Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu sự biến đổi thành phần hóa học, tính chất vật lý và đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng cá Cơm săng (Spratelloides gracillis) sấy hồng ngoại xuất khẩu
i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐÀO TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HOÁ HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides gracilis) SẤY HỒNG NGOẠI XUẤT KHẨU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT KHÁNH HÒA - 2012 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐÀO TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HOÁ HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides gracilis) SẤY HỒNG NGOẠI XUẤT KHẨU Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy sản Mã số: 62 54 10 05 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS. TS. Trần Thị Luyến 2. PGS. TS. Ngô Đăng Nghĩa KHÁNH HÒA - 2012 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nghiên cứu nào trước đó. Khánh Hòa, năm 2012 Tác giả luận án Đào Trọng Hiếu ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ quý báu của các tổ chức và cá nhân. Qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: 1. GS. TS. Trần Thị Luyến và PGS. TS. Ngô Đăng Nghĩa đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện luận án này. 2. Ban giám hiệu nhà trường, Viện Công nghệ sinh học và môi trường, Khoa Công nghệ thực phẩm, Bộ môn Kỹ thuật nhiệt lạnh, Khoa Đào tạo Sau đạ i học trường Đại học Nha Trang; Viện Nghiên cứu Hải sản; Cục Chế biến, Thương mại Nông lâm thủy sản và Nghề muối. 3. TS. Phạm Đức Việt - Viện Cơ điện nông nghiệp sau thu hoạch; ThS. Nguyễn Thị Bích Thủy, ThS Lê Thanh Long - Trường Đại học Nông lâm Huế; TSKH. Lê Văn Hoàng - Đại học Đà Nẵng; TS. Vũ Hồng Sơn - Đại học Bách khoa Hà Nội; ThS. Bùi Văn Tú - Đại học Sao Đỏ, ThS. Nguyễn Hương Thảo - Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II,… 4. Công Ty TNHH Đại Thuận Phát – Hải Phòng, Doanh nghiệp tư nhân Chín Tuy – Nha Trang. 5. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với toàn thể gia đình tôi, đây là nguồn động viên mãnh liệt nhất, giúp đỡ tôi cả về vật chất và tinh thần, giúp tôi khắc phục và vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận án này. Khánh Hòa, năm 2012 Tác giả luận án Đào Trọng Hiếu iii MỤC LỤC Trang MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH xi MỞ ĐẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN 4 1.1. HIỆN TRẠNG CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN CỦA VIỆT NAM 4 1.1.1. Số lượng cơ sở và năng lực chế biến thủy s ản 4 1.1.2. Chế biến, tiêu thụ thủy sản khô 5 1.2. NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CÁ CƠM KHÔ 7 1.2.1. Nguyên liệu cá cơm 7 1.2.2. Hiện trạng chế biến và tiêu thụ cá cơm khô 10 1.3. ỨNG DỤNG BỨC XẠ HỒNG NGOẠI TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 13 1.3.1. Đặc điểm, tính chất của tia hồng ngoại 13 1.3.2. Ảnh hưởng của bức xạ IR đến các thành phần có trong thực phẩm 15 1.3.3. Khả năng khử hoạt tính của enzym, vi sinh vật bởi IR 16 1.3.4. Các nguồn phát bức xạ IR 26 1.3.5. Nhiệt bức xạ hồng ngoại chọn lọc 28 1.3.6. Những biến đổi về chất lượng và cảm quan của thực phẩm bởi nhiệt bức xạ IR 33 1.3.7. Một số nghiên cứu ứng dụng nhiệt bức x ạ IR trong công nghiệp chế biến thực phẩm 35 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 44 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 44 2.1.2. Thu mẫu và bảo quản mẫu 44 iv 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.2.1. Phương pháp thu nhận và xử lý mẫu thí nghiệm 44 2.2.2. Các phương pháp phân tích 45 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 47 2.3. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 48 2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 48 2.3.2. Bố trí thí nghiệm phân tích nguyên liệu cá cơm săng 49 2.3.3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu sự biến đổi chất lượng cá cơm sấy bằng bức xạ IR chọn lọc 50 2.3.4. Thực nghiệm tối ưu hóa các thông số kỹ thuật trong quá trình sấy cá cơm săng bằng IR chọn lọc 53 2.3.5. Quy trình công nghệ sấy cá cơm bằng không khí nóng (KKN) 54 2.3.6. Quy trình công nghệ phơi cá cơm 54 2.3.7. Bố trí thí nghiệm đánh giá, so sánh chất lượng cá cơm săng làm khô bằng các phương pháp khác nhau (IR, KKN, PN) 55 2.4. THIẾT BỊ, HÓA CHẤT PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU 56 Chương 3. KẾ T QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 57 3.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ VI SINH VẬT CỦA NGUYÊN LIỆU CÁ CƠM SĂNG 57 3.1.1. Kết quả phân tích một số thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu cá cơm săng 57 3.1.2. Kết quả phân tích cấu trúc cơ thịt của nguyên liệu cá cơm săng 61 3.1.3. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vi sinh vật củ a nguyên liệu cá cơm săng 62 3.2. BIẾN ĐỔI MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ, CẢM QUAN VÀ VI SINH CỦA CÁ CƠM SĂNG KHI SẤY IR CHỌN LỌC . 63 3.2.1. Biến đổi về thời gian sấy cá cơm bằng IR chọn lọc (Y 1 ) 63 3.2.2. Biến đổi kết cấu cơ thịt (Y 2 ) 71 3.2.3. Biến đổi khả năng hút nước trở lại (Y 3 ) 74 3.2.4. Biến đổi hàm lượng protein tổng số (Y 4 ) 79 v 3.2.5. Biến đổi hàm lượng axit amin tổng số (Y 5 ) 83 3.2.6. Biến đổi hàm lượng lipit tổng số (Y 6 ) 87 3.2.7. Biến đổi hàm lượng axit béo không no bậc cao (PUFA) (Y 7 ) 91 3.2.8. Biến đổi hàm lượng NH 3 (Y 8 ) 95 3.2.9. Biến đổi hàm lượng histamin (Y 9 ) 99 3.2.10. Biến đổi chất lượng cảm quan (Y 10 ) 103 3.2.11. Biến đổi vi sinh vật (Y 11 ) 108 3.3. TỐI ƯU HÓA CÔNG ĐOẠN SẤY CÁ CƠM SĂNG SẤY BẰNG BỨC XẠ IR CHỌN LỌC 113 3.4. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY CÁ CƠM BẰNG BỨC XẠ IR CHỌN LỌC 118 3.5. SO SÁNH CHẤT LƯỢNG CÁ CƠM SĂNG ĐƯỢC LÀM KHÔ BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU 120 3.5.1. Một số chỉ tiêu hóa học cơ bản. 120 3.5.2. Một số chỉ tiêu vật lý 122 3.5.3. Chất lượng cảm quan 126 3.5.4. Số lượng và chủng loại vi sinh vật 128 3.6. SƠ BỘ HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH CHO 1KG SẢN PHẨM CÁ CƠM SĂNG SẤY IR 131 3.7. MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CÁ CƠM KHÔ. 134 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 136 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 PHỤ LỤC 1 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ANOVA ANalysis Of Variance: Phân tích phương sai ASEAN Association of Southeast Asian Nations: Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á BXHN Bức xạ hồng ngoại CBTS Chế biến thủy sản CFU Colony-Forming Unit: Số đơn vị khuẩn lạc Chế độ sấy Bao gồm các thông số kỹ thuật trong công đoạn sấy: Khoảng cách chiếu bức xạ, nhiệt độ sấy và tốc độ gió. CLCQ Chất lượng cảm quan CS Cộng sự DF Degree of Freedom: Số bậc tự do F Giá trị F (kiểm định Fisher), có độ tin cậy 95% FA Fatty Acid: Axit béo FIR Far Infrared: H ồng ngoại sóng dài (xa) GDP Gross Domestic Product: Tổng sản phẩm quốc nội HPLC High-performance liquid chromatography: Sắc ký lỏng hiệu năng cao IR Infrared: Bức xạ hồng ngoại k Khoảng cách chiếu bức xạ hồng ngoại (cm) KKN Không khí nóng mg/100g Số mg chất trong 100g mẫu thử MIR Middle Infrared: Hồng ngoại sóng trung MS Mean of Square: Phương sai hay số bình quân củ tổng bình phương sai lệch (SS) MUFA Mono-Unsaturated Fatty Acid: Axit béo có một nối đôi N Số thí nghiệm NIR Near Infrared: Hồng ngoại sóng ngắn (gần) P Giá trị P: xác suất để t > t-stat, dùng để kiểm định độ tin cậy về mặt vii khoa học (thống kê) của mối liên hệ giữa X và Y PN Phơi nắng PUFA Poly Unsaturated Fatty Acids: Axit béo không bão hòa nhiều nối đôi Q 2 Hệ số đánh giá mức độ dự đoán trước kết quả Y của mô hình hồi quy R 2 Hệ số xác định: trong 100% sự biến động của biến phụ thuộc Y thì có bao nhiêu % sự biến động là do biến độc lập X ảnh hưởng, còn lại là do sai số ngẫu nhiên Regression Sai số do hồi quy Residual Sai số do ngẫu nhiên SFA Saturated Fatty Acid: Axit béo no (bão hòa) SS Sum of Square: Tổng bình phương của mức động (sai lệch) giữa các giá trị quan sát của Y (ký hiệu là Y i ) và giá trị bình quân của chúng t Nhiệt độ sấy ( o C) TCVN Tiêu chuẩn quốc gia TN Thí nghiệm Total Tổng cộng t-stat Tiêu chuẩn t dùng làm căn cứ để kiểm định độ tin cậy về mặt khoa học(thống kê) của mối liên hệ giữa X và Y v Tốc độ gió (m/s) VASEP Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers: Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam vck Vật chất khô VKHK Vi khuẩn hiếu khí VSV Vi sinh vật X 1 Biến mã Khoảng cách chiếu IR X 2 Biến mã Nhiệt độ sấy X 3 Biến mã Tốc độ gió Y i Với (i = 1 ÷ 11): Các hàm mục tiêu viii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá cơm săng nguyên liệu 9 Bảng 1.2. Thành phần của các axit amin của cá cơm săng 9 Bảng 1.3. Dải bước sóng hấp thụ IR của các nhóm chất và thành phần trong thực phẩm 16 Bảng 1.4. Sự khử hoạt tính các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm bằng nhiệt bức xạ IR 23 Bảng 1.5. Độ sâu thâm nhập của NIR (0,75 – 1,4 µm) vào trong sản phẩ m thực phẩm 27 Bảng 1.6. Ảnh hưởng của IR đến chất lượng dinh dưỡng của các sản phẩm thực phẩm 34 Bảng 2.1. Điều kiện thí nghiệm được chọn 51 Bảng 2.2. Ma trận quy hoạch thực nghiệm và số lượng thí nghiệm sấy cá cơm săng bằng IR chọn lọc 52 Bảng 3.1. Một số thành phần hóa học của nguyên liệu cá cơm săng 57 Bảng 3.2. Thành phần, hàm lượng axit béo của nguyên liệu cá cơm săng 58 Bảng 3.3. Hàm lượng và tỷ lệ các axit amin của nguyên liệu cá cơm săng 60 Bảng 3.4. Một số chỉ tiêu vi sinh vật của nguyên liệu cá cơm săng 62 Bảng 3.5. Thời gian sấy cá cơm săng bằng IR chọn lọc để đạt độ ẩm 20±2% ở các chế độ sấy khác nhau 63 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến thời gian sấy cá cơm săng khô sấy bằng IR chọn lọc 64 Bảng 3.7. Kết quả phân tích phương sai ANOVA Thời gian sấy 66 Bảng 3.8. Tỷ lệ hút nước trở lại của cá cơm săng khô theo các chế độ sấy 75 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến tỷ lệ nước hút trở lại của sản phẩm cá cơm săng khô sấy bằng IR chọn lọc 75 Bảng 3.10. Kết quả phân tích phương sai ANOVA của tỷ lệ nước hút trở lại sản phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc 77 [...]... lượng cá cơm săng (Spratelloides gracilis) sấy hồng ngoại xuất khẩu nhằm hiện đại hoá công nghệ sấy, tiết kiệm thời gian, năng lượng, nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế của thuỷ sản khô Kết quả đề tài luận án sẽ đóng góp cho lĩnh vực chuyên ngành về sấy thủy sản, cụ thể là những biến đổi của một số thành phần hóa học, tính chất vật lý, cảm quan và vi sinh vật của cá cơm săng trong quá trình sấy. .. sấy, nhiệt độ sấy thấp do đó sản phẩm sấy ít bị tổn thất và chất lượng được đảm bảo; sản phẩm được thanh trùng bề mặt, kéo dài thời gian bảo quản; an toàn, vệ sinh cho thực phẩm cũng như cho người vận hành và môi trường,… Xuất phát từ ý nghĩa và yêu cầu thực tiễn trên tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài Nghiên cứu sự biến đổi thành phần hoá học, tính chất vật lý và đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng. .. khảo và giảng dạy trong chuyên ngành chế biến thực phẩm Đưa ra được một phương pháp sấy mới cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản khô của Việt Nam, góp phần vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa quá trình sản xuất, nâng cao chất lượng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và hiệu quả kinh tế cho sản phẩm thủy sản khô Mục tiêu của luận án là nghiên cứu sự biến đổi một số tính chất vật lý, thành phần. .. Qua các bảng 1.1 và 1.2 cho thấy cá cơm săng là một nguyên liệu thủy sản có giá trị dinh dưỡng cao (hàm lượng protein cao, có chứa hầu hết các loại axit amin, khá nhiều các khoáng chất, vitamin,…) 1.2.2 Hiện trạng chế biến và tiêu thụ cá cơm khô Cá cơm hiện nay chủ yếu vẫn được dùng để chế biến nước mắm và phơi /sấy khô tiêu thụ nội địa và xuất khẩu Thương hiệu cá cơm Phú Quốc nổi tiếng dùng làm mắm, cá. .. phần hóa học, tính chất cảm quan và vi sinh của cá cơm săng trong quá trình sấy IR chọn lọc dưới tác động của các yếu tố: khoảng cách chiếu IR, nhiệt độ sấy và tốc độ gió Từ đó tối ưu hóa các điều kiện công nghệ (chế độ sấy) cho phù hợp, đề xuất được quy trình công nghệ sấy cá cơm bằng IR chọn lọc đảm bảo chất lượng, an toàn thực phẩm và hiệu quả kinh tế 3 Để đạt được mục tiêu nêu trên, nội dung nghiên. .. lại); các chỉ tiêu cảm quan (tổng điểm chất lượng cảm quan) và vi sinh (tổng vi khuẩn hiếu khí) của cá cơm trong quá trình sấy bằng IR chọn lọc; 3 Thực nghiệm tối ưu hóa, xác định các thông số sấy (khoảng cách chiếu IR, nhiệt độ và tốc độ gió) thích hợp và xây dựng quy trình công nghệ sấy cá cơm săng bằng IR chọn lọc; 4 So sánh chất lượng sản phẩm cá cơm săng sấy bằng IR chọn lọc với một số phương pháp. .. tranh xuất khẩu cá cơm khô mạnh nhất với Việt Nam là Thái Lan Trữ lượng và sản lượng đánh bắt cá cơm của Thái Lan ít hơn Việt Nam nhưng do công nghệ đánh bắt và chế biến tiên tiến nên chất lượng cao hơn Ở Thái Lan, cá cơm được luộc và phơi khô từ trên tàu và chuyển thành phẩm về nhà máy để đóng gói Trong khi đó, tại Việt Nam lại vận chuyển vào bờ để luộc sau 6 - 8 giờ nên chất lượng cá không cao, ảnh... công nghệ; 6 Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm cá cơm khô nói chung và cá cơm sấy bằng IR chọn lọc nói riêng 4 Chương I TỔNG QUAN 1.1 HIỆN TRẠNG CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN CỦA VIỆT NAM 1.1.1 Số lượng cơ sở và năng lực chế biến thủy sản Từ năm 2001,Việt Nam đã đứng vào Top 10 nước xuất khẩu thuỷ sản lớn nhất thế giới Tổng kim ngạch xuất khẩu không ngừng tăng và đến năm 2011... trên, nội dung nghiên cứu của luận án gồm có: 1 Xác định một số thành phần hóa học cơ bản (độ ẩm, protein, axit amin, axit béo, lipit, tro, NH3, histamin), tính chất vật lý (cấu trúc cơ thịt), vi sinh vật (8 chỉ tiêu) của nguyên liệu cá cơm săng tươi; 2 Nghiên cứu sự biến đổi của một số thành phần hoá học (độ ẩm, protein, lipit, axit amin, axit béo, NH3, histamin); tính chất vật lý (cấu trúc cơ thịt,... trình công nghệ sấy cá cơm săng bằng không khí nóng 54 Hình 2.7 Sơ đồ quy trình công nghệ phơi cá cơm săng 54 Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích, so sánh các chỉ tiêu chất lượng của cá cơm săng được làm khô bằng các phương pháp khác nhau 55 Hình 3.1 Cấu trúc cơ thịt của cá cơm săng nguyên liệu 61 Hình 3.2 Thời gian sấy cá cơm đến độ ẩm yêu cầu (20±2%) theo các chế độ sấy khác nhau . SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HOÁ HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides gracilis) SẤY HỒNG NGOẠI XUẤT KHẨU Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐÀO TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HOÁ HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides. hành và môi trường,… Xuất phát từ ý nghĩa và yêu cầu thực tiễn trên tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài Nghiên cứu sự biến đổi thành phần hoá học, tính chất vật lý và đề xuất biện pháp nâng cao