KHOA NONG NGHIEP & SINH HQC UNG DUNG BO MON CONG NGHE THUC PHAM
ô& đ L1 @
NGUYEN TH] THU TRANG MSSV: 2030318
UNG DUNG BAO MANG CHITOSAN
NHAM GIAM SU HAO HUT KHOI LUOGNG VA
TONG VI KHUAN HIEU KHÍ TRONG QUA TRINH CAP DONG VA TRU DONG CA TRA FILLET
LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU’ Chuyén nganh: CONG NGHE THUC PHAM
Mã ngành: 08
Giáo viên hướng dẫn BUI THI QUYNH HOA
Cần Thơ 2008
Trang 2Luận văn tốt nghiệp với đề tài “ứng dụng bao màng chitosan nhằm giảm sự hao hụt khối lượng và tổng vi khuẩn hiếu khí trong quá trình cấp đơng và trữ đơng cá Tra fillet” do sinh viên Nguyễn Thị Thu Trang thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thơng qua
Giáo viên hướng dẫn Thư kí hội đồng
Ths.Bùi Thị Quỳnh Hoa
Cần Thơ, ngày 26 tháng 06 năm 2008 Chủ tịch hội đồng
Trang 3LỜI CẢM TẠ
-^ ® H @ œ
Tơi xin chân thành cảm ơn cơ Bùi Thị Quỳnh Hoa đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và truyền đạt cho tơi những kinh nghiệm quý báo trong suơt khoảng thời gian thực hiện đê tài luận văn tơt nghiệp của mình
Chân thành cảm ơn quý thầy cơ bộ mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm trường Đại Học Cần
Tho đã giảng dạy và truyền đạt những kiên thức bơ ích cho tơi trong suốt thời gian học tập tại trường
Chân thành cảm ơn quý thầy cơ, cán bộ hướng dẫn phịng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong quá trình thực tập tại phịng thí nghiệm
Cảm ơn các bạn và các em sinh viên ngành Cơng Nghệ Thực Phẩm đã giúp đỡ tơi trong thời gian thực hiện đê tài
Trang 4MỤC LỤC 62 Ode it -44 7 + 1 MU 1 11 M0010 TA 1v Danh sách bảng S111 1212 212v HH TH HH HH HH HH Hư vì
TOM UOC Vii
Churong I Gidi thigu oo 1
LL Dac VAN G6 ee eeeeecccccsssssssssssssnsenseseeessecceceesesssssssnnunsssseeseseeceeeesessessnannnnnsssseeess 1 1.2 Mục tiêu nghiên CỨu ¿- 2+ 212131 912v v.v ng ưn 1 Chương II Lược khảo tài liệu
2.1 Giới thiệu chung
2.1.1 Nguồn nguyên liệu và sản phẩm cá Tra philê
2.1.2 Thành phần hố học của thuỷ sản 2¿-2©22+222+zz+cvxretrveceee 2
2.1.3 Biến đổi của thuỷ sản sau khi chết ¿- s+©csz+cxeecrxeerxerrrxrrrree 4 2.1.4 Một số vi sinh vật trong sản phẩm philê -222222+++2sceee 4
VI C0060 1 7
2.2.1 Tính chất hố học của chitin/ chifOSan - <5 55555 sseeereeee 8
2.2.2 Tính chất của chitosan -2-22+22++++2E+EreEEErrerrxrrrrrrrrrrrrrrrrrrrcee 9 2.2.3 Quá trình sản xuất chỉtosan 2- 2: ©+++©x++x+eExxetrxerrrxrrrkerrrrcee 10
2.2.4 Ứng dụng của chitosan trong thực tẾ . ¿ ¿2 ©+++xe+erxerrxevrrseee 12 2.3 Kỹ thuật lạnh đơng
2.3.1 Khái niệm l5
2.3.2 Tác dụng của việc làm lạnh đơng 16
2.3.3 Những biến đổi của thuỷ sản trong quá trình lạnh đơng - 16
2.4 Các phosphate -.- . c1 12 nh TH HH HH HH HH HH HH hư Chương III Phương tiện và phương pháp nghiên cứu - -+ «5+: 18
Chương IV Kết quả và thảo luận .À .-2 ©2222222222EEzeEEEEeEEEErerrxrrerrrrrrrrrrree 0 Chương V Kết luận và đề nghị 2- 2£ ©2+2CSE2EESEEEEEEEESEEEEEEEEvrkerrrkrrrkee 0
ii mẽ ẽ.‹-:‹+-£S-, ƠỎ 0
Phụ chương . - + + + + tt TH TT TT HH HH TH TT Hà HH cư viii S6 Hi6u théng KO eeccccsssessssesssssssseesssecssecsssscssssessscssscsssecssscsssecsssccsuecssecssssessecsseeessecs xi
Trang 5DANH SÁCH HÌNH
6S Ode
Hình 2.1: Cá 'TTa ¿- 11211 21212121 1 0101 0101 TH TT HH Hư 2 Hình 2.2: Trực khuẩn đường ruột gram âm Escherichia coli -: 5 Hình 2.3: Cầu khuẩn gram âm S/4phyÏOCOCCWS đWF€W$ 2 -cc+©75ccc555c->- 6 Hình 2.4: Trực khuẩn gram âm SŠølzuonella . -22 22225cz2ccsez+cc+esecssceee 6 Hình 2.5: Các dạng chitOsan ¿- ¿5-5 S13 2 Hư 10 Hình 2.6: Nguồn nguyên liệu sản xuất chitosan . 2-z+22z++czzzztzsee+ 11 Hình 3.1: Sơ đồ cách pha dung địch chitosan -¿ 22-©2zz+22zzrerzrrerrvree 18 Hình 3.2: Cá Tra fillet sau khi bao màng chifosan - + ô5s â+<+s+<++ 19 Hình 3.3: Sơ đồ thí nghiệm tổng quát
Hình 3.4: Sơ đồ thí nghiệm 1
Hình 3.5: Sơ đồ thí nghiệm 2
Hình 3.6: Sơ đồ thí nghiệm 3 Hình 3.7: Sơ đồ thí nghiệm 4
Hình 4.1.1: Đồ thị biểu điễn sự ảnh hưởng của loai chitosan va thời gian trữ đơng đến
sự tốn thât khơi lượng cá Tra fillet trong quá trình câp đơng
Hình 4.1.2: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của loại chitosan và thời gian trữ đơng đến
lượng vi sinh vật tơng sơ ở cá Tra fillet trong quá trình câp đơng -.
Hình 4.1.3: Đồ thị biểu điễn sự ảnh hưởng của loại chitosan và thời gian trữ đơng đến
mau sac ca Tra fillet trong quá trình câp đơng - + + +++++£+x+sEseereeevrreerree
Hình 4.1.4: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của loại chitosan và thời gian trữ đơng đến
câu trúc cá Tra fillet trong quá trình câp đơng - ¿+ + 5+ 5+ £+++s£+x+veseeereeeeeee
Hình 4.2.1: Đồ thị biểu điễn sự ảnh hưởng của nồng độ chitosan và thời gian trữ đơng
đên sự tơn thât khơi lượng cá Tra fđillet trong quá trình câp đơng
Hình 4.2.2: Đồ thị biểu điễn sự ảnh hưởng của nồng độ chitosan và thời gian trữ đơng
đên lượng vi sinh vật tơng sơ ở cá Tra fillet trong quá trình câp đơng -
Hình 4.2.3: Đồ thị biểu điễn sự ảnh hưởng của nồng độ chitosan và thời gian trữ đơng
đên màu sắc cá Tra fillet trong quá trình câp đơng + «2 =+s=s+s+e+c++ Hình 4.2.4: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ chitosan và thời gian trữ đơng đến cấu trúc cá Tra fillet trong quá trình cập đơng 2++z+zzz+tzx+ Hình 4.3.1: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian nhting chitosan va thoi gian trữ đơng đên sự tơn thât khơi lượng cá Tra fillet trong quá trình câp đơng
Hình 4.3.2: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian nhting chitosan va thoi gian
trữ đơng đên lượng vi sinh vật tơng sơ ở cá Tra fillet trong quá trình câp đơng
Trang 6Hình 4.3.3: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian nhúng chitosan và thời gian trữ đơng đến màu sắc cá Tra fillet trong quá trình cấp đơng s Hình 4.3.4: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian nhúng chỉitosan và thời gian
trữ đơng đên câu trúc cá Tra fillet trong quá trình câp đơng -+-«-s-s=s+
Hình 4.4.1: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của phương pháp nhúng chitosan và thời gian trữ đơng đến sự tổn thất khối lượng cá Tra fillet trong quá trình cấp đơng Hình 4.4.2: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của phương pháp nhúng chitosan và thời gian trữ đơng đên lượng vi sinh vật tơng sơ ở cá Tra fillet trong quá trình câp đơng Hình 4.4.3: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của phương pháp nhúng chitosan và thời gian trữ đơng đến màu sắc cá Tra fillet trong quá trình cấp đơng Hình 4.4.4: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của phương pháp nhúng chitosan và thời gian trữ đơng đến cấu trúc cá Tra fillet trong quá trình cắp đơng . Hình 4.5: Cá Tra fillet 5-2 23 1212 012 H301 1210 HH HH ng nươn Hình 4.6: Cá Tra fillet cĩ ngâm hố chất - 2 2 ©+++++£rxe+rxxvzrxeerrxrrrxree
Hình 4.7: Cá Tra fillet ngâm hố chất rồi bao màng chitosan -+-
Hình 4.8: Ảnh hưởng của phương pháp nhúng sau khi tan giá -+- Hình 4.9: Đặc điểm cá Tra fillet với các phương pháp nhúng khác nhau
Hình a: Tủ cấy 1 Hình b: Tủ cấy 2 Hình c: Máy đồng nhất mẫu
Hình d: Thiết bị đo cấu trÚC - 2-22 ©2++S£+EE£+EE£EE£2EE£EEESEESEEESEEEEEESEEEEEEEEErrkrrree x Hình e: Biéu 46 mau (Lab chart) c.cccsccscssessesssesseessecssessessesssessessesssesseeseessecseeeseeese x Hình f: Thiết bị đo MAU SAC ose eeceessesssesssessecssesssessecssesseessessucssessesssessesseesseesseeseeese x
Trang 7DANH SÁCH BÁNG
6 oO de
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của cá 2 22©222222+z+22+z++tzxrrrrrereee 2 Bảng 2.2: Các thành phần cơ bản (tính theo % căn bản ướt) của cá - 3 Bảng 2.3: Các hợp chất đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của thịt cá bảo quản hiếu
khí hoặc được đĩng gĩi cĩ đá và ở nhiệt độ mơi trường
Bảng 2.4: Một vài ứng dụng của chitin, chitosan trong cơng nghiệp thực phâm 12 Bảng 2.5: Quan hệ giữa lượng nước đĩng băng trong thuỷ sản và nhiệt độ làm lạnh b0 1 16 Bảng 4.1: Kết quả kiểm tra sự giảm tổn thất khối lượng, tổng vi khuẩn hiếu khí, màu sắc và cầu trúc theo loại chitosan sử dụng và thời gian trữ đơng - Bảng 4.2: Kết quả kiểm tra sự giảm ton thất khối lượng, tổng vi khuẩn hiếu khí, màu sắc và câu trúc theo nơng độ chitosan và thời gian trữ đơng Bảng 4.3: Kết quả kiểm tra sự giảm tổn thất khối lượng, tổng vi khuẩn hiếu khí, màu sắc và cầu trúc theo thời gian nhúng và thời gian trữ đơng
Bảng 4.4: Kết quả kiểm tra sự giảm tổn thất khối lượng, tổng vi khuẩn hiếu khí, màu sắc và cầu trúc theo phương pháp nhúng và thời gian trữ đơng i8: 0600:i5ì8 8n Vili Bảng b: Chỉ tiêu vi sinhh .-. ¿c5 + 52223219121 9121 9121 171 111111 ng ưưn viii
Trang 8TĨM LƯỢC
-^ ® H @ œ
Cá là nguyên liệu cĩ cơ lỏng lẻo, nhiều nước Trong quá trình cấp đơng chậm (nhiệt độ -25”C) sẽ xảy ra hiện tượng mất nước, làm cho khối lượng của cá giảm Mặt khác, do mơi trường trong tủ câp đơng là khơng khí lạnh và khơ nên nước khuếch tán từ cơ thịt cá ra bề mặt của cá và từ bề mặt của cá ra mơi trường bên ngồi rất lớn Tuy nhiên
khi sử dụng màng bao chitosan từ vỏ tơm thì hạn chế được hiện tượng này, chứng tỏ việc sử dụng màng bao chitosan bao phu bé mặt của cá là rất hiệu quả Đặc biệt khi
cho cá vào nước và nâu chín, dung dịch chitosan khơng làm thay đơi mùi vị của sản phâm
Đề tài được thực hiện với các nội dung thí nghiệm sau:
- Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng phân tử (MW) chitosan và thời gian trữ đơng dùng làm màng bao đến chât lượng cá Tra philê trong quá trình bảo quản lạnh
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dich chitosan và thời gian trữ đơng dùng làm màng bao đên chât lượng cá Tra philê trong bảo quản lạnh
- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nhúng và thời gian trữ đơng đến chất lượng miếng
philê cá Tra
- Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp nhúng và thời gian trữ đơng đến chất lượng cá
Tra fillet
Từ kết quả nghiên cứu, ta nhận thấy:
- Việc sử dụng chitosan đem lại nhiều ưu điểm cho sản phẩm cá tra philê trong quá trình cấp đơng và trữ đơng, trong đĩ loại cĩ khối lượng phân tử thấp (LMw) cĩ hiệu quả cao hơn, thể hiện ở các chỉ tiêu về tổn thất khối lượng, tổng vi khuân hiếu khí,
màu sắc và cầu trúc của sản phẩm
- Thời gian và nồng độ chitosan cĩ ảnh hưởng quan trọng lên hiệu quả của bao màng chitosan Kêt quả cho thây nơng độ 1,5% với thời gian nhúng 1 phút là tơi ưu
- Két hop bao mang chitosan v6i dung dich ting trong Sodium tripolyphosphate (STPP) vừa giúp sản phẩm tăng trọng do tăng khả năng giữ nước vừa tận dụng được những ưu việt của chitosan như làm giảm tổn thất khối lượng trong quá trình cấp đơng và trữ đơng, giữ được cấu trúc, màu sắc đồng thời làm giảm đáng kể tổng vi khuẩn hiếu khí cho sản phẩm
=> Từ các kết quả thu nhận được ta thấy sản phẩm cá tra sau khi philê, để ráo nên ngâm quay trong dung dịch tăng trọng STPP rơi nhúng trong dung dịch chitosan cĩ khối lượng phân tử thấp với nồng độ 1,5% trong thời gian 1 phút sau đĩ tiến hành cấp đơng và trữ đơng sẽ cải thiện sự tổn thất khối lượng, làm giảm tổng vi khuẩn hiếu khí cũng như đảm bảo cấu trúc và màu sắc cho sản phẩm
Trang 9CHUONG I GIỚI THIỆU
-^ ® H @ œ
1.1 Đặt vấn đề
Thuỷ sản là nguồn nguyên liệu đơi dao ở nước ta, đặc biệt là vùng sơng nước Đồng Bằng Sơng Cửu Long Với nguồn nguyên liệu thiên nhiên phong phú sẵn cĩ, nước ta đã sử dụng một cách hiệu quả trong quá trình cung cấp thực phẩm thuỷ sản khơng chỉ
trong nước mà cịn xuất khâu ra nước ngồi
Để xuất khâu được : thuỷ sản đi xa cũng là một vấn đề lớn đề quan tâm vì thuỷ sản là nguồn thực phẩm rất dễ bị hư hỏng Sau khi chọn lọc đề tìm ra phương pháp thích hợp dé bảo quản tốt thuỷ sản thì lạnh đơng được xem là phương pháp hiệu quả nhất, nêu áp dụng đúng cách thì cĩ thể nĩi lạnh đơng đảm bảo được chất lượng của thuỷ sản gần giống như tính chất thuỷ sản ban đầu sau khi tan giá
Tuy nhiên vấn đề hao hụt khối lượng trong khâu cấp đơng và tồn trữ đã gây thiệt hại rất lớn cho các nhà sản xuất; sự tăng mật sơ vi sinh vật trong quá trình chế biến cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm
Với tính ưu việt của mang chitosan, vira ức chế được sự phát triển của vi sinh vật vừa
giảm tơn thât khơi lượng và là màng ăn được nên việc áp dụng màng bao chitosan cho cá Tra, cá Basa fillet đang là vân đê cân được quan tâm nghiên cứu
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Để tìm ra phương pháp tối ưu khắc phục tình trạng hao hụt khối lượng và ức chế sự phát triên của vi sinh vật nên mục tiêu nghiên cứu của đê tài này là:
1 Xác định khối lượng phân tử chitosan dùng làm màng bao cá Tra fillet đơng lạnh 2 Xác định nồng độ chitosan áp dụng bao màng fillet cá Tra đơng lạnh
3 Xác định ảnh hưởng của thời gian nhúng đến chất lượng miếng fillet cá Tra đơng lạnh
4 Xác định ảnh hưởng của phương pháp nhúng đến chất lượng miếng fillet cá Tra
Trang 10CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
62 Ode
2.1 Giới thiệu chung
2.1.1 Nguén nguyén liệu và sản phẩm cá Tra philê
Cá Tra cĩ tên tiéng Anh: Shutchi catfish va ten ©
khoa hoc: Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1878)
Là một trong 21 lồi cá thuộc bé Siluriformes, ho
Pangasiidae Hình 2.1: Cá tra
Đồng bằng Nam Bộ của Việt Nam đã cĩ truyền thống nuơi cá Tra và cá Basa Cá Tra nuơi phổ biến trong cả ao và bè Những năm gân đây nghề nuơi lồi cá này phát triển
mạnh nhằm phục vụ nhu cầu tiêu thụ nội địa và nguyên liệu cho xuất khâu Nuơi
thương phâm thâm canh cho năng suât rât cao Hiện nay cá Tra là đơi tượng được phát triên nhanh và tập trung chủ yêu ở hai tỉnh An Giang và Đơng Tháp, những nơi khơng cĩ điêu kiện hoặc tiêu thụ nhanh cĩ thê bảo quản lạnh băng khơng khí hay bảo quản
băng nước đá
Với nguồn nguyên liệu dồi đào, cá Tra cĩ thể sản xuất ra nhiều loại sản phẩm khác nhau: nguyên con, philê đơng lạnh và các mặt hàng chê biên Theo xu hướng tiện lợi và nhanh gọn thì các sản phẩm cá philê đơng lạnh ngày càng được ưa chuộng cả trong nước và quơc tê
Philê là sản phẩm cá tươi đã qua các cơng đoạn xử lí như tách nội tạng, xương, da, đây là bán thành phâm, cĩ thê sử dụng cho nhiêu mục đích chê biên khác nhau
Tuy nhiên chúng rất dễ ươn hỏng nếu khơng được bảo quản thích hợp, thơng thường
các sản phâm này được bảo quản trong điêu kiện lạnh đơng, nhiệt độ bảo quản được khuyến khích sử dụng tối thiểu là -18°C
2.1.2 Thành phân hố học của thuỷ sản
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của cá
Thành phần (%) Giá trị dinh dưỡng/100g ăn được
Năng lượng chung 124,52 kcal
Năng lượng từ chất béo 30,84 kcal
Tổng lượng chất béo 3,42 g
Chất béo bão hồ 1,64 g
Cholesterol 25,2 mg
Natri 70,6 mg
Protein 23,42 g
Trung tam tin hoc- B6 Thuy San Viét Nam
Trang 11Bảng 2.2: Các thành phần cơ bản (tính theo % căn bản ướt) của cá
Cá (philê)
Thành phân Tối thiểu Thơng thường Tối đa
Protein 6 16-21 28 Lipid 0,1 0,2-25 67 Carbohydrate - < 0,5 - Tro 0,4 1,2-1,5 1,5 Nước 28 66 - 81 96
Phan Thị Thanh Quế, 2005
Thành phần hố học gồm: protein, lipid, muối vơ co, vitamin céc thành phan nay khác nhau rat nhieu, thay đơi phụ thuộc vào giơng, lồi, giới tính, điêu kiện sinh sơng, Ngồi ra, các yêu tố như thành phần thức ăn, mơi trường sống, kích cỡ cá và các đặc tính duy truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hố học, đặc biệt là cá nuơi
* Protein
Được cấu tạo từ các acid amin, cdc acid amin khơng thay thế quyết định giá trị đinh dưỡng của thực phẩm Protein của cá là nguồn giầu các acid amin này Do đĩ, protein của cá cĩ giá trị dinh đưỡng cao hơn các loại ngũ cốc khác
- Protein cấu trúc (Protein tơ cơ): Gồm các sợ myosin, actin, actomyosin và tropomyosin, chiếm khoảng 65-75% tổng hàm lượng protein trong cá Protein câu trúc cĩ khả năng hồ tan trong dung dịch muơi cĩ nơng độ ion khá cao (0,5M)
- Protein chất cơ (protein tương cơ): Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các enzym, chiếm khoảng 25- 30% hàm lượng protein trong cá Các protein này tan trong nước, trong dung dịch muối trung tính cĩ nồng độ ion thấp (<0, 5M) hau hét protein chat co bị đơng tụ khi dun nĩng trong nude 6 nhiét d6 trén 50°C
Protein tương cơ cĩ khả năng hồ tan trong nước, là nguyên nhân làm mắt dinh dưỡng do một lượng protein đáng kế thốt ra khi rửa, ướp muơi, tan giá, Vì vậy, cần chú ý dé duy trì giá trị đỉnh đưỡng và mùi vị của sản phẩm
Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxi hố thành metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm
- Protein mơ liên kết: Bao gồm các sợi collagen va elastin, chiếm khoảng 1% tổng lượng protein và 0,2-2,2% trong lượng của cơ thịt Cĩ trong mạng lưới nội bào, khơng tan trong nước, dung dịch kiêm hoặc dung dịch muơi cĩ nơng độ cao
Điểm đẳng điện của protein cá vào khoảng pI = 4,5-5,5 Tại giá trị này, protein cĩ độ hồ tan thấp nhất
* Lipid
Hàm lượng lipid trong cá dao động nhiều (0,1-30%) Thành phần chất béo trong cá
Trang 12gồm các acid béo chưa bão hồ cao (14-22 nguyên tử cacbon, 4-6 nĩi đơi) Chất béo
trong cá chứa nhiều acid béo chưa bão hồ do đĩ rất dễ bị oxi hố sinh ra các sản phẩm cấp thấp như aldehyde, ceton, skaton Tuy nhiên, lipid trong thuỷ sản rất cĩ lợi cho sức khoẻ người tiêu dùng Các hợp chất cĩ lợi trong lipid cá là các acid béo khơng
no cao, đặc biệt là acid eicosapentaenoic (EPA 20:5) va acid docosahexaenoic (DHA
22:6)
* Các loại Vitamin và khống chất
Cá là nguồn cung cấp chính vitamin nhĩm B (thiamin, riboflavin va Bj), vitamin A
và D cĩ chủ yếu trong các cơ thịt cá Vitamin rất nhạy cảm đối với oxi, nhiệt độ, ánh
sáng
Chất khống của cá phân, bố chủ yếu trong mơ xương, đặc biệt trong xương sống Ca và P là hai nguyên tơ chiếm nhiều nhất rong xương cá Thịt cá là nguơn giàu Fe, Cu, S va I Ngoai ra con cé Ni, Co, Pb, As, Zn,
Ngồi ra trong thành phần hố học của cá cịn cĩ enzym, glucid, các hợp chất nitơ phi
protein,
2.1.3 Biến đổi của thuỷ sản sau khi chết
Biến đổi nghiêm trọng nhất là sự bắt đầu mạnh mẽ của quá trình tê cứng Ngay sau khi
chêt, cơ thịt đuơi hồn tồn và kêt câu mêm mại, đàn hơi thường chỉ kéo đài trong vài
giờ sau đĩ sẽ co lại Khi cơ trở nên cứng, tồn bộ cơ thể cá khĩ uốn cong, trạng thái này thường kéo dài trong một ngày hoặc kéo dài hơn Khi kết thúc hiện tượng tê cứng, cơ duỗi ra và trở nên mêm mại nhưng khơng cịn đàn hồi như trước khi tê cứng Thời gian của quá trình tê cứng và quá trình mêm hố sau tê cứng thường khác nhau theo
lồi cá và chịu ảnh hưởng của các yếu tố như : nhiệt độ, phương pháp xử lí cá, kích cỡ
và điều kiện vật lí của cá
Nĩi chung, khi nhiệt độ cao thì thời điểm tê cứng đến sớm và thời gian tê cứng ngắn
Tuy nhiên, qua nghiên cứu, đặc biệt đối với cá nhiệt đới, người ta thấy rằng nhiệt độ
lại cĩ ảnh hưởng ngược lại đối với sự bắt đầu của quá trình tê cứng, đối với các lồi cá
này sự tê cứng lại bắt đầu xảy ra sớm hơn ở nhiệt độ 0°C so với nhiệt độ 100C
Hiện tượng tê cứng cịn phụ thuộc và sự khác biệt nhiệt độ mơi trường cá sống và nhiệt độ bảo quản Khi cĩ sự khác biệt lớn thì khoảng thời gian từ khi cá chết đến khi
xảy ra hiện tượng tê cứng trở nên ngắn hơn và ngược lại
Ý nghĩa về mặt cơng nghệ của hiện tượng tê cứng là rất quan trọng Nếu philê cá trong giai đoạn tê cứng, do cơ thể cá hồn tồn cứng đờ nên năng suất philê rất thấp và việc thao tác mạnh tay cĩ thể làm rạn nứt miếng philê Nếu cá được phile trước tê cứng thì
cĩ thể co lại một cách tự do và miếng philê bị co lại theo tiến trình tê cứng
2.1.4 Một số vi sinh vật trong sản phẩm philê
Cơ thịt cá và các cơ quan bên trong của cá tươi vi khuẩn hiện diện rất ít Ở cá tươi vi
khuẩn chỉ cĩ thé tim thấy trên da (107-107 cfu/cm”), mang (10-10 cfu/g) và nội tạng
(10°-10° cfu/g) (Shewan, 1962)
Trang 13Thịt của cá sống khoẻ mạnh hoặc cá vừa đánh bắt thì khơng cĩ vi khuẩn vì hệ thống miễn dịch của cá ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong thị Khi cá chết, hệ thống
miễn dịch bị suy yêu và vi khuẩn được tự đo sinh sơi phát triển
Trên bề mặt da, vi khuẩn phần lớn định cư ở các túi vảy Trong quá trình bảo quản, chúng sẽ xâm nhập vào cơ thịt băng cách đi qua giữa các sợi cơ
Bảng 2.3: Các hợp chất đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của thịt cá bảo quản hiếu
khí hoặc được đĩng gĩi cĩ đá và ở nhiệt độ mơi trường
Vi sinh vật Các hợp chất ươn hỏng đặc trưng Shewanella putrefaciens TMA, HS, CH3SH, (CH3)2S, Hx
Photobacterium phosphoreum TMA, Hx
CAc loai Pseudomonas Ceton, aldehyde, este, cdc sulfite khéng phai H2S
Vibrionaceae TMA, H2S
Các vi khuẩn gây hỏng hiếu khí NH¡, các acid: acetic, butyric va propionic
Phan Thị Thanh Quế, 2005 * Tổng số vi sinh vật hiệu khí
Vi khuẩn hiếu khí là những vi sinh vật chỉ sinh trưởng trong điều kiện cĩ oxi Tổng vi khuẩn hiếu khí khơng cĩ nghĩa là việc xác định tổng lượng vi khuẩn mà chỉ cĩ nghĩa là xác định một phần của hệ vi khuẩn cĩ thể tạo Ta các khuẩn lạc trong mơi trường được sử dụng và dưới các điều kiện được nuơi cấy Tổng vi sinh vật hiểu khí là chỉ
tiêu để đánh giá mức độ vệ sinh thực phẩm
* Coliforms
Coliforms 1a nhém những trực khuẩn
đường ruột gram âm khơng sinh bào tử,
hiếu khí hoặc kị khí tuỳ nghỉ, cĩ khả
năng sinh acid, sinh hơi do lên men lactose 6 37°C trong vịng 24 giờ Đây là chỉ tiêu đánh giá mức độ an tồn vệ sinh thực phẩm
Hình 2.2: Trực khuẩn đường ruột gram âm Escherichia coli
Nhĩm Coliforms gồm cĩ 4 nhĩm:
- Escheriachia gồm một lồi duy nhat 1a E.coli
- Citrobacter - Klebsiella
- Enterrobacter gồm 2 lồi Aerobacter va Cloacae
Trang 14* Staphylococcus aureus
La cau khuẩn hiếu khí tuỳ nghỉ gram dương thường kết đạng chùm cĩ mặt phổ biến ở mọi nơi, thường thấy trên da, xoang mũi, tĩc, ở người Khi phát triển trên thực pham S.aureus c6 kha năng tạo một loại độc tố protein phân tử lượng
thấp (khoảng 30.000 đalton) gọi là độc tố đường ruột của Staphylococcus (A, B, C;, C2, C3, D va
E) Các độc tố trên cĩ thể gây nơn mửa, đau thắt bụng, tiêu chảy, kiệt sức ở mức nghiêm trọng sau
4-6 giờ từ lúc ăn, Hình 2.3: Cầu khuẩn gram âm Staphylococcus aureus
Biện pháp cần thiết để ngăn S.aureus phát triển trong thực phẩm là trữ lạnh các sản phẩm chín hoặc giữ nĩng các thực phẩm ă ăn nĩng Chỉ cần 4 giờ ở nhiệt độ phịng Š.aureus cũng tạo ra một lượng độc tơ đủ đề gây ra tay hoạ
Ngồi ra nĩ cịn cĩ khả năng chống chịu cao đối với những chất như tellurite, HgCL¿, neomycin, polymycin, sodium azide Những chất trên được dùng làm tác nhân ức chế trong các mơi trường cấy chọn lọc
* Samonela
Salmonella eteritidis được phân lập từ năm 1884
và hiện nay vẫn là một tác nhân gây bệnh Đây
là một loại trực khuẩn gram âm kị khí tuỳ nghỉ,
khơng sinh bào tử, di động bằng chu mao Salmonella khơng lên men lactose và sucrose, song lên men dulcitol, mannotol và glucose
Chúng kém chịu nhiệt nhưng chịu một số hố chất như brilliant green, sodium lauryl sulfite,
selenite, tetrathionate Những chất này được Ề :
ding để phân lập chúng từ thực phẩm Và nước Hình 2.4: Trực khuẩn gram âm Saimonella
Hầu hết các tiêu chuẩn vi sinh thực phẩm điều khơng cho phép cĩ Samonella trong thành phẩm, sự hiện diện của nĩ được kiểm tra gắt gao bởi các cơ quan chức năng Do kém chịu nhiệt, Sømonella dễ dàng bị tiêu diệt khi thức ăn được đun nĩng phù hợp Việc làm lạnh, cấp đơng, bảo đảm vệ sinh cĩ tác dụng quan trọng làm giảm thiểu nguy cơ nhiễm bệnh Hiện nay, Søznonella vẫn là một trong những vi sinh vật gây bệnh quan trọng nhất từ thực phẩm
* Shigela
Shigella thuộc dạng trực khuẩn gram âm kị khí tuỳ nghỉ, khơng sinh bào tử và thường hay bị nhằm lan v6i Samonella trong quá trình kiém tra vi sinh Shigella khéng di động và khơng sinh HạS Đây là một nhân tố quan trọng trong các bệnh lây lan theo nguơn nước, đặc biệt ở vùng nhiệt đới, nơi vệ sinh cịn yêu
Trang 15* Clostridium perfringgens
Đây là một ví dụ điện hình về típ huyết thanh gây ngộ độc thực phẩm trong giống Clostridia, chúng chiêm một vị trí khá đặc biệt bởi đồng thời là tác nhân gây bệnh do thực phâm và cũng là tác nhân gây ngộ độc thực phâm
Đây là trực khuẩn kị khí gram dương sinh bào tử với chu kì sinh trưởng ở nhiệt độ 45°C trong điều kiện tối ưu là 7 phút Day là tốc độ sinh trưởng cao nhật trong tât cả
các lồi vi sinh vật mà con người biêt đên
Đây cịn là loại vi khuẩn ổn định nhiệt với nhiệt độ sống tối ưu nằm trong khoảng 37-
45°C Chúng cĩ thể phát triển ở nhiệt độ thấp nhất ở 20°C và cao nhất ở 50°C Tăng
trưởng ở pH = 5,5-8,5 nhưng thường khơng dưới 5,5 và khơng trên 8,5 * Vibrio cholerae va Vibrio parahaemolyticus
Vibrio cholerae 1a truc khuẩn gram âm hơi cong như hình dấu phẩy khi xem qua kính hiển vi (nên cịn cĩ tên gọi là Vibrio comma), khơng sinh bào tử, cĩ khả năng phát triển tốt trên mơi trường kiềm tính và chuyền động rất linh họat bằng một lơng roi Nĩ sinh độc tố ruột và nội độc tố trong đường tiêu hố, kích thích nghiêm trọng màng tạo ra màng nhay, lam suy yếu bơm Na của tế bào động vật gây tiêu chảy nặng, mắt nước, chống, thậm chí gây tử vong
Vibrio parahaemolyticus là một dạng trực trùng gram âm hình cong, ưa mặn, phát triển tốt ở mơi trường chứa o 4% muơi, thậm chí phát triển ở 8% muối, cĩ biên độ nhiệt để phát triển là 15- 40°C, pH = 5-9,6 Đặc biệt rất nhạy cảm với streptomysin, tetracylin, chloraphenicol và novobiocin song cĩ khả năng chĩng chịu với polymyxin và colistin
2.2 Giới thiệu chỉitin/chitosan
Chitin cĩ gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp cĩ nghĩa là vỏ giáp Chitosan là một đạng chitin đã bị khử acetyl, nhưng khơng giống chitin nĩ lại tan được trong dung dịch axit Chitin phan huy sinh học rat chậm nên việc xử lý một lượng chất thải lớn như thế sẽ gặp nhiều khĩ khăn Cả chitin va chitosan déu c6é nhiều ứng dụng trong cơng nghiệp và cuộc sống, đặc biệt là trong chế biến và bảo quản thực phẩm
Chitin cĩ trong vỏ tơm Ở nước ta, sản phẩm tơm đơng lạnh chiếm sản lượng lớn nhất trong các sản phẩm đơng lạnh Chính vì vậy, vỏ tơm phê liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất đồi dào, rẻ tiền, cĩ sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin va chitosan
Chitosan, chitin 14 mt polymer cao phan tur cd nguồn gốc thiên nhiên, được tìm thấy khá nhiều trong vỏ tơm, cua, màng tế bào nắm thuộc họ Zygemycetes cĩ trong sinh
khối nắm mốc, một vài loại tảo và một số động vật giáp xác khác
Trang 162.2.1 Tính chất hố học của chitin/ chitosan
Trong phân tử chiủn/ chitosan cĩ chứa các nhĩm chức -OH, -NHCOCH; trong các mắt xích N-acetyl-D-glucozamin và nhĩm —-OH, nhĩm -NH; trong các mắt xích D- glucozamin cĩ nghĩa chúng vừa là ancol vừa là amin, vừa là amit Phản ứng hố học
cĩ thể xảy ra ở vị trí nhĩm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N-
Mặt khác chitin/ chitosan là những polime mà các monome được nối với nhau bởi các
liên kêt j-(1-4)-glicozit; các liên kêt này rât dễ bị cắt đứt bởi các chât hố học như: axit, bazơ, tác nhân oxi-hố và các enzym thuỷ phân
Các phản ứng của nhĩm -OH - Dẫn xuất sunfat
- Dẫn xuất O-axyl của chitin/ chitosan - Dan xuất O-tosyl hod chitin/ chitosan Phản ứng ở vị trí Đ
- Phan tg N-axetyl hod chitosan - Dan xuất N-sunfat chitosan
- Dan xuất N-glycochitosan (N-hydroxy-etylchitosan) - Dẫn xuất acroleylen chitosan
- Dẫn xuất acroleylchitosan Phản ứng xảy ra tại vi tri O, N
- Dẫn xuất O, N-carboxymetylchitosan
- Dẫn xuất N, O-carboxychitosan
- Phản ứng cat dirt lién két B-(1-4) glicozit * Cấu trúc hĩa hoc cua chitin
Chitin 18 polisaccarit mạch thắng, cĩ thể xem như là dẫn xuất của xenlulozơ, trong đĩ nhĩm (-OH) ở nguyên tử C(2) được thay thế bằng nhĩm axetyl amino (-NHCOCH3) (cấu trúc I) Như vậy chitin là poli (N-axety-2-amino-2-đeoxi-b-D-glucopyranozơ)
liên kết với nhau bởi các liên kết B-(C-1-4) glicozit Trong đĩ các mắt xích của chitin
cũng được đánh số như của glucozơ:
ÊHaon ÊHạon
+ —C a?
< me pes » reek = 7 Z aD `
= _ NHCOCHs } n
Cau uct
* Cấu trúc hố học của chitosan và một vài dẫn xuất
Chitosan là dẫn xuất deaxetyl hố của chitin, trong đĩ nhĩm (—NH2) thay thế nhĩm (- COCH8) ở vị trí C(2) Chitosan được câu tạo từ các mắt xích D-glucozamin liên kêt
với nhau bởi các liên kêt B-(1-4)-glicozit, do vậy chitosan cĩ thê gọi là poly j-(1-4)-2- amino-2-deoxi-D-glucozơ hoặc là poly B-(1-4)-D- glucozamin (cau tric III)
Trang 17Cơng thức phân tử: (CzH¡;O,N)„ Phân tử lượng: (161,07),
HOH HOH
~l s
` ae + TS Tie —
hà Kế ee pou Son a `E ay HE NUNG
u Hà ” NH n
Cau ouc OF
Dưới đây là cơng thức câu tạo của các dân xuât:
HOR: CHLOH Thập Rẻ CHOR
/ T¬ TA TT kí” Bg Ot ia ` L8 ` KC oa mrad #⁄ on H A ` —#2 a on HH wR da +——_} H IER a 4” H H NOR a I H N—R a i 1 —~ã R I Rạ i
BR, :- CH,COOH RE: - CH; R: - COCH; R:- CHạCOOHl
Rạ: - COCH¿ N-~— metylchitosan N.O — axylchitosan N,O- Cacbonxymetyichitosan
N,O- Cacbonxymetylchitin
* Hai chi so quan trong cua chitosan
Mức độ deacetyl hĩa (DD): là độ chuyển hoa chitin thanh chitosan Thơng thường mức đơ deacetyl hố đạt khoảng 85-95%
Khối lượng phân tử trung bình (MW): được xác định qua độ nhớt của dung dịch chitosan và cĩ giá trị biên đơi từ 100000 - 200000 Dalton tuỳ theo từng loại chitosan * Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp của chitin/ chitosan và một vài dẫn xuất
Trong phân tử chitin/ chitosan và một số dẫn xuất của chitin cĩ chứa các nhĩm chức mà trong đĩ các nguyên tử Oxi và Nitơ của nhĩm chức cịn cặp electron chưa sử dụng, do đĩ chúng cĩ khả năng tạo phức, phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các kim
loại chuyển tiếp như: Hg”*, Cd”", Zn”*, Cu”*, N*, Co”*, Tuỳ nhĩm chức trên mạch
polime mà thành phần và cấu trúc của phức khác nhau
Vi du: Phức Ni () với chitin cĩ cấu trúc bát diện với số phối trí bằng 6, cịn phức Ni (ID) với chitosan cĩ cấu trúc tứ diện với số phối trí bằng 4
ng —N HO ro HL Si _ 7 H——C——CH —
ĐI CHI} THCIIP——— €3}
NH OH cH, Wa <n “Sy
—_ —~ — —- —— ee INiCID) chitosan NiK(IDchaim
2.2.2 Tinh chat vat li ctia chitosan
Các cơng trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh trong vỏ tơm cĩ chứa 27% chất Chitin, cầu trúc hĩa học của chitin gần giơng với xenluloza
(cellulose) Chitosan chính là sản phẩm biến tính của chitin, là một chất rắn, xốp, nhẹ,
hình váy, cĩ thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau Chitosan cĩ màu trắng hay vàng
nhạt, khơng mùi vị, khơng tan trong nước, dung dịch kiềm và axít đậm đặc nhưng tan
Trang 18
Hình 2.5 Các dạng Chitosan
1 :Chitin , 2: Chitosan , 3: xenluloza
Đặc tính cation của chitosan được kết hợp là do sự thuận lợi của nĩ làm ảnh hưởng tinh điện trên các ion, tạo liên kêt bên vững Vì thê, nĩ cĩ khả năng bám dính tơt trên
bê mặt nguyên liệu
Cĩ độc tính thấp (LDao = 16g/kg thể trọng) nên cĩ khả năng hồ hợp sinh học với cơ thé và phân huỷ trong co thé
Mang chitosan chéng thốt hơi nước, cĩ hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, cĩ khả năng tự phân huỷ sinh học cao, khơng gây dị ứng, khơng gây độc hại cho người và gia
súc, cĩ khả năng tạo phức với một sơ kim loại chuyên tiêp như: Cu(II), Đ¡qI), Co(1]) * Phân loại chitosan
Chitosan đựơc phân loại dựa vào DD và MW Tính chất và chất lượng của màng
chitosan cũng phụ thuộc vào DD và MW
Chitosan cĩ MW thấp thì màng sẽ cĩ màu vàng đậm sau vài tuần bảo quản
Mức độ bền cơ học cao khi MW của chitosan cao
Tính đàn hồi của màng chitosan tăng với màng cĩ DD đạt 90% và tăng hơn theo sự gia tăng của MW Tuy nhiên nêu DD quá cao sẽ ảnh hưởng đên khả năng thâm thâu Theo báo cáo của Samuel và cộng sự (1981), độ trong suốt của màng tăng lên khi MW cua chitosan giam
Ở pH = 1-5 thì màng chitosan cĩ mức độ deacetyl hố 80% sẽ thắm nước mạnh hơn màng 90% DD Chitosan cĩ DD cao được xem là mêm dẻo hơn
* Độ an tồn cua chitosan
Knorr (1984) đã chứng minh và chỉ ra rằng chất độc trong chitosan 6 néng độ 18g/kg trọng lượng/ngày mới cĩ hại trên chuột Ở mức 5% thì khơng ảnh hưởng đên sự phát
triên của chuột
2.2.3 Quá trình sản xuất chitosan
Vỏ tơm của các cơ sở chế biến thuỷ sản được thu về rửa sạch và sấy khơ trước khi loại
bỏ tạp chât như muơi vơ cơ (canxi, pho(pho) và các protein Sản phâm sau cơng đoạn này (chitin) được đưa vào ngâm trong dung dịch kiêm 90 độ trong 2 giờ đề cho ra chitosan (chitin deacetyl héa chitosan) Hoặc sử dụng KOH lỗng (40-50%) ở 100%
Trang 19hoặc cao hơn để di chuyển các nhĩm acetyl (COCH;) từ chuỗi polyme Nhĩm N- acetyl khơng thé di chuyén | bởi các tác nhân cĩ tính acid ngoại trừ thuỷ phân đường đa, theo đĩ phương pháp kiềm phải được áp dụng để loại nhĩm Đ-acetyl (Muzzarelli, 1997) Trong suốt quá trình deacetyl hố, các điệu kiện cần cĩ là: thời gian deacetyl
hop Ii, chitin đã được deacetyl thich hợp dé sản xuất một sản pham chitosan c6 thé hồ
tan trong acid acetic lỗng, nhưng khơng cĩ nghĩa là làm giảm chất lượng của chúng i cS
CH.OH oe cảm CH.OH Veo, mn
ny ou ony ou ° o_o o nH Hoon WH chon too i tao i cHạ Chatin cHạ " _~ Natreniauge “Sm IN atrium acetat qs OH chitosan
Cĩ nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc thu hồi chitosan như:
- Thời gian đeacetyl hố và nồng độ kiềm
- Ảnh hưởng của điều kiện xử lí thực tế trên từng loại chitin - Ap suất
- Vịng quay của chitin trong dung dịch kiềm
- Kích thước của phân tử ban đầu * Vài chỉ tiêu kỉ thuật của chitosan
- DD: 85-95 %
- Độ nhớt đặc trưng: 200 CP
- Độ ẩm: 14,1 %
- Độ trong tồn phần: 0,5 %
- Hàm lượng Asen: 0,000032 %
- Hàm lượng kim loại nặng theo chì: 0,00021 %
- Hàm lượng sunfat: 0,0009 % * Sản xuất bao bi chitosan
Chitosan thu được từ vỏ tơm đem nghiền nhỏ bằng máy để nhằm mục đích gia tăng bề
mặt tiếp xtic Pha dung dich Chitosan 3% trong dung dịch axit acetic 1,5% Sau đĩ bé sung chat phu gia polyethylen glycol — ethylen glycol 10% (PEG — EG) v6i tỷ lệ 1:1 nhằm làm tăng tính đẻo dai và đàn hồi cho màng và trộn đều để yên một lúc để loại bọt khí Sau đĩ đem dung dịch đã pha quét đều lên một ống inox đã được nâng nhiệt 64- 65°C (ống i inox được nâng nhiệt bằng hơi nước nĩng đun sơi) Để khơ vỏ trong vịng 35 phút rồi tách vỏ Lúc này ta được vỏ bĩng cĩ mầu vàng, ngà, khơng mùi vị, đĩ là lớp màng vỏ bọc chitosan cĩ những tính năng mới ưu việt
Trang 20* Ứng dung chung cua chitosan
Lotzbeyer, 2000 cho rang sự khác biệt của chitosan là khả nang hoa tan trong dung dịch acid lỗng và cĩ thê được sử dụng trong việc mở rộng những ứng dụng khác nhau về đặc trưng sinh lí học và cơng nghệ của nĩ Những đặc trưng đĩ là:
- Cĩ tính nhũ hố
- Ở dạng màng (film)
- Cĩ khả năng làm lành vét thương
- Chéng vi khuẩn và nắm mốc - Khả năng giữ lipid
- Giữ kim loại nặng - Giữ nước
Bảng 2.4: M6t vai ing dung cia chitin, chỉtosan trong cơng nghiệp thực phẩm
Lĩnh vực ứng dụng Ví dụ
Tác nhân chống vi sinh vật Vi khuẩn Nam mốc
Đo lường mức độ nhiễm mốc trong nơng sản
Màng cơng nghiệp ăn được Kiềm chế đi chuyển âm giữa thực phẩm và mơi trường xung quanh
Ngăn sự thất thốt các tác nhân chống VSV Hạn chế thất thốt chất chống oxi hố Hạn chế mắt mát chất dinh dưỡng và mùi Giảm áp suất riêng phần của oxy
Giảm tỉ lệ hơ hấp Điều hồ nhiệt độ
Kiềm chế hoạt động của enzym hố nâu Màng thẩm thấu ngược
Chất phụ gia Lầm sáng và tăng giá trị cảm quan trái cây, thức uống Tăng mùi tự nhiên
Tác nhân điều khiển cấu trúc Tác nhân nhũ hố
Thực phẩm nhái
Tác nhân tạo đơng và ổn định
On dinh mau
Trang 21
Chất lượng dinh dưỡng Chất xơ cho ăn kiên Tác dụng giảm cholesterol
Phụ gia trong thức ăn cho gia cầm và cá
Giảm hấp thu lipid
Tạo vách protein
Tác nhân chống viêm dạ dày
Thanh phan trong thức ăn của trẻ xơ sinh
Thu hồi nguyên liệu rắn từ phế thải | Tác nhân tạo đơng của quá trình chế biến thực phẩm Thanh phan trong agar
Xử lí nước Thu hồi ion kim loại, thuốc trù sâu, phenol và các chất
thải dẻo
Loại bỏ màu hố học (thuốc nhuộm)
Các ứng dụng khác Ức chế hoạt động enzym Dùng trong sắc kí
Thuốc thử phân tích
Cơng nghiệp mỹ phẩm
Cơng nghệ in (mực cao cấp), phim ảnh Phụ gia trong sản xuất giấy cao cấp
Y học: phụ gia bào chế được phẩm, bao bì sơ cấp, vật liệu y sinh
Nguồn: Shaha et al., 1999
Mang chitosan c6 hai tác dụng riêng biệt cần được ứng dụng trong ngành cơng nghiệp thực phâm là: khả năng tự phân huỷ và mức độ thâm khí kém
Shahidi và cộng sự (1999) đã chỉ ra rằng màng chitosan cĩ mức độ thấm nước vừa phải và cĩ thê được sử dụng đề làm tăng mức độ tươi cho trái cây tơn trữ và các thực phâm cĩ ay cao
* Hoạt động chống vi sinh vật của chiin, chitosan và các dẫn xuất của chúng
Sự khác thường trong hoạt động chống vi sinh vat của chitosan va dẫn xuất chống lại những nhĩm VSV khác nhau như vị khuẩn, nắm men và nắm mốc đã nhận được sự quan tâm đáng kể trong những năm gần đây
Theo các nghiên cứu trước, khi được gắn vào vi tri C, cua đường đơn glucose ở pH<6, chitosan hoa tan va chong VSV tot hon chitin Cé chê chính xác về hoạt động chơng VSV cua chitin, chitosan và các dân xuât của chúng thì vẫn chưa được biết rõ nhưng
Trang 22Cách thức ức chế của chitosan lên sự phát triển của một vài lồi VSV gây hư hỏng thực phẩm cĩ thể được hiểu là sự tương tác của chitosan lên màng hoặc các cầu tử của vách tế bào, kết quả là làm tăng khả năng thâm thấu của màng và sự TỊ ri chất khơ từ tê bào hoặc cĩ thê là tác động lên lượng nước kêt hợp và ức chê hoạt động của những enzym khác nhau Chitosan cũng cĩ tác động sinh học và thấm hút chất dinh đưỡng của vi khuẩn và cĩ thể ức chế sự phát triển của chúng
Cơ chế chống VSV cia chitosan thì chưa được biết nhưng được cho là sự thay đổi vị trí của nhĩm NH” của glucosamin, ức chế sự phát triển của vi khuẩn kết hợp với sự
thay đổi một cách vơ hiệu hố màng tế bào Một vài báo cáo cho rang chitosan lam
cho vách tế bào vi khuẩn bị yếu đi và mịn dần, điều đĩ dẫn đến sự rị rỉ của tế bào
chất như: mất điện tử, protein, acid nucleic, làm thay đổi hồn tồn tính thấm của
màng tế bào
Hoạt động chống VSV của chitosan phụ thuộc vào DD, MW, nồng độ, pH và loại
VSV Theo báo cáo của Ghaouth và cộng sự (1992) thì ở 3mg/ml là nồng độ thấp nhất
để ức chế Botrylic cinerea va 6 mic Smg/ml thi chi 76% Rhizopus stolonifer bị uc chế được nhận biết Chen (1993_b) khám phá ra rang chitosan c6 khối lượng phân tử thấp cĩ khả năng kiềm hãm sự hư hỏng tốt hơn chitosan cĩ khối lượng phân tử cao O những pH khác nhau Wang (1992) nhận ra rang cĩ sự khác nhau vê hiệu ứng chống VSV cua chitosan va trong mơi trường lõng thì tốt hơn trong mơi trường rắn Các
nhĩm VSV chịu ảnh hưởng của chitosan nhu: Corynebacterium michiganence, E.coli,
Micrococcus leteus và Staphylococcus aureus, Bên cạnh đĩ một vài lồi khơng chịu
ảnh hưởng cua chitosan nhu: Bacilus cereus, Erwinia va Klebsiella pneumonia,
* Khả năng ứng dụng của màng chitosan trong tơn trữ và bảo quản chất lượng rau quả tươi
Chitosan cũng cĩ tiềm năng là một loại màng bảo quản trái cây NOCC (N,O- Carboxymethyl chitosan), một dẫn xuất được tạo ra bởi phản ứng của chitosan với acid monochloroacetic Lớp phim được tạo ra bằng cách phun dung dịch NOCC hồ tan lên trái cây hoặc bằng cách nhúng trái cây vào trong dung dịch Kết quả tạo ra màng bán thấm, mang chitosan cĩ thê làm giảm khí quyên bên trong tốt như việc làm giảm sự mắt mát hơi nước thốt ra và làm trì hỗn quá trình chín của trái
Người ta đã chứng minh và áp dụng màng chitosan để kéo dài thời gian tồn trữ và điều khiển sự giảm chất lượng tốt hơn trên trái đào, lê Nhật Bản và quả kiwi Tương tự, dưa chuột, dâu tây và cà chua, giai đoạn bảo quản sẽ được kéo dài sau khi áo chitosan Các nghiên cứu đã chỉ ra răng, chitosan khơng chỉ làm giảm tơn thât sau thu hoạch mà cịn làm hao hut amino acid và protein của Bò/rylis cinerea va Rhizopus stolonifer
Kết quả đĩ cĩ thể giải thích là do sự giảm tỉ lệ hơ hấp, ức chế sự phát triển của nắm
moc va tri hỗn sự chín do giảm ethylen và tang CO) * Vai trị của màng ăn được
Vai trị rào cản: Thuộc tính rào cản của màng là khả năng ngăn chặn khơng khí, dầu hoặc nước của chúng Độ âm của thực phâm là chỉ tiêu nĩi lên mức độ tươi, khả năng phát triên của VSV và cảm nhận câu trúc khi ăn Màng ăn được cĩ thê điêu khiên, ngăn cản hoạt động của nước giảm hay tăng (Krochta và Muldre-Johnston, 1997)
Trang 23Chức năng rào can trong trường hợp này là chống lại sự tác động sinh học và vật lí của mơi trường cũng như sự di chuyên thành phân hố học và dinh dưỡng
Vai trị kết hợp: Màng bao ăn được đã được ứng dụng trên bề mặt snack và bánh qui
đê chỗng lại sự vĩn cục của gia vị
Vai trị tráng, phủ: Màng bao ăn được cũng cĩ tác dụng như lớp phủ đề làm tăng tính hấp dẫn của thức ăn Trong cơng nghiệp thực phẩm, màng Zein thường được sử dụng
như một lớp tráng lên mứt để tạo nên sự hấp dẫn như là mứt đậu Cịn khi áo alginate
lên sản phâm sẽ làm cho sản phâm láng bĩng
Chức năng bao gĩi: Trong cơng nghiệp thực phẩm, nĩ đã được sử dụng khá lâu và ngày nay nĩ cũng rất phơ biến trong ngành cơng nghiệp dược phẩm
Bao gĩi thứ cấp: Màng ăn được giúp tăng chất lượng sản phẩm sau khi bao gĩi, nĩ bảo vệ và chống lại sự thay đổi ẩm, ngăn can oxi và chống mắt mùi thơm
Giảm tác động cơ học: Bảo vệ khỏi sự phá huỷ cơ học như sấy thăng hoa protein nước
sữa hay mạ băng thuỷ sản 2.3 Kỹ thuật lạnh đơng 2.3.1 Khái niệm
Lạnh đơng thuỷ sản là quá trình làm lạnh thuỷ sản do sự hút nhiệt của chất làm lạnh để
đưa nhiệt độ ban đầu của cơ thé thuỷ sản xuống dưới điểm đĩng băng và tới -§°C đến -
10°C và cĩ thể xuống thấp hơn nữa: -18°C, -30°C hay -40°C
Bảng 2.5: Quan hệ giữa lượng nước đĩng băng trong thuỷ sản và nhiệt độ làm lạnh đơng Nhiệt độ -1 | -15] -2 | -3 | -4 | -5 | -10 | -14 | -18 | -20 | -26 | -30 | -36 | -40 ec) Lượngâm | 0 8 | 52,4 | 66,5 | 73 | 84,3 | 86,9 | 88,4} 89 | 90 | 90,3 | 90,3 | 90,5 | 90,5 dong bang (%) Trân Đức Ba va ctv, 1990
2.3.2.Tác dụng của việc làm lạnh đơng
Khi thực phẩm được làm lạnh và bảo quản ở nhiệt độ trên 0C khơng những kiềm hãm
được sự biên đơi về hố, lí, sinh học; kiêm hãm được sự hoạt động của vi sinh vật xảy ra trong thực phâm mà cịn cĩ tác dụng làm tăng phâm chât của một sơ thực phâm như: thịt được chín hố học nên tích tụ được nhiêu acid lactic và cĩ hương vị thơm
ngon hơn; cá muơi, thịt muơi được thắm muỗi tơt hơn và cĩ màu sắc tươi hơn, hâp dẫn
người tiêu dùng hơn
Trang 242.3.3 Những biến đổi của thuỷ sản trong quá trình lạnh đơng * Biến đổi vi sinh vật
Khi thuỷ sản hạ nhiệt xuống đến điểm đĩng băng thì vi sinh vật hoạt động chậm lại Xuống đến -10° Cvi trùng các loại khơng phát triển được nhưng men, mơc chưa bị ức chế Phải xuống đến -15°C men, mốc mới ngừng phát triển Do đĩ nhiệt độ dưới -15 °C
sẽ ngăn chặn được vi trùng lẫn men, mốc vì ở khoảng nhiệt độ này ẩm chỉ cịn lại rất
ít Tuy nhiên, người ta thấy rằng ở nhiệt độ -20°C vẫn cịn vài loại vi trùng sống được
Ngồi ra, ở nhiệt độ -1°C đến -5”C gần như đa số nước tự do của tế bào thuỷ sản kết tinh thành đá Nêu lạnh đơng chậm, các tinh thê đá to, sắc sẽ làm vỡ tê bào vi trùng
mạnh nhật ở giai đoạn này Do đĩ phương pháp lạnh đơng chậm tiêu diệt vi trùng hơn nhưng lại gây hại cho câu trúc sản phâm
* Biến đổi hố học
Biến đổi của protein: Dưới -20°C thì protein hầu như khơng biến tính Ở -20°C chat đạm bị đơng lại, sau 6 tháng bảo quản cĩ phân giải nhẹ G6 -1°C đến -5°C, protein bi biến tính, đặc biệt myosin kết tủa Thời gian lạnh đơng càng kéo đài (lạnh đơng chậm) thì protein càng bị biên tính cịn lạnh đơng nhanh sẽ đỡ bị biên tính protein
Biến đổi của lipid: Cá béo dễ bị oxi hố chất béo Chất béo bị hố chua (thuỷ phân) và hàm lượng acid béo ở thể tự do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản Do thời gian lạnh đơng ngắn nên sự biến đổi lipid ít xảy ra mà chủ yếu xảy ra ở giai đoạn bảo quản Thời gian bảo quản dài cùng với sự cĩ mặt của oxi thì sự oxi hố chất béo sẽ xảy ra càng nhanh
Biến đổi của glucid: Khi lạnh đơng chậm, glycogen phân giải ra nhiều acid lactic Ở
nhiệt độ thâp thì phản ứng sinh acid lactic chậm lại nhưng ở nhiệt độ cao thì acid
lactic sinh ra nhiêu
Biến đổi của vitamin: Vitamin ít bị mat trong giai đoạn lạnh đơng, đa số chúng bị mất trong lúc chê biên, rữa
Biến đổi của khống: Nhiệt độ lạnh khơng ảnh hưởng lên chất khống nhưng do sự
biên đơi cơ câu sản phâm khi làm lạnh đơng khiên hao hụt một lượng lớn khống chât trong dịch bào chảy ra ngồi khi rã đơng
* Biến đổi lí học:
Sự tăng thể tích: Nước trong thuỷ sản đĩng băng làm tăng thể tích lên 10% Làm cho thuỷ sản bị gồ ghề ở giữa do khi lạnh đơng phần nước phía ngồi sẽ được đĩng băng trước và tăng thê tích, đây phần nước chưa được đĩng băng vào giữa và khi phần nước ở giữa đĩng băng thì tăng thể tích, phần nước này khơng cịn chỗ để giãn ra nên bắt buột phải nhơ lên trên làm cho sản phẩm bị gồ ghề bề mặt
Thay đổi màu sắc: Do mắt nước, các sắc tố hemoglobin, myoglobin và hemoxyamin chuyề thành methemoglobin, metmyoglobin và methemoxyamin làm màu sắc sậm lại Ngồi ra do tốc độ lạnh đơng chậm hay nhanh mà tỉnh thê đá được hình thành to hay nhỏ, nhiều hay ít, sẽ cĩ tiết xạ quang học khác nhau Tinh thé băng nhỏ thì thuỷ sản đơng lạnh cĩ màu lợt hơn thuỷ sản làm lạnh đơng chậm cĩ tỉnh thể băng to
Trang 25Sự cháy lạnh: Do sự mắt nước ở bề mặt sản phẩm trong quá trình lạnh đơng và trữ đơng Kết quả hình thành các đĩm nâu khơng mong muơn (rên bề mặt sản phẩm làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm Ngồi ra khi bị cháy lạnh cịn làm sản phẩm bị
mất trọng lượng do sự bay hơi nước kéo theo sự khơ héo, đen bề mặt, làm sản phẩm
bị xốp
Sự giảm trọng lượng: Do sự bốc hơi nước hoặc do thiệt hại lí học trong quá trình lạnh
đơng
- Thiệt hại lí học cĩ thể xảy ra do xáo động trong khi lạnh đơng khiến cho nhiều mảnh
nhỏ bị vỡ vụng ra Hình thức thiệt hại khác là thuỷ sản dính chặt vào mâm cấp đơng
hoặc đai chuyên, làm trĩc mất một phần trọng lượng khi tách khỏi mâm Nếu xịt nước
dưới mặt đáy đề tách sẽ giảm được thiệt hại này
- Sự giảm trọng lượng do bốc hơi nước tuỳ thuộc vào các yếu tố như loại máy đơng, thời gian lạnh đơng, loại sản phâm, cỡ dạng sản phâm, tơc độ dịng khí thơi và điêu
kiện vận hành máy
2.4 Cac phosphate
Vai tro chu yếu của phosphate là làm tăng khả năng liên kết của nước với protein của mơ cơ, bằng cách đĩ làm tăng năng suất của sản phẩm sau cùng, tăng chất lượng cảm quan của sản phẩm Tuy nhiên giới hạn thêm vào của phosphate là 0,5% ở sản phẩm sau cùng Trong thịt nĩi chung cĩ chứa khoảng 0,01% phosphate tự nhiên, do đĩ phải trừ ra ở lượng thêm vào
Hoạt động của phosphate trong sự cải thiện việc giữ nước được biểu thị ở ba mặt : + Nâng pH: Các protein sợ cơ là các hợp chất khơng gian 3 chiều lớn, chúng cĩ điện tích dương cũng như điện tích âm Polyphosphate (pH=8,3-10,4) làm cho pH của thịt nĩi chung được nâng lên đáng kẻ từ 0,2 đến 0,5 đơn vị, do đĩ giá trị pH càng xa so với
pH đẳng điện ( pI=5,4-5,8), do số điện tích âm tăng lên thì các điện tích âm sẽ đây lẫn
nhau làm cho khoảng khơng giữa các protein trở nên lớn hơn , điều này gĩp phần làm tăng khả năng giữ nước của protein
+ Hình thành liên kết với ion Ca”* và Mg””: Cầu nối của ion Ca?" và Mẹ?” tạo nên các
liên kết khơng linh động của mạng protein, làm giảm khả năng liên kết nước của protein Khi polyphosphate được thêm vào sẽ hình thành liên kết với ion Ca” Mg”*, làm cho mạng protein được nới lỏng, khả năng liên kết với nước tăng
+ Polyphosphate cĩ khả năng phân tách phức hợp actomyosin thành myosin và actin, gây ra sự duỗi protein của co, tạo các vị trí cĩ khả năng liên kết với âm tốt hơn, dẫn đến sự trương phịng trong cấu trúc sản phẩm Chỉ cĩ phosphate kiềm là cĩ hiệu quả cho việc liên kết ẩm trong khi phosphate acid tạo pH thấp hơn và gây co cơ lại nhiều
hơn
Trang 26Như vậy, polyphosphate được sử dụng để tăng trọng là rất cĩ hiệu quả Bên cạnh đĩ, người (a thường bổ sung muối ăn (NaCI 1%) vào polyphosphate dé tạo độ xoăn chắc cho sản phẩm, đồng thời cũng làm tăng khả năng giữ nước của protein Do polyphosphate tạo pH > pI nên ion CT chỉ trung hồ lượng rất ít ion đương của protein, mạng ion âm tăng, đây chính là nguyên nhân làm cho mạng lưới protein trương phịng lên, kết quả là khả năng giữ nước tăng Tuy nhiên, khi lực ¡ ion tạo thành cao (nồng độ muỗi > 5%) sẽ tạo nên hậu quả ngược lại, protein bị khử mắt nước do sự
đơng tụ và kết tủa của protein
Trang 27CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
-^ ® H @ œ
3.1 Phương tiện thí nghiệm
Địa điểm: Đề tài được tiến hành nghiên cứu trong phạm vi phịng thí nghiệm Bộ Mơn
Cơng Nghệ Thực Phâm- Khoa Nơng Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cân Thơ
Thời gian: Thực hiện đề tài từ ngày 04/01/2008 đến ngày 12/04/2008
Các số liệu được thu thập và xử lí trên phần mềm thống kê STATGRAPHIC plus 4.0
Nguyên liệu: Cá Tra philê
Hố chất sử dụng: chitosan, acid acetic, poliphosphat, mơi trường PCA, NaCl Thiết bị và dụng cụ sử đụng: tủ cấp đơng, máy đo cấu trúc, may do mau 3.2 Phương pháp nghiên cứu
Cá Tra được cắt tiết, mổ bụng loại bỏ nội tạng, philê, rửa sạch rồi nhúng vào dung
dịch chitosan đã chuẩn bị sẵn Sau khi nhúng, nguyên liệu được để ráo nhằm giúp màng chitosan được định hình rồi cho vào tủ cấp đơng Sau 18 tiếng đồng hồ cĩ thể
tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu: Sự hao hụt khối lượng, mật số vi sinh vật và các chỉ tiêu cảm quan
Pha dung dich chitosan: Do chitosan khĩ tan trong nước nhưng lại dễ tan trong mơi trường acid yêu vì vậy acid acetic được chọn đề thêm vào dung dịch chitosan
Can (0.5g, 1g, 1.5g) chitosan Thém 100ml acid acetic 1% ý
Khuấy tan ở nhiệt độ phịng
ý Lọc bằng túi vải
Ỷ Loại bỏ cặn khơng tan
ý Chỉnh pH=5.5 bằng NaOH 4% ý
Dung dich chitosan (0.5%, 1%, 1.5%)
Trang 28
Quy trình thí nghiệm: Ca Tra fillet Để ráo (2-3 phút)
Ì Hình 3.2: Cá Tra fillet sau khi bao màng chitosan Cân khối lượng
2 + - Ngâm quay 10, quay 1/lần
Nhúng dung dịch chỉtosan /« tỷ lệ dd STPP:cá là 3:1
Cấp đơng
Ị
Cân khối lượng
y Phan tich
Hình 3.3: Sơ đồ qui trình thí nghiệm tổng quát
3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng phân tử (MW) chitosan được dùng làm màng bao đên chât lượng cá Tra philê trong quá trình câp đơng và trữ đơng * Mục đích thí nghiệm
Xác định khối lượng phân tir chitosan ding làm màng bao trong bảo quản lạnh cá Tra philê
* Chuẩn bị thí nghiệm Chuẩn bị mẫu cá Tra philê
Chuẩn bị dung dịch chitosan Tủ cấp đơng
* Bồ trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bồ trí ngẫu nhiên hai nhân tố với 3 lần lặp lại Nhân tố A: khối lượng phân tử chitosan ngày thứ 1
Ao: Mau đối chứng
A¡, Khối lượng phân tử thấp (LMw) Ao: Khéi luong phan tir cao (HMw)
Trang 29Nhân tố A’: Khối lượng phân tử chitosan ngày thứ 5
A’o: Mau đối chứng
A”¡, Khối lượng phân tử thấp (LMw) A';: Khối lượng phân tử cao (HMw)
Sơ đồ thí nghiệm
Cá Tra philê y
Nhting dung dich chitosan
——— A A’ fy 3 i 4 Ao Ai Ay A’o } of 3 man Vv | À, Cấp đơng ‡ Phân tích
Hình 3.4: Sơ đồ qui trình thí nghiệm 1
* Tiến hành thí nghiệm
Chuẩn bị 6 mẫu philê cá Tra, 2 mẫu là mẫu đối chứng (khơng bao màng chitosan), 2 mẫu nhúng trong dung dich chitosan loai LMw, 2 mau nhúng trong dung dịch chitosan loại HMw Sau khi nhúng 1 phút, philê được vớt ra đem cập đơng Tiến hành phân tích mẫu sau khi cấp đơng 1 ngày
* Các chỉ tiêu phân tích mẫu Xác định hao hụt khối lượng Mật độ vi sinh vật
Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, cấu trúc
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch chitosan ding lam màng bao đên chât lượng cá Tra philê trong quá trình câp đơng và trữ đơng
Trang 30Xác định nồng độ chitosan dùng làm màng bao trong bảo quan lạnh cá Tra philê
* Chuẩn bị thí nghiệm
Chuẩn bị mẫu cá Tra philê Chuẩn bị dung dịch chitosan Tủ cấp đơng
* Bồ trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bồ trí ngẫu nhiên hai nhân tố với 3 lần lặp lại
Nhân tố B: néng d6 chitosan ngày thứ 1
Bo: 0% chitosan B;: 0.5 % chitosan By»: 1% chitosan B;: 1.5% chitosan
Nhân tố B': nồng độ chitosan ngay thứ 5 B’o 0% chitosan B’,: 0.5 % chitosan B’,: 1% chitosan B’3: 1.5% chitosan So đồ thí nghiệm Cá Tra philê : Nhúng dung dich chitosan Bo Bị Bạ B; B’o By B, || B3 Cấp đơng : Phan tich
Hình 3.5: Sơ đồ qui trình thí nghiệm 2
Trang 31* Tiến hành thí nghiệm
Chuẩn bị 8 mẫu cá Tra philê, 2 mẫu là mẫu đối chứng, 2 mẫu nhúng trong dung dịch chitosan 0,5%, 2 mau nhting trong chitosan 1% và 2 mẫu nhúng trong chitosan 1,5% Sau khi nhúng 1 phút, philê được vớt ra đem cấp đơng Tiến hành phân tích mẫu sau khi cấp đơng 1 ngày
* Các chỉ tiêu phân tích mẫu Xác định hao hụt khối lượng
Mật độ vi sinh vật
Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, cấu trúc
3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nhúng đến chất lượng philê cá Tra trong quá trình câp đơng và trữ đơng
* Mục đích thí nghiệm
Xác định thời gian nhúng mẫu vào dung dịch chitosan trong bảo quản lạnh philê cá Tra
* Chuẩn bị thí nghiệm
Chuẩn bị mẫu cá Tra philê Chuẩn bị dung dịch chitosan Tủ cấp đơng
* Bồ trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bồ trí ngẫu nhiên hai nhân tố với 3 lần lặp lại
Nhân tố C: Thời gian nhúng ngày thứ 1
Cạ: 0 phút C¡ 1 phút C;: 5 phút
C;: 10 phút
Nhân tố C': Thời gian nhúng ngày thứ 5
Trang 32Sơ đồ thí nghiệm Cá Tra philê Nhúng dung dịch chitosan Cc Cc Co C¡ C C3 Co C¡ C); C’; Phan tich
Hình 3.6: Sơ đồ qui trình thí nghiệm 3 * Tiến hành thí nghiệm
Chuẩn bị 8 mẫu philê cá Tra, 2 mẫu là mẫu đối chứng, 2 mẫu nhúng trong dung dịch chitosan 1 phút, 2 mẫu nhúng trong chỉitosan 5 phút, 2 mẫu nhúng trong chitosan 10
phút Sau khi nhúng philê được vớt ra để ráo rồi đem cấp đơng Tiến hành phân tích
mẫu sau khi cấp đơng 1 ngày
* Các chỉ tiêu phân tích mẫu Xác định hao hụt khối lượng
Mật độ vi sinh vật
Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, cấu trúc
3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp nhúng đến chất lượng
philê cá Tra trong quá trình câp đơng và trữ đơng * Mục đích thí nghiệm
Xác định phương pháp nhúng mẫu trong bảo quản lạnh philê cá Tra
* Chuẩn bị thí nghiệm
Chuẩn bị mẫu cá Tra philê Chuẩn bị dung dịch chitosan
Trang 33Tủ cấp đơng
* Bồ trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bồ trí ngẫu nhiên hai nhân tố với 3 lần lặp lại
Nhân tố D: Phương pháp nhúng ngày thứ 1
Dạ: Mẫu đối chứng D,, STPP
D2: Non-Phosphaste
D3: STPP => chitosan D,: Non-P => chitosan
Nhân tố D': Phương pháp nhúng ngày thứ 5
D'¿: Mẫu đối chứng D’, STPP D’,: Non-Phosphate D’3;: STPP => chitosan D’,: Non-P => chitosan So dé thi nghiém Cá Tra philê y yoy fy Jy | | Jf fy FT 4 Do Dị Dạ Dạ Dạ D’o Dị toy | ty ee | y ở ì Cấp đơng y Phan tich
Trang 34* Tiến hành thí nghiệm
Chuẩn bị 10 mẫu philê cá Tra, 2 mẫu là mẫu đối chứng, 2 mẫu nhúng trong dung dịch STPP, 2 mâu nhúng trong dung dịch non-Phosphaste, 2 mẫu nhúng trong dung dịch STPP rồi bao màng chitosan, 2 mẫu cịn lại nhúng trong non-Phosphate rơi bao màng chitosan Sau khi nhúng philê được vớt ra đem câp đơng Tiên hành phân tích mâu sau khi câp đơng I ngày
* Các chỉ tiêu phân tích mẫu Xác định hao hụt khối lượng
Mật độ vi sinh vật
Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, câu trúc
Trang 35CHUONG IV KET QUA VA THAO LUẬN
6 1 @ œ
4.1 Ảnh hướng của loại chitosan và thời gian trữ đơng đến sự giảm tốn thất khối
lượng, tơng vi khuẩn hiếu khí, màu sắc và cấu trúc của cá Tra fillet
Hai chỉ số quan trong của chitosan là mức độ deacetyl hĩa (DD) và khối lượng phân tử trung bình (MW) Thơng thường, chỉ số DD của chitosan thường cơ định khoảng 85 - 95% Do đĩ, ở thí nghiệm này chúng tơi chỉ khảo sát tác dụng của hai loại chitosan cĩ khối lượng phân tử trung bình thấp (LMw) va khối lượng phân tử trung bình cao (HMw) trong việc giảm tồn thất khối lượng, tổng số vi sinh vật hiếu khí cũng như màu sắc và cầu trúc cho sản phẩm cá tra philê cấp đơng
Nĩi chung, cĩ rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến quá trình cấp đơng và trữ đơng:
nguyên liệu, nhiệt độ, vận tốc khơng khí, thời gian Tuy nhiên, chúng tơi cố định các
yêu tơ khác, chỉ thay đơi loại chitosan sử dụng và kiêm tra các chỉ tiêu cơ bản sau thời
gian cấp đơng (1 ngày) và trữ đơng (5 ngày) Kết quả thống kê này được thể hiện ở
bảng 4.1 và các hình 4.1, 4.2, 4.3 và 4.4
Bảng 4.1: Kết quả kiểm tra sự giảm tốn thất khối lượng (TTKL), tổng vi khuẩn hiếu khí
(TVKHK), màu sắc (L), cầu trúc theo loại chỉtosan sử dụng và thời gian trữ đơng
Thời gian Loại chitosan TTKL TVKHK Lg L Cấu trúc
trữ đơng (%) (cfu/g) — (cfu/g) (g luc)
Mẫu đốichứng 1.68 1,810? 5/27 5965*° 248,442
1 ngày LMw 14I° 1,7.10 4/23° 59,8I° 265,33?
HMw 1.61 2,0.10 4,31° 60,57 198,44 Mẫu đốichứng 2.52 8,4.10% 4.92” 58/88° 200,11 5 ngày LMw 1.92°° 0,9.102^ 3,03*° 58,84* 227,56 HMw 2.23 14.102 4132 59/24 248,89
Từ kết quả trên, chúng ta nhận thấy cĩ sự khác biệt ý nghĩa giữa các mẫu thí nghiệm về các chỉ tiêu kiểm tra Sự khác biệt này cu thé 1a:
Trang 36các mẫu này lại khơng cĩ sự khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê trong cùng một ngày khảo sát Điêu này xuât phát từ điêu kiện thí nghiệm, do mâu nhỏ và thời gian theo dõi khơng dài nên sự chênh lệch này chưa thật sự cĩ ý nghĩa Mặc dù vậy, từ đơ thị ở hình 4.1, ta cĩ thê thây rõ sự khác biệt này cũng rât đáng đề lưu tâm
Tổng vi sinh vật hiếu khí cũng như giá trị logarith thập phân của nĩ cĩ giảm theo thời
gian trữ đơng do nhiệt độ thấp làm một số vi sinh vật bị tiêu điệt vì tồn trữ ở nhiệt độ
thấp (-30°C) Ngồi ra, các tỉnh thể đá tạo thành trong quá trình cấp đơng cũng cĩ thể gây ra sự nguy hại cho vách tế bào vi sinh vật do sự gia tăng tinh thể đá bên trong nội bào, tăng nồng độ chất tan của chất dịch khơng đĩng băng 1am cho a, giảm Ở đây, ta thấy rằng việc sử dụng bao màng chitosan cĩ tác dụng chống vi sinh vật rõ rệt, làm giảm hẳn số lượng vi sinh vật hiếu khí cĩ trong mẫu quan sát Chitosan cĩ khả năng ức chế trực tiếp sự phát triển một vùng rộng lớn vi khuẩn và nắm mốc Các nhĩm
chức năng cho việc ức chế sự phát triển vi sinh vật là nhĩm amino mang điện (+) của
chitosan Nĩ tạo thành phức chất mang điện với acid và nhĩm cơ bản của màng tế bào
để làm rối loạn nĩ (Hadwiger và cộng sự., 1986) hoặc là nhờ vào khả năng liên kết với
nước và ngăn cản những enzyme khác nhau bởi chitosan (Darmadji và Izumimoto,
1994) Chitosan cũng cĩ hoạt động hấp phụ sinh học (Knorr, 1991) và cĩ thể hấp thụ chất đinh dưỡng của vi khuẩn, từ đĩ ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật Khả năng
ức chế sự phát triển của vi sinh vật cịn phụ thuộc vào độ đeacetyl (DD), khối lượng
phân tử của chitosan và nồng độ chitosan trong dung dich Theo két qua ghi nhan ở
bang 4.1 chitosan cé khối lượng phân tử thấp cĩ kha năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật tốt hơn Kết quả tương tự như vậy cũng được ghi nhận bởi Chen và cs, 1999
Cơ chế của phản ứng liên quan đến sự phá vỡ lớp màng lipopolysaccharide bên ngồi
màng của vi khuẩn gram (-) (Nikaido, 1996; Helander, Nurmiaho — Lassila, Ahvenainen, Rhoades và Roller, 2001) Papineau cùng cs., 1991 cho rằng chitosan
hoạt động chủ yếu trên bề mặt bên ngồi của vi khuẩn Ở nồng độ thấp hơn, chitosan mang điện (+) nên cĩ thể liên kết với bề mặt vi khuẩn mang điện (-) để tạo ra sự kết dính, trong khi ở nồng độ cao hơn một lượng lớn nhĩm chức mang điện (+) phải
nhường bớt một phần điện tích (+) cho bề mặt vi khuẩn để giữ chúng ở đạng huyền
phù
~_ Thí nghiệm cũng chỉ ra rằng việc sử dụng chitosan khơng làm biến đổi mau sac va cau trúc theo hướng bât lợi cho sản phẩm Các sơ liệu thong ké cho thay sự khác biệt giữa các mâu là khơng cĩ ý nghĩa thơng kê Điêu đĩ chứng tỏ ưu điêm của chitosan vê mặt giá trị cảm quan
Như vậy, việc sử dụng bao màng chitosan trong quá trình cấp đơng và trữ đơng cá tra philê đem lại những lợi ích nhât định Từ các kêt quả đã được trình bày, chúng tơi quyết định chọn loại chitosan cĩ MW thâp làm cơ sở đề tiên hành các thí nghiệm sau
Trang 372,52 2.23 s 3 fe a 1,68 /§ 1,613 sẽ” ae om Km ‡‡ ‡‡ 5 Ngày hạ ¬á I1 Ngày 0
Đối chứng HMw Thời gian trữ đơng
Loai chitosan (ngay)
Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của loại chitosan và thời gian trữ đơng đến sự tốn thất khối
lượng cá Tra fillet trong quá trình câp đơng
4 $ = sọ 5 Ngày ¬ 1 Ngày
Đối chứng LMw HMw Thời gian trữ đơng
Loai chitosan (ngay)
Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của loại chitosan và thời gian trữ đơng đến lượng vi sinh vat
tơng sơ ở cá Tra fillet trong quá trình câp đơng
Trang 38@ »8 B 5 N 2) = gay 1 Ngay HMw "Thời gian trữ đơng
Loai chitosan (ngày)
Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của loại chitosan và thời gian trữ đơng đến màu sắc cá Tra fillet
trong quá trình câp đơng
see 00544 221,56 248,89 3001 š 200 5 ` Ổ 1004 5 Ngày 1 Ngày 0 7 7 TM kt ote gam an
Đối chứng LMw HMw Thời gian trữ đơng
(ngày)
Loai chitosan
Hinh 4.4: Dé thj biéu dién anh hưởng của loại chitosan và thời gian trữ đơng đến cấu trúc cá Tra fillet
trong quá trình câp đơng
Trang 394.2 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan và thời gian trữ đơng đến sự giảm tốn thất
khối lượng, tơng vi khuẩn hiếu khí, màu sắc và cấu trúc của cá Tra fillet
Ở thí nghiệm này, chúng tơi sử đụng chitosan c6 MW thap voi các nồng độ khác nhau
là 0%, 0,5%, 1% và 1,5% đê khảo sát ảnh hưởng của chúng đên các chỉ tiêu cân theo
dõi như tơn thât khơi lượng (TTKL), tơng vi khuân hiệu khí (TVKHK), màu sắc và câu trúc cá Tra fđillet câp đơng (1 ngày) và trữ đơng (5 ngày) Kêt quả thơng kê này được trình bày ở bảng 4.2
Bảng 4.2: Kết quả kiểm tra sự giảm tổn thất khối lượng, tổng vi khuẩn hiếu khí, màu sắc và cấu trúc theo néng d6 chitosan sử dụng và thời gian trữ đơng
Thờigan Nồngđộ TTKL TVKHK Lg(cfug) L Cấu trúc
trữđơng chitosan (%) (%) (cfu/g) (g luc)
0 3,049 1/7/10” 5,234 58,18" 259,67 1 ngày 0,5 2,91 2,610 4.41 58,6 219° 1 2,84 17.102 4,23" 59° 312,67” 1,5 2/73 — 1/1102 4,03° 59,14° 266,89°° 0 3,122 1,410? 5,134 59,22 201,33°° 5 ngay 0,5 3,02 1/3/10" 4,12° 59,75 — 318,22 1 2,88° —0,3.10" 3,48° 60,67" 246,78" 1,5 2,84 0/2/10 3,34" 61,19° 342,67° Nhận xét:
-_ Sự khác biệt về tốn thất khối lượng giữa các mẫu là cĩ ý nghĩa thống kê ở mức
5% Kết quả cũng một lần nữa khẳng định hiệu quả của chitosan trong việc hạn chế tổn thất khối lượng cho sản phẩm cá tra philé cấp đơng Cụ thể là tất các các mẫu cĩ sử dụng chitosan bao mang déu làm hạ thấp sự tơn that so với mẫu đối chứng Thêm
vào đĩ, việc sử dụng chitosan ở nồng độ cao hơn cũng đem lại hiệu quả tốt hơn do
nồng độ càng cao thì độ nhớt càng tăng, làm tăng khả năng bám dính và màng chitosan càng dày và chắc, đo đĩ nĩ trở thành hàng rào vững chắc ngăn chặn quá trình
thốt âm của thưc phẩm Hình 4.5 cho thấy tén thất khối lượng tỉ lệ nghịch với nồng
độ chitosan sử dụng và tỉ lệ thuận với thời gian trữ đơng
- Ta thdy néng dé chitosan càng cao thì sự ức chế vi sinh vật càng cĩ hiệu quả, do nồng độ càng cao thì lượng chitosan bám dính càng nhiều vì vậy nĩ ức chế vi sinh vật càng mạnh Tuy cĩ sự khác biệt về số học giữa các mẫu thí nghiệm sử đụng các nồng
độ chitosan khác nhau đối với chỉ tiêu tong vi khuẩn hiếu khí nhưng sự khác biệt này
Trang 40- _ Về màu sắc, theo thời gian trữ đơng, giá trị L của các mẫu thí nghiệm tăng lên,
chứng tỏ màu sắc của sản phẩm sáng hơn theo thời gian trữ đơng, sở dĩ cĩ sự thay đổi
về màu sắc của sản phẩm trong quá trình bảo quản vì khi sử đụng chitosan cĩ khối lượng phân tử thấp màu của carotenoide trong vỏ tơm vẫn cịn và màu này sẽ bị oxy hĩa trong quá trình bảo quản (Jo và cộng sự, 2001) Thêm vào đĩ, cấu trúc của sản phẩm cũng được cải thiện rõ rệt với bao màng chitosan (hình 4.8) Tuy nhiên, giá trị này giữa các mẫu chưa thật sự khác biệt ý nghĩa
Như vậy, hiệu quả mong muốn của chitosan nồng độ 1,5% là cao hơn so với các mẫu cịn lại Về kinh tế, việc sử dụng 1% chitosan cĩ vẻ mang lại hiệu quả cao hơn so với mẫu 1,5% Tuy nhiên, trong phân thí nghiệm này, chúng tơi chỉ chú ý đến các chỉ tiêu
về kỹ thuật nên mẫu 1,5% chitosan được sử dụng cho các thí nghiệm sau
PY mow “ 'Tổn thất khối lượng %) 2⁄7 Ngày 5 2.6 Ngày | 2,5
0% 0,5% 1% 1,5% 'Thời gian trữ đơng
Nong dé chitosan (Ngay)
Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chitosan và thời gian trữ đơng đến sự tồn thất khối
lượng cá Tra fillet trong quá trình câp đơng
Log (cfu/g) Ngày 5 Ngày I 0% 05% 1% 15%
Thời gian trữ đơng
Nồng độ chitosan (Ngày)
Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chỉitosan và thời gian trữ đơng đến lượng vi sinh vật tổng số ở cá Tra fillet trong quá trình cấp