Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, phương pháp bao gói và acid ascorbic đến chất lượng cá tra (pangasius hypophthalmus) phi lê trong bảo quản đông

xii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, phương pháp bao gói và acid ascorbic đến chất lượng cá tra Pangasius hypophthalmus phi lê trong bảo quản đông Giới thiệu về đề

csjĐ ii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN THỊ THÁI HẰNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ, PHƯƠNG PHÁP

BAO GÓI VÀ ACID ASCORBIC ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÁ TRA

(Pangasius hypophthalmus) PHI LÊTRONG BẢO QUẢN ĐÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÕA - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN THỊ THÁI HẰNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ, PHƯƠNGPHÁP

BAO GÓI VÀ ACID ASCORBIC ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÁ TRA

(Pangasius hypophthalmus) PHI LÊ TRONG BẢO QUẢN ĐÔNG

PGS.TS.Nguyễn Anh Tuấn

Phòng đào tạo Sau Đại học

KHÁNH HÕA - 2019

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, một phần của luận văn

được hoàn thành dưới sự tài trợ của đề tài “Nâng cao chất lượng sản phẩm thủy sản

đông lạnh thông qua việc cải tiến công nghệ chế biến và bảo quản”của TS Đặng

Thị Thu Hương Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng

được công bố trong các công trình khác

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc

Khánh Hòa, ngày tháng năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thái Hằng

iv

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của quý phòng ban Trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, các Thầy Côtrong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Cán bộ Phòng thí nghiệm thuộc Trung tâm Thí nghiệm Thực hành đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi được hoàn thành đề tài Đặc biệt, dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Nguyễn Văn Minh và TS Đặng Thị Thu Hương đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đề tài Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ này

Xin chân thành cảm ơn Nhà máy thủy sản đông lạnh Ấn Độ Dương (DL408), thuộc Công ty Cổ phần Nam Việt (NAVICO), An Giang đã hỗ trợ một phần kinh phí thực hiện đề tài

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã giúp

đỡ động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn!

v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC HÌNH xi

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN xii

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 3

4.1 Ý nghĩa khoa học 3

4.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA 4

1.1.1 Giới thiệu về cá tra 4

1.1.2 Phân bố, hình thức nuôi và khai thác 5

1.1.3 Đặc điểm sinh thái 5

1.1.4 Đặc điểm sinh trưởng và sinh sản 6

1.1.5 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng 7

1.1.6.Sản lượng nuôi và thị trường xuất khẩu cá tra ở nước ta 8

1.2 BẢO QUẢN ĐÔNG VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA SẢN PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN ĐÔNG 10

1.2.1 Bảo quản đông 10

1.2.2 Những biến đổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản đông 11

1.3 OXY HÓA LIPID VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH OXY HÓA LIPID 13

1.3.1 Quá trình oxy hóa lipid 13

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm 17

1.4 CHẤT CHỐNG OXY HÓA 20

vi

1.4.1 Giới thiệu về chất chống oxy hóa 20

1.4.2 Cơ chế chống oxy hóa 22

1.4.3 Tổng quan acid ascorbic 24

1.4.4 Cơ chế chống oxy hóa của acid ascorbic 25

1.5 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ NHIỆT ĐỘ, PHƯƠNG PHÁP BAO GÓI, NỒNG ĐỘ ACID ASCORBIC ĐẾN CHẤT LƯỢNG THỦY SẢN TRONG BẢO QUẢN ĐÔNG 27

1.5.1 Các nghiên cứu trong nước 27

1.5.2 Các nghiên cứu ngoài nước 27

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 29

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.2.1 Phương pháp thu mẫu 29

2.2.2 Chuẩn bị mẫu phân tích 30

2.2.3 Sơ đồ quy trình chế biến sản phẩm cá tra phi lê đông lạnh 30

2.2.4 Bố trí thí nghiệm 33

2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 37

2.3.1 Chỉ tiêu vật lý 37

2.3.2 Chỉ tiêu hóa học 38

2.4 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 39

2.4.1 Hóa chất nghiên cứu 39

2.4.2 Thiết bị nghiên cứu 39

2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 39

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40

3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ BẢO QUẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP BAO GÓI ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÁ TRA PHI LÊ TRONG BẢO QUẢN ĐÔNG 40

3.1.1 Khảo sát nhiệt độ bảo quản tại kho công nghiệp 40

3.1.2 Tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông và hiệu suất thu hồi sau gia nhiệt 41

3.1.3 pH của cá tra phi lê trong quá trình bảo quản đông 43

3.1.4 Hàm lượng nước và lipid của cơ thịt cá tra phi lê trong quá trình bảo quản đông 43

3.1.5 Sự thủy phân lipid 46

3.1.6 Sự oxy hóa lipid 48

vii

3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ACID ASCORBIC (AA) ĐẾN SỰ BIẾN

ĐỔILIPID TRONG CƠ THỊT CÁ TRA THEO THỜI GIAN BẢO QUẢN ĐÔNG 50

3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic (AA) đến sự thủy phân lipid 50

3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic (AA) đến sự oxy hóa lipid 53

3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic đến hàm lượng lipid 55

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC

viii

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

AA : Acid ascorbic (Vitamin C)

AA-0.25 : Mẫu cá tra xử lý với dung dịch acid ascorbic 0,25%

AA-0.50 : Mẫu cá tra xử lý với dung dịch acid ascorbic 0,50%

DĐ-AP : Bao gói thường - Bảo quản ở nhiệt độ dao động

DĐ-VP : Bao gói chân không - Bảo quản ở nhiệt độ dao động

DHA : Docosahexaaenoic

GTTB : Gía trị trung bình

EDTA : Ethylene diamine tetraacetic acid

EPA : Eicosapentaenoic

FAO : Food and Agriculture Organization (Tổ chức Lương thực và Nông

nghiệp Liên Hiệp Quốc)

FFA : Free fatty acid (Acid béo tự do)

HDPE : High density polyethylene

MAP : Modified Atmosphere Packaging

Mb : Myoglobin

MUFA : Monounsaturated fatty acid (Acid béo không bão hòa đơn)

NAVICO : Công ty Nam Việt Đỗ

OĐ-AP : Bao gói thường - Bảo quản ở nhiệt độ ổn định

OĐ-VP : Bao gói chân không - Bảo quản ở nhiệt độ ổn định

ix

OxyMb : Oxymyoglobin

PUFA : Polyunsaturated fatty acid (Acid béo không bão hòa đa)

PV : Peroxide value

SFA : Saturated Fatty acid (Acid béo bão hòa)

TBARS : Thiobarbituric acid-reactive substances

TBHQ : Tertbutylhydroquinone

TMA : Trimethylamine

VASEP : Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers (Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu thủy sản Việt Nam)

x

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của cá tra 7Bảng 1.2 Thành phần dinh dƣỡng cá tra tính trên 100g phần ăn đƣợc 7

xi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cá tra 4

Hình 1.2 Cơ chế chống oxy hóa 22

Hình 1.3 Công thức cấu tạo của acid ascorbic 24

Hình 2.1 Phi lê cá tra 29

Hình 2.2 Quy trình tổng quát chế biến cá tra phi lê bảo quản đông 31

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ bảo quản và phương pháp bao gói đến chất lượng cá tra phi lê trong bảo quản đông 34

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic xử lý trước khi cấp đông đến sự biến đổi lipid trong cơ thịt cá tra phi lê theo thời gian bảo quản đông 36

Hình 3.1 Nhiệt độ bảo quản công nghiệp và bảo quản ở nhiệt độ kiểm soát ổn định(−20 ± 2°C) 40

Hình 3.2 Tỷ lệ hao hụt khối lượng sau rã đông 43

Hình 3.3 pH của cơ thịt cá tra phi lê trong quá trình bảo quản đông (GTTB ±ĐLC, n = 3) 43

Hình 3.4 Sự biến đổi hàm lượng nước 44

Hình 3.5 Sự biến đổi hàm lượng phospholipids 46

Hình 3.6 Sự biến đổi chỉ số peroxide 48

Hình 3.7 Ảnh hưởng của nồng độ AA đến hàm lượng acid béo tự do (FFA) trong cơ thịt cá tra phi lê theo thời gian bảo quản đông 51

Hình 3.8 Sự biến đổi hàm lượng phospholipids của cá tra phi phê theo thời gian bảo quản dưới ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic (AA) 51

Hình 3.9 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic đến chỉ số PV(hydroperoxides) trong cơ thịt cá tra phi lê theo thời gian bảo quản đông 53

Hình 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic đến chỉ số TBARS trong cơ thịt cá tra phi lê theo thời gian bảo quản đông 54

Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ acid ascorbic (AA) đến hàm lượng lipid của cá tra phi lê trong quá trình bảo quản 55

xii

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, phương pháp bao gói và acid ascorbic

đến chất lượng cá tra (Pangasius hypophthalmus) phi lê trong bảo quản đông

Giới thiệu về đề tài và mục tiêu nghiên cứu:

Trong quá trình chế biến và bảo quản các sản phẩm thủy sản đông lạnh nói chung, cá tra phi lê đông lạnh nói riêng, những biến đổi về hóa lý vẫn diễn ra làm cho chất lượng của sản phẩm giảm xuống Sự giảm chất lượng của sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện bảo quản (nhiệt độ, độ ẩm môi trường không khí trong kho), phương pháp bao gói, thời gian bảo quản,… Nhiệt độ bảo quản là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến những biến đổi về hóa lý Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì chất lượng sản phẩm càng được duy trì tốt do hạn chế được những biến đổi diễn ra Đặc biệt, sự dao động nhiệt độ trong quá trình bảo quản đông có tác động không tốt đến chất lượng của sản phẩm thủy sản Nhiệt độ bảo quản dao động sẽ thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid, biến tính protein, ảnh hưởng đến enzyme nội tại và vi sinh vật, quá trình mất nước làm cho chất lượng sản phẩm thủy sản giảm nhanh Ngoài yếu

tố nhiệt độ, phương pháp bao gói cũng được chứng minh có ảnh hưởng lớn đến những biến đổi nêu trên Bao gói chân không được coi là phương pháp bao gói hữu hiệu nhằm hạn chế quá trình oxy hóa lipid và protein Mặc dù, đã có nhiều công bố về ảnh hưởng của chế độ nhiệt độ (nhiệt độ ổn định và nhiệt độ dao động) và phương pháp bao gói đến chất lượng của sản phẩm thủy sản trong bảo quản đông, tuy nhiên chưa có công bố nào trên đối tượng là cá tra phi lê đông lạnh

Acid ascorbic là một trong những chất chống oxy được sử dụng khá phổ biến trong thực phẩm hiện nay Việc sử dụng chất chống oxy hóa trong chế biến thực phẩm, không những kéo dài thời gian sử dụng mà còn làm giảm sự tổn thất các giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Cũng như chế độ nhiệt độ, phương pháp bao gói thì chưa có công bố nào trên đối tượng cá tra phi lê đông lạnh sử dụng chất chống oxy hóa acid ascorbic

Do đó, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, phương

pháp bao gói và acid ascorbic đến chất lượng cá tra (Pangasius hypophthalmus) phi

lê trong bảo quản đông” là hết sức cần thiết, đáp ứng nhu cầu thực tiễn Thành công

của đề tài sẽ bổ sung cơ sở khoa học còn thiếu về lĩnh vực này, qua đó giúp các nhà

xiii

sản xuất điều chỉnh và khắc phục những hạn chế đang diễn ra nhằm nâng cao chất lượng cho sản phẩm cá tra phi lê Sản phẩm cá tra phi lê có chất lượng cao sẽ đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nước và ngoài nước; góp phần

mở rộng thị trường xuất khẩu, tạo thêm việc làm cho người lao động, đặc biệt góp phần xây dựng thương hiệu và hình ảnh cho sản phẩm cá tra phi lê của Việt Nam trên trường quốc tế

Phương pháp nghiên cứu:

Nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu là sản phẩm cá tra (Pangasius

hypophthalmus) phi lê đông lạnh được chế biến tại nhà máy thủy sản đông lạnh Ấn Độ

Dương (DL408), thuộc Công ty Cổ phần Nam Việt (NAVICO), An Giang

Để đánh giá ảnh hưởng của chế độ bảo quản và phương pháp bao gói, thì tiến hành nghiên cứu: hai nhóm sản phẩm cá tra phi lê đông lạnh (bao gói chân không và bao gói thường) được sản xuất theo đúng quy trình được chế biến tại nhà máy thủy sản đông lạnh Ấn Độ Dương (DL408), thuộc Công ty Cổ phần Nam Việt (NAVICO),

An Giang (thể hiện trên Hình 2.2) Sau khi cấp đông, mỗi nhóm sản phẩm được chia làm hai phần, một phần được bảo quản ở chế độ bảo quản công nghiệp (tại kho bảo quản của Công ty) và một phần được vận chuyển về Nha Trang và bảo quản ở chế

độ kiểm soát (bảo quản trong tủ đông ở nhiệt độ -20  2C).Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của sản phẩm như pH, tỷ lệ hao hụt sau rã đông, hiệu suất thu hồi sau gia nhiệt, hàm lượng lipid, FFA, PV, TBARS, phospholipid, hàm lượng nước được thực hiện trên nguyên liệu (trước khi chế biến), sau khi cấp đông (sau chế biến) và sau 2, 4, 6

và 9 tháng bảo quản

Và đánh giá ảnh hưởngcủa nồng độ acid ascorbic xử lý trước khi cấp đôngđến sự biến đổi lipid trong cơ thịt cá tra phi lê theo thời gian bảo quản đông, thì tiến hành nghiên cứu ở nhóm sản phẩm Cá tra phi lê được sản xuất theo đúng quy trình được chế biến tại nhà máy thủy sản đông lạnh Ấn Độ Dương (DL408), thuộc Công ty Cổ phần Nam Việt (NAVICO), An Giang (thể hiện trên Hình 2.2), sau đó được chia làm

ba nhóm Một nhóm không xử lý trong dung dịch acid ascorbic (Mẫu đối chứng - ĐC), một nhóm xử lý trong dung dịch acid ascorbic 0,25% (AA-0.25) và một nhóm được xử lý trong dung dịch acid ascorbic 0,50% (AA-0.50) Cá tra phi lê được ngâm trong dung dịch acid ascorbic ở tỷ lệ cá/dung dịch là 1/1 (w/w), trong thời gian 5 phút

xiv

Sau khi ngâm, cá được vớt ra để ráo và cấp đông trong tủ đông IQF có nhiệt độ -40 C trong thời gian < 30 phút Sau khi cấp đông, mỗi miếng cá phi lê được bao gói chân không trong bao bì PA và được vận chuyển về Nha Trang để bảo quảnở chế độ kiểm soát (bảo quản trong tủ đông ở nhiệt độ -20  2 C) Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của sản phẩm như hàm lượng lipid, FFA, PV, TBARS, phospholipid được thực hiện trên

sản phẩm sau khi cấp đông (sau chế biến) và sau 1, 2, 3 và 4 tháng bảo quản

Số liệu thực nghiệm thu được tính toán tìm giá trị trung bình, độ lệch chuẩn

và vẽ đồ thị trên phần mềm Mirosoft Exel 2013 (Microsoft Corporation, US) Các giá trị trung bình được so sánh dựa vào phân tích phương sai ANOVA và kiểm định Duncan (Duncan’s Multiple-Comparison Test) trên phần mềm SPSS 20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL) để kiểm tra sự khác nhau giữa các giá trị trung bình với mức ý nghĩa p < 0,05

2 Kết quả, mẫu cá tra có xử lý trong dung dịch acid ascorbic trước khi làm đông

có hàm lượng acid béo tự do (FFA), chỉ số PV và chỉ số TBARS thấp hơn, đồng thời hàm lượng lipid và phospholipids cao hơn ý nghĩa so với mẫu đối chứng (mẫu không

xử lý trong dung dịch acid ascorbic) Tuy nhiên, hai nồng độ acid ascorbic 0,25% và 0,50% không có sự khác biệt trong việc hạn chế sự biến đổi thành phần lipid Do vậy,

để hạn chế chi phí,hạn chế những ảnh hưởng không có lợi cho sản phẩm, tạo chất lượng tốt cho sản phẩm thì cá tra phi lê cần được xử lý trong dung dịch acid ascorbic 0,25% trong thời gian 5 phút, tỷ lệ giữa dung dich acid ascorbic và cá là 1:1 (w:w)

1

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong những năm gần đây, ngành thủy sản đã trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta, với đóng góp khoảng từ 4÷6% GDP Tốc độ tăng kim ngạch xuất khẩu từ thủy sản trung bình đạt 9÷10%/năm Trong đó, kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm chế biến từ cá tra chiếm tỷ trọng lớn trong tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành thủy sản.Năm 2016, kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm cá tra đạt 1,67

tỷ USD (chiếm 24% tổng kim ngạch xuất khẩu), năm 2017 đạt 1,627 tỷ USD (chiếm 23% tổng kim ngạch xuất khẩu), năm 2018 đạt 2,1÷2,26 tỷ USD (tăng 12% tổng kim ngạch xuất khẩu so với năm 2017) Theo dự báo của Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản - VASEP, kim ngạch xuất khẩu từ cá tra năm 2019 dự tính đạt khoảng 2,4 tỷ USD Với điều kiện khí hậu và địa lý thuận lợi, cá tra được nuôi rất phổ biến ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long với sản lượng đạt từ 1,1÷1,2 triệu tấn/năm Từ những con

số thống kê trên cho thấy, cá tra là một trong những loài được nuôi có giá trị kinh tế cao Cá tra thường được chế biến thành các sản phẩm như: cá tra nguyên con đông lạnh, cá tra cắt khúc đông lạnh, cá tra phi lê đông lạnh; trong đó cá tra phi lê là sản phẩm chủ đạo Sản phẩm chế biến từ cá tra đã được xuất khẩu sang hơn 150 nước và vùng lãnh thổ trên toàn thế giới Các sản phẩm chế biến từ cá tra được người tiêu dùng

ưa chuộng do cá tra có màu sắc cơ thịt trắng, có vị thơm ngon, có giá trị dinh dưỡng cao, nhiều vitamin và khoáng chất

Trong quá trình chế biến và bảo quản các sản phẩm thủy sản đông lạnh nói chung, cá tra phi lê đông lạnh nói riêng, những biến đổi về hóa lý vẫn diễn ra làm cho chất lượng của sản phẩm giảm xuống Sự giảm chất lượng của sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện bảo quản (nhiệt độ, độ ẩm môi trường không khí trong kho), phương pháp bao gói, thời gian bảo quản,… Nhiệt độ bảo quản là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến những biến đổi về hóa lý Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì chất lượng sản phẩm càng được duy trì tốt do hạn chế được những biến đổi diễn ra Đặc biệt, sự dao động nhiệt độ trong quá trình bảo quản đông có tác động không tốt đến chất lượng của sản phẩm thủy sản Nhiệt độ bảo quản dao động sẽ thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid, biến tính protein, ảnh hưởng đến enzyme nội tại và vi sinh vật, quá trình mất nước làm cho chất lượng sản phẩm thủy sản giảm nhanh Ngoài yếu

2

tố nhiệt độ, phương pháp bao gói cũng được chứng minh có ảnh hưởng lớn đến những biến đổi nêu trên Bao gói chân không được coi là phương pháp bao gói hữu hiệu nhằm hạn chế quá trình oxy hóa lipid và protein Mặc dù, đã có nhiều công bố về ảnh hưởng của chế độ nhiệt độ (nhiệt độ ổn định và nhiệt độ dao động) và phương pháp bao gói đến chất lượng của sản phẩm thủy sản trong bảo quản đông, tuy nhiên chưa có công bố nào trên đối tượng là cá tra phi lê đông lạnh

Acid ascorbic là một trong những chất chống oxy được sử dụng khá phổ biến trong thực phẩm hiện nay Việc sử dụng chất chống oxy hóa trong chế biến thực phẩm, không những kéo dài thời gian sử dụng mà còn làm giảm sự tổn thất các giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Cũng như chế độ nhiệt độ, phương pháp bao gói thì chưa có công bố nào trên đối tượng cá tra phi lê đông lạnh sử dụng chất chống oxy hóa acid ascorbic

Từ những phân tích trên cho thấy, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng

của nhiệt độ, phương pháp bao gói và acid ascorbic đến chất lượng cá tra (Pangasius hypophthalmus) phi lê trong bảo quản đông” là hết sức cần thiết, đáp

ứng nhu cầu thực tiễn Thành công của đề tài sẽ bổ sung cơ sở khoa học còn thiếu về lĩnh vực này, qua đó giúp các nhà sản xuất điều chỉnh và khắc phục những hạn chế đang diễn ra nhằm nâng cao chất lượng cho sản phẩm cá tra phi lê Sản phẩm cá tra phi

lê có chất lượng cao sẽ đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nước và ngoài nước; góp phần mở rộng thị trường xuất khẩu, tạo thêm việc làm cho người lao động, đặc biệt góp phần xây dựng thương hiệu và hình ảnh cho sản phẩm cá tra phi lê của Việt Nam trên trường quốc tế

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Đánh giá được ảnh hưởng của chế độ nhiệt độ bảo quản (nhiệt độ ổn định và nhiệt độ dao động) kết hợp với phương pháp bao gói (bao gói chân không và bao gói thường), và nồng độ acid ascorbic (chất chống oxy hóa) đến chất lượng của cá tra phi

lê trong quá trình bảo quản đông

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ nhiệt độ bảo quản (nhiệt độ ổn định và nhiệt

độ dao động) và phương pháp bao gói (bao gói chân không và bao gói thường) đến

chất lượng cá tra phi lê trong bảo quản đông

Kết quả của đề tài cũng là cơ sở khoa học, căn cứ khoa học cho các nghiên cứu

về nhiệt độ bảo quản kết hợp với phương pháp bao gói, sử dụng chất phụ gia và chất chống oxy hóa cho các nghiên cứu tiếp theo sâu hơn, rộng hơn về đối tượng cá tra, đồng thời có thể áp dụng vào nghiên cứu các loại thủy sản khác ở nước ta

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Thành công của đề tài sẽ giúp nhà sản xuất điều chỉnh và khắc phục những hạn chế đang diễn ra, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm cá tra phi lê thông qua việc cải tiến công nghệ chế biến và bảo quản, sản phẩm sẽ đạt được yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm, hạn sử dụng được kéo dài Giúp cho nhà sản xuất đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nước và ngoài nước;

góp phần mở rộng thị trường xuất khẩu

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA

1.1.1 Giới thiệu về cá tra

Cá tra là một loài cá rất quen thuộc được nuôi ở hầu hết các nước Đông Nam Á

Ở nước ta cá tra đang là đối tượng thủy sản phát triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long đã mang lại giá trị kinh tế không nhỏ Cho đến nay nghề nuôi cá tra ngày càng được phát triển mạnh với nhiều loại hình đa dạng, phong phú, hiệu quả hơn [1]

Cá tra thuộc bộ Siluriformes, đây là một bộ rất đa dạng trong nhóm cá xương gồm 36 họ, 477 giống, 3088 loài phân bố rộng khắp trên thế giới Cá tra là loài có giá

trị kinh tế phổ biến ở khu vực châu Á, là một trong 30 loại cá thuộc họ Pangasiidae

[2], [8]

Cá tra là loại cá da trơn, một trong 11 loài thuộc họ cá tra (Pangasiidae) đã được

xác định ở sông Cửu Long Tài liệu phân loại gần đây nhất của tác giả Rainboth xếp cá tra ở nước ta nằm trong giống cá tra dầu [2]

Cá tra:

- Tên tiếng Anh: Shutchi catfish

- Tên khoa học: Pangasius hypophthalmus

- Cá tra thuộc lớp Lưỡng Tiêm (Pisces)

- Bộ cá Nheo Siluriformes

- Họ cá tra Pangasiidae

- Giống cá tra dầu Pangasianodon

- Loài cá tra Pangasianodon hypophthalmus

Hình 1.1 Cá tra

5

1.1.2 Phân bố, hình thức nuôi và khai thác

Phân bố: Ngoài tự nhiên cá sống và sinh trưởng ở khu vực sông Mekong

(TháiLan, Lào, Campuchia và Việt Nam) Ở Việt Nam, cá tra phân bố chủ yếu ở sôngTiền và sông Hậu, nhiều nhất ở vùng biên giới giữa Việt Nam và Campuchia [2], [4],[8],[48]

Ở nước ta các vùng nuôi cá tra chủ yếu là: An Giang và Đồng Tháp đã chủ động được con giống nhờ phương pháp sinh sản nhân tạo [2]

Hình thức nuôi: Nuôi thâm canh, bán thâm canh với mô hình nuôi bè, nuôi trong

ao đầm Ngoài ra, trong mấy năm gần đây đã phát triển nuôi cồn và đăng quần cũng cho hiệu quả cao

Thu hoạch: Thu hoạch quanh năm Thông thường một vụ nuôi kéo dài khoảng

6-8 tháng, nếu thả cá nhỏ thì thời gian thu hoạch dài hơn Khi thu hoạch dùng lưới, đăng, rùng, vó để bắt cá, sau cùng tát cạn thu toàn bộ

Thu hoạch ở kích thước 30÷40 cm/con, lớn nhất 70cm/con, trọng lượng 0,9÷1,5 kg/con

1.1.3 Đặc điểm sinh thái

Về hình dạng, cá tra có thân dài, có da trơn (không vẩy), thon và dẹp Lưng có màu xám đen, bụng có màu trắng bạc, vây lưng cao, vây ngực có ngạnh, miệng rộng,

có hai đôi râu dài [2]

Mắt nhỏ hoặc tiêu biến Cá tra có cơ quan hô hấp phụ thuộc vào bóng hơi, có khả năng hô hấp bằng da và xoang miệng vì thế chúng có thể kéo dài thời gian sống trong bùn, trên cạn nhưng phải đủ độ ẩm cho da Cá sống chủ yếu bằng nước ngọt, có thể sống được ở vùng nước hơi lợ (10÷14độ mặn), có thể chịu đựng được nước phèn pH  4 (pH dưới 4 thì cá bỏ ăn, bị sốc), ít chịu được nhiệt độ dưới 15°C, chịu nóng tới 39°C[6] Trọng lượng của cá tùy thuộc vào từng loài Loài cá tra nuôi thương phẩm ở nước ta cótrọng lượng khoảng 1 kg/con [2]

Miệng cá có răng sắc nhọn trên các xương hàm, xương lá mía và xương khẩu cái Dạ dày cá phình to hình chữ U và co giãn được, ruột ngắn không gấp khúc lên nhau mà dính vào màng treo ruột ngay dưới bóng khí và tuyến sinh dục Cá tra là

6

loài cá ăntạp Trong tự nhiên cá thích ăn những loại mồi sống cũng như những thức ăn

có nguồn gốc động vật Với các con sau giai đoạn cá bột, khi túi noãn hoàn đã hết, cá rất thích ăn con mồi tươi sống và các động vật phù du có kích cỡ vừa miệng Khi ương

cá nên cho chúng ăn đầy đủ, nếu không chúng sẽ thịt lẫn nhau [2]

Khi cá lớn thể hiện tính ăn rộng, ăn đáy và ăn tập thiên về động vật nhưng dễ chuyển đổi loại thức ăn Chúng có thể sử dụng được tấm, cám, rau, bèo, phế phẩm các nhà máy chế biến thủy sản, cá tạp tươi, bột cá lạt, cám gạo, bột bắp, bột đậu nành, rau xanh,….[2]

1.1.4 Đặc điểm sinh trưởng và sinh sản

Đặc điểm sinh trưởng

Cá tra có tốc độ sinh trưởng khá nhanh Theo một số tài liệu cho thấy cá tra có thể sống trên 20 năm, nhiều con cá trong tự nhiên có trọng lượng cỡ 18 ÷ 20 kg, dài từ 1,8 ÷ 2 m

Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, khi còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài Cá nuôi trong ao sau 2 tháng đạt được chiều dài 10 ÷ 12 cm (khoảng 14 ÷ 15 gram)

Từ khoảng 2,5 kg trở đi, mức tăng trọng nhanh hơn so với mức tăng chiều dài cơ thể Cá được nuôi trong ao một năm đạt 1 ÷ 1,5kg/con (năm đầu tiên), những năm về sau cá tăng trọng nhanh hơn, có khi đạt 5 ÷ 6 kg/năm tùy thuộc vào môi trường sống và thức

ăn, cũng như loại thức ăn có hàm lượng đạm nhiều hay ít [2]

Đặc điểm sinh sản

Cá tra thuần thục chậm hơn so với các loài cá da trơn khác, thường thuần thục sinh dục vào cuối mùa khô, đầu mùa mưa không có cơ quan sinh dục phụ (sinh dục thứ cấp) nên khó phân biệt được cá đực hay cá cái, nếu chỉ dựa vào hình dáng bên ngoài thì rất khó phân biệt được cá đực hay cá cái khi chúng chưa đến tuổi thuần thục Trong môi trường nuôi nhốt thì cá có thể thuần thục sớm hơn nên cá có thể đẻ sớm hơn trong tự nhiên Cá có thể tái phát dục 2 ÷ 3 lần trong một năm Cá nuôi trong

ao hoặc trong bè thì không thể đẻ tự nhiên, chỉ có thể cho chúng đẻ nhân tạo Trung bình một con cá tra đẻ mỗi lần khoảng 30.000 ÷ 40.000 trứng Trứng cá khá nhỏ, có tính dính Trứng sắp đẻ có đường kính 1mm Trứng đẻ và trương nước đường kính có thể lên tới 1,5 ÷ 1,6 mm[2], [4], [14]

7

1.1.5 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng

Các đặc tính như giống loài, giới tính, kích cỡ, môi trường sống, ngoài ra còn có các đặc tính khác như sinh lý, nguồn thức ăn, thời tiết, mùa vụ, khí hậu, đặc tính di truyền… sẽ cho các cơ thịt cá tra có thành phần hóa học khác nhau Đa phần, cá tra cũng như các loài thủy sản khác đều có thành phần hóa học gồm: protein, nước, lipid, vitamin, muối vô cơ, enzyme, khoáng, gluxid (gluxid trong cá tra thường rất ít và tồn tại dưới dạng glycogen)

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của cá tra

(Nguồn: Nguyễn Tuần, 1998).

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng cá tra tính trên 100g phần ăn được

Chất béo chưa bão hòa (DHA, EPA) (g) 1,78

(Nguồn: Nguyễn Tuần, 1998; Nguyễn Văn Thoa, 1997)

Cá tra là loài cá có thành phần hóa học nhiều chất khoáng quan trọng, protein, vitamin, lipid…thì thành phần dinh dưỡng cũng có giá trị cao vì chứa nhiều chất đạm,

ít béo, nhiều DHA, EPA, ít cholesterol Hàm lượng protein 23% đến 28% tương đối cao hơn các loài cá nước ngọt khác (chỉ tầm 16 ÷ 17%) Các protein trong cá tra vừa

có chứa đầy đủ các acid amin cần thiết cho cơ thể lại vừa có tỷ lệ các acid amin thiết yếu (EAA) phù hợp và cân bằng cho nhu cầu của con người Về chất béo, hàm lượng chất béo trong cá tra ít hơn so với thịt nhưng chất lượng mỡ cá lại tốt hơn Các acid

1.1.6.Sản lượng nuôi và thị trường xuất khẩu cá tra ở nước ta

Cá tra(Pangasius hypophthalmus) là một trong những đối tượng nuôi trồng thủy

sản đang được phát triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Cần Thơ, Tiền Giang, Bến Tre, ) và là một trong những loài cá có giá trị xuất khẩu cao Cá tra của Việt Nam được nhiều thị trường ưa chuộng vì màu sắc cơ thịt trắng, thịt cá thơm ngon hơn so với các loài cá da trơn khác Hiện nay, diện tích nuôi cá tra ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, theo thống

kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2018 đã đạt được 5.000-6.000 ha (tăng 10% so với năm 2017) Sản lượng thu được khoảng 1,3 triệu tấn/năm (tăng 9,3%

so với năm 2017) Đến cuối năm 2018, tổng kim ngạch xuất khẩu cá tra đạt 2,1 ÷ 2,2

tỷ USD, đạt mức kỷ lục trong 20 năm qua Vào tháng 10/2018, có thời điểm giá cá tra đạt mức cao kỷ lục 35.000 ÷ 36.000 đồng/kg Đến tháng 12/2018 giá cá tra bắt đầu hạ nhiệt dần do các nhà nhập khẩu giảm thu mua để tiêu thụ hết lượng hàng đã nhập trước

đó, giá dao động từ 29.000÷ 30.000 đồng/kg Bên cạnh đó, vì đang thời điểm cuối năm, các doanh nghiệp trong nước vẫn chưa ký kết hợp đồng xuất khẩu mới nên việc thu mua cá có phần trầm lắng Tuy nhiên, mức giá hiện tại vẫn cao so với các năm trước và người nuôi vẫn đảm bảo có lãi cao

Theo thông tin từ Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam (VASEP), tính đến hết tháng 9/2018, tổng giá trị xuất khẩu cá tra của cả nước đạt 1,59 tỷ USD, tăng 22,6% so với cùng kỳ năm 2017 Đặc biệt, từ quý III/2018, xuất khẩu cá tra sang một số thị trường lớn có nhiều chuyển biến tốt, nhất là thị trường Mỹ có sự tăng trưởng xuất khẩu khá đột biến.Theo đó, kể từ đầu quý III/2018, xuất khẩu cá tra sangthị trường Mỹ có xu hướng tăng mạnh Trong tháng 8/2018, xuất khẩu cá tra sang

Tại thị trường Trung Quốc, xuất khẩu cá tra Việt Nam trong 9 tháng đầu năm

2018 đạt 376,8 triệu USD, tăng 30,8% so với cùng kỳ năm 2017 Đây vẫn là thị trường xuất khẩu lớn nhất của ngành cá tra Việt Nam, chiếm 23,6% tổng giá trị xuất khẩu cá tra Tuy nhiên, đến tháng 12/2018, xuất khẩu sang thị trường Mỹ tăng mạnh 124% so với cùng kỳ năm ngoái, đạt 55 triệu USD Kết thúc tháng 10/2018, Mỹ trở lại là thị trường tiêu thụ lớn nhất của cá tra Việt Nam, Trung Quốc đứng thứ hai

Ngoài ra, xuất khẩu cá tra sang ASEAN cũng đang có mức tăng trưởng khá tốt Hiện đây là thị trường xuất khẩu cá tra lớn thứ 4 của các doanh nghiệp Việt Nam Giá trị xuất khẩu sang thị trường này tính đến hết tháng 9/2018 đạt 145,5 triệu USD, tăng 44% so với cùng kỳ năm 2017

10

(Nguồn: VASEP-2018)

Với những tín hiệu tích cực từ các thị trường, VASEP báo cáo xuất khẩu cá tra năm 2018 đã cán đích với mức 2,1÷ 2,2 tỷ USD Đây cũng là giá trị xuất khẩu cao nhất của ngành cá tra từ trước đến nay, đạt kỷ lục về kim ngạch xuất khẩu cá tra ở Việt Nam

1.2 BẢO QUẢN ĐÔNG VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA SẢN PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN ĐÔNG

1.2.1 Bảo quản đông

Bảo quản sản phẩm đông lạnh chính là giai đoạn cân bằng nhiệt xảy ra giữa cáclớp bên trong và bên ngoài của thực phẩm, chính vì vậy nó rất phụ thuộc nhiều vàonhiệt độ môi trường bảo quản.Bảo quản sản phẩm đông lạnh có mục đích làm giảmsự biến đổi của thực phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử dụng

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh quyết định đến thời hạn bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh Trong kho bảo quản phải đảm bảo cân bẳng với nhiệt độ bảo quản của sản phẩmnhư vậy sẽ hạn chế đến mức thấp nhất sự trao đổi nhiệt và trao đổi hơi nước giữasản phẩm và môi trường không khí Nhiệt độ của môi trường không khí trong kho phải ổnđịnh, bởi vì sự dao động nhiệt độ của không khí dẫn tới sự dao động nhiệt độ củasản phẩm làm cho sản phẩm bị biến đổi chất lượng Hạ thấp nhiệt độ bảo

1.2.2 Những biến đổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản đông

Mặc dù hầu hết nước trong thực phẩm được làm đông đồng thời bảo quản ở nhiệt

độ thấp (-20  2 C), nhưng những biến đổi về vật lý, biến đổi về hóa sinh học vẫn diễn ra Sự biến đổi chất lượng của sản phẩm theo thời gian bảo quản đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng của nguyên liệu trước khi làm đồng, điều kiện và côngnghệ chế biến, điều kiện bao gói và điều kiện bảo quản đông (nhiệt độ, tốc độ lưu thông không khí, sự dao động nhiệt độ, )

1 Biến đổi vật lý

Sự kết tinh lại: Những tinh thể có kích thước càng nhỏ thì những tác động

củacác thành phần khác tăng dẫn đến nhiệt độ nóng chảy của nó thấp.Khi nhiệt độ bảoquản tăng lên những tinh thể nước đá bị nóng chảy, sau đónhiệt độ giảm xuống, những phần nước chảy ra có xu hướng khuếch tán kết tinh lại tạo thành những tinh thể nước đá có kích thước lớn hơn.Tinh thể nước đá có kích thước lớn có thể làm phá vỡ cấu trúc màng tế bào, biến tính protein, kết quả làm giảm khả năng giữ nước của thực phẩm, tăng khả năng mất nước khi tan giá và giảm hiệu suất thu hồi sau gia nhiệt

Sự thăng hoa:Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông,hơi nước trong không

khí ngưng tụ thành tuyết trên dàn lạnh làm tăng chênh lệch giữa áp suất bay hơi của nước đá ở bề mặt sản phẩm và áp suất riêng phần hơi nước trong không khí Kết quả là nước đá trong sản phẩm bị thăng hoa làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng và khô (hiện tượng cháy lạnh) Oxy không khí dễ thâm nhập vào thúc đẩy quá trình oxy hoá

12

lipid và protein Sự oxy hoá xảy ra là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi cấu trúc tế bào, làm giảm khả năng giữ nước, làm giảm độ rắn chắc, tính đàn hồi của sản phẩm khi sử dụng, làm cho sản phẩm có mùi vị xấu, làm biến đổi màu sắc sản phẩm

Để hạn chế sự biến đổi về vật lý diễn ra trong quá trình bảo quản đông cần thiết phải duy trì sự ổn định nhiệt độ trong quá trình bảo quản thông qua việc thiết kế kho

và bố trí dàn lạnh trong kho hợp lý, đúng kỹ thuật; việc thao tác nhập hàng và xuất hàng phải được thực hiện đúng theo quy định Sản phẩm cần được mạ băng và bao gói chân không để hạn chế sự thăng hoa nước, việc xếp sản phẩm đông trong kho cần thực hiện đúng theo quy định để không ảnh hưởng đến sự lưu thông không khí trong kho giúp cho nhiệt độ trong kho được đồng đều

2 Biến đổi hóa học

- Biến đổi protein: Protein biến đổi trong suốt quá trình làm đông và bảo quản

đông Quá trình biến tính và keo tụ của protein diễn ra tùy thuộc vào nhiệt độ bảo quản

và sự ổn định nhiệt độ trong quá trình bảo quản Nhiệt độ bảo quản thấp và nhiệt độ bảo quản ổn định có tác dụng hạn chế sự biến tính và keo tụ protein Sự biến đổi protein làm giảm tỷ lệ protein hòa tan, giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Để hạn chế quá trình biến đổi protein, sản phẩm thủy sản đông lạnh cần được bao gói chân không trước khi bảo quản

- Biến đổi lipid:Biến đổi lipid trong quá trình bảo quản sản phẩm thủy sản đông

lạnh là nguyên nhân chính làm giảm chất lượng sản phẩm Do lipid thủy sản chiếm thành phần chủ yếu là acid béo không no nhiều nối đôi nên chúng rất dễ bị thủy phân

và oxy hóa dưới tác dụng của các chất xúc tác như oxy, nhiệt độ, các ion kim loại, enzyme, Quá trình thủy phân lipid dưới tác dụng của enzyme sẽ tạo thành các acid béo tự do, tiếp theo chúng bị oxy hóa làm cho sản phẩm thủy sản bị biến mùi ôi khét, màu sắc bị biến vàng, cấu trúc cơ thịt thay đổi làm tăngkhả năng mất nước khi tan giá

và giảm hiệu suất thu hồi sau gia nhiệt Để ngăn chặn sự biến đổi lipid trong quá trình bao quản đông cần duy trì nhiệt độ bảo quản thấp và ổn định, tránh cho sản phẩm tiếp xúc với oxy bằng cách bao gói chân khôngtrong bao bì PA

13

3 Biến đổi vi sinh vật

Biến đổi về vi sinh vật được xem là nguyên nhân chính cho quá trình hư hỏng của sản phẩm thủy sản Các sản phẩm từ hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật gây nên sự suy giảm mùi, vị và màu sắc của nguyên liệu Sự phát triển của vi sinh vật trong thời gian bảo quản phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng nhất là lượng vi sinh vật ban đầu, đặc tính của thực phẩm, phương pháp chế biến và điều kiện bảo quản [20], [29]

Trong quá trình bảo quản đông, do nhiệt độ bảo quản thấp nên sự biến đổi vi sinh vật diễn ra không đáng kể Tuy nhiên, để hạn chế sự biến đổi vi sinh vật cũng như những tác động không có lợi do vi sinh vật gây ra cần duy trì nhiệt độ bảo quản thấp

và ổn định; tạo sự đồng đều nhiệt độ trong toàn bộ không gian kho bảo quản

1.3 OXY HÓA LIPID VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH OXY HÓA LIPID

1.3.1 Quá trình oxy hóa lipid

Quá trình oxy hóa lipid được chia thành ba cơ chế chính là tự oxyhóa (không có tác dụng của enzyme), quang oxy hóa và oxy hóadưới tác dụng của enzyme

1 Tự oxy hóa (autoxidation)

Quá trình tự oxy hóa lipd được chia làm 3 thời kỳ: thời kỳ phát sinh, thời kỳ phát triển, thời kỳ kết thúc [39]

(R là gốc acid béo no, không no tự do hoặc acid béo trong phân tử glyceride;H *

là nguyên tử hydro ở C nối đôi, hoặc nguyên tử hydro của nhóm metylen (=CH 2 ) bất

kỳ trong acid béo no)

Để cắt đứt liên kết C-H trong phản ứng (1) để tạo thành gốc tự do phải đòi hỏi năng lượng là 70-100kcal/mol Khi có oxy thì phản ứng xảy ra mạnh mẽ hơn Vì sự tạo thành gốc sau phản ứng lưỡng phân đòi hỏi năng lượng là 47kcal

RO  RH  ROOH  R 

Phản ứng (6) xảy ra không cần năng lượng hoạt hóa Phản ứng (7) thì cần một năng lượng nhỏ vì vậy gốc RO2*là gốc chủ đạo trong mạch oxy hóa và phản ứng có ý nghĩa quyết định là phản ứng tương tác giữa gốc RO2*với phân tử lipid từ gốc hydroperoxide sẽ phân mạch cho gốc tự do khác theo đường hướng sau:

15

Các gốc peroxide cũng có thể đứt nguyên tử H- đặc biệt ở vị trí β do quá trình nội phân và cũng có thể kết hợp với nối đôi olefin Vì vậy, việc chuyển hóa các gốc peroxide sẽ tạo nên không những peroxide mà cả peroxide polime, peroxide vòng, oxyde, andehyde và các sản phẩm khác

Quá trình phát triển của chuỗi oxy hóa cho kết quả là tích tụ gốc alcolxyl RO*, peroxide RO2và hydroxyde HO*từ đó tạo thành các sản phẩm thứ cấp như: rượu, keton, aldehyde, acid,

Gốc alcolxyl tác dụng với gốc hydrocarbon sẽ tạo thành rượu và alkyl tự do

Tương tác của gốc alcocxyl với gốc alkyl:

16

Ngoài ra, lipid bị oxy hóa còn tạo ra các sản phẩm trùng hợp cao phân tử tạo thành màu tối sẫm Ở giai đoạn này phản ứng oxy hóa lipid xảy ra theo phản ứng dây chuyền vô tận

17

2 Quang oxy hóa

Cơ chế của quá trình quang oxy hóa là do sự tương tácgiữa acid béo không no với nguyên tử oxy để tạo thành hợp chất hydroperoxide khôngthông qua con đường tạo thành các gốc tự do [30] Thêm vào đó sự có mặt của ánh sángvà đặc biệt là tia cực tím sẽ thúc đẩy quá trình quang oxy hóa lipid [17] Do đó, việc baogói thực phẩm tránh cho thực phẩm tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và các nguồn phát sáng khác sẽ hạn chế được quá trình oxy hóa lipid xảy ra

3 Oxy hóa lipid dưới tác dụng của enzyme

Một số enzyme có khả năng thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid, đặc biệt là hệ enzyme lipoxygenases Đây là cácenzyme có chứa ion sắt và chúng có khả năng gây xúc tác giữa oxy với các acid béokhông no có chứa các nhóm cis, cis-1,4-pentadiene trong cấu trúc phân tử để tạo thành các hợp chất hydroperoxide [62]

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa lipid trong thực phẩm

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ oxy hóa lipid như hàm lượng lipid và mức độ không bão hòa của lipid, thành phần acid béo, hoạt độ của nước, ánh sáng, nồng độ muối, hàm lượng myoglobin và hemoglobin trong cơ thịt cá, cũng như các điều kiện trong chế biến và bảo quản như nhiệt độ, áp suất, thời gian, phương pháp bảo quản và sự nhiễm các ion kim loại từ thiết bị máy móc trong quá trình chế biến [23],[58]

Hàm lượng acid béo tự do

Acid béo tự do có tác dụng xúc tác quá trình oxy hóa, làm tăng nhanh sự phân giải hydroperoxide thành các gốc tự do Acid béo tự do (FFA) bị oxy hóa rất nhanh so với các ester - glycerin Khi nghiên cứu chất béo hiện diện trong thực phẩm ở giai đoạn đầu tiên, hầu hết đều có sự hiện diện của các chất chống oxy hóa thiên nhiên Trong thí nghiệm nếu thêm vào 0,1% FFA thì hiệu quả chống oxy hóa của tocopherol giảm rõ rệt vì acid béo tự do có tác dụng xúc tác quá trình oxy hóa [9]

Hàm lượng lipid

Hàm lượng lipid trong cơ thịt cá cũng như mức độ không bão hòa của lipid có ảnh hưởng lớn đến quá trình oxy hóa Phospholipids dễ bị oxy hóa hơn so với các acid béo không no có trong cơ thịt cá Chất béo là hỗn hợp ester của các acid béo no và

Độ pH

pH trong cơ thịt cá có ảnh hưởng lớn đến quá trình oxy hóa lipid và acid béo Tại giá trị pH thấp (môi trường acid), myoglobin và hemoglobin rất dễ bị oxy hóa hình thành các gốc tự do và giải phóng ion sắt, làm tăng khả năng tương tác giữa lipid và các tác nhân oxy hóa từ đó thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid

Muối ăn (NaCl)

Muối ăn được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm, tuy nhiên muối ăn cũng đóng vai trò là tác nhân oxy hóa làm thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid Cơ chế do muối ăn phá vỡ cấu trúc tế bào làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các chất xúc tác cho quá trình oxy hóa lipid, thúc đẩy quá trình oxy hóa Mặt khác các ion kim loại có trong muối (đặc biệt là sắt, đồng) góp phần vào việc thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid Cơ chế của quá trình này là do các ion kim loại tham gia vào phản ứng khử một electron của các acid béo tạo thành các gốc tự do [13]

Nồng độ oxy

Oxy tham gia vào quá trình phát sinh và phát triển của quá trình oxy hóa Cơ chế của quá trình này là do sự tương tác giữa các acid béo không no với tác nhân là oxy tạo thành các gốc tự do Tại áp suất cao (cung cấp oxy không hạn chế) tốc độ oxy hóa lipid tùy thuộc vào áp suất O2 Tại áp suất thấp tốc độ oxy hóa tỉ lệ với áp suất O2 Vận tốc oxy hóa phụ thuộc vào lượng oxy trong môitrường Vì sự phát sinh chuỗi phản ứng chủ yếu phụ thuộc vào RH + O2 [9]

Ánh sáng

Ánh sáng, đặc biệt là tia cực tím và tia sáng có bước sóng ngắn của quang phổ nhìn thấy có tác dụng thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid Năng lượng ánh sáng tham gia

19

vào quá trình quang phân ly hydroperoxide thành các gốc tự do Kết quả nghiên cứu của Zbigniew và cộng sự [64] cho thấy quá trình xử lý sóng siêu âm (UT) gây ra sự phá vỡ vi cấu trúc, làm cơ thịt mềm hơn nhưng kích thích sự thay đổi tính chất vật lý

và hóa học thông qua các cơ chế liên quan đến sự xâm nhập của ánh sáng, nhiệt độ vào bên trong và hình thành các gốc tự do Đồng thời, sóng siêu âm giải phóng nhiều protein thô hơn các hợp chất nitơ Điều này có thể làm tăng hàm lượng tổng nitơ dễ bay hơi (TVB-N) và trimethylamine (TMA), sinh ra các hợp chất dễ bay hơi thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid trên thực phẩn thủy sản Chemat và cộng sự [15]cho rằng quá trình thực hiện sóng siêu âm hình thành các gốc tự do và oxy hóa lipid trong quá trình nhũ hóa Sóng siêu âm tần số thấp không chỉ tạo ra lực để thay đổi vi cấu trúc của các đối tượng mà nó còn hình thành các gốc tự do làm biến đổi các phản ứng hóa học Chia Chang và cộng sự [24] đã nghiên cứu hiệu ứng siêu âm tendesation (UT) trên cá bớp shasimi Kết quả cho thấy UT làm tăng tốc độ sinh hóa các chỉ số tổng nitơ dễ bay hơi(TVB-N), trimethylamine (TMA), thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS)

Nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến vận tốc phản ứng oxy hóa lipid [9] Thông thường các phản ứng của thời kỳ phát sinh và phát triển cần năng lượng, do vậy nhiệt độ cao sẽ thúc đẩy quá trình oxy hóa, lượng peroxide tạo thành tăng Ở nhiệt

độ 40 ÷ 45 C và cao hơn, sự phân giải hydroperoxide sẽ tăng Ngược lại nhiệt độ thấp có tác dụng hạn chế quá trình oxy hóa lipid

Nước

Nước trong thực phẩm có thể là yếu tố xúc tiến quá trình oxy hóa khử khi để bơ,

mỡ trong điều kiện ẩm ướt Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, nước lại làm tăng tính

ổn định của chất béo khi gia nhiệt Chẳng hạn khi gia nhiệt để chiết dầu từ gan cá, nếu gia nhiệt khô lipid sẽ oxy hóa mạnh hơn là gia nhiệt trong môi trường nước Các sản phẩm chứa lipid ở dạng khan (hàm ẩm thấp) lipid thường được phân bố ở bề mặt các

vi lỗ Oxy có thể xâm nhập tự do vào đây, do đó sự oxy hóa lipid xảy ra dễ dàng ngay

cả khi áp suất của oxy bên ngoài thấp Trong điều kiện này nếu có một lượng nước nhỏ trong sản phẩm sẽ kìm hãm một cách đáng kể quá trình oxy hóa Tác dụng kìm hãm của nước đối với sự oxy hóa lipid có lẽ do tạo ra lớp nước hấp phụ bảo vệ bề mặt sản phẩm do đó hạn chế được sự xâm nhập của oxy khí quyển Tác dụng kìm hãm của

20

nước còn quan hệ với việc nước làm vô hoạt các hợp chất chứa kim loại có hoạt tính xúc tác Trong trường hợp này nước đóng vai trò tác nhân tạo phức với các ion kim loại có hóa trị thay đổi nhờ đó mà ổn định một trong các trạng thái hóa trị của chúng Kết quả là phản ứng trao đổi điện tử của kim loại bị ức chế và tác dụng xúc tác phản ứng oxy hóa cũng không còn nữa Khi hàm lượng nước tăng sự oxy hóa tăng lên do ở mức ẩm này các kim loại khuếch tán dễ dàng hơn đến các miền oxy hóa [9]

9 Kim loại

Một số ion kim loại chuyển tiếp, đặc biệt là sắt và đồng, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình tự oxy hóa lipid Cơ chế của quá trình này là do các ion kim loại tham gia vào phản ứng khử một electron của các acid béo tạo thành các gốc tự

do [13] Thực nghiệm cho thấy, khi có mặt sắt ở trong dầu với hàm lượng 0,2÷1,0 mg/kg, sắt sẽ làm giảm độ bền của dầu đối với oxy hóa 20÷ 50% Với đồng (Cu) chỉ cần 0,05÷0,2 mg/kg sẽ làm giảm độ bền của dầu đối với oxy hóa 20÷50% [9]

* (n 1) *

n n

1.4 CHẤT CHỐNG OXY HÓA

1.4.1 Giới thiệu về chất chống oxy hóa

Chất chống oxy hóa là một loại phụ gia giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa chất khác bằng cách khử đi các gốc tự do và oxy hóa chính chúng Phản ứng oxy hóa lipid có thể xảy ra theo 2 con đường:

Oxy hoá lipid có enzyme tham gia: Chất xúc tác cho quá trình này là lipoxydase

Trong trường hợp này, chất chống oxy hóa là những chất tác nhân gây ức chế hoặc làm mất hoạt tính của enzyme

21

Oxy hoá lipid phi enzyme (ôi hóa hóa học): Tác nhân gây ra phản ứng là oxy của

không khí, quá trình là một chuỗi phản ứng rất phức tạp Trong trường hợp này, chất phụ gia ngăn ngừa oxy hóa lipid là những chất có tác dụng làm giảm các yếu tố kích thích, làm tăng các yếu tố kìm hãm chuỗi phản ứng Để ngăn ngừa quá trìnhoxy hóa hóa học, cần phải cho thêm một chất ái oxy đặc biệt Chất này sẽ phản ứng trước hết với oxy trong môi trường thực phẩm, như vậy lipid và các chất nhạy cảm với oxy bên trong thực phẩm sẽ được bảo vệ Tuy nhiên, các chất chống oxy hóa cũng bị oxy hóa Những thành phần bị oxy hóa của chúng cần phải không có mùi vị, không độc hại, không ảnh hưởng đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của thực phẩm [3]

Có nhiều loại chất chống oxy hóa đã được sử dụng trong chế biến thực phẩm để

ức chế quá trình oxy hóa lipid Trước đây, người ta thường sử dụng các chất chống oxy hóa tổng hợp, trong đó một số chất được cho là có nguy cơ gây ung thư và các bệnh về tim mạch Ngày nay, người ta hướng đến việc sử dụng các chất chống oxy hóa có nguồn gốc từ tự nhiên, các chất này an toàn hơn so với chất chống oxy hóa tổng hợp Một số chất chống oxy hóa lipid được sử dụng khá phổ biến trong chế biến thực phẩm hiện nay như vitamin E, acid ascorbic, polyphosphates, [15] Việc

sử dụng các chất chống oxy hóa trong quá trình chế biến thực phẩm không chỉ kéo dài thời gian sử dụng cho sản phẩm mà còn làm giảm sự tổn thất các giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Chất chống oxy hóa được sử dụng trong thực phẩm phụ thuộc vào loại thực phẩm và hướng dẫn sử dụng Thông thường, chất chống oxy hóa được

sử dụng trong các quá trình chế biến thực phẩm được phân loại dựa trên cơ chế hoạt động của chúng gồm chất chống oxy hóa sơ cấp (Type I) và chất chống oxy hóa thứ cấp (Type II)

Chất chống oxy hóa sơ cấp là chất nhận gốc tự do có tác dụng trì hoãn, ngăn cản bước khởi đầu hoặc làm gián đoạn các bước lan truyền của quá trình tự oxy hóa Các chất chống oxy hóa chính bao gồm vitamin A và E, các chất tổng hợp BHA và BHT

và polyphenolic, v.v Chất chống oxy hóa thứ cấp có tác dụng như chất ức chế làm chậm tốc độ của quá trình oxy hóa do các tác nhân ảnh hưởng khác nhau mà không cần chuyển đổi các gốc tự do đối với sản phẩm ổn định hơn Các chất chống oxy hóa thứ cấp bao gồm polyphosphate, EDTA, acid citric, acid ascorbic, sulphites, ascorbyl palmitate, β-carotene, lycopene, lutein, Ngoài ra, chất chống oxy hóa thứ cấp được

và muối của chúng, polyphosphat, acidamin, xephalin là những chất thuộc loại đó Cơ chế hiệp trợ của chúng là ở chỗ chúng cho hydro để khử các dạng chất kìm hãm đã bị oxy hóa Chẳng hạn kìm hãm oxy hóa chất béo bằng hỗn hợp acid ascorbic và quinon Acid ascorbic chuyển H đến quinon để chất này tác dụng đƣợc với gốc peroxide Quá trình chuyển H này đƣợc coi là hiệp trợ của acid ascorbic với tocoferol

1.4.2 Cơ chế chống oxy hóa

Chất chống oxy hóa có thể làm sạch các gốc tự do bằng cách cho một electron Khi một phân tử gốc tự do nhận thêm một electron từ một phân tử chống oxy hóa, các gốc tự do trở nên ổn định và không còn khả năng xúc tác quá trinh oxy hóa [6] Ngoài ra, chất chống oxy hóa còn giúp hạn chế sự phân hủy các hydroperoxide (Hình 1.2) [6]

Hình 1.2 Cơ chế chống oxy hóa

23

Trước hết, chất chống oxy hóa sơ cấp (AH) phản ứng với peroxy (ROO*), alkoxy (RO*) và gốc lipid (R*) và chuyển đổi chúng sang các sản phẩm ổn định hơn [47] Chúng nhường một nguyên tử hydro cho gốc lipid và sản sinh ra các dẫn xuất lipid (ROO*, RO*) và gốc của chất chống oxy hóa (A*) Sau đó, các gốc của chất chống oxy hóa (A*) phản ứng với các gốc peroxy (ROO*) làm ngừng thời kỳ phát triển trong quá trình oxy hóa; từ đó làm ức chế sự hình thành hydroperoxide Đồng thời gốc A* cũng phản ứng với các gốc alkoxy (RO*), làm cho quá trình phân hủy hydroperoxide giảm dần Hơn nữa, chúng cũng có thể tương tác với các gốc của chất chống oxy khác để hình thành các chất không bị oxy hóa [47], [61]

Phản ứng của chất chống oxy hóa với gốc tự do:

ROO* +AH  ROOH + A*

 Anhydride sulfur và sulfide (SO2, SO32- )

 Acid L-ascorbic (vitamin C) và muối ascorbate

 Chất chống oxy hoá nguồn gốc phenol (các chất tổng hợp BHA và BHT)

24

 Tocopherol: α-tocopherol, γ-tocopherol, δ-tocopherol (tổng hợp)

Hiện nay, con người đã cố gắng sử dụng chất chống oxy hóa tự nhiên thay cho chất chống oxy hóa tổng hợp Chất chống oxy hóa tự nhiên được sử dụng ngày càng nhiều, để bảo quản thịt và cá, chẳng hạn như tocopherols, các loại gia vị và thảo dược chiết xuất thực vật và acid ascorbic Acid ascorbic có thể được sử dụng như một chất chống oxy hóa để tăng thời hạn sử dụng thực phẩm Acid này là một chất chống oxy hóa mạnh, được sử dụng trong dầu, cá phi lê và không có giới hạn liều lượng sử dụng [0]

1.4.3 Tổng quan acid ascorbic

Tên khoa học: L-acid ascorbic hoặc 2,3-didehyro-L-threo-hexono-1,4-lactone hoặc 3-keto-Lgulofuranolactone

Hình 1.3 Công thức cấu tạo của acid ascorbic [3]

Acid ascorbic là dạng tinh thể hoặc dạng bột trắng đến vàng nhạt, không mùi, kém bền với nhiệt, điểm chảy khoảng 190C kèm theo phân hủy, dễ hòa tan trong nước, không tan trong ether Hàm lượng sử dụng ở thịt, thịt gia cầm thú tươi ML = 2000 mg/kg Được sử dụng rộng rãi trong ngành thịt với vai trò là chất chống oxy hóa [3] Đối với thịt đã qua xử lý, acid ascorbic có 4 chức năng chính:

 Tạo màu cho thịt

 Ức chế quá trình hình thành nitrosamine

 Ngăn xảy ra quá trình oxy hóa

 Ngăn sự biến đổi màu của thịt

Đối với thịt tươi, nó có tác dụng chống oxy hóa và sự biến màu trong quá trình bảo quản thịt

25

1.4.4 Cơ chế chống oxy hóa của acid ascorbic

Acid ascorbic là một chất có hoạt tính chống oxy hóa cao và được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm Acid ascobic là một chất lưỡng tính, nó vừa mang tính khử vừa mang tính oxy hóa nhưng tính oxy hóa của nó mạnh hơn nhiều thể hiện ở khả năng bắt giữ O2 Acid ascorbic loại bỏ ngay các loại oxy, nitơ hoạt động (các ROS

= Reactive oxygen species và các RNS = Reactive nitrogen species) như các gốc hydroxyl, peroxyl, superoxide, peroxynitrite và nitroxide, các oxy tự do và các hypochlorite, là những gốc tự do có hại cho cơ thể

Trước hết, acid ascorbic phản ứng với peroxy (ROO*), alkoxy (RO*) và gốc lipid (R*) và chuyển đổi chúng sang các sản phẩm ổn định hơn Chúng nhường một nguyên tử hydro cho gốc lipid và sản sinh ra các dẫn xuất lipid (ROO*, RO*) và gốc của chất chống oxy hóa (A*) Sau đó, các gốc của chất chống oxy hóa (A*) phản ứng với các gốc peroxy (ROO*) làm ngừng thời kỳ phát triển trong quá trình oxy hóa; từ

đó làm ức chế sự hình thành hydroperoxide Đồng thời gốc A* cũng phản ứng với các gốc alkoxy (RO*), làm cho quá trình phân hủy hydroperoxide giảm dần Hơn nữa, chúng cũng có thể tương tác với các gốc của chất chống oxy khác để hình thành các chất không bị oxy hóa [47], [61]

Phản ứng của chất chống oxy hóa acid ascorbic với gốc tự do:

Từ những phân tích trên cho thấy, acid ascorbic là một trong những chất chống oxy hóa được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm Tuy nhiên, nồng

độ acid ascorbic sử dụng tùy thuộc vào từng loại sản phẩm Do vậy, cần tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic sử dụng đến sự biến đổi lipid trong cơ thịt cá tra trong quá trình bảo quản đông, để từ đó xác định được nồng độ acid ascorbic phù hợp nhằm hạn chế quá trình oxy hóa lipid, đồng thời tránh ảnh hưởng không có lợi đến vị của sản phẩm