nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm trứng cầu gai lên men tự nhiên

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung thực hiện của luận văn này là kết quả nghiên cứu của bản thân, không sao chép kết quả nghiên cứu của bất kì người nào khác. Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn nếu có bất kì sự gian dối nào. Người cam đoan Phạm Thị Thùy ii LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Nha Trang cùng các thầy cô đã giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và học tập tại trường. Xin cảm ơn Phòng đào tạo Đại học và Sau Đại học; Phòng Khoa học Công nghệ và Hợp tác quốc tế; Khoa Chế biến; Viện nghiên cứu Công nghệ sinh học và Môi trường; Thư viện; Phòng thí nghiệm Chế biến thủy sản; Phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm; Phòng thí nghiệm Hóa sinh; Phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học; Phòng thí nghiệm Nhiệt lạnh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và hỗ trợ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Anh Tuấn – người đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt và động viên tinh thần cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè thân thiết đã luôn ủng hộ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Xin trân trọng cảm ơn! Học viên thực hiện Phạm Thị Thùy iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4 1.1 TỔNG QUAN VỀ CẦU GAI VÀ TRỨNG CẦU GAI 4 1.1.1 Tên gọi Cầu Gai 4 1.1.2 Phân loại Cầu Gai 4 1.1.3 Đặc điểm sinh học Cầu Gai 4 1.1.4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của trứng Cầu Gai 10 1.2 TỔNG QUAN VỀ LÊN MEN VÀ SẢN PHẨM THỦY SẢN LÊN MEN 11 1.2.1 Giới thiệu về lên men 11 1.2.2 Sản phẩm thủy sản lên men 15 1.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHẾ BIẾN TRỨNG CẦU GAI 19 1.3.1 Phương pháp chế biến trứng Cầu Gai tổng quát 19 1.3.2 Một số phương pháp chế biến trứng Cầu Gai trên thế giới 19 1.3.3 Một số phương pháp chế biến trứng Cầu Gai trong nước 22 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, CHẾ BIẾN CẦU GAI VÀ TRỨNG CẦU GAI TRONG, NGOÀI NƯỚC 23 1.4.1 Trên thế giới 23 1.4.2 Trong nước 23 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 25 2.1.1 Cầu Gai Sọ Dừa 25 2.1.2 Phụ liệu 26 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.2.1 Phương pháp tổng thể 26 2.2.2 Phương pháp tối ưu hóa các thông số kỹ thuật 26 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 26 2.2.4 Phương pháp phân tích 26 2.2.5 Thiết bị và dụng cụ sử dụng để thực hiện thí nghiệm 27 2.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 28 iv 2.3.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu 28 2.3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 30 2.3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chi tiết 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA CẦU GAI KHAI THÁC TẠI VÙNG BIỂN KHÁNH HÒA 40 3.1.1 Kết quả thí nghiệm xác định TPKL của Cầu Gai 40 3.1.2 Kết quả thí nghiệm xác định TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai 40 3.2 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUY TRÌNH 42 3.2.1 Kết quả thí nghiệm xác định thời gian xử lý cồn thích hợp 42 3.2.2 Kết quả thí nghiệm xác định tỉ lệ muối thích hợp 43 3.2.3 Kết quả thí nghiệm xác định loại rượu thích hợp 46 3.2.4 Kết quả thí nghiệm xác định tỉ lệ đường thích hợp 47 3.2.5 Kết quả thí nghiệm xác định tỉ lệ rượu thích hợp 48 3.2.6 Kết quả thí nghiệm xác định chế độ lên men thích hợp 49 3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 56 3.3.1 Sơ đồ quy trình: 58 3.3.2 Thuyết minh quy trình: 57 3.4 KẾT QUẢ SẢN XUẤT THỬ THEO QUY TRÌNH TÌM ĐƯỢC 59 3.4.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm 59 3.4.2 Xây dựng định mức tiêu hao nguyên liệu, dự tính giá thành sản phẩm 61 3.5 PHÂN TÍCH TÍNH KHẢ THI CỦA QUY TRÌNH 62 3.5.1 Phân tích tính khả thi về mặt kĩ thuật 62 3.5.2 Phân tích tính khả thi về mặt kinh tế 63 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 64 I. KẾT LUẬN 64 II. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CLCQ: Chất lượng cảm quan N aa : Ni tơ acid amin N.NH 3 : Ni tơ NH 3 QHTN: Quy hoạch thực nghiệm QTCN: Quy trình công nghệ TPHH: Thành phần hóa học TPKL: Thành phần khối lượng VSV: Vi sinh vật W: Độ ẩm vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học của trứng Cầu Gai 10 Bảng 1.2: Tên gọi của các sản phẩm lên men theo nước sản xuất 16 Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm theo QHTN 2 yếu tố, xác định các thông số thích hợp cho công đoạn lên men 39 Bảng 3.1: TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai 40 Bảng 3.2: Thành phần acid amin của trứng Cầu Gai 41 Bảng 3.3: So sánh giữa TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai với trứng một số loài thủy sản khác 41 Bảng 3.4: Kết quả ma trận thực nghiệm yếu tố toàn phần 2 k mở rộng 54 Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm tại tâm phương án 55 Bảng 3.6: Kết quả tối ưu hàm lượng N aa trong công đoạn lên men 55 Bảng 3.7: Điểm cảm quan của sản phẩm sản xuất thử theo quy trình tìm được 59 Bảng 3.8: TPHH cơ bản của sản phẩm sản xuất thử theo quy trình tìm được 60 Bảng 3.9: Kết quả phân tích thành phần acid amin của sản phẩm sản xuất thử theo quy trình tìm được 60 Bảng 3.10: Kết quả kiểm tra VSV của sản phẩm sản xuất thử theo quy trình tìm được 61 Bảng 3.11: Định mức tiêu hao nguyên vật liệu 61 Bảng 3.12: Dự tính giá thành sản phẩm 62 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cầu Gai Sọ Dừa 6 Hình 1.2: Cầu Gai bút chì (Nhum đá). 6 Hình 1.3: Cầu Gai đen 7 Hình 1.4: Cầu Gai Echinothrix calamaris 6 Hình 1.5: Cầu Gai Diadema antillarum 6 Hình 1.6: Cầu Gai Heterocentrotus trigonarius. 7 Hình 1.7: Cấu tạo của Cầu Gai. 7 Hình 1.8: Tuyến sinh dục của Cầu Gai. 8 Hình 1.9: Hình ảnh Cầu Gai con 10 Hình 1.10: Món Uni sushi 21 Hình 1.11: Món Uni - pasta 21 Hình 1.12: Món Mako-uni 21 Hình 1.13: Món Sea urchin panna cotta 21 Hình 1.14: Món Sea-Urchin Sandwich 22 Hình 1.15: Món Sea Urchin Spaghetti 22 Hình 2.1: Cầu Gai Sọ Dừa 25 Hình 3.1 TPKL của Cầu Gai 40 Hình 3.2: Ảnh hưởng của thời gian xử lý cồn tới giá trị cảm quan của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 42 Hình 3.3: Ảnh hưởng của tỉ lệ muối tới giá trị cảm quan của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 43 Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ muối tới hàm lượng N aa , N.NH 3 của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 44 Hình 3.5: Ảnh hưởng của tỉ lệ muối và thời gian lên a w của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 44 Hình 3.6: Ảnh hưởng của loại rượu tới giá trị cảm quan của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 46 Hình 3.7: Ảnh hưởng của tỉ lệ đường tới giá trị cảm quan của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 47 viii Hình 3.8: Ảnh hưởng của tỉ lệ rượu tới giá trị cảm quan của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 48 Hình 3.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men tới giá trị cảm quan của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 49 Hình 3.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men tới hàm lượng N aa , N.NH 3 của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 49 Hình 3.11: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tới a w của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 50 Hình 3.12: Ảnh hưởng của thời gian lên men tới giá trị cảm quan của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 52 Hình 3.13: Ảnh hưởng của thời gian lên men tới hàm lượng N aa , N.NH 3 của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 52 Hình 3.14: Ảnh hưởng của thời gian lên men tới a w của sản phẩm trứng Cầu Gai lên men 53 Hình 3.15: Nguyên liệu Cầu Gai 57 Hình 3.16: Cầu Gai đã được tách một phần vỏ và nội tạng 57 Hình 3.17: Phần vỏ và nội tạng của Cầu Gai 58 Hình 3.18: Trứng Cầu Gai sau khi được làm sạch 58 Hình 3.19: Sản phẩm Trứng Cầu Gai lên men 59 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ở Việt Nam, Cầu Gai được sử dụng chủ yếu là để ăn tươi, các sản phẩm chế biến từ trứng Cầu Gai chưa phổ biến, mới chỉ một vài địa phương sử dụng trứng Cầu Gai để chế biến thành một số sản phẩm như: cháo Cầu Gai (Phan Thiết); mắm Cầu Gai, chả Cầu Gai (Trung Bộ)… Các nước phát triển trên thế giới chế biến và tiêu thụ trứng Cầu Gai rất nhiều, các sản phẩm làm từ trứng Cầu Gai đã trở nên quen thuộc, đặc biệt là ở Nhật Bản, các nước Châu Âu, Nam Mỹ. Thời xa xưa, người Hy Lạp và La Mã đã biết thưởng thức món Cầu Gai, họ thường dọn món này trong các bữa tiệc, ăn chung với sò huyết. Một số nghiên cứu về Cầu Gai cho thấy: thành phần ăn được của Cầu Gai (tuyến sinh dục hay thường gọi là trứng) có giá trị dinh dưỡng và giá trị dược học rất cao. Các nhà nghiên cứu hiện nay đang dùng Cầu Gai để tìm hiểu về các bệnh như ung thư, Alzheimer's, Parkinson và bệnh teo cơ (muscular dystrophy). Bởi vì có khá nhiều di thể trong Cầu Gai liên hệ đến các bệnh Alzheimer, Parkinson và một số di thể gây ung thư nơi người. Vấn đề hiếm muộn cũng có thể có giải đáp từ các nghiên cứu về Cầu Gai (mỗi Cầu Gai cái có thể sản xuất đến 20 triệu trứng). Ngoài ra, tuy Cầu Gai không có mắt, tai hay mũi nhưng chúng lại có những di thể mà con người có để tạo ra thị giác, thính giác và khứu giác (ScienceDaily March 1, 2007). Trong trứng Cầu Gai còn có các sắc tố thuộc nhóm fucoxanthin (như fuco xanthol và amarouciaxanthin A), nhóm carotenoid (lutein, beta-carotene); hợp chất loại cannabinoid: anandamide có tác dụng kích thích thần kinh. Trứng Cầu Gai còn là món ăn rất tốt cho sức khỏe sinh sản của nam giới. Từ đó thấy rằng trứng Cầu Gai là nguồn nguyên liệu để chế biến các sản phẩm thơm ngon, có giá trị dinh dưỡng cao. Vì vậy rất cần thiết để nghiên cứu chế biến các sản phẩm từ trứng Cầu Gai Mặt khác, hiện nay trên toàn thế giới đang bùng phát nhiều loại bệnh dịch nguy hiểm như: cúm gà, bệnh lở mồm long móng ở lợn, bệnh bò điên và gần đây nhất 2 mới xuất hiện thêm bệnh cúm heo. Vì vậy, các sản phẩm được chế biến từ những nguồn nguyên liệu này hầu như bị ngừng chế biến trong những thời điểm có bệnh dịch. Vì vậy việc tìm ra nhiều sản phẩm mới bổ dưỡng, an toàn đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trở nên cấp thiết Vì lí do trên luận văn này chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm trứng Cầu Gai lên men tự nhiên” để góp phần vào việc đưa trứng Cầu Gai thành món ăn quen thuộc, bổ dưỡng, góp phần mang lại sự phong phú và đa dạng cho các sản phẩm làm từ Cầu Gai nói riêng và sản phẩm thủy sản nói chung, giúp người tiêu dùng có thêm lựa chọn. 2. Mục tiêu của đề tài Xây dựng được quy trình công nghệ (QTCN) sản xuất sản phẩm trứng Cầu Gai lên men tự nhiên, với các thông số thích hợp, tạo ra được sản phẩm đảm bảo chất lượng vệ sinh và an toàn thực phẩm 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài  Góp thêm các dẫn liệu khoa học về thành phần cơ bản của Cầu Gai, trứng Cầu Gai.  Tạo thêm tài liệu tham khảo về công nghệ chế biến trứng Cầu Gai cho những người công tác trong ngành công nghệ thực phẩm, thủy sản 4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài  Tạo ra sản phẩm mới từ trứng Cầu Gai, làm phong phú thêm các mặt hàng cho ngành chế biến thủy sản.  Góp phần khai thác, sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên thủy sản. [...]... + Sản phẩm lên men từ rau quả + Sản phẩm lên men từ cá, tôm… + Sản phẩm lên men từ sữa…  Phân loại theo sản phẩm + Lên men rượu + Lên men beer + Lên men glyxeryl + Lên men lactic + Lên men axetic + Lên men sữa chua…  Phân loại theo điều kiện lên men + Lên men yếm khí + Lên men hiếu khí 12  Phân loại theo tính chất của công nghệ [12] Dựa theo tính chất công nghệ, người ta thường chia ra: công nghệ. ..  Cân 28 2.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 2.3.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu Tham khảo quy trình sản xuất sản phẩm trứng Cầu Gai lên men của Nhật [7], tác giả đề xuất sơ đồ quy trình nghiên cứu như sau: Sơ đồ 2.1: Quy trình nghiên cứu Nguyên liệu Cầu Gai Rửa TPKL của Cầu Gai Lấy mẫu Xử lý phần vỏ Bỏ nội tạng Thu trứng Làm sạch trứng Xử lý cồn Lấy mẫu TPHH của trứng Cầu Gai Thời gian xử lý cồn Để ráo Phối trộn Tỉ... trong công nghiệp cần tuyển lựa chủng có hệ enzyme đặc trưng cho quá trình sản xuất nào đó VSV thường sử dụng gây lên men là nấm men, nấm mốc, vi khuẩn 1.2.2 Sản phẩm thủy sản lên men 16 a Giới thiệu chung [8] Sản phẩm thủy sản lên men chủ yếu được sản xuất từ nguồn nguyên liệu là cá nhỏ, tôm nhỏ Thủy sản lên men được chế biến theo phương pháp: trộn thủy sản với muối sau đó cho lên men Thủy sản lên men. .. nghệ lên men cổ điển và công nghệ lên men hiện đại + Công nghệ lên men cổ điển: thực hiện quá trình lên men theo công nghệ truyền thống, đã có từ lâu đời, chủ yếu là áp dụng những kinh nghiệm dân gian có được trong quá trình sản xuất (ví dụ như: quy trình làm rượu gạo, mắm tôm, mắm ruốc, nem chua …); thường sử dụng máy móc, thiết bị đơn giản, áp dụng trong quy mô sản xuất vừa và nhỏ + Công nghệ lên men. .. Nội dung nghiên cứu  Xác định TPKL của Cầu Gai và TPHH cơ bản của trứng Cầu Gai khai thác tại vùng biển Khánh Hòa  Xác định các thông số thích hợp cho quy trình  Sản xuất thử theo quy trình tìm được, đánh giá chất lượng sản phẩm, xây dựng định mức tiêu hao nguyên liệu, giá thành sản phẩm và phân tích tính khả thi của quy trình 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CẦU GAI VÀ TRỨNG CẦU GAI 1.1.1... trong nhiệt độ thấp Cầu Gai đỏ tía là nguyên liệu tốt nhất cho loại sản phẩm này hoặc Cầu Gai đỏ cũng được sử dụng + Nếu sản xuất Neri – uni (trứng Cầu Gai lên men) : loại sản phẩm này đắt tiền nhất trong các loại sản phẩm biển lên men ở Nhật Nguyên liệu sản xuất loại sản phẩm này là Cầu Gai đỏ tía, ngoài ra có thể sử dụng Cầu Gai đỏ Sau khi trứng được làm sạch, trộn với 20 – 30% muối rồi đặt trên phên tre... hiện đại: thực hiện quá trình lên men với những ứng dụng khoa học hiện đại đã được nghiên cứu để đưa vào thực tiễn sản xuất (ví dụ như: sử dụng công nghệ cố định tế bào nấm men trong quá trình lên men chính, phụ trong công nghệ lên men bia liên tục); thường sử dụng máy móc, thiết bị phức tạp, áp dụng trong quy mô sản xuất lớn b Bản chất của quá trình lên men [8] Lên men là quá trình phức tạp gồm có nhiều... VSV Phân loại lên men có thể dựa theo cơ chế, tác nhân, nguyên liệu, sản phẩm  Phân loại dựa theo tác nhân + Lên men bởi enzyme của nấm mốc + Lên men bởi enzyme của nấm men + Lên men bởi enzyme của vi khuẩn + Lên men bởi enzyme của nấm mốc và vi khuẩn + Lên men bởi enzyme của nấm men và vi khuẩn + Lên men bởi enzyme của nấm mốc và nấm men  Phân loại theo nguồn nguyên liệu + Sản phẩm lên men từ tinh... sản phẩm lên men [24] 20 + Nếu sản xuất Cầu Gai tẩm nước lên men (Mizu – uni, Nhật Bản): trộn nồng độ muối 30 – 40%, trộn đều cho vào chậu gỗ, đậy kín và cho lên men ở nhiệt độ thấp (lạnh) + Nếu sản xuất Dorouni (mắm Cầu Gai lên men) : trứng sạch được rửa cồn loãng 6 – 9%, sau đó rút hết alcol Đem trứng đã rút alcol trộn với 25 – 30% muối, cho vào chậu, đậy nắp lên men trong nhiệt độ thấp Cầu Gai đỏ tía... quá trình lên men, bacillus lichemiformis xuất hiện trong toàn bộ các quá trình lên men Trong khi đó micrococcus colpogenes và micrococcus varians chỉ xuất hiện sau một tháng của quá trình lên men Các vi khuẩn gây hương cho sản phẩm chỉ phát triển ở giai đoạn sau của quá trình Trong các sản phẩm thủy sản lên men người ta không tìm thấy yeast và candida clausenii b Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lên . + Sản phẩm lên men từ rau quả + Sản phẩm lên men từ cá, tôm… + Sản phẩm lên men từ sữa…  Phân loại theo sản phẩm + Lên men rượu + Lên men beer + Lên men glyxeryl + Lên men lactic + Lên. toàn đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trở nên cấp thiết Vì lí do trên luận văn này chọn đề tài Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm trứng Cầu Gai lên men tự nhiên để góp phần. tài Xây dựng được quy trình công nghệ (QTCN) sản xuất sản phẩm trứng Cầu Gai lên men tự nhiên, với các thông số thích hợp, tạo ra được sản phẩm đảm bảo chất lượng vệ sinh và an toàn thực phẩm