Tổng quan nghiên cứu

Thịt gà là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng với hàm lượng protein đạt 22,4%, nước chiếm 69,2%, lipit 7,5% và chứa nhiều khoáng chất thiết yếu như kali (390 mg%), magie (36 mg%), canxi (14 mg%). Tuy nhiên, do có hàm lượng nước tự do cao và pH trung tính, thịt gà tươi là môi trường lý tưởng cho vi sinh vật phát triển, khiến tốc độ hư hỏng diễn ra nhanh chóng. Theo thống kê của cơ quan chức năng, trong 768 cơ sở giết mổ gia cầm được kiểm tra, có tới 34,2% cơ sở xếp loại C về điều kiện vệ sinh. Tỷ lệ thịt gia súc, gia cầm phát hiện vi sinh vật vượt giới hạn cho phép luôn ở mức cao khoảng 27,67% đến 30%, cá biệt tỷ lệ nhiễm Salmonella trên thịt gà bán lẻ tại chợ truyền thống lên tới 35,17%.

Vấn đề đặt ra là phương thức bảo quản truyền thống tại nước ta chủ yếu là bảo quản mát đơn thuần hoặc sử dụng phụ gia hóa chất tiềm ẩn rủi ro cho sức khỏe. Nghiên cứu của tác giả Trịnh Duy Linh tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên phối hợp cùng Viện Chăn nuôi thực hiện nhằm giải quyết bài toán cấp bách này. Mục tiêu chính của đề tài là xây dựng quy trình công nghệ bảo quản thịt gà tươi bằng phương pháp đóng gói khí quyển điều chỉnh (Modified Atmosphere Packaging - MAP) kết hợp nhiệt độ lạnh, nhằm kéo dài thời gian lưu trữ từ 15 đến 20 ngày mà vẫn đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và giữ nguyên giá trị cảm quan. Nghiên cứu được triển khai từ tháng 8/2014 đến tháng 6/2015 tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Chế biến, Bảo quản sản phẩm Chăn nuôi và An toàn thực phẩm thuộc Viện Chăn nuôi, mang lại giải pháp công nghệ sạch, không hóa chất cho ngành chế biến gia cầm tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên nền tảng lý thuyết biến đổi hóa sinh học cơ thịt sau giết mổ và lý thuyết động học ức chế vi sinh vật bằng công nghệ khí quyển điều chỉnh. Quá trình biến đổi tự phân của thịt gia cầm trải qua ba giai đoạn chính: tê cứng, chín tới và tự phân sâu xa (thối rữa). Trong điều kiện thông thường, enzyme protease nội sinh cùng hệ vi sinh vật hiếu khí như Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus phân giải protein thành peptide, axit amin tự do rồi khử amin tạo thành amoniac (NH3) và khí hydrosunphua (H2S), làm thịt giảm chất lượng và mất tính đàn hồi.

Công nghệ MAP hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi tỷ lệ các chất khí trong bao bì kín để can thiệp vào quá trình sinh hóa và ức chế vi sinh vật:

  • Khí carbon dioxide (CO2): Đóng vai trò là chất ức chế vi sinh vật kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí và nấm mốc bằng cách hòa tan vào pha nước của mô cơ tạo thành axit cacbonic nhẹ, làm giảm pH nội bào và biến đổi tính thấm màng tế bào vi khuẩn.
  • Khí nitơ (N2): Là khí trơ không màu, không mùi, được sử dụng để thay thế oxy nhằm ngăn chặn quá trình oxy hóa chất béo, đồng thời đóng vai trò làm đầy bao bì, chống xẹp dính màng bao vào bề mặt thịt.
  • Hệ chỉ tiêu đánh giá chất lượng thịt: Khái niệm độ rỉ dịch (dịch bào thoát ra ngoài do giảm khả năng liên kết nước), hệ màu sắc CIE Lab* (đo độ sáng, độ đỏ và độ vàng), cùng các chỉ số hóa lý như hàm lượng amoniac tổng số và phản ứng chì axetat định tính H2S.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu thịt lườn gà tươi thu nhận từ Công ty Cổ phần Thương mại Lan Vinh (Gia Lâm, Hà Nội), đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn TCVN 7046-2009 và QCVN 8-3:2012. Mẫu thịt có khối lượng từ 200 g đến 300 g được pha cắt trong điều kiện vệ sinh nghiêm ngặt, đóng gói vào túi màng ghép polyamit (PA) bằng máy đóng gói khí chuyên dụng.

Cỡ mẫu và bố trí thí nghiệm:

  • Thí nghiệm 1 khảo sát 8 tỷ lệ phối trộn khí CO2 và N2 khác nhau (từ 20% CO2 đến 90% CO2 kết hợp với 80% N2 đến 10% N2) so sánh với mẫu đối chứng đóng gói không khí thường ở nhiệt độ 0 đến 4 độ C. Mỗi chỉ tiêu hóa lý được đo lặp lại 9 lần (n = 9), chỉ tiêu vi sinh vật và cảm quan lặp lại 3 lần (n = 3) theo chu kỳ kiểm tra 3 ngày một lần.
  • Thí nghiệm 2 khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản ở hai dải nhiệt độ: 0 đến 4 độ C và 5 đến 8 độ C nhằm xác định chế độ nhiệt tối ưu cho chuỗi cung ứng.

Phương pháp phân tích chuẩn hóa:

  • Chỉ tiêu hóa lý: Xác định NH3 bằng phương pháp chưng cất kiềm nhẹ theo TCVN 3706-1990; định tính H2S bằng phản ứng tạo chì sulfua theo TCVN 3699-1990; đo pH bằng máy đo Hana HI 99163 chuẩn TCVN 4835:2002; đo độ rỉ dịch bằng phương pháp mao dẫn giấy lọc; đo màu sắc bằng máy so màu Konica Minolta CR 400.
  • Chỉ tiêu vi sinh vật: Định lượng vi sinh vật hiếu khí tổng số theo TCVN 7928-2008, Coliforms theo TCVN 6848-2007, Escherichia coli theo TCVN 7924-1:2008, Staphylococcus aureus theo TCVN 4830-1:2005, Salmonella theo TCVN 4829-2005 và Clostridium perfringens theo TCVN 4991-2005.
  • Xử lý số liệu: Toàn bộ dữ liệu được phân tích phương sai (ANOVA) một nhân tố trên phần mềm thống kê chuyên dụng với mức ý nghĩa P < 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả thực nghiệm đã chỉ ra sự vượt trội rõ rệt của phương pháp đóng gói khí quyển điều chỉnh so với phương pháp bao gói thông thường:

Thứ nhất, kiểm soát quá trình sinh khí độc và tự phân giải protein: Ở mẫu đối chứng đóng gói thường, hàm lượng NH3 tăng vọt và vượt ngưỡng cho phép (đạt 35,04 mg/100 g so với ngưỡng tối đa 35 mg/100 g) ngay tại ngày bảo quản thứ 9, đồng thời phản ứng định tính H2S chuyển sang dương tính (thịt bắt đầu có mùi ươn hỏng). Ngược lại, ở công thức tối ưu CT1.6 với tỷ lệ 70% CO2 và 30% N2, hàm lượng NH3 tại ngày thứ 18 chỉ ở mức 30,50 mg/100 g, phản ứng H2S hoàn toàn âm tính, kéo dài thời gian thịt đạt độ tươi ngon chuẩn gấp 2 lần so với mẫu đối chứng.

Thứ hai, kìm hãm mạnh mẽ sự phát triển của vi sinh vật gây hại: Ở mẫu đối chứng, tổng số vi sinh vật hiếu khí vượt giới hạn quy chuẩn tại ngày thứ 9 đạt 6,01 log CFU/g (ngưỡng cho phép dưới 6,0 log CFU/g), Coliforms đạt 2,20 log CFU/g và E. coli đạt 2,05 log CFU/g (ngưỡng cho phép dưới 2,0 log CFU/g). Trong khi đó, mẫu CT1.6 tại ngày thứ 18 vẫn duy trì tổng số vi sinh vật hiếu khí ở mức an toàn 5,53 log CFU/g, E. coli chỉ đạt 1,69 log CFU/g, Coliforms đạt 1,99 log CFU/g và S. aureus đạt 1,94 log CFU/g. Toàn bộ các mẫu thí nghiệm đều không phát hiện thấy Salmonella trong 25 g và mật độ Clostridium perfringens luôn ở mức dưới 1 log CFU/g.

Thứ ba, hạn chế thất thoát độ ẩm và duy trì cấu trúc cơ thịt: Độ rỉ dịch của mẫu đối chứng tăng nhanh lên mức 8,48% sau 9 ngày. Ở công thức CT1.6, độ rỉ dịch tại ngày 18 chỉ dừng lại ở mức 6,94% và ngày 21 là 7,46%, giúp miếng thịt giữ được độ săn chắc và mọng nước tự nhiên.

Thứ tư, giữ vững độ ổn định màu sắc và chất lượng cảm quan: Các chỉ số màu sắc L* (độ sáng dao động từ 49,10 đến 53,00), a* (độ đỏ từ 1,04 đến 2,07) và b* (độ vàng từ 5,08 đến 8,17) cùng giá trị sai lệch màu tổng thể delta E không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê (P > 0,05) trong suốt quá trình bảo quản. Điểm cảm quan trạng thái của mẫu CT1.6 tại ngày thứ 18 đạt điểm cao nhất với 3,09 điểm.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả kéo dài thời gian bảo quản của công thức 70% CO2 và 30% N2 bắt nguồn từ khả năng ức chế chọn lọc của CO2 nồng độ cao lên chuỗi hô hấp tế bào của vi khuẩn hiếu khí gram âm gây thối rữa chính trên thịt tươi. Khi CO2 thâm nhập vào màng tế bào vi khuẩn, nó làm ức chế hoạt tính của các enzyme decacboxylase sinh học, làm chậm chu trình Krebs và kéo dài pha tiềm phát (lag phase) của vi sinh vật. Tỷ lệ 30% N2 đóng vai trò duy trì thể tích bao bì, tránh hiện tượng bao gói bị móp méo do CO2 hòa tan một phần vào nước và mỡ của thịt gà.

Khi so sánh với các nghiên cứu quốc tế, phát hiện này hoàn toàn tương đồng với kết quả của Patsias và cộng sự khi bảo quản ức gà tươi ở tỷ lệ 60% CO2 và 40% N2 tại 4 độ C đạt thời gian 20 ngày, cũng như nghiên cứu của Karabagias khi ứng dụng 80% CO2 trên thịt cừu đạt 25 ngày. Dữ liệu động học tích lũy NH3 và biến thiên mật độ vi sinh vật có thể được mô tả trực quan qua đồ thị đường biểu diễn theo thời gian, cho thấy đường cong tăng trưởng vi sinh vật ở mẫu MAP 70% CO2 dịch chuyển sang phải đáng kể so với mẫu đối chứng. Điều này chứng minh công nghệ MAP tạo ra một rào cản sinh lý vững chắc, làm chậm tối đa quá trình ươn hỏng tự nhiên của thịt gia cầm tươi sống.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển giao và ứng dụng hiệu quả kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất, các giải pháp cụ thể được đề xuất như sau:

  1. Áp dụng quy chuẩn tỷ lệ khí đóng gói MAP trong công nghiệp: Các nhà máy và cơ sở giết mổ gia cầm cần triển khai lắp đặt dây chuyền đóng gói khí quyển điều chỉnh với tỷ lệ phối trộn chuẩn 70% CO2 và 30% N2 cho sản phẩm thịt gà pha lóc tươi. Mục tiêu đạt thời hạn bảo quản thương mại từ 15 đến 18 ngày, giảm tỷ lệ hao hụt hư hỏng sản phẩm tại siêu thị từ mức 12% xuống dưới 2% trong vòng 6 tháng đầu triển khai.

  2. Thiết lập chuỗi cung ứng lạnh nghiêm ngặt từ 0 đến 4 độ C: Doanh nghiệp phân phối và bán lẻ phải duy trì nhiệt độ bảo quản trong kho và tủ trưng bày ở mức 0 đến 4 độ C, tránh để nhiệt độ dao động lên dải 5 đến 8 độ C (làm giảm thời gian bảo quản thịt MAP từ 18 ngày xuống chỉ còn 9 ngày). Chủ thể thực hiện là bộ phận logistics và quản trị chất lượng tại các chuỗi siêu thị.

  3. Nâng cấp điều kiện vệ sinh giết mổ đạt chuẩn HACCP: Cơ quan thú y và chính quyền địa phương cần tăng cường thanh tra, hướng dẫn các cơ sở giết mổ cải tiến quy trình treo móc, làm sạch lòng và pha lóc trên bàn inox chuyên dụng, phấn đấu giảm tỷ lệ cơ sở xếp loại C từ 34,2% xuống dưới 10%, nhằm kiểm soát mật độ vi sinh vật ban đầu trên bề mặt thịt gà dưới mức 4,0 log CFU/g trước khi đưa vào đóng gói.

  4. Chuẩn hóa vật liệu bao bì rào cản khí cao: Khuyến nghị các đơn vị sản xuất sử dụng màng bao ghép nhiều lớp PA/PE với độ dày tiêu chuẩn và độ thẩm thấu oxy thấp (dưới 30 cm3/m2.24h.bar) để đảm bảo nồng độ khí CO2 và N2 bên trong túi không bị thất thoát ra ngoài trong suốt vòng đời lưu kho 20 ngày.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Doanh nghiệp và nhà máy chế biến gia cầm: Cung cấp thông số kỹ thuật chính xác về tỷ lệ khí, loại màng bao bì và chế độ nhiệt độ lạnh để thiết kế dây chuyền đóng gói MAP công nghiệp, nâng cao giá trị gia tăng và mở rộng bán kính phân phối sản phẩm thịt gà tươi mát.

  2. Hệ thống bán lẻ và siêu thị hiện đại: Nắm bắt cơ sở khoa học về thời hạn sử dụng và các tiêu chuẩn kiểm soát cảm quan, vi sinh để tối ưu hóa quy trình quản lý tồn kho, giảm thiểu tỷ lệ hủy hàng thịt tươi sống.

  3. Nhà nghiên cứu, giảng viên và sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Chăn nuôi: Sử dụng luận văn như một tài liệu tham khảo có giá trị học thuật cao với hệ thống số liệu thực nghiệm đầy đủ về phương pháp phân tích hóa lý, vi sinh và đánh giá cảm quan thịt theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN.

  4. Cơ quan quản lý nhà nước về Thú y và An toàn Thực phẩm: Cung cấp cơ sở thực tiễn để xây dựng, bổ sung các quy chuẩn kỹ thuật và khuyến khích áp dụng công nghệ bảo quản sạch, không hóa chất trong chuỗi giá trị nông sản thực phẩm.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp đóng gói MAP kéo dài thời gian bảo quản thịt gà tươi thêm bao nhiêu ngày so với cách thông thường? Trong khi thịt gà tươi đóng gói thường chỉ giữ được chất lượng trong khoảng 6 đến 9 ngày ở 0 đến 4 độ C rồi bị nhớt và thối rữa, phương pháp MAP với tỷ lệ 70% CO2 và 30% N2 giúp kéo dài thời gian bảo quản đạt từ 15 đến 18 ngày, thậm chí lên tới 20 ngày mà vẫn đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.

Tỷ lệ khí tối ưu nhất để bảo quản thịt gà tươi là bao nhiêu? Nghiên cứu đã thử nghiệm 8 công thức khác nhau và xác định tỷ lệ tối ưu nhất là 70% CO2 kết hợp với 30% N2. Tỷ lệ này vừa tối đa hóa khả năng ức chế vi sinh vật hiếu khí của CO2, vừa giữ cho bao bì không bị móp xẹp và hạn chế độ rỉ dịch ở mức thấp chỉ 6,94% sau 18 ngày.

Khí CO2 nồng độ cao trong túi MAP có làm biến đổi màu sắc thịt gà không? Kết quả đo màu thực tế bằng hệ màu CIE Lab* cho thấy nồng độ CO2 từ 70% đến 80% không làm biến đổi màu sắc tự nhiên của thịt lườn gà. Chỉ số sai lệch màu delta E qua các ngày bảo quản đều duy trì ổn định và không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê so với mẫu ban đầu.

Nhiệt độ bảo quản có ảnh hưởng như thế nào đến hiệu quả của phương pháp MAP? Nhiệt độ đóng vai trò then chốt trong việc duy trì hiệu quả MAP. Ở dải nhiệt độ 0 đến 4 độ C, thịt gà giữ được độ tươi ngon đến 18 ngày, trong khi ở nhiệt độ 5 đến 8 độ C, hoạt tính vi sinh vật tăng nhanh khiến thời gian bảo quản bị rút ngắn xuống chỉ còn khoảng 9 ngày.

Loại màng bao bì nào phù hợp nhất cho công nghệ đóng gói MAP thịt gà? Nghiên cứu khuyến nghị sử dụng túi màng ghép phức hợp Polyamit (PA/PE). Loại bao bì này có độ bền cơ học cao, độ dẻo dai tốt và đặc biệt là khả năng cản khí xuất sắc, ngăn chặn oxy từ ngoài xâm nhập và giữ cho hỗn hợp khí CO2/N2 bên trong không bị thất thoát ra ngoài.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định thành công công thức khí tối ưu để bảo quản thịt lườn gà tươi là 70% CO2 kết hợp với 30% N2 trong túi màng PA tại dải nhiệt độ từ 0 đến 4 độ C.
  • Công nghệ MAP giúp kéo dài thời hạn bảo quản thịt gà tươi đạt từ 15 đến 18 ngày, vượt trội gấp 2 lần so với phương pháp bao gói không khí truyền thống.
  • Các chỉ tiêu chất lượng cốt lõi tại ngày thứ 18 được kiểm soát an toàn: hàm lượng NH3 chỉ 30,50 mg/100 g, H2S âm tính, tổng số vi sinh vật hiếu khí đạt 5,53 log CFU/g và độ rỉ dịch ở mức thấp 6,94%.
  • Nghiên cứu cung cấp quy trình công nghệ hoàn chỉnh, mang tính khả thi cao, sẵn sàng chuyển giao cho các doanh nghiệp giết mổ gia cầm trong giai đoạn 2024–2026.
  • Hãy kết nối với các chuyên gia công nghệ thực phẩm và đơn vị nghiên cứu để nhận tư vấn chuyển giao quy trình đóng gói MAP, nâng tầm chất lượng thịt gà sạch cho thị trường tiêu dùng.