Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột tôm giàu protein từ phụ phẩm tôm

Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột tôm giàu protein từ phụ phẩm tôm, mang lại giá trị dinh dưỡng cao và ứng dụng trong ngành thực phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Tiến Dũng
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Thị Yến
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột tôm giàu protein từ phụ phẩm tôm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu công nghệ sản xuất bột tôm giàu protein

Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột tôm giàu protein từ phụ phẩm tôm đang trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành chế biến thực phẩm. Phụ phẩm tôm, bao gồm đầu và vỏ tôm, chứa một lượng lớn protein và các chất dinh dưỡng khác. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu này không chỉ giúp giảm thiểu lãng phí mà còn nâng cao giá trị kinh tế cho ngành thủy sản. Theo nghiên cứu của Nguyễn Tiến Dũng, bột tôm có thể được sử dụng làm gia vị và nguyên liệu cho nhiều sản phẩm thực phẩm khác.

1.1. Phụ phẩm tôm và giá trị dinh dưỡng của chúng

Phụ phẩm tôm như đầu và vỏ chứa khoảng 21% protein, cùng với các vitamin và khoáng chất cần thiết. Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ chế biến bột tôm từ phụ phẩm này giúp tối ưu hóa giá trị dinh dưỡng và kinh tế cho ngành chế biến thực phẩm.

1.2. Tình hình sản xuất bột tôm tại Việt Nam

Việt Nam là một trong những nước có sản lượng tôm lớn nhất thế giới. Tuy nhiên, lượng phụ phẩm tôm tạo ra hàng năm vẫn chưa được khai thác triệt để. Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột tôm giàu protein từ phụ phẩm tôm sẽ giúp nâng cao giá trị gia tăng cho ngành chế biến thủy sản.

II. Những thách thức trong việc sản xuất bột tôm từ phụ phẩm

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc sản xuất bột tôm từ phụ phẩm cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như chất lượng nguyên liệu, quy trình chế biến và bảo quản bột tôm cần được nghiên cứu kỹ lưỡng. Đặc biệt, việc kiểm soát vi sinh vật và enzyme trong quá trình chế biến là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2.1. Vấn đề chất lượng nguyên liệu phụ phẩm tôm

Chất lượng của phụ phẩm tôm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bột tôm. Việc bảo quản và xử lý phụ phẩm tôm ngay sau khi thu hoạch là rất cần thiết để tránh tình trạng hư hỏng và giảm giá trị dinh dưỡng.

2.2. Kiểm soát vi sinh vật trong quá trình chế biến

Vi sinh vật có thể gây hư hỏng cho bột tôm nếu không được kiểm soát tốt. Các biện pháp như hấp và sấy cần được nghiên cứu để đảm bảo loại bỏ vi sinh vật và giữ lại giá trị dinh dưỡng của bột tôm.

III. Phương pháp nghiên cứu sản xuất bột tôm giàu protein

Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột tôm giàu protein từ phụ phẩm tôm bao gồm nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng các công nghệ hiện đại trong chế biến sẽ giúp cải thiện màu sắc, hương vị và giá trị dinh dưỡng của bột tôm.

3.1. Nghiên cứu chế độ hấp tôm

Chế độ hấp tôm là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng bột tôm. Nghiên cứu cho thấy, việc hấp tôm ở nhiệt độ và thời gian phù hợp sẽ giúp giữ lại hương vị và giá trị dinh dưỡng cao nhất.

3.2. Nghiên cứu chế độ sấy bột tôm

Chế độ sấy cũng đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất bột tôm. Nghiên cứu cho thấy, sấy ở nhiệt độ thấp và thời gian dài có thể giúp cải thiện màu sắc và hương vị của bột tôm, đồng thời giảm thiểu sự mất mát dinh dưỡng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của bột tôm giàu protein

Bột tôm giàu protein có nhiều ứng dụng trong ngành thực phẩm. Nó không chỉ được sử dụng làm gia vị mà còn có thể được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm khác như snack, nước sốt và thực phẩm chức năng. Việc ứng dụng bột tôm vào sản xuất thực phẩm sẽ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng và tạo ra những sản phẩm mới lạ cho thị trường.

4.1. Bột tôm như một loại gia vị

Bột tôm có thể được sử dụng như một loại gia vị tự nhiên, giúp tăng cường hương vị cho các món ăn. Sản phẩm này không chỉ mang lại hương vị đặc trưng mà còn cung cấp giá trị dinh dưỡng cao cho người tiêu dùng.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng

Bột tôm giàu protein có thể được sử dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng, giúp cung cấp protein và các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể. Điều này mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp thực phẩm tại Việt Nam.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của bột tôm

Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột tôm giàu protein từ phụ phẩm tôm không chỉ giúp nâng cao giá trị gia tăng cho ngành chế biến thủy sản mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Với sự phát triển của công nghệ chế biến, bột tôm có thể trở thành một sản phẩm quan trọng trong ngành thực phẩm trong tương lai.

5.1. Tương lai của bột tôm trong ngành thực phẩm

Với nhu cầu ngày càng cao về thực phẩm dinh dưỡng, bột tôm có tiềm năng lớn để phát triển. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện quy trình sản xuất và mở rộng ứng dụng của bột tôm trong ngành thực phẩm.

5.2. Định hướng phát triển bền vững cho ngành chế biến tôm

Ngành chế biến tôm cần hướng tới phát triển bền vững, giảm thiểu lãng phí và tối ưu hóa việc sử dụng phụ phẩm. Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ sản xuất bột tôm sẽ góp phần quan trọng vào mục tiêu này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Tôm là loại động vật thuỷ sinh đang đứng đầu trong ngành nuôi trồng và đánh bắt thuỷ sản. Với mức đóng góp 70 - 80% giá trị tổng kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản. Thực phẩm tôm có giá trị dinh dƣỡng cao, chứa khoảng 21,04% protein (theo nghiên cứu của Nguyễn Việt Dũng về tôm sú). Chế biến tôm là một trong những ngành công nghệ thủy sản chủ lực của nƣớc ta với sản lƣợng hằng năm tăng đáng kể.

Năm 2016, sản lƣợng tôm đạt 650 nghìn tấn, kim ngạch xuất khẩu tôm của nƣớc ta cán mốc 3,1 tỷ USD trong năm 2016, tăng gần 4% so với năm 2015. Công nghệ chế biến tôm, phần lớn tôm đƣợc đƣa vào chế biến dƣới dạng đã bóc vỏ, bỏ đầu tạo ra một lƣợng lớn phụ phẩm bao gồm vỏ tôm và đầu tôm. Tùy theo giống loài, giai đoạn sinh trƣởng, công nghệ chế biến. Phụ phẩm tôm là phần đầu thƣờng chiếm 34% ÷ 35%, phần vỏ, đuôi và chân chiếm 10% ÷ 15% trọng lƣợng của tôm nguyên liệu.

Hoặc đối với tôm thẻ, phụ phẩm là đầu tôm chiếm khoảng 28%, vỏ chiếm 9% trọng lƣợng tôm [14]. Với tốc độ khai thác và chế biến ngày nay, lƣợng phụ phẩm tôm tạo ra hằng năm ngày một lớn. Phụ phẩm của nhà máy tôm đông lạnh chủ yếu là đầu và vỏ tôm, chứa một lƣợng lớn protein, chất màu, chitin… Phụ phẩm tôm của nhà máy chế biến đông lạnh luôn đảm bảo tƣơi, chƣa bị biến đen, biến đỏ và có nhiệt độ 15 oC do vậy nếu sử dụng vào mục đích làm thức ăn chăn nuôi sẽ làm giảm giá trị kinh tế cho nguồn nguyên liệu. Để nâng cao giá trị gia tăng cho nguồn phụ phẩm tôm, phụ phẩm tôm đƣợc ƣớp lạnh kịp thời đƣợc ứng dụng chế biến bột đạm tôm để từ đó làm nguyên liệu cho các sản phẩm khác nhƣ gia vị tôm, snack…  Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu tổng quát: Nâng cao giá trị gia tăng từ phụ phẩm tôm.

- Mục tiêu cụ thể: Xây dựng đƣợc quy trình thu bột đạm tôm từ phụ phẩm tôm (đầu tôm) và ứng dụng bƣớc đầu làm gia vị tôm Nguyễn Tiến Dũng 5 Viện CNTP-ĐH Bách Khoa HN Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS. Đỗ Thị Yến  Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ hấp đến chất lƣợng cảm quan sản phẩm. - Nghiên cứu chế độ sấy đến chất lƣợng sản phẩm. - Cải thiện màu sắc của bột đạm tôm.

- Nghiên cứu một số yếu tổ ảnh hƣởng việc bảo quản bột đạm tôm. - Đánh giá chất lƣợng bột đạm tôm. - Bƣớc đầu ứng dụng làm gia vị tôm.  Những điểm mới của luận văn  Công trình nghiên cứu hệ thống về chế độ sấy thu bột đạm tôm từ phụ phẩm tôm.

 Cải thiện mầu sắc của bột đạm tôm bằng bổ sung chất chống oxy hóa trong quá trình chế biến  Ứng dụng bột tôm chất lƣợng cao vào làm bột gia vị. Nguyễn Tiến Dũng 6 Viện CNTP-ĐH Bách Khoa HN Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS. Đỗ Thị Yến CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu chung về thực phẩm Tôm 1.

Sản lượng tôm của Việt Nam Nghề nuôi tôm xuất hiện ở Việt Nam khoảng 100 năm trƣớc. Vào thập kỉ 70, cả miền Bắc và miền Nam Việt Nam đều tồn tại hình thức nuôi tôm quảng canh. Diện tích nuôi tôm khoảng 70.000 ha ở ở đồng bằng sông Cửu Long và khoảng 15.000 ha nuôi tôm nƣớc lợ ở Miền Bắc (theo Ling, 1973 và Rabanal, 1974). Sau năm 1987, nuôi tôm thƣơng phẩm phát triển mạnh với các yếu tố quan trọng chi phối sự phát triển ngành nuôi tôm gồm: Việc du nhập và cải tiến thành công công nghệ sản xuất giống tôm nhân tạo, công nghệ nuôi thƣơng phẩm, nhu cầu tôm trên thị trƣờng thế giới tăng cao và Chính phủ thực hiện chính sách đổi mới kinh tế (Vũ Đỗ Quỳnh, 1989; Phạm Khánh Ly, 1999).

Đến giữa thập kỷ 90, phát triển nuôi tôm có phần chững lại do Việt Nam gặp nạn dịch bệnh tôm nuôi ở đồng bằng sông Cửu Long. Tính hết năm 2014, cả nƣớc ƣớc đạt thả nuôi đƣợc 685.000 ha tôm nƣớc lợ, đạt 120% kế hoạch và tăng 20,4% so năm 2013 (theo Tổng Cục Thủy Sản). Năm 2015, sản lƣợng tôm chân trắng trong 6 tháng đầu năm 2015 đã giảm 1.6% so với cùng kỳ năm 2014 do đối phó với dịch bệnh EMS và giá xuất khẩu giảm, nông dân đã giảm 30% lƣợng thả nuôi (theo VASEP) Ngành tôm năm 2016, nhờ có sự đầu tƣ mạnh mẽ và đổi mới công nghệ, thị trƣờng tôm tăng trở lại với nguồn xuất khẩu lớn. Diện tích nuôi tôm nƣớc lợ năm 2016 của cả nƣớc ƣớc đạt 700.000 ha, tăng 0,72% so với kế hoạch.

Sản lƣợng tôm nƣớc lợ ƣớc đạt 650 nghìn tấn. Tại các tỉnh ĐBSCL, sản lƣợng tôm sú ƣớc đạt 260 nghìn tấn, sản lƣợng tôm thẻ ƣớc đạt 390 nghìn tấn. Tình hình công nghiệp chế biến tôm Việt Nam là nƣớc xuất khẩu tôm lớn trên thị trƣờng thế giới nhờ sự gia tăng nuôi trồng thủy sản trong nhƣng năm gần đây. Xuất khẩu tôm trung bình hàng năm Nguyễn Tiến Dũng 7 Viện CNTP-ĐH Bách Khoa HN Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS.

Đỗ Thị Yến từ năm 2005 đến 2008 đạt trên 160 nghìn tấn, trị giá khoảng 1. Tôm thƣờng đƣợc chế biến để lấy thịt tôm xuất khẩu, 35%÷45% còn lại là vỏ và đầu đƣợc coi là phụ phẩm [2]. Năm 2016, kim ngạch xuất khẩu tôm của nƣớc ta cán mốc 3.1 tỷ USD, tăng gần 4% so với năm 2015. Đến tháng 11/2016, kim ngạch xuất khẩu tôm vào thị trƣờng Mỹ của Việt Nam đạt 604,4 triệu USD, thị trƣờng EU đạt 548 triệu USD.

Mỹ và EU là thị trƣờng tiêu thụ tôm lớn nhất của Việt Nam, chiếm tỷ trọng lần lƣợt là 25% và 19%. Trung Quốc cũng là một trong những thị trƣờng xuất khẩu quan trọng của tôm Việt Nam. Theo dự báo của VASEP, trong năm 2017, xuất khẩu tôm của Việt Nam tiếp tục tăng trƣởng dƣơng nhờ nhu cầu nhập khẩu của thị trƣờng tăng cao. Đặc biệt, Việt Nam đã áp dụng các biện pháp kiểm soát hóa chất, kháng sinh, đảm bảo chất lƣợng tôm cao cho các thị trƣờng khó tính.

Ngoài ra, giai đoạn 2016 - 2018 là thời gian mà đa số các hiệp định thƣơng mại thế hệ mới đã và sẽ có hiệu lực, tôm Việt Nam có nhiều cơ hội để tăng thị phần.Trần Đức Ba [3], các dạng sản phẩm chế biến chính của tôm nhƣ sau: - Tôm tƣơi còn vỏ, đầu (nguyên con) cấp đông IQF hoặc Block - Tôm bóc vỏ, bỏ đầu cấp đông IQF hoặc Block - Tôm còn đuôi: tôm bỏ đầu, bỏ ruột và bóc một phần vỏ - Tôm dạng sản phẩm định hình, bỏ đầu, bóc vỏ: tôm cánh bƣớm, tôm bóc nõn - Tôm chín bóc vỏ, bỏ đầu Theo tổ chức thƣơng mại thế giới (ITC) sản phẩm tôm nguyên con chiếm 46.7%; tôm bỏ đầu chiếm 35.5%; tôm bóc vỏ bỏ đầu chiếm 17.8% tổng mặt hàng về tôm. Trong chế biến tôm, phế phẩm sinh ra từ các công đoạn: cắt xén sửa sang hình dạng nguyên liệu để đƣợc hình thức sản phẩm đẹp, công đoạn lặt đầu, rút chỉ, bóc vỏ. Lƣợng phụ phẩm từ công đoạn lặt đầu từ 25%÷37%; từ công đoạn lột vỏ từ 6%÷10%, chỉnh sửa hình thức 1%÷2% so với nguyên liệu ban đầu. Nguyễn Tiến Dũng 8 Viện CNTP-ĐH Bách Khoa HN Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS.

Thành phần hóa học tôm Thành phần hóa sinh của thịt tôm gồm: protein, lipid, nƣớc, nhiều nguyên tố vi lƣợng và các vitamin nhóm B. Trong protein của tôm gồm từ 18-20 axit amin và hầu nhƣ gần đủ các axit amin không thay thế. Cấu tạo của thịt tôm rất lỏng lẻo, lƣợng đạm hoà tan nhiều. Với những thành phần dinh dƣỡng nhƣ vậy thịt tôm là một thực phẩm có giá trị dinh dƣỡng và kinh tế cao.

Thành phần hoá học của tôm khác nhau tuỳ theo giống loài. Trong cùng một loài nhƣng có hoàn cảnh sinh sống khác nhau thì thành phần hoá học khác nhau. Ngoài ra thành phần hoá học của tôm còn phụ thuộc vào tình trạng sinh lý, mùa vụ và thời tiết…Sự khác nhau về thành phần hoá học và sự biến đổi của chúng làm ảnh hƣởng rất lớn đến giá trị dinh dƣỡng sản phẩm, việc bảo quản tƣơi nguyên liệu và quá trình bảo quản. 1 Bảng thành phần hóa học của tôm Thành phần hóa học Khối lƣợng (% cơ Ghi chú thể) Nƣớc 70 – 80% Phụ thuộc vào giống loài Protein cấu trúc: 70 – 80% protein Protein 13 – 25% Protein cơ: chiếm 23 – 30% Lipid 0.01 – 3% Chủ yếu là các phospholipid Đặc trƣng theo loài, biến thiên Chất khoáng 0,7 – 1,5% theo mùa và điều kiện sống 1.

Các yếu tố ảnh hƣởng đến hƣ hỏng của tôm sau thu hoạch [12] 1. Hư hỏng tôm sau chết do vi sinh vật [13] Tôm là loài động vật giáp xác phân bố rộng, toàn bộ cơ thể đƣợc bao phủ một lớp chitin cứng nên so với thịt các động vật khác thì sự lây nhiễm của VSV khó. Tuy nhiên cấu tạo thịt tôm rất lỏng lẻo, lƣợng đạm hoà tan nhiều rất thích hợp cho VSV phát triển. Thịt tôm sau khi đánh bắt rất dễ bị hƣ, ƣơn, thối do vi sinh vật.

Đầu tôm tập trung các cơ quan nội tạng và chứa nhiều đạm hoà tan nên sự hƣ hỏng tôm tập trung chủ yếu ở đầu sau đó lan dần ra. Nguyễn Tiến Dũng 9 Viện CNTP-ĐH Bách Khoa HN Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS. Đỗ Thị Yến Hình 1. 1 Hệ vi sinh vật trong tôm vừa mới đánh bắt.

Hệ VSV của tôm bao gồm hai nguồn gốc: có sẵn trong bản thân nguyên liệu (vỏ, chân, mang, trong nội tạng); và lây nhiễm từ bên ngoài (thu hoạch, bảo quản, nguồn nƣớc rửa, dụng cụ chứa đựng, các bề mặt tiếp xúc). Hệ VSV trên tôm gồm có: các VSV gây ƣơn thối (Pseudononas flourescens, Clostridium sporogenes, Clostridium putrificus, Proteus vugaris), các VSV lên men (Streptococus, Staphylococcus, Bacillus Mesentericus, Bacillus Acidophilus, Bacillus Lactis Aerogenes) [12] Quá trình hƣ hỏng do VSV diễn biến nhƣ sau: Thoạt tiên, cơ thể có hiện diện đủ loại vi sinh vật. Sau đó, Streptococus và Staphylococcus phá hủy gluxit làm môi trƣờng hóa chua. Coliform hình thành ammoniac làm trung hòa b ớt môi trƣờng.

Tiếp đến do hiện tƣợng pepton hóa, môi trƣờng chuyển kiềm dần và có mùi. Sau đó Bacillus perfringens làm tăng lƣợng ammoniac và hydro sunfua. Thịt tôm mùi hôi thối, chuyển màu nâu, mềm nát, phản ứng kiềm mạnh. Bacillus putrificus, Proteus Vulgaris làm phát sinh các chất độc phenol, indol, statol… Cuối cùng làm ammoniac quá cao làm vi khuẩn kỵ khí chuyển thành nha bào, thịt tôm nhão và mùi thối tăng dần.

Quá trình này làm cho tôm bị long đầu, giản đốt, mềm vỏ, mềm thịt và biến màu.