Nghiên Cứu Công Nghệ Sản Xuất Cá Thu Hun Khói

Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu công nghệ sản xuất cá thu hun khói

• Tác giả: Phạm Văn Cường
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tiến Lực
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Công Nghệ Sản Xuất Cá Thu Hun Khói
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: Tổng quan về cá thu
• 1.1. Giới thiệu về cá thu
• 1.2. Đặc điểm sinh học cá thu ảo (Scomber australasicus)
• 1.3. Thành phần dinh dưỡng của cá thu (Scomber australasicus)
• 1.4. Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng thịt cá thu
• 1.5. Những nghiên cứu về bảo tồn và phát triển bền vững
• 1.6. Giá trị thực phẩm và giá trị kinh tế cá thu
• 1.7. Tổng quan về hun khói
• 1.8. Phân loại những phương pháp hun khói
• 1.9. Nhiên liệu được sử dụng cho quá trình hun khói
• 1.10. Thành phần của khói hun
• 1.11. Ảnh của quá trình hun khói trong thực phẩm
• 1.12. Thực phẩm hun khói
• 1.13. Thiết bị máy hun khói
• 1.14. Tình hình nghiên cứu sản phẩm hun khói và sự cần thiết của đề tài
• 1.15. Tình hình nghiên cứu của sản phẩm hun khói trong nước và ngoài nước
• 1.16. Sự cần thiết của đề tài cá thu hun khói
• 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu nghiên cứu
• 2.1.1. Nguyên liệu chính
• 2.1.2. Nguyên liệu phụ
• 2.2. Thiết bị và hóa chất
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp xác định thành phần khối lượng phi lê cá
• 2.3.2. Phương pháp xác định tỉ lệ nồng độ muối
• 2.3.3. Phương pháp xác định thời ngâm muối
• 2.3.4. Phương pháp xác định tỉ lệ dung dịch khói lỏng
• 2.3.5. Phương pháp xác định thời gian ngâm dung dịch khói lỏng
• 2.4. Thiết lập tối ưu hóa cho quá trình hun khói cá thu
• 2.5. Phương pháp phân tích và đánh giá chất lượng
• 2.5.1. Phương pháp xác định độ ẩm thịt cá thu
• 2.5.2. Phân tích thành phần hóa học
• 2.5.3. Phương pháp phân tích vi sinh
• 2.5.4. Phương pháp đánh giá cảm quan
• 2.5.5. Phương pháp xử lí số liệu
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Xác định thành phần khối lượng cá thu
• 3.2. Xác định thành phần dinh dưỡng của thịt cá thu
• 3.3. Lựa chọn nồng độ muối, và thời gian ngâm muối
• 3.3.1. Lựa chọn nồng độ muối
• 3.3.2. Lựa chọn thời gian ngâm muối
• 3.4. Xác định tỷ lệ và thời gian ngâm dung dịch khói lỏng
• 3.4.1. Xác định tỷ lệ ngâm dung dịch khói lỏng
• 3.4.2. Xác định thời gian ngâm dung dịch khói lỏng
• 3.5. Tối ưu hóa cho quá trình hun khói cá thu
• 3.5.1. Xây dựng bài toán tối ưu đa mục tiêu
• 3.5.2. Giải toán tối ưu đa mục tiêu
• 3.6. Xây dựng quy trình công nghệ
• 3.6.1. Sơ đồ quy trình công nghệ
• 3.6.2. Giải thích quy trình
• 3.7. Đánh giá chất lượng sản phẩm cá thu hun khói
• 3.7.1. Thành phần hóa học của sản phẩm cá thu hun khói
• 3.7.2. Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm cá thu hun khói
• 3.7.3. Chất lượng cảm quan của sản phẩm cá thu hun khói
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về công nghệ sản xuất cá thu hun khói hiệu quả

Cá thu hun khói là một sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và được ưa chuộng trên thị trường. Công nghệ sản xuất cá thu hun khói không chỉ giúp bảo quản thực phẩm mà còn tạo ra hương vị đặc trưng, hấp dẫn. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào quy trình sản xuất cá thu hun khói, từ nguyên liệu đến thành phẩm, nhằm tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.

1.1. Đặc điểm sinh học và dinh dưỡng của cá thu

Cá thu (Scomber australasicus) là loài cá có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều protein và axit béo omega-3. Đặc điểm sinh học của cá thu ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau khi chế biến. Nghiên cứu cho thấy cá thu có hàm lượng protein lên đến 21,32%.

1.2. Quy trình sản xuất cá thu hun khói

Quy trình sản xuất cá thu hun khói bao gồm các bước như chọn nguyên liệu, chế biến, và hun khói. Mỗi bước đều cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Việc tối ưu hóa từng bước trong quy trình sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.

II. Những thách thức trong công nghệ sản xuất cá thu hun khói

Mặc dù công nghệ sản xuất cá thu hun khói mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp phải không ít thách thức. Các vấn đề như chất lượng nguyên liệu, quy trình chế biến và bảo quản sản phẩm là những yếu tố cần được chú ý. Việc giải quyết những thách thức này sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.

2.1. Chất lượng nguyên liệu ảnh hưởng đến sản phẩm

Chất lượng nguyên liệu là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm cá thu hun khói. Nguyên liệu cá thu cần được chọn lọc kỹ lưỡng, đảm bảo tươi ngon và không bị nhiễm bệnh. Việc kiểm soát chất lượng nguyên liệu sẽ giúp sản phẩm đạt tiêu chuẩn cao nhất.

2.2. Quy trình chế biến và ảnh hưởng đến chất lượng

Quy trình chế biến cá thu hun khói cần được thực hiện theo tiêu chuẩn nghiêm ngặt. Các yếu tố như thời gian ngâm muối, nồng độ muối và thời gian hun khói đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy, việc tối ưu hóa các yếu tố này sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm.

III. Phương pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất cá thu hun khói

Để nâng cao hiệu quả sản xuất cá thu hun khói, việc áp dụng các phương pháp tối ưu hóa là rất cần thiết. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc điều chỉnh các thông số trong quy trình chế biến có thể cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm. Các phương pháp này bao gồm tối ưu hóa nồng độ muối, thời gian ngâm muối và thời gian hun khói.

3.1. Tối ưu hóa nồng độ muối trong chế biến

Nồng độ muối là yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến cá thu hun khói. Nghiên cứu cho thấy nồng độ muối tối ưu là 6%, giúp tăng cường hương vị và bảo quản sản phẩm tốt hơn. Việc điều chỉnh nồng độ muối cần được thực hiện cẩn thận để không làm mất đi chất lượng thịt cá.

3.2. Thời gian ngâm muối và ảnh hưởng đến chất lượng

Thời gian ngâm muối cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cá thu hun khói. Thời gian ngâm muối tối ưu được xác định là 2 giờ, giúp cá thu thấm đều muối mà không làm mất đi độ tươi ngon. Việc kiểm soát thời gian ngâm muối là rất quan trọng trong quy trình chế biến.

IV. Ứng dụng thực tiễn của cá thu hun khói trong ngành thực phẩm

Cá thu hun khói không chỉ là một sản phẩm thực phẩm ngon miệng mà còn có giá trị dinh dưỡng cao. Sản phẩm này đang ngày càng được ưa chuộng trên thị trường, đặc biệt là trong các bữa ăn gia đình và nhà hàng. Việc phát triển sản phẩm cá thu hun khói sẽ mở ra nhiều cơ hội cho ngành thực phẩm.

4.1. Giá trị dinh dưỡng của cá thu hun khói

Cá thu hun khói chứa nhiều protein và axit béo omega-3, có lợi cho sức khỏe. Sản phẩm này không chỉ ngon mà còn cung cấp nhiều dưỡng chất cần thiết cho cơ thể. Việc tiêu thụ cá thu hun khói sẽ giúp cải thiện chế độ ăn uống của người tiêu dùng.

4.2. Thị trường cá thu hun khói và tiềm năng phát triển

Thị trường cá thu hun khói đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ. Sản phẩm này đang dần trở nên phổ biến ở nhiều quốc gia, đặc biệt là ở châu Á. Việc mở rộng thị trường và phát triển sản phẩm cá thu hun khói sẽ mang lại nhiều cơ hội kinh doanh cho các doanh nghiệp.

V. Kết luận và tương lai của công nghệ sản xuất cá thu hun khói

Công nghệ sản xuất cá thu hun khói đang ngày càng được cải tiến và phát triển. Việc áp dụng các phương pháp tối ưu hóa trong quy trình sản xuất sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường. Tương lai của sản phẩm cá thu hun khói hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội cho ngành thực phẩm.

5.1. Tương lai của sản phẩm cá thu hun khói

Sản phẩm cá thu hun khói có tiềm năng phát triển lớn trong tương lai. Với nhu cầu ngày càng tăng về thực phẩm chất lượng cao, cá thu hun khói sẽ trở thành một lựa chọn phổ biến cho người tiêu dùng. Việc đầu tư vào công nghệ sản xuất sẽ giúp nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm.

5.2. Đề xuất nghiên cứu và phát triển trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp chế biến cá thu hun khói để nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ mới và cải tiến quy trình sản xuất sẽ giúp sản phẩm cá thu hun khói đáp ứng tốt hơn nhu cầu của thị trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm hiện đại, thủy sản là nguồn cung cấp protein động vật và các dưỡng chất thiết yếu quan trọng cho con người. Cá thu là một trong những đối tượng khai thác có giá trị thương mại và sản lượng lớn trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO), sản lượng khai thác cá thu toàn cầu đạt đỉnh trong giai đoạn 2005–2007 với khoảng 200–260 nghìn tấn/năm và duy trì mức trung bình khoảng 150–160 nghìn tấn/năm từ năm 2008. Trong chi Scomber, loài cá thu ảo (Scomber australasicus) phân bố rộng rãi ở vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới Tây Thái Bình Dương, bao gồm ngư trường Biển Đông của Việt Nam.

Mặc dù có trữ lượng dồi dào, hàm lượng dinh dưỡng cao (giàu protein, khoáng và axit béo không bão hòa đa như DHA), cá thu ảo lại đối mặt với nhược điểm lớn về mặt bảo quản sau thu hoạch: cơ thịt cá rất dễ bị tự phân hủy (hiện tượng mềm hóa cơ) do hoạt động mạnh của các enzyme protease (đặc biệt là cathepsin L) giải phóng từ nội tạng sau khi chết. Tại thị trường Việt Nam, các sản phẩm chế biến từ cá thu chủ yếu tồn tại dưới dạng đông lạnh, ướp muối hoặc đóng hộp truyền thống; các mặt hàng chế biến sâu có giá trị gia tăng như thủy sản hun khói vẫn còn rất hạn chế và chưa phổ biến so với thị trường các nước châu Âu, châu Mỹ hay châu Phi.

Xuất phát từ thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp mã số 2020–16116007 với đề tài "Nghiên cứu công nghệ sản xuất cá thu hun khói" được thực hiện bởi sinh viên Phạm Văn Cường và Trần Tuấn Cường, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Tiến Lực tại Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (hoàn thành tháng 01/2021).

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài:

1. Khảo sát tỷ lệ thành phần khối lượng giải phẫu và thành phần dinh dưỡng cơ bản của cá thu ảo nguyên liệu (Scomber australasicus).
2. Nghiên cứu xác định nồng độ muối và thời gian ngâm muối thích hợp cho miếng cá phi lê.
3. Nghiên cứu xác định tỷ lệ nồng độ dung dịch khói lỏng và thời gian ngâm dung dịch khói lỏng tối ưu.
4. Thiết lập mô hình toán học và giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu cho hai thông số công nghệ cốt lõi của quá trình hun khói (nhiệt độ hun và thời gian hun).
5. Xây dựng sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cá thu hun khói hoàn chỉnh và đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng thông qua các chỉ tiêu hóa học, vi sinh và cảm quan.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Cá thu ảo (Scomber australasicus, họ Scombridae) tươi thu mua tại cảng biển thành phố Hà Tiên, tỉnh Kiên Giang. Mẫu cá có kích thước trung bình: chiều dài khoảng 312 mm, khối lượng thân khoảng 292 g, khoảng cách giữa hai vây lưng là 4,2 cm.
• Phạm vi nghiên cứu: Toàn bộ các nội dung nghiên cứu thực nghiệm, phân tích chỉ tiêu và chế biến thử nghiệm được tiến hành ở quy mô phòng thí nghiệm tại Xưởng chế biến thực phẩm (Xưởng 1), Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình khoa học

Đề tài dựa trên cơ sở khoa học về phân loại sinh học, hóa sinh thực phẩm và kỹ thuật chế biến nhiệt - khói:

• Đặc điểm sinh học và hóa sinh cá thu: Phân biệt hình thái học và di truyền của 3 loài cá chính trong chi Scomber (S. scombrus, S. australasicus, S. japonicus); cơ chế biến tính protein, thoái hóa mô cơ do enzym cathepsin L và quá trình oxy hóa chất béo trong bảo quản cá biển.
• Bản chất của kỹ thuật hun khói thực phẩm: Cơ chế thẩm thấu nhiệt và các hợp chất bay hơi từ khói vào cơ thịt. Khói gỗ chứa hơn 400 hợp chất phân tích được (gồm 48 acid hữu cơ, 131 carbonyl, 22 ester, 46 furan, 16 lacton, 22 alcohol, 75 phenol và 50 hợp chất khác). Trong đó, các hợp chất carbonyl phản ứng với nhóm amin tự do tạo màu nâu (phản ứng Maillard); hợp chất phenol (như 2,6-dimethoxyphenol, guaiacol) và formaldehyde đóng vai trò kháng khuẩn, ức chế vi sinh vật và chống oxy hóa lipid.
• Kiểm soát hợp chất độc hại: Cơ chế hình thành hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs, tiêu biểu là Benzo[a]pyrene) do sự nhiệt phân không hoàn toàn của lignin, cellulose ở nhiệt độ cao; giải pháp sử dụng buồng tạo khói riêng và ứng dụng chế phẩm khói lỏng (dung dịch khói ngưng tụ đã qua tinh chế loại bỏ tạp chất nhựa và PAHs) nhằm nâng cao độ an toàn thực phẩm.

Phương pháp nghiên cứu và vật liệu thực nghiệm

Khóa luận áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm khoa học trong công nghệ thực phẩm:

Hạng mục	Chi tiết triển khai trong nghiên cứu
Nguyên liệu chính	Cá thu ảo tươi bảo quản lạnh đông (-18°C) tại xưởng chế biến.
Nguyên liệu phụ & Hóa chất	- Muối ăn thương phẩm: hàm lượng NaCl > 95%, độ ẩm < 0,5%. - Chế phẩm khói lỏng: Smokez Enviro 24pb (sản xuất từ gỗ dẻ gai bởi Red Arrow Products Company LLC, Hoa Kỳ; phân phối bởi Neo Foodtech TP.HCM).
Thiết bị nghiên cứu	Thiết bị hun khói mô hình TMTP–IC01 có cấu tạo buồng tạo khói riêng biệt kết hợp quạt đối lưu và bộ phận gia nhiệt/làm lạnh.
Phương pháp đơn yếu tố	Khảo sát lần lượt ảnh hưởng của từng thông số: nồng độ muối ngâm, thời gian ngâm muối, nồng độ khói lỏng, thời gian ngâm khói lỏng dựa trên đánh giá cảm quan.
Phương pháp tối ưu hóa	Quy hoạch thực nghiệm theo ma trận trực giao cấp 2 hai yếu tố (nhiệt độ hun $X_1$ và thời gian hun $X_2$); phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) để giải bài toán tối ưu đa mục tiêu.
Phương pháp phân tích hóa lý	Xác định độ ẩm (sấy đến khối lượng không đổi), protein thô (Kjeldahl), lipid tổng (Soxhlet), tro tổng (nung ở 550–600°C).
Đánh giá chất lượng	Phương pháp đánh giá cảm quan cho điểm theo TCVN; kiểm nghiệm các chỉ tiêu vi sinh vật gây hại và tổng số vi khuẩn hiếu khí.
Xử lý số liệu	Phân tích thống kê, xử lý số liệu thực nghiệm và hồi quy toán học.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan về cá thu và công nghệ hun khói

Chương này tổng thuật toàn diện các tài liệu khoa học trong và ngoài nước liên quan đến nguyên liệu và công nghệ hun khói:

• Tổng quan về cá thu: Phân loại họ Scombridae; đặc điểm sinh học cá thu ảo (Scomber australasicus): tuổi thọ tối đa 7 năm (chủ yếu bắt gặp 1–3 tuổi), mùa sinh sản chính từ tháng 1 đến tháng 5 ở dải nhiệt độ nước 17–20°C, tập tính di cư xa bờ theo dòng hải lưu ấm.
• Thành phần hóa học và dinh dưỡng: Protein cá thu dao động 18,05–20,5%; lipid phân bố khác biệt giữa các bộ phận (thịt cơ 1,3–5,3%, manh tràng môn vị 8,2–13,8%, gan 9,4–11,8%, nội tạng khác 8,1–28,3%). Đặc biệt, tỷ lệ axit béo DHA trong lipid cơ cá thu ảo đạt mức rất cao (18,6–27,5%), tương đương với các loài cá ngừ đại dương cỡ lớn. Các axit amin chiếm ưu thế gồm axit aspartic, axit glutamic, lysine và leucine.
• Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng: Hàm lượng kim loại nặng (thủy ngân, chì); sự suy giảm cấu trúc cơ và sụt giảm pH trong mùa sinh sản do hoạt tính của enzyme protease nội tại; các mối nguy ký sinh trùng như Anisakis simplex.
• Công nghệ hun khói: So sánh hun khói nóng (75–80°C), hun khói lạnh (20–25°C), hun khói điện tử và hun bằng khói lỏng. Phân tích đặc tính các loại gỗ tạo khói (gỗ sồi, hồ đào, mesquite, mại dâu, bạch dương, phong, táo) với độ ẩm mùn cưa tối ưu 25–35%. Cấu tạo nguyên lý của phòng hun công nghiệp ALKAR và thiết bị hun khói buồng rời. Khảo sát thực trạng thị trường: châu Âu tiêu thụ 30–60% sản phẩm thịt/cá hun khói, trong khi Việt Nam chủ yếu quen thuộc với thịt hun khói truyền thống vùng cao hoặc sản phẩm ngoại nhập dạng dăm bông, xúc xích.

+-------------------------------------------------------------------------+
|                  CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA KHÓI HUN GỖ                        |
|                                                                         |
|  - Hợp chất Carbonyl (131 loại) + Nhóm Amin  --> Tạo màu nâu đặc trưng  |
|  - Hợp chất Phenol (75 loại) + Formaldehyde  --> Kháng khuẩn, diệt vi sinh|
|  - Phenol điểm sôi cao (2,6-dimethoxyphenol) --> Chống oxy hóa Lipid    |
|  - Rủi ro PAHs (Benzo[a]pyrene)             --> Kiểm soát nhiệt & lọc khói|
+-------------------------------------------------------------------------+

Chương 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết quy trình chuẩn bị mẫu, quy cách nguyên vật liệu, dụng cụ và tiến trình bố trí các thí nghiệm:

• Tiếp nhận và xử lý nguyên liệu: Cá thu ảo từ Hà Tiên được ướp đá muối chuyển về phòng thí nghiệm, rửa sạch, cắt bỏ đầu, mổ nội tạng, phi lê lấy 2 miếng thịt cơ dọc sống lưng và bảo quản lạnh đông (-18°C).
• Quy trình thí nghiệm từng bước:
  1. Thí nghiệm 1: Xác định tỷ lệ khối lượng các phần giải phẫu (thịt phi lê, nội tạng, đầu-xương-đuôi-vây).
  2. Thí nghiệm 2: Khảo sát nồng độ muối ngâm (chọn mức nồng độ tối ưu) và thời gian ngâm muối thích hợp nhằm đảm bảo vị mặn vừa phải, tăng độ săn chắc cơ thịt và hỗ trợ bảo quản.
  3. Thí nghiệm 3: Khảo sát nồng độ dung dịch khói lỏng Smokez Enviro 24pb và thời gian ngâm để tạo màu sắc, mùi khói đặc trưng mà không làm sản phẩm bị đắng khét.
  4. Thí nghiệm 4: Bố trí thực nghiệm tối ưu hóa quá trình hun khói trên máy TMTP–IC01 bằng ma trận trực giao cấp 2 với 2 yếu tố: Nhiệt độ hun khói ($X_1$) và Thời gian hun khói ($X_2$).
• Phương pháp phân tích: Mô tả chi tiết quy trình xác định độ ẩm, protein, lipid, tro, kiểm tra vi sinh vật theo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm và đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm thị hiếu.

Chương 3. Kết quả và bàn luận

Chương này trình bày toàn bộ số liệu thu thập, phân tích thực nghiệm và luận bàn khoa học:

• Thành phần khối lượng và dinh dưỡng cá thu ảo:
  • Tỷ lệ khối lượng giải phẫu: Phần thịt cá phi lê ăn được chiếm 70,12%; nội tạng chiếm 7,45%; phế phẩm (đầu, xương, đuôi, vây) chiếm 22,13%.
  • Thành phần hóa học cơ bản của phi lê cá tươi: Độ ẩm 76,58%; Protein 21,32%; Lipid 0,75%; Tro tổng 5,32%.
• Lựa chọn thông số ngâm muối và ngâm khói lỏng:
  • Nồng độ và thời gian ngâm muối: Nồng độ dung dịch muối thích hợp nhất được xác định là 6%, thời gian ngâm kéo dài 2 giờ. Ở mức này, cấu trúc thịt cá đạt độ săn chắc tốt, vị mặn hài hòa, không làm biến tính màng tế bào quá mức.
  • Tỷ lệ và thời gian ngâm khói lỏng: Tỷ lệ dung dịch khói lỏng tối ưu là 1%, thời gian ngâm 1 giờ. Nồng độ này giúp miếng cá hấp phụ vừa đủ lượng hợp chất tạo mùi và màu vàng óng đồng đều, tránh vị cay đắng của khói cô đặc.
• Tối ưu hóa chế độ hun khói trên thiết bị TMTP–IC01:
  • Thông qua giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu từ mô hình bề mặt đáp ứng RSM của ma trận trực giao cấp 2, thông số công nghệ hun khói tối ưu đạt được là: Nhiệt độ hun: 60°C và Thời gian hun: 5 giờ.
• Xây dựng quy trình công nghệ hoàn chỉnh:
  • Thiết lập sơ đồ quy trình từ: Nguyên liệu cá tươi $\rightarrow$ Rửa sạch $\rightarrow$ Mổ, phi lê $\rightarrow$ Ngâm muối (6%, 2 giờ) $\rightarrow$ Để ráo $\rightarrow$ Ngâm khói lỏng (1%, 1 giờ) $\rightarrow$ Để ráo $\rightarrow$ Hun khói (60°C, 5 giờ) $\rightarrow$ Làm nguội $\rightarrow$ Đóng gói $\rightarrow$ Thành phẩm cá thu hun khói.
• Chất lượng thành phẩm cá thu hun khói:
  • Thành phần hóa học: Độ ẩm giảm xuống còn 43,76% (giảm mạnh so với cá tươi 76,58%, tạo độ dai săn chắc); Lipid đạt 2,05%; Tro tổng đạt 5,20%.
  • Vi sinh và cảm quan: Sản phẩm đạt các tiêu chuẩn vệ sinh vi sinh vật, màu sắc vàng sẫm đặc trưng, mùi thơm khói dẻ gai dịu nhẹ, vị vừa ăn và cấu trúc săn chắc đồng đều.

Chương 4. Kết luận và kiến nghị

• Khẳng định đã xây dựng thành công quy trình công nghệ chế biến cá thu hun khói ở quy mô phòng thí nghiệm với đầy đủ các thông số tối ưu.
• Đề xuất các kiến nghị: Mở rộng thử nghiệm sản xuất ở quy mô bán công nghiệp; nghiên cứu đánh giá biến đổi chất lượng trong quá trình bảo quản thực tế dưới các điều kiện bao bì khác nhau (đóng gói chân không, bao bì khí quyển biến đổi MAP) và theo dõi sự ức chế vi sinh vật gây thối hỏng theo thời gian bảo quản.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật và số liệu thực nghiệm chính

Khóa luận đã định lượng hóa chính xác các chỉ tiêu công nghệ và hóa lý quan trọng từ nguyên liệu thô đến sản phẩm hoàn chỉnh:

Hạng mục / Chỉ tiêu	Nguyên liệu phi lê cá tươi	Sản phẩm cá thu hun khói
Tỷ lệ thu hồi phi lê	70,12% (khối lượng thân)	—
Độ ẩm	76,58%	43,76%
Protein	21,32%	Đạt tiêu chuẩn dinh dưỡng cao
Lipid	0,75%	2,05%
Tro tổng	5,32%	5,20%
Thông số ngâm muối	—	Nồng độ: 6% | Thời gian: 2 giờ
Thông số ngâm khói lỏng	—	Nồng độ: 1% | Thời gian: 1 giờ
Chế độ hun khói tối ưu	—	Nhiệt độ: 60°C | Thời gian: 5 giờ

Giải pháp và đóng góp của đề tài

1. Giải pháp công nghệ kết hợp: Đề tài đề xuất giải pháp xử lý kết hợp ngâm khói lỏng nồng độ thấp (1%) trước khi đưa vào buồng hun nhiệt (60°C trong 5 giờ). Giải pháp này rút ngắn thời gian hun so với phương pháp hun khói truyền thống kéo dài nhiều ngày, đồng thời nâng cao tính đồng nhất của sản phẩm.
2. Kiểm soát an toàn thực phẩm: Việc sử dụng thiết bị hun khói TMTP–IC01 có buồng tạo khói riêng biệt kết hợp dung dịch khói lỏng thương phẩm Smokez Enviro 24pb giúp giảm thiểu nguy cơ tích tụ các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) gây ung thư trên bề mặt cá.
3. Đa dạng hóa sản phẩm thủy sản: Cung cấp quy trình công nghệ khả thi giúp nâng cao giá trị thương phẩm cho nguồn nguyên liệu cá thu ảo (Scomber australasicus) dồi dào tại vùng biển Tây Nam Việt Nam (Kiên Giang), mở ra hướng đi mới cho dòng sản phẩm thủy sản chế biến sâu sẵn sàng sử dụng (ready-to-eat).

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận đã hoàn thành các mục tiêu đặt ra, tuy nhiên vẫn còn một số giới hạn dựa trên phạm vi nghiên cứu thực tế được tác giả ghi nhận:

• Quy mô thực nghiệm: Đề tài mới được triển khai hoàn toàn ở quy mô phòng thí nghiệm với mẻ mẫu nhỏ trên thiết bị TMTP–IC01, chưa qua vận hành kiểm chứng ở quy mô pilot hay dây chuyền công nghiệp liên tục.
• Nghiên cứu hạn sử dụng và bao bì: Khóa luận tập trung vào việc xác lập thông số công nghệ chế biến và đánh giá chất lượng tại thời điểm hoàn thành sản phẩm; chưa tiến hành khảo sát động học hư hỏng và thời hạn bảo quản chi tiết (shelf-life) theo thời gian khi lưu trữ ở các điều kiện nhiệt độ mát hoặc đông lạnh.
• Hướng phát triển: Tác giả kiến nghị tiếp tục nghiên cứu các giải pháp đóng gói tiên tiến (hút chân không, đóng gói bao bì màng chắn khí MAP) kết hợp theo dõi chỉ số oxy hóa lipid (chỉ số peroxide, TBA) và biến đổi vi sinh vật trong suốt chu kỳ lưu thông phân phối của sản phẩm.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng sau:

• Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Chế biến Thủy sản: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2, ứng dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) để giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu trong công nghệ chế biến nhiệt - ẩm.
• Kỹ sư R&D và doanh nghiệp chế biến thủy sản: Cung cấp thông số kỹ thuật thực nghiệm hoàn chỉnh (nồng độ muối, nồng độ khói lỏng, nhiệt độ, thời gian hun) để ứng dụng thử nghiệm phát triển dòng sản phẩm cá hun khói thương mại từ nguồn cá biển nội địa.
• Nghiên cứu viên lĩnh vực phụ gia thực phẩm: Cung cấp dữ liệu tham khảo về hiệu quả sử dụng chế phẩm khói lỏng tinh chế nguồn gốc gỗ dẻ gai trong tạo màu, mùi và bảo quản sản phẩm cá.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận lựa chọn đối tượng nghiên cứu là loài cá nào và lấy từ nguồn nào?

Nghiên cứu sử dụng cá thu ảo có tên khoa học là Scomber australasicus (thuộc chi Scomber, họ Scombridae). Nguyên liệu được thu mua trực tiếp tại cảng biển thành phố Hà Tiên, tỉnh Kiên Giang, bảo quản lạnh trong thùng xốp đá muối để chuyển về Thành phố Hồ Chí Minh và trữ đông tại -18°C trước khi thực nghiệm. Cá có chiều dài trung bình ~312 mm và khối lượng ~292 g.

2. Tỷ lệ thành phần khối lượng giải phẫu của cá thu ảo trong nghiên cứu là bao nhiêu?

Kết quả khảo sát giải phẫu cá thu ảo cho thấy:

• Thịt cá phi lê: chiếm 70,12% khối lượng thân.
• Nội tạng: chiếm 7,45%.
• Đầu, xương, đuôi và các phế phẩm khác: chiếm 22,13%.

3. Các thông số tiền xử lý ngâm muối và ngâm dung dịch khói lỏng được xác định tối ưu ở mức nào?

Qua khảo sát thực nghiệm đơn yếu tố và đánh giá cảm quan:

• Chế độ ngâm muối tối ưu: Nồng độ dung dịch muối ăn 6%, thời gian ngâm 2 giờ.
• Chế độ ngâm khói lỏng tối ưu: Nồng độ dung dịch khói lỏng Smokez Enviro 24pb là 1%, thời gian ngâm 1 giờ.

4. Chế độ tối ưu hóa cho quá trình hun khói cá thu được xác định là bao nhiêu?

Thông qua ma trận thực nghiệm trực giao cấp 2 và giải bài toán tối ưu đa mục tiêu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng, chế độ hun khói tối ưu trên thiết bị TMTP–IC01 là: Nhiệt độ hun 60°C và Thời gian hun 5 giờ.

5. Thành phần hóa học của sản phẩm cá thu hun khói sau chế biến biến đổi ra sao so với cá tươi?

Sau quá trình ngâm ướp và hun khói nhiệt ở 60°C trong 5 giờ:

• Độ ẩm sản phẩm giảm mạnh từ 76,58% (cá tươi) xuống còn 43,76% (giúp cơ thịt săn chắc và tăng độ bền bảo quản).
• Hàm lượng lipid đạt 2,05% (so với 0,75% ở cá tươi).
• Hàm lượng tro tổng đạt 5,20% (so với 5,32% ở cá tươi).

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Phạm Văn Cường và Trần Tuấn Cường đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất cá thu hun khói từ nguồn nguyên liệu cá thu ảo (Scomber australasicus) tại Kiên Giang. Bằng việc kết hợp phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố và tối ưu hóa đa mục tiêu trực giao cấp 2, nghiên cứu đã xác lập được bộ thông số công nghệ chuẩn xác: ngâm muối 6% trong 2 giờ, ngâm khói lỏng 1% trong 1 giờ, hun khói ở 60°C trong 5 giờ trên thiết bị buồng tạo khói riêng. Thành phẩm cá thu hun khói đạt độ ẩm 43,76%, lipid 2,05%, đảm bảo nghiêm ngặt các chỉ tiêu vệ sinh an toàn vi sinh vật và có chất lượng cảm quan cao. Công trình đóng góp quy trình chế biến có cơ sở khoa học vững chắc, mở ra tiềm năng thương mại hóa và đa dạng hóa các sản phẩm thủy sản giá trị gia tăng tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Tổng quan về cá thu 1. Giới thiệu về cá thu Cá thu là một loại thực phẩm quan trọng được tiêu thụ trên toàn thế giới. Theo thống kê của Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO), cá thu đã đạt đến đỉnh cao của sự phát triển từ năm 2005 đến năm 2007, với sản lượng khoảng 200–260 nghìn tấn.

Kể từ năm 2008, sản lượng khai thác cá thu có xu hướng giảm, trung bình khoảng 150–160 nghìn tấn mỗi năm. Cá thu được khai thác quanh năm và là loài cá kinh tế quan trọng ở nhiều nước như Đài Loan, Việt Nam, Trung Quốc (Tzeng, 2004). Theo số liệu thống kê chính thức của Đài Loan, năng suất và giá trị sản lượng hàng năm của cá thu trong 5 năm qua vào khoảng 50–90 nghìn tấn và 33–40 triệu đô la Mỹ (Hui–Yu Chen và cộng sự, 2015). Hơn 80% cá thu ảo ở Đài Loan và Trung Quốc được sản xuất công nghiệp dưới dạng cá ướp muối, đông lạnh hoặc đóng hộp và được xuất khẩu trên toàn thế giới.

Scombridae chủ yếu là các loài cá có giá trị thương mại cao như cá thu, cá ngừ bonitos và cá ngừ tunas, sản lượng đánh bắt toàn cầu trên thế giới năm 2007 đạt gần 9 triệu tấn (FAO, 2007). Riêng cá thu thuộc giống Scomber được các nghiên cứu chỉ ra chúng có giá trị cao về đặc tính và chất lượng dinh dưỡng thịt. Ba loài cá thu chiếm phần lớn trong chi này dựa trên các đặc điểm hình thái: Scomber scombrus (Linnaeus, 1758), Scomber australasicus (Cuvier, 1832) và Scomber japonicus (Houttuyn, 1782). Tên gọi của 3 loài cá trong chi Scomber (sưu tầm) STT Tên khoa học Tên tiếng việt thông dụng 1 Scomber scombrus Cá thu Đại Tây Dương 2 Scomber australasicus Cá thu ảo, cá thu lam (cá thu xanh), cá thu kim 3 Scomber japonicus Cá thu Nhật, cá thu sa ba (cá thu sa pa) Cá thu Scomber japonicus được coi là loài phổ biến nhất về mặt địa lý trong chi, được tìm thấy ở vùng biển ấm và ôn đới của Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương và các vùng biển lân cận.

Hệ thống loài của họ Scombridae được tổng hợp đầy đủ nhất vào năm 1967 bởi Matsui. Một số loài cá thuộc họ Scombridae (Amaya Velasco và cộng sự, 2013) Tên loài và tác giả Tên thông dụng tiếng Anh Scomber scombrus (Linnaeus, 1758) Atlantic mackerel Scomber colias (Gmelin,1789) Atlantic chub mackerel Scomber australasicus (Cuvier, 1832) Spotted mackerel Scomber japonicus (Houttuyn, 1782) Pacific mackerel Auxis rochei (Risso, 1810) Bullet tuna Auxis thazard (Lacepède, 1800) Frigate tuna Katsuwonus pelamis (Linnaeus, 1758) Skipjack tuna Euthynnus alletteratus (Rafinesque, 1810) Little tunny Thunnus atlanticus (Lesson, 1831) Blackfin tuna Thunnus albacares (Bonnaterre, 1788) Yellowfin tuna Thunnus obesus (Lowe, 1839) Bigeye tuna Thunnus orientalis (Temminck & Schlegel, 1844) Pacific bluefin tuna Thunnus alalunga (Bonnaterre, 1788) Albacore Thunnus macoyii (Castelnau, 1872) Southern bluefin tuna Thunnus tonggol (Bleeker, 1851) Longtail tuna Thunnus thynnus (Linnaeus, 1758) Bluefin tuna Sarda chiliensis (Cuvier, 1831) Pacific bonito Sarda sarda (Bloch, 1793) Atlantic bonito Scomberomorus cavalla (Cuvier, 1829) King mackerel Scomberomorus sierra (Jordan & Starks, 1895) Pacific sierra Scomberomorus maculatus (Mitchill, 1815) Atlantic Spanish mackerel Rastrelliger kanagurta (Cuvier, 1817) Indian mackerel 2 Sự khác nhau của các loài chủ yếu do sự biến đổi hình thái đáng kể được tìm thấy giữa các mẫu vật ở Thái Bình Dương và Đại Tây Dương về sắc tố, răng, kích thước vảy và số lượng mang cá. Gần đây hơn, sự hiện diện của các ký sinh trùng trong các loài cá khác nhau (Oliva và cộng sự, 2008) cũng như mức độ khác biệt di truyền cao ở ty thể (Scoles và cộng sự, 1998; Collette, 2003; Espiñeira và cộng sự, 2009) và hạt nhân trong DNA( Infante và cộng sự, 2007) giữa các mẫu vật ở Đại Tây Dương và Thái Bình Dương đã được báo cáo giúp chúng ta phân biệt rõ ràng hơn các loài cá thu khác nhau.