Các Biến Đổi Của Động Vật Thủy Sản Sau Khi Chết

Động vật thủy sản sau khi chết, trong cơ thể của nó thường xảy ra hàng loạt các biến đổi phức tạp về vật lý và hóa học.

Sự biến đổi của động vật thủy sản sau khi chết được mô tả theo sơ đồ sau:

Bắt đầu chết Bắt đầu thối

Rất tươi Tươi Kém tươi

Sống Trước tê cứng Khi tê cứng Mềm hóa Thối Tác dụng tự phân giải rửa

Tác dụng của vi khuẩn

Hình 2.2 Sơ đồ biến đổi của động vật thủy sản sau khi chết (Nguồn: Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004)

2.11.1 Các biến đổi cảm quan

Biến đổi cảm quan là những biến đổi được nhận biết nhờ các giác quan như:

biểu hiện bên ngoài, mùi, kết cấu và vị. Các biểu hiện đó là:

- Mùi: có mùi tanh tự nhiên, mùi rong biển (cá biển), mùi bùn.

- Màu sắc: có màu tự nhiên, đặc trưng cho từng loài cá.

- Vảy: tươi, óng ánh, dính chặt vào da.

- Thịt cá: thịt chắc đàn hồi, bề mặt nhẵn.

- Mắt: lồi ra, giác mạc trong suốt, đồng tử đen, sáng.

- Mang: đỏ tươi, nắp mang đậy sát vào thân.

- Da: sáng, hệ sắc tố óng ánh, không biến màu, dịch nhớt trong suốt như có nước, không bị xây xát, không có vết thương cơ học, không bị bầm dập hoặc đè bẹp.

- Bụng: bình thường, không phình lên hay xẹp xuống.

2.11.1.1 Những biến đổi ở cá tươi nguyên liệu

Cá sau khi chết một thời gian sẽ tê cứng lại. Cơ thịt cá duỗi hoàn toàn và kết cấu mềm mại, đàn hồi thường chỉ kéo dài trong vài giờ, sau đó sẽ co lại. Khi cơ trở nên tê cứng, toàn bộ cơ thể cá khó uốn cong thì lúc này cá đang ở trạng thái tê cứng.

Hiện tượng tê cứng xảy ra ngay lập tức hoặc chỉ sau 1 thời gian rất ngắn kể từ khi cá chết nếu cá đói hoặc nguồn glycogen dự trữ bị cạn hoặc cá bị sốc. Phương pháp đập và giết chết cá cũng ảnh hưởng đến thời điểm bắt đầu hiện tượng tê cứng. Làm

chết cá bằng cách giảm nhiệt (cá bị giết chết trong nước đá lạnh) làm cho sự tê cứng xuất hiện nhanh, còn khi đập vào đầu cá thì thời điểm bắt đầu tê cứng sẽ đến chậm, có thể đến 18 giờ. (Nguồn: Azam và cộng sự, 1990; Proctor và cộng sự, 1992; trích bởi Phan Thị Thanh Quế, 2005)

2.11.1.2 Những biến đổi chất lượng

Có thể phát hiện và chia các kiểu ươn hỏng đặc trưng của cá bảo quản bằng nước đá theo 4 giai đoạn (pha) như sau:

- Giai đoạn (pha) 1: cá rất tươi và có vị ngon, ngọt, mùi như rong biển. Vị tanh rất nhẹ của kim loại.

- Giai đoạn (pha) 2: mất mùi và vị đặc trưng, pH của thịt cá trở nên trung tính nhưng không có mùi lạ. Cấu trúc cơ thịt vẫn còn tốt.

- Giai đoạn (pha) 3: có dấu hiệu ươn hỏng và tùy theo loài cá cũng như là kiểu ươn hỏng (hiếu khí, yếm khí) mà sẽ tạo ra một loạt các chất dễ bay hơi, mùi khó chịu.

Ngay khi bắt đầu giai đoạn (pha) này, mùi lạ có thể là mùi hơi chua, mùi hơi đắng, đặc biệt là ở các loại cá béo. Trong những thời kỳ tiếp theo của giai đoạn này, các mùi tanh ngọt, mùi như bắp cải, mùi khai, mùi lưu huỳnh và mùi ôi khét tăng lên. Cấu trúc hoặc là trở nên mềm và sũng nước hoặc là trở nên dai và khô.

- Giai đoạn (pha) 4: đặc trưng của cá có thể là sự ươn hỏng và thối rữa.

2.11.2 Các biến đổi tự phân giải 2.11.2.1 Sự biến đổi glycogen

Glycogen bị phân giải dưới tác dụng của men glycolysis phân giải ra lactic acid với sự tham gia của hợp chất ATP làm giảm pH của cơ thịt cá.

Sự tích lũy lactic acid làm giảm pH khiến cho thịt cá có tính acid, do đó ức chế được sự phát triển của vi sinh vật. Tuy nhiên pH của cơ thịt cá giảm ảnh hưởng đến tính chất vật lý của cơ thịt cá. Do pH giảm, nên điện tích bề mặt của protein sợi cơ giảm đi, làm cho các protein đó bị biến tính cục bộ và làm giảm khả năng giữ nước của

chúng. Mô cơ trong giai đoạn tê cứng sẽ mất nước khi luộc và đặc biệt không thích hợp cho quá trình chế biến có xử lý nhiệt, vì sự biến tính do nhiệt càng làm tăng sự mất nước. Đến cuối giai đoạn chết cứng, glycogen tiếp tục phân giải cho ra maltoza, glucoza…

2.11.2.2 Sự phân hủy ATP

Sau khi chết, ATP bị phân hủy nhanh tạo thành ADP và phosphate vô cơ tự do, phần năng lượng được giải phóng tham gia vào việc cử động bắp cơ.

Trong bắp cơ, creatine tự do kết hợp với phosphoric acid trong 1 hợp chất cao năng là creatinphosphate. Sự phân giải creatinphosphate xảy ra ngay sau khi cá chết để tham gia tái tạo ATP trong quá trình glyco – giải. ATP tổng hợp cân bằng với ATP phân giải bởi myosin. Vì vậy khi lượng glycogen còn tương đối lớn thì không thể xảy ra sự phân giải ATP hoàn toàn vì pH của bắp cơ xuống đến điểm đẳng điện, nên thời gian tê cứng kéo dài và bắp cơ ở trạng thái co cứng không hoàn toàn.

2.11.2.3 Sự phân giải protein

Sau thời gian chết cứng, thịt cá bắt đầu mềm lại do các men có trong bắp cơ con cá phân giải mô liên kết, biến protein từ phức tạp thành đơn giản.

Cathepsin

Protid Polypeptid Peptid Acid amin

Cathepsin tham gia vào quá trình thủy phân protein nội tại của tế bào tạo thành peptid. Sau đó peptid tiếp tục bị phân hủy thành acid amin. Enzym cathepsin có vai trò chính trong quá trình tự chín của cá ở pH thấp và nồng độ muối thấp. Các enzym calpain (enzyme proteaza nội bào) tham gia vào quá trình làm gãy và tiêu hủy protein trong sợi cơ. Enzym collagenase giúp làm mềm tế bào mô liên kết. Vì thế độ chắc của cơ thịt cá giảm, cơ bắp lỏng lẻo tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển.

2.11.3 Biến đổi do vi sinh vật

Trong quá trình tự phân giải protein thành acid amin, vi sinh vật phát triển và

phân giải acid amin thành những chất hạ cấp đơn giản (scatol, indol, H2S, CO2, NH3,…) làm cho nguyên liệu bị hư hỏng.

Các vi sinh vật gây ươn thối gồm có:

- Loại vi sinh vật có men hỗn hợp như: streptococcus, staphylococcus,…phân hủy được protid, lipid, glucid.

- Loại vi sinh vật có men đơn như: bacillus mesentericus chỉ phân hủy protid, bacillus acidophilus chỉ phân hủy polypeptid, bacillus lactis acrogens chỉ phân hủy acid amin,…

Trong giai đoạn đầu của quá trình ươn thối, vi sinh vật có men hỗn hợp hoạt động trước, phân hủy glucid tạo thành acid hữu cơ bay hơi có mùi khó chịu. Sau đó các vi sinh vật có men đơn phá hủy triệt để chất đạm thành các chất đơn giản, độc hại.

Quá trình hóa sinh của sự ươn thối diễn biến như sau:

- Sự lên men glucid tạo thành các acid hữu cơ như: lactic acid, acetic acid, butyric acid,…, CO2, hydrocacbon còn gọi là giai đọan lên men chua.

- Sau đó nấm men, nấm mốc tiêu thụ các acid hình thành, môi trường trở nên trung tính và vi sinh vật lên men thối bắt đầu phát triển, chuyển hóa protid thành pepton, polypeptid, acid amin. Cuối cùng thành những chất đơn giản, độc hại và hôi thối như: amoniac, scatol, indol, hydro sunfua, phenol…

Thoạt nhiên, cơ thể cá hiện diện đủ loại vi sinh vật. Sau đó streptococcus, staphylococcus phá hủy glucid làm môi trường hóa chua. E.coli hình thành amoniac trung hòa bớt acid. Tiếp đến thịt cá nhợt nhạt và nâu dần do hiện tượng hóa pepton, môi tường kiềm dần và có mùi. Sau đó bacillus perfringens làm tăng lượng amoniac, hydro sunfua. Lúc này thịt cá bốc mùi hôi thối, sau đó chuyển sang màu nâu bầm và xanh lục, mềm nát, phản ứng kiềm mạnh. Bacillus putrificus, proteus vulgaris làm phát sinh các chất scatol, indol, phenol…Cuối cùng do hàm lượng amoniac cao vi khuẩn kị khí chuyển thành nha bào, thịt cá nhão nhoét và mùi thối tăng dần. (Nguồn:

Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004; và Phan Thị Thanh Quế, 2005)

2.12 Kỹ Thuật Làm Lạnh Đông Thủy Sản 2.12.1 Định nghĩa

Làm lạnh đông (ướp đông) thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự hút nhiệt của chất làm lạnh (băng môi) để đưa nhiệt độ ban đầu của cơ thể thủy sản xuống dưới điểm đóng băng và tới -8 ÷ -100C và có thể xuống thấp hơn nữa: -180C, -300C hay -400C. (Nguồn: Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004)

2.12.2 Mục đích của việc làm lạnh đông

Mục đích của quá trình lạnh đông thủy sản là hạ nhiệt độ xuống thấp. Vì vậy làm chậm lại sự ươn hỏng và sản phẩm được tan giá sau thời gian bảo quản lạnh đông hầu như không bị thay đổi tính chất ban đầu của nguyên liệu tươi.

Làm lạnh đông cho phép bảo quản thủy sản nhiều tháng hay có thể kéo dài đến 1 năm hay hơn nữa.

Ở những nơi đánh bắt xa cảng và việc vận chuyển kéo dài nhiều ngày, nên áp dụng kỹ thuật lạnh đông trên tàu để đảm bảo chất lượng của mẻ cá.

Đảm bảo chất lượng thủy sản qua nhiều giai đoạn tồn trữ, vận chuyển và phân phối.

Nguyên liệu thủy sản rất dễ ươn hỏng và có tính mùa vụ có những lúc thiếu hụt nên phải làm lạnh đông lúc rộ mùa bội thu để kịp thời điều hòa và phân phối mọi nơi, mọi lúc các loại thủy sản chất lượng cao và giá cả ổn định.

Bảo quản lạnh và lạnh đông thường được áp dụng khi thủy sản xuất khẩu.

(Nguồn: Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004) 2.12.3 Cơ chế đóng băng thủy sản

Khi hạ nhiệt độ xuống 00C, các dạng nước trong thủy sản đóng băng dần dần tùy theo mức độ liên kết của chúng trong tế bào, liên kết yếu thì nhiệt độ lạnh đông cao, còn liên kết chặt thì nhiệt độ lạnh đông thấp hơn. Khái quát:

 Nước tự do – cấu trúc: tql = -1 ÷ -1,50C.

 Nước bất động: tql = -1,5 ÷ -200C.

 Nước liên kết: tql = -20 ÷ -650C.

Trước tiên điểm quá lạnh làm xuất hiện mầm tinh thể đá ở gian bào mà không xuất hiện trong tế bào vì nồng độ chất tan trong nước tự do ở gian bào thấp hơn trong tế bào. Khi đến điểm đóng băng, đa phần nước tự do ở gian bào kết tinh và làm tăng nồng độ chất tan lên cao hơn nồng độ trong tế bào. Do đó áp suất thẩm thấu tăng lên, làm cho nước trong tế bào ra ngoài gian bào qua màng bán thấm của tế bào.

Nếu tốc độ thoát nhiệt kết tinh thấp hơn mức độ vận chuyển của nước ra (tức độ hạ nhiệt chậm) thì có sự dưỡng tinh, nghĩa là không có sự tạo thành tinh thể mới mà nước từ trong tế bào ra gian bào làm các tinh thể hiện diện lớn hơn. Ứng với từng mức hạ nhiệt ngày càng thấp, hiện tượng đóng băng của nước tự do trong gian bào vẫn tiếp tục và các tinh thể đá ngày càng lớn thêm, vì nồng độ chất tan trong gian bào vẫn thấp hơn trong tế bào và điểm đóng băng ở gian bào hầu như luôn cao hơn trong tế bào vì nhiệt độ lạnh khó xâm nhập vào trong tế bào. Đây là cơ chế của quá trình lạnh đông chậm. (Nguồn: Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004)

Nếu tốc độ thoát nhiệt lớn (độ hạ nhiệt nhanh) thì tinh thể đá tạo thành ở cả trong tế bào và gian bào sẽ nhuyễn và đều khắp. Đây là quá trình lạnh đông nhanh.

2.13 Biến Đổi Thủy Sản Trong Quá Trình Lạnh Đông 2.13.1 Biến đổi vi sinh vật

Khi thủy sản hạ nhiệt xuống đến điểm đóng băng, vi sinh vật hoạt động chậm lại. Xuống đến -100C vi khuẩn các loại không phát triển được nhưng nấm men, nấm mốc chưa bị ức chế. Đến -150C nấm men, nấm mốc mới ngừng phát triển. Do đó nhiệt độ dưới -150C sẽ ngăn chặn được vi khuẩn lẫn nấm men, nấm mốc vì ở khoảng nhiệt độ này ẩm độ thủy sản chỉ xấp xỉ trên dưới 10%. Tuy nhiên ở nhiệt độ -200C vẫn còn một số loại vi khuẩn sống được.

Ngoài ra, ở nhiệt độ thấp đa số nước tự do trong tế bào kết tinh thành đá. Nếu

lạnh động chậm thì các tinh thể đá to, sắc làm vỡ tế bào vi sinh vật. Vì vậy làm lạnh đông chậm tiêu diệt vi sinh vật tốt hơn lạnh đông nhanh.

2.13.2 Biến đổi hóa học

+ Biến đổi chất đạm

Ở -200C chất đạm bị đông lại. Còn ở khoảng nhiệt độ -1 ÷ -50C, protein bị biến tính, đặc biệt myosin bị kết tủa. Thời gian lạnh đông càng dài thì protein càng bị biến tính. Để khắc phục nên làm lạnh đông nhanh ở -200C thì protein ít bị biến tính.

+ Biến đổi chất béo

Mỡ cá giàu acid béo chưa bão hòa, vì vậy có thể bị oxy hóa nhanh chóng tạo mùi ôi khét trong suốt thời gian bảo quản. Chất béo bị hóa chua (thủy phân) và hàm lượng acid béo ở thể tự do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản. Tính chất hòa tan của vitamin A trong mỡ cũng thay đổi, chất mỡ sẽ đặc và dẻo.

Có thể hạn chế sự oxy hóa chất béo bằng cách bao gói trong bao bì kín, có hút chân không.

+ Biến đổi glucid

Khi lạnh đông chậm, glycogen phân giải ra nhiều lactic acid ở nhiệt độ thấp hơn lạnh đông nhanh.

+ Biến đổi vitamin

Vitamin ít bị mất trong giai đoạn lạnh đông, đa số bị mất trong lúc chế biến, rửa.

Ở nhiệt độ lạnh vitamin A tỏ ra bền vững, vitamin B2, vitamin PP mất một ít.

Viatmin C mất nhiều khi sản phẩm mất nước, cháy lạnh. Vitamin E bị hao hụt toàn bộ.

+ Biến đổi chất khoáng

Nhiệt độ lạnh không ảnh hưởng lên chất khoáng nhưng khi rã đông thì một

lượng lớn chất khoáng tan trong dịch tế bào sẽ chảy ra ngoài.

2.13.3 Biến đổi lý học

- Tăng thể tích: nước trong thủy sản đóng băng làm tăng thể tích lên 10%.

- Thay đổi màu sắc: do mất nước các sắc tố hemoglobin, mioglobin và hemoxyanin chuyển thành methemoglobin, motmioglobin, methemoxyanin làm cho màu sắc sậm lại. Ngoài ra do tốc độ lạnh đông nhanh hay chậm, tinh thể đá lớn hay nhỏ mà có tiết xạ quang học khác nhau. Để hạn chế nên tiến hành lạnh đông nhanh.

- Giảm trọng lượng: sản phẩm đông lạnh bị giảm trọng lượng do bốc hơi nước hoặc do thiệt hại lý học trong quá trình làm lạnh đông. Để hạn chế sự hao hụt trọng lượng có thể bao gói sản phẩm để tránh bay hơi nước, ngăn chặn quá trình oxy hóa sản phẩm. (Nguồn: Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004)

Chương 3