Tài liệu NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DUNG DỊCH CHITOSAN VÀ PHỤ LIỆU ĐỂ KÉO DÀI THỜI GIAN BẢO QUẢN TRỨNG GÀ TƯƠI

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NHA TRANG *********** LÊ THANH LONG NGHIEÂN CÖÙU SÖÛ DUÏNG DUNG DÒCH CHITOSAN VAØ PHUÏ LIEÄU ÑEÅ KEÙO DAØI THÔØI GIAN BAÛO QUAÛN TRÖÙNG GAØ TÖÔI (HYLINE) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Nha Trang - 2006 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NHA TRANG *********** LÊ THANH LONG NGHIEÂN CÖÙU SÖÛ DUÏNG DUNG DÒCH CHITOSAN VAØ PHUÏ LIEÄU ÑEÅ KEÙO DAØI THÔØI GIAN BAÛO QUAÛN TRÖÙNG GAØ TÖÔI (HYLINE) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN Mã số: 2.07.03 Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS. TRẦN THỊ LUYẾN Nha Trang - 2006 3 Trứng gà từ lâu được biết đến như là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng rẻ tiền trong bữa ăn hằng ngày của con người. Đặc biệt trong trứng chứa 12% protein với đầy đủ các amino acid không thay thế, 11% lipid và nhiều thành phần dinh dưỡng quan trọng khác như: acid folic, choline, sắt, selen và các vitamin A, B, D, E và K. Bên cạnh đó nhờ khả năng tạo gel, nhũ tương, tạo màu… trứng gà còn là nguồn nguyên liệu cho nhiều loại sản phẩm thực phẩm khác như các loại bánh, kem, bột trứng, sản phẩm mô phỏng[9],[11],[24],[86],[92]. Hiện nay nhu cầu sử dụng trứng gà tươi trên thị thường nội địa và trên thế giới khá lớn. Theo các số liệu thống kê của FAO mức tiêu thụ trên một người dân/1 năm bình quân trên thế giới năm 1996 là 7kg, cao nhất là Nhật Bản :19,94kg. Cũng theo FAO năm 2002 sản lượng trứng tự sản xuất ra ở một số nước trên thế giới là: Mỹ 5131500 tấn, Anh là 705.100 tấn, Trung Quốc là 25.009.340 tấn, Malaixia là 443021 tấn, Philippin 569.400 tấn, Indonesia là 911.202 tấn, Ấn Độ là 2.000.000 tấn, Nhật Bản là 2.513.652 tấn, Lào là 12.888 tấn. Ở Việt Nam sản lượng trứng của ngành chăn nuôi không ngừng tăng lên, năm 2002 sản lượng trứng tự sản xuất ra của Việt Nam là 226.500 tấn[8]. Ở nước ta, do điều kiện khí hậu nóng ẩm nên trứng dễ bị hư hỏng. Ở nhiệt độ thường (27-30oC) trứng gà chỉ sau tối đa từ 10-12 ngày bảo quản trứng đã bị biến đổi về trọng lượng, chất lượng như biến đổi thành phần dinh dưỡng và giá trị thương phẩm (trứng mốc, trứng loãng lòng, thối vỡ..). Do đó việc nghiên cứu ứng dụng các phương pháp bảo quản trứng nhằm kéo dài thời gian lưu trữ, giữ được chất lượng ít bị biến đổi, phục vụ tiêu dùng trong nước cũng như xuất khẩu là đòi hỏi cấp bách, nhất là trong tình hình phát triển các mô hình trang trại như hiện nay. Hiện nay ở nước ta việc bảo quản trứng chủ yếu dựa vào kinh nghiệm. Các phương pháp bảo quản thường dùng như: ngâm trong dung dịch nước vôi bão hòa, muối trứng, ở nhiệt độ thấp (dưới 10oC)… trong đó bảo quản ở nhiệt độ thấp có thể kéo dài thời gian bảo quản trứng đến 2 tháng, tuy nhiên phương pháp này đắt tiền và thường khó áp dụng ở qui mô nông trại. Các phương pháp ngâm trứng trong dung dịch nước vôi, muối trứng mặc dù thời hạn bảo quản có thể tăng lên đến hàng 4 tháng nhưng mùi vị trứng đã thay đổi nhiều, mất đi độ tươi tự nhiên của nguyên liệu trứng. Màng bọc chitosan với những khả năng đặc biệt như hạn chế mất nước, kháng khuẩn, kháng nấm, từ lâu đã được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu ứng dụng có kết quả khả quan trong nhiều lĩnh vực đặc biệt trong bảo quản thực phẩm. Tuy vậy việc nghiên cứu sử dụng màng bọc chitosan trong bảo quản trứng gà tươi thương phẩm đến nay vẫn còn khá mới mẻ. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sử dụng màng bọc chitosan trong bảo quản trứng gà tươi chỉ dừng lại ở mức độ thử nghiệm thăm dò, chưa đưa ra được qui trình có thể áp dụng trong thực tế ở qui mô nông trại. Do đó việc nghiên cứu ứng dụng màng chitosan vào mục đích kéo dài thời gian bảo quản trứng gà tươi không chỉ tạo ra giải pháp hiệu quả giảm tổn thất sau thu hoạch sản phẩm chăn nuôi mà còn giúp đa dạng hóa các ứng dụng của chitosan, nâng cao giá trị kinh tế của nguồn phế liệu vỏ tôm, cua… giải quyết một lượng lớn phế liệu thủy sản thuộc nhóm động vật giáp xác. , đề tài: “Nghiên cứu sử dụng dung dịch chitosan và phụ liệu để kéo dài thời gian bảo quản trứng gà tươi” , ục tiêu: - Kéo dài thời gian bảo quản trứng tươi ở nhiệt độ thường. - Nghiên cứu đề xuất qui trình bảo quản trứng gà tươi thương phẩm thích hợp ở qui mô nông trại trên cơ sở sử dụng màng bọc chitosan kết hợp với chất bảo quản cho phép. 5 Chương 1 35-75 1.1]. [48],[92]. 1.1. 1.1: [28] T ( %) Protein ( %) Lipid ( %) Carbohydrate ( %) 65,5 12 11 0,5 ( %) 11 90 74 13 12 0,7 0,9 60 88 10 0,03 0,8 0,5 30 47 16 34 0,6 1,1 10 0 2 0 0 98 ( %) 100 , . [7 - 1.1 gà 6 calcium carbonate ), magnesium carbonate calcium phosphate magnesium . -polysaccharides [92]. ) tươi trong su lớp . , [24]. (0,027%). . 7 [28],[86],[92] - . . .  - - - . [24],[92] : . - (glucoprotein) hay glucan. . [8],[24] một như K+, Na+ hai như Ca2+, Mg2+ 8 15%. 2 . 12. [7],[28],[48],[86],[92] . . . - . . bohydrate . 9 iên k . . (60%), ph (5%). . . * Vitamin . *C , - òa - . * Các hợp chất bay hơi 10 Trong số 80 hợp chất đã được định danh để tạo mùi thơm của trứng có 3 hợp chất có số lượng nhiều chiếm 60% thành phần chất bay hơi là: 2- metylbutanan, 5heptadecen, indol, chúng là những cấu tử chính tạo nên hương của lòng đỏ. gà e n. [7],[24],[92] , , 2 , pH tăng 2 , 2 = 7,4-7,6, sau một thời gian 2 . trung tâm. . Thời gian bảo quản kéo dài hàm lượng nước trong lòng đỏ tăng lên, ngược lại hàm lượng nước trong lòng trắng giảm xuống. . Sự hóa già của trứng xảy ra chậm nhất khi bảo quản ở nhiệt độ -1,5÷2oC. . Tốc độ mất nước phụ thuộc vào kích thước của trứng, kích thước và mật độ lỗ khí, nhiệt độ và độ ẩm của môi trường bảo quản. ở 11 giảm trọng lượng của trứng [7]. hủy y ra. Ngoài lysozyme có trong lòng trắng, ở lòng trắng và cả lòng đỏ trứng còn chứa các enzyme thủy phân và oxy hóa khác như peptidase, catalase, amylase,... e này, trong trứng xảy ra các phản ứng phân giải các hợp chất protein, lipid, glucid,.. đặc biệt khi nhiệt độ bảo quản cao. NH3 (CO2, NH3, H2 . cid . Glucid trong trứng mặc dù có hàm lượng thấp nhưng vẫn lên men dưới tác dụng của enzyme hoặc vi sinh vật tạo thành acid lactic, acid acetic và CO 2. Kết quả của quá trình tự phân hủy là các hợp chất như NH3, H2S, CO2, acid hữu cơ, amin bậc thấp...tích tụ lại trong trứng. Hàm lượng vitamin giảm, sự phân bố các sản phẩm trung gian giữa lòng trắng và lòng đỏ bị đảo lộn ví dụ glucose ở lòng đỏ tăng, ở lòng trắng giảm; Ca2+ ở lòng đỏ tăng... Cuối cùng chất lượng trứng bị giảm sút, nếu để quá lâu trứng có thể không dùng được làm thực phẩm. 9398%[7],[49],[57] bên trong lysozyme n nhanh 12 Pseudomonads phát triển, , trong vỏ và màng lòng trắng qua các . Giai đoạn đầu, nhiều khuẩn lạc nhỏ có màu sắc khác ch nhau được hình thành, nếu soi dưới nguồn sáng xuất hiện các đốm nhỏ. Về sau, các khuẩn lạc lớn dần, màng trong vỏ có thể bị nấm mốc che phủ. [30],[91],[92]. Micrococcus, Staphylococcus, Arthrobacter, Bacillus, Streptococcus, Sarcina như E. Coli, Salmonella, Pseudomonads, Proteus, . Những nấm mốc Alcaligenes phát triển trên trứng thường gặp như: Aspergilus niger, Penicillium glaucum, Mucor, Cladosporium herbarum..[71],[92]. cid 2, NH3, H2 . Sự tạo thành các chất khí làm cho áp suất trong trứng tăng lên, có m thể làm vỡ trứng. 1.2.2 . :[37] *Phân loại theo phẩm chất: Phẩm chất của trứng được xác định theo tình trạng vỏ, buồng khí, trạng thái lòng đỏ, lòng trắng,... - Loại AA: Vỏ sạch, nguyên vẹn; chiều sâu buồng khí < 3mm; lòng trắng rõ, chắc; lòng đỏ nằm giữa, đường viền mờ. 13 - Loại A: Vỏ sạch, nguyên vẹn; chiều sâu buồng khí < 6 mm; lòng trắng rõ; lòng đỏ gần trung tâm, đường viền rõ. - Loại B: Vỏ hơi bẩn, nguyên vẹn; chiều sâu buồng khí <9,5 mm; lòng trắng hơi loãng; lòng đỏ lơ lửng, đường viền rõ. - Loại C: Vỏ bẩn dưới 1/4 diện tích vỏ; chiều sâu buồng khí >9,5mm; lòng trắng loãng, có vết máu; lòng đỏ lơ lửng, đường viền lỏng lẻo. - Loại bẩn: Vỏ bẩn nhưng còn nguyên vỏ. - Loại rạn: Vỏ bị rạn nhưng ruột không chảy ra ngoài. - Loại vỡ: Vỏ nứt và ruột chảy ra ngoài. *Phân loại theo trọng lượng: : ng 1.2: Khối lượng (g/quả) >65 Loại 1 Giới hạn cho phép (kg/1000 quả) 67-68 Khối lượng tính cho 360 quả(kg) 24,3 60-65 55-60 50-55 45-50 2 3 4 5 62-63 57-58 52-53 47-48 22,5 20,7 18,7 17,1 <45 6 42-43 15,3 (Haugh Unit . :[75],[87] : 1.3. 1.3: t Vỏ Chất lượng AA Sạch Còn nguyên vẹn Bình thường Chất lượng A Sạch Còn nguyên vẹn Bình thường Chất lượng B Có vết bẩn nhỏ(*) Còn nguyên vẹn 14 Chiều sâu ≤ 1/8 Chiều sâu ≤ 3/16 Chiều sâu > 3/16 inch. inch. inch. . . . Không có bọt. Không có bọt. Không có bọt. Yếu và loãng Có vết máu nhỏ Buồng khí Lòng trắng Đường viền mờ. Đường viền rõ. . Hình cầu, nằm Hình cầu, nằm Bị dẹt và mở rộng. giữa. giữa. Lòng đỏ Haugh Unit (HU)(**) > 72 60-71 31-59 : Loại bẩn Loại vỡ . (*) bên trong. :G . (**) : . 1.4: Phân loại trọng lượng Trọng lượng tịnh nhỏ nhất mỗi tá trứng(gam) (gam) Trọng lượng tịnh nhỏ nhất cho mỗi quả trứng trong một tá(gam) 840 25.088 812 Lớn nhiều 756 22.624 728 Lớn 672 20.160 644 Trung bình 588 17.696 560 Nhỏ 504 15.232 476 420 21.504 - Trứng gia cầm là th 15 . Tuy nhiên thành phần dinh dưỡng của trứng là đối tượng của nhiều loại vi si . 1.3 0-2oC) giữ được hầu như nguyên vẹn tính chất ban đầu của nguyên liệu về hình dáng bên ngoài cũng như chất lượng bên trong. Khi bảo quản lạnh thì hoạt động của vi sinh vật bị ức chế nên khả năng hư hỏng của trứng thấp. . Khi bảo quản lạnh, để giảm hao hụt khối lượng và sự hư hỏng, có thể phủ màng bao quanh vỏ trứng[7],[24]. , nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là giá thành sản phẩm cao và đầu tư ban đầu để xây các kho lạnh là rất lớn do đó không phải ở đâu và lúc nào cũng có thể thực hiện được. (1m3 (OH)2 10oC. u , c [7]. , , Queensland. 16 . 54%[60],[61]. Vào năm 1997 một dự án về sử dụng dầu khoáng (BP WT1) để bảo quản trứng gà và trứng vịt được thực hiện ở 4 thành phố lớn của Việt Nam là Hà Nội, Thành phố Hồ chí Minh, Cần Thơ, Huế. Kết quả thời gian bảo quản [32],[60],[78]. 1.3 2 2, N 2 , H2 [7],[92]. [92] Nguyên lý của phương pháp xử lý nước nóng là ở một nhiệt độ : 49o ; 60o ; 54o ; 59o . . Các tia ion hóa có tác dụng sát khuẩn mạnh, khi sử dụng đúng liều lượng thì nó có khả năng tiệt trùng trong vài giây và tác dụng của nó sẽ tăng lên trong điều kiện lạnh. Dưới tác dụng của tia ion hóa nước sẽ bị biến đổi đầu tiên, H+ và OH- tạo thành tồn tại ở trạng thái tự do trong thời gian rất ngắn. Chúng sẽ tham gia tác dụng tương h với các cấu tử thành phần khác nhau của sản phẩm tạo nên những 17 biến đổi bất lợi. Vì vậy khi ứng dụng tia ion hóa thì nguyên tắc đầu tiên có tính chất quyết định đến chất lượng của nguyên liệu sau bảo quản đó là việc xác định trường nhiệt độ tức xác định khoảng cách giữa nguyên liệu với nguồn chiếu xạ để tránh những biến tính không cần thiết. Tia được sử dụng: tia  ,  ,  [24]. 1.4. 1.4.1. Tình hình tiêu thụ trứng gà trên thế giới và tại Việt Nam . . ,đ , liên bang Nga...[8]. 1990[92 i năm tăng 5,05%. N 44.713.310 1995. g 13.995.000 (tương đương 13% 1995[8],[52]. 1.5. 1.5: 2002 Nước sản xuất Sản lượng (tấn) Nước sản xuất Sản lượng (tấn) Inđônêxia Malaixia 5.131.500 705.100 25.009.340 443.021 911.202 2.000.000 2.513.652 12.888 Philippin 569.400 Myanma 112.705 Anh 18 đều ở các vùng sinh thái mà tập trung phát triển ở các vùng đồng bằng Sông Hồng và sông Cửu Long đến 48,52%, các vùng khác thưa hơn[8]. 167 qu - 226. /năm. . Năm 42. 2003 đàn gà cả nước đã đạt khoảng 150 triệu con và theo kế hoạch của Cục Nông nghiệp Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phấn đấu đến năm 2010 đạt 340345 triệu gia cầm, tổng sản lượng trứng đạt 6,7 tỉ quả[8]. 3. 4. [34]. 1.4 , [24],[25]. : , cacao , . : - - (O - - . . 19 - . . ...[24]. [7],[24],[31],[33] - : . . . - : . + Phương 28-30o 25-30o : Pha - - . . 1.5. NAY 1.5.1. 1. Chitosan là một dẫn xuất của chitin. Trong tự nhiên, chất chitosan rất hiếm và chỉ có ở màng tế bào nấm mốc thuộc họ Zygemyceces và ở vài loài côn trùng như thành bụng của các mối chúa, ở một vài loại tảo. Ngoài ra nó có nhiều trong vỏ 20 động vật giáp xác tôm, cua, ghẹ và mai mực. Vì vậy vỏ tôm cua ghẹ là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất chitin-chitosan và dẫn xuất của chúng. Cấu tạo hoá học của chitosan tương tự với cellulose, chỉ khác một nhóm chức ở vị trí C2 của mỗi đơn vị D-glucose (thay nhóm hydroxyl ở cellulose bằng nhóm amino ở chitosan), nhưng tính chất của chúng lại khác nhau. Tên hoá học của chitosan là: Poly--(1,4)-D-glucosamin, hay còn gọi là poly-(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose. Công thức cấu tạo: CH2OH O CH2OH O O OH CH2OH O O OH NH2 O O OH NH2 NH2 Công thức phân tử: (C6H11O4N)n Phân tử lượng: Mchitosan =(161,07)n Tuy nhiên trên thực tế thường có mắt xích chitin đan xen trong mạch cao phân tử chitosan (khoảng 10%). Vì vậy công thức chính xác của chitosan được thể hiện như sau[11],[72]: CH2OH CH2OH O O O OH NH2 Trong đó tỷ lệ O O OH n NHCOCH3 m m phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa. n : - Chitosan là một chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột có màu trắng ngà, ở dạng vảy có màu trắng trong hay màu hơi vàng. Chitosan thương mại ít nhất phải có mức DD (degree of deacetylation) hơn 70% và trọng lượng phân tử gần 100.000-1200.000 Dalton ( Li, 1997- Onsoyen và Skaugrud, 1990)[84]. - Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hoà tan trong nước, trong kiềm nhưng hoà tan trong acid acetic loãng sẽ tạo thành một dung dịch keo nhớt trong suốt. Chitosan khi hoà tan trong dung dịch acid acetic loãng sẽ tạo thành dung dịch keo dương, nhờ