Tối ưu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ và ứng dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng (litopenaeus vannamei)

MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CẢM ƠN iv LỜI CAM ĐOAN xi DANH MỤC BẢNG xv DANH MỤC HÌNH xvii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xviii TÓM TẮT KHÓA LUẬN xix LỜI MỞ ĐẦU xx CHƢƠNG TỔNG QUAN .1 1.1 Giới thiệu tôm thẻ chân trắng 1.1.1 Đặc điểm sinh học .1 1.1.2 Hình thái, cấu trúc .2 1.1.3 Đặc điểm sinh sản .2 1.1.4 Thành phần hóa học tơm 1.2 Các biến đổi tôm thẻ chân trắng trình bảo quản 1.2.1 Biến đổi mặt cảm quan 1.2.2 Biến đổi hóa học 1.2.3 Biến đổi hóa sinh .8 1.2.4 Biến đổi vi sinh 1.3 Tình hình khai thác, ni trồng tơm thẻ chân trắng ngồi nƣớc 10 1.3.1 Sản lƣợng khai thác tự nhiên 10 1.3.2 Tình hình ni trồng tơm thẻ chân trắng nƣớc 10 1.3.3 Tình hình ni trồng tơm thẻ chân trắng nƣớc 10 1.4 Các phƣơng pháp bảo quản tôm sau thu hoạch 11 1.4.1 Bảo quản sống 11 1.4.2 Bảo quản lạnh 11 1.4.3 Bảo quản đông lạnh 12 1.4.4 Bảo quản hóa chất kết hợp với nƣớc đá 12 1.4.5 Phƣơng pháp "ngủ đông" 13 1.4.6 Bảo quản tôm acid ascorbic hợp chất đƣờng khử 13 xii 1.4.7 Một số phƣơng pháp khác 15 1.5 Giới thiệu bơ hoạt tính chống oxy hóa hạt bơ 16 1.6 Phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm 18 1.6.1 Phƣơng án cấu trúc có tâm 20 1.6.2 Phƣơng án trực giao cấp hai 22 1.6.3 Thiết lập toán quy hoạch thực nghiệm 25 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu – Dụng cụ - Thiết Bị - Hóa chất 26 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 26 2.1.2 Dụng cụ 26 2.1.3 Thiết bị 26 2.1.4 Hóa chất 26 2.2 Sơ đồ nghiên cứu 26 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 27 2.3.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 27 2.3.2 Phƣơng pháp xác định độ ẩm nguyên liệu 27 2.3.3 Xác định hiệu suất trích ly 28 2.3.4 Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa cao ethanol 28 2.3.4.1 Xử lý tôm 28 2.3.4.2 Phƣơng pháp đánh giá khả ức chế trình peroxide hóa lipid (phƣơng pháp TBARS)………………………………………………………………………………………………………………………28 2.3.5 2.4 Phƣơng pháp đánh giá cảm quan biến đen tôm 30 Phƣơng pháp xử lý số liệu 33 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 34 3.1 Độ ẩm hạt bơ 34 3.2 Kết thí nghiệm thăm dị khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến quy trình trích ly 34 3.2.1 Khảo sát thành phần dung mơi trích ly 34 3.2.2 Khảo sát nhiệt độ trích ly 35 3.2.3 Khảo sát nhiệt độ sấy 35 3.3 Kết quy hoạch thực nghiệm yếu tố ảnh hƣởng đến quy trình trích ly 36 3.3.1 Kết đánh giá khả ức chế q trình peroxide hóa lipid (phƣơng pháp TBARS) 37 3.3.2 Kết đánh giá cảm quan biến đen tôm 39 xiii 3.4 Tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ 40 3.4.1 Xây dựng mối quan hệ yếu tố ảnh hƣởng đến hàm mục tiêu 40 3.4.2 Xây dựng giải toán tối ƣu mục tiêu 45 3.5 Xây dựng quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng vào bảo quản tôm 45 3.6 So sánh khả chống oxy hóa cao ethanol Natri metabisulfite 48 CHƢƠNG KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 52 xiv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lƣợng acid amin 100g thịt tôm thuộc họ Penaeidae Pandalidae Bảng 1.2 Hàm lƣợng lipid 100g tôm thuộc họ Penaeidae Pandalidae Bảng 1.3 Thành phần dinh dƣỡng có 100g thịt tơm họ Penaeidae Pandalidae Bảng 1.4 Thành phần hóa học hạt bơ Bảng 1.5 Số thí nghiệm N số hệ số m phƣớng án cấu trúc tâm bậc ba, k yếu tố Bảng 1.6 Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm cấp hai, hai yếu tố Bảng 1.7 Bảng giá trị α2 theo số yếu tố k số thí nghiệm n0 tâm phƣơng án Bảng 1.8 Ma trận quy hoạch trực giao cấp hai, hai yếu tố Bảng 2.1 Kết đo độ hấp thu dung dịch MDA bƣớc sóng 532 nm với nồng độ khác Bảng 2.2 Các mức yếu tố ảnh hƣởng Bảng 2.3 Ma trận TYT 22 Bảng 2.4 Ma trận quy hoạch với biến ảo TYT 22 Bảng 3.1 Hiệu suất trích ly thu hồi cao ethanol Bảng 3.2 Giá trị TBARS mẫu tôm sau ba ngày bảo quản 20C Bảng 3.3 Điểm đánh giá cảm quan mẫu tôm sau ba ngày bảo quản 20C Bảng 3.4.a Mô hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y – giá trị TBARS Bảng 3.4.b Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y - giá trị TBARS (tt) Bảng 3.4.c Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y – giá trị TBARS (tt) Bảng 3.5 Gía trị hệ số PTHQ thực nghiệm Bảng 3.6 Phƣơng sai tái xv Bảng 3.7 Sai số hệ số PTHQ Bảng 3.8 Kiểm tra tính ý nghĩa hệ số theo tiêu chuẩn Student Bảng 3.9 Sự phù hợp hệ số theo tiêu chuẩn Student Bảng 3.10 Kết tính ̂ (y- ̂)2 hàm giá trị TBARS Bảng 3.11 Kiểm định Fisher PTHQ Bảng 3.12 Tìm giá trị nhỏ xvi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tơm thẻ chân trắng Hình 1.2 Cơ chế tƣợng biến đen tơm Hình 1.3 Quả bơ hạt bơ Hình 1.4 Bài tốn quy hoạch thực nghiệm Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu Hình 2.2 Phản ứng MDA TBA Hình 2.3 Đƣờng chuẩn MDA Hình 2.4 Sơ đồ mơ tả đối tƣợng cơng nghệ quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng bảo quản tơm thẻ chân trắng Hình 3.1 So sánh thay đổi giá trị TBARS mẫu tôm thẻ chân trắng bảo quản 20C cao ethanol trích ly từ dung mơi khác Hình 3.2 So sánh thay đổi giá trị TBARS mẫu tôm thẻ chân trắng bảo quản 20C cao ethanol trích ly nhiệt độ khác Hình 3.3 So sánh thay đổi giá trị TBARS mẫu tôm thẻ chân trắng bảo quản 20C cao ethanol sấy nhiệt độ khác Hình 3.4 Giá trị TBARS mẫu tôm thẻ chân trắng sau ba ngày bảo quản 20C Hình 3.5 Kết đánh giá cảm quản biến đen mẫu tôm thẻ chân trắng sau ba ngày bảo quản 20C Hình 3.6 Sơ đồ quy trình điều chế cao ethanol với thơng số tối ƣu Hình 3.7 Quy trình bảo quản tơm Hình 3.8 So sánh giá trị TBARS hai mẫu tôm sau năm ngày bảo quản cao ethanol natri metabisulfite xvii TCA DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Acid Trichloracetic TBA Acid Thiobarbituric MDA Malondialdehyde PE Polyetylen QHTN Quy hoạch thực nghiệm PTHQ Phƣơng trình hồi quy GAE Gallic acid equi-valent TBARS Thiobarbituric acid reactive substances xviii TĨM TẮT KHĨA LUẬN Tơm đối tƣợng quan trọng ngành thuỷ sản, chiếm tỷ lệ 70 - 80% tổng kim ngạch xuất toàn ngành Tuy nhiên gía trị xuất mặt hàng cịn thấp tƣợng biến đen oxy hóa lipid tơm làm giảm chất lƣợng tôm khiến cho giá thành bị hạ Phƣơng pháp sử dụng hóa chất chống oxy hóa hạn chế tƣợng biến đen oxy hóa lipid nhƣng gây ảnh hƣởng đến mùi vị, màu sắc tôm nhƣ sức khỏe ngƣời tiêu dùng nhƣ thƣờng xun ăn tơm bảo quản hóa chất Do đó, nghiên cứu sử dụng chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên ngày đƣợc quan tâm Vì chúng tơi tiến hành tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng Kết thu đƣợc nhƣ sau: Trong mẫu cao ethanol thu đƣợc sau trích ly điều kiện nhiệt độ 650C, 700C 750C với thành phần dung mơi trích ly 70% ethanol/30% nƣớc cất, 80% ethanol/20% nƣớc cất 90% ethanol/10% nƣớc cất, mẫu cao cho hiệu bảo quản tơm thẻ chân trắng (ở 20C, sau ngày) đạt chất lƣợng tốt mẫu cao đƣợc trích ly nhiệt độ 700C dung môi 80% ethanol/20% nƣớc cất, tƣơng ứng với giá trị TBARS 2,283 mg MDA/kg thịt tơm Mẫu cao bảo quản tơm có chất lƣợng thấp mẫu cao đƣợc trích ly 750C dung môi 90% eathanol/10% nƣớc cất, tƣơng ứng với giá trị TBARS 2,810 mgMDA/kg thịt tôm Sau giải tốn tối ƣu, chúng tơi xác định đƣợc thơng số nhiệt độ trích ly tối ƣu 700C thành phần dung môi tối ƣu 80% eathanol/20% nƣớc cất, tƣơng ứng với giá trị TBARS thấp 2,187 mg MDA/kg thịt tơm Thí nghiệm so sánh khả chống oxy hóa cao ethanol với natri metabisulfite sau năm ngày bảo quản cho thấy cao ethanol có hoạt tính chống oxy hóa mạnh so với natri metabisulfite Do vậy, tƣơng lai không xa việc ứng dụng cao ethanol vào làm phụ gia vào bảo quản tơm, thay cho hóa chất triển vọng lớn, đầy tiềm xix LỜI MỞ ĐẦU Trong nhiều năm qua, tôm sản phẩm từ tôm chiếm tỷ trọng lớn cấu mặt hàng thủy sản xuất Việt Nam Năm 2010, xuất tôm Việt Nam đem 2,1 tỉ USD, năm 2011 2,4 tỉ USD năm 2012 2,25 tỉ USD Dự báo năm tiếp theo, tôm chiếm giữ vị trí dẫn đầu cấu mặt hàng xuất thủy sản đất nƣớc (VASEP, 2013) Cho đến lồi tơm đƣợc ni phổ biến tơm sú tôm xanh, sản lƣợng cao tôm sú Nhƣng năm gần đây, tôm thẻ chân trắng đƣợc ni nhiều, đặc tính dễ nuôi, suất gấp hai lần nuôi tôm sú hiệu kinh tế cao, góp phần tạo thêm đa dạng mặt hàng tôm, phục vụ nhu cầu xuất tiêu thụ nội địa Tuy nhiên, tôm nói chung tơm thẻ chân trắng nói riêng có hệ enzyme vi sinh vật đa dạng, hoạt động mạnh nên khó bảo quản Một biến đổi chất lƣợng thƣờng gặp tôm trình bảo quản tƣợng biến đen Hiện tƣợng biến đen biểu giảm giá trị dinh dƣỡng tơm, nhƣng làm giảm giá trị cảm quan dẫn đến giá thành sản phẩm bị hạ theo Để hạn chế biến đen giữ giá trị cho tôm, ngƣời ta thƣờng sử dụng hợp chất nhƣ sulphite, clorin, polyphosphate… chất hóa học có khả chống biến đen giữ đƣợc độ tƣơi nguyên liệu hiệu nhƣng quy định mang tính pháp lý an tồn thực phẩm nhiều nƣớc không cho phép hạn chế dụng chất Vì dƣ lƣợng chúng sản phẩm ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời sử dụng Cho nên ngƣời ta hƣớng đến sử dụng chất có nguồn gốc tự nhiên, ví dụ vài lồi thực vật có chứa hợp chất chống oxy hóa cao nhƣ trà xanh, nấm rơm, rau mùi, hạt nho, hạt bơ, Theo nghiên cứu đại học quốc gia Singapore hạt bơ có chứa 70% chất chống oxy hóa có nguyên bơ, nhƣng chƣa có nhiều nghiên cứu mở rộng phạm vi sử dụng hạt bơ vào lĩnh vực nhƣ bảo quản thực phẩm, thực phẩm chức năng,…Vì vậy, với mong muốn tìm phụ gia có khả bảo quản tôm, làm giảm tƣợng biến đen oxy hóa lipid tơm, đề tài: “Tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng” đƣợc triển khai với:  Mục tiêu nghiên cứu - Tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ - Áp dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng  Nội dung nghiên cứu - Tổng quan lồi tơm thẻ chân trắng - Tổng quan tình hình khai thác, ni trồng bảo quản tôm thẻ chân trắng xx - Quy hoạch thực nghiệm khảo sát ảnh hƣởng thành phần dung môi, nhiệt độ sấy nhiệt độ trích ly đến quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ - Áp dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng - Giải tốn thực nghiệm, tìm thơng số tối ƣu  Phƣơng pháp nghiên cứu - Tổng hợp tài liệu để hiểu rõ đề tài nghiên cứu - Nghiên cứu thực nghiệm, quy hoạch thực nghiệm tối ƣu hóa thực nghiệm - Xử lý số liệu giải thích kết - Đƣa kết luận kiến nghị  Ý nghĩa khoa học Những kết thu nhận đƣợc sau tiến hành tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng vào bảo quản tơm thẻ chân trắng quy mơ phịng thí nghiệm, sở khoa học cho nghiên cứu điều chế phụ gia bảo quản tôm sau xxi Mẫu tơm đƣợc bảo quản cao ethanol có giá trị TBARS thấp so với mẫu đối chứng (mẫu nƣớc cất) cao ethanol điều chế từ hạt bơ có chứa chất chống oxi hóa 3.3.2 Kết đánh giá cảm quan biến đen tôm Kết đánh giá cảm quan biến đen tôm đƣợc thể qua bảng 3.3 : Bảng 3.3 Điểm cảm quan biến đen tôm sau ba ngày bảo quản 20C Điểm cảm Mẫu Kí hiệu quan Nƣớc cất NC 3,7 E765 3,2 E770 2,3 E775 2,4 E865 2,4 E870 2,2 E875 2,2 E965 2,8 E970 2,0 E975 3.1 Dung mơi Ethanol/nƣớc: 70/30 Nhiệt độ trích ly: 65 C Dung môi Ethanol/nƣớc: 70/30 Nhiệt độ trích ly: 70 C Dung mơi Ethanol/nƣớc: 70/30 Nhiệt độ trích ly: 75 C Dung mơi Ethanol/nƣớc: 80/20 Nhiệt độ trích ly: 65 C Dung mơi Ethanol/nƣớc: 80/20 Nhiệt độ trích ly: 70 C Dung mơi Ethanol/nƣớc: 80/20 Nhiệt độ trích ly: 75 C Dung mơi Ethanol/nƣớc: 90/10 Nhiệt độ trích ly: 650C Dung mơi Ethanol/nƣớc: 90/10 Nhiệt độ trích ly: 70 C Dung mơi Ethanol/nƣớc: 90/10 Nhiệt độ trích ly: 750C 39 BIỂU ĐỒ SO SÁNH ĐIỂM CẢM QUAN BIẾN ĐEN GIỮA CÁC MẪU TÔM 3.70 3.5 3.20 3.10 NC E975 E775 E965 2.80 2.5 E765 2.30 2.40 2.40 2.20 2.00 2.20 E970 E770 1.5 E875 E865 0.5 10 E870 Hình 3.5 Kết đánh giá cảm quan biến đen xuất tôm thẻ chân trắng sau ba ngày bảo quản 20C  Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ, dễ dàng nhận thấy điểm cảm quan biến đen mẫu tôm đƣợc bảo quản cao ethanol thấp đáng kể so với mẫu nƣớc cất (mẫu đối chứng) Điểm cảm quan biến đen mẫu tôm đƣợc bảo quản mẫu cao trích ly 700C dung môi ethanol 90 % thấp (2,0) Mẫu tơm đƣợc bảo quản mẫu cao trích ly 650C dung môi ethanol 70% mẫu tôm đƣợc bảo quản mẫu cao trích ly 750C dung mơi ethanol 90% hai mẫu có điểm cảm quan cao ( lần lƣợt 3,2 3,1) Điểm cảm quan biến đen mẫu tơm cịn lại có chênh lệch khơng nhiều 3.4 Tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ 3.4.1 Xây dựng mối quan hệ yếu tố ảnh hƣởng đến hàm mục tiêu Tiến hành thực nghiệm theo mức yếu tố ảnh hƣởng bảng 2.2 để xác định giá trị hàm mục tiêu Kết đƣợc trình bày bảng 3.4.a dƣới đây: Bảng 3.4.a Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y – giá trị TBARS 40 x - x - 0,667 0,667 0,333 0,333 2,810 -1 0,333 0,333 2,513 -1 -1 0,333 0,333 2,678 -1 -1 0,333 0,333 2,744 1 0 0,333 -0,667 2,052 -1 0 0,333 -0,667 2,579 1 -0,667 0,333 2,348 -1 -0,667 0,333 2,480 0 -0,667 -0,667 2,283 Stt x0 x1 x2 x1 x2 1 1 -1 y Bảng 3.4.b Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y- giá trị TBARS (tt) x x 1 1 0,111 0,111 1 1 0,111 0,111 1 1 0,111 0,111 1 1 0,111 0,111 1 0 0,111 0,444 1 0 0,111 0,444 1 0,444 0,111 1 0,444 0,111 x 41 x x x 0 0,444 0,444 6 2 Bảng 3.4.c Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y- hiệu suất trích ly tinh dầu (tt) x0y x1 y x2y x12y x1‟y x2‟y 2,810 2,810 2,810 2,810 0,936 0,936 2,513 -2,513 2,513 -2,513 0,837 0,837 2,678 2,678 -2,678 -2,678 0,892 0,892 2,744 -2,744 -2,744 2,744 0,914 0,914 2,052 2,052 0 0,683 -1,369 2,579 -2,579 0 0,859 -1,720 2,348 2,348 -1,566 0,782 2,480 -2,480 -1,654 0,826 2,283 0 -1,523 -1,523 22,487 -0,296 -0,231 0,363 0,377 0,574 Áp dụng phƣơng pháp tính tốn phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm tối ƣu hóa, tính đƣợc hệ số PTHQ trình bày bảng 3.4 Bảng 3.5 Giá trị hệ số PTHQ thực nghiệm b0 b1 b2 b12 b11 b22 2.499 -0.049 -0.039 0.091 0.189 0.287 Tiến hành thêm thí nghiệm tâm để xác định phƣơng sai tái Bảng 3.6 Phƣơng sai tái n0 y (y- ̅)2 2,283 0,004 2,250 0,001 2,184 0,002 42 2,316 0,009 2,085 0,019 Y 2,2236 Tổng 0,034 0,0085 Sth 0,092 Bảng 3.7 Sai số hệ số PTHQ Sb0 Sb1 Sb2 Sb12 Sb11 Sb22 0,031 0,038 0,038 0,046 0,065 0,065 Tính ý nghĩa hệ số PTHQ đƣợc kiểm định theo tiêu chuẩn Student Bảng 3.8 kiểm tra tính ý nghĩa hệ số theo tiêu chuẩn Student tb0 tb1 tb2 tb12 tb11 tb22 80,613 1,289 1,026 1,978 2,908 4,415 Tra bảng (f2)= t0,05(4) = 2,78 với p = 0,05 f2 = n0 - = - = Các hệ số tb < (f2) bị loại khỏi PTHQ Bảng 3.9 Sự phù hợp hệ số theo tiêu chuẩn Student tb0 tb1 tb2 tb12 tb11 tb22 80,613 1,289 1,026 1,978 2,908 4,415 Nhận Loại Loại Loại Nhận Nhận Từ tìm đƣợc PTHQ cho hàm y- giá trị TBARS y = 2,499+ 0,189 (x - )+ 0,287(x - ) (3.1) Dựa vào PTHQ (3.1) tính đƣợc y (y-y)2 Bảng 3.10 Kết tính ŷ (y-ŷ)2 hàm giá trị TBARS ŷ (y-ŷ)2 2,658 0,0231 43 2,658 0,0210 2,658 0,0004 2,658 0,0074 2,370 0,1011 2,370 0,0437 2,469 0,0146 2,469 0,0001 2,182 0,0102 22,492 0,2216 Tính phƣơng sai dƣ để kiểm tra tƣơng thích PTHQ (3.1) so với thực nghiệm Bảng 3.11 Kiểm định Fisher PTHQ 0,0369 0,0085 F 4,345 F0,95(6,4) 6,2 *Vì F < F0,95(6,4) với f1 = N – l = 9-3 =6 nên PTHQ (3.1) tƣơng thích với thực nghiệm Sau xử lý số liệu thu đƣợc từ thực nghiệm, tính tốn hệ số PTHQ , kiểm tra có nghĩa hệ số theo tiêu chuẩn Student, kiểm tra tƣơng thích PTHQ với kết thực nghiệm theo tiêu chuẩn Fisher, rút gọn công thức (3.1) thu đƣợc PTHQ cho hàm y- giá trị TBARS: y = 2,182 + 0,189x +0,287x (3.2) 44 Nhìn vào PTHQ thấy quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ chịu ảnh hƣởng hai yếu tố thành phần dung mơi trích ly nhiệt độ trích ly hai yếu tố ảnh hƣởng mức bậc hai 3.4.2 Xây dựng giải toán tối ƣu mục tiêu Mục tiêu giá trị TBARS đo đƣợc sau thời gian bảo quản tôm thẻ chân trắng thấp nhất, để đạt đƣợc điều cao ethanol phải có khả chống oxy hóa tốt nhất, mà quy trình trích ly có hai yếu tố thành phần dung mơi trích ly X1 (% ethanol) nhiệt độ trích ly X2 (0C) tác động làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng cao ethanol Bài toán tối ƣu mục tiêu đƣợc hình thành nhƣ sau: Tìm xopt = (x1opt, x2opt) ϵ ΩX = { x x 1} để ymin = y(xopt) = f(x1, x2)  Giải toán tối ƣu mục tiêu cho hàm giá trị TBARS Bảng 3.12 Tìm giá trị nhỏ x1 x2 y = f(x) 0 2,182 Xử lý số liệu phần mềm Solver Excel 2013 tính đƣợc giá trị nhỏ cùa hàm mục tiêu ̅ giá trị TBARS ymin = 2,182 , x1= 0, x2 = Điều kiện -1 x1, x2 Từ giá trị x1opt , x2opt thu đƣợc, thực chuyển biến mã hóa x1, x2 thành số tự nhiên X1 , X2 cách chuyển trục tọa độ từ hệ trục không thứ nguyên sang hệ trục tự nhiên cơng thức, cuối ta tìm đƣợc giá trị để tối ƣu hóa quy trình trích ly : X1 = 10x1 + 80 = 10.0 + 80 = 80% X2 = 5x2 +70 = 5.0 + 70 =700C Vậy, sau tính tốn mơ hình thực nghiệm, mẫu cao ethanol bảo quản tôm đạt chất lƣợng tốt đƣợc điều chế cách trích ly nhiệt độ 700C dung môi 80% ethanol 20% nƣớc 3.5 Xây dựng quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng vào bảo quản tôm 45 Hạt bơ Xử lý sơ Sấy Nhiệt độ: 60 – 700C Xay Dung môi: Trích ly 80% ethanol 20% nƣớc cất Lọc Nhiệt độ C bã Cô quay Sấy Nhiệt độ: 600C Cao ethanol Hình 3.6 Sơ đồ quy trình điều chế cao ethanol với thông số tối ƣu  Thuyết minh quy trình  Xử lý sơ Hạt bơ sau tách khỏi quả, đƣợc rửa sạch, bóc vỏ hạt, đƣa sấy Sấy  Hạt bơ đƣợc sấy khô tủ sấy nhiệt độ 600C – 700C đến khối lƣợng không đổi  Xay Hạt bơ sau sấy khô đƣợc đem cắt lát mỏng để thuận tiện cho trình xay Cho lát hạt bơ cắt lát vào máy xay Tiến hành xay đến bột mịn hồn tồn, q trình nhằm làm giảm kích thƣớc hạt bột, tăng diện tích tiếp xúc với dung mơi, giúp cho q trình trích ly đạt hiệu cao Bột hạt bơ sau sấy xay có màu vàng nâu 46  Trích ly Tiến hành cân bột hạt bơ cho vào bình tam giác, rót dung mơi ethanol/nƣớc với tỷ lệ thành phần 80% ethanol 20% nƣớc vào bình tam giác cho lƣợng dung mơi ngập bề mặt bột, bọc giấy bạc cho kín miệng bình, lắc cho bột khơng bị vón cục đem trích ly 700C bể điều nhiệt Trong q trình trích ly, tiến hành lắc dung mơi phân bố Sau lƣợt trích xong, tiến hành thay dung mơi để tăng hiệu trích ly giúp q trình trích ly diễn nhanh Thực trích bột hạt bơ nhạt màu  Lọc Dịch trích sau đƣợc đem lọc giấy lọc để loại bỏ bã, thu nhận dịch lọc  Cô quay Phần dịch lọc thu đƣợc đƣợc cho vào bình cầu tiến hành cô quay hệ thống cô quay chân không Tiến hành cô quay nhiệt độ dƣới 700C  Sấy đối lƣu Sau cô quay, tiến hành sấy nhiệt độ 600C khơ hồn tồn Lúc ta thu đƣợc cao ethanol Cao ethanol Pha loãng Tỉ lệ cao: nƣớc = 1:25 (w/v) Nước Ngâm Tôm thẻ chân trắng Làm Tỉ lệ tôm: dịch c o : (w/v) thời gi n: phút Thời gian: phút Bảo quản Hình 3.7 Sơ đồ quy trình bảo quản tôm thẻ chân trắng cao ethanol  Giải thích quy trình:  Pha lỗng: Cao ethanol đƣợc hịa tan nƣớc cất theo tỉ lệ 1:25 (w/v), tan hồn tồn 47  Ngâm: Tơm thẻ chân trắng với quy cách 30-40 con/kg đƣợc rửa sạch, làm chết cách sốc nhiệt nƣớc đá, làm nƣớc, sau đƣợc cho vào ngâm dịch cao ethanol với tỉ lệ 1:2 (w/v) thời gian 15 phút  Làm ráo: Tôm sau ngâm xong đƣợc vớt để hai phút  Bảo quản: Tôm thẻ chân trắng đƣợc xếp vào đĩa giấy bọc kín lại màng bọc thực phẩm nhằm hạn chế tiếp xúc với oxy khơng khí Cuối tơm đƣợc bảo quản nhiệt độ 20C 3.6 So sánh khả chống oxy hóa cao ethanol Natri metabisulfite Khả chống oxy hóa cao ethanol metabisulfite đƣợc thể qua biểu đồ dƣới đây: (Mẫu cao ethanol đƣợc sử dụng thí nghiệm mẫu cao đƣợc điều chế với điều kiện tối ƣu) So sánh giá trị TBARS mẫu tôm mg MDA/kg thịt tôm cao ethanol Natri metabisulfite 0 Thời gian bảo quản (ngày) Hình 3.8 So sánh thay đổi giá trị TBARS hai mẫu tôm đƣợc bảo quản 20C ethanol natri metabisulfite  Nhận xét: Nhìn chung giá trị TBARS hai mẫu tôm tăng sau ngày bảo quản đạt giá trị cao ngày thứ năm Ở tất ngày, mẫu tôm đƣợc bảo quản cao ethanol cho giá trị TBARS thấp mẫu tơm quản natri metabisulfite Thí nghiệm cho thấy, mẫu cao ethanol tối ƣu có khả chống oxy hóa mạnh so với natri bisulfite sau ngày bảo quản Do cao ethanol đƣợc điều chế điều kiện tối ƣu có tiềm lớn đƣợc ứng dụng vào bảo quản tôm, thay cho hóa chất 48 CHƢƠNG KẾT LUẬN Sau tiến hành quy hoạch thực nghiệm khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng, với việc tiến hành đánh giá cảm quan biến đen mẫu tơm đánh giá khả ức chế q trình peroxide lipid hóa cao eathanol phƣơng pháp TBARS , phƣơng pháp xử lý số liệu, giải tốn tối ƣu chúng tơi thu đƣợc kết nhƣ sau: Trong chín mẫu cao ethanol đƣợc trích ly điều kiện nhiệt độ 650C, 700C 750C trích ly dung mơi có thành phần % ethanol % nƣớc 70% ethanol 30% nƣớc, 80% ethanol 20% nƣớc, 90% ethanol 10% nƣớc mẫu cao ethanol bảo quản tơm có chất lƣợng tốt đƣợc trích ly nhiệt độ 700C dung mơi 80% eathanol 20% nƣớc cất Nhìn chung khả chống oxy hóa cao ethanol (tối ƣu) mạnh so với natri metabisulfite Cùng với nguồn gốc thiên nhiên, an toàn cần tiến hành nghiên cứu sản xuất, đƣa cao ethanol vào làm phụ gia bảo quản tôm, thay cho loại hóa chất  Kiến nghị : Cao ethanol đƣợc điều chế từ hạt bơ có hoạt tính chống oxy hóa cao, có khả ứng dụng làm phụ gia dùng để bảo quản tôm tƣơi quy mô công nghiệp Tuy nhiên, đề tài tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứnng dụng bảo quản tôm đƣợc tiến hành quy mơ phịng thí nghiệm, điều kiện thực nghiên cứu hạn chế nhiều mặt nhƣ trang thiết bị nhỏ cơng suất thấp khó đáp ứng đƣợc trình nghiên cứu với lƣợng nghuyên liệu lớn nên hiệu suất thu hồi cao eathanol thấp, chất lƣợng sản phẩm sau q trình điều chế khơng cao Ngồi ra, thời gian thực đề tài cịn hạn chế, dừng lại tốn tối ƣu hóa hai yếu tố ảnh hƣởng đến quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ nên chƣa thể tiến hành nghiên cứu sâu Do đó, cần nghiên cứu phƣơng pháp trích ly để nâng cao hiệu suất thu hồi, nhƣ chất lƣợng cao eathanol, từ hồn thiện quy trình trích ly ứng dụng vào quy mô công nghiệp để sản xuất phụ gia bảo quản tôm 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo Tép Bạc, Tôm thẻ chân trắng, 29/6/2013 [2],[3],[4] Cẩm nang nuôi tôm chân trắng, Trung tâm khuyến nông , năm 2009 [5] Daily Mail Online newspaper [6] [7] Deepti Dabas, Rachel M Shegog, Gregory R Ziegler and Joshua D Lambert, Avocado Persea Americana Seed as a Source of Bioactive Phytochemicals, 2/2013 [8] Ding H, Chin Y-W, Kinghorn AD, D‟Ambrosio SM Chemopreventive characteristics of avocado fruit Sem Cancer Biol 2007;17:386-94 [9] Đậu Thị Thúy, Hệ vi sinh vật tôm hƣ hỏng, 2009 [10] Khóa luận tốt nghiệp- trƣờng Đại học Cần Thơ, Khảo sát quy trình công nghệ chế biến tôm đông lạnh công ty cổ phần thủy sản Sóc Trăng (Stapimex), 2008 [11] Lee SG, Yu MH, Lee SP, Lee IS, Antioxidant activities and Introduction of Apootosis by Methanol Extracts from Avocado, J Korean Soc Food Sci Nutr 2008;37:269-75 [12] Leite JJG , Brito EHS, Cordeiro RA, et at Chemical composition, toxicity and larvicidal and antifungal activities of Persea Americana avocado seed extracts, Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical 2009; 42:110-3 [13] LeRoy S Weatherby , Composition of avocado seed [14] Litopenaeus vannamei Boone, 1931 Integrated Taxonomic Information System Retrieved June 8, 2011 [15] New Jersey Department of Health and senior Services, Hazardous substance fact sheet, Sodium metabisulfite, 2005 [16] Nguyễn Cảnh, giáo trình quy hoạch thực nghiệm-Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2004 [17] Nguyễn Xuân Duy Nguyễn Anh Tuấn,Sàng lọc thực vật có hoạt tính chống oxy hóa áp dụng chế biến thủy sản, đại học Nha Trang, 2013 [18] Phan Thị Thanh Quế, giáo trình Cơng nghệ chế biến thủy hải sản, 2005 [19] Phân tích chuỗi giá trị bơ Đăk Lăk , chƣơng trình phát triển doanh nghiệp vừa & nhỏ GTZ kế hoach & đầu tƣ (MPI), 2006 [20] Science and technology information net, Cách bảo quản để giữ nguyên mùi vị, màu sắc tôm tƣơi, 10/2013 [21] Soong YY, Barlow PJ, Antioxidant activity and phenolic content of selected fruit seeds, Food Chem 2004; 88: 411-7 50 [22] Tạp chí khuyến nơng Việt Nam, Hƣớng dẫn bảo quản tôm tƣơi - sống,13/12/2012 [23] Thái Viết Chiêu, Tiểu luận Nguyên Liệu Thủy Sản, 2012 [24] ThS Nguyễn Hồng Ngân- giảng viên trƣờng Đại học Nha Trang, Bài giảng bảo quản sản phẩm sau thu hoạch [25] Vũ Duy Nhƣ, Tin Thủy Sản - Đánh giá kĩ thuật sản phẩm chống biến đen không chứa sulfite dùng cho tôm, 2014 [26] Fish Farming International, Ngọc Diệp dịch - tháng 4/2010 [27] Wikipedia ,Bơ (thực vật), 27/4/2016 [28] Nguyễn Thái Hoàng An, Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa phụ phẩm rau Việt Nam ứng dụng bảo quản tôm, 2015 51 PHỤ LỤC Phụ lục Giá trị TBARS mẫu tơm đƣợc bảo quản cao ethanol trích ly nhiệt độ trích ly khác Ngày 600C 700C 800C Thứ 1.492 1.262 1.558 Thứ 2.414 2.250 2.678 Thứ 3.337 2.875 3.897 Phụ lục Giá trị TBARS mẫu tôm đƣợc bảo quản cao ethanol trích ly từ dung mơi khác Ngày 50%/50% 60%/60% 70%/30% 80%/20% 90%/10% Thứ 1.723 1.887 1.624 1.393 1.558 Thứ 2.974 2.875 2.711 2.151 2.217 Thứ 4.588 3.897 3.435 2.974 3.271 Phụ lục Giá trị TBARS mẫu tôm đƣợc bảo quản cao ethanol trích ly nhiệt độ sấy khác Ngày 600C 700C 800C 900C 1000C Thứ 1.196 1.426 1.492 1.789 2.151 Thứ 2.052 2.118 2.283 4.094 4.325 Thứ 2.941 3.073 3.140 4.457 4.720 52 Phụ lục Độ hấp thu bƣớc sóng 532 nm mẫu tôm sau ba ngày bảo quản 20C Ngày 70/30 70/30 70/30 80/20 80/20 - - - - - 650C 700C 750C 650C 700C 0.027 0.026 0.026 0.028 0.026 0.024 0.026 0.027 0.027 0.026 0.025 0.027 0.025 0.026 0.027 0.035 0.036 0.042 0.037 0.036 0.043 0.038 0.036 Nƣớc cất 0.041 0.038 80/20 90/10 90/10 90/10 750C 650C 700C 750C 0.026 0.026 0.024 0.028 0.026 0.025 0.027 0.025 0.028 0.027 0.027 0.024 0.028 0.024 0.027 0.036 0.033 0.033 0.038 0.032 0.038 0.035 0.034 0.032 0.034 0.036 0.029 0.039 0.035 0.035 0.034 0.034 0.037 0.031 0.038 Phụ lục Giá trị TBARS hai mẫu tôm đƣợc bảo quản cao ethanol natri metabisulfite Ngày Cao ethanol Natri metabisulfite Ngày thứ 1.163 2.052 Ngày thứ 2.118 3.304 Ngày thứ 2.941 3.962 53 ... nghệ quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng bảo quản tơm thẻ chân trắng Hình 3.1 So sánh thay đổi giá trị TBARS mẫu tôm thẻ chân trắng bảo quản 20C cao ethanol trích ly từ. .. phụ gia có khả bảo quản tôm, làm giảm tƣợng biến đen oxy hóa lipid tơm, đề tài: ? ?Tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ ứng dụng bảo quản tơm thẻ chân trắng? ?? đƣợc triển... Mục tiêu nghiên cứu - Tối ƣu hóa quy trình trích ly hoạt chất chống oxy hóa từ hạt bơ - Áp dụng bảo quản tôm thẻ chân trắng  Nội dung nghiên cứu - Tổng quan lồi tơm thẻ chân trắng - Tổng quan tình