước khi tan giá và làm tăng sự giữ nước giúp cải thiện các
thuộc tính cấu trúc của thịt cá khi luộc chín.
Theo Dyer và A.H.Sutton thì STPP và các phụ gia khác thấm vào sảm phẩm qua
màng mô và tế bào. Trong những điều kiện xác định về nồng độ ion và pH, STPP sẽ tác động phân giải phức chất Actomyosin thành Acto và Myosin làm tăng cường
khả năng giữ nước của nguyên liệu. Mặc khác khi thấm vào mô và tế bào STPP làm nồng độ ion trong nguyên liệu tăng lên khoản 0.4 – 0.6 (Hellbendoorn). Còn các phân tử STPP và các phụ gia không vào sâu được trong tế bào thì sẽ khuếch tán
nằm trong cấu trúc mao mạch của các lớp mô và bám dính xung quanh cũng có tác
dụng làm tăng cường sự giữ nước nhờ tạo được các liên kết dạng ion hoặc cầu nối
hydrogen với các phần tử tích điện hoặc có cực của mạch bên protein cấu trúc nên màng của tế bào, mô và mạng lưới bảo vệ chúng. Và do đặc điểm háo nước nên các phần tử này sẽ tập hợp xung quanh nó một số nước, do vậy nước tự do trong nguyên liệu có sự biến đổi, một phần đã chuyển vào dạng nước liên kết với các phân tử chất
phụ gia. Trở nên khó đóng băng và khó thoát ra ngoài hơn khi tan giá.
Công ty Budenheim ở Đức đã có nhiều nghiên cứu sử dụng các loại
polyphosphate phối hợp với nhiều chất khác có các đặc tính ngăn ngừa sự oxi hóa, điều hòa độ pH, điều hòa mùi vị… đã đưa ra thị trường nhiều chế phẩm có tên: Carnal 659, Carnal 659’S, Carnal 961, Carnal 2110, Budal 761, Budal 739 sử dụng
trong chế biến thủy sản. Các chế phần này có thành phần chủ yếu là hỗn hợp của
nhiều phosphate, đa phần là hỗn hợp của Diphosphate, Tripolyphosphate,
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
Từ thập niên 1980, các công ty chế biến và kinh doanh thủy sản Nhật Bản đã
ứng dụng chế phẩm BL-7P trong chế biến tôm đông lạnh, BL-7P dung cho tôm
đông lạnh là hỗn hợp gồm nhiều chất như Sodium tripolyphosphate, Sodium
metaphosphate, Sodium pyrophosphate và một số chất bảo quản, chất chống oxi hóa
như muối Sodium sunfit, Tatrate, Citrate, Erythobate
1.5.2 Các nghiên cứu trong nước
Viện nghiên cứu Hải Sản Hải Phòng, Nhà Máy Chế Biến Thủy Sản Hạ Long
Hải Phòng… Đặc biệt là công ty Seaprodex Việt Nam và trung tâm KCS thành phố
HCM cũ đã có nhiều nghiên cứu tìm cách giải quyết vấn đề trên và đã có nhiều đóng góp đáng kể cho ngành Thủy Sản. Nhưng các nghiên cứu này chủ yếu hướng
tới ảnh hưởng của các điều kiện bên ngoài như nhiệt đô, độ ẩm, tốc độ làm đông…
Một số tác giả (Phan Thị Liên, thập niên 80, Vũ Duy Đô, 1998) nghiên cứu dùng chất phụ gia tạo màng bằng dung dịch Alginate natri, Agar – Agar loãng… để mạ băng cho sản phẩm nhằm ngăn ngừa sự bay hơi nước.
Đầu năm 1996 tác giả Nguyễn Anh Tuấn, trong luận án thạc sĩ, đã nghiên cứu theo hướng tìm cách tác động vào cấu trúc bên trong của tôm và đưa ra giải pháp xử
lý ngâm tôm sú thịt trong dung dịch STPP 4% + acid citric 3g/l + Mono Sodium Glutamate (MSG) 1%, khuấy đảo liên tục với tốc độ 20-25 vòng/ phút, thời gian 50
– 60 phút thì khắc phục được tôm đông lạnh không bị mất trọng lượng đồng thời
cũng cải thiện được về mặt chất lượng cảm quan.
Năm 2004 tác giả, trong luận án tiến sĩ kỹ thuật “ nghiên cứu hiện tượng giảm
trọng lượng và chất lượng của sản phẩm tôm sú thịt đông lạnh sau quá trình làm
đông, trữ đông, rã đông và biện pháp khắc phục” , tác giả Nguyễn Anh Tuấn đã đưa
ra giải pháp xử lý phụ gia tối ưu cho đối tượng tôm sú thịt đông lạnh như sau: Ở
nhiệt độ xử lý 15± 2oC và thời gian xử lý 50 – 55 phút, đối với nguyên liệu bảo
quản qua 1 ngày, nồng độ các chất phụ gia thích hợp là STPP 3.6%, Acid Sorbic 0.34%, MSG 0.66% ; tỷ lệ dung dịch/ tôm là 1/1. Đối với nguyên liệu bảo quản qua
2 ngày, nồng độ các chất phụ gia thích hợp là STPP 3.6%, Acid Sorbic 0.36%, MSG 0.66% ; tỷ lệ dung dịch/ tôm là 1/1.
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
Chương 2 : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
2.1.1 Tôm sú
Tôm sú nguyên liệu (Penaeus monodon) thuộc giống Penaeus, loài Penaeus monodon, tên thương phẩm là Tiger shrimp. Mẫu tôm nguyên liệu có nguồn gốc là tôm nuôi tại các vuông ở khu vực Đầm Dơi - Cà Mau được vận chuyển về công ty
bằng đường sông. Mẫu có chất lượng tươi tốt.
Mẫu thí nghiệm size : 16-20
Vùng nguyên liệu : cm01
2.1.2 Chất phụ gia thực phẩm
a. Chất phụ gia thực phẩm Mix phosphate
Mix phosphate là chế phẩm cải thiện chất lượng và giảm hao hụt khối lượng do
mất nước.
*/ Thành phần:
• Sodium tripolyphotphates:
- Công thức hóa học: Na5P3O10 - Công thức cấu tạo:
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
• Sodium metapetaphosphate
- Công thức hóa học: (NaPO3)6
- Công thức cấu tạo :
*/ Tính chất:
Mix phosphate có dạng bột màu trắng tan có hạn trong nước. Khi hoà tan trong
nước Mix phosphate tạo thành dung dịch không màu, không mùi, có độ nhớt và có tính kiềm, bị phân ly tạo ra các ion âm nhiều điện tích. Trong giới hạn cho phép
Mix phosphate không gây độc hại cho người sử dụng.
*/ Giới hạn cho phép:
Mix phosphate qui về P2O5 được phép có trong sản phẩm cuối cùng là 5g/kg sản
phẩm. [4]
Ngoài ra giới hạn Mix phosphate còn được phép sử dụng trong sản phẩm cuối
cùng tùy thuộc vào từng nước nhập khẩu thủy sản. Mỗi thị trường đều có mức độ qui định khác nhau.
b. Muối ăn NaCl
Muối (natri clorua): là chất tạo vị quan trọng cho sản phẩm. Muối ăn ở nồng độ
thấp, ngoài tác dụng cải thiện vị cho thực phẩm còn có tác dụng làm tăng khả năng
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1 Phương pháp lấy mẫu
Mẫu tôm sú nguyên liệu được lấy từ lô hàng đồng nhất khi vừa vận chuyển về
công ty, được bảo quản qua 1 ngày. Sau đó nguyên liệu được công nhân đưa đi chế
biến thành tôm sú PTO bán thành phẩm theo qui trình của công ty. Sau đó mẫu bán thành phẩm được chia thành các mẫu thí nghiệm theo mục đích thí nghiệm
2.2.2 Phương pháp xác định mức biến thiên trọng lượng
Theo phương pháp hiệu số trọng lượng. Sử dụng cân điện tử 15kg. Tiến hành
xác định trọng lượng trước và sau khi xử lý phụ gia quay, ngâm, trước cấp đông,
sau khi rã đông và trữ đông.
2.2.3 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm [3], [8]
Áp dụng phép thử cho điểm chất lượng theo TCVN 3215 – 79:
Phương pháp này được sử dụng để đánh giá tổng quát mức chất lượng của sản
phẩm so với tiêu chuẩn hoặc so với một sản phẩm cùng loại trên tất cả các chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi, vị và trạng thái. Tình trạng chất lượng của mỗi chỉ tiêu
được đánh giá bằng điểm. Giá trị điểm tăng theo mức tăng của chất lượng.
Do các chỉ tiêu có vai trò đối với chất lượng chung của sản phẩm ở các mức
khác nhau nên các giá trị cho được đối với mỗi chỉ tiêu được nhân lên một giá trị tương ứng gọi là hệ số trọng lượng. Các chỉ tiêu có vai trò lớn hơn thì có hệ số
trọng lượng cao hơn.
Ở Viêt Nam, phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm thực phẩm thực hiện
theo tiêu chuẩn Viêt Nam TCVN 3215 – 79.
- Sử dụng hệ điểm 20
- Xây dựng trên một thang thống nhất 6 bậc 5 điểm ( từ 0 – 5) trong đó:
Điểm 0 ứng với mức chất lượng sản phẩm bị hỏng.
Điểm 1 đến điểm 5 ứng với mức khuyết tật giảm dần.
Ở điểm 5 sản phẩm coi như không có sai lỗi và khuyết tật nào, trong tính chất đang xét, sản phẩm có tính tốt đặc trưng và rỏ rệt cho chỉ tiêu đó.
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
- Tổng hệ số trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu được đánh giá cho một sản
phẩm bằng 4.
Mỗi sản phẩm phải xây dựng thang điểm cảm quan cụ thể, dựa trên các tính chất đặc trưng của nó.
Khi đánh giá, mỗi kiểm nghiệm viên căn cứ kết quả ghi nhận được đối chiếu với
bảng mô tả các chỉ tiêu và dung hệ số nguyên để cho điểm từ 0 đến 5
2.2.4 Phương pháp hợp lý hóa quá trình xử lý phụ gia
- Bằng phương pháp thăm dò cổ điển: khi tối ưu hóa một yếu tố thì bố trí yếu
tố này thay đổi theo các mức trong một thang đã được định trứơc, thang này nằm trong điều kiện 2 biên đã được thăm dò trước, đảm bảo giá trị tối ưu nằm giữ 2 biên này. Các yếu tố còn lại thì được lấy và bố trí cố định theo qui trình cơ sở. Từ đó dò tìm được giá trị tối ưu của yếu tố xử lý. Sau khi tìm được giá trị tối ưu, thay giá trị
này vào qui trình cơ sở và tiếp tục dò tìm giá trị tối ưu của yếu tố còn lại.
2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm và vẽ đồ thị
Sử dụng phần mềm excel
GVHD: TS NGUYỄN ANH TUẤN 8/31/2009
2.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát