Nghiên cứu hoạt tính ức chế enzyme tirosinase của rong gelidiella acerosa thu hoạch tại vùng biển khánh hòa và thử nghiệm khả năng chống biến đen tôm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--- o0o ---

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME TYROSINASE
CỦA RONG GELIDIELLA ACEROSA THU HOẠCH TẠI VÙNG
BIỂN KHÁNH HÒA VÀ THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỐNG BIẾN
ĐEN TÔM

Giảng viên hƣớng dẫn 1:

ThS. Vũ Lệ Quyên

Giảng viên hƣớng dẫn 2:

TS. Nguyễn Thế Hân

Sinh viên thực hiện:

Lâm Thanh Ngọc

Mã số sinh viên:

57132565

Khánh Hòa - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--- o0o ---

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME TYROSINASE
CỦA RONG GELIDIELLA ACEROSA THU HOẠCH TẠI VÙNG
BIỂN KHÁNH HÒA VÀ THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỐNG BIẾN
ĐEN TÔM

GVHD 1:

ThS. Vũ Lệ Quyên

GVHD 2:

TS. Nguyễn Thế Hân

SVTH:

Lâm Thanh Ngọc

MSSV:

57132565

Khánh Hòa - Tháng 6/2019

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là nghiên cứu của chính bản thân. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu trình bày trong luận án hồn tồn trung thực và chƣa có một ai cơng bố
trong bất kỳ nghiên cứu khoa học nào.
Khánh Hòa , Ngày tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện

Lâm Thanh Ngọc

i


LỜI CẢM ƠN
Sau hơn ba tháng nghiên cứu và thực tập tại phịng thí nghiệm, đến nay em đã
hồn thành xong đồ án tốt nghiệp, với sự nổ lực cố gắng của bản thân cùng với sự giúp
đỡ quý báu từ phía các thầy cơ giáo, gia đình và bạn bè.
Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.Trƣớc tiên em xin bày tỏ lịng biết ơn
đến các thầy cơ giáo trong trƣờng đại học Nha Trang, các thầy cô trong khoa cơng
nghệ thực phẩm đã tận tình truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời
gian em học tập tại trƣờng. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Th.S Vũ
Lệ Quyên và T.S Nguyễn Thế Hân đã trực tiếp tận tình hƣớng dẫn em trong suốt thời
gian thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ quản lí phịng thí nghiệm đã
điều kiện thuận lợi cho em về dụng cụ máy móc để thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Tuy có những nỗ lực, cố gắng c ng với nền kiến thức c n hạn chế, bài viết
khơng tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận đƣợc những lời góp

của Qu thầy cơ

để đồ án tốt nghiệp của em đƣợc hoàn thiện với chất lƣợng tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn

Khánh H a, ngày tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện

Lâm Thanh Ngọc

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. ii
MỤC LỤC....................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH .........................................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. viii
LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................4
1.1. Tổng quan về rong biển và tôm thẻ chân trắng .........................................................4
1.1.1. Giới thiệu chung về rong biển ................................................................................4
1.1.2. Nguồn lợi rong biển ................................................................................................ 4
1.1.3. Giới thiệu về rong đỏ Gelidiella acerosa ............................................................... 5
1.2. Tổng quan về nguyên liệu tơm ..................................................................................6
1.2.1. Ngun liệu tơm thẻ chân trắng .............................................................................6
1.2.2. Tình hình ni trồng và xuất khẩu tơm ..................................................................7
1.2.3. Thành phần hóa học của tơm ..................................................................................8
1.3. Các biến đổi của tơm sau khi chết ...........................................................................10
1.3.1. Các biến đổi về cảm quan .....................................................................................11

1.3.2. Biến đổi hóa học ...................................................................................................11
1.3.3. Biến đổi do vi sinh vật ..........................................................................................13
1.3.4. Biến đổi do enzyme .............................................................................................. 13
1.4. Tổng quan về enzyme tyrosinase, hiện tƣợng biến đen và biện pháp ngăn chặn...15
1.4.1. Enzyme tyrosinase ................................................................................................ 15
1.4.2. Hiện tƣợng biến đen và biện pháp ngăn chặn biến đen ở tôm ............................. 16
1.5. Các phƣơng pháp tách chiết bằng dung môi ...........................................................17
1.5.1. Cơ sở của quá trình tách chiết ..............................................................................17
1.5.2. Phƣơng pháp ngấm kiệt (Percolation) ..................................................................17
1.5.3. Phƣơng pháp ngâm dầm (Marceration)................................................................ 18
1.5.4. Tách chiết bằng phƣơng pháp chiết hồi lƣu .........................................................18
1.5.5. Phƣơng pháp lôi cuốn hơi nƣớc ..........................................................................18
1.6. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chiết..........................................................19
iii


1.6.1. Dung môi chiết......................................................................................................19
1.6.2. Tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu .................................................................................19
1.6.3. Thời gian chiết ......................................................................................................19
1.6.4. Nhiệt độ chiết ........................................................................................................19
1.6.5. Độ ẩm của nguyên liệu .........................................................................................20
1.7. Tổng quan tình hình nghiên cứu liên quan đến nội dung đề tài.............................. 20
1.7.1. Nghiên cứu trên thế giới .......................................................................................20
1.7.2. Nghiên cứu trong nƣớc .........................................................................................22
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 24
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu .............................................................................................. 24
2.1.1. Nguyên liệu rong ..................................................................................................24
2.1.2. Ngun liệu tơm....................................................................................................24
2.2. Hóa chất và thuốc thử .............................................................................................. 24
2.3. Dụng cụ, thiết bị.......................................................................................................24

2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm và phƣơng pháp nghiên cứu ..............................................25
2.4.1. Quy trình bố trí thí nghiệm tổng quát ...................................................................25
2.4.2. Thí nghiệm xác định điều kiện chiết thích hợp ....................................................26
2.4.3. Bố trí thí nghiệm tách các phân đoạn qua các loại dung mơi có độ phân cực khác
nhau từ rong đỏ Gelidiella acerosa. ...............................................................................29
2.4.4. Thí nghiệm sử dụng dịch chiết từ rong nguyên liệu đỏ Gelidiella acerosa để hạn
chế q trình biến đen trên tơm thẻ chân trắng trong quá trình bảo quản lạnh. ............30
2.5. Phƣơng pháp phân tích ............................................................................................ 32
2.5.1. Phƣơng pháp phân tích một số thành phần hóa học của mẫu rong Gelidiella
acerosa ............................................................................................................................ 32
2.5.2. Phƣơng pháp phân tích một số hợp chất hóa học của dịch chiết rong Gelidiella
acerosa ............................................................................................................................ 32
2.5.3. Xác định hiệu xuất chiết .......................................................................................32
2.5.4. Phƣơng pháp cho điểm .........................................................................................34
2.5.5. Phƣơng pháp cảm quan biến đen ở tôm ............................................................... 34
2.5.6. Phƣơng pháp xử lý số liệu ....................................................................................34
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................35
3.1. Định lƣợng và định tính một số thành phần có trong rong đỏ Gelidiella acerosa .35
iv


3.1.1. Kết quả định lƣợng một số thành phần hóa học có trong rong của rong Gelidiella
acerosa ............................................................................................................................ 35
3.1.2. Kết quả định tính một số hợp chất có trong dịch chiết rong Gelidiella acerosa.37
3.2. Ảnh hƣởng của điều kiện chiết đến khả năng ức chế enzyme tyrosinase của rong
Gelidiella acerosa ...........................................................................................................38
3.2.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến khả năng ức chế enzyme tyrosinase của rong
Gelidiella acerosa ...........................................................................................................38
3.2.2. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến khả năng ức chế enzyme tyrosinase của rong
Gelidiella acerosa ...........................................................................................................41

3.3. Phân đoạn dung môi cho hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase cao nhất.................42
3.4. Nghiên cứu khả năng hạn chế biến đen ở tôm thẻ chân trắng trong quá trình bảo
quản lạnh của dịch chiết từ rong đỏ Gelidiella acerosa .................................................45
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................50
4.1. Kết luận ....................................................................................................................50
4.2. Kiến nghị..................................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 51
PHỤ LỤC ........................................................................................................................59

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh rong đỏ Gelidiella acerosa ............................................................... 5
Hình 1.2. Hình ảnh tơm thẻ chân trắng ............................................................................7
Hình 1.3. Sơ đồ biến đồi của động vật thủy sản sau khi chết ........................................11
Hình 1.4. Q trình oxy hóa phenol thơng qua enzyme tyrosinase ............................... 15
Hình 1.5. Sơ đồ cơ chế biến đen ở tơm ..........................................................................17
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu tổng quát ............................................................ 25
Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiện ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết..............................................27
Hình 2.3. Sơ đồ thí nghiệm ảnh hƣởng của thời gian chiết ...........................................28
Hình 2.4. Sơ đồ thí nghiệm tách phân đoạn qua các dung mơi phân cực khác nhau ....29
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm hạn chế biến đen ở tơm bằng dịch chiết từ rong đỏ
Gelidiella acerosa ...........................................................................................................31
Hình 3.1. Hình ảnh màu sắc của các hợp chất có trong rong Gelidiella acerosa .........37
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến khả năng ức chế enzyme tyrosinase của
dịch chiết rong đỏ Gelidiella acerosa ............................................................................39
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến khả năng ức chế enzyme tyrosinase của
dịch chiết rong đỏ Gelidiella acerosa ............................................................................41
Hình 3.4.Biến đổi điểm cảm quan biến đen ở tôm thẻ chân trắng bảo quản lạnh ở các

nồng độ khác nhau trong 30 phút ...................................................................................45
Hình 3.5.Biến đổi điểm cảm quan chất lƣợng ở tôm thẻ chân trắng bảo quản lạnh ở các
nồng độ khác nhau trong 30 phút ...................................................................................46
Hình 3.6. Hình ảnh tơm qua các ngày bảo quản ............................................................ 48

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của thịt tôm so với thịt động vật khác...........................9
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của một số loại tơm tƣơi...............................................10
Bảng 2.1. Tiến hành định tính một số hợp chất thiên nhiên trong cao chiết methanol từ
mẫu rong nguyên liệu .....................................................................................................32
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của rong Gelidiella acerosa .........................................35
Bảng 3.2. Bảng định tính các nhóm chất hữu cơ có trong rong Gelidiella acerosa .....37
Bảng 3. 3. Giá trị IC50 của các phân đoạn dịch chiết từ rong đỏ Gelidiella acerosa ....43

vii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

Chữ viết
tắt

Ý nghĩa

FAO

Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (Food and
Agriculture Organization)

VASEP

Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (Vietnam
Association of Seafood Exporters and Producers)

CEVA

Trung tâm nghiên cứu châu Âu về rong biển (European research
center for algae)

SPSS

Phần mềm phân tích thống kê (Statistical Package for the Social
Sciences)

NL/DM

Ngun liệu/dung mơi

PPO

Polyphenoloxydase

1
2
3

4
5
6
7

ATP

8

ADP

9

AMP

10

IMP

11

HxR

Inosin

12

Hx

Hipoxanthin

Adenosintriphosphat
Adenosidephosphat
Adenosinmonophosphat
Inosinmonophosphat

viii


LỜI MỞ ĐẦU
Tyrosinase, hay còn gọi là polyphenol oxydase, (PPO), là enzyme tham gia trực
tiếp vào quá trình tổng hợp melanin. Tác động của PPO là xúc tác quá trình oxi hóa
phenol thành quinon tạo màu nâu trong mơ tế bào bị tổn thƣơng. Hoạt động của
enzyme PPO còn là ngun nhân chính gây ra hiện tƣợng hóa nâu ở nhiều loại trái cây,
rau củ và biến đen trên một số loại hải sản (chủ yếu là tôm) trong quá trình thu hoạch,
bảo quản và chế biến. Sự biến đen ảnh hƣởng đến chất lƣợng và giảm giá trị cảm quan
thực phẩm, tác động đến nền kinh tế, ảnh hƣởng đến nhà sản xuất và ngành công
nghiệp chế biến thực phẩm.Theo một số báo cáo của Tổ chức lƣơng thực và nông
nghiệp Liên Hợp Quốc, sự biến đen đã làm giảm đáng kể giá trị kinh tế của các mặt
hàng trái cây, rau quả và hải sản. Chính vì lẽ đó, việc nghiên cứu phƣơng pháp bảo
quản thích hợp vừa đảm bảo thời gian bảo quản, chất lƣợng nguyên liệu an toàn thực
phẩm là một yêu cầu cấp bách của nghành thủy sản Việt Nam. Để hạn chế hiện tƣợng
biến đen trong quá trình bảo quản và giữ giá trị cho tơm, ngƣời ta thƣờng sử dụng các
loại hóa chất có tác dụng ức chế enzyme tyrosinase nhƣ các hợp chất sulfite, clorin,
polyphosphat, hydroquinone, arbutin, acid kojic, acid azelaic, acid l-ascorbic, acid
ellagic và acid tranexamic, acid fumar, acid isophthalic, morin. Tuy các chất hóa học
này có khả năng chống biến đen và giữ đƣợc độ tƣơi của tôm nguyên liệu rất hiệu quả
nhƣng hiện nay những quy định mang tính pháp l về an tồn thực phẩm của nhiều
nƣớc khơng cho ph p hoặc hạn chế sử dụng các loại hóa chất này, vì dƣ lƣợng của
chúng trong sản phẩm gây ra nhiều tác dụng xấu cho sức khỏe ngƣời sử dụng nhƣ dị

ứng, hen suyễn [30].
Chính vì lẽ đó, các nhà nghiên cứu và sản xuất có xu hƣớng sử dụng các chất
chống biến đen có nguồn gốc tự nhiên, an toàn đối với ngƣời sử dụng. Rất nhiều lồi
thực vật có chứa các hợp chất chống biến đen cao nhƣ rong biển, trà xanh, nấm ăn, rau
mùi, hạt nho… Chúng khơng những an tồn đối với ngƣời sử dụng mà cịn có tác dụng
hỗ trợ sức khỏe.
Rong biển là một nhóm thực vật bậc thấp sống ở biển, là một nguồn tài nguyên
biển quan trọng, có giá trị dinh dƣỡng cao. Đƣợc ngƣời dân thƣờng sử dụng làm phân
bón, phụ gia thực phẩm và thức ăn chăn ni. Những nghiên cứu gần đây cho thấy
rong Gelidiella acerosa có chứa rất nhiều hoạt chất sinh học có khả năng chống oxy
1


hóa, ức chế hoạt động của enzyme tyrosinase. Các nghiên cứu đƣợc thực hiện trƣớc đó
đã báo cáo rằng rong Gelidiella acerosa có các hoạt động chống vi trùng, chống oxy
hóa, chống nấm, chống đơng máu, chống enzyme cholinesterase, chống ung thƣ và các
hoạt động tránh thai sau sinh [29, 68, 56, 76, 28, 70, 20, 46, 41, 53]. Ngoài ra, chiết
xuất từ rong đỏ Gelidiella acerosa có hoạt tính chống oxy hóa cao, có thể hoạt động
nhƣ một chất bảo quản thực phẩm [60]. Tuy nhiên cho đến nay, vẫn chƣa có nghiên
cứu nào đƣợc cơng bố về điều kiện chiết phù hợp để tách chiết và thu đƣợc dịch chiết
có khả năng ức chế enzyme tyrosinase từ rong đỏ Gelidiella acerosa; khả năng hạn
chế biến đen của dịch chiết từ rong đỏ Gelidiella acerosa và ứng dụng dịch chiết từ
rong đỏ Gelidiella acerosa để hạn chế sự biến đen ở tôm thẻ chân trắng.
Xuất phát từ thực tế trên, tơi chọn đề tài “Nghiên cứu hoạt tính ức chế enzyme
tyrosinase của loài rong đỏ Gelidiella acerosa thu hoạch tại vùng biển Khánh Hòa và
thử nghiệm khả năng chống biến đen trên tôm thẻ chân trắng sau thu hoạch’’
 Mục tiêu của đề tài:
Nghiên cứu hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của loài rong đỏ Gelidiella
acerosa thu hoạch tại vùng biển Khánh Hòa và thử nghiệm khả năng chống biến đen
trên tôm bảo quản lạnh.

 Nội dung nghiên cứu:
 Nghiên cứu định tính và định lƣợng một số thành phần hóa học có trong
rong đỏ Gelidiella acerosa.
 Nghiên cứu điều kiện chiết thích hợp (thời gian, nhiệt độ chiết) để thu nhận
dịch chiết có hoạt tính ức chế mạnh enzyme tyrosinase từ rong đỏ Gelidiella
acerosa.
 Nghiên cứu hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase của các phân đoạn dung môi
chiết từ rong đỏ Gelidiella acerosa.
 Nghiên cứu khả năng hạn chế sự biến đen ở tôm thẻ chân trắng của dịch
chiết từ rong đỏ Gelidiella acerosa.
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
 Đồ án cung cấp dữ liệu khoa học về điều kiện thích hợp để thu nhận dịch
chiết có khả năng ức chế enzyme tyrosinase từ rong đỏ Gelidiella acerosa
có khả năng hạn chế sự biến đen trên đối tƣợng tơm thẻ chân trắng. Từ đó,
2


làm cơ sở cho quá trình tinh sạch các hợp chất từ nguồn nguyên liệu thực
vật này.
 Kết quả nghiên cứu của đồ án là cơ sở để ứng dụng dịch chiết và các chất
tinh sạch từ rong đỏ Gelidiella acerosa trong việc hạn chế sự biến đen của
tôm

thẻ

chân

trắng

3

sau

thu

hoạch’’.


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về rong biển và tôm thẻ chân trắng
1.1.1. Giới thiệu chung về rong biển
Rong biển hay tảo biển có tên khoa học là Marine- Algae hay Marine plant.
Rong biển là nhiều loại thủy sinh gắn liền với nƣớc. Chúng có thể là đơn bào, đa bào
sống thành quần thể. Chúng có kích thƣớc hiển vi và có khi dài hàng chục mét. Hình
dạng của chúng có thể là hình cầu, hình sợi, hình phiến lá hay hình thù rất đặc biệt.
Sản lƣợng hàng năm các đại dƣơng cung cấp cho trái đất hàng 200 tỷ tấn rong.
Tùy thuộc thành phần cấu tạo, thành phần sắc tố, đặc điểm hình thái, đặc điểm
sinh sản mà rong biển đƣợc chia thành 9 nghành sau đây:
1. Ngành rong lục ( Chlorophyta)
2. Ngành rong trần (Englennophyta)
3. Ngành rong giáp (Pyrophyta)
4. Ngành rong khuê (Bacillareonphyta)
5. Ngành rong kim (Chysophyta)
6. Ngành rong vàng (Xantophyta)
7. Ngành rong nâu (Phacophyta)
8. Ngành rong đỏ (Rhodophyta)
9. Ngành rong lam (Cyanophyta)
Trong đó 3 nghành có giá trị kinh tế cao là rong lục, rong nâu, rong đỏ.
Rong biển thƣờng phân bố ở các v ng nƣớc mặn, nƣớc lợ, cửa sông, vùng triều
sâu, vùng biển cạn v..v. Rong đỏ và rong nâu là hai đối tƣợng đƣợc khai thác với sản

lƣợng lớn và đƣợc ứng dụng nhiều trong các nghành công nghiệp và đời sống. Đối với
rong lục thì loại tảo Chlorella đƣợc xếp vào loại tảo kì diệu, có tốc độ sinh khối cực
nhanh đang đƣợc nghiên cứu phục vụ con ngƣời [13].
1.1.2. Nguồn lợi rong biển

Theo thống kê của FAO (1997) sản lƣợng rong biển trên toàn thế giới đạt
khoảng 7 triệu tấn rong tƣơi/năm [34]. Còn theo CEVA (European research center for
4


algae) đến năm 2000 là 8 triệu tấn rong tƣơi/năm. Năm 2001 rong nuôi trồng đạt sản
lƣợng là 10,562,279 tấn tƣơng đƣơng với 5,784,324.000 USD. Trong đó 20% đƣợc sử
dụng cho việc sản xuất các loại keo rong biển nhƣ agar, alginat, caragenan, các loại
oligosaccharide, chế biến thức ăn gia súc và làm phân bón. Số cịn lại chủ yếu là dùng
trực tiếp làm thức ăn cho ngƣời [26]. Doanh thu hàng năm từ kinh tế rong biển trên thế
giới ƣớc tính khoảng trên 5 tỷ USD.
Gía trị dinh dƣỡng của rong biển cung cấp đầy đủ các chất khoáng đặc biệt là các
nguyên tố vi lƣợng, các acid amin, các carbohydrat đặc trƣng (mono, olygo, polysaccharide) và các tính chất sinh học (sterol, anti-bioties) có lợi cho cơ thể và có khả
năng ph ng chữa bệnh tật (huyết áp, nhuận tràng, b o phì, sơ vữa động mạch…). Vì
vậy ngày nay rong biển đƣợc xếp vào loại thực phẩm chức năng và ngày càng đƣợc sử
dụng rộng rãi trên thế giới.
Đặc biệt, trong rong biển có chứa các loại keo rong nhƣ alginate, agar, carrgenan
đây là những loại kẹo rong có tính chất đặc biệt và đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công
nghiệp, nông nghiệp, y học, sinh học và thực phẩm
1.1.3. Giới thiệu về rong đỏ Gelidiella acerosa

Hình 1.1. Hình ảnh rong đỏ Gelidiella acerosa

5

 Nguồn gốc và phân loại [7]
Rong đỏ Gelidiella acerosa thuộc:
Nghành : Rhodophyta
Lớp : Florideophyceae
Bộ : Gelidiales
Họ : Gelidiaceae
Chi : Gelidiella
Lồi : Gelidiella acerosa
 Đặc điểm hình thái
Rong mọc gần bờ, thành đám lớn, cao 5-6 cm hay hơn, đƣờng kính 1-1,5 mm,
màu đỏ nhạt hay đỏ thẩm, xác cứng, bám bằng bàn bám chính ở gốc và những máu
bám phụ, mọc từ mặt dƣới của thân b . Thân đứng dạng trụ tròn hay trụ dẹp, chia
nhánh rậm rạp theo kiểu lông chim, mọc đối hoặc mọc về 1 bên theo kiểu răng lƣợc.
Nhánh mọc thẳng góc, thƣờng cong lƣỡi liềm và từ mép ngoài mọc ra những nhánh
nhỏ hình lƣợc. nhìn trên mặt cắt ngang, phần giữa gồm một vài hàng tế bào khơng
màu, hình trứng hay nhiều góc, có chứa sắc tố. Túi bào tử bốn cắt thành bốn mặt hình
chùy, hình thành từ phần ngọn các nhánh nhỏ. Rong bám trên đá ở vùng triều giữa và
triều thấp vào cuối m a đông, m a xuân và đầu mùa hè.
 Phân bố:
Miền nam Việt Nam, quần đảo Becmut, biển Caribê, Braxin, Thái Bình Dƣơng,
Hoa kỳ, Chilê, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Inđônêxia, biển Đỏ, Úc.
1.2. Tổng quan về nguyên liệu tôm
1.2.1. Nguyên liệu tôm thẻ chân trắng
Tên khoa học: Litopenaeus vannamei
Tên tiếng Anh: White Shrimp
Tên gọi khác: Penaeus vannamei
Tôm thẻ chân trắng thuộc:
6

Ngành: Arthropoda
Lớp: Malacostraca
Bộ: Decapoda
Họ: Penaeidae
Giống: Litopenaeus
Lồi: Lipopenaeus vannamei.

Hình 1.2. Hình ảnh tơm thẻ chân trắng

1.2.2. Tình hình ni trồng và xuất khẩu tơm
Theo Tổng cục Thủy sản, tính đến ngày 22/3/2019, diện tích thả ni tơm cả
nƣớc đạt 494,961 ha (tăng 1,6 % so với cùng kỳ 2018). Diện tích thả nuôi tôm đến
ngày 22/3/2019 là 494,961 ha (tăng 1,6 % so với cùng kỳ 2018). Trong đó, chủ yếu là
diện tích ni quảng canh; tơm thẻ chân trắng là 25,240 ha (tăng 24,2 % so với cùng
kỳ năm 2018). Sản lƣợng thu hoạch là 94,435 tấn (tăng 31,7 % so với cùng kỳ 2018).
Trong đó sản lƣợng tơm sú là 42,063 tấn; sản lƣợng tôm thẻ chân trắng là 52,372 tấn.
Lũy kế 3 tháng đầu năm nay, xuất khẩu tôm đạt 617,6 triệu USD, giảm 16,9 %
so với cùng kỳ năm 2018. Trong top 8 thị trƣờng nhập khẩu chính của tơm Việt Nam,
Nhật Bản là thị trƣờng duy nhất có kim ngạch xuất khẩu tăng trƣởng dƣơng trong qu
I/2019.
7


Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP) cho biết, xuất
khẩu tôm Việt Nam sang hầu hết các thị trƣờng chính đều giảm mạnh. Xuất khẩu tơm
trong tháng 4/2019 có thể vẫn giảm tuy nhiên tốc độ giảm thấp hơn các tháng trƣớc
nhờ những cơ hội từ thị trƣờng. Tháng 3/2019, xuất khẩu tôm Việt Nam đạt gần 244
triệu USD, giảm 19,3 % so với tháng 3/2018. Lũy kế 3 tháng đầu năm nay, xuất khẩu
tôm đạt 617,6 triệu USD, giảm 16,9 % so với cùng kỳ năm 2018.

1.2.3. Thành phần hóa học của tơm
Tơm là một trong những mặt hàng thủy sản có giá trị kinh tế cao, thịt thơm
ngon, dễ tiêu hóa. Thành phần hóa học của cơ thịt động vật thủy sản gồm có: nƣớc,
protein, lipid, gluxid, muối vơ cơ, vitamin, enzyme, hoocmon (kích thích tố). Những
thành phần có lƣợng tƣơng đối nhiều là: nƣớc, protein, lipid, gluxid, muối vô cơ,
lƣợng gluxid trong động vật thủy sản thƣờng rất ít và tồn tại dƣới dạng glycogen.
Ngồi ra tơm cịn chứa 1 lƣợng carbohydrat 1–2 % [4].
 Protein:
Protein là thành phần chủ yếu trong thịt động vật thủy sản, nó chiếm vào
khoảng 70-80 % tỉ lệ chất khô. Protein trong cơ thế động vật thủy sản thƣờng liên kết
với các hợp chất hữu cơ khác nhƣ lipid, axid nucleic, glycogen… Protein khi liên kết
với các chất khác sẽ tạo ra các phức chất phức tạp và có những tính chất sinh học đặc
trƣng khác nhau. Trong tơm có khoảng 18÷21 acid amin khác nhau và hầu nhƣ có đủ
các acid amin khơng thay thế (tryptophan, lysine, threonine, isoleucine, phenylalanine,
methionine, valine).
 Nƣớc:
Chiếm 70÷80 % trọng lƣợng của tơm. Nhờ có hàm lƣợng nƣớc cao làm cho
thân tơm mềm mại và bóng mƣợt tăng tính hấp dẫn khi cảm quan. Tuy nhiên, nƣớc là
môi trƣờng hoạt động của vi sinh vật. Vì vậy, nƣớc đóng vai tr quan trọng trong quá
trình chế biến và bảo quản.
 Chất ngấm ra:
Hàm lƣợng chất ngấm ra khác nhau theo từng loại động vật thủy sản nhƣng nói
chung chiếm khoảng 2÷3 % trọng lƣợng tơm, trong đó có khoảng 1/3 là chất hữu cơ
mà phần lớn là các chất hữu cơ có đạm, phần cịn lại là chất vơ cơ. Lƣợng chất ngấm
8


ra nhiều ít đứng về mặt dinh dƣỡng mà nó tầm quan trọng không lớn lắm nhƣng đứng
về mặt tác dụng sinh lý, mùi vị thì nó chiếm một vai trò rất quan trọng. Chất ngấm ra
quyết định mùi vị đặc trƣng của sản phẩm. Chất ngấm ra có tác dụng kích thích tiết

dịch vị cho nên làm tăng khả năng tiêu hóa.
 Lipid, glucid và sắc tố:
Trong thịt tơm có rất ít mỡ chiếm 0.3÷1.4 % trọng lƣợng tơm. Hàm lƣợng
gluxid cũng rất ít. Tơm đem gia nhiệt nhƣ luộc, nấu hay d ng acid vô cơ hoặc rƣợu đẻ
ngâm thì vỏ của chúng đều biến thành màu đỏ gạch, các sắc tố đó đƣợc gọi là astaxin.
Astaxin là sản phẩm của astaxanthin. Trong vỏ tôm astaxanthin kết hợp với protein có
màu xanh tím.
 Vitamin:
Trong thịt tơm có chứa một hàm lƣợng vitamin, đặc biệt là nhóm vitamin nhóm
B. Nhóm vitamin này tan trong nƣớc nên trong q trình bảo quản và chế biến rất dễ bị
thất thoát. Vitamin nhóm B có vai trị giúp tiêu hóa, tăng trọng lƣợng và phát triển cơ
thể.
 Chất khống:
Trong thịt tơm gồm có các chất khống nhƣ: Fe, Ca, K, P,… Vì tơm có đủ các
thành phần dinh dƣỡng giàu vitamin, giàu đạm, giàu khống dễ tiêu hóa, cần thiết cho
dinh dƣỡng cơ thể con ngƣời. Vì thế sản phẩm tơm ngày càng đƣợc sử dụng càng
nhiều, xuất khẩu tôm ngày càng tăng, k o theo nhu cầu về tôm nguyên liệu ngày càng
nhiều [10].
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của thịt tôm so với thịt động vật khác [1,4]

Thành phần
Đối tƣợng
Thịt tơm
Thịt bị
Thịt heo

Protein (%)

Lipid (%)

Nƣớc (%)

26,06
18,33
14,54

0,85
21,40
31,34

77,50
56,74
47,40

9

Độ sinh năng lƣợng
(kcal/g)
1,872
2,140
3,285


Bảng 1.2. Thành phần hóa học của một số loại tơm tƣơi [1,10,61]

Tơm
He
Sú
Thẻ
Chì

Rảo
Sắt
Càng
Hùm

Protein (%)
20,05
21,00
19,27
18,97
20,05
19,50
18,97
20,81

Lipid (%)
0,70
1,07
0,92
0,93
0,70
0,60
1,19
1,30

Tro (%)
1,60
1,42
1,55
1,28

1,55
1,44
1,14
1,32

Nƣớc (%)
77,00
75,90
76,63
75,98
76,32
76,56
77,65
74,57

 Đặc điểm thành phần của tôm khác với cá:
Hàm lƣợng lipid thấp, hàm lƣợng các hợp chất nitơ phi protein cao (khoảng 20
% tổng lƣợng nitơ). Cấu trúc protein trong thịt tôm khá đặc biệt, có tới 30 % protein là
các protein dạng dễ h a tan trong nƣớc. Protein của thịt tôm có chứa các acid amin
arginin, methionin, phenylalanin cao hơn nhiều so với thịt cá. Protein của tôm chứa
đầy đủ các acid amin không thay thế với hàm lƣợng khoảng 3910,9 %. Lƣợng lipid ít
và phần lớn cấu tạo từ các acid b o khơng bão h a do đó thịt tơm rất dễ tiêu hóa [1,2].
Chất khống trong thịt tơm giàu Ca, Mg và một lƣợng phospho đáng kể. Ngoài
ra cịn có một số ngun tố vi lƣợng.Vitamin đáng chú

trong thịt tơm là vitamin

nhóm B. Thành phần hóa học của tơm thƣờng khác nhau theo giống lồi. Trong cùng
một lồi nhƣng điều kiện sống khác nhau thì thành phần hóa học cũng khác nhau.
Ngồi ra thành phần hóa học của tơm cịn phụ thuộc vào trạng thái sinh lý, mùa vụ thời

tiết…Sự khác nhau về thành phần hóa học và sự biến đổi của chúng làm ảnh hƣởng rất
lớn đến mùi vị và giá trị dinh dƣỡng, đến việc bảo quản tƣơi ngun liệu và q trình
chế biến tơm [16,4,1].
1.3. Các biến đổi của tôm sau khi chết
Theo quy luật chung thì sau khi chết cơ thể động vật thủy sản sẽ chuyển qua các
giai đoạn: tiết nhớt, tê cứng, tự phân giải và phân hủy tƣơng ứng với các giai đoạn này
độ tƣơi giảm dần đi đến thối rửa và hƣ hỏng hoàn toàn theo thời gian bảo quản nguyên
liệu. Sự biến đổi cuả tôm sau khi chết cũng tuân theo quy luật này.

10


Tôm nguyên liệu sau khi chết trong cơ thịt tôm xảy ra hàng loạt những biến đổi
phức tạp, đặc biệt là những biến đổi về mặt hóa học dƣới tác dụng của enzyme nội tại
và vi sinh vật, làm cho ngun liệu bị biến chất và dẫn đến khơng cịn sử dụng đƣợc.
Các biến đổi đó khơng phải tn theo một thứ tự nhất định mà chúng thƣờng
gối lên nhau. Các quá trình này đã bắt đầu quá trình khác nối tiếp nhau. Các q trình
biến đổi đó có thể tóm tắt theo sơ đồ sau:

Hình 1.3. Sơ đồ biến đồi của động vật thủy sản sau khi chết

1.3.1. Các biến đổi về cảm quan
Biến đổi cảm quan là những biến đổi đƣợc nhận biết nhờ các giác quan nhƣ bề
ngoài, mùi vị, cấu trúc. Khi thủy sản vừa chết thì cơ thịt mềm mại đàn hồi tốt, sau một
thời gian chuyển sang trạng thái cứng. Khi ở giai đoạn tê cứng, các sợi cơ bị co rút cực
độ. Khi hết giai đoạn này, cơ hết cứng, cơ sẽ duỗi ra và trở nên mềm mại nhƣng không
c n đàn hồi nhƣ trƣớc khi tê cứng, cơ thịt chuyển sang giai đoạn mềm hóa, lúc này
chúng bị biến dạng, thân mềm nhão hƣ hỏng. Thời điểm xuất hiện và thời gian tê cứng
phụ thuộc tùy vào giống loài và chịu ảnh hƣởng của các yếu tố nhƣ nhiệt độ bảo quản,
q trình xử lí thu hoạch, đánh bắt, kích cỡ, tình trạng cơ thể trƣớc khi chết.

1.3.2. Biến đổi hóa học
 Sự phân giải glycogen
Tôm sau khi chết, glycogen trong cơ thể dần dần bị phân giải. Đây là một q
trình yếm khí rất phức tạp xảy ra bằng con đƣờng phosphoril hóa với sự tham gia của
Adenosintriphosphat (ATP) và đƣợc biểu thị một cách đơn giản nhƣ sau:

11


( C6H10O5)n + nH2O

2nC3H6O2

Glycogen

Acid lactic

Glycogen phân giải sản sinh ra acid lactic làm cho pH của cơ thịt thay đổi. Sự
acid hóa mơi trƣờng này có tác dụng hạn chế phần nào sự phát triển của vi sinh vật gây
thối rữa. Những biến đổi của các chất đƣờng và đƣờng có chứa phospho trong mơ cơ
làm mất dần vị ngọt và hƣơng vị đặc trƣng của tôm tƣơi.
 Sự biến đổi của Adenosintriphosphat (ATP)
ATP là hợp chất quan trọng tham gia tải năng lƣợng tự do trong q trình oxy
hóa các chất trao đổi. Những bƣớc đầu tiên của quá trình phân hủy ATP trong mơ cơ
tơm thịt xảy ra rất nhanh và nhờ tác dụng của enzyme nội tại. Q trình biến đổi của
ATP đƣợc tóm tắt bằng sơ đồ sau:
Adenosintriphosphat (ATP)

Adenosidephosphat (ADP)

Adenosinmonophosphat (AMP)

Inosinmonophosphat (IMP)

Inosin (HxR)

Hipoxanthin (Hx)
Hàm lƣợng IMP trong cơ thịt giảm dần cũng đồng thời với sự mất dần mùi
thơm đặc trƣng của tôm tƣơi. Tốc độ của quá trình phân hủy ATP phụ thuộc nhiều vào
giống lồi tơm, vị trí cơ thịt trên cơ thể tơm và q trình đánh bắt, xử lý và bảo quản
tơm.
 Sự phân giải, phân hủy acid amin
12


Trong quá trình tự phân giải enzyme trong tổ chức cơ thịt phân giải protid thành
acid amin, tiến thêm bƣớc nữa là vi sinh vật phân huỷ các acid amin thành các sản
phẩm thấp nhƣ indol, skatol, phenol, putrescin, các loại acid có đạm, acid béo cấp
thấp, H2S, thioalcol, CH4, NH3, CO2…Có thể quy về 5 loại phân giải acid amin: phản
ứng làm mất gốc amin, phản ứng làm mất gốc cacboxy, tác dụng cùng làm mất gốc
caboxyl và amin, phân giải các chất đạm khác [2,5].
1.3.3. Biến đổi do vi sinh vật
Thủy sản sau khi chết quá trình sinh tổng hợp trong cơ thể sẽ dừng lại, enzyme
trong cơ thịt sẽ tiến hành quá trình tự phân giải, đồng thời lúc đó vi sinh vật sẽ phân
hủy những sản phẩm của quá trình tự phân giải sản phẩm cấp thấp, làm cho nguyên
liệu biến chất hƣ hỏng và đó chính là hiện tƣợng thối rữa. Vi sinh vật là nguyên nhân
chính gây thối rữa nguyên liệu và cơ chất chính của q trình thối rữa là protein. Muốn
phân giải đƣợc protein, trƣớc tiên vi sinh vật phải tiết ra các enzyme phân giải protein
ngoại bào và thủy phân protein thành các hợp chất có phân tử nhỏ hơn (các
polypeptide và oligopeptide). Các chất này tiếp tục đƣợc thủy phân thành amino acid

nhờ các peptidase ngoại bào hoặc xâm nhập ngay vào tế bào vi sinh vật sau đó mới
chuyển thành amino acid. Một phần các amino acid này đƣợc vi sinh vật sử dụng trong
quá trình tổng hợp protein của chúng, một phần khác đƣợc tiếp tục phân giải theo
những con đƣờng khác để sinh NH3, CO2 và nhiều sản phẩm trung gian khác. Sau khi
tôm chết, gặp điều kiện thuận lợi thì các vi sinh vật phát triển nhanh. Vi sinh vật gây
thối rửa có hai nhóm, một nhóm là những vi sinh vật tồn tại trong nguyên liệu trong
q trình sống, cịn một nhóm là do ơ nhiễm trong quá trình bảo quản và chế biến. Đối
với q trình gây thối rữa của ngun liệu khơng phải các loài vi sinh vật đều tác dụng
nhƣ nhau mà trong đó họ Pseudomonas là tích cực nhất cịn các lồi khác thì phát triển
ít và một số thì giảm đi. Tôm sau khi chết nếu không kịp thời gian bảo quản thì số
lƣợng vi sinh vật tăng lên rất nhanh đặc biệt là ở phạm vi nhiệt độ thích hợp [5].
1.3.4. Biến đổi do enzyme
Tôm sau khi tê cứng dần dần trở lại mềm, ta gọi đó là sự tự phân giải. Quá trình
này do các loại enzyme nội tại trong tơm hoạt động phân giải. Khi tơm cịn sống do sự
tồn tại của kháng thể cho nên các loại enzyme thủy phân không hoạt động tự phân giải
tổ chức của mình, nhƣng khi tơm đã chết kháng thể này mất đi nên hoạt động của
13


enzyme sẽ trở nên dễ dàng. Trong quá trình này có nhiều loại enzyme cathepsin phân
giải protein thành peptone, enzyme tripsin và entrerokinaza tiếp tục phân giải các sản
phẩm trung gian thành acid amin. Sự tự phân giải là do enzyme nội tại gây ra, còn sự
thối rữa là do vi sinh vật ở bên ngoài xâm nhập vào hoạt động, sản phẩm cuối cùng
của quá trình tự phân giải là acid amin, các đạm hịa tan, cịn q trình thối rửa là sản
phẩm cấp thấp đối nát. Nếu không có q trình thối rữa thì q trình tự phân giải sẽ
không tăng lên một cách vô hạn mà sẽ đạt tới trạng thái cân bằng ở mức độ sản phẩm
nào đó [5].
Trong q trình tự phân giải chủ yếu là sự tự phân giải protein nhƣng chất béo
cũng có sự biến đổi. Phân giải chất béo chủ yếu là do enzyme lipase xảy ra song song
với quá trình phân giải protein. Quá trình tự phân giải tuy làm cho tôm chuyển từ cứng

sang mềm nhƣng vẫn c n tƣơi tốt.
Quá trình tự phân giải phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, nhƣ giống lồi, mơi
trƣờng pH, các loại muối, ảnh hƣởng của nhiệt độ. Sự khác nhau về giống loài dẫn đến
sự hoạt động của enzyme là khác nhau. Tác động tự phân giải ở động vật máu lạnh
nhanh hơn lồi máu nóng, vì enzyme trong động vật máu lạnh mạnh hơn của lồi máu
nóng. Cịn nếu tăng độ acid của môi trƣờng tức là giảm pH tác dụng tự phân giải tăng
lên nhƣng pH giảm đến một mức độ nhất định làm enzyme khơng hoạt động đƣợc nữa
thì tác dụng tự phân giải lại giảm, ngƣợc lại pH càng tăng thì tác dụng tự phân giải
càng giảm. Muối ăn cũng làm cảng trở càng lớn, nhƣng không làm ngừng đƣợc quá
trình tự phân giải. Ở dung dịch nƣớc muối bão hịa, q trình tự phân giải vẫn xảy ra
nhƣng rất chậm. Nhiệt độ cũng ảnh hƣởng rất nhiều đến quá trình tê cứng, phân giải
cũng nhƣ thối rữa sau này. Trong phạm vi nhiệt dộ thích hợp thì cứ tăng 100C thì tốc
độ phân giải tăng 2–3 lần. Khi nhiệt độ giảm thì tốc độ tự phân giải sẽ giảm, là do
nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều làm giảm sự hoạt động của enzyme. Nhiệt độ thích
hợp của enzyme ở từng lồi khác nhau là khác nhau [5].

14


1.4. Tổng quan về enzyme tyrosinase, hiện tƣợng biến đen và biện pháp ngăn
chặn
1.4.1. Enzyme tyrosinase
Tyrosinase (EC 1.14.18.1) hay còn gọi là enzyme polyphenol oxydase (PPO), là
một enzyme monooxygenase có chứa đồng tham gia vào hai phản ứng riêng biệt của
q trình chuyển hóa melanin:
 Một là hydroxyl hóa monophenol thành O- diphenol.
 Hai là oxi hóa O- diphenol thành O- quinon.
 Sau đó, O- quinon tham gia một loạt các phản ứng để tạo thành melanin.

Hình 1.4. Quá trình oxy hóa phenol thơng qua enzyme tyrosinase

Enzyme này đƣợc phân bố rộng rãi trong nấm, động vật và thực vật, nó đóng
vai trị quan trọng trong q trình hình thành sắc tố. Enzyme tyrosinase có thể tồn tại ở
3 dạng là: oxy, deoxy, met-tyrosinase đƣợc biểu diễn qua sơ đồ trong cả dạng mettyrosinase và dạng oxy-tyrosinase đều có hoạt tính diphenolase, trong khi chỉ có dạng
oxy-tyrosinase là có hoạt tính monophenolase. Dạng deoxytyrosinase là dạng yếu,
khơng ổn định; phản ứng với oxy để tạo thành dạng oxy tyrosinase.
Tác động của PPO xúc tác q trình oxi hóa phenol thành quinon tạo màu nâu
trong mô tế bào bị tổn thƣơng đƣợc xem là nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng hóa
nâu ở nhiều loại trái cây, rau củ và biến đen trên một số loại hải sản (chủ yếu là tơm)
trong q trình thu hoạch, bảo quản và chế biến. Sự biến đen ảnh hƣởng đến chất
lƣợng thực phẩm và giảm khả năng chấp nhận của ngƣời tiêu d ng. Do đó tác động
đáng kể đến nền kinh tế, ảnh hƣởng đến nhà sản xuất và ngành công nghiệp chế biến
15