Cơ chế chống ôxy hóa của acid ascorbic

Acid ascorbic là một chất dinh dưỡng chống oxy hóa rất quan trọng, nhờ phản ứng chống ôxy hoá mà acid ascorbic ngăn chặn ảnh hưởng xấu của các gốc tự do, hơn nữa nó có phản ứng tái sinh mà vitamin E cũng là một chất chống ôxy hoá nhưng lại không có. Acid ascobic là một chất lưỡng tính, nó vừa mang tính khử vừa mang tính ôxy hóa nhưng tính ôxy hóa của nó mạnh hơn nhiều thể hiện ở khả năng bắt giữ O2. Acid ascobic bị ôxy hóa thành aciddehydroascobic. Acid ascorbic là một chất bảo vệ chống ôxy hóa hữu hiệu. Acid ascorbic loại bỏ ngay các loại ôxy, nitơ hoạt động (các ROS = Reactive oxygen species và các RNS = Reactive nitrogen species) như các gốc hydroxyl, peroxyl, superoxid, peroxynitrit và nitroxid), các ôxy tự do và các hypocloride, là những gốc tự do gây độc hại cho cơ thể.

Trước hết, chất chống ôxy hóa acid ascorbic phản ứng với peroxy (ROO*), alkoxy (RO*) và gốc lipid (R*) và chuyển đổi chúng sang các sản phẩm ổn định hơn [64]. Chúng nhường một nguyên tử hydro cho gốc lipid và sản sinh ra các dẫn xuất lipid (ROO*, RO*) và gốc của chất chống ôxy hóa (A*). Sau đó, các gốc của chất chống ôxy hóa (A*) phản ứng với các gốc peroxy (ROO*) làm ngừng thời kỳ phát triển trong quá trình ôxy hóa; từ đó làm ức chế sự hình thành hydroperoxyde. Đồng thời gốc A* cũng phản ứng với các gốc alkoxy (RO*), làm cho quá trình phân hủy hydroperoxyde giảm dần. Hơn nữa, chúng cũng có thể tương tác với các gốc của chất chống ôxy khác để hình thành các chất không bị ôxy hóa [64, 81].

Phản ứng của chất chống ôxy hóa acid ascorbic với gốc tự do: ROO* + C6H7O6H  ROOH + C6H7O6* RO* + C6H7O6H  ROH + C6H7O6* R* + C6H7O6H  RH + C6H7O6* ROO* + C6H7O6*  ROO C6H7O6 RO* + C6H7O6* RO C6H7O6 C6H7O6* + C6H7O6*  C6H7O6 C6H7O6

Ngoài ra, khi acid ascorbic được bổ sung vào thịt đã qua xử lý, nó sẽ bị ôxy hóa thành dehyroacid ascorbic. Xảy ra đồng thời với quá trình ôxy hóa này là sự khử nitrosomet-myoglobin thành nitrosomyoglobin, từ đó giữ được màu của thịt [7].

oxidation

Arcobic acid + nitrosometmoglobin → dehydroascorbic acid + nitrosomyoglobin

Arcorbic acid + NO2 → NO + dehydroascorbic acid + H2O

Acid ascorbic bị ôxy hóa trước tạo thành acid dehyroascorbic theo phương trình: AA + ½ O2 = DAA + H2O

Acid ascorbic ngăn chặn sự hình thành nitrosamine bằng cách khử nitrate thành nitrogen oxide, hợp chất này không thể tác dụng với amine để tạo thành nitrosamine.

Acid ascorbic có thể ngăn chặn sự ôxy hóa lipid ở cả thịt tươi và thịt đã qua xử lý ngăn không cho ôxy trong môi trường tiếp xúc với lipid để tạo thành peroxyde; trung hòa các gốc tự do sản sinh từ các phản ứng chuyển hóa. Acid ascorbic còn có tác dụng ngăn sự ôxy hóa myoglobin thành metmyoglobin, do đó thịt không bị chuyển sang màu nâu.

Ngoài ra, acid ascorbic làm chất chống thâm đen trong rau quả do đó được dùng trong công nghiệp chế biến đồ hộp rau quả, nước giải khát, cá hộp, thịt hộp, các sản phẩm đông lạnh [3].

R 1

Liều lượng sử dụng: không hạn chế.

Acid ascobic sử dụng vào nghiên cứu có xuất xứ từ Công ty hóa chất Uni-Chem Secbia và được mua tại Công ty TNHH Techco - Thành phố Hồ Chí Minh, độ tinh khiết 99,7%.

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu là cá bớp (Rachycentron canadum) nuôi.

Cá bớp được thu mua tại cùng một bè nuôi ở khu vực đảo Trí Nguyên, Nha Trang, Khánh Hòa. Cá được bắt trực tiếp từ bè nuôi có kích thước và cân nặng đều nhau khoảng 4-5 kg/con.

Hình 2.1. Cá bớp (Rachycentron canadum)

Cá bớp sau khi được đánh bắt, tiến hành cắt tiết ngay tại đìa theo như bố trí thí nghiệm (Hình 2.3), sau đó rửa sạch và bảo quản bằng nước đá rồi vận chuyển về Công ty TNHH JK Fish tại địa chỉ số 49, tổ 21, thôn Hòn Nghê, xã Vĩnh Ngọc, Nha Trang, Khánh Hòa để chế biến.

Cá bớp được phi lê, ngâm acid ascorbic, bao gói, cấp đông, bảo quản theo bố trí thí nghiệm (Hình 2.3 và 2.4), đảm bảo các yếu tố nhiệt độ, thời gian theo đúng yêu cầu. Sau đó thu nhận mẫu theo định kì và vận chuyển về Phòng thí nghiệm Trường Đại học Nha Trang để tiến hành phân tích các chỉ tiêu theo yêu cầu của đề tài.

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Quy trình sản xuất cá bớp phi lê đông lạnh

Hình 2.2. Quy trình sản xuất cá bớp phi lê đông lạnh Thuyết minh quy trình

Cá nguyên liệu: Cá bớp được thu mua tại đìa nuôi ở khu vực đảo Trí Nguyên, Nha Trang, Khánh Hòa. Cá được chọn mua yêu cầu phải còn sống, kích thước, cân nặng đều nhau khoảng 4-5 kg/con.

Cắt tiết

 Mục đích: Loại bỏ triệt để máu ra khỏi cơ thịt cá tạo cho miếng cá phi lê có màu trắng đẹp, tránh hiện tượng tụ máu và biến màu trên bề mặt miếng phi lê, hạn chế sự ôxy hóa xảy ra trong quá trình chế biến và bảo quản.

 Thao tác: Cá bớp sau khi đánh bắt được làm choáng bằng cách dùng chày gỗ đập mạnh vào đầu, sau đó tiến hành cắt tiết ngay tại đìa. Cá được cắt tiết ngoài không khí và trong nước đá với thời gian là 15 phút.

Rửa

 Mục đích: Làm sạch máu cá và loại bỏ vi sinh vật trên bề mặt. Cá bớp Cắt tiết Bỏ nội tạng Rửa Phi lê Bao gói Bảo quản Cấp đông Thành phẩm

 Thao tác: Cá được rửa sạch bằng nước biển sau đó được bảo quản trong thùng xốp bằng nước đá.

Phi lê

 Mục đích: Tách phần thịt ra khỏi xương cá, loại bỏ xương, vây, đầu. Tăng giá trị cảm quan cho miếng cá.

 Thao tác: Xẻ đôi thân cá, loại bỏ xương sống, lấy miếng phi lê và loại bỏ xương dăm trong miếng cá phi lê.

Bao gói

 Mục đích: Ngăn sự tiếp xúc với các tác nhân gây ôxy hóa lipid và vi sinh vật gây hư hỏng, hạn chế những biến đổi không có lợi xảy ra trong quá trình bảo quản.

 Thao tác: Sản phẩm sau khi phi lê được bao gói thường trong bao bì PE hoặc bao gói chân không trong bao bì PA.

Cấp đông

 Mục đích: Ức chế hoạt động của vi sinh vật, hạn chế quá trình ôxy hóa xảy ra, kéo dài thời gian bảo quản.

 Thao tác: Miếng cá sau khi bao gói, đưa vào băng chuyền IQF, công nhân xếp miếng cá phi lê ngay ngắn trên băng chuyền. Thời gian cấp đông (đi hết băng chuyền) là 30 phút. Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -18÷-20 °C.

Bảo quản

 Mục đích: Giữ sản phẩm ở nhiệt độ thấp nhằm hạn chế vi sinh vật phát triển và hạn chế những biến đổi không có lợi xảy ra trong quá trình bảo quản.

 Thao tác: Sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ -25±2 °C.

Từ quy trình tổng quát chế biến cá bớp phi lê đông lạnh trên cho thấy, thời gian thực hiện các công đoạn chế biến ở nhà máy ngắn và trong điều kiện nhiệt độ thấp nên tốc độ của những biến đổi sinh hóa, đặc biệt là sự ôxy hóa lipid, diễn ra trong cơ thịt cá bớp chậm. Do đó, để hạn chế sự biến đổi chất lượng (ôxy hóa lipid) của cơ thịt cá bớp, đề tài tập trung nghiên cứu công đoạn cắt tiết (trước khi nguyên liệu được đưa về nhà máy), nghiên cứu ứng dụng chất chống ôxy hóa (acid ascorbic) và phương pháp bao gói.

2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của phương pháp cắt tiết đến quá trình ôxy hóa lipid quá trình ôxy hóa lipid

Qua khảo sát thực tế tại các nhà máy chế biến cá tra cho thấy, cá tra có cùng khối lượng (4-5 kg/con) được cắt tiết trong thời gian 10-15 phút. Đồng thời, tác giả đã tham khảo tài liệu của các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến quá trình cắt tiết trên đối tượng khác. Theo kết quả nghiên cứu của Maqsood và Benjakul [47], cá chẽm được cắt tiết và xả tiết bằng nước biển trước khi bảo quản trong nước đá có hiệu quả tốt trong việc hạn chế sự ôxy hóa lipid. Từ đó tác giả tiến hành thí nghiệm thăm dò thời gian cắt tiết cho đối tượng cá bớp. Kết quả thăm dò cho thấy, đối với cá bớp có khối lượng 4-5 kg/con thì thời gian cắt tiết thích hợp là 15 phút. Thông số này được dùng để nghiên cứu theo sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện trên Hình 2.3 và 2.4

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

Thuyết minh quy trình:

Cá bớp sau khi được đánh bắt, tiến hành cắt tiết ngay tại đìa theo như bố trí thí nghiệm:

Mẫu cá bớp không cắt tiết (ĐC): Cá được giết chết ngay sau khi đánh bắt. Mục đích ngăn cho cá không giẫy giụa, làm ảnh hưởng đến chất lượng cá. Sau đó cá được rửa bằng nước biển, ướp nước đá trong thùng xốp và kí hiệu riêng biệt.

Cá bớp Cắt tiết Không cắt tiết (ĐC) Trong nước đá (t= 4±1 oC) Τ = 15 phút t= 30 phút Rửa Phi lê Ngoài không khí Τ = 15 phút Bao gói

Bảo quản (t = -252 °C) Theo dõi 24 tuần. Kiểm

tra định kỳ 1 lần/tháng Phân tích các chỉ tiêu Cấp đông Đánh giá cảm quan Biến đổi về lý học Biến đổi về hóa học Ôxy hóa lipid Biến đổi về vi sinh vật

Mẫu cá bớp cắt tiết ngoài không khí (KK): Cá bớp sau khi bắt lên được cắt tiết bằng cách lấy dao có mũi nhọn đâm vào giữa hai bên mang cá. Cá được xả tiết ngoài không khí trong 15 phút. Sau đó rửa sạch máu cá bằng nước biển và ướp nước đá trong thùng xốp và kí hiệu riêng biệt.

Mẫu cá bớp cắt tiết trong nước đá (NĐ): Cá bớp sau khi bắt lên được cắt tiết bằng cách lấy dao có mũi nhọn đâm vào giữa hai bên mang cá. Cá được xả tiết trong thùng nước đá có nhiệt độ 41 °C trong 15 phút. Sau đó rửa sạch máu cá bằng nước biển và ướp nước đá trong thùng xốp và kí hiệu riêng biệt.

Sau đó cá được vận chuyển về Công ty TNHH JK Fish tại địa chỉ số 49, tổ 21, thôn Hòn Nghê, xã Vĩnh Ngọc, Nha Trang, Khánh Hòa. Cá được phi lê, cấp đông, bao gói và bảo quản theo quy trình của công ty. Nhiệt độ của kho bảo quản là -252 °C. Theo thời gian bảo quản, mẫu được thu nhận và vận chuyển về phòng thí nghiệm Trường Đại học Nha Trang để tiến hành phân tích theo yêu cầu của đề tài.

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

Để đưa ra được thí nghiệm Hình 2.4 tác giả đã tham khảo các bài báo của các tác giả Taheri S và Motallebi A. A [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. Đồng thời, Taheri S 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).

Ngoài ra, việc lựa chọn nồng độ dựa trên các test thử trước đó trên đối tượng cá bớp cho thấy qua quá trình nghiên cứu với hai nồng độ acid ascorbic 0,5% và 0,75% thì không có sự khác biệt về mặt thống kê (p> 0,05) ở các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của cá bớp. Vì vậy, trong quá trình bảo quản ta chỉ cần sử dụng acid ascorbic 0,5% để bổ sung vào cá bớp để nâng cao chất lượng cá. Đồng thời cá bớp được xử lý AA 0,75% làm cho sản phẩm bị chua ở chỉ tiêu đánh giá cảm quan. Vì vậy việc lựa chọn

nồng độ AA 0,5% là hợp lý nhằm hạn chế được quá trình ôxy hóa lipid, giữ được mùi vị đặc trưng cho miếng cá và hạn chế chi phí cho doanh nghiệp.

Hình 2.4. Sơ đồ 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 cơ thịt cá bớp phi lê

trong quá trình bảo quản đông

Cá bớp Cắt tiết Bỏ nội tạng Rửa Phi lê Biến đổi lý

học Biến đổi hóa học

Ôxy hóa lipid Biến đổi vi sinh vật Cấp đông Bảo quản (t=-25 2 °C)

Theo dõi 8 tuần. Kiểm tra định kỳ 2 tuần kiểm tra 1 lần

Phân tích các chỉ tiêu

Chế độ cắt tiết thích hợp

Ngâm acid ascorbic (AA)

Đối chứng AA 0.25% AA 0.5%

 Thuyết minh quy trình

Cá bớp sau khi bắt lên được làm chết. Sau đó cá được cắt tiết bằng cách lấy dao có mũi nhọn đâm vào giữa hai bên mang cá. Cá được xả tiết trong thùng nước đá có nhiệt độ 41 °C trong 15 phút. Sau đó rửa sạch máu cá bằng nước biển và ướp nước đá trong thùng xốp. Cá được vận chuyển về Công ty TNHH JK Fish tại địa chỉ số 49, tổ 21, thôn Hòn Nghê, xã Vĩnh Ngọc, Nha Trang, Khánh Hòa.

Sau đó chia miếng cá phi lê thành 5 nhóm như sau:

 Mẫu đối chứng (ĐC): Miếng cá phi lê không ngâm acid ascorbic, bao gói thường trong bao bì PE. Sau khi cấp đông, cá được bảo quản ở nhiệt độ -252 °C trong vòng 8 tuần, mẫu được thu để đánh giá sự biến đổi về chất lượng sau mỗi 2 tuần bảo quản.

 Mẫu bao gói thường, ngâm acid ascorbic 0,5% (B-0,5): Miếng cá phi lê được ngâm trong dung dịch acid ascorbic 0,5%, thời gian ngâm 10 phút, tỷ lệ cá:dung dịch acid là 1:1 (w/w). Sau đó cá được vớt ra để ráo, bao gói thường trong bao bì PE. Cá sau khi cấp đông được bảo quản ở nhiệt độ -252 °C trong vòng 8 tuần, mẫu được thu để đánh giá sự biến đổi về chất lượng sau mỗi 2 tuần bảo quản.

 Mẫu bao gói thường, ngâm acid ascorbic 0,25% (B-0,25): Miếng cá phi lê được ngâm trong dung dịch acid ascorbic 0,25%, thời gian ngâm 10 phút, tỷ lệ cá:dung dịch acid là 1:1 (w/w). Sau đó cá được vớt ra để ráo, bao gói thường trong bao bì PE. Cá sau khi cấp đông được bảo quản ở nhiệt độ -252 °C trong vòng 8 tuần, mẫu được thu để đánh giá sự biến đổi về chất lượng sau mỗi 2 tuần bảo quản.

Mẫu bao chân không, ngâm acid ascorbic 0,5% (C-0,5): Miếng cá phi lê được ngâm trong dung dịch acid ascorbic 0,5%, thời gian ngâm 10 phút, tỷ lệ cá:dung dịch acid là 1:1 (w/w). Sau đó cá được vớt ra để ráo, bao gói chân không trong bao bì PA. Cá sau khi cấp đông được bảo quản ở nhiệt độ -252 °C trong vòng 8 tuần, mẫu được thu để đánh giá sự biến đổi về chất lượng sau mỗi 2 tuần bảo quản.

Mẫu bao chân không, ngâm acid ascorbic 0,25% (C-0,25): Miếng cá phi lê được ngâm trong dung dịch acid ascorbic 0,25%, thời gian ngâm 10 phút, tỷ lệ cá:dung dịch acid là 1:1 (w/w). Sau đó cá được vớt ra để ráo, bao gói chân không trong bao bì PA. Cá sau khi cấp đông được bảo quản ở nhiệt độ -252 °C trong vòng 8 tuần, mẫu được thu để đánh giá sự biến đổi về chất lượng sau mỗi 2 tuần bảo quản.

2.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU 2.3.1 Các biến đổi về lý học 2.3.1 Các biến đổi về lý học

a. Biến đổi về màu sắc (colour)

Màu sắc của miếng cá phi lê được chụp bằng máy hình kỹ thuật số. Sau đó hình ảnh được xử lý bằng phần mềm LensEye (Engineering & Cyber Solutions, Gainesville, FL, USA) để thu được các giá trị theo thệ thống màu Lab*. Phần mềm sẽ