CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguyên liệu 1.1 Tổng quan về tôm thẻ chân trắng 1.1 Nguồn gốc Tôm thẻ chân trắng có tên khoa học là Litopenaeus vannamei hoặc còn có tên là Penaeus vannamei [8]. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO), đây là một loài giáp xác chân trắng có nguồn gốc từ bờ biển phía Đông Thái Bình Dương của Trung và Nam Mỹ, kéo dài từ phía Nam Tumbes, Peru đến phía Bắc Mexico. Lần sinh sản đầu tiên của loài này ở Florida vào năm 1973, từ một con cái được đánh bắt hoang dã ở Panama. Vào năm 1976, tôm thẻ chân trắng bắt đầu được nuôi thương phẩm ở Nam và Trung Mỹ.
Sau đó các kỹ thuật chăn nuôi và nhân giống thâm canh phát triển ở Hawaii, Hoa Kỳ và phần lớn Trung và Nam Mỹ vào đầu những năm 1980. Từ năm 1996, tôm thẻ chân trắng được đưa vào nuôi với quy mô thương mại, đầu tiên là ở Trung Quốc, sau đó được nuôi ở Philippines, Indonesia, Việt Nam, Thái Lan, Malaysia và Ấn Độ. Tôm thẻ chân trắng được phân loại khoa học như sau: Tên khoa học: Litopenaeus vannamei Tên tiếng Việt: Tôm thẻ chân trắng Tên tiếng Anh: Whiteleg shrimp Giới (regnum): Animalia Ngành (phylum): Arthropoda Hình 1.1 Tôm thẻ chân trắng Lớp (class): Malacostraca Bộ (ordo): Decapoda Phân bộ (subordo): Dendrobranchiata 16 Họ (familia): Penaeidae Chi (genus): Litopenaeus Loài (species): L.2 Đặc điểm Tôm thẻ chân trắng ở những vùng có nhiệt độ nước quanh năm > 20°C và trong các sinh cảnh biển nhiệt đới. Tôm trưởng thành sống và đẻ trứng ngoài biển khơi, trong khi đó hậu ấu trùng di cư vào bờ để trải qua các giai đoạn con non, thiếu niên và dưới trưởng thành ở các cửa sông ven biển, đầm phá hoặc các khu vực rừng ngập mặn.
Khối lượng của tôm đực trưởng thành từ 20g và con cái từ 28g trở lên khi đạt 6-7 tháng tuổi. Tôm nặng khoảng 30 – 45g sẽ sinh sản 100000 – 250000 trứng có đường kính khoảng 0,22 mm. Giai đoạn ấp trứng xảy ra khoảng 16 giờ sau quá trình thụ tinh và sinh sản. Ấu trùng ở giai đoạn đầu, được gọi là nauplii, bơi không liên tục và rất nhạy cảm với ánh sáng.
Nauplii không kiếm ăn mà sống nhờ vào nguồn dự trữ noãn hoàng của chúng. Các giai đoạn ấu trùng tiếp theo (tương ứng là protozoea, mysis và postlarvae) vẫn là sinh vật phù du, ăn thực vật, động vật phù du và được đưa vào bờ theo dòng thủy triều. Hậu ấu trùng thay đổi thói quen sinh vật phù du của chúng khoảng 5 ngày, di chuyển vào bờ và bắt đầu ăn giun, động vật giáp xác,… Tôm có vỏ mỏng có màu trắng đục nên còn có tên là tôm bạc, bình thường có màu xanh lam, chân bò màu trắng ngà nên được gọi tôm chân trắng. Chuỳ là phần kéo dài tiếp với bụng.
Dưới chuỳ có 2-4 răng cưa, đôi khi có tới 5-6 răng cưa ở phía bụng. Các răng cưa này kéo dài, đôi khi tới đốt thứ hai. Vỏ đầu ngực có những gai gân và gai râu rất rõ, không có gai mắt và gai đuôi (gai telssm), không có rãnh sau mắt, đường gờ sau chuỳ khá dài, đôi khi từ mép sau vỏ đầu ngực. Gờ bên chuỳ ngắn, chỉ kéo dài tới gai thượng vị [9].
Tôm thẻ chân trắng có 6 đốt bụng, ở đốt mang trứng, rãnh bụng rất hẹp hoặc không có. Telsson (gai đuôi) không phân nhánh. Râu không có gai phụ và chiều dài râu ngắn hơn nhiều so với vỏ giáp. Xúc biện của hàm dưới thứ nhất thon dài và thường có 3 - 4 hàng, 17 phần cuối của xúc biện có hình roi.
Giá trị dinh dưỡng của tôm: Hiệp hội động vật có vỏ của Vương quốc Anh nhận xét rằng tiêu thụ 100 g tôm, cho năng lượng là 117 kcal; protein: 23g; chất béo: 2,4g; longchain n- 3 PUFA (Omega-3): 0,8g [10].2 Tổng quan về quả mãng cầu ta 1.1 Nguồn gốc Mãng cầu ta hay còn gọi là quả na, mãng cầu dai/ giai, sa lê, phan lệ chi,. là một trong những loài quan trọng thuộc họ na (Annonaceae), có nguồn gốc từ vùng châu Mỹ nhiệt đới [11]. Mãng cầu ta là một loại cây trồng có giá trị dinh dưỡng cao như có nhiều khoáng chất thiết yếu (canxi, kali và photpho), vitamin C và carbohydrate. Ngoài ra, mãng cầu thích nghi tốt với điều kiện khí hậu khắc nghiệt của miền nam Trung Quốc và được trồng thương mại ở Châu Phi, Nam Mỹ, Úc, Ấn Độ, Mexico, miền Nam Hoa Kỳ, Philippines, Thái Lan [12].
Mãng cầu ta được phân loại khoa học như sau: Tên khoa học: Annona squamosa L. Tên tiếng Việt: mãng cầu ta, quả na,. Tên tiếng Anh: custard apple Giới (regnum): Plantae Phân lớp (subclass): Magnoliidae Hình 1.2 Mãng cầu ta Bộ (ordo): Magnoliales Họ (familia): Annonaceae Chi (genus): Annona 18 Loài (species): A. squamosa Nhờ đặc tính dễ thích nghi, mãng cầu ta được trồng rộng rãi cả ngoài Bắc lẫn trong Nam của Việt Nam.
Trong đó, huyện Chi Lăng (Lạng Sơn) được coi là “vựa na lớn nhất” cả nước, đặc biệt là hai khu vực trồng na nổi tiếng gồm thị trấn Đồng Mỏ với na bở và khu vực Đồng Bành với na dai. Ngoài ra, mãng cầu ta được trồng nhiều ở các tỉnh như Bà Rịa – Vũng Tàu, Tây Ninh, Tiền Giang, An Giang, Đồng Nai, Sóc Trăng,… 1.2 Đặc điểm Cây mãng cầu ta thuộc loại thân gỗ nhỏ, bán rụng lá và có chiều cao khoảng 3 – 7m [13]. Lá cây là lá đơn, có màu xanh, dài 6,4 – 10,2cm, nhẵn, mỏng, có hình mũi mác và được sắp xếp xen kẽ. Thời gian của hoa nở là từ giữa đến cuối mùa xuân, khi cây cối đang trong giai đoạn sinh dưỡng mới.
Hoa mọc thành cụm, rủ xuống, có mùi thơm. Những bông hoa gồm ba cánh hoa màu xanh lục, ba lá đài và nhiều nhụy hoa trên cùng một bầu chung [14][15]. Cây mãng cầu phát triển tốt nhất ở vùng đất trũng, giàu dinh dưỡng và thoát nước tốt. Cây phát triển và sinh trưởng tốt trong điều kiện nhiệt độ tương đối ổn định [16].
Khi phát triển hoàn toàn, cây có thể tồn tại ở nhiệt độ -2,78ºC đến 2,22ºC mà không bị ảnh hưởng nghiêm trọng [14]. Quả có màu xanh lục, hình trái tim hoặc hình cầu với đường kính 5 – 10cm và nặng khoảng 100-400g tùy thuộc vào giống cây trồng và điều kiện canh tác. Thịt quả màu trắng, ăn được và có vị ngọt thơm. Các hạt màu đen được bao quanh bởi thịt quả, hình thuôn dài, bóng, nhẵn và có chiều dài 1,3 – 1,6cm [13].
Mãng cầu chủ yếu được dùng làm trái cây tráng miệng vì hương vị thơm ngon và các giá trị dinh dưỡng. Thịt quả còn được sử dụng để chế biến kem và đồ uống [17]. Mãng cầu ta là nguồn cung cấp tuyệt vời các carbohydrate, khoáng chất và protein [15]. Các nhà nghiên cứu đã công bố các bộ phận của vỏ cây, thân, lá, thân và hạt đều có các đặc tính chữa bệnh như chống đái tháo đường, tẩy giun sán, kháng khuẩn và chống ung thư [18].1 Thành phần hóa học chính trong 100g mãng cầu ta [14] STT Thành phần Đơn vị Khối lượng 1 Calories kcal 80 - 101 2 Nước g 68,3 – 80,1 3 Protein g 1,17 – 2,47 4 Lipid g 0,5 – 0,6 5 Carbohydrates g 20 – 25,2 6 Chất xơ g 0,9 - 6,6 7 Khoáng g 0,5 – 1,11 8 Canxi mg 17,6 - 27 9 Photpho mg 14,7 – 32,1 10 Iron mg 0,42 – 1,14 11 Carotene mg 0,007 – 0,018 12 Thiamine mg 0,075 – 0,119 13 Riboflavin mg 0,086 – 0,175 14 Niacin mg 0,528 – 1,190 15 Ascorbic Acid mg 15,0 – 44,4 16 Nicotinic Acid mg 0,5 Hạt và vỏ của mãng cầu ta chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như alkaloid, tanin, protein, saponin, các hợp chất phenolic… có hoạt tính chống oxy hóa, loại bỏ gốc tự do 20 và thường được trích ly các hợp chất này bằng acetone, methanol, nước, ethanol [20].
Ngoài ra, trong vỏ còn chứa các loại đường như lactose, maltose, sucrose, galactose, glucose, mannose, sorbose, fructose, arabinose, xylose, ribose và rhamnose [19].2 Tỉ lệ các hợp chất có hoạt tính sinh học trong vỏ quả mãng cầu ta [21] Thành phần Tỉ lệ (%) Alkaloid 15,87 Tannin 20,05 Saponin 5,86 Flavonoid 23,87 1.3 Ứng dụng hợp chất polyphenol trong bảo quản Polyphenol hay phenolic là các hợp chất có nguồn gốc từ thực vật với hoạt tính sinh học và tiềm năng mang lại lợi ích cho sức khỏe [22], với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl gắn vào một vòng phenyl. Hơn 8000 hợp chất polyphenol đã được xác định trong các loài thực vật khác nhau [23]. Các lớp polyphenol chính gồm acid phenolic, flavonoid, stilbene và lignans [24]. Trong đó, hai loại polyphenol chính là flavonoid và acid phenolic.
Bản thân flavonoid được phân bố thành một số nhóm: flavon, flavonols, flavanones, isoflavone, proanthocyanidins và anthocyanins [25]. Nhiều nghiên cứu gần đây đã chứng minh polyphenol thương mại có sẵn và chiết xuất giàu polyphenol (chẳng hạn như từ gia vị, quả mọng, trà, rễ cây, hoa, quả, hạt, bã cà phê, các sản phẩm phụ khác nhau, phấn ong) ức chế quá trình peroxy hóa lipid trong thịt và các sản phẩm từ thịt, đồng thời chúng cũng giữ màu tốt hơn các chất chống oxy hóa tổng hợp như butylhydroxyanisole (BHA), butylhydroxytoluene (BHT), tert- butylhydroquinone (TBHQ) và propyl gallate (PG) [26]. Vì vậy, polyphenol được xem là chất chống oxy hóa thích hợp cho các sản phẩm thịt hoặc thủy hải sản.3 Tổng quan về chitosan Chitosan được Rouget phát hiện lần đầu tiên vào năm 1859 khi ông đun sôi kitin trong dung dịch kali hydroxide đậm đặc, dẫn đến quá trình khử kitin [27]. Đây là một polysaccharide mạch thẳng thu được bằng cách khử hóa kitin, có nhiều ở lớp vỏ ngoài của động vật giáp xác (ví dụ: tôm, cua) hay có thể tìm thấy từ tế bào của nấm [28].
Về mặt cấu trúc, chitosan là dẫn xuất deacetyl hóa của chitin, nhóm acetamit ở vị trí C2 được thay bằng nhóm amino. OH o o HO NH2 n Hình 1.3 Cấu trúc của Chitosan Tên gọi khoa học: Poly(1,4)–2–amino–2-deoxyl–β–D–glucose; Poly(1,4)–2–amino–2–deoxyl–β–D–glucopyranose. Công thức phân tử: [C6H11O4N]n Phân tử lượng: Mchitosan = (161,07)n Như vậy, chitosan gồm các mắt xích D–glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết β– (1,4)–glucoside. Do đó, chitosan còn có tên gọi là poly β–(1,4)–2–amino–2–deoxyl–D- glucose hoặc poly β–(1,4)–D–glucosamin (cấu trúc III).
22 Chitosan là polysaccharide tự nhiên, nguồn nguyên liệu dồi dào, không độc hại và có thể phân hủy sinh học. Không giống như dầu và than đá, chitosan là tài nguyên tái sinh tự nhiên (ví dụ: cua và vỏ tôm) có thể được tăng cường thêm bằng cách nuôi cấy nhân tạo [27].