(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cá ngừ đại dương trong quá trình cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

PHẠM THỊ THU

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÁ NGỪ ĐẠI
DƯƠNG TRONG QUÁ TRÌNH CẤP ĐÔNG
BẰNG CHẤT TẢI LẠNH LỎNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

HÀ NỘI, NĂM 2021


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

PHẠM THỊ THU

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÁ NGỪ ĐẠI
DƯƠNG TRONG QUÁ TRÌNH CẤP ĐÔNG

BẰNG CHẤT TẢI LẠNH LỎNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm. Mã số: 8540101

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Nguyễn Thị Minh Nguyệt
TS. Đặng Thị Thanh Quyên

HÀ NỘI, NĂM 2021


LỜI CAM ĐOAN

Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết
quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng
trình nào khác.
Học viên

Phạm Thị Thu


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin cảm ơn PGS.TS. Phạm Anh Tuấn, Viện trưởng Viện Cơ
điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, chủ nhiệm đề tài: “Nghiên cứu
công nghệ, thiết kế chế tạo hệ thống cấp đông nhanh trực tiếp bằng chất tải lạnh
lỏng, ứng dụng trong chế biến một số loại thuỷ sản” đã tạo điều kiện cho phép tôi
được tham gia thực tập tốt nghiệp.
Tôi xin cảm ơn TS. Nguyễn Thị Minh Nguyệt và TS. Đặng Thị Thanh Quyên
đã hướng dẫn và tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện luận văn.

Tơi xin cảm ơn các thầy cô Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại học
Kinh tế Kỹ thuật Công Nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tơi trong q
trình hồn thành khố học.
Tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn tới các cán bộ làm việc tại phịng thí nghiệm
của Bộ môn Nghiên cứu Công nghệ Bảo quản nông sản thực phẩm - Viện Cơ điện

Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã giúp đỡ về cơ sở vật chất cần thiết cho
nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn các bạn học viên cao học niên khóa 2019-2021 ngành Cơng
Nghệ Thực Phẩm của Trường Đại Học Kinh tế Kỹ thuật Cơng Nghiệp đã giúp đỡ,
động viên, đóng góp ý kiến cho tôi trong thời gian thực hiện luận văn.
Cuối cùng tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện
cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.

Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Học viên

Phạm Thị Thu


MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình

ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................1
PHẦN 1. TỔNG QUAN.................................................................................4
1.1. Tổng quan về cá ngừ................................................................................4
1.1.1. Tên gọi, nguồn gốc phân bố và sản lượng.............................................4
1.1.2. Một số chỉ tiêu hố sinh và hố lý của cá ngừ.......................................5
1.2. Cơng nghệ lạnh đông...............................................................................6
1.2.1. Cấp đông...............................................................................................6
1.2.2. Bảo quản đông......................................................................................6

1.3. Các công nghệ cấp đông hiện nay trên thế giới........................................7
1.3.1 Công nghệ cấp đơng truyền thống bằng gió cưỡng bức.........................7
1.3.2. Cơng nghệ cấp đông tiếp xúc................................................................8
1.3.3. Công nghệ cấp đông CAS (Cells Alive System)...................................9
1.3.4. Công nghệ cấp đông bằng chất lỏng (Liquid freezer).........................10
1.4. Các công nghệ cấp đông hiện nay tại Việt Nam..................................... 15
1.5. Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đông lạnh..............16
1.5.1. Loại sản phẩm cấp đông......................................................................16
1.5.2.Ảnh hưởng của chế độ cấp đông đến tốc độ cấp đông và chất lượng sản
phẩm..................................................................................................... 17
1.5.3. Độ dầy của lớp màng bao gói..............................................................20
1.5.4. Hình dạng và kích thước sản phẩm.....................................................20
1.5.5. Diện tích bề mặt tiếp xúc với sản phẩm..............................................20
1.6. Sự biến đổi chất lượng thực phẩm trong quá trình cấp đông..................21
1.6.1. Biến đổi cấu trúc thực phẩm...............................................................21
1.6.2. Biến đổi màu sắc thực phẩm...............................................................21
1.6.3. Hiện tượng khuyếch tán nước.............................................................22


1.6.4. Biến đổi vi sinh vật trong thực phẩm..................................................22
1.7. Quy trình cơng nghệ sơ chế, bảo quản lạnh đơng thuỷ sản....................23
1.8. Tổng quan về màng bao gói polyamides (PA)....................................... 24
1.9. Phương pháp đánh giá cảm quan thủy sản QIM..................................... 26
1.10. Luận giải những vấn đề cần nghiên cứu............................................... 27
PHẦN 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................29
2.1. Đối tượng nghiên cứu, dụng cụ và hoá chất........................................... 29
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................29
2.1.2. Dụng cụ và hoá chất............................................................................30
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu.......................................................... 30
2.3. Nội dung nghiên cứu.............................................................................. 30

2.4. Phương pháp nghiên cứu........................................................................ 31
2.4.1. Quy trình sơ chế cá ngừ phục vụ nghiên cứu......................................31
2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm............................................................ 32
2.4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến thời gian cấp đông
và chất lượng cá ngừ đại dương phi lê cấp đông..................................32
2.4.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng

đến thời gian cấp đông và chất lượng cá ngừ đại dương phi lê............32
2.4.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến thời gian cấp
đơng và chất lượng sản phẩm cá ngừ đại dương phi lê........................... 33
2.4.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dầy miếng cá đến thời gian cấp đông
và chất lượng sản phẩm cá ngừ đại dương phi lê.................................33
2.5. Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu.......................................................... 34
2.6. Phương pháp phân tích........................................................................... 35
2.7. Phương pháp xử lý số liệu...................................................................... 37
PHẦN 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................... 38
3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến thời gian cấp đông và chất lượng cá

ngừ đại dương phi lê cấp đông................................................................ 38
3.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến thời gian cấp đông và tỷ lệ nước
tách ra sau rã đông của cá ngừ đại dương phi lê...................................38
3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến cấu trúc mô tế bào của sản phẩm

cá ngừ đại dương phi lê........................................................................40


3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến sự biến đổi màu sắc sản phẩm cá

ngừ đại dương phi lê cấp đông................................................................ 41
3.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến chất lượng cảm quan cá ngừ đại

dương phi lê..........................................................................................43
3.2. Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng đến thời gian cấp

đông và chất lượng cá ngừ đại dương phi lê........................................... 44
3.2.1. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy tuần hoàn chất tải lạnh lỏng đến thời gian
cấp đông và tỷ lệ nước tách ra sau rã đông của cá ngừ đại dương phi
lê...........................................................................................................44
3.2.2. Ảnh hưởng của tốc độ bơm khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng đến

cấu trúc mô tế bào của sản phẩm cá ngừ đại dương phi lê...................47
3.2.3. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng đến sự
biến đổi màu sắc sản phẩm cá ngừ đại dương phi lê............................48
3.2.4. Ảnh hưởng của tốc độ bơm khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng đến
chất lượng cảm quan cá ngừ đại dương phi lê......................................50
3.3. Ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến thời gian cấp đơng và chất
lượng sản phẩm cá ngừ đại dương phi lê................................................ 52
3.3.1. Ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến thời gian cấp đông và tỷ
lệ nước tách ra sau rã đông...................................................................52
3.3.2. Ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến cấu trúc mơ tế bào của sản

phẩm cá ngừ đại dương phi lê..............................................................54
3.3.3. Ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến màu sắc của sản phẩm cá
ngừ đại dương phi lê cấp đông.............................................................55
3.3.4. Ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến chất lượng cảm quan cá
ngừ đại dương phi lê cấp đông.............................................................57
3.4. Ảnh hưởng của độ dầy miếng cá đến thời gian cấp đông và chất lượng sản

phẩm cá ngừ đại dương phi lê................................................................. 58
3.4.1. Ảnh hưởng của độ đầy miếng cá đến thời gian cấp đông và tỷ lệ tách
nước sản phẩm sau rã đông..................................................................58

3.4.2. Ảnh hưởng của độ đầy miếng cá ngừ đến cấu trúc mô tế bào của sản
phẩm cá ngừ đại dương phi lê..............................................................60
3.4.3. Ảnh hưởng của độ đầy miếng cá đến màu sắc của sản phẩm cá ngừ cấp
đông...................................................................................................... 61


3.4.4. Ảnh hưởng của độ dầy miếng cá ngừ đến chất lượng cảm quan cá ngừ
đại dương phi lê cấp đông....................................................................63
3.5. Kiểm tra ý nghĩa các thông số cấp đông cá ngừ đại dương phi lê sử dụng chất

tải lạnh lỏng............................................................................................. 64
3.5.1. Lựa chọn các thông số cấp đông cá ngừ đại dương phi lê sử dụng chất
tải lạnh lỏng..........................................................................................64
3.5.2. Thực nghiệm đánh giá ý nghĩa các thông số lựa chọn......................... 65
3.6. Tính tốn chi phí tiêu hao năng lượng khi cấp đông cá ngừ đại dương phi lê
bằng chất tải lạnh lỏng so với cấp đông bằng công nghệ IQF.................69
PHẦN 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC I: GIẤY XÁC NHẬN ĐĂNG BÁO
PHỤ LỤC II: PHIẾU XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN NGHIÊN CỨU
PHỤ LỤC III: HÌNH ẢNH CÁC MẪU THÍ NGHIỆM
PHỤ LỤC IV: XỬ LÝ SỐ LIỆU
PHỤ LỤC V: CÁC PHIẾU PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ATTP

An toàn thực phẩm

ANOVA

Analysis of vatiance (Phân tích phương sai)

CNĐD

Cá ngừ

CAS

Cells Alive System

IQF

Individual Quickly Freezer

KH&CN

Khoa học và công nghệ

PA

Polyamides

QIM

Quality Index Method (Phương pháp chỉ số chất lượng)

QI

Quality Index (Chỉ số chất lượng)

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

XK

Xuất khẩu


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Mơ phỏng q trình cấp đơng truyền thống....................................8
Hình 1.2. Mơ phỏng q trình cấp đơng CAS.................................................9
Hình 2.1. Cá ngừ sơ chế dạng phi lê.............................................................29
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến thời gian cấp đơng...........38
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đơng đến tỷ lệ nước tách ra sau rã đơng
39

Hình 3.3. Cấu trúc mô tế bào của cá ngừ đại dương phi lê được cấp đơng tại
các nhiệt độ khác nhau
41
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến màu sắc của cá ngừ đại dương
phi lê cấp đơng
42

Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến chất lượng cảm quan cá ngừ
đại dương phi lê 43
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tốc độ bơm khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng
đến thời gian cấp đông của cá ngừ đại dương phi lê 45

Hình 3.7. Ảnh hưởng của tốc độ bơm khuấy trộn tuần hoàn đến tỷ lệ nước tách
ra sau rã đơng
46

Hình 3.8. Cấu trúc mơ tế bào của cá ngừ đại dương phi lê cấp đơng............48
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tốc độ bơm khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng
đến sự thay đổi màu sắc của cá ngừ sau rã đơng
49
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tốc độ bơm khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng
đến chất lượng cảm quan cá ngừ đại dương phi lê
51

Hình 3.11. Tương quan giữa độ dầy màng bao gói PA và thời gian cấp
đơng 52
Hình 3.12. Tương quan giữa độ dày màng bao gói PA và tỷ lệ nước tách ra
khỏi sản phẩm sau rã đơng
53
Hình 3.13. Cấu trúc mơ tế bào của cá ngừ đại dương phi lê được cấp đơng tại
các độ dầy màng bao gói PA khác nhau 55
Hình 3.14. Ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến sự thay đổi màu sắc
của cá ngừ đại dương phi lê cấp đơng 56
Hình 3.15. Ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến chất lượng cảm quan
của cá ngừ đại dương phi lê cấp đông 57

Hình 3.16. Ảnh hưởng của độ dầy miếng cá ngừ đến thời gian cấp đông....59


Hình 3.17. Ảnh hưởng của độ dày miếng cá đến tỷ lệ nước tách ra sau rã đơng
60

Hình 3.18. Cấu trúc mô tế bào của cá ngừ đại dương phi lê được cấp đông tại
các độ dầy miếng cá khác nhau 61
Hình 3.19. Ảnh hưởng của độ đầy miếng cá ngừ đến sự biến đổi màu sắc sản
phẩm sau rã đơng 62
Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của độ dầy miếng cá đến chất lượng
cảm quan cá ngừ sau rã đơng
63
Hình 3.21. Màu sắc của cá ngừ cấp đông nhanh sử dụng chất tải lạnh lỏng và
cấp đông bằng phương pháp IQF 65
Hình 3.22. Cấu trúc mơ tế bào của cá ngừ cấp đông nhanh sử dụng chất tải
lạnh lỏng và cấp đông bằng IQF 67


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.Thành phần dinh dưỡng của cá ngừ.................................................5
Bảng 1.2. Một số chỉ tiêu hoá lý của cá ngừ...................................................6
Bảng 1.3. Đánh giá so sánh một số công nghệ cấp đông nhanh....................12
Bảng 1.4. Hàm lượng nước liên kết và nhiệt độ kết tinh của một số loại cá . 17

Bảng 1.5. Hệ số truyền nhiệt của một số thiết bị cấp đông...........................18
Bảng 1.6. Hệ số truyền nhiệt của một số tác nhân lạnh................................18
Bảng 2.1.Chỉ số chất lượng QIM của cá ngừ................................................37
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ cấp đông đến màu sắc của cá ngừ.........41
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tốc độ bơm khuấy trộn tuần hoàn chất tải lạnh lỏng
đến sự thay đổi màu sắc của cá ngừ đại dương phi lê 48
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của độ dầy màng bao gói PA đến chỉ tiêu màu sắc sản
phẩm cá ngừ đại dương phi lê cấp đông 55
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của độ đầy miếng cá ngừ đến sự biến đổi các chỉ tiêu
màu sắc sản phẩm sau rã đông

61

Bảng 3.5. Thời gian cấp đông và chỉ số theo dõi của cá ngừ cấp đông bằng
chất tải lạnh lỏng và IQF 65
Bảng 3.6. Một số chỉ tiêu chất lượng của cá ngừ cấp đông bằng chất tải lạnh
lỏng và cơng nghệ IQF trong q trình bảo quản
67
Bảng 3.7. Chi phí tiêu hao năng lượng của cá ngừ cấp đơng bằng chất tải lạnh

lỏng và cơng nghệ IQF (tính cho 500 kg sản phẩm) 69


ĐẶT VẤN ĐỀ
Cá ngừ là một trong những đối tượng khai thác xa bờ, sản lượng hàng năm
rất lớn, và là một ngành hàng xuất khẩu chủ lực của thủy sản Việt Nam, đem lại
kim ngạch khoảng 700 triệu USD mỗi năm. Việc bảo quản cá ngừ sau đánh bắt
nhằm duy trì được độ tươi và các chất dinh dưỡng sau khi đánh bắt đóng vai trị
quan trọng.
Cá được coi là dòng sản phẩm dễ hỏng hơn thịt do quá trình tự phân hủy
nhanh chóng của các enzym và q trình ơ xy hóa chất béo khơng bão hịa (Gram
và Dalgaard 2002). Sự phát triển vi sinh vật gây hư hỏng từ phân hủy protein để
tạo ra các hợp chất dễ bay hơi gây ra mùi khó chịu, hình thành các amin sinh học
và các hợp chất gây hư hỏng như trimethylamine. Để duy trì chất lượng sản
phẩm, cơng nghệ cấp đông được ứng dụng phổ biến trong bảo quản cá và các sản
phẩm từ cá.
Cấp đơng đóng một vai trị thiết yếu trong việc bảo đảm sự an tồn của thực
phẩm và duy trì chất lượng của các loại thực phẩm bảo quản dài ngày. Trong q
trình cấp đơng, các tinh thể đá được hình thành tác động gây vỡ cấu trúc của tế
bào. Kích thước các mầm tinh thể đá càng lớn thì mức độ phá vỡ càng nhiều, dẫn
đến cấu trúc mô bị hư hỏng không thể phục hồi. Kết quả làm giảm chất lượng và

giảm các tính chất cảm quan thực phẩm. Mức độ hình thành kích thước các tinh
thể đá phụ thuộc vào thời gian cấp đơng. Thời gian cấp đơng càng nhanh, sự hình
thành các mầm tinh thể đá càng nhỏ. Thời gian cấp đông bị ảnh hưởng bởi các
yếu tố như: công nghệ và thiết bị cấp đơng, kích thước và hình dạng sản phẩm,
nhiệt độ và tốc độ gió của tác nhân lạnh, màng bao gói,….
Hiện nay, có nhiều phương pháp cấp đơng khác nhau như: cấp đơng bằng
phịng lạnh, tủ gió cưỡng bức, cấp đông nhanh IQF, cấp đông tiếp xúc (tấm bản),
tủ đơng tầng sơi, tủ âm sâu. Trong đó, chất tải lạnh được sử dụng phổ biến hiện
nay là: gió, khí cacbon, nitơ khí, nitơ lỏng. Việc sử dụng cấp đơng gió chủ yếu
1


hiện nay dùng trong công nghiệp chế biến là hệ thống thiết bị cấp đông dạng tấm
bản và thiết bị IQF cho thời gian cấp đông nhanh nhưng chủ yếu chỉ sử dụng cho
cấp đơng dạng miếng rời, kích thước nhỏ; cơng nghệ cấp đơng sử dụng khí các
bon và nitơ cho thời gian cấp đơng nhanh nhưng chi phí sản xuất cao, thường sử
dụng cho sản phẩm có giá trị kinh tế cao.
Với xu hướng thế giới đang đi vào lĩnh vực điều chế chất tải lạnh lỏng từ
cồn và các muối nhằm phục vụ phát triển công nghệ cấp đơng, nhóm nghiên cứu
thuộc Viện Cơ điện nơng nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã điều chế ra một
sản phẩm chất lạnh lỏng mới phục vụ công nghệ cấp đông trực tiếp. Sản phẩm
được điều chế từ nguyên liệu chính là ethanol và một số phụ gia, cho phép hoạt
động ổn định ở độ âm sâu tới -35ºC với độ nhớt thấp ≈ 7 cP, điểm chuyển pha 40ºC và điểm đóng băng là -45ºC, giá trị pH ≈6, khơng ăn mịn vật liệu và an
tồn vệ sinh thực phẩm. Việc ứng dụng công nghệ cấp đông trực tiếp bằng chất
tải lạnh lỏng vào cấp đông cá ngừ sẽ giúp duy trì được chất lượng cá ngừ đơng
lạnh, tiết kiệm năng lượng và nâng cao giá trị của sản phẩm.
Tuy nhiên, công tác nghiên cứu điều chế chất tải lạnh lỏng từ ethanol mới
chỉ dừng ở bước điều chế và đánh giá tính chất của chất tải lạnh lỏng mà chưa có
báo cáo đánh giá đầy đủ ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến chất lượng cá
ngừ cấp đơng bằng chất tải lạnh lỏng.

Để có căn cứ khoa học khi đưa chất tải lạnh lỏng vào ứng dụng trong cấp
đông cá ngừ, từ cơ sở các phân tích trên, việc thực hiện đề tài:“Nghiên cứu một
sớ yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cá ngừ đại dương trong q trình cấp
đơng bằng chất tải lạnh lỏng” là hết sức cần thiết.
Mục tiêu của đề tài :
Đánh giá được mức ảnh hưởng của một số yếu tố cơ bản đến thời gian cấp
đông và chất lượng của cá ngừ (cấu trúc mơ tế bào, chỉ tiêu hố lý, chất lượng cảm
quan) khi cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng; từ đó lựa chọn được những thơng

2


số kỹ thuật phù hợp trong q trình cấp đơng cá ngừ, đảm bảo chất lượng sản
phẩm đông lạnh trong thời gian bảo quản và tiêu thụ.
Tính cấp thiết của đề tài
Cá ngừ là một trong những sản phẩm chủ lực ngành thủy sản Việt Nam.
Việc nghiên cứu đưa sản phẩm mới về chất tải lạnh lỏng vào ứng dụng trong
công nghệ cấp đông nhằm nâng cao chất lượng và giảm chi phí sản xuất cho cá
ngừ cấp đơng, phục vụ thị trường nội tiêu và xuất khẩu là hết sức cần thiết, mở ra
một xu hướng đầu tư mới cho cơng nghệ đơng lạnh thủy sản nói chung và cho
sản phẩm cá ngừ nói riêng. Tuy nhiên, cơng tác nghiên cứu điều chế chất tải lạnh
lỏng từ ethanol mới chỉ dừng ở bước điều chế và đánh giá tính chất của chất tải
lạnh lỏng mà chưa có báo cáo đánh giá đầy đủ ảnh hưởng của các yếu tố công
nghệ đến chất lượng cá ngừ cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng. Để có căn cứ khoa
học khi đưa chất tải lạnh lỏng vào ứng dụng trong cấp đông cá ngừ cần có nghiên
cứu đánh giá ảnh hưởng của chất lạnh lỏng đến thời gian cấp đông cá ngừ phi lê,
cấu trúc mô tế bào và chất lượng sản phẩm đông lạnh.
Ý

nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Ý

nghĩa khoa học: Đề tài góp phần làm phong phú thêm cơ sở khoa học về

cấp đông thủy sản. Trong đó tìm ra mức độ ảnh hưởng của một số yếu tố kỹ thuật cơ bản
(tốc độ đối lưu của chất tải lạnh lỏng, nhiệt độ chất tải lạnh lỏng, độ dầy lớp vật liệu bao
gói, kích thước khối cá) đến chất lượng sản phẩm (cấu trúc mô tế

bào và tính chất hố lý của cá ngừ ) trong q trình cấp đơng bằng chất tải lạnh
lỏng.
Ý

nghĩa thực tiễn: Cung cấp cơ sở dữ liệu về ảnh hưởng của chất tải lạnh

lỏng đến chất lượng sản phẩm trong cấp đông cá ngừ, định hướng ứng dụng trong sản
xuất hàng đông lạnh, cũng như làm tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu về lĩnh
vực bảo quản thủy sản nói chung và bảo quản cá ngừ nói riêng bằng phương pháp
lạnh đông.
3


PHẦN 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cá ngừ
1.1.1. Tên gọi, nguồn gốc phân bố và sản lượng
Cá ngừ (hay còn gọi là cá bò gù) là loại cá lớn thuộc họ Cá bạc má
(Scombridae), chủ yếu thuộc chi Thunnus, sinh sống ở vùng biển ấm, cách bờ độ
185 km trở ra. Loài Thunnus được xem như loài cá ngừ chính, bao gồm: cá ngừ
mắt to (Thunnus obesus), cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares), cá ngừ vây xanh
Thái Bình Dương (Thunnus orientalis), cá ngừ vây xanh phương Nam (Thunnus

macoyii), cá ngừ vây xanh Đại Tây Dương (Thunnus thynnus), cá ngừ bò
(Thunnus tongol). Ở Việt Nam, cá ngừ đại dương là tên địa phương để chỉ loại cá
ngừ mắt to và cá ngừ vây vàng [42].
Cá ngừ được khai thác quanh năm, chủ yếu tập trung từ tháng 12 đến
tháng 6 năm sau. Sản lượng mỗi tháng: 1.000 tấn cá/tháng. Từ tháng 7 đến tháng
11: từ 600-700 tấn cá/ tháng.
Cá ngừ (CNĐD) được xác định là một trong những đối tượng khai thác
chính của ngề khai thác hải sản xa bờ, và cũng là một trong những ngành hàng
xuất khẩu (XK) chủ lực của thủy sản Việt Nam. Trong giai đoạn từ năm 2014
đến năm 2018, sản lượng khai thác CNĐD tăng trưởng bình quân 6%/năm và
kim ngạch xuất khẩu mặt hàng này tăng trưởng 7%/năm. Chín tháng năm 2019,
kim ngạch xuất khẩu cá ngừ đạt hơn 550 triệu USD, tăng 16% so với cùng kỳ
năm 2018. Sản phẩm cá ngừ của Việt Nam hiện đã được XK sang 210 thị trường
trên thế giới. Ngành hàng cá ngừ đã góp phần giải quyết việc làm cho hàng vạn
cư dân các làng chài ven biển miền Trung, tạo nguồn thu ngoại tệ và thúc đẩy
tăng trưởng kinh tế cho các khu vực ven biển.
Bên cạnh đó, số doanh nghiệp có hoạt động chế biến và XK cá ngừ cũng
tăng mạnh. Đến năm 2018 trên cả nước có 60 cơ sở, doanh nghiệp hoạt động chế
biến và XK cá ngừ. Thị trường lớn tiêu thụ CNĐD của Việt Nam là Mỹ, Israel,
Nhật Bản, EU, Asean. Các nhà máy chế biến, XK cá ngừ đồng loạt đầu tư trang
4


bị máy móc, thiết bị cấp đơng tiếp xúc, đơng gió và hầm đơng lạnh, đơng rời (IQF)
để cấp đơng sản phẩm cá ngừ. Đặc biệt, nhiều doanh nghiệp đã đầu tư công nghệ
chế biến sâu để nâng cao giá trị gia tăng của sản phẩm như: cá ngừ đại dương phi lê
đơng lạnh, cá ngừ đóng hộp ngâm dầu, cá ngừ cắt miếng đóng túi đơng lạnh,…

1.1.2. Một sớ chỉ tiêu hoá sinh và hoá lý của cá ngừ
Thành phần dinh dưỡng của ngừ thay đổi theo loài, tuổi, giới tính và mùa

vụ. Thay đổi rõ nhất là mỡ, nhất là trước và sau khi cá đẻ. Lượng mỡ cũng thay
đổi nhiều trong mô ở các phần khác nhau của thịt cá. Độ dầy của lớp mỡ dưới da
thay đổi theo mùa và tuổi của cá. Thông thường mỡ tích lũy nhiều nhất ở thành
bụng. Cá ngừ có hàm lượng vitamin, nhất là vitamin D, photpho cao, có nhiều
acid béo khơng bão hịa (nhất là omega-3, làm giảm tryglycerid trong máu) ,...
Lipid trong cá ít nhưng trong đó chứa 90% là acid béo chưa bão hịa có
giá trị sinh học cao bao gồm: oleic, linoleic, archadonic [41]. Hàm lượng chất
béo của cá ngừ cũng phụ thuộc vào từng giống khác nhau. Do đó, nhiệt độ kết
tinh của từng giống cá ngừ cũng thay đổi khá rõ rệt (bảng 1.2).
Bảng 1.1.Thành phần dinh dưỡng của cá ngừ [41]
Thành phần dinh dưỡng
Năng lượng
Thành phần chính

Muối khống

Vitamin

Đơn vị

Hàm lượng

Kcal

87

Nước

g

77,5

Protein

g

21

Lipid

g

0,3

Tro

g

1,2

Canxi

mg

44

Photpho

mg

206

Sắt

mg

1

A

g

5

B1

mg

0,02


B2

mg

0,08

5

PP

4

mg

Bảng 1.2. Một sớ chỉ tiêu hố lý của cá ngừ [7]

Loại cá

Nhiệt độ kết

Hàm lượng nước

tinh (ºC)

liên kết (%)

Cá ngừ đuôi dài (Thunnus tongol)

-13,3

38,3

Cá ngừ

-29,0

26,6

Cá ngừ vây xanh (Thunnus thynnus)

-33,0

-

1.2. Công nghệ lạnh đông
Công nghệ lạnh đông gồm 2 cơng đoạn chính: Cấp đơng - Bảo quản đơng
1.2.1. Cấp đông
Cấp đông là phương pháp giúp cho sản phẩm thực phẩm ở trạng thái lạnh đông
(tâm sản phẩm đạt -18ºC) trong khoảng thời gian ngắn. Cấp đông là công đoạn có
tính quyết định đến chất lượng của sản phẩm và hiệu quả của q trình cấp đơng tùy
thuộc vào thời gian cấp đơng nhanh hay chậm. Với đặc tính chung của nơng sản
thực phẩm tươi sống có hàm lượng nước cao 80 - 95%, trạng thái ban đầu nước
được phân bố tương đối đồng đều trong các mô tế bào là thành phần tạo nên cấu
trúc đặc trưng cho mỗi loại sản phẩm, tuy vậy trong q trình cấp đơng sự kết tinh
của nước có xu hướng từ ngồi vào bên trong tâm của sản phẩm, thời gian kết tinh
càng chậm dẫn đến sự di chuyển và dồn nén các phân tử nước dần vào hướng tâm,
đồng thời với sự dâng nở thể tích và kết tinh ở dạng hình kim là nguyên nhân phá
vỡ cấu trúc tự nhiên của sản phẩm [21, 40]. Hiện tượng này dẫn đến cấu trúc mô tế
bào bị phá vỡ làm giảm chất lượng sản phẩm và vi sinh vật dễ dàng xâm nhập, gây
hư hỏng nhanh chóng. Mặt khác, khi rã đơng sản phẩm khơng cịn giữ được trạng
thái cấu trúc ban đầu, nước tự do khi thốt ra ngồi sẽ kéo theo các chất dinh dưỡng
hòa tan và chất lượng sản phẩm càng giảm [13].


1.2.2. Bảo quản đông
6


Để giữ được nhiệt độ của sản phẩm sau cấp đông, sản phẩm được đưa vào

bảo quản lạnh đông. Mục đích của cơng đoạn này là nhiệm vụ duy trì nhiệt độ sản
phẩm ≤ -18ºC là giới hạn nhiệt độ có thể ức chế hoạt động sống của vi sinh vật và
các enzyme có trong nguyên liệu nhằm giữ nguyên được chất lượng sản phẩm ở
trạng thái sau rã đông. Thời gian bảo quản có thể kéo dài từ một vài tháng đến một
vài năm. Thường sau rã đông, sản phẩm được lưu trữ ở dải nhiệt độ an toàn (-18ºC

÷

-22ºC) trong suốt q trình bảo quản [13].
1.3. Các cơng nghệ cấp đông hiện nay trên thế giới
1.3.1 Công nghệ cấp đơng truyền thớng bằng gió cưỡng bức
Xuất phát từ nguyên tắc chung của công nghệ lạnh đông, hiện trên thế giới
đã phổ biến các công nghệ cấp đông sử dụng chất tải nhiệt bằng gió cưỡng bức.
Loại buồng cấp đơng gió hoạt động theo mẻ, sản phẩm được đặt trên ngăn giá và
được làm lạnh đông nhờ chất tải lạnh bằng khơng khí có nhiệt độ -45 ÷-55ºC.
Loại băng chuyền cấp đông IQF nguyên lý liên tục, sản phẩm dạng rời có kích
thước nhỏ, mỏng được nạp vào và ra liên tục. Q trình trao đổi nhiệt bằng gió
cưỡng bức với tốc độ cao, thời gian cấp đông khoảng 15÷30 phút tùy theo nhiệt
độ cấp đơng và kích thước sản phẩm.
Điểm chung của cơng nghệ cấp đơng gió cần tạo được nguồn khơng khí
(chất tải lạnh) có nhiệt độ rất thấp từ - 40ºC ÷ - 55ºC tùy theo kích thước và cấu
trúc của sản phẩm [2].
Hạn chế của công nghệ cấp đông sử dụng chất tải nhiệt bằng gió có hệ số
truyền nhiệt thấp (0,024 W/m.K) và nhiệt dung riêng thấp (0,026 kJ/kg.K), do
vậy để rút ngắn thời gian cấp đơng cần tăng lưu lượng gió cưỡng bức và giảm
nhiệt độ đến mức giới hạn, điều này dẫn đến mức chi phí năng lượng và đầu tư
càng cao. Hình 1 mơ phỏng q trình cấp đơng và sự chuyển pha biến đổi trạng
thái của nước:

7