Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh kinh tế - xã hội phát triển và đời sống người dân ngày càng được nâng cao, nhu cầu tiêu thụ thực phẩm tiện lợi, có giá trị dinh dưỡng cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm không ngừng gia tăng. Chế biến thịt đã phát triển thành một ngành công nghiệp quan trọng với danh mục sản phẩm đa dạng, phục vụ tiêu dùng nội địa lẫn xuất khẩu. Trong số các mặt hàng thực phẩm chế biến sẵn, xúc xích xông khói là sản phẩm được ưa chuộng nhờ tính tiện dụng, khả năng cung cấp dinh dưỡng cân đối và thời hạn bảo quản kéo dài.

Tại thị trường Việt Nam, ngành sản xuất xúc xích đang có sự chuyển dịch mạnh mẽ từ xúc xích tiệt trùng sang xúc xích tươi và xúc xích xông khói. Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam sở hữu chuỗi sản xuất khép kín, tự chủ nguồn nguyên liệu chăn nuôi, qua đó nắm giữ lợi thế cạnh tranh lớn trên thị trường. Việc kiểm soát và tối ưu hóa các thông số kỹ thuật trong dây chuyền chế biến xúc xích công nghiệp là nhiệm vụ thiết yếu nhằm nâng cao chất lượng cảm quan và độ ổn định của thành phẩm.

Đề tài khóa luận tốt nghiệp "Khảo sát quy trình sản xuất và nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến chất lượng sản phẩm xúc xích xông khói tại Nhà máy chế biến sản phẩm thịt Hà Nội - Công ty CP Chăn nuôi C.P. Việt Nam" được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ cụ thể sau:

  1. Tìm hiểu tổng quan về Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam.
  2. Khảo sát cơ cấu tổ chức và hoạt động của Nhà máy chế biến sản phẩm thịt Hà Nội.
  3. Tìm hiểu chi tiết quy trình sản xuất xúc xích xông khói tại Nhà máy chế biến sản phẩm thịt Hà Nội.
  4. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian làm lạnh đến chất lượng sản phẩm xúc xích xông khói.
  5. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nấu (bước 5 - cooking) đến chất lượng sản phẩm.
  6. Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ treo xúc xích trong buồng nấu/xông đến khả năng bám khói của sản phẩm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Sản phẩm xúc xích cocktail xông khói (smoke cocktail).
  • Phạm vi không gian: Nhà máy chế biến sản phẩm thịt Hà Nội (Lô CN - B3, Khu công nghiệp Phú Nghĩa, xã Phú Nghĩa, huyện Chương Mỹ, TP. Hà Nội).
  • Phạm vi thời gian: Từ ngày 15/12/2017 đến ngày 15/5/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

Khóa luận dựa trên lý thuyết công nghệ chế biến thịt và hệ thống kiểm soát chất lượng thực phẩm công nghiệp:

  • Tiêu chuẩn nguyên liệu thịt: Áp dụng TCVN 7049-2002 đối với thịt tươi và thịt đông lạnh dùng trong chế biến. Tiêu chuẩn quy định độ pH trong khoảng 5,0 – 6,2; hàm lượng $\text{NH}_3$ đối với thịt tươi $\le 20\text{ mg}/100\text{g}$, thịt lạnh $\le 40\text{ mg}/100\text{g}$; phản ứng $\text{H}_2\text{S}$ âm tính; không chứa hàn the; tổng số vi khuẩn hiếu khí $\le 10^6\text{ CFU/g}$; E. coli $\le 100\text{ CFU/g}$; Staphylococcus aureus $\le 100\text{ CFU/g}$; Salmonella không được có trong 25g mẫu.
  • Tiêu chuẩn nước sản xuất: TCVN 5501-1991 áp dụng cho nguồn nước chế biến thực phẩm (độ trong $>100\text{ cm}$, pH từ 6,0 – 8,5, Coliforms $<200\text{ vi khuẩn}/100\text{ml}$, không có C. perfringens và Coliforms phân).
  • Tiêu chuẩn phụ gia và phụ liệu:
    • Muối ăn tinh khiết ($\text{NaCl} > 97%$).
    • Bột ngọt (mononatri glutamat E621, hàm lượng $>80%$, liều lượng tối đa $10\text{ g/kg}$ nguyên liệu).
    • Tinh bột bắp và tinh bột khoai mì (tỷ lệ amylose/amylopectin xấp xỉ 1/4).
    • Protein đậu nành thương mại (Supro EX 33 với hàm lượng protein $>90%$, độ ẩm $5%$, độ tro $4%$).
    • Hợp chất polyphosphate (chất tạo nhũ và giữ ẩm, $\text{ADI} = 70\text{ mg/kg}$ thể trọng tính theo $\text{P}_2\text{O}_5$, $\text{ML} = 0,5%$).
    • Chất tạo màu tự nhiên Red Rice (men cấy bột gạo, tỷ lệ sử dụng 0,10% – 0,15%) và Paprika.
    • Vỏ bọc nhân tạo: Vỏ collagen (nguồn gốc da bò, đường kính từ phi 21 đến phi 30, chịu nhiệt $80^\circ\text{C}$, dãn nở 10 – 12%) và vỏ cellulose (đường kính phi 22, chứa $65%$ cellulose).
  • Hệ thống quản lý chất lượng: Tiêu chuẩn HACCP và ISO 9001:2008.

Phương pháp nghiên cứu

Khóa luận kết hợp giữa phương pháp nghiên cứu khảo sát thực tế và phương pháp thực nghiệm công nghệ:

  1. Phương pháp khảo sát: Quan sát trực tiếp, thu thập tài liệu kỹ thuật, ghi chép nhật ký vận hành và trực tiếp tham gia vào các công đoạn trên dây chuyền sản xuất tại nhà máy.
  2. Phương pháp bố trí thí nghiệm thực nghiệm:
    • Thí nghiệm 1: Khảo sát mật độ treo xúc xích trong buồng xông nhiệt ở 2 mức: Mẫu 1 (4 xiên/tầng) và Mẫu 2 (5 xiên/tầng - mật độ hiện hữu tại nhà máy).
    • Thí nghiệm 2: Khảo sát thời gian của bước 5 (bước nấu) trong chu trình nhiệt gồm 3 mức: Mẫu 1 (20 phút), Mẫu 2 (22 phút) và Mẫu 3 (25 phút), duy trì kiểm soát nhiệt độ tâm sản phẩm đạt $78 - 80^\circ\text{C}$.
    • Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian làm lạnh ở nhiệt độ $<4^\circ\text{C}$ sau khi nấu gồm 3 mức: Mẫu 1 (75 phút), Mẫu 2 (85 phút) và Mẫu 3 (95 phút).
  3. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan: Đánh giá bằng phép thử cho điểm chất lượng tổng hợp theo TCVN 3215-79 trên thang điểm 20. Hội đồng cảm quan gồm 5 thành viên đã qua tuyển chọn chuyên môn. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm Màu sắc, Mùi, Vị và Hình dạng (trong đó hệ số trọng lượng của chỉ tiêu hình dạng là 0,8). Mẫu được mã hóa ngẫu nhiên và người thử thực hiện thanh vị bằng nước lọc hoặc bánh mì giữa các lần nếm.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu thực phẩm chế biến sẵn có giá trị dinh dưỡng cao của xã hội hiện đại. Phần này xác định rõ mục tiêu nghiên cứu tổng quát và 6 mục tiêu cụ thể, đồng thời nêu rõ ý nghĩa khoa học (củng cố phương pháp luận nghiên cứu và phân tích số liệu thực nghiệm) cùng ý nghĩa thực tiễn (tối ưu hóa quy trình kỹ thuật, hạn chế sai hỏng, hoàn thiện hệ thống kiểm soát chất lượng tại nhà máy chế biến thịt).

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương tổng quan tập trung vào 4 nội dung trọng tâm:

  • Thông tin về doanh nghiệp: Lịch sử phát triển của Tập đoàn C.P. tại Việt Nam từ năm 1988 đến năm 2015, cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý và chức năng của các phòng ban (Giám đốc, QA, QC, R&D, KCS, SHE, Kho, Kế hoạch). Trình bày hệ thống quy định an toàn lao động và các bước vệ sinh công nghiệp nghiêm ngặt: quy trình rửa tay 6 bước, khử trùng ủng qua bể dung dịch Chlorine 200 ppm, sử dụng hóa chất tẩy rửa chuyên dụng Topax 19, DS 489, DS 418 và Topax 91 theo các ca làm việc.
  • Bản chất nguyên liệu chế biến: Phân tích cấu tạo mô cơ (40–62%), mô mỡ (15–40%), mô liên kết (6–8%) của thịt heo; thành phần protein thịt gà ($15,19%$); thành phần acid béo trong mỡ heo (acid oleic chiếm 41–51%, panmitic 25–30%, stearic 12–16%). Nêu chi tiết tiêu chuẩn bảo quản nguyên liệu: dạng chill ở $0 - 4^\circ\text{C}$ (tồn trữ $\le 6$ ngày), dạng đông lạnh ở nhiệt độ $\le -18^\circ\text{C}$ đến $\le -22^\circ\text{C}$ (tồn trữ $\le 18$ tháng).
  • Vai trò của phụ liệu và phụ gia: Phân tích cơ chế hạ nhiệt độ của đá vảy (giữ nhiệt độ khối nhũ tương dưới $12^\circ\text{C}$ khi xay cắt để tránh phá vỡ nhũ tương và biến tính protein); khả năng tạo gel và giữ nước của Supro EX 33; vai trò điều vị và tạo áp suất thẩm thấu của muối, đường, mì chính; cơ chế giãn sợi cơ và chống oxy hóa của polyphosphate; đặc tính kỹ thuật của vỏ bọc collagen và cellulose.
  • Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng: Phân tích ảnh hưởng của quá trình xay thô, xay nhuyễn (chopper), kiểm soát nhiệt độ tạo nhũ, cơ chế bám dính của khói trong quá trình xông khói, chế độ gia nhiệt làm chín protein và quá trình làm nguội bằng phun sương kết hợp khí lạnh.

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

Tác giả mô tả chi tiết địa điểm, thời gian và đối tượng nghiên cứu (xúc xích cocktail xông khói). Trình bày sơ đồ bố trí 3 thí nghiệm thực nghiệm công nghệ (mật độ treo, thời gian nấu bước 5, thời gian làm lạnh) và tiêu chuẩn hóa quy trình đánh giá cảm quan 20 điểm theo TCVN 3215-79:

Mức phân loại chất lượng Khung điểm cảm quan tổng hợp
Tốt 18,6 – 20,0
Khá 15,2 – 18,5
Trung bình 11,2 – 15,1
Kém 7,2 – 11,1
Rất kém 4,0 – 7,1
Hỏng 0,0 – 3,9

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

Nội dung chương 4 trình bày các phát hiện và số liệu thực nghiệm:

  • Quy trình sản xuất công nghiệp: Mô tả các công đoạn tiếp nhận nguyên liệu thịt $\rightarrow$ rã đông/xử lý thô $\rightarrow$ xay thô (thịt/da gà xay qua lưới sàng đường kính $\phi=3\text{ mm}$, xương gà ép $\phi=1\text{ mm}$, mỡ heo xay $\phi=7\text{ mm}$) $\rightarrow$ phối trộn và xay nhuyễn trên máy cutter (bổ sung đá vảy, phụ gia, giữ nhiệt độ paste $<12^\circ\text{C}$) $\rightarrow$ nhồi định lượng vào vỏ collagen $\rightarrow$ treo giàn $\rightarrow$ xử lý nhiệt và xông khói trong buồng chuyên dụng $\rightarrow$ làm lạnh nhanh $\rightarrow$ đóng gói thành phẩm.
  • Kiểm soát sự cố và rủi ro công nghệ: Nhận diện các sự cố thường gặp tại công đoạn vận hành máy cut (tách pha mỡ do nhiệt độ tăng cao, nhũ tương không đồng nhất do mòn dao), máy làm lạnh cooling (tắc vòi phun sương, nhiệt độ buồng dao động) và bộ phận kiểm tra (checker) đối với các lỗi đứt vỏ, lệch trọng lượng, màu sắc không đều.
  • Kết quả Thí nghiệm 1 (Mật độ treo xúc xích): So sánh mật độ 4 xiên/tầng và 5 xiên/tầng. Kết quả cho thấy mật độ 4 xiên/tầng giúp khói lưu thông đều trong toàn bộ khoang buồng xông, sản phẩm có màu vàng nâu đồng nhất, không bị hiện tượng sọc màu hoặc đốm trắng do các thanh xúc xích tiếp xúc sát nhau như ở mật độ 5 xiên/tầng.
  • Kết quả Thí nghiệm 2 (Thời gian nấu bước 5): Khảo sát 3 mức thời gian (20, 22 và 25 phút). Mẫu gia nhiệt 22 phút đạt điểm cảm quan cao nhất; tâm sản phẩm đạt nhiệt độ yêu cầu $78 - 80^\circ\text{C}$, cấu trúc săn chắc, giữ được độ mọng nước tự nhiên. Mẫu 20 phút có cấu trúc mềm nhão hơn do chưa đủ độ chín hoàn toàn, trong khi mẫu 25 phút bị khô và vỏ bọc ngoài bị căng giòn quá mức.
  • Kết quả Thí nghiệm 3 (Thời gian làm lạnh): Khảo sát 3 mức thời gian (75, 85 và 95 phút ở nhiệt độ $<4^\circ\text{C}$). Thời gian làm lạnh 85 phút cho điểm cảm quan tối ưu; sản phẩm nhanh chóng hạ nhiệt độ tâm, hạn chế thất thoát độ ẩm, bề mặt vỏ không bị nhăn nheo và duy trì màu sắc ổn định.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tác giả đúc kết các thông số kỹ thuật tối ưu thu được từ nghiên cứu thực nghiệm và đề xuất nhà máy duy trì chế độ kiểm soát thông số công nghệ nhằm ổn định chất lượng thành phẩm.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính từ thực nghiệm

Các thông số công nghệ tối ưu được xác định cụ thể trong khóa luận:

Thông số công nghệ Giá trị tối ưu xác định từ nghiên cứu Mục đích kiểm soát kỹ thuật
Nhiệt độ khối nhũ tương (paste) $< 12^\circ\text{C}$ (bổ sung đá vảy) Tránh làm biến tính protein, chống tách béo và giữ bền hệ nhũ tương
Kích thước hạt xay thô Da/thịt gà $\phi=3\text{mm}$, mỡ $\phi=7\text{mm}$, xương $\phi=1\text{mm}$ Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xay nhuyễn đồng thể
Mật độ treo giàn xông khói 4 xiên/tầng Đảm bảo diện tích tiếp xúc khói đồng đều, tránh loang lổ màu sắc
Thời gian nấu bước 5 (Cooking) 22 phút (nhiệt độ tâm duy trì $78 - 80^\circ\text{C}$) Tiêu diệt vi sinh vật, định hình cấu trúc gel protein săn chắc
Thời gian làm lạnh nhanh 85 phút (nhiệt độ môi trường $< 4^\circ\text{C}$) Hạ nhiệt độ tâm, cố định màu sắc và chống nhăn vỏ sản phẩm

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Tuân thủ nghiêm ngặt quy trình vệ sinh công nghiệp và quy chuẩn an toàn lao động tại các phân xưởng chế biến.
  • Thường xuyên bảo dưỡng, kiểm tra độ sắc của hệ thống dao máy cut và hệ thống vòi phun sương của máy cooling để ngăn ngừa sự cố kỹ thuật.
  • Kiểm soát chặt chẽ các thông số thời gian, nhiệt độ và mật độ xếp dỡ tại các công đoạn có tính quyết định đến chất lượng cảm quan (xay tạo nhũ, xông khói, nấu và làm lạnh).

Đóng góp của đề tài

Đề tài cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về các thông số công nghệ áp dụng trực tiếp cho dòng sản phẩm xúc xích cocktail xông khói trên dây chuyền quy mô công nghiệp tại Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam, làm rõ mối liên hệ giữa các chế độ xử lý nhiệt - làm lạnh với điểm chất lượng cảm quan thực tế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu được tiến hành trên một đối tượng sản phẩm duy nhất là xúc xích cocktail xông khói tại Nhà máy chế biến sản phẩm thịt Hà Nội trong khung thời gian 5 tháng (12/2017 – 05/2018). Việc đánh giá chất lượng sản phẩm chủ yếu dựa trên phương pháp cảm quan theo TCVN 3215-79 kết hợp đo đạc các thông số nhiệt - thời gian, chưa phân tích chuyên sâu các chỉ tiêu hóa lý biến đổi vi mô của protein trong suốt quá trình bảo quản dài hạn.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng khảo sát trên các dòng sản phẩm xúc xích khác (xúc xích tiệt trùng, xúc xích tươi kích thước lớn); nghiên cứu tối ưu hóa tỷ lệ phối trộn các nguồn nguyên liệu thay thế và đánh giá biến đổi chất lượng sản phẩm trong điều kiện bảo quản với các loại bao bì mới.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Chế biến Thực phẩm, Công nghệ Sinh học: Nguồn tài liệu thực tế về cấu trúc dây chuyền chế biến thịt quy mô công nghiệp, hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật nguyên phụ liệu và phương pháp đánh giá cảm quan thực phẩm.
  • Kỹ sư R&D, cán bộ QA/QC tại các nhà máy chế biến thực phẩm: Tham khảo quy trình nhận diện rủi ro, bảng sự cố vận hành thiết bị xay nhuyễn/làm lạnh và các chế độ nhiệt - thời gian tối ưu cho sản phẩm xông khói.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhiệt độ của khối nhũ tương trong quá trình xay nhuyễn trên máy cutter phải kiểm soát ở mức nào và vì sao?
Nhiệt độ của khối nhũ tương bắt buộc phải duy trì dưới $12^\circ\text{C}$ bằng cách bổ sung đá vảy. Khi xay nhuyễn ở vận tốc cao, ma sát cơ học giữa dao cắt và nguyên liệu sinh nhiệt; nếu nhiệt độ vượt quá $12^\circ\text{C}$, hệ nhũ tương sẽ mất tính bền vững, protein bị biến tính và giảm khả năng tạo gel, dẫn đến hiện tượng tách mỡ và làm giảm chất lượng sản phẩm.

2. Nhiệt độ tâm sản phẩm xúc xích trong quá trình nấu cần đạt bao nhiêu và duy trì trong bao lâu?
Trong quá trình nấu, nhiệt độ tâm của xúc xích luôn phải đạt và duy trì trong khoảng $78 - 80^\circ\text{C}$ trong thời gian từ 10 đến 12 phút để đảm bảo tiêu diệt tối đa các loại vi sinh vật gây hại và làm chín hoàn toàn khối protein.

3. Nhà máy sử dụng những loại vỏ bọc xúc xích nào và có đặc tính kỹ thuật ra sao?
Nhà máy sử dụng 2 loại vỏ bọc nhập khẩu từ Đức:

  • Vỏ collagen nhân tạo từ da bò (gồm các kích thước đường kính phi 21, 23, 24, 26, 28, 30): ăn được, chịu được nhiệt độ $80^\circ\text{C}$, độ dãn nở khi nhồi đạt 10 – 12% và không bị rách hay nhăn khi xông khói/chiên.
  • Vỏ cellulose (đường kính phi 22): làm từ sợi bông hoặc gỗ chứa $65%$ cellulose, có kích thước đồng nhất và dùng cho các dòng xúc xích bóc vỏ.

4. Quy định khử trùng đối với công nhân trước khi bước vào khu vực chế biến gồm những bước nào?
Công nhân phải thực hiện chuỗi thao tác: đi ủng cao su $\rightarrow$ rửa tay 6 bước $\rightarrow$ sấy khô tay tự động $\rightarrow$ đội mũ bao tóc $\rightarrow$ đeo khẩu trang $\rightarrow$ rửa tay và sấy khô lần hai $\rightarrow$ đội mũ to và mặc đồ bảo hộ $\rightarrow$ dùng con lăn chuyên dụng loại bỏ tóc và bụi $\rightarrow$ đeo găng tay, ống tay nilon, yếm $\rightarrow$ xịt cồn sát trùng tay $\rightarrow$ lội qua bể dung dịch sát khuẩn Chlorine 200 ppm.

5. Mật độ treo xúc xích trong buồng nấu/xông ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng cảm quan?
Nghiên cứu so sánh giữa 4 xiên/tầng và 5 xiên/tầng cho thấy mật độ 4 xiên/tầng tạo khoảng cách lưu thông khí tối ưu, giúp bề mặt xúc xích tiếp xúc đều với khói và nhiệt, tạo màu vàng nâu đồng nhất và tránh được các khuyết tật về sọc màu hoặc đốm trắng do các cây xúc xích ép sát vào nhau.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Phan Thị Huyền Trang đã hệ thống hóa toàn diện quy trình công nghệ chế biến xúc xích cocktail xông khói tại Nhà máy chế biến sản phẩm thịt Hà Nội thuộc Công ty CP Chăn nuôi C.P. Việt Nam. Nghiên cứu thực nghiệm đã xác định các thông số kỹ thuật tối ưu bao gồm mật độ treo 4 xiên/tầng, thời gian nấu bước 5 là 22 phút và thời gian làm lạnh 85 phút ở nhiệt độ dưới $4^\circ\text{C}$. Đây là công trình thực nghiệm gắn liền với sản xuất thực tế, đóng góp cơ sở dữ liệu hữu ích cho công tác kiểm soát chất lượng trong ngành công nghệ chế biến thịt.