TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BÁO CÁO: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN ĐỀ TÀI: SỰ BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG CỦA TÔM SÚ TRONG ĐÔNG LẠNH VÀ RÃ ĐÔNG BẰNG HAI PHƯƠNG PHÁP AIR-BLASH VÀ CRYOGENIC TÓM TẮT Ảnh hưởng luồng khơng khí lạnh cao áp kết đơng cryogenic, rã đơng lò vi sóng máy đơng lạnh, chu trình kết đơng- xã đơng biến đổi axit thiobarbituric (TBA), hàm lượng protein hòa tan muối (SSP), tổn thất kết đông , tổn thất rả đông lực cắt (CF) tôm sú nghiên cứu Phương pháp khơng khí lạnh cao áp thực từ -28 0C± 20C vận tốc khơng khí 4-8 m/s, kết đơng cryogenic thực -700C đến -1000C Đông lạnh tôm với vận tốc khơng khí m/s, tổn thất kết đông thấp nhất, lực cắt giống tôm tươi Phương pháp rã đông không ảnh hưởng đến hàm lượng protein hòa tan muối (SSP) lực cắt (CF) tơm Mẫu rã đong lò vi sóng có lượng axit thiobarbituric (TBA) cao so với mẫu tủ lạnh Khi tăng chu kì kết đơng- xã đơng TBA CF tăng SSP giãm Cả hai phương pháp rã đơng chu trình kết đơng-xã đơng ảnh hưởng đến tổn thất rả đông % (%TL), việc kiểm tra mô học tôm đông lạnh cho thấy tăng khoảng trống giửa sợi rách bó sợi số lần kết đơng- xã đơng tăng lên Giới thiệu: Thịt tôm sau chết hoạt động chất sinh hóa hoạt động, trình phân hủy chất hữu thành phần tơm tác động nhiều yếu tố khác nhau, enzym hoạt động vi sinh vật (Pedraja, 1970) Tôm đông lạnh đạt chất lượng cao vừa thu hoạch (Fennema, Karel, & Lund, 1975) Có nhiều phương thức thương mại cho viêc đông lạnh tôm,mặc dù lạnh đông phương thức hiệu bảo vệ thực phẩm, nhiên hư hỏng thực phẩm diễn suốt trình bảo quản Sự giảm chất lượng phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm tốc độ đóng băng rả đơng, nhiệt độ bảo quản, thay đổi nhiệt độ, lạm dụng chu kì kết đơng- xã đơng suốt q trình bảo quản, vận chuyển, trưng bày bán lẻ tiêu dùng (Giddings & Hill, 1978; Sebranek, 1982; Srinivasan, Xiong, & Blanchard, 1997) Trong q trình rã đơng, thực phẩm bị hư hỏng thay đổi hóa chất, vật lí vi sinh vật, kỹ thuật rã đơng mô động vật đạt yêu cầu phần lớn giải đơng tủ lạnh lò vi sóng Lò vi sóng rã đơng nhanh đồng so với truyền nhiệt giảm thiểu tác động đến mơ (Karel & Lund, 2003), q trình rã đơng ảnh hưởng đến tính chất đặc trưng thịt Wagner and Anon (1985) nghiên cứu tác động gây nên biến tính sợi protein bắp bò nhận thấy sau rã đơng, đóng băng chậm gay nước mơ cao hơn, thay đổi quan sát kết phần đầu protein mở đóng băng chậm Trong q trình bảo quản tơm đông lạnh sản phẩm giáp xác khác Chất lượng bị thay đổi q trình oxy hóa, biến tính protein,sự thăng hoa kết tinh lại nước đá tăng lên (Londahl, 1997) dẩn đến vị lạ, mùi hôi, nước, giảm khối lượng,cứng lại (Bhobe & Pai, 1986; Londahl, 1997) hư hỏng phân giải vi sinh vật (Bhobe & Pai, 1986) Đối với sản phẩm khác nhau, lạnh đông nhanh sau sơ chế bảo quản nhiệt độ thấp cho tôm sản phẩm tôm cần thiết để giảm thay đổi chất lượng tránh khỏi (Londahl, 1997) Những nghiên cứu sản phẩm tôm đông lạnh thực mô tả (Kent & Stroud, 1999; Pan & Yeh,1993; Srinivasan, Xiong, Blanchard, & Tidwell, 1998) Tuy nhiên nhà máy chế biến tôm, lạnh đông với số lượng lớn dùng lớp nước đóng băng mơt luồng khơng khí lạnh đơng lạnh riêng lẻ, sử dụng CO2 N2 lỏng, CO2 N2 lỏng rã đông tái lạnh đông vận chuyển, đống gói lại cửa hàng bán lẻ Tơm đơng lạnh rã đơng nhiều lần trước sử dụng, mục tiêu nghiên cứu tìm kiểm ảnh hưởng lạnh đơng luồng khơng khí lạnh kết đơng cryo ,rã đơng tủ lạnh lò vi sóng, chu kỳ kết đơng -xã đơng, thay đổi vật lý hóa học tôm sú 2 Nguyên liệu phương pháp thực hiện: 2.1 Ảnh hưởng phương pháp điều kiện q trình đơng lạnh tới sản phẩm tơm sú: Có phương pháp đơng lạnh, thứ 1:dùng luồng khơng khí đơng lạnh,thứ 2:làm đơng lạnh với nito lỏng Qúa trình đơng lạnh khí thực nhiệt độ âm -280C, tốc độ dòng khí 4, m/s (theo bảng 1)_quá trình thực máy đơng lạnh dòng khí (Augusta Supply Thailand) Qúa trình đơng lạnh với nito lỏng thực nhiệt độ -70, -80,-90,-1000C thí nghiệm Mỗi kiện (khay) đặt 20 mẫu tôm cho trình làm đơng lạnh.Sự thay đổi nhiệt độ mẫu suốt q trình đơng lạnh theo dõi cặp nhiệt điện,cặp nhiệt điện chèn vào đoạn bụng thứ tơm sau kết nối với máy theo dõi nhiệt độ (Yokgawa, LR 4210) Tỉ lệ đông lạnh (Pan &Yeh,1993): Tỉ lệ đông lạnh=( Khoảng cách tối thiểu từ bề mặt tới trung tâm nhiệt tôm sú)/(thời gian giữ nhiệt 18oC) Việc giảm % mẫu đông lạnh sản phẩm xác định Qúa trình rã đơng thực cách đặn, nhịp nhàng Các điều kiện đông lạnh làm giảm tỉ lệ mẫu không đông lạnh mức thấp nhất, thí nghiệm lặp lại lần 2.1 Ảnh hưởng phương pháp rã đông chu trình rã đơng: Tơm đơng lạnh lựa chọn theo điều kiện phương pháp (20 tôm) 2.2 Xác định tổn thất đông lạnh: Tổn thất sản phẩm tôm hùm đông lạnh xác định khối lượng tôm hùm ban đầu (đã biết)/khối lượng tô hùm sau đông lạnh: %tổn thương lạnh=100x(khối lượng tôm sống – khối lượng tôm đông lạnh)/khối lượng tôm sống) 2.3 Xác định lực rã đông: Tôm đông lạnh giải đơng nhiệt độ phòng nhiệt độ họ đạt 20oC Các lực rã đông mẫu đo kết cấu phân tích (Stable Micro System; TA:XT2i, England) với lưỡi dao gắn vào tế bào tải 25 kg trượt tốc độ lưỡi dao mm / s, với khoảng cách 25 mm Các lực lớn để cắt ngang vào đoạn thứ hai bụng tôm ghi nhận lực cắt Các phép đo thực ba 2.4 Xác định tổn thất rã đông: Tổn thất q trình rã đơng xác định khối lượng tôm ban đầu (đã biết)/ khối lượng tôm sau rã đông: % rã đông==[(khối lượng tôm đông lạnh – khối lượng tôm rã đông)x100%]/khối lượng tôm đông lạnh 2.5 Xác định giá trị acid Thiobarbituric (ATB): Quá trình oxi hóa mùi (acid ATB chất phản ứng) Phương pháp thực mô tả Pearson, 1976 2.6 Phương pháp xác định tổng lượng bay hơi: Tổng lượng bay mẫu xác định theo phương pháp mô tả MFRD,1987 (Managing Financial Resources and Decisions) 2.7 Phương pháp xác định muối tan protein (SSP): Các protein sợi myosin hay actin protein quan trọng từ mô xuất sứ từ biển, hòa tan 3-5% dung dịch muối.SSP trích li theo phương pháp MFRD (1987) (Myosin: protein có nhiều sợi ngun cơ, có tính chất quan trọng đàn hồi co thắt Actin: chất đạm, thấy hắp, đóng vai trò quan trọng q trình co cơ) 2.8 Kiểm tra mơ bào Chỉ có mẫu đơng lạnh sử dụng để kiểm tra cấu trúc mô bào Phương pháp Pan &Yeh, sử dụng để phân tích mơ bào Đèn kính hiển vi (Nikon UFX-DX) sử dụng để quan sát Kết thảo luận: 3.1 Cách tiến hành phương pháp đông lạnh: Các thành phần xa tôm tươi 79,75 ± 0,35% độ ẩm, 17.70 ± 0,42% protein, 0,86 ± 0,05% chất béo, tro 0,99 ± 0,01% 0,7 ± 0,17% carbohydrate Tôm đơng lạnh phương pháp air-blash có tốc độ đóng băng 6,8-7,4 cm / h cryogenic đóng băng nhiệt độ thấp có tốc độ đóng băng 11,8-21,9 / h cm (Bảng 1) Các mẫu đông lạnh với air-blash tốc độ khơng khí m / s có số tổn thất đóng bang thấp đáng kể so với tốc độ m / s (p 0,05) Điều việc loại bỏ nước cao bề mặt đóng băng với tốc độ khơng khí cao Vì vậy, air-blash đóng băng tốc độ khơng khí m / s chọn để tiếp tục nghiên cứu rã đông đông tan băng hiệu ứng chu kỳ Đối với đóng băng nhiệt độ thấp, tìm thấy tất cấu áp dụng keo-cho mẫu tương tự với tổn thất đóng bang (P> 0,05) Lực tan rã tôm đông lạnh 70oC tương tự mẫu tươi (p> 0,05) mẫu 100oC có số lượng thấp mà cắt tượng nứt mẫu đông lạnh nhiệt độ thấp (Pan & Yeh, 1993) Được tìm thấy bới Yeh Pan, khoảng 50% tế bào nứt bề mặt cắt xảy tơm đơng lạnh 120oC Vì vậy, đóng bang tơm tại70oC lựa chọn cho điều kiện tốt đông lạnh 3.2 Phương pháp rã đơng: Hình cho thấy hai phương pháp đóng băng, hiệu ứng kết hợp phương pháp giải đơng chu kỳ đóng băngtan băng bị tổn thất Lò vi sóng rã đơng cho mẫu với tổn thương cao so với người làm tan băng nhiệt độ tủ lạnh chu kỳ đóng băng tan chảy Điều tan chảy lò vi sóng đưa hệ thống sưởi nhanh chóng với mẫu tăng cường bay nước từ mẫu Các loại thực phẩm đông lạnh không đồng chúng ln chứa đơng lạnh rã đông giai đoạn phân bố không đồng dạng chất béo Các thành phần khác đáng kể khả để hấp thụ lượng tần số vơ tuyến điều có xu hướng gây nóng cục khu vực khác rã đơng (Fennema et al., 1975) Vì vậy, điều dẫn đến tổn thất cao từ mẫu lò vi sóng rã đơng Mặc dù lò vi sóng rã đơng tan băng nhanh, gây biến tính protein rõ rệt bất ổn Đó kết khơng mong muốn phương pháp (Srinivasan et al., 1997) Hơn nữa, thực phẩm tươi sống kết cấu quan trọng, trình tan chậm mơi trường mát mẻ, thích hợp cho phép thời gian cho khuếch tán để tế bào bị nước trở lại trạng thái ban đầu mơ (Jul, 1984)vì tan bang tủ lạnh phương pháp tốt Sự gia tang số chu kỳ đóng băng-tan băng dẫn đến việc tan băng hao hụt cao (Hình 1) lực rã đơng(Hình 2) 3.3 Sự khảo sát mô học: Các kết xét nghiệm mô học kính hiển vi quang học tơm tươi tôm đông lạnh nhiệt độ thấp tôm làm rã đơng lò vi sóng, tủ lạnh thể hình – Có thể thấy khoảng cách sợi tăng lên sợi bị rách số chu kỳ kết đông – rã đông tăng lên Trong chu kỳ (tan sau kết đông) chu kỳ (Hình 7), cấu trúc tơm tương tự mẫu ban đầu (Hình 6) Các sợi xung quanh màng biểu bì xếp song song khoảng cách sợi phần bên thân tơm tương tự mẫu ban đầu Những thay đổi cấu trúc sợi rõ ràng tôm kết đông – rã đông hai chu kỳ Sau chu kỳ thứ ba thứ tư, sợi bị xé riêng cho thấy xếp hỗn độn khoảng cách sợi tăng lên Hơn nữa, ranh giới sợi không rõ ràng Những thay đổi kết tổn thương học mô Những kết phù hợp với thay đổi giá trị TBA (Hình 3) số % tơm đơng lạnh tan máy kết đông nhiệt độ thấp rã đơng lò vi sóng (Hình 1) Hình Hình ảnh kính hiển vi quang học tôm đông lạnh máy kết đông nhiệt độ thấp rã đơng lò vi sóng nhiều chu kỳ kết đông – rã đông, chủ yếu tập trung vào phần bên thịt (a), xung quanh màng biểu bì (b) (độ phóng đại 1400) Giá trị TBA tơm rã đơng lò vi sóng sau chu kỳ kết đông – rã đông tăng 4,71% so với chu kỳ Từ chu kỳ đến chu kỳ thứ hai giá trị TBA tăng 30,34%, sau tăng nhẹ 0,86% sau chu kỳ thứ ba Sau chu kỳ thứ tư, giá trị TBA tăng 44,02% so với chu kỳ thứ ba Số % phần tan tăng nhanh từ 40,48% đến 82,64% từ chu kỳ thứ hai đến chu kỳ thứ tư (Hình 6) Hình Hình ảnh kính hiển vi quang học tôm đông lạnh máy kết đông nhiệt độ thấp rã đông theo nhiệt độ lạnh nhiều chu kỳ kết đông – rã đông, chủ yếu tập trung vào phần bên thịt (a), xung quanh màng biểu bì (b) (độ phóng đại 1400) Hình cho thấy thay đổi cấu trúc sợi tôm đông lạnh máy kết đông nhiệt độ thấp rã đông theo nhiệt độ lạnh, thấy khoảng cách sợi tăng lên sợi bị rách số chu kỳ kết đông – rã đông tăng tương tự kết thấy tơm rã đơng lò vi sóng Trong chu kỳ (tan sau kết đông) chu kỳ đầu tiên, cấu trúc tôm tương tự mẫu ban đầu (Hình 6) Các sợi xếp hàng liên tục (chủ yếu tập trung phần xung quanh màng biểu bì) khoảng cách sợi tương tự mẫu ban đầu (chủ yếu tập trung vào phần bên thịt) Sự thay đổi cấu trúc sợi rõ ràng tôm kết đông – rã đông hai chu kỳ Ở tôm đông lạnh rã đông vào hai chu kỳ, lỗ to tìm thấy (Hình 8a) Đây kết hình thành tinh thể nước đá lớn nhiều trạng thái kết đông – rã đông Việc lưu trữ tơm rã đơng 200C dẫn đến kết tinh tượng tương tự kết tinh đông lạnh chậm Các tinh thể nước đá tăng lên tế bào làm cho chất lỏng ngoại bào cô đặc nhiều Các tế bào bị nước thẩm thấu dẫn đến tình trạng nước rộng lớn tế bào tế bào co lại Khi rã đông, nước kết đông không hút lại q trình rã đơng, dẫn đến thất nước tăng dần (BoeghSoerensen & Jul, 1985) Sau chu kỳ thứ ba thứ tư, sợi bị xé riêng cách không liên tục khoảng cách sợi tăng lên Hơn nữa, ranh giới sợi không rõ ràng Những thay đổi kết tổn thương học mô Những phát tương tự thay đổi giá trị TBA (Hình 3) số % tan (Hình 1) Các giá trị TBA tôm rã đông nhiệt độ tủ lạnh kết đông – rã đông chu kỳ tăng 10,34% từ chu kỳ Từ chu kỳ đến chu kỳ thứ hai tăng 35,16%, sau giảm xuống 23.70% sau chu kỳ thứ ba Sau chu kỳ thứ tư, giá trị TBA tăng 56.07% Việc số % phần tan tăng 58,33%, 38,71%, 54,26% tương ứng với sau chu kỳ kết đông – rã đông thứ hai, thứ ba, thứ tư 4 Kết luận: Việc đông lạnh tôm hầm kết đơng vận tốc khơng khí m/s cho số % rã đơng lực cắt tôm ban đầu Đối với kết đông nhiệt độ thấp, sau thí nghiệm, tất nhiệt độ sử dụng không làm ảnh hưởng đến số % rã đông với tôm đông lạnh 700C có lực cắt tương tự mẫu tươi Mẫu rã đơng lò vi sóng có giá trị TBA cao chút so với mẫu rã đông nhiệt độ tủ lạnh Sự gia tăng chu kỳ kết đông – rã đông dẫn đến gia tăng giá trị TBA lực cắt làm giảm giá trị SSP Tác dụng phối hợp phương pháp rã đông chu kỳ kết đông – rã đông tôm đông lạnh hai phương pháp có ảnh hưởng đến số % tan Các mẫu rã đơng lò vi sóng có số % tan cao so với mẫu rã đông nhiệt độ tủ lạnh cho chu kỳ, gia tăng chu kỳ kết đông – rã đông làm gia tăng số % tan Các mẫu đơng lạnh rã đơng lên đến chu kỳ Vì vậy, điều quan trọng ngăn chặn dao động nhiệt độ lúc vận chuyển lưu trữ để tránh ảnh hưởng kết đông – rã đông để bảo quản chất lượng tôm đông lạnh  ... thất q trình rã đơng xác định khối lượng tôm ban đầu (đã biết)/ khối lượng tôm sau rã đông: % rã đông= =[(khối lượng tôm đông lạnh – khối lượng tôm rã đông) x100%]/khối lượng tôm đông lạnh 2.5 Xác... phối hợp phương pháp rã đông chu kỳ kết đông – rã đông tôm đông lạnh hai phương pháp có ảnh hưởng đến số % tan Các mẫu rã đông lò vi sóng có số % tan cao so với mẫu rã đông nhiệt độ tủ lạnh cho... đông lạnh: Tổn thất sản phẩm tôm hùm đông lạnh xác định khối lượng tôm hùm ban đầu (đã biết)/khối lượng tô hùm sau đông lạnh: %tổn thương lạnh= 100x(khối lượng tôm sống – khối lượng tôm đông lạnh) /khối