Nghiên cứu đánh giá biến động các thông số ảnh hưởng đến chất lượng tôm sú (penaeus monodon) bảo quản ở 0 OC sau thu hoạch (tt)

1 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÊ NHẤT TÂM NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG TÔM SÚ PENAEUS MONODON TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HUẾ, NĂM

1

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LÊ NHẤT TÂM

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CÁC THÔNG SỐ ẢNH

HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG TÔM SÚ (PENAEUS MONODON)

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

HUẾ, NĂM 2017

2

ĐẠI HỌC HUẾ ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LÊ NHẤT TÂM

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CÁC THÔNG SỐ ẢNH

HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG TÔM SÚ (PENAEUS MONODON)

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

Mã số: 62 44 01 14

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỮU CƠ

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Trần Thị Văn Thi

2 PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy

Huế, 2017

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Thủy sản và các sản phẩm thủy sản được xem là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho bữa ăn hàng ngày Ngoài việc đem lại món ăn ngon, các loài thủy hải sản sản như tôm, cua chứa nhiều acid amine, peptid, protein và các chất dinh dưỡng cần thiết khác Trong quá trình bảo quản sau đánh bắt, các loài thủy sản trải qua quá trình phân hủy thông qua hoạt động của vi sinh vật và các phản ứng hóa học

Mặt khác, việc chọn lựa phương pháp đánh giá còn tùy thuộc vào từng loài thủy sản, điều kiện bảo quản để chọn phương pháp thích hợp cho đánh giá Mỗi phương pháp chỉ phản ánh một giai đoạn biến đổi, hay một khía cạnh nào đó của quá trình bảo quản Vì vậy sự kết hợp các phương pháp khác nhau là cần thiết để đánh giá toàn diện sự biến đổi và đưa ra, kết quả chính xác hơn, tin cậy hơn

Vì vậy, cần thiết phải có sự điều chỉnh và bổ sung cần thiết trong đánh giá và phân loại chất lượng thủy sản sau thu hoạch Chính vì vậy

chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đánh giá biến động các thông số

ảnh hưởng đến chất lượng tôm sú (Penaeus monodon) bảo quản ở 0

oC sau thu hoạch”

Trong luận án này chúng tôi chọn nghiên cứu khảo sát sự tương quan giữa các yếu tố cảm quan, hóa học, vi sinh biến đổi trong quá trình

bảo quản tôm sú (Penaeus monodon) Từ đó đề xuất phân loại chất

lượng tôm sú dựa trên các giá trị của các chỉ số chất lượng đã khảo sát

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án

3 Đối tượng nghiên cứu của luận án

Tôm sú (Penaeus monodon) thuộc ngành Arthropoda, lớp Crustacea,

bộ Decapoda, họ Penaeidae, giống Penaeus, loài Penaeus monodon, tên thương mại black tiger shrimp

2

4 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu của luận án

- Các phương pháp đánh giá chất lượng tôm sú: phương pháp xác định tổng vi sinh vật hiếu khí (TVC), phương pháp QIM

- Các phương pháp định lượng các chỉ số hóa học: TVB-N, TMA-N, histamine, hypoxanthine và giá trị pH

- Phương pháp xử lý số liệu: xử lý thông kê bằng phần mềm Statgraphics centurion XVI, mô hình tuyến tính bằng MS Excel (2010)

5 Đóng góp mới về khoa học của luận án

Luận án nghiên cứu đã đóng góp mới về khoa học như sau:

+ Lần đầu tiên hai chỉ số histamine và hypoxanthine được đưa vào đánh giá chất lượng tôm Đây là một điểm mới của nghiên cứu

+ Tìm thấy sự biến đổi về mặt chất lượng cảm quan và hóa học của tôm sú trong suốt thời gian bảo quản ở 0 oC

+ Tìm thấy phương trình hồi quy tuyến tính giữa điểm chất lượng

QI, TVB-N, TMA-N, histamine và hypoanthine với thời gian bảo quản + Phân loại chất lượng tôm dựa trên kết hợp hai phương pháp cảm quan và hóa học

6 Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của luận án

Kết quả nghiên cứu của luận án 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

+ Đặc điểm chung về tôm sú

+ Thành phần hóa học của một số loài tôm

1.2 Các dạng hư hỏng và biến đổi cảm quan ở thủy sản: ươn

hỏng do vi sinh vật; ươn hỏng do enzyme; ươn hỏng hóa học

3

1.3 Các phương pháp đánh giá chất lượng thủy sản: phương

pháp đánh giá chất lượng cảm quan; hóa học; vật lý; vi sinh

1.4 Xây dựng phương pháp QIM cho tôm sú: Xây dựng bộ thuật

ngữ mô tả các thuộc tính biến đổi theo chất lượng; thiết lập khung đánh giá QIM; khảo sát QI theo ngày bảo quản; đánh giá chương trình QIM

1.5 Phương pháp định lượng: phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng

cao (HPLC); phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm nhũng điểm sau:

 Cung cấp thông tin về mối tương quan giữa các yếu tố cảm quan, hóa học, vi sinh biến đổi trong quá trình bảo quản tôm sú

(Penaeus monodon) ở 0 oC, thông qua một số chỉ số chất lượng

 Đề xuất được thang phân loại chất lượng tôm sú dựa trên các giá trị của các chỉ số chất lượng đã khảo sát

2.2 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm 5 phần:

 Xây dựng phương pháp đánh giá về mặt cảm quan chất lượng tôm sú

(penaeus monodon) bằng chương trình QIM

 Xây dựng phương pháp định lượng hypoxanthine trên mẫu tôm bằng phương pháp HPLC

 Xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính giữa các chỉ số TVB-N, TMA-N, histamine và hypoxanthine

 Khảo sát biến đổi cảm quan và hóa học đến chất lượng tôm sú bảo quản ở 0 oC và mối tương quan giữa chúng

Tôm sú (Penaeus monodon) thu nhận có kích thước cỡ 26 – 30

con/kg ở ba địa điểm khác nhau như trình bày ở phần mở đầu Ba mươi (30) kg tôm sú đã được thu hoạch mới từ ba trang trại khác nhau nằm ở tỉnh Cà Mau, Việt Nam Tôm khiếm khuyết hoặc vỡ vỏ được loại bỏ Khi thu hoạch, các mẫu tôm sống được rửa nhanh bằng nước sạch và đặt trong 300 túi nhựa vô trùng polyetylen (26,8 × 27,9 cm) (Sản phẩm của Alcoa Inc, Richmond, VA 23261, USA) Các túi này sau đó được phân phối đồng nhất trong các thùng xốp styrene giữa các lớp nước đá với tỷ

lệ tôm: đá là 1: 2 (w / w) và vận chuyển đến phòng thí nghiệm sau 8 giờ Tại phòng thí nghiệm, túi polyethylene có chứa mẫu tôm được giữ trong phòng lạnh (0 ° C) cho đến khi có yêu cầu Hình 2.1 mô tả quá trình thu nhận, bảo quản và đánh giá

2.4.1.1 Phương pháp thực hiện: Phương pháp xác định TVC được

tiến hành như thông báo của Leboffe cùng cộng sự [140]

2.4.2 Phương pháp QIM

2.4.2.1 Chuẩn bị mẫu thử

Trình bày ở mục 2.3.1

2.4.2.2 Phương pháp lựa chọn và huấn luyện hội đồng

Thành viên trong hội đồng phân tích cảm quan được tuyển chọn và huấn luyện để có kiến thức phân tích cảm quan của thí nghiệm này [226]

Các bước tổ chức một hội đồng phân tích cảm quan:

Bước 1: Chọn thành viên hội đồng đánh giá và lựa chọn sơ bộ Bước 2: Lựa chọn theo yêu cầu

Bước 3: Huấn luyện người thử

Bước 4: Đánh giá chọn lọc thành viên tham gia đánh giá chính thức

 Mời tham gia và lựa chọn sơ bộ

Mời 20 người thử tham gia vào chương trình đánh giá, lựa chọn ra

12 thành viên vào hội đồng [110]

 Huấn luyện người thử

Trong tiến trình này 12 thành viên sẽ tham gia các buổi tập huấn Trong khoảng thời gian này năng lực đánh giá cảm quan của từng thành viên được thể hiện và cũng là khoảng thời gian nhóm nghiên cứu có

6

điều kiện chọn 6 thành viên đánh giá chính thức Việc đánh giá tuân thủ theo TCVN 11045:2015 [239]

 Chọn lựa thành viên tham gia đánh giá chính thức

Nhóm nghiên cứu sẽ phải cân nhắc để chọn ra 6 thành viên tham gia đánh giá chính thức Các thành viên được chọn có năng lực đánh giá tốt nhất, khả năng đánh giá tương đồng nhất, sức khỏe và thời giantham gia

ổn định nhất Việc đánh giá tuân thủ theo TCVN 11045:2015: Hướng dẫn đánh giá cảm quan tại phòng thử nghiệm đối với cá và động vật có

+ Đánh giá phương pháp QIM

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG CHỈ SỐ HÓA HỌC 2.5.1 Chuẩn bị mẫu thử

Mẫu tôm thử nghiệm được chuẩn bị như mục 2.3.1

2.5.2 Phương pháp định lượng TVB-N

Hàm lượng TVB-N được xác định theoTCVN 9215:2012 [7]

2.5.3 Phương pháp định lượng TMA-N

Hàm lượng TMA được xác định theo tiêu chuẩn AOAC 971-14[8]

2.5.4 Phương pháp định lượng histamine

Histamine phản ứng với o-phthalaldehyde (OPA) hình thành hợp

chất huỳnh quang và được xác định theo phương pháp HPLC của Gouygou cùng cộng sự (1987) [83]

7

2.5.5 Phương pháp định lượng hypoxanthine

Hypoxanthine trong tôm được trích ly như nghiên cứu của Ryder

1985 [217] và được xác định theo thông báo của nghiên cứu Kock cùng cộng sự [127] và phương pháp của Công ty Nacalai [267]

2.5.6 Phương pháp đo pH

Phương pháp đo pH thực hiện như Özogul cùng cộng sự [193]

2.6 PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM

2.6.1 Bố trí thí nghiệm xác định lượng vi sinh vật hiếu khí

Thí nghiệm 1: Khảo sát lượng TVC ở tôm sú theo ngày bảo quản 2.6.2 Bố trí thí nghiệm xây dựng và đánh giá chất lượng tôm sú bằng chương trình QIM

Thí nghiệm 2: Xây dựng thuật ngữ

Thí nghiệm 3: Kiểm chứng thuật ngữ bằng phương pháp Cata Thí nghiệm 4: Khảo sát chất lượng tôm ở các ngày bảo quản, đưa

ra phương trình tương quan giữa QI và ngày bảo quản

Thí nghiệm 5: Đánh giá tính chính xác chương trình QIM

2.6.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát các chỉ số chất lượng hóa học biến đổi trong quá trình bảo quản

2.6.3.1 Chuẩn bị mẫu cho các quá trình khảo sát

2.6.3.2 Bố trí các thí nghiệm khảo sát biến đổi các chỉ số chất lượng Thí nghiệm 6: Chọn lựa phương pháp xác định hypoxanthine trên

mẫu tôm sú

Thí nghiệm 7: Xây dựng đường chuẩn, hiệu suất thu hồi, giá trị

LOD, LOQ và RSD

Thí nghiệm 8: Thí nghiệm khảo sát hàm lượng TVB-N trong các

mẫu tôm sú theo ngày bảo quản

Thí nghiệm 9: Thí nghiệm khảo sát hàm lượng TMA-N trong các

mẫu tôm sú theo ngày bảo quản

8

Thí nghiệm 10: Thí nghiệm khảo sát hàm lượng histamine trong các

mẫu tôm sú theo ngày bảo quản

Thí nghiệm 11: Thí nghiệm khảo sát hàm lượng hypoxanthine trong

các mẫu tôm sú theo ngày bảo quản

Thí nghiệm 12: Thí nghiệm khảo sát giá trị pH trong các mẫu tôm

sú theo ngày bảo quản

2.7 Phương pháp xử lý số liệu

Tất cả các thí nghiệm được tiến hành 3 lần Dữ liệu thu tập được xử

lý thông kê bằng phần mềm Statgraphics centurion XVI, xác định mô hình tuyến tính bằng MS Excel (2010) Sự khác biệt có ý nghĩa ở mức P<0,05

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả khảo sát lượng TVC ở mẫu tôm bảo quản

Kết quả khảo sát lượng TVC ở tôm theo ngày ngày bảo quản từ ngày 1 đến ngày 10 trình bày ở Hình 3.1 Giá trị TVC ở các ngày không

có sự khác biệt từ ngày 1 đến ngày 7, giá trị trung bình khoảng log cfu/g

= 5,02 Giá trị TVC ở ngày 8, 9 và 10 lần lượt là 5,84; 6,39; 6,37 Như vậy lượng TVC tăng nhanh bắt đầu từ ngày 8

Hình 3.1 Sự biến đổi TVC ở tôm sú trong 10 ngày bảo quản ở 0 oC Theo quyết định của Ủy Ban Quốc Tế về các chỉ tiêu vi sinh đối với thực phẩm (International Commission on Microbiological Specifications for Foods - ICMSF) cho loại tôm đông lạnh ở mức tối đa log cfu/g = 6

3.2.1 Mô hình cho điểm chất lượng QIM ở tôm sú

Chương trình QIM (Bảng 3.1) xây dựng từ quá trình huấn luyện, kết hợp với tiêu chuẩn TCVN 3726-89 [2] và các tài liệu [4], [22], [91], [291]

Bảng 3.1 Chương trình đánh giá QIM cho tôm sú

Chỉ tiêu Thuộc

Màu sắc

Đầu

Thân

Màu xanh lam, không đốm đen, sáng bóng 0

Đuôi

Xuất hiện đốm đen không quá hai chân đuôi 2

3.2.2 Kết quả biến đổi chất lượng tôm sú theo ngày bảo quản

Chương trình đánh giá QIM được sử dụng để đánh giá chất lượng tôm ở các ngày và điểm QI của các mẫu tôm sú trình bày ở Hình 3.2

Hình 3.2 Phương trình hồi quy tuyến tính giữa thời gian bảo quản và

chỉ số chất lượng (QI) của tôm sú

Kết quả QI có sự tương quan tuyến tính với ngày bảo quản phù hợp với thông báo của Martinsdóttir cùng cộng sự (2001) và [107], [171] Từ

11

phương trình này có thể ước tính hạn sự dụng của mẫu tôm sau khi đánh giá

3.2.3 Đánh giá chương trình đánh giá QIM

Tiến trình đánh giá chương trình QIM được trình bày theo thí nghiệm 5 Mười mẫu tôm được sử dụng để kiểm tra phương pháp QIM Kết quả đánh giá thời gian lưu trữ còn lại tính theo lý thuyết và thời gian lưu trữ còn lại thực tế được trình bày ở Hình 3.3

Hình 3.3 Đánh giá chương trình QIM dựa trên ước tính hạn sử dụng

còn lại và hạn sử dụng còn lại thực tế

3.2.4 Phân loại chất lượng tôm sú theo QI

Nghiên cứu của Hanpong cùng cộng sự [91] trên mẫu tôm sú bảo quản 0 oC đã đánh giá các chỉ tiêu đánh giá bao gồm màu, mùi vị và cấu trúc theo thang điểm từ 1 đến 9, tương ứng từ “cực kỳ không thích” đến

“cực kỳ thích” Kết quả cho thấy, chất lượng mẫu tôm bảo quản từ ngày

1 đến 2 ngày tương ứng chất lượng đặc biệt, từ ngày 3 đến 5 tương ứng chất lượng tốt, từ ngày 6 đến ngày 7 tương ứng chấp nhận, ngày 8 ứng với tạm chấp nhận, sau ngày thứ 8 chất lượng tôm bị loại Jayaweera và Subasinghe cùng cộng sự [113] nghiên cứu trên tôm (Penaeus indicus)

sự (n =3)

12

bảo quản lạnh (chilled storage) cho kết quả đánh giá như sau: tôm loại 1

có thời gian bảo quản 1 – 3 ngày, tôm loại 2 có thời gian bảo quản đến ngày 7, chấp nhận đến ngày 10, sau đó tôm bị loại về mặt chất lượng Cann [38] thông báo rằng tôm sú bảo quản ở 0 oC giảm chất lượng ở thuộc tính về vị từ ngày 2 đến ngày 4 và xuất hiện đốm đen từ ngày 6 đến ngày 9 Nghiên cứu của Relly và cộng sự [209] nhận thấy rằng tôm mất đi giá trị ban đầu của nó sau 2 ngày bảo quản ở 0 oC

Những ghi nhận về biến đổi các thuộc tính của tôm sú qua các ngày bảo quản ở 0 oC của luận án cho thấy chất lượng của tôm giữ được những thuộc tính tươi cho đến ngày thứ 4 và bắt đầu có biến đổi đáng kể

từ ngày thứ 5 Từ ngày 5 các quá trình phân hủy bắt đầu xảy ra đối với collagen, protein, acid amine, lipid và cả acid béo nên trong khoảng thời gian này, sự biến đổi các chỉ tiêu đánh giá màu, mùi và cấu trúc thể hiện

rõ nét Các hiện tượng ươn hỏng đặc biệt thể hiện rõ sau ngày thứ 8 Từ những nhận xét trên, cho phép đi đến kết luận: hạn sử dụng của tôm sú bảo quản 0 oC là 8 ngày và phân loại chất lượng tôm như Bảng 3.2 Bảng 3.2 Phân loại chất lượng tôm sú theo QI

Chấp nhận 7,47 ÷ 11,37 Tạm chấp nhận 11,37 ÷ 14,50

13

3.3 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HYPOXANTHINE TRONG MẪU TÔM

3.3.1 Kết quả chọn lựa phương pháp

 Kết quả thự nghiệm cho kết quả phương pháp xác định hypoxanthine được thực hiện như thông báo của Kock cùng cộng sự (1993)

3.3.2 Xây dựng phương trình đường chuẩn

Phương trình đường chuẩn thực hiện trên 6 mẫu chuẩn có nồng độ lần lượt là: 0,01 ppm; 0,05 ppm; 0,1 ppm; 0,5 ppm; 1 ppm và 3 ppm Mỗi nồng độ được thực hiện 3 lần (Hình 3.4)

Hình 3.4 Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn mối quan hệ diện tích

peak (S) và nồng độ (C)

Dữ liệu thu được từ quá trình sắc ký, sau khi xử lý trên phần mềm excel cho thấy, sự tương quan giữa nồng độ chất chuẩn Hx và diện tích peak khá tuyến tính Phương trình đường chuẩn thu được y = 126,35x + 10,285 (R2 = 0,9977)

3.3.2.1 Xác định giá trị LOD và LOQ

Tiến hành chạy sắc ký trên chuẩn hypoxanthine 0,01ppm (7 lần chạy) để đánh giá LOD Giá trị LOD = 3Cm/T [206], dữ liệu từ thực nghiệm tính được LOD = 3 0,01/ 13,13 = 0,002 ppm, LOQ = 3LOD = 0,006 ppm

y = 126.35x + 10.285 R² = 0.9977

0 100 200 300 400 500

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 S

ppm

14

3.3.2.2 Xác định độ lệch chuẩn tương đối (RSD)

Giá trị RSD được thực hiện trên 10 mẫu chuẩn 1ppp Giá trị RSD được xác định là 5,32%

3.3.2.3 Hiệu suất thu hồi (H)

Hiệu suất thu hồi H được xác định theo thí nghiệm 7 Giá trị trung bình H = 90,10%

3.4 KẾT QUẢ BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG TÔM SÚ THÔNG QUA CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG

3.4.1 Sự biến đổi TVB-N

Hàm lượng TVB-N được khảo sát được bố trí như ở thí nghiệm 7 và kết quả khảo sát được trình bày ở Hình 3.5 Giá trị TVB-N bao gồm các thành phần TMA-N, DMA-N, NH3 và một số amine dể bay hơi

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng TVB-N theo bảo

quản

Nhìn chung, lượng TVB-N hình thành khác biệt giữa các ngày có ý nghĩa thống kê Giá trị TVB-N tăng chậm từ ngày 1 đến ngày 4 (ứng với TVB-N đạt từ 6,47 đến 11,39 mg/100 gam) và tăng nhanh từ ngày 5 trở

đi Hình 3.5 cho thấy hệ số góc của hai phương trình hồi quy tuyến tính

y = 4.5243x - 8.5678 R² = 0.9907 0

10 20 30 40 50