2.3.1. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu
2.3.1.1. Sơ đồ 1: Thu và xử lý mẫu Artemia
Thuyết minh sơ đồ :
+ Mục đích: Thu và xử lý mẫu Artemia nguyên liệu cho các thí nghiệm trong đề Vận chuyển về
phòng thí nghiệm
Artemia thu hoạch tại trại nuôi
Kiểm tra Thành phần hóa học ban đầu của nguyên
liệu
Đưa vào thí nghiệm bảo quản lạnh
+ Tiến hành:
Sinh khối Artemia được thu tại trại nuôi Ninh Ích- Ninh Hòa, sau đó được vận chuyển sống về phòng thí nghiệm Công Nghệ Chế Biến, Trường Đại Học Nha Trang theo các bước sau:
Chuẩn bị túi PE, thùng xốp, thiết bị bơm khí oxy. Cho 2 -3 lít nước biển vào túi.
Cho Artemia vào, với mật độ 100g sinh khối ướt/lít.
Bơm đầy oxy vào túi và dùng dây cao su buộc chặt.
Đặt túi vào thùng xốp.
Tiến hành vận chuyển bằng xe máy về phòng thí nghiệm.
Tại phòng thí nghiệm, Artemia được sốc lạnh bằng nước đá cho chết đồng loạt, rửa nước ngọt, để ráo, tiến hành phân nhỏ lô mẫu và nhanh chóng tiến hành đưa vào các thí nghiệm: Kiểm tra thành phần hóa học ban đầu của nguyên liệu và thí nghiệm bảo quản lạnh.
2.3.1.2. Sơ đồ 2: Bố trí thí nghiệm kiểm tra thành phần hóa học của Artemia
Thuyết minh sơ đồ: + Mục đích thí nghiệm:
Kiểm tra các thành phần hóa học của Artemia nguyên liệu ban đầu: Protein, lipid, tro, hàm ẩm, acid béo, acid amin.
Artemia nguyên liệu (được thu và xử lý theo sơ đồ 1)
Kết luận
Phân tích thành phần hóa học:
Protein, Lipid, Hàm ẩm, Tro, Acid béo, Amino acid
+ Tiến hành:
Artemia nguyên liệu được thu và xử lý theo sơ đồ 1, lấy mẫu tiến hành phân tích thành phần hóa học trong nguyên liệu: Protein, lipid, hàm ẩm, tro, acid béo, amino acid theo các phương pháp ở mục 2.1, mỗi chỉ tiêu được xác định 3 lần, kết quả là giá trị trung bình cộng của 3 lần xác định.
Sau khi có kết quả phân tích, thảo luận và kết luận về thành phần hóa học của Artemia nguyên liệu.
2.3.1.3. Sơ đồ 3: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu biến đổi của Artemia theo nhiệt độ và thời gian bảo quản độ và thời gian bảo quản
Thuyết minh sơ đồ:
+ Mục đích thí nghiệm: Phân tích các chỉ tiêu cảm quan, hóa học, vi sinh vật
tổng số của Artemia theo nhiệt độ và thời gian bảo quản.
+ Tiến hành: Artemia nguyên liệu được thu và xử lý mẫu theo sơ đồ 1, tiến hành các thí nghiệm bảo quản theo các điều kiện:
Kết luận
Kết quả phân tích các chỉ tiêu và thảo luận
Kiểm tra vi sinh vật Đánh giá cảm quan
Artemia nguyên liệu (được thu và xử lý theo sơ đồ 1)
Kiểm tra hóa học
Mẫu đối chứng t1 τ1 τ2 τ3 … τn Bảo quản t2 τ1 τ2 τ3 … τn Bảo quản t3 τ1 τ2 τ3 … τn
Thời gian bảo quản: Với mẫu t2 và t3 thì τ = 0, 1, 2, 3,…n (∆τ = 1 ngày, n: đến khi nào mẫu hư hỏng hoàn toàn). Riêng đối với mẫu t1 thì τ = 0, 3, 6, 9,…n (∆τ= 3 giờ, n: đến khi nào mẫu hư hỏng hoàn toàn). Lý do chọn thời gian theo giờ vì bảo quản ở nhiệt độ phòng Artemia dự kiến nhanh bị biến đổi hơn ở nhiệt độ thấp.
Cứ mỗi ∆τ lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu theo các phương pháp ở mục 2.1, mỗi chỉ tiêu được xác định 3 lần, kết quả là giá trị trung bình cộng của 3 lần xác định:
. Chỉ tiêu vi sinh: Tổng số vi khuẩn hiếu khí. . Đánh giá cảm quan: Màu sắc, mùi, vị, trạng thái.
. Chỉ tiêu hóa lý: Xác định hàm lượng Naa, TVB-N, FFA và pH.
Sau khi có kết quả phân tích các chỉ tiêu, thảo luận và kết luận sự biến đổi của Artemia trong quá trình bảo quản lạnh.
2.3.2. Các phương pháp đánh giá
• Phương pháp phân tích hóa lý:
1. Định lượng protein bằng phương pháp Kjeldah theo TCVN 3705 -90 [15]. 2. Định lượng Naa (đạm acid amin) theo TCVN 3708-90 [15].
3. Định lượng Lipid bằng phương pháp Folch [Phụ lục C].
4. Xác định hàm ẩm bằng phương pháp trọng lượng sấy ở nhiệt độ 105-130°C theo TCVN 3700-90 [15].
5. Xác định hàm lượng tro bằng phương pháp trọng lượng nung ở nhiệt độ 550-600°C theo TCVN 5105-90 [15].
6. Xác định thành phần và hàm lượng các amino acid, acid béo bằng phương pháp sắc ký khí sử dụng detector ion hóa bằng ngọn lửa (GC /FID) [16], trên máy GC-17A của hãng ShiMaDzu, Nhật Bản.
7. Định lượng NH3 bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước theo TCVN 3706-90 [15].
8. Định lượng TVB-N (tổng lượng nitơ bazơ bay hơi) bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước theo TCVN 3707-90 [15].
9. Xác định chỉ tiêu pH bằng máy đo 744 pH Meter của hãng Metrohm, với độ chính xác 10-2.
10. Định lượng acid béo tự do (FFA) theo TCVN 6127-2010. • Đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79 [31].
• Phương pháp kiểm nghiệm vi sinh vật: Tổng vi sinh vật hiếu khí (TPC) theo TCVN 5287-94 [30].
CHƯƠNG 3
3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SINH KHỐI
ARTEMIA
Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ 2 (phần 2.3.1.2) kết quả thí nghiệm được trình bày ở các bảng 3.1, 3.2, 3.3.
Bảng 3.1. Thành phần hóa học cơ bản của Artemia franciscana
Thành phần Hàm lượng tính theo % trọng lượng ướt Hàm lượng tính theo % trọng lượng khô Protein 8.13 57.74 Lipid 3.77 26.78 Tro 1.10 7.81 Acid amin 1.08 7.68 Hàm ẩm 85.92 -
Bảng 3.2. Thành phần và hàm lượng acid béo của Artemia franciscana
Thành phần SFA MUFA PUFA HUFA TFA Lipid Acid béo/ Lipid
Hàm lượng (%)
Bảng 3.3. Thành phần và hàm lượng acid amin của Artemia franciscana
STT Thành phần acid amin Hàm lượng (g/kg)
1 Alanine 0.04 2 Glycine 0.01 3 Valine* 0.77 4 Leucine* 0.24 5 Isoleucine* 0.61 6 Threonine* 0.08 7 Serine 0.12 8 Proline 0.16 9 Asparagine 1.13 10 Methionine* 0.61 11 Hydroxyproline 1.24 12 Glutamine 0.02 13 Phenylalanine* 0.83 14 Lysine* 1.30 15 Histidine 0.75 16 Tyrosine 2.93
Tổng hàm lượng acid amino 10.84
Từ bảng 3.1 cho thấy, thành phần chất khô của sinh khối Artemia chỉ chiếm 14.08%, còn hàm lượng nước rất cao 85.92% trọng lượng ướt. Hàm lượng protein của Artemia franciscana đạt khá cao (57.74%) trọng lượng khô. Kết quả này cũng
phù hợp với các kết quả nghiên cứu của [32], [34], [35], nhưng hàm lượng protein ít hơn loài Artemia Salina trong nghiên cứu của [11].
Cũng từ bảng 3.1 thấy rằng sinh khối Artemia có hàm lượng nước 85.92%, cao hơn so với một số động vật thủy sản như hàm lượng nước của ghẹ 78–82% [5], [23], hàm lượng nước của cá 72–80%, hàm lượng nước của tôm 75-80% [5]. Hàm lượng lipid của Artemia là 3.77 % cao hơn nhiều so với đại đa số loài động vật thủy sản khác như cá (thường ≤ 2.5%), tôm (≤ 2%), ghẹ (≤ 1.5)…[5], [6], [8], [21], [23], [27]. Như vậy, Artemia chứa hàm lượng nước cao và rất giàu chất béo, đặc biệt là thành phần acid béo không no trong chất béo chiếm tới 44.83% chất béo, chiếm 1.96% trọng lượng ướt của nguyên liệu, chiếm 87.11% tổng acid béo, đây là thành phần tốt cho sự phát triển và sức khỏe con người.
Từ bảng 3.3, cho ta thấy sinh khối Artemia giàu thành phần acid amin và bao gồm 16 acid amin. Tổng hàm lượng acid amin không thay thế là 4.44 g/kg, chiếm 40.96% lượng acid amin, tổng hàm lượng acid amin thiết yếu là 8.12 g/kg, chiếm 14.91%. Trong số các acid amin, thì tyrosine chiếm hàm lượng cao nhất (27.03%), tiếp đó là lysine (11.99%), hydroxyproline (11.44%), asparagines (10.42 %)... Hai acid amin tyrosine và lysine là hai acid amin thiết yếu, có tác dụng kích thích tiêu hóa và tạo cảm giác thèm ăn chiếm tỷ lệ cao cho thấy giá trị acid amin. Tuy nhiên, khi xét đến lĩnh vực bảo quản thì nguyên liệu giàu giá trị dinh dưỡng, hàm lượng nước cao lại là môi trường thuận lợi cho các yếu tố gây hư hỏng thực phẩm nhanh chóng.
3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG CỦA ARTEMIA
THEO NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN BẢO QUẢN
3.2.1. Biến đổi tổng vi sinh vật hiếu khí (TPC) trên mẫu Artemia theo nhiệt độ và thời gian bảo quản và thời gian bảo quản
Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ 3 (phần 2.3.1.3), kết quả xác định tổng lượng vi sinh vật hiếu khí (TPC) trên mẫu Artemia bảo quản theo thời gian và nhiệt độ được thể hiện ở các hình 3.1; 3.2 và bảng 1, 2, 3 phần phụ lục A.
Tổng vi sinh vật hiếu khí (LogX/g) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 3 6 9 12 15 18 21 24 M01
Thời gian (giờ)
Hình 3.1. Sự biến đổi của tổng số vi sinh vật hiếu khí theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường Tổng vi sinh vật hiếu khí (LogX/g) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Thời gian (ngày) M02
M03
Hình 3.2. Sự biến đổi của tổng số vi sinh vật hiếu khí theo thời gian và nhiệt độ bảo quản
Giải thích: M01: Mẫu bảo quản ở nhiệt độ thường
M02: Mẫu bảo quản ở nhiệt độ 2 ± 2°C M03: Mẫu bảo quản ở nhiệt độ 12 ± 2°C • Thảo luận:
Từ hình 3.1 và 3.2 cho ta thấy tổng vi sinh vật hiếu khí có xu hướng tăng theo nhiệt độ và thời gian bảo quản. Theo thực nghiệm tổng vi sinh vật hiếu khí trung bình trên mẫu Artemia sinh khối ban đầu là 20 cfu/g. Ở nhiệt độ thường, là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, các phản ứng, các quá trình phân giải phân hủy diễn ra rất mạnh mẽ trên nguyên liệu. Bởi thế, số lượng vi sinh vật bảo quản ở nhiệt độ này tăng nhanh và thời gian được tính bằng giờ. Cụ thể nhiệt độ thường, sau khoảng 3 giờ số lượng vi sinh vật tăng mạnh từ 10 cfu/g lên đến 3.8 ×102 cfu/g. Số lượng TPC liên tục tăng mạnh theo thời gian, đến 9 giờ số lượng lúc này là 1.4x105 cfu/g và 12 giờ là 3.2x105 cfu/g và sau 24 giờ số lượng đã tăng lên 3.0x109.
Ở nhiệt độ bảo quản 2 ± 2ºC, 8 ngày đầu số lượng vi sinh vật hiếu khí TPC thay đổi rất chậm, chỉ đạt 1.6×103 cfu/g. Qua ngày thứ 9 thì có dấu hiệu tăng mạnh hơn đến ngày thứ 14 đạt 9.0×105 cfu/g, sau 18 ngày tăng lên đến 1.6×108 cfu/g. Nguyên nhân là ban đầu ở nhiệt độ thấp sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật, nhưng sau đó có hiện tượng thích nghi với môi trường sẽ phát triển theo hàm mũ làm tăng số lượng vi sinh vật hiếu khí trên mẫu. Ngoài ra, sau khi động vật thủy sản chết ở giai đoạn đầu của quá trình phân giải, glycogen bị phân giải sinh ra acid lactic làm pH của cơ thịt thay đổi. Sự acid hóa của môi trường có tác dụng hạn chế phần nào hệ vi sinh vật gây thối rữa [5].
Trong điều kiện lạnh sẽ gây ức chế hoạt động của vi sinh vật, theo quy luật cứ hạ 10ºC thì hoạt động giảm 1/2÷1/3 so với ban đầu. Do đó trên đồ thị 3.4, ở nhiệt độ 12 ± 2ºC (M03) so với nhiệt độ 2±2ºC (M02) thì số lượng vi sinh vật hiếu khí tăng mạnh hơn rất nhiều và đồ thị cũng dốc hơn. Cũng nhìn trên đồ thị ta thấy tốc độ phát triển của vi sinh vật hiếu khí ở 2 mẫu này trong 3 ngày đầu tương tự nhau, bởi lẽ ở nhiệt độ 12 ± 2ºC vi sinh vật ở thời gian đầu cũng bị ức chế hoạt động do
tăng từ 20 cfu/g lên 3.0×103 cfu/g. Nhưng qua ngày thứ 4, số lượng TPC tăng mạnh đến ngày thứ 5 là 3.2×105 cfu/g và tiếp tục tăng đến ngày thứ 10 đạt 1.56×108 cfu/g.
Trong quá trình bảo quản, nhiệt độ thấp sẽ ức chế hoạt động enzyme, ảnh hưởng đến khả năng vận chuyển các chất hòa tan qua màng tế bào của vi sinh vật, thay đổi khả năng trao đổi chất của chúng [5], [8], [10], [22], [23].
Theo số liệu của [4], [10], [21] thì thường phát hiện thấy vi sinh gây bệnh trong những trường hợp có số lượng TPC cao 106–107 tế bào/g. Theo tiêu chuẩn vệ sinh của Bộ Y tế: 867/1998/QĐ-BYT và 46/2007/QĐ-BYT, giới hạn cho phép TPC có mặt trong thủy sản tươi sống là 106 cfu/g. Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5289:2006 cho phép TPC sản phẩm mực tôm đông lạnh là 106 cfu/g. Theo [10], [21], [23], 28 TCN 117: 1998 cho sản phẩm basa fillet đông lạnh, 28 TCN 118: 1998 cho sản phẩm thịt nghêu luộc, 28 TCN 119: 1998 cho sản phẩm surimi cá biển thì giới hạn cho phép TPC cũng là 106 cfu/g.
• Nhận xét:
Nhiệt độ bảo quản càng cao, thời gian bảo quản càng dài thì số lượng của vi sinh vật hiếu khí lớn và ngược lại. Ở nhiệt độ 2 ± 2ºC, sự biến đổi tổng vi sinh vật hiếu khí là chậm nhất.
Tổng vi sinh vật hiếu khí phản ánh độ sạch của thực phẩm, do vậy nếu tổng lượng vi sinh vật hiếu khí trên nguyên liệu vượt quá giới hạn thì nguyên liệu đó sẽ không còn được chấp nhận. Vậy, thời gian bảo quản nguyên liệu Artemia theo nhiệt độ bảo quản còn trong giới hạn an toàn được chấp nhận làm nguyên liệu được thể hiện ở bảng 3.4.
Bảng 3.4. Thời hạn bảo quản Artemia nguyên liệu theo nhiệt độ và chỉ tiêu tổng vi sinh vật hiếu khí
Nhiệt độ bảo quản Thời gian bảo quản TPC Giới hạn
Nhiệt độ thường ≤ 12 giờ 3.2x105 106 cfu/g
2 ± 2ºC ≤ 14 ngày 9.0x105 106 cfu/g
3.2.2. Biến đổi hàm lượng đạm acid amin (Naa) trên mẫu Artemia theo nhiệt độ và thời gian bảo quản và thời gian bảo quản
Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ 3 (phần 2.3.1.3), kết quả xác định hàm lượng đạm acid amin (Naa) trên mẫu sinh khối Artemia theo nhiệt độ và thời gian bảo quản được thể hiện ở hình 3.3, 3.4 và bảng 1, 2, 3 phụ luc A.
Hàm lượng Naa tự do (mg/100g) 500 550 600 650 700 750 0 3 6 9 12 15 18 21 24
Thời gian (giờ) M01
Hình 3.3. Sự biến đổi đạm acid amin theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường
Hàm lượng Naa tự do (mg/100g) 500 550 600 650 700 750 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Thời gian (ngày) M02
• Thảo luận:
Từ hình 3.3 cho thấy, khi bảo quản ở nhiệt độ thường trong khoảng thời gian từ 0÷12 giờ thì hàm lượng acid amin tự do tăng dần và đạt cực đại ở thời gian bảo quản 12 giờ, trong khoảng thời gian từ 12÷24 giờ thì hàm lượng acid amin giảm dần. Từ hình 3.4 cũng thấy sự biến đổi của Naa có xu hướng tương tự ở các nhiệt độ bảo quản khác nhau. Cụ thể, hàm lượng Naa của sinh khối Artemia ban đầu là 525 mg/100g. Ở nhiệt độ 2 ± 2ºC, hàm lượng acid amin đạt cao nhất là 704.5 mg/100g sau 12 ngày bảo quản và sang ngày thứ 13 thì giảm xuống. Ở 12 ± 2ºC đỉnh hàm lượng acid amin cao nhất đạt là 717.5 mg/100g sau 5 ngày và giảm xuống còn 602.7 mg/100g sau 10 ngày bảo quản. Ở nhiệt độ thường thì hàm lượng acid amin đạt cao nhất là 724.5 mg/100g sau 12 giờ bảo quản và giảm xuống 605.2 mg/100g sau 24 giờ bảo quản.
Nguyên nhân sự tăng lên của hàm lượng acid amin do quá trình tự phân giải cơ thịt động vật sau khi chết, enzyme nội tại và enzyme của vi sinh vật sẽ phân giải cơ chất là protein thành các sản phẩm có mạch ngắn hơn, sản phẩm cuối cùng của sự phân giải đó là acid amin tự do: Protein (n aa)→Polypeptit (≥10 aa)→Peptone (4÷8 aa)→Peptit (2÷3 aa)→Acid amin (1 aa).
Sự giảm sút của hàm lượng acid amin do quá trình thối rữa ở động vật thủy sản sau khi chết, vi sinh vật sử dụng và phân hủy cơ chất chủ yếu là acid amin và một số chất đạm thành những sản phẩm cấp thấp có mùi khó chịu, độc như H2S, CH4, NH3, CO2, indol, skatol, cadaverin, putrescin…
• Nhận xét: Nhiệt độ bảo quản Artemia càng cao sự biến đổi acid amin càng nhanh, ở nhiệt độ 2 ± 2ºC thì sự biến đổi diễn ra chậm nhất.
3.2.3. Biến đổi hàm lượng Nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) trên mẫu Artemia theo thời gian và nhiệt độ bảo quản thời gian và nhiệt độ bảo quản
Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ 3 (phần 2.3.1.3), kết quả xác định hàm lượng TVB-N trên mẫu Artemia theo nhiệt độ và thời gian bảo quản được thể hiện ở hình 3.5, 3.6 và bảng 1, 2, 3 phần phụ lục A.