Nghiên cứu công nghệ sản xuất surimi từ cá mè và ứng dụng

Ngành công nghiệp surimi đã rất phát triển trên thế giới và đã khẳng định được chỗ đứng quan trọng của mình trong ngành chế biến thực phẩm nói chung và Việt Nam được coi là nước có triển

Trang 1

bộ giáo dục và đào tạo trường đại học bách khoa hà nội

-

ĐINH THị KIM HOA

NGHIÊN CứU CÔNG NGHệ SảN XUấT SURIMI

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, các cô trong viện công nghệ Sinh học- công nghệ Thực phẩm đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn công nghệ thực phẩm sau thu hoạch trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã hướng dẫn chỉ bảo cho em trong suốt thời gian học tập tại trường và làm luận văn tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ thực phẩm sau thu hoạch, bộ môn thực phẩm lên men, bộ môn quản lý chất lượng và thực phẩm nhiệt đới, bộ môn công nghệ sinh học đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình làm nghiên cứu

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Công Thành đã truyền đạt những kiến thức quý báu và trực tiếp tận tình hướng dẫn,

chỉ bảo đồng thời luôn động viên khích lệ để em hoàn thành tốt đề tài

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 10/2010 Học viên

Đinh Thị Kim Hoa

Trang 3

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Công Thành

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 5

“Nghiên cứu công nghệ sản xuất surimi từ cá mè và ứng dụng” 6

PHẦN I:TỔNG QUAN 8

I.1 Tình hình nuôi trồng cá nước ngọt ở Việt Nam 8

I.2 Tình hình sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng surimi 11

I.2.1 Tình hình sản xuất trên thế giới 11

I.2.2 Tình hình sản xuất surimi tại Việt Nam 13

I.3 Thành phần hóa học của thịt cá 14

I.3.1.Protein 14

I.3.2 Lipit 16

I.3.3 Muối vô cơ 17

I.3.4 Vitamin 17

I.3.5 Enzym 18

I.4 Khả năng tạo gel của surimi 20

I.4.1 Một số nét chung về sự hình thành gel protein 20

I.4.2 Điều kiện tạo gel 20

I.4.3 Cơ chế tạo gel 22

I.4.4 Sự hình thành hệ khung mạng protein trong gel 22

I.4.4.1 Liên kết hydro (Hydrogen bonds) 23

I.4.4.2 Liên kết cầu muối (Salt Linkages) 24

I.4.4.3 Liên kết cầu disunfua (Disunfide Bonds) 25

Trang 4

I.4.4.4 Các tương tác kỵ nước (Hydrophobic Interaction) 25

I.4.5 Sự chuyển đổi từ dạng sol (paste) sang dạng gel 26

PHẦN II: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

II.1 Nguyên vật liệu 28

II.1.1 Nguyên liệu 28

II.1.2 Hóa chất và thiết bị 28

II.2 Phương pháp nghiên cứu 29

II.2.1 Phương pháp thực nghiệm 29

II.2.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình rửa đến chất lượng của surimi 29

II.2.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt đến độ bền chắc gel của surimi và sự phân hủy protein 30

II.2.1.3 Nghiên cứu công thức phối trộn của sản phẩm chả mực từ surimi cá mè 31

II.2.2 Các phương pháp phân tích 31

II.2.2.1 Xác định độ ẩm 31

II.2.2.2 Xác định hàm lượng protein 32

II.2.2.3 Xác định hàm lượng oligopeptide 33

II.2.2.4 Xác định hàm lượng lipit 34

II.2.25 Đo pH 34

II.2.3 Phương pháp cảm quan 34

II.2.3.1 Phương pháp thử uốn gập (folding test) đánh giá cấu trúc của surimi [6] 34

II.2.3.2 Phương pháp thử cắn (Teeth cutting test) đánh giá độ đàn hồi của surimi [6] 34

Trang 5

PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

III.1 Kết quả nghiên cứu khảo sát nguyên liệu 36

III.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình rửa đến chất lượng của

surimi 36

III.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch rửa đến chất lượng của

surimi 37

III.2.1.1 Ảnh hưởng của quá trình ngâm rửa bằng dung dịch NaCl +

NaHCO3 đến chất lượng của surimi 38

III.2.1.2 Ảnh hưởng của quá trình ngâm rửa bằng dung dịch Na4P2O7

+ NaHCO3 đến chất lượng của surimi 43

III.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch rửa/thịt cá đến chất

lượng của surimi 44

III.2.3 Ảnh hưởng của thời gian ngâm rửa đến chất lượng của surimi 46

III.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt đến độ bền chắc

gel của surimi và sự phân hủy protein 48

III.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian gia nhiệt đến độ bền chắc gel

Trang 6

PHẦN IV: KẾT LUẬN 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

PHỤ LỤC 64

Trang 7

MỞ ĐẦU

Cá là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng đối với con người Từ cá có

thể chế biến thành rất nhiều món ăn đơn giản hàng ngày hoặc có thể là

nguyên liệu của các nhà máy chế biến theo quy mô công nghiệp

Việt Nam là nước có bờ biển dài hơn 3260 km cùng với hệ thống kênh

rạch, ao hồ chằng chịt, chính vì thế ngành thủy hải sản của nước ta khá phát

triển Theo thống kê chưa đầy đủ , hiện nay sản lượng đánh bắt cá ở nước ta

đạt gần 2 triệu tấn, trong đó 3 – 10% đưa vào chế biến xuất khẩu Phần còn lại

được phơi khô, sản xuất nước mắm, sản xuất bột cá, chăn nuôi Tất nhiên,

ngành chế biến thủy hải sản hiện nay cũng mang lại lợi ích cho người sản xuất

nhưng chưa cao Việc tìm ra cách sử dụng nguồn nguyên liệu cá có hiệu quả

phục vụ cho nhu cầu thực phẩm là rất cần thiết Một trong những hướng quan

trọng là sản xuất thịt cá xay và các sản phẩm từ thịt cá xay – hiện đang được

đánh giá là thành công nhất trong công nghệ chế biến cá trên thế giới

Thực tế, thịt cá xay và các sản phẩm từ thịt cá xay không phải là sản

phẩm mới Đã từ lâu, mỗi nước đều có sản phẩm thịt cá xay truyền thống như

chả cá ở nước ta, Lurchifa của Thái Lan, Fish Finger của Mỹ, Kamaboko,

Tricuvakhapen của Nhật Bản và theo các chuyên gia của FAO thì trong lĩnh

vực thực phẩm, cá xay mà dạng tốt nhất là surimi sẽ là cơ sở thực phẩm cho

tương lai

Ngành công nghiệp surimi đã rất phát triển trên thế giới và đã khẳng

định được chỗ đứng quan trọng của mình trong ngành chế biến thực phẩm nói

chung và Việt Nam được coi là nước có triển vọng xuất khẩu và tiêu thụ các

sản phẩm từ surimi Một số loài cá nước ngọt, nước mặn đã được các nhà

công nghệ thực phẩm của Việt Nam nghiên cứu làm nguyên liệu sản xuất

surimi, các sản phẩm từ surimi và đã bước đầu đưa vào sản xuất Một số cá

nước ngọt qua thực tế cho thấy là nguồn nguyên liệu cho sản phẩm surimi cao

Trang 8

cấp như cá rô phi (Hội thảo công nghệ mới sản xuất surimi tại Thái Lan

8/1998)

Surimi là dạng bột nhuyễn (paste) ổn định, được chế biến từ thịt cá đã

tách xương, rửa sạch, có tính đông (tạo gel) nhất định, có màu sắc đặc trưng,

không mùi, không vị, ít mỡ, không có cholesterol [6]

Theo hội thảo công nghệ mới sản xuất surimi tại Thái Lan 8/1998, Việt

Nam được coi là một nước có triển vọng và tiềm lực trong xuất khẩu, tiêu thụ

các sản phẩm từ surimi

Cá mè là loài cá được nuôi phổ biến ở hầu khắp đất nước Việt Nam Cá

mè được nuôi xen với các loài cá khác và đạt sản lượng rất lớn mỗi năm Tuy

nhiên, cá mè chưa được sử dụng trong chế biến xuất khẩu, đặc biệt là trong

chế biến surimi mà thường được trao đổi, mua bán với giá rất rẻ, thậm chí còn

thường xuyên bị tồn đọng do không sử dụng hết Điều này gây ra một sự lãng

phí không nhỏ và làm đau đầu người chăn nuôi cũng như các nhà quản lý

Vì vậy, để góp phần vào việc nâng cao giá trị của cá mè và làm phong

phú thêm các sản phẩm có thể đáp ứng được người tiêu dùng từ loài cá này,

em xin lựa chọn đề tài:

“Nghiên cứu công nghệ sản xuất surimi từ cá mè và ứng dụng”

Mục tiêu của đề tài:

• Xác định được các yếu tố công nghệ và sự ảnh hưởng của chúng đến

chất lượng của surimi và các sản phẩm mô phỏng từ surimi

• Xây dựng được quy trình sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng từ

surimi cá mè

Nội dung:

Trang 9

Để hoàn thành các mục tiêu trên tiến hành các nội dung sau:

• Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình rửa đến chất lượng của surimi

• Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đến chất lượng surimi

• Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đến sự phân hủy

protein của surimi

• Nghiên cứu ảnh hưởng của công thức phối trộn đến chất lượng sản

phẩm chả mực

Trang 10

PHẦN I:TỔNG QUAN I.1 Tình hình nuôi trồng cá nước ngọt ở Việt Nam

Nước ta có diện tích bề mặt nước ngọt lớn với 653.000 ha sông ngòi,

394.000 ha hồ chứa, 85.000 ha đầm phá ven biển, 580.000 ha ruộng lúa nước

Ngoài ra, ở ĐBSCL hàng năm có khoảng 1.000.000 ha diện tích ngập lũ từ 2

đến 4 tháng… Nhờ vậy, nguồn lợi cá nước ngọt ở Việt Nam thực sự phong

phú Theo kết quả điều tra khoa học, đã xác định được 544 loài cá nước ngọt

phân bố ở Việt Nam Ngoài ra, nước ta còn nhập nội thêm hàng chục loài

khác như: cá trắm cỏ, cá rô phi, cá rôhu

Hiện nay, nghề nuôi cá nước ngọt đã phát triển rộng khắp trong cả nước,

không chỉ ở các tỉnh đồng bằng, ven biển mà còn ở cả các tỉnh miền núi Thời

gian qua đã có rất nhiều mô hình nuôi cá nước ngọt như: cá rô phi, ếch, ba

ba… thành công trên quy mô lớn tại các địa phương trong cả nước Việc

“nuôi cá hồi” thành công tại một số địa phương miền núi phía Bắc như Sapa,

Lai Châu…đã đánh dấu một bước phát triển của nghề nuôi cá nước ngọt ở

Việt Nam Tuy nhiên, vùng nuôi cá nước ngọt xuất khẩu lớn nhất vẫn chỉ tập

trung ở ĐBSCL với loài chủ yếu là con cá tra, basa, được nuôi với quy mô

rộng lớn, được đầu tư đúng mức để trở thành sản phẩm xuất khẩu chủ lực của

Việt Nam (chỉ sau con tôm) Ngoài con cá tra, basa có giá trị xuất khẩu cao

trong những năm gần đây nước ta còn tập trung nuôi rô phi - một loại cá có

thịt trắng và thơm ngon, dễ chế biến, năng suất cao, có thể thay thế một số

loại cá biển, được đa số người tiêu dùng trên thế giới ưa chuộng Do đó có thể

nói, sau con cá tra, basa thì cá rô phi có thể trở thành loài cá nước ngọt được

nuôi trồng và xuất khẩu chủ lực của Việt Nam Bên cạnh đó, trong danh mục

xuất khẩu thuỷ sản nước ngọt của nước ta cũng thấy điểm tên một số loại

Trang 11

khác như: cá rô phi, cá thác lác, cá trê, cá bống, … nhưng kim ngạch xuất

khẩu chưa đáng kể

Theo ông Bùi Văn Thưởng - Phó Tổng thư ký Hội Nghề cá Việt Nam cho

biết: “Cái khó khăn hiện nay đối với việc phát triển một số loài cá nước ngọt

trên quy mô lớn chính là ở khâu con giống, do con giống bị thoái hoá, kém

chất lượng, trong khi đó chúng ta cũng chưa sản xuất được giống nhân tạo với

quy mô lớn… vì vậy rất khó để phát triển mạnh” Cũng theo ông, một trong

những cái khó nữa khiến bà con chưa tập trung vào nuôi một loài thuỷ sản

nước ngọt trên quy mô lớn, mang tính công nghiệp là bởi chưa có quy hoạch

sản xuất lớn, giá thành thức ăn thuỷ sản còn quá cao Đa số các hộ nuôi vẫn

theo cách dân dã, tận dụng ao hồ, tận dụng nguồn thức ăn tự nhiên sẵn có…

nên chất lượng và sản lượng đương nhiên không thể đáp ứng được nếu có các

đơn hàng nhập khẩu lớn Bên cạnh đó, việc chậm chuyển giao kỹ thuật nuôi

trồng, thiếu cán bộ kỹ thuật, cơ chế chính sách hỗ trợ nghề nuôi cá nước ngọt

còn chậm và không đồng bộ gây khó khăn cho các nhà đầu tư Bởi vậy, để

nghề nuôi trồng cá nước ngọt ngày càng phát triển nhà nước ta cần phải giải

quyết các vấn đề trên một cách triệt để

Mặc dù ngành nuôi trồng cá nước ngọt gặp rất nhiều khó khăn nhưng diện

tích nuôi trồng cá nước ngọt vẫn liên tục tăng Dưới đây là bảng thống kê diện

tích nuôi trồng cá nước ngọt trong 10 năm do cục thống kê đưa ra :

Diện tích (ha) Năm

2000

Năm

2001

Năm 2002

Năm 2003

Năm 2004

0

Trang 12

Việc thúc đẩy phát triển nghề nuôi cá nước ngọt khắp cả nước là một

hướng đi đúng trong việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn

hiện nay, nó đã mang lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần tạo ra nhiều sản phẩm

hàng hoá cho xã hội, giải quyết việc làm, nâng cao thu nhập, xóa đói giảm

nghèo, cải thiện cuộc sống cho nhân dân ở các vùng nông thôn miền núi

 Tình hình nuôi trồng cá mè tại Việt Nam

Cá mè là loài tham gia vào khai thác tối ưu nguồn năng lượng trong các hệ

sinh thái ao hồ, ruộng trũng, sông ngòi, góp phần chống ô nhiễm môi trường

nước Cá mè trắng và mè hoa là những loài cá nuôi ghép chính ở trong ao,

nhất là ở những ao mà nước màu mỡ, giàu các sinh vật thức ăn tự nhiên cho

cá Thường cá mè được nuôi lẫn trong ao với cá trắm, cá chép Sản lượng cá

truyền thống chiếm 1/3 so với tổng lượng cá nước ngọt Hiện nay có 3 loài cá

mè đang được nuôi phổ biến tại Việt Nam gồm: cá mè trắng Việt Nam, cá mè

trắng Trung Quốc, cá mè hoa

¾ Cá mè trắng Việt Nam (Hypophthalmichthys Harmandi Sauv)

Phân bố ở các sông ngòi miền Bắc nước ta trong điều kiện tự nhiên thường

gặp cỡ 1 – 1.5 kg/con

Cá sống chủ yếu ở tầng nước giữa và tầng nước mặt, thân có màu trắng,

phần lưng có màu sẫm hơn, bụng màu trắng bạc

Ăn chủ yếu là thực vật phù du, ít động vật nguyên sinh, động vật không

Trang 13

Cá mè trắng Trung Quốc được nhập vào nước ta từ năm 1958 đến năm

1964 thì cho đẻ thành công

Cá có những đặc điểm tương tự như cá mè trắng Việt Nam, nhưng có kích

thước nhỏ hơn và nhẹ cân hơn Tuy nhiên, chúng dễ nuôi, dễ vỗ béo, dễ dàng

cho đẻ nhân tạo, thành thục và đẻ sớm ở tuổi thứ 2, cá cái có thể đẻ 9 – 11

vạn trứng/kg cá [1]

¾ Cá mè hoa ( Aristichthys Nobilis Rich)

Cá mè hoa được đưa từ Trung Quốc vào thuần hóa tại Việt Nam năm

1958 Năm 1967, trạm nghiên cứu nước ngọt Đình Bảng thả hàng loạt giống

cá mè hoa ra gây nuôi ở sông Hồng

Cá thích sống ở các tầng nước giữa và tầng trên nhưng không gần mặt

nước như cá mè trắng, có phần lưng và thân màu xanh thẫm, có nhiều đốm

xanh đen rải rác khắp thân

Loài cá này thường có kích thước lớn hơn cá mè trắng, tăng trưởng nhanh

từ năm thứ nhất đến năm thứ ba và giảm vào năm thứ tư Cá 1 tuổi nặng

khoảng 1 – 1.5 kg, 2 – 3 tuổi nặng 4 – 6 kg

Cá thành thục khi hơn 2 tuổi, cá cái nặng 4 – 6 kg có thể đẻ 40 – 50 vạn trứng

[1]

I.2 Tình hình sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng surimi

I.2.1 Tình hình sản xuất trên thế giới

Trước đây, có đến 90% lượng cá minh thái Alaska được sử dụng để sản

xuất surimi, do đó sản lượng surimi tăng chủ yếu nhờ sản lượng đánh bắt cá

minh thái Alaska Tuy nhiên, do tính đa dụng của surimi để sản xuất nhiều

mặt hàng khác nhau, cùng với sự suy giảm sản lượng cá minh thái Alaska, đã

thúc đẩy việc nghiên cứu tìm các loài cá khác thay thế, có những đặc tính phù

Trang 14

hợp cho sản xuất surimi Các công trình nghiên cứu gần đây cho thấy cá tuyết,

cá lanh, cá mòi dầu Đại Tây Dương, cá đù, cá thu Chilê khá phù hợp để làm

nguyên liệu Cũng đã có nhiều công trình phát triển công nghệ chế biến thịt cá

béo như cá trích, cá thu… thành surimi hoặc sản phẩm gốc surimi Ngoài ra

để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thế giới, các chuyên gia kỹ thuật và

các nhà khoa học đã cố gắng đưa ra những công nghệ sản xuất surimi từ

những loài thuỷ sản mới, kể cả nhuyễn thể chân đầu như một số loài mực kích

thước lớn [11]

Hiện nay, hơn 50% sản lượng surimi toàn cầu được chế biến từ các loài

cá khác được đánh bắt ở tất cả các vùng biển trên thế giới Đó có thể là các

loài cá thịt trắng nước lạnh như cá tuyết, cá sòng Thái Bình Dương ; và các

loài cá nhiệt đới như cá lượng, cá mối, cá trác Ở Nhật Bản đã sản xuất thành

công surimi từ các loài cá trích nhỏ, mối, kiếm, dưa, nục…, mực nang nhưng

chất lượng surimi tùy thuộc rất nhiều vào độ trắng và tỉ lệ mỡ của thịt cá

Tại các nước đang phát triển ở vùng nhiệt đới có nhiều loài cá nổi nhỏ

như cá trích và cá thu phân bố rộng khắp nhưng do đặc điểm hàm lượng mỡ

và myoglobin cao cộng với lớp thịt sẫm màu ở bên ngoài (20 – 30 %) nên

chúng ít phù hợp để chế biến surimi Những năm gần đây, người ta còn sử

dụng cả cá tạp thu được trong nghề lưới kéo tôm so với ngày trước để chế

biến surimi Những loài được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất surimi đông

lạnh ở khu vực Châu Á – Thái Bình Dương là cá hồng mắt to (Priacanthus

sp), cá nhồng (Sphypaena sp), cá dù (Pennahia sp) [6]

Đầu thập kỷ 80 Nhật sản xuất hơn 90% của thế giới với mức cao nhất là

4 nghìn tấn năm 1984 và xuất khẩu 1709 tấn surimi, 30.000 tấn thịt cua giả

trong thị trường Mỹ và châu Âu [11] Sự thành công đi đầu của Nhật trong kỹ

thuật chế biến và kinh doanh mặt hàng này đã thúc đẩy nhiều nước nhanh

Trang 15

chóng xây dựng công nghiệp chế biến các sản phẩm nhân tạo từ surimi Mỹ

phát triển công nghiệp chế biến surimi từ năm 1988 Tới năm 1992 đã có sản

lượng vượt Nhật Bản và dẫn đầu thế giới hiện nay, sản xuất gần 1/2 surimi thế

giới

Bên cạnh các nước có truyền thống sản xuất surimi như Mỹ, Thái Lan

và Nhật Bản thì công nghệ sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng đã

nhanh chóng phát triển hàng ở các nước Châu Á như Trung Quốc, Việt Nam,

Ấn Độ, Malaixia, Inđônêxia, Mianma; ở Nam Mỹ như Achentina, Chilê, Pêru

và ở Tây Âu, Pháp

Sự phát triển hiện nay cho thấy ngành công nghiệp surimi đã định hình

và trưởng thành trên toàn thế giới Sự phát triển của nó trong tương lai phụ

thuộc vào khả năng quản lý các nguồn lợi, vào việc tìm kiếm mở rộng thị

trường và vào sức mạnh sáng tạo của các nhà sản xuất [6]

I.2.2 Tình hình sản xuất surimi tại Việt Nam

Tại Việt Nam, cũng có nhiều nhà máy, công ty sản xuất surimi và các

sản phẩm mô phỏng surimi như công ty xuất nhập khẩu Thủy sản Baseafood

Bà Rịa – Vũng Tàu, công ty xuất nhập khẩu Thủy sản Cà Mau, công ty xuất

nhập khẩu Thủy sản Đà Nẵng…, nhưng chủ yếu phục vụ cho nhu cầu xuất

khẩu trong đó chủ yếu chỉ làm gia công xuất qua Hàn Quốc hoặc Nhật Sản

lượng, cũng như chất lượng còn quá khiêm tốn Nguyên liệu cũng chỉ là cá

tạp, chứ ít khi được chọn lọc để có quy trình chế biến riêng Một số rất ít

được chuyển qua làm cá viên như một giải pháp "lấy ngắn nuôi dài" Theo

Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam, các doanh nghiệp chế

biến xuất khẩu thủy sản Việt Nam cần tăng cường xuất khẩu surimi, bởi thị

trường Nhật Bản đang có nhu cầu rất cao về mặt hàng này [18]

Trang 16

Công nghệ sản xuất surimi - sản phẩm truyền thống của Nhật giống

như cá xay của nhiều nước và chả cá của Việt Nam - đã được nhiều cơ sở chế

biến đông lạnh của thủy sản Việt Nam nhập về trong mấy năm gần đây Sản

phẩm này hiện là một trong những mặt hàng thủy sản xuất khẩu mạnh sang

nhiều nước và đem lại nguồn ngoại tệ không nhỏ Theo các chuyên gia ngành

chế biến, nhiều loại cá của Việt Nam rất thích hợp cho việc sản xuất surimi

Hiện surimi được sản xuất bằng cá bò với sản lượng từ 50.000 đến 70.000

tấn/năm và có khả năng có thể đạt tới hàng trăm tấn nếu có đầu tiêu thụ đảm

bảo [6]

I.3 Thành phần hóa học của thịt cá

Thành phần hoá học của thịt cá bao gồm nước, protit, lipid, gluxit, muối

vô cơ, men và các hoocmon Những thành phần tương đối nhiều là nước,

protit, lipid và muối vô cơ, lượng gluxit thường rất ít và tồn tại dưới dạng

glycogen [2]

I.3.1.Protein

Thịt cá bao gồm các cơ trong đó có chứa từ 15 – 22% protein Dựa vào vị

trí có thể phân protein ra thành ba nhóm:

- Protein chất cơ (Sarcoplasmic protein)

- Protein mô liên kết (Stroma protein)

- Protein tơ cơ (Myofibrillar protein)

I.3.1.1 Protein chất cơ (Sarcoplasmic protein)

Protein chất cơ hoà tan trong nước nên được loại bỏ trong quá trình rửa,

tách nước trong sản xuất surimi Nếu protein chất cơ không được loại bỏ sẽ

làm giảm nồng độ của protein tơ cơ Khi gia nhiệt protein của chất cơ bị biến

tính và làm giảm khả năng tạo gel của surimi

Trang 17

Sự biến tính của protein chất cơ là sự duỗi mạch của protein cấu trúc bậc

hai, bậc ba và bậc bốn Sự biến tính làm lộ ra bề mặt hoạt động của protein

dẫn tới các tác động qua lại giữa protein-protein, protein của chất cơ được giữ

lại và như vậy làm cho surimi có màu Sự biến tính có thể xảy ra trong suốt

quá trình rửa, tách nước nếu nhiệt độ tăng quá cao

Mioglobin là protein quyết định màu sắc của thịt cá, nhóm ngoại của

mioglobin là heme sự có mặt của protein heme (hay nguyên tử Fe của heme)

ở surimi đa rửa là chất xúc tác quá trình oxy hoá lipid (thường là photpholipid

màng tế bào) Sự oxy hoá chất béo góp phần làm cho protein tơ cơ bị biến

tính và như vậy sẽ làm giảm khả năng tạo gel của nó [2]

I.3.1.2 Protein mô liên kết (Stroma protein)

Protein mô liên kết thuộc loại protein khung mạng: là những protein của

mạng, màng sợi cơ, màng ty thể và của mô liên kết Trong đó có tới 50%

lượng protein của khung mạng là colagen và elastin

Protein mô liên kết hầu hết không hoà tan trong nước hay trong dung dịch

muối và không tham gia vào quá trình tạo gel, nên colagen cùng với protein tơ

cơ không bị loại bỏ trong quá trình rửa, ép tách nước trong sản xuất surimi

Lượng protein của mô liên kết chiếm % rất nhỏ so với protein tơ cơ nên sự có

mặt của chúng không ảnh hưởng đáng kể đến khả năng tạo gel của surimi [2]

I.3.1.3 Protein tơ cơ (Myofibrillar protein)

Protein tơ cơ chiếm trên 50% lượng protein của cơ, có thể chia ra làm

hai nhóm:

+ Protein có chức năng co rút như myosin, actin

+ Protein có chức năng điều hoà co rút như tropomyosin, troponin,

α-elastin, β-α-elastin, protein M, protein C [2]

Trang 18

Myosin có dạng sợi hình cầu, hoà tan được trong dung dịch muối trung

tính, ở nhiệt độ 45 – 50oC thì đông đặc và biến thành soluble myosinfibrin

không hoà tan Myosin là phức hợp của hai loại myosin nặng

(H-meromyosin) và myosin nhẹ (L- (H-meromyosin) Myosin nặng có hoạt tính

ATPase và có khả năng liên kết với actin tạo phức myosin-actin

Actin tồn tại ở hai dạng: hình cầu G-actin và hình sợi F-actin, cả hai dạng

này chuyển hoá lẫn nhau [1]

Troponin là protein phân bố dọc theo chiều dài của F-actin, cứ 39nm có

một troponin Có ba troponin T, I, C có khối lượng phân tử khác nhau

Tropomyoin phân tử gắn vào hai sợi F-actin, bản thân các phân tử

tropomyosin thì gắn đối đầu với nhau bằng kiên kết ion

Protein tơ cơ góp phần vào sự tạo thành gel khi nâng nhiệt Những

protein này hoà tan trong dung dịch muối NaCl (1 – 8%) nhưng không hoà

tan trong nước Để tạo gel surimi bằng quá trình gia nhiệt, người ta thêm muối

vào để tăng khả năng hoà tan và như vậy tăng khả năng phân tán của protein

[2]

I.3.2 Lipit

Chất béo trong cá chủ yếu là triglyxerit do các axit béo bậc cao hoá hợp

với glyxerin mà thành, không tan trong nước và trong rượu nhưng tan trong

dung môi hữu cơ như ete, benzen, clorofoc…[1] Triglyxerit được loại bỏ ở

mức độ lớn trong suốt quá trình rửa tách nước Tuy nhiên, có lượng nhỏ

photpholipit vẫn còn trong cơ cá mà rất khó loại bỏ trong quá trình rửa

Photpholipit có độ bão hoà chưa cao và thường tiếp xúc với sắt ở vòng heme

của protein tơ cơ nên dễ bị hỏng do quá trình oxy hoá Quá trình oxy hoá gây

ra mùi không mong muốn và đẩy nhanh sự biến tính protein tơ cơ

Trang 19

Photpholipit tập trung chủ yếu ở sợi cơ sẫm màu nên việc loại bỏ cơ sẫm màu

trước khi ép tách nước giúp phần nào loại bỏ phần lipit không ổn định này [4]

Chất béo trong surimi không ổn định khi không có tiền chất oxy hoá

như sắt ( từ các ống nước, thiết bị hay protein heme còn lại) Quá trình xay và

rửa thường hoà tan một lượng oxi vào surimi nên tạo điều kiện cho quá trình

oxi hoá chất béo xảy ra nhanh chóng Đối với surimi làm từ thịt cá sẫm màu,

tanh thì rất cần phải chú trọng [13]

I.3.3 Muối vô cơ

Muối vô cơ trong động vật thuỷ sản khác nhau theo giống loài, thời tiết

và hoàn cảnh sinh sống Nhìn chung lượng tương đối nhiều có Ca, P, Fe, Na,

K, Mg, Cl, I; một lượng ít là Al, Mn, Cr, Cu, Pb, Co, Li, Sr; trong một số ít

còn thấy F, Si, Ag, Sb, Sn, Zn Thông thường trong thịt cá hàm hượng muối

vô cơ có ở cơ thịt đỏ nhiều hơn thịt trắng [1]

I.3.4 Vitamin

Động vật thuỷ sản nói chung và cá nói riêng là nguồn thực phẩm quý vì

ngoài những thành phần dinh dưỡng cơ bản như protein, lipit, muối vô cơ …

thì còn có một lượng vitamin phong phú đặc biệt là vitamin A và D, E, các

vitamin thuộc nhóm B

Các vitamin được chia làm hai nhóm:

- Vitamin tan trong chất béo như A, D, E

- Vitamin tan trong nước như vitamin nhóm B

Vitamin A, D thường tồn tại ở dạng liên kết Hàm lượng vitamin A, D có

nhiều ở trong dầu gan cá và trong mỡ của thịt cá

Vitamin E cũng là vitamin hoà tan trong chất béo Hàm lượng vitamin E

trong dầu cá cao hơn trong mỡ của thịt cá Ví dụ: hàm lượng vitamin E trong

cơ thịt cá mè, chép khoảng 0.63 mg% còn trong dầu gan 8.5 – 31.9 mg%

Trang 20

Vitamin nhóm B tồn tại trong tổ chức cơ thịt nhiều hơn trong gan cá Hàm

lượng vitamin B1 trung bình trong cơ thịt các loài cá từ 0.01 – 0.02 mg%, B2

từ 0.05 - 0.08 mg và PP từ 0.01 – 2.90 mg% Ngoài ra có vitamin B12 trong tổ

chức cơ thịt ít hơn trong gan Trong cơ thịt thì có nhiều là ở cơ thịt đỏ [1]

I.3.5 Enzym

Enzym tiêu biểu trong thịt cá là proteaza, transglutaminaza (Tgase) hoặc

cả hai Các enzym này đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đặc

tính cấu trúc của sản phẩm Enzym proteaza sẽ hydro hoá myosin và protein

tơ cơ làm hỏng cấu trúc của các sản phẩm từ surimi Enzym Tgase xúc tác

phản ứng nối kết của myosin nhờ các cầu nối hoá học linh động Kết quả là

surimi có hoạt tính Tgase cao có thể làm tăng độ đàn hồi, kết dính của surimi

¾ Enzym transglutaminaza (Tgase) là enzym xúc tác phản ứng trùng hợp

(polymarization) của protein thông qua liên kết hoá trị (covalent bonds) giữa

các phân tử protein, các liên kết cầu disunfua giữa axit glutamic và lysin trong

protein Liên kết này làm tăng độ cứng và độ kết dính của gel surimi

¾ Enzym proteaza trong thịt cá gồm proteaza axit (Cathepsin), proteaza

trung tính, proteaza kiềm

+ Proteaza axit gồm Cathepsin A, B, C, D, E, H, L

Cathepsin Acùng với Cathepsin D làm tăng khả năng thuỷ phân của các

enzym sau đó [14]

Cathepsin D là quan trọng nhất vì nó khởi đầu cho sự phân giải protein

thành các peptit sau đó các Cathepsin khác mới tiếp tục phân giải [4]

Cathepsin D được coi là nguyên nhân chính gây ra sự phân huỷ cấu trúc

trong quá trình bảo quản lạnh đông Enzym này phân huỷ titin, myosin (cả

myosin nặng và myosin nhẹ) và phân cắt từ từ actin, troponin, tropomyosin,

ổn định ở 45oC, vô hoạt ở 70oC [9]

Trang 21

Cathepsin B gồm Cathepsin B1 và Cathepsin B2 được loại bỏ trong quá

trình rửa surimi, điều này có thể do các enzym tồn tại ở tương cơ [14]

Cathepsin E khả năng ổn định thấp và môi trường axit nên enzym này

không quan trọng đối với sự tạo gel của surimi

Cathepsin H phân huỷ myosin nhanh gấp 3 lần so với Cathepsin B, bị

mất trong quá trình rửa, hoạt động mạnh nhất ở 20oC

Cathepsin L phân huỷ myosin, actin, α-actin, troponin-T Hoạt lực phân

huỷ của cathepsin L lên mysin gấp 10lần so với cathepsin B, toopt= 55oC, vì

vậy có thể phá huỷ cấu trúc của gel trong quá trình gia nhiệt surimi [10]

+ Proteaza trung tính được đặt tên “ calpain”, tồn tại ở hầu hết mọi nơi và

tồn tại trong tế bào chất hay kết hợp với tơ cơ, là nguyên nhân làm yếu đi

tương tác giữa myosin-actin chứ không thuỷ phân trực tiếp Cho đến nay chưa

có nhiều nghiên cứu về calpain trong cơ cá vì vậy vai trò của nó đối với sản

xuất surimi chưa được nghiên cứu đầy đủ [15]

+ Proteaza kiềm trong cơ cá làm giảm khả năng tao gel đàn hồi khi ủ ở

nhiệt độ 60oC hơn là 30 – 40oC và 70oC, toopt= 60 – 65oC, pHopt= 7.7 – 8.1

Chúng phân huỷ hầu hết các protein trong tế bào như myofibrillar (protein tơ

cơ), lyosomal, microsomal, protein tương cơ Hàm lượng của proteaza trong

cơ cá tăng do proteaza từ bộ phận bên trong như thận, gan không được rửa

sạch Vì vậy trong quá trình rửa thịt cá cần loại bỏ hết màng gân và ruột nhằm

làm giảm hàm lượng proteaza trong thịt cá tăng khả năng đàn hồi của gel khi

gia nhiệt [13]

Trang 22

I.4 Khả năng tạo gel của surimi

I.4.1 Một số nét chung về sự hình thành gel protein

Cần phân biệt sự tạo gel với các hiện tượng khác tương tự, trong đó

cũng có sự giảm mức độ phân tán của dung dịch protein như sự liên hợp, sự

tập hợp, sự trùng hợp, sự kết tủa và sự đông tụ [3]

Các phản ứng liên hợp protein thường có quan hệ với các biến đổi ở

mức dưới đơn vị hoặc ở mức phân tử trong khi đó các phản ứng trùng hợp

hoá hoặc tập hợp hoá lại tạo ra các phức hợp có kích thước lớn

Sự kết tủa protein lại bao hàm tất cả các phản ứng tập hợp có thể dẫn

đến một phần hoặc mất toàn bộ độ hoà tan

Khi protein không bị biến tính nhưng do giảm hoạt lực đẩy tĩnh điện

giữa các mạch dẫn đến các phản ứng tập hợp không trật tự thì sẽ xảy ra hiện

tượng kết tụ

- Các phản ứng tập hợp không trật tự xảy ra do sự biến tính và các phản

ứng xảy ra do tương tác protein chiếm ưu thế so với tương tác

protein-dung môi sẽ dẫn đến tạo thành một khối lớn, thô gọi là sự đông tụ

- Khi các phân tử bị biến tính tự tập hợp lại để tạo thành một mạng lưới

protein có trật tự thì hiện tượng đó gọi là sự tạo gel [12]

I.4.2 Điều kiện tạo gel

¾ Sự gia nhiệt, trong đa số trường hợp là rất cần thiết cho quá trình tạo

gel.Việc làm lạnh sau đó cũng cần thiết và đôi khi một sự acid hóa nhẹ nhàng

cũng có ích

¾ Thêm muối, đặc biệt là ion canxi có thể cũng cần, hoặc là để tăng tốc

độ tạo gel hoặc để tăng độ cứng cho gel Do protein tơ cơ hòa tan trong muối,

Trang 23

mục đích cho muối vào nhằm tăng khả năng hòa tan của protein tơ cơ từ đó

làm tăng khả năng tạo gel

Myosin + actin cho muối actomyosin

Hỗn hợp thịt cá sau khi xay trở thành hệ sol nhớt dính hay bột nhuyễn

(paste) Hỗn hợp bột nhuyễn không thể hình thành được nếu thiếu sự có mặt

của muối bởi khi thêm muối vào hỗn hợp các protein tơ cơ hòa tan vào nước

Đồng thời, các myosin trong dung dịch liên kết với các sợi actin để tạo nên

các phân tử lớn actomyosin [10]

Cả hai loại myosin và actomyosin đều đóng vai trò chủ đạo trong việc

hình thành hệ gel của surimi và tạo nên các tính chất tương ứng với đặc tính

của hệ gel [10] Người ta đã phát hiện ra rằng trong một số loại surimi, liên

kết với actin làm biến đổi các tính chất tạo gel của myosin, nhưng

tropomyosin dường như không có ảnh hưởng đến sự hình thành gel [14] Tuy

nhiên, các tính chất tạo gel của actomyosin chủ yếu phụ thuộc vào tỉ lệ của

myosin trong phân tử, trong đó tính chất đặc trưng riêng của myosin do tỉ lệ

của phần mạch phân tử lượng lớn quyết định [6]

Vậy điều kiện bắt buộc của quá trình tạo gel là cho muối, mục đích:

+ Hòa tan phân tán đều protein tơ cơ

+ Tạo actomysin là cơ chất của quá trình tạo gel (tăng khả năng tạo gel)

Ngoài ra, trong quá trình chế biến khi nhiệt độ của khối thịt cá xay cao

sẽ dẫn đến sự phân huỷ protein từ đó ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của

protein Vì vậy trong quá trình chế biến luôn đảm bảo nhiệt độ của khối thịt

cá dưới 10oC

Trang 24

I.4.3 Cơ chế tạo gel

¾ Cơ chế tạo gel và các tương tác có quan hệ đến việc hình thành mạng

protein không gian ba chiều đặc trưng cho gel Nhiều nghiên cứu đã chỉ rõ

rằng cần phải có giai đoạn biến tính và giãn mạch xảy ra trước giai đoạn

tương tác có trật tự giữa protein-protein và tập hợp phân tử Có thể nói một

cách khái quát sự hình thành gel protein qua các bước sau:

¾ Giai đoạn phân ly thuận nghịch cấu trúc bậc bốn thành các dưới đơn vị

hoặc monomer Giai đoạn này xảy ra khi gia nhiệt vừa phải, các dưới đơn vị

hoặc các monome tập hợp lại với nhau

¾ Giai đoạn biến tính không thuận nghịch các cấu trúc bậc hai, bậc ba:

các phân tử protein giãn mạch xuất hiện những nhóm kỵ nước Nhờ tương tác

kỵ nước giữa protein-protein làm cho quá trình tập hợp xảy ra liên tục, mặt

khác gia nhiệt làm phơi bày các nhóm –SH tạo điều kiện thuận lợi, xúc tiến

tạo thành liên kết disunfua làm tăng cường hệ thống mạng Sự có mặt của các

ion Ca tạo nên liên kết cầu muối giúp cho khung mạng tốt hơn Trong trường

hợp giai đoạn tập hợp xảy ra chậm hơn so với giai đoạn biến tính thì càng có

điều kiện thuận lợi để các mạch polypeptit đã giãn mạch từng phần dễ dàng

định hướng trước khi tập hợp lại với nhau, tạo thành tập hợp có trật tự đồng

đều, độ đàn hồi

I.4.4 Sự hình thành hệ khung mạng protein trong gel

Khi protein bị biến tính các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa

các phần tử bị đứt, các nhóm bên của axit amin trước ẩn ở phía trong thì bây

giờ xuất hiện ra ngoài Các mạch polypeptid bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với

nhau và liên kết lại với nhau thành mạng lưới không gian 3 chiều mà mỗi vị

trí tiếp xúc của mạch là một nút Các phần còn lại hình thành mạng lưới

không gian vô định hình, rắn, trong đó có chứa đầy pha phân tán là nước [9]

Trang 25

Khi nồng độ tăng thì khả năng gel hóa tăng vì số những vị trí tiếp xúc để

tạo ra nút mạng lưới tăng lên Phân tử càng có nhánh thì gel hóa càng dễ vì ở

những vị trí đặc biệt ở đầu mút, những góc cạnh các yếu tố bền dễ bị mất do

đó dễ tạo ra nút mạng lưới Có bốn loại liên kết chính tham gia vào sự hình

thành mạng không gían gồm liên kết cầu muối, liên kết hydro, liên kết cầu

sunfua và các tương tác kỵ nước [14]

I.4.4.1 Liên kết hydro (Hydrogen bonds)

Là liên kết giữa nhóm -OH của axit amin tirozine, serin, treonin với các

nhóm -COOH của axit glutamic hoặc aspatic

Cấu trúc β của protein

Với R là gốc axit amin

Ái lực của liên kết hydro chủ yếu là nhờ lực Coloumb Khi gia nhiệt, ái

lực này sẽ bị suy yếu làm các liên kết hydro bị đứt, ngược lại ái lực tương tác

kỵ nước sẽ tăng lên Nhưng khi để nguội liên kết tái hợp và gel lại hình thành

Đây là nguyên nhân tại sao gel của gelatin tan chảy khi gia nhiệt còn khi để

nguội gel lại hình thành vì các mắt lưới trong gel gelatin chủ yếu là do các

liên kết hydro tạo thành

Trang 26

Nhiệt độ càng thấp liên kết hydro càng được tăng cường và củng cố vì

càng có nhiều điều kiện tạo ra nhiều cầu hydro Liên kết hydro là một liên kết

yếu tạo ra một độ linh động nào đó giữa các phân tử với nhau, do đó làm cho

gel có độ dẻo nhất định Các liên kết hydro giữa các mạch trong protein rất

bền, tại đây các phân tử nước không thể thấm qua được Nếu cho rằng giảm

nhiệt độ, gel actomyosin qua gia nhiệt được tăng cường thì các liên kết hydro

sẽ đóng vai trò nhất định để làm bền cấu trúc mạng không gian của gel surimi

nguội

Khi nghiên cứu cấu trúc xoắn β của protein dưới tác dụng của tia hồng

ngoại và tia X, cho thấy hầu hết các protein của tơ cơ bị chuyển thành các cấu

trúc này khi bị mất nước [7]

I.4.4.2 Liên kết cầu muối (Salt Linkages)

Đôi khi người ta cho rằng việc chuyển hoá từ hệ sol surimi sang dạng

gel còn do các liên kết cầu muối tạo ra

Trên một nửa axit amin trong phân tử myosin rất háo nước và khoảng

80% số đó là axit amin dạng axit và kiềm tính [8] Hầu hết các nhóm gốc của

chúng quay ra bên ngoài bề mặt phân tử, chính những nhóm gốc này tham gia

liên kết với nước Tại pH nhất định của thịt cá xay, các nhóm carboxyl

(COO-) của axit glutamic và aspatic mang điện tích âm, trong đó nhóm amin (NH2+)

của lysin và arginin mang điện tích dương Do đó, liên kết giữa các phân tử

được hình thành nhờ những nhóm chức này, và các protein tơ cơ liên kết với

nhau tạo thành một tập hợp không tan trong nước Khi thêm muối vào, bình

thường những ion muối này cũng đã có liên kết với nước sẽ gắn vào các nhóm

chức có điện tích trái dấu làm các phân tử myosin từ dạng không tan chuyển

thành hòa tan Khi xay nhuyễn thịt cá, mức độ xay nhuyễn có quan hệ mật

thiết với lượng muối cho vào, do muối có thể làm tăng khả năng hoà tan của

Trang 27

protein, cải thiện cấu trúc đàn hồi của hệ gel khi gia nhiệt Mặt khác, muối

còn làm mất tính ổn định cấu trúc phân tử đến khả năng biến tính nhiệt

I.4.4.3 Liên kết cầu disunfua (Disunfide Bonds)

Khi gia nhiệt ở nhiệt độ cao (to> 40oC), liên kết disunfua được tạo thành

Liên kết cầu disunfua (-S-S-) giữa các phân tử được tạo thành khi oxy hoá hai

gốc cystein

Protein – SH + HS – Protein +O2 Protein – S – S – Protein

Trong trường hợp này gel có tính bất thuận nghịch bởi nhiệt, rất chắc và

bền Sự gia nhiệt có thể làm phơi bày các nhóm –SH ở bên trong, do đó thúc

đẩy việc hình thành hoặc trao đổi các cầu disunfua Người ta cho rằng sự trao

đổi sunfit diễn ra khi gia nhiệt hỗn hợp bột nhuyễn surimi làm cho các mối

liên kết -S-S- nội phân tử chuyển thành các mối liên kết -S-S- giữa các phân

tử

Người ta đã chứng minh rằng ở nhiệt độ cao hơn (≥ 80oC) thì sự hình

thành liên kết cầu -S-S- sẽ diễn ra mạnh mẽ đối với cá chép Điều này cho

thấy rằng hiện tượng duỗi mạch của protein tơ cơ diễn ra mạnh mẽ ở nhiệt độ

cao

Khi có mặt nhiều nhóm –SH và -S-S- sẽ tăng cường hệ thống mạng giữa

các phân tử và gel tạo ra bền với nhiệt

I.4.4.4 Các tương tác kỵ nước (Hydrophobic Interaction)

Các tương tác kỵ nước thường diễn ra giữa các phân tử không có cực

(các nhóm ưa béo) [23] Khoảng 25% các axit amin có trong phân tử myosin

là các axit amin kỵ nước như analine, valine, leucine, isoleucine, proline,

trytophan và phenylanalin Những gốc này liên kết với các phân tử nước tự do

tạo thành một tập hợp gọi là núi băng hoặc mạng lưới mà tại đó các phân tử

Trang 28

nước liên kết với nhau bằng các cầu hydro xung quanh những gốc này (sự

hydrat háo kỵ nước) Tuy nhiên trật tự sắp xếp này của các phân tử không bền

với nhiệt bởi vì nó sẽ làm giảm entropi của hệ Trong khi đó lẽ ra entropi của

hệ phải tăng thì hệ mới bền Vì vậy, trái với các gốc axit amin háo nước, các

gốc kỵ nước thường có trong mạch bên trong của các phân tử protein chứ

không phải dưới dạng liên kết với nước Nhờ đó chúng đóng vai trò quan

trọng trong việc ổn định các cấu trúc của phân tử protein Khi nhiệt độ tăng,

các liên kết hydro trở nên kém bền hơn sự hydrat háo kỵ nước khó hơn

Những liên kết trên khác với liên kết cầu muối và liên kết hydro, nó

được hình thành không phải nhờ các liên kết giữa các gốc kỵ nước mà nhờ

các phân tử nước xung quanh Các cầu kỵ nước được hình thành khi đun nóng

protein do vậy các liên kết kỵ nước mạnh lên khi tăng nhiệt độ, ít nhất là đến

58oC

Khi giữ nhiệt ở khoảng 40oC protein tơ cơ của các loài cá có tốc độ tạo

gel chậm, các nhóm kỵ nước quay ra phía ngoài mặt phân tử protein Điều

này chứng tỏ rằng các tương tác kỵ nước đóng vai trò quan trọng trong hiện

tượng tạo gel

Quá trình tạo gel chỉ xảy ra khi có mặt muối Một số loại muối có khả

năng kết hợp với nước làm tăng cường các tương tác kỵ nước như các muối

có chứa ion Li+ và Na+, do các ion trên làm tăng sự tạo thành mạng lưới Trái

lại, các muối chứa ion I+ lại ngăn cản sự hình thành mạng lưới

I.4.5 Sự chuyển đổi từ dạng sol (paste) sang dạng gel

Một số loại nguyên liệu dạng hòa tan được như bột nhuyễn surimi và

long trăng trứng có thể tạo gel khi gia nhiệt Nhưng gel tạo thành không thể

chuyển về trạng thái ban đầu nếu như làm nguội chúng trở lại Ngược lại,

dung dịch nóng của aga hay gelatin có thể tạo gel khi làm nguội và sẽ chuyển

Trang 29

lại trạng thái như cũ khi gia nhiệt Tất cả các loại gel nói trên đều chứa một

lượng rất lớn nước, người ta cho rằng sự chuyển đổi từ hệ sol sang hệ gel là

nhờ sự hình thành cấu trúc mạng không gian mà trong đó có ít nhất 3 liên kết

cầu nối hay từng đoạn mạch polyme xoắn kết với nhau được tạo thành [9]

Trang 30

PHẦN II: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU II.1 Nguyên vật liệu

II.1.1 Nguyên liệu

¾ Nguyên liệu chính: Cá mè trắng Việt Nam (hay còn gọi là mè ta) có tên

khoa học là Hypophthalmichthys Harmandi Sauv là loài cá ưa nhiệt, dễ nuôi,

tốc độ sinh trưởng và phát triển nhanh, sức sinh sản lớn, sản lượng cao

Cá sử dụng trong nghiên cứu có khối lượng 1.5 – 2.5 kg, chiều dài 40 – 55

cm

Hình 1: Cá mè trắng Việt Nam

¾ Nguyên liệu phụ: đầu mực

¾ Gia vị: muối, mỳ chính, đường, hạt tiêu,dầu ăn

¾ Phụ gia: gelatin, tinh bột biến tính

II.1.2 Hóa chất và thiết bị

- NaHCO3, NaCl, pyrophotphat (Na4P2O7) tinh thể

- Dung dịch A (gồm Na2CO3 2% pha trong NaOH 0.1%)

- Dung dịch B (gồm CuSO4.5H2O 0.5% pha trong Natri Citrate 1%)

- Dung dịch Bovine serum albumin (BSA) 1mg/ml

- Dung dịch Tyrozine 1mM/ml

- Dung dịch Sodium doceylsulfate (SDS) nóng 85oC nồng độ 5%

Trang 31

- Dung dịch Trichloroacetid acid (TCA) lạnh 4oC nồng độ 5%

- Thuốc thử folin, ete và một số hóa chất khác

II.2 Phương pháp nghiên cứu

II.2.1 Phương pháp thực nghiệm

II.2.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình rửa đến chất lượng của

surimi

Tiến hành các thí nghiệm theo quy trình sau:

Cá nguyên liệu → Phi lê → Lọc thịt → Cắt nhỏ → Rửa (3 lần) → Tách

nước → Xay nhỏ → Băm nhuyễn, phối trộn→ Bao gói, định hình → Cấp

đông → Surimi

Tiến hành rửa thịt cá 3 lần ở nhiệt độ 1-4oC:

- Lần 1: Ngâm rửa bằng dung dịch rửa

- Lần 2: Rửa bằng nước thường

- Lần 3: Rửa bằng nước thường

¾ Thí nghiệm 1: Để nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch rửa đến chất

lượng của surimi, tiến hành ngâm rửa thịt cá trong thời gian 25 phút, cố định

tỷ lệ dung dịch rửa/ thịt cá là 4/1, nhiệt độ rửa 1 – 4oC bằng các dung dịch

sau:

1 Nước thường

2 Dung dịch NaHCO3 0.2%

3 Dung dịch NaCl 0.15% + NaHCO3 0.1%

8 Dung dịch NaHCO3 0.1% + pyrophotphat 0.1%

Trang 32

Mẫu kiểm chứng: Không rửa (nguyên liệu ban đầu)

¾ Thí nghiệm 2: Để nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch rửa đến

chất lượng của surimi, tiến hành ngâm rửa thịt cá trong thời gian 25 phút, ở

nhiệt độ 1 - 4oC bằng dung dịch đã xác định ở thí nghiệm 1, tỷ lệ dung dịch

rửa/thịt cá: 1/1; 2/1; 3/1; 4/1; 5/1

¾ Thí nghiệm 3: Để nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian rửa đến chất

lượng của surimi, tiến hành ngâm rửa thịt cá ở nhiệt độ 1 - 4oC bằng dung

dịch và tỷ lệ dung dịch đã xác định ở thí nghiệm 1 và 2, trong thời gian: 15

phút, 25 phút, 35 phút, 45 phút, 55 phút

Sau mỗi thí nghiệm đánh giá chất lượng của surimi sau ngâm rửa bằng

các chỉ tiêu độ ẩm, hàm lượng protein, hàm lượng lipit, độ bền chắc và độ đàn

hồi của gel, màu sắc, mùi

Độ bền chắc của gel được xác định như sau: thịt cá sau khi rửa được phối

trộn, định hình, bao gói bằng vỏ PVC (khối lượng 40g, kích thước dài 30cm,

đường kính 2cm) và ủ ở nhiệt độ 40oC trong 30phút Sau đó tiến hành gia

nhiệt ở 90oC, 15phút, rồi làm lạnh nhanh bằng nước đá trong 15 phút Đánh

giá độ bền chắc của gel bằng phương pháp cảm quan

II.2.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt đến độ bền chắc

gel của surimi và sự phân hủy protein

Để nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt ( ủ) đến độ bền chắc

của gel và sự phân hủy protein, tiến hành ủ ở các nhiệt độ sau:

- 25oC trong thời gian 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút

Trang 33

Sau khi ủ tiến hành gia nhiệt ở 90oC trong 30 phút và làm nhanh bằng

nước đá trong 15 phút Đánh giá độ bền chắc của gel theo phương pháp cảm

quan và đánh giá mức độ phân hủy protein bằng hàm lượng oligopeptide theo

phương pháp Lowry

II.2.1.3 Nghiên cứu công thức phối trộn của sản phẩm chả mực từ surimi

cá mè

Tiến hành theo quy trình sau:

Surimi → Cưa → Xay → Băm nhuyễn phối trộn → Định hình tạo miếng

→ Rán → Làm nguội → Bao gói → Sản phẩm

Nguyên liệu phụ: Đầu mực 20%

Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của 3 yếu tố: muối, gelatin, tinh bột

Để đánh giá chất lượng của sản phẩm tiến hành thành lập hội đồng cảm quan

gồm 5 thành viên đã được huấn luyện đánh giá theo các chỉ tiêu về màu sắc,

Trang 34

II.2.2.2 Xác định hàm lượng protein

Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Lowry [5]

Nguyên tắc: Phương pháp dựa trên cơ sở phản ứng tạo màu giữa protein

với thuốc thử folin Cường độ màu của hỗn hợp phản ứng tỷ lệ thuận với nồng

độ protein trong phạm vi nhất định Biết được mật độ quang điện của dung

dịch protein nghiên cứu với thuốc thử folin, dựa vào đường chuẩn của protein

tinh khiết với thuốc thử này có thể tính được hàm lượng protein trong mẫu

nghiên cứu

Thuốc thử:

- Dung dịch A: gồm Na2CO3 2% pha trong NaOH 0.1%

- Dung dịch B: gồm CuSO4.5H2O 0.5% pha trong Natri Citrate 1%

- Dung dịch C: là hỗn hợp của hai dung dịch A và B theo tỷ lệ 50:1

- Thuốc thử folin 0.1N

Chuẩn bị mẫu: Đồng hóa 3g mẫu đã được nghiền nhỏ với 27 ml dung dịch

Sodium doceylsulfate (SDS) nóng 85oC nồng độ 5% ở tốc độ 3 – 4 vòng /phút

trong 1 phút Hỗn hợp sau khi đồng hóa được ủ ở nhiệt độ 90oC trong thời

gian 30 phút, sau đó làm nguội và li tâm ở nhiệt độ thường 9000 vòng/phút

trong thời gian 15 phút

Hút 1ml dịch tronng và thêm vào 9ml nước cất lắc đều, sau đó hút ra 25

µl hỗn hợp rồi thêm 75µl nước cất vào ống nghiệm

Tiến hành: Lấy 100µl hỗn hợp mẫu đã được chuẩn bị ở trên rồi thêm vào

1ml dung dịch , lắc đều để yên 10 phút ở nhiệt độ thường Sau đó thêm vào

0.1 ml thuốc thử folin, lắc đều Qua 30 phút màu vàng cúa hỗn hợp chuyển

sang màu xanh thẫm Đo cường độ màu của hỗn hợp trên máy so màu quang

điện ở bước sóng λ= 660nm Hàm lượng protein tính theo đường chuẩn của

protein tinh khiết

Trang 35

Xây dựng đường chuẩn của protein tinh khiết: Pha dung dịch Bovine

serum albumin (BSA) 1mg/ml với các nồng độ 0; 0.1; 0.2; 0.3; 0.5; 0.7; 1

mg/ml Lấy chính xác 0.5 ml dung dịch ở mỗi nồng độ vào các ống nghiệm,

thêm vào 2ml dung dịch C, lắc đều để yên 10 phút ở nhiệt độ thường Sau đó

thêm vào 0.25 ml thuốc thử folin lắc đều Qua 30 phút màu vàng chuyển sang

xanh thẫm, đo cường độ màu của hỗn hợp Dựa vào số liệu đo được và hàm

lượng protein mà dựng đồ thị đường chuẩn :Trục tung là mật độ quang điện,

trục hoành là hàm lượng protein [5]

II.2.2.3 Xác định hàm lượng oligopeptide

Xác định hàm lượng oligopeptide bằng phương pháp Lowry [5]

Nguyên tắc: Tương tự như II.2.2.2

Chuẩn bị mẫu: Đồng hóa 3g mẫu với 27 ml Trichloroacetid acid (TCA)

lạnh 4oC nồng độ 5% ở tốc độ 3 – 4 vòng/phút trong 1phút, sau đó ủ ở nhiệt

độ 4oC trong thời gian 30 phút Lấy 1ml dịch trong li tâm ở tốc độ 9000

vòng/phút, ở nhiệt độ 4oC trong 15 phút Các mẫu được giữa trong đá để xác

định hàm lượng oligopeptide theo phương pháp Lowry và được biểu thị bằng

mM/ml Tyrozine

Thuốc thử: dung dịch A, dung dịch B, dung dịch C, folin 0.1N

Tiến hành: Lấy 100 µl dung dịch mẫu đã được chuẩn bị ở trên cho vào ống

ngiệm, thêm vào 1ml dung dịch C, lắc đều để yên 10 phút ở nhiệt độ thường,

sau đó thêm vòa 0.1 ml thuốc thử folin, lắc đều Qua 30 phút màu vàng

chuyển sang màu xanh thẫm, đo cường độ màu hỗn hợp trên máy so màu

quang điện ở bước sóng λ= 750nm Nồng độ oligopeptide tính theo đường

chuẩn protein tinh khiết

Xây dựng đường chuẩn Tyrosine: Pha các dung dịch mẫu trong đó có chứa

Tyrosine 1mM/ml với các nồng độ 0; 0.01; 0.02; 0.03; 0.05; 0.07; 0.1 mM/ml

Tiến hành đo như miêu tả trên Dựa vào số liệu đo và hàm lượng oligopeptide

dựng đồ thị đường chuẩn: Trục tung là mật độ quang điện, trục hoành là hàm

lượng Tyrozine

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	820,35 KB