Phân tích một số chỉ tiêu lý hóa theo TCVN và đánh giá sơ bộ chất lượng 3 loài cá biển (cá Thu, cá Ngừ, cá Nục) từ 3 vùng biển Đà Nẵng, Nam Định và Nghệ An. Bước đầu xây dựng phương pháp đo quang phổ cận hồng ngoại NIR cho sản phẩm cá đông lạnh. Nhận thức được các phương pháp phân tích nhanh chất lượng thực phẩm chưa được phổ biến và phát triển tại Việt Nam. Đối với các nước phát triển trên thế giới, phương pháp sử dụng quang phổ cận hồng ngoại để đánh giá chất lượng thực phẩm đã được phát triển từ rất lâu, tuy nhiên một vài năm gần đây phương pháp này mới được nhen nhóm và có những bước chập chững đầu tiên thực hiện các nghiên cứu. Để đóng góp một phần nhỏ vào đề tài nghiên cứu này, nhóm em quyết định thực hiện đề tài: “Xác định một số chỉ tiêu chất lượng của cá biển (cá Thu, cá Ngừ, cá Nục) và bước đầu phát triển phương pháp đo phổ NIR của các loài cá nghiên cứu” với mong muốn tạo những thông tin mang tính dữ liệu về chỉ tiêu lý hóa của 3 loài cá biển (cá Thu, cá Ngừ, và cá Nục) và bước đầu xây dựng phương pháp đo NIR đối với sản phẩm là cá biển để đóng góp vào một hệ phương pháp đo cho các sản phẩm thủy sản.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Xác định số tiêu chất lượng cá biển (cá Thu, cá Ngừ, cá Nục) bước đầu phát triển phương pháp đo phổ NIR loài cá nghiên cứu TRẦN VĂN CHUNG chung.tv174485@sis.hust.edu.vn NGUYỄN TRUNG HIẾU hieu.nt174680@sis.hust.edu.vn NGUYỄN THỊ NGỌC KHUYÊN khuyen.ntn174813@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật thực phẩm Chuyên ngành Quản lý chất lượng Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Cung Thị Tố Quỳnh Chữ ký GVHD Bộ môn: Quản lý chất lượng Viện: Công nghệ Sinh Học Công nghệ Thực Phẩm HÀ NỘI, 03/2022 ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Văn Chung Số hiệu sinh viên: 20174485 Họ tên sinh viên: Nguyễn Trung Hiếu Số hiệu sinh viên: 20174680 Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Khuyên Số hiệu sinh viên: 20174813 Khóa: 62 Viện: Cơng nghệ Sinh Học Công nghệ Thực Phẩm Ngành: Kỹ thuật Thực phẩm Đề tài nghiên cứu: Xác định số tiêu chất lượng cá biển (cá Thu, cá Ngừ, cá Nục) bước đầu phát triển phương pháp đo phổ NIR loài cá nghiên cứu Nội dung nghiên cứu: - Phân tích số tiêu lý hóa theo TCVN đánh giá sơ chất lượng loài cá biển (cá Thu, cá Ngừ, cá Nục) từ vùng biển Đà Nẵng, Nam Định Nghệ An - Bước đầu xây dựng phương pháp đo quang phổ cận hồng ngoại NIR cho sản phẩm cá đông lạnh Họ tên cán hướng dẫn: PGS.TS Cung Thị Tố Quỳnh Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày tháng năm Ngày hoàn thành đồ án: Ngày tháng năm Ngày tháng năm 20… Trưởng môn Cán hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ, tên) (Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm Người duyệt Sinh viên (Ký, ghi rõ họ, tên) (Ký, ghi rõ họ, tên) ii LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà khơng gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Gần năm từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q thầy cơ, gia đình, bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giảng dạy trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung đặc biệt thầy cô viện Công nghệ Sinh Học Công nghệ Thực Phẩm - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói riêng truyền đạt kiến thức bổ ích chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu cho chúng em suốt năm qua Môi trường học tập nơi giúp chúng em tích lũy nhiều kiến thức, kỹ ngày hoàn thiện thân Và chúng em xin chân thành cảm ơn cô PGS.TS Cung Thị Tố Quỳnh, người tận tình hướng dẫn, bảo suốt thời gian thực đề tài tạo điều kiện để chúng em hồn thành tốt đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô, anh chị phụ trách phịng thí nghiệm Trung tâm Đào tạo Phát triển sản phẩm Thực Phẩm - B4 Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Nguyễn Tiến Huy cô ThS Nguyễn Thị Lan Anh tạo điều kiện tốt để chúng em thực thí nghiệm, nghiên cứu phục vụ cho đồ án phòng thí nghiệm phân tích chất lượng thực phẩm C4 - 204, Bộ môn Quản lý chất lượng - Viện Công nghệ Sinh Học Công nghệ Thực Phẩm - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Cuối chúng em xin kính chúc q thầy ln mạnh khỏe, thành công công việc sống Do thời gian có hạn, kiến thức thân cịn hạn chế, q trình thực đồ án chúng em cịn nhiều thiếu sót, kính mong nhận đóng góp ý kiến bảo từ thầy cô Chúng em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Trần Văn Chung Nguyễn Trung Hiếu Nguyễn Thị Ngọc Khuyên iii TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN Đất nước Việt Nam rừng vàng biển bạc với 3260 km chiều dài bờ biển, thủy sản xác định ngành kinh tế mũi nhọn quốc gia Các loại cá biển đóng góp vai trị khơng nhỏ vào tổng sản lượng ni trồng đánh bắt năm vừa qua Cá biển loại thực phẩm giàu dinh dưỡng tiêu thụ nhiều Việt Nam Trong phạm vi đồ án này, nghiên cứu đề cập tới loài cá biển đặc trưng vùng biển Việt Nam bao gồm: cá Nục Thn, cá Ngừ Bị cá Thu Vạch thu mua từ Đà Nẵng, Nam Định Nghệ An Nghiên cứu nhằm mục đích: Phân tích đánh giá sơ tiêu chất lượng cá biển (cá Thu, cá Ngừ, cá Nục), bước đầu phát triển phương pháp đo phổ NIR loài cá nghiên cứu để phục vụ cho kiểm soát chất lượng thủy sản Chất lượng cá biển phân tích đánh giá dựa thành phần lý hóa đại diện cho hàm lượng dinh dưỡng cá bao gồm: hàm lượng nước, tro tổng, tro không tan nước, đạm tổng chất béo tổng số Kết phân tích sử dụng cơng cụ thống kê để phân tích đánh giá tương quan thành phần lý hóa với lồi cá nêu Phương pháp đo phổ NIR bắt đầu xây dựng thơng qua việc xác định vị trí cần đo mẫu cá nhằm thu phổ đại diện cho mẫu Kết phân tích thành phần (PCA) thu nhận cho thấy lồi cá Ngừ từ vùng Nam Định, Đà Nẵng đặc trưng thành phần tro tổng, tro không tan đạm tổng Trong cá Nục từ vùng đặc trưng hàm lượng chất béo, cá Thu đặc trưng hàm lượng nước Qua khảo sát vị trí đo cho thấy với mẫu cá ta cần chia cá làm phần: phần thân trên, thân giữa, thân thân bụng Mỗi phần đo 10 – 20 lần phương pháp đo tiếp xúc trực tiếp Mẫu cá đo dạng nguyên dạng thịt fillet iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 1.2 Tổng quan loài cá biển nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan cá Thu 1.1.2 Tổng quan cá Nục 1.1.3 Tổng quan cá Ngừ 11 Các nghiên cứu liên quan đến thành phần lý hóa 18 1.2.1 Nghiên cứu nước 18 1.2.2 Nghiên cứu giới 18 1.2.3 Nghiên cứu so sánh thành phần hóa học lồi cá .20 1.3 Tổng quan quang phổ cận hồng ngoại (Near-infrared spectroscopy – NIR) 21 1.4 1.3.1 Định nghĩa nguyên lý hoạt động NIR 21 1.3.2 Yêu cầu kỹ thuật thiết bị NIR 22 1.3.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến NIR 22 1.3.4 Ứng dụng NIR thực phẩm 24 1.3.5 Sử dụng NIR đánh giá chất lượng cá biển 24 Mục tiêu, nội dung phạm vi nghiên cứu 27 1.4.1 Mục tiêu 27 1.4.2 Nội dung nghiên cứu 27 1.4.3 Phạm vi nghiên cứu 27 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 2.2 Vật liệu nghiên cứu 28 2.1.1 Mẫu nghiên cứu 28 2.1.2 Sơ đồ thí nghiệm 30 Phương pháp nghiên cứu thành phần lý hóa 32 2.2.1 Lấy mẫu, chuẩn bị mẫu 32 2.2.2 Xác định hàm lượng nước 32 2.2.3 Xác định hàm lượng tro 33 2.2.4 Xác định hàm lượng chất béo 36 2.2.5 Xác định hàm lượng đạm tổng 39 2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu 42 v 2.3 Khảo sát phương pháp đo Quang phổ cận hồng ngoại (NIR) 43 2.3.1 Quy trình chuẩn bị mẫu 43 2.3.2 Phương pháp đo mẫu thu nhận liệu 43 2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 47 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 Kết khảo sát thành phần lý hóa tiêu đặc trưng loài cá nghiên cứu 49 3.1.1 Kết khảo sát thành phần lý hóa lồi cá 49 3.1.2 So sánh thành phần lý hóa lồi cá 50 3.1.3 cá Khảo sát ảnh hưởng vùng loài đến thành phần lý hóa 56 3.1.4 Xác định tiêu đặc trưng loài cá nghiên cứu sử dụng phân tích thành phần (PCA) 59 3.1.5 Phân loại loài cá nghiên cứu sử dụng phân tích phân biệt (Discriminant Analysis – DA) 61 3.2 Kết khảo sát điều kiện đo NIR 62 3.2.1 So sánh, phân tích giống khác độ hấp thụ ánh sáng vị trí đặt đầu đo vùng đo, mẫu 62 3.2.2 mẫu 3.2.3 Kết đo độ hấp thụ ánh sáng phần đặt đầu đo 65 Kết luận sơ phương pháp đo phổ NIR cá 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 75 vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt VASEP Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers Hiệp hội Chế biến Xuất Thủy sản Việt Nam ASEAN Association of South East Asian Nations Hiệp hội Quốc gia Đông Nam Á EU European Union Liên minh châu Âu IUU Illegal, unreported and unregulated fishing Hoạt động đánh bắt cá trái phép, khơng báo cáo khơng quản lí MSY Maximum sustainable yield Khả khai thác bền vững tối đa NIR Near-infrared spectroscopy Quang phổ cận hồng ngoại DA Discriminant Analysis Phân tích phân biệt tuyến tính PCA Principle Component Analysis Phân tích thành phần CNU Cá Nục CTH Cá Thu CNG Cá Ngừ ĐN Đà Nẵng NĐ Nam Định NA Nghệ An TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cá Thu Vạch Hình 1.2: Cá Thu Chấm Hình 1.3: Cá Thu Nhật Hình 1.4: Cá Thu Rắn Hình 1.5: Cá Thu Hố Hình 1.6: Cá Nục Đỏ Hình 1.7: Cá Nục Heo Cờ Hình 1.8: Cá Nục Sị Hình 1.9: Cá Nục Thuôn 10 Hình 1.10: Cá Ngừ Ồ 11 Hình 1.11: Cá Ngừ Chù 12 Hình 1.12: Cá Ngừ Chấm 12 Hình 1.13: Cá Ngừ Bò 13 Hình 1.14: Cá Ngừ Vằn 14 Hình 1.15: Cá Ngừ Vây Vàng 14 Hình 1.16: Cá Ngừ Mắt To 15 Hình 1.17: Tồn cảnh xuất cá Ngừ tháng đầu năm 2021 17 Hình 1.18: Phổ NIR trung bình nước dưa hấu nhiệt độ khác Mũi tên hướng tăng nhiệt độ 23 Hình 1.19: Các vị trí đo phổ phản xạ NIR táo riêng lẻ 24 Hình 1.20: Bản ghi NIR độ phản xạ (A) đạo hàm bậc độ phản xạ A, (B) từ mẫu cá cho thấy số dải hấp thụ hữu ích lipid protein 26 Hình 2.1: Cá Nục Thuôn Đà Nẵng 29 Hình 2.2: Cá Ngừ Bị Đà Nẵng 29 Hình 2.3: Cá Thu Vạch Đà Nẵng 29 Hình 2.4: Cá Nục Thuôn Nam Định 29 Hình 2.5: Cá Ngừ Bị Nam Định 29 Hình 2.6: Cá Thu Vạch Nam Định 30 Hình 2.7: Cá Nục Thuôn Nghệ An 30 Hình 2.8: Cá Ngừ Bị Nghệ An 30 Hình 2.9: Cá Thu Vạch Nghệ An 30 Hình 2.10: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm 31 Hình 2.11: Thiết bị tủ sấy 33 Hình 2.12: Cốc sấy mẫu 33 Hình 2.13: Thiết bị lị nung 36 Hình 2.14: Cốc mẫu đốt cháy đen 36 viii Hình 2.15: Mẫu nung lò 36 Hình 2.16: Mẫu tro tổng làm nguội bình hút ẩm 36 Hình 2.17: Lọc tro tổng 36 Hình 2.18: Mẫu tro khơng tan làm nguội bình hút ẩm 36 Hình 2.19: Thiết bị chưng cất Soxhlet 38 Hình 2.20: Chất béo sau chiết 39 Hình 2.21: Thiết bị vơ hóa 42 Hình 2.22: Mẫu sau vơ hóa 42 Hình 2.23: Thiết bị cất đạm 42 Hình 2.24: Mẫu cất đạm 42 Hình 2.25: Đầu đo sử dụng để đo quang phổ cận hồng ngoại 44 Hình 2.26: Các phần đo thân cá nguyên đông lạnh 44 Hình 2.27: Phần đo nguyên thân 44 Hình 2.28: Phần đo nguyên thân 44 Hình 2.29: Phần đo nguyên thân 45 Hình 2.30: Phần đo nguyên bụng 45 Hình 2.31: Các phần đo thân thịt cá fillet 45 Hình 2.32: Phần đo fillet thân 46 Hình 2.33: Phần đo fillet thân 46 Hình 2.34: Phần đo fillet thân 46 Hình 2.35: Phần đo fillet bụng 46 Hình 2.36: Phổ thu nhận phần mềm DLPNIRSCAN 46 Hình 2.37: Thơng tin phổ thu nhận mơ tả file Excel 47 Hình 3.1: Kết phân tích hàm lượng nước lồi cá 50 Hình 3.2: Kết phân tích hàm lượng tro tổng lồi cá 52 Hình 3.3: Kết phân tích tro khơng tan nước lồi cá 53 Hình 3.4: Kết phân tích đạm tổng loài cá 54 Hình 3.5: Kết phân tích hàm lượng chất béo lồi cá 55 Hình 3.6: Giá trị riêng (Eigenvalue) phần trăm tích lũy phương sai (cumulative variability -%) thành phần biểu diễn theo Scree plot 59 Hình 3.7: Mặt phẳng thứ - Vịng trịn tương quan tính chất cá 60 Hình 3.8: Sự phân bố mẫu cá tiêu lý hóa mặt phẳng tương quan PC1 PC2 61 Hình 3.9: Đồ thị mơ tả phân biệt lồi cá phân tích DA 62 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ 20 vị trí đo vùng thân mẫu NA – CTH – 02 63 ix Hình 3.11: : Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ 20 vị trí đo vùng thân mẫu NA – CTH – 02 63 Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ 20 vị trí đo vùng thân mẫu NA – CTH – 02 63 Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ vị trí đo vùng thân bụng mẫu NA – CTH – 02 63 Hình 3.14: Đồ thị mô tả phổ vùng đo mẫu cá Thu Vạch 65 Hình 3.15: Đồ thị mô tả phổ vùng đo mẫu cá Nục Thn 66 Hình 3.16: Đồ thị mô tả phổ vùng đo mẫu cá Ngừ Bị 66 Hình 3.17: Các phần đo thân cá nguyên đông lạnh 68 Hình 3.18: Đo 10 – 20 vị trí thân dạng nguyên 68 Hình 3.19: Đo 10 – 20 vị trí thân dạng nguyên 68 Hình 3.20: Đo 10 – 20 vị trí thân dạng nguyên 68 Hình 3.21: Đo 10 – 20 vị trí bụng dạng nguyên 68 Hình 3.22: Các phần đo thân cá nguyên đông lạnh 69 Hình 3.23: Đo 10 – 20 vị trí thân thịt fillet 69 Hình 3.24: Đo 10 – 20 vị trí thân thịt fillet 69 Hình 3.25: Đo 10 – 20 vị trí thân thịt fillet 69 Hình 3.26: Đo 10 – 20 vị trí bụng thịt fillet 69 x