Nghiên cứu khả năng chống oxy hóa lipid trong chả cá đỏ củ chiên bằng chitosan khối lượng phân tử thấp, muối chitosan và nano chitosan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
---oOo---

PHẠM THỊ TIỀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA LIPID TRONG
CHẢ CÁ ĐỎ CỦ CHIÊN BẰNG CHITOSAN KHỐI LƢỢNG
PHÂN TỬ THẤP, MUỐI CHITOSAN VÀ NANO CHITOSAN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Nha Trang, Năm 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
---oOo---

PHẠM THỊ TIỀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA LIPID TRONG
CHẢ CÁ ĐỎ CỦ CHIÊN BẰNG CHITOSAN KHỐI LƢỢNG
PHÂN TỬ THẤP, MUỐI CHITOSAN VÀ NANO CHITOSAN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: CHẾ BIẾN THỦY SẢN

GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN DUY BẢO

Nha trang, Năm 2017


i

LỜI CẢM ƠN
Trải qua 4 năm dƣới mái Trƣờng Đại học Nha Trang, đó là khoảng thời gian
vô cùng ý nghĩa đối với mỗi sinh viên, tại đây em đã đƣợc học tập, nghiên cứu và
tìm tòi những kiến thức mới góp phần cũng cố và nâng cao tầm hiểu biết của mình
trong lĩnh vực chuyên môn. Em xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại
học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, cán bộ phòng thí
nghiệm của Trung tâm Thí nghiệm Thực hành đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ,
hỗ trợ để tôi hoàn thành khóa học và làm tốt đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt xin chân thành cảm ơn TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo đã tận tình
hƣớng dẫn, giúp đỡ trong quá trình học tập, quá trình định hƣớng và thực hiện đề tài
cũng nhƣ viết luận văn.
Cuối cùng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô, gia đình và tất cả bạn
bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn.


ii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
MỤC LỤC .................................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................v

DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. vii
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................4
1.1. Chitosan và hoạt tính chống oxy hóa ................................................................4
1.1.1. Đặc điểm cấu tạo và tính chất của chitosan ...............................................4
1.1.1.1. Đặc điểm cấu tạo ..................................................................................4
1.1.1.2. Tính chất của chitosan .........................................................................5
1.1.2. Hoạt tính chống oxy hóa của chitosan phân tử lƣợng thấp ........................6
1.1.2.1 Chitosan phân tử lƣợng thấp .................................................................6
1.2.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa ......................................................................6
1.1.3. Muối chitosan và hoạt tính chống oxy hóa ................................................7
1.1.4. Nano chitosan và hoạt tính chống oxy hóa ................................................8
1.2. Cá đỏ củ và sản phẩm chả cá đỏ củ ..................................................................9
1.2.1. Cá đỏ củ ......................................................................................................9
1.2.1.1. Đặc điểm hình thái, phân bố và sản lƣợng cá đỏ củ ............................9
1.2.1.2. Thành phần dinh dƣỡng và đặc điểm cơ thịt của chả cá đỏ củ ..........10
1.2.2. Sản phẩm chả cá đỏ củ .............................................................................12
1.2.2.1 Quy trình làm chả cá đỏ củ .................................................................12
1.2.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến sản phẩm trong quá trình chế biến ...........12
1.2.2.3. Những biến đổi của chả cá trong quá trình bảo quản ........................16
1.2.2.4. Tiêu chuẩn chả cá đỏ củ .....................................................................19
1.2.2.5. Một số nghiên cứu ứng dụng khả năng chống oxy hóa lipit của
chitosan, muối chitosan, nanochitosan trong cá, thịt ......................................20


iii

CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................23
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu .....................................................................................23

2.1.1. Nguyên liệu ..............................................................................................23
2.1.2. Hóa chất ....................................................................................................24
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................24
2.2.1. Quy trình chế biến cá đỏ củ chiên ............................................................24
2.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát .............................................................26
2.2.2.1. Thí nghiệm ảnh hƣởng của quá trình chiên đến sự oxy hóa dầu .......27
2.2.2.2. Bố trí thí nghiệm ảnh hƣởng của bổ sung chitosan phân tử
lƣợng thấp đến sự thay đổi chỉ số peroxide, TBARS, giá trị cảm quan và
độ đông kết của chả cá đỏ củ trong quá trình bảo quản ..................................28
2.2.2.3. Bố trí thí nghiệm ảnh hƣởng của dạng tồn tại chitosan bổ sung
đến sự thay đổi chỉ số peroxide, TBARS, giá trị cảm quan và độ đông
kết của chả cá đỏ củ trong quá trình bảo quản ................................................29
2.2.2.4. Bố trí thí nghiệm ảnh hƣởng của của nồng độ chitosan bổ sung
đến sự thay đổi chỉ số peroxide, TBARS, giá trị cảm quan và độ đông
kết của chả cá đỏ củ trong quá trình bảo quản ................................................30
2.2.3. Các phƣơng pháp phân tích ......................................................................32
2.2.3.1. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan .......................................................32
2.2.3.2. Phƣơng pháp phân tích chỉ số peroxyt ...............................................32
2.2.3.3. Phƣơng pháp phân tích chỉ số TBARS ..............................................32
2.2.3.4. Phƣơng pháp xác định độ bền đông kết .............................................33
2.2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ........................................................................33
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................34
3.1. Sự biến đổi chỉ số chỉ số peroxide và TBARS của dầu trƣớc và sau khi
chiên chả cá đỏ củ ..................................................................................................34
3.2. Ảnh hƣởng của bổ sung chitosan phân tử lƣợng thấp đến sự thay đổi chỉ
số peroxide, TBARS, giá trị cảm quan và độ đông kết của chả cá đỏ củ trong
quá trình bảo quản..................................................................................................35


iv

3.3. Ảnh hƣởng của dạng tồn tại chitosan bổ sung đến sự thay đổi chỉ số
peroxide, TBARS, giá trị cảm quan và độ đông kết của chả cá đỏ củ trong
quá trình bảo quản..................................................................................................41
3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ chitosan bổ sung đến sự thay đổi chỉ số peroxide,
TBARS, giá trị cảm quan và độ đông kết của chả cá đỏ củ trong quá trình bảo
quản ........................................................................................................................46
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................54
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu viết tắt

Viết đầy đủ

BHA

Butylated hydroxyanisole

BHT

Butylated hydroxytoluen

Cl. perfringens

Clostridium perfringens

COS

Chitosan oligosaccharide

DD

Deacetyl degree

E. coli

Escherichia coli

MDA

Malondialdehyt

PV

Peroxide

S. aureus

Staphylococcus aureus

TBARS

Thiobarbituric acid reactive substances

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TPP

Tripolyphosphate-pentasodium

TSBTNM-M

Tổng số bào tử nấmmen -nấm mốc

TSVSVHK

Tổng số vi sinh vật hiếu khí

V. parahaemolyticus Vibrio parahaemolyticus
GTTB

Giá trị trung bình


vi

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng trong 100 g thịt cá đỏ củ [34]. ........................... 11
Bảng 1.2. Thành phần hóa học trong 100 g cá đỏ củ [34]. ....................................... 11
Bảng 1.3. Quy định giới hạn cho phép vi sinh vật đối với chả cá [35]. .................... 19
Bảng 1.4. Giới hạn tối đa kim loại trong thực phẩm [35]. ........................................ 20
Bảng 3.1. Biến đổi điểm chất lƣợng cảm quan giữa các mẫu không bổ sung

chitosan và bổ sung chitosan trong quá trình bảo quản chả cá đỏ củ. ...................... 40
Bảng 3.2 Biến đổi điểm chất lƣợng cảm quan trong quá trình bảo quản các
mẫu chả cá đỏ củ chiên có bổ sung các dạng chitosan khác nhau. ........................... 44
Bảng 3.3. Biến đổi điểm chất lƣợng cảm quan giữa các nồng độ chitosan phân
tử lƣợng thấp trong quá trình bảo quản chả cá đỏ củ. ............................................... 48


vii

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Công thức cấu tạo chitosan. ........................................................................ 4
Hình 1.2. Công thức cấu tạo của COS. ....................................................................... 6
Hình 1.3. Cơ chế tạo muối chitosan ............................................................................ 7
Hình 1.4. Liên kết ion giữa chitosan và TPP. ............................................................. 8
Hình 1.5. Cá đỏ củ nguyên con [9]. .......................................................................... 10
Hình 1.6. Sơ đồ quy trình làm chả cá đỏ củ [4]. ....................................................... 12
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất chả cá chiên [4]. ................................................ 24
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiêm tổng quát.............................................................. 27
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí ảnh hƣởng của bổ sung chitosan phân tử lƣợng thấp
đến chất lƣợng chả cá trong quá trình bảo quản. ...................................................... 28
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí ảnh hƣởng của của dạng tồn tại chitosan đến chất
lƣợng chả cá trong quá trình bảo quản. ..................................................................... 30
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí ảnh hƣởng của nồng độ chitosan đến chất lƣợng chả
cá trong quá trình bảo quản. ...................................................................................... 31
Hình 3.1. Chỉ số peroxide của dầu trƣớc và sau khi chiên các mẫu chả cá đỏ củ
khác nhau................................................................................................................... 34
Hình 3.2. Chỉ số TBARS của dầu trƣớc và sau khi chiên các mẫu chả cá đỏ củ
khác nhau................................................................................................................... 35
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của chitosan phân tử lƣợng thấp đến sự thay đổi chỉ số

peroxide của chả cá đỏ củ trong quá trình bảo quản. ................................................ 36
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của chitosan phân tử lƣợng thấp đến sự thay đổi chỉ số
TBARS của chả cá đỏ củ trong quá trình bảo quản. ................................................. 37
Hình 3.5. Độ đông kết của sản phẩm chả cá đỏ củ có bổ sung chitosan và
không bổ sung chitosan. ............................................................................................ 41
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của các dạng tồn tại chitosan bổ sung đến sự biến đổi chỉ
số peroxide của chả cá đỏ củ trong quá trình bảo quản. ........................................... 42


viii

Hình 3.7 Ảnh hƣởng của dạng tồn tại chitosan đến sự thay đổi chỉ số TBARS
của chả cá đỏ củ chiên trong thời gian bảo quản. ..................................................... 43
Hình 3.8. Độ đông kết của sản phẩm chả cá đỏ củ chiên có bổ sung chitosan ở
các dạng khác nhau ................................................................................................... 45
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của nồng độ chitosan phân tử lƣợng thấp đến sự thay đổi
chỉ số peroxide của chả cá đỏ củ trong thời gian bảo quản....................................... 46
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của nồng độ chitosan phân tử lƣợng thấp đến chỉ số
TBARS của chả cá đỏ củ trong thời gian bảo quản. ................................................. 47
Hình 3.11. Độ đông kết của sản phẩm chả cá đỏ củ bổ sung các nồng độ
chitosan khác nhau. ................................................................................................... 49
Hình 3.12. Sơ đồ quy trình đề xuất sản xuất chả cá đỏ củ. ....................................... 50


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Chả cá là một trong những thực phẩm đặc trƣng có từ lâu đời và đƣợc rất
nhiều gia đình Việt Nam ƣa thích. Tính tiện lợi của sản phẩm rất phù hợp với xã hội

công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày nay, ngƣời tiêu dùng mua sản phẩm về chỉ cần
chiên hoặc hấp thì có thể dùng đƣợc. Theo thống kê 6 tháng đầu năm 2016, xuất
khẩu chả cá và surimi tới 8 thị trƣờng Hàn Quốc, ASEAN, Nhật Bản, EU, Trung
Quốc - Hồng Kông, Nga, Đài Loan và Mỹ đạt 115 triệu. Mặc dù chả cá là một sản
phẩm thực phẩm thủy sản rất phổ biến và sản xuất chả cá mang lại lợi nhuận không
nhỏ cho ngành thủy sản nƣớc nhà, nhƣng trong những năm gần nhiều vấn đề về vệ
sinh an toàn thực phẩm liên quan đến chả cá rất đáng chú ý nhƣ việc sử dụng các
hợp chất hóa học để cải thiện cấu trúc, chống oxy hóa lipit, kháng khuẩn để kéo dài
thời hạn sử dụng sản phẩm. Đối với sản phẩm chả cá chiên có chứa một lƣợng lipit
đáng kể nếu bảo quản không cẩn thận thì lipit sẽ bị biến đổi dễ dàng, làm cho chả cá
không còn mùi vị thơm ngon tự nhiên mà thay vào đó là mùi hôi, khét, vị đắng gây
cảm giác khó chịu khi ăn gây ảnh hƣởng xấu đến giá trị cảm quan và làm giảm giá
thành sản phẩm. Ngoài ra, quá trình này làm cho sự hƣng hỏng của chả cá đến sớm
hơn, làm cho thời hạn bảo quản ngắn lại và gây ảnh hƣởng rất lớn đến các hoạt
động của doanh nghiệp sản xuất, nhà phân phối cũng nhƣ ngƣời tiêu dùng sản
phẩm. Vì vậy, vấn đề đặt ra rằng phải làm thế nào để hạn chế quá trình hƣ hỏng của
chả cá do sự oxy hóa lipit.
Trƣớc tình hình đó, nhiều doanh nghiệp đã tìm kiếm các hợp chất có khả
năng kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm nhƣ acid acetic và muối của nó (Acetat
natri, acetat kali, acetat canxi), acid benzoic và muối của nó, acid ascosbic và muối
của nó, các muối sunfit natri, muối nitrat natri,… Tuy nhiên, xu hƣớng sử dụng sản
phẩm của ngƣời tiêu dùng hiện nay là hạn chế các sản phẩm bảo quản bằng các hóa
chất tổng hợp vì chúng gây hại cho sức khẻo con ngƣời và họ tin rằng các sản phẩm


2

bảo quản bằng các hợp chất có nguồn gốc từ tự nhiên sẽ an toàn và có lợi cho sức
khẻo con ngƣời.
Chitosan là một hợp chất có nguồn gốc hoàn toàn từ tự nhiên, nó đƣợc chiết

tách từ vỏ của các loài giáp xác bằng cách khử bỏ các thành phần phi chitin và khử
nhóm acetyl của chitin (deacetyl). Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu
về khả năng kháng khuẩn, chống oxy hóa, các ứng dụng dùng chitosan để bảo quản
thực phẩm, đặc biệt chú trọng đến tính an toàn và những lợi ích đối với sức khỏe
nên đã đƣợc ngƣời tiêu dùng đang dần dần chấp nhận nó, bằng chứng là họ đã mua
dùng các sản phẩm có sử dụng chitosan làm chất phụ gia và hoặc bảo quản nhƣ
bánh, kẹo, mức, nƣớc quả, các loại thực phẩm chức năng chứa chitosan,…
Chả cá đỏ củ là loại chả cá có hƣơng vị đặt biệt, độ dẻo và giai tự nhiên
không cần dùng thêm bất kỳ phụ gia nào để cải thiện cấu trúc. Thành phần dinh
dƣỡng của chả cá đỏ củ rất có lợi cho sức khẻo con ngƣời vì chứa nhiều loại
vitamin rất tốt cho phụ nữ đang mang thai và các sản phẩm làm từ chả cá đỏ củ rất
đƣợc ƣu thích tại Nhật nên giá chả cá đỏ củ tƣơng đối cao. Tuy nhiên, chả cá đỏ củ
chiên có hàm lƣợng lipit cao nên rất dễ bị hƣ hỏng do oxy hóa lipit tạo ra các hợp
chất có hại đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng, rút ngắn thời hạn sử dụng sản phẩm, gây
bất lợi cho cả doanh nghiệp sản xuất và nhà phân phối. Chính vì vậy, việc nghiên
cứu tìm ra biện pháp ngăn chặn quá trình oxy hóa lipit trong chả cá nói chung và
chả cá đỏ củ nói riêng mang tính cấp thiết. Việc nghiên cứu sử dụng các hoạt chất
sinh học có nguồn gốc tự nhiên trong bảo quản và chế biến thực phẩm là xu hƣớng
phù hợp với nhu cầu của ngƣời tiêu dùng đang đƣợc các nhà khoa học và nhà sản
xuất thực phẩm trên thế giới quan tâm. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu khả năng chống
oxy hóa lipit trong chả cá đỏ củ chiên bằng chitosan khối lƣợng phân tử thấp, muối
chitosan và nano chitosan”, nhằm xác định khả năng ứng dụng của chitosan làm
chất chống oxy hóa để bảo quản kéo dài thời hạn sử dụng chả cá đỏ củ thay cho
việc sử dụng các hóa chất, phụ gia gây tác hại đến sức khẻo ngƣời tiêu dùng. Đồng
thời việc nghiên cứu sử dụng chitosan cũng góp phần gia tăng giá trị sử dụng nguồn
nguyên liệu còn lại từ chế biến tôm đông lạnh.


3

2. Mục tiêu nghiên cứu
Khảo sát khả năng chống oxy hóa lipit trong chả cá đỏ củ chiên bằng
chitosan khối lƣợng phân tử thấp, muối chitosan và nano chitosan để tìm ra loại
chitosan thích hợp cho sử dụng chống oxy hóa lipit trong chả cá đỏ củ chiên.
3. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Xác định khả năng chống oxy hóa lipit trong chả cá đỏ củ chiên của các
dạng chitosan khác nhau.
- Tạo ra dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo cho sinh viên và cán bộ kỹ
thuật trong ngành công nghệ thực phẩm.
4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để các nhà chế biến áp dụng giải
pháp tƣơng tự nhằm hạn chế có hiệu quả sự oxy hóa trong quá trình bảo quản các
sản phẩm từ chả cá.
- Hạn chế sự tổn thất và góp phần tăng thu nhập cho các cơ sở sản xuất
kinh doanh.


4

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Chitosan và hoạt tính chống oxy hóa
1.1.1. Đặc điểm cấu tạo và tính chất của chitosan
1.1.1.1. Đặc điểm cấu tạo
Chitosan là polymer sinh học đƣợc hình thành từ quá trình deacetyl chitin và
đƣợc cấu tạo từ các đơn phân là glucosamine, thông qua liên kết β-(1,4)- glucosid.
Chitosan có 3 nhóm chức năng hoạt động (1 nhóm NH2, 2 nhóm OH) ở các vị trí
C2, C3 và C6. Có công thức phân tử là [C6H11O4N]n với phân tử lƣợng: Mchitosan =
(161.07)n [5].

Hình 1.1. Công thức cấu tạo chitosan.

Công thức phân tử của chiosan là: (C6H11O4)n. Phân tử lƣợng: M=1000 5000 Dalton tùy loại. Trong mỗi mắt xích phân tử của chitosan có chứa nhóm amin
nên nó là một polyamin. Chitosan là dẫn xuất của chitin, đƣợcc sản xuất từ chitin
sau khi xử lý chitin trong môi trƣờng kiềm đặc nóng. Chitosan có những tính chất
đặc biệt hơn chitin: có tính kiềm nhẹ, không tan trong nƣớc, môi trƣờng kiềm nhƣng
tan trong môi trƣờng acid acetic loãng tạo thành dung dịch dạng keo, nhớt và trong
suốt, chitosan có thể kết hợp với aldehyde để tạo gel...Vì vậy, khả năng ứng dụng
của chitosan rất rộng rãi. Tuy nhiên, khả năng ứng dụng của chitosan phụ thuộc vào
nhiều yếu tố trong đó độ deacetyl và trọng lƣợng phân tử có ảnh hƣởng nhiều nhất.
Thông thƣờng chitosan thƣơng mại có độ deacetyl 85 – 95% và phân tử lƣợng dao
động 100.000- 1.200.000 Dalton [5].


5

1.1.1.2. Tính chất của chitosan
Chitosan là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo nhiều kích
cỡ khác nhau. Chitosan không tan trong nƣớc, dung dịch kiềm, tan trong dung dịch
acid loãng tạo thành dung dịch keo dƣơng, nhớt và trong suốt [5].
- Tính kháng khuẩn, kháng nấm
Chitosan có khả năng ức chế nhiều chủng vi sinh vật: vi khuẩn gram âm, vi
khuẩn gram dƣơnng và vi nấm. Khả năng ức chế vi sinh vật của chitosan phụ thuộc
vào độ deacetyl, phân tử lƣợng. So với chitin, chitosan có khả năng kháng khuẩn,
kháng nấm tốt hơn vì chitosan tích điện dƣơng ở vị trị carbon thứ 2 ở pH nhỏ hơn 6.
Khả năng ức chế vi sinh vật của chitosan phụ thuộc vào độ deacetyl, phân tử lƣợng.
Chitosan có độ deacetyl cao trên 85% thì có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm tốt.
Chitosan đƣợc hòa tan trong dung môi hữu cơ nhƣ acid acetic, acid lactic và đƣợc
sử dụng để xử lý kháng khuẩn, kháng nấm.
- Khả năng tạo màng
Chitosan có khả năng tạo màng rất tốt. Tính chất cơ lý của màng chitosan
nhƣ độ chịu kéo, độ rắn, độ ngấm nƣớc, phụ thuộc nhiều vào phân tử lƣợng và độ

deacetyl hóa của chitosan [5].
- Hoạt tính chống oxy hóa
Khả năng chống oxy hóa của chitosan cũng phụ thuộc vào độ deacetyl, phân
tử lƣợng và độ nhớt của chitosan. Chitosan có độ nhớt thấp thì khả năng chống oxy
hóa cao [5].
Ngoài ra, chitosan có thể gắn kết tốt với lipit, protein, các chất màu. Do
chitosan không tan trong nƣớc nên chitosan ổn định hơn trong môi trƣờng nƣớc so
với các polymer tan trong nƣớc nhƣ alginat, agar. Khả năng tạo phức, hấp phụ với
protein, lipit và chất màu phụ thuộc vào phân tử lƣợng, độ deacetyl hóa, độ rắn và
độ tinh khiết của chitosan và thƣờng biến động lớn với các mẫu chitosan. Chitosan
có độ deacetyl cao thì thƣờng hấp phụ màu tốt.


6

1.1.2. Hoạt tính chống oxy hóa của chitosan phân tử lƣợng thấp
1.1.2.1 Chitosan phân tử lƣợng thấp
Chitosan oligosacchalride (COS) là sản phẩm thủy phân chitin hoặc chitosan
bằng enzyme hoặc acid. COS có khối lƣợng phân tử thấp nên có khả năng hòa tan
tốt trong nƣớc và có hoạt tính sinh học.
COS ở dạng bột, có màu trắng hoặc hơi vàng, không có mùi, vị đặc biệt.
Chúng có khả năng tan tốt trong nƣớc, độ nhớt thấp, phân tử lƣợng nhỏ và dễ kết
tinh, có hoạt tính sinh học nhƣ: tăng sức đề kháng, điều hòa lƣợng cholesterol, cải
thiện thiếu máu, bệnh gan, điều hòa huyết áp trong máu, làm tăng khả năng hấp thụ
canxi, thúc đẩy quá trình bài tiết acid uric, chống ung thƣ, bƣớu, tham gia hình
thành xƣơng sụn, trị đƣợc các bệnh viêm loét dạ dày, bệnh tiêu chảy, bệnh táo bón,
chuột rút, đặc biệt có khả năng kết hợp với mangan tham gia vào quá trình hình
thành xƣơng sụn rất tốt. Khi thủy phân chitin, chitosan bằng acid hoặc enzyme sẽ
cắt đứt các liên kết glucozit giải phóng các COS [22].

Hình 1.2. Công thức cấu tạo của COS.
1.2.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa
Khả năng chống oxi hóa của chitosan vẫn đang đƣợc nghiên cứu và cơ
chế chống oxi hóa của chitosan vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau. Nhóm hydroxyl


7

(OH) và amino (NH2) có khả năng tƣơng tác với ion kim loại do sự hấp thụ, trao đổi
ion và trung hòa các gốc tự do thể hiện hoạt tính chống oxy hóa [25].
Chitosan có thể làm giảm đáng kể nồng độ axit béo tự do và
malondialdehyde, nâng cao hoạt tính dismutases superoxide và hỗ trợ hoạt động của
catalase, glutathione peroxidase, là các enzym chống oxy hóa quan trọng trong cơ
thể. Điều này cho thấy rằng chitosan có khả năng điều hòa hoạt động của các
enzyme chống oxy hóa và giảm peroxy lipit [30].
Các nhóm amino của phân tử chitosan có thể kìm hãm sự oxy hóa lipit do tác
động kiềm hãm nên mới hạn chế đƣợc sự hoạt động oxy hóa của nhóm kim loại [5].
1.1.3. Muối chitosan và hoạt tính chống oxy hóa
Chitosan hydrochloride là dạng muối chloride của một polysaccharide dị
phân không phân nhánh bao gồm hai đơn vị cấu tạo N-acetyl-D-glucosamine và Dglucosamine. Muối chitosan chlorate ở trạng thái thông thƣờng là dạng bột mịn có
màu trắng hoặc gần nhƣ trắng, tan ngay trong nƣớc nhƣng với hàm lƣợng thấp và
hoàn toàn không tan trong ethanol, khi tan trong nƣớc tạo thành dung dịch trong có
pH vào khoảng 4.0 - 6.0 đối với dung dịch muối chitosan 1% (g/ml) và ổn định.
Muối chitosan hydrochloride thƣơng mại có độ nhớt trong khoảng 10 - 200 mpa.s, tỉ
lệ chlorua 10.0% - 20.0% [29].
Cơ chế tạo muối chitosan: Gốc NH2 tại vị trí C2 của chitosan khi tác dụng với
acid sẽ hình thành liên kết tĩnh điện, biến đổi gốc NH2 tại vị trí C2 thành gốc muối,
từ đó hình thành khả năng tan trong nƣớc của chitosan.

+ RCOOH

RCOO-NH3+
Hình 1.3. Cơ chế tạo muối chitosan


8

1.1.4. Nano chitosan và hoạt tính chống oxy hóa
Hạt nano chitosan đã đƣợc đề cập lần đầu tiên vào năm 1994 bởi Ohya, các
hạt nano chitosan thu đƣợc bằng cách nhũ tƣơng hóa và tạo liên kết ngang.
Các hạt nano đƣợc định nghĩa nhƣ là các hạt phân tán hoặc hạt rắn có kích
thƣớc trong khoảng 1 - 1000 nm. Ngƣời ta sử dụng các phƣơng pháp nhũ hóa, ion
gel hóa, micel nghịch đảo và phƣơng pháp tự kết tụ để tạo ra dạng chitosan nano.
Trong đó phƣơng pháp ion gel hóa khá phổ biến trong các bƣớc chuẩn bị mẫu
nghiên cứu vì kỹ thuật này có ƣu điểm là giai đoạn chuẩn bị đơn giản và thực hiện
trong môi trƣờng nƣớc [32].
Hạt nano chitosan có thể đƣợc tạo thành nhờ sự tƣơng tác của các đại phân tử
mang điện tích trái dấu. Các hạt nano chitosan thu đƣợc bằng cách gây gel hóa
(gelation) giữa dịch chitosan và tripolyphosphate-pentasodium (TPP) đƣới tác động
đảo trộn. Tripolyphosphate (TPP) thƣờng đƣợc sử dụng để tạo ra các hạt nano
chitosan vì TPP là chất không độc, đa hóa trị và có khả năng tạo gel thông qua
tƣơng tác ion. Sự tƣơng tác có thể đƣợc kiểm soát bởi mật độ điện tích của TPP và
chitosan, quá trình này phụ thuộc vào độ pH của dung dịch [26].

Hình 1.4. Liên kết ion giữa chitosan và TPP.


9

Cơ chế của phƣơng pháp này dựa trên tƣơng tác tĩnh điện giữa chitosan

cation và một polyanion nhƣ tripolyphosphate. Khả năng tạo gel của chitosan với
TPP nằm ở sự hình thành những nối ngang nội phân tử giữa các nhóm amino và các
nhóm phosphate. Đầu tiên chitosan đƣợc hòa tan vào dung dịch acid acetic. Sau đó
chitosan đƣợc trộn lẫn với TPP để tạo các hạt nano chitosan dƣới điều kiện khấy từ
liên tục tại nhiệt độ phòng. Kích thƣớc và điện tích bề mặt có thể kiểm soát bằng
cách sử dụng những tỉ lệ chitosan và TPP khác nhau [23].
Khi tăng lƣợng TPP, các huyền phù hạt nano trở nên nhiều hơn và dung dịch
trở nên đục hơn, quá trình tập hợp hạt xảy ra nhanh chóng và quyết liệt. Các liên kết
liên phân tử và nội phân tử với TPP cho phép hạt nano tạo thành có kích thƣớc hạt
lớn hơn (tỉ lệ khối lƣợng giữa chitosan và TPP thấp hơn 4:1) [29]. Thông thƣờng
kích thƣớc hạt nano chitosan là 65 nm và giao động trung bình trong khoảng từ 46 83 nm [24].
1.2. Cá đỏ củ và sản phẩm chả cá đỏ củ
1.2.1. Cá đỏ củ
1.2.1.1. Đặc điểm hình thái, phân bố và sản lƣợng cá đỏ củ
Cá đỏ củ thuộc họ cá miền Caesionidae phân bố chủ yếu ở vùng Ấn Độ Thái Bình Dƣơng thƣờng không di cƣ mà quẩn quanh bên những rạng san hô, bơi
theo từng đàn dày đặc chúng hoàn toàn ăn tảo biển. Cá đỏ củ là thực phẩm quan
trọng ở vùng Đông Nam Á. Cá đỏ củ là cá miền dải vàng là một trong những loài cá
quan trọng nhất và là mặt hàng đông lạnh có giá trị xuất khẩu. Ở Việt Nam cá đỏ củ
có ở nhiều nơi đánh bắt bằng lƣới kéo đáy.
Tên tiếng Anh: One-stripe fusilier
Tên khoa học: Caesieo chrysozona
Theo hệ thống của FAO cá đỏ củ đƣợc phân loại nhƣ sau :
Họ : Actinopterygii (ray-finned fishes)
Chi: Perciformes (perch –likes)
Loài: Casesionidae (Fusiliers)


10

Hình 1.5. Cá đỏ củ nguyên con [9].

Cá đỏ củ có thân hình thoi dài, hơi dẹp bên. Đầu cá nhọn, dẹp bên, chiều dài
thân bằng 3,5 - 3,9 lần chiều cao thân và bằng 3,3 - 3,5 lần chiều dài đầu. Mép sau
xƣơng nắp mang trƣớc của cá trơn, góc dƣới dạng răng cửa yếu. Mõm cá ngắn, mắt
hơi lớn, tròn, màng mỡ mắt phát triển, khoảng cách hai mắt rộng. Miệng nhỏ, hơi
xiên, răng 9 rất nhỏ hàm trên và hàm dƣới đều có một răng hàm. Xƣơng lá mía có
răng nhỏ, xƣơng khẩu cái không có răng, khe mang rộng, lƣợc mang nhỏ và dài.
Gốc vảy lƣng có vảy nách, vây lƣng dài liên tục không có khe lõm, phần trƣớc vay
nhô lên cao.Vây ngực ngắn rộng, vây đuôi chia thùy sâu. Thân cá màu hồng, có một
vân nâu, nhỏ chạy từ gáy men theo gốc đuôi đến cuối vây lƣng. Dọc giữa thân có
một vân rộng màu vàng chạy mõm đến bắp đuôi. Vây đuôi và vây lƣng màu hồng,
vây ngực vây bụng màu trắng nhạt, mép sau vây đuôi có màu nâu [33].
1.2.1.2. Thành phần dinh dƣỡng và đặc điểm cơ thịt của chả cá đỏ củ
- Thành phần dinh dưỡng
Cá đỏ củ rất chắc thịt, cơ thịt màu trắng hồng giàu protein ngoài ra còn chứa
nhiều hàm lƣợng dinh dƣỡng tốt cho sức khỏe con ngƣời. Đặc biệt đƣợc ngƣời Nhật
ƣa thích dùng nhiều cho trẻ em và mẹ mang thai. Thành phần dinh dƣỡng của cá đỏ
đƣợc trình bày ở bảng 1.1.


11

Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng trong 100 g thịt cá đỏ củ [34].
Thành phần

Hàm lƣợng dinh dƣỡng trong 100 g thịt cá

Vitamin A

12,6 µg

Vitamin D

3,6 µg

Vitamin E

0,18 mg

Vitamin B1

0,05 mg

Vitamin B2

0,13 mg

Niacin

7,74 mg

Vitamin B12

0,36 mg

Pantothemic acid

7,92 mg

Folate

5,4 µg

Vitamin B6

0,36 mg

Cá đỏ củ giàu protein chắc thịt, ít béo, giàu omega 3 và protein, có các acid
amin cân đối và một lƣợng khoáng hợp lý. Các nguyên tố khoáng đa lƣợng và vi
lƣợng rất cần thiết cho sự phát triển của con ngƣời. Hàm lƣợng vitamin có trong thịt
cá rất tốt cho trẻ 10 em trong quá trình hoàn thiện trí não. Thịt cá săn chắc, ngon
ngọt thƣờng đƣợc dùng chế biến trong các nhà hàng sang trọng.
Bảng 1.2. Thành phần hóa học trong 100 g cá đỏ củ [34].
Thành phần

Thành phần hóa học của cá đỏ củ tính trên 100 g thịt cá

Protein

36,36 g

Lipit

2,7 g

Carbohydrat

0,18 g

Nƣớc

60,76 g


12

1.2.2. Sản phẩm chả cá đỏ củ
1.2.2.1 Quy trình làm chả cá đỏ củ
Cá đỏ củ
Xử lý

Rửa, đánh
vẩy, bỏ đầu,
bỏ nội tạng

Rửa, để ráo
Đƣờng 2.5 %;

Bào lấy thịt cá

Muối 0.8%; tiêu 1.5%
Bột ngọt 1.2 %

Nghiền giã

Hành 2%; tỏi 3%
Sorbitol 2% [6]

Định hình

(Tỉ lệ so với khối lƣợng cá)

Chitosan, muối, nano ở các
nồng độ khác nhau.

Chiên
Để ráo, bảo quản
Hình 1.6. Sơ đồ quy trình làm chả cá đỏ củ [4].
1.2.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến sản phẩm trong quá trình chế biến
- Ảnh hưởng của nguyên liệu
Trong hầu hết các quy trình sản xuất, nguyên liệu luôn là yếu tố đầu tiên cần
đƣợc quan tâm, độ tƣơi của cá, loại cá, môi trƣờng sống của cá và thời kì sinh
trƣởng của cá sẽ ảnh hƣởng đến mùi, màu, vị, độ bền đông kết và cả hiệu suất của
quá trình sản xuất chả cá.
Độ tƣơi tốt của nguyên liệu phụ thuộc vào điều kiện đánh bắt, thu mua, kỹ
thuật vận chuyển và bảo quản nguyên liệu. Các loài cá khác nhau sẽ ảnh hƣởng đến
chất lƣợng của chả cá. Vì thành phần hóa học của mỗi loài là khác nhau. Đối với
nguyên liệu cá có hàm lƣợng mỡ cao khi đó các hạt mỡ sẽ đan xen giữa các hạt


13

đạm, điều này làm cho liên kết tạo gel hình thành dễ bị đứt gãy sản phẩm tạo thành
có độ đàn hồi kém. Vì vậy các loại cá nhiều mỡ nhƣ cá thu đao, cá trỏng, cá bạc
má…ít khi đƣợc sử dụng làm chả cá. Tuy nhiên không phải lúc nào hàm lƣợng mỡ
cũng tỷ lệ nghịch với độ đàn hồi mà còn phải dựa trên lƣợng myosin của mỗi loại
thịt cá [9].
Độ tƣơi của nguyên liệu ảnh hƣởng đến mùi vị, màu sắc và độ bền đông kết
của sản phẩm rất nhiều. Khi nguyên liệu bị ƣơn thối do sự xâm nhập các vi sinh vật,
enzym hoạt động sẽ sản sinh ra các chất cấp thấp làm ảnh hƣởng đến cảm quan và
làm ảnh hƣởng cấu trúc của sản phẩm.
Chất lƣợng chả cá còn phụ thuộc vào mùa vụ khai thác cá trong năm và nơi

khai thác. Các loài cá khác nhau sẽ có màu sắc cơ thịt khác nhau, nên màu sắc của
sản phẩm chả cá phần nào phụ thuộc vào màu cá nguyên liệu ban đầu. Nhiệt độ và
thời gian bảo quản cá quyết định tốc độ biến tính protein trong cá, pH của tế bào
càng thấp thì tốc độ biến tính càng nhanh. Vì vậy, nên tránh biến tính protein vì nó
sẽ làm protein đông tụ trƣớc khi chế biến chả cá làm giảm khả năng tạo gel protein.
- Ảnh hưởng của khâu xử lý, rửa
Xử lý bao gồm rửa sạch, tách bỏ nội tạng, xƣơng, da, vảy và các tạp chất
khác dính vào thịt cá. Quá trình xử lý sao cho thịt cá đảm bảo không còn xƣơng, da,
vây, vảy… Nếu còn lẫn xƣơng sẽ gây nhƣợc điểm: độ mềm mịn của chả cá giảm,
ảnh hƣởng đến độ dẻo dai và độ bền đông kết của chả, ngoài ra nó còn làm giảm thị
hiếu của ngƣời tiêu dùng đối với sản phẩm chả cá. Nếu lƣợng xƣơng trong thịt vƣợt
quá 2 - 3% có thể làm hàm lƣợng florid vƣợt qua ngƣỡng cho phép về vệ sinh an
toàn thực phẩm[9]. Mặc khác, tủy có trong xƣơng có thể làm tăng khả năng oxy hóa
chất béo gây hƣ hỏng sản phẩm trong quá trình bảo quản.
Rửa nguyên liệu bằng dung dich nƣớc muối có thể loại bỏ một lƣợng lớn các
acid béo và tạp chất. Các nhà nghiên cứu cho thấy rằng khi nồng độ muối 1÷ 3% thì
thích hợp, ngoài giá trị này sẽ làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm [9].
- Ảnh hưởng của công đoạn nghiền, trộn, phụ gia
Đây là công đoạn phối trộn các phụ gia và có tính chất quyết định đến sự tạo


14

gel của chả cá. Quá trình nghiền trộn là quá trình tác dụng vào khối thịt cá xay một
lực cơ học làm cho sợi actin trƣợt liên tục trên sợi myosin tạo ra nội lực ma sát. Khi
đó cấu trúc bậc 2, 3, 4 của protein bị phá vỡ, protein duỗi ra, xuất hiện các nút lƣới
gel và liên kết hình thành lƣới gel protein tạo cho chả cá có độ dẻo dai, bền chắc
[9]. Trong quá trình này còn đƣợc bổ sung thêm một số chất phụ gia và gia vị khác,
chất chống oxy hóa vai trò quan trọng trong việc tăng khả năng tạo gel của protein
và tạo điều kiện thuận lợi bảo quản sau này.

Thời gian nghiền trộn cũng có một giới hạn nhất định, nếu thời gian quá
ngắn, lƣới gel chƣa hình thành làm cho độ bền gel chƣa cao, còn nếu kéo dài thời
gian sẽ làm mất nƣớc, đồng thời ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng sẽ làm cho
màu sắc của chả cá kém đi do quá trình oxy hóa.
-

Ảnh hưởng của yếu tố định hình
Định hình là quá trình giữ khối chả ở nhiệt độ 40-50 oC giúp cho các liên

kết hình thành đến mức tốt nhất [9]. Vì vậy, quá trình định hình là rất cần thiết và
cũng là thời gian để các chất phụ gia phát huy tác dụng một cách triệt để, vì nó tăng
cƣờng thêm khả năng tạo gel, đàn hồi. Trong quá trình định hình phụ thuộc vào
nhiệt độ và thời gian. Nếu định hình ở nhiệt độ thấp thì thời gian phải kéo dài và
ngƣợc lại nếu định hình ở nhiệt độ cao thì thời gian ngắn hơn. Đặc biệt, nhiệt độ
định hình không dƣới nhiệt độ đóng băng của nƣớc và không vƣợt quá nhiệt độ làm
biến tính protein. Trong quá trình định hình xảy ra hiện tƣợng suwari [3][20]. Hiện
tƣợng suwari là sự hình thành cấu trúc protein dƣới dạng lƣới tƣơng đối bền, nhờ có
hiện tƣợng này làm cho chả cá có tính chất dẻo dai, đàn hồi tốt. Để có hiện tƣợng
suwari xảy ra tối đa thì chả cá phải đƣợc giữ trong một thời gian nhất định và thời
gian này phụ thuộc vào nhiệt độ định hình.
- Ảnh hưởng của dầu chiên, nhiệt độ, thời gian chiên
Dầu chiên trong quá trình chiên chả ảnh hƣởng rất lớn đến thành phẩm và
chất lƣợng chả cá sau khi chiên. Nếu quá trình chiên và để ráo còn lại hàm lƣợng
dầu chiên nhiều thì ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình bảo quản và giá trị cảm quan
của sản phẩm: sản phẩm béo quá, khi cảm quan cho vị béo ngậy, ăn cảm thấy ngán,


15

ăn nhiều dầu thì không tốt cho sức khỏe. Trong quá trình bảo quản lạnh, hàm lƣợng

dầu ăn còn nhiều sẽ đẩy nhanh quá trình oxy hóa lipit có trong chả cá và gây hƣ
hỏng sản phẩm tạo ra các mùi khó chịu, màu không đẹp, giảm giá trị sản phẩm.
Khi xử lý ở nhiệt độ cao thì gel chả cá sẽ đƣợc gia tăng đáng kể. Điều kiện
tạo gel chả cá phần lớn phụ thuộc vào nhiệt độ dầu chiên, tuy nhiên thời gian chiên
cũng ảnh hƣởng lớn đến quá trình tạo gel của chả cá. Ở nhiệt độ cao trong thời gian
quá lâu chả cá sẽ bị mất nƣớc dẫn đến sản phẩm bị khô xác. Do đó phải xác định
hợp lý giữa nhiệt độ và thời gian chiên trong từng trƣờng hợp cụ thể [9].
Chất lƣợng gel chả cá còn phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản.
Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì chất lƣợng chả cá càng đƣợc đảm bảo. Nếu nhiệt
độ bảo quản không ổn định sản phẩm dễ bị xâm nhập bởi các vi sinh vật và nhanh
chóng hƣ hỏng.
- Ảnh hưởng của phụ gia
Phụ gia đƣợc bổ sung vào chả cá nhằm mục đích nâng cao sức hấp dẫn về
mặt cảm quan, tăng giá trị dinh dƣỡng góp phần kéo dài thời gian bảo quản, kích
thích hệ thống tiêu hóa của ngƣời ăn.
Các phụ gia thƣờng dùng nhƣ: muối, đƣờng, bột ngọt, hành, tiêu, tỏi, sorbitol.
 Muối:
Muối đƣợc bổ sung cho chả cá giúp tạo vị mặn và hài hòa cho chả cá, giúp
tăng giá trị cảm quan, có tính kháng khuẩn nên có khả năng kéo dài thời gian bảo quản.
 Đường:
Đƣờng bổ sung vào chả cá giúp tạo vị ngọt cho chả cá, tăng giá trị dinh
dƣỡng nhờ bổ sung hàm lƣợng glucose, tác dụng với acid amin trong quá trình chế
biến tạo phản ứng melanoidin, qiunolamin làm cho sản phẩm có mùi thơm, màu đẹp
khi gia nhiệt, nồng độ đƣờng cao còn có tác dụng bảo quản sản phẩm.
Tuy nhiên, đối với sản phẩm chả cá chiên thì bổ sung đƣờng với tỉ lệ phù hợp
nếu nhiều quá thì dễ bị cháy khi chiên chả cá, khiến cá có màu sắc không đẹp, có
mùi khét, vị đắng, ảnh hƣởng đến giá trị cảm quan của chả cá thành phẩm.