Tài liệu Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất surimi cá tra

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THUỶ SẢN NGUYỄN THỊ THE NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SURIMI CÁ TRA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN 2010 i LỜI CẢM TẠ Trong suốt quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất surimi cá tra”, em xin chân thành cảm ơn: Quí thầy cô Dinh Dưỡng & Chế Biến Thủy Sản – Khoa Thủy Sản đã tận tình giảng dạy và cung cấp cho tôi những kiến thức bổ ích để em có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp Sự hỗ trợ và hướng dẫn nhiệt tình của cô Đỗ Thị Thanh Hương và cô Trương Thị Mộng Thu Quí thầy cô, anh chị cán bộ Phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian cũng như điều kiện thực tập tại Phòng thí nghiệm Cán bộ thư viện khoa Thủy Sản đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi trong việc tìm tài liệu tham khảo Xin gửi đến Cha Mẹ em lòng biết ơn và kính trọng sâu sắc vì tất cả những gì mà Cha Mẹ đã làm cho em Và một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả những người bạn đã luôn quan tâm, đóng góp ý kiến và động viên em trong suốt thời gian em thực hiện đề tài Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày 12, tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực hiện NGUYỄN THỊ THE i TÓM TẮT Đề tài “ Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất surimi cá tra”,đề tài được thực hiện dựa trên những nghiên cứu trước về surimi. Mục đích của đề tài nhằm hoàn thiện quy trình chế biến surimi từ cá tra có chất lượng tốt nhất về độ ẩm, độ bền gel, giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng với hiệu suất thu hồi cao. Để đạt được các mục tiêu trên đề đã tài tiến hành khảo sát 2 thí nghiệm chính nhằm tìm ra tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) trong công đoạn phối trộn phụ gia và tỷ lệ nước đá (%) : thời gian nghiền giã (phút) trong công đoạn nghiền giã đến chất lượng sản phẩm surimi cá tra. Như khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) trong công đoạn phối trộn phụ gia với tỷ lệ gelatin thay đổi lần lượt là 0,3%; 0,5% và 0,7% và bột năng thay đổi lần lượt là 4%; 6% và 8%. Đồng thời, tỷ lệ nước đá (%) : thời gian nghiền giã (phút) trong công đoạn nghiền giã với tỷ lệ nước đá thay đổi lần lượt là 2%; 4% và 6%, và thời gian nghiền giã thay đổi la 10 phút; 20 phút và 30 phút đến chất lượng surimi cá tra. Khi tiến hành thí nghiệm thì các thông số còn lại của quy trình được cố định. Sau quá trình tiến hành thí nghiệm đã tìm được quy trình sản xuất surimi cá tra hoàn chỉnh đảm bảo chất lượng của sản phẩm sau cùng. Ở công đoạn phối trộn phụ gia tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) là (0,5% : 6%) và khi tỷ lệ nước đá (%) : thời gian nghiền giã (phút) là (4% : 20 phút) đảm bảo chất lượng sản phẩm surimi cá tra tốt nhất. ii MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ ................................................................................................i TÓM TẮT.....................................................................................................ii DANH MỤC BẢNG ....................................................................................vi DANH MỤC HÌNH ....................................................................................vii DANH MỤC VIẾT TẮT............................................................................viii Chương I: ĐẶT VẤN ĐỀ..............................................................................1 1.1. Giới thiệu ..............................................................................................1 1.2. Mục tiêu đề tài........................................................................................1 1.3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................1 1.4. Thời gian thực hiện.................................................................................2 Chương II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU............................................................3 2.1. Giới thiệu chung về cá tra.......................................................................3 2.1.1. Phân loại cá tra ....................................................................................3 2.1.2. Sự biến đổi của cá sau khi chết ............................................................3 2.1.2.1. Sự tiết chất nhờn ra ngoài cơ thể cá...................................................3 2.1.2.2. Sự tê cứng sau khi chết .....................................................................4 2.1.2.3. Quá trình tự phân giải của thịt cá ......................................................4 2.1.3. Cấu trúc của thịt cá ..............................................................................4 2.1.4. Thành phần hóa học của cá..................................................................4 2.1.4.1. Protein của thịt cá .............................................................................4 2.1.4.2. Chất béo của thịt cá...........................................................................5 2.1.4.3. Muối vô cơ trong thịt cá ( khoáng)....................................................5 2.1.4.4. Vitamin.............................................................................................5 2.2 Tổng quan về surimi................................................................................6 2.2.1 Giới thiệu chung ...................................................................................6 2.2.2 Nguyên liệu sản xuất surimi .................................................................6 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng surimi .......................................7 a. Nguyên liệu .........................................................................................7 b. Yếu tố công nghệ..................................................................................7 c.Ảnh hưởng hóa chất và điều kiện bảo quản............................................9 d. Ảnh hưởng của chất đồng tạo gel........................................................ 10 2.2.4 Sự hình thành, điều kiện, cơ chế tạo gel.............................................. 10 a. Sự hình thành...................................................................................... 10 b. Điều kiện tạo gel................................................................................. 10 c. Cơ chế tạo gel..................................................................................... 11 2.2.5. Các hiện tượng xảy ra trong sản xuất surimi ...................................... 12 a. Hiện tượng Suvari............................................................................... 12 b. Hiện tượng Modari ............................................................................. 12 2.2.6. Các chất phụ gia dùng trong sản xuất surimi ..................................... 12 2.3. Quy trình chế biến sản phẩm surimi cá tra ............................................ 15 2.4. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước................................... 17 Chương III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM............ 18 3.1 Phương tiện nghiên cứu ........................................................................ 18 iii 3.1.1. Địa điểm nghiên cứu.......................................................................... 18 3.1.2. Nguyên vật liệu ................................................................................ 18 3.1.3. Thiết bị, dụng cụ sử dụng .................................................................. 18 3.1.4. Hóa chất ............................................................................................ 18 3.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 18 3.2.1. Bố trí thí nghiệm ............................................................................... 18 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm tìm hàm lượng gelatin, bột năng ở trong công đoạn phối trộn phụ gia trong quá trình sản xuất surimi cá tra....................... 18 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm tìm thời gian nghiền, tỷ lệ nước đá (%) ở trong công đoạn nghiền trong quá trình sản xuất surimi cá tra. ............................. 21 3.2.2. Phương pháp sử lý số liệu.................................................................. 23 3.2.3. Chỉ tiêu và phương pháp đánh giá chất lượng surimi ........................ 23 Chương IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 24 4.1. Thành phần hóa học của cá tra fillet...................................................... 24 4.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin và bột năng trong công đoạn phối trộn phụ gia đến sự biến đổi trong sản phẩm................................................ 24 4.2.1. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) trong công đoạn phối trộn phụ gia đến độ ẩm sản phẩm surimi cá tra........................... 24 4.2.2. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) trong công đoạn phối trộn phụ gia đến độ bền gel sản phẩm surimi cá tra ..................... 25 4.2.3. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) trong công đoạn phối trộn phụ gia đến lực cắt sản phẩm surimi cá tra .................. 26 4.2.4. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) trong công đoạn phối trộn phụ gia đến điểm TBCTL sản phẩm surimi cá tra........ 27 4.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước đá (%) : thời gian nghiền giã (phút) trong công đoạn nghiền giã đến sự biến đổi trong sản phẩm.............. 29 4.3.1.Kết quả ảnh hưởng của thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%) trong công đoạn nghiền giã đến độ ẩm sản phẩm surimi cá tra ................... 29 4.3.2. Kết quả ảnh hưởng của thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%) trong công đoạn nghiền giã đến độ bền gel sản phẩm surimi cá tra.............. 30 4.3.3. Kết quả ảnh hưởng của thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%) trong công đoạn nghiền giã đến lực cắt sản phẩm surimi cá tra................... 31 4.3.4. Kết quả ảnh hưởng của thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%) trong công đoạn nghiền giã đến điểm TBCTL sản phẩm surimi cá tra ......... 32 4.4. Đề xuất quy trình sản xuất surimi cá tra hoàn chỉnh và đánh giá chất lượng sản phẩm surimi cá tra hoàn chỉnh..................................................... 35 4.1.1. Quy trình sản xuất surimi cá tra hoàn chỉnh ....................................... 35 4.4.2. Đánh giá chất lượng sản phẩm theo quy trình đề xuất........................ 36 4.5. Hiệu suất thu hồi của quy trình hoàn chỉnh ........................................... 36 Chương V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT...................................................... 38 5.1. Kết luận................................................................................................ 38 5.2. Đề xuất................................................................................................. 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 39 PHỤ LỤC ................................................................................................... 40 Phụ lục A: Các chi tiêu đánh giá cảm quan sản phẩm .................................. 40 Phụ lục B: Các phương pháp phân tích các chi tiêu ..................................... 43 iv 1. Ẩm độ: theo TCVN 3700-90 ................................................................... 43 2. Tro: theo TCVN 5150-90 ........................................................................ 44 3. Đạm thô: theo TCVN 3705-90 ................................................................ 44 4. Phương pháp phân tích chất béo thô ( soxhlet): TCVN 3703-90 .............. 45 5. Phương pháp phân tích vi sinh vật tổng số............................................... 45 Phụ lục C: Kết quả thống kê ........................................................................ 46 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học surimi ................................................................ 6 Bảng 4.1: Thành phần hóa học của cá tra fillet ................................................. 24 Bảng 4.2: Kết quả thống kê đánh giá độ ẩm sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%)................................................................... 24 Bảng 4.3: Kết quả thống kê đánh giá độ bền gel sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) .......................................................... 25 Bảng 4.4: Kết quả thống kê đánh giá lực cắt sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%)................................................................... 26 Bảng 4.5: Kết quả thống kê đánh giá cảm quan sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%)........................................................... 28 Bảng 4.6: Kết quả thống kê đánh giá độ ẩm sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%) đến độ ẩm sản phẩm surimi cá tra . .............................................................................................................. 29 Bảng 4.7: Kết quả thống kê đánh giá độ bền gel sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%) đến độ bền gel sản phẩm surimi cá tra............................................................................................ 31 Bảng 4.8: Kết quả thống kê đánh giá đến lực cắt sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%) .................................... 31 Bảng 4.9: Kết quả thống kê đánh giá giá trị cảm quan sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%) đến độ bền gel sản phẩm surimi cá tra...................................................................................... 33 Bảng 4.10: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm surimi cá tra sau cùng theo quy trình đề xuất hoàn chỉnh………………. .................................................... 36 Bảng 4.11: Chỉ tiêu dinh dưỡng và vi sinh của sản phẩm sau cùng ................... 36 Bảng 4.12: Định mức của các công đoạn trong quy trình sản xuất surimi cá tra .............................................................................................................. 36 Bảng 4.13: Định mức tiêu hao nguyên vật liệu cho sản xuất 1kg surimi cá tra .............................................................................................................. 37 Bảng A.1: Bảng đánh giá cảm quan sản phẩm surimi cá tra.............................. 41 Bảng A.2: Cơ sở phân cấp chất lượng sản phẩm thực phẩm dựa trên điểm chung có trọng lượng (TCVN – 3215 – 79) ...................................................... 42 Bảng A.3: Bảng hệ số quan trọng ..................................................................... 42 Bảng A.4: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%)............................................................................ 42 Bảng A.5: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm surimi cá tra khi thay đổi thời gian nghiền giã (phút) : tỷ lệ nước đá (%).................................................. 43 Bảng A.6: Chi tiêu vi sinh vật của surimi : theo TCN 119: 1988 (sản phẩm thủy sản đông lạnh- Surimi cá biển) ................................................................ 43 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Nguyên liệu cá tra............................................................................... 3 Hình 3.1: Sơ đồ quy trình chế biến sản phẩm surimi cá tra ............................... 15 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin(%) : bột năng(%)...................................................................................................... 20 Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung nước đá (%): thời gian nghiền giã (phút) ................................................................... 23 Hình 4.1: Ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) đến độ ẩm sản phẩm surimi cá tra ..................................................................................................... 25 Hình 4.2: Ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) đến độ bền gel của sản phẩm surimi cá tra...................................................................................... 26 Hình 4.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) đến lực cắt của sản phẩm surimi cá tra............................................................................................ 27 Hình 4.4: Ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) đến điểm TBCTL của sản phẩm surimi cá tra ............................................................................... 28 Hình 4.5: Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đá (%) : thời gian nghiền giã (phút) đến độ ẩm của sản phẩm surimi cá tra..................................................................... 30 Hình 4.6: Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đá (%) : thời gian nghiền giã (phút) đến độ bền gel của sản phẩm surimi cá tra .............................................................. 31 Hình 4.7: Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đá (%) : thời gian nghiền giã (phút) đến lực cắt của sản phẩm surimi cá tra .................................................................... 32 Hình 4.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đá (%): thời gian nghiền giã (phút) đến điểm TBCTL của sản phẩm surimi cá tra.......................................................... 33 Hình 4.9: Sơ đồ sản xuất surimi cá tra hoàn chỉnh ............................................ 35 vii DANH MỤC VIẾT TẮT CFU/g Tổng số khuẩn lạc trên một gam mẫu ĐCCTL Điểm trung bình chưa có trọng lượng PI Isoelectric point viii CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Giới thiệu Trong nhiều năm qua ngành thủy sản đã có những đóng góp đáng kể vào thu nhập quốc dân, các sản phẩm thủy sản là những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của nước ta. Phương hướng sắp tới sẽ đa dạng hóa các mặt hàng thủy sản trong và ngoài nước. Trong đó, các sản phẩm thủy sản ăn liền đặc biệt là các sản phẩm có giá trị gia tăng sẽ là mục tiêu hàng đầu của ngành thủy sản. Surimi là thịt cá được tách xương, rửa sạch, nghiền nhỏ, không có mùi vị và màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là một chế phẩm bán thành phẩm, là một nền protein, được sử dụng rộng rãi làm nhiều sản phẩm gốc thủy sản khác. Surimi có hàm lượng protein cao, lipid thấp, không có cholesterol và glucid, cơ thể dễ hấp thụ. Protein của surimi có khả năng trộn lẫn với các loại protit khác, nâng cao chất lượng của các loại thịt khi trộn lẫn với thịt bò, thịt heo, hay thịt gà....Đặc biệt surimi có tính chất tạo thành khối dẻo, mùi vị và màu sắc trung hòa, nên từ chất nền surimi người ta có thể chế biến ra các sản phẩm có giá trị cao như: tôm, thịt, sò, điệp, cua, ghẹ, xúc xích... (Nguồn: http://vi.wikipedia.org) Cá tra là một trong những loại thủy sản có sản lượng lớn ở nước ta đặc biệt là ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Sản xuất surimi từ nguyên liệu cá tra sẽ góp phần gia tăng kinh tế, đa dạng hóa nguyên liệu cá tra, giải quyết được vấn đề sử dụng nguồn nguyên liệu dồi dào mang lại hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên, ngày nay nhu cầu con người ngày càng cao. Nên muốn người tiêu dùng chấp nhận thì phải có một quy trình sản xuất surimi hợp lý, đảm bảo chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm. Vì vậy, việc “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất surimi cá tra” là một vấn đề cần thiết. 1.2. Mục tiêu đề tài Đề tài thực hiện nhằm mục tiêu hoàn thiện quy trình chế biến surimi từ nguyên liệu cá tra để tạo ra sản phẩm surimi cá tra đạt chất lượng tốt về giá trị dinh dưỡng và cảm quan tạo cho sản phẩm có cấu trúc dẻo dai mềm dẻo, màu sắc trắng đặc trưng được nhiều người tiêu dùng ưa thích. Từ đó nâng cao giá trị kinh tế cho cá tra cũng như cho sản phẩm surimi từ cá tra. 1.3. Nội dung nghiên cứu chủ yếu - Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ gelatin (%) : bột năng (%) trong công đoạn phối trộn phụ gia đến chất lượng sản phẩm surimi cá tra. - Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước đá (%) : thời gian nghiền giã (phút) trong công đoạn nghiền giã đến chất lượng sản phẩm surimi cá tra. 1 1.4. Thời gian thực hiện - Từ tháng 01/2010 đến tháng 04/2010 2 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu về cá tra 2.1.1. Phân loại cá tra Cá tra là một trong số 11 loài thuộc họ cá tra đã được xác định ở sông Cửu long có tên khoa học là Pangasius hypophthalmus Bộ cá nheo Siluriformes Họ cá tra Pangasiidae Giống cá tra dầu Pangasianodon Loài cá tra Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage 1878) (Nguồn: http://agriviet.com) Hình 2.1: Nguyên liệu cá tra 2.1.2. Sự biến đổi của cá sau khi chết Sau khi chết trong cơ thể cá bắt đầu có hàng loạt thay đổi về vật lý, hóa học. Những thay đổi này có thể chia làm 4 giai đoạn: - Sự tiết chất dịch ra ngoài cơ thể của cá. - Sự tê cứng sau khi chết. - Sự tự phân giải. - Quá trình thối rửa. 2.1.2.1. Sự tiết chất nhờn ra ngoài cơ thể cá Lúc còn sống cá tiết chất dính để bảo vệ cơ thể. Cá từ khi chết đến khi tê cứng vẫn tiếp tục tiết chất dính và chất dính cứ tăng lên. Thành phần chủ yếu của chất dính là glucoprotein. Chất nhờn là môi trường rất tốt cho vi sinh vật sống xâm nhập vào lớp ngoài da, vào lớp thịt bên trong dễ gây thối rửa. 3 Đặc trưng: - Cá duỗi hoàn toàn. - Thân mềm, dễ uốn. - Cơ săn chắc, đàn hồi. 2.1.2.2. Sự tê cứng sau khi chết Cá sau khi chết một thời gian, đồng thời tiết chất nhờn ra ngoài, cơ thể cá dần dần cứng lại. Đặc trưng: - Cơ mất tính đàn hồi - Thân cứng lại. - Mồm, mang khép lại. 2.1.2.3. Quá trình tự phân giải của thịt cá Cá sau khi tê cứng bắt đầu mềm trở lại, hiện tượng này gọi là tác dụng tự phân giải, quá trình này chủ yếu do tác dụng của men protease gồm: - Protease của dịch dạ dày phân giải protid thành pepton peptid. - Protease của dịch lá lách phân giải protid thành acid amin. - Protease phân giải pepton thành acid amin. 2.1.2.4. Quá trình thối rửa Hiện tượng thối rửa xảy ra nhìn thấy được: mang cá chuyển từ đỏ sang xám, chất nhớt trên da bị đục, vẫy dễ tróc ra, có mùi hôi. 2.1.3. Cấu trúc của thịt cá Cấu trúc của thịt cá gồm có các mô cơ, mô liên kết, mô mỡ và mô xương - Mô cơ: là phần chủ yếu của thịt cá, chiếm 50-60%. Mô cơ được chia làm 3 nhóm: cơ vân ngang hay còn gọi là cơ xương, cơ trơn và cơ tim. - Mô liên kết: làm nhiệm vụ gắn liền các mô lại với nhau. Các mô liên kết là các sợi gân chứa collagen và elastin. - Mô mỡ: là loại mô liên kết biến dạng, chứa nhiều tế bào mỡ. - Mô xương: gồm các sợi keo có thấm muối canxi, lớp ngoài đặc, lớp trong xốp và có nhiều chất béo gọi là tủy. 2.1.4. Thành phần hóa học của cá Thành phần hóa học của cá và các loại động vật có vú tương tự nhau bao gồm: nước, protein, lipid, glucid, vitamin, khoáng, men, hoocmon,… 2.1.4.1. Protein của thịt cá 4 Protein là thành phần quan trọng và chủ yếu của cá, nó chiếm 70-80% thành phần chất khô. Bao gồm chất cơ hòa tan (tương cơ, muscle plasma), chất cơ bản và thành phần chất hòa tan từ thịt cá. a. Chất cơ hòa tan (tương cơ, muscle plasma) Trong chất cơ hòa tan có myosin, miogen, mioalbumin, nucleoproteit, mioglobin, globulin X, soluble miogenfibrin,… b. Chất cơ bản Là thành phần chủ yếu của tổ chức liên kết trong cơ thịt chúng thuộc loại protein khung, chủ yếu gồm collagen, elastin và các chất khác. Hàm lượng loại protein này nhiều hay ít có ảnh hưởng trực tiếp tới giá trị dinh dưỡng và mức độ mềm mại của cơ thịt. Protein của chất cơ bản chiếm khoảng 3-15% tổng lượng protein của thịt cá. c. Thành phần chất hòa tan từ thịt cá Khi ta ngâm thịt cá vào nước ấm hoặc nước nóng, sẽ có một số chất trong tổ chức cơ thịt hòa tan ra ta gọi chúng là chất hòa tan hay chất ngấm ra. Hàm lượng chất này khác nhau tùy theo loài, nhưng nhìn chung từ 23%. Trong đó 1/3 là các chất hữu cơ, còn lại là chất vô cơ. Lượng chất hòa tan này không ảnh hưởng nhiều đến giá trị dinh dưỡng nhưng về tác dụng sinh lý và mùi vị thì nó đóng vai trò rất quan trọng, Nó quyết định mùi vị đặc trưng của sản phẩm và tăng khả năng tiêu hóa. 2.1.4.2. Chất béo của thịt cá Thành phần chủ yếu của dầu cá là glixin và chất không xà phòng hóa. Dầu lấy từ cá còn tươi có màu vàng nhạt hoặc không màu và một số loại dầu có màu đỏ vì có caroten. Dầu cá có nhiều chất béo không bão hòa (chiếm 84%). Dầu cá rất dễ bị oxy hóa thành chua, thối, sản sinh nhiều loại andehyt, keton. 2.1.4.3. Muối vô cơ trong thịt cá ( khoáng) Muối vô cơ trong thịt cá và các loại hải sản khác nhau có hàm lượng khác nhau như K, Na, Ca, Mg, Cl, P. Có nguyên tố hàm lượng tuy ít nhưng rất quan trọng: Lưu huỳnh, sắt, đồng, Iod… Ngoài ra còn có Niken, Coban, chì, kẽm, asen…Tỷ lệ thành phần các nguyên tố chính như sau (mg%) S: 100-300; I2 : 0,5; K: 60-250; Fe:0,4-5; Na: 30-150; Mg: 20-40; P:100-400. 2.1.4.4. Vitamin Thịt cá chứa hầu hết các vitamin như trong thịt cá động vật máu nóng. Đáng chú ý nhất là vitamin A và D. Vitamin A được tích lũy chủ yếu trong nội tạng, gan, não, tim, trứng, với hàm lượng từ 150-4500 UI/100g thịt cá. Vitamin D có nhiều trong dầu cá, hàm lượng từ 200-4700 UI/100g thịt cá. (Nguồn: Thạch Minh Thoại, 2009) 5 2.2. Tổng quan về surimi 2.2.1. Giới thiệu chung “Surimi” là một từ có nguồn gốc từ tiếng Nhật được phát âm là “sirree-mee”. Surimi được biết từ rất lâu đời ở các nước Châu Á, nhưng trong các ghi nhận lại tìm thấy ở Nhật vào năm 1100 khi người Nhật phát hiện rằng xoay nhuyễn thịt cá, rửa và sau đó nấu chín sẽ tạo nên độ dai tự nhiên cho thịt cá. Nếu được đem trộn với các gia vị và hấp thì sẽ tạo ra bánh chả cá (kamaboko) như là một sản phẩm tự nhiên. Kỹ nghệ về surimi ngày nay chỉ gói gọn trong 1 block surimi nhưng nó là cả một lịch sử về nghệ thuật thủ công chế biến thực phẩm và sự phát triển của nó để thỏa mãn nhu cầu ẩm thực của con người. Sau đó, surimi đã được phát triển rộng khắp và nổi tiếng ở Mỹ vào những năm 1970 và ở châu Âu khoảng vào năm 1980. Surimi rất hữu dụng bởi vì nó cho phép nhà sản xuất tạo ra các sản phẩm tuy có hàm lượng protein thấp hơn nhưng lại có kết cấu và hương vị như là những sản phẩm có hàm lượng protein cao như tôm hùm. Chất lượng của surimi phụ thuộc vào loại cá dùng cho chế biến, thường là không có vị nên thường cần phải thêm gia vị vào, và bao gồm 0-4f mỡ với 0-1g cholesterol trong 6-30g protein. (Nguồn: http://www.phuongdongseafood.com.vn) Surimi được trộn với một ít bột mì, gia vị, đường, rượu sake (thay thế chất bảo quản) và đem hấp, trộn hương, bột hải sản hay chính hải sản đó. Sau đó toàn bộ được đưa lên khuôn và hoàn tất tùy theo hình dáng. Sản phẩm surimi khi ăn sẽ không có mùi cá mà sẽ có mùi như ăn tôm, cua, sò điệp... nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ chất bổ dưỡng và mang lại sự phong phú cho việc chế biến món ăn với nhiều khẩu vị khác nhau. (Nguồn:http://www.mayumifood.com) Surimi có thể phòng ngừa, giảm thiểu được nguy cơ mắc chứng bệnh xơ vữa động mạch, là một chứng bệnh nan y phổ biến ở những người có tuổi, đặc biệt là các nước phát triển do không có cholesterol đồng thời nó cũng phù hợp với những người ăn kiên vì hàm lượng lipid thấp. Bảng 2.1: Thành phần hóa học của surimi Protein % Lipid % Nước % Glucid % Cholesterol % 16 0,2 75 0 0 (Nguồn: Huỳnh Thị Thủy Tiên, 2009 ) 2.2.2. Nguyên liệu sản xuất surimi Nguồn nguyên liệu sản xuất surimi rất phong phú và đa dạng bao gồm các loài cá sống ở tầng đáy, giữa, nổi cá có kích thướt khác nhau. Nhưng xu 6 hướng chung là sản xuất surimi có giá trị kinh tế thấp, những loại cá có sản lượng lớn (Nguồn: Huỳnh Thị Thủy Tiên, 2009 ) Và đề tài này nghiên cứu sản xuất surimi từ cá tra. 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng surimi a. Nguyên liệu - Chất lượng nguyên liệu: độ tươi của nguyên liệu ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng của surimi như ảnh hưởng đến mùi vị, màu sắc và độ bền đông kết và cả hiệu suất quy trình - Loại nguyên liệu: khác nhau sẽ cho chất lượng surimi khác nhau, nhất là ảnh hưởng đến độ bền đông kết của surimi. Nếu có hàm lượng protein nhiều thì độ đàn hồi tốt, ngược lại hàm lượng mỡ cao thì độ đàn hồi kém. - Chất lượng surimi còn phụ thuộc vào mùa vụ khai thác trong năm. Cá tốt nhất là vào lúc đã phát triển đầy đủ thì cho surimi chất lượng tốt nhất, tuy nhiên đối với những loài cá béo có hàm lượng mỡ cao thì không nên đánh bắt đúng mùa vụ. Cá vào thời đẻ trứng cho chất lượng surimi thấp. b. Yếu tố công nghệ Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng surimi như: khâu xử lý sơ bộ nguyên liệu( nghiền thô), chế độ rửa ( loại và nồng độ chất rửa, nhiệt độ, thời gian tỷ lệ dung dịch rủa/ nguyên liệu), loại và tỷ lệ phụ gia, chế độ nghiền, kỷ thuật định hình cấp đông. - Khâu xử lý nguyên liệu Quyết định đến khả năng tẩy màu, tẩy mùi, loai lipid và sự tổn thất protein trong các công đoạn rửa. Nếu thời gian nghiền thô dài thì công đoạn rửa tăng ảnh hưởng cấu trúc sản phẩm do hàm lượng protein tổn thất nhiều, giảm hiệu suất thu hồi quy trình. Nếu thời gian nghiền thô quá ngắn thì cơ thịt cá sẽ lớn nên qua các công đoạn rửa khả năng tẩy màu, mùi, vị và loại lipid giảm. Cần có thời gian nghiền thích hợp. - Chế độ rửa Đây là một trong công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất surimi. Rửa liên tiếp nhiều lần nhằm loại bỏ vi sinh vật, màu, mùi tanh, các chất tan trong nước như máu, các tạp chất khác, loại lipid. Rửa còn tác động đến nhiều mặt đến chất lượng surimi và hiệu suất thu hồi. Thịt cá sau khi rửa một phần protein, vitamin, khoáng, acid amin tự do...sẽ mất đi, sau quá trình rửa surimi chỉ còn protein liên kết là chủ yếu. Quá trình rửa phụ thuộc vào thời gian rửa, nhiệt độ rửa, tỷ lệ nước rửa, bản chất các thành phần nước rửa, tốc độ khuấy đảo, độ cứng của nước, pH của nước rửa. Nếu thời gian quá dài, khuấy đảo quá mạnh thì quá trình hydrat hóa mạnh của protein xảy ra sẽ mạnh gây ra khó khăn cho việc tách nước sau này. Đối với mỗi nguyên liệu sẽ có chế độ rửa khác nhau. 7 Cần chú ý đến chu kỳ rửa, nếu rửa quá nhiều sẽ làm cho chất dinh dưỡng bị tổn thất, khả năng tạo gel và độ bền của mạng lưới gel sẽ bị giảm đi. Theo các nghiên cứu trước thì đối với cá nhiều mỡ thì được trong dung dịch soda có nồng độ thích hợp thì khả năng loại lipid là tốt nhất do trong môi trường kiềm lipid sẽ tạo nhũ tương và một phần sẽ bi thủy phân thành glycerin và các acid béo và sẽ được loại ra trong quá trình rửa Rửa trong dung dịch acid thì tác dụng tẩy màu, mùi của thịt cá rất tốt, nhưng nếu nồng độ quá cao thịt cá sẽ bị nhũng dẫn đến độ bền đông kết sản phẩm bị giảm và thịt cá có mùi của acid. Vì vậy việc chọn loại acid và nồng độ acid rất quan trọng. Trong các loại acid thực phẩm như: acid lactic, acid citric, acid acetic thì acid acetic có tác dụng khử mùi tốt nhất, ở nồng độ thấp đã có tác dụng rõ rệt và không gây độc hại với sức khỏe người sử dụng, rẻ tiền, dễ kiếm. Rửa trong dung dịch muối nhằm ổn định cấu trúc do muối tạo môi trương ưu trương làm cho nước trong tế bào khuyết tán ra ngoài làm giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách nước hạn chế sự phân hủy các chất dinh dưỡng trong các quá trình rửa. Nhiệt độ nước rửa cần duy trì ở 0 đến 100C, để tránh các biến đổi xảy ra trong quá trình sản xuất. Độ cứng của nước rửa cần phải có tỷ lệ Ca/Mg, Fe/Mn đạt tiêu chuẩn nước mềm. Nếu hàm lượng các ion này cao sẽ làm làm giảm khả năng tạo gel đàn hồi, tăng cường oxi hóa lipid, kích thướt hoạt động của enzyme, sắt còn làm cho surimi có màu xám hoặc nâu. PH của nước rửa cần đạt xấp xỉ pH tự nhiên, để protein duy trì cấu trúc và khả năng tạo gel. Nước rửa lần cuối cho phép hàm lượng muối NaCl là 0,1 đến 0,5% để cho quá trình tách nước được dễ dàng. - Công đoạn ép tách nước Đây là yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng ẩm của surimi cũng như độ dẻo dai của surimi. Hàm ẩm của surimi khi rửa lần cuối lần cuối là 70-90%. Các chuyên gia cho rằng hàm ẩm của surimi trước khi vào nghiền trộn sao cho gần giống với hàm ẩm của thịt cá tự nhiên là tốt nhất (75-85%) Vai trò của nước trong thịt cá trước khi phối trộn rất quan trọng. Nước tham gia tạo trạng thái và cấu trúc surimi, nước tương tác với nhóm –NH2, COOH, -CO-NH- của protein để tạo ra vỏ nước hydrat làm cho chế phẩm protein có độ nhớt và độ tan nhất định. Nước còn làm biến tính protein làm phá hủy toàn bộ cấu trúc bậc cao của protein. Nhờ biến tính mà sau đó các phân tử protein tương tác với nhau tạo ra mạng lưới gel làm cho protein có cấu trúc mới tạo cho sản phẩm dẻo dai. Nước còn là chất hóa dẻo bột năng, gelatin và các phụ gia trong quá trình nghiền trộn tạo ra độ dẻo dai, độ đặc, độ trong, tạo màng, tạo sợi cho sản phẩm surimi. - Khâu nghiền phối trộn 8 Đây là công đoạn quyết định đến sự tao gel của surimi. Quá trình nghiền trộn tác dụng lực cơ học liên tục vào thịt cá xay làm protein bị biến tính và xuất hiện các liên kết gel surimi. Lực cơ học làm cho sợi actin và myosin trượt lên nhau tạo nội lực ma sát làm cấu trúc 2,3,4 bị phá vỡ, protein bị duỗi thẳng, xuất hiện các nút lưới gel tạo cho surimi dẻo dai có độ bền chắc. Tuy nhiên, thời gian nghiền trộn phụ gia phải nhất định, nếu thời gian phối trộn dài làm cho màu sắc surimi bị giảm đi, ngược lại nếu thời gian phối trộn ngắn thì lưới gel chưa hình thành làm cho độ bền gel giảm. - Khâu định hình Quá trình định hình rất cần thiết và cũng là thời gian để các chất phụ gia phát huy tác dụng một cách triệt để, vì nó tăng cường thêm khả năng tạo gel đàn hồi. Quá trình định hình phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian. Nếu định hình ở nhiệt độ thấp thì thời gian phải kéo dài và ngược lại nếu định hình ở nhiệt độ cao thì thời gian phải ngắn hơn. Nhiệt độ định hình không dưới nhiệt độ đóng băng của nước và không vượt quá nhiệt độ làm biến tính protein. c. Ảnh hưởng của các hóa chất và điều kiện bảo quản - Làm bền protein trong thịt cá xay Trong tính chất của protein có khả năng tạo gel đàn hồi, khả năng giữ nước và khả năng chịu nhiệt về cấu trúc. Các tính chất chức năng này được duy trì trong trường hợp protein sợi cơ vẫn ở dạng nguyên và quá trình phân giải phân tử protein được hạn chế đến mức tối thiểu. Song, trong các quá trình chế biến và bảo quản cá xay thì protein của thịt cá đã bị biến đổi nhiều. Để ngăn ngừa các biến đổi của protein và nâng cao các tính chất chức năng của chúng, người ta đề xuất ra hàng loạt các chất làm bền như: các phosphat, muối ăn, glucose, saccharose, triglycerid, các muối của acid glutamic, lizin… qua quá trình nghiên cứu, người ta đã tìm ra một số chất làm bền protein, nhờ đó thu được surimi có chất lượng cao, đó là: + Các loại keo thực vật: alginate, pectin + Các rượu có chứa nhiều nhóm chức: glycerin, propylen glycol. - Làm bền màu sắc thịt cá xay Màu sắc cá xay hình thành dưới tác dụng của nhiều yếu tố trong quá trình chế biến, đặc biệt là tác dụng của khâu nghiền. Một số sản phẩm bị biến đổi về hóa học do vi sinh vật hoặc không do vi sinh vật cũng làm cho sản phẩm nhiễm màu nâu. Việc rửa thịt cá bằng nước là một trong những biện pháp cải tiến màu sắc thịt cá xay. Ở một số nước, người ta dùng biện pháp ngụy trang màu sắc bằng cách cho sản phẩm vào các keo thực vật để nâng cao độ đục và khả năng phản quang của cá xay, tạo thành màu sắc biểu kiến. - Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian bảo quản, pH môi trường Độ bền của surimi phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian bảo quản và pH môi trường. Nếu surimi được bảo quản ở nhiệt độ càng thấp thì chất lượng của surimi càng cao do đó thời gian bảo quản kéo dài, nếu to < -200C thì surimi có thể bảo quản trên 3 tháng. 9 Độ bền của surimi phụ thuộc vào pH, khi đưa pH của protein về điểm đẳng điện thì độ bền gel chắc hơn. - Ảnh hưởng của hàm lượng muối Độ bền của surimi phụ thuộc vào hàm lượng muối ăn. Nếu hàm lượng NaCl ≤ 5% thì khi hàm lượng NaCl tăng độ bền surimi tăng theo. Khi hàm lượng NaCl > 5-20% thì độ bền đông kết và khả năng giữ nước của surimi giảm. Hàm lượng muối trong surimi nói riêng và các sản phẩm mô phỏng nói chung thường khoảng từ 1-2% là thích hợp nhất, ngoài phạm vi này sẽ làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. d. Ảnh hưởng của các chất đồng tạo gel Chất lượng và cấu trúc của surimi phụ thuộc các chất đồng tạo gel và tỷ lệ phối trộn giữa các thành phần như: bột năng, gelatin… Trong sản xuất surimi người ta thường sử dụng một số chất đồng tạo gel: - Bột năng: khả năng tạo gel của bột năng phụ thuộc vào tỷ lệ amylaza và aminopeptin, các nhà khoa học nhận định rằng khả năng duy trì gel bột năng phụ thuộc vào hàm lượng aminopeptin có trong bột năng thông thường tỷ lệ amylaza và aminopeptin là ¼. Ngoài ra khả năng tạo gel của surinmi còn phụ thuộc tỷ lệ bột năng phối trộn thích hợp so với trọng lượng surimi . - Gelatin: là tác nhân keo hóa, nâng cao độ nhớt của surimi và có tác dụng làm bền gel đàn hồi của chúng. Tuy nhiên nếu tỷ lệ gelatin nhiều sẽ làm màu sắc suurimi xấu đi và khi ở dạng hấp chín sản phẩm sẽ trở nên cứng. 2.2.4. Sự hình thành, điều kiện, cơ chế tạo gel a. Sự hình thành Khi các phân tử protein bị biến tính tự tập hợp lại để tạo một mạng lưới liên kết có trật tự gọi là sự tạo gel. Khả năng tạo gel là một tính chất chức năng rất quan trọng của nhiều protein và nó đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo cấu trúc hình thái do đó cũng là cơ sở để sản xuất ra nhiều sản phẩm thực 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. b. 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 nhiêt: 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. 10 - Sự acid hóa 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: bột năng, 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. c. Cơ chế tạo gel Khi protein bị biến tính các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, kiên kết giữa các phân 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 bi duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lai với nhau thành một mạng lười không gian ba chiều mà mỗi trí tiếp xúc của một mạch là một nút. Khi nồng độ của 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 glutamid 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 tiêu phân, đây là quá trình phá vỡ cấu trúc 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 3 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 polypeptid 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 giảm hoàn toàn mạch protein sẽ xuất hiên 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. 11