Nghiên cứu quy trình thu nhận gelatin từ vảy cá đổng quéo (Branchiostegus japonicus) bằng phương pháp axit ( full bản vẽ )

trường nghiêm trọng 1. Gelatin là một loại protein tinh chế thu được bởi sự thủy phân một phần collagen bằng phương pháp axit (gelatin loại A), kiềm (gelatin loại B) hoặc enzyme từ các nguồn phế phẩm giàu collagen như da, vảy, xương, v.v. 19. Hiện nay, gelatin được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, kỹ thuật, v.v. với các đặc tính tạo gel, ổn định cấu trúc, tính nhũ hóa và tạo bọt được sản xuất chủ yếu từ da và xương lợn với giá thành cao và tính an toàn thấp 21. Tại Việt Nam, những năm gần đây, các đề tài nghiên cứu về gelatin từ da cá đã được quan tâm và nghiên cứu nhiều hơn như: Năm 2009, Trần Thanh Nhãn đã tối ưu hóa quy trình sản xuất gelatin từ da cá basa bằng phương pháp enzyme. Năm 2011, Hồ Thị Duyên Duyên đã nghiên cứu thu nhận được gelatin từ da cá bò. Năm 2012, Nguyễn Thị Thảo đã nghiên cứu thu nhận được gelatin từ da cá thác lác bằng phương pháp kiềm và đề xuất ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Trong khi đó vảy cá là nguồn nguyên liệu để sản xuất gelatin rất triển vọng, tuy nhiên, những nghiên cứu thu nhận gelatin từ vảy cá phế phẩm vẫn chưa được quan tâm nhiều. Hàng năm, Công ty Cổ phần Xuất nhập khẩu Thủy sản Miền Trung đặt tại thành phố Đà Nẵng sản xuất đa dạng các mặt hàng thủy hải sản với năng suất 4000 tấn sản phẩm năm, trong đó mặt hàng cá đổng quéo đông lạnh thải ra một lượng đáng kể vảy cá phế phẩm. Vì vậy, với sự hỗ trợ và giúp đỡ của công ty cổ phần xuất nhập khẩu thủy sản miền Trung, TS. Nguyễn Thị Trúc Loan và em đã đề xuất và thực hiện đề tài Nghiên cứu quy trình thu nhận gelatin từ vảy cá đổng quéo (Branchiostegus japonicus) bằng phương pháp axit.

Trang 1

MỞ ĐẦU

Chế biến thủy sản là một ngành công nghiệp chế biến quan trọng trong nềnkinh tế quốc dân, tạo ra những sản phẩm giá trị gia tăng đem lại nguồn thu lớn chongân sách nhà nước [16] Tuy nhiên sự phát triển này cũng đặt ra những thách thứckhông nhỏ cho môi trường Lượng phế phẩm từ các nguyên liệu thủy hải sản ở nước

ta chiếm 50 ÷ 1000 tấn/ năm tùy thuộc vào tính chất của mặt hàng bao gồm: nộitạng, đầu, da, vảy, xương, v.v gây thiệt hại về kinh tế cho doanh nghiệp và ô nhiễmmôi trường nghiêm trọng [1]

Gelatin là một loại protein tinh chế thu được bởi sự thủy phân một phầncollagen bằng phương pháp axit (gelatin loại A), kiềm (gelatin loại B) hoặc enzyme

từ các nguồn phế phẩm giàu collagen như da, vảy, xương, v.v [19] Hiện nay,gelatin được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, kỹthuật, v.v với các đặc tính tạo gel, ổn định cấu trúc, tính nhũ hóa và tạo bọt đượcsản xuất chủ yếu từ da và xương lợn với giá thành cao và tính an toàn thấp [21]

Tại Việt Nam, những năm gần đây, các đề tài nghiên cứu về gelatin từ da cá

đã được quan tâm và nghiên cứu nhiều hơn như:

Năm 2009, Trần Thanh Nhãn đã tối ưu hóa quy trình sản xuất gelatin từ da

cá basa bằng phương pháp enzyme

Năm 2011, Hồ Thị Duyên Duyên đã nghiên cứu thu nhận được gelatin từ da

Hàng năm, Công ty Cổ phần Xuất nhập khẩu Thủy sản Miền Trung đặt tạithành phố Đà Nẵng sản xuất đa dạng các mặt hàng thủy hải sản với năng suất 4000

SVTH: Hà Thị Thanh Tịnh – Lớp: 09H2A

Đề tài: Nghiên cứu quy trình thu nhận gelatin từ vảy cá đổng quéo (Branchiostegus japonicus) bằng phương pháp axit

Trang 2

tấn sản phẩm/ năm, trong đó mặt hàng cá đổng quéo đông lạnh thải ra một lượngđáng kể vảy cá phế phẩm Vì vậy, với sự hỗ trợ và giúp đỡ của công ty cổ phần xuấtnhập khẩu thủy sản miền Trung, TS Nguyễn Thị Trúc Loan và em đã đề xuất và

thực hiện đề tài "Nghiên cứu quy trình thu nhận gelatin từ vảy cá đổng quéo

(Branchiostegus japonicus) bằng phương pháp axit".

Trang 3

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cá đổng quéo và vảy cá

1.1.1 Cá đổng quéo

Cá đổng quéo, còn được gọi là cá đầu vuông; tên tiếng Anh: Horsehead fish,Japanese horsehead fish, Tilefish; tiếng Nhật: Aka Amadai; tên khoa học:

Branchiostegus japonicus (Houttuyn, 1782), phân bố nhiều nơi trên thế giới: Nam

Châu Phi và Tây Thái Bình Dương, Phillipin, Nhật Bản, Trung Quốc Ở Việt Nam,đánh bắt cá quanh năm bằng câu và lưới kéo đáy ở Vịnh Bắc Bộ, miền Trung, Đông

và Tây Nam Bộ (Hình 1.1)

Đặc điểm hình thái:

- Thân tương đối dài và dẹt hai bên Phần trước đầu (trán) nhô cao Thân cómàu đỏ rực rỡ pha lẫn màu vàng, trên lưng và vây đuôi có các vệt ngang màu datrời

- Vảy nhỏ, đường bên hoàn chỉnh, vây lưng tương đối dài và không lõm

- Phần tia cứng phát triển kém hơn phần tia mềm

- Vây hậu môn, vây bụng rất dài, vây bụng rất gần vây ngực Ở phần sau mắt

có một vết màu trắng bạc Chiều dài vây ngực lớn hơn chiều dài vây bụng một chútnhưng không đạt tới khởi điểm vây hậu môn

- Cá đổng quéo thích sống ở đáy bùn, sỏi hoặc cát và sống ở các hang có độsâu 100 ÷ 250 mét [23]

Trang 4

1.2 Tổng quan về gelatin

1.2.1 Định nghĩa về gelatin

Từ gelatin đã trở nên dùng phổ biến từ năm 1700, được bắt nguồn từ tiếngLatin là “gelatus”, có nghĩa là màng hay chất làm đông Hiện nay, có nhiều cáchkhác nhau về định nghĩa gelatin:

Theo dược điển Hoa Kỳ (American Phamacopocia – USP – NF, 2013):gelatin là protein tinh khiết thu được bởi sự thủy phân collagen có nguồn gốc từđộng vật [12]

Theo dược điển Châu Âu (Europcan Phamacopocia 5, 2005): gelatin là mộtloại protein tinh chế, thu được bởi sự thủy phân một phần collagen bằng phươngpháp axit (gelatin loại A), kiềm (gelatin loại B) hoặc enzyme [11]

phương pháp thủy phân kiềm, axit hoặc enzyme của collagen – thành phần chínhcủa da, xương và mô liên kết của động vật bao gồm cả cá và gia cầm [22]

1.2.2 Collagen và cơ chế biến đổi collagen thành gelatin

Trang 5

Collagen tạo nên 1 ÷ 2 % của mô cơ và chiếm 6 % về trọng lượng của gân, xương,dây chằng, sụn và răng trong cơ thể.

Collagen là protein có cấu trúc bậc 4 điển hình, do các đơn vị trococollagencấu trúc bậc 3 tổ hợp theo các hướng dọc và ngang làm cho collagen có nhiều mứccấu trúc Trong cấu trúc phân tử collagen, do tương tác giữa các mạch polypeptidelàm cho phân tử có những vùng kỵ nước và vùng mang điện tích sẽ tạo nên khảnăng háo nước làm trương nở protein [24]

1.2.2.2 Thành phần và cấu trúc

Collagen có kết cấu rất phức tạp, tropocollagan hay “Phân tử Collagen” làmột đơn vị lớn hơn của collagen gọi là các sợi Nó dài khoảng 300 nm với đườngkính 1,5 nm, tạo thành bởi ba chuỗi polypeptit, mỗi chuỗi này đều được sắp xếptheo một đường xoắn ốc phía tay trái

Ba chuỗi xoắn ốc được cuộn cùng nhau theo chiều thuận tay phải, đườngxoắc ốc đặc biệt hoặc đường xoắc ốc bộ ba, một cấu trúc bậc bốn được ổn định bởinhiều liên kết hydro (Hình 1.2 [24])

Hình 1.2 - Hình ảnh cấu trúc xoắn 3 của collagenMột đặc điểm đặc trưng của collagen là sự sắp xếp đều đặn của các aminoaxit trong mỗi mắt xích của từng chuỗi xoắn ốc collagen này Thông thường cácchuỗi theo mẫu sau: Gly-Pro-Y hoặc Gly-X-Hyp, ở đây X và Y là các axit amin cònlại Proline hoặc hydroxyproline tạo nên khoảng 1/6 tổng số chuỗi

Glycine chiếm 1/3 số chuỗi, điều này có nghĩa là khoảng nửa chuỗi collagenkhông được chứa glycine, proline hoặc hydroxyproline, các nhóm GXY khácthường trong các chuỗi peptit collagen α Sự phân bố đều đặn với hàm lượng

Trang 6

glycine cao được tìm thấy ở một số ít loại protein dạng sợi, như sợi tơ tằm Chiếm

75 ÷ 80 % của tơ tằm là Gly-Ala-Gly-Ala với 10 % serine [13]

1.2.2.3 Phân loại collagen

Collagen tồn tại ở nhiều bộ phận trong cơ thể Đã có 29 loại collagen đượctìm thấy và thông báo trong các tài liệu khoa học Trên 90 % collagen trong cơ thể

là dạng I, II, III, và IV

+ Collagen I: Có trong da, gân, mạch máu, các cơ quan, xương

+ Collagen II: Có trong sụn xương

+ Collagen III: Có trong bắp, tìm thấy bên cạnh collagen I

+ Collagen IV: Thành phần chính cấu tạo màng tế bào [31]

1.2.2.4 Cơ chế biến đổi collagen thành gelatin

Gelatin là sản phẩm thủy phân collagen Hofmeister đã giả thuyết phản ứngthủy phân xảy ra như sau:

Đây là quá trình không mong muốn nếu ta tiến hành trích ly ở nhiệt độ vàthời gian không phù hợp vì: gelatose và gelatone làm giảm độ nhớt và nhiệt độ đôngđặc của dung dịch Do đó, trong quá trình trích l, em cần phải khảo sát nhiệt độ vàthời gian phù hợp để đảm bảo chất lượng của gelatin [2]

Trang 7

1.2.3 Thành phần và cấu trúc của gelatin

Cấu trúc phân tử gelatin gồm có 18 amino axit liên kết với nhau theo một trật

tự xác định, tuần hoàn, tạo nên chuỗi polypeptide với khoảng 1000 đơn vị, hìnhthành nên cấu trúc bậc 1 Chiều dài chuỗi peptide phụ thuộc nguồn nguyên liệu vàchuỗi có một đầu là nhóm amino, một đầu là nhóm cacboxyl Cấu trúc thường gặpcủa gelatin là Gly – X – Y ( với X chủ yếu là nhóm proline còn Y chủ yếu là nhómhydroxyproline, Gly là Glycine)

Cứ 3 chuỗi polypeptide xoắn lại theo hình xoắn ốc tạo nên cấu trúc bậc 2 Ởcấu trúc bậc 3, chuỗi xoắn đó tự xoắn quanh nó, tạo nên cấu trúc phân tử dạng dâythừng, gọi là “proto fibril”

Trong phân tử gelatin có một số nhóm tích điện: cacboxyl, imidazole, amino,guanidine Tỷ lệ các nhóm này ảnh hưởng đến pH và pI của gelatin Ngoài ra sốlượng nhóm không mang điện tích như các nhóm hydroxyl (serine, threonine,hydroxyproline, hydroxylysine, tyrosine) và các nhóm peptide (- CO – NH - ) quyđịnh khả năng tạo liên kết hydro, quy định cấu trúc phân tử

Cấu trúc và thành phần gelatin được thể hiện ở hình 1.3 [25] và hình 1.4[26]

Proline and hydrozyproline Glycine

Trang 8

Hình 1.3 - Thành phần axit amin của gelatinHình 1.4 – Cấu trúc của gelatin

Tuy thành phần axit amin trong gelatin và trong collagen rất giống nhaunhưng gelatin và collagen lại có các tính chất rất khác nhau

1.2.4 Tính chất của gelatin

1.2.4.1 Trạng thái, tính tan

Gelatin là chất rắn dạng miếng, vảy, bột hoặc hạt, không mùi, không vị,

trong suốt, có màu vàng nhạt đến màu trắng Gelatin chứa 9 ÷ 12 % ẩm và có tỷ

Trong nước nóng, gelatin sẽ hút nước, trương nở và tan tạo dung dịch nhớt,còn collagen chỉ bị co rút lại Trong dung dịch axit và kiềm, collagen trương nởnhưng không hòa tan, còn gelatin thì hòa tan rất nhanh

Gelatin tan trong các polyol như glycerin, propylene glycol, sorbitol,

Trang 9

pH trong dung dịch nước của gelatin loại A khoảng 4,5 ÷ 6 và của loại B là 5

÷ 7 (US FDA, 1997a).

Điểm pH mà gelatin trung hòa về điện gọi là điểm đẳng điện (pI) Gelatin

loại A có pI = 7 ÷ 9, gelatin loại B có pI = 4,7 ÷ 5,4 [21].

1.2.4.3 Khả năng tạo gel

Khả năng tạo gel là một trong những tính chất chức năng quan trọng nhất củagelatin, là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá chất lượng gelatin Độbền của gel khi đông được đặc trưng bởi độ Bloom Gelatin trên thị trường có độBloom trong khoảng 50 ÷ 300 Bloom (gam)

miệng Tính chất này được ứng dụng nhiều trong thực phẩm

dịch nhớt, vừa dịch lỏng phụ thuộc vào nhiệt độ và hàm lượng gelatin Ở nhiệt độ >

với nhau, không tạo gel bền mà chỉ tăng độ nhớt

Nhiệt độ tạo gel phụ thuộc vào hàm lượng proline và hydroproline:

- Gelatin thu nhận từ cá có hàm lượng proline và hydroproline thấp nên có

1.2.5 Định danh gelatin

Để nhận biết gelatin có các phương pháp sau:

- Gelatin tạo dạng gel thuận nghịch khi được kiểm tra như sau: hòa tan 10 g

trong 24 h sẽ thấy tạo gel Chuyển bình thủy tinh vào chậu nước và gia nhiệt đến 70

Trang 10

- Cho trinitrophenol (C6H3N3O7) vào dung dịch gelatin theo tỉ lệ 1: 100 hoặc

theo tỉ lệ 1.5 : 1, kết tủa màu vàng tạo thành

1.2.6.1 Trong công nghệ thực phẩm

a) Ứng dụng trong công nghệ sản xuất bánh kẹo

Gelatin được sử dụng trong các sản phẩm bánh kẹo ngọt như: “winegums”,

“gummy bears”, “fruit chews”, “marshmallow” và “licorice” Chức năng của gelatinphụ thuộc vào loại sản phẩm Loại gelatin được sử dụng phụ thuộc vào đặc tính củasản phẩm cuối cùng Một số ứng dụng của gelatin trong công nghệ sản xuất bánhkẹo được thể hiện ở bảng 1.1 [20, 31] và hình 1.5 [20, 28]

Bảng 1.1 - ng d ng c a gelatin trong s n xu t bánh Ứng dụng của gelatin trong sản xuất bánh ụng của gelatin trong sản xuất bánh ủa gelatin trong sản xuất bánh ản xuất bánh ất bánh

k o ẹo

Loại sản

Độ Bloom Độ nhớt

Lượng sử dụng (%)

Gum gelatin Tạo gel, tạo cấu trúc,xây dựng tính đàn

Trang 11

Kẹo “chewy” Tạo khí, tạo độ dẻo,đàn hồi 100 ÷ 150 bình, caoTrung 0,5 ÷ 3

trưng trong miệng

Ứng dụng trong công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa được thểhiện ở bảng 1.2 [20, 31] và hình 1.6 [28]

Bảng 1.2 – Loại và lượng gelatin sử dụng trong công nghệ chế biến sữa

Trang 12

Hình 1.6 - Gelatin ứng dụng trong công nghệ chế biến sữac) Ứng dụng trong công nghệ sản xuất đồ uống

Các thức uống như rượu, rượu trái cây, các sản phẩm nước quả chưa lên men

có chứa các thành phần không hòa tan làm đục sản phẩm thường không đạt hiệu quảcao nếu dùng phương pháp lọc để loại bỏ Gelatin được sử dụng cho quá trình lọctrong rượu

Gelatin là tác nhân tinh sạch phổ biến trong quá trình sản xuất rượu vang đỏ

Ưu điểm của gelatin khi được sử dụng làm tác nhân tinh sạch là:

- Nâng cao thời gian bảo quản cho sản phẩm, quá trình sử dụng dễ dàng

- Tạo kết tủa nhanh

- Tạo cho rượu có màu sáng không biến đổi màu đặc trưng của sản phẩm.Ứng dụng của gelatin trong công nghệ sản xuất đồ uống được thể hiện ởbảng 1.3 [20, 31] và hình 1.7 [28]

d) Ứng dụng trong công nghệ sản xuất thịt

Một số sản phẩm từ thịt có sử dụng gelatin là:

Ham ( Giăm bông):

- Đối với giăm bông có quá trình hun khói: bột gelatin hấp thu nước trongthịt và trong quá trình chế biến sẽ tạo một lớp màng giúp hàn kín khối thịt khi làmnguội

- Đối với giăm bông có trải qua quá trình nấu: gelatin tạo gel với dịch lỏngtách ra trong quá trình chế biến, quá trình này giúp giữ nước bên trong và chungquanh sản phẩm Gelatin cũng giúp làm cứng chắc các lớp thạch thu được trực tiếp

từ các mô liên kết nhằm tạo vẻ ngoài hấp dẫn và vết cắt đẹp cho sản phẩm

Trang 13

Bảng 1.3 – L ượng gelatin sử dụng trong quá trình lọc ng gelatin s d ng trong quá trình l c ử dụng trong quá trình lọc ụng của gelatin trong sản xuất bánh ọc

trong các s n ph m đ u ng ản xuất bánh ẩm đồ uống ồ uống ống

Hình 1.7 - Gelatin ứng dụng trong công nghệ sản xuất đồ uống

- Gelatin thủy phân được thêm vào các sản phẩm giăm bông nhằm tăng hàmlượng protein

Thịt hộp: Gelatin tạo gel với nước thất thoát trong quá trình chế biến vàthanh trùng

- Đối với các sản phẩm thịt có hàm lượng nước và hàm lượng chất béo caorất dễ xảy ra hiện tượng tách nước, tách béo ảnh hưởng tới cấu trúc sản phẩm.Gelatin giúp liên kết nước, làm bền hệ nhũ tương, tạo cấu trúc đồng nhất Lượnggelatin sử dụng phụ thuộc vào sự có mặt của các tác nhân liên kết khác

Trang 14

- Nước thịt đông: nước thịt đông được dùng rộng rãi làm lớp phủ ngoài vàtrang trí cho các sản phẩm thịt như: giăm bông, pate, thịt hộp Các sản phẩm nướcthịt đông truyền thống được làm từ gelatin loại B và carrageenan [17].

Một số ứng dụng của gelatin trong công nghệ sản xuất thịt được thể hiện ởhình 1.8 [20, 31] và bảng 1.4 [20]

Hình 1.8 - Gelatin ứng dụng trong công nghệ sản xuất thịt

B ng 1.4 - ng d ng c a gelatin trong công ngh s n ản xuất bánh Ứng dụng của gelatin trong sản xuất bánh ụng của gelatin trong sản xuất bánh ủa gelatin trong sản xuất bánh ệ sản ản xuất bánh

Thịt bò

Thịt lạnh

e) Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm chức năng

Gelatin có các thuộc tính như: là nguồn protein có chất lượng cao, khôngchứa cholesterol, đường và chất béo, không gây dị ứng, dễ dàng được tiêu hóa do đó

Trang 15

chúng được xem xét để sản xuất các sản phẩm thực phẩm dành cho người ăn kiêng.Ngoài ra khi xem xét các tính năng công nghệ của chúng như khả năng tạo gel, liênkết, khả năng tạo màng mà chúng được sử dụng như là chất thay thế nhằm cắt giảmlượng muối, đường, chất béo cho các sản phẩm thực phẩm [25].

1.2.6.2 Trong công nghệ dược phẩm

Gelatin là thành phần tá dược nhiều tác dụng trong công nghệ dược phẩm Một số ứng dụng của gelatin trong công nghệ dược phẩm được thể hiện tronghình 1.9 [18]

Hình 1.9 - Gelatin ứng dụng trong công nghệ dược phẩm1.2.6.3 Gelatin trong các lĩnh vực khác

Trong lĩnh vực nhiếp ảnh, gelatin như là thành phần thiết yếu cho quá trìnhđông tụ và phát triển của dịch nhũ tương ảnh, là chất ổn định giữa thành phần gắnkết và hệ nhũ tương thuốc nhuộm, là tác nhân gắn kết trong quá trình sản xuất cácgiấy in phun

Gelatin sử dụng trong kỹ thuật đúc điện, chống thấm nước, nhuộm và phủlàm kính hiển vi

Nhận dạng dấu vân tay, làm keo và chất hồ vải

Keo có nguồn gốc từ gelatin được dùng để dán nhãn lên trái cây và rau quả

Là thành phần trong các loại thức ăn cho thú kiểng

Là thành phần quan trọng trong môi trường nuôi cấy vi sinh vật thông quakhả năng tạo gel và giá trị dinh dưỡng cao

Trang 16

Trong các loại phân bón đặc biệt gelatin đóng vai trò vi bao các muối để trìhoãn quá trình phân giải các thành phần hoạt tính.

Trong các sản phẩm mỹ phẩm gelatin có chức năng giữ ẩm cho da và tóc.Trong xây dựng khi gelatin được hòa trộn với bêtông sẽ tham gia vào quátrình giữ nước, làm cho bề mặt của bêtông không bị nứt nẻ

Trong quá trình sản xuất da nhân tạo: bột gelatin được sử dụng để kết hợpvới chất nhựa tổng hợp ra da

Phòng ngừa bệnh thấp khớp và loãng xương [17]

Một số ứng dụng của gelatin trong các lĩnh vực khác được thể hiện tronghình 1.10 [18]

Hình 1.10 - Gelatin ứng dụng trong lĩnh vực khác

Trang 17

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Vảy cá đổng quéo được thu mua từ Công ty Cổ Phần XNK Thủy Sản MiềnTrung – Seaprodex Danang (Hình 2.1)

Vảy cá được bảo quản lạnh đông trong suốt quá trình nghiên cứu

Hình 2.1 - Vảy cá đổng quéo

2.2 Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu

2.2.1 Thời gian

Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 2/2014 đến 5/2014

2.2.2 Địa điểm tiến hành

Tiến hành thí nghiệm tại:

- Phòng thí nghiệm khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng

- Khoa môi trường - Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng

- Trường cao đẳng Lương thực thực phẩm Đà Nẵng

Trang 19

Hình 2.6 – Tủ sấy Hình 2.7 – Hệ thống thiết bị AAS

- Tinh thể NaCl tinh khiết

- Dung dịch axit axetic đậm đặc, tinh thể axit citric

- Than hoạt tính

- Môi trường Plate Count Agar (PCA) có pH = 7,0 ÷ 7,2; 0,5 g pepton; 0,25

g cao nấm men; 0,1 g glucose; 15 g aga, 1 lít nước cất

- Nước Saline peptone water (SPW): 1 g pepton; 8,5 g NaCl; 1 lít nước cất

- Các hóa chất sử dụng để xác định thành phần hóa học của vảy cá

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1.Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện ở hình 2.8

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu

Trang 20

W (%)

0 1

2 1

m m





} }

12, 24, 36, 48, 54 h)Khảo sát thời gian (1;2; 3; 4; 5 h), nhiệt độ trích ly

nước trích ly (1 : 02; 1 : 04; 1 :06)

Khảo sát chế độ làm sạchdung dịch gelatin

1 Chỉ rửa bằng nướcsạch nhiều lần

2 Rửa bằng nướcsạch rồi rửa bằng dung dịchNaCl 10 %

Xác định thành phần khối lượng, thành

phần hóa học của vảy cá đổng quéo

Trang 21

Hình 2.8 - Sơ đồ bố trí thí nghiệm

2.4.2.2 Xác định pH

Chuẩn bị dung dịch gelatin 1 %

Xác định pH của dung dịch bằng máy đo pH

b Kết quả

quang kế kế

2.4.2.4 Xác định độ nhớt của dung dịch gelatin

2.4.2.5 Xác định hàm lượng kim loại nặng

Thực hiện tại Khoa môi trường - Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Thực hiện xác định 4 kim loại nặng: arsen (As), thủy ngân (Hg), chì (Pb),cadimi (Cd)

Xử lý mẫu trước khi xác định hàm lượng kim loại nặng: Cân khoảng 2 g mẫu

của gelatin thành phẩm

Trang 22

vào lò vi sóng, cài đặt chương trình cho quá trình phá mẫu, cụ thể thời gian phá mẫu

m x



2.4.2.7 Phương pháp xác định hàm lượng protein tổng số (Phụ lục 1)

a Nguyên tắc

phản ứng của quá trình vô cơ hoá mẫu xảy ra như sau:

2H2SO4 = 2 H2O + 2SO2 + O2

Oxy tạo thành trong phản ứng lại oxy hoá các nguyên tố khác Các phân tử

H2SO4 dư tạo thành (NH4)2SO4 tan trong dung dịch

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

Đuổi amoniac ra khỏi dung dịch bằng NaOH

phản ứng với axit boric theo phương trình

2NH3 + 4H3BO3 = (NH4)2 B4O7 + 5H2O

cho đến khi dung dịch chuyển sang màu đỏ nho bền trong 30 giây

Trang 23

0,0014: là số gam của nitơ ứng với 1 ml HCl 0,1N.

V: là thể tích của mẫu thử, ml

m: Khối lượng mẫu thử, g

Chú ý: Nếu hàm lượng Nito bé thì có thể dùng dung dịch HCl 0,01N để

chuẩn độ, lúc đó trong công thức tính toán thay 0,0014 thành 0,00014

2.4.2.8 Phương pháp xác định hàm lượng lipid (Phụ lục 2)

a Nguyên tắc

Dùng dung môi kỵ nước trích ly hoàn toàn lipit từ nguyên liệu đã sấy khô,nghiền nhỏ Một số thành phần hòa tan trong chất béo cũng được trích ly theo baogồm sắc tố, các vitamin tan trong chất béo, các chất mùi v.v tuy nhiên hàm lượngcủa chúng thấp Do đó lẫn tạp chất, phần trích ly được gọi là lipid tổng Dung môi

sẽ được tách khỏi dịch trích ly bằng cách bốc hơi và phần còn lại là lipid, được đem

đi cân để xác định hàm lượng [10]

S: Khối lượng mẫu ban đầu

Trang 24

Đếm tất cả số khuẩn lạc xuất hiện trên các đĩa sau khi ủ Chọn các đĩa có sốđếm từ 25 ÷ 250 để tính kết quả Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí trong 1g mẫu đượctính như sau:

N: Số khuẩn lạc đếm được trên đĩa

A: Số tế bào ( đơn vị hình thành khuẩn lạc) vi khuẩn trong 1 g

V: Thể tích dịch mẫu (ml) cấy vào trong mỗi đĩa

2.4.2.10 Phương pháp cảm quan (Phụ lục 7)

Đánh giá cảm quan được thể hiện bởi các cảm giác về vị giác, khứu giác vàthính giác khi người ta nếm thực phẩm Đánh giá cảm quan là hoạt động mang tínhchủ quan, do vậy nó hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng cảm nhận của tất cả các giácquan của người đánh giá mà không có máy móc hoặc thiết bị nào có thể thay thếđược Tùy theo từng loại sản phẩm mà ta đề ra các chỉ tiêu đánh giá

Mục đích của việc đánh giá sản phẩm có bổ sung gelatin là đánh giá mức độ

ưa thích đối với sản phẩm "thạch dưa hấu" vì vậy em đã sử dụng phép đánh giá thịhiếu cho điểm

Công thức của sản phẩm thạch dưa hấu bao gồm:

- 600 ml nước dưa hấu

Trang 25

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Xác định thành phần khối lượng của vảy cá đổng quéo

Chuẩn bị 3 mẫu cá đổng quéo

Cân khối lượng 3 mẫu rồi đánh vảy để riêng và cân khối lượng vảy thu được.Kết quả thu được thể hiện trong bảng 3.1 và hình 3.1

Hình 3.1 - Cá đổng quéo và vảy của nó

B ng 3.1 - K t qu xác đ nh thành ph n kh i l ản xuất bánh ết quả xác định thành phần khối lượng ản xuất bánh ịt ần khối lượng ống ượng gelatin sử dụng trong quá trình lọc ng

c a v y cá đ ng quéo ủa gelatin trong sản xuất bánh ản xuất bánh ổng quéo

Khối lượng cá (g)

Khối lượng vảy

(g)

Thành phần khối lượng của vảy cá

Trang 26

Từ kết quả trên, em thấy rằng vảy cá đổng quéo có:

- Vảy cá đổng quéo thuộc loại vảy mỏng, cứng, màu trắng, bề mặt nhẵn Vảy

cá dễ dàng tách ra khỏi phần da cá

- Kích thước nhỏ (50 ÷ 70 mm), đồng đều, điều này thuận lợi cho quá trình

xử lý nguyên liệu như dung dịch ngâm dễ dàng thấm vào bên trong vảy cá thúc đẩyquá trình xảy ra nhanh hơn Tuy nhiên, trong quá trình rửa nguyên liệu sẽ có sự haohụt lớn Vì vậy cần thao tác cẩn thận

- Có màu hồng nhạt chứng tỏ vảy cá đổng quéo có nhiều sắc tố lẫn với cáctạp chất như máu, thịt, nội tạng v.v Vì vậy, cần phải rửa sạch nguyên liệu trước khisản xuất cũng như bảo quản để đảm bảo chất lượng cho thành phẩm vì đây là môitrường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, làm giảm hàm lượng protein trong vảy cá

và gây mùi khó chịu, ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý và hiệu suất thu hồi gelatinthấp

- Thành phần khối lượng lớn chiếm 5,43 % Điều này, chứng tỏ vảy cá có thểđáp ứng nhu cầu về nguồn nguyên liệu trong sản xuất gelatin

3.2 Xác định thành phần hóa học của vảy cá đổng quéo

3.2.1 Xác định độ ẩm

Xác định độ ẩm của vảy cá đổng quéo bằng phương pháp sấy khô như ở mục2.3.2.1 Tiến hành xác định 3 lần rồi lấy kết quả trung bình Kết quả được thể hiện ởbảng 3.2

B ng 3.2 - Đ m c a v y cá đ ng quéo ản xuất bánh ộ ẩm của vảy cá đổng quéo ẩm đồ uống ủa gelatin trong sản xuất bánh ản xuất bánh ổng quéo

Trang 27

Kết quả được thể hiện trong bảng 3.3.

B ng 3.3 - Hàm l ản xuất bánh ượng gelatin sử dụng trong quá trình lọc ng lipid

3.2.4 Xác định hàm lượng tro

Xác định hàm lượng tro bằng phương pháp nung như mục 2.3.2.6

Tiến hành xác định 3 mẫu và lấy kết quả trung bình

Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.4

B ng 3.4 - Hàm l ản xuất bánh ượng gelatin sử dụng trong quá trình lọc ng tro c a v y cá đ ng quéo ủa gelatin trong sản xuất bánh ản xuất bánh ổng quéo

3.2.5 Tổng kết thành phần hóa học của vảy cá đổng quéo

Kết quả khảo sát hàm lượng của một số thành phần hóa học được thể hiện ởbảng 3.5 và hình 3.2

Trang 28

Bảng 3.5 - Thành ph n hóa h c c a v y cá đ ng quéo ần khối lượng ọc ủa gelatin trong sản xuất bánh ản xuất bánh ổng quéo

Thành phần hóa học của vảy cá đổng quéo Hàm lượng, %

Hình 3.2- Thành phần hóa học của vảy cá đổng quéo

Từ kết quả khảo sát trên, em nhận thấy:

- Hàm lượng protein tổng số trong vảy cá thấp (10,81 %) Tuy nhiên, theo tàiliệu tham khảo thì protein chứa trong vảy cá chủ yếu là collagen và tiền collagen

(Scleroproteins) (80 ÷ 90 %) [6] Đây là nguồn protein chủ yếu thủy phân tạo thành

gelatin nên vảy cá đổng quéo này hoàn toàn có thể là nguồn nguyên liệu sản xuấtgelatin

- Hàm lượng lipid trong vảy cá thấp (2,2 %) Điều này thuận lợi cho quátrình thu nhận gelatin sau này Nếu trong nguyên liệu chứa lipid nhiều thì cần phải

có phương pháp khử lipid như rửa nhiều lần bằng nước lạnh và nước ấm hoặc xử lýnguyên liệu với kiềm [1]

Trang 29

- Hàm lượng tro trong vảy cá khá lớn (49,13 %) Nó ảnh hưởng rất lớn đếntính chất cảm quan và độ tinh sạch của sản phẩm Vì vậy ta cần phải thực hiện tốtquá trình lọc và có quá trình khử khoáng thích hợp để đảm bảo hàm lượng tro trongthành phẩm.

3.3 Khảo sát phương pháp làm sạch vảy cá

Vảy cá sau khi thu mua từ nhà máy thủy sản chứa rất nhiều tạp chất và visinh vật, nếu không có biện pháp xử lý kịp thời thì vảy cá sẽ bốc mùi nặng, giảmchất lượng Vì vậy cần có phương pháp để làm sạch vảy cá trước khi đưa vào bảoquản

Em tiến hành khảo sát 2 phương pháp làm sạch vảy cá:

1 Chỉ rửa bằng nước sạch nhiều lần trong điều

Mẫu a (10-4) Mẫu b (10-4) Mẫu c (10-5)

Hình 3.3- Đĩa petri nuôi vi sinh vật hiếu khí của vảy cá đổng quéo

Trang 30

B ng 3.6 - T ng vi sinh v t hi u khí c a v y cá đ ng ản xuất bánh ổng quéo ật hiếu khí của vảy cá đổng ết quả xác định thành phần khối lượng ủa gelatin trong sản xuất bánh ản xuất bánh ổng quéo

quéo, CFU/g

hiếu khí

10 -3 10 -4 10 -5

Từ bảng 3.6 có các nhận xét sau:

Kết quả thí nghiệm cho em thấy, mẫu vảy cá không rửa có lượng vi sinh vật

vi sinh vật đáng kể nên khi tiến hành rửa chỉ loại bỏ được các tạp chất như nội tạng,máu, thịt v.v còn lượng vi sinh vật bề mặt thì không ảnh hưởng nhiều

Tuy nhiên đối với mẫu vảy cá được làm sạch bằng nước muối thì số lượng vi

hiệu quả trong việc tiêu diệt bớt vi sinh vật trên bề mặt vảy vì dung dịch NaCl 10 %

là dung dịch có tính diệt khuẩn, đồng thời khử bớt mùi tanh có trong nguyên liệugiúp đảm bảo tính an toàn của vảy cá nguyên liệu khi sản xuất

Sau khi khảo sát phương pháp làm sạch, em tiến hành rửa vảy cá với nướcnhiều lần và dung dịch NaCl 10 % với tỷ lệ vảy : NaCl (w/v)= 1 : 2 rồi đưa chúngvào bảo quản lạnh đông trong suốt quá trình nghiên cứu

3.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ của các loại axit đến quá trình thu nhận gelatin

Mục đích của việc ngâm axit:

- Phân cắt các liên kết trong collagen, vảy cá trương nở tối đa

- Khử sắc tố và khử một phần khoáng có trong nguyên liệu làm vảy cá sángmàu và tạo kết tủa trắng trong dung dịch ngâm

Có nhiều cách để xử lý nguyên liệu nhưng em chọn phương pháp axit vì:

- Thời gian xử lý nhanh, màu sắc thành phẩm tốt

Định dạng
Số trang	60
Dung lượng	32,36 MB
File đính kèm	ha tt tinh.rar (22 MB)

Nghiên cứu quy trình thu nhận gelatin từ vảy cá đổng quéo (Branchiostegus japonicus) bằng phương pháp axit ( full bản vẽ )

Khảo sát phương pháp làm sạch vảy cá

Hiệu suất thu hồi gelatin