Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm thịt lợn nấu đông đóng hộp

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Lời mở đầu
Không biết từ thịt lợn có thể chế biến được bao nhiêu món ăn mà các món ăn này
đã trở nên thân quen, gần gũi với người dân Việt Nam đến vậy. Từ bữa ăn hàng ngày
cho đến những ngày tết trọng đại với những món ăn cổ truyền mang đậm hương vị quê
hương đất Việt đều không thể thiếu các món được chế biến từ thịt lợn, vì vậy chúng đã
được đưa thành câu ca dao “ Thịt mỡ dưa hành câu đối đỏ…”. Hay cảm nhận của một
người con xa quê hương khi thưởng thức món thịt nấu đông ngày tết là : “ Nhiều người
không khỏi nuốt nước miếng, khi nhìn vào đĩa thịt nấu đông của miền Bắc. Xắn nhẹ đôi
đũa gắp thật khéo lấy một miếng đưa vào miệng, kèm một củ hành muối chua. Mùi thơm
lạ lùng của thịt nấu đông và mùi hăng của dưa hành quyện thành một hương vị khó tả.
Vị ngòn ngọt, beo béo của chất đông, hòa với vị chua chua, cay cay của củ hành tan
trong vòm miệng. Phải ăn từ từ, nuốt từ từ, để hương và vị tan loãng từ từ, mới cảm
nhận hết cái ngon lạ lùng của nó.”
Thế mới thấy các món ăn chế biến từ thịt lợn gần gũi với người dân đến mức nào.
Nhất là món thịt nấu đông, một món ăn truyền thống của người Việt mỗi khi đông về.
Nó không chỉ là một món ăn đơn thuần mà nó là sự hòa quyện của hơi ấm con người và
cái khí lành lạnh rất Bắc.
Nhưng để nấu được một nồi thịt nấu đông ngon, người nội trợ phải bỏ ra rất
nhiều thời gian, và nếu không phải là mùa đông thì không phải gia đình nào cũng có thể
thưởng thức món ngon này.
Với mong muốn mọi người có thể thưởng thức món thịt nấu đông ở mọi vùng
miền,mọi thời tiết và đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ thịt lợn, thuận tiện cho
người tiêu dùng cũng như đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu đề tài :
“ Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm thịt lợn nấu đông đóng hộp.”
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
1
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Mục tiêu của đề tài :
+ Phổ biến các sản phẩm truyền thống, đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ thịt

lợn trên qui mô công nghiệp.
+ Cải tiến công nghệ để sản xuất sản phẩm thịt lợn nấu đông có trạng thái đông ở
mọi thời tiết.
Nội dung của đề tài :
Để thực hiện mục trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu những nội dung sau :
1. Nghiên cứu phương pháp xử lý nhiệt nguyên liệu trước khi chế biến.
2. Nghiên cứu tìm công thức phối chế thích hợp cho sản xuất sản phẩm
« Thịt lợn nấu đông đóng hộp ».
3. Nghiên cứu xác định chế độ thanh trùng trong sản xuất sản phẩm « Thịt lợn
nấu đông đóng hộp ».
4. Đánh giá chất lượng sản phẩm và xây dựng qui trình công nghệ sản xuất
« Thịt lợn nấu đông đóng hộp ».
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
2
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
PHẦN I :
TỔNG QUAN
I.1. Nguyên liệu thịt
I.1.1 Tình hình chăn nuôi lợn tại Việt Nam :
Nước ta là một nước nông nghiệp, có điều kiện khí hậu phù hợp để phát triển
ngành chăn nuôi. Theo t
ổng kết của tổng cục thống kê, đàn gia súc gia cầm của nước ta ngày càng phát
triển cả về số lượng lẫn chất lượng. Sau đây là bảng thống kê số lượng gia súc gia cầm
từ năm 2001-2006.(bảng 1.1)
Bảng 1.1 : Bảng thống kê số lượng gia súc gia cầm ở nước ta từ năm 2001-2006 [13]
Trâu Bò Lợn Ngựa Cừu
Gia cầm
(Triệu con)
Nghìn con
2001 807,9 3899,7 21800,1 113,4 571,9 218,1

2002 814,5 4062,9 23169,5 110,9 621,9 233,3
2003 834,9 4394,4 24884,6 112,5 780,4 254,6
2004 869,8 4907,7 26143,7 110,8 1022,8 218,2
2005 922,2 5540,7 27435,0 110,5 1314,1 219,9
Sơ bộ
2006
921,1 6510,8 26855,3 87,3 1525,3 214,6
Chỉ số phát triển (Năm trước =100%)
2002 00,2 104,2 106,3 97,8 108,7 107,0
2003 00,7 108,2 107,4 101,4 125,5 109,1
2004 101,2 111,7 105,1 98,5 131,1 85,7
2005 101,8 112,9 104,9 99,7 128,5 100,8
2006 100,0 117,5 97,9 79,0 116,1 97,6
Theo bảng thống kê, số lượng đàn lợn ngày càng tăng, thậm chí năm 2007 bị
ảnh hưởng lớn do dịch bệnh nhưng đàn gia súc, gia cầm nhìn chung vẫn tăng. Năm
2007,sản lượng thịt lợn hơi đạt 2.552,9 nghìn tấn tăng 1,91% so với năm 2006. Về sản
lượng thịt thì thịt lợn luôn chiếm vị trí cao nhất (thịt lợn 75%, thịt bò và gia câm 25%).
Điều này cho thấy thịt lợn rất thân quen trong bữa ăn của các gia đình người Việt Nam
và các món ăn chế biến từ thịt lợn vô cùng phong phú và đa dạng.
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
3
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Theo đánh giá của các chuyên gia, sau một năm Việt Nam gia nhập tổ chức
kinh tế thế giới, cơ hội cho người nông dân và doanh nghiệp tham gia vào thị trường
nông nghiệp thế giới mở rộng. Nên ngành nông nghiệp đã có chiến lược phát triển cho
phù hợp với tình hình chung. Theo chiến lược, ngành chăn nuôi sẽ chuyển sang sản xuất
theo phương thức công nghiệp,trang trại vào năm 2020, đảm bảo an toàn dịch bệnh và
vệ sinh thực phẩm. Ngành chăn nuôi phấn đấu đến năm 2020, sản lượng thịt xẻ các loại
là 5,5 triệu tấn, trong đó có 63% thịt lợn, 32% gia cầm, 4% thịt bò.
I.1.2 Nguyên liệu thịt :

I.1.2.1 Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của thịt :
Thành phần hoá học của thịt lợn gồm có nước, protein, lipit, gluxit, các chất
trích ly chứa nitơ và không chứa nitơ, khoáng, vitamin, các enzym. Tỷ lệ các thành phần
này phụ thuộc vào giai đoạn phát triển, điều kiện chăn nuôi, bộ phận súc thịt và vị trí cơ
thể học. Sau đây là bảng một số thành phần dinh dưỡng trong thịt nguyên liệu (tính trong
100g ăn được).
Bảng 1.2 : Thành phần hóa học của nguyên liệu thịt lợn [10]
Loại thịt Nước(g) protein(g) lipit(g) canxi(g) sắt(g)
Thịt ba chỉ 60,9 16,5 21,5 9,0 1,5
Thịt nạc 73,0 19,0 7,0 6,7 0,96
Giá trị dinh dưỡng của thịt được đánh giá chủ yếu bằng hàm lượng và chất
lượng protein trong thịt. Protein thịt trong cơ thể động vật liên kết với các hợp chất khác
như liên kết với lipit, collagen,...vì thế trong quá trình chế biến sự biến đổi của protein
ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng sản phẩm. Protein thịt chứa hầu hết các axít amin cần
thiết cho con người như : lysine, trytophan, valine,..... Protein có tính lưỡng điện giúp
cho protein có khả năng giữ nước, protein thịt dễ bị biến tính bởi các tác nhân như : dung
dịch axít, dung dịch kiềm, hay các tác nhân tác động lên cầu nối H
2
(gia nhiệt, muối kim
loại nặng,...).
Ngoài ra, giá trị dinh dưỡng của thịt còn phụ thuộc vào các thành phần : lipit,
vitamin và khoáng chất,....Trong đó, lipit có thành phần chủ yếu là các triglixêrit trung
tính, các axít béo. Chúng là nguồn cung cấp năng lượng và tạo hương vị cho thịt. Các
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
4
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
vitamin và khoáng chất tồn tại trong các mô hay dưới dạng các hợp chất cơ thể dễ
chuyển hoá và hấp thu. Nhóm này bao gồm : Fe, Se, Zn...vitamin nhóm B,...
I.1.2.2 Cấu tạo mô tế bào của thịt :
Về phương diện mô học và xét theo giá trị sử dụng trong công nghiệp, thành

phần của thịt bao gồm : mô cơ, mô mỡ, mô liên kết, mô xương – sụn và mô máu. Trong
thịt lợn tỷ lệ các mô như sau : mô cơ chiếm 40-62%, mô mỡ chiếm 15-40%, mô liên kết
chiếm : 6-8%, mô xương-sụn chiếm 8-18%, mô máu chiếm 0,6-0,8%. Tính chất và thành
phần cấu tạo của các mô khác nhau. Do đó, dựa vào tỷ lệ của các thành phần cấu tạo sẽ
quyết định tính chất thịt.
I.1.2.2.1 Thành phần hoá học của mô cơ
- Thành phần hoá học của mô cơ của thịt lợn : nước chiếm 68-70%, prôtêin
chiếm 19-20%, chất béo chiếm 9-11%, tro chiếm khoảng 1,4%.
- Mô cơ là mô có giá trị thực phẩm cao nhất. Khi động vật còn sống nó thực
hiện chức năng vận động, tuần hoàn,tiêu hoá hay các hoạt động sinh lý khác. Mô cơ
chiếm 40-62% trọng lượng con vật.
- Thành phần protein trong mô cơ :
+ Protein tơ cơ : chiếm 11.5% khối lượng mô cơ. trong đó, 5,5% là myosin,
2,5%, 0,9% actin, 0,3% conectin nebutin.
+ Protein chất cơ chiếm 5,5% khối lượng mô cơ. Trong đó 0,6% là aldoza,
0,5% creatin kinaza, 0,2% myoglobin, 0,6% hemoglobin.
+ Protein cơ nền chiếm 2% khối lượng mô cơ. Trong đó có 1% là colagel,
0,05% elastin, 0.95% các enzym khác.
-Mô cơ có 2 loại : cơ vân và cơ trơn. Chúng ta quan tâm tới cơ vân hơn vì chúng
chiếm tỷ lệ lớn, có giá trị sử dụng cao, là nguồn cung cấp prôtêin và các axít amin cần
thiết cho nhu cầu dinh dưỡng của con người.
I.1.2.2.2 Thành phần mô liên kết :
Mô liên kết gồm gân, dây chằng, thân xương, nội ngoại mạc cơ...Chúng phân bố
khắp cơ thể và có tác dụng liên kết các bộ phận cơ thể lại với nhau, tham gia vào các quá
trình trao đổi chất và bảo vệ cơ thể.
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
5
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Thành phần hoá học của mô liên kết : 57-62% là nước, 21-40% protein,
1-3,3% lipit, 0,4-0,7% khoáng.

-Protein của mô liên kết là loại không hoàn thiện, khó tiêu hoá, bao gồm :
colagel, elastin, muxin, mucoit
+ Colagen : có cấu tạo hình sợi bền, không đàn hồi, không tan trong nước, đun
lâu biến thành gelatin. Colagen có thể được cơ thể tiêu hoá nhưng rất chậm.
+ Elastin : có cấu tạo hình sợi nhưng bền hơn, không tạo gelatin khi đun nấu,
không bị thuỷ phân bởi các enzym proteaza.
I.1.2.2.3 Thành phần của mô mỡ :
- Mô mỡ là nơi dự trữ và cung cấp năng lượng cho cơ thể.
- Thành phần hoá học của mô mỡ : 2-21% nước, 5-7,5% prôtêin, 70-97% lipit,
và một lượng nhỏ khoáng và vitamin. Tỷ lệ này phụ thuộc vào loài, giống, mức độ tích
luỹ mỡ.
- Thành phần chủ yếu của mỡ là triglixerit. Các loại axít béo gồm loại no và
không no. Trong mỡ lợn chứa : 4,2-9,4% axít linoleic, 0,3-0,5% axít linolenic, 0,4% axít
arachidonic....
I.1.2.2.4 Thành phần của mô xương và sụn :
- Mô xương :
Mô xương là một loại mô liên kết. Mô xương rắn chắc, có tính đàn hồi cao.
Xương gồm phần đặc bên ngoài và chất xốp bên trong ( tuỷ). Phần đặc là phần hữu cơ
chứa muối khoáng, có 20-25% nước, 75-80% chất khô trong đó 30% là prrotein, 45% là
hợp chất vô cơ. Tuỷ xương là do tế bào mỡ tạo thành, chứa hầu hết các thành phần của
máu như albumin, globulin, glucogen, men và chất béo.Giá trị thực phẩm của xương là
do tuỷ xương quyết định. Xương là nguyên liệu sản xuất gellatin.
-Sụn :
Sụn cấu tạo từ các tế bào hình cầu và chất gian bào. Thành phần hoá học gồm
: nước 67-72%, prrotein 17-20%, lipit 3-5%, khoáng 1,5-2,2%, và một ít gluxit.
Protein của sụn có tính chất giống colagen, khi đun sôi kết hợp với nước gian
bào tạo chất keo dính.
I.1.3 Mô liên kết :
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
6

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Nguyên liệu được sử dụng trong sản xuất sản phẩm thịt lợn đông đóng hộp là
thịt chân giò có hàm lượng mô liên kết khá cao. Mô liên kết đã được con người biết đến
từ lâu. Chúng được miêu tả rất sớm bằng giải phẫu học như là các mô nhạt màu. chúng
xuất hiện để liên kết các bộ phận với nhau Các cơ thể khác nhau có cấu tạo khác nhau
nhưng chúng đều cần có cấu trúc vì vậy mà các bộ phận đựợc phân chia và có các chức
phận khác nhau và mô liên kết có tác dụng giúp giữ cho các cấu trúc của cơ thể nguyên
vẹn.
Mô liên kết được tìm thấy ở hầu hết các động vật. Chúng có các vai trò chính là
tạo sức bền cơ học cho các bộ phận, cung cấp khung mạng cho sự chuyển động của cơ
thể. Mô liên kết của động vật bậc cao có 2 thành phần chính là mô xương, và các mô liên
kết mềm. Loại thứ nhất,mô xương, mô liên kết trực tiếp với khung xương gồm có xương
và sụn của cơ thể. Loại thứ 2 là mô liên kết mềm bao gồm gân, da, dây chằng, thành
máu, các mô đặc trưng của mắt (ví dụ : thủy tinh thể, giác mạc ) và tim ( ví dụ như van
tim và cơ tim ).
Cấu trúc phân tử của mô liên kết :
Các mô liên kết có vị trí khác nhau chứa hỗn hợp của nhiều protein và
polysaccarit phức tạp khác nhau. Tuy nhiên protein chính và có mặt trong hầu hết mô
liên kết ở động vật bậc cao là collagen. collagen chiếm 25 – 30% trong tổng số protein.
Đặc tính đặc trưng của cao phân tử này là nó có khả năng hình thành cơ, sợi tơ và cấu
trúc mạng lưới ở trong khoang xương, các liên kết ngang của khung mạng tương tự liên
kết trong polyme nhân tạo như nylon. Các sợi colagen thì mềm nhưng tính đàn hồi kém.
Chính đặc tính này đảm bảo cho sức bền cơ học của collagen.
Một thành phần khác của mô liên kết là elastin, một protein được hình thành
dưới dạng sợi dài thường mỏng hơn sợi collagen, có tính đàn hồi cao. Được cấu tạo từ
protein elastin. Elastin là protein keo, hay sợi đàn hồi. Chúng là những sợi thẳng, hay
chia nhánh nối với nhau thành lưới sợi. Lưới sợi rất quan trọng ở nơi mô liên kết tiếp
giáp với các mô khác nhất là ở lớp màng nền giữa biểu mô và mô liên kết. Elastin bền
với nhiệt và các dung môi, không bị thủy phân bởi hầu hết các enzym trừ một số enzym
như: enzym papain và bromelin.

Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
7
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Mỗi mô liên kết khác nhau thường gồm collagen và các hợp phần khác của nó là
những chất không phải là collagen, bao gồm proteoglycan và một số lượng rất ít những
polyssacharit. Trong các mô liên kết, các hợp chất không phải là collagen ở trên có thể
không có hoặc có rất ít. Ví dụ : trong gân có nhiều hơn 95% là collagen, và chỉ có rất ít
elastin và proteoglycan. Như đã giải thích ở trên, sụn có rất nhiều các chất cơ bản đặc
biệt là chứa một lượng lớn chất proteoglycan, nhưng có rất ít colagen. Sụn là một dạng
chuyên hóa của mô liên kết sợi, hay trong xương chứa nhiều sợi collagen và một số
lượng lớn nước cũng như các muối vô cơ như carbonate canxi, phosphate canxi. Các
muối vô cơ chiếm khoảng 65% trọng lượng khô của xương trưởng thành
Bảng 1.3 : Thành phần trong các mô liên kết khác nhau [15]:
Mô collagen ( %) Elastin ( %)
Gân 95 1
Da 50 5
Xương 25 -
Cơ 2 0,1
Trong mô liên kết các sợi có thể xắp xếp không đều, thưa thớt hoặc xắp xếp dày
đặc thành mạng lưới ( ví dụ: liên kết da với lớp mô phía dưới, màng bao tim…) hay theo
một kiểu nhất định thường là một bó sợi song song như gân và dây chằng hay trong lớp
bì của da, màng xương. Dù được sắp xếp như
thế nào chúng vẫn đảm bảo vai trò nâng
đỡ,bao phủ và liên kết các thành phần của các
mô khác.
Cấu tạo của mô liên kết có thể được
biểu diễn như hình 1.1
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
8
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý

Hình 1.1 cấu tạo mô liên kết [1]s Bùi
Collagen
Collagen là một thành phần cơ bản tạo nên mô liên kết. Và chính chúng trong
quá trình chế biến sẽ bị chuyển hoá thành gelatin tham gia tạo trạng thái cho sản phẩm.
- Cấu tạo của collagen :
Đơn vị cấu tạo cơ bản của collagen là tropocolagen. Các sợi riêng lẻ của
tropocolagen là procolagen, là chuỗi polypeptit. Các procolagen được sinh tổng hợp
trong ribozom hay trong nguyên sợi bào và trên bề mặt các hạt mạng lưới nội chất.Sau
khi được sinh tổng hợp, trong quá trình vận chuyển qua màng nội chất tới khoảng ngoại
bào, procolagen chuyển thành tropocolagen. Để hình thành nên sợi collagen, những phân
tử tropocolagen được xắp sếp liên tục và nằm song song với nhau tạo thành một ống sợi
hay tấm sợi nhưng không đan chéo nhau.
Cơ chế tạo sợi collagen có thể được biểu diễn như sau (hình 1.2 ) :
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
9
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Hình 1.2 : Quá trình tạo sợi collagen
Các sợi collagen có khả năng tạo nên các ma trận ngoại bào và được liên kết
ngang ở mức độ xắp xếp cao nên cấu trúc của colagen có sức mạnh lớn. Tất cả các mô
liên kết đều có tính chịu lực cao. Tính chịu lực phụ thuộc vào vị trí, thành phần phân tử
cấu thành và loại, mức độ của các liên kết ngang. Trong các hoạt động bình thường thì
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
10
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
các mô liên kết không thể bị đứt gãy, và mức độ chịu lực phụ thuộc vào vị trí cơ, hàm
lượng collagen trong cơ.
Trước đây, collagen được coi là một chất không hoà tan. Gần đây có những phát
hiện mới về collagen, đặc biệt là các tính chất của chúng liên quan tới nhiệt. Đối với các
collagen đơn phân tử,hay là một sợi collagen đơn. Khi gia nhiệt trong dung dịch phân tử

collagen biến tính trong một khoảng nhiệt độ hẹp. Điểm giữa của sự biến tính đó được
coi là nhiệt độ biến tính. Các phân tử thông thường tạo dung dịch có độ nhớt cao, nhưng
tại nhiệt độ biến tính các chuỗi xoắn bậc cao chuyển thành các chuỗi bậc thấp hơn mà
điển hình là gelatin làm giảm độ nhớt của dung dịch. Giá trị nhiệt độ này phụ thuộc vào
kiểu gen và loài. Các sợi collagen kết hợp tạo thành các chuỗi sợi khi bị gia nhiệt đầu
tiên chúng co vào rồi chúng mới biến tính vì nhiệt và sản phẩm là hỗn hợp không chỉ là
gelatin (chuỗi đơn tự do) mà còn có các chuỗi đôi, chuỗi 3.
Hình 1.3 : Sơ đồ biểu diễn sự chuyển hóa collagen thành gelatin
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
11
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
- Ảnh hưởng của các yếu tố đến collagen trong quá trình chế biến :
Các yếu tố của quá trình sản xuất các sản phẩm thịt gồm một số yếu tố hoá học
như : muối, axít, poliphosphat, cũng như yếu tố kiểm soát được như nhiệt độ của quá
trình. Mỗi yếu tố có những ảnh hưởng khác nhau tới collagen trong nguyên liệu.
+ Tác động của muối :
Khi thêm muối vào thịt và hỗn hợp thịt làm tăng khả năng hoà tan của myosin
và các protêin khác, làm chúng trương nở và dịch thoát ra sẽ dính lên bề mặt thịt làm
tăng giá trị cảm quan của sản phẩm(như các sản phẩm thịt muối). Nếu bổ xung nhiều
muối sẽ làm tăng khả năng giữa nước của thịt nhưng khả năng giữ nước của collagen lại
không chịu tác động nhiều bởi NaCl. Khoảng pH < 5, hay pH > 8 của NaCl làm giảm
lượng nước trong colagen, pH nằm trong khoảng 6-8 thì lượng nước sẽ tăng nhẹ. Nồng
độ muối tăng cao sẽ làm khả năng giữ nước của collagen và sự trương nở bình thường
của collagen trong axit có thể bị giảm.
Các muối khác cũng có ảnh hưởng quan trọng lên collagen và tính chất giữ nước
của nó. Như đã biết, khả năng giữa nước của colagen nhỏ nhất trong khoảng pH = 5- 8
và dưới tác động của tất cả các muối, cả poliphosphat cũng có xu hướng làm giảm khả
năng giữ nước. Tuy nhiên, polyphosphat có ảnh hưởng ít hơn so với các muối khác.Khả
năng giữ nước của collagen tăng 2 lần sau khi được gia nhiệt ở 70
o

C.
+ Tác động của pH
Khả năng hydrat hoá của colagen nhỏ nhất trong pH thuộc khoảng 6 -8 .Tính
chất của mạng lưới collagen bị giảm đi ở pH thấp ( vd : pH dưới 5 ) và ở một vài độ pH
cao hơn ( vd : cao hơn 8). Khả năng trương nở của collagen hoà tan có nguồn gốc động
vật được cho là phụ thuộc vào loại và tuổi của động vật. Điều đó được chỉ ra hầu hết các
cấu tử thành phần protein của thịt nở trong axit suốt quá trình sản xuất tạo dịch dạng sệt.
+ Tác động bởi nhiệt :
Tác động bởi nhiệt lên collagen trong mô liên kết của thịt đã được thảo luận rất
nhiều.Số collagen hoà tan trong mô động vật trong suốt quá trình nấu được đưa ra không
chỉ dưới tác động của nhiệt độ đun nấu mà còn chịu ảnh hưởng bởi tuổi của động vật và
nguồn cơ. Bộ xương collagen là một mạng lưới ngang dọc được xắp xếp cao. Kể cả khi
nguyên liệu là thịt, xương của các con vật nhỏ thì colagen của chúng cũng kém hoà tan
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
12
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
bởi nhiệt. Collagen của da là loại collagen riêng, đây là nguồn cung cấp collagen chính
khi bổ xung vào các sản phẩm thịt độ hoà tan của chúng rất cao.
I.2. Chất tạo đông :
I.2.1 Gelatin
* Cấu tạo :
+ Gelatin là sản phẩm của quá trình thuỷ phân một phần collagen trong mô động
vật. Kỹ thuật biến đổi collagen tạo gelatin là từng bước phá huỷ cấu trúc các thành phần
để thu được dẫn xuất hoà tan là gelatin.
+ Gelatin là các polypeptit cao phân tử, là một chuỗi các axít amin, gồm 3 axít
amin chủ yếu là glycin, proline, hydroproline. Trong phân tử gelatin, chúng liên kết với
nhau tạo chuỗi xoắn kép có khả năng giữ nước.
Bảng 2.1 : Thành phần các axít amin có trong gelatin [5]
Axít min Tỷ lệ (%)
1.Axít aspartic 6%

2. Arginin 8%
3. Alanin 9%
4. Axít glutamic 10%
5. Prolin vàHydroprolin 25%
6. Glycin 27%
7. Các axít amin khác 10%
Cấu tạo mạch gelatin có thể được biểu diễn như hình 2.1 :
Hìn
h 1.4 : Cấu tạo mạch gelatin
- Tính chất của gelatin :
* Cơ chế tạo gel :
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
13
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
+ Gelatin trưởng nở khi cho vào nước lạnh, lượng nước hấp thu có thể bằng
5-10 lần khối lượng. Khi gia nhiệt nó bị nóng chảy, hoà tan và sẽ tạo gel khi được làm
lạnh.
+ Gelatin có thể chuyển từ dạng sol sang dạng gel có tính thuận nghịch với
nhiệt, đây chính là tính chất được ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm.
+ Gel gelatin có nhiệt độ nóng chảy thấp (27-34
0
C). Độ tan của gel phụ thuộc
vào các yếu tố như : nhiệt độ, kích thước hạt gelatin.
+ Độ sệt của gelatin cũng là một tính chất được quan tâm, độ sệt của gel sẽ tăng
khi nồng độ gelatin tăng và nhiệt độ giảm
* Công dụng :
Trong các ngành thực phẩm, gelatin được sử dụng với mục đích chính là tạo
trạng thái sệt cho sản phẩm, tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.
I.2.2 Aga : Đ
-Cấu tạo :

Aga là một sulfat polisacarit được tách ra bằng cách gia nhiệt ẩm từ các loài tảo
đỏ (Gelidiumsp, Gracilarta). Thành phần cấu tạo của mạch chính là D-galactose; 3,6
anhydro-Lgalactose xen kẽ nhau. Aga là một hỗn hợp các polisacarit gồm 2 thành phần
chủ yếu sau :
+Agarose là thành phần tạo gel chính của aga, có khoảng 1/10 các đơn vị
glactose bị este hoá. Hàm lượng agarose đóng vai trò quan trọng đối với điện tích của
toàn phân tử và đến tính chất của gel như : độ bền, độ đàn hồi, nhiệt độ tạo gel, nhiệt độ
nóng chảy của gel.
+Agaropectin là thành phần không tạo gel, có mức độ este hoá cao hơn
agarose.
Từ năm 1960 đến năm 1980, áp dụng công nghệ mới vào nghiên cứu agar như
cắt phân đoạn, ghi sắc ký, sự phân hủy bởi enzim và đặc biệt là quang phổ học 13C-
NMR đã nghiên cứu chính xác hơn cấu trúc hóa học của agar.(hình 2.2)
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
14
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Hình 1.5 : Cấu trúc hóa học của agar [5]
* Sự tạo gel :
+ Quá trình tạo gel xảy ra khhi ta làm lạnh dung dịch aga. Dung dịch aga tạo gel
ở nhiệt độ 40-50
0
C, và tan chảy ở nhiệt độ 80-85
0
C. Quá trình hình thành gel và độ ổn
định của gel bị ảnh hưởng bởi hàm lượng aga và khối lượng phân tử của nó. Kích thước
lỗ gel khác nhau phụ thuộc vào nồng độ aga, nồng độ aga càng cao kích thước lỗ gel
càng nhỏ và khi khô có thể tạo thành một màng trong suốt, có thể bảo quản được lâu dài.
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
15
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý

Hình 1.6 : Cơ chế tạo gel của agar [5]
+ Gel aga có tính thuận nghịch về nhiệt.
+ Gel aga có thể giữ mùi vị, màu thực phẩm trong khối gel nhờ nhiệt độ nóng
chảy cao.
+ Gel aga có thể chịu được nhiệt độ chế biến 100
0
C, pH = 5-8, có khả năng
trương phồng và giữ nước.
+ Đặc biệt aga có thể tạo đông ở nồng độ thấp, đây là tính chất quan trọng được
ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm.
+ Chú ý không dùng nước cứng để tạo gel aga vì các ion sunfat làm gel bị đục.
Không dùng aga trong môi trường có pH<4 và có nhiều chất ôxi hoá.
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
16
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Hình 1.7 : Cấu trúc gel của agar [5]
* Tính chất của aga :
- Tính tan :
Aga không tan trong nước lạnh, tan ít trong ethanol amine, và tan trong nước
nóng. Aga có khả năng hoà tan với lượng nước 30-50 lần khối lượng. Lượng aga trong
nước là 10% sẽ tạo dung dịch sệt.
- Sự thay đổi bởi kiềm của agar :
Tác nhân kiềm trong quá trình xử lý làm tháo bỏ các nút thắt (gốc sunfat ở C-6
của 1,4-linked-L-galactose) tồn tại trong phân tử agar. Số lượng vòng 3, 6-anhydro được
tạo thành tăng, thành phần sulfat giảm nên sức đông của dung dịch tăng lên.
- Sức đông của agar :
+ Sức đông của một loại agar được xác định cho 1% gel agar đó và dùng máy để
đo. Gelidium: 300 – 500 g/cm
2
, Gracilaria: 50 – 300g/cm

2
, sức đông của Gracilaria có
thể tăng lên 500g/cm
2
hay cao hơn sau khi xử lý kiềm.
+ Sức đông của agar phụ thuộc vào nồng độ, loại và sự phát triển của tảo ở từng
địa phương và quá trình sản xuất.
+ Đo sức đông theo phương pháp: Nikan-Sui và sử dụng cân Rowerbal.
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
17
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
+ Sức đông của một dung dịch 1.5 % agar công nghiệp nằm trong khoảng giữa 600
và 1100 g/cm
2
(Phương pháp Nikan-Sui chất lượng trung bình là 700-800 g/cm
2
).
- Nhiệt độ đông đặc và tan chảy của agar :
+ Nhiệt độ này phụ thuộc vào từng loại tảo.
Gelidium: T đông đặc = 28 – 31
0
C
T tan chảy = 80 – 90
0
C
Gracilaria : T đông đặc = 29 – 42
0
C
T tan chảy = 76 – 92
0

C
+ Thành phần metoxyl trong agaroza càng cao thì nhiệt độ đông đặc càng cao.
VD: tăng từ 0.5% đến 5% thì nhiệt độ đông đặc tăng từ 35
0
C đến 45
0
C
- Độ nhớt của agar – agar :
+ Độ nhớt là hàm tuyến tính của khối lượng phân tử agar khi ở nhiệt độ và nồng
độ cố định.
+ Độ nhớt luôn nhỏ hơn hoặc bằng 10 – 15 cp. ở nồng độ 1% và ở 60 – 90
0
C.
Thông thường khi độ nhớt của dung dịch aga càng thấp thì sức đông càng lớn.
- Khả năng tương hợp :
Là khả năng kết hợp với các hợp chất khác trong hỗn hợp.
Agar thường tương hợp với hầu hết các polysaccharide khác và với protein ở
điều kiện gần trung tính.
* Ưu điểm khhi dùng aga tạo gel :
+ Khả năng tạo gel cứng ở nồng độ thấp.
+ Không cần bất kỳ chất hỗ trợ nào, không ảnh hưởng tới mùi vị của sản phẩm.
+ Có sự khác biệt lớn giữa nhiệt độ nóng chảy và nhiệ độ tạo gel.
+Không màu ,không vị nên không ảnh hưởng tới màu sắc và vị tự nhiên của sản
phẩm.
* Công dụng :
Làm đặc sản phẩm và thay thế một phần gelatin nhằm giữ ổn định trạng thái
của sản phẩm.
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
18
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý

I.3. Thanh trùng đồ hộp :
Trong sản xuất đồ hộp, thanh trùng là khâu quan trọng có tính chất quyết định
đến thời gian bảo quản và chất lượng sản phẩm. Để thanh trùng, trong sản xuất, người ta
dùng nhiều biện pháp khác nhau : thanh trùng nhiệt độ cao, thanh trùng vật lý( như thanh
trùng bằng sóng siêu âm, các tia ion hoá….). Nhưng phổ biến hơn cả là thanh trùng bằng
nhiệt. Do thanh trùng bằng nhiệt là phương pháp thanh trùng dễ thực hiện, thiết bị đơn
giản, và ít tốn kém.
Tùy thuộc vào nhiệt độ và phương thức có thể chia thanh trùng nhiệt thành 3
loại:
+ Thanh trùng Paster là quá trình tiêu diệt vi sinh vật với nhiệt độ nhỏ hơn hay
bằng 100
0
C.
+ Thanh trùng Tildan là quá trình thanh trùng Paster nhưng thực hiện lặp lại
nhiều lần ( ít nhất là 2 lần ).
+ Thanh trùng công nghiệp ( tiệt trùng) là quá trình thanh trùng với nhiệt độ lớn
hơn 100
0
C.
Trong quá trình thanh trùng, dưới tác dụng của nhiệt độ, sản phẩm rất dễ bị biến
đổi về tính chất, trạng thái sản phẩm, có thể làm tăng hay giảm chất lượng sản phẩm.Do
đó, mục tiêu trong thanh trùng đồ hộp là hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và
enzym là lớn nhất. Do chúng là nguyên nhân gây hư hỏng lypid và protein. Nhưng ảnh
hưởng của nhiệt độ tới sản phẩm là nhỏ nhất. Và mục tiêu chính vẫn là tiêu diệt hoàn
toàn vi sinh vật trong sản phẩm.
I.3.1 Động học quá trình thanh trùng :
Khi nâng nhiệt độ của môi trường cao hơn nhiệt độ tối thích của vi sinh vật thì
hoạt động của chúng bị chậm lại. Ở nhiệt độ cao, nguyên sinh chất của vi sinh vật bị
đông tụ mà quá trình này là không thuận nghịch nên vi sinh vật bị tiêu diệt.
* Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng chịu nhiệt của vsv

- Các yếu tố từ vi sinh vật :
+ Phụ thuộc vào loài và chủng giống vi sinh vật. Có loài khả năng chịu nhiệt rất
cao như Bac.sterothermophillus.., nhưng cũng có các sinh vật chịu nhiệt kém như
Staphylococcus pyrogenes aureus, các loại nấm men, nấm mốc…
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
19
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
+ Phụ thuộc và giai đoạn phát triển của vi sinh vật : chúng ở pha thích nghi hay
pha phát triển logarit rất nhạy cảm với nhiệt độ, bào tử khả năng chịu nhiệt rất cao.
- Các yếu tố khác :
+ Hàm ẩm làm tăng khả năng tiêu diệt vi dinh vật do nước là môi trường truyền
nhiệt cao hơn không khí, trong khi đó đốt nóng khô thì khả năng này rất thấp.
+ Độ pH : ở pH trung tính, vi sinh vật có khả năng chịu nhiệt rất cao, trong khi đó
ở pH thấp khả năng chịu nhiệt của chúng giảm đi đáng kể.
Đây cũng là chỉ số cơ bản để xác định chế độ thanh trùng. Theo độ axít, đồ hộp
được phân làm 2 nhóm :
+ Nhóm có độ axít thấp ( pH ≥ 4,6 ) : gồm các loại đồ hộp thịt cá.
+Nhóm có độ axít cao ( pH ≤ 4,6 ) : gồm các loại đồ hộp rau quả dầm dấm.
Đối với nhóm đồ hộp có độ axít thấp, nhiệt độ tiêu chuẩn là 121
0
C, còn đối với
nhóm có độ axít cao, nhiệt độ tiêu chuẩn là 93,3
0
C.
* Động học của quá trình thanh trùng :
Quá trình thanh trùng làm giảm số lượng vi sinh vật không phải là 1 quá trình
riêng biệt mà nó bị ảnh hưởng bởi động lực học quá trình thanh trùng. Trong suốt quá
trình thanh trùng vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt từng tế bào.
Quá trình tiêu diệt vi sinh vật được trình bày như sau :
- Theo quá trình động học 1 ta có :

= kC lnC = lnC
0
+ kt
Trong đó :
+ C : Tổng sô vi sinh vật tại thời điểm t
+ C
0
: Tổng số vi sinh vật ban đầu
+ t : Thời gian ( phút )
+ k : hệ số tốc độ tiêu diệt vi sinh vật (1/phút)
- Theo định luật Bigelow, ta có :
= - kN
Trong đó :
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
20
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
+ N :số tế bào/g(ml) (CFU)
+ k : hệ số tốc độ tiêu diệt vi sinh vật
+ t : thời gian ( phút )
Nếu t = 0 : N = N
0
Nếu t = t : N = N
- Ta có thể biểu diễn dưới dạng tích phân như sau:

Khi thực hiện thanh trùng ở nhiệt độ không đổi, k là một hằng số ta có :
=> ln
=> N = N
0
Trong đó :
+ N : lượng vi sinh vật trong sản phẩm

+ N
0
: lượng vi sinh vật ban đầu
+k : hệ số tốc độ tiêu diệt vi sinh vật
+ t : thời gian gia nhiệt
Sự cân bằng cho phép tính lượng tế bào N tồn tại sau khi đã xử lý nhiệt trong
thời gian t, khi đã biết số tế bào ban đầu N
0
.
Đường cong biểu diễn mức độ tiêu diệt vi sinh vật bởi nhiệt theo thời gian, ta có
đồ thị như sau :
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
21
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
Hình 1.8 : Sự tiêu diệt vi sinh vật bằng nhiệt theo thời gian [3]
- Từ phương trình dạng tích phân, ta có :
 ln
⇔
lg
t
k
N
N
303,2
0
−=
(*)
+ Xây dựng mối quan hệ giữa hệ số k và thời gian để tiêu diệt được 90% số
lượng vi sinh vật ( D).
=>

303.2
1 k
D
−=
D là thời gian cần thiết để tiêu diệt 90% lượng vi sinh vật ban đầu tại một nhiệt
độ xác đinh.(phút )
Biểu diễn phương trình (*) trên đồ thị logarit, ta có :
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
22
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý

Hình 1.9 : Thời gian tiêu diệt vi sinh vật theo mối quan hệ logarit [3]
+ Phương trình (*) có thể viết :
lg
t
DN
N 1
0
−=
Trong đó : D là thời gian cần thiết để tiêu diệt 90% lượng vi sinh vật ban đầu tại
một nhiệt độ xác định.
Vậy thời gian thanh trùng là : t =D.lg
0
N
N
Theo quá trình động học trên, chúng ta đã xác định được thời gian tiêu diệt vi
sinh vật dựa trên nhiệt độ thanh trùng đã biết trước. Thanh trùng ở nhiệt độ nào là một
yếu tố quan trọng vì nhiệt độ thanh trùng ảnh hưởng tới hiệu quả thanh trùng, thời gian
thanh trùng, và chất lượng sản phẩm.Sức kháng nhiệt của vi sinh vật có trong sản phẩm
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

23
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
ảnh hưởng rất nhiều tới nhiệt độ thanh trùng, do đó, nghiên cứu sức kháng nhiệt của vi
sinh vật điển hình trong sản phẩm là điều cần thiết.
Nghiên cứu sức kháng nhiệt của vi sinh vật
- Nguyên lý : dựa trên việc xử lý nhiệt ở cùng một nhiệt độ.
- Người ta tiến hành :
+ Chuẩn bị 100 ống nghiệm đã vô trùng, chia thành nhiều nhóm nhỏ.
+ Cho vào mỗi ống thuỷ tinh 10 ml dung dịch huyền phù có chứa tế bào vi sinh
vật của một loại vi sinh vật điển hình.
+ Đặt các ống nghiệm vào bể siêu ổn nhiệt. Cứ sau một khoảng thời gian xác
định ta lấy ra và xác định số tế bào sống sót.
Từ kết quả thu được, ta đưa ra giá trị D
t
là khoảng thời gian cần thiết để giảm số
vi sinh vật đi 10 lần tại nhiệt độ t. D
t
biểu diễn sức đề kháng nhiệt của sinh vật và D
t
phụ
thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao, D
t
càng ngắn và ngược lại.
Để nghiên cứu sức đề kháng của một loại vi sinh vật, chúng ta phải tiến hành ở
các nhiệt độ khác nhau. Từ đó, ta xác định được hằng số Z (
0
C ) là lượng nhiệt độ cần
tăng hay giảm để D
t
giảm hay tăng 10 lần.

Thường với loại sản phẩm có :
+ pH > 4,6 : D
t
= D
121
= 2 – 5 phút, Z = 10 hoặc Z = 12
+ pH < 4,6 : D
t
= D
93,3
= 0,1 – 1 phút, Z = 5 – 8
I.3.2 Áp suất đối kháng :
Thực phẩm đựng trong hộ bao gồm các thành phần : chất rắn, chất lỏng, chất
khí. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các áp suất riêng phần và sự dãn nở của các cấu tử
đó tăng lên làm áp suất chung trong hộp tăng lên. Áp suất này có thể làm biến dạng hộp,
phồng hộp. Vì vậy, cần tạo 1 áp suất trong thiết bị để chống lại hiện tượng này, gọi là áp
suất đối kháng.
* Áp suất đối kháng là áp suất cần tạo ra trong quá trình thanh trùng để chống
lại sự tăng áp suất trong hộp do giãn nở khi thanh trùng.
Áp suất đối kháng được tính theo áp suất trong hộp, áp suất hơi nước bão hòa,
áp suất riêng phần không khí trước và sau khi thanh trùng.
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
24
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Lý
- Khi thanh trùng, nhiệt độ môi trường thanh trùng chính là nhiệt độ của hơi
nước bão hoà nên áp suất thiết bị cũng chính là áp suất của hơi nước bão hoà. Do đó, áp
suất trong hộp khi thanh trùng bằng tổng áp suất hơi nước bão hoà của thiết bị và áp suất
của không khí.( Coi nhiệt độ thanh trùng bằng nhiệt độ sản phẩm trong hộp). Vì vậy, nếu
áp suất trong hộp tăng sẽ gây phồng hộp, cần một áp suất dư trong thiết bị để cân bằng
với áp suất tăng trong hộp, đó là áp suất đối kháng.

- Việc tạo độ chân không trong hộp khi ghép kín là rất quan trọng vì nhằm làm
giảm áp suất bên trong hộp khi thanh trùng, để hộp không bị biến dạng,bật nắp… Trong
thực tế không thể tạo được độ chân không tuyệt đối khi ghép kín.nên luôn phải tạo một
áp suất dư tránh phồng hộp.
Hiệu số áp suất trong hộp(P
2
) và áp suất trong thiết bị(P
tb
) gọi là hiệu số áp suất
giới hạn(
∆
P
gh
).
∆
P
gh
= P
2
- P
tb
Để tránh hiện tượng phồng hộp phải xác định hiệu số áp suất cho phép luôn nhỏ
hơn áp suất giới hạn
∆
P
gh
, P
tb

≥

P
2
-
∆
P
gh
.
- Trong quá trình thanh trùng muốn giảm áp suất trong hộp sau thanh trùng cần
tăng áp suất hơi nước riêng phần của sản phẩm trong hộp tức là tăng nhiệt độ sản phẩm
trước đóng hộp bằng cách rót nóng dịch hay sản phẩm, tăng nhiệt độ không khí trước khi
thanh trùng. Trong đó quyết định nhất là tăng nhiệt độ không khí trước thanh trùng.
I.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thanh trùng:
Muốn xác định đúng chế độ thanh trùng cần hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến
nó. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thanh trùng như : nhiệt độ thanh trùng,
thành phần hóa học của đồ hộp, loại và số lượng vi sinh vật, nhiệt độ ban đầu và tính
chất vật lý của bao bì và sản phẩm bên trong.
I.3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng :
Giữa nhiệt độ và thời gian thanh trùng có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với
nhau.nhiệt độ càng cao thì thời gian thanh trùng càng ngắn và ngược lại. Nhưng giữa
thời gian tiêu diệt vi sinh vật và thời gian thanh trùng có mối quan hệ logarit với
nhau,nên nhiệt độ thanh trùng không được quá cao sẽ ảnh hưởng tới chất lượng sản
phẩm mà vẫn cần một thời gian xác định để tiêu diệt hết vi sinh vật.
Viện CN sinh học – CN thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
25