Luận án tiến sĩ công nghệ chế biến thủy sản nghiên cứu sự biến đổi chất lượng của phi lê cá rô phi vằn oreochromis niloticus cuối chuỗi cung ứng sản phẩm lạnh đông

Luận án tiến sĩ nghiên cứu biến đổi chất lượng phi lê cá rô phi vằn Oreochromis niloticus trong chuỗi cung ứng sản phẩm lạnh đông.

• Tác giả: Nguyễn Thị Kiều Diễm
• Người hướng dẫn: Mai Thị Tuyết Nga
• Trường học: Trường Đại học Nha Trang
• Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy sản
• Đề tài: Nghiên Cứu Sự Biến Đổi Chất Lượng Của Phi Lê Cá Rô Phi Vằn (Oreochromis Niloticus) Cuối Chuỗi Cung Ứng Sản Phẩm Lạnh/Đông
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Khánh Hòa

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH BẢNG
• DANH SÁCH HÌNH
• TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• PHẦN MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về nguyên liệu
• 1.1.1. Phân loại cá rô phi
• 1.1.2. Đặc tính sinh học của cá rô phi vằn
• 1.1.3. Thành phần dinh dưỡng của cá rô phi vằn
• 1.1.4. Hình thức nuôi và khai thác
• 1.2. Tổng quan về chuỗi cung ứng (Supply chain)
• 1.3. Tổng quan về lạnh đông và bảo quản lạnh/đông thuỷ sản
• 1.3.1. Lạnh đông thủy sản
• 1.3.2. Bảo quản lạnh thủy sản
• 1.3.2.1. Bảo quản bằng nước đá
• 1.3.2.2. Bảo quản bằng không khí lạnh
• 1.4. Biến đổi chất lượng thuỷ sản trong quá trình bảo quản lạnh/đông
• 1.4.1. Biến đổi hoá học của thủy sản trong quá trình bảo quản lạnh/đông
• 1.4.1.1. Biến đổi tổng hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N)
• 1.4.1.2. Biến đổi của lipid
• 1.4.2. Biến đổi chất lượng thủy sản do vi sinh vật trong quá trình bảo quản lạnh/đông
• 1.4.2.1. Biến đổi chất lượng thuỷ sản do vi sinh vật
• 1.4.2.2. Một số vi sinh vật thường gặp trên thuỷ sản và sản phẩm thuỷ sản
• 1.4.3. Biến đổi chất lượng cảm quan của thuỷ sản và các phương pháp phân tích cảm quan thường sử dụng
• 1.4.3.1. Biến đổi chất lượng cảm quan của thủy sản trong quá trình bảo quản lạnh/đông
• 1.4.3.2. Các phương pháp phân tích cảm quan trong thuỷ sản
• 1.5. Tổng quan về mô hình vi sinh vật trong thực phẩm
• 1.5.1. Mô hình sơ cấp cho vi sinh vật trên thực phẩm
• 1.5.1.1. Mô hình sơ cấp Baranyi & Roberts
• 1.5.1.2. Mô hình sơ cấp Gompertz
• 1.5.2. Mô hình thứ cấp cho vi sinh vật trên thực phẩm
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu
• 2.1.1. Phi lê cá rô phi vằn
• 2.1.2. Hóa chất dùng trong nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp tiếp cận nghiên cứu
• 2.2.2. Nội dung 1: Nghiên cứu thành phần hoá học và sự hiện diện của vi sinh vật ban đầu trên phi lê cá rô phi vằn
• 2.2.3. Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình rã đông đến chất lượng phi lê cá rô phi vằn
• 2.2.4. Nội dung 3: Nghiên cứu sự biến đổi chất lượng phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở các nhiệt độ dương ổn định
• 2.2.4.1. Sự biến đổi một số thành phần hoá học trên phi lê cá rô phi vằn khi bảo quản ở các nhiệt độ dương ổn định
• 2.2.4.2. Sự biến đổi chất lượng cảm quan trên phi lê cá rô phi vằn khi bảo quản lạnh ở nhiệt độ dương ổn định
• 2.2.4.3. Sự sinh trưởng của vi sinh vật chỉ thị vệ sinh (coliform và E.coli) và tổng số vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng ở nhiệt độ dương thấp, vi sinh vật gây hỏng đặc trưng Pseudomonas spp. trên phi lê cá rô phi vằn khi bảo quản ở các nhiệt độ dương ổn định
• 2.2.5. Nội dung 4: Nghiên cứu xây dựng mô hình động học về sự sinh trưởng của TPC và Pseudomonas spp. trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian và nhiệt độ bảo quản trong chuỗi cung ứng
• 2.2.5.1. Xây dựng mô hình động học sơ cấp và thứ cấp
• 2.2.5.2. Kiểm định mô hình
• 2.2.5.3. Thử nghiệm ứng dụng mô hình động học về sự sinh trưởng của TPC vào quản lý chất lượng sản phẩm phi lê cá rô phi vằn trong chuỗi cung ứng lạnh
• 2.3. Phương pháp phân tích
• 2.3.1. Phương pháp phân tích vi sinh vật
• 2.3.2. Phương pháp phân tích hoá học
• 2.3.3. Phương pháp phân tích cảm quan
• 2.3.4. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Thành phần hoá học và sự hiện diện của các nhóm vi sinh vật ban đầu trên phi lê cá rô phi vằn
• 3.1.1. Thành phần hoá học ban đầu trên phi lê cá rô phi vằn sau phi lê và sau đông rời IQF
• 3.1.2. Sự hiện diện của các vi sinh vật trên cá rô phi vằn sau phi lê và đông rời IQF
• 3.2. Sự ảnh hưởng của quá trình rã đông đến chất lượng phi lê cá rô phi vằn
• 3.2.1. Ảnh hưởng của quá trình rã đông đến hàm lượng TVB-N của phi lê cá rô phi vằn
• 3.2.2. Ảnh hưởng của quá trình rã đông đến chất lượng cảm quan của phi lê cá rô phi vằn đông lạnh
• 3.2.3. Ảnh hưởng quá trình rã đông đến sự sinh trưởng của các nhóm vi sinh vật trên phi lê cá rô phi vằn đông lạnh
• 3.3. Biến đổi chất lượng của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ lạnh ổn định
• 3.3.1. Biến đổi thành phần hoá học của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ lạnh ổn định
• 3.3.1.1. Sự biến đổi tổng hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ lạnh ổn định
• 3.3.1.2. Sự biến đổi chất lượng lipid của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ lạnh ổn định
• 3.3.2. Biến đổi chất lượng cảm quan của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ lạnh ổn định
• 3.3.2.1. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ lạnh ổn định bằng phương pháp chỉ số chất lượng (QIM)
• 3.3.2.2. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ 1 ± 1°C và 4 ± 1°C bằng phương pháp phân tích mô tả định lượng (QDA)
• 3.3.2.3. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ 1 ± 1°C và 4 ± 1°C bằng thang điểm Torry
• 3.3.3. Sự sinh trưởng của lượng vi sinh vật trên phi lê cá rô phi vằn ở nhiệt độ lạnh ổn định theo thời gian bảo quản
• 3.3.3.1. Mật độ coliform trên phi lê cá rô phi vằn ở nhiệt độ lạnh ổn định theo thời gian bảo quản
• 3.3.3.2. Mật độ E.coli trên phi lê cá rô phi vằn ở nhiệt độ lạnh ổn định theo thời gian bảo quản
• 3.3.3.3. Lượng tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC) sinh trưởng ở nhiệt độ thấp trên phi lê cá rô phi vằn ở nhiệt độ lạnh ổn định theo thời gian bảo quản
• 3.3.3.4. Mật độ Pseudomonas spp. trên phi lê cá rô phi vằn ở nhiệt độ lạnh ổn định theo thời gian bảo quản
• 3.4. Mô hình về sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hư hỏng trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian ở nhiệt độ bảo quản ổn định
• 3.4.1. Mô hình sơ cấp về sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hư hỏng trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian ở nhiệt độ bảo quản ổn định
• 3.4.1.1. Mô hình sơ cấp về sự sinh trưởng của tổng số vi sinh vật hiếu khí ở nhiệt độ thấp trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian ở nhiệt độ bảo quản ổn định
• 3.4.1.2. Mô hình sơ cấp về sự sinh trưởng của Pseudomonas spp. trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian và nhiệt độ bảo quản
• 3.4.2. Mô hình thứ cấp về sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hư hỏng trên sản phẩm phi lê cá rô phi vằn theo nhiệt độ bảo quản
• 3.5. Kiểm định mô hình dự đoán sự sinh trưởng của tổng số vi sinh vật hiếu khí trên phi lê cá rô phi vằn khi bảo quản ở nhiệt độ biến động mô phỏng điều kiện của chuỗi cung ứng
• 3.6. Ứng dụng mô hình về sự sinh trưởng của tổng số vi sinh vật hiếu khí trên sản phẩm phi lê cá rô phi vằn ở cuối chuỗi cung ứng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về phi lê cá rô phi vằn và chuỗi cung ứng lạnh đông

Nghiên cứu tập trung vào phi lê cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus), một loại cá nước ngọt phổ biến trong ngành thủy sản. Chuỗi cung ứng lạnh đông đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì chất lượng cá từ khâu đánh bắt đến tiêu thụ. Quá trình này bao gồm các bước như làm lạnh, đông lạnh, bảo quản và vận chuyển. Sự biến đổi chất lượng của cá trong chuỗi cung ứng được đánh giá thông qua các chỉ tiêu hóa học, vi sinh và cảm quan. Nghiên cứu này nhằm xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cá và đề xuất giải pháp tối ưu hóa quy trình bảo quản.

1.1. Đặc điểm sinh học và dinh dưỡng của cá rô phi vằn

Cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) là loài cá nước ngọt có giá trị dinh dưỡng cao, giàu protein, vitamin và khoáng chất. Thành phần dinh dưỡng của cá bao gồm các acid béo không no, đặc biệt là omega-3 và omega-6, có lợi cho sức khỏe. Cá được nuôi trồng phổ biến ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, đặc biệt là ở Đồng bằng sông Cửu Long. Việc hiểu rõ đặc tính sinh học và dinh dưỡng của cá giúp tối ưu hóa quy trình chế biến và bảo quản.

1.2. Chuỗi cung ứng lạnh đông trong ngành thủy sản

Chuỗi cung ứng lạnh đông là hệ thống quản lý từ khâu đánh bắt, chế biến đến phân phối sản phẩm cá đông lạnh. Quá trình này đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và biến đổi hóa học. Các phương pháp bảo quản phổ biến bao gồm sử dụng nước đá, không khí lạnh và đông lạnh nhanh (IQF). Việc quản lý hiệu quả chuỗi cung ứng giúp duy trì chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn thực phẩm.

II. Biến đổi chất lượng phi lê cá rô phi vằn trong chuỗi cung ứng

Nghiên cứu đánh giá sự biến đổi chất lượng của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản lạnh đông. Các chỉ tiêu được theo dõi bao gồm hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N), sự oxy hóa lipid, và sự phát triển của vi sinh vật. Kết quả cho thấy, nhiệt độ bảo quản ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ biến đổi chất lượng. Nhiệt độ thấp hơn giúp kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng cảm quan của cá. Nghiên cứu cũng xây dựng mô hình động học để dự đoán sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hư hỏng trong các điều kiện bảo quản khác nhau.

2.1. Biến đổi hóa học và vi sinh trong quá trình bảo quản

Trong quá trình bảo quản, phi lê cá rô phi vằn trải qua các biến đổi hóa học như sự gia tăng hàm lượng TVB-N và sự oxy hóa lipid. Các vi sinh vật gây hư hỏng, đặc biệt là Pseudomonas spp., phát triển nhanh chóng ở nhiệt độ cao, dẫn đến giảm chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích hóa học và vi sinh để đánh giá mức độ biến đổi và đề xuất các biện pháp kiểm soát hiệu quả.

2.2. Ảnh hưởng của quá trình rã đông đến chất lượng cá

Quá trình rã đông có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của phi lê cá rô phi vằn. Các phương pháp rã đông khác nhau, như rã đông bằng không khí lạnh hoặc nước lạnh, được so sánh để xác định phương pháp tối ưu. Kết quả cho thấy, rã đông bằng không khí lạnh giúp duy trì chất lượng cảm quan và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn phương pháp rã đông phù hợp trong chuỗi cung ứng.

III. Ứng dụng mô hình động học trong quản lý chất lượng

Nghiên cứu xây dựng và kiểm định các mô hình động học để dự đoán sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hư hỏng trên phi lê cá rô phi vằn trong các điều kiện bảo quản khác nhau. Mô hình sơ cấp và thứ cấp được áp dụng để mô phỏng sự phát triển của tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC) và Pseudomonas spp. Kết quả cho thấy, mô hình có độ chính xác cao trong việc dự đoán sự biến đổi chất lượng sản phẩm. Ứng dụng mô hình này giúp tối ưu hóa quy trình bảo quản và quản lý chất lượng trong chuỗi cung ứng lạnh đông.

3.1. Xây dựng và kiểm định mô hình động học

Các mô hình động học được xây dựng dựa trên dữ liệu thực nghiệm về sự sinh trưởng của vi sinh vật trong các điều kiện bảo quản khác nhau. Mô hình sơ cấp sử dụng phương trình Gompertz để mô phỏng sự phát triển của TPC và Pseudomonas spp. Mô hình thứ cấp được áp dụng để dự đoán tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật dựa trên nhiệt độ bảo quản. Kết quả kiểm định cho thấy mô hình có độ tin cậy cao và có thể áp dụng trong thực tế.

3.2. Ứng dụng mô hình trong quản lý chuỗi cung ứng

Việc áp dụng mô hình động học giúp dự đoán thời gian bảo quản tối ưu và xác định các điểm kiểm soát quan trọng trong chuỗi cung ứng. Mô hình cung cấp thông tin chi tiết về sự biến đổi chất lượng sản phẩm theo thời gian và nhiệt độ, giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định chính xác. Ứng dụng này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu tổn thất trong quá trình bảo quản và vận chuyển.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) là một trong những đối tượng thủy sản nuôi nước ngọt phổ biến, giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn protein động vật. Theo thống kê của Liên minh Thủy sản Toàn cầu (GAA), sản lượng cá rô phi thế giới đạt 6,5 triệu tấn vào năm 2019 và 6,93 triệu tấn vào năm 2020, trong đó Việt Nam đứng thứ 6 thế giới về sản lượng xuất khẩu. Theo Quyết định số 1639/QĐ-BNN-TCTS của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, cá rô phi được định hướng phát triển thành mặt hàng xuất khẩu chủ lực với mục tiêu đạt 400.000 tấn vào năm 2030. Trong các dòng sản phẩm, phi lê cá rô phi vằn đông lạnh là mặt hàng thương mại có giá trị cao.

Tuy nhiên, ở giai đoạn cuối của chuỗi cung ứng (vận chuyển, phân phối, lưu trữ tại quầy hàng siêu thị và chợ truyền thống), sự biến động nhiệt độ bảo quản và các thao tác bày bán làm gia tăng nguy cơ lây nhiễm và thúc đẩy sự sinh trưởng của vi sinh vật. Đây là nguyên nhân chính dẫn đến ươn hỏng, suy giảm chất lượng cảm quan và rút ngắn thời hạn sử dụng của sản phẩm. Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: tại Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu một cách hệ thống về quy luật biến đổi chất lượng toàn diện (hóa học, cảm quan, vi sinh vật) của phi lê cá rô phi vằn trong điều kiện nhiệt độ mô phỏng cuối chuỗi cung ứng, đồng thời chưa xây dựng được mô hình toán học dự đoán sự sinh trưởng của vi sinh vật gây hỏng để hỗ trợ quản lý chất lượng theo thời gian thực.

Luận án xác định các mục tiêu nghiên cứu cụ thể được đánh số như sau:

1. Tìm được sự biến đổi chất lượng của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản lạnh thông qua sự thay đổi về: mật độ vi sinh vật, thành phần hoá học và chất lượng cảm quan của sản phẩm theo thời gian và nhiệt độ bảo quản.
2. Xây dựng mô hình động học về sự biến đổi của tổng số vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng ở nhiệt độ thấp (TPC) và vi khuẩn gây hỏng đặc trưng Pseudomonas spp. trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian và nhiệt độ bảo quản lạnh.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là phi lê cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus). Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá tổng hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N), các chỉ số oxy hóa lipid (PV, TBARs, FFA), chất lượng cảm quan (QIM, QDA, Torry) và mật độ vi sinh vật (coliform, E. coli, TPC, Pseudomonas spp.) tại các chế độ nhiệt độ dương ổn định (1 ± 1°C, 4 ± 1°C, 9 ± 1°C, 15 ± 1°C, 19 ± 1°C, 25 ± 1°C, 29 ± 1°C và nhiệt độ môi trường 30 - 33,5°C), các điều kiện nhiệt độ biến động mô phỏng và điều kiện bày bán thực tế; khảo sát 4 phương pháp rã đông trên mẫu phi lê bảo quản đông ở -20 ± 2°C trong thời gian từ 1 đến 8 tháng.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng hợp và hệ thống hóa các hướng nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến các vấn đề cốt lõi:

• Về chuỗi cung ứng và tổn thất thực phẩm: Harland và cộng sự (2001), Mentzer và cộng sự (2001), Huỳnh Thị Thu Sương (2012) hệ thống hóa khái niệm và cấu trúc mạng lưới chuỗi cung ứng. Gustavsson và cộng sự (2011) chỉ ra khoảng 1/3 sản lượng lương thực toàn cầu bị tổn thất hàng năm. Blackburn và Scudder (2009) nhấn mạnh chất lượng nông thủy sản tươi sống suy giảm nhanh chóng theo thời gian và chịu tác động trực tiếp bởi nhiệt độ môi trường chuỗi cung ứng.
• Về ảnh hưởng của quá trình lạnh đông và rã đông: Shafieipour và Sami (2015), Wang và cộng sự (2015), Genç và cộng sự (2015) nghiên cứu tác động của các phương pháp rã đông (vi sóng, nước, không khí lạnh) đến biến tính protein, tổn thất dịch bào và cấu trúc của thủy sản. Các khuyến cáo của FDA (2020) và kết quả nghiên cứu quốc tế chỉ ra môi trường rã đông tối ưu cho thủy sản không nên vượt quá 5 - 10°C.
• Về cơ chế biến đổi hóa học và ươn hỏng: Huss (2004) làm rõ con đường chuyển hóa TMAO thành TMA, sự thủy phân protein tạo acid amin tự do và NH3 bởi vi sinh vật và enzyme nội tại. Ihuahi và cộng sự (2010) khảo sát sự gia tăng hàm lượng TVB-N trên cá rô phi bảo quản nước đá. Yin và cộng sự (2014) phân tích quá trình tự oxy hóa lipid sinh ra hydroperoxide và các hợp chất aldehyde, cetone thứ cấp làm biến đổi màu sắc và mùi vị thủy sản.
• Về hệ vi sinh vật và vi sinh vật gây hỏng đặc trưng (SSO): Gram và Dalgaard (2002) phân loại các nhóm SSO chính trên thủy sản bảo quản lạnh (Shewanella putrefaciens cho cá biển, Pseudomonas spp. cho cá nước ngọt, Photobacterium phosphoreum cho cá đóng gói có CO2). Tong và cộng sự (2013), Oramadike và cộng sự (2010), Osman và cộng sự (2021) cung cấp dẫn liệu về mật độ TPC, coliform, E. coli và Pseudomonas spp. trên thủy sản tại các cơ sở chế biến và kênh bán lẻ.
• Về phương pháp cảm quan và vi sinh vật học dự đoán: Dalgaard (1994), Zhang và cộng sự (2011) ứng dụng các mô hình toán học (Baranyi & Roberts, Gompertz) để dự đoán sự phát triển của vi sinh vật trong thực phẩm. Mai Thị Tuyết Nga (2013), Rodrigues và cộng sự (2016), Nguyễn Văn Minh và cộng sự (2021), Bonilla và cộng sự (2007) phát triển phương pháp chỉ số chất lượng (QIM), phân tích mô tả định lượng (QDA) và thang điểm Torry để đánh giá độ tươi và tuổi thọ bảo quản thủy sản.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết là thiết lập dữ liệu thực nghiệm toàn diện về sự suy giảm chất lượng của phi lê cá rô phi vằn nuôi tại Việt Nam trong suốt quá trình phân phối lạnh, chuẩn hóa bảng chỉ số QIM cho đối tượng này và xây dựng hệ thống mô hình động học sinh trưởng của TPC và Pseudomonas spp. có khả năng dự đoán chính xác thời hạn sử dụng còn lại dựa trên lịch sử nhiệt độ - thời gian.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên nền tảng lý thuyết về hóa sinh thực phẩm, vi sinh vật học thực phẩm và vi sinh vật học dự đoán (Predictive Microbiology). Khung phân tích của nghiên cứu kết hợp giữa phương pháp đánh giá thực nghiệm và mô hình hóa toán học:

• Lý thuyết ươn hỏng sinh hóa: Phản ứng khử Trimethylamine oxide (TMAO) thành Trimethylamine (TMA), phản ứng thủy phân urê dưới tác dụng của enzyme urease tạo thành NH3 và CO2, cùng với sự phân giải các hợp chất nitơ hữu cơ được định lượng qua chỉ số tổng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N). Quá trình biến tính chất béo được theo dõi qua hàm lượng acid béo tự do (FFA), chỉ số peroxide (PV) đo sản phẩm oxy hóa sơ cấp và chỉ số acid thiobarbituric (TBARs) đo sản phẩm oxy hóa thứ cấp.
• Lý thuyết vi sinh vật học dự đoán:
  • Mô hình sơ cấp (Primary models): Ứng dụng mô hình Gompertz và mô hình Baranyi & Roberts để mô tả đường cong tăng trưởng của vi sinh vật theo thời gian ở từng mức nhiệt độ cố định, xác định các thông số: mật độ ban đầu ($N_0$), mật độ cực đại ($N_{max}$), tốc độ tăng trưởng cực đại ($\mu_{max}$) và thời gian pha tiềm phát ($\lambda$).
  • Mô hình thứ cấp (Secondary models): Mô tả sự phụ thuộc của $\mu_{max}$ và $\lambda$ vào nhiệt độ bảo quản thông qua phương trình căn bậc hai (Square root model) hoặc phương trình Arrhenius.
• Lý thuyết đánh giá cảm quan: Ứng dụng phương pháp chỉ số chất lượng (Quality Index Method - QIM) với tổng điểm QI tăng tuyến tính theo thời gian bảo quản; phương pháp phân tích mô tả định lượng (Quantitative Descriptive Analysis - QDA) trên thang điểm không cấu trúc; và phương pháp chấm điểm độ tươi theo thang điểm Torry cho mẫu chín.

Nội dung nghiên cứu	Đối tượng / Điều kiện khảo sát	Phương pháp và Chỉ tiêu phân tích
Nội dung 1: Thành phần ban đầu	Phi lê tươi và phi lê sau cấp đông rời IQF	Ẩm, protein, lipid, tro; TVB-N, FFA, PV, TBARs; TPC, coliform, E. coli, Pseudomonas spp.
Nội dung 2: Ảnh hưởng của rã đông	Mẫu trữ đông -20 ± 2°C (1 - 8 tháng); 4 phương pháp rã đông (không khí lạnh 7°C, không khí môi trường, nước lạnh 8°C, nước thường)	Hàm lượng TVB-N, điểm cảm quan QI (QIM), mật độ vi sinh vật (TPC, Pseudomonas spp., coliform, E. coli), phân tích thành phần chính (PCA)
Nội dung 3: Biến đổi ở nhiệt độ dương ổn định	Các mức nhiệt độ: 1, 4, 9, 15, 19, 25, 29 ± 1°C và nhiệt độ môi trường (30 - 33,5°C)	TVB-N; lipid (FFA, PV, TBARs, thành phần acid béo); cảm quan (QIM, QDA, Torry); vi sinh vật (TPC, Pseudomonas spp., coliform, E. coli)
Nội dung 4: Xây dựng và kiểm định mô hình	Mô hình sơ cấp (Baranyi & Roberts, Gompertz), mô hình thứ cấp; kiểm định ở nhiệt độ biến động và điều kiện quầy bán lẻ	Hồi quy phi tuyến tính, xác định hệ số xác định ($R^2$), sai số chuẩn ($SE$), kiểm định độ tin cậy mô hình vi sinh vật dự đoán

Phương pháp thu thập và xử lý số liệu: Số liệu được thu thập từ các lần lặp lại thí nghiệm độc lập, xử lý thống kê bằng phần mềm chuyên dụng, phân tích phương sai (ANOVA), phân tích tương quan và phân tích thành phần chính (Principal Component Analysis - PCA) để xác định mối liên hệ giữa các thuộc tính chất lượng.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu

Chương 1 tổng quan về đặc tính sinh học, thành phần dinh dưỡng của cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) với hàm lượng protein 17,9 g/100g, lipid 4,8 g/100g (thuộc nhóm cá béo vừa). Tác giả phân tích cấu trúc chuỗi cung ứng thủy sản và các nguyên nhân gây tổn thất chất lượng. Nội dung chương trình bày chi tiết nguyên lý kỹ thuật lạnh đông, các hiện tượng vật lý trong quá trình kết tinh đá (điểm băng -1 ÷ -2°C, tỷ lệ đóng băng 75 - 80% ở -1 ÷ -5°C và đạt 90 - 95% ở -25°C), cùng các biến đổi cơ học, hóa học do tan giá.

Chương này đi sâu vào cơ chế biến đổi chất lượng do hóa học (sự hình thành TVB-N, sự thủy phân và oxy hóa lipid tạo FFA, PV, TBARs) và vi sinh vật. Tác giả phân loại và đánh giá vai trò của hệ vi khuẩn gây hư hỏng đặc trưng (Pseudomonas spp., Photobacterium phosphoreum, Shewanella putrefaciens), vi sinh vật chỉ thị vệ sinh (coliform, E. coli) và các vi sinh vật gây bệnh tiềm ẩn (Salmonella, Staphylococcus aureus, Vibrio, Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens). Đồng thời, chương 1 tổng quan các phương pháp đánh giá cảm quan chuyên ngành thủy sản (QIM, QDA, Torry) và cơ sở toán học của các mô hình vi sinh vật dự đoán sơ cấp và thứ cấp.

Chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn nguyên liệu cá rô phi vằn thu nhận tại các cơ sở chế biến đạt chuẩn, quy cách phi lê và quy trình cấp đông rời IQF. Tác giả thiết kế 4 nội dung thực nghiệm cụ thể:

• Nội dung 1: Đánh giá thành phần hóa học cơ bản và hệ vi sinh vật ban đầu của phi lê sau chế biến và sau cấp đông rời IQF.
• Nội dung 2: Khảo sát 4 quy trình rã đông: Phương pháp I (không khí lạnh 7 ± 1°C), Phương pháp II (không khí ở nhiệt độ môi trường), Phương pháp III (ngâm nước lạnh 8 ± 1°C), Phương pháp IV (ngâm nước ở nhiệt độ thường) đối với mẫu phi lê cá bảo quản ở -20 ± 2°C qua các mốc thời gian từ tháng thứ 1 đến tháng thứ 8.
• Nội dung 3: Theo dõi định kỳ các biến đổi chất lượng hóa học (TVB-N, chỉ số lipid), cảm quan (bảng tiêu chí QIM điều chỉnh, mô tả QDA, điểm Torry) và vi sinh vật (TPC, Pseudomonas spp., coliform, E. coli) của phi lê cá tại 8 chế độ nhiệt độ ổn định: 1 ± 1°C, 4 ± 1°C, 9 ± 1°C, 15 ± 1°C, 19 ± 1°C, 25 ± 1°C, 29 ± 1°C và 30 - 33,5°C.
• Nội dung 4: Xây dựng mô hình động học sơ cấp (Baranyi & Roberts, Gompertz) và mô hình thứ cấp cho TPC và Pseudomonas spp.; thiết kế thí nghiệm kiểm định mô hình dưới 2 chế độ nhiệt độ biến động mô phỏng và thử nghiệm thực tế tại quầy bày bán cuối chuỗi cung ứng.

Chương này quy định rõ các phương pháp phân tích tiêu chuẩn (TCVN, AOAC, ISO, NMKL) cho từng chỉ tiêu vi sinh vật, hóa học và quy trình hội đồng cảm quan.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm tương ứng với các nội dung đã đề ra:

1. Thành phần ban đầu: Xác định đầy đủ các chỉ tiêu hóa sinh, độ tươi và mật độ vi sinh vật ban đầu trên phi lê cá rô phi vằn tươi và sau cấp đông IQF, cho thấy nguyên liệu đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.
2. Ảnh hưởng của phương pháp rã đông: Qua 8 tháng trữ đông ở -20 ± 2°C, phương pháp rã đông bằng không khí lạnh (7 ± 1°C) cho kết quả tốt nhất: tốc độ gia tăng TVB-N chậm nhất, duy trì cấu trúc cơ thịt tốt, giữ điểm QI ở mức thấp và hạn chế tối đa sự phát triển của vi sinh vật so với các phương pháp rã đông bằng nước hoặc không khí ở nhiệt độ phòng. Phân tích PCA xác nhận sự phân nhóm rõ rệt về chất lượng cảm quan giữa các phương pháp rã đông.
3. Quy luật biến đổi chất lượng ở các nhiệt độ dương ổn định:
   • Biến đổi hóa học: Tốc độ tích lũy TVB-N tăng mạnh theo nhiệt độ bảo quản. Ở các mức nhiệt độ thấp (1°C, 4°C), thời gian duy trì dưới ngưỡng giới hạn 30 mgN/100g kéo dài đáng kể so với nhiệt độ cao (25°C, 29°C và nhiệt độ phòng). Các chỉ số oxy hóa lipid (PV, TBARs, FFA) tăng đều đặn theo thời gian.
   • Biến đổi cảm quan: Bảng chỉ số chất lượng QIM sau khi điều chỉnh cho thấy tổng điểm QI có tương quan tuyến tính rất cao ($R^2$ cao) với thời gian bảo quản ở tất cả các mức nhiệt độ. Đánh giá QDA và thang điểm Torry cho thấy các thuộc tính mùi hôi thối, màu sậm, cấu trúc bở nhão tăng nhanh ở nhiệt độ cao.
   • Biến đổi vi sinh vật: TPC và Pseudomonas spp. tăng trưởng theo quy luật dạng hàm sigmoid. Coliform và E. coli bị ức chế mạnh ở 1 ± 1°C và 4 ± 1°C, nhưng tăng sinh nhanh chóng khi nhiệt độ bảo quản từ 9°C trở lên.
4. Mô hình động học vi sinh vật: Thiết lập thành công các phương trình mô hình sơ cấp mô tả sự tăng trưởng của TPC và Pseudomonas spp. với hệ số xác định $R^2$ cao. Xây dựng mô hình thứ cấp thể hiện sự phụ thuộc của $\mu_{max}$ và $\lambda$ vào nhiệt độ. Kết quả kiểm định mô hình trong điều kiện nhiệt độ biến động và điều kiện quầy bán lẻ thực tế chứng minh sai số dự đoán nhỏ, khẳng định tính khả thi trong việc dự báo mật độ vi sinh vật và tuổi thọ bảo quản sản phẩm.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Các đóng góp mới về mặt khoa học và thực tiễn của luận án bao gồm:

1. Luận án đã xác định được thành phần hoá học cơ bản và sự hiện diện của các nhóm vi sinh vật ban đầu trên phi lê cá rô phi vằn sau chế biến và sau đông rời IQF.
2. Luận án đã phân tích, so sánh các phương pháp rã đông bằng không khí và bằng nước ở nhiệt độ lạnh và nhiệt độ phòng, từ đó đã chọn được phương pháp rã đông phù hợp cho phi lê cá rô phi vằn là rã đông bằng không khí lạnh (7 ± 1°C), giúp duy trì tối ưu chất lượng cảm quan, hóa học và vi sinh vật sau thời gian dài trữ đông.
3. Luận án đã xác định được quy luật biến đổi về chất lượng cảm quan, tổng hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N), tổng lượng vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng ở nhiệt độ thấp (TPC), vi sinh vật gây hỏng đặc trưng Pseudomonas spp., vi sinh vật chỉ thị vệ sinh coliform và E. coli của phi lê cá rô phi vằn bảo quản tại các mức nhiệt độ ổn định từ 1°C đến 33,5°C.
4. Luận án đã thực hiện điều chỉnh bảng tiêu chí để đánh giá cảm quan theo phương pháp chỉ số chất lượng QIM phù hợp đặc thù cho phi lê cá rô phi vằn nuôi tại Việt Nam, thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính giữa điểm QI và thời gian bảo quản.
5. Luận án đã xây dựng được các mô hình động học tăng trưởng của TPC và Pseudomonas spp. với hệ số $R^2$ cao. Kết quả kiểm định mô hình bởi các chế độ nhiệt độ biến động mô phỏng và kiểm định trong điều kiện thực tế của cuối chuỗi cung ứng xác nhận độ tin cậy cao, cho phép ứng dụng mô hình để dự đoán mật độ vi sinh vật dựa trên lịch sử nhiệt độ - thời gian, từ đó xác định chính xác thời hạn bảo quản còn lại của sản phẩm.

Về mặt giải pháp và kiến nghị thực tiễn: Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở kỹ thuật để các nhà phân phối và cơ sở bán lẻ áp dụng phương pháp rã đông chuẩn bằng không khí lạnh (7 ± 1°C), duy trì nhiệt độ bảo quản dưới 4°C tại các quầy trưng bày, và tích hợp thuật toán mô hình vi sinh vật dự đoán vào hệ thống giám sát nhiệt độ để quản lý hạn sử dụng sản phẩm phi lê cá rô phi vằn.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Các dữ liệu thực nghiệm và mô hình toán học trong luận án được tập trung nghiên cứu trên đối tượng phi lê cá rô phi vằn ở phân đoạn cuối chuỗi cung ứng (bảo quản lạnh, rã đông và bày bán lẻ), chưa bao quát toàn bộ các biến động ở các khâu trước đó như nuôi trồng, thu hoạch, sơ chế và vận chuyển đường dài; nghiên cứu tập trung vào bao gói thường trong điều kiện hiếu khí, chưa mở rộng sang các công nghệ bao gói cải tiến.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng nghiên cứu động học biến đổi chất lượng và mô hình hóa sinh trưởng vi sinh vật trên phi lê cá rô phi vằn được đóng gói bằng công nghệ khí quyển biến đổi (MAP) hoặc đóng gói hút chân không.
  • Tích hợp các mô hình toán học dự đoán vào thiết bị cảm biến giám sát thông minh (RFID, cảm biến nhiệt độ - thời gian TTI kết nối IoT) để tự động hóa việc cảnh báo chất lượng và thời hạn sử dụng theo thời gian thực trong logistics chuỗi lạnh.

---

Giá trị tham khảo

Luận án mang lại giá trị tham khảo chuyên môn cho nhiều đối tượng:

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên: Tài liệu cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về ứng dụng vi sinh vật học dự đoán (Predictive Microbiology), phương pháp xây dựng mô hình sơ cấp (Baranyi & Roberts, Gompertz), mô hình thứ cấp và các kỹ thuật đánh giá cảm quan hiện đại (QIM, QDA, Torry) trong ngành Công nghệ Chế biến Thủy sản và Công nghệ Thực phẩm.
• Đối với giảng viên và nhà nghiên cứu: Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm chi tiết về các thông số động học sinh trưởng của Pseudomonas spp., TPC, coliform, E. coli và các chỉ số hóa lý (TVB-N, PV, TBARs, FFA) trên cá nước ngọt nhiệt đới.
• Đối với doanh nghiệp chế biến, siêu thị và nhà bán lẻ: Cung cấp thông số kỹ thuật trực tiếp để chuẩn hóa quy trình rã đông công nghiệp (sử dụng không khí lạnh 7 ± 1°C), xây dựng bảng đánh giá nhanh độ tươi bằng QIM tại quầy nhận hàng, và thiết lập chế độ nhiệt độ tối ưu cho tủ mát trưng bày nhằm kéo dài thời hạn bán hàng an toàn.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp rã đông nào được luận án xác định là tối ưu cho phi lê cá rô phi vằn đông lạnh?
Luận án đã so sánh 4 phương pháp rã đông trên mẫu bảo quản ở -20 ± 2°C từ tháng thứ 1 đến tháng thứ 8 và kết luận: rã đông bằng không khí lạnh (7 ± 1°C) là phương pháp phù hợp nhất. Phương pháp này giúp hạn chế tối đa sự tăng hàm lượng TVB-N, duy trì cấu trúc cơ thịt, giữ chỉ số cảm quan QI ở mức thấp và kìm hãm sự tăng sinh của vi sinh vật tốt hơn so với rã đông bằng không khí môi trường hoặc rã đông bằng nước.

2. Các nhóm vi sinh vật nào được theo dõi động học trong quá trình bảo quản phi lê cá?
Luận án theo dõi 4 nhóm vi sinh vật chính gồm: tổng số vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng ở nhiệt độ thấp (TPC), vi khuẩn gây hỏng đặc trưng (Pseudomonas spp.), và hai nhóm vi sinh vật chỉ thị vệ sinh là coliform và Escherichia coli (E. coli).

3. Ngưỡng giới hạn hóa học nào được sử dụng để đánh giá độ tươi và thời hạn sử dụng của phi lê cá?
Chỉ tiêu tổng hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) được sử dụng để đánh giá mức độ ươn hỏng hóa học. Theo quy chuẩn và các tài liệu được trích dẫn trong luận án, giới hạn cho phép của TVB-N đối với thủy sản bảo quản lạnh/đông là không vượt quá 30 mgN/100g.

4. Bảng chỉ số chất lượng QIM được luận án phát triển có đặc điểm gì?
Luận án đã thực hiện hiệu chỉnh bảng tiêu chí QIM để phù hợp với đặc tính của phi lê cá rô phi vằn nuôi tại Việt Nam. Tổng điểm chỉ số chất lượng (QI) xây dựng được có mối tương quan tuyến tính chặt chẽ theo thời gian bảo quản ở các mức nhiệt độ khác nhau, cho phép cảm quan viên đánh giá nhanh độ tươi mà không cần phá hủy mẫu hay xử lý nhiệt.

5. Mô hình động học vi sinh vật trong luận án được kiểm định như thế nào?
Sau khi thiết lập mô hình sơ cấp và thứ cấp cho TPC và Pseudomonas spp. từ dữ liệu ở nhiệt độ ổn định, tác giả đã kiểm định mô hình dưới 2 chế độ nhiệt độ biến động mô phỏng và điều kiện nhiệt độ thực tế tại quầy bày bán cuối chuỗi cung ứng. Kết quả kiểm định cho thấy dữ liệu dự đoán khớp với dữ liệu quan sát thực tế với độ tin cậy cao, chứng minh mô hình có thể dự báo chính xác hạn sử dụng dựa trên lịch sử nhiệt độ.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Kiều Diễm đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu về quy luật biến đổi chất lượng của phi lê cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) ở giai đoạn cuối chuỗi cung ứng lạnh/đông. Công trình đã xác lập cơ sở khoa học cho việc lựa chọn phương pháp rã đông bằng không khí lạnh (7 ± 1°C), chuẩn hóa thang điểm cảm quan QIM và làm rõ động học tích lũy TVB-N cùng sự sinh trưởng của các nhóm vi sinh vật chỉ thị và vi sinh vật gây hỏng. Thành công trong việc xây dựng và kiểm định mô hình vi sinh vật học dự đoán cho TPC và Pseudomonas spp. mang lại công cụ định lượng hữu hiệu phục vụ giám sát, kiểm soát chất lượng và dự báo thời hạn sử dụng của sản phẩm trong thực tiễn phân phối và bán lẻ thủy sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU Cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) nuôi được biết đến là một trong những nguồn nguyên liệu thuỷ sản phổ biến hiện nay và trở thành nguồn cung cấp protein cho nhiều nước trên thế giới, nguyên nhân chủ yếu là do cá tự nhiên ngày càng khan hiếm [39]. Theo thống kê của Liên minh Thuỷ sản toàn cầu (GAA), sản lượng cá rô phi trên toàn thế giới tăng hàng năm, cụ thể năm 2019 đạt 6,5 triệu tấn, năm 2020 đạt 6,93 triệu tấn [108]. Sản lượng tăng trưởng trung bình của cá rô phi từ năm 2010 đến năm 2019 trên toàn thế giới ước tính là 7,7%. Trong đó, Trung Quốc là quốc gia sản xuất cá rô phi đứng đầu trên thế giới, với sản lượng chiếm gần 50% tổng sản lượng toàn thế giới (1,7 triệu tấn năm 2019), điều đó giúp Trung Quốc trở thành quốc gia có sản lượng xuất khẩu cá rô phi cao nhất, kế đến là Indonesia (1,1 triệu tấn) và Ai Cập (0,9 triệu tấn) [107].

Ngoài ra còn có một số quốc gia khác sản xuất và xuất khẩu cá rô phi như: Brazil, Bangladesh, Philippines, Thái Lan và Việt Nam [32]. Việt Nam là quốc gia có sản lượng xuất khẩu cá rô phi đứng hàng thứ 6 trên thế giới [33]. Cá rô phi trở thành đối tượng thuỷ sản được quan tâm phát triển tại Việt Nam trong những năm qua, với mục tiêu tạo ra những sản phẩm có năng lực cạnh tranh trên thị trường thế giới, bằng cách đa dạng hóa sản phẩm từ nhiều đối tượng khác nhau. Một số sản phẩm từ cá rô phi như: cá nguyên con, cá phi lê, chả cá viên… được đánh giá là tiềm năng, đặc biệt là phi lê cá rô phi vằn trở thành sản phẩm xuất khẩu phổ biến của Việt Nam, do đó phi lê cá rô phi vằn là đối tượng cần được quan tâm nghiên cứu và phát triển.

Phần lớn sự suy giảm chất lượng thuỷ sản và sản phẩm thuỷ sản là do sự hiện diện của vi sinh vật. Ở siêu thị, quầy hàng thuỷ sản hay chợ truyền thống…, thuỷ sản đặc biệt là cá thường được bảo quản lạnh bằng nước đá, tủ mát… Tại nơi tiêu thụ, sự lây nhiễm vi sinh vật vào sản phẩm có thể xảy ra từ các hoạt động vận chuyển, bày bán, lựa chọn sản phẩm của khách hàng. Thêm vào đó, sự thay đổi nhiệt độ bảo quản và nhiệt độ sản phẩm trong chuỗi cung ứng thúc đẩy sự sinh trưởng của vi sinh vật làm hư hỏng sản phẩm, nổi bật nhất là hệ vi sinh vật gây hư hỏng đặc trưng (Specific spoilage organisms-SSO) như: Pseudomonas spp., Photobacterium phosphoreum, Shewanella putrefaciens… là những vi sinh vật thường được tìm thấy trên thuỷ sản [112], các vi sinh vật này khi sinh trưởng sinh ra sản phẩm cấp thấp, làm suy giảm chất 2 lượng thuỷ sản [220]. Ngoài các nhóm vi sinh vật gây hư hỏng đặc trưng, có thể có sự hiện diện của vi sinh vật khác như: tổng số vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng ở nhiệt độ dương thấp (TPC), các vi sinh vật chỉ thị vệ sinh như: coliform, E.

Sự sinh trưởng của các vi sinh vật ảnh hưởng đến thành phần hóa học, chất lượng cảm quan của thuỷ sản và ảnh hưởng đến sức khoẻ của người tiêu dùng. Có thể nói vi sinh vật là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến những biến đổi về chất lượng của thuỷ sản. Trong đó nhiệt độ đóng vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng của vi sinh vật, nhiệt độ tăng thúc đẩy mật độ vi sinh vật tăng, thuỷ sản dễ hư hỏng. Vấn đề đặt ra, nếu chất lượng của phi lê cá rô phi vằn trong chuỗi cung ứng được kiểm soát dựa trên việc quản lý lịch sử nhiệt độ của từng lô hàng, từ đó dự đoán được mật độ vi sinh vật ở các thời điểm khác nhau trong quá trình bảo quản, đây là cơ sở để xác định thời hạn bảo quản còn lại của phi lê cá nhanh chóng hơn.

Xuất phát từ tình hình thực tế đó, chúng tôi đề xuất đề tài “Nghiên cứu sự biến đổi chất lượng của phi lê cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) cuối chuỗi cung ứng sản phẩm lạnh/đông” nhằm xây dựng mô hình động học về sự sinh trưởng của một số vi sinh vật theo nhiệt độ và thời gian bảo quản, giúp cho việc giám sát và quản lý chất lượng phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản, bày bán sản phẩm của nhà phân phối và các quầy bán lẻ được tốt hơn, góp phần kiểm soát và quản lý chất lượng sản phẩm phi lê cá rô phi vằn ở cuối chuỗi cung ứng. Mục tiêu nghiên cứu 1. Tìm được sự biến đổi chất lượng của phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản lạnh thông qua sự thay đổi về: mật độ vi sinh vật, thành phần hoá học và chất lượng cảm quan của sản phẩm theo thời gian và nhiệt độ bảo quản. Xây dựng mô hình động học về sự biến đổi của tổng số vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng ở nhiệt độ thấp và vi khuẩn gây hỏng đặc trưng Pseudomonas spp.

trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian và nhiệt độ bảo quản lạnh. Phạm vi nghiên cứu của đề tài luận án Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng TVB-N, chất lượng cảm quan và sự sinh trưởng của vi sinh vật chỉ thị vệ sinh (coliform, E.coli), tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC) sinh trưởng ở nhiệt độ thấp và vi khuẩn gây hỏng đặc trưng (Pseudomonas spp.) 3 trên phi lê cá rô phi vằn bảo quản lạnh. Từ đó xây dựng mô hình động học về sự biến đổi của TPC và Pseudomonas spp. trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian và nhiệt độ bảo quản.

Nội dung nghiên cứu 1. Nghiên cứu sự biến đổi thành phần hoá học ban đầu và sự hiện diện của một số nhóm vi sinh vật ban đầu trên phi lê cá rô phi vằn. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phương pháp rã đông đến chất lượng của phi lê cá rô phi vằn sau rã đông, từ đó tìm ra phương pháp rã đông thích hợp. Nghiên cứu sự biến đổi chất lượng hóa học, chất lượng cảm quan và sự sinh trưởng của vi sinh vật chỉ thị vệ sinh (coliform, E.coli), tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC) sinh trưởng ở nhiệt độ thấp và vi khuẩn gây hỏng đặc trưng (Pseudomonas spp.) trên phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản lạnh.

Xây dựng mô hình động học về sự biến đổi mật độ của tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC) sinh trưởng ở nhiệt độ thấp, vi khuẩn gây hỏng đặc trưng (Pseudomonas spp.) trên phi lê cá rô phi vằn theo thời gian và nhiệt độ bảo quản lạnh. Thử nghiệm ứng dụng mô hình vào quản lý chất lượng sản phẩm phi lê cá rô phi vằn trong quá trình bảo quản và bày bán tại quầy ở cuối chuỗi cung ứng. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Đây là nghiên cứu một cách hệ thống lần đầu tiên tại Việt Nam về sự biến đổi chất lượng sản phẩm phi lê cá rô phi vằn về mật độ vi sinh vật, tổng hàm lượng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) và cảm quan trong các điều kiện nhiệt độ mô phỏng cuối chuỗi cung ứng lạnh/đông. Mật độ vi sinh vật gây hư hỏng cụ thể là tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC) sinh trưởng ở nhiệt độ thấp và vi khuẩn gây hỏng đặc trưng Pseudomonas spp., được xác định ở nhiệt độ cố định và nhiệt độ biến động mô phỏng điều kiện bảo quản lạnh thực tế trong chuỗi cung ứng, đây chính là cơ sở dữ liệu để luận án xây dựng mô hình toán học cho sự sinh trưởng của vi sinh vật trong quá trình bảo quản và bày bán.

Kết quả mô hình của luận án có thể xác định được mật độ vi sinh vật dựa trên lịch sử nhiệt độ và thời gian bảo quản trong chuỗi cung ứng, từ đó dự đoán được thời hạn bảo quản còn lại của phi lê cá, góp phần kiểm soát tốt chất lượng của sản phẩm đến cuối chuỗi cung ứng. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về nguyên liệu Cá rô phi vằn Tên tiếng Anh: Nile Tilapia Tên khoa học: Oreochromis niloticus Tên khác: Cá rô phi vằn, cá phi, cá rô phi sông Nin. Cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) Cá rô phi vằn là loài cá đặc trưng của vùng nhiệt đới, môi trường sống thích hợp cho cá là nhiệt độ 24 ÷ 32°C, pH 6,5 ÷ 8,5.

Cá sống được trong nước ngọt, lợ, mặn. Cá sinh trưởng khá nhanh nên sau 8 tháng nuôi có thể đạt khối lượng 300 ÷ 500 g/con [26]. Phân loại cá rô phi Cá rô phi vằn được phân loại như sau: Ngành: Chordata Lớp: Actinopterygii Bộ: Perciformes Họ: Cichlidae Giống: Oreochromis Loài: Oreochromis niloticus 5 1. Đặc tính sinh học của cá rô phi vằn Về hình thái cá rô phi vằn có thân màu hơi tím, vảy sáng bóng, có 9 - 12 sọc đậm song song nhau từ lưng xuống bụng.

Vi đuôi có màu sọc đen sậm song song từ phía trên xuống phía dưới và phân bố khắp vi đuôi. Vi lưng có những sọc trắng chạy song song trên nền xám đen, viền vi lưng và vi đuôi có màu hồng nhạt. Cá rô phi vằn thường ăn tạp, tốc độ sinh sản nhanh, sinh trưởng được trong điều kiện khí hậu và môi trường nước khác nhau, có khả năng kháng bệnh cao hơn các loài khác [166], chính vì vậy đã làm cho cá rô phi vằn trở thành loài cá được nuôi phổ biến trên thế giới, cá rô phi vằn đóng vai trò là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho con người, trong tương lai sẽ trở thành sản phẩm thay thế cho các loại cá trắng hiện nay [11]. Thành phần dinh dưỡng của cá rô phi vằn Bảng 1.

Thành phần dinh dưỡng của cá rô phi vằn tính trên 100 g ăn được Thành phần Đơn vị Tính trên 100 g cá Protein g 17,9 Lipid g 4,8 Canxi mg 120 Phosphor mg 340 Sắt mg 1,8 Kali mg 450 Natri mg 50 Magie mg 25 Kẽm mg 0,6 Vitamin B1 mg 0,3 Vitamin B2 mg 0,09 Vitamin B6 mg 0,03 Vitamin B12 µg 2 Vitamin D µg 1,5 (Nguồn: Foodnutrition table.com) [191] Thành phần hóa học của cá là yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản và chế biến. Cá rô phi vằn có chứa khoảng 4,8% lipid nên đây là cá béo vừa (hàm lượng béo 4- 6 8%) [5, 190]. Hàm lượng chất béo trong cá vừa có lợi cho sức khỏe nhưng lại dễ bị oxi hóa và làm giảm giá trị cảm quan sản phẩm nếu bảo quản và chế biến không đúng cách. Hình thức nuôi và khai thác Theo thống kê hiện nay, diện tích nuôi trồng thủy sản nước ngọt cả nước ta là 390.