Luận văn Đặc điểm hình thái và sự thay đổi tính chất hóa lý của cá tra trong quá trình chế biến lạnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM HUỲNH VĂN LAM MSSV: 2030298 ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA CÁ TRA TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN LẠNH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 08 Người hướng dẫn PGs. Ts NGUYỄN VĂN MƯỜI NĂM 2008 Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang i Luận văn đính kèm theo đây, với tựa đề tài: “ Đặc điểm hình thái và sự thay đổi tính chất hoá lý của cá tra trong quá trình chế biến lạnh ”; do Huỳnh Văn Lam thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Cần Thơ, ngày tháng năm 2008 Chủ tịch hội đồng Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang ii LỜI CÁM ƠN Trong suốt quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp tôi đã gặp không ít khó khăn về nhiều mặt, nhờ sự giúp đỡ của cha mẹ, thầy cô và bạn bè mà tôi đã hoàn thành đề tài này. Qua đây tôi xin chân thành cám ơn: Cám ơn các Thầy Cô bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại Học Cần Thơ đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức bổ ích cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường. Chân thành cảm ơn các Thầy Cô, cán bộ hướng dẫn phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tại phòng thí nghiệm Cảm ơn các bạn và các em sinh viên đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài. Và đặc biệt em xin chân thành cảm ơn PGs.Ts Nguyễn Văn Mười, Ths.Trần Thanh Trúc đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, sâu sắc và chu đáo giúp đỡ em rất nhiều, truyền đạt cho em nhiều kinh nghiệm quý báu để em có thể hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Một lần nữa em xin chân thành cám ơn. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang iii TÓM LƯỢC Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sự thay đổi tính chất hoá lý của cá tra trong quá trình chế biến lạnh được tiến hành với cá tra có các kích thước khác nhau theo sự gia tăng khối lượng. Cá được phân chia thành 4 nhóm với khối lượng thay đổi từ 400 gam/con đến hơn 1 kg/con. Kết quả khảo sát cho thấy, có sự khác biệt về đặc điểm kích thước của cá theo nhóm khối lượng. Đây có thể được xem là thông số đánh giá độ thuần thục của cá. Xét về thành phần khối lượng phần đầu xương chiếm khoảng 33 ÷36%, da và vây cá chiếm tỉ lệ 6÷8%, nội tạng chiếm tỉ lệ khá cao 11 ÷ 13 %. Phần trăm thịt cá khoảng 45÷ 48% cho tỉ lệ cao nhất khi so sánh với các thành phần khác. Xét về thành phần hóa học, cá tra có độ ẩm dao động trong 79 ÷ 81%, hàm lượng protein trung bình là 71% (cbk), lượng chất béo trong thịt cá thấp 12,92% (cbk). Cá có khối lượng lớn hơn 1000 gam/con có lượng lipid khá cao 22,29% (cbk), tuy nhiên độ cứng chắc của cơ thịt cá lớn (832,66 glực). Khảo sát về sự thay đổi cấu trúc filfet cá sau lạnh đông, kết quả thu được cho thấy cấu trúc được duy trì không đổi nếu cá được xử lý và giữ lạnh ở 40C trong thời gian tối đa 1 giờ trước khi cấp đông. Trường hợp thời gian xử lý cá trước cấp đông kéo dài đến 4 giờ, độ cứng của cá giảm còn 91% so với nguyên liệu tươi. Đây chính là thông số hữu ích cho việc thiết kế quy trình sản xuất với sự phân bố thời gian hợp lý để duy trì chất lượng sản phẩm. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang iv MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN..........................................................................................................................II TÓM LƯỢC .......................................................................................................................... III MỤC LỤC.............................................................................................................................. IV DANH SÁCH HÌNH............................................................................................................. VI DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................................ VI CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ ...............................................................................................1 1.1 Tổng quan.................................................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................1 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU............................................................................2 2.1 Giới thiệu chung về cá tra .......................................................................................2 2.1.1 Tổng quan ..........................................................................................................2 2.1.2 Đặc điểm sinh học của cá tra ............................................................................2 2.1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá tra....................................................................4 2.2 Cấu trúc cá tra .........................................................................................................4 2.2.1 Tổng quan về cấu trúc........................................................................................4 2.2.2 Cấu trúc của cơ thịt cá.......................................................................................5 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi cấu trúc của sản phẩm cá ....................7 2.3 Quy trình chế biến cá tra fille đông lạnh .............................................................10 2.3.1 Quy trình tổng quát..........................................................................................10 2.3.2 Các thay đổi chủ yếu trong lạnh đông thủy sản...............................................11 2.4 Các nghiên cứu có liên quan .................................................................................13 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN-PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...............................15 3.1 Phương tiện nghiên cứu.........................................................................................15 3.1.1 Địa điểm, thời gian thí nghiệm ........................................................................15 3.1.2 Dụng cụ, thiết bị...............................................................................................15 3.1.3 Hoá chất...........................................................................................................15 3.1.4 Nguyên liệu ......................................................................................................15 3.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................15 3.2.1 Phương pháp đo đạc các chỉ tiêu.....................................................................15 3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm........................................................................16 Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang v 3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................19 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN ..........................................................................20 4.1 Ảnh hưởng của sự thay đổi khối lượng cá đến tính chất của nguyên liệu........20 4.1.1 Ảnh hưởng của sự thay đổi khối lượng đến kích thước nguyên liệu................20 4.1.2 Ảnh hưởng sự thay đổi khối lượng đến tỷ lệ các thành phần cá tra ................22 4.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi khối lượng nguyên liệu đến tính chất hóa lý của fillet cá tra...........................................................................................................................23 4.2.1 Độ cứng chắc của cơ thịt cá ............................................................................23 4.2.2 Thành phần hóa học.........................................................................................24 4.3 Ảnh hưởng của thời gian xử lý nguyên liệu đến khi cấp đông đến độ cứng cơ thịt cá .................................................................................................................................26 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN-ĐỀ NGHỊ ..............................................................................27 5.1 Kết luận...................................................................................................................27 5.2 Kiến nghị.................................................................................................................27 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................28 PHỤ LỤC 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ ĐO ĐẠC.......................................VII PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ THỐNG KÊ ........................................................................... XI Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang vi DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Cấu trúc hệ cơ của cá ...................................................................................................6 Hình 2: Mối quan hệ giữa cấu trúc của cơ thịt cá tuyết và pH ..................................................9 Hình 3: Quy trình tổng quát chế biến fillet cá tra đông lạnh ...................................................10 Hình 4: Các thông số hình thái cơ bản của cá..........................................................................16 Hình 5 : Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ...........................................................................................17 Hình 6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ............................................................................................18 Hình 7: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi kích thước cá theo khối lượng.......................................21 Hình 8: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi tỉ lệ kích thước cá theo khối lượng...............................21 Hình 9 : Đồ thị biểu diễn tỷ lệ các thành phần của cá theo các nhóm khối lượng...................23 Hình 10: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cứng cơ thịt cá kích thước ......................................24 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của cá tra ...............................................................................4 Bảng 2: Phương pháp và thiết bị sử dụng để phân tích các chỉ tiêu ........................................15 Bảng 3: Sự thay đổi kích thước cá tra theo khối lượng ...........................................................20 Bảng 4: Sự thay đổi tỷ lệ các thành phần theo khối lượng ......................................................22 Bảng 5: Sự thay đổi độ cứng cơ thịt cá theo nhóm khối lượng ...............................................24 Bảng 6: Sự thay các thành phần hóa học của fillet cá tra theo khối lượng..............................25 Bảng 7: Sự thay đổi độ cứng cơ thịt cá theo thời gian xử lý ...................................................26 Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 1 CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan Nước ta có nguồn nguyên liệu thuỷ sản, đặc biệt là cá rất phong phú và đa dạng, không những tiêu thụ trong nước mà còn được xuất khẩu sang các nước khác trên thế giới. Hằng năm các sản phẩm này đã mang về cho ngân sách nhà nước một nguồn thu nhập đáng kể. Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu để phục vụ cho nhu cầu sản xuất này mang tính mùa vụ, do đó chúng ta cần có biện pháp để giữ được chất lượng nguồn sản phẩm này nhằm cung cấp cho nhu cầu tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu. Cá được sử dụng để ăn tươi hoặc chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhằm cung cấp nhu cầu tức thời hoặc dự trữ trong thời gian nhất định. Muốn kéo dài được thời gian bảo quản sản mà vẫn giữ được giá trị tươi nguyên của nguyên liệu thì chúng ta cần các biện pháp xử lý nguồn nguyên liệu ban đầu, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trong quá trình chế biến và bảo quản để có biện pháp ngăn chặn kịp thời. Sau khi đánh bắt cá thường chết ngay sau đó một thời gian rất ngắn và xảy ra những biến đổi hóa lý dẫn đến sự thối rữa của thịt cá khiến chúng không thể làm thực phẩm được nữa, một khi cá đã thay đổi chất lượng thì không có cách nào để khôi phục lại được giá trị ban đầu, vì vậy cá sau khi đánh bắt cần được chế biến bảo quản ngay để giữ phẩm chất tươi nguyên ban đầu của nguyên liệu thuỷ sản. Một trong những biện pháp hữu hiệu nhất để bảo quản đó là lạnh đông cá tra fillet, với biện pháp này có thể đảm bảo đáp ứng được yêu cầu về chất lượng sản phẩm nêu trên. Vì thế vấn đề nguyên liệu trong quá trình chế biến sản phẩm phải có tính chất, kích cỡ phù hợp đồng thời sự thay đổi tính chất hóa lý trong quá trình chế biến lạnh phải được tìm hiểu nhằm đảm bảo chất lượng của sản phẩm lạnh đông. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Khảo sát đặc điểm hình thái và tính chất hóa lý của nguyên liệu cá tra cũng như sự thay đổi của cá tra fillet trong quá trình chế biến, trong đó quan tâm đến cấu trúc của cá tra fillet, đồng thời xác định thời gian hư hỏng chất lượng của cá tra fillet. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 2 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về cá tra 2.1.1 Tổng quan Trong những năm gần đây nghề nuôi cá tra bè phát triển rất mạnh ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, cá tra nuôi bè bắt nguồn từ Campuchia từ thập niên 1960 và phát triển cho tới nay. Nguồn nguyên liệu cá tra hiện nay được nuôi trong các bè nuôi cá ở đầu nguồn sông Tiền, sông Hậu. Tỉnh An Giang là địa phương dẫn đầu trong khu vực về việc nuôi cá bè. Năm 2000, sản lượng cá nuôi toàn tỉnh An Giang đạt khoảng 80.000 tấn. Cá tra (Pangasius Hypophthalmus) là một trong 21 loài cá thuộc bộ Siluriformes, họ Pangasiidae. Cá tra thích nghi với nhiều điều kiện sống và các chế độ ăn khác nhau, sinh trưởng nhanh. Người ta nuôi cá tra từ cá con (cá bột) trong điều kiên sinh sản tự nhiên được vớt lên từ sông Tiền và sông Hậu hoặc nhân giống nhân tạo. Thịt cá có chất lượng tốt được thị trường trong và ngoài nước chấp nhận. Về mặt chất lượng cá tra không cao hơn cá ba sa do hình thức miếng fillet mỏng, cấu trúc thô nhưng với hương vị thơm ngon, cấu trúc mềm mại, màu sắc trắng đẹp và khi nấu lên rất khó phân biệt đâu là cá tra đâu là cá basa. Người tiêu dùng rất khó phân biệt giữa cá tra và cá basa đây là nguyên nhân dẫn đến sự cạnh tranh thương mại giữa Việt Nam và Mỹ trong vấn đề xuất khẩu cá tra trong những năm gầy đây. (Nguồn: ngày truy cập 20.12.2007) 2.1.2 Đặc điểm sinh học của cá tra i. Phân loại Cá tra là một trong số 11 loài thuộc họ cá tra (Pangasiidae) đã được xác định ở sông Cửu Long. Tài liệu phân loại gần đây nhất của tác giả W.Rainboth xếp cá tra nằm trong giống cá tra dầu. Cá tra dầu rất ít gặp ở nước ta và còn sống sót rất ít ở Thái lan và Campuchia, đã được xếp vào danh sách cá cần được bảo vệ nghiêm ngặt (sách đỏ). Cá tra nước ta khác hoàn toàn với loài cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus) thuộc họ Ictaluridae. Cá tra phân bố chủ yếu ở lưu vực sông Mê Kông, có mặt ở cả 4 nước Lào, Việt Nam, Campuchia và Thái Lan. Cá Tra được phân loại như sau: Bộ cá nheo Siluriformes Họ cá tra Pangasiidae Giống cá tra dầu Pangasianodon Loài cá tra Pangasianodon hypophthalmus. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 3 ii. Đặc điểm hình thái Cá tra là cá da trơn (không vẩy), thân dài, chiều dài gấp 4 lần chiều rộng, lưng xám đen, bụng hơi bạc, miệng rộng, có 2 đôi râu dài. Vây thứ nhất có 5 tia, vây thứ hai là vây mỡ, vây hậu môn có 39 tia. Cá sống chủ yếu ở nước ngọt, có thể sống ở nước lợ 7 ÷ 10 % muối, chịu được nước phèn với pH > 5, dễ chết ở nhiệt độ thấp dưới 150C nhưng chịu nóng tới 390C. Cá tra có số lượng hồng cầu trong máu nhiều hơn các loài cá khác. Cá tra có cơ quan hô hấp phụ, có thể hô hấp bằng bóng khí và da nên chịu đựng được môi trường nước thiếu oxy hòa tan. Tiêu hao oxy và ngưỡng oxy của cá tra thấp hơn 3 lần so với cá mè trắng. iii. Đặc điểm dinh dưỡng Cá tra khi hết noãn hoàn thì thích ăn mồi tươi sống, vì vậy chúng ăn thịt lẫn nhau ngay trong bể ấp và chúng vẫn tiếp tục ăn nhau nếu cá ương không được cho ăn đầy đủ, thậm chí cá vớt trên sông vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt cá bột. Khi cá lớn thể hiện tính ăn rộng, ăn đáy và ăn tạp thiên về động vật nhưng dễ chuyển đổi loại thức ăn. Trong điều kiện thiếu thức ăn, cá có thể sử dụng các lọai thức ăn bắt buộc khác như mùn bã hữu cơ, thức ăn có nguồn gốc động vật. Trong ao nuôi cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn khác nhau như cám, rau, động vật đáy. iv. Đặc điểm sinh trưởng Cá tra trong tự nhiên có thể sống trên 20 năm. Ðã gặp cỡ cá trong tự nhiên 18 kg hoặc có mẫu cá dài tới 1,8 m. Trong ao nuôi vỗ, cá bố mẹ cho đẻ đạt tới 25 kg ở cá 10 năm tuổi. Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài. Cá ương trong ao sau 2 tháng đã đạt chiều dài 10-12 cm (14-15 gam). Từ khoảng 2,5 kg trở đi, mức tăng trọng lượng nhanh hơn so với tăng chiều dài cơ thể. Nuôi trong ao 1 năm cá đạt 1-1,5 kg/con (năm đầu tiên), những năm về sau cá tăng trọng nhanh hơn, có khi đạt tới 5-6 kg/năm tùy thuộc môi trường sống và sự cung cấp thức ăn cũng như loại thức ăn có hàm lượng đạm nhiều hay ít. v. Đặc điểm sinh sản. Tuổi thành thục của cá đực là 2 tuổi và cá cái 3 tuổi, trọng lượng cá thành thục lần đầu từ 2,5 ÷ 3 kg. Cá tra không có cơ quan sinh dục phụ (sinh dục thứ cấp), nên nếu chỉ nhìn hình dáng bên ngoài thì khó phân biệt được cá đực, cái. Ở thời kỳ thành thục, tuyến sinh dục ở cá đực phát triển lớn gọi là buồng tinh hay tinh sào, ở cá cái gọi là buồng trứng hay noãn sào. Mùa vụ thành thục của cá trong tự nhiên bắt đầu từ tháng 5-6 dương lịch, cá có tập tính di cư đẻ tự nhiên trên những khúc sông có điều kiện sinh thái phù hợp thuộc địa Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 2008 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 4 phận Campuchia và Thái lan, không đẻ tự nhiên ở phần sông của Việt Nam. Trong sinh sản nhân tạo, ta có thể nuôi thành thục sớm và cho đẻ sớm hơn trong tự nhiên (từ tháng 3 dương lịch hàng năm), cá tra có thể tái phát dục 1-3 lần trong một năm. (Nguồn: ngày truy cập 20.12.2007) 2.1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá tra Bên cạnh đặc tính cảm quan được ưa chuộng của thịt cá tra, ba sa như tỉ lệ thịt cao, thịt cá dẻ, có vị ngọt, cá tra còn là nguồn cung cấp protein và thành phần khoáng Natri rất lớn cho người sử dụng (bảng 1). Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của cá tra Nguồn: ngày truy cập 20.12.2007 Chính vì thế, dù gặp phải các trở ngại, rào cản về thuế quan hay các quy luật nhập khẩu, các yêu cầu khắt khe về chất lượng vệ sinh an toàn cho sản phẩm, việc xuất khẩu các sản phẩm cá tra và ba sa vẫn tăng dần theo từng năm và có tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu đứng thứ hai trong các mặt hàng thủy sản (Trung tâm Tin học - Bộ Thủy sản (FICen), ngày truy cập 23.12.2007). Tuy vậy, để tăng nhanh sản lượng xuất khẩu và duy trì vị trí của mặt hàng từ cá tra trên thị trường Mỹ và EU, bên cạnh việc khắc phục các vấn đề về thương hiệu, việc duy trì vệ sinh an toàn chất lượng vẫn luôn là mục tiêu hàng đầu của các nhà chế biến và kinh doanh mặt hàng thủy sản. Do đặc tính chung của sản phẩm thủy sản là dễ ươn hỏng, đồng thời thịt cá chính là nguồn dinh dưỡng dồi dào cho sự phát triển của các vi s