Thiết kế phân xưởng sản xuất bột cá từ phế liệu thủy sản năng suất 1 tấn ca

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 1.1 Đại cương về phế liệu từ cá :[5],[8] 1.1.1 Nguồn lợi biển Việt Nam: Trong nền kinh tế quốc dân ,thủy sản là ngành kinh tế kĩ thuật có vai trò quan trọng ,với nhiệm

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN

1.1 Đại cương về phế liệu từ cá :[5],[8]

1.1.1 Nguồn lợi biển Việt Nam:

Trong nền kinh tế quốc dân ,thủy sản là ngành kinh tế kĩ thuật có vai trò quan trọng ,với nhiệm vụ cung cấp một phần thựcphẩm truyền thống cho nhân dân ,nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp ,sản phẩm cho xuất khẩu và thức ăn cho chăn nuôi.Nguồn lợi thủy sản nói chung và nguồn lợi tôm ,cá nói riêng là tài nguyên sinh vật có khả năng tái tạo ,có giá trị kinh tế xãhội và có ý nghĩa khoa học đối với sự phát triển của đất nước.Việc tổ chức điều tra ,nghiên cứu ,đánh giá trữ lượng và khả năngkhai thác ,chế biến là nhiệm vụ cơ bản của ngành thủy sản

Ngày nay việc chế biến thủy sản luôn đi kèm với việc xử lý phế liệu trong thủy sản, tận dụng nguồn phế liệu để sản xuất

ra các sản phẩm có giá trị, đồng thời cũng tránh được ô nhiễm môi trường

Cá và động vật thủy sản được dùng để ăn tươi hay chế biến thành nhiều mặt hàng cung cấp tức thời hay để dự trữ trongthời gian nhất định

Cá là một trong những nguồn thực phẩm chính cho con người Các sản phẩm chế biến từ cá rất phong phú và trở thành mónăn quen thuộc, gần gũi với mọi người Các sản phẩm :

Cá tươi

Cá đông lạnh:đông lạnh nguyên con, fillet đông lạnh

Các sản phẩm chế biến : cá hộp, cá khô, cá hun khói; cá được chế biến thành những món ăn sẵn: cá kho, canh chua, chả cá, mắm cá…

Nước mắm.

Biển nước ta có rất nhiều loại tôm ,khả năng khai thác từ 25-30 ngàn tấn/năm

Tôm-cả đánh bắt và nuôi trồng là đối tượng rất quan trọng của ngành thủy sản nước ta hiện nay, nó chiếm tỉ lệ 70-80%tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành.Tôm có giá trị dinh dưỡng cao ,tổ chức cơ thịt rắn chắc ,có mùi thơm ngon đặc trưng ,hấpdẫn.Nghề chế biến tôm ,đặc biệt là tôm đông lạnh đang được phát triển để đáp ứng nhu cầu về xuất khẩu và một phần cho thựcphẩm trong nước Từ nhu cầu trên nghề nuôi tôm và khai thác tôm đang được đẩy mạnh

Từ năm 1980 đến nay, ngành thủy sản nước ta đã từng bước phát triển, sản lượng năm sau cao hơn năm trước.Theo số liệuthống kê hàng năm, mặt hàng thủy sản đông lạnh chiếm trên 80% về khối lượng và trên 75% về tổng kim ngạch xuất khẩu.Tôm là sản phẩm xuất khẩu chính, hằng năm chiếm xấp xỉ 65% tổng giá trị xuất khẩu

Hiện nay sản phẩm tôm đông lạnh của nước ta xuất khẩu dưới 2 dạng chính là tôm vỏ(A1) và tôm thịt(A2)(tôm thịt còn gọilà tôm nõn)

Tôm A1 được sản xuất bằng cách vặt đầu, rút đường ruột chạy dọc sống lưng

Tôm A2 là tôm vặt đầu, bóc vỏ, xẻ lưng để bỏ ruột(đối với tôm cỡ lớn) hoặc rút ruột (đối với tôm cỡ nhỏ) Trong từng nhómtôm nguyên liệu đều có thể sản xuất thành 2 dạng tôm A1 và A2 Thông thường tôm cỡ lớn được sản xuất tôm A1(có giá trị xuấtkhẩu cao), còn tôm cỡ nhỏ và tôm có chất lượng thấp hơn được sản xuất tôm A2 (có giá trị xuất khẩu thấp hơn A1)

Ngoài ra tùy theo cỡ nguyên liệu khi sản xuất ra các dạng sản phẩm A1 và A2 người ta còn phân chia thành nhiều cỡ thànhphẩm, mỗi cỡ có giá trị xuất khẩu khác nhau

1.1.2 Phế liệu từ cá:

1.1.2.1: Thành phần hóa học của cá:

Thành phần khối lượng trong cá:

Tùy vào loài cá mà các bộ phận trong cơ thể có tỉ lệ khối lượng khác nhau Trong công nghệ chế biến cá, tỉ lệ khối lượngrất quan trọng, tùy vào tính chất của từng bộ phận mà ta có cách xử lý riêng Thông thường, các nhà công nghệ chia cơ thể cáthành các bộ phận sau đây: thịt cá(fillet); đầu cá; xương cá; vi; vẩy; vây cá và nội tạng

Trong các loại phế liệu cá, cá tra và cá basa là 2 loại cá cho lượng phế liệu tương đối lớn ở Việt Nam

Bảng 1.1: Tỉ lệ khối lượng các bộ phận của cá tra, cá basa:

Trọnglượng cá(kg/con)

Tỉ lệ khối lượng các phần của cá (%khối lượng)Fillet bỏ da Da Mỡ lá Thịt bụng Nội tạng Đầu và

xươngBasa Tra Basa Tra Basa Tra Basa Tra Basa Tra Basa Tra0.95-1.05

1.1-1.251.6-1.7TBình

22.923.325.724.0

38.938.738.138.6

6.87.37.77.3

4.94.95.15.0

21.520.620.920.7

2.23.14.43.2

11.611.911.211.6

10.110.210.510.3

4.65.55.35.1

6.06.16.26.1

32.531.229.130.9

37.636.835.136.5

Bảng 1.2: Thành phần hóa học thịt của một số loài cá thường đánh bắt được:

15 Phèn một sọc 20,6 4,99 1,32 75,3

45 Tráp vàng 19,34 1,34 1,34 78,89

Bảng 1.3: Thành phần đạm (nitơ toàn phần) của các loài cá nhỏ tính theo gam trên 1kg cá đã trừ xương, vảy:

Số TT Tên cá Trọng lượng con (g) Nitơ toàn phần (g/kg cá)

25 Đé 150-200 20,20

Thành phần hóa học chính của thịt cá (phần ăn được):

Thành phần hóa học của cá phụ thuộc giống loài, mùa vụ khai thác, thời tiết, thời kỳ sinh trưởng,….Thành phần hóa học của mô cơ cá có thể tóm tắt như sau:

Bảng 1.4: Thành phần hóa học của mô cơ cá:

Thành phần Trị số tối thiểu (%) Trị số tối đa (%)

Từ những số liệu trên cho thấy sự biến đổi về hàm lượng các thành phần hóa học trong mô cơ của cá là khá lớn, khác vớimô cơ của động vật trên cạn

1/ Prôtêin của cá:

Nguồn sinh vật biển đang cung cấp cho nhân loại trên 20% tổng nhu cầu prôtit Giá trị và ý nghĩa dinh dưỡng của prôtêincá cũng giống như prôtêin thịt động vật trên cạn, nghĩa là prôtêin của thịt cá có đầy đủ và cân đối các loại acid amin không thaythế, tức là thuộc loại prôtêin hòan hảo Thịt cá có khẩu vị đặc trưng, dễ tiêu hóa, dễ hấp thu

Tryptophan 1,4 1,4

2/ Lipid của cá:

Trong thịt cá lượng lipid là thành phần quan trọng sau prôtêin Hàm lượng mỡ này phụ thuộc vào loài, giống, địa điểm vàmùa vụ khai thác Mỡ cá chứa nhiều acid béo không no có nhiều nối đôi nên dễ bị ôxi hóa, dễ bị tối màu và có mùi ôi khét Đâylà điểm khác biệt với mỡ động vật trên cạn Trong dầu gan một số loài cá (nhám, đuối, thu,…) có hàm lượng vitamin A đặc biệtcao và là nguồn nguyên liệu để khai thác loại vitamin quý này

3/ Muối vô cơ của động vật thủy sản:

Lượng muối khoáng trong thịt cá không lớn, chiếm từ 1-3% lượng chất khô nhưng lại rất cần thiết cho cơ thể con người: P,

Mg, K, Ca, Na, Fe, Cu, Mn, I2, … Những chất này có giá trị sinh lý quan trọng

Bảng 1.6: Hàm lượng trung bình của các nguyên tố trong phần ăn được của

cá( mg%)

Bảng 1.7: Hàm lượng vitamin trong phần ăn được của cá:

Vitamin Đơn vị Hàm lượng trung bình Phạm vi biến độngVitamin tan trong dầu

ADE

µg%

-nt-

-nt-251512

10 - 1000

6 - 30

4 – 35Vitamin tan trong nước

B1B2Acid nicotinicB12

Acid pantothenicB6

BiotinAcid folicC

µg%

-nt nt nt nt nt nt-mg%

-nt-5012310,55005803

10 - 100

40 - 7000,5 - 120,1 - 150,1 - 1

50 - 1000,001 - 8

71 - 87

1 - 20

Số vitamin này phân bố không đều trong các cơ quan của cá Một lượng lớn vitamin nhóm A và D ở trong mỡ và gan,nhóm vitamin B có trong gan cá và mắt cá.

Như vậy, cá là nguồn thức ăn rất cần thiết cho cơ thể con người Các sản phẩm chế biến từ cá rất đa dạng và đã trở thànhmón ăn truyền thống quen thuộc với con người

Thành phần hóa học trong các thành phần phụ của cá:

a Trứng cá:

Thành phần hóa học của trứng cá thường là prôtêin chiếm từ 20-30%, lipit từ 1-11%, nước từ 60-70% và muối vô cơ có từ 1-2%.Loại prôtêin nhiều nhất trong trứng cá là ichthulin, rồi đến các chất cấu thành màng vỏ là : keratoelastin, albumin và cáchợp chất phân tử có đạm hòa tan

Trong trứng cá còn có vitamin A, C, D, B1, B12 và H Hàm lượng vitamin trong trứng cá nhiều hơn tinh cá Trong trứng cá cómột số axit tự do, trong đó acid lactic từ 0,2-0,5%, axit béo tính bằng axit oleic, hàm lượng khoảng 0,2% Ngoài ra trong trứng cácòn một số ít glycogen và gluco Muối vô cơ trong trứng cá có nhiều P, S phần lớn tồn tại ở trạng thái liên kết với các gốc hữucơ

b Gan cá:

Lượng gan của loài cá có xương cứng từ 1-5%, cá xương sụn từ 5-15% Thành phần hóa học của gan cá là nước từ 40-75%,prôtêin thô từ 8-18%, lipit thô có từ 3-5%, muối vô cơ từ 0.5-1.5%, vitamin A và D trong dầu gan cá có hàm lượng khá cao Hàmlượng của chất béo và prôtêin tỉ lệ nghịch với hàm lượng nước trong gan Lượng chất béo trong gan tỉ lệ nghịch với lượng chấtbéo trong cơ thể cá, tức là mỡ trong cá càng nhiều thì mỡ trong gan ít và ngược lại Ngoài ra lượng lỡ trong gan biến đổi theo

giống loài, thời tiết, thời vụ Vitamin trong dầu gan cá chủ yếu là vitamin A, hàm lượng vitamin trong dầu gan cá cao hơn nhiều

so với hàm lượng vitamin D Ngoài ra trong gan cá còn có vitamin B12, B2 với hàm lượng cao hơn trong thịt cá

c Xương cá:

Xương cá có thể chia làm hai loại: loại xương cứng và loại xương sụn

Xương cứng: hàm lượng chất hữu cơ cấu tạo nên xương cứng không quá 50%, trong đó chủ yếu là protêin và chất béo.

Muối vô cơ trong xương cứng chủ yếu là photphat canxi và cacbonat canxi, ngoài ra còn loại muối kép tồn tại trạng thái

Ca3(PO4)2 và một lượng rất thấp các hợp chất của Mg

Xương sụn: thành phần chủ yếu là prôtêin phức tạp, keo và albumin của xương sụn Chất vô cơ trong xương sụn chủ yếu là:

Na, K, Ca, Fe, Mg, Cl, S…Xương sụn có chất keo nên được dùng để nấu keo, xương cá voi dùng để chế dầu

d Da cá:

Da cá rất mỏng, lớp da ngoài là một lớp sừng rất mỏng, trong lớp da này có nhiều tuyến tiết chất dính làm cho mặt ngoàitrơn nhớt, lớp dưới gọi là lớp da thật do rất nhiều bó sợi cơ kết thành Giữa lớp da thật và lớp da ngoài còn có lớp vảy.Thànhphần hóa học của da cá gồm 60-70% là nước và một ít chất vô cơ, phần còn lại chủ yếu là prôtêin và chất béo

Prôtêin của da cá gồm nguyên keo, elastin, keratin, globulin, albumin trong và albumin đen Ở lớp da thật chủ yếu làcollagen Còn ở lớp da ngoài thì là elastin, keratin, mucin Mucin là thành phần chủ yếu của chất nhớt

e Bong bóng:

Đa số các loài cá đều có bong bóng Thành phần hóa học của bong bóng chủ yếu là nguyên keo, do đó nó là nguyên liệuquan trọng để chế biến keo Ngoài ra trong bong bóng cá còn có guanin.

f.Vây cá:

Thành phần hóa học của vây cá cũng như xương sụn, không thể ăn được nhưng phần vây đuôi, vây bụng, vây ngực của loàicá nhám có thể chế biến thành cước cá để làm thức ăn Prôtêin trong vây cá chủ yếu gồm 3 loại: condromucoid, nguyên keo vàcondroalbumin Vây cá sau khi chế biến, các phần tan trong nước phân ly thành acginin, histidin và lizin chiếm 1/3 tổng lượngacid amin

Sau đây là qui trình công nghệ sản xuất cá sấy khô và phế liệu của qui trình :

Phế liệu của qui trình này xuất hiện do 2 công đoạn: sơ chế, rửa 2 và xẻ, rửa 3

Hình 1.1: Qui trình sản xuất cá sấy khô

a.Sơ chế, rửa 2:

Nguyên liệu được:

+ Đánh vẩy ( cá đục, cá mối, cá đổng )

+ Cắt đầu

+ Lột da ( cá bò)

+ Cắt vây lưng, vây bụng ( cá chỉ, cá đục, cá mối, cá đổng )

+ Lấy sạch nội tạng

Nhiệt độ sơ chế khoảng 100C kết hợp với đá xay

Đối với qui trình này, lượng phế liệu chiếm khoảng 50% lượng nguyên liệu ban đầu.

1.1.3 Sự biến đổi của cá sau khi chết:

Sau khi lên khỏi mặt nước cá sẽ chết nhanh do bị ngạt thở Nguyên nhân dẫn đến sự chết là do sự tích tụ acid lactic và cácsản phẩm phân giải khác làm cho thần kinh bị tê liệt Cá có thể chết trong lưới do vùng vẫy, thiếu oxy vì mật độ quá cao tronglưới Sau khi chết trong cơ thể cá có hàng loạt thay đổi về vật lý, hóa học Những thay đổi này có thể chia thành 4 giai đoạn: Sự tiết chất dịch ra ngoài cơ thể

Sự tê cứng sau khi chết

Sự tự phân giải

Quá trình thối rửa

Những biến đổi này không theo một trình tự nhất định nào mà thường gối lên nhau, thời gian ngắn dài phụ thuộc vào loài,điều kiện đánh bắt, nhiệt độ và phương pháp bảo quản Thịt cá dễ bị ươn hỏng hơn các loài động vật trên cạn khác là do nhữngđặc điểm sau:

-Hàm lượng nước trong thịt cao

-Hàm lượng glycogen thấp vì thế thời gian tê cứng ngắn, thịt dễ chuyển sang môi trường kiềm thuận lợi cho vi sinh vật gây thối phát triển

-Ở điều kiện bình thường vi sinh vật sống trên cơ thể cá nhiều, đặc biệt là ở da cá có nhiều nhớt là môi trường thuận lợicho vi sinh vật hoạt động

-Cá có nhiều enzyme nội tại và hoạt tính enzyme mạnh

-Hàm lượng chất trích ly cao là môi trường tốt cho vi khuẩn.

Sự tiết chất nhờn ra ngoài cơ thể:

Trong lúc còn sống cá tiết chất dính để bảo vệ cơ thể chống lại chất có hại và giảm ma sát khi bơi Từ khi cá chết cho đếnkhi tê cứng, cá vẫn tiếp tục tiết chất dính và lượng chất dính cứ tăng lên Thành phần chủ yếu của chất dính là glucoprôtêin Lúcđầu chất dính này trong suốt, sau đó thì vẩn đục

Đặc trưng: cá duỗi hoàn toàn, thân mềm dễ uốn, cơ săn chắc

Thời gian từ lúc chết đến lúc cứng dài ngắn khác nhau tùy theo loài, kích cỡ cá, phương pháp đánh bắt, nhiệt độ xử lý.Sự tê cứng của cá sau khi chết:

Sau khi cá chết một thời gian thì cơ thể cá dần dần cứng lại Sự tê cứng xuất hiện đầu tiên ở cơ lưng, sau lan rộng ra các nơikhác

Đặc trưng: -Cơ mất tính đàn hồi

-Thân cứng lại

-Mồm, mang khép lại

Khi cá tê cứng thì tính chất cơ có nhiều biến đổi phức tạp, trước hết là sự tự phân giải glycogen thành acid lactic làm cho

pH của thịt cá giảm xuống, khả năng hấp thu nước giảm, cơ co rút Thời kì này dài ngắn phụ thuộc vào loài, phương pháp đánhbắt, vận chuyển, thời gian bảo quản Cá đánh bắt bằng lưới và nhiệt độ bảo quản là 00C thì thời gian tê cứng là 18-20 giờ; ởnhiệt độ 350C thời gian tê cứng là 30-40 phút

Sự tự phân giải:

Cá sau khi tê cứng thì mềm trở lại do tác dụng của các loại enzyme có trong thịt cá, đặc biệt là hệ enzyme proteaza, chúngphân giải prôtêin thành peptid và cuối cùng là các amino acid Enzyme trong cơ thể chủ yếu là catepxin, trong ruột chủ yếu làtripxin và pepxin, các Enzyme tiêu hóa đường ruột không bị ức chế bởi muối ăn, còn catepxin thì bị ức chế bởi muối nồng độ5%.

Quá trình thối rửa:

Tác dụng tự phân giải có thể coi là quá trình trước của sự thối rửa Quá trình thối rửa là do vi sinh vật gây nên, chúng phânhủy acid amin thành các chất cấp thấp như indol, NH3, CO2 …Số lượng vi sinh vật trên da, mang, trong nội tạng cá sống và mớiđánh lên thường biến động trong phạm vi: 10-100 vi sinh vật/gam

Sau giai đoạn tiềm phát ban đầu, các vi sinh vật trong cá đi vào thời kì tăng trưởng theo hàm số mũ và ở điều kiện nhiệt độcao thì cá ươn hỏng rất nhanh

1.2 Sơ lược về Prôtêin:[4]

1.2.1 Cấu tạo phân tử Prôtêin:

Năm 1839 nhà bác học Mulder đã phát hiện ra những hợp chất hữu cơ chứa Nitơ có nguồn gốc sinh học và có vai trò rấtquan trọng với cơ thể sống, ông đã gọi chúng là Protêin( bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là sự ưu việt Ngày nay người ta đãbiết dược cấu tạo của Protêin là một đại phân tử sinh học có bản chất là polyamide cấu tạo từ những monome là L-amino acidkết hợp với nhau qua liên kết peptit

Thành phần nguyên tố và đơn vị cấu tạo cơ sở của prôtêin :

Về thành phần nguyên tố các prôtêin chứa C,H,O,N và một số có thể có lượng nhỏ S Tỉ lệ phần trăm trong phân tử prôtêinlà:

C : 50-55% H : 6,5-7,3%

Ngoài ra còn có thể có: P,Fe,Cu,Mn,Ca…

Prôtêin là chuỗi polypeptid chứa hơn 100 acid amin, liên kết chủ yếu là liên kết peptid Acid amin là các hợp chất hữu cơcó chứa nhóm amin ( -NH2 ) và nhóm cacboxyl ( -COOH )

Trong tự nhiên có khoảng 100 loại acid amin khác nhau Tuy nhiên trong phân tử Prôtêin chỉ có khoảng 20 acid amin vàtất cả các acid amin đó đều có dạng L-acid amin với công tức chung:

R – CH – COOH

NH2

Xét về khả năng tổng hợp của cơ thể có 10 loại acid amin không thay thế ( trong đó có hai loại người lớn tự tổng hợp đượccòn trẻ con thì không ) :Valine, Leucin, Isoleucin, Methionine, Tryptophan, Lysin, Pheninalanine, Histidine*,Arginine*

Sự chuyên chở của các acid amin trong máu:

Nồng độ acid amin trong máu bình thường là 35-65 mg/dl thường ở dưới dạng ion âm

Các acid amin có nguồn gốc hoại sinh, được hấp thu từ thức ăn,hoặc là acid amin nội sinh , nó được vận chuyển theo cơ chếtích cực( active transport), hoặc khuếch tán được tăng cường( facilated diffusion ) vào tế bào Sau khi vào tế bào, các acid aminđược tổng hợp lại thành prôtêin Khi nồng độ acid amin trong máu giảm xuống dưới mức bình thường thì prôtêin bị thuỷ phân doenzym lysosome, để cho các acid amin đi vào trong máu Một số mô có khả năng chứa acid amin dự trữ dưới dạng prôtêin nhiềuhơn các mô khác như gan, thận, ruột Tuy nhiên sức chứa cũng có giới hạn nhất định, nếu quá giới hạn thì các acis amin này sẽ

được sử dụng cho năng lượng, hoặc biến đổi thành glucose hay lipid Khi một mô nào đó cần prôtêin, mô này sẽ lấy acid amin từtrong máu để tổng hợp thành prôtêin, lượng acid amin trong máu bị mất sẽ được bù bằng sự thủy phân prôtêin của các tế bàokhác trong cơ thể, đặc biệt là từ gan, vì gan có tốc độ biến đổi rất nhanh.

Sự thoái hoá acid amin để cho năng lượng:

Sự thoái hoá acid amin để cho năng lượng chỉ xảy ra ở gan và lần lượt như sau :

+ Sự tách nhóm amin ra khỏi acid amin:

Acid Keto glutamic + acid amin acid glutamic + acid Keto

Acid glutamic + NAD+ + H2O NADH + H+ + NH3 + acid Keto glutamic

NAD : Nicotineamid Adenine Dinucleotide

+ Sự tổng hợp Urê ở gan:

NH3 phóng thích từ phản ứng tách amin đượ sử dụng để tổng hợp Urê theo phản ứng sau:

2NH3 + CO2 H2N – C – NH2 + H2O

O

Các bước tạo Urê diễn ra như sau:

+ CO2 + NH3

Urê khuếch tán từ tế bào gan vào máu và được thải ra ngoài bởi thận Tất cả urê trong cơ thể đều được tổng hợp ở gan, vànếu chức năng gan suy thì NH3 sẽ ứ lại trong máu, ảnh hưởng tới não gây hôn mê gan.

Acid Keto được biến đổi thành chất hoá học thích hợp đi vào chu trình Krebs

Rồi chất này bị thoái hoá trong chu trình để cho năng lượng dưới dạng ATP như là Acetyl coenzyme A, sản phẩm chuyểnhoá lipid và carbohydrate

Số lượng ATP được tạo ra từ mỗi gam prôtêin bị oxy hoá thì ít hơn số lượng ATP từ mỗi gam glucose bị oxy hoá

Sự biến đổi của acid amin thành glucose, glycogen, acid béo và acid Keto:

Một số acid amin sau khi bị khử sẽ thành chất trung gian của chuyển hoá carbohydrate hay lipid, từ đó sẽ được biến đổi trởlại thành glucose , glycogen hay acid béo Ví dụ alanine khi bị khử amin thành acid piruvic có thể biến đổi thành glucose hay

glycogen, hoặc chuyển thành acetyl-coA rồi sau đó dùng để tổng hợp acid béo Hay 2 phân tử acetyl-coA có thể kết hợp thànhacid acetoacetic là một thành phần của thể Ketone.

Sự chuyển hoá acid amin thành glucose hay glycogen được gọi là sinh đường mới, và sự chuyển hoá acid amin thành acidKeto hay acid béo được gọi là sinh Keton 18 trong số 20 acid amin có cấu trúc hoá học cho phép chúng chuyển hoá thànhglucose và 19 acid amin có thể chuyển hoá thành acid béo

Chức năng đặc biệt của một số acid amin:

Một số acid amin có con đường chuyển hoá riêng, qua đó có nhiều chất quan trọng đã được tạo ra, một số điển hình như:Phenylalanine chuyển thành tyrosine dưới sự xúc tác của men phenylalnine 4-hydrokzylase Tyrosine là tiền chất củaDOPA, các chất Catecholamines, các hormone của tuyến giáp T3 và T4 và melanine

Hystidine là tiền chất của histamine, một chất rất phổ biến, nó làm giảm mạnh và tăng tính thấm của thành mạch do đó làthủ phạm gây ra các hội chứng viêm, hen suyển, dị ứng

Methionine là chất cung cấp nhóm -CH3 và nhóm –SH Methionine cung cấp nhóm CH3 cho noradrenaline để tạoadrenaline, CH3 cho acetylcholine tạo creatinine và choline Methionine và choline là những chất hướng mỡ vì choline là thànhphầncủa lecithin Methionine cung cấp nhóm –SH cho việc tổng hợp cystine là thành phần quan trọng của tóc, móng, keratin, nócũng tham gia tổng hợp taurine và glutathion

Tryptophan là tiền chất của 5-hydroxytreptamine ( một trong những chất dẫn truyền thần kinh) Trytophan còn tham giatổng hợp melatonine và chuyển hoá thành serine và Vit PP

Serine là một loại acid amin cần thiết để tổng hợp cholid, một loại phospholipid cấu trúc màng tế bào

Arginine là tiền chất để tạo base pyrimidine, cùng với base purine kết hợp với ribose là thành phần của NAD+ , ATP, DNA,RNA, UDPG Purine thoái hoá thành acid Uric, còn pyrimidine thoái hoá thành CO2 và NH3

1.2.2 Cấu trúc phân tử Prôtêin:

a Cấu trúc bậc 1:

Mạch thẳng, liên kết trong phân tử prôtêin là liên kết peptid

b Cấu trúc bậc 2:

Có cấu trúc xoắn do có Carbon bất đối được ổn định bằng liên kết Hydro với số lượng rất lớn

c Cấu trúc bậc 3:

Cấu trúc xoắn tiếp tục cuộn tròn, liên kết chủ yếu là disulfua, Van Dervals

d Cấu trúc bậc 4:

Các tiểu cầu bậc 3 kết hợp lại, có liên kết Hydro, Van Dervals, ion nhưng không có cầu disulfua, thường có hoạt tính sinhhọc ( Enzym)

1.2.3 Phân loại Prôtêin:

1.2.3.1 Theo thành phần hoá học:

Prôtêin đơn giản: chỉ có acid amin( homoprôtêin) gồm : Albumin, Globulin, Prolamin, Glutelin, Protamin, Histon

Prôtêin phức tạp: ngoài a.a còn có các nhóm ngoại gồm : Nucleoprôtêin( acid nucleic – a.a kiềm ) có trong nhân vàribosome; Glucoprôtêin ( glucid – liên kết đồng hoá trị ) có trong mô liên kết, máu, hoocmon; Phosphoprôtêin ( phosphoric –liên kết ester với –OH của Ser, Thr ) có trong sữa, trứng….

1.2.3.2 Phân lọai theo giá trị dinh dưỡng:

Prôtêin hoàn hảo: đủ acid amin không thay thế và tỷ lệ thích hợp ( trứng, sữa)

Prôtêin không hoàn hảo: không đủ acid amin không thay thế ( rau quả ) ngũ cốc thiếu Lysine, đậu thiếu Methionine, bắpthiếu Tryptophan

Prôtêin kém hoàn hảo : đủ acid amin không thay thế nhưng tỷ lệ không thích hợp như thịt , cá…

1.2.4 Vai trò và giá trị của Prôtêin trong dinh dưỡng và trong công nghệ thực phẩm:

1.2.4.1 Vai trò sinh học của Prôtêin:

Xúc tác các phản ứng hoá sinh học trong cơ thể

Vận chuyển các chất đến các mô, các cơ quan trong cơ thể

Tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển động của cơ thể như : co cơ, chuyển vị trí nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào Bảo vệ cơ thể khỏi sự xâm nhập của các chất lạ như : prôtêin lạ, virut, vi khuẩn hoặc tế bào lạ

Giữ vai trò trung tâm cho phản ứng trả lời của tế bào thần kinh đối với các kích thích đặc hiệu

Điều hoà quá trình trao đổi nhiệt và quá trình trao đổi chất trong cơ thể

Kiến tạo các mô cơ

Dự trữ dinh dưỡng cho quá trình cung cấp acid amin cho cơ thể.

1.2.5 Đại cương về prôtêin concentrat:

Các chế phẩm giàu prôtêin hiện được sản xuất từ các nguồn prôtêin động thực vật được phân thành hai loại tùy thuộc vàođộ tạp chất hay hàm lượng prôtein trong chế phẩm Prôtêin concentrat là chế phẩm tập trung prôtêin thường có hàm lượngprôtêin khoảng 70-80,5% chất khô Prôtêin isolat là chế phẩm phân ly prôtêin ít có tạp chất hơn và prôtêin chiếm tới 85-98%chất khô.Phế liệu cá có thể được chế biến thành bột prôtêin concentrat đi qua các quá trình sau đây: đầu tiên phế liệu sẽ đượccắt nhỏ, sau đó tiến hành thủy phân tạo dịch prôtêin, sau khi tạo dịch, dịch prôtêin sẽ được cô đặc và tiến hành sấy thu được bộtprôtêin concentrat

Prôtêin concentrat : là dạng sản phẩm giàu prôtêin (70-85% prôtêin thô ) có giá tri dinh dưỡng cao ,có thể sử dụng độclập(đồ hộp, lạnh đông) hoặc phối trộn với thịt trong các sản phẩm thực phẩm khác(lạp xưởng ,xúc xích ,chả giò,….), cho đến nayprôtêin concentrat được nghiên cứu sản xuất từ rất nhiều nguồn: cá tạp, huyết lợn hay bò, các loại khô dầu đậu nành, đậuphộng v.v Từ moi, ruốc cũng đã được sản xuấtđược các loại prôtêin concentrat chứa 72,3 đến 80,39% prôtêin khô

Bảng 1.8: Thành phần các axít amin của prôtêin concentrate từ cá:

Axít amin U.S.Marine Fishries fish

prôtêin concentrate(g/16g)

Swedish fish prôtêinconcentrate(g/16g)Arginine

7.12.14.67.88.4

1.3 Tổng quan về bột cá:[13],[5]

1.3.1.Ý nghĩa kinh tế và triển vọng phát triển:

Cùng với sự phát triển của công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản, công nghệ sản xuất bột cá chăn nuôi ngày càng pháttriển Bởi lẽ : từ công nghệ chế biến thủy sản tạo ra nguồn phế liệu khá dồi dào, sản lượng cá tạp ngày càng tăng cao, chiếm tỉlệ 2/3 tổng sản lượng chung Các nước phát triển công nghiệp đòi hỏi tiêu thụ một lượng lớn về bột cá chăn nuôi Theo tổng luậnnghề cá thế giới của Bộ Thủy Sản, sản lượng bột cá trên thế giới được thống kê theo bảng sau

Bảng 1.9 : Sản lượng bột cá thế giới 2000-2004 (đơn vị:1000 tấn)

80034618482505038438025232565500429

75034617492505148437025026575400390

81030516852505038436024830075400377

Việc sản xuất bột cá chăn nuôi có ý nghĩa kinh tế rất lớn bởi vì công nghệ này đã tận dụng được nguồn phế liệu và thủysản kém giá trị tạo nên sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp đạm dễ tiêu hóa cho động vật nhằm phát triển chăn nuôicung cấp trứng, thịt, sữa cho con người.

1.3.2 Một số đặc điểm và giá trị dinh dưỡng của bột cá chăn nuôi:

- Bột cá là sản phẩm giàu đạm, chứa từ 47-85% là đạm tổng số, trong đó đạm dễ tiêu hóa và hấp thu là 80-95% tùy thuộcvào phương pháp chế biến và nguyên liệu ban đầu Khi đó đạm tiêu hóa của bột thực vật chỉ đạt từ 30-40% đạm tổng số

-Prôtêin của bột cá là prôtêin hoàn hảo, vì chúng chứa đủ các axít amin không thay thế và có tỉ lệ cân đối với các axít aminkhác Hàm lượng một số axít amin trong bột cá chăn nuôi với các phế phẩm chăn nuôi khác được thể hiện trên bảng sau:

Bảng 1.10 : Hàm lượng axít amin trong một số sản phẩm chăn nuôi

Bột đại mạch

Bột yến mạch

Bột hướng dương

Bột khô dầu bông

363441614

5456102835

20333138

1811.5225

38556618

591610144936

464562023

31333311

7 Bột khô dầu đậu tương 28 28 9 6 23 52 20 16

-Ngoài thành phần prôtêin, bột cá còn chứa nhiều các Vitamin như : B1, B2, B3, B12, PP, A, D và các nguyên tố khoáng đalượng: P, Ca, Mg, Na, K…, vi lượng : Fe, Cu, Co, I2…

-Bột cá có hệ số tiêu hóa cao bởi lẽ chứa nhiều đạm dễ hòa tan và hấp thu

-Bột cá ở dạng khô nên còn là nguồn thức ăn dự trữ nuôi trong năm

1.3.3.Thành phần hóa học và tiêu chuẩn bột cá:

1.3.3.1.Thành phần hóa học của bột cá:

1.Chất có đạm:

Bao gồm chủ yếu là prôtêin, axit amin, ngoài ra còn chứa NH3,TMA và các chất hữu cơ có đạm khác

-Thành phần hóa học có đạm tùy thuộc vào nguyên liệu và phương pháp chế biến

+ Nếu nguyên liệu có nhiều prôtêin thì bột cá chứa hàm lượng protêin cao, nguyên liệu tươi thì đạm ít bị tổn haohơn nguyên liệu bị thối rửa

+ Nếu nguyên liệu là béo thì bao giờ hàm lượng protêin cũng thấp hơn nguyên liệu gầy Hàm lượng đạm tiêuhóa của bột cá béo là 85-95%, còn bột cá gầy là 69-73%.

+ Phương pháp chế biến khác nhau cũng cho tỉ lệ thành phần các chất có đạm khác nhau Lượng đạm thường bịtổn hao 1 phần do các quá trình nấu chưng, sấy khô, nghiền sàng, ép

Vì vậy các phương pháp chế biến khác nhau sẽ dẫn tới mức độ hao phí khác nhau Căn cứ vào thí nghiệm củaK.A.Xôlachikhop sự tổn thất trung bình các chất có đạm trong bột cá trong các quá trình chế biến là 9-15.5%( so với tổng lượngđạm có trong nguyên liệu) Trong đó, chất có đạm tổn thất trong quá trình chưng nấu và sấy khô là 2-6.5%.Trong quá trình éptổn hao khoảng 7%

2 Chất béo:

Bột cá khi sản xuất bằng phương pháp ép, chất béo bị khử đi chủ yếu là trong quá trình ép

Chất béo còn lại trong bột cá gồm có chất béo của tổ chức chưa bị phân ly và chất béo tự do dính theo quá trình ép Hàmlượng của nó và sự thay đổi về tính chất có liên quan tới điều kiện chế biến, loại và tính chất nguyên liệu

Làm mất một cách triệt để chất béo trong bột cá là điều kiện để bảo đảm chất lượng bột cá, vì bột cá có nhiều dầu trongbảo quản dễ bị oxy hóa không những mất giá trị thực phẩm của nó mà còn có hại đối với động vật

3 Chất khoáng:

Hàm lượng chất khoáng nhiều hay ít tùy thuộc loại nguyên liệu: bột cá sản xuất bằng thịt cá hay cá nguyên vẹn thì tổnglượng canxi thấp hơn nhiều so với bột cá sản xuất bằng các phế liệu như đầu, vây và xương cá… Tổng hàm lượng khoáng trongnguyên liệu ướp muối và nhiễm bẩn ( bùn cát ) có khi tăng lên rất nhiều

Bột cá khi sản xuất bằng phương pháp ép bình quân tổn thất khoảng 29.3% chất khoáng Đó là do một phần chất khoáng bịtan vào trong nước trong khi nấu Trong quá trình ép, một phần tan vào trong dung dich ép Chất khoáng trong bột cá xác địnhthấy có: calcium, sắt, kalium, natrium, chlorua iodine, lưu huỳnh, magnesium, silicium, manganium, đồng, cobantum, fluorum,chì, chlomin arsenicum, lithium, alumnium, titanium, strontium, vaniadium.v.v…

Bột cá sản xuất bằng nguyên liệu cá nước mặn có hàm lượng NaCl cao hơn bột cá chế biến bằng nguyên liệu cá nước ngọt.Căn cứ vào kết quả phân tích của Sở nghiên cứu công nghiệp nghề cá Nam Phi, hàm lượng muối trong cá trích nguyên vẹn cácon không quá 0.5% khi sản xuất bột cá tỉ lệ sản phẩm của nó là 4.4:1, hàm lượng muối trong toàn bộ cá không quá 2%, cá chếtcó thể thu hút muối trong nước biển Trong những trường hợp chung, hàm lượng muối của cá cứ tăng 0.5% thì hàm lượng muốitrong bột cá sẽ tăng 2.2%

4 Vitamin

Loại vitamin tan trong dầu có trong bột cá chủ yếu là vitamin A và D Hàm lượng của nó nhiều hay ít tùy thuộc vào nguyênliệu(loại cá và vị trí trong cơ thể) Hàm lượng vitamin trong nội tạng cá khá cao nên bột cá sản xuất bằng nội tạng sẽ có hàmlượng vitamin cao hơn so với bột cá sản xuất bằng thân cá

Vitamin tan trong nước chủ yếu là các vitamin nhóm B(B1, B2, B12) Khi sản xuất bằng phương pháp ép thì phần lớn cácvitamin này đi vào trong nước nấu và dịch ép Do đó đối với các vitamin hòa tan trong nước thì phương pháp ép có nhược điểmtổn thất nhiều, vì vậy qui trình đưa ra khắc phục được nhược điểm này của phương pháp ép

Trong nguyên liệu cá, đặc biệt là trong nội tạng như gan, ruột cá và thân… hàm lượng thành phần tạo màu trong đó vitamin

B12 hòa tan phần lớn vào nước nấu và dịch ép, còn lại trong bột cá một lượng rất ít Đối với nguyên liệu ướp muối, phải có khâuxử lý khử muối trước khi chế biến dẫn tới đã hòa tan một phần vitamin B12, do đó bột cá sản xuất bằng phương pháp này hàmlượng vitamin B12 rất thấp

1.3.3.2 Tiêu chuẩn của bột cá:

Bảng 1.11: Tiêu chuẩn bột cá theo Trung Quốc

Prôtid(%)Nước (%)Dầu (%)Muối (%)Cát (%)Màu sắcMùi vịĐộ nhỏ của hạt bột

Bột cá là loại thực phẩm có hàm lượng prôtêin cao Trong thành phần hóa học, hàm lượng prôtêin phụ thuộc vào loài cá,mùa vụ và phạm vi đánh bắt cá Bột cá còn là nguồn cung cấp axít amin cần thiết cho cơ thể

Bảng 1.12: Thành phần bột cá (% chất khô){5}

Loại cá Chất

khô

Prôtêinthô

Chấtbéo

doCá trồng

Cá vềnCá ốtCá tuyếtCá tríchCá mòiCá ngừ

93,093,091,193,490,092,692,0

78,063,272,665,974,466,664,0

9,010,39,34,79,011,110,1

12,525,210,626,515,020,923,6

-4,7

-0,51.32,82,91,61,42,3Từ nhiều loại cá:

Bột cá trắngBột cá vàngBột cá từ phếliệu

91,591,390,0

65,869,049,2

8,56,09,0

19,514,834,4

1,4

4,810,27,4

Bảng1.13 : Thành phần acid béo trong dầu cá

Tên axítbéo

Kí hiệu Bột cá

trắng

Bột cáNam Mỹ

Bột cáTrích

14:016:018:016:118:120:122:120:5n-322:6n-3

3,211,01,76,816,99,79,112,019,2

6,319,94,87,311,43,01,814,617,4

4,914,82,15,814,410,911,910,115,4