tóm tắt luận án 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

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Các mặt hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là thủy
sản đông lạnh và thủy sản khô. Tuy nhiên về công nghệ chế biến
thuỷ sản khô hiện nay của nước ta đặc biệt đối với mặt hàng cá cơm
khô chủ yếu vẫn được làm khơ bằng phương pháp phơi nắng, sấy
bằng khơng khí nóng từ các lị than, gas nên sản phẩm có chất lượng
không cao, tỷ lệ phế phụ phẩm lớn, chất lượng không ổn định làm
giảm hiệu quả kinh tế.
Do vậy việc tìm tịi, ứng dụng các cơng nghệ, phương pháp sấy
mới vào việc sấy khô các sản phẩm thuỷ sản là điều hết sức cần thiết
và phù hợp với thực tiễn hiện nay khi chất lượng và vệ sinh an toàn
thực phẩm ngày càng được quan tâm chú ý nhiều hơn.
Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại (IR) chọn lọc là một trong
những cơng nghệ mới, có nhiều ưu điểm như: Giảm thời gian 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 hố học,
tính chất vật lý và đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng cá cơm
săng (Spratelloides gracilis) sấy hồng ngoại xuất khẩu” nhằm hiện
đại hố cơng nghệ sấy, tiết kiệm thời gian, năng lượng, nâng cao chất
lượng và hiệu quả kinh tế của thuỷ sản khô.


2
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Kết quả đề tài luận án sẽ đóng góp thêm cơ sở khoa học cho lĩnh
vực chuyên ngành về sấy thủy sản, sẽ là nguồn tài liệu tham 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.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của luận án là nghiên cứu sự biến đổi một số tính chất
vật lý, thành phần hóa học, tính chất cảm quan và vi sinh của cá cơm
săng trong quá trình sấy IR chọn lọc, đề xuất được quy trình cơng
nghệ sấy cá cơm bằng IR chọn lọc đảm bảo chất lượng, an toàn thực
phẩm và hiệu quả kinh tế.
4. Nội dung nghiên cứu
1) Xác định một số thành phần hóa học cơ bản, tính chất vật lý, vi
sinh vật của nguyên liệu cá cơm săng tươi;
2) Nghiên cứu sự biến đổi của một số thành phần hoá học, tính
chất vật lý, các chỉ tiêu cảm quan và vi sinh của cá cơm trong quá
trình sấy bằng IR chọn lọc;
3) Xác định chế độ sấy thích hợp và xây dựng quy trình cơng
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 khác (phơi nắng, sấy bằng khơng khí
nóng);


3
5) Sơ bộ hạch toán giá thành cho 1kg cá cơm săng sấy bằng IR
chọn lọc, đánh giá và phân tích tính khả thi của cơng nghệ;
6) Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm
cá cơm khơ nói chung và cá cơm sấy bằng IR chọn lọc nói riêng.
5. Tính mới của luận án

- Đưa ra được bộ số liệu đầy đủ nhất về thành phần hóa học, vật
lý, vi sinh vật của cá cơm săng khai thác tại vùng biển Khánh Hòa;
- Xác định được sự biến đổi các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm cá
cơm săng trong quá trình sấy bức xạ IR chọn lọc;
- Đề xuất được quy trình cơng nghệ sấy cá cơm bằng bức xạ IR
chọn lọc và so sánh chất lượng của sản phẩm với các phương pháp
thông thường: phơi nắng, sấy bằng khơng khí nóng.
6. Bố cục của luận án
Luận án bao gồm 151 trang, được chia làm 3 chương, 47 bảng số
liệu, 43 hình và 138 tài liệu tham khảo (Tiếng Việt 33 tài liệu, Tiếng
Anh 105 tài liệu)


4
Chương I.
TỔNG QUAN
Công nghiệp chế biến thủy sản của nước ta đã có những thành tựu
đáng ghi nhận, số lượng các cơ sở chế biến tăng nhanh, năng lực sản
xuất rất lớn, thị trường tiêu thụ rộng, kim ngạch xuất khẩu không
ngừng tăng. Để đạt mục tiêu tăng trưởng trong thời gian tới cần phải
chú trọng nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tổn thất sau thu
hoạch, đầu tư dây chuyền công nghệ chế biến sâu, chế biến các sản
phẩm giá trị gia tăng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và nâng
cao hiệu quả sản xuất kinh doanh.
Sản phẩm thủy sản xuất khẩu của nước ta hiện nay chủ yếu là các
sản phẩm đông lạnh và hàng khô. Trong cơ cấu sản phẩm thủy sản
khơ thì cá cơm khô là mặt hàng chiếm tỷ trọng cao nhất và có giá trị
tương đối cao. Tuy nhiên, cơng nghệ chế biến cá cơm khơ hiện nay
cịn mang tính thủ cơng, chủ yếu được phơi nắng và một số được sấy
bằng khơng khí nóng từ các lị than dẫn đến chất lượng chưa cao, tỷ

lệ hao hụt và sản phẩm bị hạ loại lớn, chưa thực sự đảm bảo vệ sinh
an tồn thực phẩm, gây ơ nhiễm mơi trường,...
Cơng nghệ bức xạ IR đặc biệt là bức xạ IR chọn lọc đã được ứng
dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt trong lĩnh vực
sấy, nướng, rán, thanh trùng,...nông sản, thực phẩm bởi nó có nhiều
ưu điểm như: thời gian gia nhiệt nhanh, chất lượng và an toàn thực
phẩm được đảm bảo, kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm, thiết
bị gọn nhẹ, an tồn, dễ điều khiển, ít ảnh hưởng đến môi trường và
sức khỏe con người,...


5
Đối tượng nghiên cứu (cá cơm săng) có sản lượng, giá trị dinh
dưỡng và giá trị kinh tế cao, kích thước nhỏ, tương đối đồng đều nên
rất thích hợp với công nghệ sấy bức xạ IR (sẽ hạn chế được nhược
điểm của IR là khả năng xuyên thấu kém).
Việc ứng dụng IR đặc biệt là IR có chọn lọc để làm khô thủy sản
trên thế giới và Việt Nam vẫn còn rất hạn chế. Đa số các nghiên cứu
mới chỉ dừng lại ở việc ứng dụng các nguồn pháp bức xạ IR thơng
thường (phổ rộng) như: bóng đèn hồng ngoại, dây điện trở,…trong
việc làm khô nông sản là chủ yếu. Hơn nữa các nghiên cứu mới chỉ
nhằm tìm ra chế độ sấy tối ưu với việc thay đổi các thông số kỹ
thuật như: nhiệt độ, vận tốc gió, khoảng cách từ nguồn phát IR đến
vật sấy, chiều dày lớp vật sấy. Cho đến nay chưa tìm thấy nghiên cứu
nào đánh giá một cách đầy đủ và hệ thống sự ảnh hưởng của các yếu
tố này đến thành phần hóa học, tính chất vật lý, vi sinh vật và chất
lượng cảm quan của sản phẩm cá cơm săng trong quá trình sấy IR
chọn lọc.
Chính vì vậy hướng nghiên cứu của luận án nhằm đánh giá sự ảnh
hưởng của các yếu tố: nhiệt độ, khoảng cách chiếu bức xạ và tốc độ

gió trong quá trình sấy cá cơm bằng bức xạ IR có chọn lọc, từ đó xây
dựng được quy trình cơng nghệ để sấy cá cơm tạo ra sản phẩm cá
cơm khơ có chất lượng cao, đảm bảo các u cầu về vệ sinh, an tồn,
bảo vệ mơi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế cho mặt hàng thủy
sản khô nói chung và cá cơm khơ nói riêng là một việc làm có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn cao.


6
Chương 2.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là cá cơm săng thuộc: Bộ
Clupeiformes; Họ Clupeidae; Giống Spratelloides; Loài S.gracilis.
Cá cơm săng được đánh bắt tại vùng biển Khánh Hòa có chiều dài
tồn thân từ 5 - 7cm, cá cịn tươi, không bị dập nát.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp sử dụng trong nghiên cứu là những phương
pháp thường quy, các phương pháp hiện đại như: sấy bức xạ IR chọn
lọc bước sóng, sắc ký lỏng cao áp, sắc ký khí, kính hiển vi điện tử.
Đồng thời phương pháp toán học cũng được sử dụng như phương
pháp quy hoạch thực nghiệm, ứng dụng phần mềm Modde 5.0,
Design Expert 8.0 để thiết lập các mơ hình tốn học và tối ưu hóa
các thơng số trong q trình sấy theo phương pháp Box-Wilson.
2.3. Thiết bị, hóa chất phục vụ nghiên cứu
- Thiết bị sấy bức xạ IR sử dụng các thanh gốm có khả năng chọn
lọc bước sóng; Máy sắc ký lỏng cao áp; Máy sắc ký khí; Thiết bị
chưng cất đạm NH3; Kính hiển vi điện tử; Một số thiết bị đo cầm tay;
Các dụng cụ thí nghiệm;
- Các loại hóa chất, phụ gia sử dụng trong nghiên cứu đều có

nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, độ tinh khiết cao, đảm bảo độ tin cậy
trong phân tích các chỉ tiêu đặt ra.


7
Chương 3.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
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.
Kết quả phân tích cho thấy cá cơm săng có hàm lượng nước
74,7%, protein 20,05%, lipit 1,8%, tro 2,2%, NH3 4,65mg/100g và
histamin là 3,5ppm. Trong cá cơm săng có tới 30 loại axit béo trong
đó SFA chiếm 44,0%, PUFA chiếm 32,0% và MUFA chiếm 24,0%.
Cá cơm săng có 18 loại axit amin, với 7 loại không thay thế và tổng
hàm lượng lên đến 11,57%. Cấu trúc cơ thịt của cá cơm tươi tương
đối lỏng lẻo. Các chỉ tiêu vi sinh vật đều đạt yêu cầu theo quy định
hiện hành, với tổng số vi sinh vật hiếu khí là 5,4x105 cfu/g.

3.2. Biến đổi một số thành phần hóa học, tính chất vật lý, cảm
quan và vi sinh của cá cơm khi sấy IR chọn lọc
Cá cơm sau khi xử lý (rửa, luộc) được đưa vào thiết bị sấy IR
chọn lọc, tiến hành sấy theo các thí nghiệm đã được quy hoạch với
thông số kỹ thuật khác nhau (khoảng cách chiếu IR đến nguyên liệu:
5 – 25cm; nhiệt độ sấy: 40 – 700C; tốc độ gió: 1 – 3m/s). Kết quả
phân tích sự biến đổi các chỉ tiêu: thời gian sấy, thành phần hóa học,
tính chất vật lý, cảm quan và vi sinh vật của sản phẩm trong quá trình
sấy được thể hiện ở những phần sau:


8

3.2.1. Biến đổi về thời gian sấy cá cơm bằng IR chọn lọc (Y1)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi thời gian sấy (giờ) cá cơm bằng
thiết bị sấy IR chọn lọc để đạt đến độ ẩm theo yêu cầu (20±2%) được
thể hiện bằng phương trình hồi quy như sau:
Y1 = 5,86 + 0,69x1 - 0,94x2 + 0,94x3 + 0,3x1x3 – 0,3x2x3 (3.1)
Khi nhiệt độ (x2) tăng thì thời gian sấy được rút ngắn. Tốc độ
gió (x3) cao sẽ nhanh chóng làm hình thành lớp vỏ cứng trên bề mặt
sản phẩm gây cản trở quá trình khuếch tán nội sẽ làm cho sản phẩm
bị ẩm cục bộ bên trong, thời gian sấy phải kéo dài hơn. Và cuối
cùng là khi khoảng cách chiếu IR (x1) càng xa thì thời gian sấy
càng bị kéo dài.

3.2.2. Biến đổi kết cấu cơ thịt (Y2)
Kết quả chụp cấu trúc cơ thịt bằng kính hiển vi điện tử cho
thấy nhiệt độ sấy, tốc độ gió đã ảnh hưởng rất lớn đến kết cấu, tổ
chức cơ thịt, nhiệt độ và tốc độ gió càng cao thì kết cấu cơ thịt càng
trở nên dai chắc, màu sắc bị sẫm lại, các sợi cơ phân bố không đồng
đều, có chỗ bị co rút làm mật độ các sợ cơ tăng lên, hình thành các tổ
chức bền chặt hơn.

3.2.3. Biến đổi khả năng hút nước trở lại (Y3)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi khả năng hút nước trở lại (%) của
cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy như
sau: Y3 = 63,98 – 5,37x2 – 2,75x3 + 1,85x1x2

(3.2)


9
Yếu tố khoảng cách hầu như không ảnh hưởng đến khả năng hút

nước trở lại của sản phẩm. Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn, khi
nhiệt độ tăng cao, tỷ lệ protein bị biến tính càng nhiều, cấu trúc cơ
thịt trở nên rắn chắc đã làm cho khả năng hút nước bị giảm đi rất
nhiều. Tương tự như vậy, vận tốc khơng khí là một tác nhân gây ra
sự mất nước cao độ tại bề mặt sản phẩm dẫn đến hình thành lớp vỏ
cứng, protein biến tính làm chai bề mặt, các lỗ mao quản bị tắc
nghẽn dẫn đến khả năng hút nước trở lại của sản phẩm cũng bị giảm
đáng kể.

3.2.4. Biến đổi hàm lượng protein tổng số (Y4)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng protein tổng số (%)
của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy
như sau:
Y4 = 61,13 + 0,175x1 – 0,35x2 - 0,175x3 + 0,25x1x2 (3.3)
Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng protein tổng số,
khi nhiệt độ tăng thì hàm lượng protein sẽ bị giảm, tiếp theo là yếu tố
tốc độ gió và khoảng cách chiếu bức xạ IR cũng ảnh hưởng đến hàm
lượng protein tổng số, khi giảm khoảng cách chiếu và tăng tốc độ gió
sẽ làm cho gia tăng quá trình khuếch tán ngoại, dẫn tới lớp thịt bề mặt
cá nhanh chóng bị mất nước mạnh mẽ làm cho protein bị biến tính và
thúc đẩy các phản ứng tạo màu, tạo mùi sẽ làm tổn thất một lượng axit
amin nhất định. Tuy nhiên, xét về tổng thể thì hàm lượng protein tổng
số của cá cơm sấy bằng bức xạ IR chọn lọc bị biến đổi không nhiều
theo các chế độ sấy đã chọn (chỉ từ 60,2 – 61,8%).


10
3.2.5. Biến đổi hàm lượng axit amin tổng số (Y5)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng axit amin tổng số (%)
của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy

như sau:
Y5 = 39,24 + 0,175x1 - 0,35x2 - 0,175x3 + 0,25x1x2

(3.4)

Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng axit amin tổng
số, khi nhiệt độ tăng thì hàm lượng axit amin sẽ bị giảm, tiếp theo là
yếu tố tốc độ gió và khoảng cách chiếu bức xạ IR cũng ảnh hưởng
đến hàm lượng axit amin tổng số, khi giảm khoảng cách chiếu và
tăng tốc độ gió sẽ làm cho gia tăng quá trình khuếch tán ngoại, dẫn
tới lớp thịt bề mặt cá nhanh chóng bị mất nước mạnh mẽ làm cho
protein bị biến tính và thúc đẩy các phản ứng tạo màu, tạo mùi sẽ
làm tổn thất một lượng axit amin nhất định. Tuy nhiên, xét về tổng
thể thì hàm lượng axit amin tổng số của cá cơm sấy bằng bức xạ IR
chọn lọc bị biến đổi không nhiều theo các chế độ sấy đã chọn (chỉ từ
38,28 – 39,88%).
3.2.6. Biến đổi hàm lượng lipit tổng số (Y6)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng lipit tổng số (%) của
cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy như
sau:
Y6 = 6,65 + 0,113x1 – 0,238x2 - 0,138x3

(3.5)

Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng lipit tổng số,
khi nhiệt độ tăng thì hàm lượng lipit sẽ bị giảm, tiếp theo là yếu tố
tốc độ gió và khoảng cách chiếu bức xạ IR cũng ảnh hưởng đến hàm
lượng lipit tổng số, khi giảm khoảng cách chiếu và tăng tốc độ gió sẽ

11
làm cho gia tăng quá trình khuếch tán ngoại, dẫn tới lớp thịt bề mặt
cá nhanh chóng bị mất nước mạnh mẽ làm cho lipit bị biến tính và
thúc đẩy các phản ứng oxy hóa tạo màu, tạo mùi sẽ làm tổn thất một
lượng axit béo nhất định. Tuy nhiên, xét về tổng thể thì hàm lượng
lipit tổng số của cá cơm sấy bằng bức xạ IR chọn lọc bị biến đổi
không nhiều theo các chế độ sấy đã chọn (chỉ từ 6,1 – 7,1%).
3.2.7. Biến đổi hàm lượng axit béo không no bậc cao (PUFA) (Y7)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng axit béo không no
bậc cao (%) của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương
trình hồi quy như sau:
Y7 = 29,04 + 0,31x1 – 1,14x2 – 0,51x3 + 0,16x1x2 (3.6)
Nhiệt độ là yếu số có ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng PUFA,
tiếp theo là tốc độ gió và khoảng cách chiếu IR. Với các thí nghiệm
được bố trí cho ta thấy hàm lượng PUFA chỉ thay đổi trong khoảng từ
26,6 – 30,7%. Sự biến đổi này là không lớn do thời gian sấy ngắn, mặt
khác khả năng làm bất hoạt vi sinh vật và enzyme của IR là đáng
kể,...nên nhìn chung ít ảnh hưởng đến hàm lượng PUFA.
3.2.8. Biến đổi hàm lượng NH3 (Y8)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng NH3 (mg/100g)
của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy
như sau:
Y8 = 11,26 + 0,675x1 – 0,9x2 + 0,8x3 + 0,3x1x3 – 0.275x2x3 (3.7)
Sự biến đổi về hàm lượng NH3 trong quá trình sấy IR là không
đáng kể do thời gian sấy ngắn, khả năng bất hoạt emzyme và vi sinh


12
vật của tia hồng ngoại đã làm chậm quá trình hình thành NH3. Tuy
nhiên nhiệt độ vẫn là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến sự hình thành

NH3, khi nhiệt độ tăng cao, khả năng làm bất hoạt enzyme và vi sinh
vật rất rõ rệt và thời gian sấy được rút ngắn đáng kể cho nên hàm
lượng NH3 tăng lên rất ít, sự tăng lên này là tương đối, chủ yếu so sự
giảm hàm lượng nước trong sản phẩm gây nên. Yếu tố tốc độ gió là
một tác nhân thúc đẩy q trình ơ xy hóa dẫn đến việc tăng hàm
lượng NH3 khi tăng tốc độ gió trong buồng sấy. Khi khoảng cách
giảm thì thời gian sấy cũng được rút ngắn dẫn đến việc tăng hàm
lượng NH3 ít hơn.
3.2.9. Biến đổi hàm lượng histamin (Y9)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng histamin (ppm)
của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy
như sau:
Y9 = 7,31 + 0,85x1 – 1,12x2 + 1,03x3 + 0,39x1x3 – 0,41x2x3 (3.8)
Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng histamin, khi
nhiệt độ tăng thì hàm lượng histamin sẽ bị giảm, khi giảm khoảng
cách chiếu và giảm tốc độ gió sẽ làm cho thời gian sấy nhanh, các
enzyme và vi sinh vật nhanh chóng bị bất hoạt hoặc giảm hoạt tính
dẫn đến việc hình thành histamin một cách chậm chạp. Hàm lượng
histamin của cá cơm sấy bằng bức xạ IR chọn lọc bị biến đổi theo
các chế độ sấy đã chọn từ 5,22 – 11,07ppm, hàm lượng này rất thấp
so với giới hạn dư lượng histamin cho phép trong sản phẩm thủy sản
(100ppm – Quyết định 2670/QĐ-BNN-QLCL ngày 29/8/2008).


13

3.2.10. Biến đổi chất lượng cảm quan (Y10)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi chất lượng cảm quan (Điểm)
của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy
như sau:

Y10 = 18,93 + 0,175x1 – 0,35x2 - 0,175x3 + 0,25x1x2

(3.9)

Yếu tố khoảng cách chiếu IR và tốc độ gió có ảnh hưởng nhưng
khơng nhiều đến chất lượng cảm quan nhưng sẽ ảnh hưởng lớn hơn
khi kết hợp giữa nhiệt độ cao và khoảng cách chiếu gần. Nhiệt độ là
yếu tố ảnh hưởng rất lớn, khi nhiệt độ tăng cao, tỷ lệ protein bị biến
tính càng nhiều, cấu trúc cơ thịt trở nên rắn chắc, hình thành các phản
ứng tạo màu, tạo mùi,...làm ảnh hưởng rõ rệt đến các tính chất cảm
quan của sản phẩm. Tuy nhiên đa số sản phẩm vẫn nằm trong thang
điểm tốt (>18,6 điểm – TCVN 3215-79), chỉ có 2 thí nghiệm cho sản
phẩm đạt loại khá. Từ kết quả nghiên cứu này, một lần nữa cho thấy,
sấy bức xạ IR cho sản phẩm có chất lượng cảm quan rất tốt.
3.2.11. Biến đổi vi sinh vật (Y11)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi vi sinh vật tổng số (cfu/g)
của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy
như sau:
Y11 = 207,73 + 25,62x1 – 173,13x2

(3.10)

Nhiệt độ sấy có ảnh hưởng rất lớn đến tổng số vi khuẩn hiếu khí.
Ở cùng khoảng cách chiếu IR và tốc độ gió (k = 5cm và v = 1m/s)
khi sấy ở nhiệt độ 400C, tổng số VKHK là 3,3x102CFU/g nhưng khi
tăng nhiệt độ sấy lên 700C thì chỉ cịn 0,25x102CFU/g. Yếu tố


14
khoảng cách cũng ảnh hưởng đến tổng số VKHK còn lại trong sản

phẩm, khi khoảng cách chiếu càng gần thì làm cho tế bào VSV trên
bề mặt sản phẩm hấp thụ nhiều năng lượng bức xạ hơn và bị tiêu diệt
nhiều hơn. Yếu tố tốc độ gió cũng ảnh hưởng đến tổng VKHK, khi
tốc độ gió tăng cũng làm tăng hàm lượng VKHK nhưng sự ảnh
hưởng này là khơng có ý nghĩa về mặt thống kê (p < 0,05).
Qua quá trình khảo sát, phân tích các chỉ tiêu hóa học,
vật lý, cảm quan và vi sinh của cá cơm săng sau khi sấy bằng bức
xạ IR chọn lọc cho thấy các chỉ tiêu hóa học ít bị biến đổi, chất
lượng cảm quan của sản phẩm đều cho kết quả khá tốt, đặc biệt
chỉ tiêu vi sinh đã giảm đi đáng kể sau khi sấy. Với các kết quả
đạt được như trên, một lần nữa khẳng định những ưu điểm vượt
trội của phương pháp làm khô các sản phẩm thực phẩm bằng
bức xạ IR chọn lọc.
3.3. Tối ưu hóa cơng đoạn sấy cá cơm bằng IR chọn lọc
Qua các kết quả nghiên cứu ở mục 3.2 cho thấy chất lượng của
sản phẩm sau khi sấy bằng bức xạ IR chọn lọc ở các chế độ sấy khác
nhau (k = 5 - 25cm, t = 40 - 700C, v = 1 - 3m/s) đều cho kết quả rất
tốt, các chỉ tiêu về an tồn thực phẩm đều nằm trong ngưỡng cho
phép. Chính vì vậy, mục đích của việc tối ưu hóa cơng đoạn sấy chỉ
là nhằm tìm ra khoảng cách chiếu IR, nhiệt độ và tốc độ gió thích
hợp để rút ngắn thời gian sấy, giảm chi phí năng lượng.
Kết quả tính tốn trên mơ hình và thực nghiệm cho thấy chế độ
sấy tối ưu cho việc sấy cá cơm săng bằng thiết bị sấy IR chọn lọc là:
Khoảng cách từ nguồn chiếu IR (thanh gốm) đến nguyên liệu là: 10


15
(cm); Nhiệt độ khơng khí trong buồng sấy là: 55 (0C); Tốc độ gió đi
ngang qua nguyên liệu là: 1,4 (m/s). Với chế độ sấy này, chỉ cần 3,5
giờ độ ẩm cá cơm đã đạt yêu cầu (20±2%) và đảm bảo chất lượng.

6
5.5

T h o i g ia n s a y

Thời gian sấy (h)

5
4.5
4
3.5
3

1.00
30.00

1.50
36.00

2.00

42.00
48.00

Nhiệt Nhiet do0C)
B: độ (

2.50

54.00

Tốc độ go gio (m/s)
A: Toc gió

60.00 3.00

Hình 3.15. Mơ hình biểu diễn mối tương quan giữa các yếu tố
đến thời gian sấy tại chế độ sấy tối ưu
20.0

90.0
80.0

Đ ộ ẩ m (% )

70.0

T ố c đ ộ s ấ y (% W / h )

y = 79.389e-0.3587x
R2 = 0.9896

60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0

18.0

16.0
14.0
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0

0.0
0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Thời gian sấy (h)

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

Độ ẩm (%)

(a)
(b)
Hình 3.16. Đường cong sấy (a) và đường cong tốc độ sấy (b) cá
cơm săng bằng IR chọn lọc ở chế độ sấy tối ưu
3.4. Đề xuất quy trình cơng nghệ sấy cá cơm bằng IR chọn lọc
Từ kết quả nghiên cứu đề xuất quy trình cơng nghệ sấy cá cơm
bằng IR chọn lọc như trong hình 3.17.

16
NGUYÊN LIỆU
- Nước muối 2-3%
- Bổ sung muối, thay
nước

RỬA
CHẦN

- Khoảng cách IR: 10cm
- Nhiệt độ sấy: 550C
- Tốc độ gió: 1,4m/s

- Cá tươi, nguyên vẹn
- Size 5-7cm
- Bảo quản bằng nước
đá xay

- Nước sôi: 1000C
- Thời gian: 5 phút

SẤY IR

SẢN PHẨM

BAO GÓI
- Kho lạnh: - 18±2 0C
- Thời hạn: 12 tháng

- Bao gói PE (3kg/túi)

- Đóng thùng cacton

BẢO QUẢN

Hình 3.17. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sấy cá cơm săng bằng IR
chọn lọc
3.5. So sánh chất lượng cá cơm săng được làm khô bằng các
phương pháp khác nhau
3.5.1. Một số chỉ tiêu hóa học cơ bản.
Cá cơm săng sau khi được làm khô bằng 3 phương pháp: IR,
KKN, PN đem đi phân tích một số thành phần hóa học cơ bản của
sản phẩm. Kết quả phân tích được thể hiện ở bảng 3.37.


17
Bảng 3.37. Thành phần hóa học cơ bản của sản phẩm (% chất
khô)
STT

Phương pháp
Chỉ tiêu

làm khô

Đơn vị
IR

KKN

PN

1

Độ ẩm

%

22,10

22,50

22,30

2

Protein tổng số

%

61,02

59,25

58,54

3

Axit amin tổng số

%

39,23

36,26

36,65

4

Lipit tổng số

%

7,03

6,62

6,48

5

Axit béo PUFA/∑FA

%

28,50

26,40

27,40

6

Tro

%

11,32

11,42

11,51

7

NH3

mg/100g

12,08

16,53

29,38

8

Histamin

ppm

5,23

8,54

16,73

3.5.2. Một số chỉ tiêu vật lý
1) Kết cấu cơ thịt
Ở các phương pháp làm khô khác nhau, kết cấu cơ thịt của cá
cơm săng có sự khác nhau rõ rệt. Kết quả nghiên cứu được thể hiện ở
hình 3.19.

(a)

(b)


18

(c)
(d)
Hình 3.19. Cấu trúc cơ thịt của cá cơm nguyên liệu (a), sản phẩm
PN (b), sấy bằng KKN (c) và sấy bằng IR (d)
2) Tỷ lệ hút nước trở lại
Sau khi phân tích tỷ lệ hút nước trở lại của sản phẩm cá cơm làm
khô bằng các phương pháp khác nhau. Kết quả cho thấy sản phẩm cá
cơm sấy bằng bức xạ IR có tỷ lệ hút nước trở lại đạt cao nhất
(70,4%), tiếp theo là cá cơm phơi nắng đạt 61,7% và cuối cùng là cá
cơm sấy bằng không khí nóng chỉ đạt 54,3%.

3) Tỷ lệ gẫy đầu, vỡ miếng của sản phẩm
Sau khi phân tích tỷ lệ gẫy đầu, vỡ miếng của sản phẩm cá cơm làm
khô bằng các phương pháp khác nhau. Kết quả cho thấy sản phẩm cá
cơm sấy bằng bức xạ IR có tỷ lệ gẫy đầu, vỡ miếng thấp nhất (1,8%),
tiếp theo là cá cơm sấy bằng khơng khí nóng (4,07%) và cuối cùng là cá
cơm phơi nắng có tỷ lệ khá cao 5,42%.
3.5.3. Chất lượng cảm quan
Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm cá cơm làm
khô bằng các phương pháp khác nhau cho thấy cá cơm sấy bằng bức


19
xạ IR đạt cao nhất (19,24 điểm), tiếp theo là cá cơm phơi nắng đạt
17,08 điểm và cuối cùng là cá cơm sấy bằng khơng khí nóng chỉ đạt
16,2 điểm.

(a)

(b)

(c)
(d)
Hình 3.24. Hình ảnh cá cơm săng sau khi luộc/hấp (a), Sản phẩm cá
cơm khô PN (b), sấy bằng KKN (c), sấy bằng IR (d)
3.5.4. Số lượng và chủng loại vi sinh vật
Kết quả nghiên cứu so sánh sự biến đổi vi sinh vật của sản
phẩm cá cơm săng sau khi làm khô bằng các phương pháp khác nhau
được thể hiện qua bảng 3.38.

20
Bảng 3.38. Kết quả phân vi sinh vật (CFU/g) của cá cơm săng
theo các phương pháp làm khô khác nhau
Các chỉ tiêu vi sinh

Phương pháp làm khô
IR

KKN

5649-2006

PN

1,1x10

8,7x10

6,2x10

106

Coliforms

<10

<10

<10

102

Escherichia coli

(-)

(-)

(-)

10

Staphylococcus aureus

<10

<10

40

102

Salmonella (trong 25g)

(-)

(-)

(-)

0

Shigella

(-)

(-)

(-)

-

V. parahaemolyticus

(-)

(-)

<10

102

Tổng nấm mốc

<10

<10

4,5x102

103

Tổng vi sinh vật hiếu khí

2

TCVN

2

4

Qua các kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy cá cơm săng được sấy
bằng IR có chất lượng cao hơn hẳn các phương pháp thông thường
(sấy bằng KKN và PN). Cụ thể khi sấy bằng IR, hàm lượng và thành
phần các chất dinh dưỡng như: protein, lipit, axit amin, axit béo được
bảo toàn tốt hơn. Mặt khác, do thời gian sấy ngắn cùng với khả năng
làm ức chế, bất hoạt enzyme và VSV nên hàm lượng NH3, histamin
trong sản phẩm tăng không đáng kể.
Kết cấu cơ thịt của cá cơm được sấy bằng IR cũng tốt hơn so với
các phương pháp khác (KKN, PN) do đó làm tăng tỷ lệ hút nước trở
lại cho sản phẩm, khả năng phục hồi trạng thái tốt hơn, tỷ lệ gẫy đầu
vỡ miếng thấp hơn, các tính chất cảm quan được đảm bảo. Đặc biệt
hàm lượng VSV rất thấp, hầu như khơng có nấm mốc xuất hiện trên
sản phẩm.
Kết quả nghiên cứu này một lần nữa đã khẳng định những ưu
điểm của bức xạ hồng ngoại chọn lọc trong công nghệ sấy các sản
phẩm thực phẩm.

21

3.6. Sơ bộ hạch toán giá thành cho 1kg sản phẩm cá cơm sấy
băng bức xạ IR chọn lọc
- Định mức tiêu hao nguyên liệu là: 2,7x 15.000đ/kg = 40.500
(đồng/kg)
- Chi phí điện năng: 3.591 (đồng/kg).
- Nước rửa nguyên liệu: 135 (đồng/kg)
- Một số chi phí khác như: nước đá, muối, nhân cơng, khấu hao
thiết bị,… ước tính bình qn khoảng 2.000/kg.
Vậy giá thành sơ bộ của 1kg sản phẩm cá cơm săng sấy bằng bức
xạ IR chọn lọc sẽ là: 40.500 + 3.591 + 135 + 2.000 = 46.226
(đồng/kg).
Với giá thành sơ bộ như trên hồn tồn có thể chấp nhận được,
sản phẩm tạo ra có chất lượng rất tốt, đảm bảo an toàn vệ sinh thực
phẩm và sẽ có khả năng tăng được giá bán.
3.7. Một số giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm cá cơm khô
1) Nguyên liệu cá cơm ngay sau đánh bắt cần nhanh chóng được
xử lý, luộc (hấp) ngay trên tàu sau đó tiến hành phơi nắng hay sấy.
2) Cần nghiên cứu tối ưu hóa cơng đoạn luộc (hấp) cá với các
thơng số: nhiệt độ, thời gian, phương pháp, nồng độ phụ gia,...để hạn
chế những biến đổi bất lợi cho sản phẩm.
3) Đổi mới công nghệ làm khô theo hướng hiện đại, thay thế dần
công nghệ lạc hậu như phơi nắng, sấy bằng khơng khí nóng (gas, củi,
than,...) làm ảnh hưởng đến chất lượng và vệ sinh an toàn của sản
phẩm. Một trong những cơng nghệ phù hợp với đặc tính chất lượng,
giá trị sản phẩm của cá cơm là sấy bằng IR dải tần hẹp chọn lọc. Khi
sử dụng IR để làm khơ cá cơm cần kiểm sốt tốt các yếu tố: khoảng

22
cách chiếu IR, nhiệt độ sấy và tốc độ gió để đảm bảo chất lượng và
hiệu quả kinh tế.
4) Cần có những nghiên cứu sâu hơn về bảo quản nguyên liệu cá
cơm.
5) Nghiên cứu, áp dụng, cải tiến phương pháp bao gói, bảo quản
sản phẩm để kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm.
6) Các thao tác trong quá trình khai thác, xử lý, sấy, phân loại,
bao gói, bảo quản và vận chuyển phải nhẹ nhàng, tránh làm dập nát,
gẫy đầu và bong tróc dải bạc hai bên lườn cá.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu thu được, có thể rút ra được
một số kết luận như sau:
1) Đã phân tích được một số thành phần hóa học, tính chất vật lý,
vi sinh của nguyên liệu cá cơm săng tại vùng biển Khánh Hòa. Kết
quả cho thấy cá cơm săng có hàm lượng nước 74,7%, protein
20,05%, lipit 1,8%, tro 2,2%, NH3 4,65mg/100g và histamin là
3,5ppm. Cá cơm săng có tới 30 loại axit béo trong đó SFA chiếm
44,0%, PUFA chiếm 32,0% và MUFA chiếm 24,0% trong tổng số
axit béo. Kết quả phân tích cũng cho thấy cá cơm săng có khá đầy đủ
các thành phần axit amin (18 loại), với 7 loại không thay thế và tổng
hàm lượng lên đến 11,57%. Cấu trúc cơ thịt của cá cơm tươi tương
đối lỏng lẻo. Các chỉ tiêu vi sinh vật đều đạt yêu cầu theo quy định
hiện hành, với tổng số vi sinh vật hiếu khí là 5,4x105 cfu/g so với
quy định là 106 cfu/g (Quyết định 46/2007/QĐ-BYT).


23
2) Đã khảo sát và xác định mơ hình hồi quy toán học biểu diễn

quy luật biến đổi của một số thành phần hoá học, vật lý, vi sinh vật
và cảm quan của cá cơm dưới tác dụng của IR theo khoảng cách
chiếu IR: X1 = 5 - 25cm; nhiệt độ sấy: X2 = 40 - 700C, và tốc độ gió:
X3 = 1 - 3m/s. Nhìn chung sự biến đổi các chỉ tiêu chất lượng của cá
cơm trong quá trình sấy IR chọn lọc là rất ít, các chất dinh dưỡng được
bảo tồn tối đa, việc hình thành các tác nhân gây mất an toàn vệ sinh
thực phẩm như: hàm lượng NH3, histamin, vi sinh vật đều rất ít và thấp
hơn rất nhiều so với giới hạn tối đa cho phép.
3) Đã xác định được giá trị thích hợp của các thông số kỹ thuật
trong công đoạn sấy cá cơm săng bằng bức xạ IR chọn lọc là:
Khoảng cách từ nguồn phát IR chọn lọc (thanh gốm) đến nguyên liệu
(cá cơm săng) là: 10cm; Nhiệt độ khơng khí trong buồng sấy là: 550C
và Tốc độ gió đi ngang qua nguyên liệu là: 1,4m/s. Thời gian sấy cá
cơm để đạt độ ẩm theo yêu cầu (20±2%) ở chế độ này là 3,5 giờ. Từ
đó đã xây dựng, đề xuất được quy trình cơng nghệ sấy cá cơm bằng
IR đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm cũng như hiệu
quả kinh tế.
4) Đã phân tích được một số chỉ tiêu chất lượng và vệ sinh an toàn
thực phẩm của cá cơm săng sấy bằng IR chọn lọc và tiến hành so sánh
với các phương pháp làm khô thông thường như: phơi nắng, sấy bằng
khơng khí nóng. Kết quả cho thấy sản phẩm cá cơm săng sấy bằng IR
chọn lọc có chất lượng (cảm quan, hóa học, vật lý, vi sinh vật) tốt hơn rất
nhiều so với các phương pháp cịn lại.
5) Đã sơ bộ hạch tốn giá thành cho 1kg sản phẩm cá cơm sấy
bằng bức xạ IR chọn lọc, với giá thành 46.226 (đồng/kg) là chấp
nhận được. Việc ứng dụng IR chọn lọc vào việc làm khô một số sản


24
phẩm thủy sản đặc biệt là cá cơm trong thực tiễn có tính khả thi và

hiệu quả.
6) Đã đề xuất được một số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng
và giá trị sản phẩm cá cơm khô xuất khẩu.
KIẾN NGHỊ
Sau khi thực hiện nghiên cứu này, tác giả đưa ra một số kiến nghị
như sau:
1) Tuyên truyền, phổ biến kết quả nghiên cứu và chuyển giao
công nghệ sấy cá cơm bằng bức xạ IR chọn lọc với các thông số đã
được xác định (Mục 3.4) vào thực tế sản xuất;
2) Nghiên cứu nhiệt động lực học quá trình sấy để xây dựng các
phép tính tốn làm nền tảng cho việc tính tốn thiết kế, lắp đặt và vận
hành thiết bị sấy IR hoàn thiện và tối ưu hơn;
3) Nghiên cứu trên các đối tượng thủy sản khác để mở rộng phạm
vi ứng dụng như: mực, moi, cá filê tẩm gia vị,...
4) Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ, tiến tới lắp đặt thiết bị với
công suất và quy mô lớn, khả năng tự động hóa cao để nhanh chóng
có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất nhằm hiện đại hóa công nghệ
sấy khô, nâng cao chất lượng và vệ sinh an tồn thực phẩm cho sản
phẩm thủy sản khơ của Việt Nam./.