NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM GELATIN TỪ DA CÁ NGỪ

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM GELATIN TỪ DA CÁ NGỪ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHEÁ BIEÁN ====  = = = = VŨ THỊ KIM DUYÊN MSSV: 45DB036 NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM GELATIN TỪ DA CÁ NGỪ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN Giáo viên hướng dẫn: ThS NGÔ THỊ HOÀI DƯƠNG Nha Trang, tháng 11 năm 2007 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn này, em xin chân thành c ơn Ban giám hiệu ảm Trường Đại Học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa chế biến, Phịng thí nghiệm cơng nghệ chế biến, Phịng thí nghiệm hố sinh tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian thực đề tài Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Ngơ Thị Hồi Dương tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa chế biến trường Đại học Nha Trang, thầy cô giáo phụ trách phịng thí nghiệm hố sinh, vi sinh, phịng thí nghiệm cơng nghệ chế biến, phịng sấy…và tồn thể thầy cô giáo MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan cá ngừ 1.1.1 Đặc điểm cá ngừ 1.1.1.1 Phân loại nguồn lợi 1.1.1.2 Thành phần hoá học cá ngừ thành phần khối lượng 1.1.2 Công nghệ chế biến cá ngừ .10 1.1.3 Đánh giá phế liệu cá ngừ 10 1.2 Tổng quan gelatin công nghệ sản xuất gelatin 11 1.2.1 Tính chất ứng dụng gelatin 11 1.2.1.1 Tính chất gelatin .11 1.2.1.2 Ứng dụng gelatin 13 1.2.2 Nguyên liệu sản xuất gelatin 14 1.2.3 Công nghệ sản xuất gelatin .14 1.2.3.1 Nguyên lý chung 14 1.2.3.2 Một số quy trình tham khảo 19 1.2.4 Các nghiên cứu nước gelatin 24 PHẦN 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Đối tượng nghiên cứu 26 2.1.1 Nguyên liệu: .26 2.1.2 Hóa chất thiết bị sử dụng: 26 2.2 Nội dung nghiên cứu 26 2.3 Phương pháp nghiên cứu 26 2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm: .26 2.4 Bố trí thí nghiệm 31 2.4.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 31 2.4.1 Nghiên cứu tối ưu hoá chế độ xử lý NaOH 32 2.4.2 Nghiên cứu tối ưu hố chế độ trích ly: 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Thành phần hoá học 36 3.2 Xác định thông số tối ưu cho quy trình sản xuất keo gelatin từ da cá ngừ: 36 3.2.1 Công đoạn xử lý NaOH: 36 3.2.2 Cơng đoạn trích ly: 42 3.2.3 Đề xuất quy trình sản xuất gelatin từ da cá ngừ đại dương vây vàng 48 3.2.4 Sản xuất thử sản phẩm đánh giá chất lượng sản phẩm .50 3.2.4.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm 50 3.2.4.2 Sơ hạch toán giá thành sản phẩm: .50 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .52 PHỤ LỤC LỜI NÓI ĐẦU Biển Việt Nam với diện tích 3.200 km2, bờ biển phía bắc có Vịnh Bắc Bộ, phía nam có Vịnh Thái Lan, thềm lục địa rộng lớn khoảng 1triệu km2 nên nguồn nguyên liệu đa dạng phong phú Đây u kiện thuận lợi cho ề ngành khai thác hàng hải, nuôi trồng đặc biệt ngành chế biến thuỷ sản phát triển… Trong năm gần đây, ngành chế biến thuỷ sản có bước phát triển vượt bậc với sản lượng kim ngạch xuất thuỷ sản cao Trong ngành cơng nghi p chế biến cá ngừ đ phát triển nhanh Ngoài ệ ã mặt hàng chế biến thơng thường cá ngừ xơng khói, cá ngừ đóng hộp (hoặc) cá ngừ đơng lạnh…cịn có mặt hàng tươi sống ưa chuộng thị trường Nhật Bản mặt hàng sashimi sushi Bên cạnh sản phẩm kể trên, ngành cơng nghệ chế biến cá ngừ tạo lượng lớn phụ, phế phẩm Vì việc tận dụng nguồn phế liệu (da, xương, vây…) giảm thiểu lượng rác thải mà tạo sản phẩm có giá trị kinh tế cao, việc tận dụng nhu cầu cấp thiết Để góp phần giải vấn đề em chọn đề tài: Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm gelatin từ da cá ngừ Đồ án có nội dung sau: Tổng quan cá ngừ công nghệ sản xuất gelatin Xác định thành phần da cá ngừ nghiên cứu quy trình sản xuất gelatin từ da cá ngừ Do thời gian kiến thức có hạn nên đồ án em chắn cịn có nhiều hạn chế thiếu sót Rất mong nhận giúp đỡ góp ý thầy bạn để đồ án em thêm hoàn thiện -1- PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan cá ngừ 1.1.1 Đặc điểm cá ngừ Cá ngừ có thân hình thoi bẹp, phần bụng cá màu trắng bạc, phần lưng có màu xanh đen Hầu hết cá ngừ sống khơi tầng nước mặt lớp nước sâu Chúng có xu hướng tập trung gần vật nổi, thiết bị thu hút cá tập trung, theo động vật lớn mặt nước loài cá heo, cá voi lồi động vật có vú lớn Cá ngừ cư dân du mục, biết đến với kỷ lục xuyên qua đại dương Theo tài liệu nghiên cứu khoa học, chúng phải di chuyển khoảng 5300 dặm từ California đến Nhật với tốc độ 16 dặm/ngày, chúng di chuyển liên tục, nên cần lượng O2 thức ăn lớn cung cấp đủ lượng cho việc bơi lội với trọng lượng thể chúng từ vài trục đến vài trăm kilogam Chúng hơ hấp qua mang lấy O2 hồ tan nước cung cấp cho hoạt động c thể Thức ăn chúng th ường loài cá nục, cá chồn… Thịt cá ngừ có thịt đỏ thịt trắng, tỷ lệ thịt trắng cao Khơng giống hầu hết lồi cá khác, cá ngừ quan tâm đến lồi động vật máu nóng Thêm vào đó, kích thước chúng lớn nhiệt độ thể cao (lên đến 38 0C với cá vùng thuộc xích đạo) Cá ngừ bắt đầu đời cá mẹ đẻ trứng vùng nước mới, trứng nở thành ấu trùng nhỏ vòng 24h Mỗi cá đẻ khoảng triệu trứng lần đẻ Cho dù nơi chúng trở nơi cho mùa sinh sản Cá ngừ loại cá kinh tế thuộc lồi cá đại dương, có sản lượng lớn Mùa câu cá ngừ đại dương thường tháng 11 đến tháng âm lịch Ngư cụ khai thác chủ yếu là: lưới rê, lưới vây, lưới đăng, câu (thường câu vàng), với mồi cá trồn, cao dùng mồi mực -2- 1.1.1.1 Phân loại nguồn lợi Cá ngừ sống vùng nước nhiệt đới vùng nước ấm đại dương Qua nghiên cứu người ta thấy có tương quan nhiệt độ độ sâu, nơi mà loài cá ngừ sống bảng 1.1[3] Bảng 1.1: Nhiệt độ độ sâu thích hợp cá ngừ STT Loài cá ngừ Nhiệt độ (oC) Độ sâu (m) Ngừ vây xanh (Thunuus thynnus) 14 ÷ 24 50 ÷ 300 Vây xanh phươnng nam (Thunnus maccoyii) 10 ÷ 28 50 ÷ 300 Ngừ mắt to (Thunnus obesus) 17 ÷ 23 50 ÷ 400 Ngừ vây dài (Thunnus alallunga) 20 ÷ 28 ÷ 200 Ngừ vây Vàng (Thunnus albacares) 14 ÷ 22 20 ÷ 300 Ngừ vằn (Katsuwonus pelamic) 20 ÷ 24 Tầng mặt Thành phần loài: Cá ngừ thuộc họ Thu - ngừ (Scombridae), họ Thu - Ngừ có 15 giống gồm 49 lồi Trong cá ngừ có 21 lồi thuộc giống Vùng biển Đơng vùng lân cận có 14 loài thuộc giống Một số loài cá ngừ thường gặp có sản lượng cao giới bảng 1.2 [3] -3- Bảng 1.2: Một số loại cá ngừ thường gặp STT Tên khoa học Tên tiếng Anh Allothunnus fallai Gymnosarsa unicolor Auxis rochei Auxis thazard Euthynnus affinis Euthynnus alletratus 10 11 12 13 14 Euthynnus lineatus Katuswonus pelamis Thunnus albacares Thunnus atlanticus Thunnus tongol Thunnus obesus Thunnus alalunga Thunnus maccoyii Slender tuna Dogtooth tuna Bullet tuna Frigate tuna Eastern little tuna Little tunny, Atlantic little tuna Black skipjack tuna Skipjack tuna Yellowfin tuna Black tuna Longtail tuna Bigeye tuna Albaccores tuna Southern bluefin tuna 15 Thunnus thynnus Bluefin tuna Tên Việt Nam Ngừ Ngừ chù Ngừ chấm Ngừ vằn Ngừ vây vàng Ngừ vây đen Ngừ bò Ngừ mắt to Ngừ vây dài Ngừ vây xanh phương Nam Ngừ vây xanh Nguồn lợi cá ngừ vùng biển Việt Nam Cá ngừ vùng biển Việt Nam phong phú, chưa khai thác sử dụng tiềm Theo tài liệu nghiên cứu, biển Việt Nam có lồi cá ngừ thuộc giống bao gồm:  Cá Ngừ Chù (Auxis thazard): Hình 1.1 Cá Ngừ Chù -4- Phân bố: vùng gần bờ khơi từ Vịnh Bắc Bộ đến vùng biển Miền Nam, vùng quanh đảo giàu chất dinh dưỡng, cá Ngừ Chù có tượng di cư theo mùa di cư thẳng đứng Chiều dài trung bình: 25 ÷ 59 cm Trọng lượng thơng thường: 0.5 ÷ 1.5 kg Mùa sinh sản: Vịnh Bắc Bộ từ tháng ÷ 8, rõ vào tháng ÷ Ở Vịnh Thái Lan từ tháng ÷ Vùng biển Miền Trung từ tháng ÷ Nhiệt độ thích hợp nơi đẻ trứng: 21 ÷ 300 C  Cá Ngừ Ồ (Auxis rochei): Hình 1.2 Cá Ngừ Ồ Phân bố: nhiều vùng biển Miền Trung Đông Nam Bộ, Vịnh Bắc Bộ Vịnh Thái Lan gặp Chiều dài trung bình: 25 ÷ 28 cm Trọng lượng thơng thường: 0.2 ÷ 0.3kg Mùa sinh sản: ÷  Cá Ngừ Chấm (Euthynnus affinis): Hình 1.3 Cá Ngừ Chấm -5- Phân bố khắp vùng biển Việt Nam, từ Vịnh Bắc Bộ đến Vịnh Thái Lan Chiều dài trung bình: 20 ÷ 64cm Trọng lượng thường gặp: 0.4 ÷ 2.4 kg Mùa sinh sản: Ở Vịnh Bắc Bộ từ tháng ÷ Vịnh Thái Lan từ tháng ÷  Cá Ngừ Phương Đơng (Thunnus orientalis): Hình 1.4 Cá Ngừ Phương Đông Phân bố: Thường vùng biển Trung Bộ, cịn Vịnh Bắc Bộ Vịnh Thái Lan gặp Chiều dài trung bình: 45 ÷ 80 cm Trọng lượng thường gặp: ÷ kg  Cá Ngừ Vằn (Katsuwonus pelamis): Hình 1.5 Cá Ngừ Vằn - 39 - lại tỷ lệ nghịch với nồng độ thời gian xử lý NaOH Khi nồng độ thời gian xử lý cao sản lượng giảm mạnh Trong ảnh hưởng nồng độ NaOH tới sản lượng mạnh so với ảnh hưởng thời gian xử lý Theo kết bảng 3.3 nồng độ 0.2M thời gian xử lý 60 phút sản lượng tách chiết lớn (19.25) Vì colagen chất lưỡng tính nên tác dụng với NaOH chịu tác động NaOH Dưới tác dụng NaOH: colagen bị cắt đứt mạch muối (liên kết NH3+ … COO-) làm đứt mạch peptit mạch chính, đứt liên kết hydrogen acid amin bị phân huỷ giải phóng amoniac Do nồng độ NaOH cao mạch colagen bị thuỷ phân hết ngồi lượng khơng nhỏ gelatin chị tác động NaOH bị thuỷ phân u thành chất có mạch liên kết ngắn Dẫn đến sản lượng gelatin giảm Do tác động NaOH mạnh nên kéo dài thời gian xử lý lượng gelatin bị đứt mạch tăng nên sản lượng giảm  Về độ nhớt: N N  X ji *Yi Tính hệ số bj công thức: b j  Y i i 1 b0  N i 1 N ( N: số thí nghiệm) Từ số liệu bảng trên, ta tính được: b0 = 492.875, b1 = 24.875, b2 = -11.125, b3 = -30.875 Phương sai tái (Sth2) : Bảng 3.6 Kết thí nghiệm tâm phương án: STT (1) u Y U1 U2 U3 75 5.5 0.3 574 Y 75 5.5 0.3 560 10 (1) u 11 (1) u Y (1) u Y Y (1) u  Y(10)u 559 75 5.5 0.3 543 225 15  -16 256  Y (1) u  Y(1)u   482 u 1 Kết sản lượng thực tâm phương án công đoạn xử lý NaOH (1) u Do Sth2 =  (Y  Y(1)u ) u 1 N0 1  482  241 (N0: số thí nghiệm tâm phương án) 1 - 40 - Kiểm bj theo tiêu chuẩn Student, cách tính hệ số tj tương ứng công thức: tj = bj Sb j , với S b  j S th  N 241  5.4886 Trong đó: S b : độ lệch quân phương hệ số thứ j j Tính tốn ta có: t0 = 89.7994, t1 = 4.5321, t2 = -2.0269, t3 = - 5.6253 Tra bảng phân vị phân bố Student với p = 0.05; f = N0 – = (N0: số thí nghiệm tâm phương án) Suy ra: t0.05(2) = 4.3 Vì t2 < tp(f) nên hệ số b2 phương trình hồi quy khơng có ý nghĩa Khi  phương trình hồi quy có dạng: Y  492.875  24.875 X  30.875 X Kiểm định tương thích phương trình hồi quy với thực nghiệm theo tiêu chuẩn Fisher: Các số liệu dùng để tính tốn phương sai dư (S2dư) cho bảng 3.7: Bảng 3.7 Các số liệu dùng để tính tốn S2dư (về sản lượng) công đoạn xử lý NaOH STT Y(1) u  Y(1)i  Y(1)i  Y(1) i  (Y(1) i  Y(1) i ) 469 498.875 -29.875 892.5156 567 548.625 18.375 337.6406 476 498.875 -22.875 523.2656 583 548.625 34.375 1181.641 489 437.125 51.875 2691.016 491 486.875 4.125 17.0156 438 437.125 0.875 0.7656 430 486.875 -56.875 N  (Y (1) i   Y(1)i )  8878.625 i 1 3234.766 N Phương sai dư Trong đó: N: Số thí nghiệm l: Số hệ số có ý nghĩa  (Y (1) i S du    Y(1)i ) i 1 N l  8878.625  1775.725 83 - 41 - Tiêu chuẩn Fisher: F  S du S th  1775.725  7.3682 241 Tra bảng phân vị phân bố Fisher với p = 0.05, f1 = N - l = - = 5, f2 = N0 – = - = 2, ta có F1-p(f1,f2) = F0.95(5.2) = 19.3 Vì F