Nghiên cứu sản xuất nước mắm từ cá ngừ theo phương pháp lên men ngắn ngày

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÔ ĐẶNG HỒNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƢỚC MẮM TỪ CÁ NGỪ THEO PHƢƠNG PHÁP LÊN MEN NGẮN NGÀY Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã số: 60540101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐHQG-HCM Cán hƣớng dẫn khoa học: TS Lại Quốc Đạt Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Hoàng Kim Anh Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 17 tháng năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn PGS.TS Hoàng Kim Anh PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt TS Nguyễn Thị Hiền TS Võ Đình Lệ Tâm Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGÔ ĐẶNG HỒNG PHƢƠNG MSHV: 1570435 Ngày, tháng, năm sinh: 11/12/1991 Nơi sinh: Bình Thuận Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm Mã số: 60540101 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƢỚC MẮM TỪ CÁ NGỪ THEO PHƢƠNG PHÁP LÊN MEN NGẮN NGÀY II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát ảnh hƣởng tỉ lệ muối đến trình thủy phân protein trình lên men nƣớc mắm từ thịt vụn sẫm cá ngừ có bổ sung Koji - Khảo sát ảnh hƣởng tỉ lệ nƣớc đến trình thủy phân protein trình lên men nƣớc mắm từ thịt vụn sẫm cá ngừ có bổ sung Koji - Khảo sát ảnh hƣởng tỉ lệ Koji đến trình thủy phân protein trình lên men nƣớc mắm từ thịt vụn sẫm cá ngừ có bổ sung Koji - Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình thủy phân protein trình lên men nƣớc mắm từ thịt vụn sẫm cá ngừ có bổ sung Koji III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 04/09/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 2/7/2018 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS Lại Quốc Đạt CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) Tp HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2018 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Lại Quốc Đạt Xin cảm ơn thầy ln tận tình dạy cho tơi kiến thức hƣớng dẫn cho kỹ nghiên cứu q báu q trình tơi thực luận văn Tôi xin cảm ơn Quý thầy cô trƣờng Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia TP.HCM, Quý thầy cô môn Công nghệ Thực phẩm truyền đạt kiến thức kinh nghiệm hữu ích nhƣ tạo điều kiện giúp tơi hồn thành luận văn Ngồi ra, tơi xin cảm ơn tới bạn học viên Cao học bạn sinh viên Đại học làm việc phịng thí nghiệm vi sinh phịng thí nghiệm hóa sinh trƣờng Đại học Bách Khoa giúp đỡ hỗ trợ tơi nhiệt tình q trình tơi thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành lòng biết ơn sâu sắc Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Học viên thực Ngơ Đặng Hồng Phƣơng TĨM TẮT Nƣớc mắm gia vị tự nhiên có nhiều axit amin đƣợc tạo trình thủy phân protein thịt cá enzyme lấy từ thịt nội tạng cá vi sinh vật lên men Tại Việt Nam, nƣớc mắm thƣờng đƣợc sản xuất loại cá nhƣ cá cơm, cá thu, cá nục, cá phèn… Trong đó, nƣớc mắm làm từ cá cơm đƣợc ƣa thích sử dụng nhiều loại nƣớc mắm thơm ngon chất lƣợng cao Tuy nhiên, sản lƣợng nƣớc mắm sản xuất phƣơng pháp lên men truyền thống đáp ứng kịp nhu cầu thị trƣờng tiêu dùng Bên cạnh nguồn nguyên liệu truyền thống bị suy giảm trầm trọng Trong sản lƣợng khai thác cá ngừ nƣớc ta lớn nhƣng chủ yếu sản xuất dƣới dạng sản phẩm cá phi lê số phụ phẩm nhƣ đầu, xƣơng, nội tạng, mang, vây cá, bụng, da,… đƣợc sử dụng trong sản xuất bột cá, dầu cá mang lại giá trị kinh tế khơng cao Trong đáng quan tâm phần sẫm cá ngừ Nếu sử dụng phần sẫm cá ngừ thay cho nguồn nguyên liệu truyền thống trình sản xuất nƣớc mắm tận dụng nguồn phế liệu giàu protein để tạo sản phẩm với giá trị kinh tế cao, vừa giúp giải cho vấn đề thiếu hụt nguồn nguyên liệu sản xuất nƣớc mắm nhƣ đáp ứng nhu cầu sử dụng nƣớc mắm ngày cao thị trƣờng ngƣời tiêu dùng Tuy nhiên, nguồn phụ phẩm protease để thủy phân protein nên cần phải bổ sung protease vào nguyên liệu trình lên men nƣớc mắm Chế phẩm Koji, chế phẩm enzyme thô từ nấm mốc Apergillus oryzae đƣợc sử dụng nhƣ nguồn protease để bổ sung vào trình sản xuất nƣớc mắm từ thịt vụn sẫm cá ngừ Chính đề tài “Nghiên cứu sản xuất nƣớc mắm từ cá ngừ theo phƣơng pháp lên men ngắn ngày” đƣợc thực nhằm mục đích góp phần giải vấn đề nguồn đạm cung cấp cho ngành sản xuất nƣớc chấm, đáp ứng nhu cầu ngƣời tiêu dùng, tăng hiệu kinh tế ngành chế biến thủy sản Nội dung đƣợc thực đề tài là: Nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến trình lên men nƣớc mắm từ thịt vụn sẫm cá ngừ protease từ chế phẩm Koji thô (nuôi cấy nấm mốc Apergillus oryzae môi trƣờng đậu nành điều kiện là: tỉ lệ đậu nành/trấu/casein 70/25/5 theo khối lƣợng, pH ban đầu 7, độ ẩm ban đầu 50% w/w, mật độ vi sinh vật cấy vào ban đầu 108 cfu/ml, thời gian lên men 72 giờ, hoạt lực protease thu đƣợc 1,186U/g chế phẩm thô) Các yếu tố khảo sát bao gồm: tỉ lệ nƣớc/cá, nhiệt độ, tỉ lệ muối, tỉ lệ Koji/cá Kết thu đƣợc: với tỉ lệ chế phẩm Koji bổ sung tƣơng ứng với nồng độ protein nguyên liệu cá 0,97U/g protein cá, lƣợng nƣớc bổ sung theo tỉ lệ nƣớc/cá 35%, lƣợng muối bổ sung 10% w/w, bổ sung lần vào thời điểm: ngày đầu tiên, ngày 3, ngày 6, ngày lần lƣợt 2,5%; 3,5%; 2% 2% Sau 18 ngày lên men nhiệt độ 35oC, nƣớc mắm thu đƣợc có hàm lƣợng hợp chất chứa nitơ nhƣ sau: nitơ tổng: 19,97g/l, nitơ amin: 16,22g/l, nitơ NH3: 2,17g/l, tỉ lệ nitơ amin/nitơ tổng 81,22% hiệu suất thủy phân 25,96% Kết nghiên cứu thu đƣợc cho thấy, việc sản xuất nƣớc mắm từ thịt vụn sẫm cá ngừ khả thi mặt kỹ thuật Tuy nhiên để ứng dụng thực tiễn sản xuất, cần phải thực thêm nghiên cứu khác nhƣ: khảo sát chất lƣợng cảm quan sản phẩm tạo thành, đánh giá hiệu kinh tế trình sản xuất nƣớc mắm từ thịt vụn sẫm cá ngừ ABSTRACT Fish sauce is a natural spice with enriched amino acids produced by the protein hydrolysis from enzyme of fish, fish internal-organs or fermentation microorganism In Vietnam, fish sauce is often made from fish such as long-jawed anchovy, mackerel, scads, surmullet… In particular, fish sauce from long-jawed anchovy is the most favorite one and consumed widely because it is the most delicious sauce with the highest quality However, the manufacture of fish sauce using traditional fermentation could not meet demands of consumption markets Besides, the traditional ingredients are also decreased seriously While the production of tuna is quite high, it mainly produces in the form of fish fillets and some fish by-products such as heads, bones, internal organs, fin, skin… which are only used in the production of fish flour, fish oil with low economic values In particular, the most consideration part is the dark muscle of tuna If we use this part instead of traditional ingredients during fish sauce production, we could take the advantage of this enriched protein source to produce fish sauce with high economic value as well as meet the increasing demand of fish sauce in the consumption market However, there is no protease in by-products for protein hydrolysis, it is necessary to add protease in ingredients during the fermentation process Koji preparation, one raw enzyme preparation from Apergillus oryzae is used to add in the production of fish sauce from dark muscle of tuna Therefore, the essay topic of “Research on the production of fish sauce from tuna based on the short-term fermentation method” is implemented in order to solve problems of supplying protein source for the sauce industry, meet demands of customers, and increase the economic efficiency of the seafood processing The main content in this study is to research factors impacting on fermentation process of fish sauce from dark muscle of tuna by using protease from raw Koji preparation (growing Apergillus oryzae in a soy-bean environment with conditions: ratio of soy-bean/rice husk/casein is 70/25/5 based on volume, initial pH is 7, initial moisture is 50% w/w, initial culture density is 108 cfu/ml, fermentation time is 72 hours, protease activity value is 1,186U/g from raw preparation) Investigated factors are ratio of water/fish, temperature, ratio of salt and ratio of Koji/fish Results: ratio of additional Koji preparation is corresponding to protein concentration of fish is 0.97U/g, adding water with the ratio of water/fish is 35%, additional salt amount is 10% w/w, adding times in the first day, 3rd day, 6th day and 9th day with corresponding values of 2,5%, 3.5%, 2% and 2% After 18 days of the fermentation process at the temperature of 35oC, fish sauce obtains the following nitrogen contents: total Nitrogen: 19,97g/l, Nitrogen amino acid: 16,22g/l, Nitrogen NH3: 2,17g/l, ratio of Nitrogen amino acid/ total Nitrogen: 81,22% and protein recovery ratio: 25,96% The research results show that the production of fish sauce from dark muscle of tuna is technically feasible However, in order to apply in the production practice, it is necessary to have more researches such as: product quality surveys, economic assessment of the production of fish sauce from dark muscle of tuna LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tơi Các nội dung nghiên cứu kết luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố trƣớc đây, không chép từ tài liệu hay nguồn dƣới hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) đƣợc trích dẫn ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo theo quy định Tác giả luận văn Ngô Đặng Hồng Phƣơng i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ABSTRACT LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cá ngừ 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Phân loại, phân bố thành phần hóa học cá ngừ 1.1.2.1 Cá ngừ nhỏ, phân bố địa phƣơng 1.1.2.2 Cá ngừ di cƣ đại dƣơng 1.1.3 Tình hình khai thác - chế biến cá ngừ Việt Nam 1.1.4 Thực trạng chế biến cá ngừ 1.2 Tổng quan nƣớc mắm 12 1.2.1 Tình hình thị trƣờng nƣớc mắm Việt Nam 12 1.2.2 Giá trị dinh dƣỡng thành phần hóa học nƣớc mắm 13 1.2.3 Cơ sở khoa học ứng dụng protease sản xuất nƣớc mắm 14 1.2.4 Yếu tố ảnh hƣởng đến trình chế biến nƣớc mắm 16 1.2.4.1 Nhiệt độ 16 1.2.4.2 pH 17 xxv Bảng phụ lục 2.10 Tỉ lệ nitơ amin/nitơ tổng (%) theo thời gian tỉ lệ nước/cá khác Tỉ lệ nƣớc/cá (%) Thời gian (ngày) 35 85 32,79 ± 0,16abcx 32,11 ± 0,21abcx 32,09 ± 0,13abcx 52,38 ± 0,23ay 48,34 ± 0,30bcy 47,89 ± 0,27bcy 66,92 ± 0,46az 63,19 ± 0,42bcz 61,83 ± 0,41bcz 73,25 ± 0,53abhk 71,20 ± 0,48abchk 69,38 ± 0,36bch 12 76,23 ± 0,42abchkm 74,30 ± 0,34abchk 73,19 ± 0,51abck 15 79,07 ± 0,30abckmn 79,34 ± 0,50abcmn 76,59 ± 0,39abcm 18 80,83 ± 0,60abcmn 78,92 ± 0,40abcn 82,00 ± 0,56abcmn Các chữ x, y, z, h, k, m, n cột khác biệt có ý nghĩa thống kê với p