Tổng quan nghiên cứu

Cá rô phi là một trong những loài cá nước ngọt được nuôi phổ biến và có giá trị dinh dưỡng cao với hàm lượng protein khoảng 18,4% và chất béo 5,1% trong 100g thịt cá. Sản lượng cá rô phi toàn cầu năm 2015 ước tính đạt khoảng 5 triệu tấn, trong đó Trung Quốc là nhà sản xuất lớn nhất, tiếp theo là Indonesia và Ai Cập. Tại Việt Nam, diện tích nuôi cá rô phi đã tăng từ 16.000 ha năm 2014 lên 21.000 ha năm 2015, với sản lượng đạt khoảng 150.000 tấn, dự kiến đến năm 2020 sẽ đạt 300.000 tấn, trong đó 50-60% sản lượng đủ tiêu chuẩn chế biến xuất khẩu. Tuy nhiên, các sản phẩm chế biến từ cá rô phi ở quy mô công nghiệp trong nước còn hạn chế, đặc biệt là các sản phẩm chả cá và cá viên đóng hộp chưa được phát triển đa dạng trên thị trường.

Luận văn tập trung nghiên cứu công nghệ sản xuất chả cá và cá viên sốt cà chua đóng hộp nhằm đa dạng hóa sản phẩm cá đóng hộp, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và xuất khẩu, đồng thời đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và tính chất cảm quan tốt. Phạm vi nghiên cứu bao gồm nguyên liệu cá rô phi tươi, chế biến sốt cà chua, xử lý nhiệt sơ bộ, tiệt trùng và đánh giá chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc xây dựng quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm cá đóng hộp mới, đồng thời có giá trị thực tiễn khi áp dụng trong các nhà máy chế biến thực phẩm quy mô công nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Động học quá trình thanh trùng: Mô hình tiêu diệt vi sinh vật theo định luật Bigelow, trong đó số lượng vi sinh vật giảm theo hàm mũ với thời gian và nhiệt độ, được biểu diễn qua các thông số như hệ số tốc độ tiêu diệt (k), thời gian tiêu diệt 90% vi sinh vật (D), và đại lượng bền nhiệt (Z).

  • Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý và hóa học đến quá trình thanh trùng: Bao gồm pH sản phẩm, thành phần hóa học (protein, lipid, đường), tính chất vật lý của sản phẩm và bao bì, nhiệt độ ban đầu của sản phẩm, cũng như loại và số lượng vi sinh vật.

  • Các phương pháp chế biến nhiệt: Hấp, rán và thanh trùng được áp dụng để xử lý nguyên liệu và sản phẩm nhằm đảm bảo an toàn vi sinh và chất lượng cảm quan.

Các khái niệm chính bao gồm: độ rán biểu kiến và thực tế, áp suất đối kháng trong quá trình thanh trùng, hiệu quả thanh trùng lý thuyết (FzT) và thực tế (LzT), tỷ lệ cái/nước trong sản phẩm đóng hộp, và các chỉ tiêu cảm quan như màu sắc, mùi vị, cấu trúc.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu chính là cá rô phi tươi sống, cà chua Đà Lạt, các phụ gia như muối, đường, mì chính, agar, vitamin C, dầu thực vật và bao bì hộp sắt tây. Dữ liệu thu thập từ các thí nghiệm thực nghiệm tại phòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích hóa lý gồm xác định độ ẩm, hàm lượng protein (phương pháp Kjeldahl), hàm lượng lipid (phương pháp chiết Soxhlet), đo độ nhớt dịch sốt cà chua (thiết bị Elcometer), đo cấu trúc sản phẩm (thiết bị Texture Analyser TA-XT Plus). Phân tích vi sinh xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí bằng phương pháp đếm khuẩn lạc.

  • Phương pháp đánh giá cảm quan: Sử dụng phép thử mô tả với hội đồng cảm quan được huấn luyện, đánh giá các thuộc tính màu sắc, mùi vị, cấu trúc trên thang điểm 9.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm gồm các bước: chế biến dịch sốt cà chua (chần cà chua, bổ sung chất tạo sánh, điều chỉnh nồng độ chất khô), sản xuất chả cá và cá viên (xay, phối trộn, định hình, xử lý nhiệt sơ bộ), xác định tỷ lệ cái/nước, xác định chế độ tiệt trùng (115°C và 121°C), đánh giá chất lượng sản phẩm sau tiệt trùng.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mẫu cá rô phi có khối lượng khoảng 500g/con, cà chua đồng nhất về độ chín và kích thước. Các mẫu thử nghiệm được chuẩn bị theo các tỷ lệ và điều kiện khác nhau để đánh giá ảnh hưởng của từng yếu tố.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chế độ chần cà chua tối ưu: Nhiệt độ chần 90°C trong 5 phút cho hiệu suất thu hồi dịch cà chua cao nhất (61,98%), dịch sốt có màu đỏ hồng đặc trưng và độ nhớt phù hợp. So với 85°C (51,97%) và 95°C, chế độ này cân bằng giữa hiệu suất và chất lượng màu sắc.

  2. Chất tạo sánh phù hợp: Agar ở nồng độ 0,15% được chọn làm chất tạo sánh cho dịch sốt cà chua, cho độ nhớt và cảm quan tốt hơn so với Gelatine. Dịch sốt bổ sung Agar có trạng thái sánh, màu sắc đỏ hồng đẹp và mùi vị đặc trưng.

  3. Nồng độ chất khô dịch sốt: Nồng độ chất khô 4% trong dịch cà chua sau chà là phù hợp nhất, tạo dịch sốt có màu sắc và độ nhớt đạt yêu cầu cảm quan.

  4. Chế độ rán chả cá: Nhiệt độ rán 160°C trong 3 phút được xác định là tối ưu, cân bằng giữa độ rắn chắc (lực cắt 0,642 kg), màu sắc, mùi thơm và khối lượng hao hụt (32,21%). Rán ở 165°C làm tăng độ rắn nhưng gây hao hụt lớn (34,85%) và mùi hơi cháy; rán ở 155°C làm sản phẩm mềm, màu nhạt.

  5. Tỷ lệ cái/nước trong sản phẩm: Tỷ lệ 30/70 (cái/nước) cho chả cá sốt cà chua đóng hộp được đánh giá có cảm quan tốt nhất với màu sắc hồng đẹp, mùi thơm đặc trưng và vị hài hòa, so với tỷ lệ 40/60.

  6. Chế độ tiệt trùng: Ở nhiệt độ 115°C, hiệu quả tiệt trùng thực tế LzT đạt 15,36 phút, gần bằng hiệu quả tiệt trùng lý thuyết FzT là 16,2 phút, đảm bảo an toàn vi sinh vật. Chế độ tiệt trùng 121°C cũng được nghiên cứu để so sánh và lựa chọn phù hợp.

Thảo luận kết quả

Các kết quả cho thấy việc lựa chọn chế độ chần cà chua ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng màu sắc, phù hợp với lý thuyết về hoạt động enzym và biến đổi màu sắc trong quá trình chần. Việc sử dụng Agar làm chất tạo sánh thay vì Gelatine giúp duy trì độ nhớt và cảm quan tốt hơn, phù hợp với đặc tính hóa học của dịch sốt cà chua.

Chế độ rán ảnh hưởng đến cấu trúc và cảm quan sản phẩm, trong đó nhiệt độ và thời gian rán cần được cân bằng để tránh hao hụt quá mức và mất mùi vị đặc trưng. Tỷ lệ cái/nước ảnh hưởng đến độ đồng đều và mùi vị của sản phẩm đóng hộp, tỷ lệ 30/70 được đánh giá tối ưu trong nghiên cứu.

Chế độ tiệt trùng được xác định dựa trên động học tiêu diệt vi sinh vật, đảm bảo an toàn thực phẩm mà không làm giảm chất lượng sản phẩm quá nhiều. Các kết quả có thể được trình bày qua biểu đồ hiệu suất thu hồi dịch theo nhiệt độ và thời gian chần, đồ thị lực cắt và lực nén theo nhiệt độ và thời gian rán, cũng như bảng so sánh hiệu quả tiệt trùng thực tế và lý thuyết.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả phù hợp với các nguyên tắc chế biến thực phẩm đóng hộp và góp phần hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm cá đóng hộp mới.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng chế độ chần cà chua 90°C trong 5 phút để tối ưu hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng màu sắc trong sản xuất sốt cà chua cho chả cá và cá viên đóng hộp. Thời gian thực hiện: ngay trong quy trình sản xuất hiện tại. Chủ thể thực hiện: các nhà máy chế biến thực phẩm.

  2. Sử dụng Agar với nồng độ 0,15% làm chất tạo sánh trong dịch sốt cà chua để đảm bảo độ nhớt và cảm quan sản phẩm. Thời gian áp dụng: trong công thức phối trộn dịch sốt. Chủ thể thực hiện: bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

  3. Chọn nồng độ chất khô dịch sốt cà chua là 4% để cân bằng giữa độ sánh và màu sắc đặc trưng. Thời gian áp dụng: trong quy trình chuẩn hóa dịch sốt. Chủ thể thực hiện: kỹ thuật sản xuất.

  4. Chế độ rán chả cá ở 160°C trong 3 phút để đạt cấu trúc và cảm quan tối ưu, giảm hao hụt nguyên liệu. Thời gian áp dụng: trong công đoạn xử lý nhiệt sơ bộ. Chủ thể thực hiện: bộ phận sản xuất.

  5. Tỷ lệ cái/nước 30/70 trong sản phẩm đóng hộp để đảm bảo độ đồng đều, màu sắc và mùi vị hài hòa. Thời gian áp dụng: trong công đoạn phối trộn trước đóng hộp. Chủ thể thực hiện: kỹ thuật sản xuất.

  6. Xác định chế độ tiệt trùng phù hợp (115°C hoặc 121°C) dựa trên hiệu quả tiệt trùng thực tế đảm bảo an toàn vi sinh vật mà không làm giảm chất lượng sản phẩm. Thời gian áp dụng: trong quy trình tiệt trùng sản phẩm. Chủ thể thực hiện: bộ phận kiểm soát chất lượng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thực phẩm: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm về công nghệ chế biến cá đóng hộp, giúp phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan.

  2. Các doanh nghiệp chế biến thủy sản và thực phẩm đóng hộp: Áp dụng quy trình công nghệ sản xuất chả cá và cá viên sốt cà chua đóng hộp để đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao chất lượng và đáp ứng nhu cầu thị trường.

  3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Tham khảo các tiêu chuẩn tiệt trùng, kiểm soát vi sinh vật và đánh giá cảm quan sản phẩm để xây dựng quy định và hướng dẫn kỹ thuật.

  4. Các chuyên gia phát triển sản phẩm và kỹ thuật viên sản xuất: Hướng dẫn lựa chọn nguyên liệu, điều chỉnh công thức và quy trình chế biến nhằm tối ưu hóa chất lượng sản phẩm cá đóng hộp.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao chọn cá rô phi làm nguyên liệu chính cho sản phẩm chả cá và cá viên đóng hộp?
    Cá rô phi có giá trị dinh dưỡng cao, dễ nuôi, sản lượng lớn và ổn định, phù hợp với nhu cầu đa dạng hóa sản phẩm cá đóng hộp. Ngoài ra, cá rô phi có thịt ngọt, ít mỡ, dễ chế biến và được người tiêu dùng ưa chuộng.

  2. Chất tạo sánh Agar có ưu điểm gì so với Gelatine trong sản xuất sốt cà chua?
    Agar tạo độ nhớt tốt hơn, giữ màu sắc và mùi vị đặc trưng của sốt cà chua, không gây phân lớp như Gelatine, phù hợp với yêu cầu cảm quan và tính ổn định của sản phẩm đóng hộp.

  3. Làm thế nào để xác định chế độ tiệt trùng phù hợp cho sản phẩm cá đóng hộp?
    Chế độ tiệt trùng được xác định dựa trên động học tiêu diệt vi sinh vật, đảm bảo hiệu quả tiệt trùng thực tế (LzT) lớn hơn hoặc bằng hiệu quả tiệt trùng lý thuyết (FzT), đồng thời cân bằng giữa an toàn vi sinh và bảo toàn chất lượng sản phẩm.

  4. Tỷ lệ cái/nước ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng sản phẩm đóng hộp?
    Tỷ lệ cái/nước ảnh hưởng đến độ đồng đều, màu sắc, mùi vị và cấu trúc sản phẩm. Tỷ lệ 30/70 được đánh giá tối ưu trong nghiên cứu, giúp sản phẩm có màu sắc đẹp, mùi thơm đặc trưng và vị hài hòa.

  5. Quá trình rán ảnh hưởng ra sao đến cấu trúc và cảm quan của chả cá?
    Nhiệt độ và thời gian rán ảnh hưởng đến độ rắn chắc, màu sắc, mùi vị và khối lượng hao hụt của chả cá. Rán ở 160°C trong 3 phút tạo cấu trúc chắc, mùi thơm và khối lượng hao hụt hợp lý, tránh hiện tượng cháy hoặc mềm quá mức.

Kết luận

  • Xây dựng thành công quy trình công nghệ sản xuất chả cá và cá viên sốt cà chua đóng hộp từ cá rô phi, đáp ứng yêu cầu an toàn thực phẩm và chất lượng cảm quan.
  • Chế độ chần cà chua 90°C trong 5 phút và sử dụng Agar 0,15% làm chất tạo sánh là tối ưu cho dịch sốt cà chua.
  • Chế độ rán chả cá 160°C trong 3 phút và tỷ lệ cái/nước 30/70 được lựa chọn để đảm bảo cấu trúc và cảm quan sản phẩm.
  • Chế độ tiệt trùng 115°C và 121°C được xác định phù hợp dựa trên hiệu quả tiệt trùng thực tế và lý thuyết, đảm bảo an toàn vi sinh.
  • Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để áp dụng quy trình trong sản xuất công nghiệp, góp phần đa dạng hóa sản phẩm cá đóng hộp và nâng cao giá trị gia tăng ngành thủy sản.

Hành động tiếp theo: Áp dụng quy trình vào sản xuất thử nghiệm quy mô công nghiệp, đánh giá ổn định chất lượng và mở rộng nghiên cứu phát triển các sản phẩm cá đóng hộp khác. Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu được khuyến khích phối hợp để hoàn thiện và thương mại hóa sản phẩm.

Liên hệ để nhận tư vấn và hỗ trợ kỹ thuật trong phát triển sản phẩm cá đóng hộp chất lượng cao.