Luận Văn Nghiên cứu quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất bột khoáng từ xương cá ngừ


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/NLopt : tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu tối thích
Nts
: 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.”


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 lượng 1,4 – 64
kg). Căn cứ vào tập tính di cư có thể chia cá ngừ ở Việt Nam thành 2 nhóm nhỏ:
i) Nhóm các loài có kích thước nhỏ, di cư trong phạm vi địa lý hẹp.
ii) Nhóm các loài di cư đại dương.
Mùa vụ khai thác: Mùa vụ khai thác cá ngừ ở vùng biển Việt Nam gồm 2 vụ,
vụ chính bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 8, vụ phụ từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau.
Cá ngừ thường tập trung thành đàn và di cư, trong đàn thường bao gồm một số loài
khác nhau.Cá ngừ ở Việt Nam phân bố ở khắp nơi nhưng có nhiều ở vùng biển phía
Nam từ Đà Nẵng,Quảng Nam đến Kiên Giang. Ở phía Bắc thì có ở Bạch Long Vĩ,
Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh.
Biển Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới nên nguồn lợi cá ngừ rất phong phú. Các
kết quả nghiên cứu của xí nghiệp Liên hiệp Thủy sản Hạ Long, viện nghiên cứu Hải
sản và dự án JICA đã xác định thành phần khu hệ cá ngừ gồm 8 loài, thuộc 6 giống
trong họ Thunnidaenằm trong bộ Scombriformesnhư 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
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 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 khoa học: auxis rochei
(Risso, 1810)
Phân bố: vùng biển miền Trung
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới vây, vó, rê, đăng Hình 1.1 Cá ngừ ồ
Kích thước khai thác: từ 140ư310mm, chủ yếu 260 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói
* Cá ngừ chù
Tên tiếng Anh: frigate mackerel
Tên khoa học: auxis thazard
(Lacepede,1803)
Phân bố: chủ yếu ở vùng biển
miền Trung, Đông và Tây Nam Bộ Hình 1.2. Cá ngừ chù
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới vây, rê, đăng
Kích thước khai thác: dao động 150ư310 mm, chủ yếu 250 ư260 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói
* Cá ngừ chấm
Tên tiếng Anh: eastern little tuna
Tên khoa học: euthynnus affinis
(Canner, 1850)
Phân bố: chủ yếu bắt gặp ở vùng Hình 1.3. Cá ngừ chấm
biển miền Trung và Nam Bộ
4
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới vây, rê, đăng
Kích cỡ khai thác: 240ư450 mm, chủ yếu 360 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp, hun khói
* Cá ngừ bò
Tên tiếng Anh: longtail tuna
Tên khoa học: thunnus tonggol
(Bleeker, 1851)
Phân bố: ở vịnh Bắc bộ, Trung
bộ, Tây Nam bộ Hình 1.4. Cá ngừ bò
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới rê, câu, đăng, vây
Kích thước khai thác: 400ư700 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp
* Cá ngừ sọc dưa
Tên tiếng Anh: striped tuna.
Tên khoa học: sarda orientalis
(Temminek & Schlegel, 1844)
Phân bố: vịnh Bắc bộ, vùng biển miền Trung Hình 1.5. Cá ngừ sọc dưa
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: đăng, rê, vây, câu, mành
Kích thước khai thác: 450ư750 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, ướp muối, đóng hộp.
1.1.2.2. Cá ngừ di cư đại dương:
Ngoài cá ngừ vằn, các loài khác trong nhóm này đều có kích thước lớn (từ
700ư2000 mm, khối lượng từ 1,6ư64 kg), có giá trị kinh tế cao và có nhu cầu lớn
trên thị trường thế giới. Phạm vi di cư đại dương.
5
* Cá ngừ vằn
Tên tiếng Anh: skipjack tuna
Tên khoa học: katsuwonus pelamis
(Linnaeus, 1758)
Phân bố: chủ yếu ở vùng biển
miền Trung, vùng biển khơi bắt Hình 1.6. Cá ngừ vằn
gặp nhiều hơn vùng biển ven bờ
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới rê, vây, câu vàng, câu giật, câu kéo
Kích thước khai thác: dao động 240ư700 mm, chủ yếu 480ư560 mm
Dạng sản phẩm: Ăn tươi, đóng hộp
* Cá ngừ vây vàng
Tên tiếng Anh: yellowfin tuna
Tên khoa học: thunnus albacares
(Bonnaterre, 1788).
Phân bố : ở vùng biển nhiệt đới ở vùng
biển xa bờ miền Trung và Đông Nam bộ Hình 1.7. Cá ngừ vây vàng
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê, đăng
Kích thước khai thác: đối với lưới rê, kích thước dao động 490ư900 mm, đối với
câu vàng 500ư2.000 mm.
Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp
* Cá ngừ mắt to
Tên tiếng Anh: bigeye tuna.
Tên khoa học: thunnus obesus
(Lowe, 1839)
Phân bố: ở vùng biển xa bờ miền
Trung và Đông Nam bộ.
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê, đăng Hình 1.8. Cá ngừ mắt to
Kích thước khai thác: 600 ư 1.800mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt
1. Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến
(1998), Công nghệ enzyme, NXB nông nghiệp.
2. Đặng Văn Hợp và các tác giả. Giáo trình phân tích kiểm nghiệm thực phẩm
thủy sản, NXB Nông Nghiệp, năm 2006.
3. Trần Thị Mỹ, 2010, Bước đầu nghiên cứu sản xuất bột khoáng từ đầu và
xương cá trong công nghiệp chế biến cá, đồ án tốt nghiệp.
4. Đỗ Văn Ninh, 2004, Nghiên cứu quá trình thuỷ phân protein cá bằng proteaza
nội tạng cá, mực và thử nghiệm sản xuất sản phẩm mới từ protein được thủy
phân,tr.9-11.
5. Nguyễn Thị Bích Thảo, 2010, Nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy phân
protein từ đầu cá ngừ bằng enzyme Flavourzyme, đồ án tốt nghiệp.
6. Lê Ngọc Tú, 1998, Hóa sinh công nghiệp, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.
Internet:
7. http://www.khafa.org.vn/default.aspx?cmd=newspub&cmdid=newspub-detail&idnew=670
8. http://vinhlong.mard.gov.vn/ContentDetail.aspx?Id=8094&CatId=34
9. http://www.fistenet.gov.vn/f-thuong-mai-thuy-san/b-thi-truong/nhat-ban-thi-truong-cua-ca-ngu-viet-nam/
10. http://biengioilanhtho.gov.vn/vie/xuatkhaucangunam2012-nd-b7ba7deb.aspx
11. http://***********/xem-tai-lieu/nguyen-tu-vi-luong.463133.html
12. http://***********/xem-tai-lieu/khoang-chat-co-vai-tro-gi-cho-su-song-.472865.html
13. http://evietnamlife.net/home/detail_thongtintuvan.asp?iData=593&nChannel= News
14. http://thptnan.com/mon-hoc/hoa-hoc/129-vai-tro-ca-cac-nguyen-t-hoa-hc-trong-c-th.html
15. http://www.xaluan.com/modules.php?name=News&file=article&sid=142824
16. http://www.dap-corp.com/modules/general/index.php?page=news&act=
detail&level1_id=4&id=137&p=1.
17. http://www.baomoi.com/Bien-xuong-ca-thanh-bot-canxi/82/3582632.epi.