Nghiên cứu mối tương quan giữa qim và chỉ số k trong đánh giá chất lượng tôm thẻ chân trắng (litopenaues vannamei) bảo quản ở 0ocđồ án tốt nghiệp viện công nghệ sinh học và thực phẩm chuy

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƯ NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA QIM VÀ CHỈ SỐ K TRONG ĐÁNH GIÁ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM

NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƯ

NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA QIM

VÀ CHỈ SỐ K TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (LITOPENAUES

Chuyên ngành: ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM

Mã chuyên ngành: 52540106

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021

THÔNG TIN CHUNG

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƯ MSHV: 17038271 Lớp : DHBTP13A Khóa: K13

Chuyên ngành : Đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm

Mã chuyên ngành : 52540106

Email : nhunguyen0529@gmail.com

Tên đề tài : NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA QIM VÀ CHỈ SỐ

K TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TÔM THẺ CHÂN TRẮNG

(LITOPENAUES VANNMEI) BẢO QUẢN Ở 0OC

Người hướng dẫn: TS Lê Nhất Tâm

Email : lenhattam@iuh.edu.vn

Cơ quan công tác : Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh

Người đồng hướng dẫn : TS Phan Thụy Xuân Uyên

Email : phanthuyxuanuyen@iuh.edu.vn

Cơ quan công tác : Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh

Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 5 năm 2021

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài Nghiên cứu mối tương quan giữa QIM và chỉ số K trong đánh

giá chất lượng tôm thẻ chân trắng (Litopenaues vannmei) bảo quản ở 0oC chúng em nhận được sự giúp đỡ từ nhiều từ thầy cô và ban lãnh đạo viện Đầu tiên, chúng em xin gửi đến Ban lãnh đạo Trường Đại học Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh cùng với quý thầy cô Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm lời cảm ơn chân thành nhất Chúng em cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học và thực phẩm đã cho nhóm

có cơ hội để được học tập, trau dồi kiến thức trong suốt quá trình đại học của mình Giúp chúng em có kiến thức để thực hiện đề tài tốt nghiệp, trực tiếp nghiên cứu khoa học, tích lũy kinh nghiệm giúp ích cho quá trình làm việc sau này Chúng em đặc biệt gửi lời cảm ơn đến giảng viên TS.Lê Nhất Tâm – Trưởng bộ môn Đảm bảo chất lượng

và an toàn thực phẩm, người đã trực tiếp, tận tình hướng dẫn nhóm trong suốt quá trình thực hiện đề tài Thầy đã chỉ dạy cho chúng em thêm nhiều kinh nghiệm giúp chúng em có nhiều kiến thức hơn về tôm thẻ chân trắng Những kinh nghiệm được thầy chỉ dạy và rút ra trong quá trình thực hiện sẽ là vốn hành trang cho chúng em khi

đi làm sau này Chúng em cảm ơn giảng viên TS.Phan Thụy Xuân Uyên đã đồng ý đồng hướng dẫn, giúp đỡ nhóm làm tốt công tác huấn luyện hội đồng, bổ trợ thêm cho chúng em phần kiến thức còn thiếu sót về phần đánh giá cảm quan, cảm ơn cô đã luôn tạo điều kiện tốt nhất để nhóm hoàn thành quá trình thực hiện đề tài Bên cạnh đó, nhóm xin cảm ơn đến các cán bộ và thầy cô trong viện và đặc biệt là thầy cô trong bộ môn Đảm bảo chất lượng cùng với các bạn thành viên nhóm đã luôn ở bên cạnh đồng hành, giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài vừa qua Với lượng kiến thức hữu hạn và trong khoảng thời gian cho phép, bài báo cáo của nhóm chắc hẳn còn nhiều thiếu sót Hi vọng nhận được sự góp ý và chỉnh sửa từ thầy cô Chúng em xin chân thành cảm ơn !

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu mối tương quan giữa QIM và chỉ số K trong

đánh giá chất lượng tôm thẻ chân trắng (Litopenaues vannmei) bảo quản ở 0oC” được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của TS.Lê Nhất Tâm và TS.Phan Thụy Xuân Uyên Các nội dung nghiên cứu trong đề tài là trung thực và chưa có công

bố nào trước đây Các số liệu, bảng biểu trong bài được ghi nhận trong quá trình làm thực nghiệm, nếu có tham khảo từ các nghiên cứu đã được công bố sẽ ghi rõ nguồn trích dẫn Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước bộ môn, viện và nhà trường về sự

cam đoan này

Sinh viên

Nguyễn Thị Quỳnh Như

TÓM TẮT

Chất lượng tôm thẻ chân trắng được xác định thông qua việc đánh giá sự thay đổi các tính chất cảm quan bằng phương pháp đánh giá chất lượng QIM cùng với sự biến đổi của chỉ số K dựa trên các thành phần của quá trình phân giải các chỉ số hóa học thông qua quá trình phân giải Adenosine triphosphat (ATP) qua các ngày bảo quản ở 00C Kết quả nghiên cứu cho thấy điểm QI và giá trị chỉ số K tăng tuyến tính theo số ngày bảo quản Hai chỉ số QI và K có mối quan hệ mật thiết với nhau được thể hiện qua đường hồi quy tuyến tính Kết quả đã xác định được số ngày bảo quản của tôm thẻ chân trắng là 8 ngày ở điều kiện 0OC Chất lượng cảm quan của tôm giảm trong khi giá trị điểm QI và chỉ số K đều tăng Sự liên quan giữa hai chỉ số giúp phân hạng chất lượng tôm thẻ chân trắng theo 4 mức độ: rất tốt-tốt-chấp nhận-tạm chấp nhận

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI CAM ĐOAN iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 6

DANH MỤC BẢNG BIỂU 7

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 8

MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 16

1.1 Giới thiệu về tôm thẻ chân trắng 16

1.1.1 Phân bố và tập tính 16

1.1.2 Đặc điểm sinh học 17

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng 17

1.2 Những biến đổi của tôm sau khi chết 18

1.2.1 Giai đoạn trước tê cứng 19

1.2.2 Giai đoạn tê cứng 19

1.2.3 Quá trình tự phân giải 20

1.2.4 Quá trình thối rữa 20

1.2.5 Các biến đổi cảm quan 20

1.2.6 Các hiện tượng hư hỏng của tôm 21

1.2.6.1 Hiện tượng biến đen 21

1.2.6.2 Hiện tượng biến đỏ 23

1.2.6.3 Sự ươn hỏng do vi sinh vật 24

1.2.7 Sự biến đổi hóa học 26

1.2.7.1 Sự phân giải Glycogen 26

1.2.7.2 Sự biến đổi của Adenosine triphosphat (ATP) 26

1.3 Các phương pháp đánh giá chất lượng tôm thẻ chân trắng 27

1.3.1 Phương pháp xây dựng chỉ số chất lượng QIM 27

1.3.2 Phương pháp định lượng thông qua các sản phẩm của quá trình phân giải Adenosine triphosphate (ATP) 29

1.3.3 Giới thiệu phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatography (HPLC) 30

1.3.3.1 Cấu tạo của hệ thống HPLC 32

1.3.3.2 Nguyên tắc hoạt động của phương pháp HPLC 33

CHƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 35

2.1 Nguyên vật liệu 35

2.2 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ 36

2.2.1 Hóa chất 36

2.2.2 Dụng cụ 36

2.2.3 Thiết bị 37

2.3 Phương pháp lấy mẫu 38

2.4 Phương pháp xử lý mẫu và bảo quản 38

2.5 Các phương pháp đánh giá chất lượng tôm thẻ chân trắng 38

2.5.1 Phương pháp xây dựng chỉ số chất lượng QIM 38

2.5.1.1 Xây dựng các thuật ngữ mô tả biến đổi các thuộc tính ở tôm thẻ chân trắng bảo quản ở 0oC 38

2.5.1.2 Xây dựng chương trình QIM cho tôm thẻ chân trắng 39

2.5.1.3 Thiết lập khung đánh giá QIM 40

2.5.1.4 Khảo sát QI theo ngày bảo quản 41

2.5.1.5 Bố trí thí nghiệm 42

2.5.2 Phương pháp định lượng các chỉ số hóa học 43

2.5.2.1 Quy trình tiến hành 45

2.5.2.2 Bố trí thí nghiệm 46

2.6 Phương pháp xử lý số liệu 46

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48

3.1 Phương pháp QIM 48

3.1.1 Sự biến đổi các thuộc tính cảm quan trong thời gian bảo quản 48

3.1.2 Chương trình QIM đánh giá chất lượng cảm quan tôm thẻ chân trắng 48

3.1.3 Kết quả thí nghiệm 2 lựa chọn hội đồng đánh giá cảm quan tôm thẻ chân

trắng (Xem ở phần Phụ lục A) 50

3.1.4 Biến đổi cảm quan và phân loại chất lượng tôm thẻ chân trắng bảo quản ở 0 o C 50 3.1.5 Đánh giá chương trình QIM cho tôm thẻ chân trắng 57

3.1.6 Phân loại chất lượng tôm dựa trên thang điểm đánh giá QI 59

3.2 Phương pháp định lượng các chỉ số hóa học 60

3.2.1 Thí nghiệm 1: Chạy đơn chuẩn 6 chất : ATP, ADP, AMP, IMP, Hx và Ino, xác định thời gian lưu từng chất 60

3.2.2 Thí nghiệm 2: Chạy chuẩn tổng hợp, dựa trên thời gian lưu các chất đã xác định ở thí nghiệm 1 để xác định 60

3.2.3 Kết quả nghiên cứu 62

3.2.3.1 Kết quả khảo sát ATP trên tôm thẻ chân trắng ở 0o C 66

3.2.3.2 Kết quả khảo sát ADP trên tôm thẻ chân trắng ở 0o C 67

3.2.3.3 Kết quả khảo sát AMP trên tôm thẻ chân trắng ở 0oC 68

3.2.3.4 Kết quả khảo sát IMP trên tôm thẻ chân trắng ở 0o C 69

3.2.3.5 Kết quả khảo sát Inosine trên tôm thẻ chân trắng ở 0o C 70

3.2.3.6 Kết quả khảo sát Hypoxanthine trên tôm thẻ chân trắng ở 0oC 71

3.2.3.7 Sự biến đổi của chỉ số K 72

3.3 Sự tương quan giữa kết quả QIM và giá trị của chỉ số K 74

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

PHỤ LỤC A 84

PHỤ LỤC B 112

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình1.1 Các giai đoạn biến đổi của thủy sản sau khi chết 19

Hình 1.2 (1) Các phân tử liên quan đến mầm bệnh như protein binging PGBP e Peptidoglycan (vi khuẩn Gram dương), LGBP e Lipopolysacharide và protein liên kết b1,3-glucan (vi khuẩn Gram âm) và protein liên kết BGBP e b-1,3-glucan ( nấm) kích hoạt dòng serine prot einase, (2) khiến ProPPO chuyển đổi thành PPO đã được kích hoạt Đổi lại, PPO (3) xúc tác quá trình chuyển đổi phenol thành quinon không màu, (4) khi bị oxy hóa trở thành sắc tố sẫm màu gọi là melanin (5) Melanin làchất gây ra sự sẫm màu của động vật giáp xác được gọi là melanosis [33] 21

Hình 1.3 Tóm tắt quá trình oxy hóa hình thành đốm đen ở tôm 22

Hình 1.4 Đốm đen xuất hiện trên mẫu tôm thẻ chân trắng 23

Hình 1.5 Quá trình biến đổi Astaxanthin thành Astacene 23

Hình 1.6 Hiện tượng tôm bị biến đỏ 23

Hình 1.7 Quá trình phân giải ATP 27

Hình 1.8 Hình ảnh của ứng dụng "How fresh is your fish?" trên smarphone 28

Hình 1.9 Công thức tính các giá trị của quá trình phân giải ATP 30

Hình 1.10 Hệ thống máy (HPLC) shimazdu dùng khảo sát chỉ số K tại Trường ĐHCN TP Hồ Chí Minh 31

Hình 2.1 Mô tả tiến trình lấy mẫu, bảo quản mẫu và các chỉ tiêu đánh chất lượng mẫu tôm trong suốt thời gian bảo quản 35

Hình 3.1 Biến đổi điểm QI của tôm thẻ chân trắng bảo quản ở 0oC trong 10 ngày 57

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn hạn sử dụng ước tính còn lại và hạn sử dụng thực tế còn lại 59

Hình 3.3 Sắc kí đồ của chuẩn hỗn hợp 6 chất 61

Hình 3.4 Sắc kí đồ của các mẫu chuẩn ATP và ADP là 2ppm, 4ppm, 10ppm, 20ppm; AMP, IMP, Ino và Hx là 0,5ppm, 1ppm, 2,5ppm, 5ppm được biểu thị trên cùng một đồ thị 61

Hình 3.5 Đường chuẩn 6 chất của chuẩn hỗn hợp 62

Hình 3.6 Sắc kí đồ mẫu tôm thẻ chân trắng từ ngày 1 đến ngày 12 bảo quản ở 0oC 64

Hình 3.7 Sắc kí đồ mẫu tôm thẻ chân trắng 12 ngày bảo quản ở 0oC trên cùng một đồ thị 65

Hình 3.8 Đường chuẩn 6 chất của mẫu 12 ngày bảo quản ở 0o C 65

Hình 3.9 Biến đổi các thành phần trong quá trình phân giải qua 12 ngày bảo quản 72

Hình 3.10 Sự biến đổi của chỉ số K theo ngày bảo quản 73

Hình 3.11 Sự tương quan giữa điểm QI và chỉ số K 75

Hình 3.12 Biểu đồ hiển thị mức độ tăng của điểm QI và giá trị chỉ số K 75

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong tôm thẻ chân trắng [30] 18

Bảng 1.2 Các vi sinh vật gây hư hỏng ở thủy sản 25

Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng cho nghiên cứu 36

Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ sử dụng cho nghiên cứu 37

Bảng 2.3 Danh mục thiết bị sử dụng cho nghiên cứu 37

Bảng 2.4 Chương trình dự kiến đánh giá QIM trên tôm thẻ chân trắng 40

Bảng 2.5 Bảng nồng độ các chuẩn làm việc của chuẩn hỗn hợp 46

Bảng 3.1 Chương trình QIM đánh giá chất lượng cảm quan tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) 48

Bảng 3.2 Biến đổi cảm quan, QI và phân loại chất lượng tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) theo thời gian bảo quản ở 0oC 50

Bảng 3.3 Kết quả thu được từ khảo sát điểm QI theo ngày bảo quản 57

Bảng 3.4 Đánh giá chương trình QIM bằng hạn sử dụng ước tính và hạn sử dụng còn lại thực tế 58

Bảng 3.5 Phân loại chất lượng tôm thẻ chân trắng theo QI 59

Bảng 3.6 Thời gian lưu của 6 chất chuẩn 60

Bảng 3.7 Nồng độ các chất theo 12 ngày bảo quản ở 00C của tôm thẻ chân trắng 62

Bảng 3.8 Kết quả thu được từ khảo sát hàm lượng ATP theo ngày bảo quản 66

Bảng 3.9 Kết quả thu được từ khảo sát hàm lượng ADP theo ngày bảo quản 67

Bảng 3.10 Kết quả thu được từ khảo sát hàm lượng AMP theo ngày bảo quản 68

Bảng 3.11 Kết quả thu được từ khảo sát hàm lượng IMP theo ngày bảo quản 69

Bảng 3.12 Kết quả thu được từ khảo sát hàm lượng Inosine theo ngày bảo quản 70

Bảng 3.13 Kết quả thu được từ khảo sát hàm lượng Hypoxanthine theo ngày bảo quản 71

Bảng 3.14 Kết quả thu được từ khảo sát chỉ số K theo ngày bảo quản 73

Bảng 3.15 Kết quả khảo sát các chỉ số QI, K từ ngày 1 đến ngày 10 bảo quản ở 0o C 74 Bảng 3.16 Phân loại chất lượng tôm theo giá trị QI và giá trị K 76

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ĐHCN Đại học Công nghiệp

QIM Quality Index Method

QI Quality Index

HPLC High Performance Liquid Chromatography

ATP Adenosine triphosphate

ADP Adenosine diphosphate

AMP Adenosine monophosphate

IMP Inosine monophosphate

Ino Inosine

Vasep Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam - Vietnam

Association of Seafood Exporters and Producers

PPO Enzyme polyphenoloxydase

Hình 1 Tôm thẻ chân trắng

Theo báo cáo của Vasep (Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam - Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers ) Tháng 6/2020, xuất khẩu tôm Việt Nam đạt 349,9 triệu USD, tăng 19,2% so với tháng 6/2019 Đây là mức tăng trưởng tốt nhất kể từ tháng 3/2020 Lũy kế 6 tháng đầu năm nay, xuất khẩu tôm đạt 1,5 tỷ USD, tăng 5,7% so với cùng kỳ năm ngoái.Trong đó, tôm thẻ chân trắng chiếm 70,1% tổng xuất khẩu tôm của Việt Nam, tôm sú chiếm 18,2%, còn lại là tôm biển Tổng giá trị xuất khẩu tôm thẻ chân trắng tăng 11% trong khi xuất khẩu tôm sú giảm 15%, giá trị xuất khẩu tôm của thị trường Việt Nam được thể hiện ở Hình 2 [1]

Hình 2 Giá trị suất khẩu tôm 6 tháng đầu năm 2020 (theo thống kê của Vasep)

Trong quý I/2021, tôm thẻ chân trắng vẫn được các thị trường ưa chuộng nhất là trong bối cảnh dịch Covid, xu hướng tiêu thụ tập trung vào kênh bán lẻ, siêu thị nên tôm cỡ nhỏ, phù hợp chế biến tại nhà có nhiều nhu cầu hơn tôm cỡ lớn, giá cao Xuất khẩu tôm thẻ chân trắng trong quý I đạt 507 triệu USD, tăng 15% so với cùng kỳ năm ngoái, chiếm gần 77% kim ngạch xuất khẩu tôm Trong đó tôm thẻ chân trắng chế biến (HS16) chiểm tỷ trọng cao hơn với 263 triệu USD, tăng 22%, trong khi tôm đông lạnh đạt 243 triệu USD, tăng 8%

Tuy nhiên, bên cạnh đó vấn đề đánh giá chất lượng tôm hiện nay ở Việt Nam và các nước ở các thị trường EU, Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nhật Bản hiện nay có sự khác biệt

Vì thế đã xảy ra tình trạng chất lượng tôm không đạt chuẩn yêu cầu của nước nhập khẩu Vì vậy, vấn đề đưa ra phương pháp đánh giá chất lượng phù hợp cho các Doanh Nghiệp xuất khẩu tôm nói riêng và thuỷ sản nói chung là rất cần thiết

Theo nhiều công bố trước đây, ở tôm là loài dễ bị biến đổi sau quá trình đánh bắt và bảo quản [2], quá trình ươn hỏng xảy ra do 3 nguyên nhân chủ yếu bao gồm các tác động từ enzyem nội sinh, vi sinh vật và các chuyển hoá hoá học Những tác động này làm biến đổi trạng thái cảm quan, cấu trúc, mùi, màu sắc, thay đổi tính chất vật lý và tạo nên những hợp chất hoá học [3] Về biến đổi cảm quan như biến đổi màu sắc hiện tượng đốm đen, cấu trúc về vỏ, thịt dễ dàng xuất hiện ở tôm trong thời gian bảo quản còn gọi melanine do hiện tượng oxy hóa các hợp chất mang gốc phenol tạo ra, mặc dù không gây hại trực tiếp cho người tiêu dùng nhưng các đốm đen này tác động làm giảm giá trị chất lượng cảm quan và giá trị thương mại xuất khẩu Vì vậy, đã có nhiều

phương pháp đưa ra ức chế các quá trình gây hư hỏng như xử lý bằng phụ gia [4], xử

lý nước đá bằng chất chống vi sinh vật [5], bảo quản bằng màng bao [6], kĩ thuật bao gói điều chỉnh khí-MAP [7]

Phương pháp đánh giá chất lượng tôm tươi, ở Việt Nam hiện nay tiến hành theo TCVN 3726-1989, nhược điểm của phương pháp này là không áp dụng cụ thể trên từng loài và mang tính chất bán định lượng Ở các nước tiên tiến, các phương pháp

mô tả định lượng được áp dụng khi đánh giá, phân loại chất lượng tôm Trong đó, phương pháp đánh giá chỉ số chất lượng (Quality Index Method- QIM), phương pháp Torry đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới [8] Đặc biệt, QIM được phát triển rộng rãi ở các nước EU và đã có gần 20 chương trình QIM đã được công bố để đánh giá cho các loại thuỷ sản Bảng 1 là một số chương trình QIM trên một số loài thuỷ sản

đã được công bố bởi các nhóm nhiên cứu.[9]

Bảng 1 Thủy sản nguyên liệu tươi và sản phẩm thủy sản đã được đánh giá

QIM[10]

Tên tiếng anh Tên thường dùng Tên khoa học Tài liệu tham

khảo Thủy sản tươi nguyên con

sự, 1992 [11]

cộng sự, 1992 [12]

Atlantic mackerel Cá thu Đại Tây

Dương

Scomber scombrus Andrade và cộng

sự, 1997 [13] Horse mackere Cá thu Trachurus trachurus

European sardine Cá mồi Châu Âu Sardina pilchardus

Redfish Cá hồi đỏ Sebastes

mentella/marinus

Martinsdóttir và cộng sự, 2001[14]

platessa

Haddock Cá êfin (một loại cá

tuyết)

Melanogrammus aeglefinus Pollock Cá pôlăc, cá minh thá Pollachius virens

Turbot Cá bơn (nước ngọt

lớn ở châu Âu có thân

dẹt)

Scophthalmus maximus

Baixas-Nogueras

và cộng sự,2003 [16]

cộng sự, 2003[17] Common octopus Bạch tuộc Octopus vulgaris Barbosa và cộng

sự, 2004[18]

Arctic char Cá hồi chấm hồng

Bắc Cực

Salvelinus alpines Milanés và cộng

sự, 2004[19] Cuttle fish Mực nang Sepia officinalis Vaz-Pires và

cộng sự, 2006 [20]

Sản phẩm

Thawed whole

cod, thawed cod

fillets, thawed

cooked cod fillets

Cá tuyết nguyên con

rã đông, cá tuyết phi

lê rã đông, cá tuyết phi lê rã đông nấu

K trong đánh giá chất lượng tôm thẻ chân trắng (Litopenaues vannamei) bảo quản ở

00C”

Bài báo cáo tập trung nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố cảm quan dựa trên phương pháp đánh giá QIM và sự biến đổi của chỉ số K bao gồm các thành phần sinh

ra từ quá trình phân giải adenosine triphosphate ở trên tôm thẻ chân trắng

(Litopenaues vannamei) khi bảo quản ở nhiệt độ 00C Từ đó đưa ra mối tương quan

giữa điểm chất lượng cảm quan QI (quality index) và chỉ số K, đồng thời đưa ra bảng phân loại tôm thẻ chân trắng dựa trên giá trị hai chỉ số này

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài mong muốn gồm những điểm sau:

 Cung cấp thông tin về mối tương quan giữa các yếu tố cảm quan, hóa học biến đổi trong quá trình bảo quản tôm thẻ chân trắng ở 0oC, thông qua một

số chỉ số chất lượng Cụ thể trong đề tài mong muốn xây dựng được mối tương quan giữa việc đánh giá chất lượng tôm dựa trên điểm QI từ việc xây dựng phương pháp đánh giá chất lượng (QIM) và sự biến đổi của chỉ số K dựa trên các thành phần của quá trình phân giải các chỉ số hóa học thông qua quá trình phân giải Adenosine triphosphat (ATP)

 Đề xuất được thang phân loại chất lượng tôm thẻ chân trắng dựa trên các giá trị của các chỉ số chất lượng đã khảo sát

3 Nội dung nghiên cứu

Xây dựng phương pháp đánh giá chỉ số chất lượng (QIM) cho tôm thẻ chân trắng bảo quản ở 00

C

Xác định sự biến đổi của chỉ số K dựa trên các thành phần của quá trình phân giải các chỉ số hóa học thông qua quá trình phân giải Adenosine triphosphat (ATP) qua các ngày bảo quản ở 00

C

Xác định được mối tương quan giữa QIM và chỉ số K qua các ngày bảo quản

Hình thành bảng phân loại chất lượng tôm thẻ chân trắng dựa trên điểm chất lượng QI

và giá trị chỉ số K đã khảo sát

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaues vannamei) thuộc ngành Arthropoda, lớp Malacostraca, bộ Decapoda, họ Penaeidae, giống Litoeanaeus, loài Litoenaeus vannamei

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã tạo ra những nền tảng ban đầu trong lĩnh vực đánh giá chất lượng và bảo quản trong công nghệ thủy sản sau thu hoạch

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về tôm thẻ chân trắng

Tôm thẻ chân trắng là loài bản địa của vùng đông Thái Bình Dương, thường được đánh bắt hoặc nuôi trồng để là thực phẩm.Tôm thẻ chân trắng có tên khoa học là

Liptopenaues vannamei, tên khác là Penaeus vannamei, thuộc giới Animalia, ngành chân đốt Arthropoda, lớp Malacostraca, bộ Decapoda, loài L.vannamei [24]

1.1.1 Phân bố và tập tính

Phân bố: là tôm nhiệt đới, phân bố ở vùng ven bờ biển phía Đông Thái Bình Dương,

từ biển Peru đến Nam Mexhico, vùng biển Equado Ở Việt Nam, tôm thẻ chân trắng được phân bố cả ba miền: Bắc, Trung, Nam.Tôm thẻ chân trắng có khả năng thích nghi mạnh Môi trường sống tự nhiên là đáy biển bùn với độ sâu từ 0 đến 72 m và có thể phát triển ở vùng nước có độ mặn từ 0,5 đến 35 Phạm vi độ mặn cho phép từ 2 đến 7 cm là 2 đến 78 Nó có thể tồn tại trong vùng nước có nhiệt độ từ 6-40°C, với nhiệt độ nước tăng trưởng 15-38°C và nhiệt độ nước tăng trưởng tối ưu là 22-35°C Khả năng chịu đựng nhiệt độ cao là 43,5°C (thay đổi dần dần) và khả năng thích ứng với nhiệt độ thấp là rất kém Nhiệt độ nước thấp hơn 18°C và hoạt động cho ăn của tôm thẻ chân trắng bị ảnh hưởng Khi dưới 9°C, nó nằm nghiêng Chất lượng nước được yêu cầu phải sạch, lượng oxy hòa tan trên 5 mg/L và lượng oxy hòa tan tối thiểu

có thể dung nạp là 1,2 mg/L.Tôm thẻ chân trắng vẫn có thể sống trong một thời gian dài khi bắt ra khỏi môi trường nước Độ pH thích nghi là 7,0-8,5, đòi hỏi hàm lượng nitơ amoniac thấp Tôm thẻ chân trắng có thể sống ở nước biển, nước lợ và nước ngọt

Ấu trùng mới nở và ấu trùng tôm phát triển ở những vùng có độ mặn thấp (4-30%) tại những vùng biển nông ở vùng biển gần cửa sông và đầm phá ven biển, nơi được xem

có rất nhiều mồi ăn.Sống ở vùng biển tự nhiên, tôm thích nghi sống nơi đáy là bùn, độ sâu khoảng 72 m, có thể sống ở độ mặn trong phạm vi 5-50‰, thích hợp ở độ mặn nước biển 28-34‰, nhiệt độ thích hợp 25-32o

C, tuy nhiên chúng có thể sống được ở nhiệt độ 12-28oC [25]

1.1.2 Đặc điểm sinh học

Tôm vỏ mỏng có màu trắng đục một số địa phương còn gọi là tôm Bạc, bình thường

có màu xanh lam, chân bò có màu trắng ngà nên gọi là tôm thẻ chân trắng Chùy là phần kéo dài tiếp với bụng Dưới chùy có 2-4 răng cưa, đôi khi có tới 5-6 răng cưa ở phía bụng Vỏ đầu ngực có những gai gân và gai râu rất rõ, không có gai mắt và gai đuôi (gai telssm), không có rãnh sau mắt, đường gờ sau chùy khá dài đôi khi từ mép sau vỏ đầu ngực Gờ bên chùy ngắn, chỉ kéo dài tới gai thươợng vị Có 6 đốt bụng, ở đốt mang trứng, rãnh bụng rất hẹp hoặc không có Tellson (gai đuôi) không phân nhánh Râu không có gai phụ và chiều dài râu ngắn hơn nhiều so với vỏ giáp Xúc biện của hàm dưới tứ nhất thon dài và thường có 3-4 hàng, phần cuối của xúc biện có hình roi Gai gốc (basial) và gai ischial nằm ở đốt thứ nhất chân ngực [26] Trong tự nhiên, tôm thẻ chân trắng thường phát triển rất nhanh trong giai đoạn đầu, mỗi tuần có thể tăng trưởng 3 gam với mật độ 100 con/m2 cho đến khi đạt được 20 gam thì tôm bắt đầu chậm lớn và tăng trưởng khoảng 1 gam/tuần, tôm cái thường lớn hơn tôm đực Khả năng sinh sản tuyệt đối của tôm thẻ chân trắng có thể đạt khoảng 100-250 ngàn trứng/con cái (cỡ khoảng từ 30-45 g) Tôm thẻ chân trắng lột xác vào ban đêm, thời gian giữa 2 lần lột xác từ 1-3 tuần, tôm nhỏ trung bình 1 tuần lột xác 1 lần, thời gian giữa 2 lần lột xác tăng dần theo thời gian nuôi, đến giai đoạn lớn trung bình 2,5 tuần lột xác 1 lần [27]

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng

Tôm thẻ chân trắng có giá trị cao hơn so với các loại tôm khác Nó được đánh giá có hàm lượng protein cao, theo nghiên cứu hiện nay hàm lượng protein trong tôm thẻ chân trắng đạt 35,69%, hàm lượng protein tỉ lệ nghịch với hàm lượng carbohydrate [28] Chất béo của tôm chứa hầu hết các axit béo không bão hòa (acid béo thiết yếu) Các acid béo thiết yếu này là có sẵn trong tôm mang lại lợi ích sức khỏe cho con người [29] Thành phần giá trị dinh dưỡng trong tôm thẻ chân trắng được thể hiện qua Bảng 1.1

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong tôm thẻ chân trắng [30]

1.2 Những biến đổi của tôm sau khi chết

Tôm nguyên liệu sau khi chết trong cơ thịt tôm xảy ra hàng loạt những biến đổi phức tạp, đặc biệt là những biến đổi về mặt hóa học, vi sinh vật và enzyme nội sinh Những biến đổi làm cho tôm bị hư hỏng, giảm chất lượng Sau khi chết, thịt tôm sẽ trải qua các giai đoạn: trước tê cứng, tê cứng, tự phân giải và thối rữa tương ứng với các giai đoạn này độ tươi giảm dần đi đến thối rữa và hư hỏng hoàn toàn theo thời gian bảo quản nguyên liệu

Các biến đổi đó không phải tuân theo một thứ tự nhất định mà chúng thường đan xen lẫn nhau Các quá trình biến đổi đó hoặc là song song hoặc là cuối quá trình này đã bắt đầu quá trình khác nối tiếp nhau Hình 1.1 thể hiện các giai đoạn biến đổi của thủy sản sau khi chết [31]

Hình1.1 Các giai đoạn biến đổi của thủy sản sau khi chết

1.2.1 Giai đoạn trước tê cứng

Sau khi vừa đánh bắt xong tôm có màu sắc đặc trưng sáng bóng, thịt tươi trong Giai đoạn này tôm có chất lượng tốt nhất, không bị biến đổi

1.2.2 Giai đoạn tê cứng

Tôm sau khi chết một thời gian sẽ tê cứng lại Glycogen trong cơ thể dần dần bị phân giải gọi là quá trình glycol giải Đây là quá trình hiếm khí, xảy ra phức tạp, nó phân giải glycogen thành acid lactic:

(C6H10O5)n +nH2O→2nC3H6O3 Trong quá trình tế cứng có hiện tượng tỏa nhiệt làm cho nhiệt độ cơ thể tôm tăng lên,

pH của cơ thịt hạ thấp tạo điều kiện thuận lợi cho men cathepsin hoạt động và thúc đẩy quá trình chín sinh hóa của cơ thịt Cùng với sự giảm xuống của pH lượng nước hút vào cơ thể cũng giảm theo Một số hiện tượng có thể thấy trong quá trình tê cứng như: màu sắc thay đổi, dễ ép lấy nước trong, thành phần muối dễ thấm thấu

1.2.3 Quá trình tự phân giải

Tôm sau khi tê cứng cơ thịt sẽ mềm trở lại người ta gọi là giai đoạn tự phân giải hay mềm hóa Quá trình này do enzyme nội tại hoạt động, chủ yếu là do men cathepsin phân giải protein thành pepton, men tripsin tiếp tục phân giải các sản phẩm trung gian khác thành acid amin Ngoài ra còn có sự hoạt động của enzyme polyphenoloxydase phân giải các hợp chất monophenol thành melanin gây biến đen tôm Trong giai đoạn này cơ thịt sinh ra nhiều biến đổi hóa lý

Giai đoạn đầu của quá trình tự chín liên quan đến quá trình tê cứng, vì lúc đó xuất hiện sự phân ly của actomyosin thành actin và myosin Sự phân ly này dẫn đến làm tăng số lượng trung tâm ưa nước của protein co rút, làm tăng khả năng liên kết nước của mô Tiếp theo là quá trình phân giải protein của các enzyme làm cho mô cơ mềm

ra

1.2.4 Quá trình thối rữa

Tôm sau khi chết thì quá trình tổng hợp trong cơ thể sẽ dừng lại, men trong tổ chức cơ thể sẽ tiến hành quá trình tự phân giải Đồng thời lúc đó vi sinh vật sẽ phân hủy những sản phẩm của quá trình tự phân giải thành các sản phẩm cấp thấp làm cho nguyên liệu biến chất hư hỏng đó là quá trình thối rữa

1.2.5 Các biến đổi cảm quan

Biến đổi cảm quan là những biến đổi được nhận biết nhờ các giác quan như bề ngoài, mùi, vị, cấu trúc Khi thủy sản vừa chết thì cơ thịt mềm mại, đàn hồi tốt, sau một thời gian chuyển sang trạng thái cứng Khi ở giai đoạn tê cứng, các sợi cơ bị co rút cực độ Khi hết giai đoạn này, cơ hết cứng, cơ sẽ duỗi ra và trở lên mềm mại nhưng không còn đàn hồi như trước khi tê cứng, cơ thịt chuyển sang giai đoạn mềm hóa, lúc này chúng

dễ bị biến dạng, thân mềm nhão, hư hỏng Thời điểm xuất hiện và thời gian tê cứng phụ thuộc tùy vào giống loài và chịu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ bảo quản, quá trình xử lý thu hoạch, đánh bắt, kích cỡ, tình trạng cơ thể trước khi chết

1.2.6 Các hiện tượng hư hỏng của tôm

1.2.6.1 Hiện tượng biến đen

Trong động vật thủy sản, đặc biệt là trong tôm, cá tồn tại khá phổ biến enzyme polyphenoloxydase (PPO) Enzyme này thường gây ra hiện tượng biến đen cho tôm,

cá Hệ enzyme PPO ở trong tôm chủ yếu là tyrosinase, chúng tồn tại trong lớp màng trong suốt dưới vỏ tôm Khi tôm chết, do protease trong tôm phân giải lớp màng này thúc đẩy sự giải phóng của PPO Sau khi PPO được giải phóng với môi trường có oxy

và nhiệt độ phù hợp nó sẽ xúc tác phản ứng oxy hóa các hợp chất có mang gốc phenol tạo ra phức chất có màu nâu đen (melanine), đó là hiện tượng biến đen của tôm [32] Hình 1.2 và Hình 1.3 mô tả quá trình hoạt hóa của PPO và sự hình thành đốm đen ở tôm

Hình 1.2 (1) Các phân tử liên quan đến mầm bệnh như protein binging PGBP e Peptidoglycan (vi khuẩn Gram dương), LGBP e Lipopolysacharide và protein liên kết b1,3-glucan (vi khuẩn Gram âm) và protein liên kết BGBP e b-1,3-glucan ( nấm) kích hoạt dòng serine prot einase, (2) khiến ProPPO chuyển đổi thành PPO đã được kích hoạt Đổi lại, PPO (3) xúc tác quá trình chuyển đổi phenol thành quinon không màu, (4) khi bị oxy hóa trở thành sắc tố sẫm màu gọi là melanin (5) Melanin làchất gây ra sự sẫm màu của động vật giáp xác được gọi là

melanosis [33]

Hình 1.3 Tóm tắt quá trình oxy hóa hình thành đốm đen ở tôm

Tôm sau khi đánh bắt lên sẽ xuất hiện những chấm đen trên đầu, thân và đuôi Chấm đen này không có nghĩa là giảm giá trị dinh dưỡng hay độ tươi của tôm mà làm giảm giá trị cảm quan, mất chất lượng bên ngoài Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này:

 Tôm bị va chạm trong khi đánh bắt và vận chuyển

 Hệ vi sinh vật sống ký sinh trên thân tôm, khi đánh bắt tôm chết gặp điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thích hợp, hệ vi sinh vật này phát triển nhanh từ một tế bào đến việc tạo thành các khuẩn lạc có sắc tố đen

 Hai acid amin đóng vai trò cơ bản trong việc hình thành đốm đen là tyrosin và phenylalanine Enzyme tyrosinase trong lớp màng trong suốt dưới vỏ, khi tôm chết lớp màng này bị phá vỡ, enzyme tyrosinase ra ngoài cùng với điều kiện không khí, ánh sáng mặt trời xúc tác phản ứng oxy hóa tyrosin và phenylalani tạo thành những sợi đỏ, những sợi này tập hợp lại thành màu tối gọi là

Melamin Từ đây đốm đen hình thành và pháp triển

Nhiệt độ thích hợp của enzyme polyphenoloxydase là 40°C Như vậy khoảng nhiệt độ thích hợp trung bình của enzyme xúc tiến quá trình tôm đen là 30- 40°C Ở 4°C hoạt động của enzyme polyphenoloxydase còn 19,1% so với ban đầu Như vậy khi bảo quản tôm trong nước đá hiện tượng biến đen vẫn xảy ra nhưng chậm Hoạt động của enzyme polyphenoloxydase ở các cơ quan trên thân tôm là khác nhau Hoạt độ của enzyme này ở phần đầu là cao nhất Nếu coi hoạt độ của enzyme polyphenoloxydase ở phần đuôi là 1 thì ở phần thân là 3,1 và ở phần đầu là 9,8 [34] Ở tôm thẻ chân trắng, đốm đen thường xuất hiện ở pH ~ 6-8, nhiệt độ 25-500

C [35]

Hình 1.4 Đốm đen xuất hiện trên mẫu tôm thẻ chân trắng

Điều kiện hình thành đốm đen bao gồm:

 Enzyme polyphenoloxydase

 Oxy không khí

 Các hợp chất chứa gốc phenol

1.2.6.2 Hiện tượng biến đỏ

Màu sắc của tôm chủ yếu phụ thuộc vào sự liên kết chặt chẽ giữa các sắc tố và protein của thịt tôm Sự liên kết này làm cho tôm màu sáng khi còn sống, khi luộc thì lại cho màu hồng đỏ Khi tôm còn sống sắc tố astaxanthin tồn tại dưới dạng kiên kết với protein tạo nên màu sắc đặc trưng của tôm [36] Khi tôm chết thì mối kiên kết này không còn bền vững, bị đứt bởi dưới tác dụng của nhiệt độ, ánh sáng thì liên kết này

bị phá vỡ tách ra khỏi protein tạo ra màu sắc mới astancene có màu đỏ (Hình 1.5, 1.6)

𝐴𝑠𝑡𝑎𝑥𝑎𝑛𝑡ℎ𝑖𝑛 − 𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛 𝑁ℎ𝑖ệ𝑡 độ,á𝑛ℎ 𝑠á𝑛𝑔,𝑂→ 2 𝐴𝑠𝑡𝑎𝑐𝑒𝑛𝑒

(𝑀à𝑢 đỏ)+ 𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛

Hình 1.5 Quá trình biến đổi Astaxanthin thành Astacene

Hình 1.6 Hiện tượng tôm bị biến đỏ

1.2.6.3 Sự ươn hỏng do vi sinh vật

Tôm sau khi chết quá trình sinh tổng hợp trong tôm sẽ dừng lại, các enzyme trong cơ thịt sẽ tiến hành quá trình tự phân giải như các thủy sản khác, đồng thời lúc đó vi sinh vật sẽ phân hủy sản phẩm của quá trình tự phân thành các sản phẩm cấp thấp hơn, làm tôm hư hỏng dẫn đến tình trạng thối rữa Vi sinh vật là nguyên nhân chính gây ra quá trình thối rữa và cơ chất chính của quá trình là protein Vi sinh vật tiết enzyme phân giải protein ngoại bào và thủy phân protein thành các cơ chất nhỏ hơn Các chất này hoặc tiếp tục được thủy phân thành aminoacid nhờ các peptidase ngoại bào hoặc xâm nhập ngay vào tế bào vi sinh vật sau đó mới chuyển thành aminoacid Một phần các aminoacid này được vi sinh vật sử dụng trong quá trình tổng hợp protein của chúng, một phần khác được tiếp tục phân giải theo những con đường khác để sinh NH3, CO2

và nhiều sản phẩm trung gian khác

Hoạt động của vi sinh vật là nguyên nhân quan trọng nhất dẫn đến sự ươn hỏng xảy ra

ở tôm Vi sinh vật hiện diện ở tôm nguyên liệu có nguồn:

 Vi sinh vật có sẵn trong bản thân tôm nguyên liệu khi còn sống trên vỏ, chân, trong mang và nội tạng của tôm

 Vi sinh vật nhiễm từ bên ngoài vào nguyên liệu trong quá trình thu hoạch, bảo quản: từ nguồn nước dùng để rửa tôm, môi trường xung quanh và các bề mặt tiếp xúc trực tiếp với tôm khi thu hoạch, bảo quản Bảng 3 hiển thị một

số loài vi sinh vật thường xuất hiện ở các loài thủy sản trong đó có tôm Khi tôm chết hàng triệu tế bào vi sinh vật tồn tại trên vỏ, chân, trong mang, nội tạng sau đó xâm nhập vào cơ thịt của tôm

Khi ở bên trong cơ thịt tôm, vi sinh vật sôi nảy nở và sinh sống tổng hợp enzyme phân giải cơ thịt thành các chất đơn giản dùng làm chất dinh dưỡng cho quá trình trao đổi chất của chúng Quá trình này làm cho tôm bị long đầu, giãn đốt, mềm vỏ, mềm thịt

và biến màu Trong quá trình này còn sản sinh ra các hợp chất bay hơi mang mùi như indol, amoniac,… tạo nên mùi ươn hỏng của tôm

Khi có dấu hiệu ươn hỏng tôm sẽ bị giảm giá trị Mặt khác, sự lây nhiễm vi sinh vật gây bệnh vào tôm còn có thể gây cho người tiêu dùng bị ngộ độc thực phẩm khi ăn sản phẩm này

Bảng 1.2 Các vi sinh vật gây hư hỏng ở thủy sản

Tươi, bảo quản lạnh, môi trường hiếu

khí

S putrefacien Pseudomonas spp.

Tươi, bảo quản lạnh, môi trường chân

không hay có thay đổi thành phần khí

Nấu trong chân không, bảo quản lạnh Hình thành bào tử gram (-)

Bảo quản lạnh có ánh sáng

Lactic acid bacteria Enterobacteriaceae

P phosphoreum Vibrio spp

Ướp muối sơ bộ, bảo quản lạnh Halobacterium spp., Halococcus spp., và

osmotolerant mold và yeast

Lên men và bảo quản lạnh Nấm mốc và vi khuẩn lactic

1.2.7 Sự biến đổi hóa học

1.2.7.1 Sự phân giải Glycogen

Sau khi tôm chết, cơ thể bị phân giải glycogen dưới tác dụng của men glycolysis trong điểu kiện không có oxy [31] Đây là quá trình yếm khí phức tạp xảy ra bằng con đường phosphoril hóa với sự tham gia của ATP

Glycogen phân giải sản sinh ra acid lactic làm cho pH của cơ thịt thay đổi Sự acid hóa môi trường này có tác dụng hạn chế phần nào sự phát triển của vi sinh vật gây thối rữa Những biến đổi của các chất đường và đường chứa phospho trong mô cơ làm mất dần vị ngọt và hương vị đặc trưng của tôm tươi

1.2.7.2 Sự biến đổi của Adenosine triphosphat (ATP)

Các hiện tượng xảy ra ở tôm sau khi chết gây hiện tượng cứng cơ và thịt là kết quả của quá trình phân hủy ATP - là năng lượng chính của nguồn hoạt động trao đổi chất Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, có sự tương quan dị hóa nucleotide và việc giảm

độ tươi ở thủy sản Nucleotide phản ánh sự hoạt động của các enzyme tự phân và hoạt động của vi sinh vật

Giai đoạn đầu của phản ứng được xúc tác bởi các enzyme nội sinh diễn ra nhanh chóng dẫn đến tích tụ ADP và IMP Quá trình oxy hóa Hx thành Xanthine và Acid Uric diễn ra chậm hơn, đây là kết quả của quá trình hoạt động của enzyme nội sinh hoặc hoạt động của vi sinh vật IMP trong cơ thịt giảm dần phản ánh mùi tươi đặc trưng của tôm giảm dần, còn Hx và Inosine phản ánh chất lượng của tôm Nồng độ của ATP và sản phẩm của các quá trình phân hủy được dùng để làm chỉ số đánh giá

độ tươi của thủy sản

Hình 1.7 Quá trình phân giải ATP 1.3 Các phương pháp đánh giá chất lượng tôm thẻ chân trắng

Có nhiều phương đánh giá chất lượng thủy sản nói chung và tôm thẻ chân trắng nói riêng sau thu hoạch Nhìn chung, các phương pháp này được hình thành dựa trên nhựng biến đổi cảm quan, vi sinh, thành phần hoá học và tính chất vật lý Các phương pháp cảm quan mô tả định lượng được sử dụng nhiều như phương pháp Torry, phương pháp phân loại theo hội đồng EU hay EC, phương pháp mô tả định lượng

QDA (Quantitative descriptive analysis), phương pháp xây dựng chỉ số chất lượng –

Quality Index Method (QIM),…Trong đó, phương pháp QIM được đề xuất như một giải pháp thay thế của EU, đã được xây dựng trên nhiều loài cá và một số nghiên cứu xây dựng cho loài giáp xác [37] [38] Phương pháp hoá học chủ yếu dựa trên các qúa trình phân giải ATP, protein, các qúa trình deamine hoá, decarboxyl hoá hay các phản ứng được thực hiện bởi các enzyme của vi khuẩn, từ đó tạo ra các thành phần có thể dựa vào đó để đánh giá chất lượng, như chỉ số K (từ các thành phần phân giải từ ATP), chỉ số BAI (bioamine index) hình thành từ các amine sinh học, chỉ số TVB-N

TMA-N, chỉ số acid amine, chỉ số pH…

1.3.1 Phương pháp xây dựng chỉ số chất lượng QIM

Phương pháp chỉ số chất lượng (QIM) đã được đề xuất như một giải pháp thay thế cho chương trình của EU, QIM, ban đầu được phát triển bởi Đơn vị nghiên cứu thực phẩm

Tasmania ở Úc [39] và đã được phát triển xây dựng trên nhiều loại cá [40], một số loài

giáp xác như tôm sú (Penaeus monodon), tôm hùm gai (Panulirus argus)

Phương pháp được xây dựng dựa trên các thông số cảm quan quan trọng: màu sắc, mùi, cấu trúc…Các đặc điểm đánh giá được ghi lại với số điểm từ 0-3 Số điểm thành phần được cộng lại để đưa ra số điểm cụ thể Chỉ số chất lượng (QI) càng thấp cho thấy độ tươi của thủy sản càng cao.Có mối tương quan biểu thị giữa số điểm QI với số ngày bảo quản, từ đó dự đoán được số ngày bảo quản thực tế Ưu điểm của phương pháp QIM:

 Là một phương pháp tương đối nhanh, thích hợp cho việc đánh giá thủy sản

ở giai đoạn đầu trong bảo quản khi các công cụ đánh giá khác không phù hợp

 Đào tạo ngắn hạn, nhanh chóng, dễ thực hiện Hệ thống đánh giá QIM trên Internet cho một số loài cá như cá hồi Đại Tây Dương [41], cá Tuyết

 Chương trình QIM đã được phát triển trên ứng dụng “How fresh is your fish?”

Hình 1.8 Hình ảnh của ứng dụng "How fresh is your fish?" trên smarphone

Chương trình QIM được xây dựng qua ba bước chính:

 Đưa ra chương trình đánh giá sơ bộ các thuộc tính liên quan đến chất lượng

 Huấn luyện hội đồng và đưa ra chương trình đánh giá QIM cuối cùng

 Đánh giá độ chính xác của chương trình QIM, và ước tính hạn sử dụng còn lại

1.3.2 Phương pháp định lượng thông qua các sản phẩm của quá trình phân giải

Adenosine triphosphate (ATP)

Nhiều phương pháp được dùng để xác định khách quan chất lượng của cơ thịt thủy sản sau khi chết Quá trình phân hủy của ATP (Hình 1.7) - năng lượng chính của quá trình trao đổi chất có liên quan đến việc giảm độ tươi của thủy sản Sự phân hủy nucleotide gây ra cả hai hoạt động của các enzym tự phân giải và hoạt động của vi khuẩn [42] Giai đoạn đầu của phản ứng được xúc tác bởi các enzym nội sinh diễn ra nhanh chóng, dẫn đến tích tụ adenosine diphosphat (ADP) và inosine monophosphat (IMP) Quá trình oxy hóa hypoxanthine (Hx) thành xanthine (Xa) và acid uric (Uric) diễn ra chậm hơn và là kết quả của hoạt động của enzyme nội sinh hoặc hoạt động của

vi sinh vật IMP liên quan đến mùi vị tươi của thủy sản, trong khi Inosine và Hx phản ánh chất lượng kém Nồng độ của ATP và các sản phẩm phân hủy của nó đã được sử dụng làm chỉ số đánh giá độ tươi ở nhiều loài cá

Giá trị K được đề xuất bởi Saito và cộng sự (1959) [43] là một chất sinh hóa chỉ số đánh giá chất lượng cá dựa trên sự suy giảm nucleotide Giá trị K bao gồm các thành phần phân hủy trung gian, và nó thay đổi trong các loại cá [44] [45] Vì quá trình phân hủy ở các loài là khác nhau dẫn đến hàm lượng của các thành phần trong quá trình phân hủy cũng khác nên các nhà nghiên cứu đã đề xuất thêm các chỉ số khác ứng dụng cho một số loài cụ thể như Ki được đề xuất bởi Karube và cộng sự (1984) [46], chỉ số

G cho cá tuyết Đại Tây Dương được đề xuất bởi Burns và cộng sự (1985) [47], chỉ số

H của Luong và cộng sự (1992) [48], chỉ số Fr cho cá ngừ vây vàng đề xuất bởi Gill

và cộng sự (1987) [49], mô tả độ tươi cho cá nạc nhờ giá trị P được xác định bởi Shahidi và cộng sự (1994) [50] Các nghiên cứu chỉ ra giá trị K tăng tuyến tính với thời gian bảo quản Tốc độ phân hủy nucleotide thay đổi theo loài, vị trí cơ thể, sự căng thẳng trong quá trình bắt, xử lý, mùa vụ và điều kiện bảo quản [51] [52]

Có nhiều phương pháp để xác định thành phần của quá trình phân giải nhưng phương pháp Sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) là phương pháp tối ưu nhất Các giá trị hình

thành sau quá trình phân giải sẽ được tính theo công thức được mô tả bởi Saito và cộng sự (1959) [33], Karube và cộng sự (1984) [46], Burns và cộng sự (1985) [47], Shahidi và cộng sự (1994) [50], Luong và cộng sự (1992) [48], Gill và cộng sự (1987) [49] tương ứng với các công thức sau (Hình 1.9)

Hình 1.9 Công thức tính các giá trị của quá trình phân giải ATP

Vì chỉ số K được đánh giá là tăng tuyến tính theo thời gian bảo quản nên nghiên đề tài chúng em sẽ dựa trên chỉ số K để đánh giá sự hư hỏng của tôm thẻ chân trắng theo thời gian bảo quản [52]

1.3.3 Giới thiệu phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid

Chromatography (HPLC)

Hình 1.10 Hệ thống máy (HPLC) shimazdu dùng khảo sát chỉ số K tại Trường

ĐHCN TP Hồ Chí Minh

HPLC là chữ viết tắt 4 chữ High Performance Liquid Chromatography, được gọi phổ biến hiện nay là sắc ký lỏng hiệu năng cao ra đời năm 1967-1968 trên cơ sở phương pháp sắc ký cột điển hình Phương pháp này ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến vì nhiều ưu điểm:

- Độ nhạy chính xác cao: phân tích cấu tử từ khó bay hơi có khả năng hòa tan trong loại dung môi phổ biến để làm pha động như H2O, MeOH, Acetonitril (ACN),…

- Phạm vi ứng dụng của phương pháp HPLC rất rộng, trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu cả trong học thuật và trong công nghệ Phân tích các hợp chất thuốc trừ sâu, thuốc kháng sinh, các chất phụ gia thực phẩm trong lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm, môi trường,…

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là một dạng sắc ký lỏng cột được cải tiến, thay vì dung môi chảy dưới áp suất của trọng lực, dung môi chảy với áp suất cao lên tới 400 atm, làm tăng tốc độ chảy của dung môi pha động

 Phân loại

Trong sắc ký HPLC phân loại dựa trên cơ chế tách của pha tĩnh có các loại sau:

a HPLC thuận (NP-HPLC)

Sắc ký pha thuận sử dụng pha tĩnh phân cực và pha động không phân cực Pha tĩnh thường là silica, pha động điển hình là hexane, methylene clorua, chloroform, dietyl ete và hỗn hợp các chất này

Các chất phân cực được giữ lại trên bề mặt cực của cột pha thuận lâu hơn, các chất không phân cực ra khỏi cột trước

đi ra cột lâu hơn

d HPLC trao đổi ion

Bề mặt pha tĩnh được phủ bởi các điện tích ion tích điện trái dấu với các ion mẫu Kỹ thuật này được sử dụng gần như độc quyền với các mẫu ion hoặc ion hóa

Điện tích trên mẫu càng mạnh thì sẽ bị hút mạnh hơn vào bề mặt ion và do đó, nó sẽ được lưu giữ với thời gian hơn để rửa giải Pha động là các dung dịch đệm, được kiểm soát cả pH và cường độ ion

1.3.3.1 Cấu tạo của hệ thống HPLC

Bơm pittong hút pha động từ bình dung môi đẩy vào hệ thống qua các bộ phận tiêm mẫu, cột và đầu dò sau đó qua bình đựng dung môi thải Tuỳ thuộc vào các cấu hình

hệ thống (ví dụ kích thước cột, kích thước hạt của pha tĩnh, tốc độ chảy và thành phần của pha động) áp suất vận hành ở 6000 psi (413 bar) có thể lên tới 18 000 psi (1240 bar)

c Bộ tiêm mẫu

Bộ phận tiêm mẫu có thể là bộ phận tiêm mẫu tự động hoặc tiêm mẫu bằng tay có bộ phận kim phun Kim phun mẫu cho hệ thống HPLC sẽ cung cấp việc tiêm mẫu chất lỏng trong phạm vi 0,1-100 𝜇L thể tích với độ tái lập cao và dưới áp suất cao (lên đến

e Đầu dò - Detector

Detector nằm ở cuối cột có nhiệm vụ phát hiện các chất phân tích khi chúng được rửa giải từ cột sắc ký Các đầu dò thường được sử dụng là đầu dò UV-VIS, huỳnh quang, khối phổ, tán xạ bay hơi…

f Thiết bị thu thập dữ liệu

Tín hiệu từ đầu dò có thể được thu thập trên máy ghi biểu đồ hoặc bộ tích hợp điện tử khác nhau với các phần mềm lưu trữ, phân tích và xử lý dữ liệu sắc ký

1.3.3.2 Nguyên tắc hoạt động của phương pháp HPLC

HPLC hoạt động với nguyên tắc cơ bản: tách một mẫu gồm hỗn hợp thành phần thành các bộ phận cấu thành của nó dựa trên sự khác biệt về ái lực giữa các phân tử khác nhau với pha động và pha tĩnh được sử dụng trong quá trình tách

Ở mỗi kênh có một đầu lọc để lọc lại một lần nữa (đầu lọc này sau một khi sử dụng một thời gian sẽ được vệ sinh bằng xà phòng hoặc acid và máy siêu âm) Lượng dung môi và tỉ lệ đã được lập trình trên máy tính sẽ đi vào đầu lọc và hệ thống ống dẫn và đến bộ phận khử khí Sau khi đuổi hết khí, nhập thành dòng và đi vào bơm cao áp Sau khi được gia tăng áp suất, dung môi đi qua sẽ có hai chế độ:

 Pump: dòng dung môi sẽ được dẫn đi vào cột sắc kí

 Purge: dòng dung môi sẽ được dẫn đi ra ống thải Đây là chế độ dành cho lần chạy đầu, mục đích để đuổi khí trong lòng ống ở phía dưới cột sắc kí ra (nếu còn khí chạy đến cột sẽ dẫn đến gia tăng áp suất đột ngột, lúc đó máy sẽ dừng

và không tiến hành chạy được)

Sau đó, dung môi sẽ đi vào giao giữa tiêm mẫu và pha động

Mẫu được bơm với một thể tích nhất định (áp suất thường) tách khỏi hệ pha động (áp suất cao) Lúc đó, pha động chảy trực tiếp từ bơm vào cột (áp suất cao) Khi van xoay đến vị trí INJECT, vòng chứa mẫu trở thành bộ phận trong dòng chảy của pha động và mẫu sẽ được đưa đến cột Cho dung môi (pha động) nạp vào cột bằng pittong Quá trình sắc kí bắt đầu xảy ra

Chất phân tích đã được rửa giải sẽ đi ra theo đầu một ống nhựa và đi vào hệ thống detector để tiến hành dò tín hiệu Detector phân tích xong, chất phân tích sẽ đi ra theo một ống nhựa khác gọi là sợi thải đi vào bình hứng

Tín hiệu do detector đọc được sẽ được ghi dưới dạng các peak của các chất bởi máy tự ghi (recorder), rồi đến bộ tích phân kế (intergrator), sau đó máy tính và máy in kèm theo để xử lý kết quả và in kết quả

CHƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 Nguyên vật liệu

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thu nhận ở chợ đầu mối Bình Điền, địa

chỉ Đại lộ Quản Trọng Linh, Khu phố 6, Quận 8, thành phố Hồ Chí Minh, đảm bảo các tiêu chí sau: thu hoạch sau khi nuôi 4-5 tháng, có kích thước cỡ 40 con/kg Tôm thu hoạch phải còn sống, có cùng kích thước và có cấu trúc nguyên vẹn để phục vụ qúa trình đánh giá Hình 2.1 mô tả tiến trình lấy mẫu, bảo quản mẫu và các chỉ tiêu đánh chất lượng mẫu tôm trong suốt thời gian bảo quản

Hình 2.1 Mô tả tiến trình lấy mẫu, bảo quản mẫu và các chỉ tiêu đánh chất lượng

mẫu tôm trong suốt thời gian bảo quản

2.2 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ

2.2.1 Hóa chất

Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng cho nghiên cứu

2.2.2 Dụng cụ

Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ sử dụng cho nghiên cứu

1 Bình định mức 10ml, 25ml, 50ml, 100ml,

250ml, 500ml, 1000ml

Đức

2.2.3 Thiết bị

Bảng 2.3 Danh mục thiết bị sử dụng cho nghiên cứu

xuất