Đối với sản phẩm có độ ẩm thấp 10-20% thì quá trình bảo quản, các điều kiện bảo quản sau khi sấy đến khi sử dụng rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng hỗn hợp caroten- protein giàu astaxanthin. Vì vậy dựa vào tính chất của astaxanthin mà chọn ra các điều kiện, phương pháp bảo quản thích hợp để giảm thiểu tối đa hàm lượng astaxanthin, tăng chất lượng cảm quan, kéo dài thời gian sử dụng.
Dựa vào tính chất của sản phẩm khô, độ ẩm thấp mà sử dụng các phương pháp bảo quản: bảo quản ở nhiệt độ thường (300C) và bảo quản lạnh (40C).
Hỗn hợp caroten-protein đã được sấy khô, hàm lượng nước trong hỗn hợp còn ít nên qua sự hư hỏng được giảm thiểu đáng kể, nhưng trong hỗn hợp có hợp chất màu astaxanthin là hỗn hợp dễ bị biến đổi trong quá trình bảo quản, vận chuyển bởi các tác nhân: nhiệt độ, ánh sáng, oxi không khí…làm giảm hàm lượng có trong hỗn hợp nên cần khảo sát cụ thể các điều kiện bảo quản cho hàm lượng astaxanthin mất đi là ít nhất và thời gian bảo quản được dài nhất.
Bảo quản ở nhiệt độ thường
Hỗn hợp caroten- protein sau khi sấy đạt được hàm ẩm từ 10-20% tiến hành khảo sát ở hai điều kiện bảo quản là: bao gói thường và bao gói hút chân không.
Bao gói hút chân không: được bao gói trong bao bì PA.
Ở phương pháp này, người ta đặt các sản phẩm thực phẩm trong những bao bì không thấm khí và hút không khí ở trong ra, tạo ra một môi trường chân không.
Trong trường hợp này những quá trình oxi hoá thường xảy ra dưới tác dụng của không khí bị kìm hãm mạnh, lớp bề mặt của sản phẩm không bị khô, giữ được màu sắc và tính chất ban đầu của sản phẩm.
Phương pháp này thường được dùng kết hợp với các phương pháp vật lý khác, chủ yếu là làm lạnh và làm lạnh đông.
Bao gói thường: sản phẩm được bao gói trong bao bì PE và được hàm kín miệng bao bì.
Cả hai điều kiện bảo quản đều ở nhiệt độ thường phòng thí nghiệm 25- 30 0C.
Bảo quản ở nhiệt độ lạnh (40C)
Đối với các sản phẩm được bảo quản lạnh ở nhiệt độ lạnh dương thấp thì quá trình hư hỏng hay biến đổi được hạn chế tối đa, bảo quản lạnh sản phẩm sẽ hạn chế sự sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật gây hư hỏng.Tiến hành bảo quản hỗn hợp ở hai điều kiện tương tự như bảo quản ở nhiệt độ thường đồng thời theo dõi, kiểm tra các chỉ tiêu như: hàm lượng astaxanthin, cảm quan và lựa chọn ra điều kiện và phương pháp bảo quản thích hợp.
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu
Hỗn hợp caroten - protein thu nhận từ đầu tôm thẻ chân trắng được tách chiết theo phương pháp ủ xi lô sử dụng hai acid: acid HCl và acid lactic.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát Thuyết minh sơ đồ: Thuyết minh sơ đồ:
Hỗn hợp caroten- protein sau khi được thu hồi ở dạng bột nhão tiến hành xác định các chỉ tiêu đầu vào: ẩm, khoáng, protein, lipid, chitin, astaxanthin. Cân và xác định khối lượng mỗi mẫu.
Tiến hành phối trộn chitosan và sorbitol theo các tỷ lệ khác nhau đồng thời kiểm tra các chỉ tiêu: ẩm, khoáng, astaxanthin của từng mẫu sau đó tiến hành sấy chân không ở nhiệt độ 50oC. Sau khi xác định được thời gian sấy và độ ẩm của mẫu sau sấy đạt 10- 20% thì đánh giá chất lượng của mẫu xác định tỷ lệ phối trộn chitosan, sorbitol thích hợp. So sánh chất lượng giữa hai mẫu khi sử dụng chitosan, sorbitol, mẫu nào cho tỷ lệ astaxanthin bị tổn thất thấp hơn, chất lượng cảm quan tốt hơn thì lựa chọn phụ gia đó cho quá trình sấy.
Sau khi chọn được tỷ lệ phối trộn phụ gia thích hợp thì tiến hành thu hồi hỗn hợp caroten- protein với lượng mẫu lớn sau đó phối trộn chitosan, sorbitol với tỷ lệ đã chọn, sấy đến độ ẩm 10- 20% sau đó đánh giá ảnh hưởng của quá trình sấy đến hàm lượng astaxanthin, tiếp theo là tiến hành các điều kiện bảo quản.
Các mẫu đã sấy trước khi bảo quản thì xác định khối lượng của từng mẫu sau đó tiến hành bao gói ở 2 điều kiện bao gói khác khau: bao gói hút chân không và bao gói không hút chân không sau đó tiến hành các điều kiện bảo quản ở nhiệt độ thường và nhiệt độ lạnh. Trong quá trình bảo quản cứ định kì tiến hành kiểm tra chất lượng mẫu về khối lượng, protein, astaxanthin xác định các điều kiện bảo quản tối ưu cho chất lượng hỗn hợp tốt nhất.
(1)
Chọn loại phụ gia với tỷ lệ phối trộn thích hợp Sấy chân không ở 500C đến độ ẩm 10-20%
So sánh tỷ lệ tổn thất astaxanthin khi bổ sung chitosan và sorbitol Bổ sung phụ gia
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn chitosan trong quá trình sấy đến
tỷ lệ tổn thất astaxanthin
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn sorbitol trong quá trình sấy đến
tỷ lệ tổn thất astaxanthin Bảo quản Nhiệt độ thường (300C) với tỷ lệ phối trộn thích Nhiệt độ lạnh (40C) với tỷ lệ phối trộn Bao gói không hút Bao gói hút chân không Bao gói không hút Bao gói hút chân không
Chọn phương pháp bảo quản hỗn hợp caroten- protein thích hợp
Đánh giá tỷ lệ tổn thất astaxanthin trong hỗn hợp caroten-protein
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm bổ sung phụ gia và tỷ lệ phối trộn vào hỗn hợp caroten- protein caroten- protein
2.2.2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn hỗn hợp caroten- protein giàu astaxanthin với chitosan
Mục đích thí nghiệm: Xác định được nồng độ chitosan bổ sung vào hỗn hợp caroten-protein thích hợp để có thể phát huy tối đa tính năng bảo vệ hỗn hợp của chitosan tránh sự tổn thất lượng astaxanthin là thấp nhất.
Tiến hành:
Chitosan được bổ sung ở dạng dung dịch: hòa tan chitosan ở dạng bột mịn trong acid acetic 1%, khuấy đảo cho đến khi chitosan hòa tan hết.
Hỗn hợp caroten- protein sau khi thu hồi được bổ sung chitosan với các tỷ lệ khác nhau chạy từ 0, 25, 50, 100, 125, 150, 175ppm, sử dụng đĩa petri để sấy mẫu, trộn thật kỹ để đảm bảo khả năng tiếp xúc đồng đều giữa chitosan và hỗn hợp.
Trãi đều bột lên đĩa sấy chân không ở nhiệt độ 500C.
Chú ý: cứ sau 1 giờ tiến hành đảo trộn hỗn hợp để không bị dính lên đĩa.
Sấy đến khi độ ẩm hỗn hợp đạt 10-20% và xác định lượng astaxanthin, protein tổn thất sau sấy để chọn ra tỷ lệ phối trộn thích hợp.
Kết quả thăm dò: Chọn được tỷ lệ chitosan thích hợp phối trộn vào bột nhão
caroten- protein trước khi sấy để giảm tổn thất astaxanthin sau khi sấy, thu được bột caroten- protein có hàm lượng astaxanthin cao, chỉ tiêu cảm quan tốt nhất.
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn chitosan với hỗn hợp caroten- protein
Caroten - protein
0ppm
Bổ sung Chitosan với các nồng độ khác nhau
25ppm 50ppm 100ppm 125ppm 150ppm 175ppm
Sấy 500C trong môi trường chân không
2.2.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn hỗn hợp caroten- protein giàu astaxanthin với sorbitol
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn sorbitol với hỗn hợp caroten- protein
Mục đích thí nghiệm: Xác định tỷ lệ sorbitol/ hỗn hợp caroten-protein thích hợp
để có thể phát huy tối đa tính năng bảo vệ hỗn hợp của sorbitol tránh sự tổn thất lượng astaxanthin là thấp nhất.
Tiến hành: Hỗn hợp caroten- protein sau khi thu hồi được bổ sung Sorbitol với
các tỷ lệ khác nhau chạy từ 0, 1, 2, 4, 6%, sử dụng đĩa petri để sấy mẫu, trộn thật kỹ để đảm bảo khả năng tiếp xúc đồng đều giữa sorbitol và hỗn hợp.Trãi đều bột lên đĩa sấy chân không ở nhiệt độ 500C.
Chú ý: cứ sau 1 giờ tiến hành đảo trộn hỗn hợp để không bị dính lên đĩa.
Sấy đến khi độ ẩm hỗn hợp đạt 10-20% và xác định lượng astaxanthin tổn thất sau sấy để chọn ra tỷ lệ phối trộn thích hợp.
Caroten - protein
Bổ sung Sorbitol với các tỷ lệ khác nhau
0% 1% 2% 4% 6%
Sấy 500C trong môi trường chân không
Kết quả thăm dò: Chọn được tỷ lệ sorbitol thích hợp phối trộn vào bột nhão (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
caroten- protein trước khi sấy để giảm tổn thất astaxanthin sau khi sấy, thu được bột caroten- protein có hàm lượng astaxanthin cao, chỉ tiêu cảm quan tốt nhất.
2.2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định phương pháp bảo quản astaxanthin trong hỗn hợp caroten- protein. hỗn hợp caroten- protein.
Mục đích thí nghiệm: Xác định điều kiện bảo quản hỗn hợp caroten- protein thích hợp.
Tiến hành thí nghiệm: Hỗn hợp caroten- protein sau khi đã được sấy khô tiến hành bảo quản hỗn hợp trong các điều kiện khác nhau. Thời gian bảo quản là 3 tháng và định kì sau 1 tuần đánh gía chất lượng hỗn hợp caroten- protein để chọn ra phương pháp bảo quản thích hợp.
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định phương pháp bảo quản hỗn hợp caroten- protein
Bao gói không hút chân không Bao gói hút chân không Nhiệt độ thường (30oC) Hỗn hợp caroten-protein giàu astaxanthin Bảo quản
Bao gói không hút chân không
Bao gói hút chân không Nhiệt độ lạnh (4oC)
Thời gian bảo quản (tuần)
3 2
1 4 5 6 7
Đánh giá chất lượng hỗn hợp caroten-protein giàu astaxanthin
Chọn phương pháp bảo quản hỗn hợp caroten-protein giàu astaxanthin thích hợp
2.3. Các phương pháp phân tích và đánh giá cảm quan
Xác định hàm lượng ẩm và hàm lượng khoáng được xác định theo phương pháp của AOAC-1990 [19].
Xác định hàm lượng protein tổng số bằng phương pháp Kjeldahl theo AOAC- 1990 [19].
Xác định hàm lượng astaxanthin tổng số bằng phương pháp so màu (theo Simpson và cộng sự, năm 1985) [37].
Hàm lượng lipid được xác định theo phương pháp của floch và cộng sự, 1950 [29].
Hàm lượng chitin được xác định theo phương pháp của Cho và cộng sự (1998) [28].
Chất lượng cảm quan của hỗn hợp caroten - protein được xác định theo phương pháp của Teerssuntonwat và Raksakulthai, 1995 [38].
Tỷ lệ tổn thất astaxanthin được tính theo công thức
% Astaxanthin bị tổn thất = ∗( )∗ ∗
∗ ∗
Trong đó:
w0, w1 (g): khối lượng hỗn hợp caroten - protein trước và sau quá trình sấy MC0, MC1 (%): độ ẩm của hỗn hợp caroten - protein trước và sau quá trình sấy A0, A1 (mg/kg): Hàm lượng astaxanthin trước và sau quá trình sấy
2.4. Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu báo cáo là trung bình của 3 lần phân tích. Kết quả thu được xử lý bằng Excel 2013, SPSS 16.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1. Thành phần hóa học cơ bản của hỗn hợp caroten- protein
Thành phần hóa học và chỉ tiêu cảm quan của hỗn hợp caroten- protein sau khi thủy phân
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của hỗn hợp bột nhão caroten- protein (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chỉ tiêu Hàm lượng (%) Ẩm 83, 58 ± 0,83 Khoáng 0, 30 ± 0, 08 Chitin 0,67 ± 0,04 Protein 50,23 ± 0,36 Lipid 6, 48 ± 0, 62 Hàm lượng astaxanthin (mg/kg) 449, 46 ± 26,39
*Kết quảtính theo hàm lượng chất khô tuyệt đối
Bột nhão caroten- protein là hỗn hợp với thành phần hóa học chứa: protein, lipid, khoáng, chitin và một lượng astaxanthin. Với độ ẩm 83, 58 % thì việc bảo quản hỗn hợp này tránh khỏi các tác động gây hư hỏng là một vấn đề quan trọng cần được nghiên cứu và thực hiện một cách hiệu quả. Với hàm lượng protein thấp hơn (50,23%) so với hỗn hợp caroten- protein thu hồi theo phương pháp kết hợp hai enzyme Protease cho thấy với phương pháp thu hồi bằng phương pháp kết hợp hai acid: acid lactic và acid HCl sẽ cho hàm lượng protein không cao, tương tự thì hàm lượng lipid cũng thấp hơn (6, 48%), protein là thành phần chính để sản xuất bột gia vị tôm hoặc bột đạm tôm [14]. Chitin (0, 6727%) trong hỗn hợp bột nhão rất ít nên trong quá trình sản xuất các sản phẩm tiếp theo sẽ không cần công đoạn khử chitin, tiết kiện chi phí sản xuất, với hàm lượng khoáng rất thấp (0,30%) chứng tỏ quá trình khử khoáng trước đó rất hiệu quả. Hàm lượng astaxanthin có trong đầu tôm thẻ chân trắng chiếm 449,46mg/ kg, là một hợp chất có đặc tính sinh học cao, nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nên việc bảo vệ hỗn hợp này tránh cho nó bị thất thoát là một vấn đề cần thiết để thực hiện nghiên cứu.
3.2. Ảnh hưởng tỷ lệ chitosan, Sorbitol đến hàm lượng astaxanthin trong quá trình sấy sấy
3.2.1. Xác định tỷ lệ chiosan
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan bổsung đến tổn thất astaxanthin trong quá trình sấy bột nhão caroten- protein
Các gía trị trung bình của cột có các kí tự (a, b, c, d hoặc A, B, C, D) khác nhau thì khác
biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
Thí nghiệm này xác định ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến tỷ lệ tổn thất astaxanthin, hàm lượng astaxanthin sau khi sấy với nồng độ bổ sung là 0ppm, 25ppm, 50ppm, 100ppm, 125ppm, 150ppm, 175ppm trong cùng thời gian sấy là 14 giờ, xác định độ ẩm của hỗn hợp trong quá trình sấy bằng thao tác cân khối lượng hỗn hợp định kì 2 giờ/ lần.
Vì độ ẩm của hỗn hợp khá cao (85.58%) nên việc đầu tiên là hỗn hợp caroten- protein cần được sấy khô đến độ ẩm thích hợp (10- 20%). Để hạn chế sự oxi hóa astaxanthin có màu xanh đen thành astatin có màu đỏ gạch cùng các sản phẩm của quá trình oxi hóa lipid cetol, aldehyde gây mùi ôi khét xảy ra trên hỗn hợp caroten- protein
d cd bc b a a a A AB ABC BC C BC C 200 250 300 350 400 450 0 5 10 15 20 25 30 35 0 25 50 100 125 150 175 H à m l ư ợ n g a st ax an th in (m g/ kg ) T ỷ l ệ t ổ n t h ấ t a st ax an th in (% ) Nồng độchtosan (ppm)
trong quá trình sấy nên chitosan được bổ sung làm chất bảo vệ astaxanthin, hạn chế sự oxi hóa, ngoài ra, chitosan có khả năng kháng khuẩn, hạn chế sự hư hỏng hỗn hợp caroten- protein do vi khuẩn gây ra.
Tỷ lệ tổn thất astaxanthin trong quá trình sấy giảm mạnh từ nồng độ 0ppm đến 125ppm, giảm từ 29,70% xuống còn 18,35% , điều này cho thấy nồng độ chitosan ảnh hưởng đến hàm lượng astaxanthin trước và sau quá trình sấy, ở nồng độ chitosan tăng thì tỷ lệ tổn thất astaxanthin giảm. Tuy nhiên, ở nồng độ 125ppm đến 175ppm thì tỷ lệ tổn thất thay đổi không khác biệt về mặt thống kê (p>0,05). Nồng độ chitosan càng cao thì khả năng bảo vệ astaxanthin càng tốt và đến nồng độ 125ppm thì khả năng bảo vệ cho kết quả tốt nhất. Khi tăng nồng độ cao hơn 125ppm thì khả năng bảo vệ không có sự khác biệt nhiều về mặt ý nghĩa thống kê.
Hàm lượng astaxanthin tăng mạnh từ 0ppm đến 125ppm (từ 303mg/ kg đến 399mg/ kg), đạt giá trị cực đại (p<0,05). Điều này cho thấy rằng nồng độ chitosan có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng astaxanthin thu được sau khi sấy. Nồng độ tăng từ 125ppm đến 175ppm thì hàm lượng astaxanthin không có sự khác biệt về mặt thống kê. Như vậy, khi nồng độ tăng đến 125ppm là giá trị mà chitosan bảo vệ astaxanthin trong hỗn hợp caroten- protein là tốt nhất, khi tăng nồng độ cao nhưng cơ chế bảo vệ của chitosan vẫn tương tự như ở 125ppm thì ở nồng độ 150ppm, 175ppm sẽ ảnh hưởng về mặt kinh tế khi bổ sung vào hỗn hợp trước khi sấy.
Như vậy, lựa chọn nồng độ chitosan 125ppm để bổ sung hỗn hợp caroten- protein trước khi sấy là thích hợp nhất, tỷ lệ tổn thất astaxanthin thấp nhất, hàm lượng astxanthin sau khi sấy là cao nhất.
Cảm quan sơ bộ hỗn hợp caroten- protein sau khi sấy
Bảng 3.2. Cảm quan sơ bộ bột caroten- protein phối trộn chitosan sau sấy