Luận văn Ảnh hưởng của việc bổ sung gelatin đến cấu trúc gel surimi cá tra

nguyên và quá trình phân giải phân tử protein được hạn chế đến mức tối thiểu. Song trong các quá trình chế biến và bảo quản cá xay thì protein của thịt cá đã bị biến đổi nhiều. Để ngăn ngừa các biến đổi của protein và nâng cao tính chất chức năng của chúng, người ta đề xuất ra hàng loạt các chất làm bền như: các phosphate, muối ăn, glucose, saccharose, triglycerid, các muối của acid glutamic, lizin… qua quá trình nghiên cứu, người ta đã tìm ra một số chất làm bền protein, nhờ đó thu được surimi có chất lượng cao, đó là: - Các loại keo thực vật: alginate, pectin. - Các rượu có chứa nhiều nhóm chức: glycerin, propylen glycol. 2.4.4.2 Làm bền màu sắc thịt cá xay Màu sắc cá xay hình thành dưới tác dụng của nhiều yếu tố trong quá trình chế biến, đặc biệt là tác dụng của khâu nghiền. Một số sản phẩm bị biến đổi về hóa học do vi sinh vật hoặc không do vi sinh vật cũng làm cho sản phẩm nhiễm màu nâu. Việc rửa thịt cá bằng nước là một trong những biện pháp cải tiến màu sắc thịt cá xay. Ở một số nước, người ta dùng biện pháp ngụy trang màu sắc bằng cách cho sản phẩm vào các keo thực vật để nâng cao độ đục và khả năng phản quang của cá xay, tạo thành màu sắc biểu kiến. 2.4.4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian bảo quản, pH môi trường Độ bền của surimi phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian bảo quản và pH của môi trường. Nếu surimi được bảo quản ở nhiệt độ càng thấp thì chất lượng của surimi càng cao do đó thời gian bảo quản kéo dài, nếu t0 < -200C thì surimi có thể bảo quản trên 3 tháng. Độ bền surimi phụ thuộc vào pH, khi đưa pH của protein về điểm đẳng điện thì độ bền gel chắc hơn. 2.4.4.4 Ảnh hưởng của hàm lượng muối Độ bền của surimi phụ thuộc vào hàm lượng muối ăn. Nếu hàm lượng NaCl ≤5% thì khi hàm lượng NaCl tăng độ bền surimi tăng theo. Khi hàm lượng NaCl > 5 ÷ 20% thì độ bền đông kết và khả năng giữ nước của surimi giảm. Hàm lượng muối trong surimi nói riêng và các sản phẩm mô phỏng nói chung thường khoảng từ 1 ÷ 2% là thích hợp nhất, ngoài phạm vi này sẽ làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. 2.4.5 Ảnh hưởng của các chất đồng tạo gel Chất lượng và cấu trúc của surimi phụ thuộc vào các chất đồng tạo gel và tỷ lệ phối trộn giữa các thành phần như: tinh bột, gelatin... Trong sản xuất surimi người ta thường sử dụng một số chất đồng tạo gel sau: - Tinh bột : Khả năng tạo gel của tinh bột phụ thuộc vào tỉ lệ amylaza và amylopectin, các nhà khoa học nhận định rằng khả duy trì gel tinh bột phụ thuôc vào hàm lượng amylopectin có trong tinh bột thông thường tỉ lệ amylaza và amylopectin là 1/4. Ngoài ra khả năng tạo gel của surimi còn phụ thuộc vào tỉ lệ tinh bột phối trộn vào surimi thường tỉ lệ tinh bột phối trộn thích hợp là 3 ÷5% so với trọng lượng của surimi. - Gelatin : Là tác nhân keo hoá, nâng cao độ nhớt của surimi và có tác dụng làm bền thể gel đàn hồi của chúng. Tuy nhiên nếu tỉ lệ gelatin nhiều sẽ làm màu sắc surimi xấu đi và khi ở dạng hấp chín sản phẩm sẽ trở nên cứng. 2.5 Sự hình thành, điều kiện và cơ chế tạo gel 2.5.1 Sự hình thành Khi các phân tử protein bị biến tính tự tập hợp lại để tạo thành một mạng lưới liên kết có trật tự gọi là sự tạo gel. Khả năng tạo gel là một tính chất chức năng rất quan trọng của nhiều protein và nó đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo cấu trúc hình thái do đó cũng là cơ sở để sản xuất ra nhiều sản phẩm thực phẩm. Khả năng tạo gel của protein không những được sử dụng để tạo độ cứng, độ đàn hồi cho đa số thực phẩm mà còn để cải biến khả năng hấp thụ nước tạo độ dẻo, tạo lực liên kết giữa các tiểu phần. 2.5.2 Điều kiện tạo gel + Tác động cơ học: làm phá vỡ cấu trúc mô chứa protein để giải phóng ra protein ở trạng thái tự do, tạo điều kiện cho protein giãn xoắn dễ. Dưới tác dụng của lực nghiền giã, nó không làm cắt mạch protein mà nó phá hủy cấu trúc bậc cao của protein làm cho sự trượt và ma sát nội phân tử tăng, làm hình thành các liên kết nút mạng lưới gel. + Gia nhiệt: có tác dụng giãn xoắn protein, nhiệt độ càng cao giãn xoắn càng mạnh tạo điều kiện để tập hợp protein. Sau đó cần hạ nhiệt độ để chuỗi polypeptide co lại các polypeptide ở gần nhau sẽ liên kết lại tạo gel. + Sự acid hoá nhẹ nhàng để điều chỉnh pH ở điểm đẳng điện cũng tạo điều kiện cho sự tạo gel xảy ra + Sự tham gia của nước và các chất đồng tạo gel khác rất cần thiết trong quá trình tạo gel: tinh bột, lòng trắng trứng, gelatin… + Các dạng muối đặc biệt là ion Ca2+ có thể làm tăng tốc độ tạo gel và làm cho gel cứng chắc hơn. 2.5.3 Cơ chế tạo gel Khi protein bị biến tính các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phần tử bị đứt, các nhóm bên của các acid amin trước ẩn ở phía trong thì bây giờ xuất hiện ra ngoài. Các mạch polypeptide bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau thành một mạng lưới không gian ba chiều mà mỗi vị trí tiếp xúc của mạch là một nút. Khi nồng độ protein tăng thì khả năng gel hóa tăng do nội lực ma sát tăng, số lượng các nút mạng lưới tăng. Phân tử càng có nhánh thì gel hóa càng dễ vì ở những vị trí đặc biệt ở đầu mút. Nút mạng lưới cũng có thể được tạo ra do các liên kết hydro giữa các nhóm peptid với nhau, giữa các nhóm – OH của serin, treonin, hoặc tirozin với các nhóm – COOH của glutamic hoặc của aspactic. pH môi trường là một trong những yếu tố giúp cho quá trình tạo gel vì tạo ra lực hút tĩnh điện. Nhiệt độ càng thấp thì liên kết hydro càng được tăng cường và củng cố vì càng có điều kiện để tạo ra nhiều cầu hydro. Tham gia tạo ra các nút lưới trong gel cũng có thể do các liên kết tĩnh điện, liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các nhóm tích điện cùng dấu qua các ion đa hóa trị như Canxi. Các mắt lưới còn có thể do các liên kết disulfua tạo nên. Trong trường hợp này sẽ tạo cho gel có tính bất thuận nghịch bởi nhiệt nên rất chắc và bền. Cơ chế tạo gel protein thịt cá có thể chia làm 3 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Protein bị biến tính phân ly tạo ra các tiểu phân, đây là quá trình phá vỡ cấu trức bậc 4 - Giai đoạn 2: Tháo xoắn protein toàn phần là giai đoạn phá vỡ cấu trúc bậc 2,3 - Giai đoạn 3: Mạch protein tập hợp lại với nhau để tạo ra mạng lưới không gian ba chiều liên kết với nhau bằng các cầu nối. Giai đoạn tập hợp protein càng chậm so với giai đoạn biến tính thì càng tạo điều kiện cho mạch polypeptit được giãn xoắn và định hướng sắp xếp lại trước khi tập hợp do vậy các gel được hình thành sẽ có trật tự đồng đều, trương mạch, đàn hồi và trong suốt hơn, các gel được hình thành sẽ bền. Nếu làm giãn hoàn toàn mạch protein sẽ xuất hiện các nhóm phản ứng, làm lộ các liên kết kỵ nước ra ngoài phân tử protein do vậy làm cho tương tác giữa các phân tử protein thuận lợi hơn. Do đó quá trình tạo gel sẽ tạo ra tập hợp protein có độ dẻo dai, đàn hồi, chắc hơn. 2.6 Các hiện tượng xảy ra trong sản xuất surimi 2.6.1 Hiện tượng Suwari Hiện tượng Suwari là sự hình thành cấu trúc protein dưới dạng lưới tương đối bền. Nhờ có hiện tượng này làm cho surimi có tính dẻo dai, đàn hồi tốt. Hiện tượng Suwari bắt đầu từ khâu nghiền trộn đến khâu định hình. Để có hiện tượng Suwari xảy ra tối đa thì surimi phải được giữ trong thời gian nhất định và thời gian này phụ thuộc vào nhiệt độ. 2.6.2 Hiện tượng Modari Hiện tượng Modari là hiện tượng ngược lại với hiện tượng Suwari, quá trình này luôn có thể xảy ra trong thịt nhuyễn surimi và làm giảm tính chất đàn hồi, độ dẻo dai của sản phẩm. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ 400C đến 700C một cách mạnh mẽ. Trong sản xuất surimi, người ta cố gắng loại trừ hiện tượng Modari, kéo dài thời gian ở nhiệt độ gây ra hiện tượng Suwari. Hiện tượng Modari cũng có thể xảy ra khi các chất phụ gia sử dụng không đúng tỷ lệ hoặc không đạt tiêu chuẩn vì các chất phụ gia ít nhiều mang chức năng bảo vệ protein khi gặp các điều kiện không tốt làm giảm chức năng protein 2.7 Các chất phụ gia thường dùng trong sản xuất surimi Các chất phụ gia - gia vị dùng trong thực phẩm là những chất dùng phụ trộn thêm trong quá trình chế biến thực phẩm với những mục đích: - Giữ lại những tính chất vốn có của thực phẩm. - Nâng cao sức hấp dẫn về mặt cảm quan của thực phẩm. - Làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. - Kéo dài thời gian bảo quản, đảm bảo chất lượng sản phẩm trong một thời gian quy định. - Biến thực phẩm sang dạng dễ hấp thụ. 2.7.1 Gelatin Gelatin là các polypeptide cao phân tử dẫn xuất từ collagen, là thành phần protein trong các tế bào liên kết của nhiều loại động vật. Gelatin có phân tử lượng từ 20.000 đến 70.000 Dalton. Gelatin được chế biến từ da động vật. Nó không chứa nhiều acid amin không thay thế, do đó không xem gelatin là nguồn cung cấp protein. Gelatin được sử dụng trong công nghệ sản xuất surimi làm tác nhân keo hoá, nâng cao độ nhớt của sản phẩm và có tác dụng làm bền thể gel đàn hồi của chúng. Tuy nhiên nếu tỷ lệ gelatin nhiều sẽ làm màu sắc surimi xấu đi và khi ở dạng hấp chín sản phẩm trở lên khô cứng. Việc sử dụng gelatin thông thường được chuẩn bị theo 3 phương pháp: + Phương pháp trực tiếp: đầu tiên cho gelatin trương nở sau đó gia nhiệt. + Phương pháp khuấy trộn: hòa tan gelatin ở nhiệt độ cao có khuấy trộn. + Phương pháp trung gian: trương nở trong nước lạnh và phối chế với các nguyên liệu khác. 2.7.2 Các muối phosphate Các muối phosphate được thêm vào thực phẩm nhằm mục đích: + Tăng khả năng giữ nước, giảm mất nước khi gia nhiệt, duy trì màu sắc tự nhiên của sản phẩm. + Cải thiện độ liên kết và cảm quan, ngăn ngừa tác hại do cấp đông gây ra. + Mặt khác muối này có phân tử lượng lớn tham gia phân giải actomyosin thành actin và myosin đưa đến lượng myosin tăng lên. Mà trong phân tử myosin chứa khá nhiều acid amin mạch nhánh và phân tử ở dạng hình sợi. Do đó nó có tác dụng hydrat hóa rất mạnh mẽ nên tính ngậm nước tăng lên do đó làm tăng độ pH của thịt cá và làm ngăn cản sự co của protein để làm trương nở protein nên tăng hiệu quả của quy trình chế biến. Tuy nhiên nếu sử dụng quá nhiều các muối polyphosphate thì sản phẩm sẽ có mùi xà phòng làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Các muối này không được vượt quá 0,3% ở sản phẩm sau cùng ( theo 28TCN 119:1998 Sản phẩm thuỷ sản đông lạnh). 2.8 Tổng quan về gelatin 2.8.1 Collagen Collagen là một thành phần cấu trúc chính của các sợi mô liên kết màu trắng và nó hiện diện trong tất cả các mô và cơ quan. Collagen là thành phần cấu tạo chiếm khoảng 30% của tất cả các protein có trong động vật có xương sống và động vật không xương sống. Dưới kính hiển vi nó có dạng là sợi trắng đục được bao quanh bởi các protein và mucopolysaccharide khác. Thành phần axit amin của collagen gồm có 18 trong số 20 loại axit amin được tìm thấy trong protein. Collagen chứa một hàm lượng cao glysin, prolin và hydroxyprolin. Các axit amin khác chỉ chiếm khoảng 13 đến 15%. Hydroxyprolin là thành phần đặc trưng của collagen, nó chiếm khoảng 2% trong elastin (Lâm Trọng Hiếu, 2003, Trường Đại Học Cần Thơ). 2.8.2 Gelatin Gelatin là một hợp chất cao phân tử thu nhận được từ sự chuyển hóa của collagen, là một thành phần protein cơ bản của động vật tìm thấy trong xương, da, gân (Ramchandran, 1967). Mặc dù, thuật ngữ gelatin cũng đề cập tới những chất keo khác nhưng nó chỉ được ứng dụng đối với những nguyên liệu protein từ colagen (Rose, 1987). Theo báo cáo số 48B của tổ chức y tế thế giới (FAO/WHO,1973) giới thiệu tiêu chuẩn và sự nhận dạng gelatin và phân loại gelatin như là một thực phẩm có thể ăn được. 2.8.3 Sự chuyển đổi collagen – gelatin Sự chuyển đổi collagen thành gelatin là sự chuyển đổi cần thiết trong việc sản xuất gelatin. Đó là sự chuyển đổi của những sợi collagen có tổ chức cao phân tử không tan trong nước tạo thành một hệ thống khử polyme gọi là gelatin có thể tan trong nước đã được mô tả bởi Veis (1964). Có loại gelatin phụ thuộc vào cấu trúc collagen và sự đa dạng trong việc lựa chọn phương pháp xử lý nguyên liệu. Mặc dù sản xuất gelatin với phương pháp hiện đại đã được dùng nhưng sản xuất gelatin thương mại vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm. Nó đòi hỏi phải xúc tác thủy phân bằng axit hay kiềm cho ra gelatin, một dạng keo trong nước (việc thủy phân bằng enzyme cũng được sử dụng). Cách đơn giản nhất để chuyển đổi collagen thành gelatin là làm biến đổi tính tan của collagen. Biến tính nhiệt có thể được thực hiện bằng cách gia nhiệt collagen trong môi trường axit yếu ở 40OC. Ở chế độ xử lý này, các sợi collagen tách ra thành các đơn vị tropocollagen do bị cắt đứt liên kết hydro và liên kết kỵ nước, những liên kết này giúp cho sự ổn định đường xoắn ốc của collagen (John and Courts, 1977). Giai đoạn tiếp theo trong sự thủy phân collagen là sự duỗi thẳng của mạch bao gồm việc cắt đứt cầu nối giữa các phân tử của ba chuỗi xoắn ốc và giúp gelatin hòa tan. Sự thủy phân collagen có thể tạo nên : - Sự hình thành của ba chuỗi α độc lập. - Sự hình thành một chuỗi β (2 chuỗi α được liên kết bởi một hoặc hai liên kết cộng hóa trị) và một chuỗi α độc lập. - Sự tạo thành một chuỗi γ (gồm 3 chuỗi liên kết bởi cầu nối đồng hóa trị). Sự khác biệt chủ yếu giữa sự hình thành chuỗi α, β, γ của gelatin là trọng lượng phân tử. Sự hình thành chuỗi αcó trọng lượng phân tử thay đổi từ 80.000 đến 125.000, chuỗi β từ 160.000 đến 250.000 và chuỗi γ từ 240.000 đến 375.000 (Poppe, J.1995). 2.8.4 Cấu trúc của gelatin Giống như cấu trúc của colagen, gelatin có cấu trúc dạng chuỗi. Chuỗi gelatin gồm những phân tử có kích thước siêu nhỏ liên kết lại với nhau bằng liên kết hydro tạo thành mạng lưới gelatin Công thức tiêu biểu của gelatin là: - Alanin - Glycin - Prolin - Arginin - Glycin - Glutamic - 4 Hydroxyproline - Glycin - Prolin - Cho nên khi phối trộn chitosan và gelatin sẽ xảy ra tương tác hóa học giữa nhóm - NH2 của chitosan và nhóm - COOH của gelatin. 2.8.5 Tính chất hóa lý của gelatin 2.8.5.1 Sự hòa tan Gelatin không tan trong nước dưới 200C mà chỉ hút nước và trương nở. Khi nhiệt độ tăng lên, nó tan ra và hình thành dung dịch thể keo. Dung dịch này đem làm lạnh, dù nồng độ rất thấp (0,25%) cũng có thể đông đặc. Trong nước lạnh gelatin không hoà tan, một phần nở ra, hút từ 5 đến 15 lần nước đồng thời hình thành keo đông. Trong môi trường nước, gelatin hút vào lượng nước kết hợp chừng 66 đến 71% (so với chất khô tuyệt đối). Bảng 2.2: Độ hoà tan của gelatin theo nhiệt độ Nhiệt độ (OC) Số g trong 100 ml nước 10 0,030 15 0,055 20 0,080 24 0,200 27 0,700 30 0,870 (Nguồn PGS.TS. Trần Thị Luyến, NXB Nông NghiệpTP.HCM,2006) Mức độ hòa tan của gelatin bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như: nhiệt độ, nồng độ và kích thước hạt gelatin. Gelatin không tan trong alcohol và hầu hết các dung môi hữu cơ khác. Khi nhiệt độ tăng lên, keo đông tan ra hết do liên kết hydro không bền nhiệt, nồng độ dung dịch trên 1% khi làm lạnh thì đông đặc trở lại. Sức đông của dung dịch keo ngoài quan hệ với nồng độ ra còn liên quan tới nguyên liệu và độ thuần khiết của nguyên liệu. Trong điều kiện áp lực, nhiệt độ cao thì sức đông của nó giảm đi nhanh chóng do gelatin bị thủy phân cắt thành mạch ngắn dần làm giảm liên kết hydro tạo gel. Bảng 2.3: Điểm đông đặc và điểm nóng chảy của dung dịch keo có nồng độ khác nhau Nồng độ (g/l) Điểm đông đặc (°C) Điểm nóng chảy (°C) 50 17,8 21,6 100 21,0 29,6 150 25,5 29,4 (Nguồn PGS.TS. Trần Thị Luyến, NXB Nông NghiệpTP.HCM, 2006) 2.8.5.2 Điểm đẳng điện Gelatin có thể hoạt động trong môi trường axit hoặc trong môi trường kiềm tùy thuộc vào pH. Trong dung dịch axit gelatin tham gia tích cực hơn dung dịch kiềm. Ở pH trung tính, gelatin tham gia không đáng kể và được biết như là một pH đẳng điện hay điểm đẳng điện. Điểm đẳng điện của gelatin có thể thay đổi từ 4,8 đến 9,4 (Eastoe et al, 1961 được trích dẫn bởi Lâm Trọng Hiếu, 2003). Quá trình xử lý gelatin bằng axit tạo điểm đẳng điện cao pI = 7 ÷ 9. Quá trình xử lý gelatin bằng kiềm, collagen chịu sự tác động trong môi trường kiềm trước khi trích ly. Sự thủy phân bằng kiềm làm cho axit amin asparagine và glutamine của chuỗi polypeptide trở thành axit aspartic và axit glutamic một cách nhanh chóng và kết quả là gelatin được tạo ra có điểm đẳng điện pI = 4,8 ÷ 5,2. 2.8.5.3 Khả năng tạo gel Thành phần của gelatin là các axit amin nhận được từ sự thủy phân collagen. Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại tạo thành một mạng lưới không gian có trật tự gọi là sự tạo gel. Khi protein bị biến tính, các cấu trúc (trừ cấu trúc bậc một) bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt. Các mạng polypeptide duỗi ra gần nhau tiếp xúc và liên kết với nhau tạo thành mạng lưới không gian 3 chiều và mỗi vị trí tiếp xúc của các mạch là một nút. Các thành phần còn lại hình thành một mạng lưới không gian vô định hình chứa đầy pha phân tán (H2O) khi nồng độ tăng thì khả năng gel hóa tăng vì khả năng tiếp xúc giữa các mạch tăng. Các mắt lưới trong gel gelatin chủ yếu là do các liên kết hydro liên kết hydro là liên kết tạo ra sự linh động làm cho gel có độ dẻo nhất định. Khi ta tăng nhiệt độ các liên kết hydro bị đứt và gel sẽ nóng chảy, khi để nguội liên kết hình thành trở lại và gel lại hình thành (Phạm Thu Cúc, 2002). Để tạo ra gel chắc hơn người ta có thể axit hóa nhẹ hay kiềm nhẹ để đưa pH của protein về điểm đẳng điện làm cho lực đẩy tĩnh điện trong gel triệt tiêu. 2.8.5.4 Độ nhớt Độ nhớt phụ thuộc vào nồng độ, độ nhớt tăng theo sự tăng nồng độ của gelatin. Độ nhớt cũng phụ thuộc vào nhiệt độ (trên 40OC thì độ nhớt giảm, độ nhớt giảm càng nhanh khi nhiệt độ tăng cao), pH (độ nhớt thấp nhất xảy ra tại điểm đẳng điện pI của gelatin). Độ nhớt gelatin làm ảnh hưởng đến đặc tính gel và điểm nóng chảy. Gelatin có độ nhớt cao mức độ nóng chảy và sự thành lập gel sẽ cao hơn so với gelatin có độ nhớt thấp 2.8.5.5 Điểm nóng chảy Điểm nóng chảy là nhiệt độ mà ở đó có thể làm mềm gel của gelatin. Các yếu tố ảnh hưởng đến điểm nóng chảy. Thời gian ổn định: Theo Stainsby and Taylor (1985) xác định rằng điểm nóng chảy của gelatin ở cấp độ cao thì phụ thuộc vào những điều kiện thời gian ổn định đầu tiên. Nồng độ: Khi độ tinh khiết của gelatin tăng thì điểm nóng chảy của gelatin cũng tăng. Muối: NaCl hạ thấp điểm nóng chảy của gelatin 2.8.5.6 Độ trong Độ trong của dung dịch gelatin phụ thuộc vào sự trích ly và điều kiện trích ly. Lần trích ly đầu tiên cho gelatin có độ trong cao nhất, và giảm dần ở các lần trích ly sau. Dung dịch gelatin có độ đục cao nhất ở điểm đẳng điện. Để cải thiện độ trong của gelatin, trong quá trính ly có thể tiến hành lọc, tẩy trắng và lắng trong. 2.8.5.7 Màu sắc Màu sắc của gelatin phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, phương pháp sản xuất và số lần trích ly. Màu sắc được đánh giá bằng thiết bị đo màu phân tích. 2.8.5.8 Độ ẩm Hàm lượng ẩm của gelatin có thể lên đến 16%. Tuy nhiên, người ta thường bảo quản gelatin ở độ ẩm từ 10 đến 13%, tại 13% ẩm và nhiệt độ 25OC gelatin cân bằng với độ ẩm tương đối của không khí RH = 60 ÷ 65%. Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu nghiên cứu 3.1.1 Địa điểm nghiên cứu Thực hiện thí nghiệm và thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm bộ môn Dinh Dưỡng và Chế Biến Thủy sản, khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ. 3.1.2 Nguyên liệu chính Cá tra. 3.1.3 Phụ gia sử dụng - Gelatin - polyphosphate 3.1.4 Thiết bị, dụng cụ sử dụng - Cân điện tử. - Cối, chày. - Nhiệt kế. - Máy đo pH. - Máy đo cấu trúc TA.XT_Plus Texture Analyser - Các thiết bị hiện có của phòng thí nghiệm 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Bố trí thí nghiệm: 3.2.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ gelatin bổ sung đến cấu trúc của surimi cá tra. Chuẩn bị mẫu: - Nguyên liệu cá tra được xử lý sơ bộ sau đó tiến hành fillet, lạng da. - Tiến hành nghiền thô mẫu - Thịt cá sau khi nghiền thô sẽ được rửa qua các công đoạn rửa: + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là <10°C - Thịt cá sau khi qua các công đoạn rửa sẽ được ép tách nước với chế độ thích hợp (10 kg/0,6 kg thịt cá trong 30 phút). - Lấy 100g đề tiến hành phối trộn với gelatin ở mỗi nồng độ khác nhau (thí nghiệm được bố trí tại công đoạn này) - Sau khi phối trộn xong ta tiến hành quết mịn trong thời gian 15 phút. - Tiếp đó surimi được đưa vào khuôn để định hình ở nhiệt độ < 10°C. - Sau đó tiến hành làm chín surimi. - Đánh giá. Chuẩn bị gelatin: - Dùng phương pháp khuấy trộn để hòa tan gelatin. - Lấy gelatin theo đúng nồng độ thí nghiệm, cho vào cốc nước với nhiệt độ nước 35 - 40°C rồi tiến hành khuấy cho gelatin hòa tan hoàn toàn. Các thông số cố định: - Nhiệt độ của các công đoạn rửa: <100C - Tỷ lệ dung dịch nước rửa/ thịt cá sau nghiền: 6/1 - Thời gian cho mỗi công đoạn rửa: 9 phút - Nồng độ CH3COOH ở công đoạn rửa 2 là 0,03% - Nồng độ NaCl ở công đoạn rửa 3 là 0,5% - Tốc độ khuấy đảo : 20 vòng/phút - Lực ép tách nước: 10 kg/0,6 kg thịt cá, trong 30 phút - Phụ gia phối trộn: Muối polyphosphates (Na2HPO4): 0,3%. - Thời gian nghiền giã: 15 phút Bố trí thí nghiệm: - A(%): là phần trăm gelatin được phối trộn. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần. A5: 2,5% A6: 3% A7: 3.5% A8: 4% A0: mẫu đối chứng (0%) A1: 0,5% A2: 1% A3: 1,5% A4: 2% → Tổng số nghiệm thức thực hiện 9*3 = 27 Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Nguyên liệu Xử lí Phi lê tách da xương Nghiền thô Rửa Ép tách nước Phối trộn gelatin A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Quết mịn Định hình Làm chín Sản phẩm Đánh giá Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ gelatin bổ sung đến cấu trúc surimi cá tra. Tiến hành thí nghiệm: - Cá tra mua về tiến hành fillet, lạng da, chỉnh hình. - Rửa sạch, để ráo nước. - Tiến hành nghiền thô. - Sau đó tiến hành rửa + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là <10°C - Ép tách nước. - Sau khi ép ráo nước ta chia mẫu ra thành 9 mẫu nhỏ với khối lượng mỗi mẫu là 100g. - Tiến hành phối trộn gelatin và polyphosphat vào từng mẫu với nồng độ gelatin lần lượt là 0%, 0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%; 3%; 3.5%; 4% và nồng độ polyphosphat cố định là 0,3%. - Mẫu được quết mịn trong thời gian 15 phút. - Mẫu được định hình và đem hấp. Thu thập số liệu: - Sản phẩm sau khi đem hấp tiến hành đánh giá cảm quan - Đem mẫu đo cấu trúc. - Phân tích ẩm. 3.2.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát thời gian ổn định sau định hình đến chất lượng của surimi cá tra Chuẩn bị mẫu - Nguyên liệu cá tra được xử lý ,sơ bộ sau đó tiến hành fillet, lạng da. - Tiến hành xay nhuyễn mẫu - Thịt cá sau khi xay sẽ được rửa qua các công đoạn rửa: + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là 0 – 5°C - Thịt cá sau khi qua các công đoạn rửa sẽ được ép tách nước với chế độ thích hợp (10 kg/0,6 kg thịt cá trong 30 phút). - Lấy 100 g đề tiến hành phối trộn với gelatin ở nồng độ thích hợp nhất được chọn ra ở thí nghiệm 1và muối polyphosphate 0,3%. - Sau khi phối trộn xong ta tiến hành giã mịn trong thời gian 15 phút. - Tiếp đó surimi được đưa vào khuôn để định hình ở nhiệt độ 0 - 10°C. - Để surimi ổn định ở các mức độ thời gian khác nhau (thí nghiệm được bố trí tại đây). - Sau đó sản phẩm được làm chín và tiến hành đánh giá sản phẩm. Các thông số cố định: - Nhiệt độ của các công đoạn rửa: <100C - Tỷ lệ dung dịch nước rửa/ thịt cá sau nghiền: 6/1 - Thời gian cho mỗi công đoạn rửa: 9 phút - Nồng độ CH3COOH ở công đoạn rửa 2 là 0,03% - Nồng độ NaCl ở công đoạn rửa 3 là 0,5% - Tốc độ khuấy đảo : 20 vòng/phút - Lực ép tách nước: 10 kg/0,6 kg thịt cá, trong 30 phút - Phụ gia phối trộn: Muối polyphosphates (Na2HPO4): 0,3%. - Thời gian nghiền giã: 15 phút Bố trí thí nghiệm: - B(giờ): là thời gian ổn định surimi. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần B0: 0 giờ B1: 1 giờ B2: 2 giờ B3: 3 giờ B4: 4 giờ B5: 5 giờ → Tổng số nghiệm thức thực hiện 6*3 = 18 Tiến hành thí nghiệm: - Cá tra mua về tiến hành fillet, lạng da, chỉnh hình. - Rửa sạch, để ráo nước. - Tiến hành nghiền thô. - Sau đó tiến hành rửa + Rửa 1 (NaHCO3 0,14%): nhằm loại lipid có trong nguyên liệu + Rửa 2 (CH3COOH 0,03%): nhằm tẩy màu, mùi và vị cho sản phẩm. + Rửa 3 (NaCl 0,5%): nhằm ổn định cấu trúc giảm lượng nước tự do thuận tiện cho việc ép tách. + Rửa 4: rửa qua nước sạch. → Thời gian cho các lần rửa là 9 phút. → Nhiệt độ nước rửa là <10°C - Ép tách nước. - Sau khi ép ráo nước ta chia mẫu ra thành 6 mẫu nhỏ với khối lượng mỗi mẫu là 100