Đề tài Đánh giá chất lượng của dầu đầu cá ngừthu được bằng phương pháp thủy phân và sự biến đổi của dầu trong quá trình bảo quản

i Lời cảm ơn Để hoàn thành được đề tài này, em đã nhận được sự giúp đỡ từ nhiều phía. Trước hết, em xin ghi ơn cha mẹ và người thân đã luôn luôn bên cạnh em, giúp đỡ em vượt qua khó khăn trong suốt thời gian học đại học. Em sẽ mãi ghi nhớ công lao của các thầy cô trong trường Đại học Nha Trang. Đặc biệt, các thầy cô khoa Công nghệ thực phẩm đã giúp em có được những kiến thức chuyên ngành cơ bản, cần thiết sau khi ra trường. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hương, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình chỉ bảo những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian mà em thực hiện đề tài. Em cũng gửi lời cảm ơn tới các thầy cô quản lý các phòng thí nghiệm: phòng thí nghiệm hóa sinh, phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, phòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm; đã nhiệt tình, tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian thực tập. Cuối cùng, em xin cảm ơn các bạn của em, những người đã động viên và giúp đỡ em mỗi khi cần thiết. Sinh viên Đỗ Thị Hương Giang ii MỤC LỤC Lời cảm ơn ............................................................................................................................ i MỤC LỤC ........................................................................................................................... ii DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................... iv DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................ v Lời nói đầu ........................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................. 2 1.1 Tổng quan về cá ngừ và phế liệu cá ngừ ...................................................................... 2 1.1.1 Tổng quan về cá ngừ .................................................................................................. 2 1.1.2 Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ ....................................................................... 6 1.1.2.1 Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ trên thế giới ................................................ 6 1.1.2.2 Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ tại Việt Nam. ............................................. 9 1.1.3 Phế liệu từ cá và hướng tận dụng phế liệu từ cá ....................................................... 10 1.2 Tổng quan về dầu cá .................................................................................................... 12 1.2.1 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ dầu cá ................................................... 12 1.2.2 Nguyên liệu sản xuất dầu cá ..................................................................................... 15 1.2.3 Lipit của cá .............................................................................................................. 15 1.2.4 Các phương pháp sản xuất dầu cá [3] ....................................................................... 16 1.2.4.1 Phương pháp thủy phân bằng enzyme ................................................................... 16 1.2.4.2 Phương pháp dùng nhiệt ........................................................................................ 18 1.2.4.3 Phương pháp dùng lực cơ học bằng cách xay, nghiền, ép, ly tâm ....................... 18 1.2.4.4 Phương pháp lạnh đông, tan giá ............................................................................ 18 1.2.4.5 Phương pháp chiết dầu bằng dung môi hữu cơ .................................................... 18 1.2.4.6 Phương pháp thủy phân bằng dung dịch xút loãng ............................................... 19 1.3 Chỉ tiêu chất lượng của dầu cá ( theo TCVN) ............................................................. 19 1.4 Những biến đổi của dầu cá trong quá trình bảo quản ................................................. 21 1.4.1 Sự thủy phân của dầu cá .......................................................................................... 21 1.4.2 Sự oxi hóa của dầu cá ............................................................................................... 21 Chương 2 : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 23 2.1 Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................. 23 iii 2.1.1 Dầu đầu cá ngừ ........................................................................................................ 23 2.1.2 Enzyme Flavourzyme .............................................................................................. 23 2.1.3 Vitamin E ( tocopherol) ............................................................................................ 23 2.2 Địa điểm nghiên cứu................................................................................................... 24 2.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 24 2.3.1 Xác định thành phần hóa học của đầu cá ngừ ........................................................ 24 2.3.2 Quy trình tách dầu đầu cá ngừ bằng phương pháp thủy phân .................................. 25 2.3.3 Xác định hiệu suất thu hồi lipid ................................................................................. 27 2.3.4 Đánh giá chất lượng của dầu đầu cá ngừ .................................................................... 27 2.3.4.1 Chất lượng cảm quan .............................................................................................. 27 2.3.4.2 Xác định các chỉ tiêu hóa học của dầu đầu cá ngừ ................................................... 27 2.3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản và thời gian bảo quản tới chất lượng của dầu đầu cá ngừ .......................................................................................................................... 28 2.3.6 Phương pháp phân tích ............................................................................................. 29 2.3.6.1 Phân tích cảm quan theo phương pháp mô tả ....................................................... 29 2.3.6.2 Phương pháp phân tích hóa học ........................................................................... 29 2.3.6.3 Tính tỷ lệ thu hồi lipit từ quá trình thuỷ phân đầu cá ngừ mắt to ................................ 30 2.4 Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................................... 30 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................................. 31 3.1 Kết quả xác định thành phần hóa học của đầu cá ngừ mắt to ..................................... 31 3.2 Hiệu suất thu hồi lipid ................................................................................................ 31 3.3 Kết quả đánh giá chất lượng của dầu thu được ........................................................... 32 3.3.1 Chất lượng cảm quan ................................................................................................ 32 3.3.2 Kết quả xác định thành phần hóa học của dầu đầu cá ngừ mắt to ............................ 33 3.3.3 Thành phần axit béo của dầu đầu cá ngừ ................................................................. 35 3.4 Kết quả biến đổi của dầu cá trong quá trình bảo quản ................................................ 38 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN................................................................................ 42 Tài liệu tham khảo ............................................................................................................. 43 Phụ lục iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sản lượng đánh bắt cá ngừ mắt to tại một số vùng biển từ 1995-2005 ............... 7 Bảng 1.2 Tình hình nhập khẩu cá ngừ của một số nước ................................................... 9 Bảng 1.3 Thành phần khối lượng của cá ngừ .................................................................. 11 Bảng 1.4 Sản lượng dầu cá thế giới .................................................................................. 14 Bảng 1.5 Sản lượng dầu cá xuất khẩu của Mỹ ................................................................. 14 Bảng 1.6 Chỉ số axit của một số dầu thực phẩm ............................................................. 19 Bảng 1.7 Chỉ số xà phòng của một số dầu thực phẩm .................................................... 19 Bảng 1.8 Chỉ số peroxit của một số dầu thực phẩm ....................................................... 20 Bảng 1.9 Chỉ tiêu chất lượng dầu cá ngừ thô .................................................................. 20 Bảng 3.1 Thành phần hóa học của đầu cá ngừ mắt to. ...................................................... 31 Bảng 3.2 Chất lượng cảm quan của dầu thu được từ đầu cá ngừ ...................................... 32 Bảng 3.3 Thành phần hóa học của dầu đầu cá ngừ .......................................................... 33 Bảng 3.4 Chỉ số xà phòng hóa của một số loại dầu cá ...................................................... 34 Bảng 3.5 Chỉ số iod của một số loại dầu cá ..................................................................... 34 Bảng 3.6 Thành phần axit béo của dầu đầu cá ngừ ........................................................... 35 Bảng 3.7 Thành phần axit béo ở một số loài cá khác nhau(%) ........................................ 38 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cá ngừ ồ .............................................................................................................. 2 Hình 1.2: Cá ngừ chù ........................................................................................................... 3 Hình 1.3: Cá ngừ chấm ........................................................................................................ 3 Hình 1.4: Cá ngừ bò ........................................................................................................... 3 Hình 1.5: Cá ngừ sọc dưa ................................................................................................... 4 Hình 1.6: Cá ngừ vằn .......................................................................................................... 4 Hình 1.7 Cá ngừ mắt to ...................................................................................................... 5 Hình 1.8 Cá ngừ vây vàng ................................................................................................... 5 Hình 1.9 Cá ngừ vây dài ..................................................................................................... 6 Hình 2.1 Viên vitamin E .................................................................................................... 23 Hình 2.2 α-tocopherol ....................................................................................................... 24 Hình 2.3 Sơ đồ xác định thành phần hóa học cá ngừ mắt to ............................................ 25 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình tách dầu cá bằng phương pháp thuỷ phân ..................................... 25 Hình 2.5 Sơ đồ xác định hiệu suất thu hồi lipid ..................................................................... 27 Hình 2.6 Sơ đồ xác định thành phần hóa học của dầu cá ......................................................... 28 Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, tỷ lệ vitamin E tới chất lượng của dầu cá ............................................................................................................... 29 Hình 3.1 Dầu đầu cá sau khi tách chiết ........................................................................... 32 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn chỉ số axit theo thời gian ......................................................... 39 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn chỉ số peroxit theo thời gian ................................................... 40 vi Kí hiệu và chữ viết tắt WCPO Western and Central Pacific Ocean EPO Eastern Pacific Ocean VTM E Vitamin E g gam 1 Lời nói đầu Đại dương rất giàu tài nguyên (rong, tôm, sò, ốc, cá…) và đã được khai thác. Theo FAO, 75% nguồn lợi biển đã bị khai thác quá mức và sản lượng thế giới chỉ đạt 80 triệu tấn trong những năm gần đây. Như vậy, gần như toàn bộ cá đánh bắt được sử dụng cho tiêu thụ con người và trong tương lai, lượng cá dành cho sản xuất bột cá và dầu cá sẽ giảm. Trong 10 năm nữa, nhu cầu dầu cá và bột cá sẽ lớn hơn lượng dầu cá và bột cá đáp ứng. Theo tạp chí thủy sản 03/1996,9-11 sản lượng cá ngừ khoảng 4 triệu tấn, trong đó 40- 60% là phế liệu trong chế biến. Doanh nghiệp bắt buộc phải xử lý rác thải này trước khi xả thải. Trước tình hình này, cần có kế hoạch thu hồi, thay đổi cấu trúc protein có mặt trong phế liệu để sử dụng chúng như thành phần thực phẩm. Quá trình tận dụng những phế liệu cũng như sử dụng chúng luôn luôn kinh tế hơn xử lý và vứt bỏ những rác thải. Ứng dụng công nghệ enzyme cho quá trình thu hồi này có thể cho ra đa dạng các sản phẩm. Dầu cá từ động vật biển rất có lợi cho sức khỏe con người như làm giảm bệnh tim mạch, bệnh cao huyết áp, tăng khả năng miễn dịch. Chỉ duy nhất dầu cá chứa một lượng lớn các chuỗi axit béo không no không có khả năng sinh cholesterol như axit eicosatentaenoic (EPA) và axit docosahxaenoic (DHA). Cũng như dầu từ động vật biển khác, dầu cá ngừ cũng chứa nhiều axit béo không no, theo Michel Linder, Jacques Fanni, Michel Parmentier, 2006 thì dầu cá ngừ chứa 5,1% EPA, 18,8% DHA và nhiều axit béo không no khác. Dưới sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Mỹ Hương, tôi đã thực hiện đề tài: “ Đánh giá chất lượng của dầu đầu cá ngừ thu được bằng phương pháp thủy phân và sự biến đổi của dầu trong quá trình bảo quản” Sinh viên thực hiện Đỗ Thị Hương Giang 2 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về cá ngừ và phế liệu cá ngừ 1.1.1 Tổng quan về cá ngừ Kích thước cá ngừ tương đối lớn (6 loài có kích thước từ 20 – 70 cm, khối lượng từ 0,5 – 4 kg. Riêng hai loài cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to có kích thước lớn 70 – 200 cm, khối lượng 1,6 – 64 kg. Mùa vụ khai thác: Mùa vụ khai thác cá ngừ ở vùng biển Việt Nam gồm hai vụ, vụ chính bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 8, vụ phụ từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau. Cá ngừ thường tập trung thành đàn di cư, trong đàn thường bao gồm một số loài khác nhau. Nghề khai thác chủ yếu là lưới vây, rê, câu và đăng. Nghề câu vàng mới được du nhập từ những năm 1990 đã nhanh chóng trở thành một nghề khai thác cá ngừ quan trọng. Cá ngừ được phân ra làm 2 nhóm. [17] • Nhóm các loài có kính thước nhỏ, di cư trong phạm vi địa lý hẹp. • Nhóm các loài di cư đại dương. ™ Cá ngừ nhỏ, phân bố địa phương Đây là các loài cá ngừ có kích cỡ nhỏ (từ 20÷70 cm, trọng lượng từ 0,5÷4 kg), có giá trị kinh tế thấp, chủ yếu tiêu thụ nội địa. • Cá ngừ ồ Tên tiếng Anh: Bullet tuna Tên khoa học: Auxis rochei (Risso, 1810). Phân bố: Vùng biển miền Trung. Mùa vụ khai thác: Quanh năm. Ngư cụ khai thác: Lưới vây, vó, rê, đăng. Kích thước khai thác: Từ 140÷310mm, chủ yếu 260mm Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói. • Cá ngừ chù Tên tiếng Anh: Frigate mackerel. Tên khoa học: Auxis thazard Hình 1.1: Cá ngừ ồ 3 (Lacepede,1803). Phân bố: Chủ yếu ở vùng biển miền Trung, Đông và Tây Nam Bộ. Mùa vụ khai thác: Quanh năm. Ngư cụ khai thác: Lưới vây, rê, đăng. Kích thước khai thác: Dao động 150÷310mm, chủ yếu 250 ÷260mm. Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói. • Cá ngừ chấm Tên tiếng Anh: Eastern little tuna. Tên khoa học: Euthynnus affinis (Canner, 1850). Phân bố: chủ yếu bắt gặp ở vùng biển miền Trung Và Nam Bộ. Mùa vụ khai thác: Quanh năm. Ngư cụ khai thác: Lưới vây, rê, đăng. Kích cỡ khai thác: 240÷450mm, chủ yếu 360mm. Dạng sản phẩm: Ăn tươi, đóng hộp, hun khói. • Cá ngừ bò Tên tiếng Anh: Longtail tuna. Tên khoa học: Thunnus tonggol (Bleeker, 1851). Phân bố: Ở vịnh Bắc bộ, Trung bộ, Tây Nam bộ. Mùa vụ khai thác: Quanh năm. Ngư cụ khai thác: Lưới rê, câu, đăng, vây. Hình 1.2: Cá ngừ chù Hình 1.3: Cá ngừ chấm Hình 1.4: Cá ngừ bò 4 Kích thước khai thác: 400÷700mm. Dạng sản phẩm: Ăn tươi, đóng hộp. • Cá ngừ sọc dưa Tên tiếng Anh: Striped tuna. Tên khoa học: Sarda orientalis (Temminek & Schlegel, 1844). Phân bố: Vịnh Bắc bộ, vùng biển miền Trung. Mùa vụ khai thác: Quanh năm. Ngư cụ khai thác: Đăng, rê, vây, câu, mành. Kích thước khai thác: 450÷750mm. Dạng sản phẩm: Ăn tươi, ướp muối, đóng hộp. ™ Cá ngừ di cư đại dương: Ngoài cá ngừ vằn, các loài khác trong nhóm này đều có kích thước lớn (từ 70 ÷200cm, khối lượng từ 1,6÷64kg), có giá trị kinh tế cao và có nhu cầu lớn trên thị trường thế giới. Phạm vi di cư đại dương. • Cá ngừ vằn Tên tiếng Anh: Skipjack tuna. Tên khoa học: Katsuwonus pelamis (Linnaeus, 1758). Phân bố: Chủ yếu ở vùng biển miền Trung, vùng biển khơi bắt gặp nhiều hơn vùng biển ven bờ. Mùa vụ khai thác: Quanh năm. Ngư cụ khai thác: Lưới rê, vây, câu vàng, câu giật, câu kéo. Kích thước khai thác: Dao động 240÷700mm, chủ yếu 480÷560mm. Dạng sản phẩm: Ăn tươi, đóng hộp. Hình 1.5: Cá ngừ sọc dưa Hình 1.6: Cá ngừ vằn 5 • Cá ngừ mắt to ( bigeye tuna) Tên khoa học: Thunnus Obesus(lowe, 1839) Kích thước tối đa: 250 cm, trọng lượng tối đa được công bố: 210kg, tuổi tối đa theo báo cáo: 11 năm Môi trường: môi trường gần mặt nước, di cư đại dương, môi trường biển, phạm vi độ sâu: 0- 250m. Khí hậu: cận nhiệt đới, 130C - 290C Phân bố: Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương. Ở các vùng nước nhiệt đới và cận nhiệt đới. Là loài có tính di cư cao. Đặc điểm hình thái: số gai lưng ( tổng số): 13-14, các tia mềm ở lưng( tổng số): 14-15, số gai hậu môn:0-0, số tia mềm ở hậu môn: 14-14,số đốt sống: 39. Là loài có kích thước lớn, dày nhất ở giữa gốc và vây lưng thứ nhất, hai bên sườn dẹt, bụng có màu hơi trắng. ở các mẫu cá sống, dọc theo sườn cá có một dải xanh óng ánh. Vây lưng thứ nhất có màu vàng thẫm, các vây lưng thứ hai và vây lưng hậu môn có màu vàng nhạt, các vây con có màu vàng sang, mép vây có màu đen. • Cá ngừ vây vàng (yellowfin tuna) Tên khoa học: Thunnus Albacares Kích thước tối đa: 239cm, trọng lượng tối đa dược công bố: 200kg, tuổi tối đa theo báo cáo:8 năm. Môi trường: có rạn đá ngầm, di cư đại dương, nước lợ, nước biển, phạm vi độ sâu:1-250m. Khí hậu: nhiệt đới, 150C – 310C Phân bố: trên toàn thế giới ở các vùng biển nhiệt dới và cận nhiệt đới nhưng không sống ở Địa Trung Hải. Là loài có tính di cư cao Hình 1.7 cá ngừ mắt to Hình 1.8 cá ngừ vây vàng 6 Đặc điểm hình dáng: tia vây lưng cứng:11-14, tia vây lưng mềm:12-16,tia vây hậu môn cứng:0-0, tia vây hậu môn mềm: 11-16, số đốt sống lưng:39. Vây lưng thứ 2 và vây đuôi có chiều dài bằng 20% chiều dài toàn thân cá. Vây bụng thường rất dài, thường kéo dài đến vây lưng thứ 2 nhưng không vượt quá tia vây cuối cùng của vây lưng thứ 2. Màu sắc của cá thay đổi từ màu xanh đen đậm có ánh kim qua màu vàng đến màu bạc trên vùng bụng. • Cá ngừ vây dài- albacore Tên khoa học: Thunnus allunga (bonnaterre, 1788) Kích thước tối đa: chiều dài toàn bộ 140cm, trọng lượng tối đa được công bố: 60,3kg Môi trường: biển khơi, sống di cư, nước lợ, nước biển, độ sâu: 0-600m. Khí hậu: cận nhiệt đới, 100C - 260C Phân bố: khắp nơi ở các vùng biển nhiệt đới Đặc điểm hình dáng: tia vây lưng cứng: 11-14, tia vây lưng mềm: 12-16, tia vây hậu môn cứng:0-0, tia vây hậu môn mềm: 11-16. Tia vây trước cao hơn tia vây sau rất nhiều và tạo thành hình lõm. Thân cá rất nhỏ. Các vây ngực rất dài bằng khoảng 30% chiều dài thân cá hay dài hơn 50cm. 1.1.2 Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ 1.1.2.1 Tình hình khai thác và t