IUH | ĐỀ CƯƠNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP | NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BỘT PROTEIN TỪ ĐẦU CÁ TRA VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT LƯƠNG KHÔ

IUH | ĐỀ CƯƠNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP | NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BỘT PROTEIN TỪ ĐẦU CÁ TRA VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT LƯƠNG KHÔ IUH | ĐỀ CƯƠNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP | NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BỘT PROTEIN TỪ ĐẦU CÁ TRA VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT LƯƠNG KHÔ IUH | ĐỀ CƯƠNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP | NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BỘT PROTEIN TỪ ĐẦU CÁ TRA VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT LƯƠNG KHÔ IUH | ĐỀ CƯƠNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP | NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BỘT PROTEIN TỪ ĐẦU CÁ TRA VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT LƯƠNG KHÔ IUH | ĐỀ CƯƠNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP | NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BỘT PROTEIN TỪ ĐẦU CÁ TRA VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT LƯƠNG KHÔ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

 -ĐỀ CƯƠNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BỘT PROTEIN TỪ ĐẦU CÁ TRA (Pangasius hypophthalmu) VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT LƯƠNG KHÔ

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã chuyên ngành: (…)GVHD: TS LÊ HƯƠNG THỦY

LỚP: DHTP17A NIÊN KHÓA: 2021-2026.

Tp HCM, Ngày 29 Tháng 03 Năm 2025

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

TÓM TẮT (gần xong mới làm)

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 1 1: Hình ảnh cá tra 11

Hình 1 2: Hình ảnh cá tra Pangasianodon hypophthalmus 11

Hình 1 3: Bột mì số 8 13

Hình 1 4: Dầu đậu nành 14

Hình 1 5: Bơ Anchor 15

Hình 1 6: Trứng 16

Hình 1 7: Đường tinh luyện biên hòa 17

Hình 1 8: Đầu cá tra 20

Hình 1 9: Máy xay 21

Hình 1 10: Máy li tâm 22

Hình 1 11: Cân kỹ thuật 24

Hình 1 12: Rây bột cầm tay 24

Hình 2 1: Bảng bồ trí thí nghiệm 1: 29

Hình 2 2: Bảng bố trí thí nghiệm 2 30

Hình 2 3: Bảng bố trí thí nghiệm 3: 30

Hình 2 4: Bảng bố trí thí nghiệm 4: 31

Hình 2 5: Bảng bố trí thí nghiệm 5: 32

Hình 2 6: Bảng bố trí thí nghiệm 6: 32

Hình 2 7: Bảng bố trí thí nghiệm 7: 33

Hình 2 8: Bảng thuộc tính sản phẩm 33

DANH SÁCH BẢNG BIỂU (gần xong mới làm)

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

LỜI MỞ ĐẦU 1) Lý do chọn đề tài:

2) Tính cấp thiết của đề tài:

3) Mục tiêu nghiên cứu:

3.1 Mục tiêu chính:

- Nghiên cứu nhằm tận dụng hiệu quả phụ phẩm đầu cá tra (Pangasius

hypophthalmus) thông qua quá trình thủy phân để thu nhận bột protein có giátrị sinh học cao, từ đó ứng dụng vào sản xuất lương khô giàu dinh dưỡng

- Đánh giá các chỉ tiêu hóa lý và thành phần dinh dưỡng của bột protein sau thủy phân (độ ẩm, protein, lipid, tro, amino acid )

- Xây dựng công thức và quy trình chế biến lương khô có bổ sung bột protein

từ đầu cá tra

- Đánh giá cảm quan và chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm lương khô hoàn thiện, nhằm kiểm tra tính khả thi và giá trị ứng dụng thực tiễn của nguyên liệu sau thủy phân

4) Đối tượng và phạm vị nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Đầu cá tra (Pangasius hypophthalmus)

- Phạm vị nghiên cứu: Nhóm tiến hành “Nghiên cứu thủy phân bột protein từ

đầu cá tra (Pangasius hypophthalmu) và ứng dụng trong sản xuất lương khô”.Tại phòng thí nghiệm F5.3 của trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

- Thời gian nghiên cứu: sau khi hoàn thành đề cương, thời gian dự kiến thực

bảo vệ môi trường và nâng cao giá trị kinh tế cho ngành chế biến thủy sản

Việc sản xuất bột protein có giá trị dinh dưỡng cao từ quá trình thủy phân tạotiền đề để ứng dụng vào các sản phẩm thực phẩm tiện lợi như lương khô, đáp

ứng xu hướng tiêu dùng hiện đại và thúc đẩy phát triển sản phẩm mới theo

hướng bền vững.

5.2 Ý nghĩa thực tiễn:

- Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho quá trình thủy phân protein từ phụ phẩm cá tra, làm rõ ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ (enzyme, nhiệt độ, thời gian…) đến hiệu quả thu nhận và chất lượng bột protein

- Đồng thời, kết quả nghiên cứu đóng góp vào kho tàng tri thức về ứng dụng

protein thủy phân trong thực phẩm, đặc biệt là trong sản phẩm lương khô,

góp phần mở rộng hướng đi mới trong chế biến phụ phẩm thủy sản theo

hướng giá trị gia tăng.

- Nguồn gốc tự nhiên của cá tra được xác định là ở các lưu vực sông lớn ở

Đông Nam Á, đặc biệt là lưu vực sông Mekong (bao gồm Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam) và sông Chao Phraya ở Thái Lan [2], [3]

 Phân bố tự nhiên: cá tra ban đầu là loài cá tự nhiên, được tìm thấy nhiều trong các lưu vực sông, cửa sông, và cả vùng nước lợ Chúng

có tập tính di cư và sinh sản tự nhiên ở Campuchia, cá bột theo dòng nước trôi về Việt Nam [4]

 Lịch sử phân loại:

 Trước đây, cá tra từng được biết đến với tên Pangasius

hypophthalmus hoặc P micronemus.

 Năm 1991, Roberts và Vidthayanon đã xếp cá tra vào giống

Pangasius và đặt tên khoa học là Pangasius sutchi, tuy nhiên

tên này không được công nhận chính thức

 Đến năm 1996, Rainboth đã tách cá tra từ giống Pangasius

sang giống Pangasianodon và đặt tên khoa học mới là Pangasianodon hypophthalmus [5]

 Hóa thạch: các nghiên cứu cho thấy hóa thạch sớm nhất đáng tin

cậy của cá dạng cá tra là của loài Cetopangasius chaetobranchus,

có từ thế Miocen

 Lịch sử nuôi trồng: ở Việt Nam, nghề vớt cá tra bột tự nhiên đã có

từ những năm 1940 tại khu vực thượng nguồn sông Cửu Long ( An

Giang, Đồng Tháp) Sau này, do nhu cầu tăng cao, cá tra đã được nghiên cứu và nhân giống nhân tạo thành công, trở thành loài cá nuôi chủ lực trong ao, lồng bè khắp Đồng bằng sông Cửu Long.

- Loài: Pangasius hypophthalmus.

Hình 1 2: Hình ảnh cá tra Pangasianodon hypophthalmus.

1.1.3 Đặc tính (dược tính) và lợi ích cho sức khỏe: [7] [8] [9].

- Trong quá trình chế biến và xuất khẩu cá tra (Pangasianodon hypophthalmus)

, chỉ khoảng 30–40% khối lượng cá nguyên liệu được sử dụng làm phi lêthương phẩm, phần còn lại là phế phụ liệu bao gồm đầu cá, da, xương, ruột,

vây, nội tạng và huyết Đây là nguồn tài nguyên sinh học có giá trị cao, chứanhiều hợp chất chức năng và dinh dưỡng tiềm năng nếu được khai thác hợp lý.

- Đầu cá: là bộ phận chiếm tỷ lệ lớn trong phế liệu (~15–18% trọng lượng cá),chứa nhiều mô liên kết, thịt dính, hệ enzyme nội sinh, xương và thần kinh trungương Đặc biệt, phần đầu cá tra giàu collagen, protein, lipid, và axit béo chưa

no (PUFAs) – là nguồn nguyên liệu lý tưởng để sản xuất peptide chức năng,dầu cá, protein và gelatin [10]

- Da và xương: giàu collagen loại I, canxi, và photpho, được ứng dụng để sảnxuất collagen peptide, thực phẩm bổ sung xương, hoặc gelatin cho công nghiệpthực phẩm và mỹ phẩm

- Ruột cá (đặc biệt là ruột non): chứa nhiều enzyme protease nội sinh (nhưtrypsin, chymotrypsin), có thể tận dụng để thủy phân protein tạo ra các peptidesinh học có hoạt tính sinh lý cao, như kháng oxy hóa, ức chế men ACE, hoặckháng khuẩn

- Huyết cá: chứa hemoglobin và các peptide hoạt tính, có thể ứng dụng trong sảnxuất chất chống oxy hóa tự nhiên, hoặc dùng làm chất tạo màu sinh học [11]

- Tổng hàm lượng lipid: Một số nghiên cứu ghi nhận lipid chiết xuất từ nội tạng

và đầu cá tra có chứa acid béo DHA, EPA, tương đương với một số loài cá biển,

mở ra hướng sản xuất dầu cá tra tinh chế ứng dụng trong thực phẩm chức năng[12]

- Trong số các loại phế phụ liệu cá tra, đầu cá là bộ phận chiếm tỷ lệ lớn (khoảng15–18% trọng lượng cá nguyên con), thường bị thải bỏ hoặc sử dụng kém hiệuquả, chủ yếu làm bột cá hoặc phân bón Tuy nhiên, đây lại là nguồn nguyên liệugiàu giá trị sinh học, chứa nhiều protein, collagen, lipid chưa no (DHA, EPA)

và các mô liên kết có khả năng sinh enzyme nội sinh Thành phần phức hợp củađầu cá gồm cơ thịt dính, mô xương sọ, thần kinh trung ương, tuyến nội tiết, mắtcá… tạo điều kiện thuận lợi cho việc khai thác protein và peptide chức năng,đồng thời có thể tận dụng enzyme nội tại để thủy phân mà không cần sử dụngenzyme thương mại, giúp giảm chi phí sản xuất Đặc biệt, các nghiên cứu gầnđây cũng cho thấy lipid từ đầu cá tra có hoạt tính sinh học tiềm năng như chốngoxy hóa, kháng viêm, hỗ trợ não bộ, mở ra hướng ứng dụng trong sản xuất thựcphẩm chức năng và dinh dưỡng y học Với đặc điểm giàu dinh dưỡng, có khảnăng ứng dụng cao, dồi dào và rẻ tiền, đầu cá tra là nguyên liệu phù hợp và cótiềm năng lớn để nghiên cứu phát triển các sản phẩm có giá trị gia tăng cao từphế phụ liệu cá [13]

- Bột màu trắng ngà, mịn, mùi đặc trưng của bột lúa mì Khả năng hấpthu nước tốt, tạo kết dính nhờ hàm lượng gluten vừa phải – giúp sảnphẩm không quá khô hoặc quá cứng sau sấy [15].

- Cung cấp năng lượng từ tinh bột

- Tốt cho hoạt động thần kinh nhờ vitamin B1

- Giúp tăng cảm giác no, hỗ trợ kiểm soát ăn uống

Đặc điểm:

- Chất lỏng trong suốt, màu vàng nhạt, không mùi lạ Là dầu thực vậtgiàu acid béo không bão hòa, phù hợp để trộn với nguyên liệu khô,giúp sản phẩm lương khô mềm, không quá giòn vỡ

Tính chất hóa học:

- Acid béo chưa bão hòa: >80%

- Omega-3, Omega-6, Vitamin E

- Không cholesterol, không trans fat

Đặc tính có lợi:

- Hỗ trợ tim mạch, giảm LDL cholesterol

- Chống oxy hóa nhờ vitamin E

- Hỗ trợ hấp thu vitamin tan trong dầu (A, D, E, K)

- Chất tạo mùi tự nhiên (diacetyl)

Đặc tính có lợi:

- Cung cấp năng lượng

- Hỗ trợ hấp thu vitamin tan trong dầu

- Làm tăng cảm giác ngon miệng, cải thiện kết cấu sản phẩm

Đặc điểm:

- Dạng bột màu trắng kem, tan tốt trong nước, mùi sữa thơm dịu, có vịngọt nhẹ Dùng để tạo độ thơm béo, bổ sung dinh dưỡng cho lươngkhô

Tính chất hóa học:

- Chất béo sữa: khoảng 26–28%

- Protein (casein & whey): 25–27%

- Tăng cường miễn dịch nhờ các vitamin B12, D và khoáng chất

- Bổ sung năng lượng nhanh chóng (496–520 kcal/100g), phù hợp chosản phẩm lương khô dùng trong điều kiện hoạt động thể lực cao

1.2.6 Đường [24], [25]:

Nguồn gốc:

- Sử dụng đường tinh luyện của Công ty Cổ phần Đường Biên Hòa –Thành Thành Công (TTC Group) Có chứng nhận HACCP và ISO22000

Đặc điểm:

- Dạng tinh thể trắng, ngọt nhẹ, tan tốt trong nước Được dùng để tạo

vị, hỗ trợ bảo quản, và giúp tạo màu khi sấy ở nhiệt độ cao

Tính chất hóa học:

- Thành phần chính: Sucrose ~99.9%

- Không chứa tạp chất, không độ ẩm caoĐặc tính có lợi:

- Cung cấp năng lượng nhanh

- Giúp tăng hấp thu một số vi chất

- Nếu dùng vừa phải, không ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe

Hình 1 7: Đường tinh luyện biên hòa.

2) Một số nghiên cứu trong nước và nước ngoài:

2.1 Nghiên cứu trong nước:

- Trương Thị Mộng Thu và Lê Thị Minh Thủy, 2020 Nghiên cứu thủy phân protein từ thịt cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) bằng enzyme thương phẩm và ứng dụng chế biến bột nêm Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Dịch đạm thủy phân đã được sản xuất từ fillet cá tra bằng hỗn hợp enzyme alcalase và flavourzyme ở pH 6.5 -7.0, với nhiệt độ thủy phân là 55°C và tỷ lệ alcalase và flavourzyme là 1:3 Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện thủy phân thích hợp là tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với thịt cá là 0,2% (v/w) và thời gian thủy phân 26 giờ Dịch thủy phân thu được có hàm lượng peptide và hàm lượng amino acid cao nhất lần lượt là 21,1 g/L và 10,2g/L, hàm lượng NH3-N thấp là 0,472 g/L Bột nêm thu được có chất lượng cảm quan tốt nhất theo phương pháp cho điểm đạt 18,2;, hàm lượng protein là 17,6%; hàm lượng ẩm thấp là 4,27%; hiệu suất thu hồi cao đạt 39,7% khi phối trộn dịch thủy phân với dịch mía theo tỷ lệ dịch mía: dịch đạm là 20%:45% (w/w), sấy ở 60°C trong 72 gia Sản phẩm vẫn đảm bảo chất lượng cảm quan tốt, độ ẩm và vi sinh nằm trong giới hạn cho phép sau 4tuần bảo quản ở nhiệt độ phòng [26]

- Đầu và xương cá chẽm được thủy phân bằng enzyme Flavourzyme Bột thuỷ phân protein, dầu cá, bột protein không tan và bột xương cá được tạo thành

từ sự thủy phân Khối lượng và thành phần dinh dưỡng của những sản phẩm được xác định Kết quả nghiên cứu cho thấy bột thủy phân protein có hàm lượng protein cao (81,5%), hàm lượng lipit thấp (1,80%) và hàm lượng tro 7,40% Bột protein không tan có hàm lượng protein 67,3%, hàm lượng lipit 16,5% và hàm lượng tro 6,90% Bột thủy phân protein và bột protein không tan có giá trị dinh dưỡng cao với các axit amin không thay thế Dầu cá từ đầu

và xương cá chẽm giàu axit béo omega 3 (26,18%), đặc biệt là axit

docosahexaenoic (DHA) và axit eicosapentaenoic (EPA) Các axit béo có hàm lượng cao trong dầu cá là axit palmitic, axit oleic, axit arachidonic, DHA và EPA Các sản phẩm được tạo ra từ sự thuỷ phân đầu và xương cá chẽm có thể được ứng dụng trong thực phẩm cho con người hoặc thức ăn chonuôi trồng thuỷ sản [27]

2.2 Nghiên cứu ngoài nước:

- Trong nghiên cứu này, đánh giá động học quá trình thủy phân bằng enzyme của thịt phụ phẩm cá tra (Pangasius hypophthalmus) đã được tiến hành Ảnh hưởng của các yếu tố chính như loại protease (neutrase, papain và

bromelain), tỷ lệ enzyme/cơ chất (E/S), nồng độ cơ chất và mức độ thủy phânđến hiệu suất quá trình, tính chất và chức năng của dịch thủy phân đã được đánh giá Kết quả chứng minh rằng, đối với thịt cá tra xé, bromelain và papain có ái lực cao hơn neutrase Các thông số động học V m và K m của neutrase, papain và bromelain lần lượt là 4,486, 9,060 và 18,249 μM/phút và 35,433, 6,582 và 7,034 g/l Tỷ lệ E/S tối ưu của neutrase, papain và

bromelain được ước tính là 0,92, 2,76 và 3,31 mg/g Ở tỷ lệ E/S tối ưu, nồng

độ cơ chất cao nhất có thể đạt được là 108,4 g/l đối với neutrase, 36,2 g/l đối với papain và 135,8 g/l đối với bromelain Cả nghiên cứu động học và phân tích điện di gel polyacrylamide natri dodecyl sulfat (SDS-PAGE) đều cho thấy bromelain và papain có hoạt tính phân giải protein đối với protein cá tra cao hơn neutrase Hoạt tính chống oxy hóa của dịch thủy phân tăng đáng kể với neutrase và papain, nhưng không tăng với bromelain Kết quả này có thể hữu ích cho các nhà chế biến công nghiệp trong việc phát triển một quy trình hiệu quả để tận dụng tối đa giá trị phụ phẩm cá tra [28]

- Nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ lên quá trình sản xuất dịch thủy phân protein cá tra (FPH) bằng alcalase và xác định đặc tính của FPH Nhiệt độ 55oC và pH 8,5 là điều kiện tốt nhất cho mức độ thủy phân cao nhất (khoảng 55%) sau 60 phút phản ứng Trong quá trình thủy phân, độ hòa tan của protein tăng đáng kể từ 4% lên >90% FPC chứa các phân đoạn 50, 40, 37, 15, 12 và 11×103 g/mol Sau 15 hoặc 120 phút phản ứng enzyme, trọng lượng phân tử giảm xuống còn 4,86 và 4,31 (x103 g/mol) của mẫu FPH15 hoặc FPH120 Do độ hòa tan protein tăng lên trong quá trìnhthủy phân, khả năng giữ nước của mẫu FPH15 và FPH120 giảm từ 2,81 ml/g (FPC) xuống <0,3 ml/g Bên cạnh đó, chỉ số hoạt động nhũ tương và chỉ số

ổn định nhũ tương của các mẫu được sắp xếp lần lượt là

FPH15>FPH120>FPC và FPH120>FPH15>FPC Ngoài ra, chỉ số hoạt động bọt và chỉ số ổn định bọt của các mẫu được sắp xếp lần lượt là

FPH15>FPH120>FPC Ở pH 4,0, tất cả các chỉ số này đều thấp nhất Nhìn chung, dưới tác dụng của enzyme thủy phân, FPH có thể có trọng lượng phân

tử và tính chất lý hóa khác nhau Do đó, FPH có thể đáp ứng nhiều nhu cầu ứng dụng công nghiệp khác nhau [29]

3) Hóa chất:

3.1 Maltodextrin:

Maltodextrin là gì

Công thức phân thử của maltodextrin:

Điều chiếu maltodextrin:

Ứng dụng maltodextrin:

4) Quy trình sản xuất bột protein cá và thuyết minh quy trình:

4.1 Quy trình sản xuất bột protein cá:

4.2 Thuyết minh quy trình:

a Nguyên liệu:

- Mục đích: nguyên liệu để sản xuất bột cá được sử dụng trong quy trình này là đầu cá tra và được thu mua từ các nhà máy chế biến cá tra phi le trong khu vực TP-HCM

- Cách tiến hành: Đầu cá tra được lựa chọn kĩ lưỡng ngay sau công đoạn phi-lê được thu gom, cấp đông nhanh bằng tủ đông tiếp xúc đến nhiệt độ tại tâm sản phẩm đạt 40 -18 độ C, sau đó cho vào thùng cách nhiệt, bảo

quản bằng nước đá và vận chuyển về phòng thí nghiệm, trường Đại học Công Nghiệp TP-HCM

- Một số sự cố: Đầu cá tra thường có mùi tanh đặc trưng, thậm chí là mùi hôi nếu bị phân hủy, hay để lâu bên ngoài không được bảo quản lạnh, gây khó khăn trong quá trình xử lý và ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng

- Cách khắc phục: Sử dụng muối NaCl và nước đá ướp lạnh ngay khi mới vừa phi lê xong

Hình 1 8: Đầu cá tra

b Rửa

- Mục đích: loại bỏ máu, nhớt, chất bẩn dính trong cá

- Cách tiến hành: rửa kỹ nguyên liệu bằng nước sạch

- Một số sự cố: nguyên liệu còn dính máu, nhớt, cặn bẩn hoặc mùi tanh bất thường sau khi rửa

- Cách khắc phục: tăng thời gian rửa lên hoặc là rửa nhiều lần nếu cần thiết cách tốt là chia đầu cá nhỏ ra để rửa cho sạch

- Thông số kỹ thuật: nhiệt độ nước là dưới 8 độ C, trong thời gian 15-20 giây [30]

c Cắt nhỏ:

- Mục đích: tăng diện tích bề mặt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xay

- Cách tiến hành: dùng dao cắt những nguyên liệu thành những đoạn 3-5cm

- Một số sự cố: có thể bị nhiểm và ô nhiễm vi sinh vật, vi khuẩn chéo

- Cách khắc phục: rửa sạch dụng cụ cắt, vệ sinh tay và chỗ đứng làm phải sạch sẽ

- Thông số kỹ thuật: cắt nhỏ nguyên liệu thành 3-5 cm

d Xay: