Tài liệu Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất surimi từ cá sơn thóc đạt chuẩn xuất khẩu vào thị trường nhật bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ====== NGUYỄN THỊ LỆ PHƯƠNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT SURIMI TỪ CÁ SƠN THÓC ĐẠT TIÊU CHUẨN XUẤT KHẨU VÀO THỊ TRƯỜNG NHẬT BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Vũ Ngọc Bội TS. Nguyễn Anh Tuấn Nha Trang, tháng 01 năm 2013 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn này, Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm và Lãnh đạo Khoa Sau đại học sự kính trọng, niềm tự hào được học tập tại Trường trong những năm qua. Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy: TS. Vũ Ngọc Bội và TS. Nguyễn Anh Tuấn - Trường Đại học Nha Trang đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Xin trân trọng cám ơn: Ông Nguyễn Văn Chung - Giám đốc Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng; Ông Phan Thanh Nhã, ông Nguyễn Thanh Bình - Quản đốc Công ty cùng các cô, chú, anh, chị và các bạn trong Công ty đã hỗ trợ kinh phí và tạo điều kiện về cơ sở vật chất tốt nhất cho tôi hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này. Đặc biệt, xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của: các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, các cán bộ Phòng thí nghiệm Công nghệ Chế biến và Công nghệ Thực phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập tại Trường. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã tạo điều kiện, động viên khích lệ để tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua. Xin trân trọng cảm ơn! Học viên Nguyễn Thị Lệ Phương ii LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu trình bày trong luận văn hoàn toàn là kết quả thực nghiệm của cá nhân được thực hiện tại Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng - Bà Rịa - Vũng Tàu. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nếu có bất kỳ sự gian dối nào. Học viên thực hiện Nguyễn Thị Lệ Phương iii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... i LỜI CAM KẾT ....................................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... viii MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN .................................................................................... 3 1.1. TỔNG QUAN VỀ SURIMI..........................................................................3 1.1.1. Giới thiệu về surimi ...............................................................................3 1.1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất surimi ....................................................4 1.2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU .............................................................8 1.2.1. Cá sơn thóc ............................................................................................8 1.2.2. Chất phụ gia và chất hỗ trợ kỹ thuật .......................................................9 1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SURIMI [8]................. 11 1.3.1. Sản xuất surimi tinh chế theo phương pháp Nhật Bản .......................... 11 1.3.2. Sản xuất surimi tinh chế theo phương pháp của Ý, Mỹ) ....................... 12 1.3.3. Sản xuất surimi tinh chế bằng phương pháp ép trước rửa của P. Levanhidopla và L. A. Ertel........................................................................... 12 1.3.4. Sản xuất surimi tinh chế bằng phương pháp ép trước khi rửa của Nhật Bản ...................................................................................................................... 14 1.3.5. Một số quy trình sản xuất surimi tại Việt Nam ..................................... 15 1.3.6. Tiêu chuẩn surimi xuất khẩu vào thị trường Nhật Bản.......................... 17 1.4. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA SURIMI ......... 17 1.4.1. Ảnh hưởng của nguyên liệu ................................................................ 17 1.4.2. Ảnh hưởng của các chất phụ gia bổ sung vào surimi ........................ 19 iv 1.4.3. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ ................................................ 20 1.4.4. Ảnh hưởng của các hoá chất................................................................ 26 1.4.5. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản ..................................................... 27 1.5. CƠ CHẾ TẠO GEL CỦA SURIMI ............................................................ 27 1.5.1. Khái niệm về sự hình thành gel protein ................................................ 27 1.5.2. Điều kiện tạo gel ................................................................................. 29 1.5.3. Cơ chế tạo gel ..................................................................................... 29 1.6. CÁC HIỆN TƯỢNG XẢY RA TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SURIMI ............................................................................................................ 31 1.6.1 Hiện tượng Suvari ................................................................................. 31 1.6.2 Hiện tượng Modari................................................................................ 31 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................33 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU..................................................................... 33 2.1.1. Cá nguyên liệu ..................................................................................... 33 2.1.2. Chất phụ gia và chất hỗ trợ kỹ thuật ..................................................... 33 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................... 35 2.2.1. Phương pháp điều tra khảo sát.............................................................. 35 2.2.2. Phương pháp phân tích......................................................................... 35 2.2.2.1. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan của surimi:. .............. 35 2.2.2.2. Phương pháp đánh giá độ chắc của gel surimi: .............................. 35 2.2.2.3. Phương pháp xác định độ dẻo dai của surimi................................. 36 2.2.2.4. Xác định màu sắc .......................................................................... 36 2.2.2.5. Các phương pháp phân tích hóa học: ............................................ 37 2.2.2.6. Các phương pháp phân tích vi sinh vật: ......................................... 37 2.2.3. Bố trí thí nghiệm .................................................................................. 38 2.2.3.1. Tiêu chuẩn nguyên liệu tiếp nhận .................................................. 38 2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm công đoạn rửa lần 1............................................ 38 2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định độ cồn rửa lần 2 ................................... 39 2.2.3.4. Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ sorbitol rửa lần 3 .................... 41 2.2.3.5. Bố trí thí nghiệm phối trộn phụ gia................................................ 42 v 2.3. HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ, THIẾT BỊ CHỦ YẾU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ...................................................................................................... 43 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU:........................................................... 43 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...............................44 3.1. HIỆN TRẠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SURIMI CỦA CÔNG TY TNHH THỦY SẢN HÒA THẮNG............................................................................... 44 3.2. NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT SURIMI TẠI CÔNG TY HÒA THẮNG ................................................................................. 54 3.2.1. Nghiên cứu hoàn thiện công đoạn rửa .................................................. 54 3.2.1.1. Xác định nồng độ dung dịch muối rửa lần 1 ..................................... 54 3.2.1.2. Xác định nồng độ dung dịch cồn rửa lần 2...................................... 57 3.2.1.3. Xác định nồng độ dung dịch sorbitol rửa lần 3 ............................... 59 3.2.2. Nghiên cứu xây dựng công thức phối trộn phụ gia trong sản xuất surimi cá sơn thóc..................................................................................................... 62 3.2.3. Tối ưu hóa tỷ lệ phối trộn phụ gia dựa vào phần mềm Design-Expert 8.0 ...................................................................................................................... 65 3.2.3.1. Ảnh hưởng của mỗi yếu tố đến độ chắc của gel surimi .................. 65 3.2.3.2. Tương tác giữa các yếu tố tác động đến độ chắc của gel surimi ..... 70 3.2.3.3. Xác định thông số tối ưu của quá trình phối trộn ........................... 71 3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH HOÀN THIỆN SẢN XUẤT SURIMI TỪ CÁ SƠN THÓC................................................................................................................ 74 3.4. SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM: .................................................................... 78 TÍNH TOÁN SƠ BỘ CHI PHÍ NGUYÊN VẬT LIỆU CHO 1 KG THỊT CÁ XAY79 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .....................................................................81 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................82 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học của surimi ...............................................................3 Bảng 1.2. Thành phần khối lượng của cá sơn thóc ...................................................8 Bảng 1.3. Thành phần hóa học của thịt cá sơn thóc..................................................8 Bảng 2.1. Thang điểm và xếp loại đánh giá độ dẻo dai của surimi ......................... 36 Bảng 2.2. Tiêu chuẩn tiếp nhận nguyên liệu .......................................................... 38 Bảng 2.3. Những giới hạn ràng buộc đối với các yếu tố ảnh hưởng ....................... 42 Bảng 2.4. Ma trận bố trí thí nghiệm theo mô hình Box-Behnken ........................... 43 Bảng 3.1. Tiêu chuẩn chất lượng surimi xuất khẩu sang thị trường Nhật ............... 45 Bảng 3.2. Mô tả quy trình sản xuất surimi tại Công ty Hòa Thắng......................... 47 Bảng 3.3. Nguyên nhân và đề xuất giải pháp cải thiện chất lượng surimi............... 51 Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm của quá trình phối trộn phụ gia................................ 63 Bảng 3.5. Kết quả ANOVA ................................................................................... 64 Bảng 3.6. Các thông số tối ưu được chọn cho quá trình phối trộn .......................... 72 Bảng 3.7. Tiên đoán một số thí nghiệm tối ưu cho quá trình phối trộn ................... 72 Bảng 3.8. Kết quả tối ưu theo tiên đoán và thực nghiệm ........................................ 73 Bảng 3.9. Kết quả xác định các chỉ tiêu chất luợng surimi thành phẩm.................. 78 theo quy trình đề xuất ............................................................................................ 78 Bảng 3.10: Chi phí nguyên vật liệu cho sản phẩm surimi....................................... 79 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất surimi bằng phương pháp của Nhật Bản................ 11 Hình 1.2. Sơ đồ quy trình sản xuất surimi theo phương pháp rửa bằng soda thực phẩm...................................................................................................... 12 Hình 1.3. Sơ đồ quy trình sản xuất surimi theo phương pháp ép trước khi rửa của I. P. Levanidopla và Ertel.......................................................................... 13 Hình 1.4. Sơ đồ quy trình sản xuất surimi theo phương pháp ép trước khi rửa của Nhật Bản ............................................................................................... 14 Hình 1.5: Sự hình thành gel protein....................................................................... 28 Hình 1.6: Sơ đồ minh họa sự kết tủa protein ......................................................... 29 Hình 2.1. Hình ảnh về cá Sơn thóc ....................................................................... 33 Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ dung dịch NaCl rửa lần 1 ...... 39 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ dung dịch cồn rửa lần 2......... 40 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ dung dịch sorbitol rửa lần 3... 41 Hình 3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất surimi tại Công ty Hòa Thắng......................... 46 Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến độ chắc của gel surimi cá sơn thóc... 54 Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ NaCl nước rửa đến độ trắng của surimi cá sơn thóc........................................................................................................ 55 Hình 3.4. Ảnh hưởng độ cồn đến độ chắc của gel surimi cá sơn thóc .................... 57 Hình 3.5. Ảnh hưởng độ cồn đến độ trắng của surimi cá sơn thóc ......................... 58 Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ sorbitol rửa 3 đến độ chắc của gel surimi cá sơn thóc... 60 Hình 3.7 : Ảnh hưởng của nồng độ sorbitol đến độ trắng của surimi cá sơn thóc.. 61 Hình 3.8: Ảnh hưởng của caragin đến độ chắc của gel surimi ............................... 65 Hình 3.9. Các liên kết gel khi có carrageenan........................................................ 66 Hình 3.10. Ảnh hưởng của sorbitol đến độ chắc của gel surimi ............................. 67 Hình 3.11. Mô hình liên kết giữa protein và sorbitol trong surimi ......................... 68 Hình 3.12. Ảnh hưởng của đường đến độ chắc của gel surimi............................... 68 Hình 3.13: Mô hình liên kết giữa protein và đường trong surimi ........................... 69 Hình 3.14. Ảnh hưởng của caragin và sorbitol đến độ chắc của gel surimi .................... 70 Hình 3.15. Ảnh hưởng của caragin và đường đến độ chắc của gel surimi .............. 71 Hình 3.16: Sơ đồ quy trình sản xuất surimi cá sơn thóc......................................... 74 Hình 3.17. Hình ảnh surimi cá sơn thóc sản xuất theo quy trình đề xuất................ 79 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNSH – CNTP : Công nghệ sinh học – công nghệ thực phẩm BTP : Bán thành phẩm BTTN : Bố trí thí nghiệm BRVT : Bà Rịa – Vũng Tàu GS (Gel strength) : Độ chắc của gel KCS : Kiểm tra chất lượng sản phẩm STPP : Sodium tripolyphosphate TNHH : Trách nhiệm hữu hạn TMA : Trimethylamin TCN : Tiêu chuẩn ngành TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam d.d : Dung dịch Tp : Thành phố t0 : Nhiệt độ  : Thời gian 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Theo số liệu của FAO, năm 2007 xuất khẩu thủy sản của các nước đang phát triển chiếm 50% tổng khối lượng xuất khẩu thủy sản của thế giới, nhưng chỉ chiếm 27% tổng giá trị thủy sản xuất khẩu, tương đương khoảng 25 tỷ USD. Sở dĩ có hiện tượng này là do sản phẩm thủy sản xuất khẩu của các nước đang phát triển chủ yếu ở dạng nguyên liệu hoặc sơ chế. Nhận thức được tình trạng này, Bộ Thủy sản (nay là Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) và Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã xây dựng một chương trình “Nghiên cứu chế biến sản phẩm thủy sản tinh chế” để xuất khẩu. Trong chương trình này, nghiên cứu chế biến surimi là một hướng được ưu tiên nghiên cứu. Sở dĩ Nhà nước tập trung đầu tư nghiên cứu về surimi là do tại nước ta sản lượng cá tạp kém giá trị kinh tế chiếm 2/3 tổng sản lượng khai thác thủy sản. Cá tạp có đặc tính là cấu trúc cơ thịt lỏng lẻo, có mùi vị kém hấp dẫn nên không thể sử dụng để ăn tươi. Mặt khác, cơ thịt cá tạp thường bị dập vỡ do đánh bắt và bảo quản trong một thời gian dài trong hầm tầu khai thác cá. Vì thế, cá tạp có giá trị kinh tế rất thấp. Để tăng giá trị kinh tế của cá tạp người ta phải nghiên cứu chế biến chúng thành surimi. Surimi là danh từ có nguồn gốc từ Nhật Bản dùng để chỉ thịt cá xay, rửa sạch không có mùi vị và màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là chất nền protein - một bán thành phẩm dùng làm nguyên liệu để chế biến các sản phẩm có giá trị kinh tế cao như các sản phẩm mô phỏng tôm, cua,… Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng là công ty chuyên về xuất khẩu surimi và hàng năm công ty xuất khoảng 4000 tấn surimi vào thị trường Hàn Quốc. Hiện Công ty có một số khách hàng Nhật đến đặt hàng mua surimi. Tuy vậy, do công nghệ sản xuất surimi của công ty còn hạn chế nên sản phẩm surimi sản xuất tại công ty mới chỉ đạt một số chỉ tiêu như sau: độ chắc của gel surimi < 200g.cm, độ trắng 40 - 45, vết đen >5 vết /10g. Với chất lượng sản phẩm surimi như trên thì chỉ đáp ứng được tiêu chuẩn surimi của thị trường Hàn Quốc mà chưa đáp ứng được tiêu chuẩn surimi của thị trường Nhật. Nguyên nhân của tình trạng này là do chất lượng nguyên liệu đầu vào của công ty chưa tốt, mà đặc biệt là khâu xử lý rửa thịt cá xay của công ty còn hạn chế. Vì vậy Bộ Khoa học và Công nghệ đã đầu tư cho Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng Dự án sản xuất thử nghiệm “Hoàn thiện quy trình bảo 2 quản sau thu hoạch cá tạp và công nghệ sản xuất surimi nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm surimi xuất khẩu vào thị trường Nhật Bản” với mục đích hỗ trợ giúp công ty cải tiến công nghệ rửa và bảo quản nguyên liệu cá để nâng cao chất lượng cho sản phẩm surimi tiến tới xuất khẩu vào thị trường Nhật. Quy trình công nghệ rửa surimi tại Việt Nam đều trải qua một số bước chính như: xay thịt cá; rửa thịt cá xay bằng dung dịch nước muối loãng và dung dịch acid acetic loãng để khử mùi,… Chính do sử dụng dung dịch rửa chứa acid acetic loãng nên thịt cá bị biến tính ngay trong quá trình rửa. Vì thế surimi sản xuất có độ uốn lát kém không đáp ứng tiêu chuẩn Nhật Bản. Do vậy, được sự đồng ý của trường Đại học Nha Trang và Giám đốc Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất surimi từ cá sơn thóc đạt tiêu chuẩn xuất khẩu vào thị trường Nhật Bản”. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất surimi từ cá sơn thóc tạo ra sản phẩm surimi đạt tiêu chuẩn xuất khẩu vào thị trường Nhật Bản. 3. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI Đề tài có một số nội dung chính như sau: 1) Đánh giá hiện trạng quy trình sản xuất surimi của công ty Hòa Thắng. 2) Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất surimi từ cá sơn thóc. 3) Đề xuất quy trình sản xuất surimi từ cá sơn thóc đạt tiêu chuẩn xuất khẩu vào thị trường Nhật Bản. 4) Sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng sản phẩm surimi sản xuất. 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Kết quả của đề tài là dẫn liệu khoa học mới và thực tế nên có giá trị tham khảo cho những người quan tâm đến lĩnh vực surimi. 5. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở giúp Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng cải tiến quy trình công nghệ hiện có để sản xuất sản phẩm surimi từ cá sơn thóc đáp ứng tiêu chuẩn thị trường Nhật - thị trường vốn yêu cầu cao về chất lượng surimi. 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ SURIMI 1.1.1. Giới thiệu về surimi 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 chất nền protein cho nhiều thực phẩm mô phỏng thủy sản và phi thủy sản Surimi quy tụ nhiều ưu điểm mà không thực phẩm nào có được, đó là: hàm lượng protein cao, lipid thấp, không có Cholesterol, cơ thể con người dễ hấp thụ. Đặc biệt surimi có tính chất tạo thành khối dẻo, mùi vị và màu sắc trung hòa, do vậy surimi có thể chế biến ra các sản phẩm đặc sản có giá trị cao như tôm, thịt, sò, điệp, cua giả… Các chuyên gia của FAO trong lĩnh vực thực phẩm cho rằng surimi là cơ sở cho thực phẩm trong tương lai. Ở các nước đi đầu về sản lượng trong khai thác cá gần đây đã đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển công nghệ sản xuất surimi từ các loại nguyên liệu khác nhau, đặc biệt là các loại cá kém giá trị về mặt kinh tế. Các nhà chuyên gia ngoại quốc trong lĩnh vực dinh dưỡng coi các sản phẩm từ surimi có đầy triển vọng và hữu ích đối với sức khỏe vì chúng chứa nhiều protein động vật, khẩu vị tốt và khi sản xuất chúng không phải sử dụng đến các chất có hại và phi thực phẩm (Trần Thị Luyến, 1996). Bảng 1.1. Thành phần hóa học của surimi [8] Protein Lipid Nước Glucid (%) (%) (%) (%) Cholesterol (%) 16 0,2 75 0 0 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. Từ surimi sẽ chế biến các sản phẩm mô phỏng giống như các sản phẩm thủy sản hoặc các sản phẩm thịt động vật khác. Điều đó có ý nghĩa là có thể chế biến các sản phẩm cao cấp theo yêu cầu người tiêu dùng từ chất nền protein của cá tạp và có giá trị kinh tế thấp, từ đó sẽ nâng cao giá 4 trị của chúng, đồng thời tăng cường tỷ lệ các mặt hàng giá trị gia tăng trong ngành công nghiệp chế biến thủy sản của Việt Nam (Trần Thị Luyến, 2004). 1.1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất surimi [8] Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài Nhật Bản là nước nổi tiếng với các món ăn truyền thống từ thịt cá xay như Kamaboco, Tricuva. Trên cơ sở các món ăn truyền thống đó, Nhật Bản đã tập trung vào nghiên cứu, phát triển để nâng giá trị của sản phẩm thịt cá xay lên một tầm cao mới đó là sản xuất surimi và sản phẩm mô phỏng. Vì thế, Nhật Bản đã trở thành một quốc gia hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng. Nhật Bản là nước đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu, phát triển sản xuất sản phẩm surimi. Từ những năm đầu của thập niên 80 đến đầu của thập niên 90 của thế kỷ XX, sản lượng surimi của Nhật Bản chiếm từ 80% đến 90% sản lượng surimi trên toàn thế giới. Nhật cũng trở thành nước nhập khẩu surimi và xuất khẩu các sản phẩm mô phỏng từ surimi hàng đầu thế giới. Việc nhập khẩu surimi và sản xuất sản phẩm mô phỏng từ surimi đã mang lại cho Nhật Bản nguồn lợi nhuận khổng lồ. Tuy nhiên, hiện nay thế độc quyền về surimi của Nhật ngày càng giảm, do nhận thấy lợi nhuận kếch sù do ngành sản xuất surimi và sản phẩm mô phỏng mang lại, một số nước tư bản lớn đã nhảy vào cuộc, đi đầu trong số này là Mỹ. Từ những năm đầu thập kỷ 80 của thế kỷ trước, Mỹ đã đầu tư hàng chục triệu USD nhằm phát triển ngành công nghiệp sản xuất surimi. Tuy là nước đi sau Nhật trong lĩnh vực này nhưng với sức mạnh hàng đầu về khoa học kỹ thuật, khả năng tài chính, sẵn nguồn nguyên liệu có chất lượng cao phục vụ sản xuất surimi là cá tuyết Alaska có cơ thịt trắng nên sản lượng surimi của Mỹ tăng với tốc độ chóng mặt. Sau Nhật, Mỹ còn có các nước sản xuất surimi khác như Đài Loan, Pháp, Đức, Na Uy, Mêhicô, Hàn Quốc, Trung Quốc, Thái Lan và cả Việt Nam. Xu hướng nghiên cứu surimi hiện nay là đi sâu nghiên cứu để xây dựng công nghệ sản xuất surimi và sản phẩm mô phỏng mang tính đặc thù theo thị hiếu người tiêu dùng mỗi nước và đặc tính của các loại nguyên liệu khác nhau. Công nghệ sản xuất surimi gần như được hoàn thiện và đều theo quy trình tóm tắt như sau: Cá nguyên liệu được rửa sạch sau đó tách đầu nội tạng đem rửa lại để 5 tách xương, da. Thịt cá đem xay, rửa thịt cá xay 3 lần liên tiếp. Sau đó, tách nước đem nghiền trộn với phụ gia. Sau đó bao gói, định hình, cấp đông và bảo quản. Tuy vậy nhiều nhà công nghệ vẫn tiếp tục đầu tư nghiên cứu vào lĩnh vực này nhằm cải tiến và hoàn thiện công nghệ sản xuất surimi cũng như mở rộng nghiên cứu ra nhiều đối tượng cá tạp dùng làm nguyên liệu sản xuất surimi. Trong những năm gần đây trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất surimi như: I. P. Levanhidop và L. A. Ertel đã đề xuất phương pháp chế biến surimi có hiệu quả hơn đối với cá mintai là sau khi tách xương, thịt cá được nghiền thô rồi ép với áp suất 2kg/cm2 để tách các phần chủ yếu và các chất chứa nitơ hoà tan. Sau khi ép, thịt cá được rửa một lần bằng nước thường với tỷ lệ nước /bã ép là 6/1, các giai đoạn sản xuất khác tiến hành như bình thường. Phương pháp này cho phép loại trừ ra khỏi thịt cá 25 - 26% các hợp chất chứa nitơ, 90% các hợp chất phi protein có mặt ban đầu trong thịt cá. Mỹ đưa ra một quy trình lọc thịt cá khỏi xương và da thực hiện trong điều kiện cá ngâm trong nước, sau đó xử lý sơ bộ thịt cá xay bằng dung dịch chứa từ 0,1 20% của một trong các chất sau: sorbate, dextrin, sucrose, glutamate Natri, Soda thực phẩm hoặc Polyphosphat Natri. Quy trình này sẽ giúp loại trừ đáng kể các chất gây mùi trong thịt cá. Một cải tiến đáng kể được gọi là “Quy trình Na Uy”: Cá sau khi rửa được loại bỏ nội tạng, da cá, màng đen, vẩy cá, máu đông. Thái nhỏ thành miếng cỡ 1 - 2cm ngâm trong dung dịch acid acetic, pH = 4 và khuấy đều. Sau đó xử lý thịt cá bằng hơi nước dưới nhiệt độ 100 - 1050C trong 0,5 giây hoặc bằng nước có nhiệt độ 90 1000C trong 1 giây. Việc xử lý nhanh thịt cá bằng nhiệt giúp cho việc khử bỏ mỡ ở dưới da, trong cơ và làm cho thịt cá rắn chắc lại dễ tách khỏi da. Tình hình nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sản xuất surimi được bắt đầu từ năm 1989 tại Trường Đại học Thủy sản Nha Trang. Trong khuôn khổ quy mô phòng thí nghiệm tác giả Trần Thị Luyến, Lê Văn Thể, Nguyễn Thành Nhân (1989) bước đầu đã tiến 6 hành nghiên cứu và nhận thấy có thể sản xuất surimi từ cá nhám bằng cách rửa và xử lý khử mùi tanh của thịt cá nhám bằng dung dịch acid acetic loãng. Năm 1990, Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng và Nguyễn Văn Nhân, Trường Đại học Thủy sản đã nghiên cứu chế biến surimi từ cá mối và nhận thấy có thể sử dụng surimi từ thịt cá mối để sản xuất sản phẩm mô phỏng thịt cua. Năm 1991, Trần Thị Luyến, Lê Thị Bích Thủy và Nguyễn Thị Thanh Bình, Trường Đại học Thủy sản đã nghiên cứu chế biến surimi từ thịt cá nhám và sử dụng surimi này chế biến giò heo mô phỏng, xúc xích mô phỏng đạt chất lượng tốt. 1998 - 2001, Trần Thị Luyến, Nguyễn Thị Thục và các cộng tác viên, Trường Đại học Thủy sản đã thành công trong việc nghiên cứu chế biến surimi từ các loại cá tạp, cá hố và một số cá nước ngọt như cá mè. Năm 1999, Nguyễn Văn Lệ và các cộng tác viên đã tiến hành nghiên cứu nâng cao giá trị sử dụng một số loài cá có giá trị kinh tế thấp và đã chế biến thành công surimi từ các loại cá tạp: cá chuồn, cá nhồng. Năm 2003, Trần Thị Luyến, Đỗ Văn Ninh và Đặng Văn Hợp, Trường Đại học Thủy sản đã tiến hành nghiên cứu và thành công trong sản xuất surimi từ các loại cá: cá mối, cá đỏ, cá nhám, cá sơn thóc cũng như sản xuất một số mô phỏng tôm, cua từ các loại surimi này. Các nghiên cứu về công nghệ sản xuất surimi và sản phẩm mô phỏng tại Trường Đại học Thủy sản đã được đưa vào giáo trình giảng dạy cho đại học và sau đại học ngành chế biến thủy sản ở nước ta từ năm 1998. Tuy nhiên, các kết quả này mới chỉ đạt được quy mô phòng thí nghiệm, việc đưa ra sản xuất lớn cần phải hoàn thiện cao hơn để nâng cao chất lượng surimi. Đặc biệt, là chất lượng sản phẩm mô phỏng còn nhiều hạn chế do vẫn sử dụng dung dịch acid acetic để rửa nên chất lượng surimi vẫn còn hạn chế nên chưa tiếp cận được thị trường xuất khẩu. Hiện nay tại Việt Nam có một số công ty chế biến thủy sản đang sản xuất và xuất khẩu surimi như: Công ty BASEAFOOD, Công ty TNHH Thịnh An, Công ty XNK Thủy sản Kiên Giang (KISIMEX), Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng… Theo báo cáo thống kê của hiệp hội chế biến và xuất khẩu Thủy sản Việt Nam 7 (VASEP), năm 2003 cả nước có 50 doanh nghiệp xuất khẩu nhóm sản phẩm chả cá sang 24 nước trên thế giới với sản lượng 16.502,76 tấn trị giá 18.208.333,84USD thì phần lớn các doanh nghiệp xuất khẩu đều có số lượng hàng xuất khẩu thuộc lĩnh vực surimi nhỏ (gần một nửa số doanh nghiệp có số lượng dưới 10 tấn/năm, có 7 doanh nghiệp số lượng chỉ có 1 – 2 tấn/năm); chỉ có một số doanh nghiệp có số lượng surimi xuất khẩu tương đối lớn đó là: Công ty chế biến XNK Thủy sản Vũng Tàu (BASEAFOOD), Công ty XNK Thủy sản Kiên Giang (KISIMEX), Công ty TNHH Chế biến Hải sản Xuất khẩu J. S., Công ty Thủy sản và Xuất nhập khẩu Côn Đảo (COIMEX), Công ty Hải sản 404 (GEPIMEX 404 Co.), Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng, Công ty TNHH Thịnh An, ... Các công ty này năm 2003 xuất khẩu 11.925 tấn, chiếm 72,26% sản lượng của cả nhóm với ước tính đạt giá trị xuất khẩu 11.146.388 USD chiếm 61,22% giá trị của nhóm. Trong các nước nhập khẩu surimi từ Việt Nam thì Hàn Quốc là nước nhập khẩu chiếm tỷ lệ lớn nhất (10.500,53 tấn). Trong những năm qua chúng ta chủ yếu sản xuất và xuất khẩu surimi “thô” giá trị thấp, chất lượng chưa cao, chưa ổn định và chủ yếu xuất khẩu đi các thị trường có yêu cầu chất lượng không cao như Hàn Quốc,… còn việc xuất khẩu surimi vào các thị trường có yêu cầu cao về chất lương như Nhật Bản thì còn hạn chế. Hiện nay, công nghệ sản xuất surimi tại Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng chủ yếu đạt tiêu chuẩn Hàn Quốc. Cá nguyên liệu được mua từ các tàu đánh bắt của nước ngoài, miền Trung và địa phương dưới dạng mua xô không phân loại. Sau đó nguyên liệu được vận chuyển về Công ty và sản xuất theo quy trình sản xuất với những công đoạn cơ bản như sau: Cá nguyên liệu → Rửa sạch → Tách đầu nội tạng → Rửa lại → Tách xương, da → Thịt cá → Xay → Rửa thịt cá xay → Tách nước → Nghiền trộn với phụ gia → Bao gói, định hình → Cấp đông và bảo quản. Sản phẩm surimi của Công ty TNHH Thủy sản Hòa Thắng xuất sang thị trường Hàn Quốc có các thông số chất lượng như sau: Độ chắc của gel (viết tắt là GS): 80- 100 / 100-200 g.cm Độ trắng: 40 - 45% Vết đen > 5 vết/10g Giá hiện tại: 1.20 - 1.50 USD/kg 8 1.2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1.2.1. Cá sơn thóc Cá sơn thóc hay còn gọi là cá Trác (priacanthus), sống ở tầng nước gần đáy vùng biển nhiệt đới. Cá Trác có 3 loài: + Cá sơn thóc đuôi ngắn (priacanthus macracan thus): + Cá sơn thóc đỏ (priacanthus hamrur) + Cá sơn thóc đuôi dài (priacanthus tayenus). Trong đó đối tượng chọn nghiên cứu là cá sơn thóc đỏ. Cá sơn thóc đỏ có thân hình bầu dục hơi dài, rất dẹt hai bên, đầu to vừa phải, mõm ngắn, mắt rất to, đường kính mắt bằng ½ chiều dài đầu. Chiều dài thân gấp hơn 2 lần chiều cao thân, miệng rộng co duỗi được, vảy nhỏ phủ toàn đầu và thân, gốc vây lưng thuộc phần tia cứng dài hơn nhiều phần tia mềm, vây ngực nhọn. Hai vây bụng rất gần nhau, gai của vây bụng rất lớn, vây đuôi lõm vào rất rõ, toàn thân màu đỏ càng về phía lưng càng xẫm, càng về phía bụng càng nhạt và có pha màu trắng bạc, các vây màu tối có viền đen. Phân bố: Hawai, Hồng Hải, Nhật Bản, Philippin, Việt Nam. Mùa vụ khai thác cá sơn thóc: Quanh năm. Kích thước khai thác: 260-300 mm. Bảng 1.2. Thành phần khối lượng của cá sơn thóc Thịt Đầu Xương (%) (%) 40 20 (%) Vây, vảy, da (%) Mang, nội tạng (%) 16 12,8 11,2 Bảng 1.3. Thành phần hóa học của thịt cá sơn thóc Protein (%) Lipid (%) Nước (%) Tro (%) 19,56 0,76 77,2 1,49 9 1.2.2. Chất phụ gia và chất hỗ trợ kỹ thuật + Sorbitol (E420) Công thức phân tử: C6H14O6 Công thức hóa học: Tên tiếng Việt: sorbitol, Tên tiếng Anh: sorbitol ADI: chưa xác định, INS: 420 Sorbitol là một loại polyol, có vị ngọt bằng 60% của đường sucrose và con người không có khả năng tiêu hóa sorbitol nên không gây tăng đường huyết và tăng hoạt động của insulin cũng như không gây sâu răng. Sorbitol được sử dụng làm chất điều vị, tăng khả năng giữ nước và tạo độ bóng cho sản phẩm. Mặt khác do sorbitol là polyol nên không bị chuyển hóa bởi vi khuẩn nên thường được một số tác giả cho rằng có khả năng “ức khuẩn”. + Cồn thực phẩm: Cồn thực phẩm có độ cồn: 900, 960, 980 Công thức hóa học của nó là C2H5OH, hay CH3-CH2-OH, viết tóm tắt là C2H6O Cồn có tác dụng khử mùi tanh, khử màu hiệu quả cao + Muối ăn: Công thức phân tử NaCl Công thức cấu tạo: Na-Cl Sử dụng muối ăn trong công đoạn rửa hạn chế được sự tổn thất protein ra ngoài môi trường, hỗ trợ khả năng hydrat hóa của các phân tử protein + Đường Sucrose Trong sản xuất surimi thì đường dùng chủ yếu với mục đích tạo độ trong, độ bóng và là chất bền nhiệt. Ngoài ra đường còn có tác dụng tạo vị ngọt dịu, tăng khả năng sinh năng lượng cho sản phẩm. Khi chế biến đường có tác dụng tạo màu đẹp, mùi thơm do phản ứng caramen và các phản ứng với aminoacid tạo mùi thơm, đặc 10 biệt là khi mô phỏng các sản phẩm chế biến nhiệt độ cao như nướng, rán… Đường thường sử dụng là đường saccaroza. Ngoài chất phụ gia thường dùng, hiện nay các công trình nghiên cứu nước ngoài đã nghiên cứu đưa vào sử dụng rất nhiều loại chất phụ gia khác nhau có tác dụng làm tăng khả năng liên kết nước, tăng khả năng kết dính của sản phẩm và tăng độ bền nhiệt như lòng trắng trứng, keo agar, keo alginat… + Caragin Caragin là sản phẩm phụ gia mới, được sản xuất từ carrageenan. Carrageenan có khả năng hút nước mạnh, sự hút nước kèm theo trương phồng đáng kể để tạo thành gel theo thời gian khi nó tiếp xúc với dung môi. Caragin là chất phụ gia quan trọng để tạo đông tụ, tính bền dẻo, đồng nhất khi phối trộn sẽ nâng cao tính cảm quan, làm tăng giá trị dinh dưỡng, kéo dài thời gian bảo quản, đảm bảo chất lượng sản phẩm surimi trong một thời gian quy định. Khi bổ sung carrageenan vào thịt cá xay có hàm ẩm từ 70-80% và nghiền giã liên tục trong khoảng thời gian 20 phút, khi đó liên kết gel sẽ hình thành theo cơ chế chung. Ngoài liên kết giữa protein cá với protein cá còn có liên kết gel giữa carrageenan và protein cá. Do hình thành lưới gel như vậy, đồng thời carrageenan có độ nhớt cao nên đã làm gia tăng cấu trúc của surimi và độ bền đông kết tăng lên. Liên kết giữa carrageenan và protein có cả liên kết hydro và liên kết tĩnh điện, do vậy gel này khá bền và có độ dẻo nhất định. Tuy nhiên, khi tỷ lệ carrageenan quá lớn sẽ làm suy giảm cấu trúc làm cho độ bền đông kết giảm do dư thừa các phân tử carrageenan trong trật tự gel, các phân tử carrageenan mang âm điện chúng cùng điện tích nên đẩy nhau làm cho độ bền gel giảm. +NaHPO4.12H2O Việc duy trì khả năng giữ nước của thịt cá trong quá trình chế biến có một ý nghĩa lớn làm giảm sự mất nước của thịt cá sẽ làm tăng sản lượng của sản phẩm, đồng thời cải thiện chất lượng của sản phẩm. Sử dụng các muối phosphat có tác dụng làm tăng khả năng ngậm nước, tăng độ bền của mạng lưới gel do muối polyphosphat có khả năng gây biến hình một số chất trong thành phần của surimi. Ngoài ra nó còn làm tăng độ kiềm của thịt cá gây ức chế sự co cơ và làm protein trương nở. 11 Mặt khác khi có mặt muối polyphosphat có phân tử lượng lớn tham gia phân giải actomiozin thành actin và miozin đưa đến lượng miozin tăng lên. Trong phân tử miozin lại chứa nhiều acid amin mạch nhánh và phân tử ở dạng sợi, do đó có tác dụng hydrat hóa mạnh nên độ hòa tan và tính ngậm nước của protein tăng lên. Trong sản xuất surimi thường dùng Na2HPO4.12H2O để làm tăng tính trương nở, tính ngậm nước và tính kết dính. 1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SURIMI [8] 1.3.1. Sản xuất surimi tinh chế theo phương pháp Nhật Bản Theo quy trình này, thịt cá xay được rửa 4 lần. Trước tiên, thịt cá xay được rửa bằng nước muối loãng 0,5% và 3 lần sau rửa liên tiếp bằng nước lạnh. Phương pháp này cho chất lượng surimi khá tốt, nhất là độ bền đông kết và độ dẻo. Cá nguyên liệu Tách xương, da Nghiền thô Rửa lần 1 Nước muối 0,5% Rửa lần 2 Rửa lần 3 Nước lạnh Rửa lần 4 Tách nước, nghiền trộn, định hình, cấp đông, bảo quản Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất surimi bằng phương pháp của Nhật Bản Cá nguyên liệu sau khi tách xương, da, vây và nội tạng, được xay thô nhằm làm vỡ các tế bào và các mô, tạo điều kiện cho quá trình rửa hoà tan nhanh các chất phi protein. Sau đó, tiến hành rửa trong môi trường nước muối 0,5% để loại bỏ tạp chất nhớt, máu và các chất phi protein của thịt cá. Tiến hành rửa lần đầu bằng nước muối 0,5% và 3 lần sau bằng nước lạnh có nhiệt độ khoảng 10÷150C, nhằm làm sạch và phục hồi chức năng tạo gel của