Đề xuất giải pháp để nâng cao chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản khô cá tra phồng ở châu đốc An Giang

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC AN GIANG KHOA NOÂNG NGHIEÄP-TAØI NGUYEÂN THIEÂN NHIEÂN BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ THÖÏC PHAÅM ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC CAÁP TRÖÔØNG ÑEÀ XUAÁT GIAÛI PHAÙP ÑEÅ NAÂNG CAO CHAÁT LÖÔÏNG VAØ KEÙO DAØI THÔØI GIAN BAÛO QUAÛN KHOÂ CAÙ TRA PHOÀNG ÔÛ CHAÂU ÑOÁC AN GIANG CHUÛ NHIEÄM ÑEÀ TAØI: THS. NGUYEÃN DUY TAÂN AN GIANG, THAÙNG 5 NAÊM 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP – TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ KÉO DÀI THỜI GIAN BẢO QUẢN KHÔ CÁ TRA PHỒNG Ở CHÂU ĐỐC AN GIANG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: ThS. NGUYỄN DUY TÂN AN GIANG, THÁNG 5 NĂM 2009 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn đến tất cả những người đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này, trong đó có thể nhắc đến: - Ban Giám hiệu Trường Đại học An Giang, đặc biệt là Giáo sư Tiến sĩ Võ Tòng Xuân và Ban lãnh đạo Công ty Afiex đã hỗ trợ chúng tôi một phần kinh phí. - Ban lãnh đạo Công ty Thủy sản Cửu Long An Giang, đặc biệt là Kỹ sư Nguyễn Thị Tuyết Hạnh đã hỗ trợ tôi trong việc cung cấp nguyên liệu cho thí nghiệm. - Quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là Phó giáo sư Tiến sĩ Đống Thị Anh Đào đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức về chuyên môn. - Kỹ sư Lý Huỳnh Sơn, Nguyễn Huỳnh Tấn, Lê Đức Minh, Châu Minh Nhân, Phạm Ngọc Hòa và Nguyễn Thị Nga đã tiếp sức tôi trong việc thực hiện các thí nghiệm. - Ban lãnh đạo Khoa NN-TNTN, Bộ môn CNTP và các bạn đồng nghiệp ở bộ môn, các bạn ở phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Người thực hiện NGUYỄN DUY TÂN i TÓM TẮT Cá tra là loài cá nước ngọt có giá trị dinh dưỡng cao, trong thành phần protein có đầy đủ các acid amin cần thiết còn trong thành phần acid béo có các acid béo không no rất có giá trị như omega 3 và omega 6. Ngày nay loài cá này được nuôi và phát triển mạnh mẽ ở khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long, đặc biệt là ở An Giang cá được nuôi tập trung thành những làng bè ven sông. Khô cá tra phồng là một trong những sản phẩm được chế biến từ loài cá này và là đặc sản của người dân Châu Đốc tỉnh An Giang. Nó có từ lâu đời, được chế biến theo phương pháp gia truyền, là sản phẩm được đa số người dân trong vùng biết đến và ưa chuộng, có xu hướng ngày càng phát triển rộng lớn. Tuy nhiên, do sản phẩm được chế biến theo phương pháp truyền thống ở qui mô hộ gia đình nên gặp phải một số nhược điểm như thời gian bảo quản ngắn, dễ nhiễm vi sinh vật, cát sạn và có vị rất mặn. Cho đến nay, các nghiên cứu về sản phẩm này còn rất hạn chế. Xuất phát từ những nhu cầu trên, và để có thể giúp đỡ các hộ sản xuất kinh doanh khô cá tra phồng có phương pháp chế biến thích hợp nhằm đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và dinh dưỡng trong chế biến, giảm được vị mặn. Chúng tôi đã tiến hành khảo sát các cơ sở sản xuất khô cá tra phồng ở Châu Đốc, nghiên cứu và cải thiện qui trình chế biến cũng như khảo sát quá trình bảo quản sản phẩm. Kết quả thu nhận được như sau: - Hầu hết các cơ sở sản xuất khô cá tra phồng ở Châu Đốc đều ngâm ươn cá bằng các bè trên sông, điều này rất không đảm bảo vệ sinh vì hiện nay các dòng sông đang bị ô nhiễm nặng vào mùa khô cũng như mùa mưa. Hàm lượng muối ướp cá rất cao từ 20-40% do đó hàm lượng muối trong khô cũng khá cao 13-16%. Phương pháp làm khô bằng cách phơi nắng trên các giàn phơi do đó có thể sẽ bị nhiễm cát bụi, vi sinh vật và do phơi trực tiếp dưới ánh nắng nên chỉ số acid, peroxyt của sản phẩm cao. - Có thể thay đổi quá trình ngâm ươn cá trên sông bằng các bồn nước sạch (nước máy), với tỷ lệ cá/nước là 1/12 (w/w) trong thời gian 20 giờ sản phẩm vẫn tạo được mùi khô đặc trưng không khác biệt so với các sản phẩm có trên thị trường. Hàm lượng đạm amoniac 25,84 mg/100g và đạm acid amin 1,88%. - Giảm được hàm lượng muối khoảng ½ so với các sản phẩm có trên thị trường mà vẫn tạo được cấu trúc và hương vị tốt. Muối cá theo phương pháp muối khô với hàm lượng muối 13% trong thời gian 5 giờ sẽ cho hàm lượng muối trong khô 7,38%. - Có thể thay thế phương pháp làm khô bằng ánh nắng mặt trời bằng phương pháp sấy ở 500C trong thời gian 32 giờ sẽ cho sản phẩm có chỉ số acid 3,39 mg KOH/g và peroxyt 3,62 meq/kg thấp hơn sản phẩm trên thị trường. - Sản phẩm khô cá tra phồng Thanh Trúc có thể giữ được chất lượng trong 3 tháng nếu sử dụng 0,2% kalisoorbate, 0,01% BHA, 0,01% BHT và để trong bao bì PA hút chân không. - Sản phẩm khô cá tra phồng thí nghiệm có thể giữ được chất lượng tốt trong 4 tháng nếu sử dụng 0,2% kalisorbate, 0,01% BHA, 0,01% BHT, bao màng chitosan và để trong bao bì PA hút chân không. ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH HÌNH v DANH MỤC BẢNG vii KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT viii Chương 1: GIỚI THIỆU 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 1 3. Nội dung nghiên cứu 1 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1. Tình hình nuôi cá tra, basa ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và ở An Giang 2 2. Giới thiệu sơ lược về cá tra 6 3. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thịt cá tra 7 4. Những biến đổi của thịt cá sau khi chết 12 5. Thành phần và tính chất của muối ăn sử dụng để muối cá 16 6. Kỹ thuật và nguyên lý ướp muối khi làm khô 18 7. Quá trình sấy khô nguyên liệu 20 8. Biến đổi của thịt cá khi làm khô 22 9. Một số nguyên phụ liệu sử dụng trong nghiên cứu 25 Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phương tiện nghiên cứu 32 1.1. Thời gian nghiên cứu 32 1.2. Địa điểm nghiên cứu 32 1.3. Nguyên vật liệu sử dụng cho nghiên cứu 32 2. Phương pháp nghiên cứu 32 2.1. Phương pháp phân tích, thu nhận và xử lý các chỉ tiêu 32 2.2. Phương pháp thực hiện các nội dung nghiên cứu 33 Phần 1: Khảo sát tình hình sản xuất khô cá tra phồng ở Châu Đốc 33 Phần 2: Thực hiện các thí nghiệm để tìm ra qui trình sản xuất tối ưu nhất 33 A. Khảo sát quá trình ngâm ươn 33 Thí nghiệm 1: Ngâm ươn bằng nước máy 33 Thí nghiệm 2: Ngâm ươn bằng enzyme 34 Thí nghiệm 3: Ngâm ươn bằng dung dịch khóm 35 B. Khảo sát quá trình ướp muối 36 iii Thí nghiệm 4: Ướp muối khô 36 Thí nghiệm 5: Ướp muối ướt 37 C. Khảo sát quá trình làm khô 38 Thí nghiệm 6: Khảo sát nhiệt độ và thời gian sấy 38 Phần 3: Khảo sát quá trình bảo quản và phân tích chất lượng sản phẩm 39 Thí nghiệm 7: Khảo sát bảo quản sản phẩm thí nghiệm 39 Thí nghiệm 8: Khảo sát bảo quản sản phẩm Thanh Trúc 40 3. Yêu cầu vi sinh vật đối với thủy sản khô 42 4. Thông tin về trang thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 43 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1. Kết quả khảo sát tình hình sản xuất khô cá tra phồng ở Châu Đốc 44 2. Qui trình sản xuất khô cá tra phồng của cơ sở Năm Tấn (Thanh Trúc) 45 3. Nhận xét, bàn luận qui trình sản xuất của cơ sở và đề xuất cải tiến 51 4. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của nguyên liệu cá tra 53 5. Kết quả khảo sát các khâu trong qui trình sản xuất 54 5.1. Quá trình ngâm ươn 54 Kết quả thí nghiệm 1 54 Kết quả thí nghiệm 2 57 Kết quả thí nghiệm 3 59 5.2. Quá trình ướp muối 62 Kết quả thí nghiệm 4 62 Kết quả thí nghiệm 5 63 5.3. Quá trình sấy sản phẩm 65 Kết quả thí nghiệm 6 65 5.4. Quá trình bảo quản sản phẩm 71 Kết quả thí nghiệm 7 71 Kết quả thí nghiệm 8 73 5.5. Kết quả phân tích sản phẩm thí nghiệm và sản phẩm trên thị trường 77 5.6. So sánh chất lượng sản phẩm thí nghiệm và sản phẩm trên thị trường 79 5.7. Ước tính chi phí cho sản phẩm thí nghiệm. 80 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận 82 2. Kiến nghị 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 PHỤ CHƯƠNG A pc1 PHỤ CHƯƠNG B pc12 iv DANH SÁCH HÌNH Số tt Tựa hình Trang 1 Cơ cấu thị trường xuất khẩu năm 2006 của công ty Agifish 3 2 Giá xuất khẩu cá tra, basa phi lê các tháng đầu năm 2006 3 3 Sản lượng và tỷ lệ cá khô xuất khẩu của Việt Nam (2000-2005) 3 4 Khô cá tra, basa tẩm gia vị của công ty Agifish 4 5 Khô cá tra, basa muối mặn của công ty Agifish 4 6 Khô cá tra phồng của công ty Agifish 4 7 Cá tra (Pangasius hypophthalmus ) 7 8 Cá tra nguyên con cắt khúc và philê 7 9 Sơ đồ biến đổi của thịt cá sau khi chết 12 10 Sơ đồ biến đổi về pH của cá sau khi chết 13 11 Sơ đồ biểu diễn quá trình phân hủy protein 15 12 Sự phân bố tổng hoạt tính của enzyme bromelin ở các phần khác nhau 27 13 Cấu trúc phân tử của chitosan 29 14 Cấu trúc phân tử của BHA 30 15 Cấu trúc phân tử của BHT 30 16 Công thức cấu tạo của Kalisorbate 31 17 Sơ đồ qui trình chế biến tham khảo 33 18 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 34 19 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 35 20 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 36 21 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 37 22 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 38 23 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 6 39 24 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 7 40 25 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 8 41 26 Sơ đồ qui trình sản xuất khô cá tra phồng 45 27 Đồ thị biểu diễn nồng độ SS trên sông Hậu tại làng bè Châu Đốc 52 28 Đồ thị biểu diễn nồng độ BOD trên sông Hậu tại làng bè Châu Đốc 52 29 Đồ thị biểu diễn lượng Coliforms trên sông Hậu tại làng bè Châu Đốc 52 30 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm amoniac theo thời gian 54 31 Đồ thị biểu diễn hàm lượng amoniac theo thời gian và tỷ lệ nước/cá 55 32 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm acid amin theo thời gian 56 33 Đồ thị biểu diễn hàm lượng acid amin theo thời gian và tỷ lệ nước/cá 56 v 34 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm amoniac theo thời gian 57 35 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm amoniac theo thời gian và tỷ lệ enzyme 58 36 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm acid amin theo thời gian 58 37 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm acid amin theo thời gian và tỷ lệ enzyme 59 38 Đồ thị biểu diễn hàm lượng amoniac theo thời gian 59 39 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm amoniac theo thời gian và tỷ lệ khóm 60 40 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm acid amin theo thời gian 60 41 Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm acid amin theo thời gian và tỷ lệ khóm 61 42 Đồ thị biểu diễn hàm lượng muối ngấm vào theo thời gian 62 43 Đồ thị biểu diễn hàm lượng muối ngấm theo thời gian và nồng độ 63 44 Đồ thị biểu diễn hàm lượng muối ngấm theo thời gian 63 45 Đồ thị biểu diễn lượng muối ngấm theo thời gian và hàm lượng 64 46 Đồ thị biểu diễn hàm ẩm của sản phẩm sau khi sấy theo thời gian 65 47 Đồ thị biểu diễn hàm ẩm theo thời gian và nhiệt độ sấy 66 48 Đồ thị biểu diễn chỉ số acid của sản phẩm sau khi sấy theo thời gian 67 49 Đồ thị biểu diễn chỉ số acid theo thời gian và nhiệt độ sấy 67 50 Đồ thị biểu diễn chỉ số peroxyt của sản phẩm sau khi sấy theo thời gian 68 51 Đồ thị biểu diễn chỉ số peroxyt theo thời gian và nhiệt độ sấy 69 52 Lều phơi khô cá tra phồng Thanh Trúc thí nghiệm bảo quản 73 53 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ trong lều phơi theo thời gian 73 vi DANH MỤC BẢNG Số tt Tựa bảng Trang 1 Chiết tính hiệu quả kinh tế 1kg cá thành phẩm năm 2005 5 2 Các loài trong giống cá tra ở Việt Nam 6 3 Thành phần hóa học của thịt cá tra theo trọng lượng 8 4 Khối lượng các phần khác nhau của cá tra 8 5 Thành phần dinh dưỡng trên 100g sản phẩm ăn được 8 6 Thành phần acid amin cần thiết trong protein cá tra và basa 9 7 Thành phần acid béo trong mỡ cá tra và basa 9 8 Các hợp chất ươn hỏng và vi sinh vật gây ươn hỏng đặc trưng 16 9 Thành phần hóa học của các hạng muối 16 10 Sự hòa tan của muối ăn NaCl ở các nhiệt độ khác nhau 17 11 Chỉ tiêu vi sinh theo tiêu chuẩn Việt Nam 42 12 Chỉ tiêu vi sinh theo qui định của Bộ Y tế 42 13 Kết quả phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu 53 14 Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu cá tra 53 15 Kết quả phân tích vi sinh và kháng sinh của nguyên liệu 54 16 Hàm lượng đạm amoniac trung bình qua phân tích ANOVA 55 17 Hàm lượng đạm acid amin trung bình qua phân tích ANOVA 56 18 Điểm cảm quan của các mẫu qua phân tích ANOVA 57 19 Hàm lượng đạm amoniac trung bình qua phân tích ANOVA 58 20 Hàm lượng đạm acid amin trung bình qua phân tích ANOVA 59 21 Hàm lượng đạm amoniac trung bình qua phân tích ANOVA 60 22 Hàm lượng đạm acid amin trung bình qua phân tích ANOVA 61 23 Hàm lượng muối ngấm trung bình qua phân tích ANOVA 62 24 Hàm lượng muối ngấm trung bình qua phân tích ANOVA 63 25 Điểm đánh giá của các mẫu sau khi chuyển hàng qua điểm 65 26 Điểm đánh giá cảm quan trung bình qua phân tích ANOVA 65 27 Hàm ẩm trung bình của sản phẩm qua qua phân tích ANOVA 66 28 Chỉ số acid trung bình của sản phẩm qua phân tích ANOVA 67 29 Chỉ số peroxyt trung bình của sản phẩm qua phân tích ANOVA 68 30 Điểm đánh giá cảm quan của các mẫu sau khi chuyển đổi 69 31 Điểm đánh giá cảm quan trung bình qua phân tích ANOVA 70 32 Kết quả phân tích ẩm của mẫu sản phẩm theo thời gian bảo quản 70 33 Kết quả phân tích đạm amoniac của mẫu sản phẩm theo thời gian 71 vii 34 Kết quả phân tích chỉ số acid của mẫu sản phẩm theo thời gian 71 35 Kết quả phân tích chỉ số peroxyt của mẫu sản phẩm theo thời gian 72 36 Theo dõi sự xuất hiện của nấm mốc trong quá trình bảo quản 74 37 Sự thay đổi ẩm của các mẫu trong quá trình bảo quản 74 38 Sự thay đổi đạm amoniac của các mẫu trong quá trình bảo quản 75 39 Sự thay đổi chỉ số acid của các mẫu trong quá trình bảo quản 75 40 Sự thay đổi chỉ số peroxyt của các mẫu trong quá trình bảo quản 75 41 Kết quả phân tích thành phần hóa học sản phẩm thí nghiệm 76 42 Kết quả phân tích thành phần acid amin sản phẩm thí nghiệm 77 43 Kết quả phân tích thành phần acid béo sản phẩm thí nghiệm 77 44 Kết quả phân tích vi sinh sản phẩm thí nghiệm 77 45 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu của các sản phẩm trên thị trường 78 46 Kết quả phân tích vi sinh của các sản phẩm trên thị trường 78 47 Điểm đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm thí nghiệm 78 48 Điểm của các mẫu sau khi đã chuyển đổi 79 49 Điểm đánh giá cảm quan trung bình qua phân tích ANOVA 79 50 So sánh một số chỉ tiêu sản phẩm thí nghiệm và sản phẩm trên thị trường 80 51 Hiệu suất phi lê nguyên liệu cá tra 80 52 Hiệu suất thu hồi của sản phẩm sau khi sấy 81 53 Ước tính chi phí cho sản phẩm thí nghiệm 81 viii KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu long NN&PTNT: Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ADN: Deoxyribose Nucleotid Acid ARN: Ribose Nucleotid Acid ATP: Adenosine Tri Phosphate CFU: Colony Forming Units TMA: Tri Metyl Alamin CNTP: Công Nghệ Thực Phẩm TNHH XNK: Trách nhiệm hữu hạn xuất nhập khẩu BHA (Butylated hydroxy Anisole): Chất chống oxy hóa BHT (Butylated hydroxy Toluene): Chất chống oxy hóa PA (Polyamide): Nylong TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam MĐC: Mẫu đối chứng SS (Suspended solids): Chất rắn lơ lửng BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh học TCMT: Tiêu chuẩn môi trường ANOVA (ANalysis Of VAriane between groups): Phân tích ANOVA SP-TN: Sản phẩm thí nghiệm TBCHS: Trung bình có hệ số MPN (Most Probality numbers): Phương pháp pha loãng tới hạn ix Chương 1: GIỚI THIỆU 1. Đặt vấn đề Khô cá tra phồng là một sản phẩm truyền thống, được sản xuất theo phương thức thủ công và bí quyết gia truyền riêng của mỗi cơ sở, qui trình chế biến còn nhiều khâu chưa đảm bảo vệ sinh, rất dễ nhiễm vi sinh vật. Với phương thức chế biến truyền thống như vậy và khâu bảo quản sản phẩm chưa được các cơ sở tập trung nghiên cứu nhiều. Do đó, sản phẩm khô cá tra phồng hiện tại không để lâu được chỉ sau 1-2 tháng thì sản phẩm bị ôi dầu và mốc. Vì vậy, việc nghiên cứu để khắc phục các nhược điểm trong qui trình chế biến truyền thống cũng như việc nghiên cứu kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm khô cá tra phồng là một việc làm rất cần thiết trong tình hình hiện tại. Để từ đó sản phẩm khô cá tra phồng ngày càng được nhiều người tiêu dùng ưa chuộng hơn và đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm để có thể xuất khẩu nhiều hơn. Bên cạnh đó, góp phần giải quyết nguồn nguyên liệu rất dồi dào như hiện nay, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ cá tra. Đóng góp thêm nguồn tài liệu nghiên cứu về dinh dưỡng thịt cá tra cũng như các sản phẩm từ cá tra còn đang là thông tin rất hiếm như hiện nay. Thực hiện theo chủ trương phát triển và nâng cao chất lượng các sản phẩm truyền thống của tỉnh An Giang. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đề xuất được qui trình chế biến sản phẩm khô cá tra phồng với các thông số cụ thể trong các công đoạn chế biến - Tạo sản phẩm khô cá tra phồng có mùi vị và cấu trúc tốt nhưng ít mặn hơn khô cá tra phồng hiện có trên thị trường - Tạo sản phẩm khô cá tra phồng đạt chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm và có thời gian bảo quản lâu hơn sản phẩm hiện có trên thị trường 3. Nội dung nghiên cứu Phần 1: Khảo sát tình hình sản xuất khô cá tra phồng ở Châu Đốc - Thu thập số liệu về tình hình sản xuất kinh doanh khô cá tra phồng - Khảo sát qui trình chế biến của 3 cơ sở sản xuất khô cá tra phồng - Nhận xét và đánh giá các qui trình này Phần 2: Thực hiện các thí nghiệm để tìm ra qui trình sản xuất tối ưu nhất - Khảo sát ảnh hưởng của môi trường nước ngâm đến quá trình làm ươn cá - Khảo sát ảnh hưởng quá trình ướp muối đến vị mặn và cấu trúc của sản phẩm - Khảo sát ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng của sản phẩm Phần 3: Khảo sát quá trình bảo quản và phân tích chất lượng sản phẩm - Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp bảo quản đến thời gian bảo quản - Phân tích so sánh chất lượng sản phẩm thí nghiệm và sản phẩm trên thị trường - Ước tính giá thành sản phẩm theo qui trình thí nghiệm 1 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1. Tình hình nuôi cá tra, basa ở Đồng bằng Sông Cửu Long và ở An Giang Theo Phạm Văn Khánh, 2003 nuôi cá bè ở Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) có từ những năm 60 của thế kỷ 20. Có lẽ nó được bắt nguồn từ vùng biển Hồ của Campuchia, sau đó kiều dân Việt Nam hồi hương đã áp dụng hình thức nuôi bè đầu tiên ở vùng Châu Đốc và Tân Châu thuộc tỉnh An Giang. Cho đến nay, nhờ sự cải tiến về khoa học và kỹ thuật nên nuôi cá bè lấy thịt đã phát triển thành một nghề vững chắc. Đây là một kỹ thuật nuôi tăng sản mang tính công nghiệp. Cá được nuôi trong bè đặt trên các dòng sông nước chảy liên tục, do đó luôn cung cấp đủ dưỡng khí cho nhu cầu sống và phát triển của cá, vì vậy có thể nuôi với mật độ cao và đạt năng suất nuôi cũng rất cao. Tại các tỉnh ĐBSCL, nuôi cá bè phân bố ở một nữa số tỉnh của vùng, nhưng tập trung nhất ở hai tỉnh An Giang và Đồng Tháp, chiếm 60% số bè nuôi. Hai tỉnh này được xem là hai “trung tâm” nuôi cá bè chiếm 62-76% sản lượng cá nuôi bè của khu vực trong những năm gần đây. ĐBSCL có khoảng 35 vạn ha mặt nước nuôi trồng thủy sản trong đó số lượng cá nước ngọt nuôi được khoảng 173 loài. Cho thấy tiềm năng nuôi trồng thủy sản rất lớn và đang được đẩy mạnh phát triển theo hướng hiện đại hóa cả ở khâu nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu. Theo đó, chủng loại và sản lượng thủy sản ngày một gia tăng, loài cá tra và cá basa đem lại lợi nhuận và giá trị kinh tế cao hiện nay. Trong thời gian qua, do việc chủ động sản xuất được con giống cá tra và cá basa, cộng với sự phát triển của công nghệ chế biến, khai thông được thị trường xuất khẩu các sản phẩm từ cá tra và cá basa. Một số tỉnh đầu tư nuôi loài cá này một cách mạnh mẽ, bằng các hình thức nuôi bè trên sông và ao hầm. Đặc biệt, gần đây còn phát triển thêm phương thức nuôi đăng quằng cho hiệu quả cao. Ở An Giang, năm 2004 cá tra, basa nuôi với diện tích ao hầm 1.234 ha và bè là 3.194 ha, đạt sản lượng 170.000 tấn, cả đồng bằng sông Cửu Long là 300.000 tấn. Trong năm 2005, sản lượng nuôi đạt gần 181.000 tấn, tăng khoảng 21 ngàn tấn so năm 2004. Năm 2006, diện tích nuôi là 1.748 ha, 2.810 lồng bè với sản lượng là 181.137 tấn. Năm 2007, diện tích nuôi 1.286 ha đạt sản lượng 257.200 tấn Năm 2008, ở Đồng bằng Sông Cửu Long diện tích nuôi cá tra là 6.000 ha đạt sản lượng 1,2 triệu tấn, xuất khẩu 633.000 tấn trị giá 1,44 tỷ USD. Riêng ở An Giang diện tích nuôi 1.400 ha, đạt sản lượng 271.000 tấn, xuất khẩu 190.000 tấn trị giá 423 triệu USD. Xuất khẩu cá tra của khu vực đạt 657.000 tấn với kim ngạch 1,48 tỉ đô la Mỹ, tăng 69 % về sản lượng và 51 % về giá trị so với năm 2007 và chiếm 32,1 % trong tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản (Sở NN&PTNT AG). Nghề nuôi cá tra, basa phát triển ồ ạt thúc đẩy sự hình thành các nhà máy chế biến thủy sản đã đặt ra những thách thức trong quá trình phát triển thủy sản ở An Giang. Trước hết là môi trường nước bị ô nhiễm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, tỷ lệ hao hụt cao, thủy sản nhiễm kháng sinh … Bên cạnh đó, kể từ khi xảy ra vụ kiện chống phá giá cá tra, basa rồi lại đến dư lượng kháng sinh fluoroquinolones có trong tôm, cá làm ảnh hưởng rất lớn đến tình hình mua bán, chế biến và nuôi trồng. Đặt ra cho nhà chế biến và người nuôi phải tổ chức lại sản xuất để đảm bảo chất lượng và an toàn theo yêu cầu khách hàng. Áp dụng những tiêu chuẩn Quốc tế để định hướng phát triển và hội nhập. 2 Trước những khó khăn trên, các doanh nghiệp kinh doanh thủy sản đang chú trọng vào thị trường nội địa, đa dạng hóa sản phẩm và khai thác thị trường mới. Hiện nay ngoài các mặt hàng phi lê truyền thống, các sản phẩm giá trị gia tăng chế biến từ cá tra, basa cũng tăng cao và có khoảng 100 mặt hàng được sản xuất. Bên cạnh đó, hai công ty Agifish và Afiex cũng đã và đang nghiên cứu sản xuất khô cá tra phồng, cá tra muối mặn, … Sau đây là một số thông tin về cá tra, basa. Hình 1: Cơ cấu thị trường xuất khẩu năm 2006 của công ty Agifish 3.2 2.9 3.3 3.5 3.8 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 1 2 3 4 5 U SD /k g Giaù xuaát khaåu naêm 2006 Hình 2: Giá xuất khẩu cá tra, basa phi lê các tháng đầu năm 2006 6.51 12.91 17.18 7.22 14.76 21.68 0 5 10 15 20 25 Sa ûn lö ôïn g (x 10 00 ta án) 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2.23 3.44 3.75 1.50 2.78 3.41 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 Ty û le ä ( % ) 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Hình 3: Sản lượng và tỷ lệ cá khô xuất khẩu của Việt Nam (2000-2005) 3 Hình 4: Khô cá tra, basa tẩm gia vị của công ty Agifish Hình 5: Khô cá tra, basa muối mặn của công ty Agifish Hình 6: Khô cá tra phồng của công ty Agifish 4 Nuôi trồng thủy sản là một trong những thế mạnh của tỉnh An Giang, trong những năm qua không ngừng tăng cao cả về số lượng lẫn chất lượng, bình quân mỗi năm tăng sắp xỉ gần 20%. Với sản lượng cá rất dồi dào và hầu như có xuyên suốt quanh năm là nguồn nguyên liệu tốt cho công nghệ chế biến. Toàn tỉnh có 16 nhà máy chế biến thủy sản (13 doanh nghiệp), hiện có 13 nhà máy đang hoạt động với tổng công suất khoảng 120.000 tấn/năm. Thị trường tiêu thụ thủy sản chế biến chủ yếu của tỉnh là xuất khẩu, tiêu thụ trong nước chỉ chiếm 5%. Sản phẩm thủy sản của An Giang hiện đã có mặt tại 49 quốc gia và vùng lãnh thổ, trong đó thị trường Châu Âu chiếm 40%, Châu Á chiếm 38%, Châu Mỹ chiếm 12%. Trong số 13 doanh nghiệp thủy sản của tỉnh, chỉ có 6 doanh nghiệp được chứng nhận đạt tiêu chuẩn ISO, 7 doanh nghiệp được chứng nhận đạt tiêu chuẩn HACCP, 7 doanh nghiệp được chứng nhận đạt tiêu chuẩn Code EU, 4 doanh nghiệp được chứng nhận đạt tiêu chuẩn SQF, 3 doanh nghiệp được chứng nhận đạt tiêu chuẩn HALAL, số còn lại đang xây dựng hoặc chưa được chứng nhận (Phan Thị Yến Nhi, 2008). Theo ông Ngô Phước Hậu chủ tịch Ủy ban cá nước ngọt cho biết tình hình nuôi cá tra năm nay khá bi quan khi có tới 50% diện tích ao nuôi không thả cá và dự báo 6 tháng đầu năm nay sẽ thiếu nguyên liệu trầm trọng, kéo theo thừa công suất quá nhiều ở các nhà máy. Hiện cả nước có 100 nhà máy chế biến cá có công suất chế biến 1,5 triệu tấn sản phẩm mỗi năm và có khả năng năm nay chỉ sử dụng được 30%. Nghề nuôi cá tra ở ĐBSCL và cả nước đã phát triển hơn 13 năm. Nhưng nếu nhìn nhận một cách có hệ thống, tỷ suất lợi nhuận nuôi cá tra của người nuôi cá đang giảm dần. Ông Bùi Hữu Trí, Chủ tịch Hiệp hội Thủy sản Cần Thơ, phân tích: Năm 2003, giá bán cá tra nguyên liệu trung bình là 7.000 đồng/kg, giá thành sản xuất chỉ khoảng 4.500 đồng/kg, năm 2004 là 8.000 đồng/kg và trên 6.000 đồng/kg; năm 2005 là 10.000 đồng/kg và 8.000 đồng/kg, năm 2006 là 13.000 đồng/kg và 10.000- 11.000 đồng/kg; năm 2007 là 13.500-14.000 đồng/kg và 12.000-13.000 đồng/kg”. Đến năm 2008, mức giá bán chỉ đạt 14.500-15.000 đồng/kg nhưng giá thành sản xuất con cá tra đã lên đến 15.000-16.000 đồng/kg. Hơn 5 năm qua, lãi suất ngân hàng đối với người nuôi cá tra từ 0,75% trên năm đã tăng lên 17% trên năm; thức ăn mỗi năm tăng giá trên 80%; giá một số hàng hóa liên quan tới sản xuất cá tra như: dầu tăng 70%, lao động tăng 20-30%, thuốc thú y thủy sản tăng 40-50%, chi phí khác tăng 60-70% ... Trong khi đó, tỷ lệ tiêu hao cá tra cũng tăng từ 5% - 40%. Bảng 1: Chiết tính hiệu quả kinh tế 1kg cá thành phẩm năm 2005 Chiết tính Cá tra Cá basa Thời gian nuôi 6-12 tháng 12-16 tháng Con giống 2.000 đồng/con 3.000 đồng/con Thức ăn 3.5kg x 1.800đồng/kg = 6.300đ 4kg x 1.800đồng/kg = 7.200đ Chi phí khác 1.200 đồng/kg 1.300 đồng/kg Tổng chi phí 9.500 đồng/kg 11.500 đồng/kg Giá bán 13.000 đồng/kg 14.500 đồng/kg Lợi nhuận 3.500 đồng/kg 3.000 đồng/kg Hiệu quả Đạt 37% vốn đầu tư Đạt 26% vốn đầu tư (Sở NN&PTNT AG) 5 2. Giới thiệu sơ lược về cá tra Tên tiếng Anh của cá tra: Shutchi catfish Tên khoa học của cá tra: Pangasius hypophthalmus. Cá tra phân bố tương đối rộng ở khu vực từ Tây Á đến Đông Nam Á. Loài cá tra Pangasius hypophthalmus được mô tả đầu tiên bởi Sauvage 1878 ở Campuchia. Trong hệ thống phân loại, cá tra được xác định vị trí, sắp xếp như sau: - Bộ cá nheo: Siluriformes - Họ cá tra: Pangasiidae - Giống cá tra: Pangasius - Loài cá tra: Pangasius hypophthalmus Về tên địa phương của cá tra Việt Nam và một số nước lân cận: - Indonesia: Wagal, Wakal, Juaru, Djuara, Lawang, Rios - Thái Lan: Plasawai, Plasangkawart tong - Campuchia: Trey Pra - Việt Nam: Cá Tra Bảng 2: Các loài trong giống cá tra ở Việt Nam Số tt Tên khoa học Tên Việt Nam 1 Pangasius hyphophthalmus Cá tra 2 Pangasius bocourti Cá basa 3 Pangasius macronema Cá chốt (Cá tra nâu) 4 Pangasisus sutchi Cá lăn (Cá tra nghệ) 5 Pangasisus nasutus Cá hú 6 Pangasisus larnaudii Cá vồ đém 7 Pangasisus taeniurus Cá bông lau 8 Pangasius poliranodon Cá dứa 9 Pangasius siamensis Cá sát xiêm (Nguyễn Thị Lệ Diệu, 2001) Cá tra (Pangasius hypophthalmus) phân bố trong lưu vực sông Chao Phraya (Thái Lan) và lưu vực sông Mekong (Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam). Ở Campuchia cá tra có mặt ở hầu hết các loại hình thủy vực (sông, hồ, bưng). Ở Việt Nam, chủ yếu ở khu vực Nam Bộ, đặc biệt là ở Đồng Bằng Sông Cửu Long cá tra được nuôi nhiều trong bè, hầm hoặc nuôi đăng quần ven sông. Ở nước ta, cá tra là tên địa phương phổ biến nhất từ trước đến nay nhưng trong một số tài liệu và báo cáo khoa học vẫn còn nhằm lẫn giữa tên địa phương và tên khoa học của cá tra như pangasius sutchi, pangasius nasutus, pangasius pangasius, có khi còn gọi cá tra là cá bông lau. Cá tra thuộc loại cá da trơn không vẩy, thân dài, lưng xám đen, bụng hơi bạc, miệng rộng, đầu lớn có hai đôi râu, vây lưng cao có một gai cứng với răng cưa, vây ngực có ngạnh cứng, vây mỡ nhỏ. 6 Hình 7: Cá tra (Pangasius hypophthalmus ) Cá sống chủ yếu ở vùng nước ngọt, có thể sống được ở vùng nước lợ (nồng độ muối 10 -14%), có thể chịu được nước phèn với pH ≥ 4 ( pH < 4 cá bỏ ăn và bị sốc). Ít chịu được nhiệt độ thấp dưới 150C, nhưng chịu nóng đến 390C. Cá có thể chịu đựng được môi trường nước thiếu ôxy hòa tan. Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài. Cá ương sau hai tháng đạt chiều dài 10-12cm (14-15gram). Từ khoảng 2,5kg trở đi, mức tăng trọng nhanh hơn so với chiều dài cơ thể. Trong tự nhiên cá có thể sống trên 20 năm, đã gặp cá có trọng lượng 18kg dài tới 1,8m. Trong ao nuôi vỗ cá bố mẹ cho đẻ đạt tới 25kg ở cá 10 năm tuổi. Cá nuôi trong ao 8-10 tháng đạt 0,8-1,2kg, sau một năm đạt 1-1,5kg, những năm sau cá tăng trọng nhanh hơn có khi đạt tới 5-6 kg/năm tùy thuộc vào môi trường sống và sự cung cấp thức ăn cũng như loại thức ăn. 3. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thịt cá tra Thành phần hóa học của cá bao gồm nước, protein, lipid, glucid, vitamin, … trong đó nước, protein, lipid, khoáng chiếm lượng tương đối nhiều. Glucid thường tồn tại dưới dạng glycogen. Hình 8: Cá tra nguyên con cắt khúc và philê 7 Bảng 3: Thành phần hóa học của thịt cá tra theo trọng lượng Các thành phần hóa học (%) Trọng lượng cá (g) Protein thô Lipid Tro Nước 500 – 1000 15,97 8,34 1,52 73,10 1000 – 1500 15,96 9,58 1,40 72,13 1500 – 2000 16,00 10,51 1,33 71,60 2000 – 2500 15,97 11,04 1,25 71,27 2500 – 3000 16,00 11,11 1,22 71,05 3000 – 3500 15,95 11,22 1,21 70,80 (Nguyễn Thị Lệ Diệu, 2001) Bảng 4: Khối lượng các phần khác nhau của cá tra Tỷ lệ thành phần khối lượng (%) Trọng lượng cá (g) Philê Da Thịt bụng Mỡ lá Nội tạng Đầu, xương 500 – 1000 40,10 4,73 10,80 2,60 5,75 35,70 1000 – 1500 40,00 4,85 11,05 2,95 5,85 35,10 1500 – 2000 40,00 4,85 11,15 3,00 5,90 34,70 2000 – 2500 40,20 4,95 11,30 3,00 5,85 34,50 2500 – 3000 40,20 5,23 11,43 3,05 5,85 34,20 3000 – 3500 40,10 5,76 11,55 3,20 5,90 33,67 (Nguyễn Thị Lệ Diệu, 2001) Bảng 5: Thành phần dinh dưỡng trên 100g sản phẩm ăn được Chỉ tiêu Cá tra Cá basa Calo 124,52 cal 170 cal Calo từ chất béo 30,84 60 Tổng lượng chất béo 3,42g 7g Chất béo bão hòa 1,64g 2g Cholesterol 25,2mg 22mg Natri 70,6mg 70,6mg Protein 23,42g 28g (www. fistenet.gov.vn) 8 Bảng 6: Thành phần acid amin cần thiết trong protein cá tra và basa Trong các loại protein (% tổng acid amin) Acid amin cần thiết Cá tra Cá basa Sữa Trứng Thịt bò Lysine 8,5 - 8,1 6,8 9,3 Tryptophan - - 1,6 1,9 1,1 Phenylalanine 4,7 4,9 5,3 5,4 4,5 Leucine 8,1 8,6 10,2 8,4 8,2 Isoleucine 5,5 5,3 7,2 7,1 5,2 Threonine 4,0 4,5 4,4 5,5 4,2 Methionine 3,9 4,2 4,3 3,3 2,9 Valine 5,4 5,5 7,6 8,1 5,0 (Phạm Thành Lễ, 2002) Bảng 7: Thành phần acid béo trong mỡ cá tra và basa Hàm lượng (%) tổng acid béo Tên các acid béo no và không no Mỡ cá tra Mỡ cá basa A. Lauric (C12 : 0) 0,52 0,05 A. Myrictic (C14 : 0) 2,52 1,21 A. Palmitic (C16 : 0) 31,59 28,34 A. Palmitoleic (C16 : 1) 2,24 0,96 A. Margaric (C17 : 0) 0,20 - A. Stearic (C18 : 0) 6,18 8,82 A. Oleic (C18 : 1) 42,28 42,99 A. Linoleic (C18 : 2) 9,11 12,71 A. Linolenic (C18 : 3) 0,47 0,49 A. Arachidic (C20 : 0) 0,17 0,23 A. Gadoleic (C20 : 1) 1,01 0,58 A. Behenic (C22 : 0) 0,17 0,28 A. Erucic (C22 : 1) 0,28 - A. Arachidonic (C20 : 4) 0,23 - A. Docosahexaenoic (C22 : 6) 0,39 - (Phạm Thành Lễ, 2002) Theo Lê Văn Hoàng, 2004 và Nguyễn Trọng Cẩn, 1990 thì thành phần hóa học trong cá gồm một số thành phần chính như sau: 9 * Protein của thịt cá: Là thành phần hóa học chủ yếu trong thịt cá, chiếm khoảng 70-80% tỉ lệ chất khô. Được chia làm 2 loại lớn: - Chất cơ hòa tan (muscle plasma): tương cơ (sacroplasma) gồm myogen, globulin X, mioalbumin, nucleoprotein (ARN); tơ cơ (miofibrin) gồm miosin, actin, actomiosin, tropomiosin, các protein hòa tan trong nước; nhân gồm nucleoprotein (AND), protein acid, các protein khác. Miosin chiếm 40-45% của protein tơ cơ, đông đặc ở nhiệt độ 45-500C. hòa tan trong dung dịch muối trung tính loãng, kết tủa ở môi trường acid có pH = 5-6. Miogen còn gọi là miozinogen, chiếm gần 50% lượng protein của tương cơ, đông đặc ở nhiệt độ 55-600C, kết tủa ở pH = 5,3-5,8. Actin tồn tại ở 2 dạng: dạng hình cầu Globulin-actin và dạng hình sợi Fibrin- actin, cả hai dạng này có thể chuyển hóa lẫn nhau, chiếm khỏang 15% protein tơ cơ. Actin có khả năng kết hợp với miosin tạo thành actomiosin. Các protein miosin, actin và actomiosin chỉ hòa tan trong dung dịch muối. - Chất cơ cơ bản (muscle stroma): gồm màng sợi cơ (sarcolema) và các mô liên kết khác: colagen (chất keo), elastin (chất đà hồi), reticulin (chất lưới), mucin và mucoit (chất nhớt), keratin (chất sừng), lipoprotein. Chất cơ cơ bản là thành phần chủ yếu của tổ chức mô liên kết trong cơ thịt, số lượng của loại protein này nhiều hay ít có ảnh hưởng trực tiếp tới giá trị dinh dưỡng và mức độ mềm mại của cơ thịt. Chiếm 3-15% tổng lượng protein. Khi đun nóng ở 300C trong 1 giờ, lượng colagen hóa keo thành gelatin rất ít, ở 500C hóa keo một nữa, ở 900C thì phần lớn bị keo hóa hết. Ở pH = 5,8 tốc độ hóa keo nhanh hơn khi ở pH = 7,0. Vấn đề keo hóa có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng vì gelatin khác với colagen và elastin là có thể tiêu hóa được, nhưng trong gelatin thiếu tryptophan, tyrosin, cystin nên giá trị dinh dưỡng bị giảm. Cấu trúc hình thái của protein ở cá dễ bị biến đổi do môi trường vật lý thay đổi. Việc xử lý với nồng độ muối cao hoặc xử lý nhiệt có thể dẫn đến sự biến tính mà sau đó không thể hồi phục lại trạng thái ban đầu. Có thể chia protein trong mô cơ của cá thành 3 nhóm sau: - Protein cấu trúc (actin, myosin, tropomyosin và actomyosin), chiếm 70-80% lượng protein, các protein này hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao (> 0,5M). - Protein tương cơ (myoalbumin, globulin và các enzyme), chiếm 25-30%, hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (< 0,5M). - Protein mô liên kết (colagen), chiếm khoảng 3% tổng lượng protein trong cá xương và khoảng 10% trong cá sụn. Chất ngấm ra trong cơ thịt cá: khi ngâm thịt cá vào nước ấm hoặc nước nóng, sẽ có một số chất trong tổ chức cơ thịt hòa tan ra ta gọi là chất ngấm ra. Chiếm 2-3% thịt tươi, trong đó có khỏang 1/3 là chất hữu cơ mà phần lớn là các chất hữu cơ có đạm, phần còn lại là các chất vô cơ. - Hợp chất hữu cơ có đạm: các dẫn xuất của guanidin như acid creatinic, creatinin ; các hợp chất thiazol như histidin, carnosin, anserin ; các bazơ bay hơi trimethylamin, trimethylamin oxyt, betain ; các acid amin tự do glutamin, alanin, prolin, tyrosin, leucin, tryptophan ; các chất có đạm khác:bazơ purin, taurin, ure, … 10 - Hợp chất hữu cơ không đạm: chất béo trung tính, phospholipid, cholesterol, glycogen, acid lactic, glucose, inositol, acid succinic, … - Các chất vô cơ: chủ yếu là acid phosphoric, kali, natri, magie, … phần lớn chúng ở dạng clorua hóa. Lượng chất ngấm ra nhiều ít đứng về mặt dinh dưỡng thì không quan trọng lắm nhưng đứng về mặt tác dụng sinh lý, mùi vị thì có một vai trò rất quan trọng. Chất ngấm ra quyết định mùi vị đặc trưng của sản phẩm, có tác dụng kích thích tiết dịch vị cho nên làm tăng khả năng tiêu hóa. Chất ngấm ra rất dễ bị vi sinh vật tác dụng gây thối rữa làm giảm khả năng bảo quản của nguyên liệu. Tính chất và lượng chất ngấm ra quyết định tốc độ phân giải của nguyên liệu nhanh hay chậm và ảnh hưởng đến giá trị của sản phẩm. * Lipid của thịt cá: thành phần chính của chất béo trong cá là triglycerid và chất không xà phòng hóa. Chất béo của cá có màu vàng nhạt, điểm nóng chảy thấp, ở nhiệt độ bình thường thì ở thể lỏng khi nhiệt độ thấp thì sẽ đông đặc. Trong dầu cá acid béo không bão hòa chiếm 84%, nên rất dễ bị oxy hóa tạo ra các aldehyd, ceton, acid cấp thấp có mùi thối khó chịu. Thành phần acid béo trong dầu cá thuộc loại mạch thẳng có một gốc carboxyl, chuỗi carbon dài từ C12-C26, chủ yếu là acid béo không no, loại C14-C16 rất ít, loại C18-C20 không bão hòa rất nhiều, đặc biệt là loại C18 không bão hòa, loại C22-C26 không bão hòa cao độ cũng khá nhiều. Để đánh giá chất lượng của chất béo, dùng các chỉ số: - Chỉ số iode: cho biết mức độ bão hòa của các acid béo, chỉ số càng cao tức là acid béo không no càng cao và ngược lại. - Chỉ số acid (Av): là chỉ số quan trọng về tính chất và trạng thái của chất béo, chỉ số acid dự báo về khả năng bảo quản và cho biết mức độ bị thủy phân của chất béo, nếu Av tăng lên nhanh nghĩa là chất lượng dầu cá bị giảm xuống rõ rệt. - Chỉ số xà phòng hóa (Sv): cho biết số lượng acid béo tự do và kết hợp trong chất béo nhiều hay ít, Sv càng cao tức là acid béo càng nhiều. - Chỉ số peroxyt (Pv): được xem như là một chỉ số chất lượng, biểu thị cho mức độ bị oxy hóa của chất béo. Phân tử lượng của acid béo cấu thành nên dầu cá tương đối cao và số lượng chất không xà phòng hóa khá nhiều do đó chỉ số xà phòng hóa của dầu cá tương đối thấp khoảng 180-200, tỉ trọng 0,92-0,93, chỉ số iode khoảng 200. Trong dinh dưỡng người, các acid béo như acid linoleic và linolenic được coi là quan trọng vì cơ thể không tổng hợp được. Trong dầu cá ngoài 2 acid trên còn chứa nhiều acid béo không no khác acid arachidonic, acid béo eicosapen-taenoic (C20:5). Họ acid linolenic (được gọi là Omega 3, vì có nối đôi đầu tiên ở vị trí C3, được tính từ nhóm methyl cuối cùng) có ích đối với hệ thần kinh của trẻ đang lớn, có khả năng phòng chống bệnh xơ cứng động mạch, là yếu tố cực kỳ quan trọng chống lại chứng nghẽn mạch do máu đông. * Carbohydrat: hàm lượng carbohyrat trong cơ thịt cá rất thấp (< 0,5%) tồn tại dưới dạng glycogen và là một trong các thành hóa học của nucleotid. Nuclotid là nguồn riboza được giải phóng do kết quả của những biến đổi tự phân sau khi chết. 11 * Vitamin và khoáng chất: chủ yếu là vitamin nhóm B (thiamin, riboflavin và cobalamin), ngoài ra trong các loài cá béo còn có vitamin A, D. Đối với các chất khoáng, nói riêng về Ca và P thì thịt cá được coi là nguồn cung cấp có giá trị, nhưng cũng là một nguồn quí về sắt, đồng và selen. 4. Những biến đổi của thịt cá sau khi chết Theo Nguyễn Trọng Cẩn, 1990 thì cá sau khi chết xảy ra hàng loạt biến đổi phức tạp đặc biệt là các biến đổi sâu sắc về hóa học, vật lý. Những biến đổi này có thể chia làm 4 giai đoạn như sau: - Sự tiết chất nhớt ra ngoài cơ thể - Sự tê cứng sau khi chết - Sự tự phân giải - Quá trình thối rữa Những biến đổi này không theo một trình tự nhất định nào mà thường gối lên nhau, thời gian dài hay ngắn phụ thuộc vào loài, điều kiện đánh bắt, nhiệt độ và phương pháp bảo quản. Có thể tóm tắt sự biến đổi của cá sau khi chết bằng sơ đồ sau đây: Bắt đầu chết Bắt đầu thối Rất tươi Tươi Kém tươi Sống Trước tê cứng Khi tê cứng Mềm hóa Thối rửa Tác dụng tự phân giải Tác dụng của vi khuẩn Hình 9: Sơ đồ biến đổi của thịt cá sau khi chết * Sự tiết chất nhớt ra ngoài cơ thể Cá khi còn sống luôn tiết chất nhớt ra ngoài để bảo vệ lớp da chống lại những tác nhân có hại và để giảm sự ma sát trong khi bơi lội. Sau khi chết chúng vẫn tiếp tục tiết chất nhớt cho tới khi tê cứng và lượng chất nhớt tăng lên dần. Chất nhớt là những hạt nhỏ thuộc loại glucoprotein, thành phần chủ yếu là mucin, là môi trường rất tốt cho vi sinh vật phát triển. Sự phân hủy chất nhớt làm cho chất nhớt biến dần từ trạng thái trong suốt sang vẫn đục. Đặc trưng của giai đoạn này là: cá duỗi hòan toàn; thân mềm dễ uốn; cơ săn chắc và đàn hồi. Nếu dùng cá này để sản xuất phi lê thì cơ có thể co tự do, miếng phi lê sẽ co ngắn lại, bề mặt nhăn nheo. Thời gian từ lúc chết đến lúc cứng xác dài ngắn khác nhau tùy theo loài, kích cỡ cá, phương pháp đánh bắt, nhiệt độ xử lý, … Cá đánh bắt bằng lưới, nhiệt độ bảo quản là 00C thì thời gian tiết chất nhớt kéo dài từ 2 - 22 giờ. 12 * Sự tê cứng sau khi chết Cá sau khi chết một thời gian sẽ tê cứng lại. Trước tiên cơ thịt ở lưng tê cứng, sau đó lan ra toàn thân, sau một thời gian tê cứng thì dần dần trở lại mềm. Khi tê cứng mồm và mang khép chặt, cơ thịt cứng, thân cá nhợt nhạt và có hiện tượng tỏa nhiệt làm cho thân nhiệt cá tăng lên. Trong thời gian tê cứng xảy ra nhiều biến đổi phức tạp, trước tiên là sự phân giải glycogen thành acid lactic làm cho pH của thịt cá giảm, khả năng hấp thu nước giảm, cơ co rút. Tiếp theo là sự phân giải của Adenosin Tri Phosphate (ATP), khi pH càng giảm men ATP-aza phân giải ATP hoạt động càng tốt và khi pH=6,5 thì hoạt động tốt nhất. Vậy khi cơ thịt cứng nhất thì ATP mất đi nhiều nhất. Ngoài ra, còn xảy ra sự phân giải creatin phosphate, sự tạo phức actomyosin, sự thay đổi điện trở của thịt cá. pH 7.6 7.4 7.2 7.0 Thời gian 6.8 6.6 6.4 1 2 3 4 5 6 Hình 10: Sơ đồ biến đổi về pH của cá sau khi chết Điểm 1: Thời điểm sau khi đánh bắt. Điểm 2: Khi giết chết, khi bắt đầu cứng. Điểm 3: pH thấp nhất. Điểm 4: Cá cứng nhất. Điểm 5: Cá bắt đầu mềm. Điểm 6: Cá bắt đầu thối rữa. Thời gian tê cứng kéo dài hay ngắn, tùy thuộc vào nhiều nhân tố như: sự khác biệt về giống loài và trạng thái dinh dưỡng, phương pháp đánh bắt và giết chết, tình hình bảo quản. Cá đánh bắt bằng lưới, nhiệt độ bảo quản là 00C, thời gian tê cứng từ 18 -120 giờ; còn ở 350C thì thời gian tê cứng từ 30 - 40 phút. Vấn đề tê cứng ảnh hưởng trực tiếp đến phẩm chất của cá, thời điểm tê cứng đến muộn thì thời gian kéo dài phẩm chất tươi tốt của cá được lâu nhưng nếu thời điểm tê cứng đến sớm, pH trở lại trung tính và chuyển sang kiềm sớm thì cá càng chóng bị vi khuẩn phân giải thối rữa. 13 * Sự tự phân giải Cá sau khi tê cứng thì mềm trở lại do các loại enzyme có trong thịt cá, đặc biệt là hệ enzyme protease, chúng phân giải protein thành peptid và cuối cùng là acid amin. Enzyme trong cơ cá chủ yếu là cathepsin, trong ruột chủ yếu là trypsin và pepsin, các enzyme tiêu hóa đường ruột không bị ức chế bởi muối ăn, còn cathepsin thì bị ức chế ở nồng độ muối 5%. Quá trình phân giải tổ chức cơ thịt làm cho cơ thịt mềm mại, hương vị thơm tươi, có độ ẩm lớn và dễ bị tác dụng của men tiêu hóa hơn, để phát huy ưu điểm này cần tiến hành ở nhiệt độ thấp khoảng 1- 40C, để hạn chế sự xâm nhập của vi khuẩn gây thối rữa. Trong quá trình tự phân các chất ngấm ra chịu sự biến đổi sâu sắc tạo thành những mùi vị đặc trưng, đặc biệt trong quá trình này hàm lượng của hypoxanthin, acid glutamic và muối của nó, acid inozinic, các andehyde và ceton… đều tăng lên, đó là những thành phần quan trọng của hương vị. Tốc độ của quá trình tự phân chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như giống loài, môi trường pH, các loại muối và nhiệt độ. Quá trình tự phân giải liên quan đến enzyme phân giải protein Cathepsin là các protease acid có trong các bào quan cực nhỏ ở mức siêu hiển vi, được gọi là các thể men (lysozome). Trong mô cơ động vật còn sống, protease của các thể men sẽ phân giải protein tại những chổ bị tổn thương. Do đó cathepsin phần lớn ở dạng không hoạt động trong mô cơ động vật còn sống, nhưng chúng sẽ được giải phóng ra dịch bào khi có tác dụng vật lý hoặc khi đông lạnh và rã đông cơ thịt động vật sau khi chết. Trong quá trình phân giải mô cơ của cá, cathepsin D và L có vai trò quan trọng hơn cả vì hầu hết các cathepsin khác có khoảng pH hoạt động tương đối hẹp nên ảnh hưởng không đáng kể về mặt sinh lý. Theo Reddi và cộng sự cho rằng cathepsin D có khoảng pH hoạt động từ 3-8 và hoạt động tối thích ở pH gần 4. Khi có mặt ATP, enzyme này ít hoạt động hơn. Từ đó đưa ra giả thuyết rằng enzyme này chỉ hoạt động trong cơ thịt cá sau khi chết. Ngoài ra, khi có muối, hoạt độ của enzyme này cũng bị ức chế mạnh và hầu như không hoạt động sau 25 giờ ủ ấm với điều kiện có 5% NaCl. Cathepsin D có tầm quan trọng chính yếu vì nó có thể khởi đầu sự phân hủy các protein nội sinh của các tế bào thành các peptid. Sau đó các peptid này bị phân giải tiếp nhờ các cathepsin khác (A, B, C). Các protease tiêu hóa quan trọng nhất là các nội peptidase dạng trysin có mặt trong manh tràng và cathepsin (D) cũng như các enzym dạng pepsin khác trong dạ dày. Các enzym này phân giải protein thành các peptid kích thước phân tử lớn, sau đó ngoại peptidase lại phân giải tiếp các peptid này. * Quá trình thối rữa Cá sau khi chết men trong tổ chức cơ thịt tiến hành quá trình tự phân giải đồng thời lúc đó vi sinh vật tiến hành phân hủy những sản phẩm của quá trình phân giải thành những sản phẩm cấp thấp, đó gọi là quá trình thối rữa. Sự thối rữa của cá bắt đầu là do vi khuẩn yếm khí ký sinh trong cơ thể cá lúc còn sống, khi chết do điều kiện thích hợp bắt đầu phát triển. Đồng thời vi khuẩn hiếu khí dính trên da cũng bắt đầu phát triển ăn dần vào tổ chức cơ thịt. Thời gian xâm nhập của 14 vi khuẩn vào cơ thịt cá khoảng 24-60 giờ, sự khác nhau này là do sự lớn nhỏ, chủng loại, nhiệt độ, phương pháp bảo quản, loại vi khuẩn….gây nên. Trong quá trình thối rữa chủ yếu là phân hủy các acid amin thành các sản phẩm cấp thấp như indol, skatol, phenol, cadaverin, các loại acid có đạm, acid béo cấp thấp, thioalcol, H2S, CH4, NH3, CO2, … Thịt cá rất dễ thối rữa là do lượng nước trong thịt cá cao, lượng mỡ tương đối ít, sau khi cá chết pH dễ chuyển sang môi trường kiềm, kết cấu của cơ thịt cá lỏng lẽo và mềm nhão, khi ở nhiệt độ bình thường vi khuẩn sống trên thân cá rất nhiều và phát triển rất mạnh, trong thịt cá chết rất ít chất miễn dịch tự nhiên và kháng thể, cá có nhiều enzyme nội tại và hoạt tính của chúng rất mạnh. Các loại vi khuẩn gây thối rữa thường gặp là - Vi khuẩn hiếu khí nha bào: Bacillus subtilis, B. vulgatus, B. mententericus, … - Vi khuẩn hiếu khí không nha bào: E.coli, Pseudomonas fluoresen, ... - Vi khuẩn yếm khí: Clostridium putrificum, Cl.botulinum, Cl.sporogenes,… Tốc độ thối rữa nhanh hay chậm phụ thuộc rất nhiều điều kiện. Nó không phải là do lượng nước, protein và chất béo nhiều hay ít gây nên mà còn 3 thành phần đó hỗn hợp với nhau như thế nào để vi khuẩn có thể phát triển thích hợp nhất. Đồng thời nó còn chịu ảnh hưởng bởi loài cá và tính chất của cá, nhiệt độ, pH, số lượng vi khuẩn lúc ban đầu. Có thể tóm tắt quá trình thối rữa bằng một sơ đồ chung sau: Enzym Peptidase Protease Ngoại bào Polypeptit Oligopeptit Các acid amin nội bào bị khử để tạo thành NH3 + CO2 và các chất hữu cơ khác Acid amin Protein Hình 11: Sơ đồ biểu diễn quá trình phân hủy protein Hệ vi sinh vật trong cá Vi sinh vật được tìm thấy trên toàn bộ mặt ngoài (da, mang cá) và cả trong ruột của cá sống và cá vừa đánh bắt. Lượng vi sinh vật tổng số, trung bình từ 102-107 cfu/cm2 bề mặt da cá. Mang và ruột cá chứa khoảng 103-109 cfu/g (Cfu là đơn vị tạo khuẩn lạc, viết tắc từ “Colony Forming Units”). Theo Liston cho rằng trong hệ vi sinh vật ở cá nhiệt đới thường có nhiều các vi khuẩn gram dương như Bacillus, Clostridium, Micrococcus, Lactobacillus; các vi khuẩn gram âm thuộc giống Pseudomonas, Acetobacter, Shewanella, flavobacterium và vi khuẩn đường ruột. Trong vùng nước nhiệt đới Escherichia coli và Samonella có khả năng sống sót rất lâu và khi đã xâm nhập được, chúng có thể trở thành vi khuẩn thường trú trong môi trường. Nhìn chung, các vi khuẩn phổ biến trong nước sẽ đặc trưng cho hệ vi sinh vật ở cá. Hệ vi sinh vật khi ươn hỏng (spoilage flora): nói đến các vi khuẩn có mặt ở cá khi chúng bị ươn hỏng 15 Vi khuẩn gây ươn hỏng (spoilage bacteria): nói đến nhóm vi khuẩn đặc trưng gây nên sự biến mùi và vị có liên quan đến sự ươn hỏng. Hầu hết vi khuẩn gây ươn hỏng có enzyme decarboxylase, chúng phân giải các acid amin trong thịt cá thành các amin khác nhau, làm tăng pH của môi trường. Histamin, putresin, cadaverin và tyramin được sản sinh từ quá trình tách gốc carboxyl của các chất tương ứng là histidin, ornithin, lysin và tyrosin. Bảng 8: Các hợp chất ươn hỏng và vi sinh vật gây ươn hỏng đặc trưng Vi sinh vật Các hợp chất Shewanella putrefaciens TMA, H2S, CH3SH, (CH3)2S, Hx Photobacterium phosphoreum TMA, Hx Pseudomonas spp. Cetone, aldehyde, ester, các sulfit không phải H2S Vibrionaceae TMA, H2S Các vi khuẩn gây hỏng hiếu khí NH3, các acid như acetic, butyric và propionic (Hans Henrik Huss, 2004) 5. Thành phần và tính chất của muối ăn sử dụng để muối cá Theo Nguyễn Trọng Cẩn, 1990 thành phần chủ yếu của muối ăn là NaCl, ngoài ra ít nhiều đều có tạp chất, được chia làm 2 loại: những chất không có hoạt tính hóa học như: nước và các chất không hòa tan như sỏi, cát, v.v…; những chất có hoạt tính hóa học như: hợp chất clor của Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+ và muối của gốc sulfat (SO4). Muối ăn tinh khiết là chất kết tinh không màu, hình hộp vuông, khối lượng riêng d = 2,161; điểm nóng chảy 8030C; điểm sôi 1.4390C. Muối ăn có màu trắng, tan trong nước, glycerin, ít tan trong cồn, dễ hút ẩm, có vị mặn. Muối lẫn tạp chất có màu ngà, lẫn nhiều thì có màu đen, lượng nước trong muối thường thay đổi. Nếu độ ẩm không khí trên 75% muối sẽ hút nhiều nước. Nếu độ ẩm dưới 75% thì muối sẽ khô rất nhanh, khi sử dụng muối cần lưu ý điểm này. Ngoài ra, lượng nước trong muối còn phụ thuộc vào độ to nhỏ của hạt muối, hạt muối to có hàm lượng nước ít hơn hạt muối có tinh thể nhỏ. Bảng 9: Thành phần hóa học của các hạng muối Hạng muối NaCl (%) Nước (%) Chất không tan (%) Chất tan (%) 1 2 3 90 85 80 7 10 13 0,50 0,65 0,80 2,50 4,35 6,20 (Nguyễn Trọng Cẩn, 1990) Độ tan của CaCl2 và MgCl2 lớn hơn NaCl và tùy thuộc vào nhiệt độ, làm giảm độ hòa tan của NaCl rất nhiều, tạo vị đắng. Hàm lượng Kali trong muối có thể gây đau cuống họng và đau đầu nôn mửa. Tiêu chuẩn của Liên Xô qui định muối loại 1 lượng Ca2+ và Mg2+ không quá 0,7% (Ca2+ khoảng 0,6% và Mg2+ khoảng 0,1%); loại 2 không quá 1,05% (Ca2+ khoảng 0,8% và Mg2+ khoảng 0,25%). 16 Muối có tác dụng phòng thối là vì: - NaCl hòa tan sẽ cho ion Cl-, kết hợp với protid ở mối nối peptid làm cho các men phân huỷ protid của vi sinh vật mất hoạt tính không còn khả năng phân giải. - Nồng độ nước muối càng lớn thì áp suất thẩm thấu càng mạnh, vì vậy cũng làm cho tế bào vi sinh vật mất nước, gây hiện tượng tiêu nguyên sinh. - Do có muối nên ôxy ít hòa tan trong môi trường ướp muối vì vậy nhóm vi sinh vật hiếu khí không có điều kiện để phát triển. - Ngoài ra trong môi trường nước muối quá trình tự phân giải bị kiềm chế sản vật phân giải sinh ra ít, do đó làm cho vi khuẩn phát triển chậm. Nồng độ nước muối từ 4,4% trở lên có thể làm ngừng sự phát triển của các loại vi khuẩn gây bệnh, nồng độ nước muối 10% thì có thể kìm chế được sự phát triển của những vi khuẩn thông thường. Tuy vậy cũng có