Luận văn Khảo sát khả năng sử dụng Chitosan trong chế biến sản phẩm đồ hộp vụn thịt đỏ cá Tra nghiền

, công nghệ nhuộm, giấy, mỹ phẩm, thực phẩm,… Màng chitosan ñược áp dụng rộng rãi như vậy, vì nó có các ñặc tính như chống thoát hơi nước, kháng khuẩn, không gây mùi vị lạ, giữ màu sản phẩm tốt, không gây ñộc cho con người và môi trường. Chitosan thương mại chủ yếu ñược sản xuất bằng cách deacetyl hóa chitin từ nguyên liệu là vỏ của loài giáp xác. Nước ta có nguyên liệu này dồi giàu vì có rất nhiều công ty thủy sản thì phế liệu vỏ tôm có giá thành rất thấp. Vỏ tôm ñược thu gom tại các công ty chế biến thủy sản ròi rửa sạch sau ñó ñem ñi sấy khô ñưa vào nồi phản ứng ñể loại bỏ muối vô cơ (muối calci, muối phospho) và các protein sản phẩm thu ñược từ công ñoạn này là chitin, tiếp theo ñược ñưa vào ngâm trong dung dịch kiềm, sau 2 giờ mới cho ra chitosan. Knorr (1984) ñã chứng minh rằng chất ñộc trong chitosan ở nồng ñộ 18gchitosan/kg trọng lượng cơ thể/ngày mới có hại ñối với chuột, ở mức 5% thì không có sự khác biệt về tốc ñộ phát triển, chất hữu cơ bên trong và thành phần huyết thanh của máu. Chỉ số LD50= 16g/kg trọng lượng cơ thể, không gây ñộc trên ñộng vật thực nghiệm và người (K. Arais và cs., 1968). Chitosan cũng ñã ñược cục Vệ Sinh An Toàn Thực Phẩm Việt Nam cho phép sản xuất và lưu hành trên toàn quốc theo hồ sơ công bố vào năm 2003. Hình 5. Sự chuyển hóa chitin thành chitosan Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 15 Chất lượng và tính chất của sản phẩm chitosan như ñộ tinh khiết, ñộ nhớt, ñộ deacetyl hóa, khối lượng phân tử và cấu trúc hình dạng rất khác nhau bởi nhiều yếu tố trong quá trình chế biến có thể ảnh hưởng ñến ñặc tính của sản phẩm cuối cùng. Khối lượng phân tử (MW = Molecular Weight) của chitin thường lớn hơn 1000000 dalton, trong khi chitosan thương mại có MW từ 100000 – 1200000 dalton. Nhìn chung, các yếu tố như lượng oxy hòa tan, nhiệt ñộ nóng chảy 309-311oC, ứng suất xé rách có thể gây ra nguyên nhân mất nước hơn nữa của chitosan. ðộ nhớt của chitosan trong dung dịch chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như ñộ deacetyl hóa polymer, MW, nồng ñộ, lực ion, pH và nhiệt ñộ (Li và cộng sự., 1992). Nhìn chung khi nhiệt ñộ tăng thì ñộ nhớt của dung dịch polymer giảm. Tuy nhiên sự thay ñổi pH trong dung dịch polymer cho những kết quả khác nhau phụ thuộc vào loại acid sử dụng. Với acid acetic thì ñộ nhớt của chitosan có khuynh hướng gia tăng khi pH giảm, trong khi với HCl thì ñộ nhớt giảm khi pH hạ thấp. Chitosan thì không tan trong nước, môi trường kiềm, dung môi hữu cơ và trong môi trường acid ñậm ñặc nhưng tan trong hầu hết dung dịch acid hữu cơ yếu pH khoảng 6. Acid acetic và acid formic là 2 loại acid ñược sử dụng rộng rãi ñể hòa tan chitosan và một số acid vô cơ loãng như acid nitric, acid chlohydric, acid pechlohydric, acid phosphoric cũng ñược sử dụng ñể chuẩn bị dung dịch chitosan nhưng phải khuấy ñều và làm ấm trong một thời gian dài (Li và cộng sự, 1992). Chitosan là tác nhân làm ñông ñặc và gây kết tủa nhờ vào mật ñộ nhóm amino cao, có thể phản ứng qua lại với nhóm chức mang ñiện tích âm như protein, chất rắn, màu nhuộm và polymer. Tuy nhiên chitosan rất khác nhau trong lĩnh vực trao ñổi ion kim loại. Nhóm amino tự do trong chitosan ñược xem như có ảnh hưởng nhiều hơn ñối với việc liên kết ion kim loại hơn là nhóm acetyl trong chitin. ðiều này dẫn chúng ta ñến việc xem như lượng amino tự do cao hơn của chitosan có thể cho sự hấp thụ ion kim loại cao hơn. 2.3.3 ðặc tính của Chitosan
Chống vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm  Hoạt ñộng chống vi khuẩn của Chitosan Tại Việt Nam trong những năm gần ñây việc nghiên cứu sử dụng chitosan vào việc bảo vệ thực phẩm ñược quan tâm rất nhiều, chitosan ñược nghiên cứu sử dụng ñể chống vi khuẩn, nấm mốc, nấm men. Người ta rất quan tâm ñến chất lượng thực phẩm khi sử dụng chitosan như Wang (1992) thừa nhận rằng nồng ñộ yêu cầu ñể vô hoạt hoàn toàn Staphilococcus aureus sau 2 ngày ủ ở pH = 5,5. Hơn nữa, Shahidi cùng cộng sự (1999) phát hiện rằng nồng ñộ chitosan lớn hơn 0,005% có hiệu quả ñối với sự vô hoạt hoàn toàn Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 16 Staphylococcus aureus còn Darmadji và Izumimoto (1994) ñã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của chitosan ñối với sự phát triển hư hỏng trong bánh bao nhân thịt bò băm tồn trữ ở 30oC trong 2 ngày và ở 4oC trong 10 ngày. Kết quả thí nghiệm cho thấy chitosan sử dụng ở nồng ñộ thấp (0,2 – 0,5%) có tác dụng ñối với vi sinh vật gây hư hỏng. Tuy nhiên do lượng vi sinh vật có mặt trong thịt trước khi bắt ñầu tiến hành thí nghiệm thường cao (>107cfu/g) nên việc thêm chitosan vào có thể gây ảnh hưởng nhiều và làm hạ thấp lượng vi sinh vật hiện tại ñang có mặt. Simpson cùng cộng sự (1997) nghiên cứu ảnh hưởng chống các loại vi khuẩn khác nhau trên tôm sống với nồng ñộ chitosan khác nhau và khảo sát sự khác nhau về mức ñộ nhạy cảm ñối với chitosan. Theo những phát hiện này, Bacillus cereus ñòi hỏi nồng ñộ chitosan là 0,02%, trong khi E.coli và Proteus vulgaris cho thấy sự phát triển yếu nhất ở 0,005% và bị ức chế hoàn toàn ở nồng ñộ lớn hơn 0,075%. Shahidi cùng cộng sự (1999) cũng khảo sát sự ức chế B.cereus bằng chitosan nhưng nồng ñộ yêu cầu thấp hơn (0,005%). Nhiều nghiên cứu cũng ñã cho thấy ảnh hưởng của chitosan ñối với sự ức chế E.coli. Wang (1992) theo dõi sự vô hoạt hoàn toàn sau 2 ngày ủ với nồng ñộ 0,5% hoặc 1% ở pH=5,5. Ông thấy rằng sự bất hoạt hoàn toàn có thể ñạt ñến sau ngày ñầu tiên nếu môi trường nuôi cấy có nồng ñộ chitosan cao hơn 1%. Trong lúc ñó Darmadji và Izumimoto (1994) ñã trình bày rằng các nồng ñộ cao hơn 1% ñược yêu cầu tiến hành thí nghiệm ñể ñánh giá việc ức chế sự phát triển E.coli. Simpson cùng cộng sự (1997) ñã phát hiện thấy chỉ cần nồng ñộ chitosan 0,075% là ñủ cần thiết ñể ức chế sự phát triển của E.coli. Những sự khác nhau này ñược giải thích là vì sự khác nhau ở mức ñộ acetyl hóa chitosan. Chitosan với ñộ acetyl hóa 7,5% thì có hiệu quả hơn chitosan có ñộ acetyl hóa 15%. Chitosan có tác dụng chống vi khuẩn giống nhau ñối với vi khuẩn gam (-) và gam (+), các thí nghiệm cho thấy không có hoạt ñộng gì ñặc trưng giữa 2 loại vi khuẩn này.  Hoạt ñộng chống nấm mốc của Chitosan Việc sử dụng chitosan có nguồn gốc thiên nhiên vào chống nấm mốc của thực phẩm sau thu hoạch ñược chú ý rất nhiều vì thực phẩm thu hoạch thường kéo theo ñó là chất hóa học hay trước thu hoạch là các chất kháng sinh dùng cho chống nấm và một số thuốc diệt nấm vẫn còn trong quá trình theo dõi (Shahidi cùng cộng sự., 1999). Chitosan ñã cho thấy tính năng ưu việt của nó trong việc phòng và trị nấm mốc. El Ghouth cùng cộng sự., 1991 cho rằng chitosan (1000 µg/ml) rất hiệu quả ñể rút ngắn chu kỳ sinh trưởng của hầu hết nấm mốc ñược kiểm tra, ngoại trừ những loài có chứa chitosan như là một thành phần chính của màng tế bào (Ví dụ như Zygomycetes). Sự ức chế hoạt ñộng của chitosan cao hơn ở pH = 6 (pKa của chitosan = 6,2) so với ở pH = 7,5 khi hầu hết nhóm amino ở trạng thái tự do. Hơn nữa, do bản chất của nó là polymer, chitosan có thể tạo thành lớp màng chống thấm khí. Do Chitosan có nguồn gốc thiên nhiên cho nên người tiêu dùng có thể sử dụng Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 17 trực tiếp mà không cần e dè có thuốc hóa học trong ñó. Thêm vào ñó, Chitosan còn có chức năng kép ñó là gây trở ngại trực tiếp ñối với sự phát triển của nấm mốc và vô hoạt vài quá trình tự bảo vệ (Shahidi cùng cộng sự., 1999). Những cơ chế tự bảo vệ bao gồm sự tích lũy chitinase, sự tổng hợp chất ức chế protein, sự hóa licnin. Loại acid sử dụng ñể pha dung dịch chitosan ảnh hưởng ñến hoạt ñộng chống vi sinh vật của nó. Chitosan pha trong dung dịch acid acetic ức chế nấm mốc có hiệu quả ngay lập tức khi so sánh với chitosan pha trong acid lactic (Cuero cùng cộng sự., 1990; 1991).
Khả năng tạo gel Gel là tên gọi ñược ñặt cho một tổ chức các ñơn vị polymer ñể hình thành một mạng lưới bao gồm nước và các chất tan khác ðối với hầu hết các polysaccharide, chúng có khả năng tạo gel khi hòa tan trong nước. Các polysaccharide là các glycosyl từ ñường hexose và pentose. Mỗi gốc glycosyl có một số ñiểm có khả năng tạo liên kết với hydro. Mỗi nhóm –OH trên gốc glycosyl có thể kết hợp với một phân tử nước, vì vậy mỗi gốc ñều có thể hoàn toàn solvate hóa. Khi phân tán trong nước, mỗi phân tử sẽ liên kết với phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc không gian 3 chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành khối gel. Nhiều chất sợi hòa tan có thể tạo thành gel, ví dụ như carrageenan, pectin,... Nhìn chung sự tạo và hình thành gel của chitosan cũng rất khác nhau khi nhiệt ñộ, thời gian, ion kim loại và pH khác. Khả năng hình thành gel khi góp phần vào sự liên kết với tinh bột, xanthan gum hoặc carageenate. Mặc dù chitosan là một polysaccharide nhưng cơ chế tạo gel của nó không giống với các polysaccharide còn lại. Chitosan tồn tại ở dạng nhóm amine tự do nên không tan ñựơc trong nước ở pH gần trung tính, do ñó nó không thể tạo thành cấu trúc không gian 3 chiều giữ nước ñược. Gel chitosan ñược phân chia thành 2 nhóm là gel thuận nghịch về nhiệt và gel không thuận nghịch về nhiệt.  Gel không thuận nghịch về nhiệt Gel hình thành từ sự N-acyl hóa Sự có mặt acyl anhydric gia tăng tốc ñộ N-acyl hóa trong polymer, hạn chế sự hòa tan, sự tạo gel xảy ra Tốc ñộ tạo gel tăng tương ứng với tăng nồng ñộ chitosan, nồng ñộ acyl anhydric và nhiệt ñộ khi khối lượng phân tử của acyl anhydric giảm Gel hình thành từ cơ chế base Schiff: Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 18 Do việc sử dụng glutaraldehyte làm ảnh hưởng ñến sự hình thành liên kết ngang ñồng hóa trị giữa các mạch, khi ñó gel ñược tạo thành Tốc ñộ tạo gel tỷ lệ nồng ñộ chitosan và glutaraldehyte  Gel thuận nghịch về nhiệt Cơ chế của sự hình thành ñiểm nối là một cơ chế của sự hình thành muối tương tự sự hình thành gel Alginate với sự có mặt Ca2+ ðiểm nóng chảy thì cao: 88oC - 92oC Chitosan có mật ñộ nhóm amino tự do mang ñiện (+) cao nên tác dụng với nhóm chức mang ñiện (-) của protein, ñồng tạo gel với protein, tạo cầu nối giữa các hạt, gel tạo ra có ñộ cứng và ñộ ñàn hồi cao hơn. 2.3.4 Một vài ứng dụng cụ thể của chitosan trong thực phẩm
Bánh mì Ứng dụng của chitosan ñể kéo dài thời hạn sử dụng của bánh mì là làm giảm sự thoái hóa tinh bột và ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Park cùng cộng sự (2002) khảo sát ảnh hưởng của việc phủ lớp chitosan ñối với thời gian sử dụng của bánh mì baguette. Bề mặt của khối bột nhào ñược phủ với 0,5%; 1,0%; 1,5% chitosan pha trong 1,0% dung dịch acid acetic bằng cọ sau khi nhào bột. Kết quả cho thấy baguette có phủ chitosan, ñặc biệt là loại tráng bằng 1,0% chitosan thì nó mất khối lượng ít nhất, ít cứng và ít thoái hóa hơn mẫu ñối chứng sau khi tồn trữ 36giờ ở 25oC.
Nước ép trái cây Chế biến nước ép trái cây tinh khiết chủ yếu liên quan ñến việc sử dụng tác nhân lọc bao gồm gelatin, bentonite, silica sol, tannin, polyvinylpyrrolidone hoặc là sự kết hợp những chất này. Chitosan với một phần ñiện cực dương cho thấy có tính chất kết hợp acid và hiệu quả trong việc phân ly chất keo và những phần phân tán từ phế phẩm. Những tính chất này làm cho chitosan thành một tác nhân thích hợp trong sản xuất nước ép trái cây. Chatterjee ñã áp dụng dung dịch chitosan hydro hóa với 7% acid acetic ñể làm sạch nước ép táo, nho, canh và cam. Chitosan (2% hòa tan trong nước) thì hiệu quả trong việc làm giảm ñộ ñục của nước ép hơn là bentonite và gelatin. Sau khi xử lý với chitosan thì tính chất cảm quan của nước ép gia tăng (ñạt ñiểm 9 trong thang ñiểm hedonic). Rungsardthong (2006) so sánh hiệu quả của chitosan từ Absidia glauca var. paradoxa (chitosan nấm mốc; DD = 86%) với chitosan từ vỏ tôm như là một tác nhân cho nước ép táo trong hơn. Họ phát hiện thấy rằng chiosan ñược chế biến từ nấm mốc hiệu quả hơn trong việc giảm ñộ ñục của nước táo và sáng hơn (giá trị Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 19 L* cao hơn) so với chitosan từ vỏ tôm. ðộ ñục giảm khi gia tăng nồng ñộ chitosan từ 0,1 – 0,7 g/l nước ép (hòa tan trong 2% acid malic), nhưng sau ñó nó lại tăng ở nồng ñộ 1,0 g/l, ñiều này là do sự bão hòa của chất hấp thụ chitosan hoạt ñộng. Xử lý bằng chitosan nấm mốc nồng ñộ từ 0,5 – 1.0 g/l cho giá trị L* cao hơn mẫu ñối chứng và mẫu xử lý bằng chitosan từ vỏ tôm.
Thịt Thịt và các sản phẩm thịt thường bị oxi hóa chất béo nhanh chóng dẫn tới ôi thiu. Chitosan có khả năng chống oxi hóa và chống vi sinh vật và làm giảm sự oxi hóa chất béo, ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây hư hỏng trong thịt suốt quá trình tồn trữ. Darmadji và Izumimoto (1994a) theo dõi việc thêm 1.0% chitosan vào thịt bò làm giảm giá trị TBA 70% so với mẫu ñối chứng sau khi tồn trữ 3 ngày ở 4oC. Sau 10 ngày tồn trữ, giá trị TBA của mẫu thịt bò chứa 0.5% và 1.0% chitosan hầu như giống như ngày 0, dù giá trị TBA của mẫu ñối chứng gia tăng rõ rệt. Chitosan có một ảnh hưởng ñáng kể ñối với sự gia tăng màu ñỏ của thịt bò suốt quá trình tồn trữ. Youn và cộng sự (2004) chú ý rằng thời hạn sử dụng của thịt bò tẩm gia vị thêm vào 1% chitosan (120 kDa, DD = 85%) hòa tan trong 0.3% acid lactic gia tăng ñáng kể bằng cách giảm tổng số tế bào vi khuẩn ñếm ñược và ngăn cản sự oxi hóa lipid suốt quá trình tồn trữ trong 10 ngày ở 4oC. Sagoo và cộng sự (2002) cũng khảo sát rằng chitosan là chất ức chế sự phát triển vi sinh vật hiệu quả trong sản phẩm thịt heo nghiền và ảnh hưởng của chitosan thì phụ thuộc nồng ñộ. Thêm 0,3 % và 0,6% chitosan glutamate vào hỗn hợp thịt heo nghiền rút ngắn ñược tổng số khuẩn lạc thấy ñược, nấm men và nấm mốc, vi khuẩn lactic tới 3 log cfu/g trong 18 ngày ở 4oC so với mẫu không xử lý.
Sữa Một vài thí nghiệm ñã ñược tiến hành ñể ñánh giá khả năng sử dụng chitosan ñể cải thiện chất lượng và thời gian sử dụng của sữa. Lee (2000b) ñã nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan hòa tan trong nước với 3 loại khối lượng phân tử khác nhau (0,2 – 3; 3 – 10 và 10 – 30 kDa) lên tính chất lý hóa và cảm quan của sữa. ðộ ñặc của sữa thêm chitosan tăng cùng với việc gia tăng khối lượng phân tử và nồng ñộ (0,5%; 1,0% và 1,5%). Sữa chứa 0,5% - 1,0% chitosan, bất kể khối lượng phân tử, có thể tiệt trùng ở 73oC trong 15 giây mà không làm ñông tụ protein. Thêm 0,5% chitosan hòa tan trong nước vào sữa sẽ gây ảnh hưởng phủ ñịnh ñối với chất lượng cảm quan về màu sắc, mùi vị, sậm màu và mất mùi hương ñối với 2 loại chitosan 0,2 – 3 kDa và 3 – 10 kDa; và gây mùi khó ngửi ñối với loại chitosan 10 – 30 kDa. Tuy nhiên, không có sự khác nhau về tính chất cảm quan giữa sữa hương cà phê chứa chitosan và mẫu ñối chứng; ñiều này là nhờ vào hiệu quả bảo vệ từ cà phê. Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 20 Ha và Lee (2001) khảo sát hiệu quả của của chitosan hòa tan trong nước (0,03%) ñể làm giảm tối thiểu lượng vi sinh vật gây hư hỏng (vi khuẩn và nấm men) trong sữa chế biến. Sự ức chế hoàn toàn sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng ñược khảo sát trong sữa hương chuối có chứa chitosan, ñối lập với mẫu ñối chứng (không có chitosan), trong quá trình tồn trữ 15 ngày ở 4 và 10oC thì kết quả cho thấy sữa hương chuối có chitosan duy trì ñược giá trị pH cao hơn mẫu không kiểm soát ở cả 2 loại nhiệt ñộ.
Một số sản phẩm thủy sản Các sản phẩm hải sản rất nhạy cảm dễ bị hư hỏng chất lượng bởi vì sự oxi hóa chất béo của acid béo không bão hòa, ñược xúc tác bởi sự có mặt ở nồng ñộ cao của hợp chất hematine và ion kim loại trong cơ cá (Decker và Hultin, 1992). Hơn nữa, chất lượng hải sản chịu ảnh hưởng lớn bởi sự tự phân, sự hư hỏng do sự phát triển của vi sinh vật và mất chức năng protein (Joen cùng cộng sự, 2002). Chitosan có thể trì hoãn sự oxi hóa chất béo bằng cách tạo phức càng cua với sự có mặt của ion sắt trong cơ thể cá, do ñó loại bỏ ñược hoạt ñộng oxi hóa của ion sắt hoặc ngăn cản sự trao ñổi của chúng. Nhóm amino trong chitosan có thể tham gia vào phức càng cua của ion kim loại (Peng và cộng sự, 1998). Ảnh hưởng chống oxi hóa của chitosan khác nhau cùng với sự khác nhau của ñộ nhớt ñược khảo sát trong cá nghiền nấu chín ñược cho là do sự khác nhau khối lượng phân tử, ñiều này xác ñịnh việc gia tăng phức càng cua của ion kim loại. Ở trạng thái mang ñiện, nhóm amino mang ñiện dương truyền cho tế bào nội phân tử một lực ñẩy làm tăng khối lượng thủy ñộng lực học bằng cách gia tăng cấu tạo mạch. Có lẽ hiện tượng này gây ra sự tạo phức vòng càng ít hơn bởi chitosan ñộ nhớt cao (khối lượng phân tử lớn). Thêm vào ñó, Xue và cộng sự (1998) trình bày cơ chế chống oxi hóa của chitosan là do sự tạo phức vòng càng của ion kim loại và/hoặc sự kết hợp với lipid. Hoạt ñộng bảo vệ của chitosan có hiệu quả khi nó ñược áp dụng như một lớp màng bảo vệ, nó làm trì hoãn sự oxi hóa chất béo và sự hư hỏng do vi sinh vật bằng cách phản ứng như một màng ngăn chống lại oxi. Tại Việt Nam, chitosan ñã ñược nhóm nghiên cứu trường ðại Học Nông Lâm ứng dụng vào việc bảo quản sản phẩm thủy sản như sau: ðối với cá tươi các tác giả ñã tiến hành xử lý lấy ruột, mang (ñể nguyên con hoặc filê) rồi rửa. Sau ñó, nhúng cá ñã xử lý vào dung dịch chitosan ñược pha sẵn ở các nồng ñộ 0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5% tuỳ theo ñộ lớn của từng loại cá. Sau ñó ñể cá ráo trong tủ mát khoảng 10 phút ñể giúp màng chitosan ñược ñịnh hình rồi cho vào tủ cấp ñông. Sau 18 tiếng ñồng hồ có thể tiến hành rã ñông. Cá là nguyên liệu có cơ lỏng lẻo, nhiều nước. Trong quá trình cấp ñông chậm sẽ xảy ra hiện tượng mất nước, làm cho trọng lượng của cá giảm. Mặt khác, do môi trường trong tủ cấp ñông là không khí lạnh và khô nên Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 21 nước khuếch tán từ cơ thịt cá ra bề mặt của cá và từ bề mặt của cá ra môi trường bên ngoài rất lớn. Tuy nhiên khi sử dụng màng bao chitosan từ vỏ tôm thì khắc phục ñược hiện tượng này, chứng tỏ việc sử dụng màng bao chitosan bao phủ bề mặt của cá là rất hiệu quả. ðặc biệt khi cho cá vào nước và nấu chín, dung dịch chitosan không làm thay ñổi mùi vị của sản phẩm. Còn ñối với thuỷ sản khô như cá khô và cá mực thì tiến hành pha dung dịch chitosan 2% trong dung dịch axit acetic 1,5%. Sau ñó nhúng cá và mực vào dung dịch ñược pha, làm khô bằng cách sấy ở nhiệt ñộ 30ºC có quạt gió. Sản phẩm thu ñược có thể bảo quản tốt ở nhiệt ñộ bình thường. Tuỳ theo ñộ ẩm của cá và mực mà sản phẩm có thời gian bảo quản khác nhau, ñộ ẩm càng thấp thời gian bảo quản càng dài. Với ñộ ẩm 26 - 30%, cá khô bảo quản ñược 83 ngày, mực khô giữ ñược 85 ngày còn ở ñộ ẩm 41 - 45% thì cá khô giữ ñược 17 ngày, mực khô ñược 19 ngày (Nguồn: Công Nghiệp & Thương Mại, số 22/2004, trang 10 – 11) Ngoài ra chitosan còn ñược ứng dụng trong bảo quản các sản phẩm như trứng, trái cây và rau cả, Kimchi, Mayonnaise, mì, bánh bò, xúc xích, dấm...nhờ khả năng ức chế vi sinh vật, trì hoãn sự oxi hóa chất béo và khả năng cải thiện màu sắc các sản phẩm từ thịt. 2.4 Phụ gia trong thực phẩm Là những chất không ñược coi là thực phẩm hay một thành phần chủ yếu của thực phẩm, có hoặc không có giá trị dinh dưỡng, ñảm bảo an tòan cho sức khoẻ; ñược chủ ñộng cho vào thực phẩm với một lượng nhỏ. Nhằm duy trì chất lượng, hình dạng, mùi vị, ñộ kiềm hoặc ñộ acid của thực phẩm, ñể có thể ñáp ứng ñược nhu cầu thực phẩm, có thể tăng khả năng vận chuyển, bảo quản,….
Một số yêu cầu ñối với phụ gia Phụ gia sử dụng ñể bảo quản, chế biến thuỷ sản phải nằm trong danh mục các chất phụ gia ñược phép sử dụng cho thực phẩm từng quốc gia. Phụ gia phải có những công bố theo ñúng qui ñịnh, có nguồn gốc, thời hạn sử dụng, ñảm bảo ñộ tinh khiết và có yêu cầu kỹ thuật khác. Cũng có những phụ gia có giới hạn tối ña cho phép sử dụng trong chế biến thuỷ sản ñược qui ñịnh cụ thể. 2.4.1 Carrageenan
Thành phần hóa học Carrageenan là một polysaccharide của galactose–galactan. Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfat ñược gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác nhau. Vì vậy, carrageenan không phải chỉ là một Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 22 polysaccharid ñơn lẻ, có cấu trúc nhất ñịnh mà là các galactan sulfat. Mỗi galactan sulfat là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu riêng. Ví dụ: λ – , κ –, ι –, ν – carrageenan.
Tính chất Các sản phẩm có carrageenan ñã ñược sử dụng phổ biến trong nhiều thế kỹ. Nhiều nghiên cứu ñã chứng minh ñộ an toàn của carrgeenan, nó không gây ñộc, không có dấu hiệu gây viêm loét trên cơ thể và có thể sử dụng trong thực phẩm với một lượng không giới hạn.  ðộ ẩm Tùy khả năng tan trong nước mà có ñộ ẩm khác nhau, khả năng của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt ñộ, pH, nồng ñộ của ion và các chất tan khác.  ðộ nhớt ðộ nhớt của các dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt ñộ, dạng, trọng lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch. Khi nhiệt ñộ và lực ion của dung dịch tăng thì ñộ nhớt của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo thành dung dịch có ñộ nhớt từ 25 – 500 Mpa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có ñộ nhớt tới 2000 Mpa.  Có khả năng tương tác với protein  Khả ngăng tạo gel tốt Tỉ lệ sử dụng carrageenan trong các sản phẩm khác nhau Thịt và gia cầm, 30.39% Bơ sữa, 43.14% Nước dạng gel, 14.71% Kem ñánh răng, 7.84% Các sản phẩm khác, 3.29% Hình 6.Tỉ lệ sử dụng cargeenan Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 23 2.4.2 Gelatin Gelatin là các polypeptit cao phân tử, dẫn xuất của nó là từ collagen, là thành phần protein chính trong các tế bào liên kết của nhiều loại ñộng vật, bao gồm: xương, da, …Gelatin có rất nhiều ứng dụng, nó ñược ứng dụng trong thực phẩm như là tăng khả năng liên kêt trong ñồ hộp thịt nghiền, một chất làm trong nước quả... Gelatin ñược sử dụng trong các món ngọt chiếm 8-10% trọng lượng khô, trong yogurt 0.3- 3% như một chất làm ñặc….
Cấu tạo Gelatin bao gồm 1/3 gycerine, proline, và còn lại là 4-hydroxyproline. Một cấu trúc tiêu biểu : -Ala-Gly-Pro-Arg-Gly-Glu-4Hyp-Gly-Pro- Hình 7. Cấu trúc gelatin
Thành phần  Protein: 85-90%  Ẩm: 8-13%  Tro: 0.5-2%
Tính chất của gelatin  Cơ chế tạo gel Gelatin trương nở khi cho vào nước lạnh, lượng nước hấp thu khoảng 5-10 lần thể tích của chính nó. Khi gia nhiệt sẽ chảy ra, hòa tan và thành lập gel khi làm lạnh. Sự chuyển từ sol sang gel có tính thuận nghịch và có thể lập ñi lập lại nhiều lần. ðây là tính chất ñặc biệt ñược ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm. Gelatin có nhiệt ñộ nóng chảy thấp 27-340C và có thể tan chảy trong miệng.  ðộ bền gel Có khả năng tạo gel mà không cần dung phối hợp với chất nào khác là tính chất rất quan trọng của gelatin. Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm 24 Hầu hết các ứng dụng của gelatin là sử dụng tính chất vật lý ñặc biệt của nó hơn vì giá trị dinh dưỡng. Các tính chất quan trong của gelatin là: ♦ Tạo gel thuận nghịch ♦ Có nhiệt ñộ nóng chảy thấp ♦ Tạo gel một mình ( không sử dụng chất trợ ñông) 2.4.3 Muối nitrat Sodium nitrite ñược sử dụng như một chất ổn ñịnh màu và bảo quản thịt, cá. Ở dạng tinh khiết, Sodium nitrite có dạng bột màu trắng hoặc màu vàng nhạt, dể bị hút ẩm và có khả năng hòa tan trong nước. Tác dụng của nitrat Việc bổ sung nitrat vào trong thực phẩm vì nó có rất nhiều tác dụng như: Ổn ñịnh màu, góp phần tạo hương vị ñặc trưng, hạn chế một số ñộc tố và vi sinh vật gây hư hỏng trong thực phẩm. hông vì vậy mà bổ sung tùy tiện vì ở mỗi nồng ñộ nó có tác dụng khác nhau như là ♦ Nồng ñộ 25 ppm nitrite cần thiết cho sự phát triển mùi vị ♦ Nồng ñộ > 300 ppm sẽ phá hủy hương vị của sản phẩm ♦ Ở nồng ñộ 100 ÷ 200 ppm nitrite sẽ phản ứng với các thành phần của thịt, và tác dụng theo các chiều hướng khác nhau 2.4.4 Tinh bột Tinh bột bổ sung vào hỗn hợp khối hệ nhũ tương có tác dụng Hạ giá thành sản phẩm Hấp thụ một lượng nước Dưới tác dụng của nhiệt tạo ra một dạng gel gia tăng khả năng kết dính, ngăn chặn hiện tượng ñọng túi mỡ. Tinh bột có khả năng tạo gel do sự tạo thành và sắp xếp lại các phân tử tinh bột tạo thành cấu trúc mạng 3 chiều do các liên kết hydro giữa các mạch polyglucoside hay gián tiếp qua cầu phân tử nước. Tinh bột cũng có khả năng ñồng tạo gel với protein nhờ vào liên kết hydro và lực Van Der Walls. Trong trường hợp này cả tinh bột và protein ñều sắp xếp lại ñể tạo gel. Tuy nhiên, việc sử dụng tinh bột vào sản phẩm là có giới hạn, nếu quá nhiều chúng sẽ tạo mùi cho sản phẩm, làm giảm chất lượn