CHƯƠNG 1. Tính cấp thiết và lý do hình thành đề tài Ngành công nghiệp thủy hải sản ở Việt Nam ngày càng phát triển và chiếm ưu thế đặc biệt là nuôi tôm. Hiện nay, tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương là loài tôm nuôi với diện tích lớn tại Việt Nam, chỉ đứng sau tôm sú, có giá trị kinh tế cao và khả năng kháng bệnh cao. Tôm sau khi đánh bắt, phục vụ cho trong và ngoài nước.
Tuy nhiên tôm dễ dàng mất đi giá trị dinh dưỡng và giảm giá trị kinh tế do những đốm đen (melanosis) và hệ vi sinh vật hình thành trong quá trình bảo quản. Đã có rất nhiều phương pháp áp dụng để hạn chế sự hư hỏng đó, và phương pháp phổ biến nhất là dùng SMS. Tuy nhiên SMS được biết đến là tác nhân gây ra dị ứng ở người mắc bệnh hen do dư lượng SO2. Vì vấn đề sức khỏe, nên nhiều người đã e ngại sử dụng khi có chất bảo quản này, việc tìm một loại phụ gia thay thế an toàn hơn có nguồn gốc từ thiên nhiên, không có bất kì ảnh hưởng gì tới sức khỏe con người đang được hướng tới.
Tính đến thời điểm hiện tại, có rất nhiều công trình nghiên cứu thay thế các chất hoá học bằng các hợp chất phenolic có nguồn gốc tự nhiên để dùng làm chất bảo quản tôm. Nguồn thực vật giàu phenolic đang được quan tâm rất nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm vì nó làm chậm quá trình oxy hóa lipid và cải thiện chất lượng, giá trị dinh dưỡng của thực phẩm (Matthias và cộng sự, 2015). Nhưng vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về những phụ phẩm công nghiệp không có một mục đích sử dụng chính, chẳng hạn như bã tinh dầu. Bã tinh dầu là phần được bỏ đi sau quá trình tích ly tinh dầu, có thể chỉ làm chất đốt hoặc gây ô nhiễm môi trường.
Theo nhiều nghiên cứu, trong lá tía tô, nghệ, sả, quế chứa nhiều hợp chất phenolic có khả năng chống oxy hóa. Trong khi đó, hiệu suất trích ly tinh dầu rất thấp, những hợp chất chống oxy hóa sẽ còn lại ở bã. Ngành sản xuất tinh dầu ở Việt Nam ngày càng phát triển, song song đó, chất thải từ công nghệ trích ly tinh dầu cũng ngày một tăng. Nếu có thể tận dụng được nguồn phụ phẩm này, sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao đồng thời mang tính khoa học và sẽ mang lại nhiều bước tiến mới cho ngành công nghệ thực phẩm.
Vì tính cấp thiết này, nhóm chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa, ức chế tyrosinase của chiết xuất từ bã tinh dầu và ứng dụng bã tía tô (Perilla Frutescens) vào bảo quản lạnh tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus Vannamei)”, với hi vọng sẽ tạo được bước tiến mới trong ngành công nghệ thực phẩm. Tính mới của đề tài: 1 Đây là nghiên cứu đầu tiên về hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase của cao trích từ bã tinh dầu (phụ phẩm công nghiệp) và khả năng năng ứng dụng của cao trích vào bảo quản tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương. Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài Nguồn nguyên liệu được chọn đều đã có những nghiên cứu trước đây chứng minh rằng chúng có chứa các hợp chất kháng oxy hóa cũng như ức tyrosinase. Nhiều nghiên cứu đã xác định được hiệu suất trích ly tinh dầu rất thấp nên các hợp chất chống oxy hóa sẽ được giữ lại trong bã cao.
Lượng tinh dầu thu được sẽ ứng dụng vào các ngành công nghệ hương liệu, mỹ phẩm, nước hoa, y học,… Phần còn lại được gọi là bã tinh dầu sẽ trở thành phế phẩm, làm chất đốt hoặc chất thải gây ô nhiễm môi trường. Việc tận dụng nguồn phụ phẩm này để nghiên cứu khả năng kháng oxy hóa, ức chế enzyme tyrosinase và ứng dụng vào bảo quản tôm không chỉ có ý nghĩa thực tiễn mà còn mang ý nghĩa khoa học vì vừa giải quyết được vấn đề môi trường, vừa góp phần phát triển kinh tế, mở ra được triển vọng mới cho ngành công nghệ thực phẩm nước nhà. Đồng thời các cao trích từ bã tinh dầu cũng được phân tích thành phần hóa học bằng các phương pháp FTIR, HPLC- MS, và xác định các hợp chất còn lại trong bã sau quá trình trích ly tinh dầu bằng phương pháp GC-MS để xác định các hợp chất đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu có trong bã tinh dầu đồng thời khẳng định được sự an toàn từ nguồn nguyên liệu được chọn không chứa bất cứ thành phần độc hại nào và có khả năng thay thế cho chất phụ gia hóa học SMS để ứng dụng vào bảo quản tôm, giúp hạn chế được sự hình thành các đốm đen trên tôm, nâng cao được giá trị dinh dưỡng, làm trì hoãn quá trình hư hỏng của tôm nâng cao khả năng chấp nhận của người tiêu dùng và thị trường xuất khẩu, góp phần phát triển ngành nuôi trồng thủy sản ở nước ta. Mục tiêu của đề tài Điều chế các mẫu cao từ bã tinh dầu với EtOH 70%.
Xác định sơ bộ thành phần hóa học của các mẫu cao đồng thời điều tra khả năng kháng oxy hóa và ức chế PPO từ chiết xuất polyphenol và flavonoid của 4 loại bã tinh dầu. Từ đó chọn ra mẫu cao chiết từ bã tinh dầu tốt nhất để khảo sát nồng độ tối ưu và ứng dụng vào bảo quản tôm thẻ chân trắng trong 8 ngày ở nhiệt độ 1-3oC. Đối tượng nghiên cứu 4 mẫu bã tinh dầu được thu nhận sau quá trình chưng cất hơi nước, bao gồm 2 mẫu bã tinh dầu tía tô, nghệ, được nhận phòng thí nghiệm của khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, 1 mẫu bã tinh dầu sả được nhận từ phòng thí 2 nghiệm của Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Nông Lâm và 1 mẫu bã tinh dầu quế được lấy từ cơ sở sản xuất tinh dầu Yên Bái. Phạm vi và giới hạn của đề tài Điều chế các mẫu cao chiết từ bã của tía tô, nghệ, sả, quế bằng cách ngấm kiệt với ethanol 70%.
Trong đó có các chỉ tiêu cần xác định như độ ẩm, hiệu suất của quá trình trích ly, định danh các hợp chất có trong bã. Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa bằng các phương pháp xác định tổng hàm lượng phenolic, tổng hàm lượng flavonoid, khả năng ức chế gốc tự do DPPH và năng lực khử sắt. Xác định thành phần hóa học, các hợp chất bằng phương pháp FTIR, HPLC-MS, GC-MS Sàng lọc hoạt tính ức chế tyrosinase. Chọn cao trích có hoạt tính mạnh nhất và nồng độ tối ưu đưa vào bảo quản tôm trong điều kiện 1-3oC trong 8 ngày.
Đánh giá mức độ hình thành các điểm đen trên tôm, đánh giá khả năng ức chế peroxide ở tôm trong quá trình bảo quản bằng phương pháp xác định chỉ số oxy hóa lipid (TBARS), sự thay đổi pH, độ cứng của tôm, xác định tổng hàm hượng bazơ nitơ bay hơi (TVB- N) và đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí trên tôm trong thời gian bảo quản. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Tổng quan về tôm thẻ chân trắng 2. Phân loại khoa học Hình 2.1: Tôm thẻ chân trắng Tôm thẻ chân trắng có tên khoa học là Litopenaeus vannamei (Boone, 1931), tên khoa học trước đây là Penaeus vannamei.
Tôm thẻ chân trắng thuộc họ Penaeidae. Tôm thẻ chân trắng được phân loại khoa học theo bảng 1.1: Phân loại tên thẻ chân trắng theo tên khoa học (Boone, 1931) Giới (regnum) Animalia Ngành (phylum) Arthopoda Phân ngành (subphylum) Crustaces Lớp (class) Malacostraca Bộ (ordo) Decapoda Phân bộ (subordo) dendrobranchiata Họ (familia) Penaidae Chi (genus) Litopenaeus Loài (species) L. Phân bố và đặc điểm sinh thái 4 Tôm thẻ chân trắng có nguồn gốc từ vùng biển xích đạo Đông Thái Bình Dương (Biển Tây Mỹ Latinh), từ Vịnh California, Mexico đến phía bắc Peru (FAO, 2018) Đây là loại tôm được nuôi rộng rãi nhất thế giới và được nuôi ít nhất 27 quốc gia. Tôm thẻ chân trắng được đưa vào Việt Nam năm 2001, được nuôi thử nghiệm tại Bạc Liêu Quảng Ninh và Phú Yên (Bộ NN&PTNT 2015) và được nuôi trồng đến ngay này.
So với tôm sú thì loài tôm thẻ chân trắng sinh sản nhanh và lớn hơn tôm sú, đặc biệt hơn hết tôm thẻ chân trắng lại có khả năng kháng bệnh mạnh hơn tôm sú (Nguyễn Thị Kim Quyên, 2010). Tôm thuộc loài giáp xác, có mười chân. Tôm có vỏ mỏng, có màu trắng đục, chân có màu trắng ngà. Tôm chia thành hai phần: phần đầu ngực và phần bụng.
Tôm thẻ chân trắng là loài tôm nhiệt đới, có khả năng thích nghi với giới hạn độ mặn và nhiệt độ rộng. Tôm có khả năng thích nghi với độ mặn 5 - 45‰, pH trong khoảng 7. Nhiệt độ tối ưu cho tôm từ 25-33oC. Vì thế, tôm chân trắng được xem là đối tượng phù hợp với ngành nuôi thủy sản nội địa (Trần Viết Mỹ, 2009).
Thành phần hóa học của tôm Hiện nay, tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương là loài quan trọng nhất về mặt kinh tế và chiếm khoảng 70% tổng sản lượng tôm trên thế giới do hàm lượng dinh dưỡng cao gồm các acid amin, peptit, acid béo không bão hòa và các chất hữu ích khác (Liao và Chien, 2011).1: Thành phần hóa học của tôm thẻ chân trắng (Naresh Kumar Mehta và cộng sự, 2017) Thành phần Hàm lượng Ẩm (g/100 g thịt) 75.30b Các giá trị được biểu thị bằng giá trị trung bình ± SD, n = 3, p <0,05; giá trị trong cùng một hàng mang các chữ cái khác nhau có ý nghĩa khác nhau. Dựa vào bảng trên ta có thể thấy được hàm lượng ẩm của tôm khá cao, hơn 70% .Ngoài ra, Gunalan B và cộng sự, (2013) đã nghiên cứu và tìm thấy hàm lượng canxi chiếm ưu thế (154,5 mg/g) sau đó là natri (67,7 mg/g) và kali (56,7 mg/g). Mangan có hàm lượng ít nhất (0,898 mg/g). Cu và Crom cũng được tìm thấy.
Bên cạnh đó, cũng phát hiện được 18 acid amin trong tôm. Trong 5 số đó argentine, histamine, isoleucine ,leucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, lysine và valine là các acid amin thiết yếu và alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamic acid, glycine, proline, serine và tyrosine là các aicd amin không thiết yếu. Trong đó, glycine, arginine và proline thường cho vị ngọt và umani. Taurine, valine và lysine cho ít vị đắng (Konosu, 1982).
Dựa trên kết quả nghiên cứu của Gunalan B và cộng sự (2001), loài tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương có thể được coi là một nguồn acid béo tốt cũng như protein. Thị trường của tôm thẻ chân trắng 2.