BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM    NGUYỄN THỊ NGUYỆT MSSV: 50131025 NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH S ẢN XUẤT BỘT KHOÁNG TỪ XƯƠNG CÁ NGỪ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN GVHD: TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG Nha Trang, tháng 7 năm 2012 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp, ngoài sự nỗ lực học tập, rèn luyện của bản thân, tôi đã nhận được giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể. Qua đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến: Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang Ban chủ nhiệm Khoa Chế Biến Cô TS.Nguyễn Thị Mỹ Hương người đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài. Quý thầy cô quản lý phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, hóa sinh - vi sinh, công nghệ thực phẩm và công nghệ sinh học đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động viên, khích lệ và giúp đỡ nhiệt tình trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Nguyệt ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I . TỔNG QUAN 2 1.1. Tổng quan về cá ngừ và phế liệu từ cá ngừ 2 1.1.1. Tổng quan về cá ngừ 2 1.1.2. Các loài cá ngừ ở Việt Nam 3 1.1.2.1. Cá ngừ nhỏ, phân bố địa phương 3 1.1.3. Tình hình khai thác, chế biến và xuất khẩu cá ngừ trên thế giới và Việt Nam 6 1.1.3.1. Tình hình khai thác cá ngừ trên thế giới và Việt Nam 6 1.1.3.2. Tình hình sản xuất các sản phẩm từ cá ngừ 7 1.1.3.3. Tình hình xuất khẩu cá ngừ của Việt Nam 9 1.1.4. Phế liệu từ cá ngừ và hướng tận dụng phế liệu 12 1.1.4.1. Phế liệu cá ngừ 12 1.1.4.2. Hướng tận dụng phế liệu 12 1.2. Tổng quan về enzyme Protease và sự thủy phân protein bằng enzyme 14 1.2.1. Giới thiệu về enzyme protease 14 1.2.2 Ứng dụng của enzyme protease 15 1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân của enzyme 17 1.3. Tổng quan về bột khoáng 19 1.3.1. Giới thiệu chung về khoáng 19 1.3.2. Vai trò của canxi 21 1.3.3. Vai trò của Phospho 23 1.3.4. Khả năng hấp thụ Canxi trong cơ thể 23 iii 1.3.5. Tận dụng phế liệu để sản xuất bột khoáng 26 1.3.6. Các phương pháp sản xuất bột khoáng 27 1.3.6.1. Phương pháp thủy phân sử dụng hóa chất 27 1.3.6.2. Phương pháp thủy phân sử dụng enzyme 28 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1. Đối tượng nghiên cứu 29 2.1.1. Cá ngừ vây vàng 29 2.1.2. Xương cá ngừ vây vàng 29 2.1.3. Enzyme Protamex 29 2.2. Địa điểm nghiên cứu 30 2.3. Nội dung nghiên cứu 30 2.3.1. Tìm hiểu về cá ngừ và phế liệu cá ngừ, enzyme và quá trình thủy phân 30 bằng enzyme 30 2.3.2. Xác định thành phần hóa học của xương cá ngừ vây vàng 30 2.3.3. Nghiên cứu chế độ thủy phân tối ưu xương cá ngừ vây vàng bằng enzyme Protamex 30 2.3.3.1. Tỉ lệ enzyme so với nguyên liệu 30 2.3.3.2. Nhiệt độ thủy phân 30 2.3.3.3. Thời gian thủy phân 30 2.3.4. Sản xuất sản phẩm bột khoáng từ xương cá ngừ vây vàng và đánh giá chất lượng sản phẩm. 30 2.4. Phương pháp nghiên cứu 30 2.4.1. Xác định thành phần hóa học của phế liệu đầu cá ngừ 30 2.4.2. Quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm bột khoáng từ đầu cá ngừ 31 2.4.3. Bố trí thí nghiệm xác định các thông số kĩ thuật trong quá trình thủy phân 32 2.4.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme so với nguyên liệu 32 2.4.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 34 2.4.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp 36 2.5. Phương pháp phân tích 38 2.6. Phương pháp xử lý số liệu 38 iv CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học của xương cá ngừ vây vàng 39 3.1.1. Kết quả 39 3.1.2. Nhận xét và thảo luận 39 3.2. Kết quả xác định các thông số thích hợp cho quá trình sản xuất bột khoáng 39 3.2.1. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu 39 3.2.2. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 41 3.2.3. Kết quả xác định thời gian thủy phân thích hợp 43 3.3. Đề xuất quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ vây vàng 46 3.3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ vây vàng 46 3.3.2. Thuyết minh quy trình 47 3.4. Chất lượng của sản phẩm bột khoáng từ xương cá ngừ vây vàng 48 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 49 1. KẾT LUẬN 49 2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 52 v DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Giá trị xuất khẩu của các mặt hàng cá ngừ 2004 8 Bảng 3.1. Thành phần hóa học của xương cá ngừ vây vàng (%) 39 Bảng 3.2. Chất lượng cảm quan của bột khoáng 48 Bảng 3.3. Thành phần hóa học của bột khoáng 48 vi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Cá ngừ ồ 3 Hình 1.2. Cá ngừ chù 3 Hình 1.3. Cá ngừ chấm 3 Hình 1.4. Cá ngừ bò 4 Hình 1.5. Cá ngừ sọc dưa 4 Hình 1.6. Cá ngừ vằn 5 Hình 1.7. Cá ngừ vây vàng 5 Hình 1.8. Cá ngừ mắt to 5 Hình 1.9. Nhập khẩu cá ngừ mắt to tươi đông lạnh từ Việt Nam của một số quốc gia năm 2004 10 Hình 2.1. Cá ngừ vây vàng 29 Hình 2.2. Xác định thành phần hóa học của xương cá ngừ vây vàng 31 Hình 2.3. Quy trình dự kiến sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ theo phương pháp thủy phân bằng enzyme. 31 Hình 2.4. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme/NL thích hợp 33 Hình 2.5. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 35 Hình 2.6. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp 37 Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu đến hàm lượng khoáng trong bột khoáng 40 Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu đến hàm lượng protein còn lại trong bột khoáng. 40 Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng khoáng có trong bột khoáng 42 Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng protein còn lại trong bột khoáng 43 vii Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng khoáng có trong bột khoáng 44 Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng protein còn lại trong bột khoáng 44 Hình 3.7. Sơ đồ quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ vây vàng 46 Hình 3.8. Sản phẩm bột khoáng từ xương cá ngừ 48 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT N/NL : nước trên nguyên liệu tg : thời gian g : gam opt : optimal l : lit E/NL : tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu E/NL opt : tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu tối thích N ts : nitơ tổng số 1 LỜI MỞ ĐẦU Thủy sản là một trong những ngành kinh tế quan trọng góp phần không nhỏ vào nền kinh tế. Tuy nhiên, ngành chế biến thủy sản cũng thải ra môi trường một lượng phế liệu rất lớn và được xem là một trong sáu ngành gây ô nhiễm môi trường nhất. “Phế liệu thủy sản” là cụm từ mà lâu nay ta vẫn hay thường dùng để chỉ cho các phần còn lại của quá trình chế biến như đầu, xương, vây, vẩy, nội tạng… Thế nhưng, ngày nay nó được gọi là nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến. Lượng phế liệu này nếu không được xử lý sẽ để lại hậu quả rất lớn do đặc trưng của thủy sản là rất dễ ươn hỏng gây mùi hôi thối, khó chịu. Do đó, việc tận thu phế liệu thủy sản thật sự cần thiết khi mà sản lượng đánh bắt thủy sản giảm đi trong những năm gần đây do tình trạng khai thác quá mức. Trong khi đó, nhu cầu tiêu thụ sản phẩm thủy sản của con người ngày càng cao. Trước kia, một số ít phế liệu thủy sản được tận dụng làm bột cá, một phần tận dụng làm thức ăn tươi cho vật nuôi và phần lớn thải bỏ ra môi trường vừa gây lãng phí, vừa ô nhiễm môi trường. Vì thế việc sử dụng hợp lý và hiệu quả lượng phế liệu cá rất lớn do các nhà máy chế biến cá tạo ra hàng ngày để sản xuất ra các sản phẩm mới có giá trị kinh tế cao là một yêu cầu cấp thiết. Điều này vừa có thể làm tăng giá trị của phế liệu, giải quyết một lượng lớn phế liệu đang còn tồn đọng, vừa làm giảm đáng kể ô nhiễm môi trường do thủy sản gây ra. Một số phế liệu sử dụng để sản xuất dầu cá, bột cá, sản phẩm thủy phân, collagen, gelatin, bột khoáng,…Trong đó, bột khoáng là một hướng mới đang được nghiên cứu hiện nay do thành phần của phế liệu từ xương, đầu cá, có chứa hàm lượng canxi cao. Bột khoáng có thể sử dụng để bổ sung vào thực phẩm và thức ăn chăn nuôi để giải quyết một phần nhu cầu canxi của con người và động vật nuôi. Tại Việt nam hiện nay, phế liệu của ngành chế biến được sử dụng chủ yếu làm thức ăn cho gia súc, thủy sản và làm phân bón. Điều này chưa mang lại hiệu quả cao nhất cho các nhà sản xuất. Xuất phát từ thực tế đó nên tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ.” Do thời gian thực hiện đề tài có hạn, kinh nghiệm và năng lực bản thân còn hạn chế nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp của quý thầy cô cùng toàn thể các bạn để báo cáo được hoàn thiện hơn. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Nguyệt [...]... cách bờ từ 60 – 100 hải lý Có 5 loại cá ngừ khai thác chính trên thế giới là cá ngừ vằn, cá ngừ vây vàng ,cá ngừ vây dài, cá ngừ mắt to, cá ngừ vây xanh 3 1.1.2 Các loài cá ngừ ở Việt Nam [5] 1.1.2.1 Cá ngừ nhỏ, phân bố địa phương Đây là các loài cá ngừ có kích cỡ nhỏ ( từ 20 – 70 cm, trọng lượng từ 0,5 – 4 kg ), có giá trị kinh tế thấp, chủ yếu tiêu thụ nội địa * Cá ngừ ồ Tên tiếng Anh: bullet tuna Tên... Trong số 4,3 triệu tấn cá ngừ đánh bắt năm 2005 thì có tới 65% sản lượng cá khai thác ở Thái Bình Dương, 23% ở Ấn Độ Dương, 12% ở Đại Tây Dương Trong đó, cá ngừ vây vàng chiếm 34%, cá ngừ mắt to chiếm 10% tổng sản lượng cá ngừ trên thế giới Thống kê gần đây của FAO, năm 2008 tổng sản lượng khai thác cá ngừ chủ yếu là cá ngừ vằn, cá ngừ vây vàng, cá ngừ mắt to, cá ngừ vây dài và cá ngừ vây xanh không tăng... ngừ 2004 Dạng sản phẩm Giá trị( tỷ USD) Đông lạnh 2,0 Đóng hộp 2,7 Tươi 0,8 Tổng 5,5 Cá ngừ giao dịch trên thế giới chủ yếu ở các dạng sau:  Nguyên liệu thô cho sản xuất đồ hộp cá ngừ  Sản phẩm cá ngừ mổ bụng xử lý nhiệt sơ bộ cung cấp cho nhà máy sản xuất đồ hộp hoặc ở dạng đông lạnh  Cá ngừ tiêu thụ trực tiếp (sashimi): bao gồm cá ngừ vây xanh, cá ngừ mắt to và cá ngừ vây vàng Cá ngừ để chế biến... Nam Bộ Vịnh Bắc Bộ cũng có cá ngừ nhưng ít hơn Theo ước tính của các chuyên gia, sản lượng cá ngừ của biển Việt Nam đạt trên 30.000 tấn/năm Họ cá thu ngừ là 1 trong 5 họ cá biển có sản lượng khai thác cao, chiếm trên 1% tổng sản lượng cá biển khai thác của cả nước Trong họ cá thu ngừ, cá ngừ vằn chiếm nhiều nhất tới 60,7%, tiếp đó là cá ngừ ồ, cá ngừ chù… Ở Việt Nam, cá ngừ được khai thác bằng lưới... chiếm 48% sản lượng của cả nước, chủ yếu khai thác cá ngừ vằn Nghề câu vàng tập trung chủ yếu ở Phú Yên, Khánh Hoà, nghề này khai thác chủ yếu cá ngừ vây vàng (chiếm 40%) Nghề lưới vây của nước ta do thiếu thiết bị dò cá và thu hút cá nên chưa đạt sản lượng cao Hiện đang có một số nghiên cứu để tăng công suất đánh bắt cá ngừ 1.1.3.2 Tình hình sản xuất các sản phẩm từ cá ngừ Hiện nay, cá ngừ đại dương...2 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cá ngừ và phế liệu từ cá ngừ 1.1.1 Tổng quan về cá ngừ Cá ngừ thuộc họ cá thu ngừ ( Scombridae) có giá trị kinh tế quan trọng ở biển Việt Nam Cá ngừ phân bố ở khắp các vùng biển Việt Nam, kích thước cá tương đối lớn (6 loài có kích thước từ 20 – 70 cm, khối lượng từ 0,5 – 4 kg Riêng hai loài cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to có kích thước lớn 70 – 200 cm, khối... triển của công nghệ sinh học Ở nước ta đã có nhiều các công trình nghiên cứu tách chiết enzyme từ nội tạng các loài thủy sản có sản lượng lớn : cá tra, cá basa, tôm  Bột khoáng : Ở nước ta đây là lĩnh vực mới chưa được nghiên cứu nhiều Tuy nhiên đây sẽ là hướng có nhiều triển vọng Bột khoáng từ xương cá chứa hàm lượng canxi cao 14 Hơn nữa trong xương cá có tỉ lệ giữa canxi và phốtpho phù hợp có thể... chù, cá ngừ ồ, cá ngừ chấm, cá ngừ bò, cá ngừ sọc dưa, cá ngừ vây vàng, cá ngừ vằn, cá ngừ mắt to Vùng khơi sâu nước biển Đông đã được thừa nhận là một ngư trường cá ngừ mắt to và cá ngừ vây vàng, chúng phân bố trên phạm vi rộng, ở nơi có độ sâu 400 – 500 mét tới vài ngàn mét Khu vực đánh bắt rộng từ quần đảo Hoàng Sa tới nam quần đảo Trường Sa cho đến giáp bờ biển miền Trung, cách bờ từ 60 – 100 hải... liệu để sản xuất bột khoáng Ngành thủy sản nước ta vô cùng phát triển, hàng năm thải ra một lượng phế liệu rất lớn Nếu không được tận dụng vừa lãng phí vừa gây ô nhiễm môi trường Lượng phế liệu thải ra của quá trình chế biến bao gồm: đầu, xương, vây, vảy,…Các thành phần này được tận dụng để sản xuất ra các sản phẩm có giá trị hơn như dầu cá, collagen, gelatin, bột cá, bột khoáng, …Trong đó, bột khoáng. .. còn chứa nhiều các chất có thể tận dụng: hàm lượng protein cao, các chất dinh dưỡng quý : ω-3, DHA,vitamin các enzyme, các chất có hoạt tính sinh học, các chất phục vụ cho y học, thực phẩm Các hướng tận dụng phế liệu từ nguyên liệu thủy sản:  Sản xuất bột cá, dầu cá Là hướng tận dụng thường gặp nhất ở các nước có ngành chế biến và nuôi trồng phát triển, mục đích của sản xuất bột cá là tận dụng nguồn . Đề xuất quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ vây vàng 46 3.3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ vây vàng 46 3.3.2. Thuyết minh quy trình 47 3.4. Chất lượng của sản. cá ngừ chù, cá ngừ ồ, cá ngừ chấm, cá ngừ bò, cá ngừ sọc dưa, cá ngừ vây vàng, cá ngừ vằn, cá ngừ mắt to. Vùng khơi sâu nước biển Đông đã được thừa nhận là một ngư trường cá ngừ mắt to và cá. chưa mang lại hiệu quả cao nhất cho các nhà sản xuất. Xuất phát từ thực tế đó nên tôi đã chọn đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ. ” Do thời gian thực hiện đề tài