Yếu tố ảnh hưởng bảo quản thủy sản đông lạnh

Bảo quản thủy sản đông lạnh là một quá trình phức tạp, đòi hỏi nhiều yếu tố phải được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Dưới đây là một số yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình này:

Yếu tố ảnh hưởng đến thời gian trữ đông

Biến đổi protein

Protein trong sản phẩm thủy sản thường xuyên biến đổi trong quá trình làm lạnh đông, và tốc độ biến tính protein phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ. Dưới đây là tóm tắt những thông tin chính liên quan đến sự biến đổi protein trong thủy sản khi bảo quản lạnh đông:

Tác Động Của Nhiệt Độ

• Nhiệt Độ Trên 0°C: Ở nhiệt độ dưới điểm đóng băng một chút (khoảng 2°C), xảy ra những biến đổi nghiêm trọng. Các chất miozin và miogien hòa tan bắt đầu biến tính, trở thành không tan, dẫn đến sự mất vẻ trong suốt và làm cho sản phẩm trở nên mờ đục. Khi tan giá, protein có thể chảy ra ngoài.
• Nhiệt Độ -10°C: Ngay cả ở -10°C, protein cũng bị biến đổi nhanh chóng. Một sản phẩm tốt có thể hư hỏng chỉ sau vài tuần.
• Nhiệt Độ -20°C: Tốc độ hư hỏng do biến tính protein giảm đáng kể. Ở nhiệt độ này, sự biến tính gần như không đáng kể. Bảo quản ở -2°C trong ba tháng chỉ có khoảng 3% protein bị biến tính (đối với cá gầy).
• Tôm ở -14°C: Bảo quản tôm trong 60 ngày ở -14°C có thể dẫn đến tới 50% biến tính protein.

Nhiệt Độ Tối Ưu Cho Bảo Quản

Chỉ có nhiệt độ dưới -20°C mới đảm bảo lượng protein gần như nguyên vẹn.

Biến đổi chất mỡ

Cho hóa chất (chất chống oxy hóa) vào kho lạnh bảo quản thủy sản để kéo dài thời gian bảo quản cho đến nay chứng tỏ không hiệu quả gì. Những loại thủy sản béo có thể được bảo quản tốt đến một mức nhất định nếu được mạ băng hoặc bao gói trong túi nhựa và hàn kín dưới chân không.

Oxy hóa chất béo xảy ra nhanh chóng nếu nhiệt độ tăng cao. Do đó bảo quản ở nhiệt độ càng thấp càng giảm sự biến đổi hư hỏng này.

Biến đổi bên ngoài

Chất lượng thủy sản thường được đánh giá qua bề ngoài, do đó biến đổi màu sắc khi bảo quản không có ý nghĩa lắm nhưng lại là biểu thị cho sự xuống cấp sản phẩm. Những biến đổi trong thịt cá gây nên biến đổi màu sắc cũng được trì hoãn ở nhiệt độ bảo quản càng thấp.

Biến đổi mất nước

Mất nước trong sản phẩm thủy sản đông lạnh là mối lo ngại chính của các nhà quản lý kho lạnh. Tốc độ mất nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố liên quan đến thiết kế và vận hành kho trữ đông.

Hiện tượng mất nước và cháy lạnh:

• Khi thủy sản trữ đông bị mất nước, bề mặt trở nên khô, đục và xốp. Nếu tình trạng này kéo dài, lớp xốp sẽ dần lan vào sâu bên trong sản phẩm, gây ra hiện tượng gọi là “cháy lạnh” – sản phẩm trở nên nhẹ và xốp, làm giảm chất lượng.
• Cháy lạnh thường xảy ra sau một thời gian dài bảo quản trong kho trữ, ngay cả khi kho được thiết kế đúng kỹ thuật và hoạt động ổn định. Tuy nhiên, hiện tượng này có thể được kiểm soát tốt hơn nếu việc làm lạnh đông diễn ra trong các máy đông đúng chuẩn.

Ảnh hưởng đến chất lượng:

• Thủy sản đông lạnh sẽ hóa khô dần ngay cả khi được lưu trữ trong các kho trữ đông tốt. Sự mất nước không chỉ ảnh hưởng đến vẻ bề ngoài mà còn đẩy nhanh sự biến tính protein và oxy hóa chất béo, dẫn đến sự giảm sút chất lượng sản phẩm.
• Mất nước trong bao bì: Khi bao bì không bó sát sản phẩm và nhiệt độ trong kho biến động, nước từ sản phẩm có thể bốc hơi và đọng lại thành sương giá bên trong bao bì. Hiện tượng này làm sản phẩm bị hóa khô trong bao bì, dẫn đến tình trạng cháy lạnh và giảm chất lượng.

Để ngăn chặn mất nước và duy trì chất lượng thủy sản đông lạnh, cần chú ý đến việc sử dụng bao bì kín, kiểm soát nhiệt độ ổn định, và lựa chọn hệ thống cấp đông hiện đại.

Yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện trữ đông

Thiết kế của kho

Kích Thước

• Kho Nhỏ: Kho lạnh nhỏ có khả năng thoát nhiệt nhiều hơn do diện tích bề mặt sản phẩm lớn hơn so với thể tích kho. Khi thể tích kho tăng lên, diện tích bề mặt sản phẩm cũng tăng nhưng ít hơn.
• Kho Lớn: Để đạt được hình dạng lý tưởng (hình khối lập phương), một kho lớn cần xây dựng nhiều nấc (nhiều tầng). Tuy nhiên, điều này có thể gây khó khăn trong việc vận chuyển sản phẩm vào và ra khỏi kho.

Hình Dạng Lý Tưởng

• Hình Khối Lập Phương: Kho nên có dạng hình khối lập phương để tối ưu hóa sức chứa với bề mặt sản phẩm nhỏ nhất. Điều này giúp giảm thiểu sự thất thoát nhiệt qua lớp cách nhiệt.
• Chiều Cao Xếp Hàng: Hàng hóa có thể được chất xếp cao đến 8m bằng cách sử dụng xe nâng, giúp tối ưu hóa không gian lưu trữ.

Kiến Trúc

• Kiến Trúc Chắc Chắn: Kho trữ đông có thể xây dựng dựa trên một kiến trúc chắc chắn hoặc độc lập, nhưng cần phải có phương pháp xây dựng phù hợp để đảm bảo hiệu quả bảo quản.
• Kho Dưới Đất: Một số kho trữ thực phẩm đông lạnh, không chỉ riêng thủy sản, được xây dựng dưới đất có thể mang lại ưu điểm cao hơn so với kho xây trên mặt đất.

Lớp chắn hơi nước

Trong kho lạnh, nước trong không khí luôn ít hơn so với không khí bên ngoài. Nước trong không khí tạo ra một phần áp suất trong tổng áp suất của không khí, cùng với các thành phần khác như oxy và nitơ. Đây là áp suất riêng phần của hơi nước, và nó có vai trò quan trọng trong quá trình bảo quản sản phẩm.

Nguyên tắc hoạt động của áp suất riêng phần:

• Áp suất riêng phần của hơi nước tỷ lệ thuận với lượng hơi nước có mặt trong không khí. Hơi nước có xu hướng di chuyển từ vùng có áp suất riêng phần cao đến vùng có áp suất riêng phần thấp.
• Trong kho lạnh, áp suất riêng phần bên ngoài cao hơn so với bên trong kho. Do đó, hơi nước từ không khí bên ngoài có khuynh hướng thẩm thấu qua các lớp cách nhiệt và di chuyển vào kho lạnh, nơi có áp suất riêng phần thấp hơn.

Tác động đến kho lạnh:

• Việc nước từ không khí xâm nhập vào kho lạnh có thể gây ra hiện tượng ngưng tụ và hình thành sương giá trên các bề mặt bên trong kho. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất làm lạnh mà còn gia tăng nguy cơ mất nước của sản phẩm, dẫn đến giảm chất lượng.
• Quá trình này cũng góp phần vào việc tăng độ ẩm bên trong kho lạnh, điều này cần được kiểm soát cẩn thận để tránh các tác động tiêu cực đến sản phẩm bảo quản.

Khi số hơi nước trong không khí kho lạnh bị lạnh, chúng sẽ ngưng tụ và đông đặc khi nhiệt độ hạ xuống đến 0°C. Quá trình này sẽ tiếp tục diễn ra, và lâu dài, sự tạo đá sẽ ảnh hưởng đến tính cách nhiệt của lớp vách tường kho, làm yếu cấu trúc kho lạnh.

Để ngăn chặn sự hủy hoại lớp cách nhiệt, nên sử dụng lớp chắn hơi nước ở phía nóng của lớp cách nhiệt. Lớp chắn hơi nước phải bọc kín toàn bộ kho, bao gồm tường, trần, và sàn.

• Kho Xây Dựng: Đối với những kho xây dựng dựa vào tường nhà, tường này phải được đắp ít nhất hai lớp nhựa đường.
• Kho Tiền Chế: Đối với những kho tiền chế, lớp chắn hơi nước (VB) được bọc sẵn theo từng phần kho, thường là bằng kim loại ép mỏng. Các mối nối cần được hàn kín.

Cơi nền do băng (frist heave)

Kho trữ nhiệt độ thấp xây trực tiếp trên mặt đất cần phải được chú ý đề phòng sự tạo đá dưới nền kho. Hiện tượng này được mệnh danh là cơi nền do băng (frost neave) mà trong tình trạng xuống cấp xấu nhất dẫn đến hủy hoại hoàn toàn kho lạnh và cơ cấu nhà xưởng.

Những điều kiện phát sinh hiện tượng cơi nền do băng (FH) là khá phức tạp vì có liên quan đến loại và sa cấu chất đất, tính chất cách nhiệt, hàm ẩm dồi dào, kích thước kho lạnh, những biến thiên thời tiết và yếu tố khác.

Hiện có hai phương pháp ngừa FH:

• Cách 1: Mặt đất bên dưới kho trữ được nung nóng bằng một lớp thảm điện thế thấp lót trong nền kho hoặc cho chất lỏng đun nóng (như glycol) luân lưu qua một số ống dần đặt trong nền kho. Nhiệt cung cấp cho glycol thường được lấy từ hơi nóng của máy nén lạnh qua bộ trao đổi nhiệt.

• Cách 2: Một phương pháp ngăn chặn FH khác là tạo khoảng trống thông gió dưới nền kho. Tầm cao của nhà kho được thiết kế cho vừa với công việc xuất nhập kho. Như vậy sẽ tăng chiều cao đủ để thông gió dưới lớp cách nhiệt. Nếu xảy ra ngập nước, sàn kho phải được nghiên cứu trước sao cho cao hơn mặt nước, giúp cho việc thông gió dễ dàng.

Không khí xâm nhập

Hệ Quả

Hàm ẩm này có thể ngưng đọng thành băng tuyết trên bất kỳ bề mặt lạnh nào, và cuối cùng tụ đọng trên bề mặt máy lạnh.

Giải Pháp Ngăn Chặn

• Ngăn trao đổi không khí quá độ: Cần phải ngăn chặn tình trạng trao đổi không khí quá độ để ổn định nhiệt độ kho và giảm chu kỳ xả đá.
• Khoảng nhốt khí: Một giải pháp là xây thêm một khoảng nhỏ để nhốt không khí lại, nhằm hạn chế lưu lượng không khí ra vào. Tuy nhiên, phương pháp này thường không được ưa chuộng.

Vấn Đề Với Khoảng Nhốt Khí

• Hạn Chế Sự Di Chuyển: Khoảng nhốt khí không cho phép người vào tự do. Khi cần chuyển hàng ra vào nhiều, hai cửa kho chính và phụ thường mở cả hai, khiến khoảng nhốt khí trở nên vô dụng.
• Thực Tế Vận Hành: Cửa kho thường không đóng lại nhanh chóng do hàng hóa thủy sản xuất nhập đa dạng. Điều này phản ánh việc nhân viên chưa hiểu hết tầm quan trọng của kỹ thuật bảo quản trong kho lạnh.

Có thể xây thêm một cửa sổ nhỏ để vận chuyển sản phẩm ra vào kho mà không cần mở cửa lớn thường xuyên, nhằm giảm bớt sự xâm nhập của không khí nóng.

Thiết Kế Cửa Sổ Nhỏ

• Vị Trí: Cửa nhỏ nên được xây trên cao để giảm thiểu sự mất mát không khí lạnh.
• Hệ Thống Vận Chuyển: Nên sử dụng hệ thống bàn lăn để chuyển vận sản phẩm qua cửa nhỏ này.

Giải Pháp Bổ Sung

Sau cửa kho, có thể treo tấm màng nhựa gồm nhiều miếng ghép lại (rộng khoảng 2dm) để giảm bớt sự trao đổi không khí giữa trong và ngoài kho mà vẫn không cản trở việc ra vào.

Ngăn Chặn Không Khí Xâm Nhập

• Cửa Màng Nhựa: Cửa màng nhựa và lớp màng không khí kết hợp sẽ giúp ngăn chặn không khí xâm nhập vào kho. Tuy nhiên, cửa kho lạnh cũng không nên mở tự do.
• Cửa Tự Động: Những kho lớn thường có loại cửa tự động mở bằng điện, giúp giới hạn thời gian mở cửa và giảm thiểu lượng không khí nóng xâm nhập.

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