Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến cá bớp (rachycentron cadadum) phi lê đông lạnh nhằm hạn chế sự oxy hóa lipid trong quá trình bảo quản

LỜI CẢM ƠN Nội dung nghiên cứu này thuộc đề tài khoa học và công nghệ do Bộ Giáo dục và Đào tạo cấp, mã số B2014-13-11: Nghiên cứu quá trình ôxy hóa lipid và acid béo của sản phẩm cá bớ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG



PHAN THỊ MỸ LỆ

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ BỚP

(RACHYCENTRON CANADUM) PHI LÊ ĐÔNG LẠNH NHẰM HẠN CHẾ SỰ

ÔXY HÓA LIPID TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA, 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG



PHAN THỊ MỸ LỆ

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ BỚP

(RACHYCENTRON CANADUM) PHI LÊ ĐÔNG LẠNH NHẰM HẠN CHẾ SỰ

ÔXY HÓA LIPID TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngành: Công nghệ sau thu hoạch

Mã số: 60540104

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN MINH

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KHOA SAU ĐẠI HỌC

KHÁNH HÒA, 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình khác

Tác giả luận văn

Phan Thị Mỹ Lệ

LỜI CẢM ƠN

Nội dung nghiên cứu này thuộc đề tài khoa học và công nghệ do Bộ Giáo dục và

Đào tạo cấp, mã số B2014-13-11: Nghiên cứu quá trình ôxy hóa lipid và acid béo

của sản phẩm cá bớp (Rachycentron canadum) phi lê trong chế biến và bảo quản

đông lạnh do TS Nguyễn Văn Minh làm chủ nhiệm Tôi xin chân thành cảm ơn TS

Nguyễn Văn Minh đã tạo điều kiện cho tôi được tham gia đề tài nghiên cứu

Qua quá trình nỗ lực phấn đấu cùng với sự giúp đỡ tận tình của Gia đình, quý Thầy Cô, Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trung tâm Thí nghiệm – Thực hành, Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường đã giúp tôi hoàn thành luận văn này Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

Thầy -TS Nguyễn Văn Minh - đã hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo và đôn đốc tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Toàn thể Thầy Cô trong Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trung tâm Thí nghiệm – Thực hành, Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến ba, mẹ kính yêu cùng các bạn của tôi Những người đã ủng hộ cả vật chất lẫn tinh thần, chia sẻ những khó khăn

và động viên để tôi hoàn thành tốt luận văn này./

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ BỚP 4

1.1.1 Đặc điểm sinh học của cá bớp 4

1.1.2 Tình hình sản xuất và xuất khẩu cá bớp trên thế giới và tại Việt Nam 5

1.1.3 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cá bớp 9

1.2 LIPID VÀ QUÁ TRÌNH ÔXY HÓA LIPID 11

1.2.1 Lipid 11

1.2.2 Cơ chế của quá trình ôxy hóa lipid 14

1.2.3Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ôxy hóa lipid trong thực phẩm 18

1.2.4 Tác hại và biện pháp hạn chế quá trình ôxy hóa lipid 23

1.3 CHẤT CHỐNG ÔXY HÓA 28

1.3.1 Giới thiệu về chất chống ôxy hoá 28

1.3.2 Cơ chế chống ôxy hóa 29

1.3.3 Tổng quan acid ascorbic 31

1.3.4 Cơ chế chống ôxy hóa của acid ascorbic 32

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 35

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.2.1 Quy trình sản xuất cá bớp phi lê đông lạnh 35

2.2.2Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến 38

quá trình ôxy hóa lipid 38

2.2.3 Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến quá trình ôxy hóa lipid của sản phẩm cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 40

2.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU 43

2.3.1 Các biến đổi về lý học 43

2.3.2 Các biến đổi về hóa học 43

2.3.3 Ôxy hóa lipid 44

2.3.4 Biến đổi về vi sinh vật 45

2.3.5 Đánh giá cảm quan 45

2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ SỐ LIỆU 45

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CẮT TIẾT ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA CƠ THỊT CÁ BỚP PHI LÊ TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN ĐÔNG 46

3.1.1Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi chất lượng cảm quan của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông dùng thang điểm Torry 46

3.1.2Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi màu sắc của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 47

3.1.3Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi hiệu suất thu hồi sau khi gia nhiệt và hàm lượng nước của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 50

3.1.4Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến hàm lượng lipid và hàm lượng acid béo tự do (FFA) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 53

3.1.5Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi chỉ số PV (peroxyde) và chỉ số TBARS (Thiobarbituric acid – reactive substance) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 56

3.1.6 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi hàm lượng phospholipid của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 58

3.1.7 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi hàm lượng tổng nitơ dễ bay hơi (TVB-N) và hàm lượng trimethylamine (TMA) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 59

3.1.8 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi vi sinh vật của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 61

3.2 ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ ACID ASCORBIC VÀ PHƯƠNG PHÁP BAO GÓI ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA CƠ THỊT CÁ BỚP PHI LÊ TRONG QUÁ TRÌNH BẢO

QUẢN ĐÔNG 65

3.2.1Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến sự biến đổi màu sắc của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 65

3.2.2Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hiệu suất thu hồi sau gia nhiệt và hàm lượng nước của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 67

3.2.3Ảnh hưởng nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hàm lượng lipid và acid béo tự do (FFA) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 70

3.2.4Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến chỉ số PV (peroxyde) và chỉ số TBARS (thiobarbituric acid - reactive substance) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 71

3.2.5Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hàm lượng phospholipid của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 74

3.2.6 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến tổng nitơ dễ bay hơi (TVB-N) và trimethylamine (TMA) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 75

3.2.7 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến biến đổi vi sinh vật của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 77

3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ BỚP PHI LÊ ĐÔNG LẠNH NHẰM HẠN CHẾ TỐI ĐA SỰ ÔXY HÓA LIPID TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

PHỤ LỤC 92

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

AA : Acid ascorbic (Vitamin C)

B-0,5 : Mẫu cá bớp bao gói thường, ngâm acid ascorbic 0,5%

B-0,25 : Mẫu cá bớp bao gói thường, ngâm acid ascorbic 0,25%

BHA : Butylated hydroxyanisole

BHT : Butylated hydroxytoluene

C-0,5 : Mẫu cá bớp bao gói chân không, ngâm acid ascorbic 0,5%

C-0,25 : Mẫu cá bớp bao gói chân không, ngâm acid ascorbic 0,25%

DHA : Docosahexaaenoic

ĐC : Mẫu đối chứng

EDTA : Ethylene diamine tetraacetic acid

EPA : Eicosapentaenoic

FAO : Food and Agriculture Organization (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp

Liên Hiệp Quốc)

FFA : Free fatty acid (Acid béo tự do)

HDPE : High density polyethylene

KK : Mẫu cá bớp cắt tiết ngoài không khí

MAP : Modified Atmosphere Packaging

Mb : Myoglobin

MUFA : Monounsaturated fatty acid (Acid béo không bão hòa đơn)

NĐ : Mẫu cá bớp cắt tiết trong nước đá

TVC : Tổng số vi sinh vật hiếu khí

SFA : Saturated Fatty acid (Acid béo bão hòa)

UT : Ultrasonic Testing (Kiểm tra sóng siêu âm)

VASEP : Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers (Hiệp hội Chế

biến và Xuất khẩu thủy sản Việt Nam)

VP : Vacuum Packaging (Bao gói chân không )

VSV : Vi sinh vật

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của cơ lưng (D) và cơ bụng (V) của cá bớp tự nhiên và

cá bớp được nuôi 10 Bảng 1.2 Phân loại lipid theo đặc điểm của gốc acyl 13 Bảng 1.3 Phân loại lipid theo tính phân cực 14

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ ảnh hưởng của sự ôxy hóa chất béo đến chất lượng thực phẩm 24

Hình 1.2 Cơ chế chống ôxy hóa 30

Hình 1.3 Công thức cấu tạo của acid ascorbic 31

Hình 2.1 Cá bớp (Rachycentron canadum) 35

Hình 2.2 Quy trình sản xuất cá bớp phi lê đông lạnh 36

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến quá trình ôxy hóa lipid của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 39

Hình 3.1 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi điểm cảm quan Torry của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 46

Hình 3.2 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi màu sáng (giá trị L*) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 48

Hình 3.3 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi màu đỏ (giá trị a*) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 48

Hình 3.4 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi màu vàng (giá trị b*) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 49

Hình 3.5 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi hiệu suất thu hồi sau khi gia nhiệt của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 51

Hình 3.6 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi hàm lượng nước của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 51

Hình 3.7 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi hàm lượng lipid của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 54

Hình 3.8 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi hàm lượng acid béo tự do (FFA) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 54

Hình 3.9 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết sự biến đổi chỉ số PV của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 56

Hình 3.10 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết sự biến đổi chỉ số TBARS của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 56

Hình 3.11 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi phospholipid của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 59

Hình 3.12 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi tổng nitơ dễ bay hơi (TVB-N) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 60

(ĐC: Đối chứng, KK: Cắt tiết ngoài không khí, NĐ: Cắt tiết trong nước đá) 60

Hình 3.13 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi hàm lượng trimethylamine (TMA) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 61 Hình 3.14 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự biến đổi tổng số vi sinh vật hiếu khí (TVC) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 63 Hình 3.15 Ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đế sự biến đổi vi sinh vật sinh khí H2S của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 63 Hình 3.16 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến sự biến đổi màu sáng (giá trị L*) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 65 Hình 3.17 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến sự biến đổi màu đỏ (giá trị a*) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 65 Hình 3.18 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến sự biến đổi màu vàng (giá trị b*) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 66 Hình 3.19 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hiệu suất thu hồi sau khi gia nhiệt của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 67 Hình 3.20 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hàm lượng nước của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 68 Hình 3.21 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hàm lượng lipid của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 70 Hình 3.22 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hàm lượng acid béo tự do (FFA) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 70 Hình 3.23 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến chỉ số

PV của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 72 Hình 3.24 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến chỉ số TBARS của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 72 Hình 3.25 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hàm lượng phospholipid của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 74 Hình 3.26 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hàm lượng TVB-N của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 76 Hình 3.27 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến hàm lượng TMA của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 76

Hình 3.28 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến tổng vi sinh vật hiếu khí (TVC) của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 78 Hình 3.29 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến vi sinh vật sinh H2S của cơ thịt cá bớp phi lê trong quá trình bảo quản đông 78 Hình 3.30 Quy trình đề xuất chế biến và bảo quản cá bớp phi lê đông lạnh 80

MỞ ĐẦU

Hiện nay, xuất khẩu thủy sản là thế mạnh của nền kinh tế Việt Nam với hai mặt hàng chủ đạo là tôm và cá phi lê đông lạnh Theo Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP) cá phi lê đông lạnh đạt giá trị xuất khẩu cao trong ngành Các sản phẩm chế biến từ cá chủ yếu được khai thác ở vùng xa bờ với các đối tượng khai thác có kích thước lớn và giá trị cao Sản lượng khai thác cá biển hàng năm khoảng 1,2- 1,3 triệu tấn [2] Tuy nhiên, sản lượng khai thác có xu hướng giảm dần trong những năm gần đây Nguyên nhân dẫn đến tình trạng này chủ yếu là do tình trạng khai thác bừa bãi, sử dụng những phương pháp khai thác cấm như dùng mìn; chưa có biện pháp bảo vệ nguồn lợi phù hợp Nguyên nhân khách quan là do thiên tai, bão lũ xảy ra ngày một nhiều với cường độ ngày càng mạnh, hiện tượng ấm lên của trái đất cũng có ảnh hưởng không nhỏ đến nguồn lợi thủy sản từ đó ảnh hưởng đến sản lượng khai thác Vì vậy, để bù đắp cho lượng nguyên liệu thiếu hụt do sản lượng khai thác sụt giảm, nghề nuôi cá biển đang được phát triển, đã hình thành mô hình nuôi công nghiệp phục vụ xuất khẩu đối với một số loài cá như cá song (cá mú), cá chẽm (cá vượt), cá hồng, cá bớp (cá giò) Trong đó, cá bớp là một trong bốn đối tượng Bộ Nông nghiệp

và Phát triển Nông thôn quy hoạch phát triển trong thời gian tới Đây là một đối tượng mới rất cần có những nghiên cứu có ý nghĩa về sản xuất giống, nuôi thương phẩm, chế biến và biện pháp hạn chế những hư hỏng xảy ra trong quá trình chế biến và bảo quản sản phẩm này

Cá bớp phi lê đông lạnh là loại sản phẩm thủy sản có giá trị kinh tế cao, đã được xuất khẩu sang thị trường Nhật, Trung Quốc và rất có tiềm năng phát triển tại các thị trường lớn như Mỹ, EU… vì thịt cá bớp trắng, thơm ngon và có giá trị dinh dưỡng cao, với hàm lượng acid béo không no EPA và DHA cao hơn so với các đối tượng khác [73]

Do hàm lượng lipid trong cơ thịt cá bớp cao, chứa nhiều acid béo không no cao phân tử lượng nên chúng dễ bị ôxy hóa trong quá trình chế biến vào bảo quản Đây được coi là một trong những nguyên nhân chính làm giảm chất lượng của sản phẩm Quá trình ôxy hóa lipid sẽ ảnh hưởng xấu đến màu sắc, mùi vị, trạng thái và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm thủy sản [51] Ôxy hóa lipid sẽ làm biến màu miếng cá phi

lê (màu vàng hoặc màu nâu sẫm), tạo cho sản phẩm có mùi khó chịu (ôi, khét) cũng

như sinh ra các chất có tính độc làm cho sản phẩm không an toàn cho người sử dụng [19] Sự biến sang màu vàng và màu nâu sẫm của miếng cá phi lê làm giảm khả năng thương mại hóa của sản phẩm (sản phẩm không còn khả năng xuất khẩu hoặc xuất khẩu với giá thấp) trong khi nguồn nguyên liệu nuôi lại khá dồi dào Từ đó gây thiệt hại lớn về kinh tế cho người nuôi cũng như các nhà chế biến

Quá trình ôxy hóa lipid diễn ra ngay sau khi đánh bắt, trong quá trình bảo quản nguyên liệu, chế biến và bảo quản sản phẩm [65] Tốc độ ôxy hóa lipid bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như hàm lượng acid béo, thành phần acid béo, hàm lượng myoglobin

và hemoglobin trong cơ thịt cá cũng như điều kiện chế biến và bảo quản như nhiệt độ,

áp suất, thời gian và sự nhiễm các ion kim loại trong quá trình chế biến [29, 56, 78]

Công đoạn cắt tiết là một trong những công đoạn có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm cá phi lê Việc loại bỏ hết máu trong cơ thịt cá sẽ tạo cho miếng

cá phi lê có màu trắng đẹp, tránh hiện tượng tụ máu và biến màu trên bề mặt miếng phi

lê [71] Thêm vào đó, nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng khi sử dụng phương pháp bao gói chân không kết hợp sử dụng các chất chống ôxy hóa tự nhiên với bảo quản ở nhiệt độ thấp sẽ giữ được chất lượng của sản phẩm thủy sản tốt hơn và thời gian bảo quản dài hơn

Vì vậy, việc thực hiện đề tài "Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến cá bớp (Rachycentron canadum) phi lê đông lạnh nhằm hạn chế sự ôxy hóa lipid trong quá trình bảo quản” là hết sức cần thiết để tìm ra các điều kiện chế biến và bảo quản có

thể hạn chế đến mức tối đa sự ôxy hóa lipid; là hướng đi đúng góp phần nâng cao chất lượng cho sản phẩm, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng, thúc đẩy và mở rộng thị trường xuất khẩu đem lại lợi nhuận cho các nhà chế biến cũng như các hộ nuôi trồng; tạo thêm nhiều công ăn việc làm cho người lao động Thành công của đề tài là cơ sở khoa học quan trọng cho phép triển khai mở rộng nghiên cứu đối với các đối tượng sản phẩm thủy sản khác

Mục tiêu của đề tài

Xác định được phương pháp cắt tiết, nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói phù hợp từ đó đề xuất quy trình chế biến cá bớp phi lê đông lạnh nhằm hạn chế sự ôxy hóa lipid trong quá trình bảo quản

Nội dung nghiên cứu

1 Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến sự ôxy hóa lipid của sản phẩm cá bớp phi lê trong chế biến và bảo quản đông

2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic và phương pháp bao gói đến

sự ôxy hóa lipid của sản phẩm cá bớp phi lê trong chế biến và bảo quản đông

Ý nghĩa của đề tài

Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả thành công của đề tài sẽ được chuyển giao cho các doanh nghiệp chế biến

cá bớp nhằm nâng cao chất chất lượng sản phẩm, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng và kéo dài thời hạn sử dụng cho sản phẩm Trên cơ sở đó định hướng cho doanh nghiệp có thể mạnh dạn đầu tư sản xuất và xuất khẩu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ BỚP

1.1.1 Đặc điểm sinh học của cá bớp

Cá bớp có tên khoa học là Rachycentron canadum hay còn gọi là cá giò (tên tiếng Anh là Cobia hay Black Kingfish) thuộc họ Rachycentridae, bộ Perciformes

Đây là đối tượng nuôi có kích thước lớn, giá trị kinh tế cao và phân bố rộng rãi ở khu vực nhiệt đới, cận nhiệt đới và các vùng nước ấm của vùng ôn đới [45]

Hình 1.1 Cá bớp (Rachycentron canadum)

Cá bớp là loài cá dữ ăn thịt, ăn tạp, thức ăn gồm cua, tôm, ốc và các loại cá nhỏ

Ở bờ Đại Tây Dương chúng có mặt từ Mỹ đến Argentina bao gồm vịnh Mexico và toàn bộ vùng biển Caribean Vào những tháng mùa thu và đông, chúng di cư xuống phía Nam và vùng nước ấm ngoài khơi, nơi có nhiệt độ từ 20 – 30 ºC đến mùa xuân chúng di cư ngược lên phía Bắc Cá bớp sinh trưởng tốt nhất khi nhiệt độ trên 28 ºC và ngừng sinh sản khi nhiệt độ xuống 14 ºC Ở Việt Nam chúng phân bố từ Bắc vào Nam

ở cả vùng biển ven bờ và xa bờ, trong các vùng rừng ngập mặn, cửa sông và vùng nước triều ven bờ Tây vịnh Bắc Bộ (từ Quảng Ninh đến Hà Tĩnh), Nam Trung Bộ, Đông và Tây Nam Bộ [41]

Cá bớp là loại cá biển nổi, giai đoạn trứng và ấu trùng sống ngoài biển khơi, khi trưởng thành chúng sống gần bờ, thềm lục địa cũng như các rạn đá ngoài khơi, các rạn san hô, vịnh nông hoặc những nơi có độ mặn thích hợp Cá bớp sống ở độ sâu 50-120m và là loài có khả năng thích ứng rộng với sự thay đổi của độ mặn nên rất thích hợp cho sự phát triển nuôi trong các điều kiện khác nhau [6, 68]

Dựa vào điều kiện sống cá bớp được chia làm hai loại:

Cá bớp nuôi: Cá được nuôi trong điều kiện tốt có trọng lượng cơ thể tương tự

như cá bớp tự nhiên tuy nhiên chiều dài ngắn hơn và kích thước to hơn cá bớp tự nhiên

Cá bớp tự nhiên: là cá bớp được đánh bắt ở các vùng biển xa bờ

Các yếu tố sinh thái có tác động lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của cá như: địa bàn sinh trưởng, nhiệt độ, ánh sáng, độ mặn, độ pH, dòng chảy, mức độ ô nhiễm của nguồn nước và nguồn thức ăn cung cấp

Cá bớp là loài cá béo, cơ thịt trắng, ngon, có giá trị xuất khẩu cao và được người tiêu dùng tại thị trường Châu Á rất ưa chuộng, đặc biệt là Đài Loan, Nhật Bản, Hàn Quốc [47] Hiện nay, thị trường xuất khẩu cho các sản phẩm chế biến từ cá bớp đang được mở rộng sang Châu Âu, Mỹ và Canada, và trở thành các thị trường tiềm năng cho xuất khẩu các sản phẩm này Sản phẩm chế biến từ cá bớp rất đa dạng bao gồm cá bớp nguyên con đông lạnh, cá bớp phi lê đông lạnh xông CO và không xông CO, cá bớp cắt khoanh đông lạnh xông CO và không xông CO Để phát triển một cách bền vững cần có các nghiên cứu định hướng cho việc chế biến, tránh hiện tượng nguyên liệu dồi dào nhưng sản phẩm lại không tiêu thụ được Vì vậy, nghiên cứu hạn chế hư hỏng sản phẩm là cần thiết, trong đó hạn chế hiện tượng ôxy hóa lipid của cá bớp trong quá trình bảo quản cần được ưu tiên hàng đầu

1.1.2 Tình hình sản xuất và xuất khẩu cá bớp trên thế giới và tại Việt Nam

 Trên thế giới

Với những đặc tính là loài cá biển nhiệt đới có giá trị kinh tế cao với kích thước lớn, thịt cá trắng, chất lượng thịt thơm ngon và bổ dưỡng, hàm lượng acid béo không

no (EPA và DHA) cao hơn so với nhiều đối tượng nuôi khác, tốc độ sinh trưởng nhanh

và có thể đạt 6-8 kg sau một năm nuôi Do đó, cá bớp được nuôi phổ biến ở nhiều nước thuộc Châu Mỹ la tinh, tại Châu Á như: Đài Loan, Trung Quốc, Philippines và Việt Nam [73]

Theo số liệu thống kê của FAO [74], Trung Quốc và Đài Loan cung cấp khoảng 80,6% sản lượng cá bớp trên thế giới Việt Nam được xem là nước đứng thứ 3 trên thế giới (sau Trung Quốc và Đài Loan) về sản xuất giống và nuôi thương phẩm cá bớp ước đạt 1.500 tấn trong năm 2008

Ở Đài Loan nghề nuôi cá lồng nước mặn được khởi đầu từ năm 1970, tuy nhiên không được suôn sẻ cho đến khi có sự thành công trong việc cho cá bớp đẻ vào năm

1992 Kỹ thuật nhân giống với số lượng lớn đã được phát triển vào năm 1997 Số lượng cá giống năm 1999 ở 4 trung tâm nhân giống cá tại Đài Loan đạt 3 triệu con so với 1,4 triệu con vào năm 1998 Khoảng 2 triệu con cá bớp giống đã được xuất khẩu sang Nhật Bản, Trung Quốc và Việt Nam Số lượng cá bớp giống còn lại (1 triệu con) được 28 cơ sở nuôi cá lồng trong nước sử dụng Giá thị trường khoảng 0,5USD/con giống (10 cm) và 6 USD/kg đối với cá trưởng thành (6-8 kg) Ở Đài Loan cá bớp nặng 100-600 g được nuôi trong 1-1,5 năm có thể đạt 6-8 kg [73]

Nghề nuôi lồng nước mặn ở Đài Loan được xếp thứ 17 trên Toàn thế giới (2001; 19,3 triệu đôla Mỹ), năm 1999 đạt 1500 tấn, năm 2000 đạt 2000 tấn, năm 2002 sản lượng có bị sụt giảm do ảnh hưởng của các đợt dịch bệnh, nhưng đến năm 2003 sản lượng nuôi lồng lại đạt khoảng 2500- 3000 tấn Hiện nay, khoảng 80% lồng nuôi biển

ở Đài Loan dành cho việc nuôi cá bớp Loài cá này nhanh chóng trở thành một trong những loài thích hợp nhất cho ngành nuôi cá lồng xa bờ ở Đài Loan Chính phủ Đài Loan đang cố gắng nhằm tạo ra bước đột phá trong nghề nuôi lồng cá bớp trên biển Gần đây họ đã nhận được sự hỗ trợ từ nhiều nước khác nhau nhằm hợp tác để phát triển nghề nuôi cá bớp như: sản xuất giống, thiết kế lồng, một số vấn đề trong nuôi thương phẩm và thị trường tiêu thụ [73]

Tại Trung Quốc, từ năm 1997 đã nghiên cứu thành công công nghệ nuôi cá bớp giống với quy mô lớn Đến năm 1998, Trung Quốc đã có bốn trại sản xuất giống Riêng năm 1998, nước này đã sản xuất được 1,4 triệu tấn cá Năm 1999, Trung Quốc sản xuất được hơn 2 triệu con cá giống chuyển cho các vùng nuôi trong nước và nước ngoài trong đó có Việt Nam, Nhật Bản [84]

Tại Nhật Bản, cá bớp bắt đầu được nuôi ở Okinawa, một hòn đảo nằm phía Nam của Nhật Bản có khí hậu cận nhiệt đới, nhiệt độ trung bình trong năm khoảng 24 ºC, rất phù hợp với nuôi cá bớp Giai đoạn 1997- 1998, kỹ thuật nuôi trồng vẫn còn phải học hỏi Đài Loan, cho đến nay, cá bớp đã trở thành đối tượng nuôi phổ biến tại đảo Okinawa, sản lượng đạt 750 tấn vào năm 2001 Các hoạt động nghiên cứu về sản xuất giống và nuôi thương phẩm được diễn ra tại Trung Tâm Nuôi Trồng Hải Sản của tỉnh Okinawa (OPSC) Tuy nhiên, một trong những vấn đề khó khăn trong việc nuôi cá bớp

là dịch bệnh và ảnh hưởng của hoạt động này đến nghề nuôi các đối tượng khác [2]

Tại Mỹ, những đặc điểm đặc trưng nổi bật và đầy tiềm năng của loài cá này đã thúc đẩy các nghiên cứu của chúng từ cuối năm 1999 Các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm nuôi cá nước mặn và Trung tâm Khoa học về cá biển Austin, trường đại học Texas (UT-FAML) đã thử nghiệm về việc cho đẻ, ương nuôi ấu trùng loài cá này

từ năm 1991 Từ tháng 4 năm 2001, cá bố mẹ được bắt từ tự nhiên, cá thế hệ F1 đã được nuôi và cho đẻ trong hệ thống bể tuần hoàn có thể tích 25- 42 m3, có hoặc không

sử dụng các vòi phun hơi nóng nhằm kiểm soát nhiệt độ trong bể nuôi Cá được cho đẻ

tự nhiên mà không cần sử dụng hormone, thu được 45 triệu trứng cá hàng tháng Việc cho đẻ có thể kéo dài từ tháng 3 đến tháng 12 trong năm Nuôi cá bớp thương phẩm được tiến hành từ năm 2002 và ngày càng phát triển, từ 15000 con nuôi lồng ngầm tại Culebra, Puert Rico Texas, Florida,… Với khả năng phân bố rộng của cá bớp, trình độ

kỹ thuật ngày càng nâng cao và lợi nhuận không nhỏ sẽ là tiền đề để xúc tiến việc sản xuất loài cá này đạt hiệu quả cao [2]

Ở Pháp, vào năm 2002, những nghiên cứu đầu tiên trong việc cho đẻ và quản lý

cá bố mẹ được thực hiện tại đảo Ruenion Cá bớp bố mẹ được nuôi giữ và cho đẻ bằng cách tiêm hormone vào năm 2003 Cá giống được nuôi trong môi trường nước xanh đã tạo ra bằng cách bổ sung tảo, đồng thời có sự kiểm soát về chế độ ánh sáng, nhiệt độ

Cá bột được cho ăn luân trùng, Brachionus plicatilis và Atermia đã được làm giàu

Có thể nói, Châu Á là nơi sản xuất cũng là nơi tiêu thụ sản phẩm từ cá bớp cao nhất thế giới Trung Quốc từ năm 1992 đã bắt đầu nuôi cá bớp, đến nay loài cá này đã được nhanh chóng chiếm ưu thế và trở thành đối tượng nuôi công nghiệp chính trong hình thức nuôi lồng xa bờ [86] Theo ước tính sản lượng nuôi cá bớp hiện nay khoảng 28.500 tấn, phân bổ như sau: Trung Quốc 20000 tấn, Đài Loan 4000 tấn, Việt Nam

2000 tấn, các vùng biển Caribe 1000 tấn, Thái Lan 500 tấn [52] Tuy vậy, sản lượng thực tế còn cao hơn nhiều vì một số nước tuy có nuôi cá bớp nhưng không có số liệu

cụ thể, trong đó có Mỹ

 Tại Việt Nam

Cá bớp được nuôi rất phổ biến ở các tỉnh ven biển như Quảng Ninh, Hải Phòng,

Đà Nẵng, Phú Yên, Khánh Hòa, Vũng Tàu, Nghệ An, Vũng Tàu, Kiên Giang với số lượng lồng nuôi tăng khá nhanh [59]

Hiện nay chúng ta đã tiến hành cho sinh sản nhân tạo cá bớp và đã đạt được những kết quả nhất định, tuy nhiên vẫn còn nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu bổ sung nhằm hoàn thiện quy trình sản xuất, đa dạng các sản phẩm cá bớp Rất nhiều trung tâm sản xuất giống cá biển ở khắp nơi tại Việt Nam đã và đang tiến hành các nghiên cứu cho đẻ và ương nuôi cá giống, hiện đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể, góp phần nâng cao chất lượng con giống và chủ động nguồn giống cho nghề nuôi đối tượng này

Từ năm 1997-1999 Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản I đã tiến hành nghiên cứu và cho sinh sản thành công cá bớp, sản xuất được được cá bớp giống tại trại ươm

cá giống ở Cát Hải, Hải Phòng Năm 1999 đến năm 2000, đề tài nghiên cứu sản xuất giống một số loài cá biển, trong đó có cá bớp, do Đào Mạnh Sơn và Đỗ Văn Khương chủ trì, đề tài đã sản xuất thành công giống cá bớp [5] Đến năm 2002, một mẻ cá bớp giống đầu tiên với số lượng 20.000 con giống đã được đưa ra thị trường Đây là kết quả của đề tài nghiên cứu được thực hiện dưới sự hỗ trợ tài chính của Chính phủ Việt Nam và Chính phủ Nauy Từ năm 2001 đến nay, được sự tài trợ của Hợp phần SUMA

và Dự án NORAD, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản I tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện quy trình tại các địa điểm Hải Phòng, Quảng Ninh, Nghệ An và đã thu được nhiều kết quả, trong đó Đỗ Văn Minh và cộng tác viên với sự tài trợ của dự án SUMA

đã thực hiện đề tài nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất giống và nuôi thương phẩm cá bớp tại trại nghiên cứu và nuôi trồng thủy sản nước mặn Cát Bà, trại nghiên cứu và nuôi trồng thủy sản nước lợ Quý Kim thuộc Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản I [6] Hiện nay, quy trình sản xuất giống cá bớp đã ổn định và được đơn giản hoá

để áp dụng rộng rãi, kể cả tại các cơ sở không có điều kiện đầu tư Trong năm 2008, hơn 400.000 con cá bớp giống đã được sản xuất tại Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản I ở Cát Bà và tại các cơ sở tư nhân tại tỉnh Khánh Hòa [59]

Trong những năm gần đây nghề nuôi cá bớp bằng lồng bè trên biển phát triển mạnh ở huyện đảo Phú Quý vì điều kiện tự nhiên rất thuận lợi cho loài cá này sinh trưởng và phát triển Trong năm 2006, Trung tâm khuyến ngư tỉnh Bịnh Thuận đã đầu

tư xây dựng mô hình trình diễn nuôi cá bớp bằng lồng bè trên biển, kết quả cho thấy cá bớp là một đối tượng nuôi có giá trị kinh tế cao và rất thích hợp với điều kiện tự nhiên, môi trường của vùng biển này

Hiện nay quy trình sản xuất cá bớp đã ổn định và đơn giản hóa để áp dụng rộng rãi, kể cả các cơ sở không có điều kiện đầu tư Cá bớp thương phẩm thường được nuôi

tại các eo, vịnh kín gió tại các tỉnh ven biển từ Bắc vào Nam Ban đầu cá bớp được nuôi trong các lồng gỗ kích thước 3 x 3 x 3 m hoặc 4 x 4 x 4 m, cứ bốn lồng liên kết với nhau tạo thành 1 bè và mỗi hộ nuôi cá thường có từ 1-4 bè Sản lượng cá bớp cho mỗi bè của 1 lứa nuôi là từ 1-1,5 tấn Các lồng nuôi kiểu này được sử dụng phổ biến tại các tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng và Vũng Tàu Nhờ thành công của đề tài nghiên cứu SRV 0330 với sự đồng hỗ trợ tài chính của Chính phủ Việt Nam và Chính phủ Nauy về việc ứng dụng lồng HDPE (High-Density Polyethylene) có hình tròn trong nuôi cá bớp, lồng gỗ đã dần được thay thế bằng lồng HDPE Kết quả là làm tăng kích thước lồng, việc nuôi cá có thể thực hiện ở các vùng nước sâu hơn Năng suất nuôi trong lồng HDPE thường cao hơn năng suất nuôi trong lồng gỗ [59] Điển hình là Công ty TNHH Marine Farm Asa Việt Nam nuôi cá bằng lồng tròn HDPE trên vùng biển mở tại tỉnh Khánh Hòa cho sản lượng 3 - 4 nghìn tấn/năm và 80% cá thương phẩm được xuất khẩu ra nước ngoài Thức ăn chủ yếu dùng trong cá bớp chủ yếu là các loại cá tươi có giá trị kinh tế thấp như cá mối, cá nục, cá trích… Sản lượng cá bớp hàng năm hiện đang tăng rất nhanh do ngày càng nhiều doanh nghiệp trong nước và nước ngoài tham gia nuôi cá và nuôi với qui mô công nghiệp ngày một lớn hơn Phần lớn cá bớp được thu mua, chế biến và xuất khẩu, phần nhỏ được bán cho thị trường trong nước

1.1.3 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cá bớp

Thành phần hóa học của cá bớp không ổn định, chúng khác nhau theo giống, loài, giới tính và điều kiện sống Hàm lượng lipid cũng như thành phần acid béo trong

cơ thịt cá bớp phụ thuộc vào cá nuôi hay cá tự nhiên, thành phần dinh dưỡng có trong thức ăn trong quá trình nuôi cá, môi trường sống, kích cỡ cá và đặc điểm di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học đặc biệt là cá bớp nuôi

Thành phần hóa học cơ bản của cá bớp được thể hiện ở Bảng 1.1 cho thấy: Hàm lượng nước của cá bớp nuôi thấp hơn hàm lượng nước của cá bớp tự nhiên Tuy nhiên, thành phần chất béo của cá bớp nuôi lại cao hơn cá bớp tự nhiên Còn các thành phần khác như hàm lượng tro và protein không có sự khác biệt nhiều

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của cơ lưng (D) và cơ bụng (V) của cá bớp tự

nhiên và cá bớp được nuôi [35]

Thành phần Cơ Cá bớp tự nhiên

Cá bớp nuôi Pingtung

(PT)

Penghu (PH) Hàm lượng nước

Hàm lượng lipid ở cá bớp khá cao nên chúng dễ bị ôxy hóa trong quá trình bảo quản và chế biến Đây là nguyên nhân chính làm giảm chất lượng của sản phẩm Nghiên cứu đã chỉ ra rằng lipid trong cơ thịt cá bớp chủ yếu là các acid béo không no cao phân tử lượng có thể chiếm tới 40% đặc biệt là acid béo docosahexaenoic (DHA;

22:6n-3) và eicosapentaenoic (EPA; 20:5n-3) Các acid béo không no cao phân tử

được chứng minh có rất nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe con người [11, 42, 79] Việc

ăn cá có chứa nhiều acid béo không no cao phân tử lượng có tác dụng làm giảm nguy

cơ mắc các bệnh về tim mạch [80], giúp làm tăng khả năng hình thành tế bào não ở trẻ nhỏ cũng như tăng chức năng cho mắt [33], tăng khả năng miễn dịch cho cơ thể [22] [80] Như vậy, cá bớp là một trong những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho người tiêu dùng Tuy nhiên, hàm lượng lipid ở cá bớp khá cao nên chúng dễ bị ôxy hóa trong quá trình bảo quản và chế biến Đây là nguyên nhân chính làm giảm chất

lượng của sản phẩm, các acid béo không no cao phân tử lượng rất dễ bị ôxy hóa làm cho cá trở thành thực phẩm dễ bị hư hỏng nhất sau thu hoạch làm giảm thời hạn sử dụng [62] Ôxy hóa chất béo được coi là một trong những nguyên nhân chính làm giảm chất lượng của thực phẩm, làm biến đổi màu sắc, mùi vị, trạng thái cơ thịt và làm giảm giá trị dinh dưỡng Do đó, để có thể phát triển các sản phẩm từ cá bớp, nâng cao chất lượng và thời hạn bảo quản thì việc kiểm soát quá trình ôxy hóa lipid là rất quan trọng Ôxy hóa lipid sẽ làm biến màu (màu vàng hoặc màu nâu sẫm), tạo cho sản phẩm

có mùi khó chịu (ôi, khét) cũng như sinh ra các chất có tính độc làm cho sản phẩm không an toàn cho người sử dụng [19, 49] Sự biến sang màu vàng và màu nâu sẫm của miếng cá phi lê làm giảm khả năng thương mại hóa của sản phẩm (sản phẩm không còn khả năng xuất khẩu hoặc xuất khẩu với giá thấp) trong khi nguồn nguyên liệu nuôi lại khá dồi dào Từ đó gây thiệt hại lớn về kinh tế cho người nuôi cũng như các nhà chế biến

Mặc dù kim ngạch xuất khẩu thủy sản của Việt Nam cao (nằm trong nhóm 10 nước có kim ngạch xuất khẩu thủy sản cao nhất) với kim ngạch xuất khẩu đạt 7,9 tỷ USD trong năm 2014, nhưng đối tượng nguyên liệu và cơ cấu mặt hàng chưa đa dạng, chủ yếu xoay quanh một số đối tượng chính là tôm sú, tôm thẻ, cá tra Trước tình hình dịch bệnh đang xảy ra với các đối tượng nuôi nước ngọt và lợ (tôm, cá tra), việc đẩy mạnh hướng nuôi biển trong đó có cá bớp là rất quan trọng, góp phần ổn định và cân bằng cơ cấu xuất khẩu thủy sản của Việt Nam Nghề nuôi và ngành chế biến xuất khẩu

là một chuỗi quan hệ có liên quan chặt chẽ với nhau, phụ thuộc lẫn nhau Nghề nuôi chỉ có thể phát triển được khi các sản phẩm chế biến có thị trường đầu ra; chỉ có sản phẩm có chất lượng và thời hạn bảo quản tốt mới cho phép mở rộng thị trường; chất lượng và thời hạn bảo quản lại phụ thuộc vào các biến đổi đặc trưng trong quá trình sản xuất và bảo quản của từng sản phẩm

1.2 LIPID VÀ QUÁ TRÌNH ÔXY HÓA LIPID

1.2.1 Lipid

1.2.1.1 Khái niệm

Lipid là hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong tế bào động vật và thực vật [8], có thành phần hóa học và cấu tạo khác nhau nhưng có những tính chất chung:

- Không tan trong nước và tan trong dung môi hữu cơ (ether, cloroform, benzen, aceton, ete petrol, toluen ) → lipid là chất không phân cực vì vậy muốn lipid phân tán trong nước cần phải có chất nhũ hóa

- Là ester của rượu và acid béo cao phân tử lượng (C1→C36) chủ yếu là C1-6→C22

và các dẫn xuất của nó

- Có ảnh hưởng lớn đến chức năng cơ thể, trong tế bào mà chúng tồn tại Dầu mỡ

là tên gọi của chất béo được chiết xuất từ động vật và thực vật ngoài thành phần chính

là lipid thì dầu mỡ còn có các thành phần khác như chất màu (sắc tố tan trong chất béo), chất mùi, phosphatide, các chất sáp, chất nhựa, chất nhớt (mulcilage), các tiền sinh tố và sinh tố (provitamin và vitamin)

1.2.1.2 Phân loại

Lipid có thể được phân loại theo đặc điểm của các gốc acyl thành lipid đơn giản và lipid phức tạp, hay theo đặc điểm phân cực để chia thành lipid có cực và trung tính Sau đây là một số cách phân loại lipid

 Phân loại theo Lenindge và Plenikok

Theo Lenindger: chia lipid thành hai nhóm:

- Nhóm lipid xà phòng hóa được (lipid phức tạp) là những lipid mà trong phân

tử có chứa ester của acid béo cao phân tử như: axylglyceride, photphoglyceride, sphingolipid (amid của sphingozin), sáp,…

- Nhóm lipid không xà phòng hóa được (lipid đơn giản) là lipid trong phân tử không chứa chức ester, nhóm này gồm các hydrocacbon, các chất màu và sterol như terpen, steride, prostaglandin,…

Nhóm lipid xà phòng hóa được thường dùng làm thực phẩm vì nó có phân tử lượng thấp, liên kết dễ phá vỡ nên cơ thể dễ hấp thụ

Theo Plenikok chia lipid thành hai nhóm:

- Nhóm lipid đơn giản: ester của rượu và acid béo, nhóm này gồm có glyceride, sáp, steryde

- Nhóm lipid phức tạp: ngoài rượu và acid béo còn có thêm các nhóm chức khác như bazơ nitơ, acid phosphoric, glucid, bao gồm các nhóm nhỏ như:

+ Glyxerophospholipid: trong phân tử có glyxerin, acid béo và acid phosphoride, gốc acid phosphoride có thể được ester hóa với một aminalcol như colin hoặc colamin + Glyxeroglucolipid: phân tử ngoài glyxerin và acid béo còn có mono hoặc oligosacaride kết hợp với glyxerin qua liên kết glucozide

+ Sphingophospholipid: phân tử được cấu tạo từ aminalcol sphingozin, acid béo

và acid phosphoric

+ Sphingoglucolipid: phân tử được cấu tạo từ sphingozin, acid béo và đường

 Phân loại theo đặc điểm của gốc acyl [1]

Bảng 1.2 Phân loại lipid theo đặc điểm của gốc acyl

Lipid đơn giản ( không xà phòng hóa) : acid béo tự do, steroic, carotenoic,

monotermene, tocopherol Lipid phức tạp hay acyl lipid ( có khả năng xà phòng hóa)

Mono-,di-, triacyl-, glycerol Acid béo,glycerol

Phospholipid Acid béo, glycerol hay sphingosine,

acid phosphoric, organic base Diol lipid Acid béo, glycerol hay sphingosine,

mono-, di-, hay oligosaccharide

Diol lipid Acid béo, ethane, propane, butane

diol

 Phân loại theo tính phân cực [1]

Bảng 1.3 Phân loại lipid theo tính phân cực

Acid béo (>C12)

Momo-, di-,triacyl-, glycerol

Sterol, sterol ester

1.2.2 Cơ chế của quá trình ôxy hóa lipid

Quá trình ôxy hóa lipid được chia thành ba quá trình chính là quá trình tự ôxy hóa (không có tác dụng của enzyme), quá trình quang ôxy hóa và quá trình ôxy hóa dưới tác dụng của enzyme

 Quá trình tự ôxy hóa thường chia làm 3 thời kì: thời kì phát sinh, thời kì phát triển, thời kì kết thúc [54]

Thời kì phát sinh:

Các phân tử lipid bị phân mạch dưới tác dụng của ôxy, nhiệt độ, ánh sáng và tạo thành peroxyde

RH  R * + H* (1)

R * : là gốc acid béo no, không no tự do hoặc acid béo trong phân tử glyceride

H* : là nguyên tử hydro ở C nối đôi, hoặc nguyên tử hydro của nhóm metylen (=CH2 ) bất kỳ trong acid béo no

Để cắt đứt liên kết C-H trong phản ứng (1) để tạo thành gốc tự do phải đòi hỏi năng lượng là 70-100kcal/mol

Khi có ôxy thì phản ứng xảy ra mạnh mẽ hơn Vì sự tạo thành gốc sau phản ứng lưỡng phân đòi hỏi năng lượng là 47kcal/mol

RH + O2  R* + OH* (2)

Nếu nồng độ RH cao thì xảy ra phản ứng tam phân Phản ứng này đòi hỏi năng lượng

bé hơn phản ứng lưỡng phân

Các gốc peoxyde cũng có thể đứt nguyên tử H- đặc biệt ở vị trí β do quá trình nội phân và cũng có thể kết hợp với nối đôi olefin Vì vậy việc chuyển hóa các gốc peroxyde sẽ tạo nên không những peroxyde mà cả peroxyde polime, peroxyde vòng, oxyde, andehyde và các sản phẩm khác

Quá trình phát triển của chuỗi ôxy hóa cho kết quả là tích tụ gốc alcolxyl RO*, peroxyde RO2 và hydroxyde HO* từ đó tạo thành các sản phẩm thứ cấp như: rượu, keton, aldehyde, acid

Gốc alcolxyl tác dụng với gốc hydrocacbon sẽ tạo thành rượu và alkyl tự do RO* + R1H → ROH + R1

Tương tác của hai gốc alcolxyl tạo thành keton với rượu

Hoặc từ gốc hydroperoxyde tác dụng với gốc alkyl cũng tạo ra keton, aldehyde Cũng có thể tạo ra keton bằng cách ôxy hóa chúng đến keton hydroxyde rồi đến aldehyde và acid

Tương tác của gốc alcocxyl với gốc alkyl:

Sự ôxy hóa các keton cho ra các aldehyde và acid

Ngoài ra lipid bị ôxy hóa còn tạo ra các sản phẩm trùng hợp cao phân tử tạo thành màu tối sẫm Ở giai đoạn này phản ứng ôxy hóa lipid xảy ra theo phản ứng dây chuyền

vô tận

và đặc biệt là tia cực tím sẽ thúc đẩy quá trình quang ôxy hóa lipid [24] Do đó, việc bao gói thực phẩm tránh cho thực phẩm tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và các nguồn phát sáng khác sẽ hạn chế được quá trình ôxy hóa lipid xảy ra

 Quá trình ôxy hóa lipid dưới tác dụng của enzyme: Một số enzyme có khả năng thúc đẩy quá trình ôxy hóa lipid, đặc biệt là hệ enzyme lipoxygenases Đây là các enzyme có chứa ion sắt và chúng có khả năng gây xúc tác giữa ôxy với các acid béo không no có chứa các nhóm cis, cis-1,4-pentadiene trong cấu trúc phân tử để tạo thành các hợp chất hydroperoxyde [83]

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ôxy hóa lipid trong thực phẩm

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ ôxy hóa lipid như hàm lượng lipid và mức độ không bão hòa của lipid, thành phần acid béo, hoạt độ của nước, ánh sáng, nồng độ muối, hàm lượng myoglobin và hemoglobin trong cơ thịt cá, cũng như các điều kiện trong chế biến và bảo quản như nhiệt độ, áp suất, thời gian, phương pháp bảo quản và sự nhiễm các ion kim loại từ thiết bị máy móc trong quá trình chế biến [29, 78]

1.2.3.1 Các yếu tố kích thích quá trình ôxy hóa lipid

Hàm lượng acid béo tự do có tác dụng xúc tác quá trình ôxy hóa, làm tăng

nhanh sự phân giải hydroperoxyde thành các gốc tự do Acid béo tự do (FFA) bị ôxy hóa rất nhanh so với các ester - glycerin Khi nghiên cứu chất béo hiện diện trong thực phẩm ở giai đoạn đầu tiên, hầu hết đều có sự hiện diện của các chất chống ôxy hóa thiên nhiên Trong thí nghiệm nếu thêm vào 0,1% FFA thì hiệu quả chống ôxy hóa của tocopherol giảm rõ rệt vì acide béo tự do có tác dụng xúc tác quá trình ôxy hóa [9]

Hàm lượng lipid trong cơ thịt cá cũng như mức độ không bão hòa của lipid có ảnh hưởng lớn đến quá trình ôxy hóa Phospholipid dễ bị ôxy hóa hơn so với các acid béo không no có trong cơ thịt cá Chất béo là hỗn hợp ester của các acide béo no và không no với glycerin Sự hiện diện của các nối đôi, các acide béo không no dễ bị ôxy hóa hơn các chất béo no Phản ứng sẽ gia tăng khi tỉ lệ nối đôi càng cao

Vị trí nối đôi cũng như vị trí hình học của nối đôi cũng có tác dụng đến tốc độ phản ứng Các acid ở dạng cis bị ôxy hóa nhanh hơn dạng trans Mạch acide béo có các nối đôi cộng hưởng cũng làm tăng tốc độ phản ứng Sự ôxy hóa các chất béo no xảy ra rất chậm tại nhiệt độ thường, tại nhiệt độ cao (chiên, xào…) sự ôxy hóa chất béo no mới

có thể xảy ra [9]

Độ pH trong cơ thịt cá có ảnh hưởng lớn đến quá trình ôxy hóa lipid và acid béo Tại giá trị pH thấp (môi trường acid), myoglobin và hemoglobin rất dễ bị biến tính, làm tăng khả năng tương tác giữa lipid và các tác nhân ôxy hóa từ đó thúc đẩy quá trình ôxy hóa lipid

Muối ăn (NaCl) được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm, tuy nhiên muối ăn cũng đóng vai trò là tác nhân ôxy hóa làm thúc đẩy quá trình ôxy hóa lipid

Cơ chế do muối ăn phá vỡ cấu trúc tế bào làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các chất xúc tác cho quá trình ôxy hóa lipid, thúc đẩy quá trình ôxy hóa Mặt khác các ion kim

loại có trong muối, đặc biệt là sắt, đồng, góp phần vào việc thúc đẩy quá trình ôxy hóa lipid Cơ chế của quá trình này là do các ion kim loại tham gia vào phản ứng khử một electron của các acid béo tạo thành các gốc tự do [14]

Ôxy tham gia vào quá trình phát sinh và phát triển của quá trình ôxy hóa Cơ chế của quá trình này là do sự tương tác giữa các acid béo không no với tác nhân là ôxy tạo thành các gốc tự do Tại áp suất cao (cung cấp ôxy không hạn chế) tốc độ ôxy hóa lipid tùy thuộc vào áp suất O2 Tại áp suất thấp tốc độ ôxy hóa tỉ lệ với áp suất O2 Vận tốc ôxy hóa phụ thuộc vào lượng ôxy trong môi trường Vì sự phát sinh chuỗi phản ứng chủ yếu phụ thuộc vào RH + O2 [9]

Năng lượng ánh sáng, đặc biệt là tia cực tím và tia sáng có bước sóng ngắn của quang phổ nhìn thấy có tác dụng xúc tiến quá trình ôxy hóa lipid Năng lượng ánh sáng tham gia vào quá trình quang phân ly hydroperoxyde thành các gốc tự do Kết quả nghiên cứu của Zbigniew và cộng sự [87] cho thấy quá trình xử lý sóng siêu âm (UT) gây ra sự phá vỡ vi cấu trúc, làm cơ thịt mềm hơn nhưng kích thích sự thay đổi tính chất vật lý và hóa học thông qua các cơ chế liên quan đến sự xâm nhập của ánh sáng, nhiệt độ vào bên trong và hình thành các gốc tự do Đồng thời, sóng siêu âm giải phóng nhiều protein thô hơn các hợp chất nitơ Điều này có thể làm tăng hàm lượng tổng nitơ dễ bay hơi (TVB-N) và trimethylamine (TMA), sinh ra các hợp chất dễ bay hơi thúc đẩy quá trình ôxy hóa lipid trên thực phẩn thủy sản Chemat và cộng sự [15] cho rằng quá trình thực hiện sóng siêu âm hình thành các gốc tự do và ôxy hóa lipid trong quá trình nhũ hóa Sóng siêu âm tần số thấp không chỉ tạo ra lực để thay đổi vi cấu trúc của các đối tượng mà nó còn hình thành các gốc tự do làm biến đổi các phản ứng hóa học Chia Chang và cộng sự [30] đã nghiên cứu hiệu ứng siêu âm tendesation (UT) trên cá bớp shasimi Kết quả cho thấy UT làm tăng tốc độ sinh hóa các chỉ số tổng nitơ dễ bay hơi (TVB-N), trimethylamine (TMA), thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS)

Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến vận tốc phản ứng hóa học [9] Thông thường các phản ứng của thời kỳ phát sinh và phát triển cần năng lượng, do vậy nhiệt độ cao

sẽ thúc đẩy quá trình ôxy hóa, lượng peroxyde tạo thành tăng Ở nhiệt độ 40-45 ºC và cao hơn, sự phân giải hydroperoxyde sẽ tăng Ngược lại nhiệt độ thấp có tác dụng hạn chế quá trình ôxy hóa lipid

Nước có thể là yếu tố xúc tiến quá trình ôxy hóa khử khi để bơ, mỡ trong điều kiện ẩm ướt Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, nước lại làm tăng tính ổn định của chất béo khi gia nhiệt Chẳng hạn khi gia nhiệt để chiết dầu từ gan cá, nếu gia nhiệt khô lipid

sẽ ôxy hóa mạnh hơn là gia nhiệt trong môi trường nước Các sản phẩm chứa lipid ở dạng khan (hàm ẩm thấp) lipid thường được phân bố ở bề mặt các vi lỗ Ôxy có thể xâm nhập tự do vào đây, do đó sự ôxy hóa lipid xảy ra dễ dàng ngay cả khi áp suất của ôxy bên ngoài thấp Trong điều kiện này nếu có một lượng nước nhỏ trong sản phẩm

sẽ kìm hãm một cách đáng kể quá trình ôxy hóa Tác dụng kìm hãm của nước đối với

sự ôxy hóa lipid có lẽ do tạo ra lớp nước hấp phụ bảo vệ bề mặt sản phẩm do đó hạn chế được sự xâm nhập của ôxy khí quyển Tác dụng kìm hãm của nước còn quan hệ với việc nước làm vô hoạt các hợp chất chứa kim loại có hoạt tính xúc tác Trong trường hợp này nước đóng vai trò tác nhân tạo phức với các ion kim loại có hóa trị thay đổi nhờ đó mà ổn định một trong các trạng thái hóa trị của chúng Kết quả là phản ứng trao đổi điện tử của kim loại bị ức chế và tác dụng xúc tác phản ứng ôxy hóa cũng không còn nữa Khi hàm lượng nước tăng sự ôxy hóa tăng lên do ở mức ẩm này các kim loại khuếch tán dễ dàng hơn đến các miền ôxy hóa [9]

Một số ion kim loại chuyển tiếp, đặc biệt là sắt và đồng, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình tự ôxy hóa lipid Cơ chế của quá trình này là do các ion kim loại tham gia vào phản ứng khử một electron của các acid béo tạo thành các gốc tự

do [14] Thực nghiệm cho thấy, khi có mặt sắt ở trong dầu với lượng 0,2-1,0 mg/kg, sắt sẽ làm giảm độ bền của dầu đối với ôxy hóa 20-50% Với đồng (Cu) chỉ cần 0,05-0,2 mg/kg sẽ làm giảm độ bền của dầu đối với ôxy hóa 20-50% [9]

Men+ + ROOH  RO* + Me(n+1)+ + OH

-Me(n+1)+ + ROOH  ROO* + Men+ + H+Các gốc tự do alkoxy (RO*) và peroxy (ROO*) tạo thành sẽ thúc đẩy chuỗi phản ứng trong quá trình tự ôxy hóa

1.2.3.2 Các yếu tố kìm hãm phản ứng ôxy hóa lipid

theo chiều khác Điều đó đạt được bằng cách đưa vào trong lipid các chất chống ôxy hóa InH2, nghĩa là chất có khả năng phản ứng dễ dàng với gốc RO2 hơn.

 Kìm hãm sự ôxy hoá bằng cách làm đứt mạch ôxy hoá

Có thể giảm tốc độ phản ứng này theo chiều hướng đưa vào phản ứng chất chống ôxy hoá InH, có mức năng lượng liên kết nhỏ, có khả năng dễ dàng xảy ra phản ứng với RO

2 hơn, khi đó:

RO

2 + InH → ROOH + In*

Gốc In* là gốc kém hoạt động, không thể tương tác với phân tử lipid Sau đó gốc In sẽ

bị vô hoạt bởi tổ hợp

RO

2 + InH → ROOH + In*

In* + In* → In – In

RO* + In → ROOIn

Các chất chống ôxy hoá có thể là những chất có bản chất phenol hoặc amin

 Kìm hãm ôxy hoá bằng cách làm giảm tốc độ phát triển mạch

Ví dụ: sulfua có khả năng phá huỷ hydroperoxyde

ROOH + R1SR2 → ROH + R1SOR2

ROOH + R1SOR2 → ROH + R1SO2R2

Tiuram (hợp chất sulfua) có khả năng phản ứng kiểu này

 Kìm hãm phản ứng ôxy hoá bằng cách vô hoạt các hợp chất chứa kim loại có hoạt động xúc tác

Các ion kim loại giao chuyển là yếu tố xúc tiến quá trình ôxy hoá trong các phản ứng:

Fe2+ + ROOH → Fe3+ + RO* + OH*

Fe3+ + ROOH → Fe2+ + RO2* + H*

Vì vậy có thể chọn các chất có khả năng tạo phức với kim loại qua đó loại trừ được khả năng chuyển hoá trị của kim loại Các chất chống ôxy hoá dạng này như acid citric, acid malic, acid fitinic…

 Kìm hãm phản ứng bằng chất hiệp trợ

1.2.4 Tác hại và biện pháp hạn chế quá trình ôxy hóa lipid

 Tác hại của quá trình ôxy hóa lipid

Quá trình ôxy hóa lipid là nguyên nhân chính làm giảm giá trị cảm quan của thực phẩm do quá trình ôxy hóa làm biến đổi màu sắc theo chiều hướng xấu, tạo ra các sản phẩm thứ cấp gây mùi khó chịu, làm biến đổi trạng thái cơ thịt và giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm [51]

Ôxy hóa lipid là quá trình diễn ra phức tạp, kết quả là tạo ra các sản phẩm khác nhau Sản phẩm cấp một chủ yếu của quá trình ôxy hóa lipid là các hợp chất không mùi hydroperoxyde Tuy nhiên, hợp chất này thường không bền nên dễ dàng bị ôxy hóa để tạo thành các sản phẩm cấp hai chủ yếu là malondialdehyde, alkane, keton, rượu, ester, acid và các hydrocacbons Trong đó, các aldehyde được xem là thành phần chính làm cho sản phẩm có mùi ôi thiu [38] Các sản phẩm cấp hai của quá trình ôxy hóa lipid sẽ tiếp tục bị ôxy hóa để tạo thành các sản phẩm cấp ba, hoặc liên kết với các thành phần cấu thành nên protein như acid nucleic, acid amin, peptid cũng như các chất tạo ra do quá trình ôxy hóa protein để tạo thành các phức chất mang màu nâu sẫm [56, 70] Từ đó làm sản phẩm thủy sản bị biến màu, giảm giá trị cảm quan, sản sinh ra một số sản phẩm có mùi khó chịu và có tính độc, gây mất an toàn cho người tiêu dùng Sản phẩm ôxy hóa thường làm vô hoạt enzyme đặc biệt là enzyme tiêu hóa Ngoài ra chúng

có khả năng phản ứng với protein tạo hợp chất bền vững, không tan trong nước cũng như trong dung môi hữu cơ và cũng không bị thủy phân Quá trình ôxy hóa lipid diễn ra ngay sau khi đánh bắt, trong quá trình bảo quản nguyên liệu, chế biến và bảo quản sản phẩm Do đó, việc đưa ra những biện pháp ngăn ngừa quá trình ôxy hóa là vô cùng cần thiết

Ảnh hưởng của quá trình ôxy hóa lipid đến chất lượng thực phẩm được thể hiện trên Hình 1.1 [8]

Hình 1.1 Sơ đồ ảnh hưởng của sự ôxy hóa chất béo đến chất lượng thực phẩm

 Hạn chế quá trình ôxy hóa

Cắt tiết được xem là một trong những công đoạn quan trọng trong việc hạn chế quá trình ôxy hóa lipid và protein và ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm cá phi lê Nếu công đoạn này thực hiện triệt để nghĩa là loại bỏ hết máu trong cơ thịt cá sẽ tạo cho miếng cá phi lê có màu trắng đẹp, tránh hiện tượng tụ máu và biến màu trên bề mặt miếng phi lê [71] Ngược lại, máu cá không được loại bỏ triệt để sẽ là nguyên nhân làm giảm chất lượng một cách nhanh chóng, đặc biệt là myoglobin và hemoglobin, rất dễ bị ôxy hóa làm cho miếng cá phi lê bị biến màu, biến mùi làm giảm giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng Thêm vào đó, sản phẩm của quá trình ôxy hóa myoglobin và hemoglobin, cũng như ion sắt thoát ra trong quá trình ôxy hóa myoglobin và hemoglobin sẽ thúc đẩy quá trình ôxy hóa lipid [14] Một số công trình

đã công bố cho thấy myoglobin và hemoglobin là hai thành phần chính có trong máu

cá, chúng rất dễ bị ôxy hóa làm cho miếng cá phi lê bị biến màu, biến mùi làm giảm giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng Flechtenmacher [23] kết luận rằng các thành phần chính trong máu cá đặc biệt là myoglobin và hemoglobin rất dễ bị ôxy hóa làm cho miếng cá phi lê bị biến màu, biến mùi và làm giảm giá trị cảm quan Các sản phẩm của quá trình ôxy hóa myoglobin và hemoglobin có khả năng thúc đẩy quá trình ôxy hóa lipid [44, 65] Ion sắt thoát ra trong quá trình ôxy hóa hemoglobin đóng vai trò

Thay đổi cầu nối

S-S

Ôxy hóa protein

Aldehyde, alcol, acid, epoxyde, cetone, polyme, ôxy hóa sterol,…

Làm giảm màu, mùi, cấu trúc, giá trị dinh dưỡng, sinh độc tố

quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình ôxy hóa lipid Cơ chế của quá trình này là do ion sắt tham gia vào phản ứng khử một electron của các acid béo trở thành các gốc tự

do [14] Lee và cộng sự [39] đã nghiên cứu ảnh hưởng của aldehyde về sự ổn định oxymyoglobin (OxyMb) cá ngừ và vai trò của OxyMb đến quá trình ôxy hóa chất béo của cá ngừ vây vàng Kết quả cho thấy aldehyde (hexanal, hexenal, và 4-hydroxynonenal) được sinh ra trong quá trình ôxy hóa chất béo có thể tăng tốc quá trình ôxy hóa OxyMb cá ngừ Đồng thời myoglobin cũng là tác nhân mạnh cho quá trình ôxy hóa lipid của cá ngừ Nguyễn Văn Minh và cộng sự [58] đã nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết cá tuyết trong nước biển và trong nước đá lỏng đến chất lượng của cá trong quá trình bảo quản lạnh Kết quả cho thấy, cá tuyết được cắt tiết trong nước đá lỏng có chất lượng tốt hơn và thời hạn bảo quản dài hơn so với cá tuyết cắt tiết trong nước biển Theo kết quả nghiên cứu của Maqsood và Benjakul [47],

cá chẽm được cắt tiết trước khi bảo quản trong nước đá có hàm lượng các chất ôxy hóa lipid (hydroperoxyde, TBARS) thấp hơn nhiều so với cá chẽm không được cắt tiết Cắt tiết còn làm giảm đáng kể hàm lượng myoglobin và hemoglobin có trong cơ thịt cá chẽm, màu sắc của miếng cá phi lê trắng hơn

Qua đó cho thấy việc nghiên cứu tối ưu công đoạn cắt tiết cá bớp là rất cần thiết, nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng của các thành phần có trong máu cá còn sót lại trong cơ thịt đến chất lượng (sự ôxy hóa lipid) của sản phẩm

 Việc nghiên cứu áp dụng các phương pháp bao gói trong chế biến và bảo quản các sản phẩm thủy sản cũng được nghiên cứu ứng dụng nhiều trên thế giới Mục đích

là nhằm hạn chế những biến đổi không có lợi diễn ra trong quá trình chế biến và bảo quản, từ đó kéo dài được thời hạn bảo quản của sản phẩm Hai phương pháp hiện đang được áp dụng rộng rãi trong sản xuất là bao gói hút chân không (Vacuum Packaging-VP) và bao gói có sự điều chỉnh thành phần không khí (Modified Atmosphere Packaging-MAP) Rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng khi áp dụng hai phương pháp bao gói này và kết hợp với bảo quản ở nhiệt độ thấp sẽ giữ được chất lượng của sản phẩm thủy sản tốt hơn và thời hạn bảo quản dài hơn [18, 82] Bao gói bằng phương pháp MAP có tác dụng hạn chế sự ôxy hóa lipid của sản phẩm Theo kết quả nghiên cứu của Nolan và cộng sự [60], thực phẩm được bao gói trong điều kiện có CO2 và N2 sẽ làm giảm sự ôxy hóa lipid so với sản phẩm bao gói thông thường Ngoài tác dụng hạn chế sự ôxy hóa lipid, khí CO2 còn có tác dụng làm giảm sự sinh trưởng

và phát triển của vi sinh vật, hạn chế các phản ứng hóa lý, kéo dài thời hạn bảo quản cho sản phẩm Kết quả nghiên cứu của Taheri và cộng sự [76] về hiệu quả của bao gói chân không cho thấy hàm lượng acid béo tự do (FFA), sản phẩm ôxy hóa cấp một và cấp hai, độ ẩm và giá trị pH của các mẫu bao bì chân không thấp hơn so với mẫu đối chứng một cách đáng kể Kết quả cho thấy, bao gói chân không rất hiệu quả trong việc làm giảm quá trình ôxy hóa lipid và tăng thời gian bảo quản của cá bớp phi lê đông lạnh [65]

Do đó, việc bao gói chân không hoặc kết hợp với các biện pháp chống ôxy hóa khác đang được khuyến khích sử dụng Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy, việc nghiên cứu áp dụng các phương pháp bao gói mới đối với sản phẩm cá bớp phi

lê trong quá trình bảo quản đông là cần thiết

Bảo quản trong điều kiện nhiệt độ thấp sẽ hạn chế được sự ôxy hóa lipid, kéo dài thời hạn bảo quản vì giảm tốc độ phản ứng sinh hóa, giảm sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, ức chế hoạt động của enzyme Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thấy quá trình ôxy hóa vẫn tiếp tục diễn ra khi các sản phẩm thủy sản được bảo quản đông lạnh [53, 61] Theo kết quả nghiên cứu của Gormley và các cộng sự [25], sự ôxy hóa lipid của các sản phẩm thủy sản vẫn diễn ra khi sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ -60

oC Sự dao động nhiệt độ trong quá trình bảo quản cũng làm tăng quá trình ôxy hóa lipid Taheri và cộng sự [75] đãnghiên cứu sự thay đổi thành phần acid béo trong quá trình bảo quản cá bớp phi lê đông lạnh Kết quả thu được cho thấy cá bớp có chứa một lượng lớn các acid béo không bão hòa đơn (MUFA) và acid béo không bão hòa đa (PUFA), đặc biệt là acid béo Omega3 và Omega6 Trong quá trình bảo quản đông lạnh

6 tháng có sự giảm đáng kể của các nhóm acid béo như MUFA, PUFA và n-3 PUFA, như cũng như tỷ lệ n-3/n-6 Tăng acid béo bão hòa (SFA) và giảm nồng độ PUFA chỉ

ra quá trình ôxy hóa đang diễn ra, và điều này có ảnh hưởng quan trọng về chất lượng Theo kết quả của nghiên cứu của Popelka và các cộng sự [63], hàm lượng các chất ôxy hóa lipid trong cơ thịt cá thu được bảo quản ở nhiệt độ ổn định -18oC thấp hơn nhiều so với cá thu bảo quản ở nhiệt độ dao động từ -18 oC đến -5 oC Tuy nhiên, khi giảm nhiệt

độ xuống sẽ làm tăng chi phí sản xuất, tăng giá thành sản phẩm Do đó, cần phải nghiên cứu để chọn nhiệt độ bảo quản thích hợp nhằm đảm bảo chất lượng của sản phẩm, đồng thời hạn chế tối đa chi phí sản xuất

Bổ sung các chất chống ôxy hóa để ngăn chặn hay làm chậm quá trình ôxy hóa

lipid trong thực phẩm cũng là biện pháp đang được áp dụng rộng rãi Các chất chống ôxy hoá có tác dụng ngăn quá trình phá hủy bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm

sự ôxy hóa bằng cách ôxy hóa chính chúng Các chất chống ôxy hóa bao gồm các chất chống ôxy hóa có nguồn gốc tự nhiên và các chất hóa học như acid ascorbic, vitamin E

và các hợp chất phosphate [16] Các chất chống ôxy hóa tự nhiên thông thường là các hợp chất polyphenol, tách chiết từ thực vật, rau củ, quả có tác dụng rất tốt trong việc hạn chế sự ôxy hóa lipid của sản phẩm thủy sản Chất chống ôxy hóa tổng hợp như BHT (Butylated hydroxytoluen), TBHQ (Tertbutylhydroquinone) có tác dụng tốt trong chống ôxy hóa lipid Tuy nhiên, chúng có khả năng gây ung thư và là tác nhân đột biến Vì vậy, con người đã cố gắng sử dụng chất chống ôxy hóa tự nhiên thay cho chất chống ôxy hóa tổng hợp [10] Chất chống ôxy hóa tự nhiên được sử dụng ngày càng nhiều, để bảo quản thịt và cá, chẳng hạn như tocopherols, các loại gia vị và thảo dược chiết xuất thực vật và acid ascorbic Acid ascorbic có thể được sử dụng như một chất chống ôxy hóa từ đó làm tăng thời hạn sử dụng thực phẩm Acid này là một chất chống ôxy hóa mạnh, được sử dụng trong dầu, cá phi lê và không có giới hạn lượng sử dụng acid ascorbic [10] Theo kết quả nghiên cứu của Taheri và cộng sự [77] cho thấy

cá được xử lý acid ascorbic 0.5% có hàm lượng acid béo tự do, sản phẩm ôxy hóa cấp

1 và cấp 2 thấp hơn nhiều so với mẫu đối chứng (không ngâm acis ascorbic) Nguyễn Văn Minh và các cộng sự [57] đã nghiên cứu tác dụng chống ôxy hóa của hỗn hợp mono-, di- và triphosphate đối với sản phẩm cá tuyết muối Kết quả cho thấy hợp chất phosphate có tác dụng kìm hãm quá trình ôxy hóa lipid làm cho sản phẩm có màu sắc trắng hơn, các chỉ tiêu về ôxy hóa lipid thấp hơn so với sản phẩm không sử dụng hợp chất phosphate Một số nghiên cứu cho thấy trong quá trình bảo quản đông các sản phẩm thủy sản, việc kết hợp giữa BHT và acid ascorbic có tác dụng hạn chế ôxy hóa lipid tốt Acid ascorbic và tocopherol (vitamin E) đặc biệt có tác dụng chống ôxy hóa lipid ở điều kiện pH thấp và pH cao [59]

Từ những phân tích trên cho thấy, quá trình ôxy hóa lipid trong một sản phẩm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, để kiểm soát có hiệu quả quá trình ôxy hóa cần kết hợp việc tối ưu hóa các công đoạn quan trọng có ảnh hưởng lớn đến quá trình ôxy hóa (cắt tiết, bảo quản nguyên liệu, bao gói, ) với việc sử dụng chất phụ gia chống ôxy hóa một cách thích hợp