Nghiên cứu khai thác và sử dụng protein có trong đầu tôm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.82 MB, 145 trang )
Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------
HÀ MỸ THUẬN
NGHIÊN CỨU KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG
PROTEIN CÓ TRONG ĐẦU TƠM
Chun ngành : Cơng Nghệ Sinh Học
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2008
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS. Nguyễn Xích Liên
Chữ ký :....................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 1 : ........................................................................................
Chữ ký :....................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 2 : ........................................................................................
Chữ ký ;....................................................................................................................
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày ..........tháng............năm 2008
-----LỜI CẢM ƠN-----
Nhân Luận văn Tốt nghiệp hoàn thành, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Thầy PGS.TS. Nguyễn Xích Liên – Cán bộ hướng dẫn Luận văn tốt nghiệp này.
Quý Thầy Cô thuộc bộ môn Công nghệ Sinh học, bộ môn Công nghệ Thực phẩm trường Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh đã giảng dạy những bài học quý báu
và giúp đỡ em trong suốt quá trình đạo tạo và thực hiện Luận văn.
Thông qua đây, cũng xin gửi lời cảm ơn đến Bố Mẹ, các Anh Chị trong gia đình đã
động viên và tạo những điều kiện tốt nhất cho con, em học và hoàn thành chương
trình đào tạo Thạc Sĩ.
Cuối cùng, xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp, các bạn trong lớp cao học khoá 2006
ngành Công nghệ Sinh học đã giúp đỡ cho tôi trong quá trình học tập của mình.
-----Ngày 30 tháng 06 năm 2008-----
TĨM TẮT
-----Chúng tơi đã nghiên cứu khai thác protein trong đầu tơm Sú bằng enzyme
protease và phương pháp hóa học. Các chế phẩm protein nhận được ở dạng dung
dịch 80 % chất khơ và ở dạng bột khơ ; có hàm lượng protein (Ntổng x 6,25) cao, có
thể được sử dụng để sản xuất gia vị có mùi, vị tơm, hoặc bổ sung để làm giàu
protein trong một số thực phẩm.
ABSTRACT
-----We had studied to recover protein in shrimp head waste (Penaeus monodon)
by used enzyme protease and used alkali – aide. The product of protein recovered in
the form as solution contented 80 % dry basis and protein powder, were consisted
high of protein (N
x 6,25)
that can be used to produce for formulation of shrimp
sauce and shrimp flavouring compounds, or other food products requiring protein
and energy supplementation.
DANH MỤC CÁC TỪ, THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
TRONG LUẬN VĂN
------−
DH
: Degree of hydrolysis
−
PR
: Protein Recovery
−
NR
: Nitrogen Recovery
−
PC
: Protein Concentrate
−
PI
: Protein Isolate
−
CPTĐT : Chế phẩm thịt đầu tôm
−
Sản phẩm A
: Dung dịch đậm đặc các sản phẩm thuỷ phân protein đầu tôm
bằng enzyme protease.
−
Sản phẩm A1 : Bột chứa các sản phẩm thuỷ phân protein đầu tôm bằng
enzyme protease qua sấy phun.
−
Sản phẩm B
: Bột thịt tôm không tan nhận được sau quá trình thủy phân
bằng enzyme protease.
−
Sản phẩm C
: Chế phẩm Protein Isolate đầu tơm nhận được bằng phương
pháp hóa học, qua sấy tĩnh.
−
Sản phẩm D
: Chế phẩm Protein Isolate đầu tơm nhận được bằng phương
pháp hóa học, qua sấy phun.
MỤC LỤC
--------......................................................................................................................... .. Trang
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................2
1.1. NHỮNG THÔNG TIN TỔNG QUÁT VẾ CON TÔM ..................................3
1.1.1 ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CON TÔM ...............................................3
1.1.2. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA CON TÔM .............................................6
1.1.2.1. Khối lượng các thành phần của con tơm .......................................6
1.1.2.2. Thành phần hóa học của thịt tơm...................................................7
Thành phần hóa học chính của thịt thân tôm .............................................7
Thành phần acid amin không thay thế của thịt tơm....................................8
Protein của cơ thịt tơm ...............................................................................9
Khống chất trong thịt tơm.........................................................................9
1.1.2.3.Thành phần hóa học của đầu tơm ................................................11
1.1.3. PHẾ LIỆU CỦA Q TRÌNH SẢN XUẤT TƠM ĐƠNG LẠNH........12
1.1.3.1 Qui trình sản xuất tơm đơng lạnh..................................................12
1.1.3.2. Phế liệu của q trình sản xuất tơm đơng lạnh ............................13
Tỷ lệ thành phẩm và phế liệu của một số lồi tơm khi sản xuất tôm vỏ và
tôm thịt đông lạnh ..........................................................................................13
Phế liệu của q trình sản xuất tơm đơng lạnh ........................................13
1.1.4. TẬN THU PHẾ LIỆU .............................................................................14
1.1.5. CHẾ BIẾN VÀ XUẤT KHẨU TƠM TRONG VÀ NGỒI NƯỚC......14
Các sản phẩm chế biến từ tôm loại bỏ phần đầu .....................................15
1.1.6. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ PHẾ LIỆU TÔM ............................................16
1.1.6.1. Trong nước...................................................................................16
1.1.6.2. Trên thế giới.................................................................................21
1.2. MỘT SỐ HIỂU BIẾT VỀ PROTEIN ............................................................24
1.2.1. VAI TRÒ DINH DƯỠNG CỦA PROTEIN ...........................................24
1.2.2. CÁC CHẾ PHẨM PROTEIN..................................................................25
Thu nhận chế phẩm protein isolate bằng phương pháp hóa học ..............27
1.2.3. ENZYME THỦY PHÂN PROTEIN.......................................................28
1.2.3.1. Các yếu tố ảnh hưởng lên hoạt tính của enzyme .........................30
Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường .........................................................30
Ảnh hưởng của pH môi trường .................................................................30
Ảnh hưởng bởi cơ chất phản ứng .............................................................30
Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa và kìm hãm ........................................30
1.2.3.2. Đánh giá quá trình thủy phân.......................................................31
1.2.3.3. Chế phẩm thuỷ phân protein tôm.................................................32
1.2.3.4. Khả năng sử dụng của chế phẩm protein thu được qua phương
pháp thuỷ phân bằng enzyme....................................................................32
1.3. CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN...................................34
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 35
2.1. NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU........................................36
2.1.1. ĐẦU TÔM THỨ PHẨM .........................................................................36
Xử lý đầu tôm nguyên liệu trước khi khai thác protein............................36
2.1.2. CÁC NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG TRONG CHẾ BIẾN BỘT NÊM .....37
2.1.3. ENZYME PROTEASE............................................................................37
2.2 THIẾT BỊ SỬ DỤNG........................................................................................38
2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................................................................38
2.3.1. TÌM HIỂU THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA ĐẦU TƠM NGUN
LIỆU..........................................................................................................................38
2.3.2. KHAI THÁC PROTEIN CĨ TRONG ĐẦU TƠM ...............................39
2.3.2.1. Khai thác protein đầu tôm bằng phương pháp sử dụng enzyme
protease ....................................................................................................39
¾ Thuỷ phân protein đầu tơm bằng enzyme Alcalase 2.4L ......................39
−
Thí nghiệm số 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ cơ chất S (protein
đầu tơm) đến q trình thuỷ phân...........................................................41
−
Thí nghiệm số 2: Khảo sát ảnh hưởng của lượng enzyme sử dụng đến
q trình thủy phân .................................................................................41
−
Thí nghiệm số 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến q
trình thuỷ phân .......................................................................................42
−
Thí nghiệm số 4: Khảo sát ảnh hưởng của pH dịch thuỷ phân đến quá
trình thuỷ phân ........................................................................................42
−
Thí nghiện số 5: Phân tích hồi quy và tối ưu hóa q trình thủy phân ..43
−
Thí nghiện số 6: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân ....43
¾ Xử lý dung dịch nhận được sau thuỷ phânprotein đầu tơm bằng
enzyme protease ......................................................................................44
¾ Phân tích đánh giá chất lượng sản phẩm, hiệu suất khai thác protein
đầu tôm nhận được qua thủy phân protein bằng enzyme protease
44
¾ Sử dụng sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân protein có trong
đầu tơm vào sản xuất bột nêm có mùi, vị tơm. ....................................44
− Thí nghiện số 7: Nghiên cứu tạo hạt nêm có mùi, vị tơm ......................44
−
Thí nghiện số 8: Phân tích đánh giá chất lượng sản phẩm hạt nêm
nghiên cứu ..............................................................................................44
2.3.2.2. Khai thác protein đầu tôm bằng phương pháp hóa học .............46
¾ Khảo sát q trình hịa tan protein .......................................................47
− Thí nghiệm số 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu đầu tôm so
với lượng dung môi NaOH đến hiệu suất trích ly protein......................48
− Thí nghiệm số 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến hiệu suất trích ly
protein.....................................................................................................48
− Thí nghiệm Số 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch, pH, thời
gian đến q trình trích ly protein .........................................................49
¾ Khảo sát q trình kết tủa protein trong dung dịch sau trích ly ..........49
¾ Khảo sát q trình sấy kết tủa protein...................................................50
¾
Phân tích đánh giá chất lượng lượng sản phẩm, hiệu suất khai thác
protein đầu tôm thu được qua phương pháp hóa học ........................50
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................... 51
3.1. XỬ LÝ ĐẦU TÔM NGUYÊN LIỆU TRƯỚC KHI KHAI THÁC
PROTEIN.......................................................................................................52
3.1.1. HẤP CHÍN, BĨC VỎ ĐẦU TƠM, ĐỂ NHẬN ĐƯỢC CHẾ PHẨM
THỊT ĐẦU TÔM ......................................................................................................52
3.1.2. THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CHÍNH CỦA CHẾ PHẨM THỊT ĐẦU
TƠM ..........................................................................................................................53
3.2. KHAI THÁC PROTEIN CĨ TRONG CHẾ PHẨM THỊT ĐẦU TƠM ..55
3.2.1. KHAI THÁC PROTEIN CĨ TRONG CHẾ PHẨM THỊT ĐẦU TƠM
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ENZYME PROTEASE ................................55
¾
THUỶ PHÂN PROTEIN TRONG CHẾ PHẨM THỊT ĐẦU TÔM BẰNG
ENZYME ALCALASE 2.4L .......................................................................................55
3.2.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất S đến quá trình thuỷ phân ........56
3.2.1.2. Ảnh hưởng của lượng enzyme alcalase 2.4L sử dụng ................58
3.2.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến quá trình thuỷ phân ....60
3.2.1.4. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến q trình thuỷ phân...............62
3.2.1.5. Phân tích hồi quy và tối ưu hóa q trình thuỷ phân ...................63
3.2.1.6. Ảnh hưởng của thời gian đến q trình thuỷ phân protein có trong
chế phẩm thịt đầu tơm ..............................................................................66
¾
XỬ LÍ DUNG DỊCH NHẬN ĐƯỢC SAU Q TRÌNH THUỶ PHÂN
PROTEN CĨ TRONG CHẾ PHẨM THỊT ĐẦU TƠM BẰNG ENZYME..................70
3.2.1.7. Phân tích thành phần hóa học, vi sinh vật trong sản phẩm A (Dịch
cô đặc chứa các thành phần hòa tan sau thủy phân bằng enzyme) ..........70
3.2.1.8. Thành phần dinh dưỡng chính của sản phẩm B (Bột thịt tơm)....73
3.2.1.9. Hiệu suất khai thác protein có trong đầu tơm bằng phương pháp
sử dụng enzyme protease .........................................................................74
¾
ỨNG DỤNG CỦA SẢN PHẨM A VÀO SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM
HẠT NÊM CĨ MÙI, VỊ TƠM .................................................................................76
3.2.1.10. Cơng thức phối chế ngun liệu cho sản phẩm bột nêm có mùi,
vị tơm ........................................................................................................76
3.2.1.11. Tạo hạt nêm tơm ........................................................................76
3.2.1.12. Phân tích đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm bột nêm
có mùi, vị tôm bằng phương pháp cho điểm ............................................77
3.2.2. KHAI THÁC PROTEIN CĨ TRONG CHẾ PHẨM THỊT ĐẦU TƠM
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TÁC NHÂN HÓA HỌC (NaOH) ................80
3.2.2.1. Khảo sát q trình hịa tan protein ...............................................81
− Thí nghiệm số 1: Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm thịt đầu tôm/dung mơi
NaOH đến hiệu suất trích ly protein ........................................................82
− Thí nghiệm số 2: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất trích ly ....................82
− Thí nghiệm số 3: Tối ưu hóa q trình trích ly protein trong chế phẩm
thịt đầu tơm bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm.......................83
3.2.2.2. Khảo sát quá trình kết tủa protein trong dung dịch sau trích ly ..86
3.2.2.3. Khảo sát quá trình sấy kết tủa protein..........................................88
− Phương pháp sấy phun: .................................................................88
− Phương pháp sấy tĩnh.....................................................................89
3.2.2.4. Thành phần hóa học của sản phẩm protein nhận được bằng
phương pháp hóa học................................................................................90
− Thành phần hóa học của sản phẩm C (qua sấy tĩnh) .....................90
− Thành phần hóa học của sản phẩm D (qua sấy phun) ...................91
3.2.2.5. Hiệu suất khai protein có trong đầu tơm bằng phương pháp
hóa học - hồ tan protein trong dung dịch kiềm (NaOH) ..................92
KẾT LUẬN ...............................................................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................94
PHỤ LỤC......................................................................................................................
DANH MỤC BẢNG
------Bảng 1.1. Khối lượng các thành phần của con tơm ....................................................6
Bảng 1.2.Thành phần hóa học chính trung bình của phần ăn được trong con tôm
(Thân tôm không vỏ) .................................................................................7
Bảng 1.3. Thành phần acid amin không thay thế của một số loại protein ..................8
Bảng 1.4. Hàm lượng một số ngun tố khống có trong thịt tơm.............................9
Bảng 1.5. Thành phần hóa học của đầu tơm (% chất khơ) .......................................11
Bảng 1.6. Tỷ lệ thành phầm và phế liệu một số loài tơm..........................................13
Bảng 1.7. Thành phần acid amin của bột tơm, tính theo mg % ................................16
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu cảm quan...............................................................................45
Bảng 2.2. Mức chất lượng cảm quan của sản phẩm hạt nêm....................................45
Bảng 3.1. Thu nhận chế phẩm thịt đầu tôm sau hấp, bóc vỏ, cắt râu, mắt ...............52
Bảng 3.2. Thành phần hóa học chính của chế phẩm thịt đầu tơm ............................53
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất S đến quá trình thủy phân.....................56
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme so với cơ chất S đến quá trình thủy phân ..58
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến quá trình thủy phân ................60
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của pH dung dịch thủy phân đến quá trình thủy phân...........62
Bảng 3.7. Tỷ lệ mức các yếu tố quy hoạch thực nghiệm ..........................................63
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi và đặc điểm
cảm quan của dịch thuỷ phân...................................................................67
Bảng 3.9. Thành phần hoá học và vi sinh của sản phẩm A .....................................71
Bảng 3.10. Thành phần hoá học chính của sản phẩm A1 ..........................................72
Bảng 3.11. Thành phần dinh dưỡng chính của sản phẩm B ....................................73
Bảng 3.12. Số liệu trung bình suy ra từ 1 kg đầu tơm Sú tươi..................................75
Bảng 3.13. Hiệu suất thu nhận protein đầu tôm bằng phương pháp sử dụng enzyme
protease ..................................................................................................75
Bảng 3.14. Công thức phối chế nguyên liệu cho sản phẩm bột nêm có mùi, vị tôm76
Bảng 3.15. Điểm đánh giá chất lượng cảm quan của bột nêm tơm .........................78
Bảng 3.16. Hiệu suất trích ly protein phụ thuộc vào tỷ lệ CPTĐT/dung môi .........81
Bảng 3.17. Hiệu suất trích ly protein phụ thuộc vào pH của dung dịch hòa tan ......82
Bảng 3.18. Mức các yếu tố quy hoạch thực nghiệm.................................................83
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu nhận kết tủa protein ....................86
Bảng 3.20. Độ ẩm của sản phẩm protein phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ sấy ..89
Bảng 3.21. Thành phần hóa học chính của sản phẩm C ...........................................90
Bảng 3.22. Thành phần acid amin không thay thế của sản phẩm C .........................90
Bảng 3.23. Thành phần hóa học chính của sản phẩm protein D...............................91
Bảng 3.24. Hiệu suất thu nhận protein đầu tôm bằng phương pháp hóa học ...........92
DANH MỤC HÌNH
------Hình 1.1. Cấu tạo bên ngồi của con tơm ...................................................................3
Hình 1.2. Cấu tạo bên trong của con tơm....................................................................5
Hình 1.3. Sơ đồ qui trình sản xuất tơm thịt và tơm vỏ đơng lạnh.............................12
Hình 1.4. Sơ đồ qui trình sản xuất hạt nêm...............................................................33
Hình 2.1. Sơ đồ xử lý đầu tơm nguyên liệu ..............................................................36
Hình 2.2. Sơ đồ qui trình thu nhận các sản phẩm thuỷ phân protein đầu tôm bằng
enzyme Alcalase 2.4L ...............................................................................39
Hình 2.2. Sơ đồ khai thác protein có trong đầu tơm bằng phương pháp hóa học....46
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến NR ........................57
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ giữa enzyme/cơ chất đến sự tạo
thành của Nformol trong dịch thuỷ phân và hiệu suất thuỷ phân (NR) ........59
Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường đến hiệu suất thuỷ
phân (NR)..................................................................................................61
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH dung dịch thủy phân đến hiệu suất
thuỷ phân ..................................................................................................62
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian thuỷ phân đến sự tạo thành của
Nformol trong dịch thuỷ phân và hiệu suất thuỷ phân..................................68
Hình 3.6. Sản phẩm A (Dịch đậm đặc các sản phẩm thuỷ phân protein đầu tơm) ................72
Hình 3.7. Sản phẩm A1 (Bột qua sấy phun chứa các sản phẩm thuỷ phân protein đầu tơm) ... 73
Hình 3.8. Sản phẩm B (Bột thịt đầu tơm) .................................................................................. 74
Hình 3.9. Sơ đồ qui trình tạo hạt nêm tơm................................................................77
Hình 3.10. Mẫu hạt nêm A do chúng tơi nghiên cứu................................................79
Hình 3.11. Mẫu hạt nêm B (Aji-ngon tơm biển) của Ajinomoto..............................79
Hình 3.12. Sơ đồ qui trình khai thác protein bằng phương pháp hóa học ................80
Hình 3.13. Kết tủa protein.........................................................................................87
Hình 3.14. Sản phẩm protein qua sấy phu (sản phẩm D) .........................................88
Hình 3.15. Sản phẩm protein qua sấy tĩnh (sản phẩm C) ........................................89
1
MỞ ĐẦU
Tơm là lồi thuỷ sản có giá trị sử dụng và thương mại cao trên thị trường
trong nước và nước ngồi. Trong các mặt hàng về tơm xuất khẩu ở nước ta, tơm
tươi đơng lạnh có vị trí quan trọng nhất. Từ những năm 1990, do phát triển nhanh
tôm nuôi, đặc biệt là tôm Sú, nên hiện nay tôm Sú chiếm hơn 80 % về khối lượng
tôm đưa chế biến, tôm nguyên liệu do đánh bắt ở biển chiếm tỷ trọng không lớn.
Theo thống kê của Bộ thuỷ sản năm 2004, tổng sản lượng tơm Sú thu hoạch trên
tồn quốc là 268 nghìn 758 tấn, trong đó đồng bằng sông cửu long chiếm 72 %.
Năm 2007 [9], trong các mặt hàng thuỷ sản xuất khẩu, tôm đông lạnh đem lại 40,2
% tổng kim ngạch và là mặt hàng chiếm tỷ trọng lớn nhất. Khối lượng tôm đông
lạnh xuất khẩu là 161 nghìn 267 tấn, thu được 1 nghìn 508,959 triệu USD/2007.
Khi chế biến mặt hàng tôm Sú đông lạnh để xuất khẩu, lượng đầu tơm thải ra
trung bình chiếm trên dưới 40 % khối lượng của con tôm [8][11].
Do đó, khi sản phẩm tơm đơng lạnh xuất khẩu đạt đến 161 nghìn 267
tấn/2007, thì đồng thời lượng đầu tơm thải ra khơng dưới 100 nghìn tấn (tơm đơng
lạnh có thể ở dạng thịt, tức bỏ cả vỏ và đầu ; có thể chỉ bỏ đầu, ở dạng thân cịn vỏ).
Khối lượng đầu tôm thải ra này rất lớn. Hiện nay ở Việt Nam, đầu tôm chủ yếu
được sử dụng để làm thức ăn gia súc, hoặc làm nguyên liệu sản xuất chitin/chitosan.
Khi chế biến đầu tôm thành chitin/chitosan, thành phần protein có trong đầu tơm
khơng được quan tâm và bỏ đi hồn tồn.
Về thành phần hóa học [11], tính theo chất khô, đầu tôm chứa đến 53,5 %
protein thô (Ntổng x 6,25). Riêng thành phần nitơ phi protein (chiếm ~ 20 % nitơ tổng)
có gần 50 % là acid amin tự do, trong khi NH3, trimethylamine oxyt (TMAO) có
hàm lượng thấp [45], do đó, nước luộc tơm thường có mùi thơm, vị ngọt thịt. Vì thế,
chúng tơi cho rằng, từ đầu tơm có thể khai thác protein ở dạng các chế phẩm có giá
trị sử dụng cao hơn. Từ những điều kể trên, thực hiện “NGHIÊN CỨU KHAI THÁC
VÀ SỬ DỤNG PROTEIN CĨ TRONG ĐẦU TƠM” có ý nghĩa thực tế nhất định.
Ha My Thuan
☺
2
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
Ha My Thuan
☺
3
1.1. NHỮNG THÔNG TIN TỔNG QUÁT VẾ CON TÔM
1.1.1 ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CON TƠM [2][5][14]
Tơm là một trong những nhóm động vật giáp xác. Chúng được sắp xếp theo
hệ thống phân loại của Holthuis (1980) và Barnes(1987) như sau :
Ngành
:
Arthopoda
Ngành phụ
:
Crustacea
Lớp
:
Malacostraca
Lớp phụ
:
Eumalacostraca
Bộ
:
Decapoda (Bộ mười chân)
Bộ phụ
:
Macrura natantia (Bộ phụ tôm bơi).
Tôm Sú, đối tượng nghiên cứu trong luận án này thuộc họ Penaeidae (tơm
He), giống Penaeus, lồi Penaeus monodon.
Cấu tạo của con tôm
Mỗi con tôm được cấu tạo bởi hai phần rõ rệt: phần đầu ngực
(Cephalothorax) và phần thân (Abdomen), trong đó phần thân là phần chứa các
thành phần dinh dưỡng chính (đối với con người) của con tơm vì chứa tồn bộ khối
thịt tơm.
Hình 1.1. Cấu tạo bên ngồi của con tơm
Ha My Thuan
☺
4
Tồn bộ cơ thể con tơm có 20 đốt và 19 đôi phụ bộ.
- Phần đầu ngực: gồm 13 đốt và 13 đơi phụ bộ, dính liền thành một khối, bên
ngồi được lớp vỏ giáp bao bọc (Carapace), phía trước vỏ giáp kéo dài tạo thành
chuỷ (Rostrum), cạnh trên và dưới chuỷ thường có nhiều răng (Spines), số lượng
răng và cách sắp xếp tùy thuộc đặc điểm cấu tạo của mỗi giống, loài. Cấu tạo và
chức năng sinh học các đôi phụ bộ ở phần đầu ngực như sau:
Râu A1 (Antennula) cấu tạo gồm 2 phần: phần gốc gồm 3 đốt, đốt thứ nhất
dài hơn cả. Ở phần cuối của đốt thứ 3 mang 2 nhánh dạng sợi phân đốt (nhánh ngồi
và nhánh trong). Râu A1 có chức năng ngửi, phát hiện vật mồi và ngồi ra cịn điều
chỉnh trạng thái cân bằng cơ thể.
Râu A2 (Antenna): gồm phần gốc 2 đốt, trên đốt thứ 2 có 2 nhánh (nhánh
ngồi và nhánh trong). Nhánh ngồi có dạng lá gọi là vẩy râu (Scaphocerite), nhánh
trong nhỏ, dạng sợi rất dài. Chức năng sinh học là ngửi, phát hiện vật mồi và giữ
trạng thái cân bằng cơ thể.
Hàm lớn (Landibula): gồm 2 mảnh có cấu tạo bằng chất sừng, có răng khớp
nhau. Chức năng sinh học là nghiền nát thức ăn.
Hàm nhỏ 1 và hàm nhỏ 2 (Maxillula và Maxilla): cấu tạo gồm 2 nhánh điển
hình, nhánh ngồi biến đổi dạng lá. Chức năng sinh học là hỗ trợ cho việc bắt mồi
và giúp hoạt động hô hấp.
Hàm nhỏ 1 – 3 (Maxiliped 1 – Maxiliped 3): Cấu tạo gồm 2 nhánh trong nhỏ,
nhánh ngoài phát triển. Chức năng sinh học là giúp cho hoạt động dinh dưỡng và
hoạt động bơi lội.
Chân bò 1 – 5 hay chân ngực 1 – 5 (Periopod 1 – Priopod 5): Cấu tạo gồm 2
đôi (họ Caridea) hoặc 3 đôi (họ Penaeidea). Chân ngực đầu tiên dạng càng hay kìm
(Chela) các đơi chân ngực cịn lại đồng dạng và có vuốt nhọn ở phần ngọn. Chức
năng sinh học là bắt mồi và giúp hoạt động bò.
- Phần thân: gồm 7 đốt, mỗi đốt có một vịng vỏ (Segment), vòng vỏ của đốt trước
che lấp một phần vòng vỏ lớp sau. Cuối phần bụng là một gai nhọn gọi là Telson.
Các đôi phụ bộ của phần bụng gồm:
Ha My Thuan
☺
5
Chân bơi hay chân bụng 1 – 5 (Pleopod 1 – pleopod 5): có 5 đơi chân bơi,
mỗi chân bơi có phần gốc gồm 2 đốt, phần ngọn gồm 2 nhánh: nhánh trong và
nhánh ngồi với hình dạng tương đương. Chức năng sinh học là dùng để bơi lội
(tôm Caridea, chân bơi cịn giúp cho hoạt động ấp trứng).
Hình 1.2. Cấu tạo bên trong của con tôm
Hầu như tất cả các cơ quan hơ hấp, tuần hồn, nội tạng của con tôm đều nằm
trong phần đầu ngực. Phần thân chỉ chứa ruột và động mạch chủ. Trong các cơ quan
nội tạng và mang tơm có mặt hều hết các enzyme trong con tơm, đặc biệt là hệ
enzyme protease có hoạt lực rất mạnh, là nguồn gốc cho quá trình phân giải, phân
huỷ thịt tơm gây hư hỏng trong q trình bảo quản.
Ha My Thuan
☺
6
1.1.2. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA CON TÔM [40][2][8]
1.1.2.1. Khối lượng các thành phần của con tôm
Khối lượng các thành phần của con tôm là một trong những chỉ tiêu quan
trọng để đánh giá giá trị thực phẩm và các đặc tính kỹ thuật của chúng.
Bảng 1.1. Khối lượng các thành phần của con tơm [8]
LOẠI TƠM
TƠM SÚ
TƠM ĐẤT
TƠM
CHỐNG
TƠM BẠC
Kich cỡ
(số con/kg)
Các thành phần (%)
tỷ lệ trung bình
Đầu
của thịt tơm(%)
vỏ
Thịt
40-60
41,37 14,94 43,69
80-100
42,37 13,82 43,81
170-180
37,90 18,60 43,50
192-200
38,32 15,68 45,00
240-260
41,00 21,24 37,76
400-420
45,00 23,00 32,00
90
40,90 13,00 46,10
120
39,50 13,50 47,00
160
38,46 15,54 46,00
200
40,00 13,80 46,20
120
45,50 14,98 39,52
200
41,00 20,00 39,00
240
40,65 23,35 36,00
280
43,33 23,33 33,34
100
40,00 13,10 46,90
125
38,50 12,50 49,00
250
37,60 13,00 49,40
40,79
46,32
36,96
48,43
Phần ăn được của con tôm (thân tôm không vỏ) chỉ chiếm từ 32 – 49,40 %
trọng lượng nguyên con tôm và trọng lượng này cũng phụ thuộc vào lồi tơm và
Ha My Thuan
☺
7
kích cỡ con tơm. Đầu tơm chiếm từ 37 đến 45 % khối lượng con tôm. Trừ tôm Đất
và tôm Bạc, các loại tơm khác có kích cỡ càng nhỏ thì tỉ lệ đầu tơm càng lớn.
Tơm Sú có tỷ lệ phần đầu trung bình là 40,1 %, phần thịt tơm có khối lượng
tương đương như phần đầu. Do đó nếu chế biến các sản phẩm tơm bỏ đầu thì tỷ lệ
phế liệu đầu tôm thải ra tương đương với sản phẩm thu nhận được.
1.1.2.2. Thành phần hóa học của thịt tơm
Thành phần hóa học chính của thịt thân tơm
Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính trung bình của phần ăn được trong con tôm
(Thân tôm không vỏ) [8]
STT
Loại tôm
Chỉ tiêu
Tơm Sú
Tơm Đất
Tơm Sắt
Tơm Chống
1
Ẩm
74,79
74,60
75,32
74,80
2
Protein tổng
24,06
24,13
22,92
23,56
(Ntổng x 6,25)
3
Lipid tổng
0,30
0,30
0,37
0,47
4
Tro tổng
1,47
1,51
1,35
1,28
5
Nphi protein
-
-
22,30
22,30
(% N chung)
Thịt tơm là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Protein là thành
phần dinh dưỡng chính, bao gồm đủ loại acid amin khơng thay thế [27]. Hàm lượng
của nhóm lipid trong thịt thân tơm khơng đáng kể (phần lớn lipid được cấu tạo từ
các aicd béo khơng bão hịa [36][41]). Thành phần hóa học của thịt tôm không khác
nhau nhiều ở các loại tôm khác nhau.
Trong thành phần nitơ của thịt tôm, nitơ phi protein chiếm khoảng 22 % nitơ
chung. Người ta đã biết [45], các acid amin tự do chiếm > 50 % nitơ phi protein và
gần như quyết định mùi, vị của thịt tơm. Mặt khác, nhóm nitơ phi protein dễ hịa tan
trong nước, do đó trong q trình chế biến đầu tơm, nếu sử dụng với mục đích thu
Ha My Thuan
☺
8
nhận sản phẩm từ đầu tôm để tạo mùi, vị tơm cho sản phẩm thực phẩm cần có mùi,
vị tơm thì phải quan tâm đến việc tận thu, tạo và thu nhận lượng nitơ phi protein.
Khi thu nhận chế phẩm nitơ protein (như chế phẩm Protein Isolate) thì gần như loại
bỏ hoàn toàn phần nitơ phi protein này.
Thành phần acid amin không thay thế của thịt tôm
Bảng 1.3. Thành phần acid amin không thay thế của một số loại protein
Loại protein
Loại
Protein cơ thịt
Protein cơ
Protein cơ
Casein của
tôm Sú [8]
thịt cá [30]
thịt bị [30]
trứng [30]
Valine
4,4
5,2
5,3
7,3
Leucine
7,9
9,2
7,6
9,2
Isoleucine
4,1
5,0
5,7
8,0
Methionine
2,9
2,7
2,5
4,1
Treonine
4,0
5,5
4,5
4,9
Phenylalanine
4,2
4,7
4,2
6,3
Lysine
8,8
10,6
8,9
7,2
Tryptophan
1,3
1,4
1,4
1,5
acid amin
Acid
amin
khơng
thay
thế
Từ bảng 1.3 cho thấy giá trị dinh dưỡng về protein cơ thịt tôm không khác nhau
nhiều so với protein của các loại cơ thịt động vật khác.
Ha My Thuan
☺
9
Protein của cơ thịt tôm [1][41]
Trong thịt tôm, nước chiếm khoảng 80 %, phần còn lại là protein, lipid,
glucid, vitamin, khống, trong đó phần protein chiếm khoảng 70 – 80 % chất khơ.
Protein của thịt tơm có chứa đầy đủ các acid amin cần thiết giống như thịt động vật
trên cạn.
Có thể chia protein trong mơ cơ của tơm thành 3 nhóm sau:
-
Protein cấu trúc (actin, myosin, tropomyosin và actomyosin), chúng chiếm
khoảng 70 % – 80 % tổng hàm lượng protein, các protein hịa tan trong các dịch
muối trung tính với nồng độ ion khá cao (≥ 0,5 M).
- Protein tương cơ (myoalbumin, glubulin và các enzyme), chúng hòa tan trong các
dung dịch muối trung tính với nồng độ ion thấp (≤ 0,15 M). Nhóm này chiếm 25 %
– 30 % protein.
- Protein mô liên kết - điểm đẳng điện của protein tôm vào khoảng 4,5 – 5,5, ở độ
pH này các protein trung tính về điện và kém ưu nước hơn so với trạng thái ion hóa,
điều đó có nghĩa là lực liên kết nước và độ hòa tan ở điểm cực tiểu. Nếu pH cao hơn
hoặc thấp hơn điểm đẳng điện thì độ hịa tan sẽ tăng lên.
Tỷ lệ của các loại protein này phụ thuộc vào sự phát triển giới tính của tơm
và chúng giao động trong suốt chu kỳ sinh trưởng [2].
Khống chất trong thịt tơm
Tơm là loại thực phẩm khá giàu chất khoáng. Hàm lượng chất khống có
trong thịt tơm biến thiên trong khoảng 0,6 – 1,5 % khối lượng thịt tươi. Hàm lượng
này đặc trưng theo loài và biến thiên theo mùa, đồng thời hàm lượng chất khống
cịn phụ thuộc rất lớn vào điều kiện môi trường sống của tôm.
Bảng 1.4. Hàm lượng một số ngun tố khống có trong thịt tơm [30].
Hàm lượng (ppm)
Nguyên tố
Trung bình
Khoảng biến thiên
(1)
(2)
(3)
Ca
519,17
392 - 630
Ha My Thuan
☺
10
(1)
(2)
(3)
P
1750,33
1204 - 2677
K
2463,5
1140 - 3787
Mg
364,47
336 - 424,4
Na
2943
1092 - 4794
Fe
25,33
3,2 - 63
Zn
20,54
7,3 - 48,04
Cu
4,99
0,72 - 20,73
Mn
0,48
0,34 - 0,63
Ni
0,50
0,30 - 0,84
Cd
0,04
0,01 - 0,10
Cr
0,08
0,01 - 0,02
Co
1,31
0,71 - 1,91
Pb
2,12
0,35 - 3,89
Hg
0,14
0,12 - 0,15
Ngoài ra, theo tài liệu tham khảo [47], thịt tơm cịn là thực phẩm rất giàu
vitamin, bao gồm khoảng 9 loại vitamin (như Riboflavin, Biotin, Acid folic, Acid
ascorbic), hàm lượng vitamin này cũng đặc trưng theo loài và biến đổi theo mùa vụ.
Trong thịt tơm cịn có chứa một lượng hydrate carbon 1 %– 2 %.
Ha My Thuan
☺
