Trong ngành chế biến thủy sản Việt Nam, việc lựa chọn phụ gia giữ nước phù hợp không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn quyết định khả năng cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu. Sodium tripolyphosphate (STPP) đã và đang khẳng định vị thế là loại phosphate được ưa chuộng, đặc biệt trong chế biến tôm đông lạnh và cá tra fillet. Bài viết này sẽ phân tích sâu về cơ chế hoạt động, ưu điểm thực tiễn và bằng chứng ứng dụng của STPP tại các nhà máy chế biến thủy sản hàng đầu Việt Nam.
1. Tại sao STPP là phosphate giữ nước ưa chuộng?
STPP (Sodium Tripolyphosphate) không chỉ đơn thuần là một phụ gia giữ nước thông thường. Sự phổ biến của nó xuất phát từ sự kết hợp hoàn hảo giữa tính năng kỹ thuật vượt trội, chi phí hợp lý và khả năng đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu khắt khe nhất.
1.1 Tính chất hóa học Na₅P₃O₁₀ (STPP, INS 451i, Phase I/II)
STPP (Na₅P₃O₁₀) là polyphosphate chuỗi ngắn gồm ba đơn vị phosphate liên kết. Tồn tại hai dạng tinh thể: Phase I (nhiệt độ cao) và Phase II (nhiệt độ thấp). Trong đó Phase II được ưa chuộng hơn nhờ hòa tan tốt trong nước lạnh, phù hợp cho chế biến thủy sản. Đặc tính vật lý như sau:
- Dạng bột tinh thể màu trắng, không mùi
- Độ tinh khiết thương mại: thường ≥ 94%
- pH dung dịch 1%: khoảng 9.5 ± 0.3 (phụ thuộc nhà sản xuất và mức độ thủy phân)
- Tan hoàn toàn trong nước ở 20–25°C khi khuấy nhẹ
- Có khả năng chelate ion kim loại hóa trị hai (Ca²⁺, Mg²⁺)
1.2 Cơ chế giữ nước cốt lõi của STPP trong thực phẩm
Sau khi xem xét các đặc tính hóa học, điều quan trọng là hiểu rõ cách STPP tương tác với protein cơ trong thủy sản. Khả năng giữ nước của STPP không phải là cơ chế “hút nước” đơn thuần mà là kết quả của những biến đổi ở cấp độ phân tử trong cấu trúc protein myofibrillar. Cơ chế này có thể được giải thích thông qua hai nhóm tác động chính:
(1) Điều chỉnh pH và biến đổi cấu trúc protein: STPP có tính kiềm nhẹ, khi hòa tan sẽ làm tăng pH môi trường cơ thịt. Việc tăng pH ra xa điểm đẳng điện (pI) của protein làm tăng điện tích âm trên bề mặt protein cơ. Điều này dẫn đến:
- Sự giãn nở cấu trúc sợi cơ
- Tăng lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử protein
- Tạo thêm không gian liên kết nước trong mạng lưới protein
(2) Chelate ion kim loại và tăng độ hòa tan protein: STPP có khả năng liên kết với các ion hóa trị hai như Ca²⁺ và Mg²⁺ ( những ion tham gia vào cấu trúc liên kết actomyosin trong sợi cơ ). Khi các ion này bị chelate:
- Cấu trúc actomyosin được nới lỏng
- Protein myofibrillar trở nên hòa tan tốt hơn
- Khả năng trích ly và phân tán protein tăng lên
2. Ưu điểm vượt bậc làm phụ gia STPP trở nên phổ biến
STPP không ngẫu nhiên trở thành lựa chọn hàng đầu của ngành chế biến thủy sản. Những ưu điểm cụ thể dưới đây đã được kiểm chứng qua hàng nghìn mẻ sản xuất thực tế tại các nhà máy chế biến lớn nhỏ trên khắp Việt Nam.
2.1 STPP giúp tăng hiệu quả sản xuất đối với tôm, cá tra
Trong chế biến tôm đông lạnh, STPP mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt thông qua việc giảm tỷ lệ mất nước rã đông (drip loss). Theo kinh nghiệm tại các nhà máy chế biến tôm ở Cà Mau, khi sử dụng STPP 3-4% trong dung dịch ngâm (thời gian 20-30 phút), tỷ lệ mất nước khi rã đông giảm từ 8-10% xuống còn 3-5%. Điều này có nghĩa là với mỗi tấn tôm xuất khẩu, nhà máy có thể giảm tổn thất khoảng 50-70kg sản phẩm, tương đương tiết kiệm 1.5-2.5 triệu đồng/tấn.
Ngoài ra, STPP giúp tăng độ bóng bẩy (glossiness) của vỏ tôm, một yếu tố quan trọng trong đánh giá cảm quan sản phẩm. Tôm được xử lý STPP có màu sắc tươi sáng hơn, vỏ căng mịn, không bị khô hay nhăn nheo sau đông lạnh. Đặc biệt với các loại tôm xuất sang Nhật Bản và EU ( hai thị trường có yêu cầu khắt khe về ngoại quan).
Đối với cá tra, STPP đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện kết cấu (texture) của fillet. Thịt cá tra sau khi qua quá trình cắt lát thường có xu hướng mềm nhũn và dễ vỡ vụn. Khi xử lý bằng dung dịch STPP 0.3-0.5% (thường kết hợp với các phosphate khác), fillet cá tra có độ chắc tốt hơn, giữ nguyên hình dạng trong suốt quá trình đóng gói và vận chuyển.
2.2 Tính ứng dụng đa năng STPP: Surimi, PSE
Khả năng ứng dụng rộng rãi của STPP không chỉ giới hạn ở tôm và cá tra. Trong sản xuất surimi (thịt cá xay nhuyễn làm phụ liệu cho nhiều sản phẩm khác), STPP được sử dụng để tăng độ đàn hồi (gel strength) của sản phẩm cuối cùng. Surimi chất lượng cao yêu cầu độ đàn hồi tốt để có thể chế biến thành chả cá, thanh cua, hoặc các sản phẩm tái tạo khác. STPP hoạt động bằng cách tăng khả năng kết dính protein, tạo mạng lưới protein chặt chẽ hơn khi gia nhiệt.
Trong ngành chế biến thịt gia cầm, STPP cũng được ứng dụng để cải thiện chất lượng thịt có hiện tượng PSE (Pale, Soft, Exudative - thịt nhạt màu, mềm và mất nước). Hiện tượng PSE thường xảy ra do sự thay đổi sinh hóa trong giai đoạn chế biến sơ bộ, khiến pH giảm nhanh và làm giảm khả năng giữ nước của protein. Thông qua việc xử lý bằng dung dịch chứa STPP theo quy trình chuẩn, người chế biến có thể cải thiện khả năng giữ nước, nâng cao màu sắc và kết cấu của sản phẩm, đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng thương mại.
Ngoài ra, STPP còn được sử dụng trong chế biến mực khô, bạch tuộc đông lạnh, nghêu sò và nhiều loại hải sản khác. Trong mỗi ứng dụng, nồng độ và thời gian xử lý có thể khác nhau tùy theo đặc tính của từng loại nguyên liệu, nhưng nguyên tắc cơ bản vẫn là tận dụng khả năng điều chỉnh pH và chelate ion kim loại của STPP để tối ưu hóa chất lượng sản phẩm.
Bài viết được biên soạn dựa trên kinh nghiệm thực tế và nghiên cứu chuyên sâu trong ngành chế biến thủy sản Việt Nam. Các thông tin kỹ thuật được tham khảo từ tiêu chuẩn Codex Alimentarius, quy định của EU, FDA và kinh nghiệm từ các chuyên gia chế biến thủy sản hàng đầu. Đối với các quyết định cụ thể về công thức và quy trình sản xuất, nên tham khảo ý kiến chuyên gia và thực hiện thử nghiệm phù hợp với điều kiện cụ thể của từng nhà máy.