nghiên cứu sử dụng dung dịch Chitosan và phụ liệu để kéo dài thời hạn bảo quản trứng gà tươi

nghiên cứu sử dụng dung dịch Chitosan ,phụ liệu để kéo dài thời hạn bảo quản trứng gà tươi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NHA TRANG

***********

LÊ THANH LONG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DUNG DỊCH CHITOSAN VÀ PHỤ LIỆU ĐỂ KÉO DÀI THỜI GIAN BẢO QUẢN

TRỨNG GÀ TƯƠI (HYLINE)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Nha Trang - 2006

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NHA TRANG

***********

LÊ THANH LONG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DUNG DỊCH CHITOSAN VÀ PHỤ LIỆU ĐỂ KÉO DÀI THỜI GIAN BẢO QUẢN

TRỨNG GÀ TƯƠI (HYLINE)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Mã số: 2.07.03 Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS TRẦN THỊ LUYẾN

Nha Trang - 2006

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

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

Chương 1

35-75

Protein ( %)

Lipid ( %)

calcium carbonate ), magnesium carbonatecalcium phosphate

[28],[86],[92]

-

15%

2

-* Các hợp chất bay hơi

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, 5-heptadecen, indol, chúng là những cấu tử chính tạo nên hương của lòng đỏ

giảm trọng lượng của trứng [7]

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 CO2

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

98%[7],[49],[57]

93-bên trong

lysozyme

n nhanh

[30],[91],[92]

Micrococcus, Staphylococcus, Arthrobacter, Bacillus, Streptococcus, Sarcina

như E Coli, Salmonella, Pseudomonads, Proteus,

phát triển trên trứng thường gặp như: Aspergilus niger, Penicillium glaucum,

Mucor, Cladosporium herbarum [71],[92]

*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

- 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:

Khối lượng tính cho 360 quả(kg)

24,3 22,5 20,7 18,7 17,1 15,3

(Haugh Unit

:[75],[87]

Sạch Còn nguyên vẹn Bình thường

Có vết bẩn nhỏ(*)

Còn nguyên vẹn

Buồng khí

Chiều sâu ≤ 1/8 inch

Không có bọt

Chiều sâu ≤ 3/16 inch

Không có bọt

Chiều sâu > 3/16 inch

Không có bọt

Đường viền rõ

Hình cầu, nằm giữa

Trọng lượng tịnh nhỏ nhất cho mỗi quả trứng trong một tá(gam)

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

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

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

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% N44.713.310

1995

g13.995.000 (tương đương 13% 1995[8],[52]

Inđônêxia

Myanma

911.202 2.000.000 2.513.652 12.888 112.705

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]

-

- -

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

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:

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]:

- 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

đó mà keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng như:

Pb3+, Hg+,…

- Chitosan phản ứng với acid đậm đặc tạo muối khó tan

- Chitosan tác dụng với Iốt trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan

- Chitosan là một polymer mang điện tích dương nên được xem là một polycationic (pH<6,5), có khả năng bám dính trên bề mặt có điện tích âm như protein, aminopolysaccharide (alginate), acid béo và phospholipid nhờ sự có mặt của nhóm amino (NH2) (Knorr, 1984, Muzzanelli, 1996)[84]

- Chitosan có tính kháng nấm, kháng khuẩn cao

- Trên mỗi mắc xích của phân tử chitosan có ba nhóm chức, các nhóm chức này có khả năng kết hợp với chất khác tạo ra các dẫn xuất có lợi khác nhau của chitosan (O-acetylchitosan, N-acetylchitosan, N-phatylchitosan)

- Chitosan có tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân huỷ sinh học, có tính hoà hợp sinh học cao với cơ thể

Việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu trúc, tính chất lý hoá ứng dụng của chitosan đã được công bố từ những năm 30 của thế k XX Những nước đã thành công trong lĩnh vực nghiên cứu sản xuất chitosan đó là: Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Ấn

Độ, Pháp

Nhật Bản là nước đầu tiên trên thế giới năm 1973 sản xuất 20 tấn/năm Và đến nay đã lên tới 700 tấn/năm, Mỹ sản xuất trên 300 tấn/năm Theo Know năm 1991 thì thị trường có nhiều triển vọng của chitin, chitosan là Nhật Bản, Mỹ, Anh, Đức Nhật được coi là nước dẫn đầu về công nghệ sản xuất và buôn bán chitin, chitosan Người ta ước tính sản lượng chitosan sẽ đạt tới 118000 tấn/năm; trong đó Nhật, Mỹ

là nước sản xuất chính

, việc nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan và ứng dụng của chúng trong sản xuất phục vụ đời sống là một vấn đề tương đối mới mẻ ở nước ta Vào những năm 1978-1980, trường Đại học Thủy sản Nha Trang đã công bố qui trình sản xuất chitosan của Đỗ Minh Phụng đã mở đầu bước ngoặt quan trọng trong việc nghiên cứu, tuy nhiên chưa có ứng dụng nào thực tế trong sản xuất

Hiện nay nhiều cơ sở khoa học đang nghiên cứu sản xuất chitosan như:

tâm nghiên cứu polymer - Viện khoa học Việt Nam, Viện hoá thuộc Viện khoa học Việt Nam tại Thành Phố Hồ Chí Minh, Trung tâm Công nghệ và sinh học Thủy sản

- Viện nghiên cứu môi trường thuỷ sản 2,…

[12],[13],[14],[15],[16],[20]cấp bách xử lý phế liệu của tôm đông

thị trường tiềm năng

Trong nông nghiệp chitosan được sử dụng để bọc các hạt giống nhằm mục đích ngăn ngừa sự tấn công của nấm trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng cố định phân bón, thuốc trừ sâu, tăng cường khả năng nẩy mầm của hạt[44],[55],[74],[81] Ngày nay, chitosan còn được dùng làm nguyên liệu bổ sung vào thức ăn cho tôm, cá, cua để kích thích sinh trưởng và làm thức ăn tăng trưởng cho gà, không độc hại

, đây là ứng dụng quan trọng nhất, mang lại hiệu quả kinh tế cao của chitosan, đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm

Do khả năng kháng khuẩn và tạo màng nên chitosan được ứng dụng phối hợp với một số thành phần phụ liệu khác để tạo da nhân tạo chống nhiễm khuẩn và cầm máu[70],[79]

Hiện nay, nước ta cũng đã chế tạo được màng chữa tổn thương về da có tên là

Vinachitin do các ngành khoa học thuộc Viện Hoá học - Trung tâm Khoa học Tự

nhiên và Công nghệ Quốc gia cùng các bác sĩ Trường Đại học Y khoa Hà Nội - Bộ

y tế phối hợp nghiên cứu Màng vinachitin được dùng để chữa các vết thương ở diện rộng và tương đối sâu Chúng có khả năng hoà hợp sinh học rất cao và thúc đẩy việc gắn liền vết thương, bị phân huỷ sau hai tuần Nó có tác dụng bảo vệ, chống nhiễm trùng, chống mất nước, tăng khả năng tái tạo da và đặc biệt khi vết thương lành không để lại sẹo[5]

Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Học viên Quân y - Bộ Quốc phòng và Khoa hoá, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội phối hợp cùng nghiên tác dụng hạ cholesterol trong máu của N,N,N-Trimethylchitosan (TMC) Theo tác giả tác dụng

hạ cholesterol của TMC là do trong phân tử của nó có chứa nhóm –N+

(CH3)3, các nhóm này có khả năng kết hợp với Cl-

của acid béo có trong muối mật và được đào thải ra khỏi cơ thể[4]

Lê Văn Thảo và cộng sự thuộc bệnh viện U Bướu Hà Nội đã tiến hành nghiên cứu sử dụng chế phẩm chitosan mang thuốc điều trị trên 60 bệnh nhân mắc nhiều loại ung thư Kết quả tất cả 60 bệnh nhân đều có thể trạng chung tốt, ăn được ngủ ngon, trọng lượng cơ thể không thay đổi trước và sau điều trị Đặc biệt giá trị bạch cầu có giảm nhưng trong giới hạn cho phép còn hồng cầu và tiểu cầu không có

sự thay đổi Đồng thời nhóm nghiên cứu cũng đã ghi nhận sự giảm cholesterol trong máu những bệnh nhân nói trên

Hoá trị và xạ trị là hai trong số các phương pháp quan trọng nhất trong điều trị ung thư Tuy nhiên, nhược điểm của các liệu pháp này là làm giảm lượng hồng cầu, bạch cầu trong cơ thể dẫn tới sự suy sụp thể trạng của bệnh nhân Các bác sĩ bệnh viện U Bướu Hà Nội vừa cho biết, chế phẩm chitosan có thể giảm thiểu tối đa các tác dụng phụ này Và đưa ra kiến nghị sử dụng nó để hổ trợ điều trị bệnh ung thư bằng hoá trị và xạ trị

Chitosan cũng được ứng dụng trong việc điều trị viêm loét dạ dày Năm 1983, Marshall và Warren phát hiện một loại vi khuẩn hiện diện trong niêm mạc dạ dày có

tên là Helicobacter pylori có mối liên hệ với bệnh viêm loét dạ dày- tá tràng Vì vậy

mà vấn đề diệt trừ H.pylori là một liệu pháp quan trọng trong điều trị viêm loét Tuy

số lượng thuốc dùng trong điều trị có khá nhiều, đa dạng và có nhiều tiến bộ trong điều trị nhưng việc nghiên cứu tìm ra thuốc mới, đặc biệt từ các hợp chất thiên nhiên nhằm khắc phục các tác dụng phụ do thuốc là hoá chất tổng hợp vẫn được đặt

ra Chitosan là hợp chất được điều chế từ nguồn thiên nhiên, chúng được ghi nhận

có tính bảo vệ niêm mạc Đặc biệt ở nước ta chitosan đã được nghiên cứu về

Ngoài ra, chitosan còn được dùng trong bào chế dược phẩm Các nhà khoa học Nguyễn Thị Ngọc Tú - Viện Hoá học, Trung tâm Khoa học và Công nghệ Quốc gia

và Lê Thị Hải Yến, Trần Bình Nguyên - Công ty Dược liệu Trung Ương I hợp tác nghiên cứu tạo ra thuốc polymer

Các nhà khoa học thuộc Khoa Dược - Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh nghiên cứu một dẫn chất của chitosan ứng dụng trong kỹ thuật bao phim thuốc[2] Trong công nghiệp giấy, do cấu trúc tương tự cellulose nên chitosan được nghiên cứu bổ sung vào làm nguyên liệu sản xuất giấy Chitosan làm tăng độ bền dai của giấy, đồng thời việc in trên giấy cũng tốt hơn[53]

Trong công nghiệp dệt, dung dịch chitosan có thể thay hồ tinh bột để hồ vải

Nó có tác dụng làm sợi tơ bền, mịn, bóng đẹp, cố định hình in, chịu được acid và kiềm nhẹ Chitosan kết hợp với một số thành phần khác để sản xuất vải chịu nhiệt, vải chống thấm, sản xuất vải côn

Trong hoá mỹ phẩm, chitosan được sử dụng để sản xuất kem giữ ẩm chống khô da do tính chất của chitosan là có thể cố định dễ dàng trên biểu bì của da nhờ các nhóm NH4+ Các nhóm này liên kết với tế bào sừng hoá của da, nhờ vậy mà các nhà khoa học đã nghiên cứu sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng da chống nắng bằng cách ngăn các chất lọc tia cực tím với các nhóm NH4+

Trong công nghiệp xử lý nước, nhờ khả năng làm đông tụ các thể rắn lơ lửng giàu protein và nhờ khả năng kết dính tốt với các ion kim loại như: Pb, Hg,…do đó chitin được sử dụng để tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm[66],[70]

một hợp chất polymer tự nhiên không độc và rất an toàn đối với thực phẩm những tính chất đặc trưng như khả năng kháng khuẩn, chống ẩm, tạo màng, có khả năng hấp phụ màu mà không hấp phụ mùi, hấp phụ một số kim loại nặng,…nên chitosan được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghệ sản xuất và bảo quản thực phẩm

… [53][66],[68],[84],[85]

Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và cộng sự thuộc Viện Hoá học các hợp chất tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia đã điều chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên liệu chính là chitosan có tác dụng bảo quản quả

tươi (cà chua, nho vải, chuối,…) rất tốt Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống sự phá huỷ của một số nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả

Từ kết quả nhận được, Châu Văn Minh tiếp tục thử nghiệm khả năng bảo quản thực phẩm tươi sống của BQ-1 (thịt bò, thịt lợn, trứng gà tươi) Nhờ khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối của chế phẩm BQ-1 đã kéo dài được thời gian sử dụng của sản phẩm trong một thời gian nhất định[3]

Ở Việt Nam, chitosan cũng đã được sử dụng thay hàn the trong sản xuất chả giò, bánh cuốn, bánh su sê… với vai trò như một chất phụ gia thực phẩm Sở thương mại Hà Nội, Viện dinh dưỡng, Viện Hoá học và Hội khoa học Kỹ thuật an toàn thực phẩm hợp tác nghiên cứu và sản xuất ra phụ gia chitosan-PDP (có polyphosphate) dạng bột hoàn toàn thay thế hàn the - một chất tạo độ dẻo dai, giòn chắc cho thực phẩm xay nghiền đã bị cấm sử dụng do gây ung thư[27]

Các nhà khoa học Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh thuộc khoa Công nghệ Thực phẩm trường Đại học Nông lâm đã nghiên cứu dùng chitosan để bảo quản các thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng như cá, thịt… Nhờ khả năng hạn chế nước đi qua của lớp màng mỏng chitosan nên đã chống lại được sự mất nước trong quá trình bảo quản lạnh và lạnh đông thực phẩm Kết quả nhận được sau khi kết đông, rã đông thì sự mất nước hao hụt trọng lượng của cá giảm hơn trường hợp không sử dụng chitosan, đồng thời không làm mất màu, mùi vị của sản phẩm[21],[35]

Nói về khả năng chống mất nước , một bài báo ở Cần Thơ đã đưa

ra cách giải bài toán bảo quản trái cây nói chung và trái xoài nói riêng bằng cách: các trái xoài đạt tiêu chuẩn được ngâm trong nước nóng 550

C trong 5-10 phút phối hợp với chất benomyl (diệt nấm), chitosan để giúp trái cây không bị mất nước Mới đây nhất,

, sorbitol và PVA (polyvinyl acetate)

) có khả năng đáp ứng bao gói thực phẩm

làm giảm

vi sinh vật tổng số trên bề mặt thịt bò khi bảo quản ở nhiệt độ

0-50C[1],[17],[18]

- Nhờ tác dụng của nhóm NH3+ trong chitosan lên

tế bào vi , dẫn tới sự thay đổi tính thấm của màng tế bào

Lúc này, vi sinh vật không thể nhận các chất dinh dưỡng cơ bản cho sự phát triển bình thường như glucose dẫn đến mất cân bằng giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào Cuối cùng dẫn đến sự chết của tế bào

- Chitosan có thể ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn do có khả năng lấy đi các ion kim loại quan trọng như Cu2+

, Co2+, Cd+ của tế bào nhờ hoạt động của các nhóm amino trong chitosan có thể tác dụng với các nhóm anion của bề mặt thành tế bào

- Điện tích dương của nhóm NH3

+ của glucosamine monomer ở pH< 6.3 tác động lên các điện tích âm ở thành tế bào của vi khuẩn, dẫn đến sự rò rỉ các phần tử ở bên trong màng tế bào gây ra

D

1 Những nghiên cứu ngoài nước

Trên thế giới những nghiên cứu bảo quản trứng tươi bằng nhiều phương pháp khác nhau đã được thực hiện và có nhiều công trình nghiên cứu về lĩnh vực này được công bố cũng như được đưa vào các qui định an toàn vệ sinh cho đối tượng này Tuy vậy những nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc bảo quản trứng tươi bằng các phương pháp hóa lý như bảo quản trong nhiệt độ lạnh, bằng phương pháp

xử lý nhiệt (ngâm trong nước nóng), sử dụng màng phủ (dầu khoáng, parafin, nhựa thông, protein đậu nành, zein ), trong môi trường không khí điều chỉnh (với hàm lượng khí CO2 chiếm tỷ lệ chủ yếu), bảo quản bằng tia ion hóa [41],[46],[89],[92] Trong khi đó những công trình nghiên cứu đã công bố về việc sử dụng chitosan trong bảo quản trứng vẫn còn rất hạn chế

- Năm 1996 các tác giả Lee SH, No HK, Jeong YH đã công bố kết quả bước đầu nghiên cứu sử dụng dung dịch chitosan trong bảo quản trứng[67]

- Năm 2003 các tác giả S D Bhale, H K No, W Prinyawiwatkul, K Nadarajah, A J Farr, S P Meyers

chitosan kéo dài thời gian sử dụng trứng Kết quả cho thấy bằng việc sử dụng dung dịch tạo màng với các nồng độ chitosan 1và 2% (trong acid acetic) sau 5 tuần bảo quản ở 25oC trứng có các chỉ số chất lượng biến đổi chậm hơn so với mẫu đối chứng[82]

- Tháng 11 năm 2004 tại hội thảo quốc tế phát triển sản phẩm thực phẩm mới

tổ chức tại Hồ Chí Minh, Việt Nam, tác giả Iongwha thuộc đại học quốc gia Hàn Quốc đã thông báo về những nghiên cứu ứng dụng mới của chitin, chitosan tại Hàn Quốc Trong đó, theo tác giả khi bảo quản trứng bằng cách nhúng trong dịch

chitosan, sau 25 ngày ở 20oC các chỉ tiêu chất lượng (mức độ giảm trọng lượng, chỉ

số độ Haugh) chưa giảm quá mức thấp nhất cho phép của trứng thương phẩm[38]

- Tháng 1 năm 2005, Cengiz Caner thuộc trường ĐH

Kỳ công bố kết quả nghiên cứu sử dụng 3 loại màng (chitosan, protein từ dịch sữa, nhựa sellac) trong bảo quản trứng tươi Kết quả cho thấy trứng được bọc bởi với màng chitosan 3% (có phối hợp với 0,25 ml glycerol/g chitosan) có thể giữ được chất lượng trứng tươi (loại A) ít nhất 2 tuần ở nhiệt độ 25o

C[43]

Ngoài những kết quả đã công bố kể trên, một số tác giả đã đề xuất sử dụng màng chitosan để bảo quản trứng trên cơ sở tác dụng kháng khuẩn của chitosan nhằm hạn chế xâm nhập vi sinh vật vào bên trong trứng, tuy vậy vẫn chưa có những

số liệu kết quả công bố cụ thể

2 Những kết quả nghiên cứu trong nước

Trong lĩnh vực thực phẩm hiện nay đã có nhiều công bố nghiên cứu ứng dụng của chitosan, tuy vậy trong lĩnh vực bảo quản trứng chỉ dừng lại ở mức độ thử nghiệm chưa đầy đủ, và chưa đủ căn cứ để công bố trên các tạp chí chuyên ngành Năm 1996, nhóm tác giả Lưu Văn Chính, Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Trịnh Đức Hưng, Đặng Lan Hương thuộc Viện hóa học các hợp chất hữu cơ, Trung tâm KHTN & CNQG đã nghiên cứu điều chế chế phẩm bảo quản thực phẩm BQ-1

từ hỗn hợp dung dịch 1,5% chitosan (trong dung dịch a.acetic loãng) và 0,5 % hỗn hợp các chất tự nhiên có tác dụng chống oxy hóa và thối rữa thực phẩm, đồng thời

đã thử nghiệm khả năng bảo quản trứng gà tươi ở nhiệt độ thường Theo nhóm tác giả cho thấy sau 12 ngày trứng gà đã qua xử lý BQ-1 vẫn giữ nguyên phẩm chất của trứng gà: lòng đỏ tươi đều, còn nguyên vẹn, mùi tươi trong khi trứng đối chứng đã vữa hoàn toàn[3]

Ngoài ra ở tại bộ môn Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp

Trường Đại học Cần Thơ cũng đã có những nghiên cứu bảo quản trứng vịt muối bằng màng zein và chitosan[33]

+

(xử lý nhiệt, sử dụng màng phủ dầu khoáng, parafin, nhựa thông, protein đậu nành, zein, trong môi trường không khí điều chỉnh, bảo quản bằng tia ion hóa

Cengiz Caner

của trứng tươi thương phẩm Đồng thời chưa đưa ra được qui trình bảo quản trứng gà tươi bằng màng chitosan có thể áp dụng

, vấn đề

) có ,

ảnh hưởng lớn đến hoạt độ của nước trên bề mặt sản phẩm, do đó nó còn

và được thải ra ngoài theo nước tiểu

Kỹ thuật sử dụng sodium benzoate không phức tạp, đem hòa tan tinh thể này

, , v

:

(PTN) trứng quả trứng

2.2.2

 Xác định protein tổng số bằng phương pháp Kjeldahl[22]

 Xác định lipit tổng số bằng phương pháp Soxhlet[23]

[40]

 hao hụt khối lượng

Nguyên lý: Dùng phương pháp cân để xác định tỷ lệ hao hụt trọng lượng của trứng trong quá trình bảo quản so với khối lượng ban đầu

Trong đó: P là phần trăm thay đổi khối lượng (%)

X1: khối lượng ban đầu của quả trứng (g)

X2: khối lượng của quả trứng xác định trong thời gian bảo quản (g)

 chất lượng lòng trắng (Haugh unit)[78],[92]

- Nguyên l : Chất lượng được đo bằng đơn vị Haugh (Raymond Haugh, 1937) thông qua khối lượng

Trong đó:

HU: đơn vị đo độ Haugh

H: chiều cao của lòng trắng (mm)

W: trọng lượng trứng (g)

 chất lượng lòng đỏ (Yolk index)[67]

- Nguyên lý: Chất lượng của lòng đỏ liên quan đến chỉ số Yolk index (YI) là

tỷ số giữa chiều cao lớn nhất của lòng đỏ trứng và đường kính lòng đỏ

 biến đổi cường độ màu của lòng đỏ[39],[43],[77]

- Nguyên lý: Cường độ màu của lòng đỏ được đo trên máy đo cường độ màu Minolta Chroma Meter CR-400 Trên máy sẽ hiển thị 3 giá trị L, a*, b*

Trong đó: L(lighness): độ sáng của lòng đỏ

Đơn vị đo 0÷100 (0 tương ứng màu đen, 100 tương

Độ Hue (ký hiệu là Ho) còn gọi là góc sáng của

lòng đỏ trứng được tính như sau:

Nếu a>0; b0 thì H = T

Nếu a<0; b0 thì H = 180 +T

Nếu a<0; b<0 thì H = 180 + T

Nếu a>0; b<0 thì H = 360 + T

T: đại lượng trung gian

Các khoảng màu được thể hiện như sau: Ho

= 0o: đỏ; Ho

= 90o: vàng; Ho =

180o: xanh lá cây; Ho = 270o: xanh da trời[phụ lục 27]

Hình 2.2: Máy đo cường độ màu Minolta Chroma Meter CR-400

Biến đổi cường độ màu (CĐM) của

lòng đỏ được đánh giá qua các

Trong đó: L* = Lmẫu - Lđối chứng ; a*

= amẫu - ađối chứng ; b* = bmẫu - bđối chứng

 pH lòng trắng

 [29],[62],[68],[69],[76]

(độ láng, độ bóng, mùi và khác biệt toàn diện bề mặt

))(

(

100)(

5,0)()()(

h g f e d c b a

x dh cg bf ae h

c h g b h g f a

Hình 2.3: Hệ trục tọa độ màu

hạn ở mức =0,05 - M O’Mahony and Jian Bi)

Qui trình nghiên cứu dự kiến được tiến hành như sau:

Từ lô trứng gà tươi sau khi lấy mẫu tại PTN tiến hành lựa chọn, phân loại nhằm loại ra những quả trứng có khối lượng quá lớn (trên 80g/quả) hoặc quá nhỏ (dưới 50g/quả), trứng khuyết tật hoặc màu sắc khác biệt dễ dàng nhìn thấy bằng mắt

Trứng sau khi làm sạch được xếp trên các vỷ đựng

Chuẩn bị dung dịch bọc màng: Chitosan ở dạng bột đem hòa tan trong dung dịch acid acetic 1% theo các tỷ lệ nồng độ nghiên cứu và tiến hành lọc dung dịch chitosan bằng vải thưa sạch để loại bỏ các phần không hòa tan có trong bột chitosan Các phụ liệu có thể được bổ sung vào dung dịch chitosan trước hoặc sau khi lọc

Trứng gà tươi Lựa chọn, phân loại Làm sạch

Bọc màng Dung dịch

Chitosan, phụ liệu

Phương pháp bọc màng có thể tiến hành theo hai cách: nhúng trứng ngập trong dung dịch bọc màng hoặc dùng miếng xốp sạch nhúng vào dung dịch bọc màng sau

đó quét lên bề mặt trứng sao cho dung dịch bọc màng phủ đều trên bề mặt vỏ trứng Trứng sau khi bọc màng được làm khô tự nhiên trên vỷ hoặc bằng quạt gió Sau đó, trứng được bảo quản ở nhiệt độ thường ở những nơi khô ráo, thoáng mát

bọc

2.2.4 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát

Trứng gà tươi Lựa chọn, phân loại Làm sạch Bọc màng

,

(natrium

0,5%

Đánh giá sự khác biệt bề mặt

ĐC

Kết luận

=6,00,1M

màng bọc

ĐC2

Dd a.acetic pH=6,0