Xây dựng quy trình tạo một chế phẩm nguyên liệu để làm thực phẩm năng từ thịt hàu thái bình dương

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: XÂY DỰNG QUY TRÌNH TẠO MỘT CHẾ PHẨM NGUYÊN LIỆU ĐỂ LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG TỪ THỊT HÀU THÁI BÌNH DƢƠNG Giáo viên hƣớng dẫn: ThS Trần Quốc Tồn PGS.TS.Trần Đình Thắng Sinh viên thực : Trần Thị Linh Lớp : 51K1 – Công nghệ thực phẩm Mã số sinh viên : 1152040550 Vinh, tháng 5/2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này,tôi xin chân thành cảm ơn ThS Trần Quốc Tồn – Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên – Viện hàn lâm khoa học Công nghệ Việt Nam tận tình hướng dẫn , tạo điều kiện trang thiết bị , phịng thí nghiệm, tài liệu nghiên cứu có đóng góp quý báu q trình thực đồ án tốt nghiệp Tơi củng xin cảm ơn sâu sắc tới PGS TS Trần Đình thắng giao đề tài , nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thực đồ án tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô, anh chị nghiên cứu sinh công tác Trung tâm phân tích chuyển giao cơng nghệ Thực phẩm- Môi trường , Trường Đại học vinh bảo, truyền đạt kinh nghiệm q báu giúp Tơi hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình , người thân bạn bè quan tâm chia sẻ khó khăn động viên tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, lần xin gửi đến tất người quan tâm, giúp đỡ tơi hồn thành đồ án lời cảm ơn chân thành nhất! Tôi xin chân thành cảm ơn ! Vinh , ngày tháng năm 2016 Sinh viên Trần Thị Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .2 CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nguyên liệu 1.1.1 Đặc tính sinh học hàu 1.1.2 Thành phần hóa học thịt hàu 1.1.3 Đặc tính dinh dưỡng 1.1.3.1 Giai đoạn ấu trùng 1.1.3.2 Giai đoạn trưởng thành .5 1.1.3.3 Phương thức bắt mồi 1.1.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tăng trưởng hàu 1.1.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ .6 1.1.4.2 Các yếu tố khác 1.1.5 Tình hình ni hàu Việt Nam Thế Giới 1.1.5.1 Tình hình ni hàu Việt Nam 1.1.5.2 Tình hình ni hàu giới .7 1.1.6 Tình hình chế biến hàu nước Thế Giới 1.1.6.1 Tình hình chế biến hàu nước 1.1.6.2 Tình hình chế biến tàu Thế Giới 1.2 Peptid có hoạt tính sinh học .9 1.3 Hệ enzyme protease chế thủy phân 11 1.3.1 Enzyme protease 11 1.3.2 Bản chất , chế trình thủy phân 11 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân 13 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .16 2.1 Đối tượng nghiên cứu 16 2.2 Phương pháp nghiên cứu .16 2.2.1 Sơ chế mẫu 16 2.2.2 Phương pháp thủy phân .16 2.2.3 Phân tích hàm lượng protein acid amin tổng số phương pháp Brandford [Dược điển Việt nam IV, PL 15 trang 346] 17 2.2.4 Nghiên cứu số yếu ảnh hưởng đến hiệu suất thủy phân 18 2.2.5 Phương pháp đông khô tạo sản phẩm bột đạm 18 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trình thủy phân 19 3.1.1 Ảnh hưởng hàm lượng nước đến hiệu suất trình thủy phân 19 3.1.2 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất trình thủy phân 20 3.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất trình thủy phân 20 3.1.4 Ảnh hưởng tỷ lệ enzym / chất đến hiệu suất trình thủy phân 21 3.1.5 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất trình thủy phân 22 3.2 Xác định hàm lượng lipit tổng thành phần axit béo mẫu hàu nguyên liệu sản phẩm sau thủy phân .24 3.3 Quy trình cơng nghệ tạo chế phẩm bột đạm từ hàu .27 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Trang Bảng 1.1:Thành phần hoá học Hàu khu vực Khánh Hịa theo kích cỡ nguyên liệu [22] Bảng 1.2 Hàm lượng axit béo (% tổng acid béo) theo kích thước Hàu (chiều dài vỏ)[26] .4 Bảng 1.3 Diện tích sản lượng hàu thương phẩm nuôi đầm Lăng Cô .7 Bảng 1.4: Sản lượng hàu C.gigas Trung Quốc Bảng 1.5: Sản lượng hàu C.gigas Nhật Bản[27] .8 Bảng 3.1 : Ảnh hưởng hàm lượng nước đến hiệu suất trình thủy phân 19 Bảng 3.2: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất trình thủy phân 20 Bảng 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất trình thủy phân 21 Bảng 3.4: Ảnh hưởng tỷ lệ Enzym/ chất đến hiệu suất thủy phân .22 Bảng 3.5: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất thủy phân .23 Bảng 3.6: Thành phần axit béo mẫu hàu nguyên liệu trước thủy phân .25 Bảng 3.7: Thành phần axit béo mẫu hàu sản phẩm sau thủy phân 26 DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1: Ảnh hưởng peptid có hoạt tính sinh học lên thể 10 Hình 1.2: Sự hình thành liên kết peptid protein 11 Hình 2.1 : Hàu ( Crassostrea gigas) .16 Hình 2.2: Đường chuẩn protein .17 Hình 3.1 : Ảnh hưởng hàm lượng nước đến hiệu suất trình thủy phân 19 Hình 3.2: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất trình thủy phân 20 Hình 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất trình thủy phân 21 Hình 3.4: Ảnh hưởng tỷ lệ Enzym/ chất đến hiệu suất thủy phân .22 Hình 3.5: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất thủy phân 23 Hình 3.6: Quy trình cơng nghệ thu bột đạm thủy phân từ nguyên liệu Hà 27 DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt Diễn giải CCB G-250 Thuốc nhuộm Coormassie Brilliant blue G- 250 HTSH Hoạt tính sinh học EC Phức hợp enzyme chất MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm gần với phát triển mạnh nghành chế biến thủy sản việc khai thác sử dụng nguồn lợi sinh vật biển xem hướng chiến lược quan trọng để phát triển kinh tế biển Ngoài đối tượng truyền thống cá, tôm quan tâm từ trước đến việc nghiên cứu sử dụng sản phẩm từ động vật thân mềm củng nhà khoa học ý đến Bên cạnh đối tượng thủy sản có giá trị xuất khẩu, hàu đánh giá lồi hải sản có giá trị xuất cao, nhiều người ưa chuộng thịt hàu thơm ngon, bổ dưỡng có giá trị dinh dưỡng cao Đặc biệt, hàu coi thực phẩm thuốc có khả phịng chữa trị số bệnh Vì nay, hàu trở thành đối tượng hấp dẫn nghành nuôi trồng chế biến thuỷ sản nước ta Trên sở phân tích hóa sinh thịt hàu, năm gần nhà khoa học quan tâm tới nguồn hải sản quý để nghiên cứu thành nhiều dạng thực phẩm chức khác như: sản phẩm từ thịt hàu đóng gói, phơi khơ, làm mắm, đơng lạnh đóng hộp…Ngồi ra, thịt hàu chế biến thành dạng chế phẩm thực phẩm chức năng, thực phẩm thương mại dễ tiêu thụ mở hướng khai thác phát triển cho cộng đồng Hiện nay, công nghệ sản xuất mặt hàng chế biến từ hàu chủ yếu dạng đơn giản, phổ thông, thường chế biến theo cách người dân ven biển: hấp, nướng hay ăn đặc sản nhà hàng mà chưa có nhiều nghiên cứu tập trung vào dạng chế phẩm Vì thế, nghiên cứu quy trình tạo chế phẩm nguyên liệu thịt hàu để làm thực phẩm chức hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng Gần nhiều địa phương quan tâm đến việc bảo vệ hệ sinh thái phát triển theo định hướng vững bền, hướng phát triển nuôi hàu Từ đặt vấn đề cần nghiên cứu sản xuất chế phẩm từ hàu để tạo đầu cho nguyên liệu giúp dân xóa đói giảm nghèo thúc đẩy nuôi trồng thủy sản nước ta Từ yêu cầu thực tiễn đặt cần có nghiên cứu thử nghiệm, tên đề tài “Xây dựng quy trình tạo chế phẩm nguyên liệu để làm thực phẩm từ thịt hàu Thái Bình Dương” cần thiết, vừa có ý nghĩa khoa học vừa có ý nghĩa thực tiễn Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu tơi thịt hàu Thái Bình Dương, thu mua Cát Bà, Quảng Ninh Nhiệm vụ nghiên cứu Trong đề tài này, tơi có nhiệm vụ sau:  Thu mẫu thịt hàu từ thị trường  Nghiên cứu thành phần thịt hàu Crassostrea gigas  Nghiên cứu yếu tố phương pháp thủy phân thịt hàu  Xác định hàm lượng lipit tổng thành phần axit béo mẫu hàu nguyên liệu sản phẩm sau thủy phân  Xử lý kết đưa số kiến nghị Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài xây dựng quy trình tạo chế phẩm nguyên liệu để làm thực phẩm chức từ thịt hàu Thái Bình Dương Phƣơng pháp nghiên cứu  Nghiên cứu tài liệu có liên quan đến đề tài  Tự tìm tịi, tự nghiên cứu  Nghiên cứu thực CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nguyên liệu 1.1.1 Đặc tính sinh học hàu [25] Hàu loài động vật thân mềm mảnh vỏ, có kích thước lớn, vỏ dày, chắn Mảnh vỏ trái lớn dính liền với vật bám, hõm sâu vào chứa toàn phần thân mềm, mảnh vỏ phải nhỏ, phẳng nắp đậy Hàu phân bố rộng toàn giới đa số tập trung vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Mặc dù Hàu có khả thích nghi tốt với điều kiện nuôi nghề nuôi Hàu phát triển vài quốc gia vùng nhiệt đới Sản lượng Hàu thu chủ yếu khai thác từ tự nhiên Các loại Hàu nuôi khai thác gồm nhóm chính: Ostrea, Crassostrea, Saccotrea, sản lượng Hàu chủ yếu thu từ nhóm Crassostrea sp Tốc độ sinh trưởng Hàu phụ thuộc lớn vào yếu tố nhiệt độ Ở vùng nhiệt đới nhiệt độ ấm áp nên tốc độ sinh trưởng Hàu nhanh diễn quanh năm (ví dụ Hàu Crassostrea paraibanensis đạt chiều cao 15cm năm) Ở vùng ơn đới q trình sinh trưởng diễn vào mùa xuân – hè, mùa thu – đơng Hàu gần khơng sinh trưởng Ngồi yếu tố nhiệt độ sinh trưởng Hàu cịn phụ thuộc vào mật độ, vào loài vùng phân bố điều kiện môi trường nước vùng khác đặc tính riêng lồi Mùa vụ sinh sản Hàu xảy quanh năm tập trung chủ yếu vào tháng 4-6 Tác nhân kích thích đến q trình sinh sản Hàu nhiệt độ, nồng độ muối thức ăn có mơi trường Thức ăn Hàu gồm vi khuẩn, vi sinh vật nhỏ, tảo trùng roi có kích thước nhỏ Phương thức bắt mồi chúng thụ động theo hình thức lọc Cũng lồi khác, Hàu bắt mồi q trình hơ hấp nhờ vào cấu tạo đặc biệt mang, Hàu có khả tự bảo vệ nhờ vào vỏ, gặp kẻ thù chúng khép vỏ lại Kẻ thù Hàu số loài biển thân mềm chân bụng Đặc biệt chúng cịn có khả chống lại dị vật (cát, sỏi…), dị vật rơi vào thể màng áo tiết chất xà cừ bao quanh lấy dị vật 1.1.2 Thành phần hóa học thịt hàu Thành phần hoá học thịt Hàu bao gồm: acid béo, acid amin, protein, lipid, glucid, khoáng chất, vitamin, carotenoid…Thành phần hoá học chúng thường khác theo giống lồi lồi, mơi trường sống kích cỡ khối lượng Hàu khác thành phần hố học khác Bảng 1.1:Thành phần hoá học Hàu khu vực Khánh Hịa theo kích cỡ ngun liệu [22] Loại hàu Hàu cửa sông Thành phần Hàu sữa 55 55 8,81 10,16 7,85 11,11 13,19 9,06 1,41 0,91 1,97 1,11 0,91 3,01 3,78 4,11 3,41 1,91 3,11 1,86 81,70 81,54 81,51 80,03 77,63 79,73 1,71 1,87 1,57 4,51 4,84 4,47 % cỡ g/con Protein thô Lipid Glucid Nước Tro Bảng 1.2 Hàm lượng axit béo (% tổng acid béo) theo kích thước Hàu (chiều dài vỏ)[26] TT Acid béo Hàm lƣợng Nhóm (30-40 mm) 4,86 Nhóm (60-70 mm) 4,9 14:0 Nhóm (15-20 mm) 5,04 16:0 33,62 37,15 39,29 17:0 2,71 3,10 2,80 18:0 13,39 13,46 13,5 20:0 11,43 6,88 5,34 16:1-7 5,15 5,84 6,4 18:1-9 4,77 6,15 6,15 18:2-6 5,63 5,78 5,66 16:3-3 2,31 1,76 1,79 10 20:4-3 2,71 2,22 1,84 11 24:4-6 5,61 4,45 3,38 12 Khác 7,63 6,90 8,95 13 No 66,19 65,45 65,83 14 Không no 31,81 34,55 34,17 15 3/6 0,45 0,39 0,38 2.2.3 Phân tích hàm lượng protein acid amin tổng số phương pháp Brandford [Dược điển Việt nam IV, PL 15 trang 346] Enzyme protease thủy phân protein thành peptid mạch ngắn acid amin hòa tan vào dung dịch Các peptid axit amin dịch thủy phân sau ly tâm đo phương pháp Brandford Nồng độ peptid mạch ngắn axit amin lớn cho thấy khả phân giải protein enzyme protease  Nguyên lý: Dựa kết hợp thuốc nhuộm Coomassie với protein môi trường acid  Phương pháp tiến hành: Pha loãng mẫu thử nước cất đến hàm lượng thích hợp khoảng đường chuẩn Chuẩn bị dung dịch chuẩn BSA (albumin huyết bị) có hàm lượng khoảng 10 µg/ml đến 60 µg/ml Dùng nước cất làm mẫu trắng Dung dịch thuốc nhuộm: dung dịch thuốc nhuộm Coomassie Brilliant Blue G250 (CBB G-250) 0,01% gồm:100 mg CBB G-250, 50 ml etanol 95% (4,7% w/v) 100 ml H3PO4 85% (8,5%), dẫn nước đến 1lít)  Quy trình phân tích: Ống thí nghiệm: 0,1 ml dung dịch protein, thêm ml dung dịch thuốc nhuộm protein trộn Ống đối chứng: 0,1 ml dung dịch nước cất, thêm ml dung dịch thuốc nhuộm protein trộn Đọc quang phổ bước sóng 595 nm (khơng dùng sóng thạch anh bị thuốc nhuộm gắn vào) Hàm lượng protein mẫu thử tính tốn dựa vào đường chuẩn Hình 2.2: Đường chuẩn protein 17 2.2.4 Nghiên cứu số yếu ảnh hưởng đến hiệu suất thủy phân  Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ nước đến hiệu suất trình thủy phân Trong Hàu có chứa hàm lượng nước cao (> 80%) nên nghiên cứu bổ sung hàm lượng nước vào hệ thủy phân giúp đẩy nhanh khả thủy phân enzyme Các thí nghiệm bố trí với tỷ lệ nước bổ sung 10%, 20%, 30%, 40%, 50% (v/w) Bổ sung 2% enzyme (w/w), sau thủy phân nhiệt độ 500C, pH 6.5 Sau 3h thủy phân, lấy mẫu đo hàm lượng protein hòa tan phương pháp Brandford  Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzym/cơ chất đến hiệu suất trình thủy phân Hàu bổ sung nước theo tỷ lệ thích hợp Bổ sung enzyme với tỷ lệ 0,5%, 1%, 1,5%, 2%, 2,5%(w/w), sau thủy phân nhiệt độ 500C, pH 6.5 Sau 3h thủy phân, lấy mẫu đo hàm lượng protein hòa tan phương pháp Brandford  Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân tới hiệu suất q trình thủy phân Lập hệ thí nghiệm tương tự để tiến hành khảo sát trình thủy phân điều kiện nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH thích hợp Ở thời điểm q trình thủy phân 0, 2, 4, …giờ, lấy mẫu ly tâm thu lấy dịch đo nồng độ protein hòa tan theo phương pháp Brandford Quá trình thủy phân dừng lại thấy hàm lượng protein tăng không tăng Dịch thủy phân đem đông khơ thu bột đạm giàu peptid mạch ngắn có hoạt tính sinh học Xác định hiệu suất q trình thủy phân hàm lượng axit béo không no đa nối đôi axit amin thiết yếu bột Hàu thủy phân 2.2.5 Phương pháp đông khô tạo sản phẩm bột đạm Mẫu sau thủy phân đông khô nhiệt độ -480C máy Christ Alpha 1-2 đến đạt yêu cầu (độ ẩm