Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự thay đổi trong nhịp sống hiện đại tại Việt Nam thúc đẩy nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm thực phẩm tiện lợi, chế biến nhanh, trong đó lạp xưởng là mặt hàng quen thuộc. Tuy nhiên, phần lớn các sản phẩm lạp xưởng thương mại truyền thống đều sử dụng nguồn nguyên liệu chính từ thịt heo. Việc tiêu thụ quá nhiều thịt đỏ và mỡ động vật trên cạn tiềm ẩn nguy cơ đối với sức khỏe con người, đặc biệt là các bệnh lý tim mạch, béo phì, cao huyết áp và đột quỵ. Trước thực tế đó, xu hướng thay thế một phần đạm động vật trên cạn bằng nguồn protein thủy hải sản đang trở thành định hướng phát triển thực phẩm giàu dinh dưỡng và an toàn hơn cho người tiêu dùng.

Cá ngừ nhỏ, đặc biệt là cá ngừ vằn (Katsuwonus pelamis), là nguồn lợi hải sản dồi dào tại bờ biển miền Trung Việt Nam với trữ lượng ước tính khoảng 406.000 tấn và công suất khai thác cho phép từ 165.000 tấn. Thịt cá ngừ chứa hàm lượng protein cao (trên 20%), giàu các acid amin thiết yếu, vitamin A, D, khoáng chất vi lượng (sắt, đồng, kẽm, selen) và acid béo không bão hòa đa (DHA, EPA), đồng thời sở hữu các đặc tính công nghệ thuận lợi như khả năng giữ nước, giữ dầu và tạo nhũ tốt. Bên cạnh đó, cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) là loài thủy sản nước ngọt chủ lực của vùng Đồng bằng sông Cửu Long, có hàm lượng chất béo chưa bão hòa cao, giàu omega 3, 6, 9 và không chứa cholesterol trong mỡ cá. Việc kết hợp cá ngừ và cá tra giúp tận dụng ưu thế cấu trúc của thịt cá ngừ và vị béo tự nhiên của cá tra để thay thế một phần thịt heo và mỡ heo trong sản phẩm chế biến.

Tuy nhiên, cá nguyên liệu phục vụ công nghiệp chế biến thường được bảo quản và vận chuyển ở trạng thái cấp đông. Quá trình rã đông đóng vai trò quyết định đối với chất lượng công nghệ của cơ thịt cá trước khi phối trộn: nếu rã đông không đúng kỹ thuật, sự phá hủy cấu trúc tế bào sẽ dẫn đến hao hụt dịch bào, giảm độ đàn hồi, biến đổi màu sắc và làm giảm hiệu suất thu hồi thịt fillet. Để giải quyết các vấn đề kỹ thuật này, đề tài "Xác định điều kiện rã đông và tỉ lệ phối trộn nguyên liệu cá ngừ và cá tra trong quy trình sản xuất lạp xưởng cá" được thực hiện.

Mục đích của nghiên cứu là xác định được điều kiện rã đông cá ngừ và cá tra thích hợp, đồng thời tìm ra công thức phối trộn thịt cá ngừ với cá tra để bước đầu xây dựng quy trình sản xuất lạp xưởng cá trong điều kiện phòng thí nghiệm, làm tiền đề hướng tới quy mô sản xuất cao hơn.

Nhiệm vụ nghiên cứu được cụ thể hóa qua 7 yêu cầu kỹ thuật:

  1. Xác định điều kiện rã đông cá ngừ và cá tra thích hợp phục vụ quy trình sản xuất.
  2. Phân tích, đánh giá chất lượng các nguồn nguyên liệu sản xuất lạp xưởng cá.
  3. Xây dựng tỉ lệ phối trộn cá ngừ và cá tra trong hỗn hợp nguyên liệu chính.
  4. Xác định tỉ lệ gia vị (muối và đường) phù hợp cho sản phẩm.
  5. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia tinh bột biến tính bổ sung đến chất lượng sản phẩm.
  6. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng và thời gian bảo quản của lạp xưởng cá.
  7. Xác định, phân tích, đánh giá chất lượng sản phẩm lạp xưởng cá, đề xuất công thức hoàn chỉnh và hoạch toán sơ bộ giá thành sản phẩm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Thịt cá ngừ vằn đông lạnh (thu nhận từ Viện Nghiên cứu Hải sản Hải Phòng); thịt cá tra đông lạnh, thịt lợn nạc, mỡ khổ lợn, vỏ collagen (mua tại Công ty TNHH Aeon Việt Nam – chi nhánh Long Biên); các gia vị gồm đường, muối, mì chính, hạt tiêu, rượu mai quế lộ (mua tại hệ thống T-mart); phụ gia thực phẩm gồm natri nitrite và tinh bột biến tính E1412 Phosphated Starch (cung cấp bởi Phụ gia thực phẩm Việt Mỹ CMC).
  • Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ chế biến, Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai từ tháng 12/2021 đến tháng 06/2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên cơ sở khoa học về công nghệ chế biến sản phẩm thịt nhũ hóa và sấy khô, lý thuyết về các biến đổi sinh hóa - vật lý của thủy sản sau khi chết và trong quá trình rã đông. Sau khi cá chết, mô cơ trải qua bốn giai đoạn: tiết nhớt, tê cứng, chín tới và thối rữa dưới tác động của hệ enzyme nội tại và vi sinh vật. Quá trình rã đông là quá trình nghịch đảo của cấp đông, đưa tinh thể đá trong gian bào và tế bào trở lại trạng thái lỏng; nếu vận tốc tan giá không phù hợp hoặc nhiệt độ môi trường vượt quá ngưỡng an toàn (trên 20°C gây tổn thương cấu trúc, trên 30°C gây biến tính nhiệt và bở thịt), dịch bào thoát ra ngoài mang theo protein hòa tan và khoáng chất, làm giảm hiệu suất chế biến. Về mặt phụ gia, nghiên cứu căn cứ vào Thông tư 24/2019/TT-BYT của Bộ Y tế về quản lý phụ gia thực phẩm, trong đó khống chế giới hạn natri nitrite ($NaNO_2$, INS 250) tối đa là 80 mg/kg nhằm đảm bảo an toàn, đồng thời khai thác cơ chế tạo màu đỏ hồng bền vững ($nitro\text{-}oxit\ myoglobin$) và ức chế vi khuẩn kỵ khí. Tinh bột bắp biến tính E1412 (Phosphated Starch) được sử dụng để gia cố liên kết ngang, nâng cao khả năng giữ nước, tạo độ giòn dai tự nhiên thay thế hàn the.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết kế theo quy trình công nghệ chế biến lạp xưởng cá dự kiến:

Bước quy trình Thông số kỹ thuật và thao tác thực hiện
Sơ chế cá Cá ngừ và cá tra đông lạnh được rã đông đến nhiệt độ tâm cá đạt -2°C đến -1°C, rửa sạch, fillet lọc thịt và xay thô.
Sơ chế thịt, mỡ heo Thịt nạc lọc bỏ gân mỡ, xay kích thước 2 - 3 mm. Mỡ lợn rửa nước ấm 50 - 60°C, thái hạt lựu 6x6 mm, chần sơ, ướp đường 3% và sấy ở 50°C trong 1 giờ.
Phối trộn và ướp Phối trộn hỗn hợp cá ngừ, cá tra, thịt nạc, mỡ hạt lựu cùng gia vị và phụ gia theo tỉ lệ thí nghiệm.
Nhồi và định hình Nhồi hỗn hợp vào vỏ collagen, buộc thắt định lượng đoạn dài 12 cm, châm lỗ thoát khí và thoát ẩm trên thân lạp xưởng.
Rửa và sấy Rửa bề mặt bằng nước nóng 60 - 70°C hoặc rượu để loại mỡ bám dính; đưa vào tủ sấy ở nhiệt độ khảo sát đến độ ẩm đích 25%.
Bao gói và bảo quản Để nguội, đóng gói hút chân không trong bao bì màng PE, bảo quản lạnh ở nhiệt độ 2 - 5°C.

Thiết kế thí nghiệm đơn yếu tố được triển khai qua 5 nội dung chính:

  • Thí nghiệm 1: Xác định điều kiện rã đông thích hợp cho cá ngừ và cá tra ở 3 chế độ nhiệt độ không khí tĩnh: 4 - 6°C (ngăn mát tủ lạnh), 10 - 15°C và 20 - 25°C (nhiệt độ phòng). Theo dõi biến thiên nhiệt độ tâm cá, hiệu suất fillet (%), độ cứng cơ thịt (N) và độ sáng bề mặt ($L^*$).
  • Thí nghiệm 2: Khảo sát tỉ lệ phối trộn giữa cá ngừ và cá tra (20/40, 25/35, 30/30, 35/25, 40/20 tính theo % khối lượng) trên nền tỉ lệ cố định: tổng thịt cá chiếm 60%, thịt lợn nạc chiếm 25%, mỡ lợn chiếm 15%. Gia vị cố định gồm đường 4,0%, muối 1,0%, mì chính 0,75%, tiêu hạt 0,5%, rượu mai quế lộ 3,0%, natri nitrite 80 mg/kg, tinh bột biến tính 5,0%, bột điều 0,75%.
  • Thí nghiệm 3: Khảo sát tỉ lệ gia vị đường và muối theo 4 công thức: CT6 (đường 2,0% - muối 0,5%), CT7 (đường 4,0% - muối 1,0%), CT8 (đường 6,0% - muối 1,5%), CT9 (đường 8,0% - muối 2,0%).
  • Thí nghiệm 4: Khảo sát tỉ lệ tinh bột biến tính E1412 bổ sung ở 5 mức: 0% (đối chứng), 2,5%, 5,0%, 7,5% và 10,0%.
  • Thí nghiệm 5: Khảo sát nhiệt độ sấy ở các mức 50°C, 55°C, 60°C và 65°C đến khi lạp xưởng đạt độ ẩm khoảng 25%.

Phương pháp phân tích chỉ tiêu được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc gia:

  • Thành phần cơ lý của cá xác định theo phương pháp của Gayanova và Samuilov (2006).
  • Đo độ cứng bằng máy đo cấu trúc Mark 10 M5-500 (sử dụng đầu đo hình trụ đường kính 10 mm, tốc độ di chuyển 50 mm/phút, độ đâm sâu 10 mm, hiển thị đơn vị Newton).
  • Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi ở 105 ± 2°C theo TCVN 8135:2009.
  • Hàm lượng lipid tổng số xác định bằng phương pháp chiết Soxhlet/ngâm chiết dung môi n-hexane trong 4 ngày, sấy khô bã lọc ở 105 ± 2°C đến khối lượng không đổi.
  • Hàm lượng protein tổng số ($N_{ts}$) xác định bằng phương pháp Kjeldahl theo TCVN 8134:2009: vô cơ hóa mẫu bằng $H_2SO_4$ đậm đặc có xúc tác $HClO_4$, cất đạm giải phóng $NH_3$ bằng dung dịch $NaOH$ 30% vào bình hứng chứa acid boric cùng chỉ thị Tashiro, chuẩn độ bằng dung dịch $H_2SO_4$ 0,1N; tính protein với hệ số chuyển đổi nitrogen $F = 6,25$.
  • Kiểm nghiệm vi sinh vật: Định lượng vi khuẩn Coliform theo TCVN 6848:2007 (sử dụng môi trường thạch VRBL, ủ ở 30°C trong 24 ± 2 giờ); tổng số vi sinh vật hiếu khí theo TCVN 9977:2013 (sử dụng môi trường thạch PCA, ủ ở 35 ± 1°C trong 48 ± 2 giờ).
  • Đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm chất lượng theo TCVN 3215-79 trên thang điểm 0 - 5 với 4 chỉ tiêu: màu sắc (hệ số trọng lượng 1,0), mùi (hệ số trọng lượng 1,0), vị (hệ số trọng lượng 1,2), trạng thái cấu trúc (hệ số trọng lượng 0,8). Hội đồng cảm quan gồm 15 thành viên đã qua huấn luyện.
  • Xử lý số liệu: Dữ liệu được tính toán trung bình và độ lệch chuẩn bằng Microsoft Excel 2016, phân tích phương sai ANOVA một nhân tố bằng phần mềm Minitab 16 ở mức ý nghĩa $\alpha = 0,05$.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1. Đặt vấn đề

Phần này trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu thực phẩm tiện ích trong các gia đình Việt Nam hiện đại, phân tích nguy cơ sức khỏe khi lạm dụng thịt đỏ và thịt lợn truyền thống trong lạp xưởng. Tác giả luận giải việc lựa chọn cá ngừ vằn (nguồn lợi lớn tại miền Trung, hàm lượng protein > 20%, khả năng nhũ hóa tốt) và cá tra (giàu lipid không no, omega 3, 6, 9) làm nguyên liệu thay thế thịt lợn. Phần 1 cũng xác định mục đích nghiên cứu, 7 yêu cầu cụ thể cần giải quyết để bước đầu làm chủ quy trình công nghệ chế biến lạp xưởng cá ở quy mô phòng thí nghiệm.

Phần 2. Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp các cơ sở lý luận và dữ liệu thực tiễn gồm ba nhóm nội dung:

  • Tổng quan về sản phẩm lạp xưởng: Khái niệm, lịch sử xuất hiện từ năm 589 trước Công nguyên tại Trung Quốc, phân loại lạp xưởng (tươi, khô; thịt, gan), giá trị dinh dưỡng trong 100g lạp xưởng theo Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam (năng lượng 585 kcal, nước 18,8g, protein 20,8g, lipid 55g). Phân tích thị trường cho thấy Việt Nam tiêu thụ 5,4 triệu tấn thịt/năm; VISSAN hiện chiếm 70% thị phần lạp xưởng nội địa với tỷ suất lợi nhuận các mặt hàng chế biến khô trên 20%; giá bán dao động từ 160.000 - 280.000 đồng/kg ở phân khúc phổ thông đến 320.000 - 340.000 đồng/kg ở phân khúc cao cấp.
  • Giới thiệu nguyên liệu: Phân tích đặc điểm sinh học và thành phần hóa học của cá ngừ vằn (Katsuwonus pelamis: protein 24,13%, lipid 0,41%, nước 73,28%, tro 1,43%, giàu acid amin thiết yếu chiếm 49 - 52% tổng lượng acid amin, giàu DHA, EPA, selen 50 µg/100g, sắt 240 mg/100g); cá tra (Pangasianodon hypophthalmus: protein 16 - 21%, lipid 0,2 - 25%, tổng omega 3, 6, 9 trong mỡ cá đạt 37,768% qua chiết dung môi); thành phần mô và acid béo của thịt lợn và mỡ lợn (acid oleic chiếm 43,9%, palmitic 26,0%, stearic 13,6%). Trình bày 4 giai đoạn biến đổi của cá sau chết (tiết nhớt, tê cứng, chín tới, thối rữa), vai trò của vỏ bọc collagen nhân tạo, các loại gia vị (muối, đường, bột ngọt, hạt tiêu, rượu mai quế lộ 40 - 45°) và phụ gia ($NaNO_2$ theo giới hạn 80 mg/kg của Thông tư 24/2019/TT-BYT, tinh bột bắp biến tính E1412 Phosphated Starch).
  • Quá trình rã đông: Khái niệm rã đông, cơ chế dẫn nhiệt từ bề mặt vào tâm, các phương pháp rã đông (không khí tĩnh ở 4 - 6°C, 10 - 15°C, 20 - 25°C; rã đông trong dung dịch NaCl 4%), các biến đổi vật lý, hóa sinh, vi sinh và mô học; nêu rõ 3 yêu cầu kỹ thuật: tổn thất dịch bào ít nhất, tổn thất khối lượng ít nhất và thời gian rã đông ngắn nhất.

Phần 3. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 trình bày chi tiết về xuất xứ nguồn nguyên liệu (cá ngừ vằn từ Hải Phòng, cá tra và thịt heo từ Aeon Long Biên), danh mục hóa chất phân tích ($NaOH$, $H_2SO_4$, $HClO_4$, n-hexane, cồn 90°), trang thiết bị thí nghiệm (bộ cất đạm Kjeldahl Nhật Bản, máy đo độ cứng Mark 10 M5-500, máy đồng hóa mẫu, tủ sấy, máy hút chân không). Mô tả sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất dự kiến và thuyết minh từng công đoạn. Chi tiết hóa bố trí 5 thí nghiệm đơn yếu tố (rã đông, tỉ lệ cá ngừ/cá tra, tỉ lệ đường/muối, tỉ lệ tinh bột biến tính, nhiệt độ sấy) với quy mô 200g mẫu/công thức. Trình bày chi tiết nguyên tắc và quy trình các phương pháp phân tích cơ lý (Gayanova và Samuilov, 2006; máy Mark 10), hóa học (độ ẩm TCVN 8135:2009, lipid bằng n-hexane, protein Kjeldahl TCVN 8134:2009), vi sinh vật (Coliform TCVN 6848:2007, vi sinh vật hiếu khí TCVN 9977:2013), thang điểm cảm quan 0 - 5 theo TCVN 3215-79 và phương pháp xử lý thống kê bằng phần mềm Minitab 16.

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 4 công bố và phân tích các số liệu thực nghiệm:

  • Kết quả xác định điều kiện rã đông thích hợp: Cá ngừ và cá tra có khối lượng 1,5 - 2,8 kg, nhiệt độ ban đầu -10,9°C đến -10,2°C được rã đông đến nhiệt độ tâm đạt -2°C đến -1°C. Thời gian rã đông tại 4 - 6°C dài nhất (21 giờ với cá ngừ, 9 giờ với cá tra); tại 10 - 15°C mất 9 giờ (cá ngừ) và 3 giờ (cá tra); tại 20 - 25°C diễn ra nhanh nhất với 6 giờ (cá ngừ) và 1,5 giờ (cá tra).
  • Hiệu suất fillet, độ cứng và màu sắc sau rã đông: Chế độ 4 - 6°C cho hiệu suất fillet cao nhất (cá ngừ đạt 52,13%, cá tra đạt 58,82%), độ cứng cơ thịt cao nhất (18,00 N ở cá ngừ và 17,42 N ở cá tra) và độ sáng $L^$ cao nhất (34,45 ở cá ngừ và 54,24 ở cá tra). Nhiệt độ rã đông càng cao (20 - 25°C) làm tinh thể đá tan quá nhanh, phá vỡ tế bào, làm dịch bào thất thoát nhiều dẫn đến hiệu suất fillet giảm (50,57% ở cá ngừ, 50,72% ở cá tra), độ cứng giảm mạnh (còn 8,72 N và 6,42 N) và thịt cá bị tối màu ($L^$ còn 28,00 và 33,51). Tác giả lựa chọn điều kiện rã đông ở 4 - 6°C là tối ưu.
  • Các nội dung tiếp theo theo cấu trúc chương trình nghiên cứu: Trình bày kết quả khảo sát thành phần cơ lý, thành phần hóa học của nguyên liệu; phân tích cảm quan, hàm lượng protein, lipid và màu sắc khi thay đổi tỉ lệ phối trộn cá ngừ/cá tra (CT1 - CT5); đánh giá cảm quan khi thay đổi tỉ lệ muối - đường (CT6 - CT9); đánh giá cảm quan và độ cứng khi bổ sung tinh bột biến tính (CT10 - CT14); đánh giá cảm quan ở các mức nhiệt độ sấy (CT15 - CT18); hoàn thiện công thức chế biến lạp xưởng cá, kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật trong bảo quản và lập bảng hoạch toán sơ bộ chi phí nguyên liệu cho 1000g thành phẩm.

Phần 5. Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các thông số kỹ thuật tối ưu đã xác lập từ thực nghiệm, khẳng định khả năng sản xuất lạp xưởng từ cá ngừ và cá tra ở quy mô phòng thí nghiệm, đề xuất các định hướng nghiên cứu tiếp theo nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ trên thiết bị bán công nghiệp.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã cung cấp hệ thống số liệu thực nghiệm đầy đủ về ảnh hưởng của nhiệt độ rã đông đến các biến đổi vật lý và công nghệ của cá ngừ vằn và cá tra:

Chỉ tiêu theo dõi Nguyên liệu Nhiệt độ rã đông 4 – 6°C Nhiệt độ rã đông 10 – 15°C Nhiệt độ rã đông 20 – 25°C
Thời gian rã đông (giờ) Cá ngừ 21,0 9,0 6,0
Cá tra 9,0 3,0 1,5
Hiệu suất fillet (%) Cá ngừ $52,13^{\text{ab}} \pm 0,63$ $52,70^{\text{a}} \pm 0,75$ $50,57^{\text{b}} \pm 1,11$
Cá tra $58,82^{\text{a}} \pm 0,81$ $52,68^{\text{b}} \pm 0,65$ $50,72^{\text{b}} \pm 0,62$
Độ cứng cơ thịt (N) Cá ngừ $18,00^{\text{a}} \pm 0,61$ $14,39^{\text{b}} \pm 0,49$ $8,72^{\text{c}} \pm 0,51$
Cá tra $17,42^{\text{a}} \pm 0,38$ $10,75^{\text{b}} \pm 0,52$ $6,42^{\text{c}} \pm 0,49$
Độ sáng bề mặt ($L^*$) Cá ngừ $34,45^{\text{a}} \pm 1,23$ $32,13^{\text{a}} \pm 2,65$ $28,00^{\text{b}} \pm 2,67$
Cá tra $54,24^{\text{a}} \pm 2,59$ $41,06^{\text{b}} \pm 2,90$ $33,51^{\text{c}} \pm 3,03$

(Ghi chú: Trong cùng một chỉ tiêu và đối tượng, các giá trị có chữ cái chỉ số mũ khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức $\alpha = 0,05$).

Các giải pháp và kiến nghị công nghệ tác giả đề xuất:

  • Lựa chọn điều kiện rã đông trong không khí tĩnh ở 4 - 6°C: Mặc dù thời gian rã đông kéo dài (21 giờ với cá ngừ và 9 giờ với cá tra), điều kiện này giúp hạn chế tối đa sự phá vỡ cấu trúc mô bào, giảm thiểu thất thoát dịch bào, duy trì độ đàn hồi của cơ thịt (độ cứng đạt 18,00 N và 17,42 N), bảo toàn màu sắc tươi sáng của thịt fillet phục vụ cho các công đoạn nhồi và sấy tiếp theo.
  • Khống chế nhiệt độ sấy sản phẩm không vượt quá 65°C: Do mỡ lợn có nhiệt độ nóng chảy thấp (dưới 102°C), việc sấy ở nhiệt độ quá cao sẽ làm mỡ chảy lỏng, thoát ra ngoài làm bít tắc các lỗ châm khí trên màng collagen, ngăn cản sự thoát ẩm, khiến sản phẩm bị bọng hơi và kéo dài thời gian sấy.
  • Bổ sung tinh bột bắp biến tính E1412 và muối natri nitrite (80 mg/kg): Giải pháp này giúp ổn định hệ nhũ tương thịt cá - mỡ lợn, cải thiện độ giòn dai cho sản phẩm thay thế hàn the, đồng thời tạo phức màu $nitro\text{-}oxit\ myoglobin$ đỏ hồng đặc trưng và ức chế vi sinh vật gây hư hỏng.

Về đóng góp học thuật và công nghệ, khóa luận đã bước đầu xây dựng quy trình công nghệ chế biến lạp xưởng mới sử dụng kết hợp hai loài thủy sản có giá trị kinh tế tại Việt Nam (cá ngừ vằn và cá tra) nhằm thay thế một phần nguyên liệu thịt lợn truyền thống. Tác giả đã cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm có độ tin cậy về động học rã đông và các chỉ tiêu cơ lý của nguyên liệu cá đông lạnh, đặt nền móng cho việc đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ cá ngừ nhỏ và cá tra trên thị trường nội địa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận còn một số hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu thực nghiệm:

  • Nghiên cứu mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm với khối lượng phối trộn nhỏ (200g sản phẩm cho mỗi công thức thực nghiệm), chưa đánh giá được các yếu tố truyền nhiệt, tổn thất khối lượng và biến thiên độ ẩm khi sản xuất ở quy mô mẻ lớn.
  • Bố trí thí nghiệm thực hiện theo phương pháp đơn yếu tố tuần tự, chưa khảo sát được các hiệu ứng tương tác đồng thời giữa tỉ lệ cá ngừ/cá tra với hàm lượng tinh bột biến tính và nhiệt độ sấy bằng các mô hình quy hoạch thực nghiệm đa mục tiêu.
  • Đánh giá thời hạn bảo quản và độ an toàn vi sinh mới chỉ dừng lại ở các chỉ tiêu cơ bản (Coliform, tổng số vi sinh vật hiếu khí) trong điều kiện bảo quản mát (2 - 5°C), chưa theo dõi sự biến đổi oxy hóa lipid chuyên sâu (như chỉ số peroxide, chỉ số TBA) của mỡ cá trong thời gian lưu trữ dài ngày.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Hoàn thiện và nâng cấp quy trình công nghệ sản xuất lạp xưởng cá ngừ - cá tra ở quy mô pilot hoặc bán công nghiệp để kiểm chứng các thông số thiết bị và hiệu quả kinh tế thực tế.
  • Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm (như phương pháp bề mặt đáp ứng - RSM) để tối ưu hóa đồng thời các yếu tố công nghệ (tỉ lệ nguyên liệu, hàm lượng phụ gia, chế độ sấy).
  • Nghiên cứu bổ sung các chất chống oxy hóa tự nhiên nhằm bảo vệ nguồn acid béo không no omega 3, 6, 9 trong mỡ cá tra, đồng thời thử nghiệm các dạng bao bì cải tiến (bao gói khí điều chỉnh MAP, màng bọc hoạt tính) để kéo dài thời hạn bảo quản ở nhiệt độ thường.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên môn phù hợp cho sinh viên, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Công nghệ thực phẩm, Công nghệ chế biến thủy sản và Đảm bảo chất lượng thực phẩm. Tài liệu cung cấp quy trình phân tích bài bản từ khâu nguyên liệu thô đến thành phẩm, áp dụng chính xác các Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) về hóa lý và vi sinh.

Đối với các kỹ sư nghiên cứu và phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp chế biến thịt và thủy hải sản, các phần sau có giá trị thực tiễn cao:

  • Dữ liệu thực nghiệm về động học rã đông, thời gian đạt nhiệt độ fillet (-2°C đến -1°C) và ảnh hưởng của nhiệt độ rã đông đến độ cứng, độ sáng $L^*$ và hiệu suất thu hồi thịt cá ngừ vằn và cá tra.
  • Quy trình kiểm soát nhiệt độ sấy (≤ 65°C) và kỹ thuật xử lý mỡ hạt lựu (chần nước ấm 50 - 60°C, ướp 3% đường, sấy 50°C trong 1 giờ) nhằm chống hiện tượng rỉ mỡ và bít tắc màng collagen.
  • Khung tỷ lệ phối trộn cố định nền nguyên liệu thịt - cá (60% cá, 25% thịt lợn, 15% mỡ lợn) và công thức gia vị, phụ gia chuẩn hóa theo Thông tư 24/2019/TT-BYT.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chế độ rã đông ở nhiệt độ 4 - 6°C được lựa chọn dù thời gian kéo dài nhất (21 giờ với cá ngừ và 9 giờ với cá tra)?
Mặc dù mất nhiều thời gian nhất, điều kiện rã đông ở 4 - 6°C làm tan các tinh thể đá một cách chậm rãi, tạo điều kiện cho tế bào tái hấp thu nước gian bào, giảm thiểu tối đa hiện tượng rách vỡ màng tế bào và tổn thất dịch bào. Kết quả thực nghiệm chứng minh ở 4 - 6°C, hiệu suất fillet đạt cao nhất (52,13% ở cá ngừ và 58,82% ở cá tra), cơ thịt giữ được độ cứng chắc tốt nhất (18,00 N và 17,42 N) và giá trị độ sáng $L^*$ cao nhất (34,45 và 54,24). Ngược lại, rã đông ở nhiệt độ phòng (20 - 25°C) làm tan đá quá nhanh khiến dịch bào thất thoát lớn, thịt cá mềm nhão (độ cứng chỉ còn 8,72 N và 6,42 N) và sẫm màu.

2. Tỉ lệ phối trộn tổng thể giữa các nhóm nguyên liệu thịt và mỡ trong nghiên cứu được cố định như thế nào?
Trong các thí nghiệm khảo sát tỉ lệ nguyên liệu chính, tác giả cố định tỉ lệ khối lượng giữa tổng thịt cá – thịt lợn nạc – mỡ lợn là 60 – 25 – 15 (tính trên 100% khối lượng hỗn hợp thịt mỡ). Trong đó, phần 60% thịt cá là biến số thí nghiệm được khảo sát với 5 công thức phối trộn tỉ lệ cá ngừ/cá tra lần lượt là: 20/40, 25/35, 30/30, 35/25 và 40/20.

3. Vì sao nhiệt độ sấy lạp xưởng cá được khuyến cáo không vượt quá 65°C?
Nhiệt độ sấy lạp xưởng cá phải khống chế ở mức ≤ 65°C vì trong công thức có mỡ lợn thái hạt lựu. Mỡ lợn có nhiệt độ nóng chảy thấp (dưới 102°C); nếu sấy ở nhiệt độ quá cao, mỡ sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng và rỉ ra ngoài. Mỡ lỏng chảy ra sẽ bít kín các lỗ thoát ẩm nhỏ đã được châm trên màng bọc collagen, ngăn cản sự bay hơi nước của khối nhân bên trong, làm cho lạp xưởng lâu khô và dẫn đến hiện tượng sản phẩm bị bọng hơi.

4. Phụ gia natri nitrite và tinh bột biến tính E1412 được sử dụng với liều lượng và mục đích gì trong công thức lạp xưởng cá?
Muối natri nitrite ($NaNO_2$) được sử dụng ở hàm lượng 80 mg/kg (tuân thủ giới hạn tối đa theo Thông tư 24/2019/TT-BYT) với mục đích kết hợp với myoglobin trong cơ thịt để tạo phức chất $nitro\text{-}oxit\ myoglobin$ có màu đỏ hồng đặc trưng, cố định màu sắc sau sấy và ức chế vi sinh vật gây hư hỏng. Tinh bột bắp biến tính E1412 (Phosphated Starch) được bổ sung nhằm tăng cường liên kết ngang trong cấu trúc gel protein - tinh bột, giúp tăng độ giòn dai cho khối sản phẩm thay thế hàn the, cải thiện khả năng liên kết nước và độ ổn định của hệ nhũ tương lạp xưởng.

5. Những Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) nào đã được tác giả áp dụng để kiểm nghiệm các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm?
Tác giả đã áp dụng hệ thống gồm 5 Tiêu chuẩn Việt Nam chính:

  • TCVN 8135:2009 để xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi ở 105 ± 2°C.
  • TCVN 8134:2009 để định lượng protein tổng số theo phương pháp chuẩn độ Kjeldahl.
  • TCVN 6848:2007 để định lượng vi khuẩn Coliform trên môi trường thạch VRBL ở 30°C trong 24 giờ.
  • TCVN 9977:2013 để xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí trên môi trường thạch PCA ở 35°C trong 48 giờ.
  • TCVN 3215-79 để đánh giá chất lượng cảm quan theo phương pháp cho điểm chất lượng (thang điểm 0 - 5) với 15 thành viên hội đồng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Văn Tuấn đã xác lập được các thông số kỹ thuật then chốt trong quy trình sơ chế và chế biến lạp xưởng phối trộn từ nguồn nguyên liệu cá ngừ vằn và cá tra ở quy mô phòng thí nghiệm. Kết quả thực nghiệm đã khẳng định chế độ rã đông trong không khí tĩnh ở 4 - 6°C là điều kiện tối ưu để duy trì cấu trúc cơ thịt, giảm thiểu hao hụt dịch bào và đảm bảo hiệu suất thu hồi thịt fillet cao nhất cho cả hai loài cá. Đề tài mở ra tiềm năng ứng dụng nguồn nguyên liệu thủy sản giàu dinh dưỡng để thay thế một phần thịt đỏ truyền thống, tạo tiền đề kỹ thuật quan trọng cho các nghiên cứu tối ưu hóa quy trình sản xuất lạp xưởng cá ở quy mô công nghiệp.