Đồ án HCMUTE: Nghiên cứu công nghệ sản xuất cá thu hun khói

Đồ án nghiên cứu hcmute nghiên cứu công nghệ sản xuất cá thu hun khói, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán kỹ thuật.

• 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 CẢM ƠN
• 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. Giới thiệu về cá thu

Cá thu, đặc biệt là loài cá thu ảo (Scomber australasicus), là một nguồn thực phẩm quan trọng và được tiêu thụ rộng rãi trên toàn thế giới. Theo thống kê của Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO), sản lượng cá thu đã đạt đỉnh vào những năm 2005-2007 với khoảng 200-260 nghìn tấn. Tuy nhiên, từ năm 2008, sản lượng này có xu hướng giảm xuống còn khoảng 150-160 nghìn tấn mỗi năm. Cá thu ảo được khai thác quanh năm và có giá trị kinh tế cao ở nhiều quốc gia như Đài Loan, Việt Nam và Trung Quốc. Đặc biệt, cá thu ảo được chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau như cá ướp muối, đông lạnh hoặc đóng hộp và xuất khẩu toàn cầu. Scomber scombrus, Scomber australasicus và Scomber japonicus là ba loài cá thu chính, trong đó Scomber australasicus được biết đến với giá trị dinh dưỡng cao và đặc tính thịt tốt. Việc nghiên cứu về cá thu không chỉ giúp bảo tồn nguồn lợi thủy sản mà còn mở ra cơ hội phát triển các sản phẩm chế biến từ cá thu, đặc biệt là cá thu hun khói.

1.1 Đặc điểm sinh học cá thu ảo

Cá thu ảo (Scomber australasicus) có nhiều tên gọi khác nhau như cá thu đốm, cá thu xanh và cá thu Thái Bình Dương. Loài này chủ yếu ăn thịt và thường sống ở độ sâu từ 87-200 m trong vùng nước nhiệt đới và cận nhiệt đới. Cá thu ảo có thể sống đến 7 năm, nhưng chủ yếu được tìm thấy trong nhóm 1-3 tuổi. Chúng sinh sản nhiều lứa trong năm, với mùa sinh sản chính từ tháng 1 đến tháng 5. Sự di cư của cá thu ảo sau khi sinh sản có thể lên đến 350 km, cho thấy sự thích nghi của chúng với môi trường sống. Việc hiểu rõ về đặc điểm sinh học của cá thu ảo là rất quan trọng để phát triển công nghệ sản xuất cá thu hun khói, nhằm đảm bảo chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

II. Quy trình sản xuất cá thu hun khói

Quy trình sản xuất cá thu hun khói bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc lựa chọn nguyên liệu đến các công đoạn chế biến. Đầu tiên, nguyên liệu chính được chọn là cá thu ảo (Scomber australasicus), sau đó được rửa sạch và chuẩn bị cho quá trình chế biến. Các thông số như tỉ lệ nồng độ muối, thời gian ngâm muối, tỉ lệ dung dịch khói lỏng và thời gian ngâm dung dịch khói lỏng đều được xác định và tối ưu hóa để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy tỉ lệ nồng độ muối tối ưu là 6%, thời gian ngâm muối là 2 giờ, tỉ lệ dung dịch khói lỏng là 1% và thời gian ngâm dung dịch khói lỏng là 1 giờ. Các thông số này không chỉ ảnh hưởng đến hương vị mà còn đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm cá thu hun khói.

2.1 Tối ưu hóa quy trình hun khói

Tối ưu hóa quy trình hun khói là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các yếu tố như nhiệt độ và thời gian hun khói được điều chỉnh để đạt được sản phẩm có chất lượng tốt nhất. Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ 60°C và thời gian hun khói 5 giờ là điều kiện lý tưởng để sản xuất cá thu hun khói. Việc tối ưu hóa quy trình không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn tăng cường khả năng bảo quản, giúp sản phẩm có thể lưu trữ lâu hơn mà không mất đi hương vị và giá trị dinh dưỡng. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển sản phẩm cá thu hun khói trên thị trường.

III. Đánh giá chất lượng sản phẩm cá thu hun khói

Đánh giá chất lượng sản phẩm cá thu hun khói là một bước quan trọng để xác định tính khả thi của quy trình sản xuất. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm thành phần hóa học, chỉ tiêu vi sinh và chất lượng cảm quan của sản phẩm. Kết quả nghiên cứu cho thấy thành phần dinh dưỡng của cá thu hun khói đạt được là: protein 21,32%, lipid 2,05%, độ ẩm 43,76% và tro tổng 5,20%. Các chỉ tiêu vi sinh cũng được kiểm tra để đảm bảo an toàn thực phẩm. Đánh giá cảm quan cho thấy sản phẩm có hương vị thơm ngon, màu sắc hấp dẫn và độ giòn phù hợp. Những kết quả này chứng tỏ rằng sản phẩm cá thu hun khói không chỉ đáp ứng yêu cầu về chất lượng mà còn có tiềm năng lớn trong việc phát triển thị trường thực phẩm chế biến từ cá.

3.1 Ý nghĩa thực tiễn của sản phẩm

Sản phẩm cá thu hun khói không chỉ mang lại giá trị dinh dưỡng cao mà còn đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng của thị trường thực phẩm. Việc phát triển sản phẩm này có thể giúp mở rộng phạm vi chế biến thực phẩm từ cá, đồng thời tạo ra cơ hội việc làm và thu nhập cho người dân trong ngành thủy sản. Hơn nữa, sản phẩm cá thu hun khói có thể được xuất khẩu, góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho ngành thủy sản Việt Nam. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo tồn nguồn lợi thủy sản và phát triển bền vững.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh nền kinh tế và khoa học kỹ thuật phát triển, nhu cầu thực phẩm của con người ngày càng nâng cao và đa dạng hóa. Cá là nguồn thực phẩm quan trọng, có thể chế biến thành nhiều dạng sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan đặc trưng. Trong các phương pháp chế biến thủy sản, hun khói vừa đóng vai trò bảo quản vừa là phương pháp tạo hương vị và màu sắc đặc trưng cho sản phẩm. Mặc dù các mặt hàng thực phẩm hun khói rất phổ biến tại các quốc gia châu Âu, châu Mỹ và châu Phi, sản phẩm này vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi tại thị trường châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng. Tại Việt Nam, các sản phẩm thủy sản hun khói mới chỉ bắt đầu xuất hiện trong những năm gần đây nhưng còn hạn chế về chủng loại. Nhằm đón đầu xu hướng tiêu dùng và khai thác tiềm năng của nguồn nguyên liệu thủy sản, đề tài tập trung nghiên cứu công nghệ chế biến cá thu hun khói.

Khóa luận xác định mục tiêu chung là nghiên cứu các yếu tố công nghệ hun khói ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cá thu, từ đó xây dựng quy trình công nghệ chế biến nhằm tạo ra sản phẩm đạt chất lượng cao về dinh dưỡng, hóa học, vi sinh và cảm quan. Để đạt được mục tiêu này, 5 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể đã được đặt ra và thực hiện:

1. Xác định thành phần khối lượng và giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu cá thu.
2. Xác định các thông số kỹ thuật của quá trình xử lý và hun khói cá thu.
3. Tối ưu hóa các thông số công nghệ của quá trình hun khói cá thu.
4. Xây dựng sơ đồ và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất cá thu hun khói.
5. Đánh giá toàn diện chất lượng sản phẩm cá thu hun khói (thành phần hóa học, chỉ tiêu vi sinh và chất lượng cảm quan).

Đối tượng nghiên cứu trực tiếp của đề tài là loài cá thu ảo (Scomber australasicus). Về phạm vi nghiên cứu, các nội dung khảo sát thực nghiệm và phân tích chất lượng được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm tại Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian từ ngày 21/09/2020 đến ngày 25/01/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng nền tảng lý luận dựa trên các nghiên cứu chuyên sâu về phân loại học, sinh học cá biển, hóa học thực phẩm và kỹ thuật chế biến nhiệt - khói:

• Phân loại học và đặc tính sinh học nguyên liệu: Tổng hợp phân loại chi Scomber thuộc họ Scombridae, so sánh đặc điểm của 3 loài chính gồm cá thu Đại Tây Dương (Scomber scombrus), cá thu ảo (Scomber australasicus) và cá thu Nhật (Scomber japonicus). Hệ thống hóa dữ liệu về đặc tính di cư, mùa sinh sản, cấu trúc mô cơ, hoạt tính enzyme protease nội tạng (đặc biệt là cathepsin L gây mềm cơ sau thu hoạch) và thành phần lipid phân cực (TAG, PE, PC) cùng hàm lượng acid béo không bão hòa đa DHA. Đề tài cũng xem xét các yếu tố ảnh hưởng chất lượng như hàm lượng kim loại nặng (thủy ngân, chì) và ký sinh trùng đường tiêu hóa Anisakis simplex.
• Lý thuyết công nghệ hun khói: Hệ thống hóa các phương pháp hun khói truyền thống (hun khói nóng 75–80°C, hun khói lạnh 20–25°C), hun khói điện tử và hun khói bằng dung dịch khói lỏng (khói ngưng tụ). Phân tích cơ chế chuyển hóa hóa học trong quá trình nhiệt phân gỗ tạo khói (phân hủy cellulose, hemicellulose, lignin) tạo ra hơn 400 hợp chất hóa học thuộc các nhóm acid hữu cơ (48 chất), lactone (16 chất), carbonyl (131 chất), ester (22 chất), furan (46 chất), alcohol (22 chất), phenol (75 chất) và các hợp chất khác. Khóa luận đánh giá vai trò tạo màu, tạo mùi, chống oxy hóa lipid và kháng khuẩn của khói hun, đồng thời phân tích cơ chế hình thành và biện pháp kiểm soát các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng độc hại (PAHs), tiêu biểu là benzo[a]pyrene.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được triển khai theo các bước cụ thể:

• Phương pháp xác định tỷ lệ thành phần khối lượng: Cân và phân tách mẫu cá thu thành các phần giải phẫu (thịt phi lê, nội tạng, đầu - xương - vây - đuôi) để tính toán hiệu suất thu hồi.
• Phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố: Khảo sát từng thông số công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan và cấu trúc sản phẩm, bao gồm nồng độ dung dịch muối ngâm (khảo sát các mức nồng độ khác nhau), thời gian ngâm muối, tỷ lệ pha loãng dung dịch khói lỏng và thời gian ngâm dung dịch khói lỏng.
• Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa: Sử dụng ma trận thực nghiệm trực giao cấp 2 với 2 yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ hun và thời gian hun khói) và điểm thí nghiệm ở mức tâm ($n_0 = 1$) để thiết lập phương trình hồi quy thực nghiệm, giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology).
• Phương pháp phân tích và kiểm nghiệm: Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi; xác định hàm lượng protein thô, lipid tổng số, tro tổng số; phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật gây hại theo tiêu chuẩn an toàn thực phẩm; đánh giá chất lượng cảm quan (màu sắc, mùi, vị, trạng thái cấu trúc) theo thang điểm thị hiếu.
• Nguồn dữ liệu và thiết bị: Mẫu nguyên liệu cá thu ảo (Scomber australasicus) được thu thập tại vùng biển Hà Tiên, tỉnh Kiên Giang (chiều dài trung bình khoảng 312 mm, trọng lượng khoảng 292 g/con). Thiết bị hun khói thực nghiệm sử dụng là mô hình thiết bị hun khói TMTP–IC01 và hệ thống tủ hun khói có buồng tạo khói riêng biệt.

Nội dung chính theo từng chương

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

Chương 1 tổng hợp toàn diện các cơ sở lý luận từ các tài liệu khoa học trong và ngoài nước liên quan đến nguyên liệu và công nghệ chế biến:

• Tổng quan về cá thu: Giới thiệu sản lượng khai thác toàn cầu của chi Scomber và họ Scombridae theo số liệu FAO. Phân tích chi tiết đặc điểm hình thái, tập tính ăn thịt, chu kỳ sinh sản và phân bố địa lý của loài cá thu ảo (Scomber australasicus). Trình bày cơ sở dữ liệu về thành phần hóa học: hàm lượng protein (dao động từ 18,05% đến 20,5%), hệ enzyme protease tiêu hóa trong nội tạng, thành phần acid amin thiết yếu (chủ yếu là glutamic acid, aspartic acid, lysine, leucine). Phân tích cấu trúc chất béo với tỷ lệ cao của các phospholipid (PE, PC) và triacylglycerol (TAG), đặc biệt là hàm lượng acid béo không bão hòa đa DHA đạt mức 18,6–27,5% trong lipid tổng. Cung cấp dữ liệu so sánh về hàm lượng kim loại nặng (thủy ngân 0,01 mg/kg ở S. australasicus) và phân tích nguy cơ nhiễm ấu trùng giun tròn Anisakis simplex.
• Tổng quan về hun khói: Phân tích nguyên lý hun khói, so sánh phương pháp hun khói nóng, hun khói lạnh, hun khói điện tử và sử dụng khói lỏng. Đánh giá đặc tính của các loại gỗ tạo khói thông dụng (gỗ sồi, hồ đào hickory, mesquite, mại dâu, bạch dương, phong, táo) và ảnh hưởng của độ ẩm nhiên liệu gỗ (độ ẩm thích hợp 25–35%) cùng nhiệt độ sinh khói (250–300°C) đến việc giảm thiểu PAHs. Tổng kết 400 hợp chất hóa học trong khói gỗ và vai trò của các dẫn xuất phenol nhiệt độ sôi cao trong việc chống oxy hóa.
• Thiết bị và tình hình nghiên cứu: Phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống thiết bị hun khói từ quy mô công nghiệp (phòng hun khói tự động ALKAR) đến quy mô vừa và nhỏ (tủ hun khói có buồng tạo khói riêng biệt). Tổng thuật thị trường và tình hình nghiên cứu sản phẩm hun khói trên thế giới (châu Âu, châu Mỹ, châu Phi, Nhật Bản) và thực trạng tiêu thụ, sản xuất thực phẩm hun khói tại Việt Nam.

Chương 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết về đối tượng nguyên liệu, thiết bị thực nghiệm và quy trình bố trí các thí nghiệm:

• Nguyên liệu và thiết bị: Nguyên liệu chính là cá thu ảo tươi (Scomber australasicus) đánh bắt tại Kiên Giang; nguyên liệu phụ gồm muối tinh khiết và chế phẩm dung dịch khói lỏng thực phẩm. Thiết bị nghiên cứu chính là thiết bị hun khói TMTP–IC01 có hệ thống kiểm soát nhiệt độ và cấp khói.
• Bố trí thí nghiệm đơn yếu tố: Mô tả phương pháp bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ khối lượng các phần của cá thu; quy trình thí nghiệm chọn nồng độ muối ngâm thích hợp; thí nghiệm xác định thời gian ngâm muối; thí nghiệm xác định tỷ lệ pha loãng dung dịch khói lỏng; thí nghiệm xác định thời gian ngâm dung dịch khói lỏng.
• Quy hoạch thực nghiệm tối ưu hóa: Xây dựng ma trận thực nghiệm trực giao cấp 2 gồm 2 yếu tố ảnh hưởng chính đến quá trình hun khói (nhiệt độ hun $X_1$ và thời gian hun $X_2$) nhằm tối ưu hóa các hàm mục tiêu về chất lượng cảm quan và độ ẩm sản phẩm.
• Phương pháp phân tích: Mô tả các quy trình phân tích độ ẩm, protein thô, lipid tổng, tro tổng số, phương pháp kiểm tra vi sinh vật hiếu khí, nấm mốc và phương pháp đánh giá cảm quan theo điểm thị hiếu.

Chương 3. Kết quả và bàn luận

Chương 3 trình bày các số liệu thực nghiệm thu được, phân tích tương quan và xác lập quy trình công nghệ:

• Đặc tính nguyên liệu ban đầu: Xác định tỷ lệ khối lượng các phần giải phẫu của cá thu ảo gồm thịt phi lê (70,12%), nội tạng (7,45%), đầu, xương, đuôi và các phần phụ khác (22,13%). Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng của miếng phi lê cá thu tươi: Protein đạt 21,32%, Lipid 0,75%, Độ ẩm 76,58%, Tro tổng số 5,32%.
• Xác lập thông số ngâm muối và ngâm dung dịch khói lỏng:
  • Khảo sát nồng độ ngâm muối và thời gian ngâm cho thấy nồng độ muối 6% với thời gian ngâm 2 giờ giúp miếng cá đạt độ săn chắc, vị mặn hài hòa và giữ được cấu trúc cơ thịt tốt nhất.
  • Khảo sát tỷ lệ dung dịch khói lỏng và thời gian ngâm xác định tỷ lệ dung dịch khói lỏng 1% và thời gian ngâm 1 giờ giúp sản phẩm hấp phụ mùi khói êm dịu, không bị đắng chát và màu sắc đồng đều.
• Kết quả tối ưu hóa quá trình hun khói: Dựa trên ma trận thực nghiệm và xử lý bài toán tối ưu đa mục tiêu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng, đã xác định được chế độ hun khói tối ưu là: nhiệt độ hun khói 60°C và thời gian hun khói 5 giờ.
• Xây dựng quy trình công nghệ chế biến cá thu hun khói: Thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ hoàn chỉnh từ tiếp nhận nguyên liệu $\rightarrow$ xử lý, rửa $\rightarrow$ phi lê $\rightarrow$ ngâm dung dịch muối 6% (2 giờ) $\rightarrow$ ngâm dung dịch khói lỏng 1% (1 giờ) $\rightarrow$ để ráo $\rightarrow$ hun khói ở 60°C trong 5 giờ $\rightarrow$ làm nguội $\rightarrow$ bao gói sản phẩm. Kèm theo thuyết minh chi tiết các biến đổi hóa lý, vi sinh tại từng công đoạn.
• Đánh giá chất lượng thành phẩm cá thu hun khói:
  • Thành phần hóa học: Lipid đạt 2,05%, Độ ẩm giảm xuống còn 43,76%, Tro tổng số đạt 5,20%.
  • Chất lượng vi sinh và cảm quan: Sản phẩm đạt tiêu chuẩn an toàn vi sinh, có màu vàng nâu sáng đặc trưng, mùi thơm khói dịu nhẹ, vị ngọt đậm đà của thịt cá hòa quyện với vị mặn vừa phải, cấu trúc cơ thịt săn chắc, không bị bở.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã định lượng cụ thể các chỉ tiêu thành phần nguyên liệu và xác lập bộ thông số công nghệ chuẩn cho quá trình chế biến cá thu hun khói:

Chỉ tiêu / Thông số công nghệ	Giá trị thực nghiệm xác định
Thành phần khối lượng cá thu ảo
- Tỷ lệ thịt cá phi lê	70,12%
- Tỷ lệ nội tạng	7,45%
- Tỷ lệ đầu, xương, đuôi và thành phần khác	22,13%
Thành phần dinh dưỡng phi lê cá tươi
- Protein	21,32%
- Lipid	0,75%
- Độ ẩm	76,58%
- Tro tổng số	5,32%
Thông số công đoạn xử lý
- Nồng độ ngâm muối	6%
- Thời gian ngâm muối	2 giờ
- Tỷ lệ dung dịch khói lỏng	1%
- Thời gian ngâm khói lỏng	1 giờ
Thông số tối ưu quá trình hun khói
- Nhiệt độ hun khói	60°C
- Thời gian hun khói	5 giờ
Thành phần hóa học thành phẩm
- Lipid	2,05%
- Độ ẩm	43,76%
- Tro tổng số	5,20%

Về mặt giải pháp công nghệ, đề tài đã xây dựng thành công quy trình công nghệ chế biến cá thu hun khói hoàn chỉnh có tính khả thi kỹ thuật, kết hợp hiệu quả giữa việc tạo vị bằng ngâm muối, tạo hương bằng dung dịch khói lỏng và xử lý nhiệt - khói trong thiết bị chuyên dụng.

Về mặt đóng góp khoa học và thực tiễn, nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm chi tiết về tỷ lệ giải phẫu và thành phần dinh dưỡng của loài cá thu ảo (Scomber australasicus) tại ngư trường Kiên Giang. Đề tài chứng minh tính ứng dụng của việc kết hợp dung dịch khói ngưng tụ với quá trình xử lý nhiệt để kiểm soát chất lượng cảm quan, rút ngắn thời gian chế biến và hạn chế hình thành hợp chất độc hại, góp phần mở rộng danh mục sản phẩm chế biến giá trị gia tăng từ nguồn lợi cá thu tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số hạn chế và định hướng nghiên cứu mở rộng dựa trên phạm vi thực nghiệm đã thực hiện:

• Hạn chế: Các thí nghiệm mới chỉ được tiến hành ở quy mô phòng thí nghiệm với thiết bị dung tích nhỏ (TMTP–IC01); chưa khảo sát sự biến đổi chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản dài hạn theo các phương pháp đóng gói hiện đại khác nhau (như bao gói hút chân không, bao gói khí quyển biến đổi MAP).
• Hướng nghiên cứu tiếp: Thử nghiệm quy trình trên hệ thống thiết bị hun khói quy mô pilot và bán công nghiệp; nghiên cứu bổ sung động học biến đổi chất lượng (chỉ số oxy hóa chất béo TBA, peroxide, chỉ số TVB-N) và theo dõi hạn sử dụng của sản phẩm cá thu hun khói ở các điều kiện nhiệt độ bảo quản khác nhau.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Chế biến Thủy sản, Kỹ thuật Hóa học và Bảo quản Sau thu hoạch.

Nội dung đặc biệt có giá trị tham khảo bao gồm:

• Toàn bộ phương pháp quy hoạch thực nghiệm và mô hình toán tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng áp dụng cho quá trình xử lý nhiệt - khói thực phẩm.
• Bộ số liệu thực nghiệm gốc về tỷ lệ khối lượng cơ thể và thành phần hóa học của cá thu ảo (Scomber australasicus).
• Khung lý thuyết tổng hợp về 400 hợp chất hóa học trong khói gỗ, cơ chế chống oxy hóa của phenol và các phương pháp kiểm soát hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) trong công nghệ thực phẩm hun khói.

Câu hỏi thường gặp

1. Đối tượng nghiên cứu chính của khóa luận là loài cá thu nào và có đặc điểm khối lượng phi lê ra sao? Đối tượng nghiên cứu là loài cá thu ảo (Scomber australasicus), được thu nhận tại vùng biển Hà Tiên, tỉnh Kiên Giang với kích thước trung bình dài 312 mm, trọng lượng 292 g/con. Tỷ lệ thịt phi lê thu nhận đạt 70,12% khối lượng toàn con; nội tạng chiếm 7,45%; phần đầu, xương, đuôi và các phụ phẩm khác chiếm 22,13%.

2. Nồng độ muối và thời gian ngâm muối thích hợp được xác định trong nghiên cứu là bao nhiêu? Nồng độ dung dịch muối thích hợp được xác định là 6% với thời gian ngâm là 2 giờ. Thông số này đảm bảo miếng cá có vị mặn hài hòa, tăng cường độ săn chắc cấu trúc cơ thịt mà không làm khô cứng bề mặt.

3. Tỷ lệ dung dịch khói lỏng và thời gian ngâm khói lỏng được lựa chọn như thế nào? Tỷ lệ pha loãng dung dịch khói lỏng thích hợp là 1% và thời gian ngâm là 1 giờ. Chế độ này giúp khói thẩm thấu đều vào miếng cá, tạo màu sắc đẹp và hương thơm khói dịu, tránh vị đắng chát do nồng độ khói quá cao.

4. Kết quả giải bài toán tối ưu hóa quá trình hun khói cá thu xác định nhiệt độ và thời gian hun là bao nhiêu? Thông qua ma trận thực nghiệm trực giao cấp 2 và giải bài toán tối ưu đa mục tiêu, thông số hun khói tối ưu được xác định là nhiệt độ hun 60°C và thời gian hun 5 giờ.

5. Sản phẩm cá thu hun khói sau khi hoàn thiện có các chỉ tiêu thành phần hóa học chính như thế nào? Thành phẩm cá thu hun khói đạt độ ẩm 43,76%, hàm lượng lipid tổng số đạt 2,05% và hàm lượng tro tổng số là 5,20%, đồng thời đảm bảo các chỉ tiêu an toàn vi sinh vật và đạt điểm đánh giá cảm quan cao.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp "Nghiên cứu công nghệ sản xuất cá thu hun khói" đã xác định đầy đủ các đặc tính khối lượng và dinh dưỡng của cá thu ảo (Scomber australasicus), đồng thời thiết lập chính xác các thông số công nghệ ngâm muối (6%, 2 giờ) và ngâm dung dịch khói lỏng (1%, 1 giờ). Quá trình hun khói đã được tối ưu hóa thành công tại nhiệt độ 60°C trong thời gian 5 giờ, tạo ra sản phẩm cá thu hun khói có cấu trúc săn chắc, độ ẩm 43,76%, lipid 2,05% cùng hương vị và màu sắc đặc trưng. Kết quả nghiên cứu cung cấp một quy trình công nghệ chế biến hoàn chỉnh ở quy mô thực nghiệm, mở ra tiềm năng ứng dụng thực tiễn nhằm đa dạng hóa các sản phẩm thủy sản giá trị gia tăng trên thị trường.

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). 1 do an Bảng 1.

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 do an 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.