Luận văn Khảo sát mối tương quan giữa độ hoạt động của nước với các yếu tố hàm lượng muối ngấm, độ ẩm ở các nhiệt độ bảo quản sản phẩm khô cá lóc

on đặc biệt. Các protein trong thịt cá bị phân giải thành các peptone, peptid rồi các acid amin. Còn lipid bị phân giải thành các acid béo và glycerin. Cá nhiều mỡ qua quá trình tự chín sẽ cho mùi vị thơm ngon hơn cá ít mỡ. Qua thực nghiệm người ta thấy các loại cá thể hiện quá trình chín rất tốt còn một số cá lại không thể hiện rõ. Điều đó thể hiện quá trình tự chín của nguyên liệu khi ướp muối phụ thuộc rất nhiều vào giống loài cá. Ngoài ra, nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến quá trình này. Ở nhiệt độ cao quá trình tự chín xảy ra nhanh nhưng mùi vị của sản phẩm kém, còn ở nhiệt độ thấp quá trình tự chín xảy ra chậm nhưng lại cho mùi vị sản phẩm tốt hơn (Nguyễn Trọng Cần và Đỗ Minh Phụng,1990) 2.4 Phương pháp sấy khô cá 2.4.1 Các phương pháp sấy khô cá • Sấy khô tự nhiên (sử dụng năng lượng mặt trời) Năng lượng mặt trời là một dạng năng lượng cơ bản và quan trọng nhất trong số các nguồn năng lượng có thể thay thế. Việt Nam rất giàu năng lượng mặt trời. Sấy bằng năng lượng mặt trời là một phương pháp phổ biến và rất rẻ tiền. Nhiệt của mặt trời và sự chuyển động của không khí làm tách ẩm để thủy sản trở nên khô. Quá trình làm khô cá bằng năng lượng mặt trời gọi là sấy khô tự nhiên. Theo phương pháp này này nguyên liệu được phơi ngoài ánh nắng có nhiệt độ khoảng 37-400C. Tiện lợi của phương pháp sấy khô bằng năng lượng mặt trời là giá rẻ, lý tưởng cho các sản phẩm ít hoặc không cần tăng giá trị và sản phẩm thường phơi gần nhà. Tuy nhiên, việc sử dụng nó còn rất nhiều hạn chế: - Thời gian sấy dài, có thể làm cho sản phẩm bị hư hỏng. - Không chủ động, phụ thuộc vào thời tiết. - Cần đảo trộn sản phẩm nhiều lần trong ngày. - Sản phẩm dễ bị bẩn do bụi. Khi sấy khô bằng phương pháp tự nhiên cần lưu ý chọn vị trí sân phơi để nguyên liệu nhận được nhiều năng lượng mặt trời nhất. Sân phơi phải khô ráo, thoáng mát. Tốt nhất là phơi trên giàn cao 0,8-1m vừa nhanh khô, vừa đảm bảo vệ sinh đồng thời thao tác dễ dàng. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 10 Phơi khô cá là phương pháp cổ truyền dùng trong dân gian, nhưng không thích hợp cho công nghiệp chế biến (Phan Thị Thanh Quế, 2005) • Sấy khô nhân tạo Quá trình làm khô bằng năng lượng nhân tạo gọi là phương pháp sấy khô nhân tạo. Theo phương pháp này cá được làm khô trong các thiết bị sấy. Thiết bị sấy là một phòng kín, không khí trong phòng được đốt nóng do bộ phận cung cấp nhiệt đặt phía dưới, bên trên có lá chắn kim loại, nhiên liệu đốt nóng là than đá hoặc năng lượng điện,Cá được xếp trên các sàn thưa đặt trên giàn, có nhiều lớp và mỗi lớp cách nhau 0,3-0,4m. Nguyên tắc làm việc: không khí đi từ ngoài vào qua bộ phận cung cấp nhiệt được đốt nóng rồi đi vào phòng sấy làm nóng nguyên liệu, nước từ nguyên liệu bốc hơi, không khí trong phòng sấy được lưu thông nhờ chênh lệch nhiệt độ và đi từ dưới lên kéo theo hơi nước qua ống khói đi ra ngoài. Nhiệt độ sấy không được quá 650C. Ưu điểm: - Thời gian sấy ngắn hơn - Sấy suốt năm và xuất khẩu đều đặn - Sản phẩm ổn định về chất lượng và độ ẩm. - Ngăn ngừa ruồi và côn trùng gây bẩn sản phẩm. - Sử dụng nguồn năng lượng tại chỗ, tận dụng mặt bằng sản xuất. Nhằm tăng chất lượng sản phẩm cá khô, có thể dùng các cách sau: - Trước khi phơi, sấy cần phải mổ bụng, lấy hết nột tạng, cắt bỏ đầu, vảy và xẻ cá theo chiều dọc xương sống. - Phi lê riêng thịt cá và phơi, sấy nhằm làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Trước khi phơi, sấy có thể ướp muối theo phương pháp ướp muối khô, nếu tốc độ phơi, sấy nhanh có thể không cần ướp muối (Phan Thị Thanh Quế, 2005) 2.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy khô cá • Nhiệt độ không khí Trong cùng điều kiện về độ ẩm không khí, tốc độ gió,nếu nâng cao nhiệt độ làm khô thì tốc độ làm khô nhanh. Nhưng tăng nhiệt độ chỉ trong giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khô cao quá sẽ làm cho cá dễ bị sấy chín và tạo nên màng cứng ở bề mặt nguyên liệu làm cản trở sự thoát nước từ trong cá ra ngoài. Nhiệt độ làm khô thấp quá cũng không tốt vì như thế tốc độ làm khô chậm, làm giảm năng suất của Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 11 thiết bị, cá dễ bị thối rữa. Nhiệt độ làm khô thích hợp được xác định dựa vào bản chất của từng nguyên liệu. • Tốc độ chuyển động của không khí Đây là nhân tố có ảnh hưởng lớn đến quá trình làm khô. Tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều ảnh hưởng không tốt đến quá trình làm khô. Bởi vì tốc độ chuyển động của không khí quá lớn sẽ khó giữ được nhiệt lượng trên nguyên liệu sấy, còn tốc độ chuyển động của không khí quá nhỏ sẽ làm chậm lại quá trình khô dẫn đến hư hỏng sản phẩm như bị lên mốc, thối rửa. • Độ ẩm tương đối của không khí Khả năng làm khô của không khí phụ thuộc vào độ ẩm của nó. Độ ẩm của không khí càng thấp thì khả năng hút ẩm càng cao và khả năng làm khô càng lớn. Phương pháp sấy khô cá chính là năng cao khả năng hút ẩm của không khí bằng cách sử dụng nhiệt để làm giảm độ ẩm của không khí. Trong quá trình sấy, độ ẩm của không khí tăng lên do tiếp xúc và lấy đi ẩm của nguyên liệu. Các nhà khoa học cho rằng: độ ẩm tương đối của không khí lớn hơn 65% thì tốc độ làm khô chậm lại rõ rệt, còn độ ẩm tương đối là 80% thì không những quá trình làm khô dừng lại mà còn xảy ra quá trình ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ẩm của không khí. • Tính chất nguyên liệu Nguyên liệu càng bé và càng mỏng thì tốc độ làm khô càng nhanh. Vì vậy khi làm khô cá to, muốn nâng cao tốc độ làm khô phải cắt mổ và phân nhỏ ra cho phù hợp. Ngoài ra, thành phần hóa học của nguyên liệu (nước, mỡ, protein, chất khoáng,), tổ chức thịt rắn chắc hay lỏng lẻo cũng ảnh hưởng tốc độ làm khô (Nguyễn Trọng Cần và Đỗ Minh Phụng,1990) 2.4.3 Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy khô cá • Biến đổi vật lý Có hiện tượng co thể tích, khối lượng nguyên liệu giảm xuống do mất nước. Có sự biến đổi nhiệt độ do tạo gradient nhiệt độ ở mặt ngoài và mặt trong của nguyên liệu. Có sự biến đổi cơ lý như: có hiện tượng biến dạng, hiện tượng co, tăng độ giòn hoặc nguyên liệu bị nứt nẻ. Có thể có hiện tượng nóng chảy và tụ tập của các chất hòa tan trên bề mặt làm ảnh hưởng đến bề mặt sản phẩm, làm tắc nghẽn các mao quản thoát nước, kèm theo đó là sự đóng rắn trên bề mặt. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 12 • Biến đổi hóa lý Có hiện tượng khuếch tán ẩm: trong giai đoạn đầu của quá trình làm khô ẩm khuếch tán từ lớp ngoài vào lớp trong vật liệu sấy. Quá trình này được thực hiện bởi nhiệt khuếch tán và do kết quả co dãn của không khí bên trong các mao quản, nhiệt chuyển dời theo hướng có nhiệt độ thấp hơn từ bề mặt nóng bên ngoài vào sâu trong vật liệu kèm theo ẩm. Đây là hiện tượng dẫn nhiệt ẩm làm cản trở quá trình làm khô. Đến khi có hiện tượng bốc hơi nước từ bề mặt vật liệu đến tác nhân sấy, lượng ẩm bên trong vật liệu sẽ di chuyển ra bề mặt để bù vào lượng ẩm bay hơi. Nếu không có quá trình này, bề mặt vật liệu nóng quá và bị phủ kín bằng lớp vỏ cứng ngăn cản sự thoát nước dẫn đến hiện tượng sản phẩm khô không đều,bị nứt. Ngoài sự khuếch tán ẩm, quá trình làm khô còn xảy ra hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu sấy. • Biến đổi hóa học Tốc độ phản ứng hóa học có thể tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như phản ứng oxy hóa, phản ứng Maillard, phản ứng phân hủy protein. Ngoài ra, do hàm lượng nước giảm dần nên cũng có thể làm chậm đi tốc độ của một số phản ứng thủy phân. • Biến đổi sinh hóa Trong giai đoạn đầu của quá trình làm khô, nhiệt độ vật liệu tăng dần và chậm, hàm ẩm chưa giảm nhiều, tạo điều kiện hoạt động tốt cho các loại enzyme gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu. Đến giai đoạn sau khi nhiệt độ tăng cao và ẩm giảm dần nên hoạt động của các enzyme giảm. Tuy nhiên có một số enzyme vẫn còn hoạt động cho đến giai đoạn sau khi làm khô làm biến màu sản phẩm hay thủy phân lipid. • Biến đổi sinh học Đối với cấu tạo tế bào: thường xảy ra hiện tượng tế bào sống biến thành tế bào chết do nhiệt độ làm biến tính không thuận nghịch chất nguyên sinh và sự mất nước. Đối với vi sinh vật: quá trình làm khô có thể tiêu diệt một số vi sinh vật trên bề mặt vật liệu nhưng làm khô có tác dụng làm yếu hoạt động của chúng nhiều hơn. Do hiện tượng bị ẩm cục bộ (hàm lượng ẩm phân bố không đều trong vật liệu) nên vi sinh vật vẫn có thể phát triển trong vật liệu sấy nhưng rất ít. Về dinh dưỡng: sản phẩm khô thường giảm độ tiêu hóa, lượng Calo tăng do giảm lượng ẩm. Vì thế, có thể sử dụng ít sản phẩm khô mà vẫn đủ Calo. Đây là đặc tính ưu việt của sản phẩm khô • Biến đổi cảm quan Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 13 Màu sắc: sản phẩm được làm khô thường có màu thẫm, nâu do phản ứng caramel, phản ứng maillard. Mùi: sau khi làm khô một số hợp chất mùi tự nhiên của sản phẩm bị mất do phân hủy ở nhiệt độ cao. Bên cạnh đó, cũng có một số hợp chất thơm mới được hình thành nhưng cần chú ý đến mùi ôi khét của sự oxy hóa chất béo tạo ra vì chúng làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm đáng kể. Vị: do độ ẩm giảm nên nồng độ các chất vị tăng lên, cường độ tăng lên nhiều nhất là vị ngọt và vị mặn. Trạng thái: sản phẩm thường tăng tính đàn hồi, tính dai, tính giòn hoặc có biến đổi về hình dạng. Một số sản phẩm bị co trong quá trình làm khô. Hiện tượng co không đều là nguyên nhân làm cho sản phẩm bị cong méo và nứt nẻ, dẫn đến thay đổi hình dạng sản phẩm (Lê Bạch Tuyết, 1994) 2.5 Độ hoạt động của nước (aw) 2.5.1 Định nghĩa Hoạt độ của nước thu được từ các nguyên lý cơ bản của nhiệt động học và hóa lý học. Các nguyên lý cơ bản của nhiệt động học là điều kiện cần thiết để xác định hoạt độ của nước. Những điều kiện cần thiết là: nước tinh khiết (aw=1) là trạng thái chuẩn, hệ thống phải cân bằng và nhiệt độ được xác định. Trong trạng thái cân bằng: µ=µ0 + RTln(f/f0) Trong đó : µ là thế hóa của hệ thống hoạt động nhiệt động học hoặc năng lượng trên mole của chất. µ0 là thế hóa của chất tinh khiết ở cùng điều kiện nhiệt độ T (0K) f là độ dễ bay hơi hoặc khuynh hướng thoát hơi của một chất f0 là khuynh hướng bay hơi của chất tinh khiết (Berg và Bruin, 1981) Độ hoạt động của một chất được định nghĩa là a = f/f0. Đối với nước là aw= f/f0 aw là hoạt độ của nước, hoặc khuynh hướng bay hơi của nước trong hệ thống được phân chia bởi khuynh hướng bay hơi của nước tinh khiết với độ cong không theo bán kính đường tròn. Theo mục đích thực tiễn, với hầu hết các thực phẩm, tính dễ bay hơi gần đúng với áp suất hơi (f∼p) nên: aw= f/f0 ∼ p/p0 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 14 Hệ thống đạt cân bằng khi µ đều như nhau tại mọi điểm trong hệ thống. Cân bằng giữa pha lỏng và pha hơi có nghĩa là µ đều như nhau ở mọi pha. Từ đó cho phép sự đo lường ở pha hơi để xác định hoạt độ của nước ở cùng một điều kiện Hoạt độ của nước được định nghĩa là tỷ số giữa áp suất hơi trên bề mặt nguyên liệu (p) với áp suất hơi của nước tinh khiết (p0) ở cùng một nhiệt độ. Độ ẩm tương đối của không khí xác định bằng tỷ số áp suất hơi của không khí với áp suất hơi bão hòa của nó. Khi đã đạt được sự cân bằng về hơi và nhiệt độ, hoạt độ của nước của mẫu sẽ bằng độ ẩm tương đối của môi trường không khí xung quanh mẫu khi đặt trong phòng kín. Khi nhân hoạt độ của nước với 100 được độ ẩm tương đối cân bằng (ERH) tính theo phần trăm. aw= p/p0 =ERH(%)/100 Hoạt độ của nước là sự đo lường trạng thái năng lượng của nước trong hệ thống. Có một vài nhân tố có thể điều khiển hoạt độ của nước. Ảnh hưởng của các chất hòa tan (như đường, muối) tương tác với nước thông qua hệ lưỡng cực, các ion và các liên kết hydro. Sự ảnh hưởng là nơi mà áp suất hơi của nước ở trên mặt cong của chất lỏng thấp hơn áp suất hơi của nước tinh khiết vì có sự thay đổi liên kết hydro giữa các phân tử nước. Sự tương tác bề mặt mà có nước tương tác trực tiếp với gốc hóa học trong cấu tử không hòa tan (như tinh bột, protein) thông qua lực liên kết lưỡng cực, liên kết ion (H3O+ hoặc OH-), lực Van de Waals (liên kết kỵ nước) và liên kết hydro. Có sự kết hợp của ba yếu tố trên trong sản phẩm thực phẩm thì sẽ làm giảm bớt năng lượng của nước và vì vậy làm giảm độ ẩm tương đối như khi được so sánh với nước tinh khiết. Những nhân tố này có thể được nhóm lại thành hai loại tổng quát là ảnh hưởng thẩm thấu và ảnh hưởng chất nền (Nguồn www.wateractivity.org) 2.5.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến aw Hoạt độ của nước (aw) thì phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ thay đổi aw có liên quan đến sự thay đổi trong liên kết nước, sự phân ly của nước, độ tan của chất tan trong nước, hoặc trạng thái của chất nền. Mặc dù độ tan của chất tan là nhân tố có thể điều chỉnh được, nhưng thông thường người ta nên điều khiển trạng thái của chất nền. Trạng thái của chất nền thường phụ thuộc vào nhiệt độ và vì thế nhiệt độ ảnh hưởng đến aw trong thực phẩm. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt độ của nước trong thực phẩm thì rất là đặc biệt. Vài sản phẩm aw tăng khi nhiệt độ tăng, vài sản phẩm khác aw giảm khi nhiệt độ tăng, trong khi hầu hết các loại thực phẩm có hàm ẩm cao thì aw có sự thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ (Nguồn www.wateractivity.org ) Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 15 Hình 2.2 Đồ thị biểu diễn đường đẳng nhiệt hấp phụ và phản hấp phụ Hiện tượng trễ hấp thụ phụ thuộc vào lượng nước hút vào của nguyên liệu khô hoặc lượng nước bị loại ra (quá trình sấy) của nguyên liệu ướt. Hiện tượng trễ hấp thụ là do sự thay đổi cấu trúc không thuận nghịch và ảnh hưởng không cân bằng. Có rất nhiều công thức thực nghiệm thử mô tả về hiện tượng này nhưng chỉ ra mà không dự đoán được chính xác và đầy đủ và đường đẳng nhiệt hoạt độ của nước được xác định một cách thực nghiệm từ các nguyên liệu. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, các công thức thực nghiệm kết hợp với sự góp phần từ các cấu tử có thể đưa ra sự ước lượng về aw, và sau đó dùng để ước đoán thời gian bảo quản MFSL (mold-free shelf life) ở 210C MFSL (ngày) =10 wxa1,891,7 − Hoạt độ của nước thường tăng khi nhiệt độ và áp suất tăng. Ví dụ như một sự tăng nhẹ của nhiệt độ (T1→T2) ở một giá trị aw thấp , mối quan hệ được thiết lập như sau:       − ∆ =         21 1 2 11ln TTR H a a T w T w Trong đó ∆H là sự thay đổi enthalpy (ví dụ như hấp thụ hoặc phối trộn) R là hằng số khí lí tưởng T là nhiệt độ (K) Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 16 Sự thay đổi hoạt độ của nước có thể gây ra sự di chuyển của nước giữa các thành phần trong thực phẩm, tăng nhiệt độ sẽ làm giảm thời gian bảo quản (Nguồn www.lsbu.ac.uk) Nhưng đối với các sản phẩm nhạy cảm với độ ẩm thì không bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi nhiệt độ. Khi ở trong điều kiện phòng, aw thay đổi trong khoảng 0,0005 đến 0,005 aw (0,05 đến 0,5% RH) khi nhiệt độ thay đổi 10C. Điều này được giải thích bởi áp suất riêng phần trên bề mặt thực phẩm (p) nhạy cảm với ẩm thì có sự thay đổi rộng về nhiệt độ. Ở trên hầu hết các sản phẩm này, tầm quan trọng của sự thay đổi áp suất hơi nước riêng phần (p) với nhiệt độ là giống như (một cách không chính xác là bằng với) tầm quan trọng của sự thay đổi áp suất bão hòa của nước tinh khiết (p0). Thêm vào đó, sự thay đổi nhiệt độ kéo theo áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt thực phẩm nhạy cảm ẩm thay đổi theo. Ở cùng một thời điểm, áp suất riêng phần của không khí trên sản phẩm thì hầu như không thay đổi. Bất kỳ sự thay đổi nhiệt độ nào của sản phẩm nhạy cảm với ẩm thì tự nhiên làm cho sản phẩm trao đổi ẩm với không khí bao quanh nó. Ẩm sẽ được trao đổi cho đến khi áp suất hơi nước riêng phần trên bề mặt sản phẩm và trong không khí bằng nhau. Khi đo aw, việc quan trọng là giữ nhiệt độ không đổi khi có thể ở mẫu thực phẩm và không khí phía trên nó (Nguồn www.rotronic-usa.com) 2.5.3 Các phương pháp xác định độ hoạt động của nước Thực phẩm có aw để tiếp xúc với không khí có độ ẩm tương đối bằng RH%=aw, thực phẩm sẽ không thay đổi độ ẩm, không thay đổi trọng lượng. Nếu độ ẩm không khí và aw khác nhau, thực phẩm sẽ tăng hoặc giảm trọng lượng. Sự tương tác này cho phép ta đo aw. Phương thức xác định trực tiếp aw có thể theo 3 phương pháp: - Đo giá trị áp suất hơi của nguyên liệu - Đo độ ẩm tương đối cân bằng của không khí xung quanh nguyên liệu - Dựa vào việc đo lường sự giảm điểm đóng băng hay sự gia tăng nhiệt độ sôi - Đo hoạt độ của nước bằng điện dung Ngoài các phương pháp trên còn có các phương pháp dựa vào các công thức thực nghiệm để đo aw (Bùi Hữu Thuận, 1999) 2.5.4 Ảnh hưởng của aw trong quá trình bảo quản thực phẩm Hoạt độ của nước rất quan trọng trong công nghiệp thực phẩm. Khi aw thấp sẽ ngăn cản sự sinh trưởng của vi sinh vật (tăng thời gian bảo quản), thay đổi tốc độ của các phản ứng hóa học (Nguồn www.lsbu.ac.uk) Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 17 Bảng 2.3 Độ hoạt động của nước tối thiểu cho hoạt động sống của một số vi sinh vật Vi sinh vật aw Clostridium botulinum E 0,97 Pseudomonas fluorescens 0,97 Escherichia coli 0,95 Clostridium perfringens 0,95 Salmonella 0,95 Vibrio cholerae 0,95 Clostridium botulinumA, B 0,97 Bacillus cereus 0,93 Listeria monocytogenes 0,92 bacillus subtilis 0,91 Staphylococcus aureus 0,87 Hầu hết các loại nấm 0,70 Không có sự sinh trưởng 0,60 Nguồn Hoạt độ của nước là một nhân tố rất quan trọng trong việc quyết định chất lượng và sự an toàn thực phẩm. Hoạt độ của nước ảnh hưởng đến thời gian bảo quản, sự an toàn, cấu trúc, mùi và vị của sản phẩm. Hoạt độ của nước là một nhân tố rất quan trọng trong việc điều khiển sự hư hỏng. Hầu hết các vi khuẩn không phát triển ở aw<0,91 và hầu hết nấm mốc ngừng phát triển ở aw <0,7. Khi biết được aw, ta có thể đoán được những vi sinh vật nào sẽ là nguồn gây hư hỏng. Bên cạnh đó, aw còn có vai trò rất quan trọng trong việc quyết định hoạt động của enzyme và các vitamin trong thực phẩm và cũng ảnh hưởng nhiều đến màu sắc, vị và mùi thơm của thực phẩm. Hoạt độ của nước cũng có thể điều khiển phản ứng hóa nâu không do enzyme. Tốc độ của phản ứng Maillard có thể tăng khi aw tăng, giá trị lớn nhất trong khoảng 0,6- 0,7. Vì vậy, đo đạc và điều chỉnh aw là cách tốt nhất để để điều khiển phản ứng Maillard. Hoạt độ của nước còn làm chậm lại phản ứng có xúc tác enzyme. Hầu hết các phản ứng có xúc tác enzyme sẽ bị chậm lại ở aw< 0,8. Nhưng một số phản ứng có thể diễn ra thậm chí ở aw thấp hơn (Nguồn www.wateractivity.org) Cuối cùng là aw ảnh hưởng đến phản ứng oxy hóa chất béo. Phản ứng này xảy ra không giống nhau ở các giá trị aw khác nhau với những cơ chế phức tạp. Một cách thực hành được quan sát là sự oxy hóa xảy ra mạnh nhất ở thực phẩm rất khô (aw rất Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 18 thấp), tốc độ phản ứng cực tiểu ở aw thấp sau đó lại gia tăng ở các thực phẩm có hàm lượng nước cao (aw) cao (Bùi Hữu Thuận, 1999) Theo kết quả nghiên cứu của Huỳnh Ngọc Kim Nguyên (luận văn tốt nghiệp 2005) thì khi tiến hành ngâm cá trong dung dịch muối khoảng 19,5%, sấy đến độ ẩm 43% (theo trọng lượng khô) và giá trị aw ≈ 0,71 được xem là điều kiện tối ưu cho sản phẩm khô cá. 2.6 Sự biến đổi của khô cá trong quá trình bảo quản 2.6.1 Sự hút ẩm Sản phẩm khô cá có độ ẩm thấp, vì thế nên khi độ ẩm không khí cao khô cá sẽ hút ẩm. Hiện tượng này xảy ra khi áp suất hơi nước trên bề mặt khô cá nhỏ hơn áp suất hơi nước riêng phần của hơi nước trong không khí. Sản phẩm khô cá sau khi hút ẩm dễ bị thối rửa và biến chất do sự hoạt động của vi sinh vật và hệ thống men trong khô cá. Vì thế việc ngăn ngừa sự hút ẩm là vấn đề quan trọng hàng đầu trong quá trình bảo quản khô cá. 2.6.2 Sự thối rửa và biến chất Sau quá trình chế biến một số vi sinh vật vẫn tồn tại trong sản phẩm, chúng chỉ bị kìm hãm do các quá trình chế biến và do hàm ẩm thấp. Khi gặp các điều kiện thuận lợi như độ ẩm cao, oxy không khí,chúng sẽ phát triển trở lại và gây hư hỏng sản phẩm. Ngoài ra, vi khuẩn và nấm mốc trong không khí cũng có thể góp phần vào sự thối rửa của khô cá nếu chúng có điều kiện tiếp xúc với khô cá. Hàm lượng nước trong sản phẩm càng nhiều thì sự hư hỏng càng dễ xảy ra. Ngoài ra, khô cá thường hay xảy ra hiện tượng biến đỏ. Sự biến đỏ xảy ra nhanh nhất ở điều kiện nhiệt độ 370C và độ ẩm không khí 80%. Do đó trong các công đoạn chế biến cần sát trùng dụng cụ chế biến, xử lý bằng chất phòng thối như acid acetic và bảo quản sản phẩm ở độ ẩm không khí nhỏ hơn 75%. 2.6.3 Sự oxy hóa của khô cá Trong mỡ của động vật thủy sản có chứa nhiều acid béo chưa bão hòa, khi tiếp xúc với không khí dễ bị oxy hóa. Quá trình oxy hóa xảy ra làm màu sắc của chất béo biến đổi từ vàng sang màu nâu sẫm gọi là hiện tượng “dầu cháy” và có mùi thối gọi là hiện tượng “dầu thối”, kết quả là chất béo bị cháy thối. Các nhân tố làm cho sản phẩm khô cá bị oxy hóa là oxy không khí, ánh sáng, nhiệt độ, hàm lượng nước, acid béo tự do, ion kim loại,Do đó để đề phòng hiện tượng oxy hóa, bao gói phải bảo đảm nguyên tắc bịt kín, dùng thêm các chất chống oxy hóa. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 19 2.6.4 Sự phá hoại của côn trùng Trong quá trình chế biến, nguyên liệu có thể tiếp xúc với côn trùng, bị ruồi nhặng đậu vào nhất là những lúc trời mưa, ẩm ướt không thể phơi khô cá. Từ đó, nguyên liệu bị thối, bị dồi phá hoại. Hơn nữa, trứng của các loại côn trùng có thể tồn tại cho đến khi bảo quản, lúc nở ra chúng sẽ phá hoại làm hư hỏng sản phẩm. Giai đoạn côn trùng còn non phá hoại mạnh nhất, chúng có thể chui vào bên trong thịt cá, ăn hết thịt để lại xương và da cá cùng với các chất nhờn bẩn và chất độc do chúng tiết ra khi lột xác. Để đề phòng các loại côn trùng, cần phải đảm bảo vệ sinh trong khâu chế biến, hạ độ ẩm của nguyên liệu nhanh, dùng phương pháp sấy khi gặp thời tiết mưa bão (Nguyễn Trọng Cần và Đỗ Minh Phụng, 1990) 2.7 Qui trình chế biến khô cá lóc: 2.7.1 Sơ đồ qui trình Hình 2.3 Qui trình chế biến khô cá lóc 2.7.2 Giải thích các công đoạn trong qui trình • Nguyên liệu Nguyên liệu Xử lý Ướp muối Vớt ra để ráo Xếp cá lên giàn Sấy khô Làm nguội Bao gói Bảo quản Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 20 Cá lóc có khối lượng khoảng 100-150g. Cá nguyên liệu phải còn sống, không bị trầy xước hoặc bị bệnh. Tiến hành xử lý cá ngay sau khi mua về. • Xử lý nguyên liệu Nguyên liệu được phi lê lấy thịt, rửa sạch máu và để lên khay cho ráo. • Ướp muối Ướp muối bằng phương pháp ướp muối ướt. Mục đích là để dung dịch muối thẩm thấu vào thịt cá tạo vị mặn đồng thời một phần nước tự do sẽ khuếch tán ra bên ngoài và ức chế một số vi sinh vật có hại. • Sấy Mục đích: loại bớt nước để sản phẩm cuối cùng đạt độ ẩm và aw cần thiết, tiêu diệt phần lớn vi sinh vật tạo điều kiện cho quá trình bảo quản • Bao gói Sau khi làm nguội, cho khô cá vào bao nhôm ghép mí bình thường • Bảo quản Sau khi bao gói ta tiến hành bảo quản ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 21 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện thí nghiệm 3.1.1 Địa điểm Địa điểm tiến hành thí nghiệm là phòng thí nghiệm của bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ 3.1.2 Nguyên liệu - Cá lóc - Muối - Bao nhôm 3.1.3 Thiết bị - Máy sấy - Cân điện tử - Máy đo aw - Máy phân tích ẩm Và một số dụng cụ thông thường khác 3.2 Phương pháp nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 22 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm Thí nghiệm gồm 3 nhân tố với 3 lần lặp lại Cá sau khi xử lý xong ta tiến hành ướp muối ở 4 hàm lượng sau Nhân tố A (hàm lượng muối ngấm vào cá) A1: hàm lượng muối ngấm 0% A2: hàm lượng muối ngấm 1% A3: hàm lượng muối ngấm 3% A4: hàm lượng muối ngấm 5% Nguyên liệu sau khi xử lý Ướp muối A1 A2 A3 Vớt ra để ráo Xếp lên giàn Sấy khô B2 B3 B1 Làm nguội Bao gói Bảo quản C2 C1 A4 B4 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 23 Cá sau khi ướp muối, ta vớt ra để ráo rồi đem xếp lên giàn chuẩn bị sấy cá đến các độ ẩm cuối theo yêu cầu Nhân tố B (độ ẩm sau khi sấy) B1: độ ẩm cuối của cá là 18% B2: độ ẩm cuối của cá là 24% B3: độ ẩm cuối của cá là 30% B4: độ ẩm cuối của cá là 36% Khi sấy đạt đến độ ẩm theo yêu cầu, lấy sản phẩm ra để nguội rồi cho vào bao gói. Sau đó đem bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau. Nhân tố C (nhiệt độ bảo quản) C1: nhiệt độ mát C2: nhiệt độ thường Chỉ tiêu theo dõi: đo aw và khả năng bảo quản của các mẫu trong các điều kiện nhiệt độ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 24 y = 146,58e-0,1156x R2 = 0,9233 0 10 20 30 40 50 60 70 5 7 9 11 13 15 17 Thời gian (giờ) Đ ộ ẩm (% ) CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Sự thay đổi độ ẩm của cá theo thời gian sấy Cá sau khi xử lý và ngâm muối được đem đi sấy cho đến khi đạt độ ẩm yêu cầu. Dựa theo phương pháp cân bằng vật chất tính được khối lượng của cá ở thời điểm dừng quá trình sấy, sau đó kiểm tra lại bằng máy phân tích ẩm cho kết quả được thể hiện ở bảng 4.1 Bảng 4.1 Sự thay đổi độ ẩm của cá theo thời gian sấy Thời gian sấy (giờ) Độ ẩm % (căn bản khô) 8 53,89 11 40,88 14 31,60 16 20,50 Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của cá theo thời gian sấy Độ ẩm của cá giảm dần theo thời gian sấy. Độ ẩm giảm rất nhanh sau khoảng 8 – 14 giờ sấy do lượng không khí khô đã lấy đi một lượng nước khá nhiều trong cá. Khi thời gian sấy kéo dài khoảng 14-16 giờ thì sự giảm độ ẩm rất chậm. Do sự di chuyển các chất tan về phía mặt ngoài: nước đã kéo theo các chất tan trong dung dịch theo sự di chuyển của nó, gây ra một thay đổi trong sản phẩm đó là sự tích tụ các chất tan (muối, đường,) (Lê Mỹ Hồng, 2000). Trong quá trình sấy, có sự tụ tập của các chất hòa tan trên bề mặt làm ảnh hưởng đến bề mặt sản phẩm, làm tắc nghẽn các mao quản thoát nước (Lê Bạch Tuyết, 1994). Vì thế, muối đã tạo thành một lớp màng ngăn cản sự di chuyển của nước. Mặt khác, khi sấy cũng có sự biến đổi cơ lý như: có hiện tượng biến dạng, hiện tượng co thể tích (Lê Bạch Tuyết, 1994) nên cơ thịt cá trở nên cứng chắc do sự co rút của cơ thịt cá nên cũng hạn chế sự di chuyển của nước. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 25 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 3 5 Nồng độ muối ngấm vào cá (%) H o ạt độ củ a n ư ớc 18% ẩm 24% ẩm 30% ẩm 36% ẩm 4.2 Giá trị aw sau khi kết thúc quá trình sấy Bảng 4.2 Giá trị aw của các mẫu bảo quản sau khi sấy Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Độ ẩm cuối (%) 0 1 3 5 18 0,71 0,64 0,62 0,62 24 0,80 0,69 0,65 0,63 30 0,88 0,76 0,72 0,70 36 0,88 0,82 0,80 0,79 Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa aw với nồng độ muối ngấm vào cá và độ ẩm cuối sau khi kết thúc quá trình sấy Các mẫu có độ ẩm cuối 18% có giá trị aw giảm dần theo nồng độ muối ngấm vào cá (0,71-0,62). Việc ướp muối đã làm hạ bớt aw trong sản phẩm. Với các giá trị aw này sản phẩm có thể được bảo quản ổn định nhưng xét về cảm quan cá có cấu trúc hơi cứng. Các mẫu 24% ẩm cuối, đối với mẫu không ngấm muối aw có giá trị lớn (0,80), cho thấy đây là điều kiện thích hợp để nấm mốc phát triển. Với các mẫu ngâm muối, aw giảm đáng kể nên có thể bảo quản lâu. Ở độ ẩm cuối 30% có sự khác biệt về aw rất rõ theo nồng độ muối trong sản phẩm. Mẫu không ngâm muối có aw=0,88, không thích hợp để bảo quản sản phẩm khô cá. Mẫu ngấm muối 1%, aw có giảm (0,76) nhưng cũng không thể bảo quản ổn định sản phẩm. Mẫu ngấm muối 3% và 5%, aw giảm đáng kể (0,72 và 0,70), với giá trị này sản phẩm sẽ được bảo quản ổn định hơn. Mẫu có độ ẩm cuối 36% ẩm có aw rất cao (0,79-0,88). Muối không có tác dụng nhiều trong mẫu này do lượng nước trong cá còn lại khá cao nên dù ướp muối aw cũng không thể hạ thấp nhiều: mẫu ngấm 3% và 5% muối, aw khoảng 0,80. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 26 y = 0,0109x + 0,5192 R2 = 0,9086 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 10 20 30 40 Độ ẩm cuối (%) H o ạt độ củ a n ư ớc 4.3 Khảo sát aw theo độ ẩm cuối của các mẫu không ngâm muối Thí nghiệm với các mẫu không ngâm muối nhưng sấy đến độ ẩm cuối thật thấp và mẫu ngấm muối với nồng độ bão hòa ta có thể hạ aw của sản phẩm rất nhiều Bảng 4.3 Sự thay đổi aw của các mẫu không ngâm muối theo độ ẩm cuối Độ ẩm cuối (%) aw 13 0,64 18 0,71 24 0,82 30 0,87 36 0,87 Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw theo độ ẩm cuối của các mẫu không ngâm muối So sánh aw của mẫu 13% ẩm không ngâm muối này với các mẫu không ngâm muối có độ ẩm cuối khác (>13% ẩm) rõ ràng aw của mẫu 13% ẩm nhỏ hơn rất nhiều. Với giá trị aw thấp (0,64) kết hợp với bao bì nhôm, mẫu không ướp muối đạt 13% ẩm cuối sẽ được bảo quản rất lâu nhưng lúc này sản phẩm quá cứng, có giá trị cảm quan rất kém. Do đó, không ướp muối cá mà sấy đến độ ẩm quá thấp để hạ aw xuống thấp không phải là cách hay để bảo quản khô cá. 4.4 Khảo sát aw theo nồng độ muối ngấm vào cá Tiến hành ngấm muối sao cho các mẫu ở các độ ẩm tương ứng đạt bão hòa (%muối ngấm vào/%ẩm trong cá=nồng độ muối bão hòa (khoảng 27%)) được thể hiện ở bảng 4 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 27 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 18 24 30 36 Độ ẩm cuối (%) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối Muối bão hòa Bảng 4.4 Nồng độ muối đạt bão hòa tương ứng với các độ ẩm cuối Độ ẩm cuối (%) Nồng độ muối ngấm vào đạt bão hòa (%) 18 5 24 6,7 30 8,4 36 10,08 Bảng 4.5 Sự thay đổi aw theo nồng độ muối ngấm vào cá Nồng độ muối ngấm (%) Độ ẩm cuối (%) 0 1 3 5 Bão hòa 18 0,71 0,64 0,62 0,62 0,62 24 0,8 0,69 0,65 0,63 0,61 30 0,88 0,76 0,72 0,7 0,65 36 0,88 0,82 0,8 0,79 0,62 Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw theo nồng độ muối ngấm vào cá Ướp muối là một trong những phương pháp từ rất lâu đời trong việc bảo quản thực phẩm và ngày nay vẫn còn được sử dụng. Bằng cách thêm vào với nồng độ cao, aw được hạ thấp đến mức đủ để ngăn chặn sự phát triển của hầu hết vi sinh vật (www.nysaes.cornell.edu). Các mẫu ngấm muối bão hòa thì aw được hạ xuống đáng kể (0,57-0,62), đặc biệt là đối với mẫu sấy 30% ẩm và 36% ẩm thì aw giảm xuống rất nhiều so với mẫu ngấm muối 5% ( mẫu 30% ẩm aw từ 0,73 giảm xuống còn 0,65, mẫu 36% ẩm aw giảm từ 0,76 còn 0,62). Nhưng các sản phẩm này có vị quá mặn nên không thể ăn được. Do đó, ướp muối quá mặn mặc dù có thể hạ aw nhưng cũng không thể dùng phương pháp này để bảo quản khô. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 28 0,6 0,62 0,64 0,66 0,68 0,7 0,72 0 1 2 3 4 Thời gian (tuần) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối 4.5 Khả năng bảo quản của khô cá lóc khi tồn trữ ở nhiệt độ mát (nhiệt độ trung bình khoảng 100C) 4.5.1 Khả năng bảo quản của mẫu 18% ẩm ở nhiệt độ mát Bảng 4.6 Giá trị aw của các mẫu 18% ẩm khi tồn trữ ở nhiệt độ mát Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Thời gian bảo quản (tuần) 0 1 3 5 0 0,71 0,66 0,65 0,64 1 0,71 0,67 0,67 0,64 2 0,71 0,67 0,66 0,65 3 0,69 0,68 0,65 0,64 4 0,70 0,69 0,68 0,65 Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw của các mẫu 18% ẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ mát Hoạt độ của nước phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, nhiệt độ thay đổi thì aw thay đổi. Nhiệt độ thay đổi hoạt độ của nước do sự thay đổi của nước liên kết, sự phân ly của nước, độ tan của chất tan trong nước hoặc trạng thái của chất nền. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt độ của nước thì rất đặc biệt. Một số sản phẩm aw tăng khi nhiệt độ tăng, một số khác aw giảm khi nhiệt độ tăng trong khi các thực phẩm có hàm lượng ẩm cao thì aw không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ ( Vì vậy khi được bảo quản ở nhiệt độ mát sau vài tuần bảo quản, các mẫu đều tương đối ổn định về aw. Đối với sản phẩm khô cá mặn thì aw=0,71 là giá trị an toàn khi bảo quản (Tapia et al., 1994). Các mẫu 18% ẩm trên đều có không có mẫu nào có aw > 0,71 nên sau 4 tuần bảo quản ở nhiệt độ mát không có mẫu nào bị hư hỏng. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 29 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 Thời gian (tuần) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối 4.5.2 Khả năng bảo quản mẫu 24% ẩm ở nhiệt độ mát Bảng 4.7 Giá trị aw của các mẫu 24% ẩm khi bảo quản ở nhiệt độ mát Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw của các mẫu 24% ẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ mát Các mẫu có aw tương đối ổn định trong 4 tuần bảo quản. Sau 4 tuần bảo quản ở nhiệt độ mát chỉ có mẫu không ngâm muối xuất hiện nấm mốc (sau 3 tuần bảo quản), các mẫu còn lại chưa bị hư hỏng. 4.5.3 Khả năng bảo quản của mẫu 30% ẩm ở nhiệt độ mát Bảng 4.8 Giá trị aw của các mẫu 30% ẩm khi bảo quản ở nhiệt độ mát Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Thời gian bảo quản (tuần) 0 1 3 5 0 0,80 0,70 0,66 0,66 1 0,69 0,66 0,67 0,65 2 0,70 0,66 0,66 0,63 3 0,81 0,69 0,66 0,63 4 Hư 0,66 0,65 0,62 Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Thời gian bảo quản (tuần) 0 1 3 5 0 0,87 0,81 0,73 0,73 1 0,88 0,82 0,75 0,73 2 Hư 0,79 0,75 0,73 3 Hư 0,8 0,75 0,74 4 Hư 0,78 0,74 0,72 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 30 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 Thời gian (tuần) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw của các mẫu 30% ẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ mát Mẫu 30% ẩm không ngâm muối chỉ bảo quản sau 2 tuần thì xuất hiện nấm mốc. Từ đó ta thấy được vai trò của muối trong việc kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng đối với các sản phẩm khô có độ ẩm 30%. Các mẫu ngấm muối aw tương đối ổn định sau 4 tuần bảo quản và cũng không thấy mẫu nào bị hư. 4.5.4 Khả năng bảo quản của mẫu 36% ẩm ở nhiệt độ mát Bảng 4.9 Giá trị aw của các mẫu 36% ẩm khi bảo quản ở nhiệt độ mát Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Thời gian bảo quản (tuần) 0 1 3 5 0 0,87 0,79 0,76 0,76 1 0,88 0,80 0,76 0,76 2 Hư 0,79 0,76 0,76 3 Hư 0,79 0,77 0,77 4 Hư 0,80 0,79 0,76 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 31 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0 1 2 3 4 Thời gian (tuần) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw của các mẫu 36% ẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ mát Mẫu 36% ẩm không ướp muối cũng bị xuất hiện nấm mốc sau 2 tuần bảo quản (aw=0,88). Mẫu ngấm muối aw thay đổi ít và cũng không thấy xuất hiện hiện tượng hư hỏng. Như vậy, ở điều kiện nhiệt độ mát và được bao gói bình thường với bao bì nhôm thì sản phẩm khô cá lóc với độ ẩm cuối là 18% ẩm và 24% ẩm được bảo quản rất tốt, cả mẫu ngâm muối và không ngâm muối. Còn với các mẫu 30% ẩm và 36% ẩm chỉ có các mẫu có ngâm muối là bảo quản được lâu. Hình 4.9 Mẫu 36% ẩm, không ngấm muối bị hư khi bảo quản ở nhiệt độ mát Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 32 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 1 2 3 4 Thời gian (tuần) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối 4.6 Khả năng bảo quản của khô cá lóc khi tồn trữ ở nhiệt độ thường (nhiệt độ trung bình khoảng 30 0C) 4.6.1 Khả năng bảo quản của mẫu 18% ẩm ở nhiệt độ thường Bảng 4.10 Giá trị aw của các mẫu 18% ẩm khi bảo quản ở nhiệt độ thường Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw của các mẫu 18% ẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường Ở nhiệt độ thường là điều kiện thích hợp cho vi sinh vật gây hư hỏng (đặc biệt là nấm mốc ở các sản phẩm khô). Ở các mẫu không ngâm muối, aw tương đối ổn định và không có mẫu hư. Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Thời gian bảo quản (tuần) 0 1 3 5 0 0,71 0,61 0,58 0,60 1 0,72 0,61 0,61 0,60 2 0,72 0,61 0,61 0,59 3 0,74 0,62 0,61 0,6 4 0,74 0,62 0,61 0,61 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 33 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 Thời gian (tuần) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối 4.6.2 Khả năng bảo quản của mẫu 24% ẩm ở nhiệt độ thường Bảng 4.11 Giá trị aw của các mẫu 24% ẩm khi bảo quản ở nhiệt độ thường Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw của các mẫu 24% ẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường Mẫu không ngấm muối với aw khoảng 0,8 cũng xuất hiện nấm mốc sau 2 tuần bảo quản Mẫu ngấm muối 1% cũng hư sau 3 tuần bảo quản ở nhiệt độ thường. Dù các mẫu này có aw tương đối thấp (0,72) nhưng do bảo quản ở nhiệt độ thường nên cũng không thể bảo quản được lâu sản phẩm. Các mẫu ngấm muối 3 % và 5% được bảo quản khá tốt sau 4 tuần và aw cũng không biến đổi nhiều. 4.6.3 Khả năng bảo quản của mẫu 30% ẩm ở nhiệt độ thường Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Thời gian bảo quản (tuần) 0 1 3 5 0 0,78 0,7 0,66 0,64 1 0,8 0,71 0,67 0,67 2 0,81 0,72 0,67 0,67 3 Hư 0,72 0,68 0,67 4 Hư 0,68 0,67 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 34 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 1 2 3 4 Thời gian (tuần) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối Bảng 4.12 Giá trị aw của các mẫu 30% ẩm khi bảo quản ở nhiệt độ thường Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw của các mẫu 30% ẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường Mẫu 30% ẩm không ướp muối hư hỏng rất nhanh sau 1 tuần bảo quản do lượng nước còn lại trong cá còn cao và aw=0,88 là điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển. Mẫu ngấm muối 1% ở tuần bảo quản thứ 3 với aw=0,73 cũng xuất hiện nấm mốc Mẫu ngấm muối 3% ở tuần bảo quản thứ 4 cũng xuất hiện hư hỏng. Do đó, với giá trị aw thích hợp để bảo quản (0,71) thì các mẫu có ngấm muối (1-3%) vẫn có hư hỏng sau 3-4 tuần do được tồn trữ ở điều kiện nhiệt độ thường Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Thời gian bảo quản (tuần) 0 1 3 5 0 0,88 0,71 0,69 0,68 1 0,88 0,72 0,70 0,69 2 Hư 0,72 0,71 0,68 3 Hư 0,73 0,71 0,70 4 Hư 0,75 0,72 0,68 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 35 0,8 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0 1 Thời gian (tuần) H o ạt độ củ a n ư ớc 0% muối 1% muối 3% muối 5% muối 4.6.4 Khả năng bảo quản của mẫu 36% ẩm ở nhiệt độ thường Bảng 4.13 Giá trị aw của các mẫu 36% ẩm khi bảo quản ở nhiệt độ thường Hình 4.13 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi aw của các mẫu 36% ẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường Mẫu 36% ẩm chỉ bảo quản được 1 tuần. Tất cả các mẫu không ngâm muối và có ngâm muối đều hư hỏng sau 1 tuần bảo quản. Bảo quản ở nhiệt độ thường rất bất lợi cho các sản phẩm khô cá có độ ẩm cao và ngấm muối thấp. Với các giá trị aw hầu như lớn hơn 0,8 thì càng khó bảo quản ở nhiệt độ thường. Như vậy, khi bảo quản ở nhiệt độ thường chỉ có các mẫu 18% và 24% ẩm có ngâm muối là được bảo quản tốt sau 4 tuần. Còn các mẫu còn lại đều xuất hiện nấm mốc. Nồng độ muối ngấm vào cá (%) Thời gian bảo quản (tuần) 0 1 3 5 0 0,88 0,86 0,85 0,83 1 0,88 0,86 0,85 0,83 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 36 Hình 4.14 Mẫu 36% ẩm không ngâm muối bị hư hỏng khi bảo quản ở nhiệt độ thường Hình 4.15 Mẫu 36% ẩm ngấm 1% muối bị hư khi bảo quản ở nhiệt độ thường Hình 4.16 Mẫu 36% ẩm ngấm 3% muối bị hư khi bảo quản ở nhiệt độ thường Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 37 y = -2,3308x + 124,4 R2 = 0,949 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 Độ ẩm cuối (% ẩm) Đ ộ cứ n g(k g/ cm 2 ) Hình 4.17 Mẫu 36% ẩm ngấm 5% muối bị hư khi bảo quản ở nhiệt độ thường Như vậy, qua các tuần bảo quản các mẫu không bị thay đổi nhiều về aw. Nhiệt độ có ảnh hưởng lên khả năng bảo quản nhưng không ảnh hưởng nhiều lên aw của các mẫu thí nghiệm (www.rotronic-usa.com). 4.7 Khảo sát độ cứng của khô cá lóc Bảng 4.14 Kết quả khảo sát độ cứng theo độ ẩm cuối của khô cá lóc Độ ẩm cuối (% ẩm) Độ cứng (kg/cm2) 13 99 18 79 24 67 30 49 36 46 Hình 4.18 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi độ cứng theo độ ẩm cuối của khô cá lóc Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 38 Bảng 4.15 Khảo sát độ cứng theo nồng độ muối ngấm Nồng độ muối (%) Độ ẩm cuối (%) 1 3 5 18 79 82 81 24 67 65 70 30 49 50 50 36 46 41 46 Kết quả khảo sát độ cứng theo nồng độ muối ngấm cho thấy, muối ngấm vào không ảnh hưởng nhiều đến độ cứng của sản phẩm. Độ cứng chỉ thay đổi rất rõ theo độ ẩm cuối của sản phẩm. Muối thêm vào chỉ có tác dụng giảm aw và ngăn cản vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm. Mẫu 13% ẩm mặc dù có aw rất thấp (khoảng 0,64) nhưng do độ cứng quá lớn (99 kg/cm2) nên cảm quan rất kém. Mẫu 18% ẩm cũng có độ cứng tương đối lớn (79 kg/cm2). Cũng như mẫu 13% ẩm cuối, dù aw đều nhỏ hơn 0,7 rất thích hợp cho việc bảo quản ổn định sản phẩm. Nhưng xét về độ cứng của mẫu vẫn còn lớn nên đây cũng là mẫu không thích hợp trong chế biến khô cá lóc. Mẫu 24% ẩm cuối có độ cứng tương đối thấp (67 kg/cm2) nhưng ở độ cứng này sản phẩm vẫn chưa đạt yêu cầu về cảm quan. Vì thế đây cũng không là độ ẩm thích hợp của khô cá lóc. Ở 30% ẩm cuối, mẫu có độ cứng thấp (50 kg/cm2), thịt cá mềm hơn. Khi kết hợp ướp muối thì aw sẽ được hạ xuống thấp hơn 0,7 nên cũng có thể bảo quản lâu được. Sấy cá đến 30% ẩm thì sản phẩm sẽ ngon và bảo quản tốt khi được ướp muối. Mẫu 36% ẩm cuối, sản phẩm có cấu trúc mềm mại, dẻo dai hơn với độ cứng thấp nhất (41 kg/cm2). Nhưng dù có ướp muối thì aw của các mẫu này đều vượt xa 0,7 nên cũng không nên chọn 36% ẩm là độ ẩm cuối của sản phẩm khô cá được. Như vậy, chỉ có kết hợp ướp muối rồi sấy đến khoảng 30% ẩm và bao gói bình thường bằng bao bì nhôm thì sản phẩm mới có cấu trúc mềm mại, không bị khô cứng và có thể bảo quản được lâu. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 39 Hình 4.19. Sản phẩm khô cá lóc được bảo quản trong bao bì nhôm Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 40 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Kết quả thí nghiệm cho thấy, hoàn toàn có thể bảo quản sản phẩm khô cá lóc trong khoảng thời gian dài mà không làm hư hỏng sản phẩm khi tìm được giới hạn an toàn cho sản phẩm. Với cách cho cá ngấm muối khoảng 1-5 % và sấy đến 30% ẩm (căn bản ướt) nhằm hạ aw sản phẩm xuống gần 0,7 sau đó cho vào bao nhôm ghép mí bình thường và bảo quản ở nhiệt độ mát, sản phẩm cá có vị không quá mặn, cấu trúc không khô cứng và có tính ổn định cao khi bảo quản. Còn khi bảo quản ở nhiệt độ thường nên cho cá ngấm khoảng 5% muối, sấy cá đến 30% ẩm và bảo quản bằng bao bì nhôm thì khả năng bảo quản sản phẩm sẽ tốt hơn. Việc chọn bao gói cũng rất quan trọng. Bao nhôm có tính cách ẩm tốt, chính là lớp rào chắn an toàn để bảo vệ sản phẩm khỏi các tác nhân bên ngoài và đặc biệt là ngăn khô cá hút ẩm trở lại. Đồng thời cũng giúp cho sản phẩm giữ được aw ổn định trong suốt thời gian bảo quản. 5.2 ĐỀ NGHỊ - Tiến hành nghiên cứu thêm các chất khác có khả năng giảm aw và điều vị cho sản phẩm tạo sự mới lạ trong sản phẩm khô cá lóc - Nghiên cứu các loại vi sinh vật gây hư hỏng ở khô cá lóc khi bảo quản sản phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Bùi Hữu Thuận, Dương Thị Phượng Liên, Bùi Thị Quỳnh Hoa (2004), Bài giảng Sinh hóa thực phẩm, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ 2 Huỳnh Hồng Hạnh (Luận văn 2004), Nghiên cứu khả năng ngấm muối của sau khi chết và khả năng giữ nước khi chế biến nhiệt thịt cá sặc rằn, Đại học Cần Thơ. 3 Huỳnh Ngọc Kim Nguyên (Luận văn 2005), Xây dựng mối tương quan giữa độ hoạt động của nước và độ ẩm ở khô cá sặc rằn theo nồng độ muối ngâm, Đại học Cần Thơ. 4 Lê Mỹ Hồng, Bùi Hữu Thuận (2000), Bài giảng Nguyên lý bảo quản thực phẩm, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ 5 Lê Văn Hoàng (2000), Cá, Thịt và Chế biến công nghiệp, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 6 Mai Thị Diệp Hoàng, (Luận văn 2005), Chế biến sản phẩm khô cá lóc ăn liền, Đại học An Giang. 7 Nguyễn Trọng Cần, Đỗ Minh Phụng (1990), Công nghệ chế biến thủy sản, NXB Nông Nghiệp 8 Phan Thị Thanh Quế (2005), Giáo trình Công nghệ chế biến thủy hải sản, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ Các trang web www.ctu.edu.vn www.lsbu.ac.uk www.nysaes.cornell.edu www.rotronic-usa.com www.sciencelinks.jp www. seafood.ucdavis.edu www. vietlinh.com.vn www.wateractivity.org www.wikipedia.org Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng ix PHỤ LỤC. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 1. Xác định hàm lượng muối NaCl (phương pháp Mohr) • Nguyên lý: Áp dụng các phản ứng NaCl + AgNO3 → AgCl ↓ + NaNO3 (1) 2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4 + 2 KNO3 (2) Cho dung dịch chuẩn AgNO3 0,1Nvào dung dịch trung tính có chứa NaCl, phản ứng (1) sẽ xảy ra. Khi NaCl trong dung dịch đã kết hợp hết với AgNO3, một giọt AgNO3 dư sẽ kết hợp với K2CrO4 10% (dùng làm chỉ thị màu) cho Ag2CrO4 màu đỏ gạch theo phản ứng (2). Quá trình chuẩn độ kết thúc. Từ lượng AgNO3, ta có thể tính ra hàm lượng NaCl có trong 100g thực phẩm. • Chuẩn bị mẫu thử: Tùy theo loại thực phẩm có nhiều hay ít muối mà ta định cách pha loãng khác nhau − Đối với thực phẩm lỏng, lấy N ml pha loãng. Kết quả tính ra số g muối trong 1 lit dung dịch mẫu thử − Đối với mẫu thực phẩm đặc: cắt nhỏ hay xay nhỏ, lắc với nước nóng khoảng 1-2 giờ. Lọc và chuẩn độ. Kết quả tính ra số g muối trong 100 g thực phẩm − Đối với thực phẩm khó chiết xuất thì nung thành tro trắng, hòa tan trong nước cất và chuẩn độ. • Tiến hành thử: Sau khi đã chuẩn bị mẫu thử, cho vào bình định mức với nước cất gần đủ 100ml. Kiểm tra lại xem dung dịch có trung tính hay không, nếu không thì phải trung hòa. Sau đó cho nước cất vào vừa đủ 100ml. Lấy 10 ml cho vào bình tam giác với 3 giọt K2CrO4. Chuẩn độ từ từ bằng dung dịch AgNO3 0,1N cho đến khi xuất hiện màu đỏ gạch bền vững. • Tính kết quả: Hàm lượng muối NaCl theo phần trăm (X) được tính theo công thức sau X = 10 10010000585,0 x P xnx Trong đó n: số ml AgNO3 0,1N đã sử dụng để chuẩn độ mẫu thử P: trọng lượng mẫu thử, tính bằng g Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng x Hệ số 0,00585 là số g NaCl tương đương với ml dung dịch AgNO3 0,1N 10 100 : tỷ lệ pha loãng 2. Xác định hoạt độ của nước: Độ hoạt động của nước rất đặc trưng, nó cung cấp phương pháp đo lường nước tự do và thường được kí hiệu là aw hay phần trăm cân bằng ẩm (%ERH). Để thực hiện được cách đo lường này, một mẫu thử của sản phẩm thực phẩm được đặt trong một bình kín mà cách ly mẫu thử với môi trường bên ngoài. Một thiết bị cảm biến đặt trong bình sẽ đo độ ẩm tương đối của không khí phía trên thực phẩm. Sau một khoảng thời gian đơn vị đo lường sản phẩm tương đối đạt giá trị không đổi vì có sự thiết lập cân bằng giữa không khí và thực phẩm. Đây gọi là %ERH nếu nó được biểu diễn bởi phần trăm (0 đến 100%) hoặc hoạt độ của nước nếu nó được biểu diễn trong khoảng giá trị từ 0 đến 1. Hình P.L.1.1 Phương pháp đo aw bằng máy đo độ ẩm Để có được kết quả chính xác, ta hiệu chỉnh máy đo độ ẩm bằng cách sử dụng độ ẩm tương đối của các muối bão hòa để xây dựng đường cong hiệu chỉnh. Bảng P.L.1 Độ ẩm của các dung dịch muối bão hòa ở nhiệt độ thường Dung dịch muối bão hòa %RH chuẩn của muối bão hòa KCl 83,66 NaCl 75,11 Mg(NO3) 50,12 K2(CO3) 43,22 www.wikipedia.org Luận văn tốt nghiệp khóa 29 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng xi