Luận văn Ảnh hưởng của việc bổ sung gelatin đến cấu trúc gel surimi cá tra

phẩm. Khả năng tạo gel của protein không những được sử dụng để tạo độ cứng, độ đàn hồi cho đa số thực phẩm mà còn để cải biến khả năng hấp thụ nước tạo độ dẻo, tạo lực liên kết giữa các tiểu phần. 2.5.2 Điều kiện tạo gel + Tác động cơ học: làm phá vỡ cấu trúc mô chứa protein để giải phóng ra protein ở trạng thái tự do, tạo điều kiện cho protein giãn xoắn dễ. Dưới tác dụng của lực nghiền giã, nó không làm cắt mạch protein mà nó phá hủy cấu trúc bậc cao của protein làm cho sự trượt và ma sát nội phân tử tăng, làm hình thành các liên kết nút mạng lưới gel. + Gia nhiệt: có tác dụng giãn xoắn protein, nhiệt độ càng cao giãn xoắn càng mạnh tạo điều kiện để tập hợp protein. Sau đó cần hạ nhiệt độ để chuỗi polypeptide co lại các polypeptide ở gần nhau sẽ liên kết lại tạo gel. + Sự acid hoá nhẹ nhàng để điều chỉnh pH ở điểm đẳng điện cũng tạo điều kiện cho sự tạo gel xảy ra + Sự tham gia của nước và các chất đồng tạo gel khác rất cần thiết trong quá trình tạo gel: tinh bột, lòng trắng trứng, gelatin… + Các dạng muối đặc biệt là ion Ca2+ có thể làm tăng tốc độ tạo gel và làm cho gel cứng chắc hơn. 2.5.3 Cơ chế tạo gel Khi protein bị biến tính các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phần tử bị đứt, các nhóm bên của các acid amin trước ẩn ở phía trong thì bây giờ xuất hiện ra ngoài. Các mạch polypeptide bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau thành một mạng lưới không gian ba chiều mà mỗi vị trí tiếp xúc của mạch là một nút. Khi nồng độ protein tăng thì khả năng gel hóa tăng do nội lực ma sát tăng, số lượng các nút mạng lưới tăng. Phân tử càng có nhánh thì gel hóa càng dễ vì ở những vị trí đặc biệt ở đầu mút. Nút mạng lưới cũng có thể được tạo ra do các liên kết hydro giữa các nhóm peptid với nhau, giữa các nhóm – OH của serin, treonin, hoặc tirozin với các nhóm – COOH của glutamic hoặc của aspactic. pH môi trường là một trong những yếu tố giúp cho quá trình tạo gel vì tạo ra lực hút tĩnh điện. Nhiệt độ càng thấp thì liên kết hydro càng được tăng cường và củng cố vì càng có điều kiện để tạo ra nhiều cầu hydro. Tham gia tạo ra các nút lưới trong gel cũng có thể do các liên kết tĩnh điện, liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các nhóm tích điện cùng dấu qua các ion đa hóa trị như Canxi. Các mắt lưới còn có thể do các liên kết disulfua tạo nên. Trong trường hợp này sẽ tạo cho gel có tính bất thuận nghịch bởi nhiệt nên rất chắc và bền. Cơ chế tạo gel protein thịt cá có thể chia làm 3 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Protein bị biến tính phân ly tạo ra các tiểu phân, đây là quá trình phá vỡ cấu trức bậc 4 - Giai đoạn 2: Tháo xoắn protein toàn phần là giai đoạn phá vỡ cấu trúc bậc 2,3 - Giai đoạn 3: Mạch protein tập hợp lại với nhau để tạo ra mạng lưới không gian ba chiều liên kết với nhau bằng các cầu nối. Giai đoạn tập hợp protein càng chậm so với giai đoạn biến tính thì càng tạo điều kiện cho mạch polypeptit được giãn xoắn và định hướng sắp xếp lại trước khi tập hợp do vậy các gel được hình thành sẽ có trật tự đồng đều, trương mạch, đàn hồi và trong suốt hơn, các gel được hình thành sẽ bền. Nếu làm giãn hoàn toàn mạch protein sẽ xuất hiện các nhóm phản ứng, làm lộ các liên kết kỵ nước ra ngoài phân tử protein do vậy làm cho tương tác giữa các phân tử protein thuận lợi hơn. Do đó quá trình tạo gel sẽ tạo ra tập hợp protein có độ dẻo dai, đàn hồi, chắc hơn. 2.6 Các hiện tượng xảy ra trong sản xuất surimi 2.6.1 Hiện tượng Suwari Hiện tượng Suwari là sự hình thành cấu trúc protein dưới dạng lưới tương đối bền. Nhờ có hiện tượng này làm cho surimi có tính dẻo dai, đàn hồi tốt. Hiện tượng Suwari bắt đầu từ khâu nghiền trộn đến khâu định hình. Để có hiện tượng Suwari xảy ra tối đa thì surimi phải được giữ trong thời gian nhất định và thời gian này phụ thuộc vào nhiệt độ. 2.6.2 Hiện tượng Modari Hiện tượng Modari là hiện tượng ngược lại với hiện tượng Suwari, quá trình này luôn có thể xảy ra trong thịt nhuyễn surimi và làm giảm tính chất đàn hồi, độ dẻo dai của sản phẩm. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ 400C đến 700C một cách mạnh mẽ. Trong sản xuất surimi, người ta cố gắng loại trừ hiện tượng Modari, kéo dài thời gian ở nhiệt độ gây ra hiện tượng Suwari. Hiện tượng Modari cũng có thể xảy ra khi các chất phụ gia sử dụng không đúng tỷ lệ hoặc không đạt tiêu chuẩn vì các chất phụ gia ít nhiều mang chức năng bảo vệ protein khi gặp các điều kiện không tốt làm giảm chức năng protein 2.7 Các chất phụ gia thường dùng trong sản xuất surimi Các chất phụ gia - gia vị dùng trong thực phẩm là những chất dùng phụ trộn thêm trong quá trình chế biến thực phẩm với những mục đích: - Giữ lại những tính chất vốn có của thực phẩm. - Nâng cao sức hấp dẫn về mặt cảm quan của thực phẩm. - Làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. - Kéo dài thời gian bảo quản, đảm bảo chất lượng sản phẩm trong một thời gian quy định. - Biến thực phẩm sang dạng dễ hấp thụ. 2.7.1 Gelatin Gelatin là các polypeptide cao phân tử dẫn xuất từ collagen, là thành phần protein trong các tế bào liên kết của nhiều loại động vật. Gelatin có phân tử lượng từ 20.000 đến 70.000 Dalton. Gelatin được chế biến từ da động vật. Nó không chứa nhiều acid amin không thay thế, do đó không xem gelatin là nguồn cung cấp protein. Gelatin được sử dụng trong công nghệ sản xuất surimi làm tác nhân keo hoá, nâng cao độ nhớt của sản phẩm và có tác dụng làm bền thể gel đàn hồi của chúng. Tuy nhiên nếu tỷ lệ gelatin nhiều sẽ làm màu sắc surimi xấu đi và khi ở dạng hấp chín sản phẩm trở lên khô cứng. Việc sử dụng gelatin thông thường được chuẩn bị theo 3 phương pháp: + Phương pháp trực tiếp: đầu tiên cho gelatin trương nở sau đó gia nhiệt. + Phương pháp khuấy trộn: hòa tan gelatin ở nhiệt độ cao có khuấy trộn. + Phương pháp trung gian: trương nở trong nước lạnh và phối chế với các nguyên liệu khác. 2.7.2 Các muối phosphate Các muối phosphate được thêm vào thực phẩm nhằm mục đích: + Tăng khả năng giữ nước, giảm mất nước khi gia nhiệt, duy trì màu sắc tự nhiên của sản phẩm. + Cải thiện độ liên kết và cảm quan, ngăn ngừa tác hại do cấp đông gây ra. + Mặt khác muối này có phân tử lượng lớn tham gia phân giải actomyosin thành actin và myosin đưa đến lượng myosin tăng lên. Mà trong phân tử myosin chứa khá nhiều acid amin mạch nhánh và phân tử ở dạng hình sợi. Do đó nó có tác dụng hydrat hóa rất mạnh mẽ nên tính ngậm nước tăng lên do đó làm tăng độ pH của thịt cá và làm ngăn cản sự co của protein để làm trương nở protein nên tăng hiệu quả của quy trình chế biến. Tuy nhiên nếu sử dụng quá nhiều các muối polyphosphate thì sản phẩm sẽ có mùi xà phòng làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Các muối này không được vượt quá 0,3% ở sản phẩm sau cùng ( theo 28TCN 119:1998 Sản phẩm thuỷ sản đông lạnh). 2.8 Tổng quan về gelatin 2.8.1 Collagen Collagen là một thành phần cấu trúc chính của các sợi mô liên kết màu trắng và nó hiện diện trong tất cả các mô và cơ quan. Collagen là thành phần cấu tạo chiếm khoảng 30% của tất cả các protein có trong động vật có xương sống và động vật không xương sống. Dưới kính hiển vi nó có dạng là sợi trắng đục được bao quanh bởi các protein và mucopolysaccharide khác. Thành phần axit amin của collagen gồm có 18 trong số 20 loại axit amin được tìm thấy trong protein. Collagen chứa một hàm lượng cao glysin, prolin và hydroxyprolin. Các axit amin khác chỉ chiếm khoảng 13 đến 15%. Hydroxyprolin là thành phần đặc trưng của collagen, nó chiếm khoảng 2% trong elastin (Lâm Trọng Hiếu, 2003, Trường Đại Học Cần Thơ). 2.8.2 Gelatin Gelatin là một hợp chất cao phân tử thu nhận được từ sự chuyển hóa của collagen, là một thành phần protein cơ bản của động vật tìm thấy trong xương, da, gân (Ramchandran, 1967). Mặc dù, thuật ngữ gelatin cũng đề cập tới những chất keo khác nhưng nó chỉ được ứng dụng đối với những nguyên liệu protein từ colagen (Rose, 1987). Theo báo cáo số 48B của tổ chức y tế thế giới (FAO/WHO,1973) giới thiệu tiêu chuẩn và sự nhận dạng gelatin và phân loại gelatin như là một thực phẩm có thể ăn được. 2.8.3 Sự chuyển đổi collagen – gelatin Sự chuyển đổi collagen thành gelatin là sự chuyển đổi cần thiết trong việc sản xuất gelatin. Đó là sự chuyển đổi của những sợi collagen có tổ chức cao phân tử không tan trong nước tạo thành một hệ thống khử polyme gọi là gelatin có thể tan trong nước đã được mô tả bởi Veis (1964). Có loại gelatin phụ thuộc vào cấu trúc collagen và sự đa dạng trong việc lựa chọn phương pháp xử lý nguyên liệu. Mặc dù sản xuất gelatin với phương pháp hiện đại đã được dùng nhưng sản xuất gelatin thương mại vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm. Nó đòi hỏi phải xúc tác thủy phân bằng axit hay kiềm cho ra gelatin, một dạng keo trong nước (việc thủy phân bằng enzyme cũng được sử dụng). Cách đơn giản nhất để chuyển đổi collagen thành gelatin là làm biến đổi tính tan của collagen. Biến tính nhiệt có thể được thực hiện bằng cách gia nhiệt collagen trong môi trường axit yếu ở 40OC. Ở chế độ xử lý này, các sợi collagen tách ra thành các đơn vị tropocollagen do bị cắt đứt liên kết hydro và liên kết kỵ nước, những liên kết này giúp cho sự ổn định đường xoắn ốc của collagen (John and Courts, 1977). Giai đoạn tiếp theo trong sự thủy phân collagen là sự duỗi thẳng của mạch bao gồm việc cắt đứt cầu nối giữa các phân tử của ba chuỗi xoắn ốc và giúp gelatin hòa tan. Sự thủy phân collagen có thể tạo nên : - Sự hình thành của ba chuỗi α độc lập. - Sự hình thành một chuỗi β (2 chuỗi α được liên kết bởi một hoặc hai liên kết cộng hóa trị) và một chuỗi α độc lập. - Sự tạo thành một chuỗi γ (gồm 3 chuỗi liên kết bởi cầu nối đồng hóa trị). Sự khác biệt chủ yếu giữa sự hình thành chuỗi α, β, γ của gelatin là trọng lượng phân tử. Sự hình thành chuỗi αcó trọng lượng phân tử thay đổi từ 80.000 đến 125.000, chuỗi β từ 160.000 đến 250.000 và chuỗi γ từ 240.000 đến 375.000 (Poppe, J.1995). 2.8.4 Cấu trúc của gelatin Giống như cấu trúc của colagen, gelatin có cấu trúc dạng chuỗi. Chuỗi gelatin gồm những phân tử có kích thước siêu nhỏ liên kết lại với nhau bằng liên kết hydro tạo thành mạng lưới gelatin Công thức tiêu biểu của gelatin là: - Alanin - Glycin - Prolin - Arginin - Glycin - Glutamic - 4 Hydroxyproline - Glycin - Prolin - Cho nên khi phối trộn chitosan và gelatin sẽ xảy ra tương tác hóa học giữa nhóm - NH2 của chitosan và nhóm - COOH của gelatin. 2.8.5 Tính chất hóa lý của gelatin 2.8.5.1 Sự hòa tan Gelatin không tan trong nước dưới 200C mà chỉ hút nước và trương nở. Khi nhiệt độ tăng lên, nó tan ra và hình thành dung dịch thể keo. Dung dịch này đem làm lạnh, dù nồng độ rất thấp (0,25%) cũng có thể đông đặc. Trong nước lạnh gelatin không hoà tan, một phần nở ra, hút từ 5 đến 15 lần nước đồng thời hình thành keo đông. Trong môi trường nước, gelatin hút vào lượng nước kết hợp chừng 66 đến 71% (so với chất khô tuyệt đối). Bảng 2.2: Độ hoà tan của gelatin theo nhiệt độ Nhiệt độ (OC) Số g trong 100 ml nước 10 0,030 15 0,055 20 0,080 24 0,200 27 0,700 30 0,870 (Nguồn PGS.TS. Trần Thị Luyến, NXB Nông NghiệpTP.HCM,2006) Mức độ hòa tan của gelatin bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như: nhiệt độ, nồng độ và kích thước hạt gelatin. Gelatin không tan trong alcohol và hầu hết các dung môi hữu cơ khác. Khi nhiệt độ tăng lên, keo đông tan ra hết do liên kết hydro không bền nhiệt, nồng độ dung dịch trên 1% khi làm lạnh thì đông đặc trở lại. Sức đông của dung dịch keo ngoài quan hệ với nồng độ ra còn liên quan tới nguyên liệu và độ thuần khiết của nguyên liệu. Trong điều kiện áp lực, nhiệt độ cao thì sức đông của nó giảm đi nhanh chóng do gelatin bị thủy phân cắt thành mạch ngắn dần làm giảm liên kết hydro tạo gel. Bảng 2.3: Điểm đông đặc và điểm nóng chảy của dung dịch keo có nồng độ khác nhau Nồng độ (g/l) Điểm đông đặc (°C) Điểm nóng chảy (°C) 50 17,8 21,6 100 21,0 29,6 150 25,5 29,4 (Nguồn PGS.TS. Trần Thị Luyến, NXB Nông NghiệpTP.HCM, 2006) 2.8.5.2 Điểm đẳng điện Gelatin có thể hoạt động trong môi trường axit hoặc trong môi trường kiềm tùy thuộc vào pH. Trong dung dịch axit gelatin tham gia tích cực hơn dung dịch kiềm. Ở pH trung tính, gelatin tham gia không đáng kể và được biết như là một pH đẳng điện hay điểm đẳng điện. Điểm đẳng điện của gelatin có thể thay đổi từ 4,8 đến 9,4 (Eastoe et al, 1961 được trích dẫn bởi Lâm Trọng Hiếu, 2003). Quá trình xử lý gelatin bằng axit tạo điểm đẳng điện cao pI = 7 ÷ 9. Quá trình xử lý gelatin bằng kiềm, collagen chịu sự tác động trong môi trường kiềm trước khi trích ly. Sự thủy phân bằng kiềm làm cho axit amin asparagine và glutamine của chuỗi polypeptide trở thành axit aspartic và axit glutamic một cách nhanh chóng và kết quả là gelatin được tạo ra có điểm đẳng điện pI = 4,8 ÷ 5,2. 2.8.5.3 Khả năng tạo gel Thành phần của gelatin là các axit amin nhận được từ sự thủy phân collagen. Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại tạo thành một mạng lưới không gian có trật tự gọi là sự tạo gel. Khi protein bị biến tính, các cấu trúc (trừ cấu trúc bậc một) bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt. Các mạng polypeptide duỗi ra gần nhau tiếp xúc và liên kết với nhau tạo thành mạng lưới không gian 3 chiều và mỗi vị trí tiếp xúc của các mạch là một nút. Các thành phần còn lại hình thành một mạng lưới không gian vô định hình chứa đầy pha phân tán (H2O) khi nồng độ tăng thì khả năng gel hóa tăng vì khả năng tiếp xúc giữa các mạch tăng. Các mắt lưới trong gel gelatin chủ yếu là do các liên kết hydro liên kết hydro là liên kết tạo ra sự linh động làm cho gel có độ dẻo nhất định. Khi ta tăng nhiệt độ các liên kết hydro bị đứt và gel sẽ nóng chảy, khi để nguội liên kết hình thành trở lại và gel lại hình thành (Phạm Thu Cúc, 2002). Để tạo ra gel chắc hơn người ta có thể axit hóa nhẹ hay kiềm nhẹ để đưa pH của protein về điểm đẳng điện làm cho lực đẩy tĩnh điện trong gel triệt tiêu. 2.8.5.4 Độ nhớt Độ nhớt phụ thuộc vào nồng độ, độ nhớt tăng theo sự tăng nồng độ của gelatin. Độ nhớt cũng phụ thuộc vào nhiệt độ (trên 40OC thì độ nhớt giảm, độ nhớt giảm càng nhanh khi nhiệt độ tăng cao), pH (độ nhớt thấp nhất xảy ra tại điểm đẳng điện pI của gelatin). Độ nhớt gelatin làm ảnh hưởng đến đặc tính gel và điểm nóng chảy. Gelatin có độ nhớt cao mức độ nóng chảy và sự thành lập gel sẽ cao hơn so với gelatin có độ nhớt thấp 2.8.5.5 Điểm nóng chảy Điểm nóng chảy là nhiệt độ mà ở đó có thể làm mềm gel của gelatin. Các yếu tố ảnh hưởng đến điểm nóng chảy. Thời gian ổn định: Theo Stainsby and Taylor (1985) xác định rằng điểm nóng chảy của gelatin ở cấp độ cao thì phụ thuộc vào những điều kiện thời gian ổn định đầu tiên. Nồng độ: Khi độ tinh khiết của gelatin tăng thì điểm nóng chảy của gelatin cũng tăng. Muối: NaCl hạ thấp điểm nóng chảy của gelatin 2.8.5.6 Độ trong Độ trong của dung dịch gelatin phụ thuộc vào sự trích ly và điều kiện trích ly. Lần trích ly đầu tiên cho gelatin có độ trong cao nhất, và giảm dần ở các lần trích ly sau. Dung dịch gelatin có độ đục cao nhất ở điểm đẳng điện. Để cải thiện độ trong của gelatin, trong quá trính ly có thể tiến hành lọc, tẩy trắng và lắng trong. 2.8.5.7 Màu sắc Màu sắc của gelatin phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, phương pháp sản xuất và số lần trích ly. Màu sắc được đánh giá bằng thiết bị đo màu phân tích. 2.8.5.8 Độ ẩm Hàm lượng ẩm của gelatin có thể lên đến 16%. Tuy nhiên, người ta thường bảo quản gelatin ở độ ẩm từ 10 đến 13%, tại 13% ẩm và nhiệt độ 25OC gelatin cân bằng với độ ẩm tương đối của không khí RH = 60 ÷ 65%. Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu nghiên cứu 3.1.1 Địa điểm nghiên cứu Thực hiện thí nghiệm và thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm bộ môn Dinh Dưỡng và Chế Biến Thủy sản, khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ. 3.1.2 Nguyên liệu chính Cá tra. 3.1.3 Phụ gia sử dụng - Gelatin - polyphosphate 3.1.4 Thiết bị, dụng cụ sử dụng - Cân điện tử. - Cối, chày. - Nhiệt kế. - Máy đo pH. - Máy đo cấu trúc TA.XT_Plus Texture Analyser - Các thiết bị hiện có của phòng thí nghiệm 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Bố trí thí nghiệm: 3.2.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ gelatin bổ sung đến cấu trúc của surimi cá tra. Chuẩn bị mẫu: - Nguyên liệu cá tra được xử lý sơ bộ sau đó tiến hành fillet, lạng da. - Tiến hành nghiền thô mẫu - Thịt cá sau khi nghiền thô sẽ được rửa qua các công đoạn rửa: + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là <10°C - Thịt cá sau khi qua các công đoạn rửa sẽ được ép tách nước với chế độ thích hợp (10 kg/0,6 kg thịt cá trong 30 phút). - Lấy 100g đề tiến hành phối trộn với gelatin ở mỗi nồng độ khác nhau (thí nghiệm được bố trí tại công đoạn này) - Sau khi phối trộn xong ta tiến hành quết mịn trong thời gian 15 phút. - Tiếp đó surimi được đưa vào khuôn để định hình ở nhiệt độ < 10°C. - Sau đó tiến hành làm chín surimi. - Đánh giá. Chuẩn bị gelatin: - Dùng phương pháp khuấy trộn để hòa tan gelatin. - Lấy gelatin theo đúng nồng độ thí nghiệm, cho vào cốc nước với nhiệt độ nước 35 - 40°C rồi tiến hành khuấy cho gelatin hòa tan hoàn toàn. Các thông số cố định: - Nhiệt độ của các công đoạn rửa: <100C - Tỷ lệ dung dịch nước rửa/ thịt cá sau nghiền: 6/1 - Thời gian cho mỗi công đoạn rửa: 9 phút - Nồng độ CH3COOH ở công đoạn rửa 2 là 0,03% - Nồng độ NaCl ở công đoạn rửa 3 là 0,5% - Tốc độ khuấy đảo : 20 vòng/phút - Lực ép tách nước: 10 kg/0,6 kg thịt cá, trong 30 phút - Phụ gia phối trộn: Muối polyphosphates (Na2HPO4): 0,3%. - Thời gian nghiền giã: 15 phút Bố trí thí nghiệm: - A(%): là phần trăm gelatin được phối trộn. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần. A5: 2,5% A6: 3% A7: 3.5% A8: 4% A0: mẫu đối chứng (0%) A1: 0,5% A2: 1% A3: 1,5% A4: 2% → Tổng số nghiệm thức thực hiện 9*3 = 27 Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Nguyên liệu Xử lí Phi lê tách da xương Nghiền thô Rửa Ép tách nước Phối trộn gelatin A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Quết mịn Định hình Làm chín Sản phẩm Đánh giá Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ gelatin bổ sung đến cấu trúc surimi cá tra. Tiến hành thí nghiệm: - Cá tra mua về tiến hành fillet, lạng da, chỉnh hình. - Rửa sạch, để ráo nước. - Tiến hành nghiền thô. - Sau đó tiến hành rửa + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là <10°C - Ép tách nước. - Sau khi ép ráo nước ta chia mẫu ra thành 9 mẫu nhỏ với khối lượng mỗi mẫu là 100g. - Tiến hành phối trộn gelatin và polyphosphat vào từng mẫu với nồng độ gelatin lần lượt là 0%, 0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%; 3%; 3.5%; 4% và nồng độ polyphosphat cố định là 0,3%. - Mẫu được quết mịn trong thời gian 15 phút. - Mẫu được định hình và đem hấp. Thu thập số liệu: - Sản phẩm sau khi đem hấp tiến hành đánh giá cảm quan - Đem mẫu đo cấu trúc. - Phân tích ẩm. 3.2.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát thời gian ổn định sau định hình đến chất lượng của surimi cá tra Chuẩn bị mẫu - Nguyên liệu cá tra được xử lý ,sơ bộ sau đó tiến hành fillet, lạng da. - Tiến hành xay nhuyễn mẫu - Thịt cá sau khi xay sẽ được rửa qua các công đoạn rửa: + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là 0 – 5°C - Thịt cá sau khi qua các công đoạn rửa sẽ được ép tách nước với chế độ thích hợp (10 kg/0,6 kg thịt cá trong 30 phút). - Lấy 100 g đề tiến hành phối trộn với gelatin ở nồng độ thích hợp nhất được chọn ra ở thí nghiệm 1và muối polyphosphate 0,3%. - Sau khi phối trộn xong ta tiến hành giã mịn trong thời gian 15 phút. - Tiếp đó surimi được đưa vào khuôn để định hình ở nhiệt độ 0 - 10°C. - Để surimi ổn định ở các mức độ thời gian khác nhau (thí nghiệm được bố trí tại đây). - Sau đó sản phẩm được làm chín và tiến hành đánh giá sản phẩm. Các thông số cố định: - Nhiệt độ của các công đoạn rửa: <100C - Tỷ lệ dung dịch nước rửa/ thịt cá sau nghiền: 6/1 - Thời gian cho mỗi công đoạn rửa: 9 phút - Nồng độ CH3COOH ở công đoạn rửa 2 là 0,03% - Nồng độ NaCl ở công đoạn rửa 3 là 0,5% - Tốc độ khuấy đảo : 20 vòng/phút - Lực ép tách nước: 10 kg/0,6 kg thịt cá, trong 30 phút - Phụ gia phối trộn: Muối polyphosphates (Na2HPO4): 0,3%. - Thời gian nghiền giã: 15 phút Bố trí thí nghiệm: - B(giờ): là thời gian ổn định surimi. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần B0: 0 giờ B1: 1 giờ B2: 2 giờ B3: 3 giờ B4: 4 giờ B5: 5 giờ → Tổng số nghiệm thức thực hiện 6*3 = 18 Tiến hành thí nghiệm: - Cá tra mua về tiến hành fillet, lạng da, chỉnh hình. - Rửa sạch, để ráo nước. - Tiến hành nghiền thô. - Sau đó tiến hành rửa + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là <10°C - Ép tách nước. - Sau khi ép ráo nước ta chia mẫu ra thành 6 mẫu nhỏ với khối lượng mỗi mẫu là 100g. - Tiến hành phối trộn gelatin và polyphosphate vào từng mẫu với nồng độ polyphosphate cố định là 0,3% và nồng độ gelatin là nồng độ tối ưu nhất được chọn ra từ thí nghiệm 1. - Mẫu được quết mịn trong thời gian 15 phút. - Mẫu được định hình và đề ổn định với các chế độ thời gian lần lượt là 0 giờ, 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ, 5 giờ. - Mẫu được đem hấp ứng với từng chế độ thời gian để định hình. Thu thập số liệu: - Sản phẩm sau khi đem hấp tiến hành đánh giá cảm quan - Đem mẫu đo cấu trúc. - Phân tích ẩm. Sơ đồ bố trí thí nghiệm Nguyên liệu Xử lí Phi lê tách da xương Nghiền thô Rửa Ép tách nước Phối trộn phụ gia Quết mịn Định hình Để ổn định B0 B1 B2 B3 B4 B5 Làm chín Sản phẩm Đánh giá Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian ổn định sau định hình đến chất lượng của surimi cá tra Sơ đồ tổng hợp thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2: Nguyên liệu Xử lí Phi lê tách da xương Nghiền thô Rửa Ép tách nước Phối trộn phụ gia (thí nghiệm 1) Quết mịn Định hình Để ổn định (thí nghiệm 2) Hấp Sản phẩm Hình 3.3: Sơ đồ tổng hợp thí nghiệm 1 và 2 3.2.1.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát nhiệt độ và thời gian bảo quản đến chất lượng surimi cá tra Chuẩn bị mẫu: - Mẫu được chuẩn bị theo quy trình ở hình 3.3. - Sản phẩm được đem bảo quản trong điều kiện chân không, bao gói PE ở nhiệt độ 100C và nhiệt độ lạnh đông -25°C. - Trong thời gian bảo quản khảo sát sự biến đổi cấu trúc của sản phẩm ở các thời điểm khác nhau trong khoảng 30 ngày. - Số mẫu chuẩn bị 26 mẫu. Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Bán thành phẩm Bảo quản Lạnh đông (-25°C) 10°C Lấy mẫu Đánh giá Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ và thời gian bảo quản đến chất lượng surimi cá tra. Tiến hành thí nghiệm: - Cá tra mua về tiến hành fillet, lạng da, chỉnh hình. - Rửa sạch, để ráo nước. - Tiến hành nghiền thô. - Sau đó tiến hành rửa + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là <10°C - Ép tách nước. - Sau khi ép ráo nước ta tiến hành phối trộn phụ gia. - Tiến hành phối trộn gelatin và polyphosphat vào từng mẫu với nồng độ polyphosphat cố định là 0,3% và nồng độ gelatin là nồng độ tối ưu nhất được chọn ra từ thí nghiệm 1. - Mẫu được quết mịn trong thời gian 15 phút. - Mẫu được định hình và đề ổn định với các chế độ thời gian tối ưu được chọn ra ở thí nghiệm 3. - Mẫu được đem hấp sơ bộ. - Tiến hành bao gói PA và hút chân không đem đi bảo quản ở hai chế độ nhiệt là 10°C và -25°C. Thu thập số liệu - Cứ sau mỗi 3 ngày thì tiến hành lấy mẫu kiểm tra vi sinh và ghi nhận số liệu. Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thành phần hóa học của cá tra fillet Bảng 4.1: Thành phần hóa học của cá tra fillet . Protein Lipid Ẩm Tro 16,7% 2,38% 77,5% 1,24% 4.2 Kết quả thí nghiệm 1 khảo sát ảnh hưởng nồng độ gelatin bổ sung đến cấu trúc của surimi cá tra: Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ gelatin đến độ tạo gel của sản phẩm surimi cá tra. Từ Hình 4.1 ta thấy rằng ở nồng độ gelatin 1% cho ra sản phẩm có cấu trúc tốt nhất so với mẫu đối chứng và cấu trúc sản phẩm giảm dần khi gia tăng nồng độ gelatin. Sản phẩm có cấu trúc tốt là nhờ độ tạo gel cao. Do khi bổ sung gelatin vào thì khả năng gel hóa tăng, cấu trúc gel trong sản phẩm càng tốt, gel tạo thành càng ổn định và độ đàn hồi càng cao. Tuy nhiên, nếu nồng độ gelatin quá cao thì các hạt tiếp xúc trực tiếp không qua một lớp nào của môi trường phân tán (H2O) và khối gel càng có tính chất của gel khô, sản phẩm sẽ trở nên cứng và có mùi đặc trưng của gelatin làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Khi lượng gelatin cho vào càng nhiều thì lượng nước được giữ lại trong sản phẩm cũng càng lớn liên kết giữa protein và nước yếu nên làm cho cấu trúc viên chả liên kết kém và bị ứ nước bên trong, khi hấp lên sản phẩm bị mất nước và thể hiện tính chất của gel khô nên sản phẩm trở nên khô cứng và cấu trúc bên trong rời rạc. Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ gelatin đến điểm cảm quan của sản phẩm surimi cá tra. Từ Hình 4.2 ta thấy rằng ở nồng độ gelatin 1% mẫu có cấu trúc tốt nhất so với mẫu đối chứng, tại nồng độ này mẫu có cấu trúc khá mềm mại và dai, mặt cắt bóng mịn, gập đôi không xuất hiện vết nứt. Nhưng khi gia tăng nồng độ gelatin lên dần thì sản phẩm có cấu trúc cứng hơn và cấu trúc bên trong rời rạc. Màu sắc và mùi của sản phẩm đạt giá trị cao nhất ở mẫu đối chứng với nồng độ gelatin là 0% và có xu hướng giảm dần giá trị khi tăng nồng độ gelatin lên. Vì khi gia tăng hàm lượng gelatin thì sản phẩm có xu hướng ngã sang màu hơi vàng do gelatin sử dụng có màu trắng hơi ngà nên khi sử dụng gelatin với nồng độ cao sẽ ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Và đó cũng là nguyên nhân làm cho giá trị cảm quan về mùi của sản phẩm giảm vì khi sử dụng nồng độ gelatin quá cao thì sản phẩm sẽ có mùi đặc trưng của gelatin làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Vị của sản phẩm không khác nhiều lắm so với mẫu đối chứng. Do gelatin bổ sung vào không ảnh hưởng đến vị của sản phẩm vì gelatin không có vị. Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ gelatin đến độ ẩm của sản phẩm surimi cá tra. Từ Hình 4.3 ta thấy độ ẩm của sản phẩm dao động trong khoảng từ 79% - 82% và có sự khác biệt rất ít so với mẫu đối chứng và giữa các mẫu, độ ẩm sản phẩm cao hơn so với độ ẩm của nguyên liệu ban đầu . Do sự hiện diện của polyphosphate làm cho pH sản phẩm tăng, tác động lên các sợi cơ làm cho cơ thịt tăng khả năng liên kết nước, kết quả là sự hydrat hóa, protein hút nước và giữ nước làm độ ẩm của sản phẩm tăng. Mặt khác gelatin cũng có khả năng hút nước trương nở làm tăng độ mềm mại của sản phẩm do giữ một lượng nước trong khung protein. Do đó làm cho sản phẩm có cấu trúc mềm mại hơn và giúp cho mặt cắt mịn màng hơn. → Từ kết quả thảo luận trên ta chọn ra mẫu tốt nhất là mẫu bổ sung gelatin ở nồng độ 1% 4.3 Kết quả thí nghiệm 2 khảo sát thời gian ổn định sau định hinh đến chất lượng của surimi cá tra. Sau khi chọn ra nồng độ gelatin thích hợp nhất để phối trộn, thì tiến hành khảo sát thời gian ổn định sản phẩm sau khi định hình để chọn ra thời gian ổn định thích hợp nhất cho ra sản phẩm có cấu trúc tốt nhất. Tiến hành ổn định ở nhiệt độ 2°C - 6°C ở các mức độ thời gian là 0 giờ, 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ và 5 giờ. Sau đây là kết quả ghi nhận được. Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian ổn định đến độ tạo gel của sản phẩm surimi cá tra. Từ đồ thị biểu diễn ở Hình 4.4 ta thấy rằng sản phẩm khi ổn định ở thời gian 2 giờ và 4 giờ cho giá trị cấu trúc cao nhất so với mẫu đối chứng và so với các mẫu ổn định ở các khoảng thời gian khác. Do quá trình nghiền giã làm cho các sợi actin và myosin trượt lên nhau hình thành phức actomyosin. Quá trình Suwari bắt đầu xuất hiện và tạo liên kết mạng lưới gel trong phân tử protein của thịt cá. Quá trình sẽ làm tăng cường độ bền đông kết, độ dẻo dai, đàn hồi trong cấu trúc thịt cá. Và tiếp đó là quá trình ổn định ở nhiệt độ 2°C đến 6°C tạo điều kiện cho quá trình Suwari tiếp tục xảy ra. Nhưng do sản phẩm còn ở dạng sống có chứa nhiều vi sinh vật, nên khi ổn định ở nhiệt độ 2°C đến 6°C và trong thời gian quá lâu thì các vi sinh vật sẽ hoạt động phân giải protein và các phản ứng sinh hóa không mong muốn xảy ra, do đó làm chất lượng của sản phẩm giảm dần theo thời gian. Do vậy ở thí nghiệm này ta chọn mẫu có cấu trúc tốt nhất là khi ổn định ở thời gian là 2 giờ. Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian ổn định đến điểm đánh giá cảm quan của sản phẩm surimi cá tra. Từ Hình 4.5 ta thấy rằng ở sản phẩm cho cấu trúc tốt nhất khi ổn định ở 2 giờ so với mẫu đối chứng và giá trị cấu trúc của sản phẩm giảm dần theo thời gian. Ở mẫu ổn định trong thời gian 2 giờ khi đánh giá cảm quan ta thấy rằng mẫu có cấu trúc mềm mại và dẻo dai nhất, mặt cắt bóng mịn và bẻ đôi không xuất hiện vết nứt. Nhưng khi để thời gian lâu hơn thì cấu trúc của sản phẩm mềm ra và độ dẻo dai giảm xuống, sản phẩm có xuất hiện vết nứt khi bẻ đôi. Bên cạnh đó thì màu sắc và mùi của sản phẩm cũng thay đổi theo chiều hướng giảm dần. Việc ổn định ở nhiệt độ 2°C đến 6°C là giai đoạn giúp cho các thành phần trong mạng protein sắp xếp lại vị trí, nhờ đó cải thiện về cấu trúc cũng như có sự thay đổi về màu sắc ( Pearson, 2002 ). Do sự tiếp xúc với ánh sáng thời gian dài là nguyên nhân làm tăng sự oxy hóa các thành phần hóa học, đặc biệt là lipid có trong sản phẩm, và hoạt động của các vi sinh vật trong sản phẩm, kết quả làm giảm độ sáng và mùi của sản phẩm khi thời gian ổn định kéo dài hơn 2 giờ. → Tóm lại việc ổn định sản phẩm sau định hình có vai trò tích cực trong việc cải thiện đặc tính về cấu trúc của sản phẩm. Tuy nhiên cần có chế độ thời gian thích hợp nhằm đảm bảo duy trì chất lượng sản phẩm ở mức cao nhất. Thời gian tối ưu được chọn ổn định sản phẩm trong thí nghiệm này là 2 giờ. 4.4 Kết quả thí nghiệm 3 khảo sát nhiệt độ và thời gian bảo quản đến chất lượng surimi cá tra. Mẫu sau khi làm xong được hấp sơ bộ để đưa vào đóng gói PA và hút chân không. Mẫu được tiến hành bảo quản ở hai chế độ nhiệt là 10°C và -25°C . Tiến hành kiểm tra vi sinh mẫu bảo quản cứ sau mỗi 3 ngày đến khi nào mẫu không đạt chỉ tiêu vi sinh thì dừng lại. Bảng 4.2: Vi sinh vật tổng số có trên mẫu theo thời gian bảo quản. Thời gian (ngày) Vi sinh vật tổng số (CFU/g) 10°C -25°C 0 4,41x102 5,55x102 3 7,55x102 5,27x102 6 7,96x103 9,09x102 9 6,96x103 1,18x103 12 1,53x104 1,94x103 15 2,18x104 4,41x103 18 6,42x104 2,32x103 21 2,81x105 2,73x104 24 3,32x105 4,42x104 27 5,26x104 30 6,10x104 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của tổng số vi sinh vật hiếu khí trong thời gian bảo quản 30 ngày. Theo kết quả trên ta thấy mẫu được bảo quản ở 10°C bắt đầu xuất hiện dấu hiệu hư hỏng trong khoảng từ ngày 18 đến ngày thứ 21 và mẫu bảo quản ở -25°C vẫn chưa có dấu hiệu hư hỏng trong thời gian bảo quản 30 ngày (vi sinh vật tổng số lớn hơn 105). Do sản phẩm được bao gói PA và hút chân không nên đã hạn chế được sự xâm nhập của vi sinh vật từ bên ngoài và hạn chế được sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí, do đó cũng giúp cho sản phẩm kéo dài được thời gian bảo quản hơn. Về nguyên tắc nhiệt độ lạnh không tiêu diệt hoặc tiêu diệt rất ít vi sinh vật, nó chỉ làm chậm lại hoặc ngừng các hoạt động sống của các vi sinh vật và các quá trình phân sản phẩm. Do sản phẩm có độ ẩm tương đối cao (80%) và sản phẩm chỉ mới được hấp chín sơ bộ nên hệ vi sinh vật trong sản phẩm vẫn còn nhiều. ở nhiệt độ -1°C đến 0°C dịch trong sản phẩm vẫn chưa đóng băng, đây là môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật ưa lạnh hoạt động, do đó mẫu sản phẩm được bảo quản ở 10°C đã có dấu hiệu hư hỏng sau 18 ngày bảo quản. Còn ở khoảng nhiệt độ từ -10°C đến -25°C, ở nhiệt độ này vi sinh vật bị ức chế, vì ngoài nhiệt độ thấp chúng còn bị khô, do nước trong thực phẩm tạo thành những tinh thể băng nên chúng không có điều kiện thuận lợi để phát triển. Do đó mẫu bảo quản ở -25°C vẫn chưa có dấu hiệu hư hỏng sau 30 ngày bảo quản. → Vì vậy muốn bảo quản sản phẩm được tốt và lâu thì ta nên bảo quản ở -25°C, còn nếu bảo quản sản phẩm ở 10°C thì nên sử dụng tốt nhất trước 18 ngày. 4.5 Tổng hợp quy trình làm surimi sau thí nghiệm: gelatin 1% polyphosphat 0,3% Rửa 1: NaHCO3 0,14% Rửa 2: CH3COOH 0,03 Rửa 3: NaCl 0,5% Rửa 4: nước sạch Thời gian rửa 9 phút Nhiệt độ < 100C Nguyên liệu fillet Nghiền thô Bao gói và bảo quản Rửa Định hình (2 giờ) Ép tách nước (10 kg/0,6 kg thịt cá sau rửa) Nghiền giã Phối trộn Hình 4.6 Tổng hợp quy trình làm surimi 4.6 Hiệu suất thu hồi của quy trình hoàn chỉnh Bảng 4.3 Định mức của các công đoạn trong quy trình sản xuất surimi cá tra Các công đoạn Định mức Công đoạn fillet, chỉnh hình 3,5 Công đoạn rửa 1,42 Định mức của toàn quy trình 4,97 Bảng 4.4. Định mức tiêu hao nguyên vật liệu khi sản xuất 1 kg surimi cá tra Tên nguyên vật liệu Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (đồng/đơn vị tính) Thành tiền (VND) Cá tra Kg 4,970 19000 94.430 NaHCO3 Kg 0,012 20.000 240 Acid acetic Lít 0,00365 80.000 292 NaCl Kg 0,0426 4.000 170 Natri polyphotphat Kg 0,003 56.000 168 Gelatin Kg 0,001 120.000 120 Tổng cộng 95.420 ► Vậy để sản xuất 1Kg surimi tư nguyên liệu cá tra ban đầu thì cần 95.420 VND ► Hiệu suất của quá trình sản xuất surimi đối với nguyên liệu cá tra ban đầu A = *100% A: Hiệu suất qui trình a: Khối lượng surimi b: Khối lượng nguyên liệu ► Khối lượng cá tra ban đầu là 4,970 Kg; khối lượng surimi thu được 1kg. → Vậy hiệu xuất thu hồi cho cả quy trình sản xuất là 20,12% Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận Trong các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ gelatin đến khả năng tạo gel của surimi cá tra đã xác định được các thông số như sau: - Nồng độ gelatin bổ sung tốt nhất là 1%. - Thời gian ổn định để surimi đạt được cấu trúc tốt nhất là 2 giờ. - Thời gian bảo quản sản phẩm đã bao gói và hút chân không tốt nhất ở 10°C là 18 ngày và thời gian bảo quản sẽ kéo dài hơn nếu bảo quản ở -25°C. 5.2 Đề xuất Do thời gian thực hiện đề tài còn hạn hẹp nên vẫn còn một số vấn đề đáng quan tâm chưa thực hiện được. Vì vậy xin được đề xuất một số ý kiến sau: - Khảo sát ảnh hưởng của pH đến độ tạo gel của sản phẩm. - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến chất lượng sản phẩm. - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ làm chín đến cấu trúc của sản phẩm. - Nghiên cứu phát triển chế biến sản phẩm surimi từ nhiều loại cá khác. Tài liệu tham khảo 1. Lê Thị Minh Thủy, Bài giảng nguyên liệu và chế biến thủy sản. 2. Phan Thị Thanh Quế, 2005. Bài giảng công nghệ chế biến thủy hải sản. 3. Phạm Thị Dung, 2007. Luận văn tốt nghiệp ngành công nghệ sinh học Ảnh hưởng của pH lên một số đặc tính protein cơ cá tra dùng trong sản xuất surimi. 4. Đỗ Thị Diễm Hương, 2006. Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất Surimi và nâng cao chất lượng sản phẩm tôm Surimi. 5. Trần Thị Luyến. Bài giảng các phản ứng cơ bản và biến đổi của thực phẩm trong quá trình công nghệ 6. Huỳnh Xuân Thủy, 2006.Nghiên cứu sản xuất surimi từ cá tra và thử nghiệm một sản phẩm mô phỏng từ cá tra (Pangasius hypophtalmus) 7. Giáo trình “Seafood processing” và “Surimi and surimi seafood” 8. 9. (Thông tin Khoa Học – Công Nghệ - Kinh tế Thủy Sản) 10. PHỤ LỤC Phụ lục A: các phương pháp nghiên cứu 1. Quy trình sản xuất Surimi NaHCO3 0,15% CH3COOH 0,03% NaCl 0,5% Nguyên liệu Xử lí Phi lê tách da xương – rửa Nghiền thô Rửa Ép tách nước Phối trộn Quết mịn Định hình, vô túi PE Cấp đông, bảo quản Thuyết minh quy trình - Nguyên liệu được xử lý sơ bộ nhằm làm sạch chất dơ còn bám trên nguyên liệu. - Tiến hành phi lê và lạng da. Sau đó rửa nhằm làm sạch nguyên liệu và hạ thấp nhiệt độ của nguyên liệu để tránh làm protein bị biến tính trong quá trình xay, nhiệt độ nước rửa cần nhỏ hơn 50C để tránh các biến đổi có thể xảy ra - Nguyên liệu đưa vào cối nghiền thô nhằm làm đứt một phần các liên kết tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn rửa. Quá trình nghiền thô có thể làm nóng nguyên liệu nên cần làm mát nguyên liệu trước khi nghiền. Sản phẩm sau khi nghiền phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp để tránh các biến đổi có thể xảy ra - Thịt cá sau khi nghiền thô tiến hành rửa qua các công đoạn sau (nhiệt độ nước rửa nhỏ hơn 100C ): + Rửa 1 (NaHCO3 0,15%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. - Ép tách nước: cá sau khi qua các công đoạn rửa sẽ được ép tách nước với chế độ thích hợp (10 kg/0,6 kg thịt cá trong 30 phút). Nhằm giảm lượng nước tự do có trong nguyên liệu tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn phối trộn phụ gia đảm bảo cấu trúc sản phẩm sau cùng. - Phối trộn phụ gia. - Quết mịn: sau khi trộn phụ gia thịt cá được quết mịn trong 15 phút. Quá trình quết làm cho các sợi actin và myozin trượt lên nhau hình thành phức actinmyozin. Quá trình Suwari bắt đầu xuất hiện và tạo liên kết mạng lưới gel trong phân tử protein của thịt cá. Quá trình sẽ làm tăng cường độ bền đông kết, độ dẻo dai, đàn hồi trong cấu trúc thịt cá. Thời gian và cường độ nghiền giã ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc, độ đồng nhất và độ bền đông kết của surimi. - Định hình: nhằm tạo hình dáng cho sản phẩm đồng thời tạo điều kiện cho quá trình Suwari tiếp tục xảy ra. Thịt cá sau khi nghiền giã cho vào khuôn định hình ở nhiệt độ từ <100C . Yêu cầu khối thịt cá sau khi định hình phải có bề mặt láng bóng, nhẵn mịn. - Cấp đông, vô túi PE, bảo quản. 2. Phương pháp thu thập, tính toán và xử lý số liệu: - Tiến hành thu thập số liệu để tiến hành đánh giá chất lượng surimi. - Từ các số liệu của các thí nghiệm sẽ được xử lý bằng chương trình Excel để tính các giá trị trung bình, độ lệch chuẩn. Xử lý thống kê Anova bằng chương trình SPSS 15.0 để tính sự khác biệt giữa các mẫu trong cùng một thí nghiệm. 3. Chỉ tiêu và phương pháp đánh giá chất lượng surimi: Chất lượng surimi được đánh giá căn cứ theo 28 – TCN 119: 1998 – Sản phẩm Thuỷ sản đông lạnh – Surimi cá biển. Do Bộ Thuỷ sản ban hành năm 1998. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng surimi: - Đánh giá cấu trúc surimi bằng máy đo cấu trúc. - Xác định độ ẩm: bằng phương pháp sấy khô (theo TCVN 3700 – 90). - Đánh giá cảm quan sản phẩm surimi cá tra theo phương pháp cho điểm tiêu chuẩn TCVN 3215-79. 3.1. Ẩm độ (theo TCVN 3700-90). Nguyên lý Dùng nhiệt làm bay hơi hết nước trong mẫu thử. Hiệu số của khối lượng mẫu trước và sau khi sấy khô chính là độ ẩm. Dụng cụ và thiết bị - Tủ sấy - Cốc sứ - Máy xay thịt - Kẹp - Cân phân tích Các bước tiến hành - Lấy cốc trong tủ sấy cho vào bình hút ẩm khoảng 10-20 phút. Đánh số, cân khối lượng cốc (T) và ghi nhận số liệu. - Cân mẫu khoảng 2-3g và cho vào cốc. Cân khối lượng mẫu và cốc trước sấy (W1). - Đặt cốc vào tủ sấy 1050C trong 24 giờ đến khi trọng lượng không đổi. - Lấy cốc ra đặt vào bình hút ẩm khoảng 20 phút. Sau đó cân khối lượng mẫu sau sấy (W2). ô Tính kết quả - Trọng lượng mẫu ướt: mw= W1 – T - Trọng lượng mẫu khô: md= W2 – T mw- md mw % Ẩm độ= x 100 3.2 Tro (theo TCVN 5105-90) - Tro là thành phần còn lại sau khi đốt hết các hợp chất hữu cơ ở nhiệt độ cao. - Thành phần của tro bao gồm các khoáng đa lượng (K, Na, Ca, Mg) các khoáng vi lượng (Al, Fe, Cu, Mn, Zn, As, I, F) và các nguyên tố khác với hàm lượng rất nhỏ. ô Nguyên lý Dùng sức nóng 5600-6000C nung hoàn toàn các hợp chất hữu cơ có trong mẫu thành những chất bay hơi CO2, N2 và hơi nước, phần vô cơ còn lại chính là tro. ô Dụng cụ và thiết bị - Bếp đốt điện - Tủ nung - Tủ sấy - Cốc sứ - Kẹp - Cân phân tích ô Chuẩn bị mẫu Sử dụng các mẫu đã được sấy ở phần phân tích ẩm độ. ô Các bước tiến hành - Đặt cốc vào bếp cách điện đốt ở nhiệt độ 2500- 2700C đến khi không còn thấy khói và tạo thành tro màu đen. - Cho cốc vào tủ nung, mở nhiệt độ ở 5600C trong 4 giờ đến khi mẫu có màu trắng hoặc xám và khối lượng không đổi. - Lấy mẫu ra và cho vào bình hút ẩm khoảng 20 phút. Sau đó đem cân khối lượng (W3) % tro = x 100% W3 -T md ô Tính kết quả: 3.3 Đạm thô (theo TCVN 3705-90) ● Xác định nitơ tổng số theo phương pháp Kjeldahl ô Nguyên tắc Ở nhiệt độ cao, dưới tác dung của H2SO4 đậm đặc và có chất xúc tác, các hợp chất hữu cơ bị oxy hóa, carbon và hydro tạo thành CO2 và H2O, còn gốc amin thì bị oxy hóa và giải phóng ra NH3, NH3 tác dụng với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4 tan trong dung dịch. Đây là giai đoạn công phá đạm trong mẫu. 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Trong quá trình chưng cất, (NH4)2SO4 tác dụng với NaOH dư thừa và giải phóng ra NH3 (NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 +2NH3 +2H2O Amonia sinh ra sẽ được hấp thu bằng dung dịch axit boric tạo thành tetraborat amon. Sau đó chuẩn độ dung dịch tetraborat amon bằng dung dịch chuẩn H2SO4, NH3 được giải phóng và xác định được lượng nitơ, theo các phản ứng sau: NH3 + H2O → NH4OH + H+ 2NH4OH +4H3BO3 → (NH4)2B4O7 + 7H2O (NH4)2B4O7 + H2SO4 +5H2O → (NH4)2SO4 + 4H3BO3 Tính được nitơ có trong mẫu nhân với 6.25 sẽ suy ra được phần trăm protein thô. Chỉ số này tùy thuộc vào tỉ lệ của các hợp chất nitơ có trong protein, nói cách khác tùy thuộc vào nguồn gốc protein (ví dụ protein trong sữa: 6.38; ngũ cốc: 5.9; gelatin: 5.55; hạt có dầu: 5.4). Tuy nhiên người ta thường dùng chỉ số chung là 6.25 ô Dụng cụ và hóa chất: -Bộ máy phân tích kjeldal -Bình chuẩn độ -Bình tam giác -Cân phân tích -Cốc thủy tinh -H2O2 -H2SO4 đậm đặc -Dung dịch H2SO4 0.1N: pha một ống chuẩn H2SO4 với nước cất thành 1lit trong bình định mức -Dung dịch NaOH 40%: pha 400g NaOH tinh thể với nước cất thành 1 lit dung dịch -Dung dịch axit boric: pha hỗn hợp 20g axit boric khan + 0.0065g Bromocresol green + 0.013g methyl red với nước cất thành 1 lit dung dịch ô Các bước tiến hành: Công phá đạm - Cân 0.25g mẫu cho vào ống nghiệm kjeldal, đặt ống vào trong kệ nhôm. - Cho vào ống lần lượt 10ml H2O2 và 10ml H2SO4 đậm đặc , để yên 5 phút - Đặt cả 3 kệ nhôm vào trong bộ phận công phá đạm. Mở vòi nước và bật máy - Chỉnh nhiệt độ ở 4 mức: 1100C trong 20 phút 2000C trong 20 phút 3000C trong 20 phút 3700C trong 20 phút - Tắt máy, khoảng 10 phút sau, tắt nước, lấy kệ đỡ ra và chờ nguội hẳn. Nếu dung dịch trong ống nghiêm có màu trắng là quá trình công phá đạm xảy ra hoàn toàn, nếu có màu vàng thì thêm 5ml H2O2 và lập lại bước 3 Ä Chưng cất - Kiểm tra NaOH, nước cất trước khi chưng cất - Đặt ống nghiệm chứa dung dịch đã công phá đạm (NH4)2SO4 vào đúng vị trí ở hệ thống chưng cất đạm - Bên dưới hệ thống chưng cất, đặt bình tam giác chứa 10ml dung dịch axit boric 2% - Bật máy và đợi khi xuất hiện chữ P thì bấm nút RUN - Máy chạy khoảng 5 phút, khi xuất hiện chữ END thì tắt. Dung dịch trong bình tam giác lúc này có màu xanh. Ä Chuẩn độ: Cho từng giọt dung dịch H2SO4 0.1N từ ống buret vào bình tam giác và lác đều, nhẹ đến khi dung dịch vừa chuyển sang màu hồng nhạt thì dừng lại. Ghi thể tích dung dịch H2SO4 0.1N vừa chuẩn độ. ô Tính kết quả: (V-Vo) x 0.0014 %N= x 100 %CP=%N x 6.25 (%CP= % protein thô) m Trong đó : Vo: thể tích H2SO4 0.1N chuẩn độ mẫu không V: thể tích H2SO4 0.1N chuẩn độ mẫu đang phân tích m: trọng lượng mẫu(g) 0.0014: số gam nitơ ứng với 1ml H2SO4 0.1N dung chuẩn độ 3.4 Lipid (theo TCVN 3703-90) ô Nguyên tắc Dựa trên khả năng hòa tan của lipid trong dung môi hữu cơ không phân cực, dùng dung môi hữu cơ để trích lipid trong nguyên liệu và cá fillet đã được nghiền nhỏ. Từ đó xác định được hàm lượng lipid trong mẫu phân tích. ô Dụng cụ, vật liệu, hóa chất - Dụng cụ và hóa chất: + Hệ thống Gerhard + Cân điện tử + Tủ sấy + Giấy lọc và một số dụng cụ khác trong phòng thí nghiệm + Cloroform ô Các bước tiến hành: - Kiểm tra toàn bộ hệ thống về điện nước, bình cầu trước khi sử dụng - Thao tác: + Bước 1: Ký hiệu giấy lọc, để giấy lọc lên cần và te giấy lọc về 0. Cân từ 0,5 đến 1g mẫu vào giấy lọc và gói lại (W1). + Bước 2: Cho giấy lọc đã chứa mẫu vào tủ sấy ở 1050C trong 24 giờ. Sau khi sấy xong lấy mẫu cho vào bình hút ẩm cân nóng xác định khối lượng (W2) + Bước 3: Đong khoảng 250ml Cloroform vào bình cầu + Bước 4: Đặt mẫu vào ống ly trích và bình cầu vào đúng vị trí. + Bước 5: Mở nước, bật công tắc, chỉnh nhiệt độ bếp điện ở vị trí số 2. + Bước 6: Sau 3-4h ly trích. Tắc máy khoảng 30 phút lấy mẫu ra. + Bước 7: Sấy giấy chứa mẫu khoảng 3-4h ở nhiệt độ 1050C. Cân mẫu nóng sau khi sấy (W3). Tỉ lệ lipid: Xi = = Trong đó Xi là tỉ lệ phần trăm lipid trong mẫu(%) W1: khối lượng mẫu ướt (g) W2 : khối lượng giấy và mẫu sau khi sấy trước ly trích (g) W3: khối lượng giấy và mẫu sau khi sấy sau ly trích (g) là hàm lượng lipid trung bình có trong mẫu (%) n là số lần lặp lại mỗi mẫu 3.5 Phương pháp kiểm tra tổng vi khuẩn hiếu khí Tổng vi khuẩn hiếu khí được xác định theo phương pháp đổ đĩa. Tổng số vi khuẩn đếm được trên đĩa hay còn gọi là số vi sinh vật hiếu khí (APC), số vi sinh vật sống hoặc số đếm đĩa chuẩn chỉ là số thông dụng nhất thường được dùng để đánh giá mức độ vệ sinh của thực phẩm. Chỉ số này chỉ có giá trị chỉ thị về hiện trạng của sản phẩm hơn là dự báo về thời hạn sử dụng của chúng bởi khó xác định tỉ lệ gây hư hỏng trong đó. Do vậy, APC không có nghĩa là việc xác định tổng lượng vi khuẩn, mà chỉ có nghĩa là xác định một phần của hệ vi khuẩn có thể tạo ra các khuẩn lạc trong môi trường được sử dụng và dưới các điều kiện nuôi cấy đó. Chúng sinh trưởng khi quy trình kiểm tra được thực hiện đúng. Vi sinh vật hiếu khí phát triển tốt ở nhiệt độ thường, chúng phát triển tốt trên nhiều loại môi trường, nhiều loại thực phẩm. Ở đây ta tiến hành kiểm tra chỉ tiêu vi sinh này bằng cách nuôi cấy trong môi trường PCA (Plate count agar). ôCách tiến hành Pha nước muối sinh lý và môi trường PCA, sau đó thanh trùng. Chuẩn bị mẫu cần kiểm tra, cắt nhuyễn. Cân 1 g mẫu pha với 9 ml nước muối sinh lý (NaCl 0,85%), sau đó đem đồng nhất mẫu bằng máy Vortex. Mẫu có thể được pha loãng ra nhiều nồng độ nhỏ hơn sao cho số khuẩn lạc của các nồng độ nằm trong khoảng đếm được 25 – 250. Cho 1 ml đã đồng nhất vào đĩa petri vô trùng, sau đó cho tiếp khoảng 15 ml môi trường PCA đang loãng ở 450C vào và sau đó lắc đều bằng cách xoay tròn đĩa theo chiều kim đồng hồ 5 vòng và xoay theo chiều ngược lại 5 vòng để trộn đều vi sinh vật. Để nguội cho môi trường đông lại, lật úp đĩa lại và đem ủ ở 370C trong vòng 48 giờ. Đếm đĩa vi sinh sau khi ủ. ►Số khuẩn lạc được tính theo công thức: N = : tổng số khuẩn lạc trên các đĩa ở 2 độ pha loãng kế tiếp. n1 : số đĩa tương ứng ở nồng độ thứ nhất. n2 : số đĩa tương ứng ở nồng độ thứ hai. d : nồng độ tương ứng với độ pha loãng thứ nhất. Phụ lục B: các chỉ tiêu đánh giá cảm quan cho sản phẩm Bảng B.1 hệ số quan trong cho mỗi chỉ tiêu Chỉ tiêu H ệ số quan trọng 1. Cấu trúc 1,5 2. Màu sắc 1,15 3. Mùi 0,8 4. Vị 0,55 Bảng B.2 chỉ tiêu đánh giá cảm quan Tên chỉ tiêu Điểm Yêu cầu Cấu trúc 0 Bề mặt lát cắt không bóng mịn, độ dẻo dai, đàn hồi rất kém Độ uốn lát: bị gãy ngay khi vừa uốn cong 1 Bề mặt lát cắt không bóng mịn, độ dẻo dai, đàn hồi kém Độ uốn lát: bị gãy ngay thành hai mảnh khi gập đôi 2 Bề mặt lát cắt không bóng mịn Độ uốn lát: gập đôi bị gãy nhưng hai mảnh vẫn còn dính vào nhau 3 Bề mặt lát cắt không bóng mịn, độ dẻo dai, đàn hồi kém hơn Độ uốn lát: xuất hiện các vết nứt khi gập đôi 4 Bề mặt lát cắt bóng mịn, độ dẻo dai, đàn hồi tốt Độ uốn lát: gập đôi không bị vết nứt 5 Bề mặt lát cắt bóng mịn, độ dẻo dai, đàn hồi rất tốt Độ uốn lát: Gập tư lát cắt không xuất hiện vết nứt Màu sắc 0 Màu trắng ngà 1 Màu trắng hơi ngà 2 Màu trắng đục 3 Màu trắng hơi đục 4 Màu trắng kém trong 5 Màu trắng sáng, trong Mùi 0 Mùi rất đặc trưng của nguyên liệu, có mùi lạ 1 Mùi tanh đặc trưng của nguyên liệu hoặc có mùi lạ 2 Có mùi tanh, hơi có mùi lạ 3 Tanh nhẹ 4 Tanh rất nhẹ, không có mùi lạ 5 Không có mùi đặc trưng hay mùi lạ Vị 0 Vị rất đặc trưng của nguyên liệu, có vị lạ 1 Có vị đặc trưng của nguyên liệu hoặc có vị lạ 2 Hơi có vị đặc trưng hoặc xuất hiện vị lạ 3 Không có vị đặc trưng, hơi có vị lạ 4 Không có vị đặc trưng, không có vị lạ 5 Không có vị đặc trưng Bảng B.3 điểm đánh giá chất lượng Cấp chất lượng Điểm chung Loại tốt 18,6÷20,0 Loại khá 15,2÷18,5 Loại trung bình 11,2÷15,1 Loại kém 7,2÷11,1 Loại rất kém 4,0÷7,1 Loại hư hỏng 0÷3,9 Bảng B.4 Chỉ tiêu vi sinh vật của surimi: theo 28 TCN 119: 1998 (Sản phẩm thủy sản đông lạnh - Surimi cá biển) Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu 1. Tổng số vi khuẩn hiếu khí, tính bằng số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm, không lớn hơn 105 2. Tổng số coliforms, tính bằng số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm, không lớn hơn 105 3. Staphylococcus aureus, tính bằng số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm, không lớn hơn 105 4. Escherichia coli, tính bằng số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm Không cho phép 5. Salmonella, tính bằng số khuẩn lạc trong 25g sản phẩm Không cho phép 6. Vibrio cholera, tính bằng số khuẩn lạc trong 25g sản phẩm Không cho phép