CHẤT LƯỢNG CÁ TRONG CẤP ĐÔNG VÀ TRỮ ĐÔNG
1.4.1. Nước và ảnh hưởng của nước đến hiện tượng giảm khối lượng và chất lượng cá đông lạnh [20] [21]
Nước chiếm đa phần trong cơ thể thuỷ sản. Dạng tồn tại của nước có ảnh hưởng rất lớn tới tính chất hoá lý của thuỷ sản trong quá trình chế biến và bảo quản.
Tuỳ theo mức độ liên kết của nước trong thuỷ sản người ta phân thành 2 loại: nước tự do và nước liên kêt [20]. Theo Heiss, Ở cá tỉ lệ này như sau: nước tự do chiếm khoảng 71,7% và nước liên kết khoảng 7,5 %
+ Nước tự do: Nước tự do trong bắp cơ bị giữ lại bởi mạng lưới cấu trúc
bằng những mối liên kết cơ học thuần thuý, nên dễ dàng tách ra. Nước tự do gồm nước bất động, nước kết cấu tự do và nước dính ướt
Nước bất động nằm trong nằm trong mạng lưới cấu trúc của mô cơ dưới hình thức dung môi để khuếch tán các chất qua thành tế bào. Trong chế biến và bảo quản, nước bất động có thể không biến đổi về hàm lượng.
Nước kết cấu tự do chuyển động tự do qua các lỗ hốc của mạng cấu trúc. Do đó có thể dùng lực ép phân ly ra được. Trong chế biến thuỷ sản như phơi hoặc sấy khô, nước kết cấu tự do bị mất đi một phần.
Nước dính ướt còn gọi là màng mỏng nước, nó là lớp nước dính sát trên bề mặt của cơ thịt sau khi rửa bằng nước sạch. Nước này có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình làm lạnh, cấp đông và bảo quản .. , nó có ảnh hưởng khi xác định khối lượng của thủy sản
+ Nước liên kết: Nước này không là dung môi mà ở dạng liên kết chủ yếu với
protein gọi là nước liên kết protein. Nước liên kết này lại chia thành nước liên kết keo đặc và nước liên kết keo tan
Trong thủy sản, nước cố định làm cho tổ chức cơ thịt mềm mại, còn nước liên kết làm cho thịt vững chắc. Nước liên kết có ảnh hưởng đến cảm giác mùi, vị và trạng thái tổ chức cơ thịt của động vật thuỷ sản. Trong quá trình chế biến cá đông lạnh thì các loại nước này có ảnh hưởng lớn đến sự mất nước và CLCQ của sản phẩm: màu sắc, mùi vị, độ chắc. Bên cạnh đó nước có tác dụng làm tăng chất lượng và giá trị cảm quan như độ bóng, độ min, độ dai, độ dẻo của sản phẩm.
Nước trong thuỷ sản ở nhiệt độ cao tồn tại dạng đơn phân (H2O), nhưng nhiệt độ thấp tồn tại dạng phân tử liên hợp (H2O)n, trong đó n không xác định mà luôn biến đổi phụ thuộc vào nhiệt độ và trạng thái tồn tại. Khi nước đông đặc thành nước đá với cấu trúc tinh thể, trong đó mỗi đơn phân được liên kết với bốn phân tử khác với khoảng cách giữa hai nguyên tử oxy là 0,27nm.[41]
Sự thay đổi pH và lực ion cũng có ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của thuỷ sản chứa protein. Tương tác tĩnh điện thích đáng giữa các chuỗi protein sẽ tạo thành gel trương đ ầy nước, nếu các chuỗi protein hút lẫn nhau thì nước hấp thụ và nhất là nước tự do sẽ bị đẩy ra và bốc hơi. Ở pH đẳng điện tương tác protein là cực đại thì khả năng giữ nước là cực tiểu [41].
Hoạt độ của nước cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm trong quá trình chế biến và bảo quản thuỷ sản. Nó liên quan chặt chẽ đến quá trình hư hỏng của thực phẩm do einzim, VSV và các phản ứng hoá học. Độ ẩm tương đối và hoạt độ của nước là những đại lượng tỷ lệ thuận với nhau do vậy hoạt độ của nước biến đổi theo áp suất riêng phần của không khí trong phòng cấp đông hay nhiệt độ kho trữ đông. Khi nhiệt độ kho bảo quản biến đổi nhiều thì hoạt độ của nước cũng thay đổi và làm tăng hàm lượng nước khuếch tán dẫn đến tăng tỷ lệ HHKL.
Có thể coi hoạt độ của nước là số đo sẽ tạo điều kiện cho hoạt động của enzyme, vi sinh vật và các phản ứng hoá học tiến triển
Như vậy nước có ảnh hưởng rất lớn đến nhiều quá trình công nghệ chế biến và bảo quản thuỷ sản đông lạnh. Các tính chất này liên quan chặt chẽ tới chất lượng cảm quan và hao hụt khối lượng của sản phẩm cá đông lạnh.
1.4.2. Một số quá trình ảnh hưởng đến biến đổi khối lượng và chất lượng trong quá trình chế biến
1.4.2.1. Trao đổi chất qua màng tế bào [24]
Để duy trì sự sống, tế bào luôn có sự trao đổi chất và năng lượng. Trong tế bào tồn tại màng bán thấm. Quá trình di chuyển của nước và các chất hòa tan qua màng tế bào chất là một quá trình động học và tuân theo một trong hai cơ chế khuếch tán và vận chuyển.
Theo cơ chế khuếch tán nhờ sự chênh lệch nồng độ hay điện thế ở hai phía của màng tế bào, trong đó nước có thể đi qua màng tế bào theo cơ chế trên. Còn đa số chất tan đi qua màng tế bào theo cơ chế đặc biệt đó là những phân tử xắp xếp bên trong của màng liên kết với các phân tử chất hòa tan rồi chuyển chúng vào bên trong của màng, từ đó các phân tử hoà tan chuyển vào tế bào chất. Các phân tử vận chuyển trên gọi là protein thấm- pecmeaza.
Theo cơ chế vận chuyển thụ động chất hòa tan liên kết thuận nghịch vào một vị trí đặc bên trên phân tử pecmeaza nằm trong màng, phức hợp chất tan- pecmeaza được vận chuyển theo cả hai phía của mhàng nhờ sự chênh lệch nồng độ của một chất nào đó, nghĩa là sự vận chuyển diễn ra theo kiểu xuôi dòng.
Trong quá trình vận chuyển thụ động không cần năng lượng của tế bào, pecmeaza được di động thuận nghịch hoặc ở dạng đơn độc P hoặc dạng phức hợp với vật chất được di chuyển PS( S là chất vận chuyển ), hướng di chuyểnn của S phụ thuộc vào nồng độ ở hai phía của tế bào.
Làm giảm sự mất nước của tế bào có nghĩa là giảm sự HHKL. Màng tế bào có hai lớp, giữa hai lớp là các phân tử kỵ nước và ưa nước giúp quá trình trao đổi chất, dinh dưỡng, khoáng chất và nước qua sự vận chuyển ATP, AMP vòng.., phá vỡ cân bằng cấu trúc màng, áp suất thầm thấu màng hay pH thay đổi sẽ làm cản trở quá trình mất nước hay tăng nước liên kết.
1.4.2.2. Sự khuếch tán và thẩm thấu chất tan[20][24]
1. Sự khuếch tán
Tính chất chung của dung dịch với xu hướng phân bố đồng đều mọi hạt vật chất ra toàn thể tích chiếm chỗ, đó chính là sự khuếch tán. Hay nói cách khác sự khuếch tán là hiện tượng tự cân bằng nồng độ của vật chất. Các phân tử chất tan di động từ nơi nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn và quá trình đó dừng lại khi nồng độ chất tan hai bên cân bằng. Quá trình khuếch tán tuôn theo định luật Fick.
Sự chuyển động của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí gọi là quá trình khuếch tán ngoại. Lượng nước bay hơi do khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện là áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí.
Do sự chênh lệch độ ẩm giữa các lớp tạo nên sự chuyển động của hàm ẩm ở trong nguyên liệu từ lớp này đến lớp khác để tạo sự cân bằng gọi là khuếch tán nội. Động lực của khuếch tán nội xảy ra do chênh lệch độ ẩm giữa các lớp bên trong và bên ngoài. Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có liên quan mật thiết với nhau, tức là khuếch tán ngoại có được thì khuếch tán nội mới được tiếp tục.
Nếu khuêch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ nhanh, nhưng điều kiện đó thì ít có. Khuếch tán nội của nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn tốc độ bay hơi trên bề mặt. Khi khuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ dừng lại
2. Quá trình thẩm thấu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nếu giữa dung dịch và dung môi bị phân cách bằng một màng bán thấm- màng chỉ cho các phân tử dung môi đi qua lại tự do còn ngăn cản sự qua lại của các phân tử chất tan. Sự khuếch tán một chiều từ dung môi vào dung dịch gọi là sự thẩm thấu.
Bản chất quá trình thẩm thấu gần giống quá trình khuếch tán. Đó là qúa trình di chuyển của các phân tử chất tan khắc phục trở lực của màng bán thấm để cân bằng nồng độ. Khả năng thẩm thấu của các chất điện giải qua tế bào chết cao hơn nhiều so với tế bào sống, do vậy độ tươi giảm thì khả năng thẩm thấu tăng.
Áp suất thẩm thấu tuân theo định luật Van - Hốp Po = iRTC
Trong đó: i - Hằng số đẳng trương
P – Áp suất thẩm thấu cảu dung dịch C - Nồng độ chất tan trong dung dịch T- Nhiệt dộ tuyệt đối của dung dịch R - Hằng số khí lý tưởng
Trong quá trình chế biến thuỷ sản đông lạnh thì áp suất thẩm thấu trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất tan trong dung dịch vì vậy nồng độ của chitozan càng tăng thì áp suất thẩm thấu cũng tăng và làm tăng khối lượng cá .
1.5. NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ CHITOZAN VÀ HHKL, CHẤT LƯỢNG CỦA CÁ TRONG CẤP ĐÔNG VÀ TRỮ ĐÔNG
1.5.1. Nghiên cứu trong nước
Chitozan được sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm[15], [17]. Hai nhà khoa học Bùi văn Miên và Nguyễn Anh Trinh, khoa công nghệ thực phẩm Trường Đại học Nông Lâm đã nghiên cứu ứng dụng chitozan để bảo quản cá tươi. Các tác giả tiến hành loại bỏ hoàn toàn nội
tạng cá, sau đó đem bảo quản dung dịch chitozan ở các nồng độ 0,5 %, 1%, 1,5%, 2%, 2,5%( tuỳ theo từng loại cá). Kết quả sau cấp đông, tan giá thì sự mất nước, HHKL của cá giảm hơn khi không dùng chitozan.
Những nguyên cứu của GS- TS Trần Thị Luyến về sự hút nước của da mực cho thấy collagen là thành phần chủ yếu hút nước, nước sẽ kết hợp với các gốc cực tính ở mạch ngoài, kết quả làm cho thể tích và bề dày tăng, độ bền vững của collagen giảm từ 3 – 4 lần.
Những nghiên cứu của Nguyễn Anh Tuấn, khoa công nghệ chế biến, Trường Đại Học Nha Trang về ảnh hưởng của phụ gia SSTP đến chất lượng và khối lượng tôm trong quá trình bảo quản đông, cho thấy dù có sự khác nhau về đối tượng nghiên cứu nhưng có chung một kết quả là làm giảm hao hụt khối lượng và cải thiện chất lượng cảm quan một cách đáng kể. [37], [38], [39]
Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và các cộng sự thuộc Viện Hoá học các hợp chất tự nhiên đã điều chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên chính là chitozan có tác dụng bảo quản quả tươi ( cà chua, nho, vải, chuối. ) rất tốt. Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống sự phá huỷ của một số nấm men, vi sinh vật
Nghiên cứu của Lê Văn Khẩn Trường Đại học Nha Trang về sử dụng các chất phụ gia nhằm cải thiện chất lượng cảm quan đồng thời giảm hao hụt khối lượng của mực ống trong quá trình cấp đông và bảo quản đông. Kết quả cho thấy khi sử dụng phụ gia QM, AP60, STTP, Chitozan làm cho chất lượng cảm quan của mực tăng lên đáng kể đồng thời làm giảm hao hụt khối lượng trong quá trình cấp đông và bảo quản. [27]
Viện Khoa học nông nghiệp Miền Nam và Trung tâm công nghệ sinh học Thuỷ Sản cùng tham gia nghiên cứu tác dụng của chitozan lên một sô loài hạt dễ mất khả năng nảy mầm và góp phần thúc đẩy sinh trưởng, phát triển của cây ngoài đồng. Kết quả là có khả năng kéo dài thời gian sống và duy trì khả năng này mầm tốt của hạt giống cà cua và hạt giống đậu côve sau thời gian bảo quản là 9 đến 12 tháng trong điều kiện bình thường.
Trường Đại học Nha Trang với dự án sản xuất thử nghiệm chitozan từ phế liệu vỏ tôm đã giới thiệu nhiều loại chitozan có thông số kỹ thuật khác nhau, tạo ra khả năng áp dụng phong phú trong lĩnh vực thuỷ sản, cũng như thực phẩm.
Bắt đầu từ tháng 6 năm 2005 Bộ Y tế Việt Nam đã cho phép sử dụng chitozan xuất xứ từ Trường Đại học Nha Trang làm chế phẩm dược để hấp thụ cholesterol trong máu. Như vậy việc sử dụng chitozan vào quá trình chế biến cá đông lạnh là hoàn toàn đảm bảo an toàn vệ sinh
1.5.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC
Những nghiên cứu của Danton [10] về HHKL cho thấy, HHKL phụ thuộc vào sự biến thiên nhiệt độ trong kho TĐ thực phẩm, sự thay đổi áp suất riêng phần của không khí là động lực cho sự mất nước. Ngoài ra sự mất nước còn phụ thuộc vào hình dáng của sản phẩm.
Tiếp theo nghiên cứu cả Danton là nghiên cứu của Riutop về các yếu tố ảnh hưởng đến HHKL trong bảo quản lạnh và trữ đông.
Phạm Quang Tuấn ( New zealand ) nghiên cứu thay đổi các thông số vật lý của môi trường cấp đông như tốc gió, hướng gió để thay đổi hệ số truyền nhiệt và thời gian cấp đông, từ đây xác định tỷ lệ HHKL của đối tượng nghiên cứu trong cấp đông cho thấy ảnh hưởng của môi trường cấp đông lên HHKL của quá trình cấp đông [49], [60]
Những nghiên cứu của Dziesak. JD và love, RM., Albel, G., về chất phụ gia muối phosphat cho thấy hiệu quả của dung dịch phosphat về biến đổi cơ thịt trong lạnh đông, làm cho có thịt săn chắc, tăng CLCQ và giảm HHKL một số thực phẩm phổ biến như gia cầm, gia súc, trong đó đặc biệt là thực phẩm thuỷ sản. [39]
Khả năng liên kết nước trong thực phẩm phụ thuộc vào các dạng liên kết ẩm của protein trong nó, phụ thuộc hàm lượng ATP trong tổ chức cơ thịt, pH của môi trường và nhiều yếu tố khác. Để duy trì khả năng giữ nước của thịt cá, có thể sử dụng các chất làm bền liên kết ẩm trong mô cơ, một trong những chất thường dùng là các muối photphat. Muối photphat có phân tử lượng lớn tham gia phân giải actomyosin thành actin và myosin đưa đến lượng myosin tăng lên
Một trong những phụ gia có nguồn gốc thiên nhiên khi sử dụng hoàn toàn không gây hại là chitozan và khả năng hấp thụ nước rất mạnh
Hiện nay trêm thế giới đã thành công việc sử dụng chitozan là chất nang để cố định enzim và tế bào, việc này cho phép mở ra việc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, y học và khoa học phân tích, nhất là trong công nghệ làm sạch nước, làm trong nước quả.
Các nước Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan, Ấn độ, Hàn Quốc… đã dùng chitozan trong thực phẩm làm thuốc bổ dưỡng và phụ gia thực phẩm. Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (USEP A) đã cho phép chitozan không những làm thành phần của thức ăn mà còn dùng cả trong việc tinh chế nước uống.
Tại Nhật Bản, năm 1975, chitozan đã được ứng dụng để đưa vào làm chất xúc tác để xử lý nước thải.
Tác dụng kháng khuẩn là một đặc tính quan trọng của chitozan đã được rất nhiều các nhà khoa học trên thế giới chứng minh. Sự hợp tác nghiên cứu giữa các nhà khoa học K. Soontarapa và N. Suwan thuộc trường Đại học Chulalongkorn Thái Lan và K-I Ota, S. Mitsushima và N. Kamiya- Đại học quốc gia Yokohama Nhật Bản đã nghiêm cứu làm tăng hiệu quả trao đổi ion, tăng độ kín của màng chitzoan bằng một số hoá chất .
CHƯƠNG 2
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
2.1.1. Cá đổng cờ ( Cá lượng vây đuôi dài ): [1] ], [7] .
Đối tượng nghiên cứu là Cá đổng cờ ( cá lượng vây đuôi dài ) đây là loài cá khai thác với sản lượng lớn và tương đối ổn định ở Vịnh Bắc Bộ, biển miền Trung và Đông Nam Bộ. Mùa vụ khai thác quanh năm nhưng sản lượng cao vào các tháng 4, 5, 6. Kích thước 150 – 300mm, khối lượng toàn thân khoảng 230g đến 460 g.
Tên tiếng Anh: Golden threadfin bream
Tên khoa hoc: Nemipterus virgatus
Đặc điểm hình thái: Thân dài, vây ngực dài bằng 1,2 lần chiều dài đầu, Thân