Nghiên cứu việc ứng dụng màng algiante trong quá trình bảo quản trứng vịt tươi

Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang i LỜI CẢM TẠ Xin chân thành cảm ơn cô Phan Thị Thanh Quế và cô Huỳnh Thị Phương Loan đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt kinh nghiệm quý báu để em có thể thực hiện tốt luận văn này. Thành thật biết ơn quý Thầy Cô trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức bổ ích cho em trong suốt thời gian học tại trường. Chân thành cảm ơn cán bộ phòng thí nghiệm cùng toàn thể các bạn sinh viên lớp Công nghệ thực phẩm khóa 31 và lớp liên thông khóa 33 đã nhiệt tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến và tạo điều kiện tốt cho em trong thời gian thực hiện luận văn. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Lệ Huyền Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang ii TÓM LƯỢC Đề tài nghiên cứu việc ứng dụng màng algiante trong quá trình bảo quản trứng vịt tươi và nghiên cứu các phụ gia tạo dẻo bổ sung vào màng nhằm kéo dài thời gian bảo quản trứng mà vẫn giữ được chất lượng tốt. Nội dung thực hiện của đề tài là: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ alginate (1; 1,5; 2 và 2,5%) và phương pháp bao màng (nhúng, quét) đến chất lượng trứng. Khảo sát ảnh hưởng của phụ gia tạo dẻo (sorbitol, glyceorol và polyetylen glycol) bổ sung vào màng đến chất lượng trứng và thời gian bảo quản. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Chất lượng trứng được cải thiện rõ rệt khi được bao màng alginate. Trong đó ở nồng độ 2% và phương pháp bao màng nhúng cho kết quả tốt nhất đối với các chỉ tiêu: hao hụt khối lượng, vi khuẩn tổng số và hàm lượng NH3 . Sử dụng các phụ gia (Sorbitol, glycerol và polyetylen glycol) bổ sung vào màng nhằm nâng cao chất lượng màng nhưng không có ảnh hưởng ở nồng độ 1%. Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang iii MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ.............................................................................................................. i TÓM LƯỢC............................................................................................................... ii MỤC LỤC................................................................................................................ iii DANH SÁCH BẢNG................................................................................................. v DANH SÁCH HÌNH................................................................................................. vi Chương 1 : GIỚI THIỆU............................................................................................ 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................. 1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU............................................................................ 1 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU......................................................................... 2 2.1 KHÁI QUÁT VỀ TRỨNG GIA CẦM............................................................2 2.1.1 Cấu tạo của quả trứng.................................................................................2 2.1.2 Thành phần hóa học................................................................................... 3 2.1.3 Những biến đổi khi bảo quản trứng............................................................4 2.2 GIỚI THIỆU VỀ MÀNG ALGINATE........................................................... 6 2.2.1 Tính chất chung của alginate......................................................................6 2.2.2 Tính chất của màng.................................................................................. 10 2.2.3 Vai trò của calci trong tạo màng.............................................................. 10 2.2.4 Các chất tạo dẻo....................................................................................... 11 2.2.5 Ứng dụng của màng alginate....................................................................12 Chương 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................14 3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM...................................................................14 3.1.1 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm.................................................................14 3.1.2 Hóa chất....................................................................................................14 3.1.3 Nguyên liệu.............................................................................................. 14 3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM...................................................................14 3.2.1 Phương pháp phân tích.............................................................................14 3.2.2 Phương pháp thu thập số liệu................................................................... 14 3.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm.................................................................14 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................ 19 4.1 KẾT QUẢ ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ALGINATE VÀ PHƯƠNG PHÁP BAO MÀNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG TRỨNG...........................................19 4.2 KẾT QUẢ ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA BỔ SUNG (PHỤ GIA TẠO DẺO) ĐẾN CHẤT LƯỢNG TRỨNG VÀ THỜI GIAN BẢO QUẢN................24 Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang iv Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.....................................................................30 5.1 KẾT LUẬN....................................................................................................30 5.2 ĐỀ NGHỊ....................................................................................................... 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 31 PHỤ LỤC................................................................................................................. vii Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang v DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của trứng một số gia cầm.................................... 3 Bảng 4.1: Kết quả ảnh hưởng của phương pháp bao màng, nồng độ alginate đến hàm lượng NH3…………………………………………………………………….19 Bảng 4.2: Kết quả ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hàm lượng NH3............. 19 Bảng 4.3: Kết quả tương tác ảnh hưởng phương pháp bao màng, nồng độ alginate và thời gian bảo quản đến hàm lượng NH3..............................................................20 Bảng 4.4: Kết quả ảnh hưởng của phương pháp bao màng, nồng độ alginate đến hàm lượng NH3 ở các thời gian bảo quản khác nhau................................................21 Bảng 4.5: Kết quả trung bình ảnh hưởng của phương pháp bao màng, nồng độ alginate và thời gian bảo quản đến mật số vi khuẩn hiếu khí................................... 22 Bảng 4.6: Kết quả trung bình ảnh hưởng của phụ gia tạo dẻo đến tỉ lệ hao hụt khối lượng......................................................................................................................... 24 Bảng 4.7: Kết quả trung bình ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến tỉ lệ hao hụt khối lượng ................................................................................................................ 24 Bảng 4.8: Kết quả tương tác ảnh hưởng của thời gian bảo quản và phụ gia tạo dẻo đến tỉ lệ hao hụt khối lượng ..................................................................................... 25 Bảng 4.9: Kết quả ảnh hưởng của phụ gia tạo dẻo đến tỉ lệ hao hụt khối lượng theo các thời gian bảo quản khác nhau ............................................................................ 26 Bảng 4.10:Kết quả trung bình ảnh hưởng của phụ gia tạo dẻo đến giá trị pH..........27 Bảng 4.11: Kết quả trung bình ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến giá tri pH... 27 Bảng 4.12: Kết quả tương tác ảnh hưởng của loại phụ gia tạo dẻo và thời gian bảo quản đến giá trị pH....................................................................................................28 Bảng 4.13: Kết quả ảnh hưởng của loại phụ gia tạo dẻo đến giá trị pH ở các thời gian bảo quản khác nhau...........................................................................................29 Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang vi DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Công thức cấu tạo của Natri alginate..........................................................7 Hình 2.2: Quy trình sản xuất Natri alginate................................................................8 Hình 2.3: Công thức cấu tạo của Calci alginate..........................................................8 Hình 2.4: Độ nhớt phụ thuộc vào chiều dài phân tử alginate..................................... 9 Hình 2.5: Vị trí calcium trong alginate....................................................................... 9 Hình 2.6: Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền gel alginate......................................... 10 Hình 2.7: Công thức cấu tạo của Glycerol................................................................11 Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1………………………………………………...15 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2.......................................................................... 17 Hình 4.1: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của phương pháp bao màng, nồng độ alginate và thời gian bảo quản đến mật số vi khuẩn hiếu khí……………………………….22 Hình 4.2: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của phương pháp bao màng, nồng độ alginate và thời gian bảo quản đến tỉ lệ hao hụt khối lượng...................................................23 Hình 4.3: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của phụ gia tạo dẻo đến tổng vi khuẩn hiếu khí theo thời gian bảo quản.............................................................................................27 Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang 1 Chương 1 : GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trứng gia cầm là một thực phẩm có giá trị, được sản xuất trên phạm vi cả nước và đồng bằng sông Cửu Long. Sản lượng mỗi năm không ngừng tăng cao do các nhà chăn nuôi không ngừng cải tiến phương pháp nuôi như quản lý chuồng trại, thức ăn, con giống….Mặc dù vậy nhưng trứng rất dễ bị hư hỏng trong điều kiện bảo quản bình thường, các hình thức hư hỏng như: rạn nứt, bể, sự tự phân hủy các thành phần bên trong, sự tạo mùi amoniăc, khí sunfua hydro… Hiện nay ở nước ta hằng năm số lượng trứng lên đến hàng chục triệu trứng, vì vậy việc bảo quản trứng tươi là điều hết sức cần thiết. Có rất nhiều biện pháp bảo quản trứng: muối trứng, áo tro, bảo quản lạnh, hóa chất…nhưng các biện pháp này có thể ảnh hưởng đến chất lượng trứng: mùi vị, độ tươi ban đầu… hoặc các biện pháp khó thực hiện và giá thành cao. Một trong những biện pháp góp phần đa dạng phương pháp bảo quản trứng tươi mà vẫn giữ được chất lượng trứng là bao màng cho trứng. Trong thí nghiệm này sử dụng màng Alginate kết hợp với chất phụ gia nhằm cải thiện tính chất màng. Mục đích của bao màng là ngăn cản sự thấm khí, thấm hơi nước và ngăn cản xự xâm nhập của vi sinh vật. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quản trứng tươi và duy trì chất lượng sản phẩm. Góp phần đa dạng hóa các phương pháp bảo quản trứng, tạo sự tiện lợi. Đề tài được thực hiện với các nội dung nghiên cứu sau: � Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ alginate và của phương pháp bao màng đến chất lượng trứng. � Khảo sát ảnh hưởng của phụ gia bổ sung (chất tạo dẻo) vào màng đến chất lượng trứng và thời gian bảo quản. Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang 2 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 KHÁI QUÁT VỀ TRỨNG GIA CẦM 2.1.1 Cấu tạo của quả trứng 2.1.1.1 Hình dáng và màu sắc Trứng có hình dạng elip, tỷ lệ dài/ rộng : 1,13- 1,67. Màu sắc của trứng thay đổi từ trắng, trắng xanh, sáng nâu tùy theo loài. Trọng lượng trứng cũng khác nhau phụ thuộc vào giống, tuổi và chế độ nuôi dưỡng. 2.1.1.2 Màng ngoài vỏ Là một màng keo mỏng, trong suốt, có tác dụng hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật, giảm sự bốc hơi nước. 2.1.1.3 Vỏ trứng Vỏ trứng là thành phần có tác dụng bảo vệ ruột khỏi các tác động bên ngoài như: nhiệt độ, áp suất…. Được cấu tạo từ các chất khoáng tiêu biểu là Ca, Mg, P và một ít chất hữu cơ. Độ dày vỏ trứng trung bình từ 0,31 đến 0,35 mm, đầu nhỏ có vỏ mỏng hơn đầu lớn. Trên bề mặt vỏ trứng có rất nhiều lỗ nhỏ gọi là lỗ thoát khí hay lỗ thông hơi, đường kính lỗ thoát khí lớn nhỏ không đồng đều, mật độ lỗ thoát khí cũng khác nhau, mật độ ở đầu lớn nhiều hơn. Các lỗ thoát khí này có tác dụng điều hòa khả năng hô hấp của trứng giúp trứng ổn định trong một thời gian dài. 2.1.1.4 Màng trong vỏ và màng ngoài lòng trắng Màng dưới vỏ là sự kết hợp các sợi có nguồn gốc hữu cơ. Một trong các màng dính sát vào vỏ cứng gọi là màng dưới vỏ, còn một màng bao lấy lòng trắng được gọi là màng lòng trắng. Màng lòng trắng được bao bọc bởi hai lớp màng mỏng, cấu tạo của hai lớp màng này giống nhau và có tính thẩm thấu cao: cho khí và hơi nước đi qua mà không cho vi sinh vật đi qua. 2.1.1.5 Túi khí Màng dưới vỏ và màng lòng trắng tách rời nhau tạo một khoảng hở gọi là túi khí, túi khí có sự thay đổi kích thước trong quá trình bảo quản. Khi bảo quản ở nhiệt độ cao, độ ẩm không khí thấp dẫn đến túi khí dần dần to hơn. Đây là biểu hiện của sự mất nước của trứng theo thời gian. Túi khí càng lớn, trứng càng xấu càng khó bảo quản. 2.1.1.6 Lòng trắng Chiếm 60% khối lượng quả trứng, lòng trắng là lớp keo dày, trong, được bao bọc trong màng lòng trắng. Lòng trắng được cấu tạo bởi albumin, globulin, lipid, glucid, acid amin, muối khoáng, enzyme: amylaza, pepsin, peptidaza, phosphataza, lipaz, tripxin, lactaza và reductaza. Ngoài ra, trong trứng cũng có chất diệt khuẩn như: Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang 3 Lyzozim có tác dụng tiêu diệt hay làm hạn chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn như: Staphylococcus, Trep, Menigococus, Salmonella typhoid. Khi bảo quản lâu lòng trắng đặc dần dần loãng ra, dây chằng bị giãn làm lòng đỏ không còn đúng vị trí trung tâm dẫn đến vỡ lòng đỏ, làm lòng trắng và lòng đỏ trộn lẫn vào nhau (trứng thối). Thời gian, nhiệt độ, độ ẩm không khí ảnh hưởng nhiều tới sự hư hỏng của trứng. Lòng trắng có vai trò quan trọng đến sức đề kháng của trứng chống nhiễm trùng. 2.1.1.7 Lòng đỏ Chiếm 30% trọng lượng trứng, là khối nhũ tương hình cầu nằm trong màng lòng đỏ, một màng có tính đàn hồi và độ bền cao. Lòng đỏ ở vị trí trung tâm của quả trứng là nhờ có dây chằng và lòng trắng đặc. Màu của lòng đỏ thay đổi tùy thuộc vào loài gia cầm, giống, thức ăn. Màu vàng hay đỏ da cam của lòng đỏ chủ yếu do các hợp chất caroten, xantophyl, flavin trong thức ăn tạo ra. 2.1.2 Thành phần hóa học Trứng là một trong các loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, vừa có nhiều chất béo, nhiều chất đạm đồng thời nhiều vitamin và khoáng vi lượng. Thành phần dinh dưỡng của trứng phụ thuộc vào thức ăn, giống, môi trường sống, trạng thái sức khỏe và thời gian khai thác của gia cầm Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của trứng một số gia cầm ( Nguồn : Trần Văn Chương, 2001) 2.1.2.1 Lòng trắng Thành phần hóa học của lòng trắng: nước, protein, lipid, glucid, khoáng, vitamin…. Lòng trắng loãng chứa chủ yếu là albumin và globulin, lòng trắng đặc chứa chủ yếu mucine và mucoid. 2.1.2.2 Lòng đỏ Lòng đỏ cũng chứa đầy đủ các thành phần hóa học giống như lòng trắng: nước, protein, lipid, glucid, khoáng, vitamin…. Protein lòng đỏ trứng không những chứa đầy đủ các acid amin không thay thế mà tỷ lệ giữa chúng rất cân đối vì thế protein lòng đỏ được dùng làm mẫu để so sánh thành phần dinh dưỡng với các thực phẩm khác. Trong protein lòng đỏ trứng chứa các acid amin như: Cystine, Methionine là các acid amin chứa lưu huỳnh với hàm lượng khá cao. Như vậy protein lòng đỏ trứng sẽ là nguồn bổ sung tốt cho các loại thực phẩm khác ít methionine như đậu lạc. Gia cầm Nước (%) Protein (%) Lipid (%) Glucid (%) Khoáng (%) Calo/ 100g Gà Vịt Ngỗng Gà Tây 74,0 70,0 70,4 74,4 12,8 13 13.9 11,3 11,5 14,2 13,3 11,8 0,7 1,0 1,3 1,7 1,0 1,8 1,1 0,8 171 189 - - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang 4 Protein lòng đỏ trứng còn chứa các tiểu phần Lipovitelin, Livetin lòng đỏ trứng với tỷ lệ 4/1 và photphovitin, đây là nguồn acid amin không thay thế đáng chú ý trong protein lòng đỏ trứng . Lipid trong lòng đỏ trứng gồm cả hai dạng: Dạng tự do (glyxerit) và dạng liên kết (photphatit, glycolipid, steroid). Hầu hết tất cả các loại vitamin (trừ vitamin C) và hầu hết các chất khoáng cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của cơ thể đều tìm thấy trong lòng đỏ trứng. 2.1.3 Những biến đổi khi bảo quản trứng Trong quá trình bảo quản và vận chuyển trứng có thể xảy ra những biến đổi làm hư hỏng trứng như sau: 2.1.3.1 Hiện tựơng tự phân hủy Nếu điều kiện bảo quản trứng không tốt, trong trứng sẽ xảy ra các phản ứng phân giải các hợp chất protein, lipid, glucid…. đặc biệt khi nhiệt độ bảo quản cao. Protein: Lúc đầu phân hủy chậm, sau đó nhanh hơn, kết quả là hàm lượng các acid amin tự do, các hợp chất bay hơi như NH3, H2S… tăng lên. Lipid: Phân hủy chậm hơn protein nhưng diễn ra trong suốt quá trình bảo quản làm cho các sản phẩm bay hơi của chúng tích tụ lại. Kết quả của quá trình tự phân là các hợp chất như NH3, H2S, CO2, H2O… tích tụ lại trong trứng. Hàm lượng vitamin giảm đặc biệt là vitamin A giảm đến 70%. Sự phân bố các sản phẩm trung gian giữa lòng trắng và lòng đỏ bị đảo lộn ví dụ glucoza ở lòng đỏ tăng, ở lòng trắng giảm, Ca2+ ở lòng đỏ tăng …Cuối cùng chất lượng trứng giảm sút, nếu để lâu hơn trứng có thể không dùng làm thực phẩm được. 2.1.3.2 Biến đổi do vi sinh vật Bình thường trứng của gia cầm khỏe mạnh đạt độ vô trùng đến 93-98%. Nguyên nhân hư hỏng chủ yếu ở vỏ nếu vỏ mất màng ngoài, lỗ khí hở hay vỏ bẩn, vi sinh vật sẽ xâm nhập vào bên trong trứng. Do trứng là một tế bào sống có hệ thống enzim phức tạp, nhiệt độ thích hợp làm cho vi sinh vật đã có sẵn trong trứng phát triển thuận lợi và hoạt hóa các enzyme từ đó ảnh hưởng đến chất lượng của trứng. Trong thời gian bảo quản lâu dài, trứng sẽ khô đi, lizozym dần dần bị trung hòa làm cho tính miễn dịch tự nhiên của trứng giảm đi đồng thời thành phần hóa học và cấu tạo của trứng thay đổi. Acid cacbonic mất đi, pH tăng, lòng trắng và lòng đỏ bị phân giải, vỏ trắng dễ thẫm thấu đối với vi khuẩn, tạo điều kiện cho vi sinh vật thẩm thấu vào trứng. Vi sinh vật tiết ra men phân hủy các thành phần hữu cơ của trứng, làm cho lúc dầu lòng trắng loãng ra, đai (dây chằng) đứt, lòng đỏ dính vào vỏ trứng, ruột trứng có thể biến màu và có mùi đặc trưng của H2S, indol, skatol… Một số hư hỏng do vi sinh vật gây ra : Trứng thối màu lục sáng: Gây ra do Pseudomonas flourescens. Là một trực khuẩn sinh trưởng ở 00C, làm cho lòng trắng có màu lục sáng, sau đó, vi khuẩn phân hủy lòng đỏ, làm lòng trắng và đỏ trộn lẫn. Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm- Khoa Nông nghiệp và SHƯD Trang 5 Trứng thối không màu: Gây ra bởi một số loài vi khuẩn thuộc giống Pseudomonas, Acromobacter, E.coli. Trứng thối màu đen: Gây ra bởi một số loài vi khuẩn Pseudomonas làm cho lòng đỏ trở nên đen và vỡ tung ra.Và một số hiện tượng hư hỏng ít xảy ra hơn: Trứng thối màu đỏ - màu hồng, trứng nhiễm vi khuẩn đường ruột… Các hư hỏng do nấm mốc: Nấm mốc sinh trưởng và phát triển sợi nấm chui qua lỗ của vỏ trứng nẩy mầm trong màng trứng, rồi xuyên qua màng trứng vào lòng trắng trứng tạo ra những khuẩn lạc đen tối, làm cho lòng trắng trứng rữa ra, sợi mấm có thể xuyên qua lòng đỏ trứng, hình thành những khuẩn lạc có nhiều màu sắc khác nhau. Các loại nấm mốc thường gặp: Mucor, Penicillium, Thamnidium