Luận văn Bảo quản lươn bán thành phẩm bằng phương pháp lạnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN MAI HOÀNG VINH BẢO QUẢN LƯƠN BÁN THÀNH PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẠNH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN MAI HOÀNG VINH BẢO QUẢN LƯƠN BÁN THÀNH PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẠNH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ts. ĐỖ THỊ THANH HƯƠNG 2009 XÁC NHẬN Luận văn “Bảo quản lươn bán thành phẩm bằng phương pháp lạnh” do sinh viên Mai Hoàng Vinh thực hiện được báo cáo vào ngày 21 tháng 05 năm 2009 và đã được chỉnh sửa theo yêu cầu của hội đồng Bộ môn Dinh Dưỡng và Chế Biến Thùy Sản. Cần thơ, ngày 28 tháng 08 năm 2009 Cán bộ hướng dẫn Ts. Đỗ Thị Thanh Hương LỜI CẢM TẠ Em xin tỏ lòng biết ơn đến Cô Đỗ Thị Thanh Hương đã hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian em làm luận văn. Các thầy cô ở bộ môn Dinh Dưỡng Và Chế Biến Thủy Sản đã giảng dạy em trong suốt thời gian học tập tại trường. Các cán bộ phòng thí nghiệm, các ban cùng lớp Chế Biến Thủy Sản Khoá 31 đã tạo điều kiện cho em trao đổi và học hỏi những kiến thức cần thiết để hoàn thành đề tài này Do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu xót trong quá trình thực hiện đề tài. Kính mong sự chỉ bảo của Quý Thầy Cô và ý kiến đóng góp của các bạn để em khắc phục những thiếu sót. Cần Thơ, ngày….tháng…..năm 2009 Sinh viên thực hiện Mai Hoàng Vinh MỤC LỤC Trang Lời cảm tạ.............................................................................................................i Mục lục ...............................................................................................................ii Danh sách bảng ..................................................................................................iv Danh sách hình ....................................................................................................v Tóm tắt nghiên cứu.............................................................................................vi Chương 1: Đặt vấn đề .........................................................................................1 1.1 Giới thiệu............................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................1 1.3 Nội dung nghiên cứu ..........................................................................1 Chương 2: Lược khảo tài liệu..............................................................................3 2.1 Kỹ thuật làm lạnh.................................................................................3 2.1.1 Lịch sử ngành lạnh ...............................................................3 2.1.2 Khài niệm lạnh .....................................................................3 2.1.3 Ý nghĩa của việc làm lạnh....................................................4 2.1.4 Công dụng của việc làm lạnh ...............................................4 2.1.5. Hiệu quả và phạm vi ứng dụng kỹ thuật làm lạnh thủy sản5 2.1.6 Một số phương pháp làm lạnh nguyên liệu thủy sản ...........6 2.2. Kỹ thuật lạnh đông ..............................................................................7 2.2.1 Mục đích làm lạnh đông.......................................................7 2.22 Sự cần thiết làm lạnh đông thủy sản .....................................7 2.2.3Quá trình lạnh đông...............................................................8 2.2.4 Phương pháp lạnh đông .....................................................10 2.3. Biến đổi thủy sản trong quá trình làm lạnh đông .........................10 2.3.1 Biến đôi vi sinh vật ............................................................10 2.3.2 Biến đổi hóa học ................................................................10 2.3.2 Biến đổi màu sắc ................................................................10 2.4 Các công trình khoa học lạnh đông trên đối tượng thủy sản khác..............................................................................11 Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu .......................................13 3.1 Địa điểm ........................................................................................13 3.2 Vật liệu ..........................................................................................13 3.3 Hóa chất.........................................................................................13 3.4 Thiết bị và dụng cụ ........................................................................13 3.5 Phương pháp..................................................................................13 3.5.1 Phương pháp thí nghiệm ....................................................14 3.5.2 Phương pháp phân tích.......................................................16 3.5.3 Phương pháp xử lý số liệu..................................................22 Chương 4: Kết quả và thảo luận........................................................................23 4.1 Kết quả đánh giá nguyên liệu bảo quản ở 0oC .................................23 4.2 Kết quả đánh giá nguyên liệu bảo quản ở -20oC..............................24 4.3 Kết quả đánh giá nguyên liệu bảo quản ở -40oC..............................25 4.4 Kết quả đánh giá nguyên liệu bảo quản ở -6oC................................26 Chương 5: Kết luận và đề xuất .........................................................................30 5.1 Kết luận ............................................................................................30 5.2 Đề xuất .............................................................................................30 Tài liệu tham khảo ............................................................................................31 DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 2.1 Phân loại vi khuẩn theo nhiệt độ..........................................................4 Bảng 2.2 Quan hệ giữa lượng nước đóng băng trong thủy sản và nhiệt độ làm lạnh đông ..................................................................................................8 Bảng 2.3 Biến đổi vi sinh và protein trong quá trình bảo quản ........................11 Bảng 2.4 Ảnh hưởng của công đoạn xử lý và tình trạng thùng cách nhiệt đến chất lượng tôm sau thời gian bảo quản ..........................................................12 Bảng 3.1 Thành phần hóa học của lươn ............................................................13 Bảng 3.2 Bảng điểm đánh giá cảm quan nguyên liệu lươn...............................14 Bảng 3.3 Sáu bậc đánh giá theo TCVN 3215-79 ..............................................21 Bảng 3.4 Bảng điểm phân cấp chất lượng TCVN 3215-79 ..............................22 Bảng 4.1 Khảo sát nguyên liệu bảo quản 00C dựa vào các chỉ tiêu cảm quan. 23 Bảng 4.2 Tổng số vi sinh vật hiếu khí và sự biến đôi hàm lượng NH3 bay hơi23 Bảng 4.3 Khảo sát nguyên liệu bảo quản -200C dựa vào các chỉ tiêu cảm quan ........................................................................................................24 Bảng 4.4 Tổng số vi sinh vật hiếu khí và sự biến đôi hàm lượng NH3 bay hơi ...........................................................24 Bảng 4.5 Khảo sát nguyên liệu bảo quản -400C dựa vào các chỉ tiêu cảm quan25 Bảng 4.6 Tổng số vi sinh vật hiếu khí và sự biến đôi hàm lượng NH3 bay hơi ..................................................25 Bảng 4.7 Khảo sát nguyên liệu bảo quản 60C dựa vào các chỉ tiêu cảm quan. ..............................................................26 Bảng 4.8 Tổng số vi sinh vật hiếu khí và sự biến đôi hàm lượng NH3 bay hơi ..................................................26 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 2.1 Nhiệt độ và thời gian lạnh đông thủy sản.............................................9 Hình 4.1 Nguyên liệu trước khi bảo quản .........................................................28 Hình 4.2 Nguyên liệu sau bảo quản 6 ngày ở 0oC ............................................28 Hình 4.3 Nguyên liệu bảo quản ở -40oC sau 30 ngày .......................................29 Hình 4.4 Nguyên liệu bảo quản ở 6oC sau 4 ngày ............................................29 TÓM TẮT NGHIÊN CỨU Lươn là loài có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng đạm cao (trên 18%), do vậy khi thu hoạch bảo quản không tôt dễ bị phân hủy, làm giảm chất lượng gây thiệt hai cho người sản xuất kể cả tiêu dùng. Thí nghiệm khảo sát sự biến đổi của nguyên liệu lươn thông qua việc bảo quản ở các chế độ nhiệt độ lạnh và lạnh đông trong khoảng thời gian khác nhau, kết quả cho thấy: Sản phẩm lươn sau khi bảo quản lạnh đông 2 tháng ở -40 và -20oC biến đổi rất ít Sau 9 ngày bảo quản ở 0oC nguyên liệu bị ươn thối, lượng vi sinh cao (5,100,000 vi sinh/ g mẫu) Sau 4 ngày bảo quản ở 6oC trong tủ mát, nguyên liệu bắt đầu hư hỏng, điểm cảm quan ở mức kém (mùi:2,5 ; màu sắc: 2,0; cấu trúc: 2,2) lượng vi sinh vật ngày thứ 6 tăng lên đến mức 7,085,000 vi sinh/g mẫu Trang 10 CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Giới thiệu Việt Nam có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển ngành thủy hải sản. Biển Việt Nam ta dài và rộng, lại nằm trong vùng có nhiều chỗ gặp nhau của các dòng nước và có khí hậu nhiệt đới, nên trữ lượng hải sản của ta khá lớn, có giá trị kinh tế cao. Riêng cá đã có trên 100 loài, trong đó có hơn 40 loài có gí trị kinh tế lớn. Nhiều số liệu khảo sát, kể cả số của Liên Hiệp Quốc đã nghiên cứu trong các năm 1968-1974 cho thấy trữ lượng hải sản của nước ta đạt tới khoảng 10 triệu tấn bao gồm cá tầng trên, cá tầng đáy và các loại tôm mực… Thế giới đã có nhiều chương trình mở đường ra đại dương- nơi chẳng những có khả năng cung cấp vô tận về khoáng sản, dầu khí mà còn là nơi cung cấp cho con người nguồn thực phẩm khổng lồ, nguồn động vật và thực vật vô cùng phong phú. Năm 1980 sản lượng cá thế giới đã hơn 70 triệu tấn và trong những năm gần đây, sản lượng tôm cá khai thác của thế giới đã vượt khỏi mức 80 triệu tấn/ năm. Thủy sản đã chiếm tới khoảng 80% nguồn đạm động vật trong bửa ăn của nguời Nhật cũng như của một số nước trên thế giới. Bên cạnh những thuận lợi về trữ lượng thủy sản, về vùng khai thác đánh bắt tương đối thuận lợi quanh năm, nước ta còn có diện tích mặt nước rất lớn để phát triển nuôi tôm đồng, tôm nước lợ, cá, đặc biệt là phát triển mô hình nuôi lươn quy mô công nghiệp. Với một sản lượng thủy sản thu hoạch lớn sẽ bị hư hỏng chủ yếu do vi sinh vật phát triển, protein bị phân hủy. Để giải quyết vấn đề trên có thể ngăn chặn sự phát triển vi sinh vật bằng cách bảo quản nguyên liệu ở điều kiện nhiệt độ thấp như làm lạnh và lạnh đông nhằm kéo dài thời gian bảo quản. Đề tài “Bảo quản lươn bán thành phẩm theo phương pháp lạnh” được tiến hành để giải quyết vấn đề cấp bách trên. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu mức độ hư hỏng của sản phẩm lươn đồng ở từng chế độ nhiệt độ bảo quản ở những thời gian khác nhau nhằm xác định thời gian bảo quản nguyên liệu lươn. 1.3. Nội dung nghiên cứu Gồm 3 nội dung Ø Khảo sát chỉ tiêu cấu trúc, màu sắc, mùi của sản phẩm lươn ở các chế độ nhiệt độ khác nhau Trang 11 Ø Khảo sát tổng số vi sinh vật ở sản phẩm lươn khi bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau Ø Xác định hàm lượng NH3 trong sản phẩm lươn khi bảo quản ở các chế độ nhiệt độ khác nhau theo thời gian. Trang 12 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. KỸ THUẬT LÀM LẠNH 2.1.1. Lịch sử ngành lạnh Loài người đã biết bảo quản thịt thú bằng nước đá trong tự nhiên (băng, tuyết) từ trước thế kĩ 15. Dần dần con người biết dùng hỗn hợp tuyết với muối tạo thành hỗn hợp có nhiệt độ lạnh hơn để bảo quản thịt thú trong các hang sâu. Năm 1755, một bác sĩ người Scotland, Willam Cullen (1710-1790), đã chế tạo đựơc nước đá bằng cách tạo chân không trong bình chứa nước; nước trên mặt bốc hơi nhanh làm lạnh, số nước còn lại đông thành đá. Năm 1820 Charles chế tạo ra máy sản xuất nước đá nhân tạo bằng hỗn hợp sinh hàn (tuyết và muối theo tỉ lệ 5/1). Ngành lạnh bắt đầu phát triển. Mãi đến năm 1868 Charles Tellier chế tạo ra chiếc máy lạnh đầu tiên, áp dụng nguyên tắc bốc hơi chất lỏng và thu hồi để làm ngưng tụ lại trong chu trình kín. Ông dùng máy lạnh này để trữ thịt trên tàu “Frigorigfique” đi từ Rouen đến Buenos trong 105 ngày. Công trình này của ông đã đưa ngành lạnh bước sang một trang mới. Cho đến ngày nay, công nghiệp lạnh đã tiến một bước khá xa trên thế giới với nhiều loại hệ thống làm lạnh như: Tủ lạnh, máy điều hòa không khí, phòng lạnh, phòng lạnh đông. 2.1.2. Khái niệm lạnh Lạnh là một trạng thái của vật chất khi nhiệt độ của nó thấp hơn nhiệt độ môi trường xung quanh mà ta cảm nhận được trong điều kiện bình thường của khí trời bằng các giác quan, kinh nghiệm và phương tiện khoa học kỹ thuật Có 4 trạng thái lạnh: Ø Lạnh thường: khi nhiệt độ dưới +20oC và trên nhiệt độ đóng băng: tdb < t < +20oC Ø Lạnh đông: khi nhiệt độ dưới nhiệt độ đóng băng và trên -100oC: - 100oC < t < tdb Trang 13 Ø Lạnh thâm độ: khi nhiệt độ dưới -100oC và trên -200oC: -100oC < t < - 200oC Ø Lạnh tuyệt đối: trong khoảng -200 đến -272,9999oC 2.1.3. Ý nghĩa của việc làm lạnh Làm lạnh hay ướp lạnh là phương pháp hạ nhiệt độ sản phẩm xuống gần đến điểm đóng băng để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, giảm tốc độ hư hỏng sản phẩm. 2.1.4. Công dụng của việc làm lạnh 2.1.4.1. Tác dụng của nhiệt độ thấp Năm 1745, nhà bác học Nga Lơmônôxốp trong một luận án nổi tiếng Bàn về nguyên nhân của nóng và lạnh đã cho rằng: “Những qúa trình sống và thối rữa được được làm nhanh lên do nhiệt độ và chậm đi do lạnh”. Thật vậy, sự biến đổi của thực phẩm điển hình là thủy sản tăng nhanh ở nhiệt độ cao (40- 50) cho đến sự hư hỏng, ươn thối do hoạt hóa của men phân giải (enzym) của bản thân thủy sản và của vi sinh vật. Chủ yếu và chính là vi sinh vật làm hư hại toàn thủy sản, gây độc tính và mùi hôi thối. Bảng 2.1 Phân loại vi khuẩn theo nhiệt độ Phạm vi nhiệt độ Vi khuẩn Thấp nhất Thích hợp nhất Cao nhất Vi khuẩn ưa lạnh 0 oC 15÷20oC 30oC Vi khuẩn ưa ẩm 10÷20oC 20÷40oC 45oC Vi khuẩn ưa nóng 40÷90oC 50÷55oC 50÷70oC (Nguồn Trần Đức Ba- Nguyễn Văn Tài, 2003. Công nghệ lạnh thủy sản ) Số liệu trong Bảng 2.1 cho thấy mức nhiệt độ thấp nhất mà vi khuẩn hoạt động được là 0oC. Vì vậy nếu hạ nhiệt độ sản phẩm, nguyên liệu thủy sản xuống dưới 0oC thì vi sinh vật sẽ bị ức chế, kìm hãm quá trình phát triển. Một số vi khuẩn ngừng phát triển ở -3oC, một số ngừng ở -5oC và số thứ 3 ngừng ở -10oC. Tuy vậy ở -10oC vẫn còn microcus phát triển chậm. Nấm mốc chịu đựng lạnh tốt hơn, tuy đại đa số ngừng phát triển ở -10oC, cho thấy có xuất hiện mucor, penicellium. Trang 14 2.1.4.2. Tầm quan trọng của làm lạnh đối với thủy sản Ướp lạnh là phương pháp được sử dụng nhiều nhất trong ngành chế biến thủy sản để ngăn ngừa sản phẩm bị hư hỏng lãng phí. Làm lạnh có ưu điểm rất lớn trong ngành thủy sản vì: Về bản chất, phần lớn thủy sản thích ứng tốt với phương pháp này và được bảo quản nhanh, hữu hiệu. Bản chất thủy sản rất mau hư, hơn nữa mang nặng tính chất mùa vụ, có những lúc bội thu. Làm lạnh sẽ giảm thiểu tối đa về hao hụt số lượng, chất lượng thủy sản. Về kỹ thuật, phương pháp này có khả năng giải quyết cùng một lúc các thủy sản tại nơi đánh bắt. Ngoài ra, có thể linh động sức sản xuất của các cơ sở chế biến và có thể điều chỉnh trang bị theo ý muốn. Về kết quả, bảo toàn được tối đa những thuộc tính tự nhiên của thủy sản, giữ gìn được hương vị, phẩm chất của thủy sản như lúc ban đầu. 2.1.5. Hiệu quả và phạm vi ứng dụng kỹ thuật làm lạnh thủy sản Làm lạnh hay ướp lạnh với nhiệt độ 0÷1oC là làm trì hoãn tác dụng tự tiêu và tác dụng phân hủy của vi sinh vật chứ không ức chế hoàn toàn các tác dụng này. Bởi vậy nếu ướp lạnh lâu, thủy sản vẫn bị ươn. Sự ươn thối của thủy sản thông thường phát khởi từ bên ngoài vào trong và những thớ thịt bị ung thối là do từ bên ngoài nhiễm vào hơn là từ trong ruột. Bởi vậy việc mổ bụng cá lấy ruột vì e sợ cá chống thối chỉ là việc sau này phải làm khi thực hiện làm lạnh đông để bảo quản lâu dài. Da và đầu thường là chổ sinh nở vi khuẩn nhiều nhất. Bởi vậy nếu làm lạnh trong thời gian ngắn (trong ngày) để vận chuyển thủy sản từ nơi đánh bắt đến nơi tiêu thụ thì việc làm lạnh bằng nước đá là phương pháp giản tiện nhất. Nhưng nếu phải làm lạnh dài hơn do phải vận chuyển thủy sản trên lộ trình xa thì việc làm lạnh, đặc biệt là việc ướp đá, không còn hiệu quả nữa. Dù với tỷ lệ 1kg nguyên liệu với 2kg đá bào, nhiệt độ trong thân thủy sản chỉ có thể đạt 5÷10oC tùy nhiệt độ ngoài trời. Vả lại, dù có tăng lượng nước đá lên bao nhiêu đi nữa cũng không thể nào đạt được nhiệt độ dưới -5oC để có thể kìm hãm sản phẩm biến chất và ươn thối. Tuy nhiên, nếu đưa nhiệt độ lạnh dưới điểm đóng băng của thủy sản, hiện tượng lạnh đông chậm xảy ra, tạo nên những hạt đá trong thớ thịt, xứ rách tế bào, tạo điều kiện may ươn thối và nhất là làm thiệt hại chất lượng thủy sản tươi. Do đó ướp đá thủy sản cần thực hiện nhanh để đảm bảo thuộc tính của thủy sản trước khi vi sinh vật và men phân giải xúc tiến hoạt động. Trang 15 Tóm lại, kỹ thuật làm lạnh là để duy trì, và giữ nguyên trạng thái ban đầu của thủy sản trong thời gian ngắn trước khi hư hỏng do tiến độ hoạt động của vi sinh vật và enzym. Do vậy, kỹ thuật làm lạnh được ứng dụng trong việc bảo quản nguyên liệu thủy sản tươi sống tạm thời trước khi đưa đi chế biến tiêu thụ hay chế biến lạnh đông. 2.1.6. Một số phương pháp làm lạnh nguyên liệu thủy sản 2.1.6.1. Ướp đá Nguyên lý: Một con cá khi mới đánh lên, nhiệt độ cơ thể cá tương tự như nhiệt độ của nước (25oC). Cho cá vào nước đá tiếp xúc với nhau, cá thu nhiệt lạnh của nước đá để hạ nhiệt xuống đến 0÷2oC và nước đá hút nhiệt độ cao của cá và tan chảy ra thành nước. Quá trình làm lạnh ổn định nếu nước đá vẫn tiếp xúc đầy đủ với cá và tiếp tục tan chảy. Đó là hiện tượng trao đổi nhiệt. Có 2 Phương pháp ướp đá Ø Ướp xóa, nước đá và thủy sản trộn đều vào nhau: 5kg thủy sản trộn với 5 hoặc 10kg nước đá tùy tỷ lệ. Ø Ướp luân phiên, xếp lần lượt một lớp thủy sản, một lớp nước đá dày khoảng 0,5dm và trên cùng là một lớp nước đá. 2.1.6.2. Kỹ thuật làm lạnh bằng không khí lạnh Thủy sản được cho vào phòng và không khí trong phòng được hạ nhiệt độ xuống đến 0- 2oC bằng máy lạnh. Như vậy, muốn làm lạnh bằng không khí phải trang bị máy móc, nhưng bù lại, kỹ thuật này có lợi điểm là có thể tạo nhiệt độ dưới 0 dễ dàng và duy trì một nhiệt độ nhất định. Tác dụng làm lạnh của không khí lạnh là hiện tượng đối lưu: không khí tiếp xúc thủy sản, tăng nhiệt, di chuyển lên trên và không khí lạnh ở nơi khác đên thay vị trí. Có thể tăng tốc độ chuyển động của không khí bằng hệ thống quạt gió, do đó tăng tốc độ làm lạnh. Tuy nhiên nếu tốc độ gió thổi > 10m/s thì hầu như không tăng thêm khả năng truyền lạnh trái lại sẽ tăng quá trình oxy hóa thủy sản, tăng quá trình hơi ẩm từ bề mặt thủy sản, gây tổn thất khối lượng. Trang 16 2.2. KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG 2.2.1. Mục đích làm lạnh đông Làm lạnh đông thủy sản là hạ nhiệt độ, làm chậm sự hư hỏng của thủy sản, sao cho đến khi rã đông, ta không thể phân biệt được thủy sản đông lạnh và thủy sản tươi sống. Nhu cầu làm lạnh đông và trữ đông ngày càng tăng khi mà việc bảo quản thủy sản bằng ướp nước đá hay làm lạnh bằng không khí lạnh không thích hợp với thời gian bảo quản lâu dài. Bảo quản thủy sản bằng ướp lạnh chỉ phù hợp trong vài ngày hoặc tối đa một vài tuần, trong khi ướp đông và trữ đông cho phép bảo quản thủy sản nhiều tháng hay có thể kéo dài đến một năm hay hơn nửa. Bảo quản thủy sản bằng ướp đông có một số ứng dụng. Nếu nơi đánh bắt xa cảng cá và việc vận ch