ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LÊ NHẤT TÂM

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CÁC THÔNG
SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG TÔM SÚ
(PENAEUS MONODON) BẢO QUẢN Ở 0 OC
SAU THU HOẠCH

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 62. 44. 01. 14

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỮU CƠ
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Trần Thị Văn Thi
2. PGS.TS. Đỗ Thị Bích Thủy

Huế, 2017

-i-


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực
và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực
hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đã được
chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố
Tác giả

Lê Nhất Tâm

- ii -


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu đánh giá biến động các thông
số ảnh hưởng đến chất lượng tôm sú (Penaeus monodon) bảo quản ở 0OC sau
thu hoạch.”, Tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể lãnh
đạo, các nhà khoa học, cán bộ, chuyên viên trường Đại học Khoa học, Đại học Huế;
tập thể Ban lãnh đạo Khoa Hóa, Phòng Sau Đại học trường Đại học Khoa học Huế;
Ban Giám hiệu trường Đại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh; Ban Lãnh đạo và
giảng viên Viện Sinh học – Thực phẩm, trường Đại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí
Minh. Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành đối với những hỗ trợ và giúp đỡ này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Trần Thị Văn Thi, PSG.TS. Đỗ
Thị Bích Thủy – những cơ giáo trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo cho tơi hồn thành
luận án này. Tơi xin cảm ơn gia đình đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện và giúp đỡ
tơi trong suốt q trình thực hiện và hồn thành luận án.
Tác giả

Lê Nhất Tâm

- iii -


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .............................................................................................5
1.1 GIỚI THIỆU ......................................................................................................... 5

1.1.1 Đặc điểm chung về tôm sú................................................................................. 5
1.1.2 Thành phần hóa học của một số lồi tơm .......................................................... 5
1.2 Các dạng hư hỏng và biến đổi cảm quan ở thủy sản ............................................ 5
1.2.1 Ươn hỏng do vi sinh vật .................................................................................... 6
1.2.2 Ươn hỏng do enzyme ......................................................................................... 8
1.2.3 Ươn hỏng hóa học............................................................................................ 12
1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THỦY SẢN .................. 13
1.3.1 Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan ................................................... 13
1.3.2 Phương pháp hóa học và hóa sinh ................................................................... 17
1.3.3 Phương pháp vật lý .......................................................................................... 23
1.3.4 Phương pháp vi sinh ........................................................................................ 25
1.4 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP QIM CHO TƠM SÚ ....................................... 26
1.4.1 Điều kiện mơi trường thực hiện và các bước tiến hành xây dựng QIM. ......... 26
1.4.2 Xây dựng bộ thuật ngữ mô tả các thuộc tính biến đổi theo chất lượng ........... 27
1.4.3 Thiết lập khung đánh giá QIM......................................................................... 28
1.4.4 Khảo sát QI theo ngày bảo quản ...................................................................... 28
1.4.5 Đánh giá chương trình QIM ............................................................................ 29
1.5 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG ...................................................................... 30
1.5.1 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ............................................ 30
1.5.2 Phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến ............................................................. 32
1.6 Một số mơ hình nghiên cứu đánh giá chất lượng dựa trên sự kết hợp các phương
pháp khác nhau ......................................................................................................... 32
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................39
2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................................... 39
2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 39
2.3 VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ ........................................................... 39

- iv -



2.3.1 Vật liệu ............................................................................................................. 39
2.3.2 Hóa chất và thiết bị .......................................................................................... 40
2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TÔM SÚ ....................... 42
2.4.1 Sơ đồ tiến hành lấy mẫu, bảo quản mẫu và đánh giá các chỉ tiêu. .................. 42
2.4.2 Phương pháp xác định tồng vi sinh vật hiếu khí.............................................. 42
2.4.3 Phương pháp QIM ........................................................................................... 45
2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG CÁC CHỈ SỐ HÓA HỌC .................. 48
2.5.1 Chuẩn bị mẫu thử ............................................................................................. 48
2.5.2 Phương pháp định lượng TVB-N .................................................................... 48
2.5.3 Phương pháp định lượng TMA-N ................................................................... 49
2.5.4 Phương pháp định lượng histamine ................................................................. 50
2.5.5 Phương pháp định lượng hypoxanthine ........................................................... 51
2.5.6 Phương pháp đo pH ......................................................................................... 51
2.6 PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ......................................................... 52
2.6.1 Bố trí thí nghiệm xác định lượng vi sinh vật hiếu khí ..................................... 52
2.6.2 Bố trí thí nghiệm xây dựng và đánh giá chất lượng tơm sú bằng chương trình
QIM ........................................................................................................................... 52
2.6.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát các chỉ số chất lượng hóa học biến đổi trong quá trình
bảo quản .................................................................................................................... 54
2.7 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ................................................................... 58
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................59
3.1 HÀM LƯỢNG TVC Ở MẪU TÔM BẢO QUẢN............................................. 59
3.2 KẾT QUẢ XÂY DỰNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẪU TÔM BẢO
QUẢN THEO QIM .................................................................................................. 61
3.2.1 Kết quả xây dựng bộ thuật ngữ mô tả biến đổi các thuộc tính của tơm sú ...... 61
3.2.1.2 Bộ thuật ngữ thơ ........................................................................................... 61
3.2.2 Mơ hình cho điểm chất lượng QIM ở tôm sú .................................................. 63
3.2.3 Sự biến đổi chất lượng tôm sú theo ngày bảo quản ......................................... 65
3.2.4 Đánh giá chương trình QIM ............................................................................ 69
3.2.5 Phân loại chất lượng tơm sú theo QI ............................................................... 71

3.3 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HYPOXANTHINE TRONG MẪU
TÔM.......................................................................................................................... 74

-v-


3.3.1 Chọn lựa phương pháp..................................................................................... 74
3.3.2 Phương pháp định lượng hypoxanthine trong tơm sú ..................................... 75
3.3.3 Xây dựng phương trình đường chuẩn .............................................................. 76
3.3.4 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) và hiệu suất thu
hồi (H) ....................................................................................................................... 79
3.4 SỰ BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG TÔM SÚ THƠNG QUA CÁC CHỈ SỐ CHẤT
LƯỢNG HĨA HỌC ................................................................................................. 83
3.4.1 Sự biến đổi TVB-N .......................................................................................... 83
3.4.2 Sự biến đổi TMA-N ......................................................................................... 85
3.4.3 Sự biến đổi histamine ...................................................................................... 86
3.4.4 Sự biến đổi hypoxanthine ................................................................................ 90
3.4.5 Biến đổi pH ...................................................................................................... 94
3.5 KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH
TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG HĨA HỌC ....................... 96
3.6 MƠ HÌNH ĐỀ NGHỊ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TƠM SÚ THEO QIM VÀ
CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG HĨA HỌC ............................................................ 100
3.6.1 Mơ hình đề nghị phân loại chất lượng tôm sú bằng kết hợp phương pháp QIM
và các chỉ số chất lượng hóa học ............................................................................ 100
KẾT LUẬN ....................................................................................................................102
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................104
PHỤ LỤC A: ..................................................................................................................136
PHỤ LỤC B....................................................................................................................138
PHỤ LỤC C....................................................................................................................142
PHỤ LỤC D: ..................................................................................................................146


- vi -


DANH MỤC VIẾT TẮT

Từ viết tắt
AV

Tiếng Việt
Chỉ số axit

Acid value

DMA
ICMSF

Tiếng Anh

Dimethylamine
Ủy ban quốc tế về các chỉ International Commission on
tiêu vi sinh đối với thực Microbiological
phẩm

Specifications for Foods

His

Histamine


Hx

Hypoxanthine

IMP

Inosine Monophosphate

OPA

o-phthalaldehyde

PV

Chỉ số peroxit

peroxide value

QDA

Phân tích mơ tả định lượng Quantitative

Descriptive

Analysis
QI

Chỉ số chất lượng

QIM


Quality Index
Quality Index Method

SKPB

Sắc ký phân bố

SKPĐ

Sắc ký pha đảo

SKPT

Sắc ký pha thường

SSOs

Vi sinh vật gây ươn hỏng Specific Spoilage Organisms
đặc biệt

- vii -


SPE

Chiết trên pha rắn

Solid phase extraction


TBA

Thiobarbituric acid

TMA

Trimethylamine

TMAO

Trimethylamine Oxide

TVB - N

Total volatile base nitrogen

TVC

Tổng vi sinh vật hiếu khí

- viii -

Total viable count


DANH MỤC BẢNG


Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số lồi tơm khác nhau .................................. 5
Bảng 1.2 Vi khuẩn gây hư hỏng ở thủy sản................................................................ 6

Bảng 1.3 Thành phần các acid béo trong lipid của một số loài thủy sản ................. 11
Bảng 1.4. Mức độ chấp nhận chất lượng tơm sú ...................................................... 16
Bảng 1.5. Chương trình đánh giá chất lượng tôm Fjord theo QIM .......................... 28
Bảng 1.6 Hạn sử dụng ở một lồi tơm bảo quản ở 0 oC ........................................... 29
Bảng 1.7 Nghiên cứu đánh giá chất lượng thủy sản bằng cách kết hợp nhiều phương
pháp khác nhau ......................................................................................................... 34
Bảng 2.1 Một số hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ............................................... 40
Bảng 2.2 Một số thiết bị chính sử dụng trong nghiên cứu ....................................... 41
Bảng 3.1 Kết quả biến đổi lượng TVC ở tôm sú trong 10 ngày bảo quản ở 0 oC .... 59
Bảng 3.2 Bộ thuật ngữ cơ bản .................................................................................. 61
Bảng 3.3 Thuật ngữ mô tả thuộc tính tơm sú được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu
và quan sát thực tế .................................................................................................... 61
Bảng 3.4 Bảng giải thích thuật ngữ .......................................................................... 62
Bảng 3.5 Thuật ngữ tơm sú nguyên liệu do thành viên hội đồng xây dựng ............. 63
Bảng 3.6 Chương trình đánh giá QIM cho tơm sú ................................................... 64
Bảng 3.7 Điểm chất lượng của tôm sú theo ngày bảo quản ở 0 oC .......................... 65
Bảng 3.8 Đánh giá chương trình QIM dựa trên ước tính hạn sử dụng còn lại và hạn
sử dụng còn lại thực tế .............................................................................................. 70
Bảng 3.9 Sự biến đổi các thuộc tính của tôm sú qua các ngày bảo quản ở 0 oC ...... 72
Bảng 3.10 Phân loại chất lượng tôm sú theo QI ..............................................................74
Bảng 3.11 Kết quả xây dựng đường chuẩn hypoxanthine ........................................ 77
Bảng 3.12 Các chế độ pha động trong ...................................................................... 77
Bảng 3.13 Các thơng số của tiến trình phân tích sắc ký ........................................... 79
Bảng 3.14 Giá trị S/N thu được của 7 lần tiêm mẫu ................................................. 79
Bảng 3.15 Các thông số cho quá trình xác định RSD .............................................. 80
Bảng 3.16. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi H% .................................................. 81
- ix -


Bảng 3.17 Kết quả biến đổi hàm lượng TVB-N trong 10 ngày bảo quản ................ 83

Bảng 3.18 Kết quả biến đổi hàm lượng TMA-N trong 10 ngày bảo quản ............... 85
Bảng 3.19. Kết quả xây dựng đường chuẩn histamine ............................................. 87
Bảng 3.20. Kết quả biến đổi hàm lượng histamine trong 10 ngày bảo quản............ 87
Bảng 3.21 Kết quả biến đổi hàm lượng hypoxanthine (µM/g) ở tơm sú.................. 91
Bảng 3.22 Kết quả biến đổi giá trị pH trong 10 ngày bảo quản ............................... 94
Bảng 3.23. Kết quả khảo sát các chỉ số QI, TVB-N, TMA-N, histamine, hypoxanthine
và pH từ ngày 1 đến ngày 10 .................................................................................... 98
Bảng 3.24. Mô tả các phương trình tương quan tuyến tính giữa các chỉ số chất lượng
hóa học ...................................................................................................................... 99
Bảng 3.25 Phân loại chất lượng tơm sú (Penaeus monodon) kết hợp giữa QI và các
chỉ số hóa học ......................................................................................................... 101

-x-


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sự biến đổi của ATP .................................................................................... 9
Hình 1.2 Các đốm đen xuất hiện ở khoang bụng và phần đi ................................ 10
Hình 1.3 Sự hình thành phức chất màu nâu .............................................................. 10
Hình 1.4 Các giai đoạn oxy hóa các acid béo ........................................................... 13
Hinh 1.5 Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ............................................ 31
Hình 2.1 Sơ đồ mơ tả tiến trình nghiên cứu.............................................................. 42
Hình 2.2 Phương pháp pha loãng bậc 10 dung dịch huyền phù ............................... 44
Hình 2.3 Quy trình tạo hộp đổ .................................................................................. 44
Hình 2.4 Các loại dụng cụ đếm khuẩn lạc ................................................................ 45
Hình 2.5 Quy trình định lượng TVB-N .................................................................... 48
Hình 2.6 Phản ứng tạo dẫn xuất giữa histamine và OPA ......................................... 50
Hình 2.7 Quy trình xác định hypoxanthine trong mẫu tơm sú ................................. 51
Hình 3.1 Sự biến đổi TVC ở tơm sú trong 10 ngày bảo quản ở 0 oC. ...................... 59

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn tương quan tuyến tính giữa chỉ số chất lượng (QI) và thời
gian tôm sú bảo quản ở 0 oC ...................................................................................... 67
Hình 3.3 Đánh giá chương trình QIM dựa trên ước tính hạn sử dụng cịn lại và hạn
sử dụng cịn lại thực tế .............................................................................................. 71
Hình 3.4 Sắc ký đồ phân tích hypoxanthine thực hiện theo phương pháp 1 trên nền
mẫu tôm bảo quản 5 ngày ở 0 °C.............................................................................. 74
Hình 3.5 Sắc ký đồ phân tích hypoxanthine thực hiện theo phương pháp 2 trên nền
mẫu tôm bảo quản 5 ngày ở 0 oC .............................................................................. 75
Hình 3.6. Sơ đồ xử lý mẫu trước khi chạy sắc ký .................................................... 76
Hình 3.7 Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn mối quan hệ diện tích peak (S) và nồng
độ (C) ........................................................................................................................ 78
Hình 3.8. Sắc ký đồ của các mẫu chuẩn 0,01ppm; 0,05 ppm; 0,1 ppm; 0,5 ppm; 1ppm
và 3ppm được biểu thị trên cùng một đồ thị ............................................................. 78
Hình 3.9 Sắc ký đồ xác định LOD với Cm = 0,01ppm ............................................. 80
Hình 3.10 Sắc ký đồ của chuẩn 1ppm dùng trong quá trình khảo sát xác định RSD 81
Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng TVB-N theo ngày bảo quản ..... 84

- xi -


Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng TMA-N theo ngày bảo quản .... 86
Hình 3.13 Đồ thị đường chuẩn tương quan giữa diện tích peak và nồng độ histamine .87
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng histamine theo ngày bảo quản 88
Hình 3.15. Các sắc ký đồ của mẫu khảo sát hàm lượng histamine ở ngày 1, 2, 4, 6, 8
và 10. ......................................................................................................................... 89
Hình 3.16 Sự biến đổi hàm lượng hypoxanthine theo ngày bảo quản...................... 91
Hình 3.17 Sắc ký đồ mẫu tơm ở các ngày 1, 2, 4, 6, 8, 10 ....................................... 92
Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi pH theo ngày bảo quản ............................. 95

- xii -



MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Thủy sản và các sản phẩm thủy sản được xem là nguồn dinh dưỡng quan trọng
cho bữa ăn hàng ngày. Ngoài việc đem lại món ăn ngon, các lồi thủy hải sản như
tơm, cua chứa nhiều acid amine, protein và các chất dinh dưỡng cần thiết khác. Trong
đó, tơm là một lồi thủy sản có giá trị kinh tế cao ở Việt Nam trong gần 10 năm trở
lại đây và đã được nuôi rộng rãi khắp cả nước. Tôm sú (Penaeus monodon) và tơm
thẻ trắng (Penaeus vannamei) là hai lồi tơm chủ yếu được nuôi và xuất khẩu ở Việt
Nam. Thống kê kim ngạch xuất khẩu thủy sản nói chung và tơm nói riêng trong các
năm từ 2011 đến 2016 cho thấy kim ngạch xuất khẩu của tôm chiếm từ 45% đến 50%
tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản.
Trong quá trình bảo quản sau đánh bắt, các loài thủy sản trải qua quá trình phân
hủy thơng qua hoạt động của vi sinh vật và các tiến trình hóa học. Vi sinh vật được
xem là tác nhân chính gây ra ươn hỏng thủy sản ngay sau khi chết và tiến trình này
diễn ra trong suốt quá trình bảo quản [54], [84]. Theo một số nghiên cứu, quá trình
ươn hỏng xảy ra, tạo nên những biến đổi về mặt cảm quan, bao gồm thay đổi cấu trúc,
màu sắc, mùi và vị. Bên cạnh đó, cịn có sự biến đổi tạo ra các thành phần hóa học,
các thành phần này có thể là cơ sở đế đánh giá chất lượng. Nhiều cơng trình nghiên
cứu quan tâm đến giá trị tổng hàm lượng base dễ bay hơi TVB-N và TMA-N để đánh
giá chất lượng biến đổi trong quá trình bảo quản [42], [65]. Các chỉ số BAI, QI [159],
[259] được tính tốn dựa trên thành phần các amine sinh học để đánh giá chất lượng
thủy sản ở nhiều loài khác nhau [219]. Sự phân giải của ATP (Adenosin triphosphate)
do enzyme nội sinh gây ra, hình thành các dẫn xuất quan trọng như IMP (inosine
monophosphate), HxR (inosine), hypoxanthine (Hx) là cơ sở để các nhà khoa học
đánh giá chất lượng tôm / thủy sản [84]. Hiện tượng ôi hóa lipid là nguyên nhân chủ
yếu từ hai tác nhân vi sinh và hóa học. Q trình ơi hóa tạo ra những hợp chất có khối
lượng phân tử thấp như aldehyde, cetone, alcol... có mùi vị đặc trưng cho thủy sản
ươn hỏng.


-1-


Mặt khác, việc chọn lựa phương pháp đánh giá còn tùy thuộc vào từng loài thủy
sản, điều kiện bảo quản. Mỗi phương pháp chỉ phản ánh một giai đoạn biến đổi, hay
một khía cạnh nào đó của q trình bảo quản. Vì vậy sự kết hợp giữa các phương pháp
khác nhau là cần thiết để đánh giá toàn diện sự biến đổi chất lượng để đưa ra kết quả
chính xác hơn, tin cậy hơn [195].
Ở Việt Nam, hiện nay chất lượng tôm xuất khẩu được đánh giá, phân loại chất
lượng theo TCVN 3726-89, đây là phương pháp đánh giá cảm quan chung cho các
lồi tơm. Phương pháp này có sự khác biệt so với phương pháp QIM và phương pháp
Torry được dùng rộng rãi trên thế giới [17], [155]. Vì vậy, cần thiết phải có sự điều
chỉnh và bổ sung trong đánh giá và phân loại chất lượng tôm sau thu hoạch để tạo
điều kiện dễ dàng cho việc xuất khẩu mặt hàng này. Chính vì vậy, chúng tơi lựa chọn
đề tài “Nghiên cứu đánh giá biến động các thông số ảnh hưởng đến chất lượng
tôm sú (Penaeus monodon) bảo quản ở 0 oC sau thu hoạch”. Trong luận án này,
chúng tôi nghiên cứu và khảo sát sự tương quan giữa các yếu tố cảm quan, hóa học,
vi sinh biến đổi trong q trình bảo quản tơm sú (Penaeus monodon), một trong hai
lồi tơm hiện là mặt hàng xuất khẩu với lượng lớn hàng đầu của Việt Nam. Trên cơ
sở đó, đề xuất phân loại chất lượng tơm sú dựa trên các giá trị của các chỉ số chất
lượng đã khảo sát để phù hợp hơn với phương pháp đánh giá hiện nay của thế giới.
2. Mục đích và nội dung nghiên cứu của luận án
2.1 Mục đích
Mục tiêu nghiên cứu của luận án bao gồm nhũng điểm sau:
 Cung cấp thông tin về mối tương quan giữa các yếu tố cảm quan, hóa học, vi
sinh biến đổi trong quá trình bảo quản tơm sú (Penaeus monodon) ở 0 oC, thông qua
một số chỉ số chất lượng.
 Đề xuất được thang phân loại chất lượng tôm sú dựa trên các giá trị của các
chỉ số chất lượng đã khảo sát.

2.2 Nội dung
Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm 5 phần:

-2-


 Xây dựng phương pháp đánh giá về mặt cảm quan chất lượng tơm sú
(penaeus monodon) bằng chương trình QIM.
 Xây dựng phương pháp định lượng hypoxanthine trên mẫu tôm bằng phương
pháp HPLC.
 Xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính giữa các chỉ số TVB-N, TMA-N,
histamine và hypoxanthine.
 Khảo sát biến đổi cảm quan, hóa học và vi sinh đến chất lượng tôm sú bảo
quản ở 0 oC và mối tương quan giữa chúng.
 Xây dựng bảng phân loại chất lượng tôm sú dựa trên hai phương pháp cảm
quan và hóa học.
3. Đối tượng nghiên cứu của luận án
Tơm sú (Penaeus monodon) thu ở ba địa điểm khác nhau gồm:
1. Doanh nghiệp Đăng Khoa, Xã Tân Tiến, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà Mau; Điện
thoại: 0947489849.
2. Công ty TNHH. TM. & XNK. Thảo Như, xã Thạnh Phú, huyện Cái NướcCà Mau; Điện thoại: 0913169089.
3. Doanh nghiệp Toàn Gia Phát, xã Tân Đức, huyện Đầm Dơi, tỉnh Cà MauĐiện thoại: 0942012715.
4. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu của luận án
- Các phương pháp đánh giá chất lượng tôm sú: phương pháp xác định TVC,
phương pháp QIM
- Các phương pháp định lượng các chỉ số hóa học: phương pháp định lượng
TVB-N, phương pháp định lượng TMA-N, phương pháp định lượng histamine,
phương pháp định lượng hypoxanthine, phương pháp đo pH.
- Các phương pháp bố trí thí nghiệm: bố trí thí nghiệm xác định lượng vi sinh
vật hiếu khí, bố trí thí nghiệm xây dựng và đánh giá chất lượng tôm sú bằng chương

trình QIM, bố trí thí nghiệm khảo sát các chỉ số chất lượng hóa học biến đổi trong
q trình bảo quản.

-3-


- Phương pháp xử lý số liệu: xử lý thống kê bằng phần mềm Statgraphics
centurion XVI, xác định mơ hình tuyến tính bằng MS. Excel (2010).
5. Đóng góp mới về khoa học của luận án
Luận án nghiên cứu về biến đổi chất lượng tôm sú (Penaeus monodon) sau thu
hoạch bảo quản ở 0 oC, và đã có những đóng góp mới về mặt khoa học như sau:
+ Lần đầu tiên hai chỉ số histamine và hypoxanthine được đưa vào đánh giá chất
lượng tôm. Kết quả cho thấy giá trị của hai chỉ số này biến đổi liên quan chặt chẽ với
biến đổi chất lượng tôm theo ngày bảo quản. Đây là một điểm mới của nghiên cứu và
tạo hướng đi cho những nghiên cứu tiếp theo.
+ Tìm thấy phương trình tương quan tuyến tính giữa điểm chất lượng QI, TVBN, TMA-N, histamine và hypoanthine với thời gian bảo quản. Riêng TVB-N, TMAN và histamine có tốc độ tăng theo thời gian thể hiện rõ khác nhau giữa 2 giai đoạn,
từ ngày 1 đến ngày 4 và từ ngày 5 đến ngày 10. Hai khoảng thời gian này tương ứng
với hai giai đoạn tự phân và phân hủy của thủy sản sau khi chết [63].
+ Tìm thấy được sự tương quan chặt chẽ giữa các chỉ số hóa học qua phương
trình hồi quy tuyến tính giữa chúng. Đặc biệt, nghiên cứu tìm thấy được mối tương
quan khác nhau ở hai giai đoạn thể hiện qua 2 phương trình hồi quy khác nhau (TVBN, TMA-N và histamine) mà các nghiên cứu trước đây chưa đề cập.
+ Phân loại chất lượng tôm sú dựa trên giá trị của chỉ số chất lượng QI về mặt
cảm quan và TVB-N, TMA-N, histamine, hypoxanthine về mặt hóa học.
6. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của luận án
Kết quả nghiên cứu của luận án đã tạo ra những nền tảng ban đầu trong lĩnh vực
đánh giá chất lượng và bảo quản trong công nghệ thủy sản sau thu hoạch.
7. Cấu trúc của luận án
Luận án bao gồm 110 trang với 34 bảng số liệu, 30 hình và với 267 tài liệu tham
khảo. Kết cấu của luận án gồm: mở đầu (5 trang), tổng quan (35 trang), phương pháp
và thực nghiệm (23 trang), kết quả và thảo luận (47 trang), kết luận và kiến nghị (2

trang), danh mục cơng trình cơng bố (1 trang), tài liệu tham khảo (24 trang). Ngồi
ra cịn có phần phụ lục của một số sắc đồ và hình ảnh chọn lọc.

-4-


CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU
1.1.1 Đặc điểm chung về tôm sú
Tôm sú thuộc ngành Arthropoda, lớp Crustacea, bộ Decapoda, họ Penaeidae,
giống Penaeus, loài Penaeus monodon, tên thương mại black tiger shrimp. Tôm sú
phân bố rộng rãi ở các thuỷ vực nước lợ, vùng ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới,
tập trung ở vùng Ấn Độ, Tây Thái Bình Dương, Đông và Đông Nam châu Phi, từ
Pakistan đến Nhật Bản, từ quần đảo Malaysia đến Australia. Ở Việt Nam, tôm sú
phân bố ở tất cả các tỉnh ven biển miền Trung và Nam Bộ.
1.1.2 Thành phần hóa học của một số lồi tơm
Thành phần và hàm lượng protein trong một số lồi tơm có thể khác nhau, phụ
thuộc vào loại cơ thịt, chế độ thức ăn, thời gian thu hoạch và giai đoạn sinh sản [43],
[128-129], v.v… Vì vậy thành phần hóa học ở các lồi tơm cũng khác nhau (Bảng 1.1)
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số lồi tơm khác nhau [214], [237]
Thành phần
(% khối
lượng ướt)

Black tiger
shrimp


Pacific
white
shrimp

Red

Pink

Norway

shrimp

shrimp

lobster

Độ ẩm

80,5 ± 0,3

77,2 ± 0,2

74,5 ± 0,7

74,6 ± 0,7

75,2 ± 0,9

Protein


17,1 ± 0,6

18,8 ± 0,2

21,4 ± 0,2

20,8 ± 0,3

20,4 ± 0,4

Khoáng

0,9 ± 0,0

1,5 ± 0,1

2,0 ± 0,1

1,9 ± 0,1

2,0 ± 0,1

Lipid

1,2 ± 0,4

1,3 ± 0,1

0,1 ± 0,1


0,2 ± 0,0

0,1 ± 0,0

Thành phần hóa học của tơm sú (black tiger shrimp) cho thấy, hàm lượng nước
và lipid cao hơn so với các lồi tơm khác. Hai thành phần này có liên quan đến tiến
trình ươn hỏng vì vậy cần xem xét chế độ bảo quản của tôm sau thu hoạch.
1.2 Các dạng hư hỏng và biến đổi cảm quan ở thủy sản
Tôm được xem là một dạng thực phẩm dễ bị ươn hỏng. Tôm tươi rất dễ bị ươn
ngay sau thời điểm đánh bắt cho đến khi đưa đến nơi tiêu thụ hay nhà máy chế biến.

-5-


Nguyên nhân gây ra ươn hỏng gồm 3 yếu tố chính: vi sinh vật, enzyme và các phản
ứng hóa học [18].
1.2.1 Ươn hỏng do vi sinh vật
1.2.1.1 Vi sinh vật gây ươn hỏng
Quá trình ươn hỏng xảy ra ngay sau khi các loài thủy sản chết. Ở những thời
điểm ban đầu, quá trình ươn hỏng xảy ra rất chậm do lượng vi khuẩn thâm nhập từ
môi trường thấp, cũng như do quá trình xử lý và điều kiện bảo quản. Sau đó, tùy thuộc
vào điều kiện bảo quản nhóm vi khuẩn nào sẽ tăng trưởng mạnh và gây ươn hỏng
chính. Ví dụ vi khuẩn lên men gram âm (như Vibrionaceae) gây ươn hỏng ở nhiệt độ
thường, trong khi vi khuẩn gram âm ưa lạnh (Pseudomonas spp. và Shewanella spp.)
phát triển trong điều kiện bảo quản lạnh [132]. Vi sinh vật thâm nhập vào thủy sản
tùy thuộc vào nhiệt độ của nước và hệ vi sinh vật tồn tại ở khu vực đánh bắt. Ngồi
ra, cịn phụ thuộc vào kỹ thuật đánh bắt. Đơn cử như, đánh bắt bằng kéo lưới lượng
vi sinh vật thâm nhập cao hơn. Nguyên nhân do khi lưới kéo làm xáo trộn lớp trầm
tích ở đáy và ở đó chứa một lượng vi sinh vật lớn. Ngoài ra, chất lượng nước rửa và
các yếu tố khác cũng ảnh hưởng tới lượng vi sinh vật ban đầu [173].

1.2.1.2 Vi sinh vật gây ươn hỏng chính
Lồi vi sinh vật có trong hệ vi sinh vật thâm nhập từ mơi trường ban đầu gây
ươn hỏng chính tùy thuộc vào điều kiện bảo quản [36]. Bảng 1.2 cho thấy các lồi vi
khuẩn chính gây ra ươn hỏng ở những điều kiện bảo quản khác nhau.
Bảng 1.2 Vi khuẩn gây hư hỏng ở thủy sản [171]
Thủy sản
Tươi, bảo quản lạnh, môi trường hiếu khí

Vi sinh vật gây ươn hỏng điển hình
S. putrefaciena,b
Pseudomonas spp.c

b
Tươi, bảo quản lạnh, môi trường chân P. phosphoreum

không hay có thay đổi thành phần khí Vi khuẩn lacticc
quyển

B. thermosphactac
Aeromonas spp.

-6-


Tươi, bảo quản trong điều kiện có ánh
sáng, nhiệt độ thường

Vibrio spp.
Enterobacteriaceae
Enterococcus faecalis


Nấu trong chân khơng, bảo quản lạnh

Hình thành bào tử gam âm
Lactic acid bacteriae
Enterobacteriaceaef

Bảo quản lạnh có ánh sáng
P. phosphoreum
Vibrio spp.
Ướp muối sơ bộ, bảo quản lạnh
Lên men và bảo quản lạnh

Halobacterium spp., Halococcus spp., và
osmotolerant mold và yeast
Nấm mốc và vi khuẩn lactic

Điển hình là S. putrefacien, shewanella baltica

a

Điển hình là các lồi cá biển vùng ơn đới

b
c

Điển hình là các lồi cá nước ngọt và vùng nước ấm

d


Các sản phẩm như cá hồi hun khói, tơm chín ướp muối, trứng muối v.v…

e

Điển hình là Lactobacillus curvatus và Lactobacillus sakei

Macé cùng cộng sự [148] nghiên cứu trên tôm thẻ trắng (Penaeus vannanei) bảo
quản lạnh ở 1 oC, có thay đổi thành phần khí. Kết quả cho thấy rằng, 6 loại vi khuẩn
chính gây ươn hỏng gồm: Shewanella baltica, Carnobacterium maltaromaticum,
Aeromonas salmonicida, Vibrio spp., Pseudoalteromonas spp. và Psychrobacter spp.
Ở tôm sú, vi khuẩn được xác định gây ra ươn hỏng chính trong điều kiện bảo quản
hiếu khí ở 0 oC là Pseudomonas [206] và nhóm nghiên cứu này cũng thấy rằng lượng
Pseudomonas tìm thấy có liên quan tới biến đổi các giá trị pH, độ ẩm, giá trị cảm
quan, TMA-N và TVB-N. Đối với tôm nước ngọt (Macrobrachium Rosembergii) bảo
quản ở 0 oC trong điều kiện hiếu khí được nghiên cứu bởi Leitao cùng cộng sự [144].
Các vi khuẩn thuộc hai họ Enterobactericeas và Vibrionaceas gây ra ươn hỏng chính.
Tuy nhiên, nhiệt độ bảo quản cũng liên quan đến lồi vi khuẩn gây ươn hỏng chính

-7-


như ở nghiên cứu của Dabade cùng cộng sự trên tôm (Penaeus notialis) [55]. Kết quả
cho thấy ở 0 oC vi khuẩn gây ra ươn hỏng là Pseudomonas spp, trong khi đó ở 7 oC
và 28 oC vi khuẩn chính gây ra là Enterobacteriaceas.
1.2.1.2 Sự biến đổi hóa học do vi sinh vật gây ra
Thủy sản sau khi chết, enzyme hình thành từ vi sinh vật tấn cơng vào các phần
ở cơ thịt, tạo thành một lượng lớn các hợp chất dễ bay hơi khác nhau. Đặt biệt, có thể
kể đến là trimethylamine, chất có mùi ươn đặc trưng. TMA là chất hình thành từ
TMAO do enzyme trimethylamine oxidase gây ra [201]. TMAO là một chất rắn được
tổng hợp từ TMA trong q trình tiêu hóa thức ăn bởi hệ vi khuẩn đường ruột. Ngồi

ra, TMAO có thể bị phân hủy thành dimethylamine (DMA) và formaldehyde, phản
ứng như sau:

Sikoski cùng công sự trong nghiên cứu về cá bảo quản lạnh đơng nhận thấy
formaldehyde hình thành từ TMAO do tác dụng của enzyme. Các phân tử
formaldehyde này liên kết với các sợi cơ làm cấu trúc thịt trở nên cứng đi [227]. Các
hợp chất chứa gốc S như hydro sulfide, dimethyl sulfide và methyl mercaptan hình
thành từ các amino acid chứa sulfua như cysteine, methionine. Các amine như
histamine, cadaverine, spermine, spermidine và NH3 hình thành do protein bị phân hủy
dưới tác dụng của vi sinh vật [20], [95], [235], [262]. Smith cùng cộng sự [235] xác
định rằng ở tôm trắng vi khuẩn chủ yếu tạo ra indole là Flavobacterium (52,4%),
Aeromonas (23,8%), Proteus (21,4%) và Yersinia (2,5%). Các vi khuẩn này tấn cơng
vào cơ thịt giải phóng tryptophan, sau đó chất này chuyển hóa thành indole.
1.2.2 Ươn hỏng do enzyme
1.2.2.1 Sự biến đổi adenosine triphosphate
Sự ươn hỏng do enzyme gây ra thường đến trước sự ươn hỏng do vi khuẩn gây
ra. Chủ yếu là các phản ứng tự phân do các enzyme nội sinh hiện diện sẵn ở các phần

-8-


bụng và ruột. Adenosine triphosphate là nguồn năng lượng chủ yếu cho sự hoạt động.
Sự vắng mặt thành phần này dẫn tới quá trình sinh tổng hợp bị ngưng lại. Một vài
nghiên cứu chỉ ra rằng có sự tương quan chặt chẽ giữa chuyển hóa nucleotide và sự
giảm độ tươi [47], [70]. Flick và cộng sự đưa ra tiến trình phân giải ATP như Hình
1.1 [74]. Năm bước đầu tiên của tiến trình xảy ra nhanh và liên quan tới hoạt động
của enzyme nội sinh. Q trình oxy hóa từ hypoxanthine thành xanthine và cuối cùng
hình thành acid uric xảy ra chậm hơn do enzyme của vi khuẩngây nên [120].

Hình 1.1 Sự biến đổi của ATP

1.2.2.2 Sự biến đổi màu sắc
Sự biến màu là một hiện tượng phổ biến ở thủy sản. Tơm, tơm hùm và cua v.v...
nhanh chóng bị ươn hỏng do kết quả của các quá trình vi sinh và hóa sinh. Ở tơm các
đốm đen được gọi là melanosis có thể xuất hiện lập tức nếu như không bảo quản tốt.
Hiện tượng này được công bố đầu tiên vào năm 1951 [72] và được cho là do hoạt
động của vi sinh vật. Tuy nhiên, ngày nay được kết luận là do sự oxy hóa của các
enzyme polyphenoloxydase có trong tơm, cua [223], [232]. Một số enzyme
polyphenoloxidase (PPO) đã được biết như: tyrosinase, catechol oxidase, o-diphenol
oxidase, monophenol oxidase và một số khác (tùy thuộc vào từng loài) hiện diện dưới
lớp vỏ tơm và các lồi nhuyễn thể khác. Sự hình thành các phân tử melanine ở tơm
thường thấy đầu tiên ở trong khoang bụng và phần đi (Hình 1.2). Ngồi ra các
monophenol cịn chuyển hóa tạo thành diphenol dưới tác dụng của enzyme PPO với
sự có mặt của oxy khơng khí (Hình 1.3). Chất này tiếp tục chuyển hóa thành oquinone có màu. Sau cùng, các phân tử o-quinone phản ứng với các amino acid hình
thành phức màu nâu [78].

-9-


Hình 1.2 Các đốm đen xuất hiện ở khoang bụng và phần đi

Phức màu nâu
polyme

Hình 1.3 Sự hình thành phức chất màu nâu
Nhiệt độ bảo quản là yếu tố quan trọng trong tiến trình tạo melanine, vì vậy tơm
cần được bảo quản lạnh lập tức sau khi chết [195].
1.2.2.3 Sự biến đổi cấu trúc
Độ mềm là một đặc tính quan trọng trong kiểm tra chất lượng thủy sản và có
thể là đặc tính quan trọng nhất trong đánh giá các lồi nhuyễn thể. Nhìn chung, thời
gian co cứng của thủy sản ngắn hơn so với động vật trên cạn. Cấu trúc cơ thịt của

thủy sản lỏng lẻo hơn so với động vật trên cạn. Thêm vào đó, cấu trúc mạng collagen
(thành phần chính trong mơ liên kết) của chúng cũng thưa hơn [242]. Những yếu tố
này làm cho cấu trúc mô thịt của thủy sản mềm hơn [252]. Sự mềm hóa được cho là
liên quan tới sự biến mất của Z-disk, phân ly cấu trúc phức tạp của actomyosine, làm

- 10 -


đứt các liên kết collagen ở mô [130], [131], [211]. Các hoạt động của enzyme nội
sinh ở protein myofibrillar góp phần tạo ra tiến trình này.
1.2.2.4 Sự biến đổi hương vị
Thành phần biến đổi đầu tiên xảy ra ở thủy sản sau khi chết có thể nói là ATP.
Trong đó inosine monophosphate (IMP) là chất tạo hương thơm cho thịt. Vì vậy, kết
quả chuyển hóa chất này thành inosine sau đó là hypoxanthine dẫn đến làm giảm
hương vị đặc trưng [89]. Trong khi hương vị của IMP được đánh giá cao về mặt chất
lượng thì sự chuyển hóa lipid trong suốt q trình bảo quản và chế biến có kết quả
ngược lại. Chúng là nguyên nhân chính làm mất đi hương vị, suy giảm chất lượng thể
hiện rõ về mặt cảm quan cũng như hóa học. Trong thành phần hóa học của thủy sản
có chứa nhiều các acid béo khơng no, hơn nữa sự thủy phân phospholipid còn làm
tăng lượng acid béo tự do [58], [237]. Bảng 1.3 trích dẫn thành phần các acid béo
trong lipid ở một số loài thủy sản.
Bảng 1.3 Thành phần các acid béo trong lipid của một số lồi thủy sản [50]
Acid béo có trong lipid từ thủy sản (%)
Loài thủy sản
Acid béo no

Acid béo không no

Acid béo không no


chứa một liên kết đôi chứa nhiều liên kết đơi

Cá tuyết

14,3

14,3

42,9

Cá chim

12,5

20,8

33,3

Cá trích

28,6

45,4

16,8

Cá thu

20,2


49,0

20,2

Cá hồi

1,3

42,5

28,3

22,2

27,8

22.2

4,2

8,3

12,5

Tơma (các lồi có
kích cỡ lớn)
Tơma (các lồi có
kích cỡ nhỏ)
a


là mẫu xác định ở trạng thái luộc chín

- 11 -


Trước đây, tiến trình oxy hóa lipid ở mơ cơ trong tự nhiên được cho đơn thuần
là hóa học. Tuy nhiên, những nghiên cứu sau này cho thấy có vai trị của enzyme
trong tiến trình oxy hóa lipid [81], [157]. Các enzyme như lipoxygenase [80], [81],
[98], 116], peroxidase và microsomal enzyme ở mơ cơ tham gia đầu tiên vào q
trình chuyển hóa các nhóm peroxide thành hydroperoxide. Sau đó những
hydroperoxide này phân hủy thành các thành phần như: aldehyde, cetone, alcohol.
Đây là các thành phần chính tạo ra những mùi vị đặc trưng cho sự ươn hỏng ở các
thực phẩm khác nhau. Điển hình như 3,6-nonadienal và 2,4,7- decatrienanal là dẫn
xuất của 9-hydroperoxide acid linoleic, cũng như hexanal hình thành từ 13hydroxyperoxide acid linoleic [76].
1.2.3 Ươn hỏng hóa học
Ngồi những biến đổi lipid do enzyme tự phân tạo ra hydroperoxide đã được đề
cập trên, cịn có chuyển hóa đơn thuần về mặt hóa học. Q trình này được gọi là sự
ơi hóa và biến nâu. Những q trình này chủ yếu là do những phản ứng hóa học xảy
ra ở cơ thịt do một loạt các yếu tố tác động.
Tiến trình ơi hóa liên quan tới sự oxy hóa các acid béo không no hay triglyceride
trong thủy sản [15] và nó là ngun nhân chính gây ra ươn hỏng. Tiến trình ơi hóa là
một chuỗi các phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc tự do như mô tả ở Hình 1.4.
Ở đây: ROO* là gốc tự do peroxide của acid béo không no, R* là gốc tự do của
acid béo không no, RH là acid béo không no. Một khi phản ứng bắt đầu, các
hydroperoxide khơng bền hình thành được chuyển hóa thành các gốc tự do, các gốc
này trở lại xúc tác cho sự oxy hóa. Các hydroperoxide là những tác nhân gây ra phản
ứng tạo ra các mùi ơi hóa [85], [114].
Khơi mào:

Chuyển hóa gốc


Kết thúc

- 12 -


Hình 1.4 Các giai đoạn oxy hóa các acid béo
Cơ chế gốc tự do cho quá trình phân hủy hydroperoxide được trình bày ở hình
1.5 [121]:

Hình 1.5 Cơ chế phân hủy hydroperoxide
Một loại ươn hỏng hóa học khác tìm thấy trong quá trình bảo quản là hiện tượng
biến nâu. Hiện tượng này chính là phản ứng Maillarl, liên quan tới ribose và các nhóm
amino [86] tạo ra biến màu ở thịt. Tuy nhiên, phản ứng hóa nâu chủ yếu là do các
chất hình thành từ oxy hóa lipid, tham gia phản ứng với protein [64]. Tương tác này
là sự kết hợp giữa nhóm -NH3+(nhóm amoni) của protein với các aldehyde khơng no
có hiệu ứng liên hợp, hay các chất hình thành từ sự phân ly hydroperoxide [125].
Khayat cùng cộng sự [121] cho rằng tiến trình hóa nâu này xảy ra 3 bước: bước 1,
hình thành các peroxide của lipid; bước 2, hình thành những tiền chất khơng màu
(hay có màu hơi nâu) do tương tác của peroxide lipid với các nhóm NH3+ của protein;
bước 3 là q trình chuyển hóa các tiền chất khơng màu (hay có màu nâu sáng) thành
chất có sắc tố nâu dưới tác dụng của oxy khơng khí.
1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THỦY SẢN
1.3.1 Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan
Phương pháp đánh giá cảm quan là một phương pháp khoa học dùng để gợi lên,
đo lường, phân tích và giải thích những cảm giác vốn được nhận biết thông qua giác
quan như thị giác, khứu giác, vị giác, xúc giác, và thính giác [105].

- 13 -