Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hệ thống sông ngòi, ao hồ dày đặc cùng bờ biển dài, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy sản. Mặc dù sản lượng thủy sản cung ứng cho đời sống nhân dân và xuất khẩu ngày càng gia tăng, kỹ thuật chế biến thủy sản sau thu hoạch nhìn chung còn bộc lộ nhiều hạn chế, dẫn đến việc chưa khai thác triệt để giá trị thương phẩm của nguồn nguyên liệu. Trong bối cảnh chuyển dịch cơ cấu ngành thủy sản theo hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững, tỉnh An Giang đã chú trọng khuyến khích các mô hình nuôi trồng đối tượng thủy sản có giá trị kinh tế cao, trong đó cá chạch lấu (Mastacembelus favus Hora, 1824) là một đối tượng nuôi chủ lực nhờ đặc tính dễ thích nghi và chất lượng thịt tốt.

Về mặt dinh dưỡng, cá chạch lấu có cơ thịt dai, ít mỡ, giàu protein và các khoáng chất thiết yếu. Tuy nhiên, các hình thức tiêu thụ cá chạch lấu tại thị trường nội địa chủ yếu dừng lại ở dạng tươi sống hoặc phục vụ các món ăn truyền thống nhỏ lẻ (như nấu cháo, nướng trui). Trên thị trường thực phẩm chế biến tiện lợi, chưa xuất hiện các dòng sản phẩm chế biến sẵn từ cá chạch lấu và thiếu các công bố khoa học hoàn chỉnh về quy trình công nghệ chế biến sản phẩm từ loài cá này. Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài "Đa dạng hóa sản phẩm chế biến từ cá chạch lấu (Mastacembelus favus Hora, 1824) nuôi tại An Giang" được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu bao gồm:

  1. Xác định các thông số kỹ thuật tối ưu ở quy mô phòng thí nghiệm để xây dựng quy trình chế biến và bảo quản sản phẩm cá chạch lấu tẩm gia vị ăn liền đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.
  2. Xác định các thông số kỹ thuật tối ưu ở quy mô phòng thí nghiệm để xây dựng quy trình chế biến và bảo quản sản phẩm cá chạch lấu kho nghệ đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.
  3. Khảo sát mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với hai dòng sản phẩm mới được phát triển từ nguồn nguyên liệu cá chạch lấu.

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Đối với sản phẩm cá chạch lấu tẩm gia vị: (1.1) Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ gia vị phối trộn; (1.2) Khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy; (1.3) Theo dõi sự biến đổi chất lượng trong quá trình bảo quản; (1.4) Đánh giá mức độ chấp nhận của người tiêu dùng.
  2. Đối với sản phẩm cá chạch lấu kho nghệ: (2.1) Khảo sát ảnh hưởng của quá trình hấp áp suất; (2.2) Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ gia vị phối trộn; (2.3) Theo dõi sự biến đổi chất lượng trong quá trình bảo quản; (2.4) Đánh giá mức độ chấp nhận của người tiêu dùng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cá chạch lấu (Mastacembelus favus Hora, 1824) còn sống hoặc tươi ngộp, được nuôi tại tỉnh An Giang.
  • Phạm vi không gian: Các thí nghiệm công nghệ, phân tích hóa lý, vi sinh vật được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm, Khu Thực hành thí nghiệm, Trường Đại học An Giang. Khảo sát thị hiếu được triển khai trên địa bàn thành phố Long Xuyên và Trường Đại học An Giang.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai từ tháng 01/2022 đến tháng 05/2022 (báo cáo và thông qua hội đồng ngày 08/06/2022).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu dựa trên cơ sở khoa học về cấu trúc mô cơ thịt thủy sản, động học của các quá trình truyền nhiệt, truyền khối trong công nghệ thực phẩm và cơ chế tác động của các chất điều vị, phụ gia bảo quản.

Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của cá chạch lấu (theo số liệu viện dẫn trong khóa luận):

Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng
Nước 74,2 g
Năng lượng 110 kcal
Protein 20,2 g
Lipid 3,2 g
Khoáng tổng số 2,2 g
Calci (Ca) 109 mg
Sắt (Fe) 0,2 mg
Phospho (P) 231 mg

Khung lý thuyết công nghệ áp dụng:

  • Cơ chế tách nhớt và làm sạch nguyên liệu: Sử dụng dung dịch acid acetic nồng độ 3% trong thời gian 10 phút nhằm làm đông tụ lớp chất nhầy bề mặt, khử tanh và ức chế vi sinh vật ngoại nhiễm.
  • Cơ chế khuếch tán và thẩm thấu khi ướp muối/gia vị: Ướp muối khô (NaCl 4%) nhằm tách một phần nước tự do, làm săn chắc cấu trúc cơ thịt và giảm hoạt độ nước ($a_w$). Phối trộn đường thốt nốt, nước mắm cá linh, nước tương đậu nành, bột nghệ (chứa curcumin tạo màu và chống oxy hóa), bột tỏi (chứa allixin diệt khuẩn), bột ớt (chứa capsicum 1,3%), sả (chứa tinh dầu $\beta$-myrcene và $z$-citral), bột ngọt (monosodium glutamate - MSG theo QĐ 3742/2001/QĐ-BYT).
  • Cơ chế biến đổi nhiệt: Quá trình sấy đối lưu làm giảm độ ẩm và cố định cấu trúc; quá trình hấp áp suất làm đứt gãy liên kết hydro, biến đổi collagen thành gelatin giúp mềm xương và định hình thịt cá.
  • Kỹ thuật bao bì: Sử dụng màng ghép Polyamide (PA/Nylon) hút chân không nhằm ngăn cản oxy, chống ẩm, ngăn chặn sự oxy hóa lipid và phát triển của vi sinh vật hiếu khí.

Phương pháp nghiên cứu thực tế:

  • Bố trí thí nghiệm: Bố trí theo phương pháp ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD), đơn nhân tố hoặc hai nhân tố với 3 lần lặp lại ($n = 3$). Tổng số nghiệm thức trong các thí nghiệm công nghệ là 16 nghiệm thức (48 mẫu phân tích) và thí nghiệm bảo quản gồm 3 mức nhiệt độ theo dõi định kỳ 6 tuần (54 mẫu).
  • Xử lý số liệu: Số liệu được tổng hợp trên Microsoft Excel và phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình bằng phép thử LSD (Least Significant Difference) ở mức ý nghĩa $p < 0,05$ qua phần mềm Statgraphics Centurion XVI.

Bảng thiết bị và phương pháp phân tích chỉ tiêu:

Chỉ tiêu phân tích Thiết bị / Phương pháp kiểm tra
Đo màu sắc ($L, a, b$) Thiết bị đo màu Konica Minolta CR-400 (Nhật Bản)
Đo cấu trúc (độ cứng) Thiết bị đo cấu trúc Brookfield CT3-1000 (Mỹ)
Đo hoạt độ nước ($a_w$) Máy đo hoạt độ nước Decagon AquaLab Series 4TEV (Mỹ)
Độ ẩm (%) Cân sấy ẩm hồng ngoại Precisa XM60 (Thụy Sỹ)
Hàm lượng protein (%) Phương pháp Kjeldahl (đốt đạm và cất đạm)
Hàm lượng lipid (%) Phương pháp chiết Soxhlet
Hàm lượng $NH_3$ (%) Phương pháp cất kéo bằng kiềm nhẹ và chuẩn độ bằng dung dịch NaOH
Chỉ số peroxyde (meq/kg) Phản ứng với dung dịch KI bão hòa, chuẩn độ bằng dung dịch $Na_2S_2O_3$
Vi sinh vật (TSVSVHK, nấm men, mốc, E. coli, Salmonella) Phân tích định lượng theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)
Đánh giá cảm quan Phương pháp cho điểm thị hiếu về màu sắc, mùi vị, cấu trúc và mức độ ưa thích
Thị hiếu người tiêu dùng Khảo sát bằng bảng câu hỏi phỏng vấn trực tiếp ($N = 150$ người)

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương 1 làm rõ lý do chọn đề tài dựa trên tiềm năng nuôi cá chạch lấu tại An Giang và sự thiếu hụt các sản phẩm chế biến sâu có giá trị gia tăng. Nội dung xác định mục tiêu tổng quát, phân chia 8 nội dung nghiên cứu thực nghiệm thành hai nhóm sản phẩm (cá tẩm gia vị và cá kho nghệ), đồng thời khẳng định tính mới của nghiên cứu trong việc thiết lập quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm ăn liền từ cá chạch lấu ở quy mô phòng thí nghiệm.

Chương 2: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 2 tổng hợp cơ sở dữ liệu khoa học về nguyên liệu cá chạch lấu (Mastacembelus favus Hora, 1824) từ vị trí phân loại học, đặc điểm hình thái học, vùng phân bố tự nhiên đến thành phần hóa học sinh học. Chương này phân tích vai trò và cơ chế tác dụng của các loại gia vị phụ trợ (muối, đường thốt nốt, bột ngọt, nghệ, tỏi, ớt, sả, acid acetic, nước mắm cá linh), đặc tính kỹ thuật của bao bì màng PA trong bảo quản chân không, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh hóa trong quá trình sấy đối lưu và hấp áp suất. Ngoài ra, tác giả điểm luận 8 công trình nghiên cứu trước đây về chế biến các dòng sản phẩm khô ăn liền và đồ hộp từ lươn, cá chạch, cá tra, cá rô phi vằn, cá cơm, dê để làm cơ sở xây dựng dải thông số thực nghiệm.

Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 trình bày chi tiết điều kiện thực nghiệm tại Trường Đại học An Giang từ tháng 01/2022 đến tháng 05/2022. Tác giả thiết lập hai sơ đồ quy trình công nghệ dự kiến và thuyết minh từng bước thao tác. Bảy nội dung thí nghiệm được thiết kế chi tiết:

Mã thí nghiệm Tên thí nghiệm Nhân tố khảo sát và các mức độ
Thí nghiệm 1 Tỷ lệ gia vị phối trộn cá tẩm gia vị Nhân tố A (Đường thốt nốt : Nước tương = 3:6, 5:8, 7:10, 9:12 %)
Nhân tố B (Bột nghệ : Bột ớt = 1,0:1,0; 1,5:1,25; 2,0:1,5; 2,5:1,75 %)
Thí nghiệm 2 Chế độ sấy cá tẩm gia vị Nhân tố C (Nhiệt độ sấy = 70, 75, 80, 85 °C)
Nhân tố D (Độ ẩm dừng = 35, 40, 45, 50 %)
Thí nghiệm 3 Bảo quản cá tẩm gia vị Nhân tố E (Nhiệt độ bảo quản = 30÷32 °C, 5÷10 °C, -18÷-20 °C; 6 tuần)
Thí nghiệm 4 Hấp áp suất cá kho nghệ Nhân tố G (Nhiệt độ hấp = 110, 115, 120, 125 °C)
Nhân tố H (Thời gian hấp = 15, 20, 25, 30 phút)
Thí nghiệm 5 Tỷ lệ gia vị phối trộn cá kho nghệ Nhân tố K (Đường thốt nốt : Nước mắm = 5:8, 7:10, 9:12, 11:14 %)
Nhân tố L (Bột nghệ : Muối = 0,5:2,0; 0,75:2,5; 1,0:3,0; 1,25:3,5 %)
Thí nghiệm 6 Bảo quản cá kho nghệ Nhân tố M (Nhiệt độ bảo quản = 30÷32 °C, 5÷10 °C, -18÷-20 °C; 6 tuần)
Thí nghiệm 7 Đánh giá thị hiếu người tiêu dùng Khảo sát 150 người (50% sinh viên AGU, 50% người dân/lao động Long Xuyên)

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 phân tích toàn bộ dữ liệu thực nghiệm qua 29 bảng số liệu và các đồ thị biểu diễn:

  • Xây dựng quy trình cá chạch lấu tẩm gia vị: Tỷ lệ đường thốt nốt : nước tương 7 : 10% kết hợp bột nghệ : bột ớt 1,5 : 1,25% mang lại sự cân bằng cảm quan về màu vàng sáng (giá trị $b$), vị mặn ngọt hài hòa. Chế độ sấy ở 75°C đến độ ẩm dừng 40% (sau khi sấy sơ bộ 60°C trong 30 phút) giúp sản phẩm đạt độ săn chắc, hiệu suất thu hồi tối ưu và giữ màu sắc ổn định. Quá trình bảo quản trong bao bì PA hút chân không cho thấy chỉ số $a_w$, hàm lượng $NH_3$, chỉ số peroxyde và vi sinh vật gây hại (E. coli, Salmonella, nấm men, nấm mốc) đều nằm trong ngưỡng an toàn trong suốt 6 tuần ở cả 3 mức nhiệt độ.
  • Xây dựng quy trình cá chạch lấu kho nghệ: Quá trình hấp áp suất ở nhiệt độ 120°C trong thời gian 20 phút làm mềm xương và thịt cá nhưng không gây nát vỡ cấu trúc, hạn chế tổn thất protein và lipid. Tỷ lệ gia vị ướp tối ưu là đường thốt nốt : nước mắm cá linh 9 : 12% kết hợp bột nghệ : muối 0,75 : 2,5%, đun sôi cùng 500 ml nước dừa trong 30 phút. Chất lượng cảm quan và an toàn vệ sinh thực phẩm của sản phẩm kho đóng gói chân không được duy trì ổn định sau 1,5 tháng.
  • Thị hiếu người tiêu dùng: 150 đối tượng khảo sát ghi nhận tỷ lệ hài lòng cao về màu sắc, mùi vị đặc trưng từ nghệ và sả, độ mềm của cấu trúc và bao bì đóng gói PA.

Chương 5: Kết luận và khuyến nghị

Chương 5 tóm lược các thông số kỹ thuật then chốt đã đạt được cho hai quy trình chế biến, khẳng định tính khả thi của đề tài và đề xuất định hướng áp dụng quy trình công nghệ vào thực tiễn sản xuất.


Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã xác lập các thông số công nghệ chuẩn cho hai quy trình chế biến sản phẩm từ cá chạch lấu:

Công đoạn công nghệ Sản phẩm Cá chạch lấu tẩm gia vị Sản phẩm Cá chạch lấu kho nghệ
Sơ chế & tách nhớt Acid acetic 3%, ngâm 10 phút, fillet bỏ đầu, xương, nội tạng Acid acetic 3%, ngâm 10 phút, cắt khúc bỏ đầu, nội tạng
Tiền xử lý nhiệt Ướp muối 4% (30 phút) $\rightarrow$ Hấp chín sơ bộ 90°C (30 phút) Hấp áp suất ở nhiệt độ 120°C trong thời gian 20 phút
Tỷ lệ phối trộn gia vị Đường thốt nốt: 7%
Nước tương: 10%
Bột nghệ: 1,5%
Bột ớt: 1,25%
(Cùng 5% sả, 1% bột tỏi, 1% bột ngọt; ướp 30 phút)
Đường thốt nốt: 9%
Nước mắm cá linh: 12%
Bột nghệ: 0,75%
Muối: 2,5%
(Cùng 10% sả, 1% bột tỏi, 1% bột ngọt, 1% bột ớt; ướp 10 phút)
Quá trình nhiệt hoàn thiện Sấy sơ bộ 60°C (30 phút) $\rightarrow$ Sấy chín ở 75°C đến độ ẩm dừng 40% Đun sôi cùng 500 ml nước dừa trong niêu đất 30 phút đến khi nước sốt sệt lại
Bao gói & Bảo quản Bao bì PA ghép mí chân không; theo dõi bảo quản ổn định 1,5 tháng (6 tuần) Bao bì PA ghép mí chân không; theo dõi bảo quản ổn định 1,5 tháng (6 tuần)

Đóng góp thực tiễn và học thuật:

  • Cung cấp quy trình công nghệ hoàn chỉnh với các thông số định lượng cụ thể từ khâu xử lý nguyên liệu, phối chế gia vị bản địa (đường thốt nốt An Giang, nước mắm cá linh) đến kỹ thuật gia nhiệt (sấy đối lưu, hấp áp suất).
  • Khẳng định khả năng bảo quản ổn định trong bao bì PA hút chân không trong 1,5 tháng ở cả ba dải nhiệt độ ($30\div32^\circ\text{C}$, $5\div10^\circ\text{C}$, $-18\div-20^\circ\text{C}$) mà không xảy ra hiện tượng ôi thiu lipid quá mức hay nhiễm khuẩn (E. coli, Salmonella).
  • Cung cấp dữ liệu đánh giá cảm quan và mức độ tiếp nhận thị trường từ 150 người tiêu dùng, làm tiền đề cho việc thương mại hóa sản phẩm cá chạch lấu chế biến sẵn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Toàn bộ các quy trình chế biến, thiết bị và thông số kỹ thuật mới chỉ được khảo sát và tối ưu hóa ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ nhỏ), chưa đánh giá sự biến thiên chất lượng ở quy mô bán công nghiệp (pilot) hoặc công nghiệp.
  • Thời gian theo dõi chất lượng bảo quản sản phẩm được giới hạn trong phạm vi 1,5 tháng (6 tuần).
  • Nguồn nguyên liệu cá chạch lấu được thu thập cục bộ trên địa bàn tỉnh An Giang, chưa so sánh biến thiên thành phần dinh dưỡng theo các mùa vụ nuôi hoặc phương thức nuôi khác nhau.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Nâng cấp và chuyển giao quy trình chế biến lên quy mô thử nghiệm pilot và dây chuyền công nghiệp.
  • Mở rộng nghiên cứu các giải pháp công nghệ kéo dài thời hạn bảo quản của sản phẩm vượt mốc 1,5 tháng (nghiên cứu bổ sung chất chống oxy hóa tự nhiên, tiệt trùng retort sau đóng gói).
  • Đa dạng hóa thêm các dòng sản phẩm gia tăng khác từ cá chạch lấu và phụ phẩm cá chạch lấu (như bột đạm, dịch chiết).

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Chế biến Thủy sản trong việc tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm đa nhân tố và quy trình đánh giá các chỉ tiêu hóa lý, cảm quan thực phẩm.
  • Các kỹ sư công nghệ, nhà nghiên cứu phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp chế biến thủy sản đang tìm kiếm công thức phối trộn gia vị và chế độ xử lý nhiệt cho các dòng sản phẩm khô ăn liền và cá kho đóng gói.
  • Các nội dung đáng tham khảo nhất bao gồm: phương pháp xử lý nhớt cá chạch lấu bằng acid acetic 3%, chế độ hấp áp suất 120°C trong 20 phút làm mềm cấu trúc, chế độ sấy 75°C đến độ ẩm dừng 40%, và hệ thống bảng phương pháp phân tích chỉ tiêu vi sinh, peroxide, hoạt độ nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp xử lý tách nhớt cho nguyên liệu cá chạch lấu trong đề tài được tiến hành như thế nào?
Tác giả sử dụng phương pháp ngâm cá chạch lấu trong dung dịch acid acetic (giấm) nồng độ 3% trong thời gian 10 phút, sau đó rửa sạch nhiều lần bằng nước sạch. Phương pháp này giúp đông tụ và loại bỏ triệt để lớp nhớt trên da cá, đồng thời khử mùi tanh nguyên liệu.

2. Các thông số tối ưu cho quy trình chế biến cá chạch lấu tẩm gia vị được xác định là gì?
Thông số tối ưu bao gồm: ướp muối sơ bộ 4% trong 30 phút, hấp sơ bộ 90°C trong 30 phút; phối trộn gia vị với tỷ lệ đường thốt nốt : nước tương là 7 : 10% và bột nghệ : bột ớt là 1,5 : 1,25% (cùng 5% sả, 1% bột tỏi, 1% bột ngọt) trong 30 phút; sấy sơ bộ 60°C trong 30 phút và sấy chín ở 75°C đến độ ẩm dừng 40%.

3. Chế độ hấp áp suất và công thức gia vị nào thích hợp nhất cho sản phẩm cá chạch lấu kho nghệ?
Chế độ hấp áp suất tối ưu là nhiệt độ 120°C trong thời gian 20 phút. Tỷ lệ gia vị phối trộn thích hợp gồm đường thốt nốt : nước mắm cá linh là 9 : 12% và bột nghệ : muối là 0,75 : 2,5% (cùng 10% sả, 1% bột tỏi, 1% bột ngọt, 1% bột ớt), sau đó đun sôi cùng 500 ml nước dừa trong niêu đất trong thời gian 30 phút.

4. Hai sản phẩm được bao gói bằng vật liệu gì và chất lượng bảo quản ra sao?
Cả hai sản phẩm đều được làm nguội và bao gói trong túi Polyamide (PA) bằng phương pháp ghép mí hút chân không. Sau 1,5 tháng (6 tuần) theo dõi ở 3 mức nhiệt độ ($30\div32^\circ\text{C}$, $5\div10^\circ\text{C}$, $-18\div-20^\circ\text{C}$), các chỉ số vi sinh vật (tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm men, nấm mốc, E. coli, Salmonella), hàm lượng $NH_3$, và chỉ số peroxide đều nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo giá trị cảm quan.

5. Khảo sát thị hiếu người tiêu dùng được tiến hành với quy mô và đối tượng nào?
Khảo sát được thực hiện trên mẫu $N = 150$ người thông qua bảng câu hỏi phỏng vấn ngẫu nhiên, bao gồm 50% sinh viên Trường Đại học An Giang và 50% là cán bộ, học sinh, sinh viên, người lao động, tiểu thương tại thành phố Long Xuyên. Kết quả ghi nhận đa số người tiêu dùng đánh giá cao về màu sắc, mùi vị, cấu trúc và sẵn sàng đón nhận sản phẩm khi lưu thông trên thị trường.


Kết luận

Khóa luận đã nghiên cứu thành công quy trình công nghệ chế biến và bảo quản ở quy mô phòng thí nghiệm cho hai dòng sản phẩm mới từ cá chạch lấu nuôi tại An Giang là cá tẩm gia vị và cá kho nghệ. Các thông số công nghệ về tỷ lệ gia vị phối trộn, chế độ sấy đối lưu 75°C (ẩm dừng 40%) và hấp áp suất 120°C (20 phút) đã được tối ưu hóa, đảm bảo sản phẩm có giá trị cảm quan cao và ổn định chất lượng trong bao bì PA hút chân không suốt 1,5 tháng. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực nghiệm quan trọng, góp phần đa dạng hóa sản phẩm chế biến sẵn và nâng cao giá trị thương phẩm cho ngành nuôi cá chạch lấu tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long.