BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRỊNH THỊ KIỀU VY NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH
BẢO QUẢN MỰC NGUYÊN LIỆU BẰNG
OLIGOCHITOSAN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. VŨ NGỌC BỘI
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã số sinh viên : 52130074
Lớp : 52CBTP-1
Cán bộ hướng dẫn : TS. Vũ Ngọc Bội
KHÁNH HÒA - 2014
i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án này,
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ
nhiệm khoa Công nghệ thực phẩm, phòng Đào tạo Đại học và sau Đại học với sự
kính trọng, niềm tự hào khi được học tập tại trường trong những năm qua.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Vũ Ngọc Bội - Trưởng khoa
Công nghệ thực phẩm đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án
tốt nghiệp.
Tôi xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của cô ThS. Nguyễn Thị Mỹ
Trang - Bộ môn Đảm bảo chất lượng và An toàn thực phẩm cùng các thầy cô giáo
trong bộ môn Công nghệ thực phẩm, các thầy cô giáo quản lý phòng thí nghiệm
Hóa - Vi sinh, Công nghệ sinh học, Công nghệ chế biến đã giúp đỡ nhiệt tình và tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện đồ án này.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến gia đình, bạn bè
1.2.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ mực trên thế giới 15
1.2.2. Tình hình xuất khẩu mực tại Việt Nam 16
1.3. PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN LẠNH THỰC PHẨM 18
1.4. GIỚI THIỆU VỀ CHITIN, CHITOSAN VÀ OLIGOCHITOSAN 20
1.4.1. Cấu tạo và tính chất của chitin, chitosan và oligochitosan 20
1.4.1.1. Chitin 20
1.4.1.2. Chitosan 22
1.4.1.3. Oligochitosan 25
1.4.2. Ứng dụng của chitin, chitosan và oligochitosan 26
1.4.2.1. Trong nông nghiệp 26
1.4.2.2. Trong y học 27
1.4.2.3. Trong công nghệ thực phẩm 29
1.4.2.4. Trong công nghệ sinh học 32
iii
1.4.2.5. Trong các ngành công nghiệp khác 33
1.4.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan và oligochitosan ở thế
giới và Việt Nam 35
1.4.3.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan và oligochitosan
trên thế giới 35
1.4.3.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan và oligochitosan ở
Việt Nam 36
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 39
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40
2.2.1. Phương pháp phân tích 40
2.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 41
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 43
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44
3.1. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ OLIGOCHITOSAN TỐI ƯU ĐỂ
BẢO QUẢN MỰC BẰNG DUNG DỊCH OLIGOCHITOSAN PHA TRONG
C 50
3.2.1. Ảnh hưởng của dung môi pha oligochitosan đến sự biến đổi chất lượng
cảm quan của mực bảo quản ở nhiệt độ 6
o
C ± 1
o
C 50
iv
3.2.2. Ảnh hưởng của dung môi pha oligochitosan đến sự biến đổi hàm lượng
NH
3
của mực bảo quản ở nhiệt độ 6
o
C ± 1
o
C 52
3.2.3. Ảnh hưởng của dung môi pha oligochitosan đến sự biến đổi pH của mực
bảo quản ở nhiệt độ 6
o
C ± 1
o
C 53
3.2.4. Ảnh hưởng của dung môi pha oligochitosan đến sự biến đổi hoạt tính
chống oxy hóa của mực bảo quản ở nhiệt độ 6
o
C ± 1
o
C 54
3.3. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH PHƯƠNG THỨC BAO GÓI THÍCH HỢP ĐỂ
BẢO QUẢN MỰC BẰNG DUNG DỊCH OLIGOCHITOSAN PHA TRONG
C 60
3.4. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH BẢO QUẢN MỰC NGUYÊN LIỆU 62
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 64
1. KẾT LUẬN 64
2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 66
PHỤ LỤC 68
v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
COS Oligochitosan
NL Nguyên liệu
TPC Tổng số vi sinh vật hiếu khí (Total Plate Count)
CFU Colony forming unit (đơn vị tạo thành khuẩn lạc)
vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ biến đổi của mực sau khi chết 13
Hình 1.2. Cấu tạo chitin 21
Hình 1.3. Cấu tạo chitosan 22
Hình 1.4. Cấu tạo oligochitosan 25
Hình 2.1. Mực ống Logigo chinensis 39
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ COS đến sự biến đổi tổng điểm cảm quan của
mực bảo quản ở nhiệt độ 4
o
C ± 1
o
C 45
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ COS đến sự biến đổi hàm lượng NH
3
của mực
bảo quản ở nhiệt độ 4
o
C ± 1
o
C 46
o
C 54
Hình 3.8. Ảnh hưởng của phương thức bao gói đến sự biến đổi tổng điểm cảm quan
của mực bảo quản ở nhiệt độ 4
o
C ± 1
o
C 56
Hình 3.9. Ảnh hưởng của phương thức bao gói đến sự biến đổi của hàm lượng NH
3
của mực bảo quản ở nhiệt độ 4
o
C ± 1
o
C 58
Hình 3.10. Ảnh hưởng của phương thức bao gói đến sự biến đổi hoạt tính chống
oxy hóa tổng của mực bảo quản ở nhiệt độ 4
o
C ± 1
o
C 59
Hình 3.11. Ảnh hưởng của phương thức bao gói đến sự biến đổi tổng số vi sinh vật
hiếu khí của mực bảo quản ở nhiệt độ 4
o
C ± 1
o
C 60
1
MỞ ĐẦU
Nội dung của đề tài:
1. Xác định nồng độ oligochitosan thích hợp cho quá trình bảo quản mực
nguyên liệu.
2. Xác định các thông số thích hợp cho quá trình bảo quản mực nguyên liệu
bằng oligochitosan.
3. Đề xuất quy trình hoàn thiện bảo quản mực nguyên liệu bằng
oligochitosan.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Đề tài đã bước đầu thành công trong việc hoàn thiện quy trình bảo quản tươi
mực nguyên liệu bằng oligochitosan. Số liệu của đề tài là các số liệu thực tế góp
phần làm phong phú thêm khả năng ứng dụng oligochitosan trong bảo quản mực
nguyên liệu nhằm đảm bảo chất lượng mực trước khi đưa vào chế biến.
Đồng thời, đó cũng là cơ sở để các tàu đánh bắt thủy sản xa bờ có thể áp
dụng trong quá trình bảo quản nhằm hạn chế sự biến đổi của nguyên liệu sau đánh
bắt, đem lại nguồn nguyên liệu có chất lượng tốt nhất.
3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
- Bộ Octopoda: bao gồm các loài bạch tuộc
Các loài mực có giá trị kinh tế Việt Nam như:
- Mực nang (thuộc bộ Sepioidea) gồm các loài: Sepia aculenta, Sepia
pharaonis, Sepia lysidas.
- Mực ống, mực lá (thuộc bộ Teuthoidea) gồm các loài: Logigo chinensis,
Logigo edunis, Logigo singharenis, Logigo tagoi, Logigo bleckeri, Sepioteuthis
lessoniance.
Mực ống là loài có giá trị kinh tế cao, trong đó có một vài loài phổ biến ở
vùng biển Việt Nam đã được tập hợp và phân loại: loài mực ống Trung Hoa
(Logigo chinensis), loài mực ống Đài Loan ( Logigo formosana), loài mực ống
Logigo tagoi.
1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của mực
Thành phần khối lượng của mực biến động phụ thuộc vào loài, độ thành thục
sinh lý, ngư trường khai thác Trong đó, khối lượng phần thân và đầu chiếm tỷ lệ
cao.
Bảng 1.1. Thành phần khối lượng của mực ống
Bộ phận Thân Chân Túi mực Gan Phần còn lại
Tỷ lệ % 51.9 - 54.6 17.6 - 20.1 6.3 - 10.6 2.4 - 4.6 12.2 - 15.6
Các thành phần hóa học cơ bản trong cơ thể mực như nước, protein, lipit,
gluxit, muối khoáng và vitamin có tỷ lệ khác nhau trong các bộ phận phụ thuộc
giống loài, độ thành thục sinh lý, ngư trường của nguyên liệu mực. Sự khác nhau
về thành phần hóa học và sự biến đổi của chúng làm ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị
và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, đến việc bảo quản tươi nguyên liệu và quá trình
chế biến [6].
Thành phần hóa học căn bản của mực ống và mực nang như sau:
5
Bảng 1.2. Thành phần hóa học cơ bản của mực (%)
Nước Protein Lipit Gluxit Khoáng
6
Bảng 1.4. Hàm lượng acid amin có trong mực ống [6]
STT Acid amin Hàm lượng (mg%) khối lượng tươi
1 Glycin 124
2 Alanin 152
3
-Alanin
18
4 Valin 43
5 Leucine 99
6 Isoleucine 47
7 Prolin 1090
8 Phenylalanin 56
9 Tyrosin 57
10 Serin 48
11 Threonin 47
12 Cystin 12
13 Methionin 49
14 Arginin 79
15 Histidin 19
16 Lysin 69
17 Hydroxylysin 10
Theo Hashimoto các acid amin như glycin, alanin, prolin, valin, methionin,
betain và acid succinic đóng vai trò hỗ trợ tạo đặc tính hương vị của thịt mực. Prolin
với hàm lượng cao trong thịt mực, nó đóng vai trò tạo vị ngọt của thịt mực. Thịt
mực khi luộc có mùi mạnh chủ yếu là do các acid amin chứa lưu huỳnh với nhân là
piperidin dễ bị phá hủy khi xử lý nhiệt với acid hay kiềm yếu [14].
Lipit
20 - 130%
6 B
12
22 - 8%
Nhiều loại vitamin tập trung ở gan mực, mô cơ, râu mực và thịt mực, đặc biệt
các vitamin nhóm B. Hàm lượng của một số vitamin (tính theo mg/kg) như sau:
8
B
12
: 175 ÷ 240 B
2
: 7500 ÷ 11000 PP: 72000
Ngoài ra, cơ thịt mực còn có chứa đầy đủ các nguyên tố khoáng vi lượng cần
thiết cho quá trình chuyển hóa cấu tạo nên nhiều loại enzym và hocmon trong cơ thể
người. Hầu hết các khoáng vi lượng tập trung ở nội tạng cao hơn ở cơ thịt như: Cd,
Cu, Fe tập trung nhiều ở gan còn Mn thì phân tán đều trong toàn bộ cơ thể. Mg, Ca
và P tập trung nhiều ở cơ thịt và các mô.
Bảng 1.7. Các loại chất khoáng trong cơ thể mực (mg%)
Nguyên tố Tính theo trọng lượng tươi Tính theo trọng lượng khô
Fe 7.3 14.1
Al 6.0 11.6
Zn 29.4 56.9
Mn 11.7 22.7
Ca 52.4 101.4
Mg 33.1 64.0
K 158.4 306.6
Khi phân tích 100g mực tươi có:
Chất khô: 15.42% B
Glycin 155.1 Histidin 4.3
Alanin 23.5 Lysin 2.8
Cystin 0.4 Arginin 79.0
Valin 0.4 Hydroxyprolin Vết
Methionin 0.7 Acid aspartic Vết
Isoleucine 0.6 Oxytrimethylamin 92.0
Leucine 1.3 NH
3
5.0
Betain 102.0 Taurin 17.9
Một số hợp chất có trong chất ngấm ra được đặc biệt chú ý trong mực là:[6]
+ Taurin: có tính base yếu dễ tan trong nước, mùi thơm dễ chịu. Hàm lượng
taurin trong mực nang và bạch tuộc khoảng 5g/kg.
10
+ Betain: đây là hợp chất do cholin bị oxy hóa mà thành. Betain có mùi thơm
dễ chịu, trong mực ống có 16g/kg.
+ Oxytrimethylamin (TMO): mang mùi thơm tươi của động vật thủy sản mới
đánh bắt. Oxytrimethylamin dễ bị khử tạo thành trimetylamin (TMA) có mùi tanh
khó chịu của cá chết. Trong mực có chứa 0.93g TMO/kg, trong mực khô chứa 4.17g
TMO/kg.
+ Glycogen: có nhiều trong gan, cơ thịt mực, tạo mùi thơm dễ chịu cho mực.
Trong nhuyễn thể chứa 4.5% glycogen. Ở điều kiện yếm khí, glycogen chuyển hóa
thành acid lactic làm pH môi trường giảm góp phần ức chế vi sinh vật gây thối.
+ Acid succinic: có nhiều trong nhuyễn thể chiếm khoảng 3g/kg mực.
Các sắc tố [14]
Qua nhiều nghiên cứu cho thấy trên thân mực có các sắc tố sau:
+ Chitin: (C
30
H
Vì vậy trong vòng vài giờ sau khi chết màu sắc của da mực biến đổi từ màu sáng
sang màu xám nhạt. Điều này gây nên những vấn đề nghiêm trọng đối với chất
lượng [14].
Giá trị thực phẩm của mực
Thân mực gồm phần đầu (kể cả râu) và phần đuôi (kể cả diềm). Kích thước
các loại mực khai thác từ 20 - 50cm, tỷ lệ phần ăn được 80% khối lượng thân, do
vậy việc lọc fillet đỡ tốn công nhiều hơn so với cá [14].
Ngay từ năm 1956, các nhà khoa học đã nhận thấy giá trị dinh dưỡng cao của
mực ống với thành phần không kém gì so với cá. Thịt mực ống chứa nhiều calo
tương đương thịt cá trắng. Các nhà khoa học cũng nhận định về khả năng tiêu hóa
của pepsin đối với thịt mực ống với các dạng chế biến khác nhau và so sánh khả
năng tiêu hóa các sản phẩm của loài cá thân dẹp. Thịt mực ống có khả năng tiêu hóa
tốt nhất khi luộc chín. Khả năng tiêu hóa của thịt cá thân dẹp ở tất cả các dạng sản
phẩm cao hơn chút ít so với sản phẩm mực ống.
Giá trị dinh dưỡng của nhuyễn thể chân đầu và các loài động vật thủy sản
khác đã được nghiên cứu (dựa trên sự phát triển của chuột). Bạch tuộc đốm trắng
(Octopus vulgaris) có giá trị sinh học là 83.5 ± 0.4, mực ống: 81.7 ± 0.6
và tôm: 74 ± 1.6. Khi so sánh với cá tuyết Merlucceus merluccius là 88.7 ± 0.3 và
cá tuyết Gadus morhua là 82.2 ± 1.5 (Varela, 1962). Những số liệu trên cho thấy
giá trị sinh học của nhuyễn thể chân đầu không thua kém cá [3].
Trong thịt mực có khoảng 30 - 40% protein hòa tan nằm trong tương cơ,
phần còn lại nằm trong sợi cơ. Giá trị dinh dưỡng của protein mực gần giống
12
protein của cá và gia súc, chúng chứa tất cả các acid amin không thay thế với hàm
lượng cao. Lipit trong thịt mực chủ yếu là các acid béo không no, giàu acid amin
không thay thế, nhiều loại vitamin, khoáng với hàm lượng chất vi lượng cao, giàu
iot. Hàm lượng acid amin không thay thế (%) của mực so với trứng nguyên quả là
31.6, tôm là 36.5 và mực là 28.2. Nếu so sánh về thành phần hóa học của mực và
một số thực phẩm khác được nghiên cứu cho thấy mực có lượng chất dinh dưỡng
cao [6], [14].
Hình 1.1. Sơ đồ biến đổi của mực sau khi chết
Giai đoạn tiết nhớt
Đây là giai đoạn đầu tiên của mực sau khi đánh bắt. Lúc này nhớt tiết ra trên
mình mực dạng trong suốt và kéo dài đến thời điểm tê cứng. Lượng nhớt tăng dần,
còn các tế bào sắc tố và tế bào thịt vẫn còn sống, màng tế bào đóng vai trò màng
bán thấm, chỉ cho nước đi ra mà không cho chất dinh dưỡng đi ra. Tế bào chỉ thực
sự chết sau giai đoạn tiết nhớt. Chất nhớt ở đây là những hạt muxin nhỏ thuộc loại
glycoprotein ở trong tổ chức tế bào, sau khi hút nước trương lên tích tụ trong tế bào
rồi dần tiết ra ngoài. Mực trong giai đoạn này cơ thịt mềm mại, màu sắc mực trong
xanh, râu và đầu dính chặt vào thân và còn co giãn được. Một số tác giả cho biết
thời gian tiết nhớt phụ thuộc nhiệt độ bảo quản. Nếu mực bảo quản ở nhiệt độ
10 - 12
o
C thì thời gian tiết nhớt là 7 giờ và ở 20 - 25
o
C là 3 giờ, thời gian sống
tương ứng là 40 - 45 phút và 10 - 15 phút [14].
Giai đoạn tê cứng
Ở giai đoạn này cơ thịt mực săn chắc, màu sắc của thịt mực chuyển từ trong
xanh sang trắng sáng bóng, sắc tố không nháy. Quá trình này là một quá trình phức
Bắt đầu thối rữa
3
Glycogen Acid lactic
Đồng thời có quá trình phân giải ATP (Adenosin triphosphate) gây nên sự
tạo thành actomyosin làm cho cơ co rút.
Khi cơ thịt bị tê cứng, số trung tâm ưa nước trong phân tử protein giảm
xuống do sự tương tác giữa actin và myosin tạo thành actomyosin làm cho mức độ
hydrat hóa của protein giảm xuống.
Giai đoạn tự phân giải
Giai đoạn này xảy ra khi mực còn ở giai đoạn tê cứng làm cơ thịt mực dần
mềm ra. Quá trình này do men nội tại có trong mực tự phân giải. Khi mực còn sống
do sự tồn tại của kháng thể cho nên các loại men thủy phân không hoạt động tự
phân giải tổ chức cơ thịt, nhưng khi mực chết sức chống đỡ mất đi nên hoạt động
của men sẽ dễ dàng. Sau khi bị đình chỉ trao đổi chất vì xảy ra sự phân hủy các liên
kết của những hợp chất liên hợp thành các hệ tạo thành mô cơ và phân giải những
hợp chất chính thành chất đơn giản. Trong quá trình này có nhiều loại men tham gia
nhưng chủ yếu là men cathepsin phân giải protein thành pepton, men trypsin và
enterokinase tiếp tục phân giải các sản vật trung gian thành acid amin. Trong quá
trình này tổ chức cơ thịt mềm mại, hương vị thơm tươi, có độ ẩm lớn. Ở giai đoạn
này ngược với giai đoạn tê cứng, xuất hiện sự phân ly actomyosin thành actin và
myosin. Sự phân ly này dẫn tới làm tăng số lượng trung tâm ưa nước của protein co
rút, làm tăng liên kết nước của mô cơ mực.
Giai đoạn thối rữa
Mực sau khi chết thì quá trình tổng hợp trong cơ thể dừng lại, men trong tổ
chức cơ thịt tiến hành quá trình tự phân giải, đồng thời lúc đó vi sinh vật là tác nhân
chủ yếu tiếp tục phân giải các chất đơn giản như acid amin tạo thành những sản vật
cấp thấp làm cho thịt mực bị thối rữa có mùi hôi, mực trở nên hư hỏng không còn
dùng làm thực phẩm được nữa.
15
1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, TIÊU THỤ MỰC TRÊN THẾ GIỚI VÀ TÌNH
khẩu mực của Mỹ cũng đang có xu hướng giảm nhẹ.
Điểm dự báo đặc biệt của các nhà nghiên cứu quốc tế là trong năm
2014 - 2015, nguồn cung mực trên thế giới sẽ được cải thiện, do đó giá sẽ tương đối
ổn định. Thị trường thủy sản thế giới sẽ trở nên sôi động ở khu vực châu Á - Thái
Bình Dương với sự trỗi dậy của Trung Quốc và Ấn Độ. Ấn Độ đang tích cực phát
triển nguồn nguyên liệu, còn Trung Quốc cho thấy họ có thể chi phối thị trường khi
trở thành một trong những nhà nhập khẩu hàng đầu, nhất là với sản phẩm giá rẻ.
1.2.2. Tình hình xuất khẩu mực tại Việt Nam
Việt Nam là nước đứng thứ 3 toàn cầu về số lượng nhà máy đạt tiêu chuẩn
EU, đứng thứ 4 thế giới về xuất khẩu thủy sản và đứng thứ 5 về giá trị kim ngạch
xuất khẩu hàng năm trong các ngành hàng xuất khẩu của quốc gia. Xuất khẩu mực
của Việt Nam sang các nước ASEAN đang có xu hướng tăng lên, trái lại xuất khẩu
sang các thị trường truyền thống như Nhật Bản, Hàn Quốc và EU lại đang giảm đi.
Năm 2013, mặc dù suy thoái kinh tế tài chính diễn ra nhiều nơi nhưng riêng
thị trường thủy sản hầu như không mấy ảnh hưởng mà liên tục mở rộng, phát triển
về quy mô và sự ảnh hưởng của nó. Thủy sản Việt Nam đang tiếp cận hàng trăm
quốc gia, mở rộng việc nuôi trồng, tiêu thụ và xuất khẩu thủy sản, năm sau cao hơn
năm trước.
Năm 2013 là năm thành công của xuất khẩu mực Việt Nam. Vượt qua những
thử thách lớn về dịch bệnh, sự thắt chặt thị trường, tình hình thiếu vốn…ngành đã
đã ổn định được sản xuất và tiêu thụ với kết quả khả quan hơn cả mong đợi.
Năm 2013, Mỹ vẫn là thị trường nhập khẩu thủy sản lớn nhất của Việt Nam,
chiếm 21.89% tổng kim ngạch xuất khẩu. Bước sang 2014, tình hình có lẽ vẫn khả
quan khi các mặt hàng thủy sản Việt Nam ngày càng chiếm được cảm tình của các
thị trường khó tính như Mỹ, EU, Nga, Nhật [16].
Tình hình xuất khẩu mực, bạch tuộc sang Nga có những bước tăng trưởng
đáng kể. Năm 2013, xuất khẩu mực, bạch tuộc sang thị trường Nga có những
chuyển biến bất ngờ. Sau 3 năm xuất khẩu mực, bạch tuộc giảm thì ngược lại, từ
Copyright: Tài liệu đại học ©