Nghiên cứu ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của gelatin và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm (lates calcarifer)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRANG BÌA KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHIẾT XUẤT VỚI SỰ HỖ TRỢ VI SĨNG ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA GELATIN VÀ HIỆU SUẤT CHIẾT GELATIN TỪ VẢY CÁ CHẼM (Lates calcarifer) Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Huỳnh Nguyễn Duy Bảo Th.S Đỗ Thị Thanh Thủy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Khải Mã số sinh viên: 56130440 Khánh Hòa - 2018 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐATN ii PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐATN CỦA CBHD iii LỜI CẢM ƠN Trải qua năm mái trường Đại học Nha Trang, khoảng thời gian vơ ý nghĩa sinh viên, em học tập, nghiên cứu tìm tòi kiến thức góp phần cố nâng cao tầm hiểu biết lĩnh vực chuyên môn Em xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ thực phẩm, cán phòng thí nghiệm Trung tâm Thí nghiệm - Thực hành tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ, hỗ trợ để em hoàn thành khóa học làm tốt đồ án tốt nghiệp Đặc biệt xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo Đỗ Thị Thanh Thủy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trình học tập, trình định hướng thực đề tài viết luận văn Cuối xin gởi lời cảm ơn chân thành đến tất thầy cô, gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Duy Khải iv MỞ ĐẦU Trên giới Việt Nam có nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học thu hồi gelatin từ phế liệu thải từ ngành chế biến thủy sản, mang lại giá trị kinh tế cao ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác y học, công nghiệp thực phẩm, khoa học kỹ thuật, mỹ phẩm… Hiện nay, giới sản xuất khoảng 140.000- 160.000 gelatin năm lượng gelatin sử dụng thực phẩm năm tăng khoảng 3%, chủ yếu sử dụng kẹo mứt sản phẩm có lượng thấp [2] Tuy nhiên, gelatin sử dụng giới thường sản xuất từ nguyên liệu xương bò, da heo năm gần bùng nổ bệnh bò điên, bệnh heo tai xanh nên dẫn đến việc sử dụng gelatin tách chiết từ xương bò, da heo bị hạn chế Chính sản lượng gelatin giới giảm dần thay vào gelatin sản xuất từ phế liệu thủy sản đời Ở Việt Nam gelatin chưa sản xuất nhiều, có số nghiên cứu chiết rút gelatin từ phế liệu thủy sản nghiên cứu thu nhận từ da cá basa [15], da cá ngừ [3], vảy cá hồng đỏ [21], vảy cá lóc cá rơ đồng [17], da cá thác lác [18] chưa có nhiều nghiên cứu sản xuất gelatin từ cá chẽm gelatin thu chất lượng gelatin chưa cao sử dụng nhiều hóa chất gây hại cho người Cá chẽm Lates calcarifer (Bloch 1790) đối tượng ni có giá trị kinh tế khu vực nhiệt đới cận nhiệt đới thuộc châu Á – Thái Bình Dương Đối tượng lần nghiên cứu sản xuất giống thành công Thái Lan vào năm 1970, nuôi thương phẩm nhiều nước như: Thái Lan, Malaysia, Singapore, Indonesia, Hồng Kông, Đài Loan, Úc Việt Nam Sau từ đến 24 tháng nuôi thương phẩm cá đạt khoảng 350 – 3.000 g tùy thuộc vào giai đoạn phát triển, hệ thống nuôi, chế độ dinh dưỡng môi trường sống.Giá trị thu lại từ cá chẽm lớn Nuôi cá giống 10 cm, khoảng tháng thu hoạch được, sản lượng cá chẽm khoảng 70 tấn/ha với thời giá thu 3,7 tỷ đồng/ha Ở Việt Nam, ngành chế biến thủy hải sản ngành phát triển mạnh mang lại nhiều lợi nhuận cho đất nước Bên cạnh thánh thức làm ô nhiễm môi trường nặng tạo nhiều chất thải như: nước thải, da, vây, nội tạng, chất béo chất khác… đặc biệt chế biến cá với số lượng lớn v Trong trình chế biến cá phi lê thu khoảng 30% - 40% thịt lại lượng lớn phế liệu khoảng 60 - 70% bao gồm vây, vảy, đầu, nội tạng, gan, xương, ….[2, 28] Trong phần phụ phẩm lại chứa nhiều protein acid béo không sinh cholesterol, cộng với khoáng chất nguyên tố vi lượng, enzyme, kích thích tố, chất màu chất tạo hương [5] sản xuất nhiều sản phẩm có giá trị collagen, gelatin, insulin, protamine, acid béo omega-3, dầu cá vitamin A, D, canxi hoạt tính …Tuy nhiên, lượng phế liệu chưa tận dụng hiệu quả, thường dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm làm phân bón nên có giá trị thấp đơi làm tăng chi phí cho việc xử lý nguồn phế liệu Vì thế, cần nghiên cứu tận dụng nguồn phế liệu để sản xuất sản phẩm có giá trị gia tăng nhằm nâng cao hiệu kinh tế cho ngành công nghiệp chế biến cá Mặc dù nguồn nguyên liệu sản xuất gelatin dồi nay, Việt Nam phải nhập số lượng lớn loại gelatin để đáp ứng nhu cầu cho ngành thực phẩm, mỹ phẩm dược phẩm…Nhận thấy nhu cầu lớn gelatin giới Việt Nam năm gần đây, bên cạnh phế liệu từ chế biến cá nước ta nguồn nguyên liệu để sản xuất gelatin dồi dào, ổn định, giá rẻ có tiềm phát triển Do đó, việc nghiên cứu cơng nghệ sản xuất gelatin từ phế liệu cá từ nhà máy chế biến thủy sản Việt Nam cần thiết Hiện có số cơng bố quy trình chiết xuất gelatin từ vảy cá, có vảy cá chẽm Tuy nhiên, hầu hết quy trình chiết xuất theo cách nấu chiết truyền thống với thời gian dài, hiệu suất chiết thấp chất lượng gelatin khơng cao Vì vậy, đề tài nghiên cứu thử nghiệm chiết xuất gelatin từ vảy cá chẽm (Lates calcarifer) với hỗ trợ vi sóng nhằm đánh giá khả áp dụng kỹ thuật để rút ngắn thời gian chiết, nâng cao chất lượng hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá  Mục tiêu đề tài: Khảo sát ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm (Lates calcarifer)  Nội dung nghiên cứu: vi - Khảo sát ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi - Khảo sát ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khơ vii MỤC LỤC TRANG BÌA i QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐATN ii PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐATN CỦA CBHD iii LỜI CẢM ƠN iv MỞ ĐẦU v MỤC LỤC viii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT xi DANH MỤC HÌNH xii DANH MỤC BẢNG xiv CHƢƠNG TỔNG QUAN 15 1.1 Tổng quan nguyên liệu cá chẽm 15 1.1.1 Đặc điểm hình thái 15 1.1.2 Đặc điểm phân bố 16 1.1.3 Phân loại 17 1.1.4 Mùa vụ sinh sản 17 1.1.5 Tình hình khai thác,ni trồng chế biến cá chẽm 17 1.1.6 Ngun liệu lại q trình chế biến cá chẽm hướng tận dụng 20 1.2 Tổng quan gelatin 21 1.2.1 Định nghĩa gelatin 21 1.2.2 Thành phần cấu trúc gelatin 21 1.2.3 Nguồn gốc gelatin 22 1.2.4 Tính chất gelatin 22 1.2.5 Ứng dụng gelatin 23 viii 1.2.6 Các nghiên cứu gelatin nước 25 1.3 Khái niệm vi sóng 27 1.3.1 Vi sóng 27 1.3.2 Cơ sở chiết vi sóng 28 1.3.3 Ưu, nhược điểm vi sóng [24] 29 1.3.4 Ứng dụng vi sóng [24] 30 1.3.5 Lò vi sóng [24] 31 CHƢƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHÊN CỨU 33 2.1 Nguyên vật liệu hóa chất 33 2.1.1 Nguyên liệu 33 2.1.2 Hóa chất 33 2.1.3 Máy móc, dụng cụ, thiết bị 33 2.2 Bố trí thí nghiệm 34 2.2.1 Thí nghiệm ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi 34 2.2.2 Thí nghiệm ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khô 37 2.3 Các phương pháp phân tích 40 2.3.1 Xác định hàm lượng ẩm 40 2.3.2 Xác định độ Bloom 40 2.3.3 Xác định độ 41 2.3.4 Đánh giá cảm quan mùi 41 2.3.5 Xác định hiệu suất chiết gelatin 41 2.4 Phương pháp xử lý số liệu 41 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 Ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi 43 ix 3.2 Ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khô 46 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC 56 x 24 Trần Đình Tú (2013), “Nghiên cứu chiết r t Phlorotannin chống oxy hóa từ rong mơ argassum mcclurei phương pháp vi sóng”, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại học Nha Trang TIẾNG ANH 25 Avena-Bustillos, R.J., Olsen, C.W., Olsun, D.A., Chiou, B., Yee, E., Bechtel, P.J and Hugh, T.H (2006), Water Vapor Permeability of Mammalian and Fish Gelatin Films, Food Engineering and Physical Properties 71(4): 202–207 26 Bristish Standard BS 757: 1975 AOAC 1986 27 Dincer, M.T, Agcay, O.Y, Sargin H and Bayram H (2014), Functional properties of gelatin recovered from scales of farmed sea bass (Dicentrarchus labrax),Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences 28 Kim, S K, Byun, H G & Lee, E H (1994), Optimum Extraction Conditions of Gelatin from Fish Skins and its Physical Properties, Journal of Korean Industrial 29 Muyonga JH, Cole CGB, Duodu KG (2004), Extraction and physicochemical characterisation of Nile perch (Lates niloticus) skin and bone gelatin, Food Hydrocoll 18:581–592 30 Salamiah Zakaria and Nurul Hidayah Abu Bakar (2015), Extraction and Characterization of Black (Oreochromis Tilapia Gelatin niloticus) from Scales and Bones, Int'l Conf on Advances in Science, Engg., Technology & Natural Resources 31 Sathivel, S., Smiley, S., Prinyawiwatkul, W and Bechtel, P J., (2005), Functional and nutritional properties of red salmon (Oncorhynchus nerka) enzymatic hydrolysates, Journal of Food Science 70, 401–406 32 Standard Testing Method for edible gelatin, Official Procedure of the Gelatin Manufacturers Institute of America, Inc GME Monograph, June 2005, Version TRANG WEB 54 33 http://www.Collagen4u.com 34 http://www.Collagenline.com 35 http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_spectrum 36 http://www.fao.org/fishery/culturedspecies/Lates_calcarifer/en 37 http://www.gelatin.co.za/gltnl.htlm 38 http://www.vietfish.org 39 http://wikipedia.org/wiki/Collagen 55 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: MỘT SỐ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH Bảng Độ ẩm khoáng nguyên liệu vảy cá chẽm Đơn vị (%) Trung bình (%) 54,34 Độ ẩm vảy tươi 53,8 54,51 55,4 15,56 Độ ẩm vảy khơ 15,56 15,5 15,38 18,84 Khống vảy tươi 19,9 19,41 19,5 37,39 Khống vảy khơ 36,54 36,95 36,92 Bảng Độ ẩm gelatin thành phẩm điều kiện chiết khác Vảy cá Chế độ chiết Độ ẩm gelatin (%) Độ ẩm gelatin trung bình (%) 8,4 Bình thường 8,7 8,37 Tươi 8,6 Hỗ trợ vi sóng 6,4 7,8 56 7,6 9,2 Cách thủy 8,6 8,37 7,3 7,7 Gia nhiệt lò vi sóng 10 phút 7,2 7,23 6,8 7,9 Gia nhiệt lò vi sóng 20 phút 7,4 7,47 7,1 7,8 Bình thường 7,37 7,3 7,2 Khơ Hỗ trợ vi sóng 5,7 6,83 7,6 9,1 Cách thủy 9,2 8,97 8,6 Bảng Hiệu suất chiết gelatin điều kiện chiết khác Vảy cá Tươi Chế độ chiết Bình thường Lượng gelatin khơ tuyệt đối (g) Lượng vảy cá khô tuyệt đối (g) Hiệu suất chiết (%) 8,418 12,337 10,856 15,91 Hiệu suất chiết trung bình (%) 68,235 Hỗ trợ vi sóng 7,756 11,367 13,205 12,222 17,912 18,103 57 Cách thủy Gia nhiệt lò vi sóng 10 phút Gia nhiệt lò vi sóng 20 phút Bình thường Khơ Hỗ trợ vi sóng Cách thủy 12,443 18,236 12,393 18,162 10,734 15,731 10,314 15,115 10,404 15,247 7,834 11,481 8,598 12,601 7,45 10,918 1,134 1,662 0,984 1,442 1,455 2,132 21,408 25,335 24,525 29,024 23,508 27,82 18,822 22,275 23,197 84,5 15,364 11,667 1,745 27,393 27,452 21,806 25,806 16,953 20,063 19,983 23,649 19,642 23,245 25,178 22,319 Bảng Độ Bloom gelatin điều kiện chiết khác Vảy cá Chế độ chiết Độ Bloom (g) Độ Bloom trung bình (g) 224 Tươi Bình thường 182 210 223 Hỗ trợ vi sóng 150 58 155 184 130 199 Cách thủy 150 182 197 211 Gia nhiệt lò vi sóng 10 phút 147 181 186 175 Bình thường 182 149 89 128 Khơ Hỗ trợ vi sóng 94 141 201 137 Cách thủy 96 115 113 PHỤ LỤC 2: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM VÀ MÁY MĨC THIẾT BỊ Một số hình ảnh thí nghiệm: 59 A B Hình 1.Vảy cá tƣơi (A) vảy cá khơ (B) ngâm NaOH A B Hình Vảy cá tƣơi (A) vảy cá khô (B) ngâm HCl 60 Hình Vảy cá sau ngâm HCl Hình Dịch lọc gelatin thu đƣợc sau đem nấu chiết 61 Hình Bã vảy sau lọc 62 Hình Nấu chiết vảy phƣơng pháp đun cách thủy 63 Hình Nấu chiết bể ổn nhiệt 64 Hình Gelatin dạng miếng thu đƣợc sau sấy khô dịch lọc Máy m c, thiết bị: 65 Hình Tủ sấy 66 Hình 10 Bể ổn nhiệt 67 Hình 11 Lò vi s ng 68 ... cứu: vi - Khảo sát ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi - Khảo sát ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất. .. nghiệm ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi 34 2.2.2 Thí nghiệm ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất. .. thí nghiệm ảnh hưởng chiết xuất với hỗ trợ vi sóng đến số tính chất gelatin hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khô 39 Hình Hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi điều kiện chiết khác