1
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết
Các mặt hàng thủy sản xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là thủy
sản đông lạnh và thủy sản khô. Tuy nhiên về công nghệ chế biến
thuỷ sản khô hiện nay của nước ta đặc biệt đối với mặt hàng cá cơm
khô chủ yếu vẫn được làm khô bằng phương pháp phơi nắng, sấy
bằng không khí nóng từ các lò than, gas nên sản phẩm có chất lượng
không cao, t
ỷ lệ phế phụ phẩm lớn, chất lượng không ổn định làm
giảm hiệu quả kinh tế.
Do vậy việc tìm tòi, ứng dụng các công nghệ, phương pháp sấy
mới vào việc sấy khô các sản phẩm thuỷ sản là điều hết sức cần thiết
và phù hợp với thực tiễn hiện nay khi chất lượng và vệ sinh an toàn
thực phẩm ngày càng được quan tâm chú ý nhiều hơn.
Công nghệ
sấy bức xạ hồng ngoại (IR) chọn lọc là một trong
những công nghệ mới, có nhiều ưu điểm như: Giảm thời gian sấy,
nhiệt độ sấy thấp do đó sản phẩm sấy ít bị tổn thất và chất lượng
được đảm bảo; sản phẩm được thanh trùng bề mặt, kéo dài thời gian
bảo quản; an toàn, vệ sinh cho thực phẩm cũng như cho ngườ
i vận
hành và môi trường,…
Xuất phát từ ý nghĩa và yêu cầu thực tiễn trên tôi đã tiến hành
nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu sự biến đổi thành phần hoá học,
tính chất vật lý và đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng cá cơm
săng (Spratelloides gracilis) sấy hồng ngoại xuất khẩu” nhằm hiện
đại hoá công nghệ sấy, tiết kiệm thời gian, năng lượng, nâng cao chất
lượng và hiệu qu

nóng);

3
5) Sơ bộ hạch toán giá thành cho 1kg cá cơm săng sấy bằng IR
chọn lọc, đánh giá và phân tích tính khả thi của công nghệ;
6) Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm
cá cơm khô nói chung và cá cơm sấy bằng IR chọn lọc nói riêng.

5. Tính mới của luận án
- Đưa ra được bộ số liệu đầy đủ nhất về thành phần hóa học, vật
lý, vi sinh vật của cá cơ
m săng khai thác tại vùng biển Khánh Hòa;
- Xác định được sự biến đổi các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm cá
cơm săng trong quá trình sấy bức xạ IR chọn lọc;
- Đề xuất được quy trình công nghệ sấy cá cơm bằng bức xạ IR
chọn lọc và so sánh chất lượng của sản phẩm với các phương pháp
thông thường: phơi nắng, sấy bằng không khí nóng.

6. Bố cục của luậ
n án
Luận án bao gồm 151 trang, được chia làm 3 chương, 47 bảng số
liệu, 43 hình và 138 tài liệu tham khảo (Tiếng Việt 33 tài liệu, Tiếng
Anh 105 tài liệu)

4
Chương I.
TỔNG QUAN

Công nghiệp chế biến thủy sản của nước ta đã có những thành tựu
đáng ghi nhận, số lượng các cơ sở chế biến tăng nhanh, năng lực sản

điểm của IR là khả năng xuyên thấu kém).
Việc ứng dụng IR đặc biệt là IR có chọn lọc để làm khô thủy sản
trên thế giới và Việt Nam vẫ
n còn rất hạn chế. Đa số các nghiên cứu
mới chỉ dừng lại ở việc ứng dụng các nguồn pháp bức xạ IR thông
thường (phổ rộng) như: bóng đèn hồng ngoại, dây điện trở,…trong
việc làm khô nông sản là chủ yếu. Hơn nữa các nghiên cứu mới chỉ
nhằm tìm ra chế độ sấy tối ưu với việc thay đổi các thông số kỹ
thuậ
t như: nhiệt độ, vận tốc gió, khoảng cách từ nguồn phát IR đến
vật sấy, chiều dày lớp vật sấy. Cho đến nay chưa tìm thấy nghiên cứu
nào đánh giá một cách đầy đủ và hệ thống sự ảnh hưởng của các yếu
tố này đến thành phần hóa học, tính chất vật lý, vi sinh vật và chất
lượng cảm quan của sản phẩm cá cơm săng trong quá trình sấy IR
chọn lọ
c.
Chính vì vậy hướng nghiên cứu của luận án nhằm đánh giá sự ảnh
hưởng của các yếu tố: nhiệt độ, khoảng cách chiếu bức xạ và tốc độ
gió trong quá trình sấy cá cơm bằng bức xạ IR có chọn lọc, từ đó xây
dựng được quy trình công nghệ để sấy cá cơm tạo ra sản phẩm cá
cơm khô có chất lượng cao, đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh, an toàn,
b
ảo vệ môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế cho mặt hàng thủy
sản khô nói chung và cá cơm khô nói riêng là một việc làm có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn cao.

6
Chương 2.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU


KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả phân tích một số thành phần hóa học, tính chất vật
lý và vi sinh vật của nguyên liệu cá cơm săng.
Kết quả phân tích cho thấy cá cơm săng có hàm lượng nước
74,7%, protein 20,05%, lipit 1,8%, tro 2,2%, NH
3
4,65mg/100g và
histamin là 3,5ppm. Trong cá cơm săng có tới 30 loại axit béo trong
đó SFA chiếm 44,0%, PUFA chiếm 32,0% và MUFA chiếm 24,0%.
Cá cơm săng có 18 loại axit amin, với 7 loại không thay thế và tổng
hàm lượng lên đến 11,57%. Cấu trúc cơ thịt của cá cơm tươi tương
đối lỏng lẻo. Các chỉ tiêu vi sinh vật đều đạt yêu cầu theo quy định
hiện hành, với tổng số vi sinh vật hiếu khí là 5,4x10
5
cfu/g.

3.2. Biến đổi một số thành phần hóa học, tính chất vật lý, cảm
quan và vi sinh của cá cơm khi sấy IR chọn lọc
Cá cơm sau khi xử lý (rửa, luộc) được đưa vào thiết bị sấy IR
chọn lọc, tiến hành sấy theo các thí nghiệm đã được quy hoạch với
thông số kỹ thuật khác nhau (khoảng cách chiếu IR đến nguyên liệu:
5 – 25cm; nhiệt độ sấy: 40 – 70
0
C; tốc độ gió: 1 – 3m/s). Kết quả
phân tích sự biến đổi các chỉ tiêu: thời gian sấy, thành phần hóa học,
tính chất vật lý, cảm quan và vi sinh vật của sản phẩm trong quá trình
sấy được thể hiện ở những phần sau:
gió (x
3
) cao sẽ nhanh chóng làm hình thành lớp vỏ cứng trên bề mặt
sản phẩm gây cản trở quá trình khuếch tán nội sẽ làm cho sản phẩm
bị ẩm cục bộ bên trong, thời gian sấy phải kéo dài hơn. Và cuối
cùng là khi khoảng cách chiếu IR (x
1
) càng xa thì thời gian sấy
càng bị kéo dài.

3.2.2. Biến đổi kết cấu cơ thịt (Y
2
)
Kết quả chụp cấu trúc cơ thịt bằng kính hiển vi điện tử cho
thấy nhiệt độ sấy, tốc độ gió đã ảnh hưởng rất lớn đến kết cấu, tổ
chức cơ thịt, nhiệt độ và tốc độ gió càng cao thì kết cấu cơ thịt càng
trở nên dai chắc, màu sắc bị sẫm lại, các sợi cơ phân bố không đồng
đều, có ch
ỗ bị co rút làm mật độ các sợ cơ tăng lên, hình thành các tổ
chức bền chặt hơn.

3.2.3. Biến đổi khả năng hút nước trở lại (Y
3
)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi khả năng hút nước trở lại (%) của
cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy như
sau: Y
3
= 63,98 – 5,37x
2

– 0,35x
2
- 0,175x
3
+ 0,25x
1
x
2
(3.3)
Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng protein tổng số,
khi nhiệt độ tăng thì hàm lượng protein sẽ bị giảm, tiếp theo là yếu tố
tốc độ gió và khoảng cách chiếu bức xạ IR cũng ảnh hưởng đến hàm
lượng protein tổng số, khi giảm khoảng cách chiếu và tăng tốc độ gió
sẽ làm cho gia tăng quá trình khuếch tán ngoại, dẫn tới l
ớp thịt bề mặt
cá nhanh chóng bị mất nước mạnh mẽ làm cho protein bị biến tính và
thúc đẩy các phản ứng tạo màu, tạo mùi sẽ làm tổn thất một lượng axit
amin nhất định. Tuy nhiên, xét về tổng thể thì hàm lượng protein tổng
số của cá cơm sấy bằng bức xạ IR chọn lọc bị biến đổi không nhiều
theo các chế độ sấy đã chọn (chỉ từ 60,2 – 61,8%).

10
3.2.5. Biến đổi hàm lượng axit amin tổng số (Y
5
)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng axit amin tổng số (%)
của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy
như sau:
Y
5

Y
6
= 6,65 + 0,113x
1
– 0,238x
2
- 0,138x
3
(3.5)
Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng lipit tổng số,
khi nhiệt độ tăng thì hàm lượng lipit sẽ bị giảm, tiếp theo là yếu tố
tốc độ gió và khoảng cách chiếu bức xạ IR cũng ảnh hưởng đến hàm
lượng lipit tổng số, khi giảm khoảng cách chiếu và tăng tốc độ gió sẽ

11
làm cho gia tăng quá trình khuếch tán ngoại, dẫn tới lớp thịt bề mặt
cá nhanh chóng bị mất nước mạnh mẽ làm cho lipit bị biến tính và
thúc đẩy các phản ứng oxy hóa tạo màu, tạo mùi sẽ làm tổn thất một
lượng axit béo nhất định. Tuy nhiên, xét về tổng thể thì hàm lượng
lipit tổng số của cá cơm sấy bằng bức xạ IR chọn lọc bị biến đổi
không nhiều theo các chế độ
sấy đã chọn (chỉ từ 6,1 – 7,1%).

3.2.7. Biến đổi hàm lượng axit béo không no bậc cao (PUFA) (Y
7
)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng axit béo không no
bậc cao (%) của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương
trình hồi quy như sau:
Y

Y
8
= 11,26 + 0,675x
1
– 0,9x
2
+ 0,8x
3
+ 0,3x
1
x
3
– 0.275x
2
x
3
(3.7)
Sự biến đổi về hàm lượng NH
3
trong quá trình sấy IR là không
đáng kể do thời gian sấy ngắn, khả năng bất hoạt emzyme và vi sinh

12
vật của tia hồng ngoại đã làm chậm quá trình hình thành NH
3
. Tuy
nhiên nhiệt độ vẫn là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến sự hình thành
NH
3
, khi nhiệt độ tăng cao, khả năng làm bất hoạt enzyme và vi sinh

x
3
– 0,41x
2
x
3
(3.8)
Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng histamin, khi
nhiệt độ tăng thì hàm lượng histamin sẽ bị giảm, khi giảm khoảng
cách chiếu và giảm tốc độ gió sẽ làm cho thời gian sấy nhanh, các
enzyme và vi sinh vật nhanh chóng bị bất hoạt hoặc giảm hoạt tính
dẫn đến việc hình thành histamin một cách chậm chạp. Hàm lượng
histamin của cá cơm sấy bằng bức xạ IR chọ
n lọc bị biến đổi theo
các chế độ sấy đã chọn từ 5,22 – 11,07ppm, hàm lượng này rất thấp
so với giới hạn dư lượng histamin cho phép trong sản phẩm thủy sản
(100ppm – Quyết định 2670/QĐ-BNN-QLCL ngày 29/8/2008). 13

3.2.10. Biến đổi chất lượng cảm quan (Y
10
)
Kết quả nghiên cứu sự biến đổi chất lượng cảm quan (Điểm)
của cá cơm sấy IR chọn lọc được thể hiện bằng phương trình hồi quy
như sau:
Y
10
= 18,93 + 0,175x

11
= 207,73 + 25,62x
1
– 173,13x
2
(3.10)
Nhiệt độ sấy có ảnh hưởng rất lớn đến tổng số vi khuẩn hiếu khí.
Ở cùng khoảng cách chiếu IR và tốc độ gió (k = 5cm và v = 1m/s)
khi sấy ở nhiệt độ 40
0
C, tổng số VKHK là 3,3x10
2
CFU/g nhưng khi
tăng nhiệt độ sấy lên 70
0
C thì chỉ còn 0,25x10
2
CFU/g. Yếu tố

14
khoảng cách cũng ảnh hưởng đến tổng số VKHK còn lại trong sản
phẩm, khi khoảng cách chiếu càng gần thì làm cho tế bào VSV trên
bề mặt sản phẩm hấp thụ nhiều năng lượng bức xạ hơn và bị tiêu diệt
nhiều hơn. Yếu tố tốc độ gió cũng ảnh hưởng đến tổng VKHK, khi
tốc độ gió tăng cũng làm tăng hàm lượng VKHK nhưng sự ảnh
hưởng này là không có ý nghĩa về mặt thống kê (p < 0,05).
Qua quá trình khảo sát, phân tích các chỉ tiêu hóa học,
vật lý, cảm quan và vi sinh của cá cơm săng sau khi sấy bằng bức
xạ IR chọn lọc cho thấy các chỉ tiêu hóa học ít bị biến đổi, chất
lượng cảm quan của sản phẩm đều cho kết quả khá tốt, đặc biệt

48.00
54.00
60.00
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
Thoi gian say
A: Toc go gio
B: Nhiet do

Hình 3.15. Mô hình biểu diễn mối tương quan giữa các yếu tố
đến thời gian sấy tại chế độ sấy tối ưu

y = 79.389e
-0.3587x
R
2
= 0.9896
0.0
10.0
20.0

ộ
sấ
y

(
%W/h
)
(b)
Hình 3.16. Đường cong sấy (a) và đường cong tốc độ sấy (b) cá
cơm săng bằng IR chọn lọc ở chế độ sấy tối ưu

3.4. Đề xuất quy trình công nghệ sấy cá cơm bằng IR chọn lọc
Từ kết quả nghiên cứu đề xuất quy trình công nghệ sấy cá cơm
bằng IR chọn lọc như trong hình 3.17.
Tốc độ gió (m/s)
Nhiệt độ (
0
C)
Thời gian sấy (h)

16

C
- Thời gian: 5 phút
- Khoảng cách IR: 10cm
- Nhiệt độ sấy: 55
0
C
- Tốc độ gió: 1,4m/s
- Bao gói PE (3kg/túi)
- Đóng thùng cacton
- Kho lạnh: - 18±2
0
C
- Thời hạn: 12 tháng

RỬA
CHẦN
SẤY IR
BAO GÓI
BẢO QUẢN
NGUYÊN LI
Ệ
U
SẢN PHẨM

17
Bảng 3.37. Thành phần hóa học cơ bản của sản phẩm (% chất
khô)
STT
Chỉ tiêu Đơn vị
Phương pháp

PN (b), sấy bằng KKN (c) và sấy bằng IR (d)

2) Tỷ lệ hút nước trở lại
Sau khi phân tích tỷ lệ hút nước trở lại của sản phẩm cá cơm làm
khô bằng các phương pháp khác nhau. Kết quả cho thấy sản phẩm cá
cơm sấy bằng bức xạ IR có tỷ lệ hút nước trở lại đạt cao nhất
(70,4%), tiế
p theo là cá cơm phơi nắng đạt 61,7% và cuối cùng là cá
cơm sấy bằng không khí nóng chỉ đạt 54,3%.

3) Tỷ lệ gẫy đầu, vỡ miếng của sản phẩm
Sau khi phân tích tỷ lệ gẫy đầu, vỡ miếng của sản phẩm cá cơm làm
khô bằng các phương pháp khác nhau. Kết quả cho thấy sản phẩm cá
cơm sấy bằng bức xạ IR có tỷ lệ gẫy đầu, vỡ miếng th
ấp nhất (1,8%),
tiếp theo là cá cơm sấy bằng không khí nóng (4,07%) và cuối cùng là cá
cơm phơi nắng có tỷ lệ khá cao 5,42%.

3.5.3. Chất lượng cảm quan
Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm cá cơm làm
khô bằng các phương pháp khác nhau cho thấy cá cơm sấy bằng bức

19
xạ IR đạt cao nhất (19,24 điểm), tiếp theo là cá cơm phơi nắng đạt
17,08 điểm và cuối cùng là cá cơm sấy bằng không khí nóng chỉ đạt
16,2 điểm.

(a)

(b)


Escherichia coli (-) (-) (-) 10
Staphylococcus aureus <10 <10 40 10
2

Salmonella (trong 25g) (-) (-) (-) 0
Shigella (-) (-) (-) -
V. parahaemolyticus (-) (-) <10 10
2

Tổng nấm mốc <10 <10 4,5x10
2
10
3

Qua các kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy cá cơm săng được sấy
bằng IR có chất lượng cao hơn hẳn các phương pháp thông thường
(sấy bằng KKN và PN). Cụ thể khi sấy bằng IR, hàm lượng và thành
phần các chất dinh dưỡng như: protein, lipit, axit amin, axit béo được
bảo toàn tốt hơn. Mặt khác, do thời gian sấy ngắn cùng với khả năng
làm ức chế, bất hoạt enzyme và VSV nên hàm lượng NH
3
, histamin
trong sản phẩm tăng không đáng kể.
Kết cấu cơ thịt của cá cơm được sấy bằng IR cũng tốt hơn so với
các phương pháp khác (KKN, PN) do đó làm tăng tỷ lệ hút nước trở
lại cho sản phẩm, khả năng phục hồi trạng thái tốt hơn, tỷ lệ gẫy đầu
vỡ miếng thấp hơn, các tính chất cảm quan được đảm bả
o. Đặc biệt
hàm lượng VSV rất thấp, hầu như không có nấm mốc xuất hiện trên

3) Đổi mới công nghệ làm khô theo hướng hiện đại, thay thế dần
công nghệ lạc hậu như ph
ơi nắng, sấy bằng không khí nóng (gas, củi,
than, ) làm ảnh hưởng đến chất lượng và vệ sinh an toàn của sản
phẩm. Một trong những công nghệ phù hợp với đặc tính chất lượng,
giá trị sản phẩm của cá cơm là sấy bằng IR dải tần hẹp chọn lọc. Khi
sử dụng IR để làm khô cá cơm cần kiểm soát tốt các yếu tố: khoảng

22
cách chiếu IR, nhiệt độ sấy và tốc độ gió để đảm bảo chất lượng và
hiệu quả kinh tế.
4) Cần có những nghiên cứu sâu hơn về bảo quản nguyên liệu cá
cơm.
5) Nghiên cứu, áp dụng, cải tiến phương pháp bao gói, bảo quản
sản phẩm để kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm.
6) Các thao tác trong quá trình khai thác, xử lý, sấy, phân loại,
bao gói, bảo quản và vận chuyển phả
i nhẹ nhàng, tránh làm dập nát,
gẫy đầu và bong tróc dải bạc hai bên lườn cá.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu thu được, có thể rút ra được
một số kết luận như sau:
1) Đã phân tích được một số thành phần hóa học, tính chất vật lý,
vi sinh của nguyên liệu cá cơm săng tại vùng biển Khánh Hòa. Kết
quả cho thấy cá cơm săng có hàm l
ượng nước 74,7%, protein
20,05%, lipit 1,8%, tro 2,2%, NH

cơm trong quá trình sấy IR chọn lọc là rất ít, các chất dinh dưỡng được
bảo toàn tối đa, việc hình thành các tác nhân gây mất an toàn vệ sinh
thực phẩm như: hàm lượng NH
3
, histamin, vi sinh vật đều rất ít và thấp
hơn rất nhiều so với giới hạn tối đa cho phép.
3) Đã xác định được giá trị thích hợp của các thông số kỹ thuật
trong công đoạn sấy cá cơm săng bằng bức xạ IR chọn lọc là:
Khoảng cách từ nguồn phát IR chọn lọc (thanh gốm) đến nguyên liệu
(cá cơm săng) là: 10cm; Nhiệt độ không khí trong buồng sấy là: 55
0
C
và Tốc độ gió đi ngang qua nguyên liệu là: 1,4m/s. Thời gian sấy cá
cơm để đạt độ ẩm theo yêu cầu (20±2%) ở chế độ này là 3,5 giờ. Từ
đó đã xây dựng, đề xuất được quy trình công nghệ sấy cá cơm bằng
IR đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm cũng như hiệu
quả kinh tế.
4) Đã phân tích được một số chỉ tiêu chất lượng và vệ sinh an toàn
th
ực phẩm của cá cơm săng sấy bằng IR chọn lọc và tiến hành so sánh
với các phương pháp làm khô thông thường như: phơi nắng, sấy bằng
không khí nóng. Kết quả cho thấy sản phẩm cá cơm săng sấy bằng IR
chọn lọc có chất lượng (cảm quan, hóa học, vật lý, vi sinh vật) tốt hơn rất
nhiều so với các phương pháp còn lại.
5) Đã sơ bộ hạch toán giá thành cho 1kg sản phẩm cá c
ơm sấy
bằng bức xạ IR chọn lọc, với giá thành 46.226 (đồng/kg) là chấp
nhận được. Việc ứng dụng IR chọn lọc vào việc làm khô một số sản

24