Biến đổi của thủy sản trong quá trình làm lạnh đông

Quá trình làm lạnh đông là một phương pháp bảo quản thủy sản phổ biến, giúp kéo dài thời gian sử dụng và duy trì chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, quá trình này cũng gây ra một số biến đổi nhất định trong cấu trúc và thành phần của thủy sản.

Biến đổi vi sinh vật

Khi thủy sản hạ nhiệt xuống đến điểm đóng băng, vi sinh vật hoạt động chậm lại.

Nhiệt Độ và Hoạt Động Của Vi Sinh Vật

• Từ 0°C đến -10°C: Vi sinh vật không phát triển được, nhưng men mốc vẫn chưa bị ức chế.
• -15°C: Men mốc mới ngừng phát triển. Nhiệt độ dưới -15°C sẽ ngăn chặn cả vi trùng lẫn men mốc, vì ở khoảng nhiệt độ này, độ ẩm trong thủy sản chỉ xấp xỉ 10%.
• -20°C: Một số loại vi trùng vẫn có thể sống sót.

Kết Tinh Nước Trong Tế Bào

• Nhiệt độ -1 đến -5°C: Gần như toàn bộ nước tự do trong tế bào thủy sản kết tinh thành đá.
• Lạnh đông chậm: Nếu lạnh đông chậm, các tinh thể nước đá lớn có thể làm vỡ tế bào vi trùng mạnh nhất ở giai đoạn này. Do đó, phương pháp lạnh đông chậm tiêu diệt vi trùng hiệu quả hơn so với phương pháp lạnh đông nhanh, nhưng lại có thể gây hại cho chất lượng sản phẩm.

Biến đổi hóa học

Biến đổi chất đạm

Ở -20°C chất đạm bị đông lại, sau sáu tháng bảo quản có phân giải nhẹ. Ở khoảng nhiệt độ -1 đến -5 độ C, protein bị biến tính, đặc biệt myosin bị kết tủa. Thời gian lạnh đông càng kéo dài (chậm) thì protein càng bị biến tính. Làm lạnh đông nhanh sẽ đỡ bị biến tính protein. Dưới -20°C thì protein hầu như không biến tính.

Biến đổi chất béo

Cá béo dễ bị oxy hóa chất béo. Chất béo bị hóa chua (thủy phân) và hàm lượng axit béo ở thể tự do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản. Nếu nhiệt độ -12°C sau 10 tuần lễ chỉ số peroxit tăng lên rõ rệt; sau 30 tuần chỉ số này vượt quá quy định về phẩm chất vệ sinh. Tính chất hòa tan của vitamin A trong mỡ cũng thay đổi, chất mỡ sẽ đặc lại và dẻo.

Biến đổi gluxit

Khi lạnh đông chậm, glycogen phân giải ra nhiều axit lactic ở nhiệt độ thấp hơn là ở trường hợp lạnh đông nhanh.

Biến đổi vitamin

Vitamin ít bị mất trong giai đoạn lạnh đông, đa số bị mất trong lúc chế biến, rửa.

Ở nhiệt độ lạnh, vitamin A tỏ ra bền vững. Vitamin B2, PP mất một ít. Vitamin C mất nhiều khi sản phẩm mất nước, cháy lạnh. Bị hao hụt toàn bộ phải kể đến vitamin E. Tôm làm lạnh đông không còn vitamin E nữa.

Biến đổi chất khoáng

Nhiệt độ lạnh không ảnh hưởng lên chất khoáng nhưng do sự biến đổi cơ cấu sản phẩm khi làm lạnh đông khiến hao hụt một lượng lớn khoáng chất tan trong dịch tế bào chảy ra ngoài khi rã đông.

Biến đổi lý học

Đổi kích thước và hình dạng

• Tăng thể tích: Nước ở thể rắn (đá) chiếm diện tích nhiều hơn so với thể lỏng do quá trình giãn nở của nước. Điều này dẫn đến sự gia tăng thể tích khi nước trong thủy sản đóng băng.

• Đóng Băng Không Đều: Khi lạnh đông, phần nước ở phía ngoài sẽ được đóng băng trước, làm tăng thể tích và đẩy phần nước chưa đóng băng vào giữa.
• Gồ Ghề Bề Mặt: Khi phần nước ở giữa cuối cùng cũng đóng băng, nó sẽ tăng thể tích nhưng không còn chỗ để giãn ra. Do đó, phần nước này sẽ nhô lên trên, làm cho bề mặt sản phẩm bị gồ ghề.

Thay đổi màu sắc

Do mất nước, các sắc tố hemoglobin, mioglobin và hemoxyanin chuyển thành methemoglobin, motmioglobin và mothemoxyanin làm sắc, màu sẫm lại.

Ngoài ra do tốc độ lạnh đông chậm hay nhanh, tinh thể băng hình thành lớn hay nhỏ mà có tiết xạ quang học khác nhau. Tinh thể băng nhỏ thì thủy sản đông lạnh có màu nhạt hơn thủy sản làm lạnh đông chậm có tinh thể băng to.

Giảm khối lượng

Sản phẩm đông lạnh bị giảm trọng lượng do bốc hơi nước hoặc do thiệt hại lý học trong quá trình làm lạnh đông.

• Thiệt hại lý học
  • Thiệt hại lý học có thể do xáo động trong khi lạnh đông khiến cho nhiều mảnh nhỏ bị vỡ vụn; chẳng hạn như khi sản phẩm bị hóa lỏng bởi luồng không khí mát.
  • Hình thức thiệt hại khác là thủy sản dán chặt vào mâm cấp đông hoặc đai chuyền, làm tróc mất một phần trọng lượng khi tách khỏi mâm. Nếu xịt nước dưới mặt đáy để tách sẽ giảm được thiệt hại này.
• Sự bốc hơi nước
  • Riêng việc giảm trọng lượng do bốc hơi tùy vào các yếu tố như loại máy đông, thời gian lạnh đông, loại sản phẩm, cỡ dạng sản phẩm, tốc độ không khí và điều kiện vận hành máy.
  • Hao hụt do bốc hơi trong máy đông bản phẳng không nhiều bằng hao hụt do đông trong máy đông quạt gió, và máy dùng hơi lạnh trực tiếp như nitơ hay cacbonic. Tuy nhiên, việc giảm trọng lượng sản phẩm trong máy đông nitơ, cacbonic sẽ thấp do thời gian lạnh đông ngắn quá. Hao hụt trọng lượng cá tuyết trong máy đông cacbonic bằng phân nửa lượng hao hụt trong máy đông thổi gió.

Quan hệ giữa tỷ lệ của tỷ suất hao hụt với thời gian lạnh đông, xem hình ta thấy ở thời gian đầu trọng lượng cá bị hao hụt tăng nhanh hơn so với thời gian sau.

Mức giảm khối lượng ở thủy sản nhỏ cao hơn ở thủy sản lớn. Tỷ suất hao hụt tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt, mà cá nhỏ lại có tổng diện tích bề mặt lớn hơn cá lớn. Ngoài ra, cá đông từng con hao hụt nhiều hơn cá đông dạng bánh (khối).

Bao gói cá khi lạnh đông cũng làm giảm hao hụt rất nhiều; nhưng nếu bao gói không chặt, trọng lượng sẽ vẫn bị hao hụt do bốc hơi bề mặt bên trong lớp bao gói. Gói sản phẩm sẽ vẫn còn nguyên trọng lượng nhưng bên trong lượng nước đã bị tách ra bớt.

Sự thoát ẩm trên bề mặt nguyên liệu

Hiện tượng cháy lạnh thường xảy ra khi thủy sản đông lạnh bị mất nước trong quá trình bảo quản lâu dài trong kho lạnh bảo quản thủy sản. Khi đó, bề mặt sản phẩm trở nên khô đục, xốp, và xuất hiện các đốm nâu không mong muốn. Hiện tượng này có thể làm sản phẩm bị biến tính, mất màu, khô, dai và không còn giữ được hương vị tự nhiên khi nấu chín.

Để hạn chế cháy lạnh, cần duy trì việc châm nước đầy đủ cho sản phẩm, tính toán thời gian lạnh đông phù hợp và đảm bảo nhiệt độ đông lạnh ổn định trong suốt quá trình bảo quản.

*Nguồn tham khảo: Công nghệ lạnh thủy sản – Trần Đức Ba