Xử lý phụ phế phẩm từ tôm bằng phương pháp vi sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP- TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN TRỊNH NGỌC VINH MSSV: DTP 010845 XỬ LÝ PHỤ PHẾ PHẨM TỪ TÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PGS.TS. Nguyễn Văn Bá Ks. Đào Văn Thanh Tháng 6. 2005 XỬ LÝ PHỤ PHẾ PHẨM TỪ TÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH Do sinh viên: TRỊNH NGỌC VINH thực hiện và đệ nạp Kính trình Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xét duyệt Long xuyên, ngày……tháng….năm ……..2005 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1 PGS.TS. Nguyễn Văn Ks. Đào Văn Thanh TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2 Ks. Đào Văn Thanh PGS.TS. Nguyễn Văn Bá GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn đính kèm với tên đề tài: XỬ LÝ PHỤ PHẾ PHẨM TỪ TÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH Do sinh viên: TRỊNH NGỌC VINH Thực hiện và bảo vệ trước Hội đồng ngày:…………................................... Luận văn đã được hội đồng đánh giá ở mức:……………............................ Ý kiến của Hội đồng:……………………………………… ........................ …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Long xuyên, ngày…..tháng…..năm 200… DUYỆT BAN CHỦ NGHIỆM KHOA NN-TNTN Chủ Tịch Hội đồng TIỂU SỬ CÁ NHÂN Hình 4 x 6 Họ và tên: TRỊNH NGỌC VINH Ngày tháng năm sinh: 24 - 11 - 1982 Nơi sinh: Xã Định Hưng – Huyện Thiệu Yên – Tỉnh Thanh Hóa Con Ông: TRỊNH NGỌC VÍCH và Bà: TRỊNH THỊ ANH Địa chỉ : Số nhà 300/8 - Tổ 8 - Ấp Lò Bom – Thị trấn Kiên Lương – Huyện Kiên Lương – Tỉnh Kiên Giang. Đã tốt nghiệp phổ thông năm : 2001 Vào Trường Đại học An Giang năm: 2001 học lớpDH2TP1 khoá II thuộc Khoa Nông Nghiệp và Tài Nguyên Thiên Nhiên và đã tốt nghiệp kỹ sư ngành Công Nghệ Thực Phẩm năm 2005. LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành biết ơn: Thầy Nguyễn Văn Bá, Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học - Trường Đại Học Cần Thơ. Thầy Đào Văn Thanh, bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Trường Đại Học An Giang. Đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn khoa học trong suốt quá trình tôi thực hiện đề tài này. Tập thể thầy, cô thuộc bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp - Trường Đại Học An Giang. Tập thể thầy, cô quản lí phòng thí nghiệm bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp - Trường Đại Học An Giang. Cùng các bạn hữu, đồng môn đã giúp đỡ tận tình và cùng tôi chia xẻ những khó khăn để hoàn thành quyển luận văn này. Tôi mãi mãi ghi nhận sự giúp đỡ quý báu của các thầy, các cô và các bạn hữu. TÓM TẮT Đầu vỏ tôm tươi thường được sử dụng để chăn nuôi gia súc, gia cầm, thủy sản, nhưng do ảnh hưởng bởi mùa vụ nên nguồn cung cấp không được liên tục. Để có thể bảo quản đầu vỏ tôm sử dụng lâu dài hơn cho chăn nuôi gia súc, gia cầm và thủy sản, việc tìm biện pháp xử lí thích hợp phụ phế phẩm từ tôm bằng phương pháp vi sinh là hết sức cần thiết. Thí nghiệm được bố trí theo thể thức thừa số gồm 3 nhân tố, mỗi nhân tố có 3 mức độ: (1) Nồng độ muối (A), (2) Nồng độ đường (B) và (3) Hàm lượng chế phẩm vi khuẩn Lactobacillus sp. (C), gồm tổ hợp 27 nghiệm thức và lặp lại 2 lần. Phương pháp ủ chua sử dụng 25% đường kem vàng, 10% muối và 1,5% bột vi khuẩn Lactobacillus sp., 30% nước so với trọng lượng nguyên liệu đầu vỏ tôm tươi là tốt nhất. Điều kiện ủ không đòi hỏi phải xay nghiền nguyên liệu như một số tác giả đã thực hiện, và quá trình ủ được tiến hành ở nhiệt độ thường, trong thí nghiệm là vào mùa khô, nhiệt độ không khí từ 29 – 32oC. pH sau khi ủ 3 ngày đạt 4,03 và giảm nhẹ ở các ngày sau đó. Sau 15 ngày ủ, pH giữ ở mức 3,76 mà không xuống quá thấp, đủ để bảo quản lâu dài. Hàm lượng acid lactic ở nhóm nghiệm thức này sau 3 ngày đạt 12,38g/lít đủ để bảo quản. Hàm lượng NH3 sau 10 ngày là rất thấp (0,043%) và biến động này là không đáng kể sau 12 ngày ủ (0,045%). Phương tiện ủ đơn giản, phù hợp với hộ chăn nuôi gia đình. Sản phẩm sau 3 - 5 ngày ủ là có thể sử dụng được và có thể tồn trữ khoảng một tháng mà không có biến đổi lớn về giá trị dinh dưỡng, không ảnh hưởng lớn đến việc bổ sung với tỷ lệ thích hợp vào khẩu phần nuôi gia súc, gia cầm, vật nuôi thủy sản…. Triển vọng của việc sử dụng đầu vỏ tôm ủ chua không chỉ ở hiệu quả kinh tế mà còn mở ra khả năng giải quyết phế phẩm đầu vỏ tôm một cách hiệu quả, vừa tránh ô nhiễm trong những lúc dư thừa, vừa giúp ổn định nguồn thức ăn bổ sung đạm, khoáng dành cho chăn nuôi gia súc, gia cầm thủy sản trong nhân dân. MỤC LỤC Nội dung Trang Cảm tạ ...............................................................................................i Tóm tắt ............................................................................................. ii Mục lục .............................................................................................iii Danh sách bảng ................................................................................ v Danh sách hình .................................................................................vi Danh mục các từ viết tắt..................................................................viii Danh sách phụ chương .....................................................................ix Chương I Đặt vấn đề........................................................................................ 1 Chương II Lược khảo tài liệu........................................................................... 3 2.1. Tình hình nghiên cứu đầu vỏ tôm làm thức ăn gia súc ............. 3 2.2. Tính chất của đầu vỏ tôm trong tồn trữ tự nhiên....................... 4 2.3. Các phương pháp bảo quản đầu vỏ tôm.................................... 5 2.3.1. Cơ sở lý thuyết cuả quá trình lên men.................................... 7 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình muối chua sản phẩm...... 10 2.4Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................. 11 2.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng nước........................................... 11 Chương III Vật liệu và phương pháp thí nghiệm ........................................... 12 3.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu .................................................... 12 3.2. Phương pháp thí nghiệm .......................................................... 12 3.3. Phương pháp thực hiện ............................................................ 13 3.4.Các chỉ tiêu theo dõi ................................................................. 13 Quy trình ủ chua sản phẩm ............................................................ 14 Sơ đồ bố trí thí nghiệm.................................................................... 14 3.5. Phương pháp láy mẫu............................................................... 15 3.6. Phương pháp phân tích ............................................................ 15 3.6.1. Phương pháp xác định hàm lượng acic lactic toàn phần....... 15 3.6.2. Phương pháp xác định hàm lượng NH3 ................................ 15 3.6.3. Phương pháp xác định hàm lượng chất khô.......................... 16 Chương IV Kết quả và thảo luận ....................................................................... 18 4.1. Quá trình lên men acid lactic trong ủ chua đầu vỏ tôm ...........….19 4.2. Biến động cuả pH trong quá trình ủ .......................................….28 4.3. Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng cuả đầu cỏ tôm ủ chua theo thời gian................................................................................ 42 4.3.1. Vật chất khô ............................................................................... 42 4.3.2. Về NH3....................................................................................................................................45 4.4. Thảo luận thí nghiệm..................................................................... 48 4.4.1. Về hàm lượng chế phẩm vi sinh, hàm lượng đường, hàm lượng muối sử dụng cho mẻ ủ và hàm lượng acid lactic sản sinh ............ 48 4.4.2. Về pH mẻ ủ ................................................................................ 49 4.4.3. Về hàm lượng NH3 cuả mẻ ủ ..................................................... 50 4.4.4. Về vật chât1 khô......................................................................... 50 4.4.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men acid lactic…... 51 4.4.5.1. Đường...................................................................................... 51 4.4.5.2. Vi khuẩn lactic ........................................................................ 51 4.4.5.3. Muối ăn.................................................................................... 51 4.4.5.4. Nước ........................................................................................ 52 4.6. Kết luận cuả thí nghiệm ................................................................ 52 Chương V Kết luận và đề nghị................................. .................................……...53 Tài liệu tham khảo.................................. ................................ ………54 Danh sách bảng Bảng số Tựa bảng Trang 1 Thành phần hoá học cuả đầu vỏ tôm................................. 4 2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm.............. ...................................... 13 3 Hàm lượng Acid lactic (gram/lít) cuả các nghiệm thức ủ theo thời gian............................ ...................................... 18 4 pH cuả các nghiệm thức ủ theo thời gian......................... 28 5 Hàm lượng chất khô của các mẻ ủ theo thời gian ............ 42 6 Hàm lượng NH3 của các mẻ ủ theo thời gian................... 44 Danh sách hình Hình số Tên hình Trang 1 Các chuỗi phản ứng lên men hexos cuả vi khuẩn lactic ………………...9 2 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 3 ngày ủ của các mẫu ở 7% muối ......................................................................... 19 3 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 3 ngày ủ của các mẫu ở 10% muối........................................................................ 19 4 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 3 ngày ủ của các mẫu ở 12% muối........................................................................ 19 5 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 5 ngày ủ của các mẫu ở 7% muối.......................................................................... 21 6 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 5 ngày ủ của các mẫu ở 10% muối........................................................................ 21 7 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 5 ngày ủ của các mẫu ở 12% muối........................................................................ 21 8 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 7 ngày ủ của các mẫu ở 7% muối.......................................................................... 23 9 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 7 ngày ủ của các mẫu ở 10% muối........................................................................ 23 10 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 7 ngày ủ của các mẫu ở 12% muối........................................................................ 23 11 Hàm lượng Acid lactic theo hàm lượng vi khuẩn theo thời gian........... 24 12 Hàm lượng Acid lactic theo hàm lượng đường theo thời gian.............. 25 13 Hàm lượng Acid lactic theo hàm lượng muối theo thời gian................. 26 14 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH ban đầu của các mẻ ủ ở 7% muối............ 29 15 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH ban đầu của các mẻ ủ ở 10% muối.......... 29 16 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH ban đầu của các mẻ ủ ở 12% muối .......... 29 17 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 3 ngày của các mẫu ở 7% muối ........ 31 18 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 3 ngày của các mẫu ở 10% muối ...... 31 19 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 3 ngày của các mẫu ở 12% muối ...... 31 20 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 5 ngày của các mẫu ở 7% muối ........ 33 21 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 5 ngày của các mẫu ở 10% muối ...... 33 22 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 5 ngày của các mẫu ở 21% muối ...... 33 23 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 7 ngày của các mẫu ở 7% muối ........ 35 24 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 7 ngày của các mẫu ở 10% muối ...... 35 25 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 7 ngày của các mẫu ở 12% muối ...... 35 26 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 15 ngày của các mẫu ở 7% muối ...... 37 27 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 15 ngày của các mẫu ở 10% muối .... 37 28 Biểu đồ mặt đáp ứng của pH sau 15 ngày của các mẫu ở 12% muối .... 37 29 pH theo hàm lượng vi khuẩn theo thời gian........................................... 38 30 pH theo hàm lượng đường theo thời gian .............................................. 39 31 pH theo hàm lượng mưối theo thời gian ................................................ 40 32 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng NH3 sau 10 ngày của các mẫu ở 15% đường .................................................................... 45 33 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng NH3 sau 10 ngày của các mẫu ở 20% đường .................................................................... 45 34 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng NH3 sau 10 ngày của các mẫu ở 25% đường .................................................................... 45 35 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng NH3 sau 12 ngày của các mẫu ở 15% đường .................................................................... 47 36 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng NH3 sau 12 ngày của các mẫu ở 20% đường ..................................................................... 47 37 Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng NH3 sau 12 ngày của các mẫu ở 25% đường ..................................................................... 47 Nguyên liệu vỏ đầu tôm tươi................. .............................. Phụ lục hình Sản phẩm vỏ đầu tôm muối chua .......... .............................. Phụ lục hình Danh mục các từ viết tắt Kí tự Ý nghĩa A1 Hàm lượng muối 7% A2 Hàm lượng muối 10% A3 Hàm lượng muối 12% B1 Hàm lượng đường 15% B2 Hàm lượng đường 20% B3 Hàm lượng đường 25% C1 Hàm lượng chế phẩm vi khuẩn 1% C2 Hàm lượng chế phẩm vi khuẩn 1,5% C3 Hàm lượng chế phẩm vi khuẩn 2% Danh Sách phụ chương Phụ chương Tên phụ chương Trang 1 Bảng phân tích thống kê pH ban đầu các mẻ ủ ..........…. pc-1 2 Bảng phân tích thống kê pH các mẻ ủ sau 3 ngày ....…. pc-3 3 Bảng phân tích thống kê pH các mẻ ủ sau 5 ngày ....…. pc-5 4 Bảng phân tích thống kê pH các mẻ ủ sau 7 ngày ....…. pc-7 5 Bảng phân tích thống kê pH các mẻ ủ sau 15 ngày ...…. pc-9 6 Hàm lượng Acid lactic các mẻ ủ sau 3 ngày.... ………...pc-11 7 Bảng phân tích thống kê Hàm lượng Acid lactic các mẻ ủ sau 5 ngày... ……….......................…………pc-13 8 Bảng phân tích thống kê hàm lượng Acid lactic các mẻ ủ sau 7 ngày..………… ....................…………pc-15 9 Bảng phân tích thống kê hàm lượng NH3 các mẻ ủ sau 10 ngày........ ............................…………pc-17 10 Bảng phân tích thống kê hàm lượng NH3 các mẻ ủ sau 12 ngày........ ............................…………pc-19 11 Bảng phân tích thống kê hàm lượng chất khô các mẻ ủ sau 10 ngày........ ............................…………pc-21 12 Bảng phân tích thống kê hàm lượng chất khô các mẻ ủ sau 12 ngày........ ............................…………pc-23 CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là một quốc gia ven biển Đông Nam Á, được sự ưu đãi của thiên nhiên. Việt Nam có bờ biển dài, rộng và rất thuận lợi cho sự phát triển của ngành thuỷ sản. Ngoài ra, phần lớn lãnh thổ nước ta là sông nước nên nguồn thuỷ sản rất phong phú. Trước đây, do không được trang bị phương tiện đánh bắt tốt, chưa áp dụng phương tiện đánh bắt hiện đại nên nguồn thuỷ sản của nước ta chưa được khai thác triệt để. Hiện nay, nước ta đã khắc phục được tương đối tốt nhược điểm này và khai thác tốt nguồn lợi thuỷ sản quý do thiên nhiên ban tặng. Trong đó, giáp xác là nguồn nguyên liệu dồi dào, chiếm 30% - 35% tổng sản lượng nguyên liệu thuỷ sản ở Việt Nam. Trong công nghiệp chế biến thuỷ sản xuất khẩu, tỉ lệ cơ cấu các mặt hàng tôm đông lạnh chiếm 40% - 60% công suất chế biến của các nhà máy chế biến thuỷ sản đông lạnh. Theo đó, các nhà máy chế biến đã thải bỏ một lượng khá lớn (khoảng 50.000 tấn/năm) phụ phế phẩm từ tôm. (www.tintucvietnam.com – 2004). Tuy nhiên, vấn đề xử lí phụ phế phẩm (đầu, vỏ) từ tôm và các phế phẩm từ tôm xuất khẩu hiện nay đang là vấn đề khó khăn. Hiện tại, các công ty, cơ sở chế biến thuỷ sản cũng đã có một số giải pháp: Bán tươi (hoặc khô) một phần phụ phế phẩm làm thức ăn gia súc, phần còn lại phải bỏ làm rác thải… Sản xuất chitin từ vỏ tôm bằng phương pháp thuỷ phân protein theo phương pháp hoá học. Giải pháp đầu không cho giá trị kinh tế cao. Giải pháp thứ hai khá tốn kém. Và cả hai giải pháp đều gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái. Để đáp ứng nhu cầu thực tiễn trên, việc nâng cao giá trị kinh tế từ con tôm và giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường từ phụ, phế phẩm của tôm cũng như góp phần làm tăng thêm số lượng các sản phẩm chế biến từ con tôm là cần thiết. Do vậy, cần nghiên cứu và phát triển công nghệ chế biến và bảo quản lượng phụ phế phẩm trên nhằm nâng cao giá trị sử dụng của phụ, phế phẩm từ tôm. Đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế của ngành công nghiệp chế biến tôm và hạn chế ô nhiễm môi trường do phụ, phế phẩm từ tôm gây ra. Kinh nghiệm dân gian đã sử dụng đường, gạo nếp trong việc chế biến mắm và bảo quản cá mắm chua bằng cách rang gạo nếp xay nhuyễn và trộn với cá muối, sau đó đem nén chặt vào chum, vại và trên cùng đổ một lớp nước muối hoặc nước mắm hoặc sử dụng đường và nước mắm để muối chua tôm. Sản phẩm muối chua có thể kéo dài thời gian tồn trữ và tăng mùi vị thơm ngon. Một vài tác giả cũng đã sử dụng vỏ đầu tôm ủ chua nuôi heo thịt. Lê Văn Liển, Nguyễn Thiện (1995), dùng 5% vỏ đầu tôm ủ chua thay thế bột cá trong khẩu phần thức ăn nuôi heo thịt cho kết quả tăng trọng và tiêu tốn thức ăn tương đương khẩu phần có 100% bột cá. Từ những khó khăn ở trên, và trên cơ sở tiếp thu những kinh nghiệm trên, chúng tôi thử nghiệm ủ chua đầu vỏ tôm và thêm vi khuẩn Lactobacillus Sp giúp quá trình lên men nhanh hơn. Để đạt được mục đích trên, tôi đề ra mục tiêu là: Khảo sát nồng độ đường, nồng độ muối, nồng độ vi khuẩn Lactobacillus Sp thích hợp trong việc bảo quản đầu vỏ tôm bằng phương pháp lên men ủ chua. Sản phẩm tạo ra là: “ Đầu, vỏ tôm muối chua “ chứa hàm lượng protein cao, là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho gia súc, gia cầm, vật nuôi thủy sản. Ngoài ra, nó còn có hàm lượng acid cao, pH thấp nên bảo quản được tốt hơn. Qua đó, góp phần tạo ra sản phẩm có chất lượng hơn, có tính phổ biến rộng rãi hơn, có giá trị kinh tế cao hơn và giảm thiểu việc gây ô nhiễm môi trường. CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Tình hình nghiên cứu đầu vỏ tôm làm thức ăn gia súc Đầu vỏ tôm, phụ phẩm trong ngành chế biến thuỷ hải sản, đã được nhiều tác giả nghiên cứu và sử dụng làm thức ăn gia súc, có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của đầu và vỏ tôm. Theo Vũ Duy Giảng (1995), bột đầu tôm được chế biến từ đầu, càng, vỏ tôm là nguồn protein động vật rất tốt cho gia súc, gia cầm. Giá trị dinh dưỡng của bột đầu tôm thấp hơn bột cá và bột máu. Bột đầu tôm có 33 – 34% protein, trong đó có 4 – 5% lysin và 2,7% methionin. Theo Dương Xuân Tuyển, đầu vỏ tôm tươi đem hấp cách thuỷ có chứa chất khô là 26,40% và protein thô khoảng 11,38%, trong khi protein thô trong vỏ đầu tôm muối chua là 11,20%. Chất xơ trong đầu vỏ tôm khá cao và biến động tuỳ theo thành phần đầu vỏ tôm, hàm lượng thay đổi từ 3,3 – 6,0%. Calci, phospho là thành phần khá quan trọng trong đầu vỏ tôm. Đầu vỏ tôm tươi đem hấp chứa 3,68% calci và 0,22% phospho, tro và đầu vỏ tôm ủ chua có hàm lượng calci 2,15% và phospho 0,44%. Bột đầu vỏ tôm sấy khô chứa 5,2% calci và 0,9% phospho (Dương Xuân Tuyển - 1992). Đầu vỏ tôm tươi ít được sử dụng nuôi heo nhưng được sử dụng khá phổ biến như nguồn thức ăn bổ sung đạm trong chăn nuôi vịt đẻ. Vỏ đầu tôm tươi đem hấp được Dương Xuân Tuyển (1992) sử dụng đến 46% và lúa là nguồn thức ăn năng lượng chính nuôi vịt đẻ CV super M tại trại Vigova cho năng suất trứng 160 quả/năm so với tiêu chuẩn của Anh về năng suất trứng đối với giống vịt bố mẹ 170 quả/năm. Một vài tác giả cũng đã sử dụng vỏ đầu tôm ủ chua nuôi heo thịt. Lê Văn Liễn, Nguyễn Thiện (1995), dùng 5% đầu vỏ tôm ủ chua thay thế bột cá trong khẩu phần thức ăn nuôi heo thịt cho kết quả tăng trọng và tiêu tốn thức ăn tương đương khẩu phần có 10% bột cá. (Theo Nguyễn Thị Thu Vân – 1997). Bảng 1: Thành phần hoá học của vỏ, đầu tôm Nguyên liệu ẩm (%) Protein (%) Tro (%) Lipid (%) Chitin (%) Tôm hùm (Linuparus trigonus) 13,5 17,0 54,7 _ _ Tôm he 92,4 61,6 26,67 1,4 30,0 Tôm sú (Penaeus monodon) 9,7 42,8 20,8 1,2 36,5 Tôm bạc, tôm thẻ (Penaus sp) 4,0 45,0 31,7 0,4 27,2 Tôm sông (Procamparus clarkii) 10,3 57,9 0,3 17,1 Nguồn: Tô Quang Trường - 2004 2.2. Tính chất đầu vỏ tôm trong quá trình tồn trữ tự nhiên Tôm tép sau khi thu hoạch được bảo quản bằng cách ướp nước đá và vận chuyển đến nhà máy. Đầu vỏ tôm là sản phẩm phụ của quá trình sơ chế của tôm bóc vỏ, do vậy đầu vỏ tôm chỉ giữ được trạng thái tươi trong vài giờ, sau đó nó chuyển thành màu đỏ. Phần vỏ tôm ở trạng thái khô và vỏ tôm sẽ có mùi hôi nếu không được bảo quản kỹ. Mùi hôi của đầu, vỏ tôm do quá trình xâm nhập, phân huỷ của vi khuẩn gây thối gồm vi khuẩn háo khí và yếm khí. Chúng tiết ra men phân giải chất đạm và NH3 cũng được sản sinh trong quá trình phân giải protid. Một số chất khác cũng được tạo ra như acid carbonic, acid sulfuric, acid formic, acid acetic, acid succinic và một số độc tố. (Nguyễn Vinh Phước, 1980). Hiện tượng gây thối nguyên liệu Khi gặp trường hợp tôm quá nhiều, chế biến không kịp mà bảo quản không kỹ, dễ xảy ra hiện tượng thối nguyên liệu. Nguyên nhân: 9 Phản ứng oxy hoá xảy ra giữa các gốc amin tạo thành: aldehyl, cetone, indon… 9 Do vi sinh vật phân huỷ. Cách khắc phục: Bảo quản kỹ nguyên liệu bằng cách trữ lạnh hoặc ướp đá (đều ở nhiệt độ <10oC), thời gian không quá 24h . Tóm lại, nếu để nguyên liệu quá lâu, sẽ gây ra hiện tượng đốm đen, biến đỏ, thối nguyên liệu. Do đó, làm giảm giá trị dinh dưỡng và ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Để khống chế quá trình phân huỷ đạm trong quá trình tồn trữ, đối với nguồn đạm động vật như thịt, cá, tôm, tép, người ta đã áp dụng một số phương pháp bảo quản đơn giản bao gồm phơi, sấy, muối mặn, muối chua…. 2.3. Các phương pháp bảo quản đầu vỏ tôm Phơi Là cách sử dụng năng lượng từ bức xạ mặt trời làm khô các nguyên liệu cần được bảo quản. Cùng với sự lưu thông không khí tự nhiên, do kết quả của nhiệt độ cao và ẩm độ thấp của không khí so với nguyên liệu, sẽ có quá trình bốc hơi nước từ sản phẩm cần được phơi khô. Sấy Sử dụng nhiệt từ sự đốt cháy nhiên liệu như than, củi, dầu, trấu hoặc dòng điện qua điện trở phát nhiệt làm nóng không khí và không khí nóng được thổi trực tiếp vào buồng sấy. Ủ chua Ủ chua để dự trữ thức ăn ở trạng thái tươi là phương pháp bảo quản thức ăn rất cổ điển, có từ lâu đời và được cải tiến nhiều về kỹ thuật. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi ở Châu Âu với quy mô lớn sau đại chiến thế giới lần thứ I. Nước ta đã sử dụng thức ăn ủ chua cỏ cây và phụ phẩm từ nguồn gốc thực vật để nuôi trâu, bò từ nhiều năm qua, nhưng số lượng còn ít. Phương pháp ủ lên men sinh học được ứng dụng rộng rãi ở Cuba, sử dụng cá ủ tươi để chăn nuôi. Nguyên tắc ủ cá hoặc phụ phẩm động vật cũng giống những thức ăn khác, tạo điều kiện yếm khí và quá trình lên men nhanh để nguyên liệu ủ không bị hư. Đường: Là chất giúp quá trình lên men nhanh hơn. Ý nghĩ tất cả phế phẩm cá có thể bảo quản lần đầu tiên được nêu ra ở hội thảo của FAO năm 1986 và chỉ sử dụng để nuôi ngỗng. Theo Lê Văn Liễn (1992), ủ hỗn hợp đầu tôm, máu tươi và mật đường theo tỉ lệ 5:3:2, thời kì lên men là 10 ngày, pH = 4,3 – 4,5 sản phẩm có màu hơi hồng, mùi dễ chịu. Muối: Là chất giúp ức chế vi sinh vật tạp nhiễm phát triển, tạo điều kiện cho lên men lactic. Bổ sung vi khuẩn trong quá trình ủ: Nguyễn Xuân Thâm (1988) đã sử dụng vi khuẩn đông khô của Hungary để muối tôm chua. Nguyễn Thị Thu Vân (1997) đã sử dụng 6,6 x 106 tế bào/kg nguyên liệu ủ để ủ chua đầu vỏ tôm. Bảo quản thực phẩm bằng phương pháp lên men 2.3.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men - Các dạng của quá trình lên men lactic Lên men acid lactic là quá trình chuyển hoá yếm khí các chất glucid thành acid lactic nhờ hoạt động sống trực tiếp của vi sinh vật. Lên men lactic là một trong những quá trình chuyển hoá phát triển nhất trong tự nhiên. Có hai dạng của quá trình lên men lactic trong tự nhiên: o Dạng lên men đồng hình: Trong thiên nhiên tồn tại một số loại vi khuẩn có khả năng phân huỷ đường theo con đường đơn giản và tạo nên sản phẩm chủ yếu là acid lactic, gọi là vi khuẩn lactic. Quá trình lên men lactic điển hình: C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 22,5 Kcal. Đường Acid lactic Do hệ enzyme trong những giống vi khuẩn khác nhau nên cơ chế hoá học của quá trình lên men lactic ở các giống vi khuẩn thường không giống nhau. Ở vi khuẩn lactic điển hình, sự chuyển hoá đường thành acid lactic đi theo con đường lên men rượu đến giai đoạn tạo acid pyruvic, sau đó được khử bằng hai nguyên từ hydro nhờ hoạt động của enzyme Lacticodehydrogenase tạo thành acid lactic. . Lacticodehydrogenase CH3COCOOH + 2H CH3CHOHCOOH o Dạng lên men lactic dị hình Nhóm lên men lactic không điển hình thì gây lên men phức tạp hơn, gọi là lên men lactic không điển hình, hay lên men lactic dị dạng, chúng tạo nên trong môi trường ngoài acid lactic còn nhiều sản phẩm phụ: acid acetic, rượu etylic, CO2, dextran,… Vi khuẩn lên men lactic dị hình rất cần thiết trong lên men rau muối chua, bởi vì chúng sinh ra acid dễ bay hơi và các hợp chất khác (ester, diacetil, acetaldehyd…) tạo mùi vị ưa thích cho sản phẩm. Chúng xuất hiện sớm trong quá trình lên men. 2C6H12O6 CH3CHOHCOOH + COOH(CH2)2COOH + CH3COOH + C2H5OH + CO2 + H2 + x Kcal Số lượng các sản phẩm phụ hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật, môi trường dinh dưỡng và môi trường ngoại cảnh. Nói chung thì acid lactic thường chiếm 40% lượng đường đã phân huỷ, acid succinic gần 20%, rượu etylic khoảng 10%, acid acetic khoảng 10% và các loại khí gần 20%. Đôi khi lượng khí ít hơn và thay vào đó một lượng nhỏ acid formic. Acid này khi bị phân huỷ sẽ cho ra CO2 và H2 . 6P-Gluconate Acetyl-P + Triose-3P Chuỗi phản ứng 6P-Gluconate Fru-1,6P Triose-3P ADP ATP Phân giải đường Pyruvate Aldolase Glucose Glc-6P Fru-6P Xylulose-5P + CO2 Phosphoketolase Lactate Acetate (Etanol) Chuỗi phản ứng Bifidus Các chuỗi phản ứng Phosphoketolase Acetyl-P + Triose-3P Fru-1,6P Acetyl-P + Erythrose-4P Heptose-P ADP ATP Pyruvate Lactate Lactate ADP ATP Pyruvate (Lên men đồng Lactic) (Lên men dị Lactic) Pyruvate Hình 1: Các chuỗi phản ứng lên men hexos của vi khuẩn Lactic (N.T.T.Vân– 1997) Sản phẩm vỏ, đầu tôm muối chua: Sản phẩm có nồng độ protein thô chiếm 11%-20%, hàm lượng calci phù hợp cho sự phát triển của gia súc, gia cầm, vật nuôi. Có thể bảo quản lâu dài (do hàm lượng acid cao) mà không làm giảm chất trong thức ăn. Ngoài ra, nó còn cung cấp sắc tố, là những yếu tố cần thiết cho việc tạo lập vỏ trứng, chất lượng lòng đỏ của trứng gia cầm. Bên cạnh đó, lượng lizin trong nguyên liệu là nguồn hoocmon kích thích tăng trưởng rất tốt cho gia súc, gia cầm, vật nuôi. Thành phần chitin trong nguyên liệu giúp gia súc, gia cầm, vật nuôi kháng được một số bệnh tật do nấm, nhiễm khuẩn gây ra. Phương pháp đánh giá thức ăn ủ chua: Kiểm tra bằng cảm quan Mùi: có mùi thơm dễ chịu, không có mùi hôi hoặc mùi amoniac. Màu sắc: tuỳ theo loại thức ăn đem ủ để cho màu sắc khác nhau, tuy nhiên trường hợp mẻ ủ có màu nâu đen thì không đạt chất lượng. Trạng thái vật lý : nguyên liệu ủ giữ nguyên trạng thái ban đầu trước khi ủ. Kiểm tra ở phòng thí nghiệm: Ngoài việc kiểm tra sản phẩm ủ chua bằng cách quan sát, có thể kiểm tra ở phòng thí nghiệm bằng cách theo dõi biến đổi pH, hàm lượng acid lactic trong quá trình ủ chua … 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình muối chua sản phẩm Nguyên lí của quá trình lên men (ủ chua) là quá trình lên men yếm khí với sự tham gia của vi khuẩn lên men lactic điển hình hoặc không điển hình Streptococcus, Lactobacillus Sp, Leuconostoc…Các vi khuẩn này khi lên men đường thì tạo ra acid lactic, khi lượng acid lactic sản sinh ra nhiều thì đạt pH = 4- 4,5. Ở môi trường pH thấp, các vi khuẩn lên men thối sẽ bị khống chế, do đó có thể bảo quản sản phẩm được lâu. Khi pH thức ăn ủ xanh càng thấp thì lượng acid lactic càng nhiều, nên phải cho lượng acid này tăng cao trong thức ăn ủ mới có tác dụng bảo quản được lâu. 2.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ mẻ ủ làm thay đổi kiểu lên men vi sinh vật, nhiệt độ 25 – 30oC thích hợp cho cầu khuẩn lactic lên men, nhiệt độ 35 – 40oC tạo điều kiện cho vi khuẩn Butyric hoạt động. Có hai loại lên men ủ chua thức ăn gồm loại lên men nóng (40 – 45oC) và lên men lạnh (15 – 35oC). Khi nhiệt độ thức ăn ủ lên đến 30oc, cao hơn nhiệt độ môi trường từ 2- 5oC thì rất có lợi cho vi khuẩn lactic lên men mạnh phát triển. (Nguyễn Văn Bá- 2003) 2.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng nước Hàm lượng nước bổ sung quá thấp thì khó nén chặt được khối thức ăn, không khí còn sót lại trong mẻ ủ tạo điều kiện tăng nhanh nhiệt độ, gây bất lợi cho kết quả ủ. Ngược lại, nếu thừa nước cũng gây tác hại thúc đẩy sự lên men sinh acid acetic làm thức ăn quá chua, thú không thích ăn. (Nguyễn Văn Bá - 2003) CHƯƠNG III VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm - Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm – khoa NN&TNTN - Trường Đại Học An Giang. Thời gian thực hiện: Từ tháng 03/2005 đến tháng 05/2005. 3.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu - Đầu vỏ tôm Phụ phế phẩm đầu vỏ tôm được thu gom từ xí nghiệp chế biến thuỷ sản hoặc từ chợ vào buổi sáng mỗi ngày được làm sạch và sử dụng. Đầu vỏ tôm được chọn đồng nhất về chủng loại tôm sú. - Đường Chọn loại đường kem vàng. - Muối Chọn loại muối bọt thường (không phải muối Iot). - Chế phẩm vi sinh Sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic do Viện Nghiên Cứu & Phát Triển Công Nghệ Sinh Học - Trường Đại Học Cần Thơ cung cấp. Chế phẩm dạng bột khô chứa Lactobacillus sp. với mật số 109 CFU/g (CFU = colony formed unit). 3.2. Phương pháp thí nghiệm Thí Nghiệm: Xác định nồng độ muối, nồng độ đường và hàm lượng chế phẩm vi khuẩn Lactobacillus Sp thích hợp để lên men (ủ chua) sản phẩm. Phương pháp thí nghiệm thừa số gồm 3 nhân tố: Nhân tố A (nồng độ muối ) : A1= 7% ; A2 = 10% ; A3 =12%. Nhân tố B (nồng độ đường) : B1 = 15% ; B2 = 20% ; B3 = 25%. Nhân tố C (hàm lượng chế phẩm vi khuẩn Lactobacillus Sp) : C1= 1,0% ; C2= 1,5% ; C3= 2,0%. (nồng độ tính theo phần trăm khối lượng nguyên liệu sử dụng). Các nghiệm thức được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 lần lặp lại. 3.3. Phương pháp thực hiện Kinh nghiệm dân gian đã sử dụng đường, gạo nếp trong việc chế biến mắm và bảo quản cá mắm chua bằng cách rang gạo nếp xay nhuyễn và trộn với cá muối. Sau đó đem nén chặt vào chum, vại và trên cùng đổ một lớp nước muối hoặc nước mắm hoặc sử dụng đường và nước mắm để muối chua tôm. Sản phẩm muối chua có thể kéo dài thời gian tồn trữ và tăng mùi vị thơm ngon. Trên cơ sở tiếp thu những kinh nghiệm trên, chúng tôi thử nghiệm ủ đầu vỏ tôm giữ nguyên trạng thái (không nghiền) và thêm vi khuẩn Lactobacillus Sp giúp quá trình lên men nhanh hơn. Chọn vỏ đầu tôm tươi, sạch sau đó tiến hành ủ gồm các bước sau: Cân các nguyên liệu muối, đường, chế phẩm vi khuẩn, đầu vỏ tôm theo tỉ lệ của mẻ ủ 100gr. Muối, đường, chế phẩm vi khuẩn và nước được phối hợp trước trong keo, kế đến là cho đầu vỏ tôm vào, trộn đều. Sau cùng, nguyên liệu được gài nén chặt và đậy kín. Đến ngày ủ thứ 3 tiến hành lấy mẫu. 3.4. Các chỉ tiêu theo dõi 1. Các mẫu được đo pH sau 0 ; 3 ; 5 ; 7; 15 ngày để theo dõi sự thay đổi pH. 2. Xác định hàm lượng acid lactic theo từng giai đoạn khác nhau (sau: 3; 5; 7 ngày). 3. Phân tích các thành phần dinh dưỡng đầu, vỏ tôm trước và sau khi ủ vào các thời điểm 10 và 12 ngày ủ, gồm các chỉ tiêu: NH3. % Chất khô Phân tích thống kê số liệu: Xử lý số liệu và vẽ biểu đồ theo chương trình STATGRAPHICS plus và chương trình Excell. Quy trình ủ chua Đường + Muối Nguyên liệu Bổ sung vi khuẩn L Bổ sung nước (30% trọng lượng nguyên liệu) Ủ lên men T S Bảng 2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm (Thí nghiệm gồm 27 tổ hợp nghiệm thức) Muối Đường(B) +VK (C) A1 A2 A3 B1C1 A1B1C1 A2B1C1 A3B1C1 B1C2 A1B1C2 A2B1C2 A3B1C2 B1C3 A1 B1C3 A2 B1C3 A3 B1C3 B2C1 A1 B2C1 A2 B2C1 A3 B2C1 B2C2 A1 B2C2 A2 B2C2 A3 B2C2 B2C3 A1 B2C3 A2 B2C3 A3 B2C3 B3C1 A1 B3C1 A2 B3C1 A3 B3C1 B3C2 A1 B3C2 A2 B3C2 A3 B3C2 B3C3 A1 B3C3 A2 B3C3 A3 B3C3 3.5. Phương pháp lấy mẫu Phương pháp lấy mẫu gần lớp mặt, lớp giữa và bên dưới với tỉ lệ 2 phần đầu vỏ tôm và 1 phần nước có khối lượng 50gr, trộn đều sau đó chuyển đến điểm phân tích trong ngày. 3.6. Phương pháp phân tích 3.6.1. Phương pháp xác định hàm lượng acid toàn phần. Hút 5ml dung dịch mẫu (lọc qua giấy lọc) thật chính xác bằng pipette. Cho vào bình định mức100ml. Pha nước cất đến vạch và lắc đều. Lấy10ml dung dịch đã pha loãng cho vào cốc có dung tích 100ml và cho vào 20ml nước cất, lắc đều rồi cho vào 2 - 3 giọt phenolphtalein (1%). Đem chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N đến khi vừa xuất hiện màu hồng nhạt (pH = 8,2). Hàm lượng acid lactic được tính bởi công thức: ( a = 0,5 ) V*0,009*1000 a X = V: thể tích NaOH 0,1 N tiêu hao (ml). 0,009: đương lượng acid lactic tương ứng với 1 ml NaOH 0,1 N. a: thể tích dung dịch mẫu dung kiểm nghiệm chưa pha loãng (ml). 3.6.2. Phương pháp xác định hàm lượng NH3 o Nguyên lý Đẩy muối amoni ra thể tự do bằng một chất kiềm mạnh hơn amoniac, nhưng không mạnh lắm để tránh ảnh hưởng đến thực phẩm, thí dụ như Mg(OH)2, Na2CO3. Dùng hơi nước kéo amoniac đã được giải phóng ra thể tự do, sang bình chuẩn độ và chuẩn độ bằng NaOH 0,1N với alizarin natri sulfonat làm chất chỉ thị màu. o Tiến hành Trong phương pháp định lượng amoniac, nước sử dụng nhất thiết không được có amoniac hay muối amoni, do đó trước khi cất kéo amoniac để định lượng phải rửa máy cho thật kỹ để loại amoniac. Nếu có, cần phải vệ sinh, tráng rửa dụng cụ thật sạch. Cân chính xác 5g mẫu cho vào bình cầu, cho thêm nước cất vào đến 2/3 bình, thêm vài giọt chất chỉ thị màu. Cho NaOH 40% vào cho tới khi có phản ứng kiềm rõ rệt (màu tím). Để tránh sủi bọt phồng lên, cho thêm vài giọt dầu paraffin hoặc cồn octylic. Lắp vào bộ chưng cất, đun sôi, hơi nước bốc lên kéo NH3 qua ống sinh hàn sẽ đọng lại, rơi xuống bình chuẩn độ chứa sẵn 10ml acid socbic 40% cùng chất chỉ thị màu. Cất cho đến khi hơi nước không còn NH3 nữa (thử với giấy quỳ không còn phản ứng kiềm). Hơi NH3 bay ra sẽ kết hợp với acid socbic tạo muối. Đem chuẩn độ bằng H2SO4 0,1N. o Tính kết quả 1,7*N*100 P*1000 W = P: Số g mẫu đem định lượng. N: Số ml H2SO4 dùng để chuẩn độ. W: Hàm lượng NH3 3.6.3. Phương pháp xác định hàm lượng chất khô o Nguyên lý (phương pháp sấy khô) Dùng sức nóng làm bay hơi hết hơi nước trong thực phẩm. Cân trọng lượng thực phẩm trước và sau khi sấy khô, từ đó tính ra phần trăm nước có trong thực phẩm và hàm lượng chất khô có trong thực phẩm. o Tiến hành Lấy một cốc thuỷ tinh có đựng 10 – 30g cát và một đũa thuỷ tinh dẹt đầu, đem sấy ở 100oC- 105oC cho đến trọng lượng không đổi. Để nguội trong bình hút ẩm và cân ở cân phân tích chính xác đến 0,0001g. Sau đó cho vào cốc cân khoảng 10g chất thử đã chuẩn bị sẵn, nghiền nhỏ. Cân tất cả ở cân phân tích với độ chính xác như trên. Dùng que thuỷ tinh khuấy đều chất thử với cát. Dàn đều thành lớp mỏng. Cho tất cả vào tủ sấy 100oC- 105oC, sấy khô cho đến trọng lượng không đổi, thường tối thiểu là trong 6 giờ. Trong thời gian sấy, cứ sau 1 giờ, lại lấy đũa thuỷ tinh dẹp đầu nguyền nhỏ các phần vón cục, sau đó lại dàn đều và sấy tiếp tục. Sấy xong, đem làm nguội ở bình hút ẩm (25 – 30 phút) và đem cân ở cân phân tích với độ chính xác như trên. Cho lại vào tủ sấy 100oc- 105oc trong 30 phút lấy ra để nguội trong bình hút ẩm và cân như trên cho đến trọng lượng không đổi. Kết quả giữa hai lần cân liên tiếp không được cách nhau quá 0,025 g cho mỗi gram chất thử. o Tính kết quả M (%) = (D1 – D2)/m M%: Phần trăm chất khô D1: Khối lượng cốc và mẫu có khối lượng không đổi cuối cùng D2: khối lượng cốc ban đầu m: khối lượng mẫu đem phân tích CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Trong quá trình ủ chua vỏ đầu tôm, dưới ảnh hưởng của các tỷ lệ đường, muối, vi khuẩn khác nhau, hàm lượng acid lactic sinh ra theo thời gian cao thấp khác nhau theo từng nghiệm thức. Kết quả theo dõi về hàm lượng acid lactic sinh ra sau 3 ngày, 5 ngày và 7 ngày được trình bày ở bảng 3 như sau: Bảng 3:Hàm lượng acid lactic (g/lít) của các nghiệm thức ủ theo thời gian Thời gian Nghiệm thức 3 ngày 5 ngày 7 ngày A1BB1C1 16,62hi 17,64cde 20,52def A1BB1C2 16,88hi 30,06abcde 30,29bcd A1 B1C3 17,06i 34,83abc 34,86abc A1 B2C1 16,88hi 22,50abcde 30,02bcd A1 B2C2 17,1i 30,01abc 34,83abcd A1 B2C3 17,51i 33,02ab 34,92ab A1 B3C1 13,14ef 29,84abcd 34,74abcd A1 B3C2 17,33i 29,97abcd 34,97abcd A1 B3C3 13,95efgh 34,02a 35,10a A2BB1C1 8,03bc 28,53bcde 32,60cde A2BB1C2 8,48bc 32,69abcde 32,68cde A2 B1C3 13,46efg 28,26de 31,01ef A2 B2C1 16,43ghi 28,85abc 34,02abc A2 B2C2 17,24i 34,52ab 34,56a A2 B2C3 14efgh 34,88abc 34,88ab A2 B3C1 16,11fghi 34,35ab 34,38a A2 B3C2 12,38de 34,88ab 34,92a A2 B3C3 10,01cd 34,17a 34,79a A3BB1C1 4,95a 16,61e 18,27f A3BB1C2 6,89ab 7,98f 16,38g A3 B1C3 7,34abc 7,70h 17,60h A3 B2C1 6,82ab 7,63j 8,69j A3 B2C2 7,34abc 7,56g 31,64i A3 B2C3 10,01cd 7,98i 18,95k A3 B3C1 11,66de 7,61h 16,97k A3 B3C2 13,55efg 7,47h 18,36k A3 B3C3 13,46efg 20,34abcde 20,39k Ghi chú: Trị số có cùng chữ số giống nhau, có sự khác biệt không ý nghĩa ở 95% 4.1. Quá trình lên men acid lactic trong ủ chua đầu vỏ tôm Sau khi ủ 3 ngày: lượng acid lactic sinh ra ở các nghiệm thức trình bày qua phương trình hồi quy nhiều chiều như sau: R2 = 98,75 % Hl.Acid lactic sau 3 ngày = 22,4755 + 2,55007*Y – 5,65404*Hàm lượng muối – 2,40421*X – 0,0857556*Y2 – 0,0172407* Hàm lượng muối 2 + 1,20778*X2 + 0,161478*Y*Hàm lượng muối – 0,471079*X*Y + 0,633596* Hàm lượng muối *X + 0,0214737*X*Y* Hàm lượng muối. H l. A ci d la ct ic sa u 3 ng ày Hl. Đường (%) 1 1.2 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 13 14 15 16 17 18 19 1.4 Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) Hl. Đường (%) H l. A ci d la ct ic sa u 3 ng ày Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 8.6 10.6 12.6 14.6 16.6 Hình 3: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 3 ngày của các mẫu ở 10% muối Hình 2: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 3 ngày của các mẫu ở 7% muối H l. A ci d la ct ic sa u 3 ng ày Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 0 4 8 12 16 Hl. Đường (%) Hình 4: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 3 ngày của các mẫu ở 12% muối Hàm lượng acid lactic đạt cao nhất ở nghiệm thức A1B2C3 (17,51 g/l) và nghiệm thức A1BB3C2 (17,33 g/l). Sai khác rất có ý nghĩa (P< 0,01) giữa hàm lượng acid lactic của các nghiệm thức C1, C2, và C3 (tương ứng với 1%, 1,5% và 2% chế phẩm vi khuẩn lactic). Ở nghiệm thức càng có nhiều chế phẩm vi khuẩn thì hàm lượng acid lactic sinh ra càng cao. Trị số trung bình về hàm lượng acid lactic của các nhóm nghiệm thức trên lần lượt là 12,28 g/l; 13,02 g/l và 14,36 g/l. Sự khác biệt này là không có ý nghĩa giữa các nhóm nghiệm thức B2 và B3 nhưng lại có sự khác biệt rất ý nghĩa (P < 0,01) giữa hai nhóm này với nhóm nghiệm thức B1. Với nồng độ muối thì lại khác, sự khác nhau giữa cả ba nhóm nghiệm thức A1, A2, và A3 là rất khác biệt (p < 0,01). Nồng độ muối càng thấp thì hàm lượng acid lactic sinh ra càng cao. Trị số trung bình của ba nhóm nghiệm thức này lần lượt là 16,27g/l, 12,9g/l và 10,48g/l. Sau khi ủ 5 ngày lượng acid lactic sinh ra ở các nghiệm thức trình bày qua phương trình hồi quy nhiều chiều như sau: R2 = 92,19 % Hl.Acid lactic sau 5 ngày = -376,111 + 8,19744*Y +69,7328* Hàm lượng muối + 167,145*X + 0,0881444*Y2 – 2,44687* Hàm lượng muối 2 + 0,941111*X2 – 1,25001*Y* Hàm lượng muối – 7,63093*X*Y – 18,0738* Hàm lượng muối *X +0,841855*X*Y* Hàm lượng muối Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) H l. A ci d la ct ic sa u 5 ng ày Hình 7: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 5 ngày của các mẫu ở 12% muối Hl. Đường (%) Hình 5: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 5 ngày của các mẫu ở 7% muối Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) H l. A ci d la ct ic sa u 5 ng ày Hình 6: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 5 ngày của các mẫu ở 10% muối Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) H l. A ci d la ct ic sa u 5 ng ày 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 19 22 25 28 31 34 37 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 28 31 34 37 40 43 Hl. Đường (%) Hl. Đường (%) 0 4 8 12 16 20 24 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 Hàm lượng acid lactic của các mẻ ủ tiếp tục tăng. Khác biệt chỉ có ý nghĩa (P<0,01) về hàm lượng acid lactic giữa các nghiệm thức C1 và C3 tương ứng với 1%, và 2% chế phẩm vi khuẩn. Các nghiệm thức C3 có hàm lượng acid lactic cao hơn các nghiệm thức C1 và C2. Ở nhóm nghiệm thức có nhiều đường thì hàm lượng acid lactic sinh ra cao (P < 0,01). Nhưng cũng giống như ở 3 ngày, thì sự khác biệt có ý nghĩa chỉ xảy ra giữa nhóm nghiệm thức B3 và hai nhóm còn lại. Trị số acid lactic trung bình của các nhóm B1, B2 và B3 lần lượt là 22,87g/l, 22,86g/l và 26,87g/l. Sau khi ủ 7 ngày lượng acid lactic sinh ra ở các nghiệm thức trình bày qua phương trình hồi quy nhiều chiều như sau: R2 = 96,71 % Hl.Acid lactic sau 7 ngày = -275,739 + 11,0042*Y + 37,7853* Hàm lượng muối + 113,597*X – 0,103611*Y^2 – 1,36248* Hàm lượng muối 2 – 12,1611*X2 – 0,69052*Y* Hàm lượng muối – 3,5058*X*Y – 8,25816* Hàm lượng muối *X + 0,385066*X*Y* Hàm lượng muối Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) H l. A ci d la ct ic sa u 7 ng ày Hình 10: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 7 ngày của các mẫu ở 12% muối Hl. Đường (%) Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) H l. A ci d la ct ic sa u 7 ng ày Hình 9: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 7 ngày của các mẫu ở 10% muối Hình 8: Biểu đồ mặt đáp ứng của hàm lượng Acid lactic sau 7 ngày của các mẫu ở 7% muối H l. A ci d la ct ic sa u 7 ng ày 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 22 26 30 34 38 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 27 29 31 33 35 37 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 15 1719 2123 25 12 14 16 18 20 22 24 Hl. Đường (%) Hl.chế phẩm Vi khuẩn (%) Hl. Đường (%) So với ngày thứ 5 thì hàm lượng acid lactic có tăng nhanh ở các nghiệm thức C1, C3 và tăng nhanh hơn ở nghiệm thức C2. Tuy nhiên, Hàm lượng acid lactic sinh ra ở nhóm nghiệm thức C3 (27,41g/l) lại thấp hơn so với nhóm nghiệm thức C2 (29,65g/l). Điều này vẫn đúng khi ta xem xét kết quả theo nhóm các nghiệm thức đường (P<0,01). Nhóm nghiệm thức B2 lại có trị số hàm lượng acid lactic trung bình cao hơn nhóm nghiệm thức B3 (29,35g/l so với 29,3g/l) nhưng sự khác biệt này là không có ý nghĩa thống kê. Tương tự như ở 3 và 5 ngày, với hàm lượng muối càng cao thì hàm lượng acid lactic sinh ra càng ít và khác biệt giữa các nhóm A1; A2 với nhóm nghiệm thức A3 là rất có ý nghĩa ( P < 0,01). Ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm vi sinh đối với lượng acid lactic sinh ra. 0 5 10 15 20 25 30 35 0 2 4 6 8 H l.A ci d la ct ic 1% 1.50% 2% Tk Hình 11: Hàm lượng Acid lactic theo hàm lượng vi khuẩn theo thời gian Thời gian (ngày) Từ kết quả sau 3 ngày ủ, ta thấy nhóm nghiệm thức có hàm lượng vi khuẩn lactic càng cao thì hàm lượng acid lactic sinh ra càng lớn (P < 0,01). Đặc biệt là nhóm nghiệm thức C3, sau 3 ngày, hàm lượng acid lactic sinh ra đạt 14,36 g/l. Với hàm lượng acid lactic sinh ra như vậy có thể giúp bảo quản sản phẩm lên men đầu vỏ tôm tốt hơn (Nguyễn Thị Thu Vân- 1997). Sau 5 ngày ủ và 7 ngày ủ thì hàm lượng acid lactic sinh ra mạnh hơn ở nhóm nghiệm thức C1, C2 và chậm hơn ở nhóm C3. Sự khác biệt giữa C1, C2 và C3 là rất có ý nghĩa. Hàm lượng acid lactic sinh ra ở 7 ngày có trị số trung bình lần lượt là 25,79g/l; 29,64g/l; và 27,41 g/l. Ảnh hưởng của hàm lượng đường đối với lượng acid lactic sinh ra. 0 5 10 15 20 25 30 35 0 2 4 6 8 H l.A ci d la ct ic 15% 20% 25% Hình 12: Hàm lượng Acid lactic theo hàm lượng đường theo thời gian Thời gian (ngày) Xét kết quả sau 3 ngày ủ, 5 ngày ủ và 7 ngày ủ, ta thấy giữa các hàm lượng đường khác nhau thì có sự khác biệt có ý nghĩa về hàm lượng acid lactic. Các nghiệm thức có hàm lượng đường càng cao thì hàm lượng acid lactic sinh ra nhanh hơn các nghiệm thức có hàm lượng đường thấp hơn. Sau 3 ngày ủ thì hàm lượng acid lactic sinh ra trung bình của các nghiệm thức B1, B2 và B3 là: 11,07g/l; 14,65g/l và 13,93g/l. Các trị số tương ứng sau 5 ngày là: 22,87g/l; 22,87g/l; 26,87 g/l và tương tự ở 7 ngày là: 24,21g/l; 29,35g/l và 29,3g/l. Với hàm lượng đường cao thì giúp cho sản phẩm nhanh chóng đạt hàm lượng acid lactic cao có lợi cho việc bảo quản. Nếu hàm lượng đường cao quá sẽ làm ức chế vi khuẩn lactic, làm hạn chế lượng acid lactic sinh ra. Ảnh hưởng của hàm lượng muối đối với lượng acid lactic sinh ra. 0 5 10 15 20 25 30 35 0 2 4 6 H l.A ci d la ct ic 8 7% 10% 12% Hình 13: Hàm lượng Acid lactic theo hàm lượng muối theo thời gian Thời gian (ngày) Bởi vì muối không phải là nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn lactic phát triển nên nó không giúp ích gì cho việc sản sinh acid lactic. Nhưng hàm lượng muối lại tác động vào khả năng phát triển của vi khuẩn, làm cho hàm lượng acid lactic sinh ra có sự khác biệt rất ý nghĩa (P<0,01) giữa các nghiệm thức A3 và A1, A2. Sau khi ủ 3 ngày, hàm lượng acid lactic sinh ra lần lượt là 16,27g/l; 12,9g/l; và 10,48 g/l đối với A1, A2 và A3. Ở 5 ngày là 28,86g/l; 31,72g/l; và 10,81 g/l. Còn 7 ngày thì các thông số trên tương tự sẽ là 32,22g/l; 33,15g/l và 18,48 g/l. Hàm lượng muối cao giúp ức chế vi khuẩn có hại, tạo điều kiện bảo quản khi hàm lượng acid sinh ra chưa đủ để bảo quản. Nhưng nếu hàm lượng muối quá cao thì sẽ ức chế khả năng hoạt động của vi khuẩn lactic. Ảnh hưởng của thời gian đối với lượng acid lactic sinh ra Ta thấy rõ ảnh hưởng của thời gian ủ đối với hàm lượng acid lactic sản sinh. Sau 3 ngày ủ, hàm lượng acid lactic theo phân tích thống kê có 11 mức độ khác biệt (a, b, c, d, e, f, g, h, i, j,k,l) giữa các nghiệm thức. Hàm lượng acid lactic tăng dần khi tỉ lệ hàm lượng vi khuẩn lactic tăng dần và ở mỗi mức độ vi khuẩn sử dụng có sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm thức sử dụng 1% và 2% vi khuẩn. Sau 5 ngày ủ, sự khác biệt trên còn 9 mức độ (a, b, c, d, e, f, g, h, i, j). Các nghiệm thức C1, C2, C3 và B1, B2, B3 có sự khác biệt ý nghĩa (P<0,05). Nhưng đối với các nghiệm thức A1, A2, A3 thì có sự khác biệt rất ý nghĩa (P<0,01) của A3 đối với A1 và A2. Lượng acid lactic lần lượt của nhóm nghiệm thức A1, A2, A3 lần lượt là 28,88; 32,72; và 9,44g/l. Sau 7 ngày ủ, hàm lượng acid lactic tăng chậm và sự khác biệt xảy ra giữa hai nhóm mức độ muối 7%, 10% và 12%. 4.2. Biến động của pH trong quá trình ủ Trong quá trình ủ chua vỏ đầu tôm, dưới ảnh hưởng của các tỷ lệ đường, muối, vi khuẩn khác nhau, đồng thời với hàm lượng acid lactic sinh ra, pH ở các nghiệm thức theo dõi sau 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày và 15 ngày được trình bày ở bảng 4 như sau: Bảng 4: pH của các nghiệm thức ủ theo thời gian Thời gian Nghiệm thức 0 Ngày 3 Ngày 5 Ngày 7 Ngày 15 Ngày A1BB1C1 7,35g 4,8j 4,44k 4,34f 4,17j A1BB1C2 7,26c 4,77ij 4,16hij 4,16e 4,17ghi A1 B1C3 7,22b 4,14b 4,04d 4,01d 4,14cd A1 B2C1 7,40hij 4,68h 4,25hij 4,17e 4,11ghi A1 B2C2 7,33lm 4,64g 4,13d 4,03d 4,01cde A1 B2C3 7,43j 4,23d 4,14bc 3,88bc 4,04b A1 B3C1 7,46k 4,69h 4,18def 4,05d 4,05cdeg A1 B3C2 7,38hi 4,48f 4,14defg 4,06d 4,04cdef A1 B3C3 7,51ij 4,15bc 4,01a 3,76a 3,67a A2BB1C1 7,55rq 5,20q 4,29ij 4,24e 4,18i A2BB1C2 7,49hi 5,01l 4,25hij 4,21e 4,19hi A2 B1C3 7,43j 4,25e 4,13l 4,50g 4,27k A2 B2C1 7,47kh 4,76i 4,27d 4,00d 3,94c A2 B2C2 7,68lm 4,21d 3,89a 3,78a 3,76a A2 B2C3 7,64h 4,18c 3,87c 3,88c 3,85b A2 B3C1 7,53jr 5,43y 3,95ab 3,79ab 3,69ab A2 B3C2 7,46k 4,03a 3,88a 3,78a 3,76a A2 B3C3 7,70m 4,02a 4,01a 3,75a 3,76a A3BB1C1 7,28cb 5,64z 4,77m 4,62h 4,47l A3BB1C2 7,18a 5,16p 5,21l 4,79f 4,43ghi A3 B1C3 7,38gh 4,91k 4,90hi 4,43e 4,44ghi A3 B2C1 7,31de 5,07m 4,97de 4,65d 4,36fgh A3 B2C2 7,42j 5,07m 4,99jk 4,26e 4,20efg A3 B2C3 7,41ij 4,99l 4,43fgh 4,32d 4,25defg A3 B3C1 7,68lm 5,44xy 5,27fgh 4,36bc 4,29cde A3 B3C2 7,58h 5,43x 4,89hij 4,32d 4,32cdef A3 B3C3 7,67hl 4,78ij 4,55gh 4,16d 4,15cde Ghi chú:Trị số có cùng chữ số giống n