Tài liệu Nghiên cứu đánh giá khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá, tôm, mực) bằng oligochitin và oligochitosan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ======== NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỦY SẢN (CÁ, TÔM, MỰC) BẰNG OLIGOCHITIN VÀ OLIGOCHITOSAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHÁNH HÒA , 05/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ======== NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỦY SẢN (CÁ, TÔM, MỰC) BẰNG OLIGOCHITIN VÀ OLIGOCHITOSAN LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Mã số: Quyết định giao đề tài: Công nghệ Thực phẩm 60540101 140/QĐ-ĐHNT ngày 13/ 02/2015 Quyết định thành lập HĐ: Ngày bảo vệ: 226/QĐ-ĐHNT ngày 17/03/2016 Ngày 17/05/2016 Người hướng dẫn khoa học: 1) TS. VŨ NGỌC BỘI 2) TS. NGUYỄN VĂN MINH Chủ tịch hội đồng TS. VŨ DUY ĐÔ Khoa sau đại học KHÁNH HÒA, 05/ 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài: “Nghiên cứu đánh giá khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá, tôm, mực) bằng oligochitin và oligochitosan” là sản phẩm của Đề tài nghiên cứu Khoa học cấp Nhà nước KC.07.02/11-15 do TS. Vũ Ngọc Bội Chủ trì và đã được Chủ nhiệm đề tài cho phép sử dụng trong báo cáo luận văn. Kết quả của đề tài chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này. Nha Trang, ngày 10 tháng 05 năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Ngọc Trâm iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn này Trước hết, tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm và Khoa Sau đại học sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên cứu tại Trường trong những năm qua. Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy: TS. Vũ Ngọc Bội - Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm và TS. Nguyễn Văn Minh - Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin ghi nhận tình cảm và sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong Khoa Công nghệ Thực phẩm và tập thể cán bộ trong Các phòng thí nghiệm: Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sinh học, Chế biến Thủy sản - Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Trường Đại học Nha Trang đã nhiệt tình và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Nha Trang, tháng 5 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Ngọc Trâm iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ iii LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT.................................................... viii DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... ix DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... x LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CHITIN, CHITOSAN, OLIGOCHITIN VÀ OLIGOCHITOSAN ........................................................................................................ 3 1.1.1. Cấu tạo và tính chất của chitin, chitosan, oligochitin và oligochitosan .............3 1.1.1.1. Chitin .................................................................................................................. 3 1.1.1.2. Chitosan .............................................................................................................. 4 1.1.1.3. Oligochitin .......................................................................................................... 7 1.1.1.4. Oligochitosan ..................................................................................................... 8 1.1.2. Ứng dụng của chitin, chitosan, oligochitin và oligochitosan trong công nghệ thực phẩm .....................................................................................................................9 1.1.3.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan, oligochitin và oligochitosan trên thế giới.................................................................................................................... 12 1.1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan, oligochitin và oligochitosan ở Việt Nam ..................................................................................................................... 13 1.2. GIỚI THIỆU VỀ KIM NGẠCH THỦY SẢN VIỆT NAM ................................... 15 1.3. GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG THỦY SẢN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU....................................................................................................... 17 1.3.1. Cá Đổng cờ .........................................................................................................17 1.3.2. Mực ống ..............................................................................................................19 1.3.3. Tôm .....................................................................................................................27 1.4. CÁC BIẾN ĐỔI CỦA ĐỘNG VẬT THỦY SẢN SAU KHI CHẾT ..................... 29 1.5. PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN LẠNH ĐÔNG ...................................................... 33 1.6. NHỮNG BIẾN ĐỔI HÓA LÝ CỦA NGUYÊN LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN LẠNH ĐÔNG ......................................................................................... 35 v CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 38 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ............................................................................................ 38 2.1.1. Cá đổng ...............................................................................................................38 2.2. PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ............................................................. 41 2.2.1. Quy trình bảo quản nguyên liệu dự kiến ............................................................41 2.2.2. Bố trí thí nghiệm so sánh, đánh giá khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản của oligochitin và oligochitosan. ........................................................................................42 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 46 2.3.1. Phương pháp thu và xử lý mẫu ...........................................................................46 2.3.2. Phương pháp lấy mẫu .........................................................................................46 2.3.3. Phương pháp đánh giá cảm quan ........................................................................46 2.3.4. Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu hóa học .................................................46 2.3.4.1. Phương pháp xác định tổng bazo nito bay hơi (TVBN) và hàm lượng trimethylamine (TMA) ................................................................................................... 46 2.3.4.2. Phương pháp xác định chỉ số peroxit (PV) ...................................................... 47 2.3.4.3. Phương pháp xác định chỉ số TBARS (Thiobarbituric acid - reactive substances)..................................................................................................................... 47 2.3.4.4. Phương pháp hàm lượng ẩm của nguyên liệu.................................................. 47 2.3.3. Phương pháp phân tích vi sinh ...........................................................................47 2.4. Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................................... 47 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 48 3.1. SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỦY SẢN CỦA OLIGOCHITIN VÀ OLIGOCHITOSAN ........................................................... 48 3.1.1. So sánh, đánh giá khả năng bảo quản cá đổng của oligochitin và oligochitosan ......................................................................................................................................48 3.1.2. So sánh, đánh giá khả năng bảo quản mực ống của oligochitin và oligochitosan ......................................................................................................................................54 3.1.3. So sánh, đánh giá khả năng bảo quản tôm bạc của oligochitin và oligochitosan ......................................................................................................................................62 3.2. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CHẾ ĐỘ NHÚNG VÀ PHƯƠNG THỨC BAO GÓI ĐẾN KHẢ NĂNG BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỦY SẢN BẰNG OLIGOCHITOSAN ...................................................................................................... 69 vi 3.2.1. Đánh giá ảnh hưởng của chế độ nhúng và phương thức bao gói đến khả năng bảo quản cá đổng bằng oligochitosan ...........................................................................69 3.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của chế độ nhúng và phương thức bao gói đến khả năng bảo quản mực ống bằng oligochitosan .........................................................................75 3.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của chế độ nhúng và phương thức bao gói đến khả năng bảo quản tôm bạc bằng oligochitosan ..........................................................................81 3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỦY SẢN (CÁ, TÔM, MỰC) BẰNG OLIGOCHITOSAN VÀ THỬ NGHIỆM BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỦY SẢN THEO QUY TRÌNH ĐỀ XUẤT .................................................... 87 3.3.1. Đề xuất quy trình bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá , tôm, mực) bằng oligochitosan .................................................................................................................87 3.3.2. Thử nghiệm bảo quản nguyên liệu thủy sản theo quy trình đề xuất ..................88 3.3.2.1. Thử nghiệm bảo quản cá đồng nguyên liệu bằng oligochitosan theo quy trình đề xuất .......................................................................................................................... 88 3.3.2.2. Thử nghiệm bảo quản mực ống nguyên liệu bằng oligochitosan theo quy trình đề xuất .......................................................................................................................... 92 3.3.2.3. Thử nghiệm bảo quản tôm bạc nguyên liệu bằng oligochitosan theo quy trình đề xuất .......................................................................................................................... 96 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ................................................ 101 4.1. KẾT LUẬN ......................................................................................................... 101 4.2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .............................................................................................. 102 PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ANOVA Analysis Of Variance: Phân tích phương sai ATTP An toàn Thực phẩm CFU Colony forming unit (đơn vị tạo thành khuẩn lạc) COS Oligochitosan ĐC Đối chứng KBG Không bao gói N1, 2, 3 Số lần nhúng 1, 2 , 3 PV Peroxit value (oxy hóa lipid bậc 1) TBARS Thiobarbituric acid - reactive substance (oxy hóa lipid bậc 2) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TMA Trimetylamin TPC Total Plate Count (Tổng vi sinh vật hiếu khí bề mặt) TVBN Hàm lượng tổng bazơ nitơ bay hơi VASEP Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam VSV Vi sinh vật viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá đổng cờ ....................................................... 18 Bảng 1.2. Thành phần hóa học cơ bản của cá ............................................................... 18 Bảng 1.3. Thành phần khối lượng của mực ống ........................................................... 20 Bảng 1.4. Thành phần hóa học cơ bản của mực (%) ..................................................... 20 Bảng 1.5. Thành phần hóa học của thịt mực Illex illecebrosus (%) ............................. 20 Bảng 1.6. Hàm lượng acid amin có trong mực ống ...................................................... 21 Bảng 1.7. Tỷ lệ khối lượng và hàm lượng lipid theo các cơ quan của mực ống ........... 22 Bảng 1.8. Các loại vitamin trong cơ thể mực ................................................................ 22 Bảng 1.9. Các loại chất khoáng trong cơ thể mực (mg%) ............................................ 23 Bảng 1.10. Hàm lượng một số acid amin và hợp chất chứa nitơ phi protein trong chất ngấm ra của cơ thịt mực .................................................................................. 24 Bảng 1.11. Thành phần hóa học cơ bản của mực và một số nguyên liệu thực phẩm ... 27 Bảng 2.1. Thông số quá trình nhúng nguyên liệu ở hai chế phẩm oligochitosan và oligochitin ......................................................................................................... 44 Bảng 2.2. Thông số quá trình nhúng nguyên liệu vào dung dịch oligochitosan ở các chế độ khác nhau. ............................................................................................. 46 Bảng 3.1. Thông số của quá trình nhúng COS thích hợp đối với nguyên liệu cá đổng, mực ống, tôm bạc ............................................................................................. 88 ix DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cấu tạo chitin (Đỗ Hải Lưu, 2009) ..................................................... 3 Hình 1.2. Cấu tạo chitosan (Đỗ Hải Lưu, 2009) ................................................. 5 Hình 1.3. Cấu tạo oligochitin (Lê Thị Tưởng, 2007) .......................................... 7 Hình 1.4. Cấu tạo oligochitosan (Đỗ Hải Lưu, 2009) ......................................... 9 Hình 1.5. Tỉ trọng tôm Việt Nam xuất khẩu vào các thị trường 2 tháng đầu năm 2015 (Vasep, 2015) ................................................................................. 16 Hình 1.6. Kim ngạch xuất khẩu thủy sản Việt Nam qua các năm (Vasep, 2015)16 Hình 1.7. Tỉ trọng xuất khẩu tôm của Việt Nam sang EU trong năm 2013 2014 (Vasep, 2015) ................................................................................. 17 Là sắc tố màu đen chứa trong túi mực dưới dạng hạt keo.Các sắc tố là một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng đến sự biến màu đen của mực trong quá trình chế biến, bảo quản. ......................................................... 25 Hình 1.9. Sơ đồ biến đổi của động vật thủy sản sau khi chết ........................... 30 Hình 1.10. Quá trình phân giải ATP (Nguyễn Trọng Cẩn và cộng sự. 2006) .. 32 Hình 2.1: Hình ảnh cá (Nemipterus hexodon) .................................................. 38 Hình 2.4. Sơ đồ quy trình bảo quản nguyên liệu dự kiến ................................. 41 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm so sánh, đánh giá khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản của oligochitin và oligochitosan ........................................ 43 Hình 3.1. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của cá đổng theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C........................................................................... 48 Hình 3.3. Sự biển đổi hàm lượng tổng bazơ nitơ bay hơi của cá trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C .................................................................... 49 Hình 3.4. Sự biển đổi hàm lượng trimetylamin của cá trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ................................................................................... 50 Hình 3.5. Sự biến đổi hàm lượng peroxit của cátrong thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C................................................................................................ 50 x Hình 3.6. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của cá trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C....................................................................................... 51 Hình 3.7. Sự biến đổi chất lượng cảm quan chung của mực nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C................................................................................................ 55 Hình 3.8. Sự biến đổi tổng pH cơ thịt của mực nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C56 Hình 3.9. Sự biến đổi tổng bazo nito bay hơi của mực nguyên liệu ................. 56 ở nhiệt độ 6 ± 20C.............................................................................................. 56 Hình 3.10. Sự biến đổi hàm lượng trimetylamin của mực nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C................................................................................................ 57 Hình 3.11. Sự biến đổi hàm lượng peroxit của mực nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C ........................................................................................................... 57 Hình 3.12. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của mực nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C ........................................................................................................... 58 Hình 3.13. Sự biến đổi chất lượng cảm quan chung của tôm bạc nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C....................................................................................... 63 Hình 3.14. Sự biến đổi pH cơ thịt của tôm bạc nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 2 0C63 Hình 3.15. Sự biến đổi hàm lượng tổng bazo nito bay hơi của tôm bạc nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................................ 64 Hình 3.16. Sự biến đổi hàm lượng trimetylamin của tôm bạc nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C....................................................................................... 64 Hình 3.17. Sự biến đổi hàm lượng peroxit của tôm bạc nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C........................................................................................................ 65 Hình 3.18. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của tôm bạc nguyên liệu ở nhiệt độ 6 ± 20C..................................................................................................... 65 Hình 3.19. Sự biến đổi chất lượng cảm quan chung của cá đổng nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C............................................. 70 Hình 3.20. Sự biến đổi pH cơ thịt của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C........................................................................... 70 xi Hình 3.21. Sự biến đổi hàm lượng tổng bazo nito bay hơi của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C....................................... 71 Hình 3.22. Sự biến đổi hàm lượng trimetylamin của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C .................................................... 71 Hình 3.23. Sự biến đổi hàm lượng peroxit của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 72 Hình 3.24. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 72 Hình 3.25. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 76 Hình 3.26. Sự biến đổi pH cơ thịt của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C........................................................................... 77 Hình 3.27. Sự biến đổi hàm lượng tổng bazo nito bay hơi của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C...................................... 77 Hình 3.28. Sự biến đổi hàm lượng trimetylamin của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C .................................................... 78 Hình 3.29. Sự biến đổi hàm lượng peroxit của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 78 Hình 3.30. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 79 Hình 3.31. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của tôm bạc nghệ nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C............................................. 82 Hình 3.32. Sự biến đổi pH cơ thịt của tôm bạc nghệ nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C .................................................................... 83 Hình 3.33. Sự biến đổi hàm lượng tổng bazo nito bay hơi của tôm bạc nghệ nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C......................... 83 Hình 3.34. Sự biến đổi hàm lượng trimetylamin của tôm bạc nghệ nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C............................................. 84 xii Hình 3.35. Sự biến đổi hàm lượng peroxit của tôm bạc nghệ nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C .................................................... 84 Hình 3.36. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của tôm bạc nghệ nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C .................................................... 85 Hình 3.37. Quy trình đề xuất bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá đổng, mực ống, tôm bạc nghệ) bằng oligochitosan .................................................. 87 Hình 3.38. Sự biến đổi chất lượng cảm quan chung của cá đổng nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C............................................. 89 Hình 3.39. Sự biến đổi pH cơ thịt của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C........................................................................... 89 Hình 3.40. Sự biến đổi hàm lượng tổng bazo nito bay hơi của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C....................................... 90 Hình 3.41. Sự biến đổi hàm lượng trimetylamin của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C .................................................... 90 Hình 3.42. Sự biến đổi hàm lượng peroxit của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 91 Hình 3.43. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của cá đổng nguyên liệutheo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 91 Hình 3.44. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 93 Hình 3.45. Sự biến đổi pH cơ thịt của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 2oC........................................................................... 93 Hình 3.46. Sự biến đổi hàm lượng tổng bazo nito bay hơi của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C...................................... 94 Hình 3.47. Sự biến đổi hàm lượng trimetylamin của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C .................................................... 94 Hình 3.48. Sự biến đổi hàm lượng peroxit của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 2oC ............................................................ 95 xiii Hình 3.49. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của mực ống nguyên liệu theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C ............................................................ 95 Hình 3.50. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của tôm theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C....................................................................................... 97 Hình 3.54. Sự biến đổi hàm lượng PV của tôm theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C................................................................................................ 99 Hình 3.55. Sự biến đổi hàm lượng TBARS của tôm theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ± 20C....................................................................................... 99 xiv LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Chitin, chitosan có nhiều đặc tính quý báu như: hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, có khả năng tự phân hủy sinh học cao, không gây dị ứng, không gây độc hại cho người và gia súc… Do vậy chitin và chitosan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm. Tuy nhiên, chitin, chitosan đều có chung nhược điểm là không tan trong nước, hòa tan trong acid acetic 1-2% nên việc ứng dụng chitin, chitosan bị hạn chế. Chính vì thế người ta có xu hướng nghiên cứu thủy phần chitin và chitosan thành oligochitin và oligochitosan nhằm mở rộng khả năng ứng dụng. Oligochitin và oligochitosan có đặc tính hòa tan tốt hơn, có tính kháng khuẩn, có hoạt tính chống oxi hóa,… nên được ứng dụng trong lĩnh vực bảo quản các loại rau quả, nguyên liệu thực phẩm. Hiện nay việc lạm dụng các hóa chất độc hại như hàn the, ure,... trong bảo quản thực phẩm đang ở mức báo động. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng oligochitin và oligochitosan thay thế các chất bảo quản độc hại trong bảo quản thực phẩm và nguyên liệu thủy sản là cần thiết. Hiện đã có một số nghiên cứu sử dụng oligochitin, oligochitosan trong bảo quản nguyên liệu thủy sản. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào so sánh về khả năng bảo quản thủy sản nguyên liệu của oligochitin và oligochitosan. Do vậy, để có được các đánh giá chính xác về khả năng sử dụng oligochitin và oligochitosan trong bảo quản nguyên liệu thủy sản thì cần phải có các nghiên cứu so sánh khả năng sử dụng oligochitin và oligochitosan trong bảo quản nguyên liệu thủy sản. Xuất phát từ thực tiễn đó, dưới sự hướng dẫn của TS.Vũ Ngọc Bội và TS. Nguyễn Văn Minh, tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá, tôm, mực) bằng oligochitin và oligochitosan”. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu chung - Đánh giá khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá, tôm, mực) của oligochitin và oligochitosan. 1 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá, tôm, mực) của oligochitin và oligochitosan thông qua sự biến đổi về chất lượng cảm quan, pH, hàm lượng tổng bazo nito bay hơi, trimetylamin, PV và TBARS của nguyên liệu theo thời gian bảo quản. - Bố trí thí nghiệm xác định chế độ nhúng và phương thức bao gói thích hợp trong bảo quản nguyên liệu bằng oligochitosan. - Thử nghiệm bảo quản nguyên liệu (cá, tôm, mực) theo quy trình đề xuất. Nội dung nghiên cứu 1) So sánh đánh giá khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá, tôm, mực) bằng oligochitin và oligochitosan. 2) Hoàn thiện quy trình bảo quản nguyên liệu thủy sản (tôm, cá, mực) bằng oligochitosan sản xuất theo công nghệ bức xạ Coban 60. 3) Đề xuất quy trình hoàn thiện bảo quản nguyên liệu thủy sản (cá, tôm, mực) bằng oligochitosan. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu  Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là dữ liệu khoa học mới về khả năng bảo quản nguyên liệu thủy sản bằng oligochitin và oligochitosan. Do vậy, kết qủa nghiên cứu của đề tài làm phong phú thêm hiểu biết của chúng ta về khả năng ứng dụng oligochitin và oligochitosan trong lĩnh vực bảo quản nguyên liệu thủy sản.  Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của luận văn là cơ sở để các doanh nghiệp chế biến thủy sản áp dụng trong bảo quản nguyên liệu. Do vậy đề tài có ý nghĩa thực tiễn cao. Điểm mới của đề tài nghiên cứu Đề tài hoàn toàn mới và không trùng lặp với các đề tài nghiên cứu trước đây. Tiến hành nghiên cứu đánh giá khả năng bảo quản cá, tôm, mực bằng oligochitin và oligochitosan sản xuất theo phương pháp sử dụng bức xạ Coban 60 để phân cắt. Trên cơ sở đó, hoàn thiện quy trình bảo quản cá, tôm, mực bằng oligochitosan. Các kết quả nghiên cứu bắt nguồn từ đề tài cấp Nhà nước và là kết quả mới nên kết quả của đề tài có ý nghĩa cao về mặt khoa học. Mặt khác, các nghiên cứu có thể ứng dụng trong bảo quản nguyên liệu thủy sản trong thực tế nên đề tài có ý nghĩa cao về mặt thực tiễn. 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CHITIN, CHITOSAN, OLIGOCHITIN VÀ OLIGOCHITOSAN 1.1.1. Cấu tạo và tính chất của chitin, chitosan, oligochitin và oligochitosan 1.1.1.1. Chitin Chitin là một polyme phổ biến trong thiên nhiên sau cellulose, chúng được tạo ra trung bình 20g trong 1 năm/1m2 bề mặt trái đất. Trong thiên nhiên chitin tồn tại ở cả động vật và thực vật (Trần Thị Luyến và cộng sự, 2009). Chitin hiếm tồn tại ở trạng thái tự do, hầu như luôn liên kết với protein, CaCO3, và các chất hữu cơ khác. Trong động vật thủy sản đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu tiềm năng sản xuất chitin, từ đó sản xuất các sản phẩm khác từ chúng.Chitin có cấu trúc polyme tuyến tính từ các đơn vị N-acetyl--D Glucosamin nối nhau nhờ cấu trúc -1,4 glucozit (Trang Sĩ Trung và cộng sự. 2010; R.A.A. Muzzarelli, 1977). Công thức phân tử: [C8H13O5N]n Trong đó: thay đổi tùy thuộc vào loại nguyên liệu:  Ở tôm Thẻ: n=400 ÷ 500  Ở tôm Hùm: n=700 ÷ 800  Ở Cua: n=500 ÷ 600 Phân tử lượng: Mchitin=(203.09)n Công thức cấu tạo: Hình 1.1. Cấu tạo chitin (Đỗ Hải Lưu, 2009) 3  Tính chất của chitin: Chitin có màu trắng, cũng giống như cellulose, chitin có tính kỵ nước cao và không tan trong nước, trong kiềm, trong acid loãng và các dung môi hữu cơ như ete, rượu. Tính không tan của chitin là do chitin có cấu trúc chặt chẽ, có liên kết trong và liên kết phân tử mạnh thông qua các nhóm hydroxyl và acetamide. Tuy nhiên, cần lưu ý là -chitin không giống như -chitin, có tính trương nở với nước cao. Chitin tự nhiên có độ acetyl dao động trong khoảng từ 8 – 12%, phân tử lượng trung bình lớn hơn 1 triệu dalton. Tuy nhiên, chitin chiết rút từ vi sinh vật thì có phân tử lượng thấp, chỉ khoảng vài chục nghìn dalton. Chitin tương đối ổn định với các chất chống oxy hóa khử như thuốc tím (KMnO4), H2O2, nước Javen (NaClO) hay Ca(OCl)2..., lợi dụng tính chất này người ta sử dụng các chất chống oxy hóa trên để khử màu cho chitin. Chitin rất khó tan trong thuốc thử Schweizel Sapranora. Điều này có thể do nhóm acetamide (-NHCOCH3) ngăn cản sự tạo thành phức chất cần thiết. Khi đun nóng trong axit HCl đậm đặc thì chitin sẽ bị thủy phân hoàn toàn tạo thành 88,5% D-Glucosamin và 21,5% acid acetic, quá trình thủy phân xảy ra ở mối nối glucozit, sau đó là sự loại bỏ nhóm acetyl (-CO-CH3). (C32H54N4O21)x + 2(H2O)x (C28H50N4O19)x + 2(CH3COOH)x Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc thì chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan. Chitin + nNaOHđậmđặc Chitosan + nCH3COONa Chitin có khả năng hấp thụ hồng ngoại ở bước sóng: 884 ÷ 890 m (Nguyễn Thị Liến, 2007). 1.1.1.2. Chitosan Chitosan là một dẫn xuất của chitin, là một dạng polyme hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị D-Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucozit. Các liên kết dễ bị cắt đứt bởi các chất hóa học như: axit, bazơ, tác nhân oxy hóa và enzym thủy phân. Công thức cấu tạo: Công thức phân tử chitosan: [C6H11O4N]n 4 Phân tử lượng trung bình: Mchitosan=(161.07)n Hình 1.2. Cấu tạo chitosan (Đỗ Hải Lưu, 2009)  Tính chất của chitosan Chitosan là một chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột màu trắng ngà, không mùi, không vị ở dạng vảy có màu trắng trong hay hơi vàng. Loại chitosan hay được dùng trong y tế và thực phẩm có trọng lượng phân tử trung bình từ 200000 đến 400000 dalton. Chitosan mang tính kiềm nhẹ, không hòa tan trong nước và kiềm nhưng hòa tan trong acid loãng (pH=6,5) sẽ tạo thành dung dịch keo nhớt trong suốt. Chitosan khi hòa tan trong dung dịch acid acetic loãng tạo dung dịch keo dương, do vậy keo chitosan không kết tủa với ion dương. Chitosan tác dụng với iot trong môi trường H2SO4 cho phản ứng màu tím.Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan. Chitosan là một polyme mang điện tích dương nên được xem là polycationic (pH < 6,5), có khả năng bám dính trên bề mặt có điện tích âm như protein, aminopolysaccharide (alginate), acid béo và phospholipid do có mặt nhóm amino (NH2) (Trần Thị Luyến và cộng sự. 2006). Chitosan có khả năng ức chế nhiều chủng vi sinh vật: vi khuẩn gram âm, vi khuẩn gram dương và vi nấm. So với chitin, chitosan có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm tốt hơn vì điện tích dương ở vị trí cacbon thứ 2 ở pH<6. Chitosan có phân tử lượng dưới 2000 dalton thì khả năng ức chế vi sinh vật cao (Jeon và cộng sự. 2000). Tuy nhiên, chitosan có phân tử lớn thì khả năng kháng khuẩn cũng thấp. Chitosan được hòa tan trong các dung môi hữu cơ như acid acetic, acid lactic và được sử dụng để xử lý kháng khuẩn, kháng nấm (Trang Sĩ Trung và cộng sự. 2010). Chitosan có khả năng tạo màng rất tốt. Tính chất cơ lý của màng chitosan như độ chịu kéo, độ rắn, độ ngấm nước phụ thuộc nhiều vào phân tử lượng và độ deacetyl hóa của chitosan. Chitosan độ deacetyl hóa cao có ứng suất kéo cao hơn màng chitosan độ deacetyl hóa thấp, tuy nhiên chúng có độ trương nở thấp hơn. 5 Ngoài các tính chất nêu trên, chitosan còn có khả năng chống oxy hóa. Khả năng chống oxy hóa của chitosan cũng phụ thuộc và độ deacetyl, phân tử lượng và độ nhớt của chitosan. Chitosan có độ nhớt thấp thì khả năng chống oxy hóa cao.Hơn nữa, chitosan có thể liên kết tốt với lipid, protein, các chất màu. Do chitosan không tan trong nước nên chitosan ổn định hơn trong môi trường nước so với các polyme tan trong nước như alginat, agar (Trang Sĩ Trung và cộng sự. 2010).  Cơ chế kháng khuẩn của chitosan Chitosan không những ức chế các vi khuẩn gram âm, gram dương mà cả nấm men, nấm mốc. Khả năng kháng khuẩn của chitosan phụ thuộc vào các yếu tố sau: loại chitosan sử dụng (độ deacetyl, khối lượng phân tử), pH môi trường, nhiệt độ và sự có mặt của một số thành phần trong thực phẩm. Khả năng kháng khuẩn của chitosan và dẫn xuất của nó đã được nghiên cứu bởi một số tác giả, trong đó có cơ chế kháng khuẩn. Mặc dù chưa có một giải thích đầy đủ về khả năng kháng khuẩn đối với tất cả các đối tượng vi sinh vật, nhưng hầu hết đều cho rằng khả năng kháng khuẩn liên quan đến mức độ hấp phụ chitosan lên bề mặt tế bào. Trong đó chitosan hấp phụ lên bề mặt vi khuẩn gram âm tốt hơn vi khuẩn dương. Một số cơ chế đã được giải thích như sau: - Nhờ tác dụng của những nhóm NH3+ trong chitosan lên các vị trí mang điện âm ở trên tế bào vi sinh vật, dẫn tới sự thay đổi tính thấm của màng tế bào. Quá trình trao đổi chất qua màng tế bào bị ảnh hưởng. Lúc này vi sinh vật không thể nhận chất dinh dưỡng cơ bản như glucose cho sự phát triển bình thường dẫn đến mất cân bằng giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào. Cuối cùng dẫn đến sự chết của tế bào. Theo giải thích của một số tác giả thì chính sự tác động giữa polycation chitosan sẽ liên kết với polyme mang tính acid (polyanion) lên bề mặt tế bào vi sinh vật tạo nên polyelectrolic đã gây khó khăn trong quá trình trao đổi chất. - Chitosan có thể ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật do có khả năng lấy đi các ion kim loại đóng vai trò quan trọng trong thành phần enzym như Cu2+, Co2+, Cd2+... của tế bào vi sinh vật do tạo phức với nhóm -NH2 có trong phân tử chitosan đồng thời các nhóm này có thể tác dụng với các nhóm anion của bề mặt tế bào. Như vậy, vi sinh vật sẽ bị ức chế phát triển do sự mất cân bằng liên quan đến các ion quan trọng. 6