Chuyên đề thực tập tổng quan về chitosan và ứng dụng trong bảo quản thịt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BM CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT CÁ-THỦY SẢN ************************** CHUYÊN ĐỀ TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN THỊT Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Hiền Sinh viên thực : Tháng 06/2011 HC07SH TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN VÀ ỨNG DỤNG BẢO QUẢN THỊT Thịt 1.1 Khái niệm thịt Thịt sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Từ thịt chế biến nhiều ăn thơm ngon giàu chất bổ Lượng thịt loại thịt sử dụng bữa ăn hàng ngày phản ánh mức sống xã hội Hiện thị trường có nhiều loại thịt, phổ biến thịt lợn, thịt gà thịt bò Thịt gia súc, gia cầm tổ hợp loại mô khác mô cơ, mô mỡ, mô sụn, mô xương … Giá trị thịt phụ thuộc vào tỉ lệ mô chất lượng chúng Căn váo cấu tạo thịt phân thành loại: bì(da), thịt nạc, thịt mỡ xương Về cấu tạo thịt gia súc, gia cầm giống nhau, cấu trúc protein thịt gia cầm đơn giản hơn, bó sợi nhỏ ngắn hơn, mơ liên kết thịt gia cầm thịt gia súc Mơ mỡ gia cầm xen kẽ mô thành phần thịt nạc.[1] 1.1.1 Thành phần dinh dưỡng thịt Thịt động vật ni sau giết mổ gồm có thành phần hóa học như: nước, protein, lipit, gluxit, muối khống vitamin Protein có thịt tươi khoảng 15-20%, gồm chủ yếu protein hoàn thiện Độ đồng hóa protein thịt 96-97% Do thịt nguồn cung cấp thức ăn protein quan trọng phần người Lipit thịt thường da, khoang bụng, bao quanh nội tạng có xương Hàm lượng chất béo dạng 0,5-50% (tùy thuộc vào loại thịt) Thành phần chất béo thịt phức tạp, chúng cấu tạo từ axit béo khác Các axit béo tạo nên giá trị chất béo thịt, tạo nên màu sâu, nhiệt độ nóng chảy độ đồng hóa khác nhau.Độ đồng hóa mớ động vật phụ thuộc vào độ nóng chảy axit béo tạo nên chúng Thí dụ: Mỡ lợn có nhiệt độ nóng chảy 34-440C có độ đồng hóa 97-98%; mỡ bị nóng chảy nhiệt độ 45-520C có độ đồng hóa 90% Gluxit có thịt lượng nhỏ (khoảng 0,4-0,8 %) dạng glycogen có chủ yếu gan Khi nấu chất tan nước hết Muối khống phong phú thịt nói chung Thịt có nhiều mỡ muối khống Các muối khống thịt có: Ca, P, Mg, Zn, Co, Cu, Fe, Se … có nhiều Ca, P, Mg Các chất tập trung xương nhiều Vitamin có thịt vitamin A, B1 , PP, C, B12… Lượng vitamin phụ tạng gan, thận, tim ,não [1] Giới thiệu khái quát thành phần hóa học số loại thịt Loại thịt Nước (%) Protein (%) Lipit (%) Chất khoáng (%) Năng lượng (Kcal) Thịt bò 75,8 21,0 3,0 1,2 285 Thịt lợn 72,9 21,5 37,5 1,1 406 Thịt bê 78,2 20,0 0,5 1,3 87 Thịt gà 65,6 20,3 13,1 1,0 205 Thịt ngỗng 46,1 14,0 39,2 0,7 422 35 11,4 53,0 0,5 540 Thịt vịt 1.1.2 Cấu trúc thịt Phụ thuộc vào vai trò ,chức thành phần hóa học ,người ta chia thịt thành loại mô sau: mô cơ, mô liên kết , mô xương , mô mỡ, mô máu Mô cơ: Đây loại mô chiếm tỉ lệ cao cấu tạo thịt Nó bao gồm nhiều sợi tơ xếp thành bó, sợi cấu tạo từ miozin actin Chức chủ yếu thực hoạt động co giản Thành phần hoá học mô : nước chiếm tỉ lệ: 72%-75% , protein: 18%-21% Còn lại thành phần khác: glucid, lipit, khống, vitamin… mơ liên kết: Đây loại mơ phân bố rộng rãi có vai trị liên kết sợi tơ ,các bó lại với ,tạo cấu trúc chặt chẽ cho thịt mô mỡ: Mô mỡ tạo thành từ tế bào mỡliên kết với dạng lưới xốp Lượng mô mỡ cấu trúc thịt nhiều hay phụ thuộc vào giống lồi, giới tính điều kiện ni dưỡng 1.2 Các kiểu hư hỏng thịt giai đoạn trước sau thu hoạch 1.2.1 giai đoạn thịt trước sau thu hoạch Động vật sau chết, tính chất quan trọng thịt thay đổi bản.Sự trao đổi chất mô chết ngừng lại q trình hóa sinh thuận nghịch enzyme chuyển thành q trình khơng thuận nghịch Các trình tổng hợp bị đình hoạt động phá hủy enzyme lên hang đầu Dựa vào biểu bên ngồi, ta chia biến đổi thịt sau chết thành ba thời kỳ chính: q trình tê cứng, q trình tự phân trình phân hủy thối rữa Quá trình tê cứng: Ngay sau chết, mô thịt tươi nóng bị suy yếu, có độ ẩm nhỏ, mơi trường pH gần 6,8 mùi thơm vị thể không rõ ràng Sau động vật đình sống mơ tê cóng bắt đầu Biểu bên ngồi cứng có co ngắn mô Thời gian tê cứng diễn phụ thuộc vào đặc tính vật nhiệt độ mơi trường Thịt bò nhiệt độ 15 - 18o C tê cóng hồn tồn bắt đầu xảy đến sau 10 - 12 giờ, nhiệt độ gần 0oC diễn sau 18 - 24 Vào lúc độ rắn thịt tăng khoảng 25%, thịt có độ rắn lớn kể sau nấu Tê cóng sau chết bắp kết phát triển q trình hóa sinh phức tạp enzyme mà đặc trưng khác với trình sống Đó chủ yếu q trình phân giải: glycogen, creatinphosphat, adenosintriphosphat, tạo thành phức actomyosin … Q trình tự phân (chín tới) thịt Chín tới tập hợp biến đổi tính chất thịt, gây nên tựphân sâu sắc, kết thịt có biểu tốt hương thơm vị,trở nên mềm mại tươi ngon, so với thịt trạng thái tê cứng, có độ ẩm lớn hơnvà dễ bị tác dụng enzyme tiêu hóa Tốc độ phát triển q trình tự phân thịt phụ thuộc vào nhiệt độ, mà cịn phụ thuộc vào lồi, tuổi, phận súc thịt trạng thái động vật trước giết Quá trình tự phân điều chỉnh cách thay đổi nhiệt độ bảo quản Nhiệt độ - 2oC thời gian chín tới hồn tồn khoảng 10 14 ngày ; nhiệt độ 10 - 15oC khoảng - ngày ; nhiệt độ 18 - 20oC khoảng ngày Thịt bảo quản ngày đêm 16 - 18oC ngày đêm - 10oC có tính chất cảm quan tương tự thịt bảo quản 14 ngày 0oC Q trình chín tới sinh acid lactic, làm giảm môi trường pH xuống khoảng - , hạn chế phát triển vi sinh vật có tác dụng tốt đến q trình bảo quản Ta dựa vào trị số pH để đánh giá thịt tươi hay không tươi Trong thực tế, tùy theo mục đích chế biến mà người ta đề nghị thời gian chín tới khác Thịt dùng để nấu nướng, nên trì 10 - 14 ngày nhiệt độ - 4oC, tính chất cảm quan đạt tới tối thích Nếu việc chế biến thịt dự định vào thời kỳ đầu trình tự phân (sản xuất xúc xích) thịt dự định làm lạnh đơng, trì thời gian 24 - 48 đủ Quá trình phân hủy thối rữa: Sau q trình tự chín bảo quản khơng tốt đến trình thối hỏng Giai đoạn thối rữa vi sinh vật gây nên, vi sinh vật hoạt động tạo men phân hủy protein, lipid thành hợp chất Indol, NH3 , H2S … Sự nhiễm vi sinh vật thịt động vật cịn sống khơng đáng kể, chủ yếu nhiễm vi sinh vật bề mặt sau giết mổ Mức độ nhiễm vi sinh vật tùy thuộc vào điều kiện vệ sinh giết mổ bảo quản Vận tốc xâm nhập vi khuẩn hiếu khí vào lớp sâu ÷ 10cm thịt dao động vào khoảng ÷ ngày nhiệt độ phịng ; vào lớp sâu 1cm sau 20 ngày nhiệt độ 0oC Sự phân hủy thịt diễn theo hai hướng: từ vào vi sinh vật hiếu khí từ vi sinh vật kỵ khí Sự phân hủy protein nguyên nhân làm ẩm ướt bề mặt xuất chất nhầy,đồng thời với tiết chất nhầy bề mặt thịt phân hủy, màu sắc, mùi, độ tiêu khác thịt bị biến đổi Thịt màu đỏ chuyển sang màu nhợt nhạt sang màu xanh nhạt Các dấu hiệu phân hủy thối rữa mô khác xuất vào thời kỳ khác Độ bền vững phân hủy thối rữa mô tăng lên theo thứ tự sau: mô máu, mô cơ, mô mỡ, mô liên kết [1] 1.2.2 Các dạng hư hỏng thịt Thịt loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, thích hợp cho vi sinh vật phát triển Sự nhiễm vi sinh vật vào thực phẩm động vật bị bệnh, điều kiện vệ sinh khu vực giết mổ … vi khuẩn bào tử nấm xâm nhập gây hư hỏng thịt Yếu tố định tốc độ trình hư hỏng thịt nhiệt độ độ ẩm tương đối khơng khí mức độ nhiễm vi sinh vật ban đầu Sự hư hỏng thịt thường thể qua dạng thối rữa, hóa nhầy, lên men mốc, đổi màu … Sự thối rữa thịt: Phân hủy thối rữa biến đổi phức tạp đặc trưng xảy thịt Trong phân giải protein đóng vai trò quan trọng phân hủy thối rữa hoạt động vi sinh vật bề mặt thịt gây chia làm giai đoạn: -Quá trình thủy phân protein tác dụng enzyme protease vi sinh vật tiết tạo thành nhiều sản phẩm trung gian cuối acid amin -Quá trình khử acid amin thành amoniac, acid (acetic, propyonic, butyric),rượu (propyolic, butylic, amylic), H2S, indol, skatol -Các chất hữu tạo thành phân hủy sơ acid amin lại tiếp tục chuyển hóa Tùy theo loại vi sinh vật điều kiện môi trường mà hợp chất bị oxy hóa hồn tồn cho hợp chất vơ CO2 , H2O, NH3 , H2S Trong điều kiện kỵ khí cho acid hữu cơ, rượu, amin, có nhiều chất độc mùi thối Quá trình thối rữa sâu, vi khuẩn yếm khí nhiều Khi mơ thịt có màu xám xám xanh, mềm nhũn, tính đàn hồi, cuối nát vữa, pH chuyển từ môi trường acid yếu đến mơi trường kiềm Các chất khí có mùi khó chịu tăng lên dần Các vi khuẩn hiếu khí hoạt động mạnh Bacterium Vulgaris, Bacterium Paecalis … vi khuẩn yếm khí Bacillus Spectogennes, Bacillus Putripicus, Baccillus Putripiciens, Bacillus Postamus Sự hóa nhầy bề mặt: Đây dạng hư hỏng thường gặp thịt bảo quản lạnh, độ ẩm không khí cao ( 90%) hóa nhầy gây giống trực khuẩn chịu lạnh, hiếu khí, khơng nha bào thuộc giống Achromobacter Pseudomonas Nhiệt độ tối ưu cho hóa nhầy khoảng ÷ 10oC, ẩm độ thấp thịt chóng nước Vì nhiệt độ bảo quản thích hợp từ ÷ 2oC, ẩm độ tương đối khơng khí tương ứng 85 ÷ 90% Sự lên men chua: Hiện tượng thường gặp thịt không làm hết máu giết mổ nhiều trường hợp không làm lạnh Vi khuẩn gây trình thường trực khuẩn yếm khí Bacillus Putripacens Sự lên men chua biểu thị xuất mùi chua khó chịu, thịt bị xám mềm nhũn Sự mốc thịt: Sự mốc thịt gây phát triển lồi nấm mốc bề mặt thịt Q trình mốc thường bắt đầu xuất bề mặt thịt vết chấm mạng tơ có màu trắng, sau vết lây lan dần có màu đậm Nấm mốc thuộc họ Mucoreadae tạo thành vệt trắng xám, Clasosporium Herbarium tạo thành vết đen Nấm Penicillinium tạo thành vết xanh Nhiều nấm mốc phát triển nhiệt độ - 8oC Nấm mốc phát triển bề mặt thịt không làm cho thịt bị biến đổi sâu sắc, tức thời chuẩn bị cho vi khuẩn thối rữa hoạt động sau Sự biến màu: Màu sắc thịt phụ thuộc vào lượng dạng myoglobin, chất màu với nhiều dạng tồn khác Myoglobin có liên quan với việc lưu trữ vận chuyển oxy mô Nồng độ myoglobin thay đổi loài loại bắp.[3] Khi oxy đưa vào thịt tiếp xúc với khơng khí, myoglobin bị oxy hóa trở thành oxymyoglobin có màu đỏ hồng đào, màu mà người tiêu dùng mong đợi mua sản phẩm Nếu oxy bị khử, oxymyoglobin phục hồi màu myoglobin sẫm trở lại Trong khoảng thời gian điều kiện khơng khí thay đổi từ vài đến vài ngày, oxymyoglobin tiếp tục bị oxy hóa mạnh tạo thành metmyoglobin Đây sắc tố chịu trách nhiệm biến màu nâu sản phẩm đồng nghĩa với thịt phi thương phẩm (Kerry et al., 2000) Myoglobin oxymyoglobin protein chứa heme có mặt Fe 2+, metmyoglobin chứa Fe3+ [16] Hình: Màu sắc thịt dạng khác myoglobin 1.3 Các phương pháp bảo quản thịt 1.3.1 Phương pháp xử lý lạnh Là phương pháp tốt để ngăn ngừa làm chậm lại hư hỏng sản phẩm trì đầy đủ tính chất tự nhiên ban đầu thịt Thường sử dụng hai phương pháp xử lý lạnh sau : -Phương pháp làm lạnh thịt : trình hạ thấp nhiệt độ thịt xuống nhiệt độ lớn nhiệt độ đóng băng dịch mơ Nhiệt độ làm lạnh thường dùng từ - 40C -Phương pháp lạnh đơng thịt : q trình hạ thấp nhiệt độ thịt xuống thấp điểm đóng băng dịch mô Nhiệt độ tốt để lạnh đông thịt bò từ -15 - -200C thịt heo, bê, cừu từ -12 - -150C với độ ẩm từ 80 - 85% Phương pháp lạnh đơng thường sử dụng làm giảm chất lượng thực phẩm, khơng hiệu kinh tế Tuy nhiên, tính chất thời vụ dự trữ giết mổ gia súc, buộc phải làm lạnh đông thịt để bảo quản lâu dài Khi bảo quản lạnh súc thịt diễn biến đổi vật lý hóa học mơ trình vi sinh vật Thịt trở nên chắc, mùi vị phát triển dần qua giai đoạn chín tới Màu sắc súc thịt tiếp tục biến đổi oxy hóa hemoglobin mioglobin Bảo quản lạnh lâu diễn biến đổi hóa học mơ mỡ thủy phân oxy hóa chất béo Bên cạnh diễn tượng ôi thịt vi sinh vật, dấu hiệu phát triển vi sinh vật súc thịt xuất dịch nhầy, nấm mốc … Để kéo dài thời gian bảo quản thịt lạnh, phối hợp với biện pháp :dùng khí cacbonic, khí ozon, tia tử ngoại chất kháng sinh Thời gian bảoquản thịt lạnh nhiệt độ 00C với nồng độ khí CO2 từ 10 - 20% đạt khoảng 50 ngày, tăng gần lần so với bảo quản khơng khí Thời gian bảo quản thịt lạnh phối hợp với sử dụng khí ozon tăng lên gấp rưỡi so với bảo quản thường 1.3.2 Phương pháp ướp muối: Ướp muối thịt để bảo quản phương pháp cổ truyền sử dụng nhiều nhân dân Có thể ướp kéo dài từ vài ngày đến vài tuần ướp thời gian ngắn(vài giờ) Có thể ướp muối khơ ướp muối ướt phối hợp hai cách.Có thể kết hợp ướp muối với bảo quản lạnh để kéo dài thời gian bảo quản.natrinitrit, kalinitrit), chất gia vị hồi quế, gừng, tỏi, đường, … Nguyên liệu dùng để ướp muối NaCl, chất phụ gia (natrinitrat, kalinitrat,natrinitrit, kalinitrit), chất gia vị hồi quế, gừng, tỏi, đường, … Tác dụng muối ăn làm cho thịt mặn, nâng cao tính chất bền vững sản phẩm bảo quản, xúc tiến q trình oxy hóa thành phần thịt làm cho sản phẩm thay đổi màu Ngồi cịn tạo áp suất thẩm thấu giảm độ ẩm sản phẩm, giảm tỷ lệ oxy hịa tan mơi trường làm ức chế vi sinh vật hiếu khí Trong q trình ướp muối thường xảy số tượng làm giảm chất lượng sản phẩm nước số thành phần protid tan thịt Mức độ ngấm muối phụ thuộc vào tính chất thịt, nồng độ muối, nhiệt độ thời gian ướp muối Thịt nạc thường ngấm muối nhanh thịt mỡ 1.3.3 Phương pháp xông khói: Xơng khói thịt tiến hành khoảng nhiệt độ : từ 18 ÷ 20 0C gọi xơng khói lạnh ; từ 35 ÷ 500C gọi xơng khói ấm ; từ 70 ÷ 120 0C gọi xơng khói nóng Các chế độ nhiệt q trình xơng khói có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm có nhiều biến đổi sâu sắc thịt Nhiên liệu để tạo khói gỗ, mùn cưa, vỏ bào loại gỗ có hương thơm sồi, trầm, ổi, mít, …khơng dùng gổ có nhựa thơng khói có nhiều bồ hóng làm cho sản phẩm có màu sẫm vị đắng Độ ẩm nhiên liệu khoảng 30%, nhiệt độ lị đốt 300 ÷ 3500C cho khói tốt (khói có màu vàng sẫm) Tác dụng bảo quản khói chủ yếu hợp chất phenol Nó hấp thu chọn lọc thấm sâu vào súc thịt Mô mỡ hấp thu nhiều mơ Thịt có độ ẩm cao hấp thu nhiều thịt có độ ẩm thấp Khói có tác dụng ức chế tiêu diệt vi khuẩn làm hỏng thịt, chống oxy hóa thành phần chất béo không no thịt, cải thiện mùi, vị, màu sắc thịt 1.4 hệ vi sinh vật thịt 1.4.1 nguồn lây nhiễm Sản phẩm thịt tươi lấy từ mô khoẻ coi vô trùng lây nhiễm vi sinh vật có hai nguồn chính: - Do thân vật: vật bị ốm, bị bệnh… vi sinh vật gây bệnh vi sinh vật kí sinh phát triển vật nên mổ xẻ lây sang mô thịt Thức ăn mà gia súc ăn trước giết mổ nguồn lây nhiễm vi sinh vật từ bên cho thịt - Do mơi trường bên ngồi: q trình giết mổ, pha chế, vận chuyển, chế biến Da lơng có lượng vi sinh vật lớn, ngồi có hệ vi sinh vật đường ruột (106-108 tb/kg), giết mổ vi sinh vật lây nhiễm vào thịt Trong trình vận chuyển vi sinh vật đất, khơng khí, nước, dụng cụ, áo quần công nhân lây nhiễm sang thịt Trong trình sơ chế, chế biến trùng khơng kỹ dạng bào tử vi sinh vật cịn sản phẩm thịt, mơi trường tốt có đủ điều kiện bào tử phát triển thành sợi dinh dưỡng thịt bị lây nhiễm Hay nguyên liệu ban đầu bị nhiễm vi sinh vật 1.4.2 hệ vi sinh vật thịt Vi sinh thấy thịt chủ yếu bề mặt miếng (hoặc xúc thịt) dần phát triển tăng số lượng đặc biệt miếng thịt giữ điều kiện nóng ẩm làm cho số lượng tăng lên nhanh, làm cho thịt chóng bị hư hỏng Ở thường gặp loại mốc thuộc giống Cladosporium, Sporotrichum, Oospora (Geotrichum), Thamnidium, Mucor, Penicillium, Antrnaria, Monilia… giống vi khuẩn Bacillus subtilis, B.mesentericus, B mycoides, B megatherium, Clostririum sporogenes, Cl Putrificus, dạng khác cầu khuẩn, dạng Coliform, Bacterium faecalis ancaligenes, Proteus vulagaris, Pseudomonas liquefaciens, Micrococcus anaerobis… số vi khuẩn phát triển nhiệt độ thấp có Achromobacter, Pseudomonas Một số nấm men thấy thịt Các vi khuẩn gây bênh cho người thấy Brucella, Sulmonella, Streptococcus, Staphyloccus, Mycobacterium tuberculosis…… [3] 1.4.3 bệnh liên quan tới vi sinh vật thịt Một số bênh gia súc chuyển qua người bênh thương hàn, phó thương hàn, bệnh lỵ trực trùng, bệnh tả, bệnh lở mồm long móng, bệnh tai xanh lợn, bệnh lao bò, bệnh nhiệt thán (bệnh than), bệnh bò điên, bệnh cúm gia cầm … Các bện tác nhân vi sinh vật truyền từ vật sang người thành bệnh thành dịch bệnh [3] 1.4.4 vi sinh vật gây thối 1.4.4.1 Các vi sinh vật tham gia vào trình gây thối [2] Các lồi vi sinh vật gây thối có enzyme hỗn hợp Lồi vi sinh vật thuộc nhóm có khả phân hủy khơng protit mà cịn phân hủy gluxit lipit Thơng thường lồi vi sinh vật có enzyme hỗn hợp thường phát triển phân hủy thành phần dinh dưỡng thịt trước sau phát triển vi sinh vật khác loài vi sinh vật gây thối có enzyme đơn  Giá trị VBN Trong thời gian lưu trữ 300C 24 48 giờ, giá trị VBN thịt có chứa chitosan thấp so với mẫu đối chứng Một số vi khuẩn gây hư hỏng speudomonas tiết enzyme phân hủy protein Q trình làm ảnh hưởng đến thối rửa làm hóa nitơ Tuy nhiên chitosan cho thấy khả kháng phát triển vi khuẩn Hình: Ảnh hưởng chitosan đến giá trị VBN thịt 300C, 48 Hình: Ảnh hưởng chitosan đến giá trị VBN thịt 40C, 10 ngày  Giá trị TBA Sự thay đổi giá trị TBA thịt trình bảo quản 30 0C chứng tỏ tốc độ oxi hóa lipid thịt giảm ta bổ xung chitosan vào, giá trị TBA phụ thuộc vào nồng độ chitosan, nồng độ 0.2, 0.5, 1% chitosan giá trị TBA giảm 10, 25, 40% Tại oC giá trị TBA giảm khoảng 70% sau ngày bảo quản, sau 10 ngày giá trị TBA mẫu thịt chứa chitosan với giá trị TBA ngày, giá trị TBA mẫu khơng chứa chitosan lại tăng mạnh Cơ chế ức chế chitosan giá trị TBA chưa rõ, nghiên cứu chi tiết phịng thí nghiệm Các mẫu 30 0C 40C cho giá trị TBA mẫu có khơng có chitosan, điều làm sáng tỏ chitosan trơ với chất phản ứng TBA Nó gợi ý chitosan có tính chất chống oxy hóa, (Pasquel & Babbit 1991) Thịt tơm có chứa chất chống oxy hóa tự nhiên thịt tơm chứa chitosan Hình: ảnh hưởng chitosan đến giá trị TBA thịt bảo quản 300C 48 Hình: sảnh hưởng chitosan đến giá trị TBA thịt bảo quản 40C 10 ngày  Đặc tính cảm quan Đánh giá cảm quan tiến hành thịt bảo quản 0C 0, 3, 5, 10 ngày Như thể bảng thịt có chứa chitosan chấp nhận nhiều thịt khơng chứa chitosan Gía trị TBA VBN thấp cho thấy giảm bớt mùi ôi,thối thịt có chứa chitosan so với thịt không chứa chitosan Bảng: cảm quan thịt chứa chitosan bảo quản 40C, từ đến 10 ngày  Màu sắc Ảnh hưởng chitosan lên màu thịt thời gian bảo quản 30 0C 24 40C 10 ngày biểu bảng sau.Tại thời điểm ban đầu chitosan không ảnh hưởng tới giá trị L* (màu sắc), a* (đỏ), b* (vàng) Trong thời gian bảo quản giá trị L mẫu chứa chitosan giảm so với mẫu đối chứng, cố định nước, làm giảm rỷ dịch Kết làm tăng độ suốt giảm màu sắc Nhìn chung giá trị a* b* tăng suốt thời gian bảo quản, mẫu đối chứng tăng chậm mẫu chứa chitosan Quan sát thấy thịt bò chứa chitosan cho kết cảm quan tốt màu sắc 2.6.2 ứng dụng chitosan bảo quản thịt heo 2.6.2.2 ứng dụng olygoglucosamin từ chitosan để bảo quản thịt heo [4] 2.6.2.2.1 nguyên vật liệu phương pháp nghiên cứu Olygoglucosamin chất màu vàng nhạt, có vị chát, khơng mùi có khả tan nước Olygoglucosamin hợp chất hữu sản xuất từ chitosan, có tính chất tương tự chitosan, có số tính chất khác biệt tan nước.Theo số tài liệu nghiên cứu gần olygoglucosamin có số tác dụng hạn chế phát triển vi sinh vật, chống oxy hoá acid béo, chống phát triển tế bào ung thư, thực phẩm chức hoạt chất sinh học mạnh Thịt heo giết mổ vào lúc 5giờ sáng, sau thịt heo đem xử lý lúc 6giờ phân lơ thí nghiệm Các mẫu thịt heo tươi sống nhúng dung dịch có nồng độ 0,5%; 1%; 1,5% 2% Olygoglucosamin với thời gian giây.Thịt giữ tươi nhiệt độ phòng nhiệt độ tủ lạnh (8 C÷10 C), tiến hành lấy mẫu theo thời gian: Ở nhiệt độ phòng sau lấy mẫu lần, cịn nhiệt độ dương lạnh 24 lấy mẫu lần Tiến hành xác định chất lượng cảm quan, vi sinh vật tổng số NH3 Mẫu đối chứng không xử lý olygoglucosamin, đem giữ tươi tiến hành mẫu thí nghiệm Xác định chất lượng cảm quan thịt theo phương pháp cảm quan-Áp dụng theo tiêu chuẩn TCVN3215-79 Xác định hàm lượng NH3 phương pháp chưng cất lôi theo nước Xác định vi sinh vật tổng số bề mặt thịt phương pháp TCVN 5119/90 2.6.2.2.2 kết bàn luận Ảnh hưởng olygoglucosamin đến chất lượng cảm quan thịt heo tươi nhiệt độ phòng trình bày đồ thị bảng: ĐCQ 20 Mẫu đối chứng Olygoglycosamin 0.5 % Olygoglycosamin % Olygoglycosamin 1.5 % Olygoglycosamin % 12 18 24 Hình : biến đổi điểm cảm quan thịt theo thời gian nhiệt độ phòng Bảng: nhận xét cảm quan thịt tươi có chứa olygoglucosamin nhiệt độ phòng Nồng Độ đối chứng 0.5% 1% 1.5% 2% Thời gian Mùi thơm, Mùi thơm, Mùi thơm, Mùi thơm, Mùi thơm, màu sắc tự màu sắc tự màu sắc tự màu sắc tự màu sắc tự nhiên vị nhiên vị nhiên vị nhiên vị nhiên vị luộc thịt luộc thịt luộc thịt luộc thịt luộc thịt Mùi thơm giảm, màu xám chưa có mùi lạ,vị Mùi thơm, màu sắc tự nhiên vị thịt luộc Mùi thơm, màu sắc tự nhiên vị thịt luộc Mùi thơm, màu sắc tự nhiên vị thịt luộc Mùi thơm, màu sắc tự nhiên vị thịt luộc 12 Mùi thơm giảm, xuất mùi lạ, nhớt không đạt độ tươi Mùi thơm Mùi thơm, giảm vị màu sắc tự ngọt, không nhiên vị nhớt thịt luộc Mùi thơm, màu sắc tự nhiên vị thịt luộc Mùi thơm, màu sắc tự nhiên vị thịt luộc 18 Không đạt Mùi thơm yêu cầu giảm, xuất độ tươi mùi lạ, không nhớt,không đạt độ tươi Mùi thơm Mùi thơm giảm vị tự nhiên vị ngọt, không ngọt, màu nhớt, màu xẫm xẫm Mùi thơm, màu sắc tự nhiên vị thịt luộc 24 Như Không đạt Không đạt Mùi thơm yêu cầu yêu cầu giảm,mầu độ tươi độ tươi xẫm, vị ngọt, chưa có mùi lạ Mùi thơm giảm vị ngọt, màu xẫm Từ kết cho thấy với thịt có chứa olygoglucosamin bảo quản tới 18 nhiệt độ phịng mà khơng ảnh hưởng đến mùi vị , kết tương tự ngày thịt có chứa olygoglucosamin bảo quản  100C Từ kết thấy nồng độ olygoglucosamin lớn khả bảo quản thịt tốt, nhiên khơng nên làm dụng bổ xung nhiều olygoglucosamin tạo vị chát Ảnh hưởng olygoglucosamin đến đạm bazo bay (NH3) Hình : biến đổi NH3 thịt theo thời gian nhiệt độ phịng Hình : biến đổi NH3 thịt theo thời gian nhiệt độ 8-100C Từ kết hình cho thấy nồng độ NH3 tăng dần theo thời gian, mẫu đối chứng tăng nhanh so với mẩu có chứa olygoglucosamin Trong q trình tự chín thịt enzyme nội thịt phân giải protein thành aminoacid, sau vi sinh vật gây thối rữa vi sinh vật khác hấp thụ vào tế bào Trong tế bào vi sinh vật aminacid bị khử nhóm cacboxyl nhóm amin tạo thành CO2, NH3 sản phẩm trung gian khác Kết làm cho hàm lượng NH3 tăng dần theo thời gian giữ tươi Ở mẫu có xử lý CBQ-O, hàm lượng NH3 tăng chậm hơn,do olygoglucozamin có tác dụng ức chế vi sinh vật gây thối rữa nấm mốc phát triển Đạm thối tiêu đánh giá mức độ hư hỏng thực phẩm.Theo tiêu chuẩn thịt heo tươi hàm lượng NH3 phải nhỏ 35mg% Ảnh hưởng olygoglucosamin đến số lượng vi sinh vật Hình: Ảnh hưởng olygoglucosamin đến số lượng vi sinh vật Từ hình kết luận Olygoglucosamin có tác dụng ức chế vi sinh vật đảm bảo chất lượng thịt thời gian giữ tươi lâu Kết cho thấy việc kết hợp giữ tươi thịt nhiệt độ thấp với Olygoglucosamin cho hiệu ức chế vi sinh vật bề mặt tốt so với bảo quản nhiệt độ phòng 2.7 sinh tổng hợp chitosan 2.7.1 nguyên liệu Chitosan sản xuất từ deacetyl hóa chitin Trong đó, lồi giáp xác lại nguồn nguyên liệu để sản xuất chitin công nghiệp Hàng năm, chitin tổng hợp từ nước hệ sinh thái biển chiếm khoảng 600 1600 triệu Nguồn cung cấp tốt lồi giáp xác (như tơm, cua, tơm hùm lồi nhuyễn thể), hàu, mực với sản lượng hang năm 29.9 , 1.4 0.7 triệu tùy thuộc vào giống, điều kiện dinh dưỡng, mùa vụ đánh bắt mà thành phần chitin vỏ loài giáp xác thay đổi từ 13-42% Ngoài nguyên liệu sản xuất chitin chứa protein (30-40%), muối khoáng (30-50%), carotenoid (với hàm lượng nhỏ) Người ta sử dụng hầu hết phụ phẩm trình đánh bắt, chế biến hải sản để sản xuất chitin chitosan,điều khơng có lợi mặt kinh tế mà cịn có lợi mơi trường Ngoài ra, hệ sợi số vi nấm tìm thấy chitin chitosan như: Allomyces, Asperillus, Penicillium, Mucor, Rhiropus, Phytomyces… thành tế bào hệ sợi lồi người ta tìm thấy có chitosan polysaccharide khác Mặc dù tại, nguồn chưa sử dụng tương lai chắn có lợi lồi nấm phát triển nhanh, phù hợp với sản xuất cơng nghiệp, ngồi chitosan tế bào chúng cịn chứa enzyme, khống chất, chất kháng sinh, hormone khác 2.7.2 trình khử protein Chitin tự nhiên thường liên kết với protein Một vài protein chiết theo phương pháp tự nhiên, phần khác chiết liên kết đồng hóa trị với chitin Xét cấu trúc hóa học protein liên kết với chitin thơng qua liên kết đồng hóa trị với aspartyl histidyl để hình thành cấu trúc ổn định giống glycoprotein Vỏ giáp xác thường nghiền xử lý dung dịch NaOH 1-10% nhiệt độ cao 65-100°C để hòa tan protein Thời gian tiến hành phản ứng thường từ 0.5 -12h tùy phương pháp sử dụng Xử lý kiềm kéo dài điều kiện nghiêm ngặt để tiến hành trình khử protein deacetyl Để trì đồng suốt trình phản ứng tỉ lệ khối lượng vỏ với dung dịch KOH thường 1:10 1:15-20 tỉ lệ nhỏ dùng 1:4(w/v) Điều kiện tối ưu trình khử protein sử dụng dung dịch NaOH 3.5% 2h 65°C, điều kiện khuấy tỉ lệ rắn lỏng 1:10(w/v) Trong suốt trình này, tạo thành bọt xảy liên tục, không nhanh mạnh q trình khử khống 2.7.3 q trình khử khống Sự khử khống thường tiến hành dung dịch acid HCl (trên 10%) nhiệt độ phịng để hịa tan CaCO3 thành CaCl2 dùng HCl nồng độ cao acid formic 90% để khử khoáng Với điều kiện tối ưu trình HCl 1N, tỉ lệ rắn: lỏng = 1:15(w/v), 30’ khuấy liên tục Thường nồng độ chất tro sau khử khoáng đánh giá hiệu trình thường 31-36% Trong suốt trình khử khống có tượng khơng mong muốn hình thành bọt khí mạnh phản ứng: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O Để điều khiển làm giảm bọt bổ sung chất phá bọt silicon polymer 10% mà không dùng chất tạp huyền phù 2.7.3 q trình khử màu Có thể dùng acid kiềm để khử màu chitin Chitin thương phẩm cần phải khử màu tẩy trắng thành dạng bột trắng Chất màu vỏ giáp xác hình thành phức với chitin Những nghiên cứu cho đồng phân 4-ceton, 4,4’ dicetone-ß-carotene liên kết chặt chẽ với chitin vỏ cua Và mức độ liên kết thay đổi lồi Trong q tình khử màu cần ý chất hóa học khơng làm ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hóa học chitin chitosan 2.7.4 trình deacetyl Deacetyl trình chuyển chitin thành chitosan cách khử nhóm acetyl Thường tiến hành xử lý KOH NaOH 40-50% 100°C cao 30phút lâu để khử phần hồn tồn nhóm acetyl khỏi polymer Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chitosan thành phẩm phải đảm bảo điều kiện phù hợp điều kiện ảnh hưởng đến trình deacetyl: Nhiệt độ: Nhiệt độ cao làm tăng mức độ deacetyl hóa lại làm giảm kích thước phân tử Thời gian nồng độ kiềm: trình deacetyl diễn nhanh đầu dung dịch NaOH 50% 100°C Tuy nhiên sau q trình phản ứng từ từ lên đến 78% 5h Do đó, xử lý kiềm 2h khơng deacetyl hóa chitin cách đáng kể, mà làm phá hủy chuỗi phân tử nghiên cứu NaOH nồng độ 35, 40, 50% nồng độ kiềm giảm vận tốc giảm độ nhớt khối lượng phân tử chậm lại Chitosan deacetyl hóa phút NaOH 50% 145-150°C có độ nhớt, phân tử lượng cao chitosan deacetyl hóa trogn 15phút Ảnh hưởng điều kiện trình sản xuất chitin: chúng làm ảnh hưởng đến độ nhớt chitosan thành phẩm Khi sử dụng HCl với nồng độ 1,25N khử khoáng, NaOH 3% để khử protein, việc tẩy trắng có tác động có bất lợi đến độ nhớt sản phẩm, làm tăng thời gian chế biến khơng khí: có mặt oxy trình chitosan dễ bị phân hủy Mặt khác tiến hành môi trường chứa Nitơ sản lượng độ nhớt, phân tử lượng chitosan tăng so với khơng khí Tỉ lệ Chitin kiềm: tỉ lệ đóng vai trị lớn để xác định tính chất chitosan sở xác định độ nhớt dung dịch, tit lệ thường 1:10 đến 1:100 Kích thước phân tử: kích thước tăng độ nhớt kích thước phân tử lớn kích thước nhỏ 2.7.5 quy trình sản xuất chitosan tham khảo Vỏ tôm Rửa sạch, phơi khô Xay thô NaOH 3%, 100oC 1:10 (w/v) Khử protein Rửa trung tính HCl 5%, 1:6 (w/v), 24h Khử khống Rửa trung tính NaOH 50%,1:5(w/v) 100-110oC, 4-5h Khử gốc acetyl Rửa Chitosan 2.8 Các ứng dụng khác chitosan 2.8.1 Công nghiệp mỹ phẩm Trong cơng nghiệp mỹ phẩm dung mơi thường acid hữu cơ, chitosan có tính chất diệt kháng nấm, mà chitosan có khả hịa tan dung mơi hữu cơ, chitosan dẩn xuất ứng dụng kem, sữa, sơn móng tay sản phẩm uốn tóc.[19] 2.8.2 Da nhân tạo (Malette et al) nghiên cứu ảnh hưởng chitosan dung dịch muối lên việc điều trị vết bỏng hình thành mô từ vết thương mô mặc bụng chó, xem xét chitosan loại vật liệu để ứng dụng tạo da nhân tạo tương lai 2.8.3 Thực phẩm dinh dưỡng [20] N-acetylglucosamine (NAG) moiety giúp hỗ trợ cho phát triển bifidobacteria.Trong lồi vi sinh vật tạo lactase cần thiết cho hấp thu lactose sữa Trong sữa bò lại chứa hạn chế NAG moiety, trẻ sơ sinh sử dụng sữa bị thường có chịu trứng khó tiêu Hiện chitosan sử dụng phổ biến sản xuất thực phẩm Màng bao Chitosan cải thiện khả bảo quản loại thực phẩm dễ bị thối rữa cách giảm lượng khơng khí bên bao gói giảm q trình nước Có thể nhúng trực tiếp thực phẩm vào dung dịch chitosan pha sẵn để khô, tạo thành lớp màng mỏng tự nhiên bề mặt sản phẩm: trứng, thịt cá, rau quả, giá đỗ, bánh gạo, nhúng cải bắp trước làm kim chi… Hoặc tạo thành màng trước cho sản phẩm vào: bánh mì, xúc xích… Hoặc cho chitosan trực tiếp vào sản phẩm dạng lỏng: xử lý nước quả, làm giấm, bảo quản tàu hũ, đồng hóa sữa, kem mayonaise, bảo quản mì… 2.8.4 Quang học [20] Chitosan với đặc điểm độ quang học, cấu trúc bền vững, thống khí, khả miễn dịch, kính áp trịng tạo thủy phân tinh polymer mực ống 2.8.5 Xử lý nước thải [20]  Thu hồi kim loại từ nước thải: Nair and Madhavan sử dụng chitosan để tách thủy ngân từ dung dịch, động lực hóa học trình hấp thu tìm Peniche-covas Kết cho thấy việc hấp thu phụ thuộc vào thời gian xử lý, kích thước hạt, nồng độ thủy ngân số lượng chitosan McKay et al sử dụng chitosan thu hồi kim loại có nước thải Cu , Hg , Ni Zn nhiệt độ 25-600C pH trung tính  Loại bỏ màu từ nước thải nhà máy dệt: Chitosan có lực cao loại thuốc nhuộm Hình: chitosan tao phức chelat voi ion kim loại nước thải 2.8.6 Phụ liệu sản xuất giấy Chitosan có khả làm tăng độ dai giấy sau bổ sung chất Hydroxymethyl chitin dẩn xuất tan nước bổ xung vào giấy Các nhà sản xuất dùng polyme để nâng cao chất lượng giấy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lương Đức Phẩm, 2009 Công nghệ sinh học bảo quản chế biến thực phẩm, NXB Hà Nội [2] Nguyễn Đức Lượng, Phạm Minh Tâm, 2002, Vệ sinh an toàn thực phẩm,NXB Đại học quốc gia [3] Giáo trình vi sinh thực phẩm, Đại học CN4,tp Hồ Chí Minh,2004 [4]Trần Thị Luyến, Nghiên cứu sử dụng olygoglucosamin từ chitosan để giữ tươi thịt heo,Tạp chí khoa học 2006 [5] Phan Hồng Thu, 1997 Nghiên cứu hồn chỉnh cơng nghệ sản xuất chitin – chitosan từ vỏ tơm Tóm tắt cơng trình nghiên cứu khoa học (1987 – 1997) Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản [6] Đặng Văn Luyến, “Chitin/Chitosan” Các giảng báo cáo chuyên đề, tập 2, tr 27-35, 1995 [7] Đào Tố Quyên, Nguyễn Thị Lâm, Hà Thị Anh Đào & cộng Nghiên cứu thử nghiệm PDP (chitosan) làm chất phụ gia sản xuất giò lụa, bánh Viện dinh dưỡng Trung tâm kỹ thuật an toàn vệ sinh thực phẩm Việt Nam [8] Phạm Lê Dũng, Trịnh Bình, Lại Thu Hiền cộng Vật liệu sinh học từ chitin Viện hóa học - Viện cơng nghệ sinh học, Trung tâm khoa học tự nhiên Công nghệ quốc gia Hà Nội.1997 [9]Trần Thị Luyến, Huỳnh Nguyễn Duy Bảo số cộng Hồn thiện quy trình sản xuất Chitin-Chitosan chế biến số sản phẩm công nghiệp từ phế liệu vỏ tôm, cua Báo cáo khoa học, Đề tài cấp Nha Trang.2000 [10] fereidoon shahidi chitin, chitosan, and co-products: chemistry, production, applications,and health effects 2005 Memorial University of Newfoundland [11] Ying-Chien Chung, Chih-Yu Chen Antibacterial characteristics and activity of acid-soluble chitosan Bioresource Technology 99 (2008) [12] Ming Kong, Xi Guang Chen Antibacterial mechanism of chitosan microspheres in a solid dispersing system against E coli Biointerfaces 65 (2008) 197–202 [13] Ming Kong, Xi Guang Chen Antimicrobial properties of chitosan and mode of action: A state of the art review International Journal of Food Microbiology 144 (2010) [14] Lian-Ying Zheng, Jiang-Feng Zhu Study on antimicrobial activity of chitosan with different molecular weights, Carbohydrate Polymers 54 (2003) [15] Purnama Darmadji, Masatoshi Izumimoto Effect of Chitosan in Meat Preservation Meat Sctenee 38 (1994) [16] Jane Ann Boles, Ronald Pegg Meat Color Montana State University [17] A.P Martínez-Camacho Chitosan composite films: Thermal, structural, mechanical and antifungal properties Carbohydrate Polymers 82 (2010) [18] Su-il Park Application of chitosan-incorporated LDPE film to sliced fresh red meats for shelf life extension Meat Science 85 (2010) [19] H.F Mark, N.M Bikales, C.G Overberger and G Menges, Editors, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering Vol 1, Wiley, New York (1985), p 20 [20] Majeti N.V Ravi Kumar A review of chitin and chitosan applications University of Roorkee, Roorkee 247 667, India(2000) [21] Nguyễn Văn Hiệu, Nguyễn Thị Ngọc Tú cộng Nghiên cứu số sản phẩm từ vật liệu polyme sinh học sở chitin/chitosan dẫn xuất y học.Trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia (2001)