Nghiên cứu đánh giá biến động các thông số ảnh hưởng đến chất lượng tôm sú (Penaeus monodon) bảo quản ở 0 OC sau thu hoạch (Luận án tiến sĩ)

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LÊ NHẤT TÂM

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CÁC THÔNG
SỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG TÔM SÚ
(PENAEUS MONODON) BẢO QUẢN Ở 0 OC
SAU THU HOẠCH

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 62. 44. 01. 14

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỮU CƠ
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Trần Thị Văn Thi
2. PGS.TS. Đỗ Thị Bích Thủy

Huế, 2017

-i-


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực
và chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực
hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đã
đƣợc chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và đƣợc phép công bố
Tác giả

Lê Nhất Tâm

- ii -


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài ―Nghiên cứu đánh giá biến động các thông
số ảnh hƣởng đến chất lƣợng tôm sú (Penaeus monodon) bảo quản ở 0OC sau
thu hoạch.‖, Tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể lãnh
đạo, các nhà khoa học, cán bộ, chuyên viên trƣờng Đại học Khoa học, Đại học Huế;
tập thể Ban lãnh đạo Khoa Hóa, Phòng Sau Đại học trƣờng Đại học Khoa học Huế;
Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh; Ban Lãnh đạo và
giảng viên Viện Sinh học – Thực phẩm, trƣờng Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí
Minh. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đối với những hỗ trợ và giúp đỡ này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Trần Thị Văn Thi, PSG.TS.
Đỗ Thị Bích Thủy – những cô giáo trực tiếp hƣớng dẫn và chỉ bảo cho tôi hoàn
thành luận án này. Tôi xin cảm ơn gia đình đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện và
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án.
Tác giả

Lê Nhất Tâm

- iii -


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................... 5
1.1 GIỚI THIỆU ......................................................................................................... 5

1.1.1 Đặc điểm chung về tôm sú................................................................................. 5
1.1.2 Thành phần hóa học của một số loài tôm .......................................................... 5
1.2 Các dạng hƣ hỏng và biến đổi cảm quan ở thủy sản ............................................ 5
1.2.1 Ƣơn hỏng do vi sinh vật .................................................................................... 6
1.2.2 Ƣơn hỏng do enzyme ......................................................................................... 9
1.2.3 Ƣơn hỏng hóa học............................................................................................ 12
1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG THỦY SẢN .................. 14
1.3.1 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng cảm quan ................................................... 14
1.3.2 Phƣơng pháp hóa học và hóa sinh ................................................................... 17
1.3.3 Phƣơng pháp vật lý .......................................................................................... 23
1.3.4 Phƣơng pháp vi sinh ........................................................................................ 25
1.4 XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP QIM CHO TÔM SÚ ....................................... 26
1.4.1 Điều kiện môi trƣờng thực hiện và các bƣớc tiến hành xây dựng QIM. ......... 26
1.4.2 Xây dựng bộ thuật ngữ mô tả các thuộc tính biến đổi theo chất lƣợng ........... 27
1.4.3 Thiết lập khung đánh giá QIM......................................................................... 28
1.4.4 Khảo sát QI theo ngày bảo quản ...................................................................... 29
1.4.5 Đánh giá chƣơng trình QIM ............................................................................ 30
1.5 PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH LƢỢNG ...................................................................... 30
1.5.1 Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ............................................ 30
1.5.2 Phƣơng pháp phổ tử ngoại – khả kiến ............................................................. 32
1.6 Một số mô hình nghiên cứu đánh giá chất lƣợng dựa trên sự kết hợp các phƣơng
pháp khác nhau ......................................................................................................... 32
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................ 39
2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................................... 39
2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 39
2.3 VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ ........................................................... 39

- iv -

2.3.1 Vật liệu ............................................................................................................. 39
2.3.2 Hóa chất và thiết bị .......................................................................................... 40
2.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TÔM SÚ ....................... 42
2.4.1 Sơ đồ tiến hành lấy mẫu, bảo quản mẫu và đánh giá các chỉ tiêu. .................. 42
2.4.2 Phƣơng pháp xác định tồng vi sinh vật hiếu khí.............................................. 42
2.4.3 Phƣơng pháp QIM ........................................................................................... 45
2.5 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH LƢỢNG CÁC CHỈ SỐ HÓA HỌC .................. 48
2.5.1 Chuẩn bị mẫu thử ............................................................................................. 48
2.5.2 Phƣơng pháp định lƣợng TVB-N .................................................................... 48
2.5.3 Phƣơng pháp định lƣợng TMA-N ................................................................... 49
2.5.4 Phƣơng pháp định lƣợng histamine ................................................................. 50
2.5.5 Phƣơng pháp định lƣợng hypoxanthine ........................................................... 51
2.5.6 Phƣơng pháp đo pH ......................................................................................... 51
2.6 PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM.......................................................... 52
2.6.1 Bố trí thí nghiệm xác định lƣợng vi sinh vật hiếu khí ..................................... 52
2.6.2 Bố trí thí nghiệm xây dựng và đánh giá chất lƣợng tôm sú bằng chƣơng trình
QIM ........................................................................................................................... 52
2.6.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát các chỉ số chất lƣợng hóa học biến đổi trong quá
trình bảo quản ........................................................................................................... 54
2.7 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ................................................................... 58
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................... 59
3.1 HÀM LƢỢNG TVC Ở MẪU TÔM BẢO QUẢN............................................. 59
3.2 KẾT QUẢ XÂY DỰNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MẪU TÔM BẢO
QUẢN THEO QIM .................................................................................................. 61
3.2.1 Kết quả xây dựng bộ thuật ngữ mô tả biến đổi các thuộc tính của tôm sú ...... 61
3.2.1.2 Bộ thuật ngữ thô ........................................................................................... 61
3.2.2 Mô hình cho điểm chất lƣợng QIM ở tôm sú .................................................. 63
3.2.3 Sự biến đổi chất lƣợng tôm sú theo ngày bảo quản ......................................... 65
3.2.4 Đánh giá chƣơng trình QIM ............................................................................ 69
3.2.5 Phân loại chất lƣợng tôm sú theo QI ............................................................... 71

3.3 XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HYPOXANTHINE TRONG MẪU
TÔM.......................................................................................................................... 74

-v-


3.3.1 Chọn lựa phƣơng pháp ..................................................................................... 74
3.3.2 Phƣơng pháp định lƣợng hypoxanthine trong tôm sú ..................................... 75
3.3.3 Xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn .............................................................. 76
3.3.4 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lƣợng (LOQ) và hiệu suất
thu hồi (H) ................................................................................................................. 79
3.4 SỰ BIẾN ĐỔI CHẤT LƢỢNG TÔM SÚ THÔNG QUA CÁC CHỈ SỐ CHẤT
LƢỢNG HÓA HỌC ................................................................................................. 83
3.4.1 Sự biến đổi TVB-N .......................................................................................... 83
3.4.2 Sự biến đổi TMA-N ......................................................................................... 85
3.4.3 Sự biến đổi histamine ...................................................................................... 86
3.4.4 Sự biến đổi hypoxanthine ................................................................................ 90
3.4.5 Biến đổi pH ...................................................................................................... 94
3.5 KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƢỢNG VÀ PHƢƠNG TRÌNH
TƢƠNG QUAN GIỮA CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƢỢNG HÓA HỌC ....................... 96
3.6 MÔ HÌNH ĐỀ NGHỊ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TÔM SÚ THEO QIM VÀ
CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƢỢNG HÓA HỌC ............................................................ 100
3.6.1 Mô hình đề nghị phân loại chất lƣợng tôm sú bằng kết hợp phƣơng pháp QIM
và các chỉ số chất lƣợng hóa học ............................................................................ 100
KẾT LUẬN ...................................................................................................................... 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 105
PHỤ LỤC A: .................................................................................................................... 136
PHỤ LỤC B ..................................................................................................................... 138
PHỤ LỤC C ..................................................................................................................... 142
PHỤ LỤC D: .................................................................................................................... 146

- vi -


DANH MỤC VIẾT TẮT

Từ viết tắt
AV

Tiếng Việt
Chỉ số axit

Acid value

DMA
ICMSF

Tiếng Anh

Dimethylamine
Ủy ban quốc tế về các chỉ International Commission on
tiêu vi sinh đối với thực Microbiological
phẩm

Specifications for Foods

His

Histamine

Hx

Hypoxanthine

IMP

Inosine Monophosphate

OPA

o-phthalaldehyde

PV

Chỉ số peroxit

peroxide value

QDA

Phân tích mô tả định lƣợng Quantitative

Descriptive

Analysis
QI

Chỉ số chất lƣợng

QIM

Quality Index
Quality Index Method

SKPB

Sắc ký phân bố

SKPĐ

Sắc ký pha đảo

SKPT

Sắc ký pha thƣờng

SSOs

Vi sinh vật gây ƣơn hỏng Specific Spoilage Organisms
đặc biệt

- vii -


SPE

Chiết trên pha rắn

Solid phase extraction

TBA

Thiobarbituric acid

TMA

Trimethylamine

TMAO

Trimethylamine Oxide

TVB - N

Total volatile base nitrogen

TVC

Tổng vi sinh vật hiếu khí

- viii -

Total viable count


DANH MỤC BẢNG


Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số loài tôm khác nhau .................................. 5
Bảng 1.2 Vi khuẩn gây hƣ hỏng ở thủy sản ................................................................ 6

Bảng 1.3 Thành phần các acid béo trong lipid của một số loài thủy sản ................. 11
Bảng 1.4. Mức độ chấp nhận chất lƣợng tôm sú ...................................................... 16
Bảng 1.5. Chƣơng trình đánh giá chất lƣợng tôm Fjord theo QIM .......................... 28
Bảng 1.6 Hạn sử dụng ở một loài tôm bảo quản ở 0 oC ........................................... 29
Bảng 1.7 Nghiên cứu đánh giá chất lƣợng thủy sản bằng cách kết hợp nhiều phƣơng
pháp khác nhau ......................................................................................................... 34
Bảng 2.1 Một số hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ............................................... 40
Bảng 2.2 Một số thiết bị chính sử dụng trong nghiên cứu ....................................... 41
Bảng 3.1 Kết quả biến đổi lƣợng TVC ở tôm sú trong 10 ngày bảo quản ở 0 oC .... 59
Bảng 3.2 Bộ thuật ngữ cơ bản .................................................................................. 61
Bảng 3.3 Thuật ngữ mô tả thuộc tính tôm sú đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu
và quan sát thực tế .................................................................................................... 62
Bảng 3.4 Bảng giải thích thuật ngữ .......................................................................... 62
Bảng 3.5 Thuật ngữ tôm sú nguyên liệu do thành viên hội đồng xây dựng ............. 63
Bảng 3.6 Chƣơng trình đánh giá QIM cho tôm sú ................................................... 64
Bảng 3.7 Điểm chất lƣợng của tôm sú theo ngày bảo quản ở 0 oC .......................... 66
Bảng 3.8 Đánh giá chƣơng trình QIM dựa trên ƣớc tính hạn sử dụng còn lại và hạn
sử dụng còn lại thực tế .............................................................................................. 70
Bảng 3.9 Sự biến đổi các thuộc tính của tôm sú qua các ngày bảo quản ở 0 oC ...... 72
Bảng 3.10 Phân loại chất lƣợng tôm sú theo QI............................................................... 74
Bảng 3.11 Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn hypoxanthine ........................................ 77
Bảng 3.12 Các chế độ pha động trong ...................................................................... 77
Bảng 3.13 Các thông số của tiến trình phân tích sắc ký ........................................... 79
Bảng 3.14 Giá trị S/N thu đƣợc của 7 lần tiêm mẫu ................................................. 79
Bảng 3.15 Các thông số cho quá trình xác định RSD .............................................. 80
Bảng 3.16. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi H% .................................................. 82
- ix -


Bảng 3.17 Kết quả biến đổi hàm lƣợng TVB-N trong 10 ngày bảo quản ................ 83

Bảng 3.18 Kết quả biến đổi hàm lƣợng TMA-N trong 10 ngày bảo quản ............... 85
Bảng 3.19. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn histamine ............................................. 87
Bảng 3.20. Kết quả biến đổi hàm lƣợng histamine trong 10 ngày bảo quản............ 87
Bảng 3.21 Kết quả biến đổi hàm lƣợng hypoxanthine (µM/g) ở tôm sú .................. 91
Bảng 3.22 Kết quả biến đổi giá trị pH trong 10 ngày bảo quản ............................... 95
Bảng 3.23. Kết quả khảo sát các chỉ số QI, TVB-N, TMA-N, histamine,
hypoxanthine và pH từ ngày 1 đến ngày 10 ............................................................. 98
Bảng 3.24. Mô tả các phƣơng trình tƣơng quan tuyến tính giữa các chỉ số chất lƣợng
hóa học ...................................................................................................................... 99
Bảng 3.25 Phân loại chất lƣợng tôm sú (Penaeus monodon) kết hợp giữa QI và các
chỉ số hóa học ......................................................................................................... 101

-x-


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sự biến đổi của ATP .................................................................................... 9
Hình 1.2 Các đốm đen xuất hiện ở khoang bụng và phần đuôi ................................ 10
Hình 1.3 Sự hình thành phức chất màu nâu .............................................................. 10
Hình 1.4 Các giai đoạn oxy hóa các acid béo ........................................................... 13
Hinh 1.5 Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ............................................ 31
Hình 2.1 Sơ đồ mô tả tiến trình nghiên cứu. ............................................................. 42
Hình 2.2 Phƣơng pháp pha loãng bậc 10 dung dịch huyền phù ............................... 44
Hình 2.3 Quy trình tạo hộp đổ .................................................................................. 44
Hình 2.4 Các loại dụng cụ đếm khuẩn lạc ................................................................ 45
Hình 2.5 Quy trình định lƣợng TVB-N .................................................................... 48
Hình 2.6 Phản ứng tạo dẫn xuất giữa histamine và OPA ......................................... 50
Hình 2.7 Quy trình xác định hypoxanthine trong mẫu tôm sú ................................. 51
Hình 3.1 Sự biến đổi TVC ở tôm sú trong 10 ngày bảo quản ở 0 oC. ...................... 59

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn tƣơng quan tuyến tính giữa chỉ số chất lƣợng (QI) và thời
gian tôm sú bảo quản ở 0 oC ...................................................................................... 67
Hình 3.3 Đánh giá chƣơng trình QIM dựa trên ƣớc tính hạn sử dụng còn lại và hạn
sử dụng còn lại thực tế .............................................................................................. 71
Hình 3.4 Sắc ký đồ phân tích hypoxanthine thực hiện theo phƣơng pháp 1 trên nền
mẫu tôm bảo quản 5 ngày ở 0 °C.............................................................................. 74
Hình 3.5 Sắc ký đồ phân tích hypoxanthine thực hiện theo phƣơng pháp 2 trên nền
mẫu tôm bảo quản 5 ngày ở 0 oC .............................................................................. 75
Hình 3.6. Sơ đồ xử lý mẫu trƣớc khi chạy sắc ký..................................................... 76
Hình 3.7 Đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn mối quan hệ diện tích peak (S) và
nồng độ (C) ............................................................................................................... 78
Hình 3.8. Sắc ký đồ của các mẫu chuẩn 0,01ppm; 0,05 ppm; 0,1 ppm; 0,5 ppm;
1ppm và 3ppm đƣợc biểu thị trên cùng một đồ thị ................................................... 78
Hình 3.9 Sắc ký đồ xác định LOD với Cm = 0,01ppm ............................................. 80
Hình 3.10 Sắc ký đồ của chuẩn 1ppm dùng trong quá trình khảo sát xác định RSD 81
Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lƣợng TVB-N theo ngày bảo quản ..... 84

- xi -


Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lƣợng TMA-N theo ngày bảo quản .... 86
Hình 3.13 Đồ thị đƣờng chuẩn tƣơng quan giữa diện tích peak và nồng độ histamine 87
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lƣợng histamine theo ngày bảo quản 88
Hình 3.15. Các sắc ký đồ của mẫu khảo sát hàm lƣợng histamine ở ngày 1, 2, 4, 6, 8
và 10. ......................................................................................................................... 89
Hình 3.16 Sự biến đổi hàm lƣợng hypoxanthine theo ngày bảo quản ..................... 91
Hình 3.17 Sắc ký đồ mẫu tôm ở các ngày 1, 2, 4, 6, 8, 10 ....................................... 92
Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi pH theo ngày bảo quản ............................. 95

- xii -

Luận án đầy đủ ở file: Luận án full