Xây dựng quy trình bảo quản cá giò nguyên liệu tươi bằng dịch bacteriocin thô từ vi khuẩn lactic

Chia sẻ: Danh Tuong Vi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

72
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cá giò (cá bớp) sau khi thu hoạch từ các lồng nuôi tại Lương Sơn, Nha Trang, Khánh Hòa, được bảo quản bằng dịch bacteriocin thô tách chiết từ vi khuẩn lactic T8 có hoạt độ riêng 800 AU/ml trong môi trường lạnh 0 - 40C. Sau thời gian bảo quản 7 ngày, các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu cá giò được xử lý với dịch bacteriocin thô đều có kết quả tốt hơn so với mẫu đối chứng bảo quản trong cùng điều kiện, không sử dụng dịch bacteriocin.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xây dựng quy trình bảo quản cá giò nguyên liệu tươi bằng dịch bacteriocin thô từ vi khuẩn lactic

Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 4/2012 THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO QUẢN CÁ GIÒ NGUYÊN LIỆU TƯƠI BẰNG DỊCH BACTERIOCIN THÔ TỪ VI KHUẨN LACTIC PROTOCOL FOR THE PRESERVATION OF FRESH COBIA FISH USING CRUDE BACTERIOCIN EXTRACTS OF LACTIC ACID BACTERIA Phạm Ngọc Minh Quỳnh1, Nguyễn Văn Duy2, Vũ Ngọc Bội3 Ngày nhận bài: 08/02/2012; Ngày phản biện thông qua: 03/10/2012; Ngày duyệt đăng: 15/12/2012 TÓM TẮT Cá giò (cá bớp) sau khi thu hoạch từ các lồng nuôi tại Lương Sơn, Nha Trang, Khánh Hòa, được bảo quản bằng dịch bacteriocin thô tách chiết từ vi khuẩn lactic T8 có hoạt độ riêng 800 AU/ml trong môi trường lạnh 0 - 40C. Sau thời gian bảo quản 7 ngày, các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu cá giò được xử lý với dịch bacteriocin thô đều có kết quả tốt hơn so với mẫu đối chứng bảo quản trong cùng điều kiện, không sử dụng dịch bacteriocin. Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch bacteriocin thô từ vi khuẩn lactic T8 có khả năng kháng khuẩn và có những tác động tốt đến chất lượng cá giò trong điều kiện bảo quản lạnh. Từ khóa: Cá giò, Bacteriocin, Vi khuẩn lactic, Bảo quản thực phẩm ABSTRACT Fresh cobia (Rachycentron canadum) obtained from farms in Luong Son, Nha Trang, Khanh Hoa were immersed in crude bacteriocin extract from lactic acid bacterial strain T8 with bacteriocin activity of 800 AU/ml in the cold storage condition at 0 - 40C. After ﬁsh was preserved for 7 days, the quality factors of fresh cobia that immersed by bacteriocin extracts give the better results compared with the control sample preserved in the same condition. The results have shown that the bacteriocin extracts from lactic acid bacterial strain T8 have strong antibacterial activity and good effect on fresh cobia quality in the cold storage condition. Key words: Cobia, Bacteriocin, Lactic acid bacterial, Food preservation I. ĐẶT VẤN ĐỀ Thủy sản là nguồn nguyên liệu xuất khẩu thu ngoại tệ cao, góp phần lớn phát triển kinh tế đất nước. Hiện nay, nguyên liệu sau đánh bắt hoặc sau thu hoạch chủ yếu được bảo quản bằng các phương pháp như ướp đá, ướp muối, đông lạnh tuy vẫn đáp ứng được yêu cầu về thời hạn bảo quản nhưng khá bất tiện khi tàu đánh bắt xa bờ. Vì thế, nhiều ngư dân đã sử dụng hóa chất để bảo quản nguyên liệu thủy sản gây mất an toàn thực phẩm, ảnh hưởng đến giá trị kinh tế và sức khỏe người tiêu dung (Nguyễn Trọng Cẩn, 2006). Vấn đề đặt ra cho các nhà khoa học là phải tìm ra một giải pháp thích hợp hơn để thay thế. Phương pháp sử dụng các 1 3 hoạt chất sinh học có khả năng bảo quản tốt được xem như là giải pháp hữu hiệu cho sự thay thế này. Ứng dụng công nghệ sinh học, đặc biệt là công nghệ vi sinh vào việc bảo quản thực phẩm, nguyên liệu thủy sản… nhằm khắc phục các nhược điểm trên đang được các nhà khoa học và xã hội rất quan tâm. Khi lựa chọn thực phẩm, các tiêu chí về an toàn, chất lượng, hiệu quả luôn được người tiêu dùng đặt lên hàng đầu. Chính vì vậy, các chất bảo quản sinh học đang là đối tượng được ưu tiên sử dụng trong thực phẩm. Bacteriocin từ vi khuẩn lactic được xem như là chất bảo quản có nhiều ưu điểm nổi bật về tính an toàn và hiệu quả bảo quản thực phẩm, nhất là đối với các thực phẩm thủy sản ThS. Phạm Ngọc Minh Quỳnh, 2 TS. Nguyễn Văn Duy: Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường - Trường Đại học Nha Trang TS. Vũ Ngọc Bội: Khoa Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang 56 ❖ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn tươi sống (Abee et al., 1995; Cleveland et al., 2001; Deegan et al., 2006; De Vuyst et al., 2007). Mục tiêu của nghiên cứu này xây dựng quy trình bảo quản cá giò nguyên liệu tươi trong điều kiện nhiệt độ thấp bằng dịch bacteriocin thô thu từ chủng vi khuẩn lactic. II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng thí nghiệm 1.1. Cá giò Tên Việt Nam: Cá giò, cá bớp Tên tiếng Anh: Cobia Tên khoa học: Rachycentron canadum Cá giò dùng trong nghiên cứu này được lấy từ các lồng nuôi của ngư dân tại xã Lương Sơn, Nha Trang, Khánh Hòa. 1.2. Dịch bacteriocin từ vi khuẩn lactic Dịch bacteriocin thô được thu nhận từ chủng vi khuẩn lactic T8 phân lập từ nước dưa lên men truyền thống (Nguyễn Văn Duy, Nguyễn Thị Hải Thanh, 2012). 1.3. Môi trường nuôi cấy Môi trường MRS, TCBS, RV được sử dụng tương ứng để nuôi cấy vi khuẩn lactic T8, Vibrio và Salmonella. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Đánh giá chất lượng của cá giò sau khi bảo quản bằng dịch bacteriocin thô Chất lượng cảm quan được xác định bằng phương pháp cho điểm theo TCVN 3215 - 79. Chất lượng hóa học được đánh giá qua hàm lượng NH3, được định lượng theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước (Nguyễn Văn Mùi, 2007). Để đánh giá chất lượng vi sinh, các vi sinh vật đích (Salmonella và Vibrio cholera) được lây nhiễm lên bề mặt của cá giò vào ngày bảo quản thứ ba. Sau Soá 4/2012 đó, sự gia tăng mật độ tế bào của chúng theo thời gian bảo quản được xác định bằng phương pháp đếm khuẩn lạc trên môi trường chọn lọc tương ứng (Trần Linh Thước, 2007). 2.2. Đánh giá hoạt tính của dịch bacteriocin thô sau quá trình bảo quản cá giò Dịch bacteriocin sau thời gian 3, 5, 7 ngày bảo quản cá giò nguyên liệu tươi được sử dụng để đánh giá hoạt tính. Phương pháp khuếch tán trên thạch được sử dụng để kiểm tra hoạt tính (Daeschel et al, 1990) 2.3. Xây dựng quy trình công nghệ bảo quản cá giò tươi nguyên liệu bằng dịch bacteriocin thô Quy trình bảo quản cá giò nguyên liệu tươi bằng dịch bacteriocin thô từ vi khuẩn lactic T8 được xây dựng trên cơ sở nghiên cứu các đặc điểm và tính chất của cá giò tươi nguyên liệu, dịch bacteriocin, các tài liệu hướng dẫn phương pháp bảo quản thủy sản tươi (Chu Thị Thơm và cs, 2006) và quá trình thực nghiệm. 2.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu Số liệu được ghi nhận và xử lý bằng phần mềm Excel 2003. Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1. Đánh giá chất lượng của cá giò sau khi bảo quản bằng dịch bacteriocin thô Theo TCVN 3215 - 79, chúng tôi đánh giá chất lượng cảm quan cá giò bằng 4 tiêu chí: màu, mùi, vị và trạng thái. Kết quả từ hình 1A chỉ ra rằng, điểm cảm quan tổng số của mẫu cá giò đối chứng không nhúng dịch bacteriocin sau 7 ngày bảo quản giảm 54% so với ban đầu và không đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn này. Ngược lại, mẫu cá thí nghiệm nhúng dịch bacteriocin có điểm cảm quan chỉ giảm 17%. Trong số 4 chỉ tiêu thì màu và mùi có điểm cảm quan khác biệt rõ nhất giữa hai mẫu bảo quản (hình 1B). Hình 1. Biểu đồ so sánh điểm cảm quan của mẫu cá giò nhúng dịch bacteriocin (----) và mẫu đối chứng (---) A: Điểm cảm quan tổng số theo thời gian bảo quản. B: Điểm cảm quan của mỗi tiêu chí (màu, mùi, vị và trạng thái) sau 7 ngày bảo quản TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG ❖ 57 Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 4/2012 Thông thường chất lượng cảm quan của nguyên liệu cá giò sẽ giảm sút rất nhanh sau đánh bắt nếu không được bảo quản đúng cách. Kết quả từ nghiên cứu này cho thấy nguy cơ đó có thể được ngăn chặn nếu cá giò được bảo quản bằng dịch bacteriocin của chủng vi khuẩn T8 trong điều kiện lạnh. Điểm cảm quan cao của mẫu cá nhúng dịch bacteriocin cho thấy triển vọng về chất lượng bên trong của nguyên liệu cá giò. Điều này cũng giúp người tiêu dùng đưa ra quyết định đúng đắn khi mua hàng (Hà Duyên Tư, 2006). Kết quả của phép đo lưu biến cho thấy, mẫu cá giò được bảo quản bằng dịch bacteriocin thô có độ đàn hồi cơ thịt tốt hơn nhiều so với mẫu cá đối chứng không được xử lý với dịch bacteriocin thô (hình 2 và 3). Sau 7 ngày bảo quản, độ cứng tương đối của cơ thịt cá và da cá được xử lý với dịch bacteriocin thô cao gấp khoảng 2 lần độ cứng tương đối của mẫu đối chứng. (Số liệu tương ứng là 66,67% so với 32% và 49,1% so với 23,4%). Hình 4. So sánh hàm lượng NH3 của mẫu cá giò nhúng dịch bacteriocin thô từ chủng T8 (----) và mẫu đối chứng (---) theo thời gian bảo quản Chú thích: hàm lượng NH3 tương đối của các mẫu ở thời điểm ban đầu được coi là 100% Từ hình 4, ta thấy hàm lượng NH3 của hai mẫu thí nghiệm và đối chứng trong 3 ngày bảo quản đầu tiên đều tăng do vi sinh vật phân hủy khử amin của các protein, peptide và acid amin tạo thành NH3. Xu hướng tăng này vẫn được giữ nguyên ở mẫu đối chứng vào các ngày bảo quản tiếp theo. Tuy nhiên, sau 5 ngày bảo quản, lượng NH3 của mẫu cá nhúng dịch bacteriocin vẫn ổn định, thậm chí có xu hướng giảm do trong quá trình lấy mẫu NH3 bị bay hơi. Nếu chọn hàm lượng NH3 của các mẫu ở thời điểm ban đầu đều là 100% thì sau 7 ngày lượng NH3 của mẫu thí nghiệm thấp hơn mẫu đối chứng là 18,9%. Điều này có thể do bacteriocin ức chế một phần vi khuẩn gây hư hỏng phân hủy protein thành peptide và acid amin nên lượng NH3 tạo thành ít hơn. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu trước đây của chúng tôi rằng dịch bacteriocin từ chủng T8 có thể ức chế mạnh sinh trưởng của một số chủng Bacillus, một nhóm vi khuẩn gây hư hỏng điển hình. Hình 2. Biểu đồ so sánh độ cứng tương đối của mẫu cá giò nguyên con bảo quản bằng bacteriocin và mẫu đối chứng Hình 3. Biểu đồ so sánh độ cứng tương đối của mẫu da cá giò bảo quản bằng bacteriocin và mẫu đối chứng 58 ❖ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG Hình 5. So sánh sự gia tăng mật độ tế bào tương đối của mẫu cá giò nhúng dịch bacteriocin thô của chủng T8 (----) và mẫu đối chứng (---) sau khi lây nhiễm với Vibrio cholerae hoặc Salmonella vào ngày bảo quản thứ 3 Chú thích: mật độ tế bào tương đối của các mẫu ở thời điểm lây nhiễm được coi là 100% Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Trước tiên, mật độ tế bào của Vibrio và Salmonella trong mẫu cá giò tươi được xác định trên môi trường chọn lọc tương ứng là TCBS và RV. Kết quả cho thấy mật độ tế bào của chúng rất thấp (< 103 cfu/g). Do vậy, để thuận lợi cho việc kiểm tra chỉ tiêu vi sinh, Vibrio cholera và Salmonella được lây nhiễm ở nồng độ 107 cfu/ml lên bề mặt mẫu cá vào ngày bảo quản thứ 3. Kết quả từ hình 5 cho thấy trong mẫu đối chứng cả hai chủng chỉ thị đều tăng rất nhanh về mật độ tế bào sau. Xu hướng này chậm hơn rõ rệt ở mẫu nhúng dịch bacteriocin. Cụ thể, các mẫu cá giò có nhúng dịch bacteriocin giảm được tương ứng 4 lần và gần 3 lần sự gia tăng mật độ tế bào của Salmonella và Vibrio cholera so với mẫu đối chứng sau 4 ngày gây nhiễm, tức là sau 7 ngày bảo quản. 2. Đánh giá biến đổi hoạt tính của dịch bacteriocin thô sau quá trình bảo quản cá giò 2.1. Đánh giá sự biến đổi hoạt tính của dịch bacteriocin thô qua khả năng kháng vi khuẩn Bacillus Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy hoạt tính của dịch bacteriocin thô giảm dần theo thời gian bảo quản, điều này thể hiện rõ qua kích thước đường kính vòng kháng khuẩn Bacillus nhỏ dần của dịch bacteriocin. Khả năng kháng vi khuẩn Bacillus của dịch bacteriocin thô khá tốt ở ngày bảo quản thứ 3 và thứ 5 với kích thước vòng kháng lần lượt là 12 và 13 mm, hoạt tính kháng giảm dần ở ngày bảo quản thứ 7 thể hiện qua kích thước vòng kháng nhỏ hơn (9 mm). 2.2. Đánh giá sự biến đổi hoạt tính của dịch bacteriocin thô qua khả năng kháng vi khuẩn Vibrio Thử nghiệm khả năng kháng Vibrio của dịch bacteriocin trong quá trình bảo quản cá giò đã chỉ ra rằng hoạt tính dịch bacteriocin bị giảm sút theo thời gian. Vòng kháng Vibrio của dịch bacteriocin thô từ chủng lactic T8 dùng bảo quản cá giò sau 3 và 5 ngày thể hiện khá rõ với đường kính lần lượt là 7 và 9 mm. Tuy nhiên, kích thước vòng kháng có xu hướng giảm dần ở ngày bảo quản thứ 7 (6 mm). Điều này chứng tỏ hoạt tính kháng khuẩn của dịch bacteriocin thô bị giảm xuống trong thời gian bảo quản cá. Như vậy, để đảm bảo chất lượng cá giò, ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây hại sau 3 ngày bảo quản nên bổ sung thêm dịch bacteriocin thô hoặc thay dịch bacteriocin mới. 2.3. Xác định hoạt độ của dịch bacteriocin thô sau khi bảo quản cá giò Kết quả từ hình 6 cho thấy dịch bacteriocin thô của chủng T8 trong quá trình bảo quản cá giò giảm 33,3% hoạt tính ở ngày thứ 7 so với ban đầu, thể Soá 4/2012 hiện qua khả năng kháng với vi khuẩn Bacillus và Vibrio. Hoạt độ riêng của dịch bacteriocin thô sau 7 ngày bảo quản là 400 AU/ml, giảm 50% so với dịch bacteriocin ban đầu. Hình 6. Đồ thị biểu diễn hoạt độ dịch bacteriocin thô trong quá trình bảo quản cá giò nguyên liệu tươi 3. Xây dựng quy trình công nghệ bảo quản cá giò tươi nguyên liệu bằng dịch bacteriocin thô Từ những kết quả nghiên cứu trên, chúng tôi đề xuất quy trình công nghệ bảo quản cá giò nguyên liệu bằng dịch bacteriocin thô từ vi khuẩn lactic T8 như thể hiện trong hình 7. Hình 7. Quy trình công nghệ bảo quản cá giò nguyên liệu bằng dịch bacteriocin thô từ vi khuẩn lactic T8 Thuyết minh quy trình 1. Cá giò sau khi đánh bắt hoặc thu mua được vận chuyển ngay về nơi bảo quản bằng xe đông lạnh hoặc trong thùng xốp cách nhiệt, nhiệt độ bảo quản trong quá trình vận chuyển là 0 - 40C. 2. Cá giò được rửa sạch bằng nước máy, nhiệt TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG ❖ 59 Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn độ nước rửa 0 - 50C theo tiêu chuẩn SSOP trong hệ thống bể rửa bằng xi măng. 3. Sau khi rửa xong, cá được để ráo nước và nhúng vào dung dịch bacteriocin thô thu từ vi khuẩn lactic T8 trong thời gian 5 phút. 4. Cho cá đã xử lý với dịch bacteriocin thô vào túi PE, đặt vào kho bảo quản có nhiệt độ 0 - 40C. 5. Cá giò nguyên con được bảo quản theo quy trình trên đảm bảo chất lượng dinh dưỡng, chất lượng cảm quan và an toàn vệ sinh thực phẩm theo tiêu chuẩn Việt Nam ít nhất là 7 ngày sau bảo quản. IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Xác định được các biến đổi về mặt cảm quan, hóa học, vi sinh của cá giò nguyên liệu tươi khi bảo quản bằng dịch bateriocin thô từ chủng vi khuẩn lactic T8 so với cá giò nguyên liệu tươi không sử dụng chất bảo quản ở điều kiện lạnh. Kết quả cho thấy điểm cảm quan của mẫu cá giò có nhúng dịch bacteriocin cao hơn mẫu đối chứng là 37%. Hàm lượng NH3 của mẫu cá thí nghiệm thấp hơn mẫu đối chứng 18,9%. Cuối cùng, sau khi gây nhiễm với Salmonella và Vibrio cholera vào ngày bảo quản Soá 4/2012 thứ ba, các mẫu cá giò có nhúng dịch bacteriocin giảm được tương ứng 4 lần và 3 lần sự gia tăng mật độ tế bào của chúng so với mẫu đối chứng. Những kết quả trên chứng tỏ sử dụng dịch bacteriocin từ vi khuẩn lactic T8 có thể giữ chất lượng cá giò tốt hơn về cảm quan, hóa học và vi sinh so với mẫu đối chứng sau một tuần bảo quản. Hoạt tính của dịch bacteriocin thô của chủng T8 giảm dần trong quá trình bảo quản cá giò. Hoạt độ riêng của dịch bacteriocin thô sau 7 ngày bảo quản là 400 AU/ml, giảm 50% so với dịch bacteriocin ban đầu. Vì vậy, sau 3 ngày bảo quản nên bổ sung lại dịch bacteriocin. Đã xây dựng thành công quy trình bảo quản cá giò nguyên liệu tươi bằng dịch bacteriocin thô thu từ chủng vi khuẩn lactic T8. 2. Kiến nghị Định danh chủng vi khuẩn lactic T8 đến loài bằng phương pháp sinh học phân tử. Tinh chế bacteriocin từ chủng vi khuẩn lactic T8 để thu nhận bacteriocin tinh khiết. Hoàn thiện quy trình bảo quản nguyên liệu thủy sản tươi bằng bacteriocin tinh chế từ vi khuẩn lactic T8. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Nguyễn Trọng Cẩn - chủ biên (2006), Công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản tập 1 - Nguyên liệu chế biến thủy sản; NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 255 tr. 2. Nguyễn Văn Duy, Nguyễn Thị Hải Thanh (2012), Một số tính chất của bacteriocin từ hai chủng vi khuẩn lactic chứng tỏ tiềm năng ứng dụng của chúng trong bảo quản nguyên liệu thủy sản ở Việt Nam, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy sản, Trường Đại học Nha Trang số 1.2012: 88-93. 3. Nguyễn Văn Mùi (2007), Thực hành hóa sinh học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội. 4. Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tó (2006), Phương pháp bảo quản và chế biến thủy sản, NXB Lao động, Hà Nội, 125tr. 5. Trần Linh Thước (2007), Phương pháp phân tích vi sinh vật trong nước, thực phẩm và mĩ phẩm, NXB Giáo dục, Hà Nội. 6. Hà Duyên Tư (2006), Kỹ thuật phân tích cảm quan thực phẩm, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 7. Abee T, Krockel L, and Hill C (1995), Bacteriocins: modes of action and potentials in food preservation and control of food poisoning - Int. J. Food Microbiol, 28:169. 8. Cleveland J, Montville TJ, Nes IF, Chikindas ML (2001), Bacteriocins: safe, natural antimicrobials for food preservation; Int. J. Food Microbiology, 71, p.1-20. 9. Daeschel MA, McKenney MC and McDonald LC (1990), Bacteriocidal activity of Lactobacillus plantarum C-11. Food Microbiol 7(2): 91-98. Tiếng Anh 10. De Vuyst L, Leroy F (2007), Bacteriocins from lactic acid bacteria: production, puriﬁcation, and food applications. J Mol Microbiol Biotechnol, 13(4):194-9. 11. Deegan LH, Cotter PD, Hill C, Ross P, (2006), Bacteriocins: biological tools for bio-preservation and self-life extension. Int Dairy J, 16: 1058-1071. 60 ❖ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG