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 (Luận án tiến sĩ)

i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐÀO TRỌNG HIẾU

NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HOÁ HỌC,
TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides gracilis)
SẤY HỒNG NGOẠI XUẤT KHẨU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

KHÁNH HÒA - 2012


ii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐÀO TRỌNG HIẾU

NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN HOÁ HỌC,
TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG CÁ CƠM SĂNG (Spratelloides gracilis)
SẤY HỒNG NGOẠI XUẤT KHẨU
Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy sản
Mã số:

62 54 10 05

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS. TS. Trần Thị Luyến
2. PGS. TS. Ngô Đăng Nghĩa

KHÁNH HÒA - 2012


iii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một
công trình nghiên cứu nào trước đó.
Khánh Hòa, năm 2012
Tác giả luận án

Đào Trọng Hiếu


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên, giúp
đỡ quý báu của các tổ chức và cá nhân. Qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành
tới:
1. GS. TS. Trần Thị Luyến và PGS. TS. Ngô Đăng Nghĩa đã tận tình hướng
dẫn tôi trong quá trình thực hiện luận án này.
2. Ban giám hiệu nhà trường, Viện Công nghệ sinh học và môi trường, Khoa

Công nghệ thực phẩm, Bộ môn Kỹ thuật nhiệt lạnh, Khoa Đào tạo Sau đại học
trường Đại học Nha Trang; Viện Nghiên cứu Hải sản; Cục Chế biến, Thương mại
Nông lâm thủy sản và Nghề muối.
3. TS. Phạm Đức Việt - Viện Cơ điện nông nghiệp sau thu hoạch; ThS.
Nguyễn Thị Bích Thủy, ThS Lê Thanh Long - Trường Đại học Nông lâm Huế;
TSKH. Lê Văn Hoàng - Đại học Đà Nẵng; TS. Vũ Hồng Sơn - Đại học Bách khoa
Hà Nội; ThS. Bùi Văn Tú - Đại học Sao Đỏ, ThS. Nguyễn Hương Thảo - Viện
Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II,…
4. Công Ty TNHH Đại Thuận Phát – Hải Phòng, Doanh nghiệp tư nhân
Chín Tuy – Nha Trang.
5. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với toàn thể gia đình tôi,
đây là nguồn động viên mãnh liệt nhất, giúp đỡ tôi cả về vật chất và tinh thần, giúp
tôi khắc phục và vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để
hoàn thành luận án này.
Khánh Hòa, năm 2012
Tác giả luận án

Đào Trọng Hiếu


iii

MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ..................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. xi
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN ...........................................................................................4

1.1. HIỆN TRẠNG CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN CỦA VIỆT NAM
.................................................................................................................................4
1.1.1. Số lượng cơ sở và năng lực chế biến thủy sản...........................................4
1.1.2. Chế biến, tiêu thụ thủy sản khô .................................................................5
1.2. NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CÁ CƠM KHÔ ........................................7
1.2.1. Nguyên liệu cá cơm ...................................................................................7
1.2.2. Hiện trạng chế biến và tiêu thụ cá cơm khô ............................................10
1.3. ỨNG DỤNG BỨC XẠ HỒNG NGOẠI TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC
PHẨM....................................................................................................................13
1.3.1. Đặc điểm, tính chất của tia hồng ngoại ...................................................13
1.3.2. Ảnh hưởng của bức xạ IR đến các thành phần có trong thực phẩm ........15
1.3.3. Khả năng khử hoạt tính của enzym, vi sinh vật bởi IR ...........................16
1.3.4. Các nguồn phát bức xạ IR .......................................................................26
1.3.5. Nhiệt bức xạ hồng ngoại chọn lọc ...........................................................28
1.3.6. Những biến đổi về chất lượng và cảm quan của thực phẩm bởi nhiệt bức
xạ IR ...................................................................................................................33
1.3.7. Một số nghiên cứu ứng dụng nhiệt bức xạ IR trong công nghiệp chế biến
thực phẩm ..........................................................................................................35
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................44
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ........................................................................44
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..............................................................................44
2.1.2. Thu mẫu và bảo quản mẫu .......................................................................44


iv

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................44
2.2.1. Phương pháp thu nhận và xử lý mẫu thí nghiệm .....................................44
2.2.2. Các phương pháp phân tích .....................................................................45
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................................47

2.3. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM .....................................................................48
2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát .....................................................................48
2.3.2. Bố trí thí nghiệm phân tích nguyên liệu cá cơm săng .............................49
2.3.3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu sự biến đổi chất lượng cá cơm sấy bằng bức
xạ IR chọn lọc ....................................................................................................50
2.3.4. Thực nghiệm tối ưu hóa các thông số kỹ thuật trong quá trình sấy cá cơm
săng bằng IR chọn lọc........................................................................................53
2.3.5. Quy trình công nghệ sấy cá cơm bằng không khí nóng (KKN) ..............54
2.3.6. Quy trình công nghệ phơi cá cơm ...........................................................54
2.3.7. Bố trí thí nghiệm đánh giá, so sánh chất lượng cá cơm săng làm khô bằng
các phương pháp khác nhau (IR, KKN, PN) .....................................................55
2.4. THIẾT BỊ, HÓA CHẤT PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU ....................................56
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................57
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 ...57
3.1.1. Kết quả phân tích một số thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu cá
cơm săng ............................................................................................................57
3.1.2. Kết quả phân tích cấu trúc cơ thịt của nguyên liệu cá cơm săng.............61
3.1.3. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vi sinh vật của nguyên liệu cá cơm
săng ....................................................................................................................62
3.2. BIẾN ĐỔI MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TÍNH CHẤT VẬT LÝ,
CẢM QUAN VÀ VI SINH CỦA CÁ CƠM SĂNG KHI SẤY IR CHỌN LỌC .63
3.2.1. Biến đổi về thời gian sấy cá cơm bằng IR chọn lọc (Y1) ........................63
3.2.2. Biến đổi kết cấu cơ thịt (Y2) ....................................................................71
3.2.3. Biến đổi khả năng hút nước trở lại (Y3) ..................................................74
3.2.4. Biến đổi hàm lượng protein tổng số (Y4) ................................................79


v

3.2.5. Biến đổi hàm lượng axit amin tổng số (Y5) .............................................83
3.2.6. Biến đổi hàm lượng lipit tổng số (Y6) .....................................................87
3.2.7. Biến đổi hàm lượng axit béo không no bậc cao (PUFA) (Y7).................91
3.2.8. Biến đổi hàm lượng NH3 (Y8) .................................................................95
3.2.9. Biến đổi hàm lượng histamin (Y9) ...........................................................99
3.2.10. Biến đổi chất lượng cảm quan (Y10) ....................................................103
3.2.11. Biến đổi vi sinh vật (Y11) .....................................................................108
3.3. TỐI ƯU HÓA CÔNG ĐOẠN SẤY CÁ CƠM SĂNG SẤY BẰNG BỨC XẠ
IR CHỌN LỌC ....................................................................................................113
3.4. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY CÁ CƠM BẰNG BỨC XẠ IR
CHỌN LỌC .........................................................................................................118
3.5. SO SÁNH CHẤT LƯỢNG CÁ CƠM SĂNG ĐƯỢC LÀM KHÔ BẰNG
CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU ...............................................................120
3.5.1. Một số chỉ tiêu hóa học cơ bản. .............................................................120
3.5.2. Một số chỉ tiêu vật lý .............................................................................122
3.5.3. Chất lượng cảm quan .............................................................................126
3.5.4. Số lượng và chủng loại vi sinh vật ........................................................128
3.6. SƠ BỘ HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH CHO 1KG SẢN PHẨM CÁ CƠM
SĂNG SẤY IR ....................................................................................................131
3.7. MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CÁ CƠM
KHÔ. ...................................................................................................................134
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................136
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN ...............................................................................................................138
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................139
PHỤ LỤC ....................................................................................................................1


vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
ANOVA

ANalysis Of Variance: Phân tích phương sai

ASEAN

Association of Southeast Asian Nations: Hiệp hội các quốc gia Đông
Nam Á

BXHN

Bức xạ hồng ngoại

CBTS

Chế biến thủy sản

CFU

Colony-Forming Unit: Số đơn vị khuẩn lạc

Chế độ sấy Bao gồm các thông số kỹ thuật trong công đoạn sấy: Khoảng cách chiếu
bức xạ, nhiệt độ sấy và tốc độ gió.
CLCQ

Chất lượng cảm quan

CS

Cộng sự

DF

Degree of Freedom: Số bậc tự do

F

Giá trị F (kiểm định Fisher), có độ tin cậy 95%

FA

Fatty Acid: Axit béo

FIR

Far Infrared: Hồng ngoại sóng dài (xa)

GDP

Gross Domestic Product: Tổng sản phẩm quốc nội

HPLC

High-performance liquid chromatography: Sắc ký lỏng hiệu năng cao

IR

Infrared: Bức xạ hồng ngoại

k

Khoảng cách chiếu bức xạ hồng ngoại (cm)

KKN

Không khí nóng

mg/100g

Số mg chất trong 100g mẫu thử

MIR

Middle Infrared: Hồng ngoại sóng trung

MS

Mean of Square: Phương sai hay số bình quân củ tổng bình phương sai
lệch (SS)

MUFA

Mono-Unsaturated Fatty Acid: Axit béo có một nối đôi

N

Số thí nghiệm

NIR

Near Infrared: Hồng ngoại sóng ngắn (gần)

P

Giá trị P: xác suất để t > t-stat, dùng để kiểm định độ tin cậy về mặt


vii

khoa học (thống kê) của mối liên hệ giữa X và Y
PN

Phơi nắng

PUFA

Poly Unsaturated Fatty Acids: Axit béo không bão hòa nhiều nối đôi

Q2

Hệ số đánh giá mức độ dự đoán trước kết quả Y của mô hình hồi quy

R2

Hệ số xác định: trong 100% sự biến động của biến phụ thuộc Y thì có
bao nhiêu % sự biến động là do biến độc lập X ảnh hưởng, còn lại là do
sai số ngẫu nhiên

Regression Sai số do hồi quy

Residual

Sai số do ngẫu nhiên

SFA

Saturated Fatty Acid: Axit béo no (bão hòa)

SS

Sum of Square: Tổng bình phương của mức động (sai lệch) giữa các giá
trị quan sát của Y (ký hiệu là Yi) và giá trị bình quân của chúng

t

Nhiệt độ sấy (oC)

TCVN

Tiêu chuẩn quốc gia

TN

Thí nghiệm

Total

Tổng cộng

t-stat

Tiêu chuẩn t dùng làm căn cứ để kiểm định độ tin cậy về mặt khoa
học(thống kê) của mối liên hệ giữa X và Y

v

Tốc độ gió (m/s)

VASEP

Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers: Hiệp hội chế
biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam

vck

Vật chất khô

VKHK

Vi khuẩn hiếu khí

VSV

Vi sinh vật

X1

Biến mã Khoảng cách chiếu IR

X2

Biến mã Nhiệt độ sấy

X3

Biến mã Tốc độ gió

Yi

Với (i = 1 ÷ 11): Các hàm mục tiêu


viii

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá cơm săng nguyên liệu ....................................9
Bảng 1.2. Thành phần của các axit amin của cá cơm săng .........................................9
Bảng 1.3. Dải bước sóng hấp thụ IR của các nhóm chất và thành phần trong thực
phẩm ..........................................................................................................................16
Bảng 1.4. Sự khử hoạt tính các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm bằng nhiệt
bức xạ IR ...................................................................................................................23
Bảng 1.5. Độ sâu thâm nhập của NIR (0,75 – 1,4 µm) vào trong sản phẩm thực
phẩm ..........................................................................................................................27
Bảng 1.6. Ảnh hưởng của IR đến chất lượng dinh dưỡng của các sản phẩm thực
phẩm ..........................................................................................................................34
Bảng 2.1. Điều kiện thí nghiệm được chọn ..............................................................51
Bảng 2.2. Ma trận quy hoạch thực nghiệm và số lượng thí nghiệm sấy cá cơm săng
bằng IR chọn lọc .......................................................................................................52
Bảng 3.1. Một số thành phần hóa học của nguyên liệu cá cơm săng .......................57

Bảng 3.2. Thành phần, hàm lượng axit béo của nguyên liệu cá cơm săng ...............58
Bảng 3.3. Hàm lượng và tỷ lệ các axit amin của nguyên liệu cá cơm săng..............60
Bảng 3.4. Một số chỉ tiêu vi sinh vật của nguyên liệu cá cơm săng .........................62
Bảng 3.5. Thời gian sấy cá cơm săng bằng IR chọn lọc để đạt độ ẩm 20±2% ở các
chế độ sấy khác nhau.................................................................................................63
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến thời gian sấy cá cơm săng khô sấy
bằng IR chọn lọc .......................................................................................................64
Bảng 3.7. Kết quả phân tích phương sai ANOVA Thời gian sấy .............................66
Bảng 3.8. Tỷ lệ hút nước trở lại của cá cơm săng khô theo các chế độ sấy .............75
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến tỷ lệ nước hút trở lại của sản phẩm
cá cơm săng khô sấy bằng IR chọn lọc .....................................................................75
Bảng 3.10. Kết quả phân tích phương sai ANOVA của tỷ lệ nước hút trở lại sản
phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc ...........................................................................77


ix

Bảng 3.11. Kết quả phân tích hàm lượng protein tổng số của sản phẩm cá cơm khô
ở các thí nghiệm sấy khác nhau ................................................................................79
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng protein tổng số của sản
phẩm cá cơm săng khô sấy bằng IR chọn lọc ...........................................................80
Bảng 3.13. Kết quả phân tích phương sai ANOVA cho chỉ tiêu Hàm lượng protein
tổng số của sản phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc .................................................82
Bảng 3.14. Kết quả phân tích hàm lượng axit amin tổng số của sản phẩm cá cơm
khô ở các chế độ sấy khác nhau ................................................................................83
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng axit amin tổng số của
sản phẩm cá cơm săng khô sấy bằng IR chọn lọc .....................................................84
Bảng 3.16. Kết quả phân tích phương sai ANOVA cho chỉ tiêu Hàm lượng axit
amin tổng số ..............................................................................................................86
Bảng 3.17. Kết quả phân tích hàm lượng lipit của sản phẩm cá cơm khô ở các chế

độ sấy khác nhau .......................................................................................................87
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng lipit tổng số của sản
phẩm cá cơm săng khô sấy bằng IR chọn lọc ...........................................................88
Bảng 3.19. Kết quả phân tích phương sai ANOVA cho chỉ tiêu Hàm lượng lipit
tổng số của sản phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc .................................................90
Bảng 3.20. Kết quả phân tích hàm lượng PUFA ở các chế độ sấy khác nhau..........91
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng PUFA của sản phẩm cá
cơm săng sấy bằng IR chọn lọc.................................................................................92
Bảng 3.22. Kết quả phân tích phương sai ANOVA của hàm lượng PUFA của sản
phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc ...........................................................................94
Bảng 3.23. Kết quả phân tích chỉ tiêu NH3 của sản phẩm cá cơm khô ở các chế độ
sấy khác nhau ............................................................................................................95
Bảng 3.24. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng NH3 của sản phẩm cá
cơm săng sấy IR chọn lọc .........................................................................................96
Bảng 3.25. Kết quả phân tích phương sai ANOVA của hàm lượng NH3 của sản
phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc ...........................................................................98


x

Bảng 3.26. Kết quả phân tích hàm lượng histamin của sản phẩm cá cơm ở các chế
độ sấy khác nhau .....................................................................................................100
Bảng 3.27. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng histamin của sản phẩm
cá cơm săng sấy bằng IR chọn lọc ..........................................................................100
Bảng 3.28. Kết quả phân tích phương sai ANOVA của hàm lượng histamin của sản
phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc .........................................................................102
Bảng 3.29. Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm cá cơm khô ở các
chế độ sấy khác nhau...............................................................................................104
Bảng 3.30. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến chất lượng cảm quan của sản phẩm
cá cơm săng sấy IR chọn lọc ...................................................................................104

Bảng 3.31. Kết quả phân tích phương sai ANOVA của điểm chất lượng cảm quan
của sản phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc ............................................................106
Bảng 3.32. Kết quả phân tích tổng vi khuẩn hiếu khí của sản phẩm cá cơm ở các chế
độ sấy khác nhau .....................................................................................................109
Bảng 3.33. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến tổng vi khuẩn hiếu khí của sản
phẩm cá cơm săng sấy IR chọn lọc .........................................................................109
Bảng 3.34. Kết quả phân tích phương sai ANOVA của Tổng VKHK của sản phẩm
cá cơm săng sấy IR chọn lọc ...................................................................................111
Bảng 3.35. Tổng hợp kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy IR chọn lọc đến
một số chỉ tiêu chất lượng sản phẩm cá cơm săng khô ...........................................113
Bảng 3.36. Kết quả thí nghiệm tối ưu hoá theo phương pháp của Box-Wilson .....115
Bảng 3.37. Thành phần hóa học cơ bản của sản phẩm (% chất khô) .....................120
Bảng 3.38. Kết quả phân tích chủng loại và số lượng vi sinh vật (CFU/g) của cá
cơm săng theo các phương pháp làm khô khác nhau ..............................................129
Bảng 3.39. Hao hụt trọng lượng của nguyên liệu cá cơm săng qua các công đoạn
chế biến đến sản phẩm cuối cùng............................................................................131


xi

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Cơ cấu sản phẩm thủy sản khô xuất khẩu của Việt Nam năm 2009 ..........5
Hình 1.2. Cá cơm săng - Spratelloides gracilis (Temminck & Schlegel, 1846) ........8
Hình 1.3. Phổ điện từ ................................................................................................14
Hình 1.4. Mô hình truyền nhiệt bức xạ .....................................................................15
Hình 1.5. Khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ của một số thành phần chính có
trong thực phẩm ........................................................................................................16
Hình 1.6. Đường cong sinh trưởng của VSV trong hệ thống kín .............................20
Hình 1.7. Đường cong hấp thụ của nước ở các bước sóng khác nhau ......................29

Hình 1.8. Sự chuyển động của nguyên tử khi nước hấp thụ năng lượng IR ............30
Hình 1.9. Hình dạng cấu tạo của thanh gốm phát IR giải tần hẹp chọn lọc..............30
Hình 1.10. Gốm hấp thụ năng lượng của miền phổ rộng (dây điện trở, thạch anh) và
chuyển hóa năng lượng có miền phổ hẹp (chọn lọc) ................................................31
Hình 1.11. Quá trình quang hóa hấp thụ năng lượng ................................................32
Hình 2.1. Cá cơm săng - Spratelloides gracilis (Temminck & Schlegel, 1846) ......44
Hình 2.2. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát.......................................................................48
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích một số chỉ tiêu chất lượng của nguyên
liệu cá cơm săng ........................................................................................................49
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu sự biến đổi chất lượng của cá cơm
săng sấy bằng IR chọn loc .........................................................................................50
Hình 2.5. Sơ đồ thực nghiệm tìm chế độ sấy tối ưu cá cơm săng bằng bức xạ IR
chọn lọc .....................................................................................................................53
Hình 2.6. Sơ đồ quy trình công nghệ sấy cá cơm săng bằng không khí nóng ..........54
Hình 2.7. Sơ đồ quy trình công nghệ phơi cá cơm săng ...........................................54
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích, so sánh các chỉ tiêu chất lượng của cá
cơm săng được làm khô bằng các phương pháp khác nhau ......................................55
Hình 3.1. Cấu trúc cơ thịt của cá cơm săng nguyên liệu...........................................61
Hình 3.2. Thời gian sấy cá cơm đến độ ẩm yêu cầu (20±2%) theo các chế độ sấy
khác nhau...................................................................................................................64


xii

Hình 3.3. Các biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu
tố đến thời gian sấy ...................................................................................................66
Hình 3.4. Biến đổi độ ẩm và tốc độ sấy của cá cơm săng khô theo các chế độ sấy .69
Hình 3.5. Kết cấu tổ chức cơ thịt của cá cơm săng khô theo các chế độ sấy...........73
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến khả năng hút nước trở lại của sản phẩm .............................................................77

Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến hàm lượng protein tổng số của sản phẩm ...........................................................81
Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến hàm lượng axit amin tổng số của sản phẩm .......................................................85
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến hàm lượng lipit tổng số của sản phẩm ................................................................89
Hình 3.10. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến hàm lượng PUFA của sản phẩm .........................................................................93
Hình 3.11. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến hàm lượng NH3 của sản phẩm ............................................................................97
Hình 3.12. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến hàm lượng histamin của sản phẩm ...................................................................102
Hình 3.13. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến chất lượng cảm quan của sản phẩm ..................................................................106
Hình 3.14. Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến tổng VKHK của sản phẩm................................................................................111
Hình 3.15. Mô hình biểu diễn mối tương quan giữa các yếu tố đến thời gian sấy tại
chế độ sấy tối ưu......................................................................................................116
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 ....................................................................................117
Hình 3.17. Sơ đồ quy trình công nghệ sấy cá cơm săng bằng IR chọn lọc ............118
Hình 3.18. Sản phẩm cá cơm săng sấy bằng bức xạ IR chọn lọc ...........................119
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) ....................................................................................123


xiii

Hình 3.20. Biến đổi trọng lượng cá cơm khô khi ngâm nước ................................124
Hình 3.21. Tỷ lệ hút nước trở lại của cá cơm ở các phương pháp làm khô ............124

Hình 3.22. Tỷ lệ gẫy đầu vỡ miếng của cá cơm làm khô theo các phương pháp khác
nhau .........................................................................................................................125
Hình 3.23. Điểm chất lượng cảm quan của sản phẩm cá cơm được làm khô bằng các
phương pháp khác nhau ..........................................................................................126
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) ..................................................................128


1

MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước có điều kiện tự nhiên hết sức thuận lợi cho việc khai
thác, nuôi trồng thuỷ sản phục vụ đời sống và chế biến xuất khẩu. Ngành Thuỷ sản
Việt Nam liên tục tăng trưởng trong những năm qua, đã đóng góp khoảng 4% GDP
cho nền kinh tế quốc dân và chiếm tỷ trọng 19,8% trong cơ cấu GDP nông, lâm,
thuỷ sản. Tốc độ tăng trưởng kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản đạt từ 10-15%/năm.
Thủy sản xuất khẩu Việt Nam đã và đang đứng vững trên trường quốc tế, thuộc vào
tốp 10 nước xuất khẩu thủy sản hàng đầu thế giới với kim ngạch xuất khẩu đạt trên
6,1 tỷ USD vào năm 2011, định hướng đến năm 2020 đạt 10 tỷ USD [11].
Các mặt hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là thủy sản đông
lạnh và thủy sản khô. Tuy tỷ trọng xuất khẩu khá nhỏ (3,77% năm 2009) song sản
phẩm thủy sản khô vẫn có nhiều tiềm năng để phát triển. Theo số liệu thống kê của
Tổng cục Hải quan, xuất khẩu thủy sản khô năm 2009 đạt gần 43.000 tấn, với giá trị
trên 160 triệu USD. Trong đó, cá cơm khô chiếm sản lượng lớn nhất, đạt trên
14.000 tấn đem lại giá trị trên 23 triệu USD. Định hướng đến 2015 xuất khẩu thủy
sản khô đạt 60.000 tấn với giá trị 250 triệu USD và đến 2020 là 80.000 tấn, đạt giá
trị 340 triệu USD [11].
Tuy nhiên về công nghệ chế biến thuỷ sản khô hiện nay của nước ta đặc biệt
đối với mặt hàng cá cơm khô – mặt hàng có tỷ trọng về sản lượng lớn nhất trong cơ
cấu thủy sản khô xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu vẫn được làm khô bằng phương

pháp phơi nắng, sấy bằng không khí nóng từ các lò 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.
Để đạt được các mục tiêu tăng trưởng nêu trên thì ngành thủy sản ngoài việc
phát triển nguồn nguyên liệu (từ nuôi trồng, khai thác và nhập khẩu) để tăng sản
lượng thì trong lĩnh vực chế biến cần phải đổi mới công nghệ theo hướng công
nghiệp hoá, hiện đại hoá nhằm tăng chất lượng sản phẩm, tăng giá trị kinh tế và


2

đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho các sản phẩm thủy sản nói chung và thủy
sản khô nói riêng.
Do vậy việc tìm tòi, ứng dụng các công 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 công
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 hoá 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 hoá công nghệ sấy, tiết kiệm thời gian, năng lượng, nâng
cao chất lượng và hiệu quả kinh tế của thuỷ sản khô.
Kết quả đề tài luận án sẽ đóng góp cho lĩnh vực chuyên ngành về sấy thủy sản,
cụ thể là những biến đổi của một số thành phần hóa học, tính chất vật lý, cảm quan
và vi sinh vật của cá cơm săng trong quá trình sấy bằng IR. Đây 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,
góp phần vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa quá trình sản xuất, nâng cao
chất lượng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và hiệu quả kinh tế cho sản phẩm
thủy sản khô.
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 dưới tác động của các yếu tố: khoảng cách chiếu IR, nhiệt độ sấy và tốc độ
gió. Từ đó tối ưu hóa các điều kiện công nghệ (chế độ sấy) cho phù hợp, đề xuất
được quy trình công nghệ sấy cá cơm bằng IR chọn lọc đảm bảo chất lượng, an toàn
thực phẩm và hiệu quả kinh tế.


3

Để đạt được mục tiêu nêu trên, nội dung nghiên cứu của luận án gồm có:
1. Xác định một số thành phần hóa học cơ bản (độ ẩm, protein, axit amin,
axit béo, lipit, tro, NH3, histamin), tính chất vật lý (cấu trúc cơ thịt), vi sinh vật (8
chỉ tiêu) của nguyên liệu cá cơm săng tươi;
2. Nghiên cứu sự biến đổi của một số thành phần hoá học (độ ẩm, protein,
lipit, axit amin, axit béo, NH3, histamin); tính chất vật lý (cấu trúc cơ thịt, khả năng
hút nước trở lại); các chỉ tiêu cảm quan (tổng điểm chất lượng cảm quan) và vi sinh
(tổng vi khuẩn hiếu khí) của cá cơm trong quá trình sấy bằng IR chọn lọc;
3. Thực nghiệm tối ưu hóa, xác định các thông số sấy (khoảng cách chiếu IR,
nhiệt độ và tốc độ gió) thích hợp và xây dựng quy trình công 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 không khí nóng) thông qua các chỉ tiêu
hóa học (độ ẩm, protein, lipit, tro, axit amin, axit béo, NH3, histamin); vật lý (cấu
trúc cơ thịt, tỷ lệ hút nước trở lại, tỷ lệ gẫy đầu vỡ miếng); cảm quan (tổng điểm

chất lượng cảm quan); vi sinh vật (các chỉ tiêu theo quy định hiện hành) của sản
phẩm;
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 công nghệ;
6. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm cá cơm khô
nói chung và cá cơm sấy bằng IR chọn lọc nói riêng.


4

Chương I.
TỔNG QUAN
1.1. HIỆN TRẠNG CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN CỦA VIỆT
NAM
1.1.1. Số lượng cơ sở và năng lực chế biến thủy sản
Từ năm 2001,Việt Nam đã đứng vào Top 10 nước xuất khẩu thuỷ sản lớn
nhất thế giới. Tổng kim ngạch xuất khẩu không ngừng tăng và đến năm 2011 đã đạt
trên 6,1 tỉ USD, kế hoạch năm 2012 là 6,5 tỷ USD. Theo bản “Quy hoạch phát triển
công nghiệp chế biến thủy sản toàn quốc đến năm 2020” của Bộ Nông nghiệp và
phát triển nông thôn thì đến năm 2020: Sản lượng thủy sản chế biến xuất khẩu
khoảng 2,0 triệu tấn với tốc độ tăng trưởng bình quân khoảng 3,5 %/năm. Giá trị
kim ngạch xuất khẩu đạt 10 tỷ USD với tốc độ tăng trưởng bình quân trên 7 %/năm
[11].
Trong lĩnh vực chế biến thủy sản những năm qua đã phát triển cả về số lượng
và quy mô sản xuất. Nếu năm 1990, nước ta có 102 cơ sở CBTS, thì tính đến hết
năm 2011 trên toàn quốc đã có 568 cơ sở chế biến thuỷ sản với quy mô công nghiệp
bao gồm các loại hình chế biến: Đông lạnh, hàng khô, đồ hộp, bột cá, nước mắm...
Bên cạnh các doanh nghiệp chế biến thủy sản quy mô công nghiệp thì Việt Nam
còn có hàng nghìn các cơ sở/hộ chế biến thủy sản quy mô nhỏ sản xuất các sản
phẩm thủy sản mang tính truyền thống để tiêu thụ nội địa và xuất khẩu. Sản phẩm

thủy sản truyền thống không ngừng tăng trưởng trong giai đoạn 2001-2010 cả về
sản lượng và giá trị. Các sản phẩm thủy sản truyền thống có thể chia thành các
nhóm: thủy sản khô, nước mắm, mắm tôm, mắm các loại, sứa và các sản phẩm khác
(cá muối, tôm chua, cá hấp, chả mực, chả cá, ...) với tổng sản lượng năm 2010 đạt
trên 330 nghìn tấn mang lại giá trị trên 7.300 tỷ đồng. Các sản phẩm này chủ yếu
được tiêu thụ nội địa (94%) còn lại là xuất khẩu (Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn, 2010).


5

Tổng năng lực chế biến thủy sản của Việt Nam hiện nay khoảng 2,5 triệu tấn
sản phẩm/năm, tương ứng với nhu cầu nguyên liệu khoảng 5 triệu tấn/năm. Tuy
nhiên, trong điều kiện hiện nay thì các cơ sở chế biến mới đạt hiệu suất sử dụng
bình quân toàn quốc khoảng 50% công suất thiết kế (Cục Chế biến, Thương mại
nông lâm thủy sản và nghề muối - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn).
1.1.2. Chế biến, tiêu thụ thủy sản khô
Hiện nay trên địa bàn cả nước có trên 90 cơ sở quy mô công nghiệp và trên
1.850 cơ sở có quy mô nhỏ và hộ gia đình tham gia sản xuất, chế biến thủy sản khô
phục vụ tiêu dùng nội địa và xuất khẩu. Các mặt hàng thủy sản khô chủ yếu là: Cá
cơm khô, cá chỉ vàng khô, cá khô các loại khác, mực khô, mực nướng, ruốc khô các
loại và tôm khô. Trong đó, mặt hàng cá cơm là mặt hàng chiếm tỷ trong lớn nhất
trong cơ cấu mặt hàng thủy sản khô của Việt Nam hiện nay.
Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan, xuất khẩu thủy sản khô năm
2009 đạt gần 43.000 tấn, với giá trị trên 160 triệu USD, tăng 31,2% về lượng và
9,9% về giá trị so với năm 2008. Với giá trung bình đạt 3,49 USD/kg.
13,8%

16,7%

1,6%
6,9%

33,0%

23,7%
4,2%
Cá bò

Cá cơm

Cá chỉ vàng

Mực

Ruốc

Tôm

Hải sản khác

Hình 1.1. Cơ cấu sản phẩm thủy sản khô xuất khẩu của Việt Nam năm 2009
(nguồn VASEP)
Tính đến năm nay mặt hàng thủy sản khô của Việt Nam đã xuất khẩu sang
trên 50 nước trên thế giới. Trong hơn 50 thị trường nhập khẩu của thủy sản khô, thị
trường Hàn Quốc đang trở thành thị trường quan trọng số 1. Năm 2009, vượt qua
ASEAN, Hàn Quốc trở thành thị trường nhập khẩu lớn nhất của thủy sản khô Việt


Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full