ứng dụng kỹ thuật rào cản trong bảo quản khô cá rô phi có độ ẩm trung bình

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

LÝ THỊ DIỆU TRANG

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT RÀO CẢN TRONG BẢO
QUẢN KHÔ CÁ RÔ PHI CÓ ĐỘ ẨM TRUNG BÌNH
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tháng 5/2013


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Tên đề tài:

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT RÀO CẢN TRONG BẢO
QUẢN KHÔ CÁ RÔ PHI CÓ ĐỘ ẨM TRUNG BÌNH
Giáo viên hướng dẫn
Ts. Võ Tấn Thành

Sinh viên thực hiện:
Lý Thị Diệu Trang
MSSV: LT11628
Lớp CNTP 37LT

Cần Thơ, 5/2013

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

Luận văn đính kèm theo đây với tên để tài “Ứng dụng kỹ thuật rào cản trong bảo
quản khô cá rô phi có độ ẩm trung bình” do sinh viên Lý Thị Diệu Trang thực
hiện và đƣợc hội đồng chấm luận văn thông qua.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2013
Giáo viên hƣớng dẫn

Chủ tịch hội đồng

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

i


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung và số liệu đƣợc trình bày trong luận văn là công
trình nghiên cứu của tôi đƣợc sự hƣớng dẫn của Ts.Võ Tấn Thành.
Cần Thơ, ngày 13 tháng 5 năm 2013
Giáo viên hƣớng dẫn

Sinh viên thực hiện

Lý Thị Diệu Trang

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

ii


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

LỜI CẢM TẠ

Sau gần ba tháng thực hiện đề tài, dù gặp không ít khó khăn với sự giúp đỡ tận tình
của thầy cô, bạn bè và các anh chị đã giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu trƣờng Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện cho tôi có cơ sở vật chất và
tinh thần tốt nhất.
Quý thầy cô khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, bộ môn Công nghệ thực
phẩm đã nhiệt tình tận tụy truyền đạt cho tôi những kiến thức cần thiết cho ngành
học, góp phần định hƣớng cho tƣơng lai.
Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy Võ Tấn Thành ngƣời đã hƣớng dẫn tôi
trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Sau cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên lớp Công nghệ thực phẩm
K37 liên thông và các bạn Công nghệ thực phẩm K35 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian thực hiện luận văn.
Chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2013

Sinh viên thực hiện

Lý Thị Diệu Trang

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

iii


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

TÓM LƢỢC

“Rào cản” nước hoạt động và nhiệt độ được sử dụng cho quá trình nghiên cứu chế
biến sản phẩm cá rô phi ăn liền có độ ẩm trung bình. Dung dịch ngâm nước muối
có kết hợp với glycerol ở các mức 15% NaCl với 10 g, 20 g và 30 g glycerol, nhiệt
độ tâm sản phẩm khi hấp 60oC, thời gian ngâm 90 - 210 min, sấy sản phẩm sau khi
ngâm tại nhiệt độ 60oC. Các kết quả cho thấy: dung dịch muối có nồng độ 15% kết
hợp với glycerol ở mức độ 10 g, 20 g và 30 g có khả năng làm giảm aw của dung
dịch xuống thấp hơn 0,6 thích hợp cho việc ngâm sản phẩm. Nhiệt độ thích hợp cho
hấp trong môi trường hơi nước bão hòa để tâm sản phẩm được 60oC cho sản phẩm
có cấu trúc tốt. Thời gian ngâm để sản phẩm đạt bão hòa là 90 - 150 min. Sấy sản
phẩm tại 60oC đến độ ẩm không đổi từ 17,28 – 26,42% tương ứng với aw ghi nhận

từ 0,296 – 0,392.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

iv


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ .......................................................................................................iii
TÓM LƢỢC ......................................................................................................... iv
MỤC LỤC.............................................................................................................. v
DANH SÁCH BẢNG .......................................................................................... viii
DANH SÁCH HÌNH............................................................................................. ix
CHƢƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................... 1
1.1 TỔNG QUAN .................................................................................................. 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................................ 1
CHƢƠNG 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................ 2
2.1 NGUYÊN LIỆU CÁ RÔ PHI .......................................................................... 2
2.1.1 Giới thiệu chung ........................................................................................ 2
2.1.1.1 Nguồn gốc và sự phân bố...................................................................... 2
2.1.1.2 Ðặc điểm hình thái một số giống cá rô phi nuôi phổ biến ..................... 2
2.1.1.3 Thành phần dinh dưỡng của 100 g thịt cá ............................................. 3
2.1.2 Tính chất của động vật thuỷ sản............................................................... 4
2.1.2.1 Tính chất vật lý ..................................................................................... 4
2.1.2.2 Tính chất hoá học của thuỷ sản............................................................. 5
2.1.2.3 Những biến đổi xảy ra của động vật thuỷ sản sau khi chết .................... 6

2.2 GIỚI THIỆU KỸ THUẬT RÀO CẢN ........................................................... 7
2.3 CÁC PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG CHẾ BIẾN ........................................... 8
2.3.1 Muối NaCl ................................................................................................. 8
2.3.2 Glycerol ..................................................................................................... 9
2.4 TRẠNG THÁI VÀ HÀM LƢỢNG NƢỚC TRONG THỰC PHẨM .......... 10
2.5 HOẠT ĐỘ CỦA NƢỚC ................................................................................ 10
2.5.1 Phƣơng pháp xác định hoạt độ nƣớc...................................................... 13
2.5.2 Phƣơng pháp điều chỉnh hoạt độ nƣớc .................................................. 14
2.5.3 Ảnh hƣởng của hoạt độ nƣớc đến tính chất biến đổi và chất lƣợng của
các sản phẩm thực phẩm ................................................................................. 15

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

v


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

2.5.3.1 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến phản ứng oxy hóa chất béo............. 15
2.5.3.2 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến phản ứng sẫm màu phi enzyme ....... 16
2.5.3.3 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến phản ứng enzyme trong các sản phẩm
thực phẩm ...................................................................................................... 16
2.5.3.4 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của vi sinh vật ........... 17
2.5.3.5 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến tính chất lưu biến của thực phẩm ... 18
2.5.3.6 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến giá trị dinh dưỡng .......................... 18
2.6 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN ................. 19
2.6.1 Tách nƣớc thẩm thấu (osmotic dehydration – OD) ............................... 19
2.6.1.1 Các ưu thế của tách nước thẩm thấu ................................................... 19

2.6.1.2 Cơ chế của quá trình tách nước thẩm thấu ......................................... 19
2.6.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu................................... 20
2.6.2 Quá trình sấy ........................................................................................... 20
2.7 SẢN PHẨM CÁ SẤY KHÔ .......................................................................... 21
2.7.1 Nguyên lý ................................................................................................. 21
2.7.2 Những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình làm khô .................................. 21
2.7.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến thời gian bảo quản sản phẩm sấy khô ........ 22
2.7.3.1 Hàm lượng nước ................................................................................. 22
2.7.3.2 Phương pháp sấy khô ......................................................................... 23
2.7.3.3 Sự biến đổi của cá khi làm khô ........................................................... 23
2.7.3.4 Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy khô cá .................... 24
2.7.3.5 Những biến đổi của khô trong quá trình bảo quản .............................. 25
CHƢƠNG 3 PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 27
3.1 PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU .................................................................. 27
3.1.1 Địa điểm................................................................................................... 27
3.1.2 Thời gian tiến hành ................................................................................. 27
3.1.3 Thiết bị và dụng cụ.................................................................................. 27
3.2 PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .................................................................. 30
3.2.1 Phân tích nguyên liệu .............................................................................. 30

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

vi


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

3.2.2 Bố trí thí nghiệm ..................................................................................... 30

3.2.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát sự thay đổi aw của dung dịch ngâm ở các nồng
độ muối (10 g, 15 g, 20 g) sau khi thêm glycerol vào với ba mức độ (10 g, 20 g,
30 g) tại nhiệt độ 30oC.................................................................................... 30
3.2.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng các mức nhiệt độ tâm khác nhau
đến khả năng giảm ẩm và độ đàn hồi của nguyên liệu. ................................... 32
3.2.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch ngâm và thời
gian ngâm đến sự thay đổi khối lượng và độ đàn hồi cá. ................................ 34
3.2.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng quá trình sấy đến sự thay đổi khối
lượng của sản phẩm khi ngâm trong các nồng độ dung dịch khác nhau. ....... 36
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN .............................................................. 38
4.1 AW CỦA DUNG DỊCH NGÂM TẠI 30oC .................................................... 38
4.2 ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ TÂM SẢN PHẨM ĐẾN SỰ MẤt KHỐI
LƢỢNG VÀ ĐỘ ĐÀN HỒI CỦA SẢN PHẨM SAU KHI HẤP ....................... 39
4.3 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN NGÂM ĐẾN SỰ GIẢM ẨM VÀ aW
CỦA SẢN PHẨM ................................................................................................ 41
4.3.1 Sự thay đổi khối lƣợng ............................................................................ 42
4.3.2 Sự thay đổi cấu trúc ................................................................................ 45
4.3.3 Sự thay đổi aw .......................................................................................... 47
4.4 SỰ THAY ĐỔI KHỐI LƢỢNG CÁ TRONG QUÁ TRÌNH SẤY .............. 49
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 52
5.1 KẾT LUẬN .................................................................................................... 52
5.2 ĐỀ NGHỊ........................................................................................................ 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 53
PHỤ LỤC 1 ........................................................................................................... xi
PHỤ LỤC 2 ......................................................................................................... xiii

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

vii

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1: Thành phần dinh dƣỡng của 100 g thịt cá ................................................... 3
Bảng 2: Rào cản chủ yếu đƣợc sử dụng để bảo quản thực phẩm .............................. 8
Bảng 3: Hàm lƣợng nƣớc trong thực phẩm ............................................................ 10
Bảng 4: Hoạt độ nƣớc trong một số sản phẩm........................................................ 11
Bảng 5: Nồng độ molan của một số chất hòa tan ứng với các giá trị aw khác nhau ở
25oC ...................................................................................................................... 12
Bảng 6: Độ ẩm cân bằng của một số muối ở nhiệt độ phòng .................................. 14
Bảng 7: Giá trị aw tối thiểu của một số vi sinh vật .................................................. 18
Bảng 8: Các mô hình phỏng đoán quá trình sấy ..................................................... 21
Bảng 9: Phƣơng pháp phân tích hóa học ................................................................ 30
Bảng 10: Giá trị aw của dung dịch qua các nồng độ NaCl và glycerol khác nhau ở
30ºC ....................................................................................................................... 38
Bảng 11: Sự giảm ẩm (%) của nguyên liệu theo nhiệt độ tâm ................................ 39
Bảng 12: Hàm lƣợng ẩm, aw của cá sau khi ngâm các dung dịch 15 g muối và 10 g,
20 g, 30 g glycerol ................................................................................................. 42
Bảng 13: Hàm lƣợng ẩm và aw của cá khi sấy ........................................................ 49

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

viii


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1: Cá rô phi ..................................................................................................... 2
Hình 2: Một số thiết bị, hóa chất sử dụng trong quá trình thí nghiệm ..................... 29
Hình 3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 .......................................................................... 31
Hình 4: Đo aw của dung dịch ngâm ....................................................................... 32
Hình 5: Quá trình hấp và đo cấu trúc mẫu.............................................................. 33
Hình 6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 .......................................................................... 33
Hình 7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 .......................................................................... 35
Hình 8: Quá trình ngâm mẫu ................................................................................. 35
Hình 9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 .......................................................................... 36
Hình 10: Máy sấy .................................................................................................. 37
Hình 11: Sự thay đổi ẩm theo nhiệt độ tâm ............................................................ 39
Hình 12: Sự thay đổi độ đàn hồi của cá sau khi hấp tại các mức nhiệt độ tâm sản
phẩm ..................................................................................................................... 40
Hình 13: Sự thay đổi khối lƣợng cá theo thời gian ngâm của dung dịch 15 g NaCl
và 10 g glycerol ..................................................................................................... 43
Hình 14: Sự thay đổi khối lƣợng cá theo thời gian ngâm của dung dịch 15 g NaCl
và 20g glycerol ..................................................................................................... 44
Hình 15: Sự thay đổi khối lƣợng cá theo thời gian ngâm của dung dịch 15 g NaCl
và 30 g glycerol ..................................................................................................... 45
Hình 16: Sự thay đổi trúc cá theo thời gian ngâm của dung dịch 15 g NaCl và 10 g
glycerol ................................................................................................................. 46
Hình 17: Sự thay đổi cấu trúc cá theo thời gian ngâm của dung dịch 15 g NaCl và
20 g glycerol.......................................................................................................... 46
Hình 18: Sự thay đổi cấu trúc cá theo thời gian ngâm của dung dịch 15 g NaCl và
30 g glycerol.......................................................................................................... 47
Hình 19: Sự thay đổi aw của cá theo thời gian ngâm của trong dung dịch 15 g NaCl
và 10 g glycerol ..................................................................................................... 48

Hình 20: Sự thay đổi aw của cá theo thời gian ngâm trong dung dịch 15 g NaCl và
20 g glycerol.......................................................................................................... 48
Hình 21: Sự thay đổi aw theo thời gian ngâm của dung dịch 15 g NaCl và 30 g
glycerol ................................................................................................................. 48
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

ix


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

Hình 22: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi ẩm trong quá trình sấy của các dung dịch
ngâm với tỷ lệ glycerol/ 100ml NaCl 15% ............................................................. 50

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

x


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

CHƢƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN
Trong những năm gần đây, nguồn lợi thủy hải sản ở Đồng bằng sông Cửu Long
ngày càng dồi dào và phong phú về chủng loại và sản lƣợng với giá trị kinh tế ngày
càng cao. Cá rô phi là một trong những loài thủy sản đang đƣợc đầu tƣ đẩy mạnh

vùng nuôi, tăng cƣờng chất lƣợng. Hằng năm với sản lƣợng ngày càng cao đã đem
lại lợi nhuận cao cho đất nƣớc. Cá rô phi có giá tri kinh tế, với đặc tính sinh trƣởng
và phát triển mạnh, thích nghi với nhiều môi trƣờng sống khác nhau. Cá rô phi là
loài cung cấp nguồn protein cao, thịt cá ngọt, bùi, giàu khoáng, ít mỡ, vị ngọt, tính
bình. Không độc và có tác dụng bồi bổ cơ thể.
Các nƣớc có nhu cầu cao tiêu thụ cá rô phi cao gồm có Hoa Kỳ, Liên minh Châu
Âu và Nhật Bản. Cá rô phi đƣợc xếp thứ 8 trong danh sách 10 loài thủy sản đƣợc
tiêu thụ nhiều nhất. Là mặt hàng thủy sản đƣợc nhập khẩu lớn thứ ba vào Mỹ sau
tôm và cá hồi. Ở Việt Nam, cá rô phi đƣợc coi là những sản phẩm xuất khẩu chủ lực,
với diện tích nuôi ngày càng gia tăng, sản lƣợng tăng từ 120.000 ÷ 150.000 tấn,
đem lại kim ngạch cao cho đất nƣớc từ khoảng 100 ÷ 120 triệu USB mỗi năm.
Cá rô phi thƣờng sử dụng ở dạng tƣơi, lạnh đông. Thịt cá có thể chế biến thành
những món ăn quen thuộc, nấu nƣớng, chiên, hấp,…Sản phẩm khô cá rô phi rất
đƣợc nhiều ngƣời biết đến với dạng cá khô nguyên con. Để đa dạng hóa sản phẩm
cá rô phi, tìm đầu ra cho nguyên liệu. Từ đó nghiên cứu quy trình chế biến khô có
cấu trúc, hình dạng hấp dẫn với bề mặt mềm, bóng láng, tạo hƣơng vị thơm ngon, rẻ
tiền, tiện dụng và có thể sử dụng ngay. Sản phẩm khô cá rô phi với ứng dụng kỹ
thuật rào cản làm giảm aw cho sản phẩm, tăng khả năng bảo quản và giữ cho sản
phẩm có cấu trúc và hƣơng vị tốt.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Tìm các điều kiện để chế biến sản phẩm khô cá rô phi có độ ẩm cao. Để thực hiện
mục tiêu trên đề tài tiến hành:
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quy trình chế biến có khả năng làm ảnh
hƣởng đến việc làm giảm giá trị aw, sự giảm ẩm của sản phẩm. Tăng cƣờng khả
năng bảo quản, giữ cấu trúc và mùi vị cho sản phẩm.
- Khảo sát các tham số liên quan đến quá trình chế biến, nhằm đƣa ra quy
trình chế biến thích hợp theo quy mô công nghiệp.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

1


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

CHƢƠNG 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 NGUYÊN LIỆU CÁ RÔ PHI
2.1.1 Giới thiệu chung
2.1.1.1 Nguồn gốc và sự phân bố

Hình 1: Cá rô phi
(Nguồn: />
Cá rô phi (Tilapia) có nguồn gốc từ Châu Phi thuộc họ Cichlidae, bộ cá vƣợc
Perciformes. Hiện có khoảng 100 loài, trong đó khoảng 10 loài có giá trị kinh tế.
Những loài đƣợc nuôi phổ biến là cá rô phi vằn, rô phi xanh, rô phi đỏ và rô phi đen
trong đó loài nuôi phổ biến nhất là cá rô phi vằn.
Ngày nay cá rô phi đƣợc phát tán và nuôi ở nhiều nƣớc trên thế giới, đặc biệt là ở
các nƣớc nhiệt đới và cận nhiệt đới. Trong vài chục năm trở lại đây, chúng mới thực
sự trở thành loài cá nuôi công nghiệp, sản lƣợng lớn và giá trị kinh tế cao.
Cá rô phi vằn có tên khoa học là Oreochromis niloticus, là loài cá có thịt ngon, giá
trị thƣơng phẩm cao, nhanh lớn và dễ nuôi ở các mô hình nuôi khác nhau. Kết quả
nghiên cứu những năm gần đây cho thấy nuôi đơn cá rô phi hay nuôi ghép với các
loài cá khác, cá sinh trƣởng nhanh và rất ít khi bị bệnh. Cá rô phi có khả năng chống
chịu tốt với các môi trƣờng sống khác nhau và cho hiệu quả kinh tế cao.
(Nguồn: )

2.1.1.2 Ðặc điểm hình thái một số giống cá rô phi nuôi phổ biến
- Loài cá rô phi vằn Oreochromis niloticus:

Toàn thân phủ vảy, ở phần lƣng có màu xám nhạt, phần bụng có màu trắng ngà
hoặc xanh nhạt. Trên thân có từ 7 ÷ 9 vạch chạy từ phía lƣng xuống bụng. Các vạch
đậm dọc theo vây đuôi ở từ phía lƣng xuống bụng rất rõ. Cá rô phi vằn là loài có
kích cỡ thƣơng phẩm lớn, lớn nhanh và đẻ thƣa hơn cá rô phi đen. Ðây là loài đƣợc
nuôi phổ biến nhất trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay.
- Loài cá rô phi đen Oreochromis mossambicus:

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

2


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

Toàn thân phủ vảy, vảy ở lƣng có màu xám tro đậm hoặc xanh đến hơi nhạt. Phần
bụng có màu trắng xám hoặc xám ngà. Trên thân và vây đuôi không có các sọc chạy
từ phía lƣng xuống bụng nhƣ ở cá rô phi vằn. Cá rô phi đen (còn cọi là cá rô phi cỏ,
rô phi sẻ) là loài lớn chậm, kích cỡ thƣơng phẩm nhỏ, đẻ mau nên không đƣợc ƣa
chuộng.
Ngoài ra còn một số giống cá rô phi khác nhƣ cá rô phi đỏ (cá diêu hồng) cũng
đƣợc nuôi khá phổ biến hiện nay, đặc biệt là ở đồng bằng sông Cửu Long.
Cá rô phi là một loại cá tăng trƣởng nhanh, khỏe mạnh mà từ lâu đã trở thành
nguồn protein chủ yếu ở nhiều quốc gia đang phát triển và gần đây có nhu cầu cao ở
các nƣớc phát triển. Thịt cá rô phi ngọt, bùi, trong thịt cá rô phi giàu khoáng, ít mỡ,
lƣợng đạm vừa phải, thịt cá rô phi có vị ngọt, tính bình, không độc, có tác dụng bồi
bổ cơ thể.
(Nguồn: />
2.1.1.3 Thành phần dinh dưỡng của 100 g thịt cá

Giá trị dinh dƣỡng của 100 g cá, thành phần ăn đƣợc chứa:
Bảng 1: Thành phần dinh dƣỡng của 100 g thịt cá

Thành phần

Giá trị

Calories

96

Chất đạm

20,08 g

Chất béo tổng cộng

1,70 g

Acid béo bão hòa

0,571 g

Chất béo chƣa bão hòa mono

0,486 g

Acid béo chƣa bão hòa poly

0,387 g

(Nguồn: />
Về phƣơng diện dinh dƣỡng, cá rô phi đƣợc xem là loài cá nạc, bổ dƣỡng. Tuy
nhiên nên lựa chọn cá ở các dƣỡng ngƣ vì phẩm chất cá tùy thuộc nhiều vào môi
sinh nhất là môi trƣờng nƣớc để nuôi cá: cá hoang sống ở nƣớc bùn nên mùi thịt
tanh hơn. Cá chứa trên 20% chất đạm và thành phần của amino acid trong protein
của cá (tính theo 100 g thịt cá) rất cân bằng. Trong đó glutamic acid chiếm đến
3,213 g, aspartic acid 2,297 g, lysine 1,810 g (lysine là một trong những acid amin
rất quan trọng đối với cơ thể). Tilapia là nguồn cung cấp khá tốt về vitamin B12,

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

3


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

giúp bổ máu, bảo vệ hệ thần kinh. Lƣợng folat cao là một thực phẩm tốt cho phụ nữ
mang thai. Lƣợng khoáng chất trong cá nhƣ Calcium, sắt, magnesium,… tƣơng đối
cao. Cá có thể chế biến thành những món kho, nấu canh, hấp, luộc, nƣớng,.. thay
thế thịt, giúp giảm cân, hạ lipid trong máu, chống xơ vữa động mạch.
Cá rô phi là loại thủy sản phổ biến nhất và đƣợc tiêu thụ rộng rãi ở các quốc gia trên
thế giới, đứng thứ năm ở Hoa kỳ. Cá rô phi đƣợc cung cấp với dạng tƣơi hoặc lạnh
đông chủ yếu cá rô phi fillet. Cá có hàm lƣợng protein cao, ít béo, là nguồn vitamin
và khoáng chất rất cần thiết cho sức khỏe. Với Niacin hỗ trợ trong việc chuyển hóa
năng lƣợng cùng với vitamin B12, hỗ trợ chức năng của hệ thần kinh. B12 chỉ tìm
thấy ở các loại thực phẩm động vật, tăng cƣờng hỗ trợ trong việc hình thành tế bào
máu, các chất dẫn truyền hệ thần kinh. Phosphor, canxi, Magie giúp hình thành

xƣơng và răng, là thành phần không thể thiếu của tất cả các tế bào. Kali cần thiết để
điều chỉnh nhịp tim và huyết áp. Selenium hỗ trợ chức năng tuyến giáp và thúc đẩy
khả năng miễn dịch.
Cá rô phi là loại cá giàu chất đạm, hàm lƣợng chất béo tƣơng đối thấp, không chứa
các chất béo bão hòa rất tốt cho sức khỏe, tốt cho hệ tim mạch. Cá rô phi cung cấp
nhiều giá trị dinh dƣỡng với hàm lƣợng cao. Cá chứa Selen có tác dụng làm giảm
nguy cơ phát triển một số loại ung thƣ. Cá rô phi chứa omega - 3 và acid béo omega
- 6, các loại chất béo thiết yếu. Tuy nhiên những giống này cung cấp omega - 3 ít
hơn và nhiều omega - 6 so với hầu hết các loại cá khác. Omega - 3 thƣờng đƣợc coi
là chất chống viêm tốt nhất trong khi đó omega - 6 là gây viêm, dễ bị oxy hóa do đó
có thể làm tăng nguy cơ đông máu, viêm khớp, bệnh viêm ruột và ung thƣ.
2.1.2 Tính chất của động vật thuỷ sản
2.1.2.1 Tính chất vật lý
- Hình dạng cơ thể và chức năng của cá hoàn toàn thích nghi với cuộc sống
bơi lội tự do trong nƣớc. Cá có nhiều hình dạng: hình thoi, hình tên, hình dẹp, hình
rắn,… cá có thể chia thành hai dạng cơ bản: cá thân tròn và cá thân dẹt.
- Vi sinh vật đƣợc tìm thấy ở trên bề mặt ngoài của cá sống và cá vừa mới
đánh bắt. Nếu cá có tỉ lệ diện tích bề mặt so với khối lƣợng của nó (còn gọi là diện
tích bề mặt riêng) càng lớn thì càng dễ bị hƣ hỏng do hoạt động của vi sinh vật ở bề
mặt cá. Vì vậy trƣớc khi xử lý và bảo quản cần phải rửa sạch cá để loại bỏ nhớt ở
trên bề mặt cá chứa vi sinh vật. Hình dạng của cá ảnh hƣởng đến quá trình tinh chế,
quá trình truyền nhiệt và thoát nhiệt trong chế biến.
+ Độ chặt chẽ của thịt:
Độ chặt chẽ của cơ thịt đƣợc sử dụng để đánh giá phẩm chất của thịt. Thịt cá chặt
chẽ có độ đàn hồi cao. Độ đàn hồi của cá sau khi chết trong một khoảng thời gian
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

4

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

nhất định sẽ tăng lên cực đại rồi sau đó giảm xuống, trong giai đoạn đầu chất lƣợng
cá còn tốt.
+ Tỉ trọng của cá: gần bằng tỉ trọng của nƣớc, thay đổi tuỳ theo bộ phận
trên cơ thể của cá, phụ thuộc vào thân nhiệt của cá, cá có nhiệt độ càng lớn thì tỷ
trọng càng nhỏ.
+ Điểm băng:
Điểm băng là điểm ở đó nhiệt độ làm cho cá bắt đầu đóng băng, nƣớc trong cơ thể
cá tồn tại ở dạng dung dịch do đó điểm băng tuân theo định Raoult. Dung dịch càng
loãng đóng băng càng nhanh, điểm đóng băng của cá gần bằng điểm đóng băng của
nƣớc (0oC). Thông thƣờng điểm băng của các loài cá từ - 0,6 ÷ - 2,6 oC. Điểm băng
của cá tỷ lệ nghịch với pH của dung dịch trong cơ thể cá. Nhiều nghiên cứu cho
thấy, nguyên tắc hạ điểm băng của động vật thuỷ sản tỷ lệ nghịch với áp suất thẩm
thấu của dung dịch trong cơ thể chúng. Do áp suất thẩm thấu của động vật thuỷ sản
nƣớc ngọt thấp hơn nƣớc mặn do đó điểm băng của thuỷ sản nƣớc ngọt cao hơn so
với nƣớc mặn.
+ Nhiệt dung riêng: là lƣợng nhiệt cần thu vào hoặc tỏa ra để làm cho một
đơn vị vật thể tăng lên hay giảm 1oC đơn vị kcal/kgoC hoặc kJ/kgoC.
+ Hệ số dẫn nhiệt: chủ yếu phụ thuộc vào hàm lƣợng mỡ, cá có hàm lƣợng
mỡ càng lớn thì hệ số dẫn nhiệt càng nhỏ.Tuy nhiên, hệ số dẫn nhiệt còn phụ thuộc
vào nhiệt độ. Thịt cá đông kết có hệ số dẫn nhiệt lớn hơn cá chƣa đông kết, nhiệt độ
đông kết càng thấp thì hệ số dẫn nhiệt càng cao.
2.1.2.2 Tính chất hoá học của thuỷ sản
 Tính chất hoá học thể keo của động vật thuỷ sản
Do cấu tạo từ hợp chất nitrogen, các chất này cấu tạo nên cơ quan của cá và tạo cho
cấu trúc của cá có độ chắc, độ đàn hồi, dẽo dai nhất định (cấu tạo từ những thành
phần phức tạp nhƣng chủ yếu là protein). Cấu tạo của cơ thể cá là một hỗn hợp năng

lƣợng chất hoá học mà trƣớc hết là các loại protein, lipid, các muối vô cơ và những
chất khác tạo thành một dung dịch keo nhớt trong đó nƣớc là dung môi.
 Trạng thái tồn tại của nước trong thuỷ sản: tồn tại ở 2 trạng thái là nƣớc kết
hợp và nƣớc tự do.
- Nƣớc tự do là dung môi tốt cho nhiều chất hoà tan đông kết ở 0oC, khả năng
dẫn điện lớn, có thể thoát khỏi cơ thể của sinh vật ở áp suất thƣờng.
- Nƣớc kết hợp: không là dung môi của các chất hoà tan, không đông kết, khả
năng dẫn điện nhỏ, không bay hơi ở áp suất thƣờng.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

5


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

 Hình thức tồn tại của nước: thƣờng tồn tại dƣới hai hình thức với hạt thân
nƣớc và chất thân nƣớc.
- Hạt thân nƣớc: tồn dạng nƣớc khuếch tán, nƣớc tự do, nƣớc hấp phụ.
+ Nước hấp phụ: là lớp nƣớc bên trong, kết hợp với các hạt thân nƣớc bằng
lực phân tử trên bề mặt hoặc một gốc nhất định nào đó.
+ Nước khuếch tán: là lớp nƣớc ở giữa, không kết hợp với các hạt thân
nƣớc, độ dày lớp nƣớc khuếch tán dày hơn lớp nƣớc hấp thụ rất nhiều.
- Chất thân nƣớc: tồn tại dƣới hai hình thức nƣớc kết hợp và nƣớc tự do
+ Nước kết hợp:
Nƣớc kết hợp với protein ở dạng keo đặc tức nƣớc do protein ở dạng keo đặc hấp
thụ.
Nƣớc kết hợp protein keo tan: là nƣớc kết hợp với protein ở trạng thái hoà tan, muối

vô cơ và các chất ở trạng thái keo hoà tan khác, nƣớc này là do keo hoà tan hấp thụ.
+ Nƣớc tự do: gồm nƣớc cố định, nƣớc có kết cấu tự do, nƣớc dính ƣớt.
Nƣớc cố định: là nƣớc chứa rất nghiêm ngặt trong kết cấu hình lƣới, nó là một dạng
keo đặc nƣớc này rất khó ép ra.
Nƣớc có kết cấu tự do: tồn tại ở những lỗ nhỏ và khe hở của kết cấu hình lƣới của
màng sợi cơ hoặc ở những tổ chức xốp nhiều lỗ rỗng của mô liên kết, nƣớc này dễ
ép ra.
Nƣớc dính ƣớt: rất mỏng, thƣờng dính sát trên bề mặt của cơ thịt cá.
Nƣớc có ý nghĩa rất quan trọng trong cuộc sống của thuỷ sản. Bên cạnh đó nƣớc kết
hợp còn tạo giá trị cảm quan cho thuỷ sản, tạo mùi vị thơm ngon.
2.1.2.3 Những biến đổi xảy ra của động vật thuỷ sản sau khi chết
Sau khi lên khỏi mặt nƣớc cá sẽ chết rất nhanh do bị ngạt thở. Nguyên nhân dẫn đến
sự chết là do sự tích tụ của acid lactic và các sản phẩm phân giải khác làm cho thần
kinh bị tê liệt. Cá có thể chết ngay trong lƣới do vùng vẫy, thiếu oxy do mật độ quá
cao trong lƣới. Sau khi chết trong cơ thể cá bắt đầu xảy ra hàng loạt thay đổi về vật
lý, hoá học. những thay đổi này có thể chia làm bốn giai đoạn:
1. Sự tiết nhờn ra ngoài cơ thể.
2. Sự tê cứng sau khi chết.
3. Sự tự phân giải.
4. Quá trình thối rửa.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

6


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

Những biến đổi này không tuân theo trình tự nhất định nào mà thƣờng gối lên nhau,
thời gian dài ngắn phụ thuộc vào loài, điều kiện đánh bắt, nhiệt độ và phƣơng pháp
bảo quản. Thịt cá dễ bị ƣơn hỏng hơn thịt của động vật trên cạn là do những đặc
điểm sau:
- Hàm lƣợng nƣớc trong thịt cá cao
- Hàm lƣợng glycogen thấp vì thế thời gian tê cứng ngắn, thịt dễ chuyển sang
môi trƣờng kiềm thuận lợi cho vi sinh vật lên men thối phát triển.
- Ở nhiệt độ bình thƣờng vi sinh vật sống trên cơ thể cá nhiều, đặc biệt ở da cá
có nhiều nhớt là môi trƣờng tốt cho vi khuẩn hoạt động.
- Có nhiều enzyme nội tại và có hoạt tính enzyme mạnh.
- Hàm lƣợng chất trích ly cao và là môi trƣờng tốt cho vi khuẩn hoạt động.
2.2 GIỚI THIỆU KỸ THUẬT RÀO CẢN
Rào cản công nghệ là phƣơng pháp đảm bảo rằng các tác nhân gây bệnh trong sản
phẩm thực phẩm có thể đƣợc loại bỏ hoặc đƣợc kiểm soát. Điều này có ý nghĩa giúp
cho các sản phẩm thực phẩm sẽ đƣợc an toàn cho ngƣời tiêu dùng và giúp kéo dài
thời gian sử dụng.
Công nghệ rào cản thƣờng hoạt động bằng cách kết hợp nhiều phƣơng pháp tiếp cận.
Những cách tiếp cận này có thể đƣợc coi là các rào cản, các tác nhân gây bệnh phải
vƣợt qua nó nếu không sẽ đƣợc loại trừ ra khỏi thực phẩm. Sự kết hợp của các rào
cản có thể đảm bảo tất cả các rào cản có thể đảm bảo các tác nhân gây bệnh đƣợc
loại bỏ hoặc làm cho nó vô hại trong sản phẩm cuối cùng.
Công nghệ rào cản đã đƣợc xác định bởi Leistner (2000) nhƣ là một sự kết hợp chặt
chẽ các rào cản đảm bảo an toàn vi sinh vật, ổn định chất lƣợng, tính kinh tế của sản
phẩm thực phẩm.
Các rào cản trong hệ thống thực phẩm: là nhiệt độ cao trong quá trình xử lý, nhiệt
độ thấp trong thời gian lƣu trữ, tăng tính acid, làm giảm hoạt độ nƣớc hoặc thế oxi
hóa khử, các chất bảo quản,… Tùy theo các loại mầm bệnh và rủi ro của nó, cƣờng
độ của các trở ngại mà có thể đƣợc điều chỉnh thích hợp để vừa đáp ứng đƣợc thị
hiếu ngƣời tiêu dùng, vừa có tính kinh tế, vừa đảm bảo an toàn cho sản phẩm thực
phẩm.

Mỗi trở ngại nhằm mục đích loại bỏ, làm ngừng hoạt động, hoặc ít nhất là ức chế
các vi sinh vật không mong muốn. Muối hoặc các acid hữu cơ cũng đƣợc sử dụng
nhƣ là rào cản để kiểm soát thực phẩm. Nhiều kháng sinh tự nhiên nhƣ nisin,
Natamycin, bacteriocins khác và các loại tinh dầu có nguồn gốc từ cây hƣơng thảo
hoặc thyme cũng có tác dụng tốt.
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

7


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

Bảng 2: Rào cản chủ yếu đƣợc sử dụng để bảo quản thực phẩm

Thông số

Ký hiệu

Ứng dụng

Nhiệt độ cao

F

Hệ thống sƣởi ấm

Nhiệt độ thấp

T

Lạnh, lạnh đông

Giảm hoạt độ nƣớc

aw

Sấy, bảo dƣỡng, bảo tồn

Tăng nồng độ acid

pH

Acid thêm vào hoặc tự hình
thành

Giảm oxi hóa khử

Eh

Loại bỏ
ascorbate

oxy,

bổ

sung

Bảo quản sinh học

Cạnh tranh của hệ sinh vật
nhƣ vi khuẩn lên men

Các chất bảo quản

Sorbates, sulfite, nitrit

(Nguồn : Leistner, 1995)

2.3 CÁC PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG CHẾ BIẾN
2.3.1 Muối NaCl
- Vai trò:
+ Muối đƣợc biết đến nhƣ là chất điều vị cho sản phẩm
+ Làm giảm aw của thực phẩm
+ Có tính sát khuẩn, ức chế sự phát triển của vi sinh vật, kéo dài thời gian
bảo quản. Muối hình thành vị của sản phẩm chủ yếu là do sự hiện diện của ion Cl-.
Khi muối hòa tan vào thịt, muối sẽ hình thành phức hợp với protein của mô cơ.
Phức chất này thƣờng ổn định trong môi trƣờng lạnh nhƣng dễ dàng bị phá hủy khi
đun nóng. Chính vì vậy cùng một lƣợng muối sử dụng, các sản phẩm không gia
nhiệt thƣờng mặn hơn các sản phẩm đã đƣợc đun nóng. (Nguyễn Văn Mười, 2006)
 Tác dụng bảo quản của muối
- NaCl có khả năng tiêu diệt tất cả vi sinh vật do ion Cl- tham gia vào quá
trình oxi hóa - khử thành Cl2 làm mất khả năng hoạt động của hệ men vi sinh vật.
- Hòa tan trong nƣớc và phân ly thành Na+ và Cl-, tạo nên áp suất thẩm thấu
lớn bên trong tế bào vi sinh vật, do đó ức chế hoạt động của vi sinh vật.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

8


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

- NaCl liên kết hóa học với các chất bên trong tế bào của vi sinh vật làm
ngừng các hoạt động của vi sinh vật.
2.3.2 Glycerol
Glycerine (Glycerol, Glycerin) là một poly đơn giản, không màu, không mùi, nhớt,
đƣợc sử dụng rộng rãi trong thực phẩm. Glycerol có 3 nhóm OH nên tan hoàn toàn
tốt trong nƣớc. Hầu hết các chất béo có sƣờn glycerol, còn gọi là các triglycerides.
Glycerol có vị ngọt và độc tính thấp.
- Tính chất:
Công thức phân tử:C3H8O3
Màu sắc: là chất lỏng không màu.
Mùi: không mùi,
Tính tan trong nƣớc: tan vô hạn trong nƣớc.
 Ứng dụng
- Trong thức ăn và đồ uống, glycerine đƣợc sử dụng nhƣ một chất tạo ẩm, chất
tạo ngọt, chất bảo quản. Ngoài ra nó còn đƣợc sử dụng làm chất độn trong các sản
phẩm ít béo nhƣ bánh ngọt. Glycerine và nƣớc đƣợc sử dụng để bảo quản một số
loại lá. Nhƣ một chất thay thế cho đƣờng, glycerine chứa khoảng 27 calories trong
một thìa café (đƣờng chứa 20) và có vị ngọt gần giống đƣờng sucrose, tuy nhiên nó
cũng không làm tăng lƣợng đƣờng huyết trong máu và cũng không làm sâu răng.
- Glycerine còn đƣợc gọi là E422. Glycerine còn đƣợc sử dụng để sản xuất
mono và di-glyceride, đƣợc dung chất tạo nhũ, cũng nhƣ các ester poly glycerol
trong việc sản xuất mỡ và bơ thực vật. Nó đƣợc sử dụng nhƣ một chất giữ ẩm cùng
với propylene glycol với tên E1520 và E422 trong sản xuất snus (một sản phẩm

thuốc lá không khói). Khi đƣợc sử dụng trong thực phẩm, Glycerol đƣợc Hiệp hội
dinh dƣỡng Hoa Kỳ phân loại nhƣ một carbohydrate. Cục quản lý dƣợc và thực
phẩm Mỹ (FDA) phân định carbohydrate là những chất dinh dƣỡng có tạo ra năng
lƣợng. Glycerol có hàm lƣợng calo cao tƣơng đƣơng nhƣ đƣờng ăn nhƣng chỉ số
đƣờng huyết thấp và có cách trao đổi các chất trong cơ thể nên đƣợc những ngƣời
ăn kiêng chấp nhận thay cho đƣờng ăn.
- Vai trò:
Chất giữ ẩm
Dung môi và là chất tạo ngọt.
Giảm aw của thực phẩm, tăng khả năng bảo quản.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

9


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

2.4 TRẠNG THÁI VÀ HÀM LƢỢNG NƢỚC TRONG THỰC PHẨM
Tùy theo hàm lƣợng nƣớc trong thực phẩm, ngƣời ta chia thực phẩm làm 3 nhóm:
Bảng 3: Hàm lƣợng nƣớc trong thực phẩm

Hàm lƣợng nƣớc
>40
10 ÷ 40
<10

Nhóm thực phẩm

Thực phẩm có hàm lƣợng nƣớc cao.
Thực phẩm có hàm lƣợng nƣớc trung bình.
Thực phẩm có hàm lƣợng nƣớc thấp.

(Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011)

Thực phẩm có hàm lƣợng nƣớc càng cao càng khó bảo quản. Tùy theo cách liên kết
của nƣớc trong thực phẩm, ngƣời ta chia làm hai nhóm: nƣớc liên kết và nƣớc tự do.
- Nƣớc tự do: là thành phần ở giữa các mixen và có đầy đủ tính chất của nƣớc
nguyên chất.
- Nƣớc liên kết: tùy theo mức độ liên kết ngƣời ta chia làm ba nhóm:
+ Nƣớc liên kết hóa học: lớp nƣớc này liên kết rất chặt với vật liệu và chỉ có
thể tách ra khi có tƣơng tác hóa học hoặc khi xử lý nhiệt ở nhiệt độ tƣơng đối mạnh
mẽ.
+ Nƣớc liên kết hấp phụ hay nƣớc liên kết hóa lý có độ bền liên kết ở mức
trung bình, đƣợc tạo thành do các phân tử có cực nằm trên bề mặt vật liệu hút các
lƣỡng cực của nƣớc. Các phân tử nƣớc dạng này có khả năng bảo toàn các tính chất
của nƣớc.
+ Nƣớc liên kết mao quản hay nƣớc liên kết cơ lý đƣợc hấp thụ bởi các
phân tử bề mặt mao quản rồi đi vào bên trong, ngƣng tụ và làm đầy các mao quản.
2.5 HOẠT ĐỘ CỦA NƢỚC
Giá trị thực phẩm, tính chất cảm quan cũng nhƣ độ bền của các sản phẩm khi bảo
quản phụ thuộc vào thành phần các chất hữu cơ và vô cơ có mặt trong thực phẩm.
Trong các thành phần đó, nƣớc có ảnh hƣởng lớn hơn cả. Tuy nhiên chất lƣợng của
thực phẩm đƣợc bảo quản không chỉ phụ thuộc vào hoạt động của nƣớc (aw - water
activity) trong thực phẩm đó. Hoạt độ nƣớc trong một số thực phẩm thể hiện ở bảng
sau:

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

10


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

Bảng 4: Hoạt độ nƣớc trong một số sản phẩm

Loại thực phẩm

Hoạt độ nƣớc

Loại thực phẩm

Hoạt độ nƣớc

Thịt, cá tƣơi

0,99

Trái cây khô

Bánh mì

0,95

Mật ong

0,75

Phomai cheddar

0,85

Bánh quy

0,3

Mứt quả

0,8

Sữa bột

0,2

Bánh pudding

0,8

Cà phê hòa tan

0,2

0,6 ÷ 0,8

(Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011)

Giá trị hoạt độ nƣớc đƣợc tính theo công thức sau:

aw 

P
Po

Với : P: áp suất hơi riêng phần của dung dịch hay thực phẩm ở nhiệt độ T.
Po: áp suất hơi bão hòa của dung môi nguyên chất nƣớc ở cùng nhiệt độ.
Nhƣ vậy, aw của một dung dịch hay thực phẩm luôn luôn nhỏ hơn 1 (do trong cùng
điều kiện P < Po).
 Đặc điểm
- Hoạt độ nƣớc nguyên chất đƣợc quy ƣớc là một đơn vị.
- Ở điều kiện cân bằng, có sự cân bằng giữa aw của dung dịch hay thực phẩm
và áp suất hơi tƣơng đối do dung dịch hay thực phẩm đó tạo ra trong khí quyển bao
xung quanh nó.
aw = Độ ẩm tƣơng đối của không khí/100 = RH%
- Ở điều kiện cân bằng, cũng có sự tƣơng đƣơng giữa độ ẩm tƣơng đối của
không khí và hoạt độ nƣớc của thực phẩm đặt trong không khí đó.
- Áp suất hơi sẽ không bị giảm khi dung dịch hay thực phẩm có chứa các chất
không hòa tan. Các chất hòa tan chứa trong thực phẩm không phải là lý tƣởng do đó
sẽ làm giảm áp suất hơi lớn hơn khi tính theo định luật Raoult.
- Phần lớn các loại hóa chất đều làm giảm hoạt độ nƣớc nhiều hơn khi tính
toán lý thuyết vì các lý do sau: do có sự liên kết mạnh mẽ giữa phân tử nƣớc và
phân tử các loại trong dung dịch; có sự phân ly ít nhiều hoàn toàn của các chất điện
ly có mặt; các lực tác dụng đến cấu trúc của nƣớc.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

11

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

- Có thể coi aw là số đo nồng độ hiện hiện hữu của nƣớc ở trong sản phẩm. Ở
nồng độ nƣớc hiện hữu nào đó sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật và các phản
ứng hóa học tiến triển.
- Hoạt độ nƣớc là hàm số của độ ẩm, thành phần hóa học và cấu trúc của sản
phẩm thực phẩm.
Bảng 5: Nồng độ molan của một số chất hòa tan ứng với các giá trị aw khác nhau ở 25oC

aw

Nồng độ
molan lý
tƣởng

NaCl

CaCl2

Sacarosa

Glycerin

0,995

0,281

0,150

0,101

0,272

0,277

0.990

0,566

0,300

0,215

0,534

0,554

0,98

1,13

0,607

0,418

1,03

1,11

0.960

2,31

1,20

0,87

1,92

2,21

0,940

3,54

1,77

1,08

2,72

3,32

0,920

4,83

2,31

1,34

3,48

4,44

0,900

6,17

2,83

1,58

4,11

5,57

0,85

9,80

4,03

2,12

5,98

8,47

0,800

13,90

5,15

2,58

11,50

0,75

18,90

3,00

14,80

0,700

23,80

3,40

18,30

0,650

30,00

3,80

22,0

(Nguồn: Lê Ngọc Tú, 2003)

- aw trƣớc tiên liên quan với tổng số nƣớc ở trong sản phẩm. Sản phẩm có hàm
ẩm cao thƣờng chứa nhiều nƣớc tự do, do đó có hoạt độ nƣớc cao.
- aw có thể bị giảm bằng cách tách nƣớc, thêm các chất hòa tan khác vào sản
phẩm để làm cho lƣợng nƣớc liên kết tăng lên. aw không chỉ phụ thuộc vào thành
phần hóa học mà còn phụ thuộc vào trạng thái vật lý của sản phẩm. Protein và tinh
bột thƣờng giữ một lƣợng nƣớc nhiều hơn các lipid và các chất kết tinh.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

12


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37LT – 2013

Trường Đại học Cần thơ

- Việc tạo hạt các vật liệu cũng ảnh tới khả năng giữ nƣớc. Với các thực phẩm
có chứa tinh bột thì khi gia nhiệt trƣớc cũng làm biến đổi khả năng hấp thụ nƣớc
của các tinh bột vì chúng bị hồ hóa làm biến đổi từ mạng lƣới tinh thể không thấm
nƣớc sang một trạng thái vô định hình.
- Thay đổi pH và lực ion sẽ có ảnh hƣởng đến khả năng giữ nƣớc của các thực
phẩm chứa protein. Các tƣơng tác tĩnh điện giữa các chuỗi protein sẽ tạo ra các gel
trƣơng đầy nƣớc. Nếu các chuỗi protein hút lẫn nhau thì nƣớc hấp thụ nhất là nƣớc

tự do sẽ bị đẩy ra và có thể bị chảy và bốc hơi. Ở pH đẳng điện khả năng giữ nƣớc
là cực tiểu. Ở các pH cực trị các chuỗi protein sẽ tích điện cùng dấu và sẽ đẩy nhau.
Các mô trƣơng lên và độ mềm của thịt cũng tăng lên.
- Các loại đƣờng cũng ảnh hƣởng đến tính chất vật lý cũng nhƣ tính chất lƣu
biến của thực phẩm. Khi đƣờng từ trạng thái vô định hình hút ẩm sang trạng thái kết
tinh nếu tới một hàm lƣợng nƣớc nhất định dạng vô định hình không bền sẽ kết tinh
trở lại và nhả nƣớc ra. Nƣớc giải phóng ra bởi sự biến đổi này có thể hòa tan các
phân tử saccharose bên ngoài và làm kết tinh các phân tử ở sâu bên trong. Trƣờng
hợp này sẽ dẫn đến đóng khối.
- aw có thể giảm do hậu quả của các lực mao dẫn. Nƣớc bị nhốt trong mao
quản là nƣớc tự do, còn lớp nƣớc ở thành mao quản là lớp nƣớc liên kết. Khi làm
giảm ẩm đều đặn thì áp suất hơi nƣớc trên các chỗ lõm sẽ thấp hơn áp suất hơi nƣớc
trên bề mặt phẳng. Sự giảm hoạt độ nƣớc cũng phụ thuộc vào đƣờng kính của mao
quản và cấu trúc của sản phẩm thực phẩm. Theo Karel 1973 nếu mao quản có
đƣờng kính bằng 10-6 cm thì sẽ có aw xấp xỉ 0,90.
2.5.1 Phƣơng pháp xác định hoạt độ nƣớc
- Đo độ ẩm cân bằng: đặt thực phẩm tiếp xúc thật tốt với một lƣợng nhỏ
không khí trong hệ thống kín, để một thời gian cho hệ thống cân bằng. Đo độ ẩm
tƣơng đối của không khí lúc cân bằng sẽ xác định đƣợc hoạt độ nƣớc trong thực
phẩm.
- Phƣơng pháp nội suy: đặt các mẫu thực phẩm có trọng lƣợng nhất định ở
trong bình hút ẩm có độ ẩm tƣơng đối khác nhau. Sau 2 ÷ 4 giờ , cân khối lƣợng
mẫu từ đó biết đƣợc trọng lƣợng nƣớc mất đi hay nhận vào ở mỗi mẫu. Vẽ đồ thị y=
f(aw). Đƣờng biểu diễn cắt trục x tại một điểm. Điểm đó chính là aw của mẫu thực
phẩm.
- Dựa vào công thức thực nghiệm:
Phƣơng pháp Money Born:
Hoạt độ nƣớc tính theo công thức: a w 

1

(1  0,27.N )

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng

13