Trong quá trình sản xuất surimi có rất nhiều công đoạn ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của surimi như: fillet, chặt đầu, mổ bụng, tách xương, kỹ thuật nghiền trộn phụ gia, phương pháp rửa, nồng độ dung dịch nước rửa, thời gian ngâm rửa, tỷ lệ dung dịch nước rửa trên nguyên liệu, chế độ ép tách nước, kỹ thuật định hình, làm đông,…
a. Khâu xử lý nguyên liệu:
Khâu xử lý bao gồm: rửa sạch nguyên liệu, loại bỏ đầu, nội tạng, xương, da, vây, vảy, xương dăm…
Cá sau khi cắt bỏ đầu, tiến hành mổ bụng để loại bỏ nội tạng. Tại khâu này cần thao tác cẩn thận không để cơ thịt bị dập, tránh lây nhiễm vi sinh vật và enzyme có trong nội tạng ra ngoài làm cho cơ thịt mau bị ươn dẫn đến chất lượng sản phẩm bị giảm chất lượng. Tách xương là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất, nó được tiến hành trên nguyên tắc phân riêng phần thịt ra khỏi phần xương và các phần bỏ đi khác. Nếu còn lẫn xương trong surimi sẽ gây nhược điểm sau:
- Mảnh xương vụn sẽ gây tổn thương cơ quan tiêu hoá ngay cả xương mềm vô hại với người cũng bị coi như làm yếu đi về mặt thị hiếu của sản phẩm.
- Khi có lẫn xương độ bền của bột nhuyễn surimi giảm.
- Nếu lượng xương trong cá xay vượt quá 2 ÷ 3% có thể làm lượng florit vượt quá lượng cho phép về độc hại.
- Tỷ lệ lẫn xương cá cao có thể làm tăng khả năng oxy hoá chất béo, gây hư hỏng sản phẩm, về mặt cá xay đều bị hạn chế hàm lượng xương trong sản phẩm, hạn chế kích thước tối đa và số lượng mảnh xương.
b. Ảnh hưởng của khâu ép sơ bộ:
Mục đích chủ yếu của khâu này là:
- Tách bớt hàm lượng nước tự do trong thịt cá xay. - Loại bỏ một phần nitơ tự do hòa tan trong nước.
- Dưới tác dụng của lực ép cơ học tổ chức tế bào, cơ chứa lipid và một số hoạt chất khác bị dập nát, vỡ ra làm tăng diện tích tiếp xúc, tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn rửa sau này được dễ dàng hơn. Chất lượng của surimi phụ thuộc rất nhiều vào lực ép. Nếu lực ép vượt quá giới hạn sẽ làm cho độ bền đông kết giảm, màu sắc của surimi xấu đi.
c. Ảnh hưởng của khâu rửa:
- Rửa là một trong những khâu quan trọng trong công nghệ sản xuất surimi. Việc rửa liên tiếp nhằm làm sạch thịt cá khỏi muối khoáng, protein hoà tan, các mảnh nội tạng, vi khuẩn, các sản phẩm phân huỷ có mùi tanh khai và các tạp chất khác, đồng thời còn có tác dụng làm giảm lượng mỡ trong thịt cá xay. Rửa còn gây tác động nhiều mặt của surimi và hiệu suất thu hồi. Với các loài cá khác nhau thì chế độ rửa cũng phải khác nhau. Rõ ràng khi rửa một phần protein, vitamin, khoáng, acid béo tự do sẽ mất đi. Sau quá trình rửa hầu như surimi chỉ chứa các protein liên kết là chủ yếu.
- Quá trình rửa phụ thuộc vào thời gian khuấy đảo, chu kỳ rửa, lượng nước rửa. Hiệu quả chiết protein tăng mạnh ở điểm giới hạn 9 phút, sau đó cân bằng cho nên không cần thiết phải khuấy đảo với thời gian lớn hơn 9 phút cho mỗi quá trình rửa. Nếu thời gian rửa quá dài và khuấy đảo quá mạnh sẽ tạo ra quá trình hydrrat hoá mạnh của protein gây kho khăn cho việc ép tách nước sau này. Vì vậy, thời gian tiếp xúc của thịt cá trong nước rửa phải được giữ ở mức độ nhỏ nhưng phải đủ lâu để hiệu quả chiết protein cao nhất.
- Tỷ lệ nước rửa và thịt cá thường được lấy theo tỷ lệ 1/3 đến 1/4 là thích hợp cả về ý nghĩa kinh tế. Tuy nhiên chọn tỷ lệ nước rửa cần xem xét đến chu kỳ rửa. Các nghiên cứu cho thấy rằng khi tỷ lệ nước rửa và thịt cá là 1/3 thì số
lần rửa cần thiết phải là 6, tỷ lệ trên là 1/6 thì số lần rửa cần thiết là 3. Tuy nhiên quan hệ giữa lượng nước rửa và chu kỳ rửa còn phụ thuộc vào nhiều tác nhân khác như quy mô làm sạch nguyên liệu đầu vào, kỹ thuật xử lý nguyên liệu như chặt đầu, tách nội tạng, vây, vảy, phi lê, độ tươi và hàm lượng chất béo trong cá.
Cùng tỷ lệ nước rửa và thịt cá, khi ta tăng số lần rửa lên thì khả năng khử các chất mang màu, mùi trong sản phẩm càng triệt để. Tuy nhiên số lần rửa tối ưu cũng nằm trong giới hạn nhất định, nếu rửa quá nhiều làm cho các chất dinh dưỡng sẽ bị tổn thất, khả năng tạo gel và độ bền của mạng lưới gel sẽ kém đi.
Nếu rửa thịt cá xay bằng dung dịch có pha acid ascorbic và acid citric có thể hạn chế sự thối rữa của sản phẩm, khử được các bazơ nitơ nhằm làm giảm mùi tanh khai của thịt cá xay như cá nhám, cá đuối. Độ pH của nước rửa có tác dụng tẩy màu thịt cá xay, làm giảm hàm ẩm và giảm lượng TMA. Rửa cá bằng acid nhẹ sẽ có tác dụng tốt khi thịt cá xay có màu sẫm, xám hoặc xanh lá cây. Tuy nhiên rửa bằng dung dịch acid có nhược điểm thịt cá bị nhũn dẫn đến độ bền đông kết của sản phẩm giảm và thịt cá có mùi của acid, nhất là chọn loại acid và nồng độ acid không thích hợp. Trong các loại acid thực phẩm như: acid lactic, acid citric, acid acetic thì acid acetic có tác dụng khử mùi tốt nhất, ở nồng độ thấp đã có tác dụng rõ rệt và không gây độc hại đối với sức khỏe người sử dụng, hơn nữa thuộc loại rẻ tiền dễ kiếm.
- Nếu nước rửa có mang tính acid hoặc kiềm thì thường được rửa lại bằng nước thường. Một số tác giả cho rằng rửa lại bằng nước thường có tác dụng trung hòa và làm phục hồi chức năng của thịt cá xay.
- Hiện nay, đối với cá nhám, cá mối, cá đỏ… và một số loài cá khác có cơ thịt trắng thường dùng acid acetic ở dạng dung dịch loãng để rửa. Nước rửa thịt cá có bổ sung thêm một lượng nhỏ NaCl trong khoảng: 0,1 – 0,2% có tác dụng làm tăng tính ổn định protein của thịt cá, hạn chế sự trương nước, ngăn cản sự hoà tan của protein vào trong nước rửa làm cho việc tách nước trong khâu ép dễ dàng hơn. Mặt khác, sự có mặt của muối ăn (NaCl) trong surimi ở một giới hạn nhất định < 4% có thể có tác dụng tốt đến khả năng tạo gel và làm bền mạng lưới gel của surimi.
hạn nhất định, nếu tốc độ quá cao gây hao tổn đạm, hiệu suất thu hồi giảm và surimi khó tách nước ở công đoạn sau.
- Nhiệt độ nước rửa: Theo các nghiên cứu nếu nhiệt độ nước rửa cao sẽ giúp quá trình khử màu và khử mùi tốt hơn nhưng lại làm biến tính protein ảnh hưởng đến khả năng tạo gel. Nếu nhiệt độ rửa thấp sẽ giữ ổn định được chức năng tạo gel của protein nhưng lại làm giảm khả năng khử màu và mùi cho thịt cá. Vì vậy cần duy trì nhiệt độ nước rửa trong vùng mà protein giữ được cấu trúc và chức năng tạo gel của nó. Thường nhiệt độ nước rửa từ 5÷310C, nếu nhiệt độ nước rửa nhỏ hơn 50C sẽ hạn chế quá trình rửa, khả năng tẩy màu, tẩy mùi kém, nếu nhiệt độ nước rửa lớn hơn giới hạn cho phép sẽ kích thích hoạt động của các enzym, vi sinh vật hay nhiệt độ quá cao sẽ làm biến tính không thuận nghịch protein.
- Độ cứng của nước: Nước rửa cần phải có tỷ lệ Ca/Mg; Fe/Mn đạt tiêu chuẩn nước mềm. Nếu hàm lượng các ion này cao sẽ làm giảm khả năng tạo gel đàn hồi, tăng cường oxy hóa lipid, kích thích hoạt động của enzyme, sắt còn làm cho surimi có màu xám hoặc nâu. Nước rửa phải là nước mềm đạt tiêu chuẩn nước sạch trong vệ sinh thực phẩm.
- pH của nước rửa: Cần đạt giá trị pH xấp xỉ tự nhiên để protein không biến tính và duy trì khả năng tạo gel. Nước rửa lần cuối cho phép hàm lượng muối NaCl là: 0.1÷0.2% để cho quá trình tách nước được dễ dàng.
Tóm lại, nước rửa phải là nước mềm đạt tiêu chuẩn nước sạch dùng trong chế biến thực phẩm theo quy định của bộ Y Tế .
• Cơ chế tẩy rửa chất béo trong môi trường kiềm
Khi môi trường có kiềm, chất béo sẽ tạo thành nhũ tương và một phần bị thủy phân:
Khi môi trường có kiềm, chất béo sẽ tạo thành nhũ tương và một phần bị phân hủy:
Các hạt nhũ tương lại hấp phụ các acid béo lên bề mặt của chúng. Sự hấp phụ này rất đặc biệt đó là quay các gốc R của acid béo vào trong còn nhóm –COO- quay ra phía ngoài của bề mặt hạt nhũ tương. Kết quả tạo lớp điện tích âm trên bề mặt làm hạt nhũ tương. Các hạt tích điện âm ưa nước và hoàn toàn rửa trôi theo nước.
Xử lý bằng sôđa thực phẩm cũng được dùng trong phương pháp sản xuất surimi, kết quả cho thấy hàm lượng mỡ giảm đến 80%.
• Cơ chế khử NH3 và Urê bằng acid:
Trong môi trường acid, urê cũng bị phân hủy như sau:
NH3 tạo ra trong những phản ứng trên và NH3 có sẵn trong thịt cá sẽ tác dụng với acid tạo thành muối:
NH3 + RCOOH RCOONH4
Ngoài ra, NH3 trong thịt cá còn tồn tại dưới dạng muối NH4Cl và NH4OH, các chất này cũng bị tác dụng bởi acid:
NH4Cl + RCOOH RCOONH4 + HCl NH4OH + RCOOH RCOONH4 + H2O
Xử lý bằng acid thì Trimetylamin cũng bị trung hòa:
(CH3)3N + RCOOH (CH3)3NH + RCOO–
Bản chất khử mùi ở đây là các phản ứng xảy ra làm thay đổi điện tử của nguyên tử nitơ trong chất gây mùi, từ đó làm giảm bớt hoặc làm mất mùi của chúng. Hiệu quả khử mùi tanh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ, thời gian, nồng độ khử mùi, độ dày thịt cá và loài cá...
d. Ảnh hưởng của khâu ép tách nước:
Đây là yếu tố ảnh hưởng đến độ ẩm của surimi cũng như độ chắc của gel surimi. Hàm ẩm của surimi sau khi rửa và loại nước lần cuối là 85%. Yêu cầu sang công đoạn nghiền trộn phụ gia là 70 – 79%. Do vậy, cần xác định tốc độ rotor và thời gian ly tâm.
Vai trò của nước trong thịt cá xay trước khi nghiền trộn là rất quan trọng. Nước tham gia tạo cấu trúc và trạng thái của surimi. Nước tương tác với các nhóm: - NH2, - COOH, - CO-NH- của protein tạo ra vỏ hydrat làm cho chế phẩm protein có độ nhớt và độ hoà tan nhất định. Nước còn làm biến tính protein làm phá hủy toàn bộ cấu trúc bậc cao, tạo ra sự biến đổi sâu sắc về lượng, khiến
protein khác với các chất khác. Nhờ biến tính mà sau đó các phân tử protein tương tác với nhau tạo ra mạng lưới gel làm cho protein có cấu trúc mới tạo cho sản phẩm dẻo dai. Nước còn là chất hoá dẻo của tinh bột, gelatin và các chất phụ gia trong quá trình nghiền trộn tạo ra độ dẻo, độ dai, độ đặc, độ trong, tạo màng, tạo sợi cho sản phẩm surimi.
e. Ảnh hưởng của khâu nghiền trộn phụ gia:
Đây là công đoạn phối trộn các chất phụ gia và có tính chất quyết định đến sự tạo gel surimi. Sau khi ép tách nước hàm ẩm trong surimi là 70 – 79%. Quá trình nghiền trộn là tác dụng vào thịt cá xay một lực cơ học liên tục, do tác dụng của lực cơ học cùng với vai trò của hàm ẩm làm cho protein bị biến tính và xuất hiện các liên kết tạo gel surimi. Với thời gian nghiền trộn quá ngắn làm cho mạng lưới gel chưa hình thành làm cho độ bền gel giảm, nhưng thời gian nghiền trộn quá dài sẽ làm cho surimi bị sẫm màu. Các nghiên cứu thực tế cho thấy rằng khi thời gian nghiền trộn vượt quá 20 phút làm cho surimi chuyển từ màu trắng sang màu xám nhạt, qua nhiều nghiên cứu nên lấy thời gian nghiền trộn trong khoảng từ 5-10 phút.
f. Ảnh hưởng của yếu tố định hình:
Quá trình định hình là rất cần thiết, nó cũng là thời gian để các chất phụ gia phát huy tác dụng một cách triệt để vì nó tăng cường thêm khả năng tạo gel, đàn hồi và ổn định mạng lưới gel cho surimi. Quá trình định hình còn phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ. Nếu định hình ở nhiệt độ quá thấp thì thời gian phải kéo dài và ngược lại nếu định hình ở nhiệt độ cao thì thời gian ngắn. Nhiệt độ định hình không dưới nhiệt độ đóng băng của nước và không vượt quá nhiệt độ làm biến tính protein. Theo các tài liệu, đối với surimi bảo quản đông thường định hình ở nhiệt độ 40 – 45OC với thời gian là 20 phút là thích hợp nhất. Còn đối với surimi hấp chín định hình ở điều kiện bình thường với thời gian 2 giờ.