Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm hiện đại, các sản phẩm thịt chế biến sẵn như xúc xích đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dinh dưỡng tiện lợi cho người tiêu dùng. Cùng với sự phát triển của công nghệ thực phẩm, nhu cầu sử dụng vỏ bọc xúc xích có nguồn gốc tự nhiên ngày càng gia tăng nhờ ưu điểm vượt trội về độ dai, khả năng giữ trọn vẹn hương vị truyền thống và độ an toàn so với các loại màng nhân tạo (như collagen, cellulose hay màng tổng hợp). Trong các nguồn nguyên liệu tự nhiên, ruột cừu được đánh giá cao về mặt chất lượng cảm quan và cấu trúc sản phẩm.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Bùi Thị Thu Thủy (chuyên ngành Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên) được thực hiện dựa trên quá trình thực tập và khảo sát thực tế tại Công ty Nissho Trading Co., Ltd (tỉnh Shizuoka, Nhật Bản) – một doanh nghiệp chuyên nhập khẩu, sơ chế và gia công các loại vỏ xúc xích tự nhiên phục vụ thị trường Nhật Bản và quốc tế.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu tổng quát:
    • Tìm hiểu toàn diện quy trình công nghệ sản xuất và làm sạch vỏ xúc xích từ nguyên liệu ruột cừu ở quy mô công nghiệp tại nhà máy Nissho Trading Co., Ltd.
    • Nghiên cứu các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm vỏ xúc xích trong dây chuyền chế biến.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Khảo sát chi tiết từng công đoạn trong quy trình sản xuất vỏ xúc xích từ ruột cừu tự nhiên.
    • Khảo sát hệ thống máy móc, thiết bị chuyên dụng phục vụ dây chuyền gia công và kiểm soát chất lượng.
    • Phân tích các mối nguy và yếu tố môi trường (nhiệt độ, thời gian, thao tác) tác động đến chất lượng bán thành phẩm và thành phẩm.
    • Tìm hiểu quy trình thu gom, xử lý phụ phẩm và phế thải ruột cừu phát sinh từ quá trình sản xuất.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ sản xuất, làm sạch, phân loại và đóng gói vỏ xúc xích từ ruột cừu tự nhiên.
  • Địa điểm thực hiện: Nhà máy Công ty Nissho Trading Co., Ltd tại Shizuoka, Nhật Bản.
  • Thời gian nghiên cứu: Từ ngày 10/01/2019 đến ngày 25/12/2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý luận dựa trên các tài liệu kỹ thuật, tiêu chuẩn ngành chế biến thực phẩm và quy định an toàn vệ sinh thực phẩm hiện hành tại Nhật Bản:

  • Khung pháp lý và tiêu chuẩn quản lý: Áp dụng hệ thống quản lý an toàn thực phẩm dựa trên Điều khoản 20 Mục 1 của Luật Quản lý An toàn Thực phẩm Nhật Bản; các nguyên tắc kiểm soát mối nguy theo tiêu chuẩn HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points), GMP (Good Manufacturing Practice), GHP/SSOP (Sanitation Standard Operating Procedures), CAS; cùng các quy định từ Hiệp hội Vỏ xúc xích Tự nhiên Quốc tế (INSCA) và Hiệp hội Vỏ xúc xích Tự nhiên Nhật Bản (JNSCA).
  • Lý thuyết về mối nguy thực phẩm: Phân tích ba nhóm mối nguy chính trong dây chuyền chế biến ruột động vật bao gồm mối nguy sinh học (vi sinh vật gây bệnh, vi khuẩn lây nhiễm từ môi trường và người thao tác), mối nguy hóa học (tồn dư phụ gia, chất tẩy rửa/bảo quản như rinsan, sodabai, gua), và mối nguy vật lý (dị vật kim loại, đất cát, lông cừu, mỡ thừa bám dính).
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp điều tra thực tế: Quan sát trực tiếp dây chuyền, phỏng vấn cán bộ kỹ thuật, quản lý phân xưởng và trực tiếp tham gia thao tác các công đoạn làm sạch, tuôn ruột.
    • Phương pháp mô tả: Mô tả định tính và định lượng trạng thái nguyên liệu từ khâu tiếp nhận kho lạnh, qua các bể ngâm rửa, định hình, kiểm tra dị vật đến khâu đóng gói thành phẩm.
    • Phương pháp thu thập thông tin: Khai thác dữ liệu nội bộ của nhà máy, thông số vận hành thiết bị, quy định nội bộ và tài liệu chuyên ngành công nghệ chế biến thịt.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh công nghiệp thực phẩm tiện lợi phát triển mạnh mẽ. Xác lập 2 mục tiêu tổng quát, 4 mục tiêu cụ thể, ý nghĩa khoa học trong việc hệ thống hóa kiến thức công nghệ làm sạch ruột tự nhiên và ý nghĩa thực tiễn trong việc kiểm soát chất lượng tại cơ sở chế biến.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tổng hợp bức tranh toàn cảnh về doanh nghiệp khảo sát, nguyên liệu và thị trường xúc xích:

  • Hồ sơ Công ty Nissho Trading Co., Ltd: Thành lập ngày 01/03/1984, trụ sở chính tại Chuo-ku, Tokyo; đại diện pháp luật là Seki Asahi Aya. Doanh nghiệp nhập khẩu và chế biến ruột tự nhiên (ruột ram, ruột cừu bông, ruột lợn) từ New Zealand, Úc, Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ; cung cấp cho các đối tác lớn như Công ty NihonHamu và chuỗi bán lẻ (FamilyMart, 7-Eleven).
  • Cơ cấu tổ chức: Bao gồm Ban Giám đốc, Bộ phận Quản lý nguyên vật liệu, Bộ phận Quản lý chất lượng sản phẩm, Bộ phận Nghiên cứu, Bộ phận Kỹ thuật và Tổ An toàn thực phẩm chuyên trách duy trì hệ thống HACCP/GMP.
  • Dữ liệu phân loại kích thước ruột cừu thương phẩm:
Xuất xứ nguyên liệu Tên loại hàng Kích thước (calibre - mm) Chiều dài tiêu chuẩn Tiêu chí phân loại
New Zealand (NZ) Aruto 21/23 7m+ Phân loại cỡ to (23+)
New (NE) 20/22 7m+ Phân loại cỡ nhỏ (20-)
Shuu (Shau) 20/22 4m+ Phân loại to (23+) / nhỏ (20-)
Tokyu (Tokkyu) 18/20 5m+ Phân loại cỡ nhỏ (18-)
Baru (Baro) 20/22 5m+ Phân loại cỡ nhỏ (20-)
Toyohashi (NZ) 23/25, 24/26 5m+ Phân loại cỡ to (22+, 25, 26)
Trung Quốc Paritto 20/22 5m/ Hàng phân loại cỡ to (22+)
Pirikara 18/20 - Hàng phân loại cỡ to (20+)
Yume 21/23 5m/ Hàng không chia size chi tiết
CD 20/22 7m/ Hàng không chia size chi tiết
Toyokawa 18/20 - Theo yêu cầu đơn hàng
  • Dữ liệu dinh dưỡng và thị trường: Giá trị năng lượng trung bình 100g xúc xích đạt 297 kcal, chứa 12g protein (đáp ứng 8% nhu cầu hằng ngày), giàu vitamin B6, B12 và khoáng chất sắt, kẽm, canxi. Thị trường thịt chế biến toàn cầu năm 2020 ghi nhận doanh thu 304.148 triệu USD, mức tiêu thụ bình quân 5,8 kg/người/năm với giá trung bình 7,06 USD/đơn vị sản phẩm.

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

Chi tiết hóa địa điểm thực tập tại nhà máy Shizuoka từ tháng 01/2019 đến tháng 12/2019; xác lập quy trình điều tra, phương pháp thu thập dữ liệu kỹ thuật và ma trận phân tích mối nguy an toàn thực phẩm.

Phần 4: Kết quả và thảo luận

Chương này tập trung toàn bộ dữ liệu khảo sát thực nghiệm tại dây chuyền sản xuất của Công ty Nissho Trading:

1. Quy trình công nghệ sản xuất và làm sạch vỏ xúc xích ruột cừu

Dây chuyền gồm 6 công đoạn liên hoàn với các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt:

[Tiếp nhận & Bảo quản nguyên liệu] 
               ↓
      [Rửa muối (Baptsuen)] 
               ↓
      [Trải lòng (Hodoki)] 
               ↓
       [Tuôn lòng (Makkyn)] 
               ↓
    [Kiểm tra sản phẩm (Genbin)] 
               ↓
      [Bao gói & Bảo quản]
  • Tiếp nhận và bảo quản nguyên liệu: Kiểm tra cảm quan loại bỏ ruột dập nát, rách thủng, mùi lạ. Lưu kho lạnh ở nhiệt độ 5°C – 6°C trong thời gian khoảng 1 tháng. Quy định xếp đặt trên balet cứng cách sàn $\ge 20\text{ cm}$, cách tường $\ge 30\text{ cm}$, cách trần $\ge 50\text{ cm}$.
  • Rửa muối (Baptsuen): Bốc dỡ từ rổ màu cam (25 cuộn/rổ, mỗi cuộn gồm 12–22 sợi lòng) sang bể rửa nước ấm ở nhiệt độ 35°C – 37°C nhằm hòa tan muối kết tinh, làm mềm sợi ruột. Phân loại theo màu que ringgu. Sau khi rửa sạch muối, ruột được ngâm ngập trong thùng chứa dung dịch bảo quản đã pha sẵn và đưa vào kho lạnh qua đêm:
    • Rinsan ($Na_3PO_4 \cdot 12H_2O$): Tính kiềm, tẩy trắng, làm sạch và khử nhờn; tỷ lệ pha 1,5 kg / 200 L nước ($C% = 0,75%$), chuyên dùng cho ruột nguồn gốc Trung Quốc.
    • Sodabai ($Na_2CO_3$): Tỷ lệ pha 1,5 kg / 200 L nước ($C% = 0,75%$), chuyên dùng cho ruột New Zealand.
    • Gua: Chất bôi trơn bề mặt, phối hợp cùng dung dịch kiềm để tạo độ trơn láng.
  • Trải lòng (Hodoki): Ngâm trong bể chứa dung dịch làm trơn $C% = 0,75%$. Công nhân vuốt nhẹ từ đầu cuộn đến cuối sợi lòng, tháo các nút thắt, loại bỏ màng mỡ bám ngoài và cắt bỏ các đoạn tổn thương vật lý.
  • Tuôn lòng (Makkyn): Sử dụng các ống nhựa paipu chuyên dụng đa dạng về màu sắc và kích cỡ để cố định sợi lòng. Hệ thống bơm cấp nước nhiệt độ 25°C – 35°C có pha dung dịch bôi trơn kết nối trực tiếp với vòi máy. Thao tác yêu cầu điều chỉnh lưu lượng nước tối ưu: lưu lượng quá lớn gây bóng khí hoặc vỡ lòng; lưu lượng quá nhỏ làm khó phát hiện vết rách và mỡ thừa. Ruột New Zealand được đo đạc phân cỡ nghiêm ngặt, trong khi ruột Trung Quốc chủ yếu tập trung làm sạch khuyết tật. Đóng thùng và dán tem ghi rõ khách hàng, ngày sản xuất, chủng loại và số lượng.
  • Kiểm tra sản phẩm (Genbin): Đặt các ống ruột lên tấm cao su màu đen để tăng độ tương phản cảm quan; sử dụng nhíp gắp sạch dị vật, lông cừu, mỡ sót; các ống bị bọt khí phải chuyển quay lại công đoạn makkyn để tuôn lại.
  • Bao gói và bảo quản thành phẩm: Xếp sản phẩm vào túi nilon ngập dung dịch bảo quản, hút kiệt toàn bộ không khí, đóng thùng nhựa đậy kín nắp, đặt trên giá balet đưa vào kho lạnh. Điều kiện bảo quản tiêu chuẩn: nhiệt độ 2°C – 4°C, độ ẩm 65% – 75%, thời gian lưu kho cho phép từ 1 đến 3 tháng (thời gian xuất xưởng tối ưu từ 2 đến 3 ngày sau hoàn thiện).

2. Khảo sát hệ thống máy móc thiết bị

  • Máy Makkyn: Thiết kế hai con lăn trục trên và trục dưới quay ngược chiều nhau bằng động cơ điện, tạo khe hở đặt ống paipu; có van cần gạt điều chỉnh áp lực dòng nước giúp đẩy ruột bao bọc trơn tru quanh ống mà không làm rách mô màng.
  • Hệ thống máy dò tạp chất và phân loại tự động:
    • Máy dò kim loại sóng đôi: Phát đồng thời hai tần số sóng điện từ tối ưu hóa riêng biệt cho kim loại nhiễm từ (tần số cao) và kim loại không nhiễm từ (tần số thấp). Tích hợp cần gạt tự động loại bỏ sản phẩm lỗi khỏi băng tải.
    • Máy X-ray: Soi chiếu phát hiện vị trí dị vật phi kim (mảnh xương, nhựa cứng, tạp chất hữu cơ). Đây là điểm kiểm soát tới hạn thứ hai (CCP 2) trong toàn bộ quy trình nhằm triệt tiêu mối nguy vật lý cho 100% sản phẩm.
    • Máy Checkweight: Tự động cân khối lượng gói thành phẩm theo chương trình cài đặt sẵn, tự động gạt bỏ các gói không đạt chuẩn khối lượng.
  • Máy rửa và hấp khử trùng dụng cụ: Máy hấp chuyên biệt cho thùng chứa và ống paipu, vận hành ở nhiệt độ 75°C – 80°C. Thùng và nắp được hấp 2 chu kỳ liên tiếp (lần 1: 8 giây, lần 2: 5 giây); ống paipu được hấp khử trùng với định mức 1 phút/cây.

3. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng và quy trình xử lý phế thải

  • Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ phòng nguyên liệu duy trì 5°C – 6°C; nhiệt độ sản phẩm kiểm soát trong khoảng 3°C – 10°C để ức chế hô hấp tế bào và ngăn chặn vi sinh vật phát triển làm suy giảm tính chất cảm quan.
  • Quy trình xử lý ruột cừu phế phẩm: Tập trung rác tại thùng rổ xanh chuyên dụng ($\varnothing 80\text{ cm} \times 65\text{ cm}$). Phối trộn ruột thải với muối hạt theo tỷ lệ khối lượng $2:1$, dùng phiến đá nén nặng 20 kg đè ép qua đêm để rút kiệt nước và định hình khối phế phẩm rắn chắc. Sau đó đóng vào bao nilon chuyên dụng và vận chuyển bằng xe chở rác công nghiệp đến bãi tập kết tập trung của thành phố.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hệ thống hóa và làm sáng tỏ toàn bộ các thông số kỹ thuật thực tế trong công nghệ chế biến vỏ xúc xích tự nhiên tại Nhật Bản:

  • Chuẩn hóa thông số kỹ thuật từng công đoạn: Xác lập bộ thông số vận hành tiêu chuẩn gồm nhiệt độ nước rửa muối (35°C – 37°C), nồng độ hóa chất ngâm rửa $0,75%$ (Rinsan cho ruột Trung Quốc, Sodabai cho ruột New Zealand), nhiệt độ dòng nước tuôn ruột (25°C – 35°C), chế độ thanh trùng dụng cụ (75°C – 80°C; 8s + 5s cho thùng; 1 phút/cây paipu) và thông số kho thành phẩm (2°C – 4°C, độ ẩm 65% – 75%).
  • Làm rõ hệ thống kiểm soát chất lượng: Xác định rõ điểm kiểm soát tới hạn (CCP 2) tại cụm thiết bị dò kim loại sóng đôi kết hợp máy soi X-ray, bảo đảm loại bỏ 100% mối nguy vật lý trước khi xuất xưởng.
  • Đóng góp thực tiễn về quản lý phụ phẩm: Ghi nhận và mô tả chi tiết giải pháp kỹ thuật xử lý rác thải hữu cơ tại chỗ bằng phương pháp ướp muối tỷ lệ $2:1$ kết hợp nén đá tải trọng 20 kg, giúp làm giảm thiểu mùi hôi, tách nước triệt để và bảo đảm vệ sinh môi trường xưởng sản xuất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đề tài mang tính chất khảo sát quy trình công nghệ và mô tả kỹ thuật thực tế trong phạm vi một nhà máy đơn lẻ (Nissho Shizuoka), chưa thực hiện các phân tích sâu trong phòng thí nghiệm về các chỉ tiêu vi sinh vật định lượng ($CFU/g$), dư lượng hóa chất chính xác sau các lần rửa hoặc đánh giá độ bền cơ lý (độ giãn dài, độ chịu áp lực nhồi) của sợi ruột cừu.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu thực nghiệm tối ưu hóa nồng độ dung dịch bảo quản sinh học thay thế phụ gia vô cơ; nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực nhồi xúc xích thực tế lên độ bền thành ruột cừu qua các chế độ xử lý nhiệt khác nhau.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tư liệu thực tế có giá trị phục vụ công tác đào tạo và nghiên cứu ứng dụng:

  • Đối tượng thụ hưởng: Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ thực phẩm, Công nghệ sinh học; kỹ thuật viên, cán bộ quản lý chất lượng (QA/QC) tại các nhà máy chế biến thịt và gia công vỏ bọc thực phẩm.
  • Nội dung tham khảo giá trị: Bản mô tả chi tiết thao tác công nghệ tuôn lòng (makkyn), cơ chế vận hành máy dò tạp chất sóng đôi, bảng phân loại quy cách calibre ruột cừu thương phẩm và phương pháp xử lý phế phụ phẩm hữu cơ trong nhà máy.

Câu hỏi thường gặp

1. Hóa chất nào được sử dụng để bảo quản, làm sạch ruột cừu tại nhà máy và nồng độ pha chế là bao nhiêu?
Nhà máy sử dụng hai loại hóa chất chính tùy theo xuất xứ nguyên liệu: Rinsan ($Na_3PO_4 \cdot 12H_2O$) dùng cho ruột cừu Trung Quốc (tác dụng làm sạch, tẩy trắng, tẩy nhờn) và Sodabai ($Na_2CO_3$) dùng cho ruột cừu New Zealand. Cả hai loại đều được pha với tỷ lệ 1,5 kg hóa chất trong 200 L nước, tương đương nồng độ $C% = 0,75%$, kết hợp cùng phụ gia bôi trơn Gua.

2. Điểm kiểm soát tới hạn (CCP) nhằm loại bỏ mối nguy vật lý trong quy trình được thiết lập ở công đoạn nào?
Điểm kiểm soát tới hạn thứ 2 (CCP 2) được thiết lập sau công đoạn đóng gói với hệ thống máy dò kép gồm: máy dò kim loại sóng đôi (sử dụng 2 tần số sóng điện từ để dò kim loại nhiễm từ và không nhiễm từ) kết hợp cùng máy X-ray soi chiếu phát hiện tạp chất phi kim bên trong cuộn lòng, kiểm tra 100% sản phẩm.

3. Quy trình hấp thanh trùng thùng chứa và ống paipu được thực hiện theo chế độ nhiệt và thời gian nào?
Dụng cụ được đưa vào máy hấp ở nhiệt độ $75^\circ\text{C} - 80^\circ\text{C}$. Thùng chứa và nắp được hấp 2 lần liên tiếp (lần 1 kéo dài 8 giây, lần 2 kéo dài 5 giây). Đối với ống nhựa paipu, thời gian hấp khử trùng là 1 phút cho mỗi cây ống.

4. Phế thải ruột cừu phát sinh trong quá trình sản xuất được xử lý tại chỗ như thế nào trước khi vận chuyển ra bãi rác?
Ruột cừu phế thải sau mỗi ngày làm việc được gom vào rổ xanh cỡ lớn ($\varnothing 80\text{ cm} \times 65\text{ cm}$), trộn đều với muối theo tỷ lệ 2 phần muối : 1 phần ruột thừa, sau đó đặt tấm đá nén nặng 20 kg lên trên để ép ráo nước và định hình qua đêm trước khi cho vào bao nilon chuyên dụng chuyển đi bãi rác công nghiệp.

5. Quy định về khoảng cách kê đặt balet trong kho bảo quản nguyên liệu được thiết lập ra sao?
Thùng nguyên liệu tuyệt đối không đặt trực tiếp xuống sàn mà phải đặt trên giá balet chịu lực cao tối thiểu 20 cm so với mặt sàn, cách tường phòng tối thiểu 30 cm và cách trần phòng tối thiểu 50 cm nhằm tạo độ thông thoáng, tránh ẩm ướt và ngăn ngừa nấm mốc.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Bùi Thị Thu Thủy đã hoàn thành việc khảo sát, phân tích toàn diện quy trình công nghệ làm sạch và gia công vỏ xúc xích từ ruột cừu tự nhiên tại Công ty Nissho Trading Co., Ltd (Nhật Bản). Nghiên cứu đã mô tả chi tiết từng công đoạn kỹ thuật từ khâu xử lý nguyên liệu, ngâm rửa muối, tuôn ruột vào ống paipu cho đến kiểm soát chất lượng qua hệ thống X-ray và dò kim loại sóng đôi. Các dữ liệu kỹ thuật và quy định an toàn vệ sinh thực phẩm được ghi nhận trung thực, phản ánh chuẩn xác quy trình quản lý sản xuất hiện đại trong ngành chế biến ruột động vật làm màng bọc thực phẩm.