Thu nhận và biện pháp cải thiện khả năng giữ ẩm của paste tôm thứ phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN THỊ MAI TRINH THU NHẬN VÀ BIỆN PHÁP CẢI THIỆN KHẢ NĂNG GIỮ ẨM CỦA PASTE TÔM THỨ PHẨM Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cần Thơ, 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài: THU NHẬN VÀ BIỆN PHÁP CẢI THIỆN KHẢ NĂNG GIỮ ẨM CỦA PASTE TÔM THỨ PHẨM Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGs.Ts. Nguyễn Văn Mười Nguyễn Thị Mai Trinh Ths. Trần Thanh Trúc MSSV: 2051688 Lớp: CNTP K31 Cần Thơ, 2009 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm i LỜI CAM ĐOAN Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Thu nhận và biện pháp cải thiện khả năng giữ ẩm của paste tôm thứ phẩm” do sinh viên Nguyễn Thị Mai Trinh thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Cần Thơ, ngày ….. tháng ….. năm 2009. Chủ tịch hội đồng Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm ii LỜI CẢM TẠ  Nhờ sự tận tình giúp đỡ của thầy cô và các bạn, đề tài tốt nghiệp của em đã hoàn thành. Có được kết quả này, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến: Thầy Nguyễn Văn Mười và cô Trần Thanh Trúc, những người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Mặc dù bận rộn với công việc giảng dạy nhưng thầy cô vẫn thường xuyên theo dõi, hướng dẫn và giúp đỡ em rất tận tình. Thầy cô bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại hoc Cần Thơ đã cho em những kiến thức quý báu trong thời gian học tập tại trường. Những kiến thức tích lũy được từ sự giảng dạy tận tình của quý thầy cô đã giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này. Cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ, đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đề tài của mình. Các bạn sinh viên lớp Công Nghệ Thực Phẩm khoá 31, khóa 33LT đã nhiệt tình đóng góp ý kiến và động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tại phòng thí nghiệm. Cuối lời em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt bốn năm học tập tại trường. Kính chúc quý thầy cô và các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công. Em xin chân thành cảm ơn. Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 Sinh viên thực hiện NGUYỄN THỊ MAI TRINH Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm iii TÓM TẮT  Tôm sú lạnh đông là mặt hàng thủy sản xuất khẩu mang lại lợi nhuận cao cho ngành thủy hải sản ở nước ta. Tuy nhiên trong quá trình chế biến tôm lạnh đông, lượng tôm không đạt chất lượng bị loại ra khỏi quy trình chế biến là không nhỏ, chiếm khoảng 1 ÷ 2% lượng tôm nguyên liệu ban đầu. Lượng tôm này gọi là tôm thứ phẩm và được bán ra các chợ nhỏ với giá rẻ. Tôm thứ phẩm vẫn đảm bảo được giá trị dinh dưỡng gần như tôm tươi. Tuy nhiên, việc tận dụng phần tôm này trong việc chế biến các sản phẩm giá trị gia tăng thì chưa được quan tâm nhiều. Việc tận dụng tôm thứ phẩm để chế biến các sản phẩm giá trị gia tăng không những mang lại lợi nhuận cao mà còn làm đa dạng các sản phẩm chế biến từ tôm. Tuy nhiên nếu sử dụng ngay tôm thứ phẩm để sản xuất paste tôm thì khối paste sẽ có cấu trúc kém và không đảm bảo về mặt vi sinh. Chính vì thế, để có được khối paste đảm bảo về mặt vi sinh và tạo cấu trúc tốt cho các sản phẩm chế biến tiếp theo đề tài tiến hành nghiên cứu cải thiện khả năng giữ ẩm của khối paste bằng phương pháp lạnh đông nguyên liệu kết hợp với việc sử dụng phụ gia tạo gel. Quá trình nghiên cứu được tiến hành trong 2 thí nghiệm chính:  Ảnh hưởng của việc lạnh đông nguyên liệu đến cấu trúc và mật số vi sinh vật của khối paste.  Ảnh hưởng của việc bổ sung phụ gia tạo gel đến sự thay đổi chất lượng của khối paste. Kết quả thí nghiệm cho thấy lạnh đông nguyên liệu đến nhiệt độ tâm là -100C, -150C, -200 và trữ đông trong 0, 2, 4, 6 ngày trước khi chế biến sẽ cho cấu trúc tốt như nhau. Mặt khác, bổ sung 3% gluten trong khi phối trộn sẽ cho chất lượng khối paste tốt nhất. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................................i LỜI CẢM TẠ.......................................................................................................................ii TÓM TẮT............................................................................................................................iii MỤC LỤC ...........................................................................................................................iv DANH SÁCH HÌNH...........................................................................................................vi DANH SÁCH BẢNG.........................................................................................................vii Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................1 1.1 TỔNG QUAN.......................................................................................................1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU................................................................................2 Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ...........................................................................3 2.1 GIỚi THIỆU TÔM SÚ........................................................................................3 2.1.1 Đặc điểm sinh học của tôm sú .......................................................................3 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của thịt tôm sú ........................................................3 2.1.3 Nguyên liệu chính trong sản xuất paste tôm thứ phẩm..................................6 2.2 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PASTE TÔM............................................................7 2.2.1 Sơ đồ quy trình...............................................................................................7 2.2.2 Thuyết minh các công đoạn trong quá trình chế biến....................................7 2.2.3 Các phụ gia sử dụng trong quá trình chế biến paste tôm thứ phẩm...............8 2.3 VAI TRÒ CỦA VIỆC LẠNH ĐÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG BẢO QUẢN VÀ SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC KHỐI PASTE...............................................................12 2.3.1 Khái quát về lạnh đông ................................................................................12 2.3.2 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến cấu trúc thủy sản lạnh đông. .......12 2.3.3 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến mật số vi sinh vật của thủy sản lạnh đông. .....................................................................................................................13 2.3.4 Những biến đổi của sản phẩm thủy sản trong quá trình trữ đông................14 2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẠO GEL TỪ PROTEIN CƠ...15 2.4.1 Giới thiệu chung về protein cơ ....................................................................15 2.4.2 Sự thành lập cấu trúc gel của protein cơ......................................................17 2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất tạo gel của protein cơ .........................17 2.5 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN ................................19 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm v Chương 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................22 3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ......................................................................22 3.1.1 Địa điểm, thời gian ......................................................................................22 3.1.2 Dụng cụ thiết bị............................................................................................22 3.1.3 Nguyên liệu..................................................................................................22 3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................................................................23 3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu..........................................................................23 3.2.2 Phương pháp xử lý kết quả ..........................................................................23 3.3 PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ......................................................23 3.3.1 Phân tích thành phần hóa học của tôm thứ phẩm ........................................23 3.3.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của lạnh đông nguyên liệu đến cấu trúc và mật số vi sinh vật của khối paste tôm.....................................................................23 3.3.3 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của việc bổ sung phụ gia tạo gel đến sự thay đổi chất lượng của khối paste tôm.....................................................................................25 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................30 4.1 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TÔM SÚ THỨ PHẨM .................30 4.2 ẢNH HƯỞNG NGUYÊN LIỆU ĐẾN CẤU TRÚC VÀ MẬT SỐ VI SINH VẬt CỦA KHỐI PASTE...............................................................................................30 4.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên liệu đến cấu trúc khối paste.......................................................................................................30 4.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên liệu đến mật số vi sinh vật của khối paste tôm .........................................................................32 4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA TẠO GEL ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƯỢNG CỦA PASTE TÔM. .......................................................................................32 4.3.1 Ảnh hưởng của phụ gia tạo gel trong việc cải thiện cấu trúc khối paste .....33 4.3.2 Ảnh hưởng của phụ gia tạo gel trong việc cải thiện khả năng giữ nước của khối paste. ...................................................................................................................35 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................................38 5.1 KẾT LUẬN.........................................................................................................38 5.2 ĐỀ NGHỊ ............................................................................................................38 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................40 PHỤ LỤC 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ...........................................................41 PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ THỐNG KÊ .......................................................................47 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm vi DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Tôm sú (Penaeus Monodon Fabracius) ...................................................................3 Hình 2: Sơ đồ quy trình sản xuất paste tôm...........................................................................7 Hình 3: Cấu trúc của gluten ...................................................................................................9 Hình 4: Tôm thứ phẩm.........................................................................................................23 Hình 5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm lạnh đông và trữ đông nguyên liệu ...................................24 Hình 6: Sơ đồ thí nghiệm bổ sung phụ gia gluten ...............................................................26 Hình 7: Sơ đồ thí nghiệm bổ sung phụ gia PDP ..................................................................27 Hình 8: Sơ đồ thí nghiệm bổ sung phụ gia sorbitol .............................................................28 Hình 9: Đồ thị biểu diễn sự cải thiện cấu trúc của khối paste tôm qua quá trình lạnh đông và trữ đông nguyên liệu .......................................................................................................31 Hình 10: Biểu đồ thể hiện khả năng cải thiện cấu trúc khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel......................................................................................................................34 Hình 11: Biểu đồ thể hiện sự cải thiện khả năng giữ nước ở khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel. ................................................................................................................36 Hình 12: Biểu đồ thể hiện khả năng giữ ẩm ở khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel...................................................................................................................................36 Hình 13: Sơ đồ quy trình chế biến paste tôm thứ phẩm đề nghị..........................................39 Hình 14: Thiết bị sấy ẩm......................................................................................................42 Hình 15: Thiết bị phân tích béo ...........................................................................................44 Hình 16: Thiết bị đo cấu trúc Texture Analyser TA-TX2i ..................................................44 Hình 17: Sơ đồ máy xay ......................................................................................................45 Hình 18: Sơ đồ một máy cắt có chậu chuyển động .............................................................46 Hình 19: Máy cắt có chậu cố định .......................................................................................46 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm vii DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Hàm lượng các chất dinh dưỡng (%) trong thịt tôm sú............................................4 Bảng 2: Các loại lipid trong 100g thịt tôm ............................................................................5 Bảng 3: Thành phần một số chất khoáng trong thịt tôm........................................................5 Bảng 4: Hàm lượng vitamin trong thịt tôm ...........................................................................6 Bảng 5: Tiêu chuẩn quốc tế của gluten..................................................................................9 Bảng 6: Công thức các phụ gia và gia vị sản xuất chả tôm .................................................20 Bảng 7: Thành phần hoá học của chả tôm ...........................................................................20 Bảng 8: Kết quả kiểm tra vi sinh của sản phẩm chả tôm.....................................................20 Bảng 9: Thành phần hóa học nguyên liệu tôm thứ phẩm ....................................................30 Bảng 10: Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên liệu đến cấu trúc (g lực) khối paste .................................................................................................................31 Bảng 11: Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông và thời gian trữ đông nguyên liệu đến mật số vi sinh vật của khối paste tôm..............................................................................................32 Bảng 12: Bảng thể hiện khả năng cải thiện cấu trúc khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel.............................................................................................................................33 Bảng 13: Bảng thể hiện hàm lượng ẩm và sự cải thiện khả năng giữ nước ở khối paste tôm khi bổ sung một số phụ gia tạo gel. .....................................................................................35 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang1 CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN Đồng bằng sông Cửu Long nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có điều kiện khí hậu thuận lợi kết hợp với hệ thống sông ngòi chằng chịt rất phù hợp cho việc phát triển các ngành nghề thủy sản. Đặc biệt là trong những năm gần đây ngành nuôi trồng thủy sản trong khu vực này đã và đang phát triển rất mạnh mẽ. Hằng năm, các sản phẩm thủy hải sản xuất khẩu đã mang về cho ngân sách nhà nước một nguồn thu đáng kể. Trong đó, tôm là đối tượng rất quan trọng trong ngành thủy sản ở nước ta. Hiện nay, nước ta có khoảng 300 doanh nghiệp chế biến tôm xuất khẩu. Khối lượng xuất khẩu tôm sú hằng năm đạt khoảng 70 ÷ 80.000 tấn, giá trị khoảng 600 ÷ 800 triệu USD. Tôm sú được xuất khẩu ra hầu khắp các thị trường thế giới. Thị trường lớn nhất là Mỹ, theo sau là Nhật Bản, châu Âu và một số nước châu Á khác (Trung tâm Tin học Thủy sản, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn). Tôm có giá trị dinh dưỡng cao, tổ chức cơ thịt rắn chắc, có mùi thơm ngon đặc trưng rất hấp dẫn. Tuy nhiên, các sản phẩm tôm trên thị trường trong nước và xuất khẩu hiện nay chủ yếu là các sản phẩm tôm lạnh đông. Trong thời buổi kinh tế thị trường - tự do cạnh tranh, các mặt hàng tôm lạnh đông xuất khẩu của nước ta gặp không ít khó khăn do phải cạnh tranh với các nước xuất khẩu tôm khác. Do đó, việc đa dạng hóa các sản phẩm tôm trên thị trường là rất cần thiết, vừa đáp ứng được thị hiếu của người tiêu dùng vừa có thể giải quyết được vấn đề cạnh tranh trong xuất khẩu tôm ra thị trường thế giới. Hiện nay lượng tôm không đạt chất lượng hay còn gọi là tôm thứ phẩm bị loại ra trong quy trình chế biến tôm lạnh đông ở các nhà máy thủy sản tương đối lớn, chiếm khoảng 1 ÷ 2% so với nguyên liệu ban đầu. Lượng tôm này được bán ra các chợ nhỏ với giá rẻ, không mang lại giá trị kinh tế cao. Vì thế, việc nghiên cứu chế biến các sản phẩm thực phẩm từ thịt tôm thứ phẩm là một giải pháp nhằm làm tăng giá trị kinh tế và đa dạng hóa các sản phẩm về tôm. Việc sản xuất paste tôm từ thịt tôm thứ phẩm là một trong những hướng giải quyết mang lại giá trị kinh tế cao nhất, nhằm tạo ra một sản phẩm vừa phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng vừa mang tính cạnh tranh cao. Sản phẩm paste tôm thứ phẩm cũng có yêu cầu cao về mặt chất lượng, do đó việc tiến hành nghiên cứu các biện pháp cải thiện khả năng giữ ẩm của paste tôm là rất cần thiết nhằm làm tăng chất lượng sản phẩm. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang2 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu chủ yếu của đề tài là nghiên cứu các biện pháp để cải thiện khả năng giữ ẩm của paste tôm từ tôm thứ phẩm. Từ mục tiêu nghiên cứu trên, đề tài tiến hành khảo sát các nội dung sau:  Ảnh hưởng của lạnh đông đến cấu trúc và mật số vi sinh vật của khối paste  Ảnh hưởng của phụ gia tạo gel đến sự thay đổi chất lượng của khối paste. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang3 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU TÔM SÚ 2.1.1 Đặc điểm sinh học của tôm sú Tên khoa học của tôm sú là Penaeus Monodon Fabracius và tên tiếng Anh là Black Tiger Shrimp. Tôm sú là loài sống ở nơi đáy bùn pha cát với độ sâu từ ven bờ đến 40m nước. Khi tôm trưởng thành di chuyển xa bờ vì chúng thích sống vùng nước sâu hơn. Từ đây ấu trùng theo sóng biển dạt vào cửa sông nơi nước biển và nước sông pha trộn lẫn nhau nên độ mặn thấp hơn, đây là điều kiện tốt cho ấu trùng phát triển. Tôm sú có đặc điểm sinh trưởng nhanh, trong 3 ÷ 4 tháng có thể đạt cỡ bình quân 40 ÷ 50g. Tôm trưởng thành tối đa với con cái có chiều dài là 220 ÷ 250mm, khối lượng 100 ÷ 300g. Con đực dài 160 ÷ 210mm, khối lượng 80 ÷ 200g. Tôm sú thuộc loại động vật máu lạnh, thân nhiệt thay đổi theo nhiệt độ môi trường bên ngoài. Vì vậy, nhiệt độ ảnh hưởng đến nhiều mặt trong đời sống của tôm như: hô hấp, tiêu hoá thức ăn, miễn nhiễm đối với bệnh tật và sự tăng trưởng. Tôm sú được thu hoạch từ tháng 4 đến tháng 9 là chủ yếu. Sản lượng đạt cao nhất là tháng 5, 6, 7. Ngoài ra, người dân còn bắt ngoài biển từ tháng 1 đến tháng 11 hàng năm (Holthuis, 1980). Hình 1: Tôm sú (Penaeus Monodon Fabracius) 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của thịt tôm sú Thành phần hóa học gồm protein, nước, lipid, glucid, calcium, phosphate, sắt,… các thành phần này khác nhau thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính, độ tuổi thành phần thức ăn, điều kiện môi trường sống và những biến đổi sinh lý của tôm. Thành phần các chất dinh dưỡng cơ bản trong thịt tôm sú được thể hiện ở bảng 1. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang4 Bảng 1: Hàm lượng các chất dinh dưỡng (%) trong thịt tôm sú Thành phần Tỷ lệ (%) Protein 21,04 ± 0,48 Lipid 1,38 ± 0,06 Tro 1,91 ± 0,05 Nước 75,22 ± 0,55 (Nguồn: Nguyễn Việt Dũng, 1999) Ngoài ra tôm còn một lượng vitamin với hàm lượng tương đối thấp nhưng là thành phần rất cần thiết cho cơ thể con người. 2.1.2.1 Nước Cũng như đa số các sinh vật khác, nước là thành phần chủ yếu của tôm. Trong cơ thịt tôm hàm lượng nước chiếm khoảng 70 đến 80% tồn tại ở hai dạng là nước tự do và nước liên kết. Trong đó nước tự do chiếm số lượng lớn hơn nước liên kết. 2.1.2.2 Protein Protein là thành phần đặc biệt quan trọng của mọi cơ thể sinh vật, và là thành phần quyết định giá trị dinh dưỡng của tôm sú. Protein trong tôm chiếm khoảng 70 ÷ 80% khối lượng chất khô. Protein quyết định giá trị năng lượng và mùi vị của những sản phẩm chế biến từ tôm. Đặc biệt trong thịt tôm, protein có chứa 8 loại acid amin cần thiết như: treonine, methionine, phenylalanine, valine, tryptophan, lyzine, leuxine, isoleuxine. Protein trong tôm được chia làm 3 nhóm:  Protein sợi cơ: gồm các sợi như actin, myosin, tropomyosin, actomyosin chiếm khoảng 70 ÷ 80% khối lượng protein.  Protein chất cơ: gồm myoalbumin, globulin và các enzyme chiếm khoảng 25 ÷ 30% hàm lượng protein.  Protein mô liên kết: gồm thành phần chính là collagen, chiếm khoảng 10% hàm lượng protein. 2.1.2.3 Chất ngấm ra Hàm lượng chất ngấm ra trong tôm sú cũng như các loài thuỷ sản khác chiếm khoảng 2 ÷ 3% thịt tươi. Chất ngấm ra là những chất có tính hòa tan trong nước ấm hoặc nước sôi khi ngâm. Nó bao gồm 3 loại:  Chất hữu cơ có đạm: là các acid amin tự do, hợp chất dẫn xuất của guanidin.  Chất vô cơ: muối canxi, natri, kali, acid phosphoric...  Chất hữu cơ không đạm: glycogen, phospholipid... Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang5 Ngoài ra trong thịt tôm còn có các thành phần phi protein chiếm tỷ lệ cao hơn so với trong thịt cá. Các hợp chất này như: NH3, amine, trimethylamine, dimethylamine, các acid amin, urea,... 2.1.2.4 Lipid Lipid cũng là một thành phần không thể thiếu đối với mọi hoạt động sống. Lipid được sử dụng như nguồn năng lượng dự trữ duy trì hoạt động sống trong tháng mùa đông, đặc biệt khi điều kiện thức ăn khan hiếm. Tùy theo yêu cầu và đặc điểm của từng loài mà hàm lượng lipid sẽ không giống nhau. Trong tôm hàm lượng lipid khoảng 0,3 ÷ 1,4%, tương đối thấp hơn so với các loài động vật khác. Bảng 2: Các loại lipid trong 100g thịt tôm Loại lipid Khối lượng (mg/100g) Lipid trung tính Glucolipid Phospholipid Tổng số 430,7 ± 20,1 22,8 ± 2,9 724,0 ± 40,7 1195,5 ± 63,3 (Nguồn: Lương Đức Phẩm, 2000)  Chất khoáng Tôm là nguồn thực phẩm giàu chất khoáng, trong mô thịt tôm có chứa rất nhiều nguyên tố vi lượng và đa lượng có giá trị dinh dưỡng. Trong tôm có nhiều những nguyên tố khoáng như K+, Mg2+, Na+,… Tôm từ lâu được nhắc đến như nguồn cung cấp canxi cho con người. Hàm lượng canxi có nhiều trong vỏ tôm, thịt tôm có hàm lượng natri nhiều hơn các loài khác. Ngoài ra trong thịt tôm còn có một số nguyên tố kim loại độc như: Cd, Pb, Zn, nhưng chúng có xu hướng giảm khi tôm có khối lượng càng lớn. Bảng 3: Thành phần một số chất khoáng trong thịt tôm Nguyên tố Hàm lượng (ppm) Nguyên tố Hàm lượng (ppm) K Mg Na Fe Zn Cu Mn 519,17 1750,33 2463,50 364,47 294,30 25,33 20,54 Ni Ca P Cd Co Pb Hg 4,99 0,48 0,50 0,40 1,31 2,12 0,10 (Nguồn: Nguyễn Việt Dũng, 1999) Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang6 2.1.2.5 Vitamin Trong tôm còn có nhiều vitamin quan trọng cần thiết như: vitamin A, D, vitamin B1, B6, B12. Bảng 4: Hàm lượng vitamin trong thịt tôm Vitamin Hàm lượng (μg/100g) Vitamin Hàm lượng (μg/100g) Thiamin Riboflavin Niacin Pyridoxin Acid pantothenic 41,0 76,0 2,7 66,0 278,0 Biotin Acid folic Cobalamin Acid ascorbic 1,0 5,2 3,8 1,5 (Nguồn: Nguyễn Việt Dũng, 1999) 2.1.3 Nguyên liệu chính trong sản xuất paste tôm thứ phẩm Hơn chục năm qua, tôm sú đông lạnh vẫn là mặt hàng thủy sản chủ lực của Việt Nam trong xuất khẩu. Năm 2008 cả nước xuất khẩu tôm được 1,62 tỉ USD, tăng 7,7% so với năm 2007. Chỉ riêng tháng 01/2009, sản lượng tôm xuất khẩu là 8.454 tấn thu về hơn 69 triệu USD. Trong đó, theo thống kê số liệu tôm không đạt chất lượng theo yêu cầu xuất khẩu bị loại ra khỏi dây chuyền sản xuất chiếm khoảng 1  2% tôm nguyên liệu ban đầu. Lượng tôm này gọi là tôm thứ phẩm và được bán ra các chợ nhỏ với giá rẻ. Tôm thứ phẩm vẫn đảm bảo được giá trị dinh dưỡng gần như tôm tươi. Tuy nhiên, việc tận dụng phần tôm này trong chế biến các sản phẩm giá trị gia tăng còn chưa được quan tâm nhiều. Trong khi đó, việc chế biến các sản phẩm từ nguồn thịt tôm thứ phẩm không những làm tăng lợi nhuận, khép kín quy trình sản xuất mà còn làm đa dạng hóa các sản phẩm về tôm. Theo các nhà doanh nghiệp chế biến thủy sản, những sản phẩm giá trị gia tăng không được xếp vào loại sản phẩm phải chịu thuế chống bán phá giá. Như vậy việc sản xuất các sản phẩm dạng nhũ tương từ tôm thứ phẩm là hướng giải quyết hợp lý đối với nguồn nguyên liệu này. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang7 2.2 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PASTE TÔM 2.2.1 Sơ đồ quy trình Hình 2: Sơ đồ quy trình sản xuất paste tôm 2.2.2 Thuyết minh các công đoạn trong quá trình chế biến 2.2.2.1 Nguyên liệu. Nguyên liệu chính dùng trong sản xuất paste tôm là thịt tôm thứ phẩm bị loại ra từ quá trình chế biến tôm xuất khẩu chủ yếu là tôm bị đứt gãy trong quá trình xử lý, bị dập hay bị cháy lạnh,… không đạt tiêu chuẩn chế biến tôm lạnh đông xuất khẩu. Chất lượng của nguyên liệu là yếu tố hàng đầu ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, nguyên liệu có chất lượng tốt thì sản phẩm có chất lượng tốt và ngược lại. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang8 2.2.2.2 Xử lý nguyên liệu Mục đích: loại tạp chất là những thành phần không ăn được (vỏ, phần nguyên liệu bị hư thối,…) nhằm làm tăng giá trị dinh dưỡng, tăng giá trị cảm quan, tăng độ an toàn vệ sinh thực phẩm. 2.2.2.3 Rửa Thịt tôm sau khi mua về được xử lý sơ bộ, sau đó đem rửa sạch nước lạnh và làm ráo. Mục đích: công đoạn này rất quan trọng vì nó đóng vai trò loại bớt một lượng lớn vi sinh vật và các thành phần khác còn bám dính trong nguyên liệu. 2.2.2.4 Lạnh đông Sau khi rửa, tiến hành lạnh đông chậm và đem trữ đông để chuẩn bị cho công đoạn chế biến tiếp theo. 2.2.2.5 Xay thô Sau khi lạnh đông, tôm được đem đi xay thô - là quá trình tác động cơ học làm phá vỡ cấu trúc ban đầu của nguyên liệu, làm giãn các mạch protein, phá vỡ cấu trúc bậc cao thành các tiểu phần nhỏ. Thời gian xay có thể tiến hành trong thời gian khoảng 3  4 phút. 2.2.2.6 Phối trộn phụ gia Phụ gia sử dụng cho sản phẩm paste tôm là tinh bột và sodium tripolyphosphate. Ngoài ra, còn kết hợp thêm một số phụ gia tạo gel khác nhằm làm tăng khả năng giữ ẩm của khối paste. 2.2.2.7 Xay mịn Đây là công đoạn quan trọng trong quá trình tạo gel. Xay mịn được thực hiện trong một thời gian nhất định. Nếu thời gian quá ngắn thì lưới gel chưa hình thành, nếu thời gian quá dài thì nhiệt độ khối paste tăng ảnh hưởng đến độ bền nhũ tương, thông thường thời gian xay mịn là khoảng 5  7 phút. 2.2.2.8 Định hình và bảo quản Paste tôm sau khi xay mịn được định hình thành khối chữ nhật có khối lượng khoảng 500g. Sau đó khối paste được mang đi bảo quản ở điều kiện lạnh, làm nguyên liệu cho các sản phẩm chế biến tiếp theo. 2.2.3 Các phụ gia sử dụng trong quá trình chế biến paste tôm thứ phẩm 2.2.3.1 Gluten Protein lúa mì bao gồm albumin, globulin, prolamin (gliadin) và glutenin, trong đó prolamin và glutenin chiếm 75 đến 95% protein tổng cộng của hạt lúa mì. Hai protein Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang9 này có giá trị tối ưu trong lĩnh vực chế biến thực phẩm và được sử dụng trong công nghiệp do tính tiện dụng và lợi ích thương mại của chúng. Trong quá trình sản xuất tinh bột mì, khối paste đầu tiên được tạo thành khi trộn nước và bột mì và sau đó dưới dòng nước, tinh bột và những chất tan được loại ra, còn gluten được giữ lại. Gluten chứa thông thường 75 ÷ 80% protein và bao gồm chủ yếu là hai protein, gliadin và glutenin. Đó là chất lipoprotein kết dính, nhớt đàn hồi, mà người ta có thể thu được từ tinh bột khi nhào trộn bột mì dưới dòng nước. Những protein này chịu trách nhiệm về tính giãn (gliadin) và tính đàn hồi (glutenin) của khối paste bột bánh trong quá trình làm bánh mì. Hình 3: Cấu trúc của gluten (www.landfood.ubc.ca/.../301/protein/protq4.htm) Ban đầu, gluten lúa mì chỉ là một sản phẩm khiêm tốn như là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất tinh bột mì. Tuy nhiên, với sự phát triển cấp thiết của ngành dinh dưỡng thực phẩm, thức ăn bổ dưỡng thì gluten đã đóng một vai trò quan trọng trong công nghiệp chế biến. Gluten lúa mì có vài tính chất đặc trưng để làm bánh mì do thành phần và cấu tạo acid amin đặc biệt. Có sự khác biệt quan trọng giữa gliadin và glutenin, đó là gliadin có liên kết bisulfur nội phân tử trong khi glutenin có đồng thời cả hai loại liên kết bisulfur nội và ngoại phân tử. Do đó, gliadin có dạng tròn và đặc, glutenin có hình dải dẹp và khối lượng phân tử tương đương của nó lớn hơn 50.000 triệu so với khối lượng phân tử của gliadin là 20.000  50.000. Bảng 5: Tiêu chuẩn quốc tế của gluten Thành phần Giá trị Protein (căn bản khô - c.b.k) 80,0% tối đa Độ ẩm 10,0% tối đa Dầu trích ly được từ ether (c.b.k.) 2,0% tối đa Tro (c.b.k.) 2,0% tối đa Chất xơ (c.b.k.) 1,5% tối đa ( Gluten lúa mì có những đặc tính tạo màng bề mặt, tính cố kết, bám dính và các tính chất bền nhiệt tạo cơ sở cho nhiều loại ứng dụng trong sản phẩm thịt, cá và gia cầm. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang10 Gluten rất hiệu quả trong việc gắn những mẫu thịt với nhau để tạo thành những miếng sườn cốt-lết giả và có thể được ứng dụng đơn giản bằng cách tẩm gluten khô với các miếng thịt. Đó là một chất gắn kết tuyệt vời trong các món chả thịt gia cầm rán bọc trứng khô, jambon “nguyên vẹn” đóng hộp và những sản phẩm khác dạng bánh mì không điển hình, trong đó gluten có thể cải thiện đồng thời những đặc tính xắt lát và giảm thiểu sự mất mát trong quá trình chế biến hoặc chuẩn bị. Gluten cũng đồng thời hữu dụng trong vai trò là một tác nhân kết dính các protein giữ độ mềm mại và có khả năng giữ nước sản phẩm trong chế biến sausage và các sản phẩm nhũ tương khác. Các sản phẩm protein cấu trúc được chế biến từ gluten và từ hỗn hợp đậu nành/gluten lúa mì cho mùi vị thích hợp và bảo đảm nguyên vẹn cấu trúc trong sản phẩm cuối. Việc trộn khoảng 2,0% gluten lúa mì sống trong surimi làm tăng độ bền gel và giảm sự phát triển cấu trúc dai như cao su không mong muốn sau công đoạn trữ đông. Khả năng giữ nước tăng của gluten sống và việc sử dụng nó phổ biến và rẻ tiền hơn lòng trắng trứng đã đem lại hiệu quả kinh tế đáng kể. Gluten lúa mì được chứng nhận bởi FDA (Cơ quan kiểm nghiệm dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ) là “hoàn toàn không gây nguy hiểm” và được xem như là chất tăng cường khối paste, giúp cho việc hình thành, bổ sung dinh dưỡng, chất hỗ trợ quá trình chế biến, chất ổn định và chất làm đặc, tác nhân “bề mặt” và tạo cấu trúc nhưng không vượt quá việc thực hành chế biến đúng cách đang hiện hành. Nếu lượng gluten thêm vào vượt ngưỡng nào đó, sản phẩm sẽ khô và mất đi vài đặc tính của nó. (nguồn: 2.2.3.2 PDP (poly-β-(1-4)-D-glucosamin)  Đặc tính của PDP  Tính chất hóa học PDP là chất rắn, xốp, nhẹ, màu trắng ngà, không mùi, không vị, hòa tan dễ dàng trong nước, trong các dung dịch acid loãng. Loại PDP có khối lượng phân tử trung bình từ 200.000  400.000 được dùng nhiều nhất trong y tế và thực phẩm.  Tính chất sinh học PDP không độc, dùng an toàn cho người, chúng có tính chất hòa hợp sinh học cao với cơ thể, có khả năng phân hủy sinh học. PDP có nhiều tác dụng sinh học cao như có khả năng hút nước, giữ ẩm, kháng nấm, tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang11 Ngoài ra PDP còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid trong máu, làm to vi động mạch và hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết. Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptid, insulin, kích thích việc tiết ra insulin ở tuyến tụy nên PDP dùng để điều trị bệnh tiểu đường.  Các ứng dụng của PDP trong công nghệ thực phẩm Trong công nghệ thực phẩm, vật liệu PDP được sử dụng để bảo quản, đóng gói thức ăn, bảo quản hoa quả vì nó tạo màng sinh học. Người ta đã tạo màng PDP trên hoa quả tươi để bảo quản như quả đào, lê, kiwi, cà chua, xoài,… Vỏ bọc thực phẩm bằng màng PDP đã được phép sử dụng ở Canada và ở Mỹ từ lâu. Là một polyme dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học đa dạng, PDP đã được đưa vào thành phần trong thức ăn: sữa chua, bánh kẹo, nước ngọt,… Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ đã cho phép PDP không những được dùng làm thành phần thức ăn, mà còn dùng trong cả việc tinh chế nước uống. Năm 1993, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã chấp nhận PDP được dùng làm chất phụ gia trong thực phẩm và dược phẩm. Nhiều cuộc hội nghị quốc tế về PDP đã được tổ chức y tế thế giới đánh giá cao, gọi là “yếu tố thứ sáu của sự sống con người” và đã chính thức được tổ chức y tế thế giới cho phép dùng trong y học và thực phẩm. Trong những năm qua, Phòng Polyme Dược Phẩm - Viện Hoá Học đã đi sâu nghiên cứu và triển khai ứng dụng PDP dùng trong y tế và thực phẩm, đã có nhiều sản phẩm từ PDP được Bộ Y tế cho phép sản xuất, lưu hành trong cả nước. Nghiên cứu công nghệ bảo quản hoa quả tươi cũng được nghiệm thu và đang được triển khai ứng dụng. Nguồn: Trần Thị Liên, 2005 ( Đào Tố Quyên, và cộng sự www.vietnamnet.vn/suckhoe/tintuc/2004/04/62496/ - 16k; Ngọc Anh, (2004) 2.2.3.3 Sorbitol Sorbitol (hay hexa-ancol, d-glucozahexitol, sorbite, sorbol, d-glucitol, E420), là một loại đường tự nhiên thuộc nhóm polyol và được chuyển hóa thành fructose trong cơ thể người. Sorbitol được một nhà hóa học người pháp Joseph Boussingault phân lập lần đầu tiên năm 1872 từ một loại quả lê (Boussingault Joseph, Compt.Rend, 1872). Sorbitol có ứng dụng rộng rãi trong các ngành thực phẩm, mỹ phẩm, y tế và một số ngành công nghiệp khác. Sorbitol được sản xuất từ quá trình hydro hóa glucose (sản phẩm của quá trình lên men tinh bột) (Võ Thị Thu Hà, 2007). Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang12 Trong thực phẩm, sorbitol đóng vai trò là chất làm ngọt, độ ngọt bằng 60% độ ngọt của sucrose. Trong các sản phẩm kẹo, chewing gum.., sorbitol tạo độ ngọt vừa phải, tạo độ sệt và làm sản phẩm có mùi vị đặc biệt. Khi kết hợp sorbitol với các loại đường khác, có thể làm giảm sự kết tinh trong thực phẩm. Thêm sorbitol vào syrup sucrose sẽ làm giảm sự kết tinh trong suốt quá trình tồn trữ. Ngoài ra, sorbitol còn là chất làm ẩm, chất ổn định. Với vai trò là chất giữ ẩm, sorbitol được thêm vào thực phẩm có khả năng liên kết với nước và điều khiển aw. Sorbitol được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm dạng nhũ tương hay các sản phẩm sấy khô,... 2.3 VAI TRÒ CỦA VIỆC LẠNH ĐÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG BẢO QUẢN VÀ SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC KHỐI PASTE 2.3.1 Khái quát về lạnh đông Lạnh đông là quá trình cơ bản trong chế biến thực phẩm. Thông qua quá trình này, nhiệt độ của thực phẩm được giảm đến dưới điểm đóng băng, nhờ đó một phần nước ở dạng lỏng sẽ chuyển thành tinh thể đá. Khi đó nước trong thực phẩm sẽ được giữ cố định ở dạng rắn, làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong phần nước không đóng băng, giúp giá trị hoạt độ nước aw của thực phẩm giảm thấp hơn ban đầu, ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật và các hư hỏng do biến đổi hóa học và sinh hóa. Bảo quản thực phẩm bằng phương pháp lạnh đông thường kết hợp với quá trình tiền xử lý nhiệt sản phẩm. Việc lạnh đông và giữ đông thực phẩm đúng phương pháp giúp sản phẩm có thể tồn trữ trong thời gian dài so với sự thay đổi giá trị dinh dưỡng cũng như cảm quan rất nhỏ (Nguyễn Văn Mười, 2007). 2.3.2 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến cấu trúc thủy sản lạnh đông. Cá lạnh đông mất dần tính chất ngon và độ mọng nước sau khi lạnh đông và trữ đông tiếp theo. Những thay đổi cấu trúc như thế, theo như tường trình gây nên do biến tính protein (Shenouda, 1980), rất dễ nhận thấy hơn ở một số loài cá, cụ thể là cá tuyết. Trong những loài này, sự phá vỡ hóa học của TMAO (trimethylamine oxide) thành DMA (dimethylamine) và FA (acid béo), tiếp theo liên kết ngang của FA với protein mô cơ gây ra sự phá vỡ cấu trúc trong cá tuyết và tạo nên cấu trúc xốp. Mô cá trải qua những thay đổi như thế có khuynh hướng giữ nước tự do một cách lỏng lẻo giống như một vật xốp. Khi ăn, mô cá mất tất cả ẩm trong lần cắn đầu tiên và lần nhai tiếp theo đem đến cấu trúc rất khô và xốp như bông. Trong một số loài không có sản phẩm chuyển hóa TMAO, các sợi cơ cũng có khuynh hướng dai và trở nên khô trong khi lạnh đông và bảo quản. Điều này đặc biệt chính xác cho phần lớn các loài không thuộc họ cá tuyết và cho cua, tôm và tôm hùm khi bảo quản trong thời gian dài (Nguyễn Văn Mười, 2007). Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang13 2.3.3 Ảnh hưởng của lạnh đông, trữ đông đến mật số vi sinh vật của thủy sản lạnh đông. Phần lớn thực phẩm là đối tượng để vi sinh vật tấn công cũng như những biến đổi vật lý, sinh hóa và hóa học. Ở nhiệt độ phòng, sự tấn công của vi sinh vật thường rất nhanh nên tất cả những thay đổi khác chỉ đóng vai trò thứ yếu. Mục đích của việc bảo quản là kéo dài thời gian tồn trữ thực phẩm và điều này được thực hiện bằng cách tiêu diệt vi sinh vật, hoặc là ức chế hoạt động và sinh sản của chúng. Lạnh đông và bảo quản tiếp theo sẽ giết một số vi sinh vật hiện diện trong vật chất chưa làm đông nhưng đây là quá trình chậm và biến đổi, trong đó một phần tùy thuộc vào bản chất của thực phẩm (Nguyễn Văn Mười, 2007). Vì thế, thực chất không thể dựa vào lạnh đông để làm giảm sự hiện diện của vi khuẩn lây nhiễm trong thực phẩm. Tình trạng vệ sinh của thực phẩm trước khi lạnh đông là cực kỳ quan trọng. Bảo quản ở nhiệt độ dưới -120C ức chế sự phát triển của vi sinh vật và vì thế là một phương pháp hiệu quả của thực phẩm bảo quản chống lại sự hư hỏng do vi sinh vật. Ngay cả khi sự phát triển của vi sinh vật bị ức chế hoàn toàn, các sản phẩm lạnh đông vẫn có thể hư hỏng do hoạt động của các enzyme vi sinh vật do chúng vẫn có thể xúc tác các phản ứng sinh hóa không mong muốn trong thực phẩm (Nguyễn Văn Mười, 2007). Khi sơ chế cá trước khi lạnh đông không đúng sẽ có nguy cơ là vi sinh vật có thể giải phóng enzyme và độc tố làm ảnh hưởng chất lượng sản phẩm lạnh đông. Một vài vi sinh vật ưa lạnh có thể sinh sôi ở nhiệt độ lạnh đông. Sự phát triển của vi khuẩn không xảy ra ở dưới -100C trong thực tế. Điều này có lẽ là do sự gia tăng nồng độ của muối hòa tan và các hợp chất hữu cơ trong nước chưa đóng băng, cho nên giảm độ hoạt động của nước (Nguyễn Văn Mười, 2007). Chỉ có phần lớn vi sinh vật kháng hạn như nấm mốc và nấm men là có thể phát triển trên cơ chất rất khô về mặt sinh lý như thế. Đây chính là điều cho thấy tại sao những vi sinh vật này vẫn có khả năng phát triển ở nhiệt độ lạnh hơn nhiệt độ mà vi khuẩn có thể phát triển. Nấm men thì không sinh sôi dưới -120C và nấm mốc không sinh sôi ở thấp hơn -180C. Khi lạnh đông cá và hải sản, về cơ bản, các vi sinh vật hiện diện trong mô không hoạt động. Vì thế, những thay đổi do vi sinh vật trong mô thịt cá thường rất nhỏ khi trữ đông. Nói chung các hệ vi sinh vật không bị tiêu diệt bởi quá trình lạnh đông thì không phát triển và trong vài trường hợp thì chết dần. Mặc dù một số vi sinh vật chịu được nhiệt độ bảo quản rất thấp nhưng hoạt lực của chúng giảm nhiều và mật số vi khuẩn có thể bị giảm đáng kể nếu nhiệt độ đề nghị được duy trì (Hultin,1985). Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang14 2.3.4 Những biến đổi của sản phẩm thủy sản trong quá trình trữ đông Bao gồm biến đổi hình dạng và khối lượng,… nhưng quan trọng hơn cả là sự bay hơi ẩm, sự mất nước và tái kết tinh, nó là nguyên nhân gây ra tổn hao tự nhiên trong khối lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản lạnh đông. 2.3.4.1 Sự tái kết tinh Sự tái kết tinh của một sản phẩm thủy sản lạnh đông trong quá trình bảo quản là rất quan trọng vì nó là nguyên nhân làm sụt giảm chất lượng sản phẩm thủy sản. Trong suốt quá trình trữ đông, sự kết tinh lại có thể xảy ra: tinh thể đá không giữ được ổn định, trãi qua sự thay đổi về số lượng, kích thước và hình dạng. Tinh thể đá mới hình thành có kích thước lớn, dễ dàng phá hủy cấu trúc tế bào, giảm cấu trúc sản phẩm và làm giảm chất lượng sau khi tan giá. Sự kết tinh lại xảy ra như kết quả của sự chênh lệch về năng lượng bề mặt giữa pha rắn và pha không đóng băng. Áp suất hơi của bề mặt tinh thể gia tăng theo độ cong của bề mặt sản phẩm. Do đó sự khuếch tán hơi nước từ các vùng có độ cong khác nhau xảy ra. Chính vì lý do này, sự kết tinh lại khó xảy ra với các tinh thể đá có kích thước nhỏ. Thêm vào đó, sự dao động nhiệt độ trong suốt quá trình tồn trữ cũng là một nguyên nhân gây nên sự kết tinh lại. Sự tái kết tinh sẽ gây ra sự mất ẩm và phá hủy cấu trúc sản phẩm. Các thành phần hòa tan khác trong thực phẩm ở nồng độ thấp cũng vì thế mà biến thành tinh thể. 2.3.4.2 Biến đổi mất nước Mất nước sản phẩm có lẽ là mối quan tâm chủ yếu của người quản lý kho lạnh và tốc độ mất nước có thể đi liền theo một số yếu tố về thiết kế và vận hành kho. Khi thủy sản trữ đông bị mất nước nhiều, bề mặt trở nên khô, xốp và đục, tạo nên tình trạng cháy lạnh. Hiện tượng này có thể không xảy ra khi làm lạnh đông trong máy đông được thiết kế đúng kỹ thuật, nhưng sẽ xảy ra sau một thời gian dài bảo quản trong kho. Thủy sản đông lạnh sẽ hóa khô nước dần dần trong kho trữ đông ngay cả khi kho được bảo quản trong điều kiện tốt. Mất nước cũng làm gia tăng biến tính của protein và làm gia tăng quá trình oxy hóa của sản phẩm thủy sản. Ngay cả bao bì kín khí hoàn toàn để bảo vệ sản phẩm cũng không thể bảo vệ hoàn toàn nếu điều kiện hoạt động của kho lạnh thuận lợi cho tác dụng làm khô nước trên bao bì của sản phẩm. Sự hóa khô nước trong bao bì xảy ra khi có khoảng trống trong bao bì và nhiệt độ kho không được ổn định. Tuy rằng tổng lượng nước của bao bì và sản phẩm không đổi. Nhưng nếu mất nước trong bao bì khá trầm trọng, thì thủy sản đông lạnh sẽ làm giảm chất lượng do hóa khô quá độ (cháy lạnh) (Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004). 2.3.4.3 Sự cháy lạnh Thực phẩm lạnh đông được bảo quản mà không có màng bao như bao bì plastic có tác dụng như một rào cản bảo vệ,… Sự cháy lạnh là nguyên nhân gây ra sự thăng hoa của Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang15 các tinh thể đá trên bề mặt sản phẩm, khi áp suất hơi nước của đá cao hơn áp suất của hơi nước trong môi trường, làm bề mặt của sản phẩm bị mất nước. Khi sản phẩm được bao gói trong màng bao không thấm hơi nước thì một lượng ẩm dạng sương sẽ đọng lại trên lớp màng. Nếu nguyên liệu không được bao gói phù hợp và nhiệt độ kho lạnh thường xuyên thay đổi thì cũng dẫn tới hiện tượng cháy lạnh. 2.3.4.4 Biến đổi màu sắc Chất lượng thủy sản thường được đánh giá qua bề ngoài, do đó biến đổi màu sắc khi bảo quản là sự biểu thị cho sự xuống cấp của sản phẩm. Những biến đổi trong thịt cá gây nên biến đổi màu sắc cũng được trì hoãn ở nhiệt độ thấp. Sự biến đổi màu sắc của cơ thịt cá trong quá trình bảo quản một phần cũng là do sự cháy lạnh làm cho màu sậm đi trong quá trình bảo quản hơi nước vẫn tiếp tục thoát ra làm cho sản phẩm bị khô nước, bị sẩm bề mặt và sự giảm khối lượng. 2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TẠO GEL TỪ PROTEIN CƠ 2.4.1 Giới thiệu chung về protein cơ Mô cơ là thành phần có giá trị dinh dưỡng cao nhất. Hàm lượng của các nhóm trong mô cơ bao gồm: nước, protein, carbohydrate, khoáng, vitamin và acid nucleic (Lawrie, 1991). Protein cơ đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc tính sinh học của cơ khi động vật còn sống (Bandman, 1987). Protein cơ là thành phần có cấu trúc và chức năng quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cuối sau quá trình chế biến (Smyth el al.,1999). Dựa vào khả năng hòa tan, protein cơ được chia thành ba nhóm: protein chất cơ tan trong nước hoặc dung dịch muối loãng, protein tơ cơ tan trong dung dịch muối nồng độ cao và stromal protein hay còn gọi là protein liên kết, stromal protein không tan trong nước, dung dịch muối cả loãng và đặc (Lawrie, 1991). 2.4.1.1 Protein chất cơ Protein chất cơ chiếm 30 ÷ 35% tổng protein cơ và chiếm khoảng 5% khối lượng mô cơ (Asghar el al.,1985). Có khoảng 200 loại protein được biết đến trong protein chất cơ, mà phần lớn là các enzyme glycoglytic, giữ vai trò điều khiển các phản ứng enzyme trong mô cơ (Kijowski, 2001). Nhóm protein chất cơ gồm có: myogen, globulin X, myoalbumin, trong đó myoglobin là protein quan trọng nhất, mang lại sắc tố đỏ đặc trưng của thịt (Kijowski, 2001). Theo kết quả nghiên cứu của Lawrie (1991), màu sắc của thịt không chỉ phụ thuộc vào sự hiện diện của myoglobin mà còn phụ thuộc vào loại cũng như trạng thái hóa học của phân tử myoglobin. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang16 2.4.1.2 Protein tơ cơ Chiếm 55 ÷ 60% tổng protein mô cơ (Asghar el al.,1985). Protein tơ cơ có ảnh hưởng quan trọng đến đặc tính cấu trúc của sản phẩm thịt sau khi chế biến (Asghar el al.,1985; Yasui et al.,1980). Tiến hành rửa thịt nhiều lần để thu được protein tơ cơ nồng độ phù hợp là yếu tố quan trọng điều khiển quá trình hình thành gel trong sản phẩm thịt (Li-Chan et al.,1987). Protein tơ cơ bao gồm myosin, actin, actomyosin, tropomyosine, troponin,… trong đó myosin chiếm khoảng 55%.  Myosin Phân tử myosin gồm hai chuỗi protein dài hình thành chuỗi xoắn kép gọi là đuôi phân tử; vài mạch polypeptid ngắn tạo nên đầu phân tử (Bechtel, 1986). Đặc tính quan trọng nhất của myosin là khả năng xúc tác sự phân ly ATP thành ADP và H3PO4. Quá trình này thải ra năng lượng cần thiết cho hoạt động của bắp thịt. Phân tử myosin sau khi liên kết theo kiểu đuôi với đuôi tạo thành những sợi lớn tơ cơ. Điểm đẳng điện của myosin là 5,6. Điều này có nghĩa là trong quá trình chế biến thịt, điều khiển pH gần bằng 6, phân tử myosin tích điện âm và có khả năng liên kết tốt với nước (Harrington, 1979). Ngoài ra, để tăng khả năng liên kết với nước của myosin có thể sử dụng muối do muối làm gia tăng sự tích điện âm của phân tử myosin và làm phá vỡ lực liên kết ion, kết quả là phân tử hấp thu nước, trương nở mạnh (Acton el al., 1983).  Actin Actin chiếm 22% protein tơ cơ (Yates and Greaser, 1983). G-actin là protein hình cầu có khoảng 376 acid amin, khối lượng phân tử khoảng 42kDa (Kijowski, 2001). Dưới tác dụng lý hoá, G-actin có thể trùng hợp thành actin dạng sợi (F-actin) và có cấu trúc xoắn kép (Huxley, 1963; Steiner el al.,1952). Khi có mặt của Ca, F-actin liên kết với đầu phân tử myosin và có sự phân ly ATP hình thành sợi actomyosin dẫn đến hiện tượng co cơ (Bechtel, 1986). 2.4.1.3 Stromal protein Stromal protein hay còn gọi là cơ liên kết hay màng cơ bao gồm một phức hợp vô định hình. Các protein này có trong thành phần của chất cơ và màng liên kết bao bọc sợi cơ. Màng cơ có thể ở dạng chặt chẽ, dày đặc hay lỏng lẻo, tuỳ thuộc vào thành phần và sự liên kết của các tế bào và các sợi hiện diện (Nguyễn Văn Mười, 2006). Collagen và elastine là hai thành phần cơ bản của màng cơ. Ngoài ra, trong màng cơ còn có mucin và mucoid. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang Trang17 2.4.2 Sự thành lập cấu trúc gel của protein cơ Gel protein đóng vai trò quan trọng quyết định cấu trúc và giá trị cảm quan của sản phẩm. Sự hình thành gel phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nồng độ protein, pH, nhiệt độ, lực liên kết ion (Totosaus et al.,2002). Có nhiều cách thành lập gel protein, trong đó gia nhiệt là phương pháp phổ biến nhất. Khi gia nhiệt, các cấu trúc bậc cao bị phá huỷ, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạch peptide bị giãn ra, các nhóm trước đây ẩn bên trong nay xuất hiện ra ngoài. Các mạch polypeptide đã bị duỗi ra trở nên gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau (Lê Ngọc Tú, 2002). Các phân tử tương tác với nhau có thể là tương tác giữa protein với nước, protein với béo và protein với protein (Acton and Dick, 1989). Những tương tác này bao gồm liên kết hydro (Eldridge and Ferry, 1954), liên kết disulfide (Huggins et al., 1951) hoặc liên kết peptide (Bello, 1965). Ngoài ra, có thể bao gồm cả liên kết tĩnh điện và liên kết kỵ nước (Wolf and Tamura, 1969). Ferry (1948) đã đưa ra lý thuyết cho quá trình hình thành gel protein. Trước tiên các phân tử protein duỗi ra, tách ra dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc tác nhân khác. Tiếp theo, các phân tử sắp xếp, kết hợp lại hình thành hệ gel. Tốc độ của bước thứ hai luôn chậm hơn bước thứ nhất do các phân tử protein s