BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CHẾ BIẾN
= = = =  = = = =

ĐẶNG THỊ NGA
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHITOSAN VÀO MẠ BĂNG TƠM
ĐỂ HẠN CHẾ SỰ GIẢM KHỐI LƯỢNG VÀ CHẤT LƯỢNG
TRONG Q TRÌNH CẤP ĐƠNG VÀ BẢO QUẢN ĐƠNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN
Nha Trang, tháng 11 năm 2007
Giáo viên hướng dẫn:
TS. HUỲNH LONG QN


iDANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Tên bảng

Tên bảng và hình vẽ Trang
1 Bảng 1.1 Khả năng nguồn lợi tôm biển Việt Nam
(đơn vị 1000 tấn)
3
2 Bảng 1.2 Thành phàn hoá học của một số loài tôm tươi 5
3 Bảng 3.1 Sự hao hụt trọng lượng tôm thẻ thịt (%) sau khi rã
đông
38
4 Bảng 3.2 Bảng điểm cảm quan của tôm thẻ thịt theo thời gian
bảo quản
41
5 Bảng 3.3 Tổng số vi khuẩn hiếu khí của tôm thẻ thịt theo thời
gian bảo quản (đơn vị cfu/g)
44
6 Bảng 3.4 Tổng số vi khuẩn hiếu khí của tôm thẻ thịt theo thời
gian bảo quản (lgX)
44
7 Bảng 3.5 Tổng số coliform của tôm thẻ thịt theo thời gian bảo
quản (đơn vị MPN/g)
46
8 Bảng 3.6 Tổng số coliform của tôm thẻ thịt theo thời gian bảo
quản (lgY)

4. ĐC: Đối Chứng
5. MPN: Most Possible Number
6. NA: Nutrient Agar
7. VRBL: Crystal Violet Neutral Red Bile Lactoza
8. VSV: Vi Sinh Vật

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây xuất khẩu thủy sản nói chung và xuất khẩu tôm
nói riêng đã đem về cho nước ta một nguồn ngoại tệ rất lớn và đã trở thành ngành
kinh tế mũi nhọn của đất nước. Trong các mặt hàng xuất khẩu có sự đóng góp rất
lớn của mặt hàng tôm đông lạnh.
Trong quá trình bảo quản cũng như vận chuyển hàng tôm đông lạnh đã xảy ra
rất nhiều quá trình biến đổi làm ảnh hưởng đến chất lượng và đặc biệt là những
biến đổi làm hao hụt trọng lượng trong sản phẩm. Điều này gây thiệt hại đáng kể
về kinh tế cho các doanh nghiệp và gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người
tiêu dùng.
Xuất phát từ tình hình thực tế đó, em đã được các thầy cô trong ban chủ
nhiệm khoa Chế biến và thầy Huỳnh Long Quân đã ủng hộ và hướng dẫn thực
hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng chitosan vào mạ băng tôm để hạn chế sự giảm
khối lượng và chất lượng trong quá trình cấp đông và bảo quản đông”.

MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn
Danh mục các bảng và hình vẽ
Danh mục các chữ viết tắt
Lời nói đầu
Chương 1: TỔNG QUAN 1
1.1.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM. 1
1.1.1. Giới thiệu chung về tôm 1
1.1.2. Cấu tạo và đặc điểm sinh học chung của tôm. 4
1.1.3. Thành phần hóa học của tôm. 5
1.2.TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN. 8
1.2.1.Cấu trúc phân tử của chitosan. 8
1.2.2.Tính chất của chitosan. 9
1.2.3.Các dẫn xuất của chitosan: 10
1.2.4. Ứng dụng của chitosan. 11
1.3.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LẠNH ĐÔNG. 16
1.3.1. Định nghĩa 16
1.3.2. Mục đích làm lạnh đông thuỷ sản. 17
1.3.3. Quá trình làm đông thực phẩm 17
1.3.4. Những biến đổi quan trọng của thực phẩm trong quá trình làm
đông. 19
1.3.5. Bảo quản sản phẩm đông lạnh và những biến đổi trong quá trình
bảo quản 21
1.3.6.Tan giá sản phẩm đông lạnh. 24
1.3.7. Mạ băng sản phẩm đông lạnh 25
1.4. NHỮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHITIN-CHITOSAN TRÊN

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 54
KẾT LUẬN. 54
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 54
1

Chương 1:
TỔNG QUAN
1.1.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM.
1.1.1. Giới thiệu chung về tôm.
Tôm thuộc lớp giáp xác, bộ mười chân trong đó quan trọng nhất là các loài
trong họ tôm he (Penaeidae), ngoài ra còn có họ tôm moi, tôm hùm, tôm vỗ…là
loại hải sản có giá trị xuất khẩu hàng đầu của Việt Nam. Bên cạnh sản lượng tôm
khai thác tự nhiên sản lượng tôm nuôi của Việt Nam cũng tăng lên nhanh chóng,
trong đó sản phẩm tôm sú nuôi hiện nay đứng ở vị trí hàng đầu trên thế giới.
Ở Việt Nam, tôm là đối tượng rất quan trọng của ngành thuỷ sản hiện nay vì
nó chiếm tỷ lệ 70-80% tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành[1]. Tôm có giá trị
dinh dưỡng cao, tổ chức cơ thịt rắn chắc, có mùi vị thơm ngon đặc trưng rất hấp
dẫn. Nghề chế biến tôm mà đặc biệt là tôm đông lạnh đang được phát triển để
đáp ứng cho nhu cầu xuất khẩu và một phần cho thực phẩm trong nước.
Xuất phát từ nhu cầu trên nghề khai thác tôm và nuôi tôm ở nước ta đang
được đẩy mạnh. Ở Việt Nam có khoảng 70 loài tôm được phân bố ở vùng biển
xa bờ, vùng ven bờ và các thuỷ vực trong nội địa.
Theo điều tra sơ bộ thì ở vùng biển xa bờ của Việt Nam đã xác định được 225
loài thuộc 68 giống trong 21 họ. Trong đó họ tôm he Penaeidae chiếm tới 77
loài, tuy nhiên số loài tôm he khai thác được chưa tới 20 loài; họ tôm vỗ
Scyllaridae có 9 loài, họ tôm rồng Palinuridae và tôm hùm Homaridae có 9 loài,
tôm hùm Nephororidae có 4 loài, các loài còn lại không có giá trị kinh tế.[14]
Trong các đầm vịnh ven biển cũng có rất nhiều giống loài tôm khác nhau
trong đó về tôm he ở vịnh Bắc bộ có 47 loài, ở khu vực miền Trung có trên 57
loài. Ở khu vực phía Nam và Tây nam có 38 loài đa số cũng thuộc họ tôm he và

20%. Ở niềm Trung là tôm sú (Penaeus monodon) chiếm 50%, tôm bạc và tôm
rảo chiếm 40%. Ở miền Nam, đối tượng nuôi chủ yếu là tôm bạc, tôm Ấn Độ
(P.indicus) chiếm 80-90% tổng sản lượng tôm nuôi và tôm càng xanh.

3

Bảng 1.1: Khả năng nguồn lợi tôm biển Việt Nam (đơn vị 1000 tấn) [7].
Sản lượng Mức gia tăng
Khu vực
Trữ lượng
chung
Khả năng
khai thác

Mức khai
thác
hiện nay
Số lượng %
Vịnh Bắc Bộ 4,5-5 3-3,2 2 +1-1,2 +50-60
Biển Trung Bộ 3-4 3-4 3 +1 +50
Đông Nam Bộ 19-20 19-20 19 +1 +5,3
Vịnh Thái Lan 25 25 22,6 +2,4 +11
Chung toàn quốc 50-55 49-50 45 +4-6 +9-14

Hiện nay ở nước ta nguyên liệu tôm chủ yếu được chế biến thành các mặt
hàng tôm đông lạnh: tôm nguyên con, tôm vỏ bỏ đầu, tôm nõn, tôm luộc đông
lạnh, …ngoài ra khi tôm nguyên liệu bị hạ loại hoặc kém chất lượng thì được đi
chế biến các mặt hàng tôm khô hoặc chế biến thức ăn gia súc cùng với các phụ
liệu [7].
Tôm thẻ chân trắng: ở vùng biển Khánh Hoà, tôm thẻ chân trắng có sản

chủ yếu tập trung ở phần đầu ngực như: hệ thần kinh, hệ tiêu hóa, hệ hô hấp, hệ
tuần hoàn.
Đặc điểm sinh học của tôm:
Tôm có khả năng thích ứng với nhiệt độ môi trường. Chúng có khả năng
thích ứng với nhiệt độ rộng từ 5
0
C – 35
0
C. Ngoài khoảng nhiệt độ ấy, chúng đi
cư trú đông hoặc vùi thân xuống cát để tự bảo vệ. Nhiệt độ thích hợp cho đời
sống và sinh sản của tôm nằm trong khoảng 20
0
C – 30
0
C.
Tôm có khả năng thích ứng với độ muối tương đối lớn. Chúng có thể sống ở
những vùng biển có độ mặn từ 32 -35
o
/
oo
hoặc sống ở những vùng nước lợ có
5

nồng độ muối thấp hơn. Chúng có thể sống trong nước ngọt hoàn toàn. Độ muối
thích hợp đối với tôm nằm trong khoảng 10 -32
o
/
oo
.
Tôm cũng có khả năng sống ở môi trường có độ pH từ 6 -9.

20,05
19,05
18,97
20,81
0,70
1,07
0,92
0,93
0,70
0,60
1,19
1,30
1,60
1,42
1,55
1,28
1,55
1,44
1,14
1,32
77,00
75,90
76,63
75,98
76,32
76,56
77,65
74,57

7

3. Các chất hoà tan chứa nitơ (chất ngấm ra) :
Chất ngấm ra là các chất hoà tan trong nước có chứa nitơ với bản chất là các
phiprotein. Hàm lượng chất ngấm ra chiếm khoảng 2-3% trọng lượng tươi của
thịt tôm.
Lượng chất ngấm ra đứng về mặt dinh dưỡng không lớn lắm nhưng đứng về
mặt sinh lý, mùi vị thì nó đóng vai trò rất quan trọng, nó quyết định mùi vị đăc
trưng của tôm.
Chất ngấm ra dễ bị vi sinh vật tác dụng gây thối rữa làm giảm khả năng bảo
quản của nguyên liệu. Tốc độ phân huỷ nguyên liệu nhanh hay chậm cũng do
tính chất và số lượng các chất ngấm ra quyết định. Nhóm phiprotein của chất
ngấm ra chứa khá nhiều axit amin tự do như : albumim, leucin, axit alphatic,
arginin, tyrosin, prolin…
4. Các vitamin và khoáng chất.
Nhìn chung thịt tôm giàu vitamin A, vitamin B…
Thịt tôm được coi là nguồn quý về calcium, photpho, đồng, sắt…
5. Các sắc tố.
Tôm chứa nhiều các sắc tố khác nhau nhưng chủ yếu là asthaxanthin, là dẫn xuất
của caroten. Trong thành phần vỏ tôm, asthaxanthin tham gia vào thành phần của
lipoprotein gọi là cianin. Trong trứng tôm hùm có sắc tố xanh ve gọi là aroendin
là muối của asthaxanthin. Ngoài ra, trong tôm còn có sắc tố tính đen là tiền
asthaxanthin và tetraxanthin.
6. Nước và hình thức tồn tại của nước trong thịt tôm.
Trong thịt tôm nước chiếm khoảng 70-80% trọng lượng tươi của thịt tôm.
Dạng tồn tại của nước trong thực phẩm có ảnh hưởng rất lớn tới các tính chất của
thực phẩm và các quá trình chế biến, bảo quản. Trong công nghệ thực phẩm nói
chung, và trong thịt tôm nói riêng, chúng tồn tại ở hai dạng nước tự do và nước
liên kết.
Công thức phân tử: (C
8
H
13
O
5
)
n

n: phụ thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu.
Ví dụ: Tôm hùm n: 700-800
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
OH
OH

1.2.1.2. Cấu trúc phân tử của chitosan.
Chitiosan là một polysaccarit có nguồn gốc thiên nhiên gồm các phân tử ß-D-
glucozamin liên kết với nhau bằng liên kết 1-4 glucozit.
Công thức cấu tạo:
Công thức phân tử của chitosan: (C
6
H
11
NO
4
)
n

Phân tử lượng của chitosan: M = 10.000  500.000 Dalton tuỳ loại giống.
1.2.2.Tính chất của chitosan.
Chitosan dạng vảy trong suốt, dạng bột có màu trắng ngà, có tính kiềm nhẹ.
Chitosan không hoà tan trong nước, axit, kiềm, alchol nhưng hoà tan được trong
môi trường axit loãng có pH = 6  6,5 như axit axetic (CH
3
COOH)
Ví dụ: CH
3
COOH loãng tạo thành dung dịch keo nhớt trong suốt.
Khi hoà tan chitosan trong dung dịch axit CH

OH
CH
2
OH
NH
2
NH
2

NH
2

10

Chitosan không những có đặc tính sinh học, độc tính rất thấp (LD50 = 16g/kg
trọng lượng cơ thể), nó còn là một polymer thể hiện rõ khả năng hoà hợp sinh
học với cơ thể.
Chitosan giống như các polymer tổng hợp nên nó là một chất kháng nấm,
kháng khuẩn rất đặc biệt.
Chitosan phản ứng với các acid đậm đặc sinh thành khối khó tan, tác dụng với
iod và sulfurid thành phản ứng màu tím. Có thể dùng trong phân tích định tính
chitosan.
1.2.3.Các dẫn xuất của chitosan:
 Các dẫn xuất Carboxyl của chitosan được sử dụng trong công nghiệp hoá
học, chế biến thực phẩm và y dược. Phương pháp quen thuộc là axit hoá amin
của chitosan bằng các anhydric của axit dicarbon (maleir, citric…).
 Khi chitosan tương tác với một lượng đồng (mol) của dung dịch anhydric
malic nhận được polyampholit được sử dụng làm nhựa trao đổi ion lưỡng tính.
Từ polyampholit có thể có thể có các dạng muối acid hữu cơ hay vô cơ khác
nhau (chlohydrat, photphat, acetat, fodmiat…) ở dạng muối kiềm với các bazơ

bệnh (đạo ôn, khô vằn,…), dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng cho
lúa, cây công nghiệp, cây ăn quả, cây cảnh,…Chitosan không độc hại, giữ tác
dụng lâu dài trên lá, cây, làm tăng độ nảy mầm của hạt, tăng việc tạo diệp lục
trên lá, tăng khả năng đâm rễ, thúc đẩy quá trình ra hoa kết quả và làm tăng năng
suất thu hoạch của cây trồng.
1.2.4.2. Ứng dụng trong y học.
Những ứng dụng tiềm năng của chitin-chitosan và những dẫn xuất của chúng
rất nhiều. Một số đã đưa vào ứng dụng như là: chỉ khâu phẫu thuật tự phân huỷ,
da nhân tạo, thấu kính chiết xuất…và một số ứng dụng đang được nghiên cứu
như: tác động miễn dịch, chống sự phát triển của khối u, đặc tính làm giảm
cholesterol hay nghiên cứu làm thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dày, tá tràng.
* Tạo da nhân tạo chống nhiễm khuẩn và cầm máu:
Do có khả năng kháng khuẩn và tạo nên màng chitosan được ứng dụng phối
hợp với một số thành phần phụ liệu khác để tạoda nhân tạo chống nhiễm khuẩn
và cầm máu.
Nhật Bản đã sản xuất ra “Da nhân tạo” có nguồn gốc từ chitin được gọi là
Beschitin. W, nó giống như là một tấm vải (có kích thước 10 x 10 cm) và được
12

bọc ốp lên vết thương chỉ một lần đến khi khỏi. Tấm Beschitin. W bị phân huỷ
sinh học từ từ cho đến lúc hình thành lớp biểu bì mới. Nó có tác dụng giảm đau,
giúp cho các vết sẹo bỏng phục hồi biểu bì nhanh chóng.
Ở Việt Nam, các nhà khoa học thuộc Viên Hoá học, Trung tâm Khoa học tự
nhiên và công nghệ quốc gia và bác sĩ Trường Đại học Y Hà Nội đã nghiên cứu
thành công Da nhân tạo có tên Vinachitin. Vinachitin dùng trong các trường hợp
bệnh nhân bị thương, bỏng trên diện tích rộng, bệnh nhân bị choáng do mát nước
dẫn đến dễ bị nhiễm trùng. Có tác dụng chống mất nước, tăng khả năng tái tạo da
và đặc biệt khi vết thương lành không để lại sẹo.
* Tạo chỉ khâu phẫu thuật tự tiêu:
Chitosan là một polymer tự nhiên có thời gian phân huỷ nhanh hơn rất nhiều

đó nó được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghệ sản xuất thực phẩm và bảo
quản.
Sử dụng màng chitosan bao bọc thực phẩm để kéo dài thời gian bảo quản và
cải thiện chất lượng thực phẩm tươi, thực phẩm cấp đông đã được thử nghiệm
suốt trong những năm qua. Những lớp màng ngoài này có thể cung cấp bổ sung
và còn là công cụ cần thiêt để kiểm soát những sự thay đổi về sinh lý, hình thái,
lý hóa ở các sản phẩm thực phẩm.
Chitosan có độ chống thấm cao đối với các chất như chất béo và dàu, kiểm
soát nhiệt độ, củng cố cấu trúc thực phẩm và giữ mùi.
Màng chitosan dai, bền, dẻo và rất khó rách.
Chitosan dùng để lọc trong các loại nước ép hoa quả, rượu bia, nước ngọt và
có thể lọc các nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm
nhờ khả năng làm đông các thể lơ lửng, rắn giàu protein trong nước thải của quá
trình chế biến thịt, rau cải và công nghệ chế biến tôm, cá nhờ khả năng kết dính
tốt các ion kim loại nặng Hg, Pb…của keo dương chitosan . Vì vậy các ion kim
loại trên bị giữ lại mà keo chitosan không bị keo tụ.
Các sản phẩm thịt rất dễ bị mất mùi và ôi do sự oxy hoá của các thành phần
lipid không bão hoà. Hiệu quả sử lý của chitosan để ổn định các chất oxy hoá
trên thịt bò đã được Darmadji và Izumimoto nghiên cứu, họ quan sát thấy rằng sử
dụng chitosan nồng độ 1% dẫn đến giảm 70% giá trị 2- thiobarbi- turic acid
(TBA) sau 3 ngày bảo quản ở 4
0
C.
1.2.4.4. Ứng dụng trong công nghệ sinh học.
Chitin-chitosan là một chất mang phù hợp cho sự cố định enzyme tế bào.
Enzyme cố định tế bào là một chất xúc tác sinh học hoạt động trong một không
gian linh hoạt. Enzyme cố định đã cho phép mở ra vịêc sử dụng rộng rãi enzyme
14

trong công nghiệp, y học, khoa học phân tích,…enzyme cố định được sử dụng

1.2.4.5. Ứng dụng trong một số ngành công nghiệp khác.
 Trong công nghiệp giấy:
Chỉ cần bỏ ra 1% chitin tính theo trọng lượng vào bột giấy cũng đã đủ làm
tăng sức dẻo dai của giấy, cắt giảm thời gian cần thiết để rút nước ra khỏi bột, để
gia tăng số lượng chất sợi trong giấy. Nhờ đó các nhà máy có thể dùng ít chất sợi
hơn nhưng vẫn giữ được phần tốt của giấy. Theo ước tính các nhà sản xuất giấy
có thể tiết kiệm được 90% năng lượng tiêu thụ vì bây giờ họ không cần đánh bột
giấy để rút nước ra nữa. Loại giấy được chế tạo bằng chất chitin dễ in hơn loại
giấy bình thường và khó rách hơn khi bị ướt. Với đặc tính này chitin có thể được
dùng trong việc chế tạo tã lót thay cho trẻ em, khăn giấy và bao giấy gói hàng.
 Trong công nghiệp:
Chitosan được dùng để hồ vải, cố định hình in hoa, màu sắc. Ưu điểm là làm
cho vải hoa, tơ sợi bền màu, bền sợi, chịu được cọ sát, mặt ngoài thí ánh đẹp.
Tuy nhiên nhược điểm duy nhất là màu sắc hơi vàng, không thích hợp với vải
trắng.
Chitosan là nguyên liệu quan trọng để hồ lên vải chống nước. Hoà tan
chitosan trong CH
3
COOH loãng 1,5% cùng với acetat nhôm và axit stearic thì
được hỗn hợp. Hỗn hợp này đem sơn lên vải, khi khô tạo thành màng mỏng chắc
bền chịu được nước, chống lửa, cách nhiệt, chịu nắng và chống thối.vải này được
sử dụng để sản xuất vải bao dây điện, những dụng cụ bảo hộ trong sản xuất,
nghiên cứu. Dung dịch keo chitosan có thể trực tiếp tiến hành làm sợi và loại sợi
này dễ hoà tan trong axit tính năng kém, cần phải dùng Propenoic Nitrite, độ dai
cũng tăng rõ rệt. Sợi chitin có ưu điểm là chịu được axit, ánh sáng, không
độc,…nhưng khuyết điểm là khó nhuộm, giá thành cao.
 Dùng trong mỹ phẩm:
Chitosan dùng làm các chất phụ gia, làm kem bôi mặt, thuốc làm mềm da,
làm tăng khả năng hoà hợp sinh học giữa kem thuốc và da, chế tạo định hình tóc,
kem bôi da lột mặt.

o
C, các loài cá biển có điểm băng từ -0,6
o
C
đến -2,6
o
C. Phần lớn các loài cá xương cứng có điểm băng từ -0,8
o
C đến -1
o
C.
Trong chế biến thủy sản điểm băng trung bình cho các loài động vật thủy sản
17

thường lấy là -1
o
C. Giới hạn nhiệt độ trong bảo quản lạnh thủy sản thường được
lấy là nhiệt độ sản phẩm nằm trong khoảng 0
o
C đến 5
o
C.[12]
Làm đông hay ướp đông: là quá trình lấy nhiệt khỏi sản phẩm, hạ thấp
nhiệt độ của sản phẩm xuống dưới điểm băng để nước có trong sản phẩm bị
đóng băng gần hết, trên cơ sở đó sẽ đình chỉ hoặc kìm hãm gần như hoàn toàn
các biến đổi lý, hóa, sinh học, hoạt động của các loại enzyme và vi sinh vật. Nhờ
vậy thực phẩm có thể giữ tươi được thời gian lâu dài hơn làm lạnh. Người ta
thường kết thúc quá trình làm đông khi nhiệt độ trung tâm sản phẩm đạt từ -12
o
C