Nghiên cứu quy trình sản xuất dịch lên men lactic giàu carotenoids từ đầu tôm thẻ chân trắng (penaeus vannamei) và thử nghiệm ứng dụng dịch lên men làm thức ăn cho cá tứ vân (capoeta tetrazone)

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG oOo NGUYỄN THỊ NHƯ XUÂN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT DỊCH LÊN MEN LACTIC GIÀU CAROTENOIDS TỪ ĐẦU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Penaeus vannamei) VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG DỊCH LÊN MEN LÀM THỨC ĂN CHO CÁ TỨ VÂN (Capoeta Tetrazona) LUẬN VĂN THẠC SĨ Khánh Hòa - 2014 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG oOo NGUYỄN THỊ NHƯ XUÂN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT DỊCH LÊN MEN LACTIC GIÀU CAROTENOIDS TỪ ĐẦU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Penaeus vannamei) VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG DỊCH LÊN MEN LÀM THỨC ĂN CHO CÁ TỨ VÂN (Capoeta Tetrazona) Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH Mã số : 60 54 01 04 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS - TS. TRANG SĨ TRUNG TS. LÊ MINH HOÀNG Khánh Hòa – 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Như Xuân ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu để thực hiện đề tài tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự quan tâm tận tình của quý thầy cô hướng dẫn khoa học, Khoa Công nghệ Thực phẩm, Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường và các cá nhân trong trường, đã giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn PGSTS. Trang Sĩ Trung, Hiệu phó Trường Đại học Nha Trang và TS. Lê Minh Hoàng, đã hết lòng chỉ bảo và hướng dẫn tận tình, thường xuyên theo dõi quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo ThS. Nguyễn Công Minh, đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu tại phòng thí nghiệm. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Sau đại học và Khoa Công nghệ Thực phẩm Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cho tôi thuận lợi trong quá trình học tập, nghiên cứu và bảo vệ luận văn. Xin cảm ơn đến gia đình và các bạn đã luôn quan tâm, chia sẻ khó khăn và động viên để tôi hoàn thành công việc. iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về nguyên liệu tôm và phế liệu tôm 3 1.1.1. Nguồn lợi từ tôm 3 1.1.2. Diện tích nuôi trồng, sản lượng và thị trường xuất khẩu tôm ở Việt Nam 3 1.1.3. Giới thiệu chung về phế liệu tôm 4 1.2. Tổng quan về vi khuẩn lactic 11 1.2.1. Tác nhân lên men lactic 11 1.2.2. Cơ chế lên men lactic 13 1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi khuẩn lactic 14 1.3. Tổng quan phương pháp lên men phế liệu thủy sản bằng vi khuẩn lactic 15 1.3.1. Phương pháp lên men lactic phế liệu thủy sản 15 1.3.2. Cơ sở lý thuyết lên men lactic 18 1.3.3. Các dạng hư hỏng thường gặp trong lên men lactic 21 1.4. Tổng quan về cá Tứ Vân 23 1.4.1. Phân loại 23 1.4.2. Đặc điểm phân bố 23 1.4.3. Đặc điểm hình thái 23 1.4.4. Điều kiện sống và phát triển của cá Tứ Vân 24 1.4.5. Đặc điểm sinh sản 24 1.4.6. Điều kiện cho ăn của cá Tứ Vân 25 1.5. Tổng quan về thành phần dinh dưỡng cho cá cảnh 26 1.5.1. Vai trò của protein và các sắc tố trong việc đối tượng cá cảnh 26 1.5.2. Thức ăn cho cá cảnh 32 iv 1.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về việc sử dụng vi sinh vật để lên men phế liệu tôm nhằm mục đích thu protein, astaxanthin và sử dụng astaxanthin bổ sung vào thức ăn cho cá 33 1.6.1. Nghiên cứu trong nước 33 1.6.2. Nghiên cứu trên thế giới 34 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1. Vật liệu nghiên cứu 38 2.1.1. Mẫu 38 2.1.2. Thiết bị chuyên dụng 38 2.1.3. Hóa chất, môi trường và thuốc thử 38 2.2. Phương pháp nghiên cứu 39 2.2.1. Phương pháp thu mẫu 39 2.2.2. Phương pháp phân tích 40 2.3. Bố trí thí nghiệm 43 2.3.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát 43 2.3.2. Bố trí thí nghiệm chi tiết 44 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51 3.1. Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic 51 3.1.1. Đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập từ thực phẩm lên men chua 51 3.1.2. Kết quả test sinh hóa của những chủng vi khuẩn được chọn 56 3.1.3. Đánh giá khả năng lên men nguyên liệu đầu tôm của hai chủng đã chọn 58 3.2. Nghiên cứu sử dụng chủng vi khuẩn lactic LB 7 đã phân lập từ thực phẩm lên men tự nhiên vào công đoạn lên men nguyên liệu đầu tôm thẻ chân trắng 60 3.2.1. Phân tích thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) 60 3.2.2. Tối ưu điều kiện lên men dịch đầu tôm thẻ chân trắng bằng chủng vi khuẩn LB 7 phân lập được từ thực phẩm lên men chua tự nhiên 61 3.2.3. Kiểm tra chất lượng vi sinh của dịch lên men 72 v 3.3. Thử nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ dịch lên men lactic và tỷ lệ dầu đậu nành bổ sung vào thức ăn tổng hợp đến màu sắc của cá Tứ Vân 72 3.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch lên men khác nhau đến màu sắc của cá Tứ Vân 73 3.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dầu đậu nành khác nhau đến màu sắc của cá Tứ Vân 77 3.4. Đề xuất quy trình sản xuất dịch lên men lactic từ nguyên liệu đầu tôm và bổ sung vào thức ăn tổng hợp cho cá 81 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải DHA Decosahexaenoic EPA Eicosapentaenoic ĐBSCL Đồng Bằng Sông Cửu Long ĐBSH Đồng Bằng Sông Hồng NTTS Nuôi trồng thủy sản TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thống kê diện tích nuôi tôm 2010 tại 6 tỉnh ĐBSCL 3 Bảng 1.2: Thành phần đầu và vỏ phế liệu tôm (%) 6 Bảng 1.3: Một số loài vi khuẩn lactic có trong sản phẩm ủ chua 15 Bảng 3.1: Một số đặc điểm hình thái của 16 chủng vi khuẩn phân lập được 52 Bảng 3.2: Một số đặc tính sinh hóa của 16 chủng vi khuẩn 54 Bảng 3.3: Giá trị OD 600 của một số chủng vi khuẩn 55 Bảng 3.4: Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu đầu tôm thẻ chân trắng 60 Bảng 3.5: Một số thành phần cơ bản trong dịch lên men đầu tôm thẻ chân trắng 65 Bảng 3.6: Một số thành phần cơ bản trong dịch lên men đầu tôm thẻ chân trắng 69 Bảng 3.7: Một số thành phần cơ bản trong dịch lên men đầu tôm thẻ chân trắng 72 Bảng 3.8: Chất lượng vi sinh của dịch lên men bằng vi khuẩn lactic 72 Bảng 3.9: Sự biến đổi màu sắc của cá theo thời gian thí nghiệm qua các tỷ lệ dịch lên men bổ sung vào thức ăn tổng hợp khác nhau. 73 Bảng 3.10: Sự biến đổi màu sắc của cá theo thời gian thí nghiệm qua các tỷ lệ dầu đậu nành bổ sung vào thức ăn tổng hợp khác nhau 77 viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Đồ thị thể hiện phần trăm thị trường xuất khẩu chính trong 9 tháng đầu năm 2011 của Việt Nam đối với mặt hàng thủy sản 4 Hình 1.2: Các liên kết hóa học của astaxanthin trong tôm 8 Hình 1.3: Sơ đồ tóm tắt lên men lactic phế liệu tôm 17 Hình 1.4: Chiều dài của cá Tứ Vân sau các khoảng thời gian: 3 ngày tuổi, 5 ngày tuổi, 7 – 8 ngày tuổi, 15 – 20 ngày tuổi, 25 ngày tuổi (lần lượt từ trái sang phải) 24 Hình 1.5: Sơ đồ trao đổi protein tổng số ở cá 27 Hình 1.6: Công thức của một số dạng carotenoids của động vật thủy sinh 28 Hình 2.1: Sơ đồ phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic 41 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 43 Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ chế phẩm thích hợp bổ sung vào phế liệu tôm 45 Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn thời gian lên men phế liệu tôm thích hợp 46 Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ rỉ đường thích hợp bổ sung vào phế liệu tôm 47 Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thử nghiệm tỷ lệ dịch lên men lactic bổ sung vào thức ăn tổng hợp cho cá Tứ Vân 48 Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thử nghiệm tỷ lệ dầu đậu nành bổ sung vào thức ăn tổng cho cá Tứ Vân 49 Hình 3.1: Hình thái khuẩn lạc và tế bào của chủng vi khuẩn LB 2 51 Hình 3.2: Hình thái khuẩn lạc và tế bào của chủng vi khuẩn LB 4 51 Hình 3.3: Hình thái khuẩn lạc và tế bào của chủng vi khuẩn LB 7 51 Hình 3.4: Hình nhuộm Gram của một số chủng vi khuẩn 55 Hình 3.5: Hình kiểm tra khả năng chuyển hóa tạo indol của 6 chủng vi khuẩn 56 Hình 3.6: Hình kiểm tra khả năng tạo khí H 2 S của 6 chủng vi khuẩn 57 Hình 3.7: Hình kiểm tra khả năng khử nitrat của 6 chủng vi khuẩn 58 Hình 3.8: Hàm lượng astaxanthin và protein thu được trong dịch lên men đầu tôm khi sử dụng 2 chủng vi khuẩn khác nhau 59 Hình 3.9: Biến đổi của pH ở các tỷ lệ chế phẩm vi sinh khác nhau 62 Hình 3.10: Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm đến hàm lượng protein, astaxanthin thu được trong dịch lên men đầu tôm 63 [...]... thiết và lý do đó, đề tài Nghiên cứu quy trình sản xuất dịch lên men lactic giàu carotenoids từ đầu tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) và thử nghiệm ứng dụng dịch lên men làm thức ăn cho cá Tứ Vân (Capoeta Tetrazona)” được thực hiện 2 Nội dung nghiên cứu - Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu đầu tôm - Phân lập chủng vi khuẩn lactic từ thực phẩm lên men chua tự nhiên - Xác định chế độ len men. .. việc thu dịch lên men từ đầu tôm Những dẫn liệu khoa học này sẽ là tài liệu tham khảo cho sinh viên, giảng viên và các cán bộ nghiên cứu khoa học Đồng thời, kết quả nghiên cứu này sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu về lên men phế liệu từ tôm tiếp theo sâu và rộng hơn như nghiên cứu sản xuất quy mô công nghiệp, tinh chế, sử dụng làm thức ăn cho người… Ý nghĩa thực tiễn: Việc tận dụng đầu tôm sau quá trình. .. nghiệm thức: thức ăn tổng hợp (đối chứng) và thức ăn tổng hợp có kết hợp với 5% (v/w) dịch lên men 74 Hình 3.16 : Màu sắc của cá nuôi sau 45 ngày tại 2 nghiệm thức: thức ăn tổng hợp (đối chứng) và thức ăn tổng hợp có kết hợp với 10% (v/w) dịch lên men 75 Hình 3.17: Màu sắc của cá nuôi sau 45 ngày tại 2 nghiệm thức: thức ăn tổng hợp (đối chứng) và thức ăn tổng hợp có kết hợp với 15% (v/w) dịch lên men. .. phẩm lên men tự nhiên, sử dụng vào lên men đầu tôm nhằm ức chế hoạt động của vi sinh vật gây thối, tạo môi trường thuận lợi để enzyme hoạt động, thu hồi dịch lên men từ đó ứng dụng trong việc bổ sung vào thức ăn nuôi cá Tứ Vân giúp tăng hàm lượng chất dinh dưỡng và tăng khả năng lên màu cho cá 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguyên liệu tôm và phế liệu tôm 1.1.1 Nguồn lợi từ tôm Hiện nay nuôi tôm. .. phế liệu tôm phương pháp lên men cũng được ứng dụng khá phổ biến để bảo quản và đồng thời để chế biến dịch dịch lên men và sử dụng phối trộn thức ăn gia xúc Cũng trong dự án nghiên cứu ứng dụng công nghệ lên men lactic trong bảo quản và chế biến phế thải thủy sản thì người ta đã nghiên cứu trên đối tượng phế liệu tôm bằng cách bổ sung rỉ đường và chế phẩm vi sinh, dịch lên men thu được qua quá trình theo... 3.18: Màu sắc của cá nuôi sau 45 ngày tại 2 nghiệm thức: thức ăn tổng hợp (đối chứng) và thức ăn tổng hợp có kết hợp với 20% (v/w) dịch lên men 76 Hình 3.19: Màu sắc của cá nuôi sau 45 ngày tại 2 nghiệm thức: thức ăn tổng hợp (đối chứng) và thức ăn tổng hợp có kết hợp với 25% (v/w) dịch lên men 76 Hình 3.20: Màu sắc của cá sau 45 ngày nuôi tại 2 nghiệm thức: mẫu đối chứng và thức ăn tổng hợp có... Màu sắc của cá sau sau 45 ngày nuôi tại 2 nghiệm thức: mẫu đối chứng và thức ăn tổng hợp có kết hợp với 25% (v/w) dầu đậu nành 80 Hình 3.25: Quy trình sản xuất dịch lên men bằng đầu tôm thẻ chân trắng và bổ sung dịch lên men vào thức ăn tổng hợp cho cá 81 1 MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay ở Việt Nam ngành công nghiệp chế biến tôm thải ra hơn 200.000 tấn phế liệu và xu hướng... Xác định chế độ len men lactic thích hợp bao gồm: tỷ lệ chế phẩm bổ sung, thời gian lên men, tỷ lệ rỉ đường bổ bung vào nguyên liệu đầu tôm 2 - Thử nghiệm phối chế dịch lên men vào thức ăn cho cá Tứ Vân bao gồm: tỷ lệ dịch lên men bổ sung vào thức ăn và tỷ lệ dầu bổ sung tạo màng bao thức ăn 3 Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và tính mới của đề tài Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài là dẫn liệu... liệu cá, nội tạng bào ngư, phế liệu đầu vỏ tôm, để sử dụng làm thức ăn cho động vật nuôi [29] Cá sau khi ủ lên men làm thức ăn động vật ở dạng lỏng, có thể sử dụng cá nguyên liệu hay phế liệu cá, với sự tham gia của enzyme nội tại trong bản thân nguyên liệu, các thành phần acid hay vi khuẩn lactic bổ sung vào trong quá trình ủ Một thử nghiệm với cá ủ lên men bắt đầu tại Thụy điển năm 1963, sử dụng. .. tính bằng các chất kiềm, chất ủ được làm thức ăn chăn nuôi Phương pháp này có ưu điểm là chất lượng tốt nhưng giá thành cao và phức tạp Sản phẩm súp và canh: Có thể sử dụng các mẫu thừa của tôm chất lượng cao sau khi chế biến làm món canh và súp tôm Đầu tôm được sử dụng làm nguyên liệu tạo mùi cho món súp tôm đặc biệt, tôm vụn được sử dụng làm món canh tôm Làm các sản phẩm định hình: Thịt tôm vụn hoặc . NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT DỊCH LÊN MEN LACTIC GIÀU CAROTENOIDS TỪ ĐẦU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Penaeus vannamei) VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG DỊCH LÊN MEN LÀM THỨC ĂN CHO CÁ TỨ VÂN (Capoeta. chứng và thức ăn tổng hợp có kết hợp với 25% (v/w) dầu đậu nành 80 Hình 3.25: Quy trình sản xuất dịch lên men bằng đầu tôm thẻ chân trắng và bổ sung dịch lên men vào thức ăn tổng hợp cho cá. bung vào nguyên liệu đầu tôm. 2 - Thử nghiệm phối chế dịch lên men vào thức ăn cho cá Tứ Vân bao gồm: tỷ lệ dịch lên men bổ sung vào thức ăn và tỷ lệ dầu bổ sung tạo màng bao thức ăn. 3.