TÓM TẮT:
Siêu lạnh là phương pháp bảo quản lạnh ở nhiệt độ trên nhiệt độ điểm băng (-1 ÷ -2oC) của thực phẩm, đây là phương pháp hiệu quả nhằm kéo dài thời gian bảo quản mà vẫn giữ được chất lượng tốt của sản phẩm. Do đó, việc nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian bảo quản siêu lạnh đến một số tính chất cơ lý (độ đàn hồi, độ co rút của cơ thịt, hiệu suất thu hồi sau khi gia nhiệt) và chỉ tiêu hóa học: pH, trymethylamine (TMA), tổng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) của thịt cá rô phi, từ đó làm cơ sở để các doanh nghiệp chế biến thủy sản và siêu thị lựa chọn phương pháp bảo quản và thời gian bảo quản phù hợp.
Từ khóa: Bảo quản siêu lạnh, cá rô phi, thời gian bảo quản.
1. Đặt vấn đề
Ngành Thủy sản chiếm vị trí đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam. Trong những năm qua, ngoài những mặt hàng chủ lực như cá ngừ đại dương, cá tra và cá ba sa thì cá rô phi cũng là mặt hàng đang được chú trọng đầu tư phát triển. Hiện nay, nhu cầu tiêu thụ sản phẩm cá rô phi tươi tại thị trường nội địa cũng tăng nhanh; đặc biệt là các sản phẩm tươi được phân phối trong hệ thống siêu thị. Tuy nhiên, một trong những vấn đề mà các nhà phân phối gặp phải đó chính là thời hạn sử dụng các sản phẩm tươi thường rất ngắn vì sự giảm chất lượng nhanh của các sản phẩm thủy sản nói chung và cá rô phi nói riêng trong quá trình bảo quản. Vì vậy, phương pháp bảo quản siêu lạnh gần đây được các nhà khoa học cũng như các doanh nghiệp chế biến thủy sản quan tâm bởi một số ưu điểm của nó, như: kéo dài thời hạn sử dụng do hạn chế sự phát triển của vi sinh vật làm chậm các biến đổi sinh hóa trong cơ thịt cá. Điều này đã được các nhà khoa học minh chứng bằng thực nghiệm để bảo quản cá tuyết. Thời gian bảo quản đã tăng từ 9 lên 17 ngày so với các phương pháp bảo quản lạnh truyền thống (Duun and Rustad, 2007; Wang et al., 2008).
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Cá rô phi (Oreochromis niloticus) trưởng thành có khối lượng 700 - 800g/con, được thu mua từ ao nuôi ở Sài Gòn, sau đó vận chuyển sống trong nước, kết hợp bơm khí O2 đến phòng thí nghiệm trường Đại học Nha Trang.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp xử lý mẫu: Tại phòng thí nghiệm, cá rô phi được giết chết đồng loạt bằng phương pháp sốc lạnh ở nhiệt độ -1oC, thời gian 30 phút trong hỗn hợp nước/đá = 1/1. Sau đó cá được làm lạnh nhanh bằng không khí lạnh (nhiệt độ -5 ÷ -7oC) cho đến khi nhiệt độ của cá rô phi đạt -1 ÷ -2oC. Cá được bao gói bằng túi PE và đưa đi bảo quản siêu lạnh ở nhiệu độ -1 ÷ -2oC. Mỗi ngày cá được lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu cơ lý và hóa học.
- Phương pháp phân tích: Phương pháp xác định biến đổi trạng thái cơ thịt: Sử dụng thiết bị đo lưu biến CR 500DXS analyser SunSientific, Japan) theo mô tả bởi Alasalvar và cộng sự.
- Xác định hàm lượng nước trong cơ thịt cá bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ 103 ± 1oC trong thời gian 4 giờ theo tiêu chuẩn ISO 6496.
- Phương pháp xác định trimethylamine (TMA): Hàm lượng TMA được xác định bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn bằng hơi nước trong thiết bị chưng cất đạm bán tự động (Gerthard, Germany) theo phương pháp của Malle và Poumeyrol. Tổng TMA được tách chiết bằng dung dịch acid trichloroacetic 7,5%; sau đó formaldehyde 35% được thêm vào để cố định mono và di-amine; dịch ngưng tụ được thu nhận trong dung dịch acid boric sau đó được chuẩn độ bằng acid sulphuric.
- Phương pháp xác định hàm lượng lipid: Được tách chiết theo phương pháp của Bligh and Dyer. Sử dụng dung môi hỗn hợp của methanol và chloroform với tỉ lệ 1:1. Hàm lượng lipid trong cơ thịt cá được xác định từ dịch chiết theo phương pháp phân tích trọng lượng. Kết quả được thể hiện là phần trăm so với khối lượng nguyên liệu sử dụng.
- Phương pháp xác định tổng ni tơ bazơ dễ bay hơi (TVB-N): Xác định theo phương pháp chưng cất lôi cuốn bằng hơi nước trong thiết bị chưng cất đạm bán tự động (Gerthard, Germany) theo phương pháp của Malle và Poumeyrol. Tổng ni tơ dễ bay hơi được tách chiết bằng dung dịch acid trichloroacetic 7,5%; dịch ngưng tụ được thu nhận trong dung dịch acid boric sau đó được chuẩn độ bằng acid sulphuric.
- Phương pháp xác định pH: Được xác định theo phương pháp Benjakul và cộng sự. (Maqsood & Benjakul, 2011).
- Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm thu được sẽ được tính toán tìm giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và vẽ đồ thị trên phần mềm Mirosoft Exel 2010 (Microsoft Corporation, US).
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản siêu lạnh đến giá trị pH của thịt cá rô phi
Hình 3.1: Biến đổi pH của cơ thịt cá rô phi trong quá trình bảo quản siêu lạnh
Kết quả Hình 3.1 cho thấy, theo thời gian bảo quản siêu lạnh, giá trị pH của cơ thịt cá tăng dần từ 6,8 đến 7,2. Tuy nhiên trong 3 ngày đầu bảo quản, pH có xu hướng giảm nhẹ, sau đó tăng nhanh ở giai đoạn cuối của quá trình bảo quản. Sự biến đổi của chỉ sô pH tuân theo quy luật biến đổi của thủy sản sau khi chết. Sau khi động vật thủy sản chết, acid lactic được hình thành trong điều kiện phân giải yếm khí glycogen, dẫn đến sự tích lũy axit lactic làm giảm pH của cơ thịt cá nên pH môi trường có phần dịch chuyển sang acid làm pH giảm. Mức độ giảm pH phụ thuộc vào tốc độ phân giải glycogen và hàm lượng glycogen bị phân giải. Lượng axit được sản sinh ra phụ thuộc vào lượng cacbonhydrat dự trữ trong mô cơ khi cá còn sống. Theo quy luật, cá ăn nhiều và nghỉ ngơi nhiều sẽ có hàm lượng glycogen nhiều hơn cá bị kiệt sức. Do đó, trong công bố của Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và cộng sự thì pH thịt cá hồi bảo quản lạnh và siêu lạnh tăng trong 3 ngày đầu của quá trình bảo quản và giá trị pH của thịt cá hồi dao động trong khoảng 6,15 - 6,33, thấp hơn rất nhiều so với giá trị pH trong cơ thịt cá rô phi bảo quản siêu lạnh.
Sau 6 ngày bảo quản siêu lạnh, cơ thịt cá bị thủy phân và phân giải mạnh mẽ nhờ các enzyme thủy phân (cathepsin, calpain, collagenase…) và các hệ vi sinh vật có trong thịt cá, tạo các sản phẩm cấp thấp như (NH3, trimethylamine, dimethylamine…) làm cho pH của thịt cá tăng lên. pH càng tăng thì mức độ ươn hỏng của thịt cá càng mạnh.
3.2. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản siêu lạnh đến hàm lượng TVB-N và TMA trong thịt cá rô phi
Hàm lượng tổng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) và TMA là những chỉ tiêu quan trọng được sử dụng để đánh giá chất lượng và thời hạn sử dụng của sản phẩm thủy sản. Kết quả Hình 3.2 chỉ ra rằng: Trong 3 ngày đầu của quá trình bảo quản siêu lạnh, hàm lượng tổng nitơ bazơ bay hơi và TMA trong thịt cá không thay đổi. Ở giai đoạn này, các enzyme trong thịt cá bắt đầu hoạt động, thủy phân các phân tử protein trong thịt cá thành các peptone, polypeptide… Những sản phẩm thủy phân này không phải là nguồn thức ăn thích hợp cho các vi sinh vật gây hư hỏng phát triển, đồng thời nhiệt độ môi trường bảo quản là -1÷ -20C, có tác dụng ức chế sự hoạt động của enzyme nội tại và vi sinh vật. Sau 7 ngày bảo quản, hàm lượng TVB-N và TMA tăng đáng kể do enzyme protease hoạt động mạnh dần, thủy phân các peptide thành các axit amin, là nguồn dinh dưỡng chủ yếu cho các vi sinh vật gây hư hỏng (chủ yếu nhóm vi sinh vật sinh H2S như Shewanella putrefaciens, Photobacterium phosphoreum và Vibrionaceae,…) hoạt động làm cho cá ươn hỏng, tạo thành các sản phẩm cấp thấp (ammoniac, dimethylamine, trimethylamine), dẫn đến tăng hàm lượng TVB-N và TMA và gây mùi khó chịu cho cá. Một số nghiên cứu trước đây cũng chứng minh rằng số lượng vi khuẩn sinh H2S trong cá hồi tăng đáng kể sau 16 ngày bảo quản siêu lạnh (H. Nguyen, Bao, Þórarinsdóttir, & Arason, 2007).
Hình 3.2: Biến đổi hàm lượng TVB-N (a) và TMA (b) của cá rô phi theo thời gian bảo quản siêu lạnh
Sau 10 ngày bảo quản, hàm lượng TVB-N và TMA tăng mạnh, làm cho cá nhanh chóng giảm chất lượng và hư hỏng sau 14 ngày bảo quản. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu trước đây của một nhóm giảng viên Trường Đại học Nha Trang về ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản siêu lạnh đến hàm lượng TVB-N và TMA trong cá bớp. (V. M. Nguyen, Phan, & Ngo, 2016)
Giới hạn cho phép TVB-N/100g cá bảo quản lạnh là 30 mgN và 10mg N/100g đối với TMA. Chất lượng cá bảo quản lạnh tốt nhất khi hàm lượng TMA <1,5mg/100g, tương đương với thời gian bảo quản siêu lạnh < 8 ngày và không nên sử dụng cá rô phi vằn sau 14 ngày bảo quản siêu lạnh. Trong một công bố khác, hàm lượng TVB-N của các mẫu bao gói PA, VP và MAP vượt quá giới hạn 30mgN/100g cơ thịt cá lần lượt sau 8, 10 và 12 ngày bảo quản (Karakaya & Duman, 2016) và TVB-N tăng vượt ngưỡng 35mg/100g khi kết thúc 5 ngày bảo quản ở 4oC (Fuentes-Amaya, Munyard, Fernandez-Piquer, & Howieson, 2016). Điều này chứng tỏ phương pháp siêu lạnh có thể kéo dài thời gian bảo quản cá hơn so với các phương pháp bảo quản lạnh truyền thống khác (Sivertsvik, Rosnes, & Kleiberg, 2003).
3.3. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản siêu lạnh đến trạng thái cơ thịt cá rô phi
Mức độ thay đổi trạng thái cơ thịt của
cá rô phi được thể hiện bởi lực nén và lực cắt tính trên một đơn vị quãng đường
đầu đo đi được (cm). Chỉ số này càng nhỏ thì trạng thái cơ thịt cá càng lỏng
lẻo và ngược lại chỉ số lớn thể hiện độ săn chắc của cơ thịt cá. Kết quả Hình
3.3a và 3.3b chỉ ra rằng thời gian bảo quản siêu lạnh càng dài thì trạng thái
cơ thịt cá càng bị suy giảm. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu của
Merett khi bảo quản cá tuyết ở -2 trong
10 ngày thì bề mặt và kết cấu cơ thịt sẽ kém đi đáng kể.
Hình 3.3n: Biến đổi trạng thái cơ thịt cá rô phi thể hiện trên lực nén theo thời gian bảo quản siêu lạnh
Điều này có thể giải thích do quá trình phân giải glycogen trong thịt cá dưới tác dụng của enzyme glycolysis, làm cho pH của cá bị giảm trong 3 ngày đầu bảo quản, làm cho điện tích bề mặt của protein sợ cơ giảm đi, các protein đó bị biến tính cục bộ, giảm khả năng giữ nước, tăng sự mất nước làm ảnh hưởng xấu đến cấu trúc của cơ thịt cá. Ngoài ra sự tác động của enzyme phân giải và vi sinh vật gây hư hỏng là nguyên nhân chính gây suy giảm cấu trúc cơ thịt cá theo thời gian bảo quản.
Độ đàn hồi của cơ thịt cá rô phi ở phần đuôi thể hiện thông qua lực cắt và lực nén cao hơn phần giữa và phần đầu, do cấu trúc và thành phần hóa học của mỗi vị trí khác nhau trên cá sẽ không giống nhau. Tuy nhiên, xu thế chung và mức độ giảm độ đàn hồi của cơ thịt phần đuôi, giữa và gần đâu cá rô phi thì giống nhau.
3.4. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hiệu suất thu hồi sau khi gia nhiệt và hàm lượng nước của cơ thịt cá rô phi
Hàm lượng nước và hiệu suất thu hồi sau
khi gia nhiệt là hai chỉ tiêu hóa lý rất quan trọng nhằm đánh giá sự biến đổi
chất lượng của cá trong quá trình chế biến và bảo quản. Hai chỉ tiêu này giúp
người tiêu dùng biết được phần trăm khối lượng của cá còn lại sau khi gia
nhiệt.
Kết quả Hình 3.4 cho thấy, hiệu suất thu hồi sau khi gia nhiệt và hàm lượng nước trong cơ thịt cá giảm theo thời gian bảo quản. Sự thay đổi này phản ánh mức độ thay đổi về cấu trúc bên trong cơ thịt cá dưới tác dụng của enzyme nội tại và vi sinh vật. Trong 5 ngày đầu của quá trình bảo quản, hiệu suất thu hồi sau gia nhiệt và hàm lượng nước giảm chậm hơn giai đoạn cuối. Do ở giai đoạn đầu, chất lượng cá còn tươi, enzyme phân giải và vi sinh vật hoạt động yếu do chưa thích nghi với môi trường lạnh (-1oC), khả năng giữ nước của protein không bị ảnh hưởng nhiều. Khi kéo dài thời gian bảo quản, quá trình thủy phân và oxy hóa protein, lipit diễn ra mạnh mẽ hơn, làm giảm khả năng giữ nước của thịt cá. Sự giảm hàm lượng nước và hiệu suất thu hồi sau khi gia nhiệt theo thời gian bảo quản cũng đã được công bố bởi một số nghiên cứu trên đối tượng cá tuyết và cá hồi (H. Nguyen et al., 2007; Nguyen et al., 2011). Tuy nhiên, mức độ giảm hiệu suất thu hồi sau khi gia nhiệt và hàm lượng nước trên mỗi đối tượng khác nhau thì không giống nhau.
4. Kết luận
Thời gian bảo quản siêu lạnh càng dài thì pH, hàm lượng TVB-N và TMA trong thịt cá càng tăng, độ đàn hồi của cơ thịt càng giảm, chất lượng thịt cá giảm.
Chất lượng nguyên liệu cá rô phi khá tốt trong 8 ngày bảo quản siêu lạnh. Nên sử dụng cá rô phi trước 14 ngày bảo quản siêu lạnh. Sau 14 ngày, một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng (TVB-N và TMA) có thể vượt ngưỡng cho phép■
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Alasalvar, C., Shahidi, F., & Wanasundara, U. (2010). Texture measurements in fish and fish products. In: Alasalvar, C., Miyashita, K., Shahidi, F., & Wanasundara, U. (Eds), Handbook of seafood quality, safety and health applications. Cambridge, UK: Wiley-Blackwell.
2. Blight, E. G., & Dyer, W. J. (1959). A rapid method of total of extraction and purification. Canadian Journal of Biochemistry an Physiology, 37, 911-917.
3. Duun A.S., Rustad T., (2008). Quality of superchilled vacuum packed Atlantic salmon (Salmo salar) fillets stored at -1.4 and -3.6oC. Food Chemistry, 122-131.
4. Fuentes-Amaya, L. F., Munyard, S., Fernandez-Piquer, J., & Howieson, J. (2016). Sensory, Microbiological and Chemical Changes in Vacuum-Packaged Blue Spotted Emperor (Lethrinus sp), Saddletail Snapper (Lutjanus malabaricus), Crimson Snapper (Lutjanus erythropterus), Barramundi (Lates calcarifer) and Atlantic Salmon (Salmo salar) Fillets Stored at 4°C. Food Science and Nutrition. https://doi.org/10.1002/fsn3.309
5. Karakaya, E., & Duman, M. (2016). Effect of the packaging on the quality of Salmo trutta macrostigma during chilled storage. International Food Research Journal, 23(5), 1911-1917.
6. Maqsood, S., & Benjakul, S. (2011). Effect of bleeding on lipid oxidation and quality changes of Asian seabass (Lates calcarifer) muscle during iced storage. Food Chemistry, 124(2), 459-467. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.06.055
7. Nguyen, H., Bao, D., Þórarinsdóttir, K. A., & Arason, S. (2007). Effects of Dry Ice and Superchilling on Quality and Shelf Life of Arctic Charr (Salvelinus alpinus) Fillets. International Journal of Food Engineering, 3(3). https://doi.org/10.2202/1556-3758.1093
8. Nguyen, V. M., Phan, T. M. Le, & Ngo, T. H. D. (2016). Influence of chilling and superchilling temperatures on lipid degradation and quality of cobia (Rachiycentron canadum) fillets during storage. Journal of Fisheries Science and Technology, 3, 63–71. https://doi.org/10.1111/jfpp.12540
9. Sivertsvik, M., Rosnes, J. T., & Kleiberg, G. H. (2003). Effect of modified atmosphere packaging and superchilled storage on the microbial and sensory quality of Atlantic salmon (Salmo salar) fillets. Journal of Food Science. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2003.tb09668.x
STUDY ON THE EFFECT OF ULTRASONIC SHELF-LIFE
ON QUALITY OF TILAPIA (OREOCHROMIS NILOTICUS)
MA. VU LE QUYEN - PhD. KHONG TRUNG THANG - PhD. NGUYEN TRONG BACH
Nha Trang University
ABSTRACT:
Superchilling is a prevation method that the temperature of food product is lowered to -1 - -2oC below the intitial freezing point. This is an effective method that extends the shelf-life and maintains the quality of fresh fish. Therefore, the study on the effect of superchilling on physicochemical properties of fish: Texture, cookig yield, pH, trimethylamine (TMA), total volatile basic nitrogen (TVB-N) of fish. Thus serving as basic for processing seafood enterprises and supermarkets to select storage methods and preservation time well suited.
Keywords: Superchilling, tilapia, shelf-life.
