Khảo sát khả năng ứng dụng phương pháp sấy khô cá tra phồng tại an giang bằng thiết bị thu nhiệt từ năng lượng mặt trời

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
PHƯƠNG PHÁP SẤY KHÔ CÁ TRA PHỒNG
TẠI AN GIANG BẰNG THIẾT BỊ THU NHIỆT
TỪ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
Th.s TRẦN NGHĨA KHANG

AN GIANG 6/2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
PHƯƠNG PHÁP SẤY KHÔ CÁ TRA PHỒNG
TẠI AN GIANG BẰNG THIẾT BỊ THU NHIỆT
TỪ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
Th.s TRẦN NGHĨA KHANG

AN GIANG 6/2014

Đề tài nghiên cứu khoa học “Khảo sát khả năng ứng dụng phương pháp sấy khô cá Tra
phồng tại An Giang bằng thiết bị thu nhiệt từ năng lượng mặt trời”, do tác giả Trần
Nghĩa Khang, công tác tại khoa Nông nghiệp – Tài nguyên Thiên nhiên thực hiện. Tác
giả đã báo cáo kết quả nghiên cứu và được Hội đồng Khoa học và Đào tạo Trường Đại
học An Giang thông qua ngày……………………

Thư ký

-------------------------------Phản biện 1

Phản biện 2

---------------------------------

------------------------------

Chủ tịch hội đồng

------------------------------------------------

i


LỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành cảm ơn đến tất cả những người đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi hồn thành
đề tài nghiên cứu khoa học này, trong đó có thể nhắc đến:
Ban Giám hiệu Trường Đại học An Giang, Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp-Tài
nguyên Thiên nhiên, Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm và các Phịng
chức năng có liên quan đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình nghiên

cứu.
Phịng Quản lý Khoa học và Hợp tác quốc tế đã thông cảm và hỗ trợ tơi rất nhiều trong
q trình hồn thành đề tài này.
Quý thầy cô đồng nghiệp ở Bộ môn Cơng nghệ Thực phẩm, các thầy cơ ở phịng thí
nghiệm của Khoa Nơng nghiệp - TNTN đã nhiệt tình hỗ trợ tơi trong các thí nghiệm.
Các bạn sinh viên Nguyễn Văn Thành và Nguyễn Phạm Kim Tuyến đã tiếp sức tơi
trong việc thực hiện các thí nghiệm và xử lý các số liệu thí nghiệm.
Long Xuyên, ngày 25 tháng 6 năm 2014
Người thực hiện

Trân Nghĩa Khang

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu lắp đặt một máy sấy năng lượng mặt trời (NLMT) dùng sấy khô cá
Tra phồng trong điều kiện nắng tự nhiên tại tỉnh khu vực tỉnh An Giang. Kết quả cho
thấy trong điều kiện sấy không tải, nhiệt độ buồng sấy của máy sấy NLMT nằm trong
khoảng từ 40 oC đến 48,55 oC với tốc độ thổi gió là 2 m/s. Nhiệt độ của máy cao hơn
nhiệt độ môi trường cùng thời điểm từ 6 oC – 12 oC. Máy sấy NLMT có thể sấy khô
cá Tra phồng một cách hiệu quả dưới điều kiện nắng tốt. Lượng nước khô thành phẩm
dưới 35% ẩm sau 16h giờ sấy ở tốc độ gió 0,5 m/s. Nhiệt độ trung bình buồng sấy ở
điều kiện sấy này là 51,11 oC. Tuy nhiên, trong điều kiện trời nhiều mây, độ ẩm cá khơ
sau khi sấy 16h vẫn cịn khá cao (54,5%), nhiệt độ trung bình của buồng sấy chỉ đạt
35,62 oC. Nghiên cứu cũng cho thấy rằng khô cá Tra thành phẩm có thể đạt tới độ ẩm
thấp nhất sau 16h sấy và đạt chất lượng cao nhất khi cá được sấy ở tốc độ gió 0,5 m/s.
Độ ẩm cịn lại trong cá khơ sẽ tăng và chất lượng cá thành phẩm sẽ giảm nếu tốc độ
gió sấy tăng dần lần lượt từ 1 m/s, 1,5 m/s và 2m/s. Khi so sánh giữ các phương pháp
làm khô, chất lượng sản phẩm được sấy bằng máy sấy NLMT cao hơn rõ rệt khi so với

phương pháp phơi khô trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời. Lượng peroxide trong mẫu cá
phơi khô cao gấp 2 lần lượng peroxide trong mẫu cá sấy bằng máy sấy NLMT. Công
suất của máy sấy NLMT là khoảng 233,8 W.
Từ khóa: An Giang, đối lưu cưỡng bức, khô cá Tra phồng, máy sấy năng lượng trời,
quá trình sấy.

iii


ABSTRACT
Title of the research “Appling of the solar dryer on drying catfish (Pangasius
hypophthalmus) fillets in An Giang province”
A forced convection solar dryer was built to dry catfish fillets under the sunlight
condition at An Giang province. In the idling stage, the temperature of the drying
chamber could react to a range of 40 0C to 48.55 0C at air velocity of 2 m/s. The solar
dryer could dry catfishes effectively under the sunny condition. The remaining water
in dried fishes were under 35% (w/w) after drying by solar dryer at air velocity of 0.5
m/s during16 hours. The average temperature of drying chamber could react to 50.11
0C. However, in the cloudy day, the water contain in dried catfishes was very high
after 16 hours of drying by solar dryer, the average temperature of drying chamber was
only 35,62 0C. The study showed that dried fishes could have the lowest moisture
contain and highest quality if they were dried by solar drier at the air velocity of 0.5
m/s. The moister contain in dried catfishes increased and the quality of dried catfish
decreased depend on the air velocities increasing respectively 1m/s,1,5 m/s and 2 m/s.
In comparison of drying methods, the quality of dried fishes which were dried by the
solar dryer is completely better than fishes were dried under direct sunlight. The
peroxide compound in the former samples were two times lower than the later samples.
The capacity of the solar dryer was calculated as 233.8 W.
Key word: An Giang, dried catfish fillet, drying process, forced convection, solar
dryer.

iv


LỜI CAM KẾT
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu trong cơng
trình nghiên cứu này có xuất xứ rõ ràng. Những kết luận mới về khoa học của cơng
trình nghiên cứu này chưa được cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Long Xuyên, ngày 25 tháng 6 năm 2014
Người thực hiện

Trần Nghĩa Khang

v


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .......................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ...........................................................................................................1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................1
1.3 Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ....................................................................3
2.1 Bức xạ mặt trời và tiềm năng sử dụng .................................................................3
2.1.1 Bức xạ mặt trời ................................................................................................3
2.1.2 Tiềm năng sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) .............................................5
2.2 Ứng dụng năng lượng mặt trời trong sấy thực phẩm ............................................6
2.2.1 Giới thiệu chung...............................................................................................6
2.2.2 Nguyên tắc gia nhiệt của thiết bị sấy năng lượng mặt trời .................................7
2.2.3 Phân loại và cấu tạo các dạng thiết bị sấy NLMT .............................................7
2.2.4 Các ứng dụng của máy sấy năng lượng mặt trời đã công bố..............................9

2.3 Cá Tra nguyên liệu ..............................................................................................9
2.3.1. Giới thiệu chung..............................................................................................9
2.3.2. Thành phần dinh dưỡng .................................................................................10
2.3.3 Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng cá....................................11
2.4 Khơ cá Tra phồng..............................................................................................15
2.4.1 Quy trình sản xuất khơ cá Tra phồng ..............................................................15
2.4.2. Các biến đổi của nguyên liệu xảy ra trong quá trình làm khô .........................15
2.4.3 Chỉ tiêu chất lượng của cá khô .......................................................................17
2.5 Quá trình sấy .....................................................................................................17
2.5.1 Một số khái niệm cơ bản ................................................................................17
2.5.2. Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu ....................................................17
2.5.3 Tác nhân sấy ..................................................................................................18
2.5.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình làm khơ. .................................................19
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................20
3.1 Phương tiện nghiên cứu.....................................................................................20
3.1.1 Địa điểm và thời gian .....................................................................................20
3.1.2 Nguyên vật liệu, thiết bị và hóa chất ...............................................................20
3.2 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................20
vi


3.2.1 Thí nghiệm 1: Lắp đặt và kiểm Tra các thông số hoạt động của thiết bị sấy năng
lượng mặt trời, phân tích thành phần nguyên liệu. ...................................................20
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát sấy khô cá Tra Phồng bằng thiết bị sấy năng lượng mặt
trời trong điều kiện nắng tốt và nhiều mây. .............................................................21
3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát tốc độ thổi gió tối ưu cho q trình làm khơ sản phẩm
khơ cá Tra phồng. ...................................................................................................22
3.2.4 Thí nghiệm 4: So sánh chất lượng khô cá Tra phồng sau khi sấy khô bằng ba
phương pháp khác nhau. Xác định công suất hoạt động của thiết bị sấy NLMT.......23
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...........................................................25

4.1 Thí nghiệm 1: Lắp đặt và kiểm Tra các thông số hoạt động của thiết bị sấy năng
lượng mặt trời, phân tích thành phần nguyên liệu. ...................................................25
4.1.1 Cấu tạo, lắp đặt và nguyên tắc hoạt động của thiết bị sấy NLMT ....................25
4.1.2 Thông số hoạt động của thiết bị khi chạy không tải ở tốc độ gió 2 m/s............27
4.1.3 Một số chỉ tiêu phân tích ngun liệu khơ cá Tra phồng bán thành phẩm ........30
4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát sấy khô cá Tra Phồng bằng thiết bị sấy năng lượng mặt
trời trong điều kiện nắng tốt và nhiều mây. .............................................................30
4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát tốc độ thổi gió tối ưu cho q trình làm khơ sản phẩm
khơ cá Tra phồng. ...................................................................................................34
4.4 Thí nghiệm 4: So sánh chất lượng khô cá Tra phồng sau khi sấy khô bằng ba
phương pháp khác nhau. Xác định công suất gia nhiệt của thiết bị sấy NLMT. .......38
4.4.1 So sánh chất lượng khô cá Tra phồng sau khi sấy khô bằng ba phương pháp
khác nhau ...............................................................................................................38
4.4.2 Công suất của thiết bị sấy NLMT ...................................................................41
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ....................................................43
5.1 Kết luận ............................................................................................................43
5.2 Nhược điểm ......................................................................................................44
5.3 Khuyến nghị .....................................................................................................44
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................45
PHỤ CHƯƠNG A: BẢNG ĐIỂM ĐÁNH GIÁ.......................................................47
PHỤ CHƯƠNG B: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .......................................48
PHỤ CHƯƠNG C: CÁC BẢNG SỐ LIỆU THỐNG KÊ ........................................53

vii


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1: Độ rọi tham khảo ở các điều kiên thời tiết khác nhau ..............................4
Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng thịt cá Tra nuôi ...............................................10
Bảng 3: Thành phần hóa học một số bộ phận của cá Tra ....................................11

Bảng 4: Thành phần hóa học của cá Tra theo trọng lượng cá.............................11
Bảng 5: Số liệu thống kê nhiệt độ của thiết bị sấy ở các thời điểm khác nhau
trong ngày .............................................................................................................28
Bảng 6: Chỉ tiêu phân tích Khơ cá Tra phồng bán thành phẩm .........................30
Bảng 7: Nhiệt độ trung bình buồng sấy ở các mức tốc độ gió khác nhau ...........36
Bảng 8: Bảng điểm cảm quan khô cá Tra phồng thành phẩm ở các mức gió khác
nhau .......................................................................................................................37
Bảng 9: Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất lượng khơ cá Tra phồng thành phẩm
...............................................................................................................................40
Bảng 10: Bảng điểm đánh giá cảm quan khô cá Tra phồng thành phẩm ở ba
phương pháp làm khô khác nhau.........................................................................40
Bảng 11 Bảng điểm đánh giá cảm quan khô cá Tra phồng .................................47

viii


DANH SÁCH HÌNH
Hình 1: Kích thước, khoảng cách và góc nhìn mặt trời .........................................3
Hình 2: Quá trình truyền năng lượng mặt trời qua lớp khí quyển trái đất ..........4
Hình 3: Dãy bức xạ điện từ .....................................................................................5
Hình 4: Hiệu ứng nhà kính trong thiết bị sấy NLMT ............................................7
Hình 5: Máy sấy NLMT dạng trực tiếp ..................................................................8
Hình 6: Sơ đồ cấu tạo máy sấy NLMT đối lưu tự nhiên ........................................8
Hình 7: Sơ đồ cấu tạo máy sấy NLMT dạng đối lưu cưỡng bức ............................9
Hình 8: Thiết bị sấy năng lượng mặt trời đã lắp ghép .........................................25
Hình 9: Cấu tạo phổ biến một thiết bị sấy NLMT đối lưu cưỡng bức .................25
Hình 10: Bộ thu NLMT của máy sấy NLMT........................................................27
Hình 11: Máy sấy năng lượng mặt trời .................................................................27
Hình 12: Buồng sấy của thiết bị sấy NLMT .........................................................27
Hình 13: Biểu đồ nhiệt độ sấy của thiết bị sấy NLMT khi chạy không tải trong

một ngày nắng .......................................................................................................28
Hình 14 Biểu đồ độ ẩm của khơng khí trong và ngồi buồng sấy ........................30
Hình 15: Biểu đồ độ rọi của ngày nắng tốt và nhiều mây ....................................31
Hình 16: Nhiệt độ khơng khí vào buồng sấy ở hai điều kiện thời tiết khác nhau31
Hình 17: Biểu đồ đường cong sấy khơ cá Tra phồng ở tốc độ gió 0,5 m/s ...........33
Hình 18: Giản đồ sấy khơ cá Tra phồng với tốc độ gió 0,5 m/s và trời nhiều mây
...............................................................................................................................33
Hình 19: Biểu đồ sự thay đổi ẩm của khơ cá Tra phồng ở mức tốc độ gió 1 m/s 34
Hình 20: Biểu đồ sự thay đổi ẩm của khơ cá Tra phồng ở mức tốc độ gió 1,5 m/s
...............................................................................................................................35
Hình 21: Biểu đồ sự thay đổi ẩm của khô cá Tra phồng ở mức tốc độ gió 2 m/s 35
Hình 22: Khô cá Tra phồng thành phẩm sấy bằng máy sấy NLMT ở tốc độ gió
0,5 m/s....................................................................................................................38
Hình 23: Biểu đồ sự giảm ẩm theo thời gian khô cá Tra phồng khi sấy ở 600C ..38
Hình 24: Biểu đồ sự giảm ẩm theo thời gian khô cá Tra phồng khi phơi dưới
nắng tốt..................................................................................................................39

ix


x


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam là nước có tiềm năng lớn về sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) do nằm
ở khu vực cường độ bức xạ khá cao, với tổng bức xạ lên đến 100-175 kcal/cm2.năm.
Tỉnh An Giang có vị trí vào giữa 10-11o vĩ Bắc, là một trong những tỉnh có số giờ nắng
trong năm rất dài từ 7-10h/ngày, tổng số giờ nắng trung bình lên tới 2400 h/năm. Thơng
thường An Giang có số giờ nắng dài vào khoảng thời gian mùa khô (từ tháng 12 đến

cuối tháng 4). Các thông số trên cho thấy rằng, với điều kiện số giờ nắng dài và cường
độ nắng lớn, khu vực An Giang rất có tiềm năng trong việc phát triển các kỹ thuật ứng
dụng năng lượng mặt trời vào sản xuất.
Nhiều nghiên cứu cho thấy NLMT được ứng dụng rộng rãi ở rất nhiều nơi với nhiều
mục đích. Bao gồm nhà máy nhiệt điện NLMT, máy nước nóng sử dụng NLMT, máy
sấy năng lượng mặt trời, bếp nấu năng lượng mặt trời, thiết bị chưng cất dùng NLMT
hay động cơ striling dùng NLMT. Trong đó các ứng dụng máy sấy NLMT trong lĩnh
vực nông nghiệp ngày càng phổ biến. Máy sấy NLMT có thể thay thế cho quá trình
phơi truyền thống vì những ưu điểm sau: Chất lượng sản phẩm được cải thiện do quá
trình sấy được kiểm sốt tốt hơn, có thể rút ngắn đáng kể thời gian sấy, giảm bớt sự
phụ thuộc vào điều kiện mơi trường, giảm chi phí nhân cơng và khơng đòi hỏi nhiều
vốn đầu tư ban đầu. Tuy nhiên hiện nay các ứng dụng chủ yếu dùng cho các loại
nguyên liệu có nguồn gốc thực vật, chưa thấy có nghiên cứu về ứng dụng thiết bị sấy
NLMT làm khô các sản phẩm có nguồn gốc động vật, đặc biệt là các loại khô cá thủy
sản.
Khô cá Tra là một đặc sản rất nổi tiếng tại An Giang. Tuy nhiên phương pháp làm khô
cá Tra phồng tại các cơ sở sản xuất hiện nay chủ yếu là phơi nắng trực tiếp. Phương
pháp này có một số khuyết điểm như dễ bị cơn trùng tấn cơng, sản phẩm có thể có
lượng peroxide khá cao và chất lượng sản phẩm sau khi phơi không đồng đều.
Việc áp dụng phương pháp sấy khô bằng điện, dầu diesel, than đá giúp nâng cao chất
lượng khô cá Tra nhưng ít được áp dụng nhiều vào thực tế do giá các loại nguyên liệu
ngày càng đắt, chi phí đầu tư và bảo trì thiết bị cao. Thêm vào đó, cá Tra khơng địi
hỏi nhiệt độ sấy q cao nên có thể dùng phương pháp sấy khác nhằm giảm bớt chi
phí sản xuất. Với các ưu điểm sẵn có, giải pháp sử dụng máy sấy NLMT sấy khơ khơ
cá Tra phồng hứa hẹn có thể giải quyết tốt các khó khăn của q trình sản xuất sản
phẩm truyền thống này đồng thời có thể nâng cao chất lượng sản phẩm.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
-

Lắp đặt và khảo sát khả năng hoạt động của thiết bị sấy NLMT tại khu vực

Long Xuyên.
Tìm ra quy trình sấy tối ưu sản phẩm khô cá Tra phồng bằng thiết bị sấy NLMT.
So sánh khả năng sấy khô và chất lượng của sản phẩm khô sấy bằng máy sấy
NLMT so với các ohương pháp làm khô khác như bằng máy sấy điện và
phương pháp phơi.

1


1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
-

Lắp đặt và kiểm Tra các thông số hoạt động của thiết bị sấy năng lượng mặt
trời, phân tích thành phần ngun liệu.
Khảo sát sấy khơ cá Tra Phồng bằng thiết bị sấy năng lượng mặt trời trong điều
kiện nắng tốt và nhiều mây.
Khảo sát tốc độ thổi gió tối ưu cho q trình làm khơ sản phẩm khô cá Tra
phồng.
So sánh chất lượng khô cá Tra phồng sau khi sấy khô bằng ba phương pháp
khác nhau. Xác định công suất hoạt động của thiết bị sấy NLMT.

2


CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 BỨC XẠ MẶT TRỜI VÀ TIỀM NĂNG SỬ DỤNG
2.1.1 Bức xạ mặt trời
2.1.1.1 Giới thiệu về bức xạ mặt trời
Mặt trời là ngôi sao duy nhất và nằm ở vị trí trung tâm của hệ mặt trời, trái đất là một
trong những hành tinh quay quanh ngôi sao này. Thành phần cấu tạo chủ yếu của mặt

trời là khí hydro (74%) và heli (25%) và một số kim loại nặng khác. Do trên bề mặt
trời liên tục xảy ra các phản ứng hạt nhân chuyển khí hydro thành heli nên bề mặt mặt
trời ln duy trì nhiệt độ xấp xỉ 5000 oK (Kalogirou & Soteris, 2009) và được bức xạ
ra các hành tinh xung quanh. Theo Hoàng Dương Hùng (2006), tổng năng lượng nhiệt
hạch sinh ra trên mặt trời mỗi ngày có thể lên tới 9.1024 Kwh, tương đương với tổng
số điện năng sản xuất trên trái đất trong một năm.
Trái đất nằm cách mặt trời khoảng 150 triệu km và nhận được một phần năng lượng
tỏa ra của mặt trời thông qua quá trình bức xạ (ảnh 1). Bức xạ này có một dãy phổ rất
rộng trong đó cường độ bức xạ cực đại nằm trong khoảng bước sóng λ = 10-1 – 10
(µm) (ảnh 3), đặc biệt một nửa tổng năng lượng tập trung trong khoảng bước sóng λ =
0.38 – 0.78 (µm) (Hồng Dương Hùng, 2006). Khi chùm tia ánh sáng mặt trời đi vào
trái đất, nó sẽ bị hấp thụ và tán xạ bởi các phân tử khí như O2, O3, CO2, hơi nước và
các hợp chất khác trong khí quyển trái đất.

Hình 1: Kích thước, khoảng cách và góc nhìn mặt trời
(Hồng Dương Hùng, 2006)
2.1.1.2 Các phương pháp đo đạc năng lượng mặt trời
Ánh sáng từ mặt trời có thể được đo đạt dựa trên hai phương pháp là: đo bức xạ ánh
sáng (radiometry) hoặc đo độ trắc quang (photometry) (METREL, 2002). Với phép đo
bức xạ ánh sáng, đây là phương pháp căn cứ vào năng lượng của nguồn ánh sáng, gồm
hai đại lượng đặc trưng: cường độ năng lượng bức xạ mặt trời (W/m2) và tổng năng
lượng bức xạ (J/m2) (Hoàng Dương Hùng, 2006; Japan Meteorological Agency, 2013).
3


Theo Hồng Dương Hùng (2006), về mặt lý thuyết thì cường độ năng lượng bức xạ
của mặt trời lên mặt đất có giá trị là q = 1353 (W/m2), gọi là hằng số mặt trời. Tuy
nhiên do cường độ bức xạ mặt trời phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian trong
ngày, mùa, vị trí địa lý, sự tán xạ và hấp thụ nên một phần năng lượng của bức xạ mặt
trời sẽ bị thất thoát. Cao nhất trong điều kiện trời trong không mây ở khoảng 1000

(W/m2) (Ảnh 2).
Với phép đo độ trắc quang, phương pháp này chỉ đo độ phát sáng của một nguồn sáng
ở vùng khả kiến, λ = 0.38 – 0.78 (µm). Một trong những đại lượng đặc trưng của phép
đo độ trắc quang là độ rọi, đơn vị lumen/m2, gọi tắt là lux. Độ rọi đo lượng phát sáng
của một nguồn sáng tới một điểm xác định trên một bề mặt (Hiscocks, 2011; METREL,
2002). Độ rọi dưới ánh sáng mặt trời trong các điều kiện khác nhau được thể hiện ở
bảng 1.

Hình 2: Quá trình truyền năng lượng mặt trời qua lớp khí quyển trái đất
(Hoàng Dương Hùng,2006)
Bảng 1: Độ rọi tham khảo ở các điều kiên thời tiết khác nhau
Điều kiện
Ngày sáng rõ
Ngày ít mây
Ngày nhiều mây
Ngày nhiều mây mù
Ngày rất nhiều mây mù
Hồng hơn

4

Độ rọi (lux)
50.000 – 100.000
25.000 – 50.000
10.000 – 25.000
2.000 – 10.000
100 – 2.000
1 - 100

Hình 3: Dãy bức xạ điện từ
(Hồng Dương Hùng, 2006)
Bằng cách xác định độ rọi tại các thời điểm khác nhau, ta có thể đánh giá được sự khác
nhau về cường độ ánh sáng tại các thời điểm đo, qua đó đánh giá mức năng lượng do
ánh sáng mặt trời mang tới (METREL, 2002).
2.1.2 Tiềm năng sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT)
2.1.2.1 Vị trí địa lý và tiềm năng sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam và khu
vực An Giang
Do năng lượng mặt trời thay đổi rất nhiều theo vị trí địa lý vì vậy vị trí địa lý của khu
vực đóng vai trị đặc biệt quan trọng trong việc ứng dụng nguồn lợi từ NLMT. Việt
Nam là nước có tiềm năng lớn về sử dụng năng lượng mặt trời do nằm ở khu vực
cường độ bức xạ khá cao, với tổng bức xạ lên đến 100-175 kcal/cm2.năm (Hồng
Dương Hùng, 2006). Trong đó miền Nam Việt Nam nằm gần khu vực xích đạo (12-9o
vĩ Bắc) thuộc khu vực nhiệt đới ẩm nên có cường độ bức xạ mặt trời rất cao (Nguyen
& Pryor, 1997). Tỉnh An Giang có vị trí vào giữa 10-11o vĩ Bắc, là một trong những
tỉnh có số giờ nắng trong năm rất dài từ 7-10h/ngày, tổng số giờ nắng trung bình lên
tới 2400h/năm. Thơng thường An Giang có số giờ nắng dài vào khoảng thời gian mùa
khô (từ tháng 12 đến cuối tháng 4). Sau đó số giờ nắng sẽ giảm dần khi bước vào mùa
mưa (đầu tháng 5 đến cuối tháng 11) do trời có nhiều mây (Cổng thơng tin điện tử An
Giang, 2008).
Một nghiên cứu khác về số giờ nắng trong ngày do Nguyen & Pryor (1997) đã đo đạc
Cần Thơ, một tỉnh giáp ranh với An Giang và cùng nằm trên kinh độ và vĩ độ cho thấy,
số giờ nắng trong ngày của khu vực này đạt cao nhất trong giai đoạn từ tháng 1 đến
đầu tháng 5 và đạt đỉnh ở tháng 3 với gần 10h nắng/ngày. Trong khi đó số giờ nắng
ngắn nhất rơi vào thời điểm từ tháng 6 tới 10, thấp nhất tại tháng 10 với khoảng
6h/ngày. Nghiên cứu của Nguyen & Pryor (1997) ghi nhận tổng năng lượng bức xạ
trung bình được đo ở Châu Đốc (một Thành phố của An Giang) lên tới 17.90 MJ/m2
cao hơn tổng năng lượng bức xạ trung bình cả nước (12.15 MJ/m2) và cao thứ ba trên
5

tổng số 13 điểm được đo đạc trải dài từ Bắc tới Nam của Việt Nam, chỉ sau có Phan
Thiết (19.08 MJ/m2) và Tây Ninh (18.37 MJ/m2).
Dựa trên những nghiên cứu trên, có thể thấy rằng với điều kiện số giờ nắng dài và
cường độ nắng lớn, khu vực An Giang rất có tiềm năng trong việc phát triển các kỹ
thuật ứng dụng năng lượng mặt trời vào sản xuất.
2.1.2.2 Các ứng dụng của NLMT trên thế giới
Bức xạ nhiệt từ mặt trời được coi là nguồn năng lượng vô tận của trái đất và hiện được
xem là một trong những nguồn năng lượng thay thế quan trọng. Tỉ lệ sử dụng năng
lượng mặt trời như là một loại năng lượng sạch và bền vững đang ngày càng tăng trên
toàn thế giới. Nguồn năng lượng vô tận này được dự đốn sẽ là nguồn năng lượng tái
tạo chính trong những thập kỷ tới (George & Nathan, 2007; Kalogirou & Soteris, 2009;
Kelly & Gibson, 2011). Theo Singh & Kumar (2012) và Kelly & Gibson (2011), trong
ba thập niên gần đây, đã có rất nhiều nghiên cứu được tiến hành liên quan tới việc ứng
dụng NLMT. Các ứng dụng NLMT trong lĩnh vực thương mại và công nghiệp sẽ giúp
giảm bớt sự phụ vào nguồn năng lượng hóa thạch và giảm bớt các tác động tiêu cực
đến môi trường. Các nghiên cứu này tập trung vào hai hướng chính: sử dụng các tế
bào quang điện để chuyển bức xạ mặt trời thành điện năng hay tận dụng nguồn nhiệt
trực tiếp từ bức xạ mặt trời vào các mục đích khác nhau.
Theo hướng tận dụng trực tiếp nguồn nhiệt, nhiều nghiên cứu cho thấy NLMT được
ứng dụng rộng rãi ở rất nhiều nơi, nhiều mục đích. Ví dụ như các ứng dụng: nhà máy
nhiệt điện NLMT, máy nước nóng sử dụng NLMT, máy sấy năng lượng mặt trời, bếp
nấu năng lượng mặt trời, thiết bị chưng cất dùng NLMT hay động cơ striling dùng
NLMT(Hồng Dương Hùng, 2006). Trong các nhóm thiết bị trên thì nhóm thiết bị sử
dụng nhiệt trực tiếp từ mặt trời để đun nóng nước đang được ứng dụng ngày càng phổ
biến ở nước ta cho thấy tiềm năng trong việc tận dụng nguồn nhiệt trực tiếp từ mặt
trời.
2.2 ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TRONG SẤY THỰC PHẨM
2.2.1 Giới thiệu chung
Theo Kalogirou (2004) năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng lâu đời nhất được

con người sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Trong đó ứng dụng phổ biến nhất
và sớm nhất là phơi khô thực phẩm bằng ánh nắng trực tiếp từ mặt trời nhằm tăng thời
gian bảo quản. Tuy nhiên theo phương pháp này lại tồn tại rất nhiều khuyết điểm đặc
biệt khi áp dụng trong sản xuất ở quy mô lớn. Mujumdar (1987) và MahapaTra và
Imre (1997) đã liệt kê các khuyết điểm thường gặp phải khi phơi khô thực phẩm dưới
ánh sáng trực tiếp bao gồm: Tốn chi phí nhân cơng, cần nhiều diện tích, sản phẩm bị
hao hụt do chim, động vật và côn trùng. Chất lượng sau khi làm khô thấp do sản phẩm
chịu tác động bất lợi của tia tử ngoại, hiện tượng đọng sương, nhiễm tạp chất từ gió,
bụi của mơi trường xung quanh. Sản phẩm khó bảo quản do côn trùng và trứng côn
trùng dễ xâm nhập, sản phẩm có độ ẩm khơng đồng đều. Gần như khơng điều khiển
được các thơng số của q trình làm khơ như nhiệt độ phơi, độ ẩm khơng khí sấy, tốc
độ gió.
6


Có hai giải pháp được xem xét để khắc phục những nhược điểm trên của quá trình phơi
bao gồm: các lị sấy chun nghiệp dùng nhiên liệu hóa thạch hoặc điện và thiết bị sấy
năng lượng mặt trời. Giải pháp thứ nhất được cho là tốn nhiều chi phí cho đầu tư và
hoạt động, đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ nhất định. Ngược lại việc sử dụng
máy sấy năng lượng mặt trời có nhiều ưu điểm hơn (Mujumdar, 1987).
Nhiều nghiên cứu của Kalogirou (2009), Sharma, Chen và Vu Lan (2009), cho thấy
rằng máy sấy năng lượng mặt trời thường được sử dụng nhiều trong lĩnh vực nông
nghiệp để thay thế cho quá trình phơi truyền thống vì những ưu điểm sau: Chất lượng
sản phẩm được cải thiện do q trình sấy được kiểm sốt tốt hơn, có thể rút ngắn đáng
kể thời gian sấy, giảm bớt sự phụ thuộc vào điều kiện mơi trường, giảm chi phí nhân
cơng và khơng địi hỏi nhiều vốn đầu tư ban đầu (MahapaTra & Imre, 1997; Mujumdar,
1987). Máy sấy năng lượng mặt trời được cho là có khả năng làm tăng nhiệt độ sấy so
với nhiệt độ mơi trường vì vậy thúc đẩy nhanh tốc độ bay hơi nước của sản phẩm sấy.
Ngoài ra khả năng đối lưu tốt cũng là một trong những yếu tố giúp rút ngắn thời gian
sấy khô khi sử dụng máy sấy năng lượng mặt trời (Sharma et al., 2009).

Nhiệt độ của bộ thu khi hoạt động thường cao hơn nhiệt độ mơi trường (15-20oC). Vị
trí góc nghiêng của bộ thu thường được chọn theo cơng thức (β = α ±10) với α là vĩ độ
nơi lắp đặt (Hoàng Dương Hùng, 2006). An Giang nằm tại vị trí 10-11o vĩ Bắc, như
vậy tại An Giang bộ thu cần lắp với độ nghiêng 20 -25o và xoay theo hướng Nam.
2.2.2 Nguyên tắc gia nhiệt của thiết bị sấy năng lượng mặt trời
Thiết bị thu nhiệt mặt trời thu nhiệt chủ yếu dựa vào hiệu ứng lồng kính: là hiện tượng
tích lũy năng lượng bức xạ của mặt trời phía dưới một tấm kính hoặc một lớp khí nào
đó theo nguyên lý “Độ trong đơn sắc của một tấm kính hay một lớp khí sẽ giảm dần
khi bước sóng λ của ánh sáng tới càng tăng”. Ví dụ: Bức xạ mặt trời, phát ra từ nhiệt
độ cao T0 = 5762 oK, có năng lượng tập trung quanh bước sóng λ= 0,5µm, sẽ xun
qua kính hồn tồn. Bức xạ thứ cấp, phát từ vật thu có nhiệt độ thấp, khoảng T0 = 400
oK, có năng lượng tập trung quanh sóng λ = 8µm, hầu như khơng xun qua kính và
bị phản xạ lại mặt thu. Hiệu số năng lượng (vào - ra) > 0, được tích luỹ phía dưới tấm
kính, làm nhiệt độ tại đó tăng lên như hình minh họa 4 bên dưới (Hồng Dương Hùng,
2006).

Hình 4: Hiệu ứng nhà kính trong thiết bị sấy NLMT
(Hồng Dương Hùng, 2006)
2.2.3 Phân loại và cấu tạo các dạng thiết bị sấy NLMT
Thiết bị sấy NLMT thường được phân loại theo cách tiếp nhận ánh sáng của thiết bị
bao gồm: thiết bị sấy mặt trời trực tiếp và thiết bị sấy NLMT gián tiếp. Theo Sharma
(2009), ở thiết bị sấy mặt trời trực tiếp buồng sấy được gia tăng nhiệt độ do hiệu ứng
nhà kính, sản phẩm sấy tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Khơng khí được cung
7


cấp dưới sàng phơi cịn khơng khí ẩm thì thốt ra ngồi qua khe hở phía trên của thiết
bị nhờ vào đối lưu tự nhiên như minh họa ở hình 5.
Thiết bị sấy NLMT dạng này có cấu tạo đơn giản nhưng có một số nhược điểm sau:
Sản phẩm bị mất màu hoặc có những biến đổi bất lợi do tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng

mặt trời. Ẩm thoát ra trong thực phẩm thường có thể ngưng tụ trên bề mặt kính làm
giảm cường độ ánh sáng và tốc độ khuch tán ẩm. Có cấu tạo nhỏ, khơng thích hợp
cho các quá trình sản xuất lớn.

Cửa ra

Cửa vào

Hình 5: Máy sấy NLMT dạng trực tiếp
(Mujumdar, 1987)
Dạng thứ hai là thiết bị sấy NLMT gián tiếp. Ở dạng này sản phẩm sẽ không tiếp xúc
trực tiếp với ánh sáng mặt trời, thay vào đó sẽ nằm trong một buồng sấy riêng. Khơng
khí sẽ được đốt nóng ở bộ phận tấm hấp thụ nhờ vào năng lượng mặt trời, sau đó sẽ
được dẫn vào buồng sấy sấy khô sản phẩm. Tùy theo phương pháp dẫn khơng khí nóng
vào buồng mà thiết bị lọai này được chia làm 2 kiểu. Nếu không khí đi vào buồng do
đối lưu tự nhiên thì gọi là thiết bị sấy NLMT đối lưu tự nhiên. Nếu khơng khí được
thổi vào buồng nhờ quạt thổi thì gọi là máy sấy NLMT đối lưu cưỡng bức. Hình 6 và
7 thể hiện cấu trúc cơ bản của hai dạng thiết kế của thiết bị sấy NLMT gián tiếp
(Mujumdar, 1987).
Theo thiết bị sấy đối lưu tự nhiên có thể tránh việc tiếp xúc giữa thực phẩm và ánh
nắng mặt trời, có chi phí rẻ, khơng tiêu hao năng lượng (Mujumdar, 1987). Tuy nhiên
Cửa ra

NLMT

Bộ thu
Buồng sấy

Hình 6: Sơ đồ cấu tạo máy sấy NLMT đối lưu tự nhiên

8


NLMT
Cửa ra

NLMT

Bộ thu
Buồng sấy

Quạt

Hình 7: Sơ đồ cấu tạo máy sấy NLMT dạng đối lưu cưỡng bức
(Kalogirou & Soteris, 2009)
theo Singh & Kumar (2012) thiết bị dạng này có tốc độ thoát ẩm kém dẫn đến kéo dài
thời gian sấy. Thêm vào đó gần như khơng điều khiển được nhiệt độ sấy nên ảnh hưởng
đến chất lượng sản phẩm sấy. Để khắc phục hiện tượng này, hầu hết các máy sấy
NLMT hiện nay đều được thiết kế theo kiểu máy sấy NLMT dạng đối lưu cưỡng bức.
Với bộ phận quạt thổi và ống dẫn, dịng khơng khí nóng có thể được tập trung và dẫn
đến bất kỳ vị trí nào để phục vụ cho nhiều mục đích. Dịng khơng khí cưỡng bức cũng
tăng tốc độ khuyếch tán hơi nước và rút ngắn thời gian sấy (Khattab, 1996). Do có
nhiều ưu điểm nổi trội nên hiện nay thiết bị sấy năng lượng mặt trời dạng đối lưu cưỡng
bức được sử dụng rất phổ biến.
2.2.4 Các ứng dụng của máy sấy năng lượng mặt trời đã công bố
Sharma và công sự (2009) đã liệt kê rất nhiều ứng dụng của thiết bị sấy NLMT đối lưu
cưỡng bức. Máy sấy NLMT được ứng dụng để sấy nhiều loại nông sản như chuối, chà
là, nho, ớt, đậu, hạt giống, mơ, khóm ở Ấn độ, Thái Lan và các nước Châu Phi. Các
thiết bị này được thiết kế ở rất nhiều kích thước, từ thiết bị sấy nhỏ đến cả hệ thống
sấy lớn. Hầu hết kết quả cho thấy máy sấy NLMT có ưu điểm là cho sản phẩm có chất

lượng sấy tốt, tiết kiệm nhiên liệu và nhân công, thiết bị cấu tạo đơn giản dễ sử dụng.
Ở Việt Nam cũng đã có một số nghiên cứu ứng dụng máy sấy NLMT để sấy nông sản
như dùng để sấy cà phê (Võ Đăng Phong, 2011) hay sấy lúa (Thúy Hằng, 2013). Ngoài
ra Nguyễn Thị Hồng Nhung (2011) cũng có nghiên cứu rất đáng chú ý về phương pháp
trữ nhiệt trong thiết bị sấy NLMT. Tuy nhiên chưa thấy có nghiên cứu về sử dụng thiết
bị sấy NLMT sấy khô các sản phẩm động vật hay thủy sản được công bố.
2.3 CÁ TRA NGUYÊN LIỆU
2.3.1. Giới thiệu chung
Cá Tra có tên tiếng Anh là Shutchi catfish và tên khoa học là Pangasius hypophthalmus
là loại cá da trơn được nuôi phổ biến ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL).
9


Trong tự nhiên, cá Tra phân bố ở sông Chao Phraya (Thái Lan) và lưu vực sông
Mekong (Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam).
Theo hệ thống phân loại thì cá Tra thuộc:
+ Lớp: Cá Pisces.
+ Bộ: Cá nheo Siluriforms.
+ Họ: Cá Tra Pangasidae.
+ Giống: Cá Tra Pangasius.
+ Loài: Cá Tra Pangasius hypophthalmus (So, Maes, & Volckaert, 2006)
Theo Mai Đình Yên (1992) cá Tra có thân dài, dẹp ngang, đầu nhỏ vừa phải, viền lưng
dốc từ đầu mõm đến gốc vây lưng, mắt tương đối to, miệng rộng, thân có màu xám,
hơi xanh ở trên lưng, hai bên hông và bụng nhạt. Cá có kích thước tương đối lớn. Cá
Tra là loài ăn tạp nên trong tự nhiên chúng ăn được mùn bã hữu cơ, rễ cây thủy sinh,
rau quả, tôm tép, cua, côn trùng, ốc và cá. Mặt khác, chúng chịu đựng được tốt với môi
trường khắc nghiệt, nuôi được ở mật độ cao, sống được ở nhiều loại hình mặt nước, cả
những ao hồ có hàm lượng oxy hịa tan thấp, tăng trưởng nhanh.
2.3.2. Thành phần dinh dưỡng
Thành phần hóa học cơ bản của cá Tra gồm: nước, protein lipid, muối vô cơ, vitamin...

Các thành phần này khác nhau rất nhiều, thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính,
điều kiện sinh sống, thức ăn, mơi trường sống, kích cỡ cá và các đặc tính di truyền đều
ảnh hưởng đến thành phần hóa học của cá. Các bảng 2,3 4 thể hiện thành phần dinh
dưỡng của cá Tra.
Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng thịt cá Tra nuôi
Thành phần

Đơn vị tính

Lượng trên 100g

Nước

g

79,06

Năng lượng

kcal

Protein

g

15,23

Béo tổng số

g

5,94

Vitamin E

mg

0,81

Vitamin B3

mg

2,105

Kali

mg

302

Photpho

mg

204

119

(USDA, 2013)

10


Bảng 3: Thành phần hóa học một số bộ phận của cá Tra
Thành phần Nước

Protein

Lipid

Muối vô cơ

Chỉ tiêu
Thịt cá

48 – 85,1

10,3 – 24,4

0,1 – 5,4

0,5 – 5,6

Trứng cá

60 - 70

20 - 30

1 - 11

1–2

Gan cá

40 - 75

8 - 18

3-5

0,5 – 1,5

Da cá

60 - 70

7 - 15

5 - 10

1–3

(Phan Thị Thanh Quế, 2005)
Bảng 4: Thành phần hóa học của cá Tra theo trọng lượng cá
Các thành phần hoá học (%)
Số thứ tự

Trọng lượng cá (g)

Protein

Lipid

Tro

Nước

1

500 – 1000

15,97

8,34

1,52

73,10

2

1000 – 1500

15,96

9,58

1,40

72,13

3

1500 – 2000

16,00

10,51

1,33

71,60

4

2000 – 2500

15,97

11,04

1,25

71,27

5

2500 – 3000

16,00

11,11

1,22

71,05

6

3000 – 3500

15,95

11,22

1,21

70,80

(Nguyễn Duy Tân, 2009)
2.3.3 Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng cá.
Theo nghiên cứu của Phạm Thị Thanh Quế (2005) yếu tố ảnh hưởng rõ nhất đến thành
phần hóa học của cá là thành phần thức ăn. Thông thường cá nuôi thường được cho ăn
thức ăn chứa nhiều lipid để cá phát triển nhanh. Tuy nhiên, khi hàm lượng lipid cao
dư để cung cấp năng lượng thì lipid dư thừa sẽ được tích lũy ở các mơ làm cho cá có
hàm lượng lipid rất cao. Ngồi ảnh hưởng khơng tốt đến chất lượng nói chung, nó cũng
có thể làm giảm năng suất chế biến vì lipid dự trữ được xem như phế liệu, bị loại bỏ
nội tạng sau khi moi ruột và phi lê.
Cách thông thường để giảm hàm lượng lipid của cá ni trước khi thu hoạch là cho cá

đói một thời gian. Ngồi ra, cho cá đói cịn có tác dụng giảm hoạt động của enzym
trong nội tạng, giúp làm chậm lại các biến đổi xảy ra sau khi cá chết.
2.3.3.1 Protein
Được cấu tạo từ các acid amin, các acid amin không thay thế quyết định giá trị dinh
dưỡng của thực phẩm. Protein của ngũ cốc thường thiếu lysine và các acid amin có
11


chứa lưu huỳnh (methionine, cysteine), trong khi protein của cá là nguồn giàu các acid
amin này. Do đó, protein cá có giá trị dinh dưỡng cao hơn các loại ngũ cốc khác.
Có thể chia protein của mơ cơ cá ra thành 3 nhóm:
* Protein cấu trúc (Protein tơ cơ)
Gồm các sợi myosin, actin, actomyosin và tropomyosin, chiếm khoảng 65-75% tổng
hàm lượng protein trong cá và khoảng 77-85% tổng hàm lượng protein trong mực. Các
protein cấu trúc này có chức năng co rút đảm nhận các hoạt động của cơ. Myosin và
actin là các protein tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi cơ. Protein cấu trúc có khả
năng hịa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao (>0,5M).
* Protein chất cơ (Protein tương cơ)
Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các enzym, chiếm khoảng 25-30% hàm
lượng protein trong cá và 12-20% trong mực. Các protein này hịa tan trong nước,
trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (<0,15M). Hầu hết protein chất
cơ bị đơng tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ trên 50oC.
Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóa thành
metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm.
* Protein mô liên kết:
Bao gồm các sợi collagen, elastin. Hàm lượng colagen ở cơ thịt cá thấp hơn ở động
vật có vú, thường khoảng 1-10% tổng lượng protein và 0,2-2,2% trọng lượng của cơ
thịt. Chiếm khoảng 3% ở cá xương và khoảng 10% ở cá sụn (so với 17% trong các lồi
động vật có vú. Có trong mạng lưới ngoại bào, không tan trong nước, dung dịch kiềm
hoặc dung dịch muối có nồng độ ion cao.

Điểm đẳng điện pI của protein cá vào khoảng pH 4,5-5,5. Tại giá trị pH này, protein
có độ hịa tan thấp nhất. Sự hòa tan của protein tơ cơ trước và sau khi đông khô ở các
giá trị pH từ 2 đến 12.
Cấu trúc hình thái của protein ở cá dễ bị biến đổi do mơi trường vật lý thay đổi. Hình
trên cho thấy tính tan của protein trong sợi cơ thay đổi sau khi đông khô. Việc xử lý
với nồng độ muối cao hoặc xử lý bằng nhiệt có thể dẫn đến sự biến tính, sau đó cấu
trúc protein bị thay đổi khơng hồi phục được.
Protein tương cơ có khả năng hòa tan cao trong nước, là nguyên nhân làm mất giá trị
dinh dưỡng do một lượng protein đáng kể thoát ra khi rửa, ướp muối, tan giá,…Vì vậy
cần chú ý để duy trì giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm.
Protein mô liên kết ở da cá, bong bóng cá, vách cơ khác nhau. Tương tự như sợi
collagen trong động vật có vú, các sợi collagen ở các mô của cá cũng tạo nên cấu trúc
mạng lưới mỏng với mức độ phức tạp khác nhau. Tuy nhiên, collagen ở cá kém bền
nhiệt hơn nhiều và ít có các liên kết chéo hơn nhưng nhạy cảm hơn collagen ở động
vật máu nóng có xương sống.

12


2.3.3.2 Thành phần trích ly chứa nitơ phi protein
Chất phi protein là thành phần hịa tan trong nước, có khối lượng phân tử thấp và chiếm
khoảng 9-18% tổng hàm lượng protein ở cá xương, khoảng 33-38% ở các loài cá sụn.
Thành phần chính của hợp chất này bao gồm các chất bay hơi (amoniac, amine,
trimethylamin, dimethylamin), trimethylamineoxid (TMAO), dimethylamineoxid
(DMAO), creatin, các acid amin tự do, nucleotide, urê (có nhiều trong cá sụn) .....
Thành phần chất trích ly chứa nitơ phi protein khác nhau phụ thuộc vào lồi, kích cỡ,
mùa vụ, phần cơ lấy mẫu, ….
Các chất trích ly chứa nitơ phi protein rất quan trọng đối với các nhà chế biến thuỷ sản
bởi vì chúng ảnh hưởng đến mọi tính chất của thực phẩm như: màu sắc, mùi vị, trạng
thái cấu trúc, dinh dưỡng, sự an toàn và sự hư hỏng sau thu hoạch.

a. TMAO là thành phần đặc trưng và quan trọng của nhóm chất chứa nitơ phi protein.
TMAO có chủ yếu trong các lồi cá nước mặn và ít được tìm thấy trong các lồi cá
nước ngọt.
b. Các axit amin tự do
Các axit amin tự do chiếm khoảng 0,5-2% trọng lượng cơ thịt, chúng góp phần tạo nên
mùi vị thơm ngon đặc trng của nguyên liệu. Hàm lượng axit amin tự do càng nhiều thì
vi khuẩn gây hư hỏng phát triển càng nhanh và sinh ra mùi ammoniac. Các lồi cá có
cơ thịt sẫm và thường vận động như cá ngừ, cá thu có hàm lượng histidine cao. Cơ thịt
sẫm chứa histidin nhiều hơn cơ thịt trắng. Trong thời gian bảo quản, histidine bị vi
sinh vật khử nhóm carboxyl hình thành độc tố histamine.
c. Urê
Urê có phổ biến trong tất cả cơ thịt cá, nhưng nói chung có ít hơn 0,05% trong cơ thịt
của cá xương, các loài cá sụn biển có chứa một lượng lớn urê (1-2,5%). Trong quá
trình bảo quản, urê phân huỷ thành NH3 và CO2 dưới tác dụng của enzym urease
của vi sinh vật. Do urê hoà tan trong nước và thấm qua màng tế bào nên nó dễ được
tách ra khỏi miếng phi lê
d. Amoniac
Amoniac có mùi đặc trưng (mùi khai). Trong cơ thịt của cá tươi có một lượng nhỏ
amoniac. Trong cá xương, lượng amoniac thấp nhưng khi bị hư hỏng do vi sinh vật thì
lượng amoniac tăng nhanh. Khi sự hư hỏng tiến triển, pH của cơ thịt chuyển sang môi
trường kiềm do lượng amoniac tăng lên và tạo nên mùi ươn thối của cá.
e. Creatine
Là thành phần chính của hợp chất phi protein. Cá ở trạng thái nghỉ ngơi creatine tồn
tại dưới dạng mạch vòng phospho và cung cấp năng lượng cho quá trình co cơ.
2.3.3.3 Enzym
Enzym là protein, chúng hoạt động xúc tác cho các phản ứng hoá học ở trong nội tạng
và trong cơ thịt. Enzym tham gia vào quá trình Trao đổi chất ở tế bào, quá trình tiêu
13