chuyên đề công nghệ chế biến thủy sản

Công nghệ chế biến thủy sản


Thành phần hóa học
•
Thành phần hóa học: nước, protein, lipid, muối vô cơ cơ, vitamin . . .
•
Các thành phần này khác nhau rất nhiều, thay đổi phụ thuộc vào giống, loài,
giới tính, điều kiện sống
•
Các yếu tố phụ khác : thành phần thức ăn, môi trường sống, kích cỡ cá, đặc
tính di truyền
•
Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng
•
Cá nuôi có hàm lượng lipid cao hơn so với cá sông, lipid tích lũy ở mô làm giảm
năng suất chế biến
•
Cách loại bỏ lipid thừa
•
Bỏ đói cá ngoài việc loại mỡ thừa còn trành vỡ nội tạng khi chế biến
•
Làm giàm hoạt động của enzyme nội tạng, làm chậm các biến đổi sinh hóa khi
cá chết

•
Protein
•
Được cấu tạo từ acid amin
•

Các acid amin không thay thế quyết định giá trị dinh dưỡng của
thực phẩm
•
Protein cấu trúc (protein tơ cơ)
•
Gồm các sợi myosine, actin, actomyosin
•
Chiếm 65% - 75% tổng hàm lượng protein trong cá
•
Tham gia vào quá trình co duỗi cơ
•
Hòa tan trong muối trung tính có nồng độ lớn hơn 0.5M
Thành phần hóa học

In the muscle fiber
the contraction
begins with the
release of Ca
2+
Membrane depolarization
by action potential causes
release of Ca
2+
ions from
the sarcoplasmic reticulum
If Ca
2+
is taken
away, the cycle
stops here and the

muscle relaxes.
If ATP is taken away
crossbridges remain
attached and rigor
mortis will occur.
Cycle stops here.
Membrane repolariza-
tion allows uptake of
Ca
2+
ions by the
sarcoplasmic reticulum
ATP binds to the myosin head releasing
the crossbridge. It remains bound as the
hydrolyzed from of ADP and P
i
.
As long as Ca
2+
and ATP are
resent the cycle continues.
The Z line is pulled closer
and closer to the ends of the
thick filaments.
Myosin remains in the
bound position until ATP
binds to the myosin head
or Ca
2+
is removed.

If Ca
2+
is present, crossbrdige
cycles continue.
Ca
2+
binds to the TnC subunit of the
Troponin-Tropomyosin complex. This
initiates a conformation change which
ultimately shifts tropomyosin’s position
and exposes the myosin binding site on
actin. P
1
is then released.
The release of P
1
triggers
the power stroke of
contraction, the energy
being supplied by the
hydrolysis of
ATP→ADP+P
1
+E. During
the power stroke the
myosin head rotates 45º
bringing the Z line closer
to the thick filament.
ADP is them released.
1

4
3
2

•
Protein chất cơ (protein tương cơ)
•
Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và enzyme
•
Chiếm khoảng 25% - 30% hàm lượng protein trong cá
•
Protein đông tụ trong nước nóng
•
Hòa tan trong muối trung tính nồng độ thấp (<0.15M)
•
Protein mô liên kết
•
Bao gồm các sợi collagen và elastin
•
Hàm lượng collagen trongthit5 cá thấp hơn ở động vật
•
Có trong cá sụn nhiều hơn cá xương
•
pI = 4.5 – 5.5
Thành phần hóa học

•
Các thành phần Non-protein Nitrogen
•
Bao gồm các chất bay hơi (amoniac, amin, trimethylamin, dimethylamin),

trimethylaminoxide (TMAO), dimethylaminoxide (DMAO), creatin, các acid
amin tự do, nucleotide, ure
•
Trimethylamin oxide (TMAO)
•
Có trong cá nước mặn nhiều hơn cá nước ngọt
•
TMAO khác nhau tùy theo từng loài, điều kiện sinh sống, kích cỡ
•
Cá hoạt động bơi lội nhiều kích cỡ lớn chứa TMAO nhiều hơn cá nhỏ
–
Điều hòa áp suất thẩm thấu
–
Giảm ma sát với nước
•
Các acid amin tự do
•
Chiếm khoảng 0.5% – 2% trong cơ thịt
•
Hàm lượng acid amin tự do càng nhiều, càng dễ hư hỏng do VSV
•
Cơ thịt sẫm chứa histidin nhiều hơn cơ thịt trắng
•
Ure
•
Cá sụn chứa nhiều ure hơn cá xương
Thành phần hóa học

•
Amoniac

•
Có mùi đặc trưng (mùi khai)
•
Khi cá ươn hỏng, pH chuyển sang môi trường kềm tạo mùi amoniac
•
Creatin
•
Là hợp chât phi protein
•
Cung cấp năng lượng cho quá trình co cơ
•
Enzyme
•
Gồm hai nhóm chinh: enzyme thủy phân và enzyme oxi hóa khử
•
Có tác dụng làm mềm mô cơ: cathepsin, protease, collagenase, trypsin . . .
•
Các enzyme thủy phân lipid: lipase, phospholipase, . . . .
•
Các enzyme oxi hóa khử bao gồm: PPO, lipoxygenase, peroxidase: gây biến
màu ở tôm
Thành phần hóa học

A 50 - 5.000 I.U./g
D 0 - 1.000 I.U./g
Pantothenic 1 - 20 μg/g
Vitamins in fish
During heat processing
the vitamins will be destroyed
Depending upon the temperature

Cơ chế hình thành sắc tố nâu

•
Lipid
•
Cá được phân loại theo hàm lượng chất béo như sau:
–
Cá gầy (<1% chất béo)
–
Cá béo vừa (<10% chất béo)
–
Cá béo (>10% chất béo)
•
Chất béo thường tập trung trong mô bụng vì đây là nơi ít hoạt động nhất
•
Chất béo trong cá chủ yếu là chất béo chưa bão hòa
•
Điểm đông đặc của dầu cá thấp hơn các động vật khác
•
Glucid
•
Hàm lượng <0.5%, tồn tại dưới dạng năng lượng dự trữ glycogen
•
Sau khi chết, glycogen chuyển thành acid lactic, hạ pH, giảm sự giữ nước
•
Các loại vitamin và chất khoáng
•
Cá cung cấp chủ yếu là vitamin nhóm B, vitamin A và D có trong cá béo
•

Vitamin rất nhạy cảm với oxy, ánh sáng, nhiệt độ
•
Chất khoáng phân bố chủ yếu trong mô xương, phần lớn là Ca và P
•
Hàm lượng sắt trong cá nhiều hơn ở động vật trên cạn
Thành phần hóa học

Tính chất vật lý của thủy sản
•
Hình dạng
•
Hình thoi, hình tên, hình dẹp, hình rắn
•
Chia làm 2 dạng cơ bản: thân tròn và thân dẹt
•
Tỉ trọng cá
•
Gần bằng nước, tùy thộc vào thân nhiệt của cá
•
Điểm băng
•
Là điểm ở đó nhiệt độ làm cho cá bắt đầu đóng băng, tuân theo Đl Raul
•
Điểm băng của cá từ -0.6
o
C – -2.6
o
C
•
Điểm băng cá nước ngọt cao hơn cá nước mặn do áp suất thẩm thấu nhỏ

•
Hệ số dẫn nhiệt
•
Phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mỡ
•
Cá có hàm lượng mỡ càng lớn thì hệ số dẫn nhiệt càng nhỏ
•
Nhiệt độ đông kết càng nhỏ thì hệ số dẫn nhiệt càng cao

Tính chất hóa học của thủy sản
•
Thể keo của động vật thủy sản
•
Tạo độ chắc, độ đàn hồi, độ dẽo, độ dai (tạo thành từ protein)
•
Trạng thái của nước
•
Tồn tại ở hai dạng: nước liên kết và nước tự do
•
Hình thức tồn tại của nước
•
Tồn tại dưới 2 hình thức: hạt thân nước và chất thân nước
–
Hạt thân nước: nước khuyếch tán, nước tự do, nước hấp phụ
–
Chất thân nước: tồn tại dưới 2 hình thức nước tự do và nước kết hợp

SỰ BIẾN ĐỔI CƠ BẮP THỊT
Thú hay cá chết
Tiết nhớt

Ngưng tuần hoàn máu
Oxi cung cấp kém
Giảm thế oxi hóa khử
Hô hấp yếm khí ( 30 ATP) Glycogen tạo acid lactic
Giảm lượng ATP và
creatine photphat
pH giảm
Khởi đầu sự co cứng
Biến tính protein
Cathepsin phóng
thích & hoạt động
Phân cắt
protein
VSV phát triển
Thoát nước,
mất màu
Tích tụ chất chuyển hóa
Ngưng tác động thực bào

Biến đổi thủy sản sau khi chết
Rất tươi Tươi Kém tươi
trước tê cứng tê cứng mềm hóa
tác dụng tự phân giải
tác dụng của vi khuẩn
Bắt đầu chết
Bắt đầu thối
Thối rữa
Sống

Biến đổi thủy sản sau khi chết

•
Giai đoạn 1: cá rất tươi và có vị ngon, ngọt, mùi rong biển. Vị tanh rất nhẹ của
kim loại
•
Giai đoạn 2: Mất và vị đặc trưng. pH của thịt cá trở nên trung tính nhưng
không có mùi lạ. Cấu trúc cơ thịt vẫn còn tốt
•
Giai đoạn 3: Có dấu hiệu ươn hỏng và tùy vào loài cá cũng như kiểu ương hỏng
(hiếu khí, kị khí) mà sẽ tạo ra một loạt các chất dễ bay hơi, mùi khó chịu. Các
hợp chất bay hơi bao gồm: TMA do vi khuẩn sinh ra từ quá trình khử TMAO.
TMA có mùi tanh đặc trưng. Ngay khi bắt đầu giai đoạn này có mùi hơi chua,
mùi đắng đặc biệt ở cá béo. Trong thời kì tiếp theo có mùi tanh ngọt, mùi khai,
mùi lưu huỳnh và mùi ôi khét. Cấu trúc mềm hoặc dai.
•
Giai đoạn 4: Mùi vị đặc trưng của cá ươn hỏng và thối rữa.


Biến đổi cơ thịt cá sau khi chết
•
Giai đoạn co cứng: Khi chết, chu trình hệ thống dừng, ATP giảm. Hàm lượng calcium du
thừa tạo điều kiện hình thành actinmyosin. Trong khi lượng ATP thiếu cung cấp cho bơm
Ca
2+
hoạt động nên không thể bẻ gẫy liên kết actinmyosin. IMP tạo mùi vị đặc trưng,
hypoxanthine
•
có vị đắng. Sự mất mùi vị cá tươi là kết quả của quá trình phân hủy IMP
•
Ý nghĩa về mặt công nghệ: khi cá được philê vào thời điểm trước hoặc trong khi tê cứng.
Nếu philê cá trong giai đoạn tê cứng, do cơ thể cá hoàn toàn cứng đờ nên năng suất phi lê

sẽ rất thấp và việc thao tác mạnh có thể gây rạn nứt các miếng philê. Nếu cá được philê
trước khi tê cứng thì cơ có thể co lại một cách tự do và miếng philê sẽ bị ngắn lại theo tiến
trình tê cứng. Cơ màu sẫm có thể co lại đến 52% và cơ màu trắng co đến 15% chiều dài
ban đầu (Buttkus, 1963). Nếu luộc cá trước khi tê cứng thì cấu trúc cơ thịt rất mềm và
nhão. Ngược lại, luộc cá ở giai đoạn tê cứng thì cơ thịt dai nhưng khô, còn nếu luộc cá sau
giai đoạn tê cứng thì thịt cá trở nên săn chắc, mềm mại và đàn hồi. lực tê cứng mạnh có
thể gây ra rạn nứt cơ thịt, nghĩa là mô liên kết trở nên yếu hơn và làm đứt gãy miếng philê

Thời gian cứng xác của tôm diễn ra rất nhanh khoảng 2 - 5 giờ kể từ khi đánh bắt lên và
làm chết nhanh bắng cách cho vào nước lạnh. Nhưng do khi đánh bắt tôm vùng vẫy khá
nhiều nên tùy thuộc vào lúc cho ăn ngày hôm trước mà lượng đường glycogen còn trong
máu cao hay thấp. Tôm cứng xác rất khó lột, dễ là rạn nứt thân tôm. Sau thời gian cứng
xác, các enzyme phân hủy lớp mô liên kết giữa thịt và vỏ nên dễ lột hơn.

SỰ BIẾN ĐỔI ATP SAU KHI CHẾT
ATP
ADP
AMP
IMP + NH
3
Inosine + photphat
Hypoxanthine + ribose
Xanthine + H
2
O
2
Uric acid + H
2
O
2

ribose-1-photphat
ribose-5-photphat
ribose
H
2
O
H
2
O
Pi
H
2
O + O
2
H
2
O + O
2

K values & IMP concentration of
pikes stored in ice anh at +5
0
C

•
Giai đoạn tự phân: Ezyme trong cơ thịt và ruột cá bắt đầu tự phân giải. Các
enzyme trong cơ thịt cá hình thành các chất đắng và mùi xấu. Trong khi
enzyme trong ruột tấn công nội tạng tạo điều kiện cho vi khuẩn tấn công vào
cơ thịt.
•

Sự tấn công vi khuẩn: Vi khuẩn hiện diện trong ruột và trên da cá. Khi còn
tươi được ngăn chặn bởi hệ thống miễn dịch nhưng khi chết, chúng xâm nhập
bằng cách đi qua các sợi cơ. Tốc độ hư hỏng khác nhau do độ dày và cấu trúc
lớp biểu bì. Các loài giáp xác thường rất nhạy cảm với vi sinh vật gây ươn
hỏng so với cá do có chứa hàm lượng phi protein cao. Khi hàm lượng arginine
phosphate cao, nó có thể bị dephosphorylate bởi phản ứng tự phân. Vi khuẩn
có thể phân hủy arginine thành ornithine. Sau đó ornithine tiếp tục bị
decarboxylate tạo thành hợp chất putrescine tạo mùi vị xấu cho sản phẩm.
Biến đổi cơ thịt cá sau khi chết



•
Biến tính protein: Sự biến tính protein thành các mạch polypeptide, các protein bậc 2,
bậc 3, bậc 4 do các yếu tố lạnh đông chậm và điều kiện tồn trữ dẫn đến protein mất đi
tinh chất như một enzyme mà còn khả năng giữ nước nên cơ thịt bị chảy dịch khi tan
giá. Chất lượng sản phẩm giảm do xơ hóa và mất vị
•
Sự giảm pH: Khi pH giảm, điện tích bề mặt của protein sợi cơ giảm đi, làm cho các
protein đó bị biến tính cục bộ và làm giảm khả năng giữ nước của chúng. Mô cơ trong
giai đoạn tê cứng sẽ mất nước khi luộc và đặc biệt không thích hợp cho quá trình chế
biến có xử lý nhiệt, vì sự biến tính do nhiệt càng làm tăng sự mất nước.
Biến đổi cơ thịt cá sau khi chết
Tươi
Co cứng
Ươn hỏng