Khảo Sát Quá Trình Thu Nhận Chế Phẩm Protein Thô Từ Các Phế Liệu Của Cá Và Ứng Dụng Vào Thực Phẩm

Vì vậy, trong công nghệ sản xuất surimi việc rửa thịt cá trong nước nhằm nhiều mục đích, một trong những mục đích là loại bỏ protein hòa tan trong nước, gây cản trở quá trình tạo gel.. P

Trang 2

SVTH: Nguyễn Quốc Việt MSSV: 912175S ii

MỤC LỤC

Trang tựa

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh sách các bảng iii

Danh sách các hình iv

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và phạm vi đề tài 1

1.3 Ý nghĩa đề tài 1

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về cá 2

2.1.1 Giới thiệu về cá 2

2.1.2 Tổng quan cá ngừ 4

2.1.2.1 Phân loại cá ngừ 4

2.1.2.2 Các loại cá ngừ bắt gặp ở Việt Nam và trên thế giới 5

2.1.3Thành phần hóa học cá và ảnh hưởng thành phần hóa học đến chất lượng cá.8 2.1.3.1 Thành phần hóa học 8

2.1.3.2 Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng cá 9

2.1.3.3 Tính chất của cá 16

2.1.4 Một số sản phẩm từ cá 18

2.1.5 Vùng nguyên liệu 19

2.1.6 Tình hình phát triển ngành chế biến cá trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng 20

2.1.6.1 Nuôi trồng 20

2.1.6.2 Tình hình sản xuất cá ở Việt Nam 20

2.1.6.3 Xuất khẩu cá ngừ 21

2.1.7 Các phế liệu từ cá và thực trạng phế thải từ cá 22

2.1.8 Hướng xử lý 23

2.2 Các phương pháp tủa protein 23

Trang 3

SVTH: Nguyễn Quốc Việt MSSV: 912175S

2.2.1 Tủa bằng muối 23

2.2.2 Tủa bằng các dung môi hữu cơ 25

2.2.3 Tủa protein bằng phương pháp điểm dẳng điện 25

2.2.4 Tủa protein bằng các non – ionic polymer 26

2.2.5 Tủa bằng ion kim loại 27

2.3 Các dạng chế phẩm protein 27

2.3.1 Protein concentrated 27

2.3.2 Protein isolated 28

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm 30

3.1.1 Thời gian 30

3.1.2 Địa điểm 30

3.2 Vật liệu thí nghiệm 30

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu 30

3.2.2 Hóa chất 30

3.2.3 Thiết bị, dụng cụ 31

3.3 Phương pháp nghiên cứu 32

3.3.1 Sơ đồ tiến hành nghiên cứu 32

3.3.2 Quy trình công nghệ sản xuất bột protein cá 34

3.4 Phương pháp phân tích 36

3.4.1 Xác định độ ẩm 36

3.4.1.1 Nguyên tắc 36

3.4.1.2 Phương pháp tiến hành 36

3.4.2 Xác định hàm lượng tro tổng số 36

3.4.3 Xác định hàm lượng lipid thô bằng máy Soxhlet 37

3.4.4 Định lượng đường khử theo Hageodorn và Jensen 40

Trang 4

3.4.5 Định lượng Nitơ acid amin theo phương pháp Sorensen 42

3.4.6 Xác định hàm lượng Nitơ tổng bằng phương pháp Kjendahl 44

3.5 Kiểm tra vi sinh vật 47

3.5.1 Định lượng coliforms, coliforms phân, E.coli bằng phương pháp MPN 49

3.5.1.1 Định nghĩa 49

3.5.1.3 Quy trình phân tích 51

3.5.2 Tổng số vi khuẩn hiếu khí 54

3.5.2.1 Định nghĩa 54

3.5.2.3 Quy trình phân tích 55

3.6 Đánh giá cảm quan thị hiếu 56

3.6.1 Phép thử cho điểm thị hiếu 56

3.6.2 Nguyên tắc 56

3.6.3 Kế hoạch thực hiện 57

3.6.4 Cách thực hiện 57

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 4.1 Kiểm tra nguyên liệu 60

4.2 Khảo sát các thông số công nghệ của quá trình trích ly protein từ phế liệu cá 60

4.2.1 Xác định pH tối ưu cho quá trình trích ly 60

4.2.2 Xác định tỷ lệ khối lượng phế liệu cá ngừ/dung môi cho quá trình trích ly 64

4.2.3 Xác định thời gian trích ly 66

4.3 Khảo sát điều kiện tủa protein trong dịch trích ly 68

4.3.1 Xác định pH thích hợp tủa protein 68

4.3.2 Kết hợp pH – nhiệt độ 72

Trang 5

4.4 Kiểm tra chỉ tiêu hóa lý, vi sinh vật của bột protein cá 75

4.4.1 Chỉ tiêu hóa lý 75

4.4.2 Chi tiêu vi sinh vật 76

4.4.2.1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí 76

4.4.2.2 Coliforms, Coliforms phân, E.coli 77

4.5 Ứng dụng bột protein cá sản xuất cháo cá ăn liền 77

4.5.1 Đánh giá cảm quan thị hiếu đối với sản phẩm cháo cá ăn liền 78

4.5.1.1 Màu sắc 79

4.5.1.2 Vị 81

4.5.1.3 Mùi thơm 82

4.5.1.4 Sản phẩm 83

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 85

5.2 Kiến nghị 86

PHỤ LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 6

SVTH: Nguyễn Quốc Việt MSSV: 912175S iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của cá (%) 8

Bảng 2.2 Hàm lượng chất béo trong cơ thịt của các loài cá khác nhau 14

Bảng 2.3 Chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của chế phẩm protein isolated 28

Bảng 3.1 Các bước thực hiện để xác định hàm lượng đường khử 41

Bảng 4.1 Kết quả kiểm tra nguyên liệu 60

Bảng 4.2 Kết quả khảo sát pH trích ly 62

Bảng 4.3 Kết quả khảo sát pH tối ưu cho quá trình trích ly 63

Bảng 4.4 Kết quả khảo sát tỷ lệ phế liệu cá/dung môi cho quá trình trích ly 65

Bảng 4.5 Kết quả khảo sát thời gian trích ly 67

Bảng 4.6 Kết quả khảo sát pH lên quá trình tủa protein 69

Bảng 4.7 Kết quả khảo sát pH tối ưu lên quá trình tủa protein 71

Bảng 4.8 Kết quả khảo sát tủa protein khi kết hợp pH – nhiệt độ 73

Bảng 4.9 Kết quả kiểm tra bột protein cá 76

Bảng 4.10 Kết quả kiểm tra tổng số vi khuẩn hiếu khí 76

Bảng 4.11 Bảng phân tích phương sai về màu sắc 80

Bảng 4.12 Bảng phân tích phương sai về vị 81

Bảng 4.13 Bảng phân tích phương sai về mùi thơm 82

Bảng 4.14 Bảng phân tích phương sai về sản phẩm 83

Trang 7

SVTH: Nguyễn Quốc Việt MSSV: 912175S iv

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Cá ngừ ồ 5

Hình 2.2 Cá ngừ chù 5

Hình 2.3 Cá ngừ chấm 6

Hình 2.4 Cá ngừ bò 6

Hình 2.5 Cá ngừ sọc dưa 6

Hình 2.6 Cá ngừ vằn 7

Hình 2.7 Cá ngừ vây vàng 7

Hình 2.8 Cá ngừ mắt to 8

Hình 2.9 Sự hòa tan của protein tơ cơ trước và sau khi đông khô ở các pH 2 -12 10

Hình 2.10 Sự phân bố nitơ phi protein trong cơ thịt cá1 11

Hình 2.11 Sự phân bố lipid tổng số ở các phần khác nhau của cơ thể cá thu và cá ớt vẩy lông 15

Hình 2.12 Một số sản phẩm từ cá 19

Hình 2.13 Cá ngừ xuất khẩu 21

Hình 2.14 Đồ thị hàm log biểu diễn độ hòa tan của protein biến thiên theo nồng độ muối 24

Hình 2.15 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của 2 protein khác nhau thay đổi theo pH 26

Hình 2.16 Các dạng chế phẩm của protein 29

Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH dung môi đến quá trình trích ly 62

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH dung môi đến quá trình trích ly 64

Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ phế liệu cá/dung môi đến quá trình trích ly 65

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đến quá trình trích ly 67

Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH lên quá trình tủa protein 70

Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH lên quá trình tủa protein 72

Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình tủa protein 74

Hình 4.8 Tủa protein khi kết hợp tác nhân pH – nhiệt độ 75

Hình 4.9 Bột protein cá sau khi sấy 75

Hình 4.10 Môi trường kiểm tra vi sinh 77

Trang 8

SVTH: Nguyễn Quốc Việt MSSV: 912175S 1

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề:

Đã từ lâu cá là một món ăn ưa thích và không thể thiếu đối với người Việt

Nam, bên cạnh đó cá là một trong những thực phẩm có giá trị cao trên thế giới Thịt

cá có giá trị dinh dưỡng rất cao, chứa nhiều acid amin cần thiết cho cơ thể như

lysine, methionine, tryptophane; nhiều khoáng chất, nhiều vitamin A, D, photpho,

selen, iod, protein dễ tiêu hóa, mùi vị rất ngon hấp dẫn Protein của cá tốt cho hệ tiêu

hóa và tim mạch, canxi có chứa trong một số loại cá như cá hồi, cá ngừ đóng hộp còn

góp phần giúp cho xương chắc khỏe Khoa học kĩ thuật, kinh tế ngày càng phát triển

thì đời sống nhu cầu “ăn ngon mặc đẹp” của con người ngày càng cao Do đó nghề

chế biến cá đặc biệt là cá đông lạnh đang được phát triển, đa dạng hóa sản phẩm để

đáp ứng cho nhu cầu trong nước cũng như xuất khẩu Nhờ những cải biến trong kĩ

thuật và phương pháp đánh bắt mà nghề khai thác và nuôi cá ở nước ta ngày càng

tăng nhanh Tùy thuộc vào phương pháp chế biến sản phẩm, tương ứng với sản

lượng như vậy sẽ có khối lượng phế liệu cá khổng lồ được tạo ra Lượng phế liệu này

chưa tận dụng triệt để, phế liệu cá bán với giá rất rẻ, có khi cho không, bán không hết

phải bỏ đi Điều này rất lãng phí và gây ô nhiễm môi trường

Đến nay người ta thường tận dụng phế liệu cá để sản xuất thức ăn cho gia súc,

gia cầm Vấn đề đặt ra là làm sao tận dụng những phế liệu cá thành sản phẩm có giá trị

dinh dưỡng cho con người, cải thiện tình hình thiếu Nitơ động vật hiện nay Chính vì

thế mà chúng tôi thực hiện đề tài: “Khảo sát quá trình thu nhận chế phẩm protein thô

từ các phế liệu của cá và ứng dụng vào thực phẩm.”

1.2 Mục đích và phạm vi đề tài:

 Kiểm tra một số chỉ tiêu thành phần nguyên liệu ban đầu

 Tìm điều kiện thích hợp trích ly protein từ phế liệu của cá như: pH, thời

gian, tỉ lệ dung môi trích ly

 Tìm điều kiện tủa protein, cho hiệu suất thu hồi cao nhất như pH, nhiệt độ

 Ứng dụng chế phẩm protein thô vào sản xuất thực phẩm

1.3 Ý nghĩa của đề tài:

 Hạn chế chất thải gây ô nhiễm môi trường, góp phần bảo vệ môi trường

 Đưa những phế liệu cá thành sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cho con người

Trang 9

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về cá

2.1.1 Giới thiệu về chung về cá

Cá là động vật có dây sống biến nhiệt (máu lạnh) có mang và sống dưới nước

Hiện người ta biết khoảng trên 29.000 loài cá, điều này làm cho chúng trở thành nhóm

đa dạng nhất trong số các động vật có dây sống

Cá có kích thước rất đa dạng, từ loài cá nhám voi dài 16 m (51 ft) tới loài cá

nhỏ chỉ dài 7 mm (trên ¼ inch) tại Australia, mà tại đó người ta gọi là stout infantfish

(danh pháp khoa học: Schindleria brevipinguis)

Một số loài cá duy trì các thân nhiệt cao tới vài độ so với môi trường xung

quanh Tất cả các loài cá thu nhiệt (cá xương) đều thuộc về phân bộ Scombroidei và

bao gồm các loại cá săn mồi, cá ngừ và một loài cá thu "nguyên thủy" (Gasterochisma

melampus) Tất cả các loài cá mập trong họ Lamnidae – như cá mập mako vây ngắn,

cá mập mako vây dài, cá nhám trắng, cá nhám hồi – cũng được biết đến như là có có

khả năng thu nhiệt, và các chứng cứ cho thấy những đặc điểm như vậy cũng tồn tại

trong họ Alopiidae (cá nhám đuôi dài) Mức độ thu nhiệt dao động từ các loại cá săn

mồi chỉ làm ấm mắt và não, tới cá ngừ vây xanh và cá nhám hồi duy trì thân nhiệt tới

20°C cao hơn so với môi trường nước xung quanh Quá trình thu nhiệt, mặc dù về mặt

trao đổi chất là tốn kém, nhưng có một số ưu thế như làm tăng lực co bóp của các cơ,

tốc độ xử lý cao của hệ thần kinh trung ương và tốc độ tiêu hóa cao

 Sinh thái học cá

Các loài cá có thể tìm thấy trong gần như toàn bộ các vùng chứa nước lớn, bao

gồm cả nước mặn, nước lợ và nước ngọt, ở các độ sâu từ mức chỉ ngay dưới bề mặt tới

độ sâu vài nghìn mét Tuy nhiên, các hồ nước siêu mặn như Hồ Muối Lớn (Great Salt

Lake tại Hoa Kỳ) hay Biển Chết không hỗ trợ sự sinh tồn của cá Một vài loài cá đã

được nhân giống đặc biệt để nuôi trong các bể cá cảnh và có thể sống trong môi trường

trong nhà

Cá là một nhóm cận ngành: có nghĩa là bất kỳ nhánh nào có chứa cá thì cũng

chứa cả động vật bốn chân không phải là cá Cá được phân loại vào trong các nhóm

chính sau đây:

Trang 10

°Actinopterygii (cá vây tia)

°Sarcopterygii (cá vây thùy, giống như chân)

°Actinistia (cá vây tay) °Dipnoi (cá có phổi) Một số nhà cổ sinh vật học cho rằng Conodonta cũng là động vật có dây sống,

và vì thế coi chúng là các loại cá nguyên thủy

 Chuyển động

Phần lớn các loài cá chuyển động bằng cách co các cặp cơ ở hai bên xương

sống một cách so le Sự co cơ này tạo ra đường cong hình chữ S làm cơ thể cá chuyển

động xuống dưới Khi đường cong đạt tới vây cuối thì lực phản hồi được tạo ra Lực

phản hồi này, kết hợp với các vây, làm cá chuyển động về phía trước Các vây của cá

có tác dụng như là các thiết bị ổn định của máy bay Các vây cũng làm tăng diện tích

bề mặt của đuôi, cho phép cá có được gia tốc lớn hơn Cơ thể thuôn của cá làm giảm

ma sát khi cá chuyển động trong nước

Trang 11

 Sinh sản

Trứng cá được thụ tinh bên trong hoặc bên ngoài, phụ thuộc vào loài

Cá đẻ trứng: Cá cái thông thường đẻ trứng, phôi trong trứng phát triển và nở

thành cá con (cá bột) bên ngoài cơ thể cá mẹ Sự phát triển của cá đẻ trứng con có

được là nhờ các chất dinh dưỡng có trong noãn hoàn của trứng Ví dụ, cá hồi là loài đẻ

trứng

Cá đẻ trứng thay: Các trứng được bên trong bụng cá mẹ sau khi thụ tinh bên

trong Mỗi một phôi phát triển độc lập bên trong trứng của chính nó Cá bột đẻ ra

tương tự như phần lớn động vật có vú

Cá đẻ con cho phép các phôi ở trong bụng mẹ giống như cá đẻ trứng thay Tuy

nhiên, các phôi của cá đẻ con thu được các dưỡng chất cần thiết từ cá mẹ chứ không

phải từ các chất có trong trứng Cá non đẻ ra giống như ở động vật có vú Một số loài

cá, như một vài loài cá mập là những loài đẻ con

2.1.2 Tổng quan về cá ngừ

2.1.2.1 Phân loại cá ngừ

Cá ngừ thuộc họ cá thu ngừ (Scombridae) có giá trị kinh tế quan trọng nhất 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 1,6 – 64 kg) Căn cứ

vào tập tính di cư có thể chia cá ngừ ở Việt Nam thành 2 nhóm nhỏ:

- Nhóm các loài có kính thước nhỏ, di cư trong phạm vi địa lý hẹp

- Nhóm các loài di cư đại dương

Mùa vụ khai thác: Mùa vụ khai thác cá ngừ ở vùng biển Việt Nam gồm hai 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 Nghề khai thác chủ yếu là lưới vây, rê, câu và đăng Nghề câu vàng

mới được du nhập từ những năm 1990 đã nhanh chóng trở thành một nghề khai thác cá

ngừ quan trọng Thị trường xuất khẩu: Mỹ, Nhật Bản, châu Âu và một số nước châu

Á

Trang 12

2.1.2.2 Các loài cá ngừ bắt gặp ở Việt Nam và trên Thế giới

 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

Kích thước khai thác: từ 140 – 310 mm,

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

Ngư cụ khai thác: Lưới vây, rê, đăng

Kích thước khai thác: Dao động 150 – 310

Trang 13

 Cá ngừ chấm:

Tên tiếng Anh: Eastern little tuna

Tên khoa học: Euthynnus affinis

(Canner, 1850)

Phân bố: chủ yếu bắt gặp ở vùng biển

miền Trung và Nam Bộ

Ngư cụ khai thác: Lưới vây, rê, đăng

Kích cỡ khai thác: 240 –450 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

Ngư cụ khai thác: Lưới rê, câu, đăng, vây

Kích thước khai thác: 400 – 700 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

Ngư cụ khai thác: Đăng, rê, vây, câu,

mành

Hình 2.4: Cá ngừ bò

Hình 2.5: Cá ngừ sọc dưa Hình 2.3: Cá ngừ chấm

Trang 14

Kích thước khai thác: 450 – 750 mm

Dạng sản phẩm: Ăn tươi, ướp muối, đóng hộp

 Cá ngừ di cư đại dương: Ngoài cá ngừ vằn, các lòai khác trong nhóm này

đều có kích thước lớn (từ 700 – 2000 mm, khối lượng từ 1,6 – 64 kg), có giá trị kinh tế

cao và có nhu cầu lớn trên thị trường thế giới Phạm vi di cư đại dương

 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 gặp nhiều hơn vùng

biển ven bờ

Ngư cụ khai thác: Lưới rê, vây, câu vàng,

câu giật, câu kéo

Kích thước khai thác: Dao động 240 – 700 mm,

chủ yếu 480 – 560 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: chủ yếu ở vùng biển xa bờ

miền Trung và Đông Nam bộ

Ngư cụ khai thác: Câu vàng, rê, đăng

Kích thước khai thác: Đối với lưới rê,

Trang 15

 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

Ngư cụ khai thác: Câu vàng, rê, đăng

Thành phần hóa học gồm: nước, protein lipid, muối vô cơ, vitamin Các thành

phần này khác nhau rất nhiều, thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính, điều kiện

sinh sống, Ngoài ra, các yếu tố như thành phần thức ăn, môi trường sống, kích cỡ cá

và các đặc tính di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học, đặc biệt là ở cá

nuôi Các yếu tố này có thể kiểm soát được trong chừng mực nào đó

Sự khác nhau về thành phần hóa học của cá và sự biến đổi của chúng có ảnh

hưởng đến mùi vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, việc bảo quản tươi nguyên liệu

Trang 16

2.1.3.2 Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến chất lượng cá

Yếu tố ảnh hưởng rõ nhất đến thành phần hóa học của cá là thành phần thức ăn

Thông thường cá nuôi thường được cho ăn thức ăn chứa nhiều lipid để cá phát triển

nhanh Tuy nhiên, khi hàm lượng lipid cao dư để cung cấp năng lượng thì lipid dư

thừa sẽ được tích lũy ở các mô làm cho cá có hàm lượng lipid rất cao Ngoài ảnh

hưởng không tốt đến chất lượng nói chung, nó cũng có thể làm giảm năng suất chế

biến vì lipid dự trữ được xem như phế liệu, bị loại bỏ nội tạng sau khi moi ruột và phi

lê

Cách thông thường để giảm hàm lượng lipid của cá nuôi trước khi thu hoạch là

cho cá đói một thời gian Ngoài ra, cho cá đói còn có tác dụng giảm hoạt động của

enzym trong nội tạng, giúp làm chậm lại các biến đổi xảy ra sau khi cá chết

 Protein

Được cấu tạo từ các acid amin, các acid amin không thay thế quyết định giá trị

dinh dưỡng của thực phẩm Protein của ngũ cốc thường thiếu lysine và các acid amin

có chứa lưu huỳnh (methionine, cysteine), trong khi protein của cá là nguồn giàu các

acid amin này Do đó, protein cá có giá trị dinh dưỡng cao hơn các loại ngũ cốc khác

Có thể chia protein của mô cơ cá ra thành 3 nhóm:

* Protein cấu trúc (Protein tơ cơ)

Gồm các sợi myosin, actin, actomyosin và tropomyosin, chiếm khoảng 65-75%

tổng hàm lượng protein trong cá và khoảng 77-85% tổng hàm lượng protein trong

mực Các protein cấu trúc này có chức năng co rút đảm nhận các hoạt động của cơ

Myosin và actin là các protein tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi cơ Protein cấu

trúc có khả năng hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao

(>0,5M)

* Protein chất cơ (Protein tương cơ)

Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các enzym, chiếm khoảng 25-30%

hàm lượng protein trong cá và 12-20% trong mực Các protein này hòa tan trong nước,

trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (<0,15M) Hầu hết protein chất

cơ bị đông tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ trên 50oC

Trang 17

Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóa thành

metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm

* Protein mô liên kết:

Bao gồm các sợi collagen, elastin Hàm lượng colagen ở cơ thịt cá thấp hơn ở

động vật có vú, thường khoảng 1-10% tổng lượng protein và 0,2-2,2% trọng lượng của

cơ thịt Chiếm khoảng 3% ở cá xương và khoảng 10% ở cá sụn (so với 17% trong các

loài động vật có vú Có trong mạng lưới ngoại bào, không tan trong nước, dung dịch

kiềm hoặc dung dịch muối có nồng độ ion cao

Điểm đẳng điện pI của protein cá vào khoảng pH 4,5-5,5 Tại giá trị pH này,

protein có độ hòa tan thấp nhất

Hình 2.9: Sự hòa tan của protein tơ cơ trước và sau khi đông khô

ở các giá trị pH từ 2 đến 12

Cấu trúc hình thái của protein ở cá dễ bị biến đổi do môi trường vật lý thay đổi

Hình cho thấy tính tan của protein trong sợi cơ thay đổi sau khi đông khô Việc xử lý

với nồng độ muối cao hoặc xử lý bằng nhiệt có thể dẫn đến sự biến tính, sau đó cấu

trúc protein bị thay đổi không hồi phục được

Khi protein bị biến tính dưới những điều kiện được kiểm soát, có thể sử dụng

các đặc tính của chúng cho mục đích công nghệ Ví dụ trong sản xuất các sản phẩm từ

surimi, người ta đã lợi dụng khả năng tạo gel của protein trong sợi cơ Protein từ cơ

thịt cá sau khi xay nhỏ, rửa sạch rồi cho thêm muối và phụ gia để tạo tính ổn định, tiếp

Trang 18

đến quá trình xử lý nhiệt và làm nguội có kiểm soát giúp protein tạo gel rất mạnh

(Suzuki, 1981)

Các protein tương cơ cản trở quá trình tạo gel, chúng được xem là nguyên nhân

làm giảm độ bền gel của sản phẩm Vì vậy, trong công nghệ sản xuất surimi việc rửa

thịt cá trong nước nhằm nhiều mục đích, một trong những mục đích là loại bỏ protein

hòa tan trong nước, gây cản trở quá trình tạo gel

Protein tương cơ có khả năng hòa tan cao trong nước, là nguyên nhân làm mất

giá trị dinh dưỡng do một lượng protein đáng kể thoát ra khi rửa, ướp muối, tan

giá,…Vì vậy cần chú ý để duy trì giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm

Protein mô liên kết ở da cá, bong bóng cá, vách cơ khác nhau Tương tự như sợi

collagen trong động vật có vú, các sợi collagen ở các mô của cá cũng tạo nên cấu trúc

mạng lưới mỏng với mức độ phức tạp khác nhau Tuy nhiên, collagen ở cá kém bền

nhiệt hơn nhiều và ít có các liên kết chéo hơn nhưng nhạy cảm hơn collagen ở động

vật máu nóng có xương sống

 Thành phần trích ly chứa nitơ phi protein (Non Protein Nitrogen)

Chất phi protein là thành phần hòa tan trong nước, có khối lượng phân tử thấp

và chiếm khoảng 9-18% tổng hàm lượng protein ở cá xương, khoảng 33-38% ở các

loài cá sụn Thành phần chính của hợp chất này bao gồm các chất bay hơi (amoniac,

amine, trimethylamin, dimethylamin), trimethylamineoxid (TMAO),

dimethylamineoxid (DMAO), creatin, các acid amin tự do, nucleotide, urê (có nhiều

trong cá sụn)

Thành phần chất trích ly chứa nitơ phi protein khác nhau phụ thuộc vào loài,

kích cỡ, mùa vụ, phần cơ lấy mẫu, …

Trang 19

A, B: hai loài cá biển xương C: loài cá sụn D: loài cá nước ngọt

Hình 2.10: Sự phân bố nitơ phi protein trong cơ thịt cá

(Nguồn: Konosu và Yamaguchi, 1982; Suyama và cộng sự, 1977) Các chất trích ly chứa nitơ phi protein rất quan trọng đối với các nhà chế biến

thuỷ sản bởi vì chúng ảnh hưởng đến mọi tính chất của thực phẩm như: màu sắc, mùi

vị, trạng thái cấu trúc, dinh dưỡng, sự an toàn và sự hư hỏng sau thu hoạch

Trimethylamin oxyt (TMAO)

TMAO là thành phần đặc trưng và quan trọng của nhóm chất chứa nitơ phi

protein TMAO có chủ yếu trong các loài cá nước mặn và ít được tìm thấy trong các

loài cá nước ngọt Hàm lượng TMAO trong cá khác nhau tùy theo loài, điều kiện sinh

sống, kích cỡ Cá hoạt động bơi lội nhiều, kích cỡ lớn chứa nhiều TMAO hơn cá nhỏ,

ít bơi lội trong nước Hàm lượng TMAO chứa cao nhất trong các loài cá sụn (cá nhám)

và mực, chiếm khoảng 75-250 mgN/100g, cá tuyết chứa ít hơn (60-120 mgN/100g)

Theo Tokunaga (1970), hàm lượng TMAO ở cá nổi như cá trích, cá thu, cá ngừ

tập trung cao nhất trong cơ thịt sẫm (vùng tối), trong khi đó các loài cá đáy thịt trắng

có hàm lượng TMAO cao hơn nhiều trong cơ thịt màu sáng TMAO có vai trò điều

hòa áp suất thẩm thấu của cá, vì vậy giúp cá chống lại áp suất thẩm thấu gây ra do sự

chênh lệch nồng độ muối trong nước biển

 Các axit amin tự do

Các axit amin tự do chiếm khoảng 0,5-2% trọng lượng cơ thịt, chúng góp phần

tạo nên mùi vị thơm ngon đặc trng của nguyên liệu Hàm lượng axit amin tự do càng

nhiều thì vi khuẩn gây hư hỏng phát triển càng nhanh và sinh ra mùi ammoniac Các

loài cá có cơ thịt sẫm và thường vận động như cá ngừ, cá thu có hàm lượng histidine

cao Cơ thịt sẫm chứa histidin nhiều hơn cơ thịt trắng Trong thời gian bảo quản,

histidine bị vi sinh vật khử nhóm carboxyl hình thành độc tố histamine

Trang 20

 Urê:

Urê có phổ biến trong tất cả cơ thịt cá, nhưng nói chung có ít hơn 0,05% trong

cơ thịt của cá xương, các loài cá sụn biển có chứa một lượng lớn urê (1-2,5%) Trong

quá trình bảo quản, urê phân huỷ thành NH3 và CO2 dưới tác dụng của enzym urease

của vi sinh vật Do urê hoà tan trong nước và thấm qua màng tế bào nên nó dễ được

tách ra khỏi miếng phi lê

 Amoniac:

Amoniac có mùi đặc trưng (mùi khai) Trong cơ thịt của cá tươi có một lượng

nhỏ amoniac Trong cá xương, lượng amoniac thấp nhưng khi bị hư hỏng do vi sinh

vật thì lượng amoniac tăng nhanh Khi sự hư hỏng tiến triển, pH của cơ thịt chuyển

sang môi trường kiềm do lượng amoniac tăng lên và tạo nên mùi ươn thối của cá

 Creatine:

Là thành phần chính của hợp chất phi protein Cá ở trạng thái nghỉ ngơi creatine

tồn tại dưới dạng mạch vòng phospho và cung cấp năng lượng cho quá trình co cơ

 Enzym

Enzym là protein, chúng hoạt động xúc tác cho các phản ứng hoá học ở trong

nội tạng và trong cơ thịt Enzym tham gia vào quá trình trao đổi chất ở tế bào, quá

trình tiêu hoá thức ăn và tham gia vào quá trình tê cứng Sau khi cá chết enzym vẫn

còn hoạt động, vì thế gây nên quá trình tự phân giải của cá, làm ảnh hưởng đến mùi vị,

trạng thái cấu trúc, và hình dạng bề ngoài của chúng Sảnphẩm của quá trình phân giải

do enzym là nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật, làm tăng nhanh tốc độ ươn hỏng

Trong nguyên liệu có nhiều enzym khác nhau Các nhóm enzym chính ảnh

hưởng đến chất lượng nguyên liệu là:

- Enzym thuỷ phân

- Enzym oxy hoá khử

Trang 21

Nhiều loại protease được tách chiết từ cơ thịt cá và có tác dụng phân giải làm

mềm mô cơ Sự mềm hoá của mô cơ gây khó khăn cho chế biến Các enzym thuỷ phân

protein quan trọng trong nguyên liệu gồm: Cathepsin, protease kiềm tính, collagenase,

pepsin, trypsin, chimotrypsin

Các emzym thuỷ phân lipid quan trọng trong cá gồm có: Lipase, phospholipase

Chúng thường có trong các cơ quan nội tạng và trong cơ thịt Enzym thuỷ phân lipid

rất quan trọng đối với cá đông lạnh, ở các loài cá này lipid có thể bị thuỷ phân khi độ

hoạt động của nước thấp Quá trình bảo quản lạnh đông các axit béo tự do được sinh

ra từ photpholipid và triglyxerit, có ảnh hưởng xấu đến chất lượng của cá Axit béo tự

do gây ra mùi vị xấu, ảnh hưởng đến cấu trúc và khả năng giữ nước của protein cơ thịt

Các enzym oxy hoá khử bao gồm: Phenoloxidase, lipoxygenase, peroxidase

 Lipid

Cá sử dụng chất béo như là nguồn năng lượng dư trữ để duy trì sự sống trong

những tháng mùa đông, khi nguồn thức ăn khan hiếm

Hàm lượng lipid trong cá dao động nhiều (0,1-30%) Cá được phân loại theo

hàm lượng chất béo như sau:

- Cá gầy (< 1% chất béo) như cá tuyết, cá tuyết sọc đen

- Cá béo vừa (<10% chất béo) như cá bơn lưỡi ngựa, cá nhồng, cá mập

- Cá béo (>10% chất béo) như cá hồi, cá trích, cá thu,

Bảng 2.2: Hàm lượng chất béo trong cơ thịt của các loài cá khác nhau

Trang 22

Sự phân bố chất béo trong cá

Chất béo của các loài cá béo thường tập trung trong mô bụng vì đây là vị trí cá

ít cử động nhất khi bơi lội trong nước Mô mỡ còn tập trung ở mô liên kết, nằm giữa

các sợi cơ Với cá gầy, hàm lượng chất béo trong cá dự trữ chủ yếu trong gan

Hình 2.11: Sự phân bố lipid tồng số ở các phần khác nhau của cơ thể cá thu

(hình trên) và cá ốt vẩy lông có nguồn gốc từ Nauy (hình dưới)

Dạng tự nhiên của chất béo

Trang 23

Lipid trong các loài cá xương được chia thành 2 nhóm chính: phospholipid và

triglycerit Phospholipid tạo nên cấu trúc của màng tế bào, vì vậy chúng được gọi là

lipid cấu trúc Triglycerit là lipid dự trữ năng lượng có trong các nơi dự trữ chất béo,

thường ở trong các bào mỡ đặc biệt được bao quanh bằng một màng phospholipid và

mạng lưới colagen mỏng hơn Triglycerit thường được gọi là lipid dự trữ Một số loài

cá có chứa các este dạng sáp như một phần của các lipid dự trữ

Thành phần chất béo trong cá khác xa so với các loài động vật có vú khác

Điểm khác nhau chủ yếu là chúng bao gồm các acid béo chưa bão hòa cao (14-22

nguyên tử cacbon, 4-6 nối đôi) Hàm lượng axit béo chưa bão hòa trong cá biển (88%)

cao hơn so với cá nước ngọt (70%) Chất béo trong cá chứa nhiều acid béo chưa bão

hòa do đó rất dễ bị oxy hóa sinh ra các sản phẩm cấp thấp như aldehyde, ceton, skaton

Tuy nhiên, lipid trong thủy sản rất có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng Các hợp chất

có lợi trong lipid cá là các axit béo không no cao, đặc biệt là: Axit eicosapentaenoic

(EPA 20:5) và axit docosahexaenoic (DHA 22:6)

Điểm đông đặc của dầu cá thấp hơn động vật khác Ở nhiệt độ thường ở trạng

thái lỏng, nhiệt độ thấp bị đông đặc ở mức độ khác nhau

 Gluxit

Hàm lượng gluxit trong cơ thịt cá rất thấp, thường dưới 0,5%, tồn tại dưới dạng

năng lượng dự trữ glycogen Tuy nhiên, hàm lượng glycogen ở các loài nhuyễn thể

chiếm khoảng 3%.Cá vừa đẻ trứng lượng gluxit dự trữ rất thấp Sau khi chết, glycogen

cơ thịt chuyển thành axit lactic, làm giảm pH của cơ thịt, mất khả năng giữ nước của

cơ thịt Sự biến đổi của pH ở cơ thịt sau khi cá chết có ý nghĩa công nghệ rất lớn

 Các loại vitamin và chất khoáng

Cá là nguồn cung cấp chính vitamin nhóm B (thiamin, riboflavin và B12),

vitanin A và D có chủ yếu trong các loài cá béo Vitamin A và D tích lũy chủ yếu

trong gan, vitamin nhóm B có chủ yếu trong cơ thịt cá

Vitamin rất nhạy cảm với oxy, ánh sáng, nhiệt độ Ngoài ra, trong quá trình chế

biến (sản xuất đồ hộp, tan giá, ướp muối, ) ảnh hưởng lớn đến thành phần vitamin

Vì vậy, cần phải chú ý tránh để tổn thất vitamin trong quá trình chế biến

Chất khoáng của cá phân bố chủ yếu trong mô xương, đặc biệt trong xương

sống Canxi và phospho là 2 nguyên tố chiếm nhiều nhất trong xương cá Thịt cá là

nguồn giàu sắt, đồng, lưu huỳnh và iod Ngoài ra còn có niken, coban, chì, asen, kẽm

Trang 24

Hàm lượng chất sắt trong thịt cá nhiều hơn động vật trên cạn, cá biển nhiều hơn

cá nước ngọt, cơ thịt cá màu sẫm nhiều hơn thịt cá màu trắng

Sunfua (S) có phổ biến trong thịt các loài hải sản, chiếm khoảng 1% chất khô của thịt

Sunfua trong thịt cá phần lớn tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ sunfua hòa tan Hàm

lượng sunfua nhiều hay ít có ảnh hưởng lớn đến màu sắc của sản phẩm

Hàm lượng đồng trong cá ít hơn so với động vật thủy sản không xương sống

Hàm lượng iod trong thịt cá ít hơn so với động vật hải sản không xương sống

Cá biển có hàm lượng iod cao hơn cá nước ngọt Hàm lượng iod của động vật hải sản

nói chung nhiều gấp 10 - 50 lần so với động vật trên cạn Thịt cá có nhiều mỡ thì hàm

lượng iod có xu hướng tăng lên

2.1.3.3 Tính chất của cá:

 Tính chất vật lý

 Hình dạng: hình dạng cơ thể và chức năng của cá hoàn toàn thích nghi với

cuộc sống bơi lội tự do trong nước Cá có nhiều dạng:

- Hình thoi: cá nục, cá thu, cá ngừ

- Hình tên: cá cờ, cá kim

- Hình dẹp: cá chim, cá đuối, cá bơn

- Hình rắn: cá khoai, cá hố, cá dứa

Có thể chia thành 2 dạng cơ bản: cá thân tròn và cá thân dẹt

- Cá thân tròn như: cá ngừ, cá thu, cá nhám Chúng thường hoạt động bơi lội

- Cá thân dẹt như cá đuối, cá bơn thích ứng với đời sống ở đáy biển, và ít bơi

lội

Vi sinh vật được tìm thấy trên bề mặt ngoài của cá sống và cá vừa mới đánh

bắt Nếu cá có tỉ lệ diện tích bề mặt so với khối lượng của nó (còn gọi là diện tích bề

mặt riêng) càng lớn thì càng dễ bị hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật ở bề mặt cá

Vì vậy, trước khi xử lý và bảo quản, cần phải rửa sạch cá để loại bỏ lớp nhớt ở bề mặt

cá chứa vi sinh vật

 Tỉ trọng của cá

Gần bằng tỉ trọng của nước, thay đổi tùy theo bộ phận trên cơ thể của cá, phụ

thuộc vào thân nhiệt của cá, cá có nhiệt đô càng nhỏ thì tỉ trọng càng nhỏ

 Điểm băng

Trang 25

Là điểm ở đó nhiệt độ làm cho cá bắt đầu đóng băng, nước trong cơ thể cá tồn

tại ở dạng dung dịch do đó điểm băng tuân theo định luật Raun Dung dịch càng loãng

đóng băng càng nhanh, điểm đóng băng của cá gần điểm đóng băng của nước (0oC)

Thông thường điểm băng của các loài cá từ -0,60C - 2,60C Điểm băng của cá tỉ lệ

nghịch với pH của dung dịch trong cơ thể cá Áp suất thẩm thấu của động vật thủy sản

nước ngọt thấp hơn nước mặn do đó điểm băng của thủy sản nước ngọt cao hơn nước

mặn

 Hệ số dẫn nhiệt

Phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mỡ, cá có hàm lượng mỡ càng lớn thì hệ số

dẫn nhiệt càng nhỏ Tuy nhiên hệ số dẫn nhiệt còn phụ thuộc vào nhiệt độ Thịt cá

đông kết có hệ số dẫn nhiệt lớn hơn cá chưa đông kết, nhiệt độ đông kết càng thấp hệ

số dẫn nhiệt càng cao

 Tính chất hóa học của cá:

Thành phần chính quyết định tính chất hóa học của cá là các loại protein

Do cấu tạo từ những hợp chất nitrogen, các hợp chất này cấu tạo nên cơ quan

của cá tạo cho cấu trúc của cá có độ chắc, độ đàn hồi và độ dẽo dai nhất định (cấu tạo

từ các thành phần phức tạp nhưng chủ yếu là protein) Cấu tạo của cơ thể cá là một

hỗn hợp năng lượng chất hóa học mà trước hết là các loại protein, sau đó là lipid rồi

các muối vô cơ và những chất khác nữa tạo thành một dung dịch keo nhớt trong đó

nước là dung môi

2.1.4 Một số sản phẩm từ cá

 Dầu cá:

Lợi ích của dầu cá: Giảm đau và viêm sưng, cải thiện tinh thần, bảo vệ và tránh

đột quỵ , tốt cho hệ thần kinh, ngừa ung thư, tốt cho tim mạch, tốt cho mắt, da khỏe

đẹp, giảm âu lo ưu phiền

 Nước mắm từ cá: là chất nước rỉ từ cá được ướp muối lâu ngày Nó được sử

dụng rộng rãi trong ẩm thực của các quốc gia Đông Nam Á như Việt Nam và Thái

Lan, để thêm vị mặn vào thức ăn Ngoài sử dụng gia vị, tại cá nước Đông Nam Á nước

mắm được dùng làm đồ chấm cho cá món ăn như cá, tôm, thịt lợn

 Cháo cá ăn liền:

Nguyên liệu - Làm sạch - Xử lý - ép đùn - Gia vị - Cháo cá ăn liền

Trang 26

Các loại nông sản như gạo, đậu xanh không đủ tiêu chuẩn xuất khẩu sẽ bị loại

ra để tiêu thụ trong nước với giá rẻ, sản xuất cháo ăn liền trên dây chuyền khép kín, áp

dụng công nghệ mới là phương án tốt để tạo sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, mang

lại lợi nhuận và có khả năng cạnh tranh

Trang 27

2.1.5 Vùng nguyên liệu

Suốt dọc bờ biển Việt Nam nơi nào cũng bắt gặp các loài cá biển có giá trị kinh

tế và xuất khẩu cao Song tùy theo thời gian, địa hình biển, thời tiết và các đối tượng

đánh bắt khác nhau, hình thành các khu vực đánh bắt chủ yếu:

Ven bờ vịnh Bắc Bộ: gồm một số loài cá ngừ như cá ngừ sọc dưa, cá ngừ bò, cá

chim

Vùng biển miền Trung: tập trung nhiều loài cá có giá trị dinh dưỡng cao như cá

ngừ sọc dưa, cá ngừ vây vàng, cá ngừ bò, cá ngừ vằn, cá thu, cá nục, cá nhám…Miền

Trung là khu vức đánh bắt cá biển với sản lượng rất lớn Đặc biệt là cá ngừ đại dương

với một số tỉnh như Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình

Thuận

Vùng biển Nam Bộ: tập trung một số loài cá như cá thu, cá ngừ đại dương, cá

trích, đánh bắt ở Nam Vũng Tàu, từ Gò Công đến Gành Hào, khu vực Đông Mũi Cà

Mau là ngư trường lớn của Minh Hải

Vùng biển gần bờ phía tây ( Vịnh Thái Lan ): nguồn lợi kém hơn vùng phía

đông khu vực khai thác rộng lớn cho vùng phía Tây tỉnh Minh Hải, từ quần đảo Nam

Du đến Đông Nam An Thới và về phía Tây Bắc Hòn Sơn Rái với cá loại cá trích, cá

thu, cá ngừ, cá mú

2.1.6 Tình hình phát triển ngành chế biến cá trên thế giới nói chung và Việt

Nam nói riêng

2.1.6.1 Nuôi trồng

Việt Nam là nước có tiềm năng lớn về nuôi trồng thủy sản với diện tích mặt

nước nội địa khoảng đạt 1.05 triệu ha, vùng triều khoảng 0.7 triệu ha và hệ thống đầm

phá ven biển có thể phát triển nuôi trồng thủy sản Trong khi diện tích có khả năng

nuôi trồng thủy sản của cả nước ước tính khoảng gần 2 triệu ha

Trang 28

Việt nam có tiềm năng rất lớn để trở thành nước xuất khẩu hàng đầu các sản

phẩm thủy sản nhờ thế mạnh vùng ĐBSCL, nhờ 3600 km bờ biển với nhiều cửa sông

và vịnh tự nhiên và nhờ nguồn nhân lực Việt Nam Sản lượng nuôi cá tra và rô phi ở

ĐBSCL có thể tăng gấp đôi, bởi hiện chỉ mới nuôi trên diện tích 10000 ha, nếu tăng

chừng ấy nữa vẫn có thể nuôi cá mà không ảnh hưởng ngành nuôi trồng khác Miền

trung và miền bắc là vùng đăc trưng để nuôi cá biển ( như cá giò, mú, tuyết ) khi các

loài cá này không được đánh bắt nữa Mười lăm năm gần đây, một nửa lượng tiêu thụ

sản phẩm thủy sản thế giới đến từ ngành nuôi trồng thủy sản và Việt Nam là một trong

những nước xuất khẩu thủy sản trên thế giới

2.1.6.2 Tình hình sản xuất cá ở Việt Nam:

Đồng bằng Nam Bộ có truyền thống nuôi cá tra và cá Ba sa, nuôi chủ yếu trong

bè Hiện nay cá Tra và cá Ba Sa không chỉ ở Nam Bộ mà một số nơi ở miền Trung và

Miền Bắc cũng bắt đầu quan tâm đến đối tượng này Những năm gần đây, việc nuôi

các loài này nhằm phát triển phục vụ nhu cầu tiêu thụ nội địa và là nguyên liệu cho

xuất khẩu Nuôi thương phẩm thâm canh cho năng suất cao từ 100 – 300 kg/m3 bè

Trong năm 2002 chỉ riêng 2 tỉnh An Giang và Đồng Tháp, sản lượng đạt 180000 tấn

Cá Ba Sa giống trước đây được vớt ngoài tự nhiên bằng các hình thức bắt cá

giống để ươm thành giống lớn và cung cấp cho các bè nuôi thịt Mỗi năm nhu cầu cá

giống lên đến 20-25 triệu con Từ năm 1996, các cơ quan nghiên cứu như trường Đại

Học Cần Thơ, Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản II, công ty Agifish An Giang đã

nghiên cứu nuôi vỗ thành thục cá bố mẹ và cho đẻ nhân tạo cá Ba Sa thành công, đã

chủ động giải quyết con giống cho nghề nuôi cá Ba Sa

Từ khi chúng ta mở rộng thị trường xuất khẩu cá Tra, cá Ba Sa thì nghề nuôi cá Tra và

cá Ba Sa trong bè cũng như trong ao phát triển mạnh mẽ, sản lượng cá thịt tăng đột

biến trong 5 năm trở lại đây Cá Tra và cá Ba Sa trở thành đối tượng xuất khẩu với

nhiều mặt hàng chế biến đa dạng, phong phú và được xuất khẩu sang hàng chục nước

như Mĩ, EU, Nhật và các vùng lãnh thổ khác Nhu cầu thực phẩm trong nước vẫn

đang là một thị trường vô cùng rộng lớn mà chúng ta còn bỏ ngỏ, chưa quan tâm đúng

mức

2.1.6.3 Xuất khẩu cá ngừ:

Cá ngừ xuất khẩu của Việt Nam đang được ưa chuộng và thị trường cho mặt

hàng này trong quý 1 đã được mở rộng thêm 14 thị trường so với cùng kỳ năm ngoái

Trang 29

Với khoảng 5.800 tấn cá ngừ xuất khẩu trong quý 1, các doanh nghiệp đã thu

được 26 triệu USD, tăng hơn 15% về lượng và 23% về kim ngạch so với cùng kỳ năm

trước Hiện giá 1kg cá ngừ đông lạnh trung bình ở mức 6,1 USD và dự báo sẽ tiếp tục

duy trì ở mức này trong quý II năm nay

Ngoài cá ngừ, xuất khẩu nhiều loại cá khác của Việt Nam cũng đang thuận lợi

Tại thị trường Ôxtrâylia, trong 2 tháng đầu năm, lượng xuất khẩu cá tra đông lạnh tăng

41%, cá đục đông lạnh tăng 627%, cá mực đông lạnh tăng hơn 100%

Chỉ tính trong hơn 3 tháng đầu năm 2009, nước ta đã xuất khẩu được hơn 5.954

tấn cá ngừ với tổng trị giá 19 triệu USD

Hiệp hội Chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP) vừa cho biết, sau

4 tháng, hiện khối lượng cá ngừ xuất khẩu của nước ta đang tăng trở lại so với hồi đầu

năm 2009, là tín hiệu lạc quan sau nhiều tháng liền xuất khẩu thủy sản nói chung gặp

nhiều khó khăn

Theo thống kê, chỉ tính trong hơn 3 tháng đầu năm 2009, nước ta đã xuất khẩu

được hơn 5.954 tấn cá ngừ với tổng trị giá 19 triệu USD - trong đó chủ yếu là lượng

xuất khẩu vượt trội vào 2 tháng gần đây.Hiện nay, 3 thị trường lớn của cá ngừ Việt

Nam vẫn là EU, Mỹ, Nhật Bản và sản lượng cá xuất khẩu vào 3 thị trường này vẫn

không có sự thay đổi

Trong đó, riêng thị trường EU, nhu cầu nhập khẩu cá ngừ hiện nay đã tăng thêm

23,3% và Đức là thị trường tiềm năng nhất Theo thống kê, khối lượng cá ngừ xuất

khẩu vào Mỹ đã tăng trở lại thêm 34,8% và Nhật Bản là 34,5% so với cùng kỳ năm

trước

Hình 2.13: Cá ngừ xuất khẩu

Trang 30

Các nhà máy chế biến cá đông lạnh ở Việt Nam hiện nay phần lớn đều có hệ

thống trang thiết bị hiện đại và áp dụng các công nghệ tiên tiến nhất trên thế giới với

các tiêu chuẩn chất lượng được áp dụng theo quốc tế như chương trình chất lượng

(QMS) theo HACCP, ISO 9001 – 2000, SSOP, GMP Các hệ thống dây chuyền IQF tự

động hiện đại có khả năng sản xuất các mặt hàng giá trị cao

2.1.7 Các phế liệu từ cá và thực trạng phế thải từ cá

Phế liệu từ cá chủ yếu là đầu, đuôi, vây cá, ruột gan, và máu cá Ngoài ra còn có

một số cá chưa đạt yêu cầu để chế biến

Tùy theo loài và phương pháp chế biến mà lượng phế liệu từ cá có thể đạt

khoảng 10% nguyên liệu Hiện nay với sản lượng cá khai thác từ vùng biển, các vùng

sông suối, ao hồ tự nhiên và kể cả việc khai thác từ những hộ nuôi cá ở các sông, ao hồ

thì sản lượng cá dùng để chế biến thực phẩm đông lạnh ngày càng gia tăng vì vậy việc

các phế liệu của cá từ việc chế biến ở các cơ sở, công ty sản xuất chế biến cá đông lạnh

để xuất khẩu ngày càng nhiều gây ô nhiễm môi trường

Theo thống kê chưa đầy đủ hiện nay nước ta có hơn 300 cơ sở chế biến thủy

sản với khoảng 230 nhà máy chuyên sản xuất các sản phẩm đông lạnh phục vụ xuất

khẩu có tổng công suất hơn 200 tấn/ ngày Ước tính có khoảng 20 tấn phế liệu cá thải

ra mỗi ngày

Lượng phế liệu cá thải ra là một nguồn có khả năng gây ô nhiễm môi trường

Khi môi trường bị ô nhiễm có thể gây ra các bệnh hô hấp, bệnh hen suyễn, tim mạch,

viêm phế quản, ung thư, dị ứng… làm suy giảm sức khỏe và ảnh hưởng đến tính mạng

con người.Vì vậy, đây là việc làm cấp bách

2.1.8 Hướng xử lý

Sự nhanh chóng phát triển của ngành nuôi trồng thủy sản ở nước ta trong những

năm gần đây và trong tương lai sẽ đồng thời tăng nhu cầu sử dụng một lượng lớn bột

cá để chế biến thức ăn Ngày nay bột cá được xem như thành phần then chốt rất quan

trọng để làm thức ăn đối với nhiều loại vật nuôi thủy sản Đặc biệt đối với các loài

thủy sản ăn thịt như tôm, cá biển…Các nghiên cứu cho thấy bột cá có tính ưu việt như

cân đối hàm lượng protein chất lượng cao trong thức ăn giúp vật nuôi tăng trưởng

nhanh đồng thời hệ số chuyển đổi thức ăn thấp Mặt khác còn giúp giảm thiểu sự ô

nhiễm môi trường do lượng thức ăn ít nhưng hiệu quả cao Với sự phát triển các cơ sở

và nhà máy chuyên sản xuất các sản phẩm đông lạnh ngày càng nhiều Các phế liệu

Trang 31

của cá thải ra môi trường rất lớn gây ô nhiễm môi trường ngày càng tăng đã đặt ra một

thách thức lớn là làm sao giảm bớt phế liệu trong chế biến hoặc tìm ra các công dụng

khác cho phế liệu từ cá là vấn đề hết sức cần thiết

Các phế liệu từ cá chứa nhiều chất dinh dưỡng như protein, các acid amin cần

thiết, vitamin A, D…và các khoáng chất khác Vì vậy, người ta có thể ứng dụng bột cá

vào một số thực phẩm bổ sung dinh dưỡng như: dùng làm bột nêm, cháo cá dinh

dưỡng, bánh phồng tôm… Chính những sản phẩm này đã góp phần mở rộng phạm vi

sử dụng của phế liệu từ cá Đồng thời cải thiện tình hình thiếu Nitơ động vật hiện nay

2.2 Các phương pháp tủa protein

Phương pháp tủa được sử dụng tương đối rộng rãi để thu nhận các phân tử sinh

học mà nhất là protein Để tủa, người ta sử dụng nhiều cách khác nhau : tủa bằng

muối, tủa bằng các dung môi hữu cơ hoặc thay đổi pH của dung dịch có chứa protein

2.2.1 Tủa bằng muối

Đây là cách tủa phổ biến để tủa protein Khả năng hòa tan của protein tùy thuộc

vào nhiều yếu tố: đặc tính lý hóa tự nhiên của protein, pH, nhiệt độ, nồng độ của

muối…

Ở nồng độ muối thấp, tính tan của protein tăng nhẹ (salting in) Tuy nhiên ở

nồng độ muối cao, tính tan của protein giảm mạnh (salting out)

Đầu tiên giả thuyết salting in ở nồng độ muối thấp được giải thích bởi Debye –

Huckel Trong dung dịch, protein được bao bọc xung quanh bởi các ion muối mang

điện tích trái dấu Chính đặc tính này gia tăng hoạt tính của các dung môi Giả thuyết

của Debye – Huckel cho rằng, tính tan của protein được biểu diễn bằng một hàm

logrit, giá trị của hàm tỉ lệ với căn bậc hai của cường độ ion trong dung dịch

Thuật ngữ salting out trong môi trường có nồng độ muối cao được giải thích

Kirkwood Sự gia tăng lượng ion muối trong dung dịch làm quá trình Solvate hóa,

giảm tính hòa tan của protein dẫn đến sự tủa

Ở nồng độ muối cao, độ hòa tan tuân theo công thức sau của Cohn:

log S = B – KI Trong đó:

S: độ hòa tan của protein

B: hằng số (tùy thuộc vào chức năng của protein, pH và nhiệt độ)

Trang 32

K: hằng số salting out (tùy thuộc vào pH, hỗn hợp và lượng muối có trong dung

dịch)

I: cường độ ion của muối

Những đường biểu diễn khác nhau tùy theo từng protein khác nhau Vì thế, khi

muốn tách một protein từ một hỗn hợp gồm nhiều protein khác nhau, ta có thể lựa

chọn nồng độ muối thích hợp sao cho phù hợp nhất với protein mục tiêu

Độ dốc của đường salting out mô tả ở trên phụ thuộc vào chức năng protein và

nồng độ muối, không phụ thuộc vào nhiệt độ và độ pH Ngoài ra, nếu trọng lượng

phân tử của protein tăng lên thì lượng muối cần cho phương pháp tủa giảm xuống

Hiệu quả tủa protein của các anion muối khác nhau thì khác nhau, có thể xếp

theo thứ tự giảm dần như sau:

Citrate > Phosphate > Sulphate > Acetate/Chloride > Nitrate > Thiocyanate

2.2.2 Tủa bằng các dung môi hữu cơ:

Khi thêm dung môi hữu cơ vào môi trường, hằng số điện môi của môi trường

giảm xuống Công thức biểu diễn mối quan hệ giữa độ hòa tan và hằng số điện

môi:

Trong đó:

S: độ hòa tan của protein trong môi trường hữu cơ

Sw: độ hòa tan của protein trong nước

Hình 2.14: Đồ thị hàm log biểu diễn

độ hòa tan của protein biến thiên

Trang 33

D: hằng số điện môi của môi trường sau khi đã bổ sung dung môi hữu cơ vào

Dw: hằng số dung môi của nước

R: hằng số khí

T: nhiệt độ tuyệt đối

A: hằng số khí

Công thức trên cho thấy, khi ta thêm dung môi hữu cơ vào môi trường, hằng số

điện môi tăng lên, khả năng hòa tan của protein giảm, vì thế tạo ra sự kết tủa Tuy

nhiên, các dung môi còn lại có ái lực với các bề mặt kị nước của phân tử protein Kết

quả là chúng biến tính protein trong suốt quá trình kết tủa Do đó khi tủa chỉ nên sử

dụng các dung môi hữu cơ nồng độ thấp mặt dù một số dung môi như: 2-

Metyl-2,4-Pentanediol ( MPD), Dimethyl Sulfoxide (DMSO) và Ethanol có thể được sử dụng ở

nồng độ cao

2.2.3 Tủa protein bằng phương pháp điểm đẳng điện

Khi thay đổi pH của môi trường, mức độ tủa của protein cũng thay độ Ở pH

thấp, protein tích điện dương vì nhóm amide bị protn hóa (thu nhận proton) Ở giá trị

pH cao, protein tích điện âm vì các nhóm carbocyl trong phân tử protein bị mất đi

proton (mất H+) Tại giá trị pI (Isoelectrics point - điểm đẳng điện, protein không tích

điện Điều này làm giảm tính tan của protein vì protein không còn khả năng tương tác

với môi trường Khi đó, các phân tử protein sẽ tách ra khỏi môi trường Hiện tượng

này được giải thích bằng các phương trình Cohn

Phương pháp này thường được dùng cho các protein đậu này (có điểm đẳng

điện khoảng 4.6)

2.2.4 Tủa protein bằng các non- ionic polymer

Hình 2.15: Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của 2 protein khác nhau thay đổi theo pH

Trang 34

Phương pháp này được thực hiện bằng cách cho thêm non- ionic vào trong dung

dịch protein Khi thêm vào, số lượng các phân tử nước có thể tương tác được với

protein giảm xuống Người ta thường sử dụng Dextrans và Polyethylen glycols

µi = µi0 + RT( ln mi + fiimi + fij + mj ) Trong đó:

µi0 : điện thế hóa học chuẩn của phân tử i

µi : điện thế hóa học của phân tử i

R: hằng số khí

T: nhiệt độ tuyệt đối

mi, mj nồng độ molar của phân tử i và j

fii: hệ số tương tác của phân tử i

fij: hệ số tương tác của phân tử i và j

Khi protein tồn tại ở nồng độ cao, hay pH môi trường vượt ra ngoài điểm đẳng

điện mới xảy ra quá trình tương tác giữa các cấu tử trong protein

Muốn thêm loại non- ionic polyme nào vào trong dung dịch protein tùy thuộc

vào trọng lượng phân tử của protein đó Cũng tương tự như tủa protein bằng phương

pháp điểm đẳng điện Tại một giá trị pH nào đó (sau khi thêm non-ionic polymer) thì

khả năng hòa tan của protein cũng giảm xuống Các ion non- ionic polymer thường sử

dụng vì khó thao tác và có thể gây biến tính protein

 Chú ý:

Nhiệt độ thấp làm hiệu quả tủa và sự biến tính protein

Nồng độ ion: 0.05 - 0.2

Đối với các chất tan có trọng lượng phân tử càng cao thì lượng dung môi cần

cho quá trình tủa càng ít Theo Scopes (1982), khi bắt đầu tủa protein bằng acetone,

nên tuân theo công thức sau:

[(v/v)% ] = 1.8 - 0.12 ln [MW]

Trong đó

(v/v)% là thể tích dung môi cần dùng cho quá trình tủa – tính theo %

MW : trọng lượng phân tử của chất tan

Trang 35

Nếu trong hỗn hợp có sự hiện diện của 2 protein, tính tan của protein sẽ giảm vì

sự hiện diện của protein kia

Thuận lợi của phương pháp tủa bằng cách sử dụng non – ionic polymers là

protein sản phẩm bền và có thể sử dụng ở nhiệt độ phòng

2.2.5 Tủa bằng ion kim loại

Trong phương pháp tủa này, ion kim loại sẽ gắn một phần của phân tử protein

Thuận lợi của phương pháp này là có thể tủa được protein trong một dung dịch rất

loãng Các ion kim loại có thể chia làm ba nhóm Các ion như Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+,

Zn2+, và Cd2+ sẽ gắn chặt vào các acid carboxylic và các hợp chất có chứa nitrogen

Các ion như Ca2+, Ba2+, Mg2+, và Pb2+ sẽ gắn chặt với các nhóm chức chứa acid

carboxylic Các ion như Ag+, Hg2+ và Pb2+ sẽ gắn chặt với các nhóm có chứa lưu

huỳnh

2.3 Các dạng chế phẩm protein

2.3.1 Protein concentrated :

Là một loại chế phẩm protein có hàm lượng protein tối thiểu là 65% Chế phẩm

chứa nhiều chất xơ, giàu protein và acid amin được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh

vực, ví dụ sản phẩm được dùng như là thực phẩm chức năng Ngoài ra, nó còn được bổ

sung trong các loại nước giải khát, các loại nước ngũ cốc, bánh ngọt, sản phẩm ăn

chay, thức ăn gia súc làm gia tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm nhưng không làm

tăng giá thành của sản phẩm

Protein concentrated có nhiều dạng : hạt, sệt, hoặc bột mịn

Protein concentrated dễ hấp thu do đó thích hợp cho trẻ em, người lớn tuổi, phụ

nữ có thai và cho con bú

2.3.2 Protein isolated :

Giống chế phẩm trên nhưng chứa hàm lượng protein thực vật rất cao 90% Nó

hầu như chứa các acid amin cần thiết cho sự phát triển mặt khác nó chứa lượng chất

béo rất thấp, giúp ngăn ngừa chứng loãng xương, ung thư, các triệu chứng thời kì mãn

kinh Tuy nhiên chế phẩm này không có lợi cho sức khỏe bằng chế phẩm protein

concentrated Đó là do protein trong chế phẩm này được tách ra bằng cồn Kết quả của

phương pháp này làm mất nhiều keton có nhiều trong thực vật (C5H10O2) Keton rất tốt

cho sức khỏe, nó ngăn ngừa chứng giãn động mạch, hạ cholesterol và hạn chế xơ cứng

động mạch

Trang 36

Bảng 2.3 : Chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của chế phẩm protein isolated

Khối lượng tịnh : 20 kg/bag

Hạn sử dụng : 12 tháng kể từ ngày sản xuất in trên bao

Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh nhiệt độ cao

Soy protein concentrated Soy protein isolated

Hình 2.16:Các dạng chế phẩm protein

Trang 37

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm

3.1.1 Thời gian: Từ ngày 21/9/2009 đến ngày 04/01/2010

3.1.2 Địa điểm: Phòng Công nghệ sinh học, Khoa Khoa Học Ứng Dụng, Bộ môn

Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Tôn Đức Thắng TP Hồ Chí Minh

3.2 Vật liệu thí nghiệm

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Các phế liệu của cá lấy từ công ty chế biến thuỷ sản sau khi chế biến sản

phẩm đông lạnh xuất khẩu

Sau khi lấy về, chúng tôi đem các phế liệu của cá bảo quản bằng tủ đông để

làm thí nghiệm trong vòng 15 ngày

 Điều kiện lấy mẫu :

+ Lấy ngay sau khi chế biến cá

Trang 38

Dung dịch glucose chuẩn (1mg/ml) Dung dịch CH3COOH 9%

Dung dịch K3Fe(CN)6 0.05N Dung dịch Na2S2O3 0.05N

Dung dịch ZnSO4 – KI

 Môi trường nuôi cấy:

- LSB ( Lauryl Sulfate Broth), BGBL (Brilliant Green Bile Lactose Salt )

- Canh EC, EMB, Endo base Agar

- Canh Tryotone, SCA, canh MR-VP

- Thuốc thử: Kovac’s, metyl red, napthol

- Dung dịch nước muối pepton SPW ( Saline Pepton Water) chứa 8.5 g

NaCl và 1 g Peptone trong 100 ml nước

- Typton Glucose Agar (TGA): Trypton hoặc Peptone 5g, Glucoza 4g, cao

nấm men 2.5g, thạch 15g, nước cho đủ 1000ml Môi trường hấp khử trùng ở nhiệt độ

1210C trong thời gian 20p

Trang 39

3.3 Phương pháp nguyên cứu :

3.3.1 Sơ đồ tiến trình nghiên cứu :

Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình trích ly:

pH, tỷ lệ dung môi, thời gian

Khảo sát quá trình tủa protein bằng tác nhân: nhiệt độ, pH

Ứng dụng bột cá để sản xuất một số sản phẩm

Đánh giá chất lượng sản

phẩm

Kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý của phế liệu cá

Trang 40

 Giải thích :

 Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình trích ly :

Chúng tôi dùng dung dịch NaOH để trích ly protein từ các phế liệu của cá

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình là:

- pH: giá trị pH của dịch trích khác nhau sẽ trích ly được hàm lượng protein

khác nhau do ảnh hưởng đến trạng thái tích điện của protein, làm tăng tính tan của

protein

- Tỷ lệ mẫu/dung môi: tỷ lệ dung môi khác nhau thì sẽ trích ly được hàm

lượng protein khác nhau vì lượng dung môi càng nhiều thì diện tích tiếp xúc giữa

nguyên liệu và dung môi càng lớn do đó protein khuếch tán vào dịch trích ly nhiều

hơn

- Thời gian trích ly: thời gan trích ly càng lâu thì khả năng trích ly protein

càng nhiều nhưng làm tăng lượng tạp chất trong dịch trích ly và làm biến tính

protein

 Khảo sát quá trình tủa protein bằng tác nhân pH – nhiệt độ:

Ở đây chúng tôi dùng pH để gây tủa protein Do các acid amin của các phế

liệu của cá có tính acid nên pI của các phế liệu của cá có khả năng nằm trong vùng

Định dạng
Số trang	103
Dung lượng	2,21 MB