BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----o0o----
TRẦN THỊ LUYỆN
NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ
THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÁ NGỪ CHÙ TRONG
QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN BẰNG ĐÁ LẠNH KẾT HỢP VỚI
CHITIN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP (OLIGOCHITIN)
VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Nha Trang, tháng 06 năm 2015
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----o0o----
TRẦN THỊ LUYỆN
NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ
THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÁ NGỪ CHÙ TRONG
QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN BẰNG ĐÁ LẠNH KẾT HỢP VỚI
CHITIN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP (OLIGOCHITIN)
VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG
Trần Thị Luyện
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
MỤC LỤC ............................................................................................................................. ii
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...........................................................................vi
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 3
1.1 Tổng quan về nguyên liệu.............................................................................................................................3
1.1.1 Đặc điểm sinh hóa, vùng phân bố và cách thức đánh bắt phổ biến ................ 3
1.1.2 Giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu cá ngừ Chù .............................................. 4
1.1.3 Sản lượng đánh bắt và thị trường tiêu thụ ........................................................ 5
1.1.4 Một số cập trong bảo quản và vận chuyển nguyên liệu sau đánh bắt .................. 8
1.2 Một số biến đổi của nguyên liệu trong quá trình bảo quản ..................................................................9
1.2.1 Biến đổi chất lượng cảm quan ......................................................................... 9
1.2.2 Các biến đổi về hóa học ................................................................................. 10
1.2.3 Các biến đổi do vi sinh vật ............................................................................. 15
1.3 Một số phương pháp bảo quản cá ngừ Chù nguyên liệu .................................................................. 19
1.3.1 Phương pháp bảo quản bằng nước đá ........................................................... 19
1.3.2 Phương pháp bảo quản bằng nước đá kết hợp với oligochitin ....................... 21
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 23
2.1 Địa điểm, phòng thí nghiệm và thời gian nghiên cứu ......................................................................... 23
2.2 Vật liệu, dụng cụ, thiết bị và hóa chất nghiên cứu ................................................................................ 23
2.2.1 Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................... 23
oligochitin ............................................................................................................................................................. 38
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 41
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 43
iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá ngừ Chù .................................................... 4
Bảng 1.2. Các hợp chất đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của cá tươi bảo quản
hiếu khí hoặc bao gói cá bằng nước đá hoặc ở nhiệt độ môi trường ........................ 17
Bảng 1.3. Cơ chất và các hợp chất gây biến mùi do vi khuẩn sinh ra trong quá trình
ươn hỏng của cá. ....................................................................................................... 17
Bảng 3.1. Kết quả định lượng Histamin cá ngừ Chù nguyên liệu bảo quản bằng
nước đá kết hợp với oligochitin theo thời gian. ........................................................ 35
Bảng 3.2. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh vật cá ngừ Chù nguyên liệu bảo quản
bằng nước đá kết hợp với oligochitin theo thời gian. ............................................... 37
v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cá ngừ Chù ................................................................................................. 3
Hình 1.2. Một số món ăn bỗ dưỡng từ cá ngừ Chù..................................................... 5
Hình 1.3. Một số sản phẩm từ cá ngừ Chù.................................................................. 6
Hình 1.4. Một số hình ảnh về tình trạng về cơ sở vật chất đánh bắt cá. ..................... 8
Hình 1.5. Sơ đồ biến đổi của cá sau khi đánh bắt. ...................................................... 9
Hình 1.6. Thời gian bảo quản nguyên liệu phụ thuộc vào nhiệt độ. ........................ 19
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của oligochitin ............................................................. 21
adenozin diphotphat
2
AMP
Adenosine monophotphat
3
ATP
adenozin triphotphat
4
DMA
Dimetylamin
5
FA
Formaldehyde
6
HPLC
Trichloro acetic acid
12
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
13
TMAO
Trimetylamin oxyt
14
TMA
Trimetylamin
15
TMP
1,1,3,3-tetra methoxy propane
16
TVB-N
một số thành phần hóa học cá ngừ Chù trong quá trình bảo quản bằng đá lạnh
kết hợp với chitin phân tử lượng thấp (oligochitin) và đề xuất phương án sử
dụng”. Với mục tiêu đánh giá những biến đổi về hóa học nguyên liệu cá ngừ Chù
bảo quản bằng nước đá kết hợp với oligochitin từ đó đề xuất phương án sử dụng và
bảo quản hợp lý giúp kéo dài thời gian bảo quản nhằm nâng cao giá trị sử dụng, giá
trị kinh tế cá ngừ Chù cũng như các loại thủy sản khác.
2
Nội dung của đề tài
1. Xây dựng quy trình bảo quản cá ngừ chù (nguyên liệu) bằng đá lạnh kết hợp với
oligochitin.
2. Phân tích sự biến đổi của một số thành phần hóa học trong thời gian bảo quản.
3. Đề xuất phương án sử dụng và bảo quản cá ngừ chù (nguyên liệu) bằng đá lạnh
kết hợp với oligochitin.
Ý nghĩa khoa học và thực tế của đề tài
- Đánh giá được một số biến đổi trong quá trình bảo quản nguyên liệu cá ngừ Chù
bằng nước đá kết hợp với oligochitin
- Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để giúp ngư dân cũng như các doanh nghiệp trong
việc đánh bắt, thu mua, chế biến thủy sản có thêm kỹ thuật giúp kéo dài thời gian
bảo quản nguyên liệu sau thu hoạch, đồng thời nâng cao thu nhập cho người dân và
nâng cao giá trị kinh tế cho cá ngừ Chù nguyên liệu nguyên liệu nói riêng và thủy
sản nói chung.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là dẫn liệu khoa học về sự biến đổi các thành phần
hóa học trong quá trình bảo quản cá ngừ Chù. Những dẫn liệu này có thể làm tại
liệu tham khảo cho sinh viên.
4
đảo, nơi giàu dinh dưỡng. Là loài cá ngừ cỡ nhỏ sống gần bờ, đi theo đàn, thường
lẫn với cá ngừ ồ và cá ngừ chấm.
Nguồn thức ăn: cá ngừ Chù ăn cá thuộc giống cá nục (Decapterus), mực ống
(Loligo spp.), cá trích (Sardinella spp.), cá cơm (Stolephorus spp.) và cả động vật
phù du như Amphipoda, Copepoda. Trong thành phần thức ăn còn có ấu trùng của
Cephalopoda, Crustacean và Squilla.
Mùa đẻ trứng: Mùa đẻ trứng ở vịnh Bắc Bộ từ tháng 3-8, rộ nhất vào tháng 6-7, ở
vịnh Thái Lan từ tháng 2-7, vùng biển miền Trung từ tháng 4-8. Nhiệt độ thích hợp
cho cá đẻ trứng từ 21-300C.
Ngư cụ khai thác: sử dụng dụng cụ thủ công, chủ yếu là lưới vây, mành…
Kích thước khai thác: dao động 150 - 310 mm, chủ yếu 250-260 mm.
Di cư: cá ngừ Chù thuộc nhóm cá ngừ nhỏ, di cư địa phương nên đánh bắt gần bờ
do đó thời gian bảo quản trên biển tương đối ngắn.
1.1.2 Giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu cá ngừ Chù
Thành phần dinh dưỡng của cá ngừ Chù thể hiện ở bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá ngừ Chù [14].
Thành phần dinh dưỡng trong 100 g thực phẩm ăn được
Thành phần chính
Năng
lượng
Nước Proten Lipid Tro
Kcal
119
Muối khoáng
B1
B2
µg
Mg
PP
C
0,26 0,24 14,7 0
Cá ngừ là một nguồn protein dồi dào, vitamin và khoáng chất, là một cách
tuyệt vời để kích thích khẩu vị trong khi duy trì một chế độ ăn uống cân bằng. Cá
ngừ cũng có thể giúp hạ huyết áp và cholesterol. Nghiên cứu cho thấy omega-3 acid
béo có rất nhiều trong cá nhiều mỡ như cá ngừ, có thể giúp giảm nguy cơ bệnh tim,
5
giảm đau của viêm khớp, giảm biến chứng của bệnh hen suyễn, và là điều cần thiết
trong việc tăng trưởng và phát triển của trẻ nhỏ…
Với sự phát triển nhanh chóng của xã hội hiện đại, đời sống vật chất ngày
càng tang thì vấn đề sức khỏe ngày càng được quan tâm và chú trọng đến sức khỏe
của họ. Cá ngừ là một thực phẩm giàu chất dinh dưỡng và đã trở thành thực phẩm phổ
biến hơn trong cuộc sống hàng ngày.
Hình 1.2. Một số món ăn bỗ dưỡng từ cá ngừ Chù
hộp. Còn sản phẩm cá ngừ xuất khẩu chủ yếu dưới dạng tươi phẩm cấp surimi, tươi
ướp đá, đông lạnh, đóng hộp.
Hình 1.3. Một số sản phẩm từ cá ngừ Chù
Thị trường tiêu thụ [13]
Trong quý I/2015, Việt Nam XK cá ngừ sang 85 thị trường, tăng 10 thị trường
so với cùng kỳ năm 2014. Top 8 thị trường lớn gồm: Mỹ, EU, ASEAN, Nhật Bản,
Israel, Mexico, Canada và Nga; chiếm 85% tổng giá trị XK. Trong đó, giá trị XK
sang thị trường Nhật Bản tiếp tục giảm mạnh: 43,2%; các thị trường dẫn đầu như:
Mỹ giảm 1,2%; EU giảm 15,5%, Đức giảm 4,4%, Italy giảm 54,8%, Israel giảm
49,8%. XK sang ASEAN tăng 29%; Tây Ban Nha tăng 51,6%; Mexico tăng 188%
về giá trị so với QI/2014. Cơ cấu sản phẩm cá ngừ đông lạnh và cá ngừ chế biến đã
tiến dần tới tỷ trọng cân bằng: Cá ngừ (HS 03) chiếm 50,2%; cá ngừ chế biến (HS
16) chiếm 49,8%. So với năm 2014, tỷ trọng cá ngừ chế biến (HS 16) đã tăng 2%.
7
Trong đó, giá trị sản phẩm cá ngừ chế biến khác (thuộc HS 16) tuy chỉ bằng 40%
giá trị cá ngừ đóng hộp nhưng tăng rất mạnh: 50,42% so với cùng kỳ năm 2014. Ba
tháng đầu năm 2015, các DN XK Việt Nam tăng mạnh giá trị XK sản phẩm cá ngừ
vằn chế biến, nổi bật là 3 loại hàng: Cá ngừ hấp dạng loin đông lạnh; cá ngừ hấp
dạng flake đông lạnh và thịt cá ngừ xông khói.
Quý I/2015, Mỹ tiếp tục là thị trường XK số 1 của cá ngừ Việt Nam. Tuy
nhiên, giá trị XK sang thị trường này giảm nhẹ 1,2% so với cùng kỳ năm trước và
đạt 38 triệu USD. Trong tháng 1/2015, giá trị XK cá ngừ sang thị trường Mỹ giảm
mạnh tới 53,3% so với tháng 1/2014. Tuy nhiên, tháng 2 và 3/2015, giá trị XK sang
nhận định. Các doanh nghiệp xuất khẩu cá ngừ cho rằng để đạt chất lượng xuất khẩu,
cá cần được bảo quản ở độ lạnh - 600C nhưng hiện việc bảo quản trên các tàu cá tối đa
chỉ - 450C. “Nhà nước cần hỗ trợ ngư dân nâng cao chất lượng bảo quản trên các tàu
thuyền để bán được cá với giá cao, từ đó có điều kiện bám biển” - ông Nguyễn Xuân
Nam, Giám đốc Công ty TNHH Hải Vương, nói.
Theo ông Võ Kến (ngư dân ở xã Hoài Hải, huyện Hoài Nhơn - Bình Định),
một nguyên nhân khác dẫn đến chất lượng cá giảm là dịch vụ hậu cần ở các cảng
còn kém. “Tại các cảng cá ở Bình Định và Phú Yên, mỗi khi tàu vào, ngư dân phải
vác cá đi một quãng đường rất xa mới đến được bờ thì lấy gì cá còn chất lượng.
Phải thay đổi đồng bộ việc bảo quản cá từ tàu đến bến bãi” - ông Kến kiến nghị.
Tình trạng vệ sinh kém
Tàu cá chưa đạt yêu cầu
Dụng cụ chứa đựng chưa
phù hợp.
Hình 1.4. Một số hình ảnh về tình trạng về cơ sở vật chất đánh bắt cá.
9
Bảo quản là khâu quyết định đến chất lượng cũng như giá trị của sản phẩm.
Vậy nên chúng ta cần phải tìm ra biện pháp tối ưu nhằm nâng cao chất lượng
nguyên liệu, tăng giá trị sử dụng, giá trị kinh tế của sản phẩm.Và hướng sử dụng
nhiệt độ thấp và polisaccharide để bảo quản có nhiều khả quan.
1.2
Một số biến đổi của nguyên liệu trong quá trình bảo quản
thu cỡ lớn thì pH có thể giảm xuống đến mức 5,8-6,0; ở cá ngừ và cá bơn lưỡi ngựa
thì pH giảm xuống đến 5,4-5,6; tuy nhiên pH thấp như vậy ít khi thấy ở các loài cá
xương ở biển. Lượng axit lactic được sản sinh ra có liên quan đến lượng
cacbohydrat dự trữ (glycogen) trong mô cơ khi động vật còn sống. Trạng thái dinh
dưỡng của cá, hiện tượng sốc và mức độ hoạt động trước khi chết cũng có ảnh
hưởng lớn đến hàm lượng glycogen dự trữ và do đó ảnh hưởng đến pH cuối cùng
của cá sau khi chết. Cá bắt lên một thời gian rồi chết có pH = 7, sau đó giảm xuống
đến pH thấp nhất, cá trở nên cứng. pH giảm đến một mức độ nào đó lại tăng lên gần
trung tính, cá lúc này trở nên mềm.
1.2.2.2 Sự phân hủy ATP [9]
Sau khi chết, ATP bị phân hủy nhanh tạo thành inosine monophosphate (IMP)
bởi enzym nội bào (sự tự phân). Tiếp theo sự phân giải của IMP tạo thành inosine
và hypoxanthine là chậm hơn nhiều và được xúc tác chính bởi enzym nội bào IMP
phosphohydrolase và inosine ribohydrolase, cùng với sự tham gia của enzym có
trong vi khuẩn khi thời gian bảo quản tăng. Sự phân giải ATP được tìm thấy song
song với sự mất độ tươi của cá, được xác định bằng phân tích cảm quan.
ATP bị phân hủy xảy ra theo bởi các phản ứng tự phân:
11
Trong tất cả các loài cá, các giai đoạn tự phân xảy ra giống nhau nhưng tốc độ
tự phân khác nhau, thay đổi tùy theo loài. Glycogen và ATP hầu như biến mất trước
giai đoạn tê cứng, trong khi đó IMP và HxR vẫn còn duy trì. Khi hàm lượng IMP và
HxR bắt đầu giảm, hàm lượng Hx tăng lên. pH giảm xuống đến mức thấp nhất ở
giai đoạn tự phân này. ATP như là chất chỉ thị hóa học về độ tươi: Chỉ số hóa học
về độ tươi của cá là biểu hiện bên ngoài bằng cách định lượng, đánh giá khách quan
và cũng có thể bằng cách kiểm tra tự động. Một mình ATP không thể sử dụng để
đánh giá độ tươi bởi vì ATP nhanh chóng chuyển đổi tạo thành IMP. Khi xác định
kết quả, cần chú ý đến inosine và hypoxanthin, chất chuyển hóa cuối cùng của ATP.
kìm hãm biến đổi tự phân giải cần bảo quản ở nhiệt độ thấp, có thể điều chỉnh pH
môi trường bảo quản ức chế hoạt động của enzyme.
1.2.2.4 Sự phân cắt TMAO [9]
Trimetylamin là một amin dễ bay hơi có mùi khó chịu đặc trưng cho mùi thuỷ
sản ươn hỏng. Sự có mặt của trimetylamin trong cá ươn hỏng là do sự khử TMAO
dưới tác dụng của vi khuẩn. Sự gia tăng TMA trong thủy sản phụ thuộc chủ yếu vào
hàm lượng của TMAO trong nguyên liệu cá. TMA được dùng để đánh giá chất
lượng của cá biển. Tiến trình này bị ức chế khi cá được làm lạnh.
Trong cơ thịt của một số loài tồn tại enzym có khả năng phân hủy TMAO
thành dimethylamin (DMA) và formaldehyde (FA).
Enzym xúc tác quá trình hình thành formaldehyt được gọi là TMAO-ase hoặc
TMAO demethylase, nó thường được tìm thấy trong các loài cá tuyết. Ở cá lạnh
đông formaldehyde có thể gây ra sự biến tính protein, làm thay đổi cấu trúc và mất
khả năng giữ nước của sản phẩm. Sự tạo thành DMA và formaldehyde là vấn đề
quan trọng cần quan tâm trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông. Tốc độ hình
13
thành formaldehyde nhanh nhất khi ở nhiệt độ lạnh đông cao (lạnh đông chậm).
Ngoài ra, nếu cá bị tác động cơ học quá mức trong các khâu từ khi đánh bắt đến khi
làm lạnh đông và nếu nhiệt độ trong quá trình bảo quản lạnh đông bị dao động thì
lượng formaldehyde hình thành sẽ tăng.
1.2.2.5 Sự phân giải histidin thành histamine
Cá ngừ được biết đến là loại cá có tỉ lệ cơ thịt đỏ cao chiếm từ 9-11% so với
tổng trọng lượng cơ thể (Theo chương trình nghiên cứu Globefish, Tập 112, FAO
Rome, 2013). Nên thịt cá ngừ có hàm lượng axit amin histidin cao, khi cá chết nếu
nhiệt độ cơ thể trên 70C sẽ nhanh chóng bị khử carbon thành histamine hoặc các
- Giai đoạn lan truyền.
Cơ chế của sự phân hủy hydroperoxide chưa được biết rõ, nhưng có một vài
sự phân hủy hydroperoxide tạo thành aldehyde và ketone mà không cần sự phân cắt
chuỗi cacbon. Các hợp chất tạo thành mùi vị xấu cho sản phẩm được hình thành sau
khi chuỗi cacbon bị phân cắt. Các thành phần này sau khi phân cắt tạo thành các
hợp chất hòa tan trong nước, sau đó có thể bị phân giải dưới tác dụng của vi sinh vật
tạo thành CO2 và H2O.
- Giai đoạn kết thúc.
15
Sự tạo thành gốc tự do do hoạt động của enzym
Dạng phân giải lipid này liên quan đến cả 2 quá trình thủy phân lipid và sự
phân hủy acid béo do hoạt động của enzym lipoxidase. Quá trình thủy phân lipid
gây ra do vi sinh vật hoặc enzym lipase nội tại. Bước đầu tiên của phản ứng này là
sự thủy phân triglyceride tạo thành glycerol và các acid béo tự do. Trong suốt thời
gian bảo quản lạnh cá, sự thủy phân xảy ra do enzym trong nội tạng cá không quan
trọng, lượng acid béo tự do hình thành trong suốt giai đoạn bảo quản khi nhiệt độ
bảo quản gia tăng. Tuy nhiên, không có mối liên hệ giữa hàm lượng acid béo tự do
và mức độ tạo thành gốc tự do. Cơ chế của sự phân hủy acid béo tự do chưa được
biết rõ. Một số vi sinh vật sản xuất enzym lipoxydase kích thích chuỗi acid béo
phản ứng với oxy tạo sản phẩm hydroperoxide, hợp chất này dễ dàng bị phân cắt tạo
thành aldehyde và ketone tạo mùi vị xấu cho sản phẩm.
1.2.3 Các biến đổi do vi sinh vật
1.2.3.1 Sự xâm nhập của vi sinh vật [2]
Thịt của cá sống khỏe mạnh hoặc cá vừa đánh bắt là vô trùng vì hệ thống miễn
dịch của cá ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong thịt cá. Khi cá chết, hệ thống
miễn dịch bị suy giảm và vi khuẩn được tự do sinh sôi phát triển. Trên bề mặt da, vi
trưng như P. phosphoreum đạt đến mức 107-108 cfu/g khi cá hư hỏng (Dalgaard và
cộng sự, 1993).
Copyright: Tài liệu đại học ©