Tài liệu nghiên cứu sử dụng tinh bột biến tính nhằm nâng cao độ dẻo, độ dai và độ bền đông kết của sản phẩm tôm surimi cá hố

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình khoa học trong luận án là của chính mình. Các số liệu và kết quả nghiên cứu là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Thái Văn Đức ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận án này Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Sau đại học và Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên cứu tại Trường trong những năm qua. Sự biết ơn sâu sắc nhất xin được giành cho Cô GS. TS. Trần Thị Luyến nguyên Phó Hiệu trưởng - Trường Đại học Nha Trang và TS. Vũ Ngọc Bội Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Xin chân thành cám ơn: GS.TSKH Nguyễn Trọng Cẩn – Nguyên Hiệu trưởng – Trường Đại học Nha Trang, PGS. TS. Trang Sỹ Trung - Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Nha Trang, TS. Đỗ Văn Ninh - Phó Hiệu trưởng - Trường Đại học Thái Bình Dương, PGS. TS. Ngô Đăng Nghĩa - Giám đốc - Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường, TS. Nguyễn Anh Tuấn - Bộ môn Công nghệ Chế biến Thủy sản và các thầy cô phản biện đã cho tôi những lời khuyên quí báu để công trình nghiên cứu được hoàn thành có chất lượng. Xin cám ơn quý thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm và các cán bộ - Phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án này. Đặc biệt, xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ, động viên của gia đình và bạn bè luôn luôn chia sẻ cùng tôi trong quá trình nghiên cứu. iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .................................................... vii DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................x MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN .....................................................................................4 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SURIMI VÀ SẢN PHẨM TÔM SURIMI ...................................................................................................4 1.1.1. Giới thiệu chung về surimi .......................................................................4 1.1.2. Giới thiệu chung về sản phẩm mô phỏng từ surimi .................................6 1.1.3. Nguyên liệu sản xuất surimi và sản phẩm mô phỏng ...............................8 1.2. NHỮNG CÔNG ĐOẠN QUAN TRỌNG VÀ CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SURIMI .......................................................12 1.2.1. Công đoạn rửa thịt cá .............................................................................12 1.2.2. Quá trình bổ sung và nghiền trộn phụ gia ..............................................17 1.2.3. Sự hình thành, điều kiện và cơ chế tạo gel .............................................19 1.3. TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT VÀ TINH BỘT BIẾN TÍNH ...........................23 1.3.1. Khái quát về tinh bột .............................................................................23 1.4. KHÁI QUÁT VỀ ĐỘ DẺO, ĐỘ DAI VÀ ĐỘ BỀN ĐÔNG KẾT CỦA SURIMI VÀ SẢN PHẨM TÔM SURIMI ...............................................................34 1.4.1. Khái quát về độ dẻo, độ dai ....................................................................34 1.4.2. Khái quát về độ bền đông kết .................................................................35 1.5. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ SURIMI VÀ SẢN PHẨM MÔ PHỎNG .................................................................................................35 1.5.1. Các nghiên cứu về công đoạn rửa thịt cá trong sản xuất surimi ............35 iv 1.5.2. Các nghiên cứu sử dụng tinh bột, tinh bột biến tính làm chất hỗ trợ kỹ thuật nhằm nâng cao chất lượng surimi và sản phẩm mô phỏng ..............................40 CHƯƠNG II.: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...44 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU........................................................................................44 2.1.1. Nguyên liệu chính ..................................................................................44 2.1.2. Chất phụ gia thực phẩm..........................................................................44 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................46 2.2.1. Phương pháp tổng thể .............................................................................46 2.2.2. Thu và xử lý mẫu ....................................................................................47 2.2.3. Phương pháp lấy mẫu ............................................................................47 2.2.4. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan .........................................47 2.2.5. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học .........................................47 2.2.6. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật .....................................47 2.2.7. Phương pháp đánh giá một số tính chất lưu biến của surimi .................47 2.3. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM .........................................................................48 2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát ....................................................................48 2.3.2. Sơ đồ bố trí thu và xử lý mẫu .................................................................50 2.3.3. Xác định chế độ rửa lần một ..................................................................51 2.3.4. Xác định lực ép tách nước thịt cá hố sau khi rửa bằng dung dịch cồn ...55 2.3.5. Xác định tỷ lệ phối trộn phụ gia thích hợp .............................................56 2.3.6. Xác định tỷ lệ phụ gia tối ưu trong sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố .. ..........................................................................................................................59 2.3.7. Xác định tỷ lệ hương tôm bổ sung .........................................................62 2.3.8. Ảnh hưởng của tinh bột biến tính đến chất lượng sản phẩm tôm surimi cá hố theo thời gian bảo quản đông ..........................................................................63 2.3.9. Ảnh hưởng của công đoạn hấp đến chất lượng sản phẩm tôm surimi cá hố bổ sung tinh bột biến tính theo thời gian bảo quản đông .....................................64 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ..................................................................65 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...........................66 v 3.1. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÀNH PHẦN KHỐI LƯỢNG VÀ HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA ĐỐI TƯỢNG CÁ HỐ ...........................................................................66 3.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ DẺO, ĐỘ DAI (ĐỘ UỐN LÁT) VÀ ĐỘ BỀN ĐÔNG KẾT CỦA SURIMI CÁ HỐ ..........................................................................................................................67 3.2.1. Nghiên cứu công đoạn rửa thịt cá hố lần một bằng dung dịch cồn .............67 3.2.2. So sánh chất lượng surimi cá hố rửa lần một bằng dung dịch cồn với chất lượng surimi cá hố rửa lần một bằng dung dịch acid acetic ..............................76 3.2.3. Ảnh hưởng của chế độ ép tách nước đến chất lượng surimi cá hố .........79 3.2.4. Nghiên cứu sử dụng tinh bột biến tính làm phụ gia nâng cao độ dẻo, độ dai (độ uốn lát) và độ bền đông kết surimi cá hố ......................................................83 3.2.5. Kết quả so sánh chất lượng surimi cá hố giữa qui trình đề xuất và qui trình tham khảo .........................................................................................................93 3.2.6. Đề xuất quy trình sản xuất surimi cá hố .................................................95 3.2.7. Đánh giá chất lượng surimi cá hố sản xuất theo qui trình đề xuất .........97 3.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ PHỐI TRỘN PHỤ GIA ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TÔM SURIMI CÁ HỐ .............................................98 3.3.1. Xác định công thức phối trộn phụ gia thích hợp nhằm nâng cao độ dẻo, dai (độ uốn lát) và độ bền đông kết sản phẩm tôm surimi cá hố ..............................98 3.3.2. Xác định thời gian nghiền trộn thích hợp trong sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố .............................................................................................................109 3.3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ hương tôm đến chất lượng cảm quan của sản phẩm tôm surimi cá hố ......................................................................................................111 3.3.4. Đề xuất qui trình sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố ........................112 3.3.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm tôm surimi cá hố sản xuất theo qui trình đề xuất .....................................................................................................................114 3.4. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN BẢO QUẢN ĐÔNG ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TÔM SURIMI CÁ HỐ.................................114 vi 3.4.1. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đông đến độ bền đông kết sản phẩm tôm surimi cá hố ......................................................................................................114 3.4.2. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đông đến chất lượng cảm quan của sản phẩm tôm surimi cá hố......................................................................................116 3.4.3. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đông đến lượng dịch thoát ra sau rã đông của sản phẩm tôm surimi cá hố ......................................................................118 3.4.4. Ảnh hưởng của công đoạn hấp đến chất lượng cảm quan và hiệu suất thu hồi của sản phẩm tôm surimi cá hố ...................................................................120 3.5. Đánh giá tổng hợp sự biến đổi các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm tôm surimi cá hố theo thời gian bảo quản (xử lý số liệu đa biến) .............................................123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................125 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................128 PHẦN PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1 ........................................................................................................1 PHỤ LỤC 2 ........................................................................................................2 PHỤ LỤC 3 ........................................................................................................9 PHỤ LỤC 4 ......................................................................................................13 PHỤ LỤC 5 ......................................................................................................26 PHỤ LỤC 6 ......................................................................................................30 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ADI Acceptable Daily Intake: Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được, mg/kg thể trọng, không gây hại ANOVA Analysis Of Variance: Phân tích phương sai BHA Butyl Hydroxy Anizon BTTN Bố trí thí nghiệm CAS Chemical Abstracts Service: Chuỗi số định danh các hóa chất do hiệp hội hóa chất Mỹ xây dựng CFU Colony-Forming Unit: Số đơn vị khuẩn lạc CLCQ Chất lượng cảm quan dd Dung dịch DF Degree of Freedom: Số bậc tự do ĐBĐK Độ bền đông kết INS International Numbering System: Hệ thống chỉ số đánh số cho mỗi chất phụ gia do Ủy ban Tiêu chuẩn thực phẩm quốc tế xây dựng F FAO Giá trị F (kiểm định Fisher), có độ tin cậy 95% Food and Agriculture Organization: Tổ chức nông lương thế giới N Số thí nghiệm QCVN Qui chuẩn quốc gia SP Sản phẩm SX Sản xuất TCVN Tiêu chuẩn quốc gia VKHK Vi khuẩn hiếu khí VSV Vi sinh vật viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học của surimi (%) ..........................................................4 Bảng 2.1. Điều kiện thí nghiệm cho quá trình rửa thịt cá hố lần một ......................52 Bảng 2.2. Ma trận qui hoạch thực nghiệm và số lượng thí nghiệm rửa thịt cá hố lần một bằng dung dịch cồn ............................................................................................53 Bảng 2.3. Điều kiện thí nghiệm lựa chọn tỷ lệ phối trộn phụ gia sản xuất surimi cá hố ............................................................................................................57 Bảng 2.4. Ma trận qui hoạch thực nghiệm thí nghiệm phối trộn phụ gia có bổ sung tinh bột biến tính sản xuất surimi cá hố ....................................................................57 Bảng 2.5. Điều kiện thí nghiệm xác định công thức phối trộn phụ gia được chọn trong sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố ..............................................................60 Bảng 2.6. Ma trận bố trí thí nghiệm phối trộn phụ gia trong sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố theo mô hình Box_Behnken .................................................................61 Bảng 3.1. Thành phần khối lượng cơ bản của đối tượng cá hố ................................66 Bảng 3.2. Thành phần hóa học cơ bản của đối tượng cá hố .....................................66 Bảng 3.3. Xác định độ bền đông kết của surimi cá hố ở các chế độ rửa thịt cá lần một bằng dung dịch cồn ............................................................................................68 Bảng 3.4. Phân tích ANOVA độ bền đông kết surimi cá hố theo chế độ rửa thịt cá lần một đã chọn.....................................................................................................69 Bảng 3.5. Kiểm chứng số liệu từ thực nghiệm và phương trình hồi qui theo chế độ rửa thịt cá đã chọn .....................................................................................................73 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ cồn trong dung dịch rửa đến độ uốn lát và chất lượng cảm quan surimi cá hố ....................................................................................74 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của lực ép tách nước tới độ uốn lát của surimi cá hố ............79 Bảng 3.8. Kết quả xác định độ bền đông kết của surimi cá hố theo tỷ lệ phối trộn phụ gia có bổ sung tinh bột biến tính sản xuất surimi...............................................84 Bảng 3.9. Kết quả phân tích ANOVA về độ bền đông kết surimi cá hố theo tỷ lệ phối trộn phụ gia đã chọn ...................................................................................85 ix Bảng 3.10. Kết quả tối ưu hóa tỷ lệ phụ gia bổ sung vào surimi theo phương trình hồi qui và kết quả thực nghiệm kiểm chứng số liệu tối ưu hóa ...............................90 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột biến tính xung quanh điểm tối ưu đến độ uốn lát và chất lượng cảm quan surimi cá hố ............................................................90 Bảng 3.12. Các chỉ tiêu chất lượng surimi cá hố SX theo quy trình đề xuất ............97 Bảng 3.13. Chỉ tiêu vi sinh vật của surimi cá hố sản xuất thử nghiệm .....................98 Bảng 3.14. Xác định độ bền đông kết của sản phẩm tôm surimi cá hố theo các tỷ lệ phối trộn phụ gia .......................................................................................................98 Bảng 3.15. Phân tích ANOVA độ bền đông kết của sản phẩm tôm surimi cá hố ...................................................................................................................................99 Bảng 3.16. Kiểm chứng số liệu thực nghiệm và phương trình hồi qui theo tỷ lệ phối trộn phụ gia sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố đã chọn .....................................103 Bảng 3.17. Ảnh hưởng của tinh bột biến tính đến độ uốn lát và chất lượng cảm quan sản phẩm tôm surimi cá hố......................................................................................106 Bảng 3.18. Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm tôm surimi cá hố sản xuất theo quy trình đề xuất.............................................................................................................114 Bảng 3.19. Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm tôm surimi cá hố..114 x DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ qui trình công nghệ tổng quát sản xuất surimi .................................5 Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất sản phẩm tôm surimi ........................................7 Hình 1.3. Cá hố nguyên liệu tại nhà máy sản xuất surimi ........................................11 Hình 1.4. Các kiểu liên kết tạo gel surimi ................................................................20 Hình 1.5. Cơ chế hình thành lưới gel protein trong surimi ......................................23 Hình 1.6. Cấu tạo của tinh bột ..................................................................................24 Hình 1.7. Vi ảnh cấu trúc tinh bột sắn (1500X) .......................................................25 Hình 1.8. Amilose và Amilopectin ..........................................................................25 Hình 1.9. Các liên kết gel surimi khi có bột mì .......................................................28 Hình 1.10. Vi ảnh tinh bột ngô ở 300C .....................................................................30 Hình 1.11. Vi ảnh tinh bột ngô ở 600C .....................................................................30 Hình 1.12. Vi ảnh tinh bột ngô ở 650C .....................................................................30 Hình 1.13. Vi ảnh tinh bột ngô ở 800C .....................................................................30 Hình 1.14. Vi ảnh tinh bột ngô ở 850C .....................................................................31 Hình 2.1. Cá hố ........................................................................................................44 Hình 2.2. Cấu tạo của tinh bột biến tính liên kết ngang phosphate .........................45 Hình 2.3. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát.......................................................................48 Hình 2.4. Bố trí thu và xử lý mẫu nghiên cứu...........................................................50 Hình 2.5. Bố trí thí nghiệm rửa thịt cá hố lần một bằng dung dịch cồn ...................51 Hình 2.6. Sơ đồ thực nghiệm xác định chế độ rửa thịt cá hố tối ưu trong sản xuất surimi .........................................................................................................................54 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lực ép tách nước thịt cá hố ...................55 Hình 2.8. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phụ gia phối trộn thích hợp ....................56 Hình 2.9. Sơ đồ thực nghiệm tìm công thức phối trộn phụ gia tối ưu trong sản xuất surimi cá hố ...............................................................................................................58 Hình 2.10. Sơ đồ xác định công thức phối trộn phụ gia tối ưu trong sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố ..............................................................................................59 Hình 2.11. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ hương tôm bổ sung thích hợp trong sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố ................................................................................62 xi Hình 2.12. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của tinh bột biến tính đến chất lượng sản phẩm tôm surimi cá hố theo thời gian bảo quản đông .............................63 Hình 2.13. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian hấp thích hợp sản phẩm tôm surimi cá hố ..........................................................................................................................64 Hình 2.14. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của công đoạn hấp đến chất lượng sản phẩm tôm surimi cá hố bổ sung TBBT trong bảo quản đông.............................64 Hình 3.1B. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng và mối tương tác của yếu tố thời gian rửa và tỷ lệ thịt cá/nước rửa trong công đoạn rửa lần một đến độ bền đông kết surimi cá hố ...............................................................................................................................70 Hình 3.1C. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng và mối tương tác của yếu tố thời gian rửa và nồng độ cồn trong công đoạn rửa lần một đến độ bền đông kết surimi cá hố .....71 Hình 3.2. Sự thay đổi độ bền đông kết của surimi cá hố rửa bằng các dung dịch khác nhau ...........................................................................................................................76 Hình 3.3. Sự thay đổi điểm cảm quan chung của surimi cá hố rửa bằng các dung dịch khác nhau...........................................................................................................77 Hình 3.4. Ảnh chụp cấu trúc cơ thịt ..........................................................................78 Hình 3.5. Ảnh hưởng của lực ép tách nước tới hàm lượng nước của surimi cá hố .......80 Hình 3.6. Ảnh hưởng của lực ép tách nước tới điểm cảm quan chung surimi cá hố .......80 Hình 3.7. Ảnh hưởng lực ép tách nước tới độ bền đông kết của surimi cá hố .........81 Hình 3.8A. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng và mối tương tác của các yếu tố tinh bột biến tính và sorbitol bổ sung đến độ bền đông kết của surimi cá hố ........................86 Hình 3.8B. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng và mối tương tác của các yếu tố gelatin và sorbitol bổ sung đến độ bền đông kết của surimi cá hố ............................................86 Hình 3.8C. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng và mối tương tác của các yếu tố tinh bột biến tính và gelatin bổ sung đến độ bền đông kết của surimi cá hố .........................87 Hình 3.9. Hình ảnh chụp cấu trúc surimi cá hố bổ sung 3% tinh bột biến tính ........92 Hình 3.10. Biểu đồ so sánh độ bền đông kết surimi cá hố giữa qui trình đề xuất và qui trình tham khảo ...................................................................................................93 xii Hình 3.11. Biểu đồ so sánh điểm cảm quan chung của surimi cá hố giữa qui trình đề xuất và qui trình tham khảo .......................................................................................94 Hình 3.12. Sơ đồ quy trình sản xuất surimi cá hố .....................................................96 Hình 3.13. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng và mối tương tác của các yếu tố phụ gia đến độ bền đông kết của sản phẩm tôm surimi cá hố .............................................102 Hình 3.14. Mô hình liên kết giữa protein và sorbitol trong sản phẩm tôm surimi cá hố ............................................................................................................................104 Hình 3.15. Mô hình liên kết giữa protein và đường trong sản phẩm tôm surimi cá hố .....105 Hình 3.16. Ảnh chụp cấu trúc sản phẩm tôm surimi cá hố khi phối trộn tinh bột biến tính làm phụ gia .......................................................................................................107 Hình 3.17. Ảnh hưởng của thời gian nghiền trộn đến độ bền đông kết của sản phẩm tôm surimi cá hố ......................................................................................................109 Hình 3.18. Ảnh hưởng của thời gian nghiền trộn đến điểm cảm quan chung của sản phẩm tôm surimi cá hố ............................................................................................110 Hình 3.19. Ảnh hưởng của tỷ lệ hương tôm đến điểm cảm quan chung của sản phẩm tôm surimi cá hố ......................................................................................................111 Hình 3.20. Qui trình sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố ......................................112 Hình 3.21. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đông đến độ bền đông kết của sản phẩm tôm surimi cá hố ............................................................................................115 Hình 3.22. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đông đến điểm cảm quan chung của sản phẩm tôm surimi cá hố......................................................................................117 Hình 3.23. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đông đến lượng dịch thoát ra khi tan giá sản phẩm tôm surimi cá hố ................................................................................119 Hình 3.24. Ảnh hưởng của thời gian hấp đến chất lượng cảm quan sản phẩm tôm surimi cá hố trong bảo quản đông ...........................................................................121 Hình 3.25. Ảnh hưởng của tinh bột biến tính đến hiệu suất thu hồi sau hấp của sản phẩm tôm surimi cá hố trong quá trình bảo quản đông ..........................................122 Hình 3.26. Kết quả nghiên cứu sự tương quan giữa các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm tôm surimi cá hố theo thời gian bảo quản đông ............................................123 1 MỞ ĐẦU Cá tạp là cách gọi chung để chỉ các loại cá có chất lượng cơ thịt không thích hợp cho việc sử dụng để ăn tươi nên giá trị kinh tế thấp. Vì thế, để nâng cao giá trị cho các loại cá này, người ta đã chế biến các loại cá tạp thành surimi - chất nền protein được sử dụng để chế biến các sản phẩm có giá trị thương mại cao hơn như sản phẩm mô phỏng tôm, cua,… Do vậy, Bộ Thủy sản trước đây (nay là Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) đã xây một chương trình mang tính quốc gia “Chế biến các sản phẩm có giá trị gia tăng” nhằm đẩy mạnh việc chế biến, xuất khẩu các sản phẩm thủy sản tinh chế trong đó có chế biến surimi từ cá tạp. Từ định hướng đó, các nhà chế biến đã tập trung nghiên cứu sản xuất surimi từ cá tạp cũng như sản xuất sản phẩm mô phỏng tôm, cua.. từ surimi. Hiện tại tất cả các quy trình sản xuất surimi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đều trải qua giai đoạn xay thịt cá và rửa thịt cá bằng dung dịch acid acetic loãng. Mục đích của các công đoạn trên là nhằm loại bỏ các chất gây mùi, gây màu hay rửa chất béo vốn làm ảnh hưởng tới hương vị của surimi cũng như khả năng tạo gel của protein thịt cá. Thực tế sản xuất surimi và sản phẩm mô phỏng ở nước ta hiện nay cho thấy mặc dù quá trình rửa thịt cá bằng acid loãng giải quyết được mùi, màu,.. của thịt cá nhưng dẫn tới làm giảm khả năng tạo gel của protein thịt cá. Surimi và sản phẩm mô phỏng từ surimi cá chế biến như vậy thường kém giữ nước, độ bền đông kết, độ uốn lát, chất lượng cảm quan thấp do protein thịt cá bị tổn thất và biến tính trong quá trình rửa. Ngoài ra, trong sử dụng surimi để sản xuất sản phẩm mô phỏng người ta thường phải bổ sung các loại phụ gia đồng tạo gel với protein thịt cá như tinh bột nhằm làm tăng khả năng giữ nước và cải thiện tính chất lưu biến của sản phẩm. Thực tế nghiên cứu cho thấy, các tính chất lưu biến và chất lượng của sản phẩm mô phỏng ngoài việc phụ thuộc vào kỹ thuật chế biến chẳng hạn như chế độ rửa còn phụ thuộc vào cấu tạo, tính chất và thành phần của tinh bột bổ sung. Nếu tinh bột chứa nhiều amylose thường làm chất lượng surimi và sản phẩm mô phỏng kém, khả năng bền khi bảo quản lạnh bị hạn chế,... Nếu sử dụng tinh bột giàu amylopectin thì 2 chất lượng surimi và sản phẩm mô phỏng được cải thiện nhưng nếu sử dụng nhiều có thể làm giảm chất lượng của sản phẩm. Hơn nữa mỗi loại thịt cá khác nhau thì cần phải bổ sung một loại tinh bột khác nhau. Song hiện chưa thấy có các nghiên cứu công bố đầy đủ về lĩnh vực này. Cá hố là loại cá tạp có sản lượng lớn, ước tính sản lượng cá hố hàng năm ở Việt Nam vào khoảng 400.000 tấn, chiếm 1/8 trong sản lượng cá tạp khai thác ở Việt Nam. Hiện cá hố được đa số các doanh nghiệp sản xuất surimi ở Việt Nam sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất surimi. Cá hố có cơ thịt mềm nên dễ bị dập nát khi đánh bắt chung với các loại cá khác theo phương pháp giã cào, sử dụng nguồn nguyên liệu như vậy để sản xuất surimi thì chất lượng của surimi thấp. Do đó, các nhà sản xuất thường phải sử dụng nhiều loại phụ gia đặc biệt là các muối phosphate nhằm cải thiện tính chất lưu biến của surimi, thậm chí còn dẫn tới việc lạm dụng muối phosphate trong sản xuất – nguy cơ gây mất an toàn thực phẩm. Do vậy việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng tinh bột biến tính nhằm nâng cao độ dẻo, độ dai và độ bền đông kết của sản phẩm tôm surimi cá hố (Trichiurus haumenla)” là cần thiết với mong muốn xây dựng các dữ liệu khoa học hoàn toàn mới, đầy đủ về:  Sử dụng nguyên liệu cá hố là đối tượng mới trong sản xuất surimi.  Lần đầu tiên dung dịch cồn thực phẩm được sử dụng trong công đoạn rửa thịt cá hố trong sản xuất surimi.  Sử dụng tinh bột biến tính là phụ gia mới trong sản xuất surimi cá hố.  Sử dụng tinh bột biến tính làm phụ gia nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm tôm surimi cá hố.  Chuyển giao thành công công nghệ sản xuất surimi cá hố cho Công ty TNHH Hòa Thắng, góp phần cải thiện năng lực xuất khẩu mặt hàng này vào thị trường Nhật Bản. Mục đích của luận án Nghiên cứu hoàn thiện công đoạn rửa thịt cá hố và sử dụng phụ gia tinh bột biến tính nhằm đáp ứng nâng cao độ dẻo, độ dai và độ bền đông kết của surimi cá hố và sản phẩm tôm surimi cá hố. 3 Nội dung nghiên cứu của luận án 1) Xác định thành phần cơ bản của nguyên liệu cá hố. 2) Nghiên cứu tối ưu công đoạn rửa thịt cá và phối trộn phụ gia tinh bột biến tính trong sản xuất surimi cá hố. 3) Nghiên cứu tối ưu quá trình phối trộn phụ gia tinh bột biến tính trong sản xuất sản phẩm tôm surimi cá hố. 4) Nghiên cứu ảnh hưởng của tinh bột biến tính đến chất lượng sản phẩm tôm surimi cá hố trong bảo quản đông và chế biến nhiệt. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa nghĩa thực tiễn của luận án Đề tài lần đầu tiên công bố nghiên cứu một cách đầy đủ về công đoạn rửa thịt cá hố bằng dung dịch cồn thực phẩm, cũng như việc sử dụng tinh bột biến tính làm chất đồng tạo gel trong sản xuất surimi và sản phẩm tôm surimi cá hố. Các kết quả nghiên cứu của đề tài là những dẫn liệu có giá trị về qui luật biến đổi của độ dẻo, độ dai và độ bền đông kết của surimi cũng như sản phẩm tôm surimi cá hố trong quá trình sản xuất và bảo quản đông. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể sử dụng bổ sung vào giáo trình “Sản xuất các sản phẩm thủy sản có giá trị gia tăng” đang được giảng dạy tại Trường Đại học Nha Trang. Mặt khác, kết quả nghiên cứu của đề tài còn là cơ sở để Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng hoàn thiện chất lượng surimi xuất khẩu vào thị trường Hàn Quốc và Nhật Bản. 4 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SURIMI VÀ SẢN PHẨM TÔM SURIMI 1.1.1. Giới thiệu chung về surimi Surimi là thịt cá nghiền nhỏ, rửa sạch không có mùi vị và màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là một bán thành phẩm, là chất nền protein. Surimi được các chuyên gia FAO trong lĩnh vực thực phẩm bình chọn là cơ sở thực phẩm trong tương lai vì nó quy tụ được các ưu điểm mà không thực phẩm nào có được, đó là hàm lượng protein cao, lipid thấp, sự thiếu vắng hoàn toàn của cholesterol và glucid, cơ thể con người dễ dàng hấp thụ. Ngoài ra surimi còn có tính chất tạo khối dẻo, mùi vị và màu sắc trung hòa nên từ surimi có thể chế biến ra các sản phẩm đặc sản có giá trị cao như sản phẩm mô phỏng: tôm, thịt, sò, điệp, cua, ghẹ. Giá trị dinh dưỡng của surimi được thể hiện trong Bảng 1.1. Bảng 1.1. Thành phần hóa học của surimi (%) [9] Protein Lipid Nước Cholesterol Glucid 16% 0,2% 75% 0 0 Cứ 100 gam surimi thành phẩm được cơ thể con người hấp thụ sẽ sinh ra 80 calo phục vụ cho các hoạt động sống. Công nghệ cơ bản trong sản xuất surimi là thịt cá đem rửa loại bỏ các hợp chất tan trong nước, giữ lại protein liên kết. Sau đó thực hiện quá trình ép tách nước để điều chỉnh hàm lượng nước phù hợp, rồi tiến hành công đoạn phối trộn phụ gia, nghiền trộn thúc đẩy quá trình tạo gel protein, nâng cao độ dẻo, độ dai và độ bền đông kết surimi, từ đặc tính của surimi mà nó có thể sử dụng làm chất nền cho nhiều sản phẩm khác. Các bước công nghệ chung trong sản xuất surimi được mô tả khái quát trên Hình 1.1. 5 Nguyên liệu Xử lý -Rửa - Chặt đầu, moi ruột - Tách xương, da Rửa -Dung dịch rửa - Chu kỳ rửa - Phương pháp rửa Nước sạch Nước rửa Thu hồi protein Ép – Ly tâm Nước thải Sàng mịn Loại bỏ tạp chất cơ học (xương, da) Xử lý Nghiền trộn Phụ gia Phối trộn Sản phẩm mô phỏng Phụ gia Định hình Bao gói Cấp đông Sản phẩm Hình 1.1. Sơ đồ qui trình công nghệ tổng quát sản xuất surimi [9] Cá nguyên liệu qua công đoạn xử lý chặt đầu, moi ruột, tách xương, da, vây bằng phương pháp thủ công hay cơ giới tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất. Tiếp theo là quá trình làm nhỏ thịt cá và tinh chế thịt cá bằng cách rửa thịt cá, nhằm tách các chất như khoáng, màng đen nội tạng, lipid, protein hòa tan và các sản phẩm của quá trình thủy phân protein. Trong quá trình rửa sẽ có một phần protein hoà tan thoát ra nước rửa. Để hạn chế ô nhiễm môi trường, tận dụng protein từ nước rửa, nâng cao hiệu quả kinh tế cần có biện pháp thu hồi protein từ nước rửa thịt cá. Thịt cá cần phải được rửa bằng nhiều chu kỳ, sau mỗi lần rửa cần phải loại nước để tạo điều kiện thuận lợi cho các lần rửa sau. Sau quá trình rửa cần có quá trình ép tách nước hoặc ly tâm tách nước lần cuối trước khi đem sang công đoạn nghiền trộn phụ gia. Bán thành phẩm được định hình, bao gói và cấp đông và bảo quản đông [9],[84]. 6 1.1.2. Giới thiệu chung về sản phẩm mô phỏng từ surimi Các nhà khoa học ở nước ta và trên thế giới đã khẳng định cần phải phát triển công nghệ sản xuất các sản phẩm mô phỏng từ surimi để nâng cao ý nghĩa và giá trị của surimi. Thực tiễn cũng đã chứng minh giá trị thực phẩm đích thực cũng như giá trị gia tăng của surimi chính là sản phẩm mô phỏng, sản phẩm được sản xuất dựa trên chất nền protein của surimi. Vì thế song song với sự phát triển của ngành công nghệ sản xuất surimi, công nghệ sản xuất chế biến các sản phẩm mô phỏng dựa trên cơ sở của surimi cũng phát triển không ngừng. Các loại sản phẩm mô phỏng tôm, cua, ghẹ, xúc xích, thịt heo, thịt bò.. được sản xuất từ bán thành phẩm surimi, là chất nền protein, chưa có mùi vị đặc trưng của một thực phẩm đích thực. Từ surimi qua quá trình rã đông, phối trộn các phụ gia như hương liệu, tinh bột, đường, muối, lòng trắng trứng, qua công đoạn nghiền trộn, tạo hình sản phẩm mô phỏng, phối màu lên bề mặt của sản phẩm, định hình và bao gói sản phẩm. Từ những nghiên cứu sản xuất các loại sản phẩm mô phỏng, trên thị trường thế giới đã xuất hiện nhiều sản phẩm mô phỏng đa dạng về chủng loại ở các nước khối EU là Pháp, Tây Ban Nha, Italia và Anh thường tiêu thụ sản phẩm giả thịt cua, càng cua bao bột, tôm và tôm hùm, xúc xích từ surimi bổ sung thịt mực, các sản phẩm có dạng hình đũa và bao bên ngoài bằng bột bánh quy, rán dòn bằng dầu thực vật, có hai loại mặn và ngọt, các sản phẩm thu được có hình dáng bên ngoài hấp dẫn, có độ chắc, không bị gãy, mùi vị ngon. Ở Nhật Bản ngoài các sản phẩm truyền thống như kamaboco còn xuất hiện nhiều các sản phẩm mô phỏng khác sản xuất từ surimi như dạng sản phẩm mô phỏng khoai tây rán bằng cách định hình hỗn hợp surimi thành khối mịn, cắt nhỏ dạng vẩy phơi khô, sản phẩm giả miếng thịt vẹm, sò biển, thịt cua giả hình que, người ta dùng khối lượng bột nhuyễn ở hai dạng khác nhau về công thức pha chế và công dụng: một loại chất cơ bản của que cua, loại khác dùng làm chất phủ bề mặt que cua giả có nhuộm đỏ. Thành phần chủ yếu của hỗn hợp bột nhuyễn là thịt cá trộn với một số chất phụ gia như chất thơm của cua, muối ăn, tinh bột, lòng trắng trứng, bột ngọt, đường… còn thành phần thịt cá nhuộm màu cũng pha chế như trên, trong đó có pha chất tạo màu[68],[72]. 7 Trong lĩnh vực sản xuất sản phẩm mô phỏng, vấn đề quan trọng nhất là pha chế phối trộn phụ gia vì nó quyết định chất lượng sản phẩm mô phỏng và ảnh hưởng trực tiếp đến lợi ích kinh tế của cơ sở sản xuất. Nhà sản xuất có thể bổ sung vào sản phẩm mô phỏng khoảng 20% - 30% sản phẩm tự nhiên ví dụ như bổ sung thêm thịt tôm vào sản phẩm tôm surimi. Tuy nhiên cần hạn chế phối chế tỷ lệ nguyên liệu tự nhiên, vì vô hình chung công nghệ này đã làm tăng tỷ trọng của khối lượng nguyên liệu tự nhiên lên một cách đáng kể và do đó trong sản xuất lớn, sẽ làm tăng giá thành sản phẩm, giảm hiệu quả kinh tế. Các bước công nghệ chính trong sản xuất sản phẩm tôm surimi được mô tả khái quát trên Hình 1.2. Surimi đông lạnh  Rã đông  Tinh bột  Sorbitol  Đường  Phối trộn phụ gia  Hương tôm  Nghiền trộn  Tạo hình  Định hình  Bao gói - Bảo quản Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất sản phẩm tôm surimi [9] Surimi có chất lượng tốt được cấp đông ở nhiệt độ -400C ÷ - 45 0C đến nhiệt độ tâm sản phẩm ≤ -180C, sau đó được bảo quản đông với nhiệt độ tâm sản phẩm ≤ -180C. Nguyên liệu surimi đông lạnh được tiến hành rã đông bằng cách cho vào túi PE bao buộc chặt đầu và đặt dưới vòi nước chảy cho đến khi khối surimi phục hồi trạng thái trước khi làm đông. Tiếp theo là công đoạn phối trộn phụ gia với mục đích gia tăng độ dẻo, độ dai, độ bền đông kết và giá trị cảm quan cho sản phẩm, ngoài ra còn có tác dụng bảo 8 quản. Các chất phụ gia đưa vào phối trộn bao gồm tinh bột hoặc tinh bột biến tính, sorbitol, đường, hương tôm, nước và tiến hành nghiền trộn trong thời gian 15 phút và đem đi tạo hình tôm bằng khuôn ép. Sản phẩm tôm surimi được đưa đi định hình với mục đích tạo điều kiện cho quá trình Suvari tiếp tục xảy ra. Sản phẩm được cho vào túi PE để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật và hạn chế sự tiếp xúc với không khí. Sản phẩm sau khi định hình phải có bề mặt mịn, bóng. Thời gian định hình là 1 giờ ở điều kiện nhiệt độ phòng. Sản phẩm sau khi định hình được bao gói chân không, bảo quản đông với nhiệt độ tâm sản phẩm ≤ -180C [1]. 1.1.3. Nguyên liệu sản xuất surimi và sản phẩm mô phỏng Nguồn nguyên liệu sản xuất surimi rất đa dạng và phong phú, từ các loài cá sống tầng đáy, tầng giữa, tầng nổi, cá có kích thước to, nhỏ, nhưng xu hướng chung nhất là sản xuất surimi từ cá kém giá trị kinh tế, do đó việc sản xuất surimi càng có ý nghĩa khoa học và kinh tế hơn. Hiện nay trên thế giới, nguyên liệu chủ yếu để sản xuất surimi là những loại cá thuộc họ cá tuyết, ở Nhật 95% surimi được sản xuất từ cá minh thái. Ở các nước phát triển khác, surimi được sản xuất từ cá minh thái, cá tuyết đại dương, cá thuộc họ cá đù, bộ cá vược (Micropogonias và Pseudosiaens). Mặc dù họ cá tuyết là nguyên liệu chính để sản xuất surimi nhưng trên thị trường thuỷ sản thế giới, surimi còn được sản xuất từ các loài cá khác thuộc các họ cá bơn với các chi Parophrys vetulus, chi Bothidae, chi Pleunronectidae và sản xuất từ cá Khek Thái Bình Dương và Đại Tây Dương [73]. Những thành tựu hiện đại trong lĩnh vực sản xuất surimi cho phép sử dụng nhiều loại cá tầng nổi mà trong thịt của chúng có hàm lượng nước cao và cấu trúc cơ không ổn định, thịt mềm. Một nguồn nguyên liệu quan trọng nữa để sản xuất surimi là các loại cá sống ở tầng nước giữa ngoài đại dương, thịt của chúng dễ hút nước và trong một số trường hợp, thịt của chúng còn chứa cả độc tố. Quá trình xay nhỏ và rửa thịt bằng nước của những loài cá này khi chế biến cho phép nâng cao chất lượng thực phẩm của chúng [84].