Đánh giá tác dụng chống oxy hóa của lipid trong chế phẩm protein phân tách từ cơ thịt sẫm cá ngừ và trong dịch đồng hóa cơ thịt sẫm cá ngừ bằng dịch chiết từ vỏ đậu xanh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CHỐNG OXY HÓA CỦA LIPID TRONG CHẾ PHẨM PROTEIN PHÂN TÁCH TỪ CƠ THIT SẪM CÁ NGỪ VÀ TRONG DỊCH ĐỒNG H

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CHỐNG OXY HÓA CỦA LIPID TRONG CHẾ PHẨM PROTEIN PHÂN TÁCH TỪ CƠ THIT SẪM CÁ NGỪ

VÀ TRONG DỊCH ĐỒNG HÓA CƠ THỊT SẪM CÁ NGỪ BẰNG DỊCH

CHIẾT TỪ VỎ ĐẬU XANH

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Huỳnh Nguyễn Duy Bảo

Sinh viên thực hiện: Phan Thị Ngọc Nhiên

Mã số sinh viên: 57130867

Khánh Hòa- 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CHỐNG OXY HÓA CỦA LIPID TRONG CHẾ PHẨM PROTEIN PHÂN TÁCH TỪ CƠ THIT SẪM CÁ NGỪ

VÀ TRONG DỊCH ĐỒNG HÓA CƠ THỊT SẪM CÁ NGỪ BẰNG DỊCH

CHIẾT TỪ VỎ ĐẬU XANH

GVHD : PGS.TS Huỳnh Nguyễn Duy Bảo SVTH : Phan Thị Ngọc Nhiên

MSSV : 57130867

Khánh Hòa- 2019

Trong gần ba tháng nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nha Trang, em đã hoàn thành được đề tài tốt nghiệp của mình

Để đạt được kết quả hôm nay, bên cạnh sự nổ lực của bản thân là sự giúp đỡ tận tình

từ gia đình, thầy cô và bạn bè

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, quý thầy cô trong Khoa Công nghệ Thực phẩm đã tận tình, tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài này Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy PGS.TS Huỳnh Nguyễn Duy Bảo, người trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình, em đã nhận được sự giúp đỡ, động viên rất lớn từ gia đình Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố, mẹ, anh, chị và những người thân trong gia đình

Cuối cùng, em xin cảm ơn tất cả những người bạn đã giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đề tài

Khánh Hòa, ngày tháng năm 2019

Sinh viên thực hiện

Phan Thị Ngọc Nhiên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu về cá ngừ 4

1.1.1 Tình hình xuất khẩu cá ngừ 4

1.1.2 Một vài loài cá ngừ đại dương 5

1.1.3 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá ngừ đại dương 10

1.1.4 Giới thiệu về cơ thịt sẫm cá ngừ 11

1.2 Chất chống oxy hóa từ vỏ hạt đậu xanh 12

1.2.1 Đặc điểm sinh học của đậu xanh 12

1.2.2 Thành phần hóa học 12

1.2.3 Ứng dụng của vỏ hạt đậu xanh 13

1.2.4 Phương pháp chiết xuất khuếch tán làm giàu 13

1.3 Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 14

1.3.1 Nghiên cứu trong nước 14

1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước 14

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16

2.1 Cơ thịt sẫm cá ngừ 16

2.1.1 Phương pháp tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ 16

2.1.2 Những biến đổi của cơ thịt cá và cơ thịt sẫm cá ngừ trong quá trình bảo quản 19

2.2 Chất chống oxy hóa 34

2.2.1 Khái niệm 34

2.2.2 Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hóa 34

2.2.3 Phân loại 35

CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

3.1.Nguyên liệu và hóa chất 40

3.1.1.Nguyên liệu 40

3.1.2 Hóa chất 41

3.2 Phương pháp nghiên cứu 41

3.2.1 Bố trí thí nghiệm 41

3.2.2 Phương pháp phân tích 51

3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 54

CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55

4.1.Đặc điểm của cơ thịt sẫm cá ngừ và chế phẩm protein chiết tách từ cơ thịt sẫm cá ngừ 55

4.2.Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh trong quy trình chiết 55

4.2.1.Khả năng khử gốc tự do DPPH 55

4.2.2 Tổng năng lực khử 57

4.2.3 Hoạt tính chống oxy hóa tổng 59

4.2.4 Hàm lượng tổng các hợp chất phenolic 61

4.2.5 Hàm lượng tổng các hợp chất flavonoid 63

4.2.6 Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ đậu xanh bổ sung vào chế phẩm protein chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừ và dịch đồng hóa thịt cá 64

4.3 Đánh giá tác dụng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ đậu xanh trong chế phẩm protein chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừ 65

4.3.1 Sự thay đổi về hàm lượng tổng myoglobin và nồng độ phần trăm metmyoglobin trong chế phẩm protein chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừ 65

4.3.2 Sự thay đổi chỉ số peroxide (PV) 67

4.3.3 Sự thay đổi chỉ số TBARS trên dịch đồng hóa thịt cá 69

4.4 Đánh giá tác dụng chống oxy hóa lipid của dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh trong cơ thịt sẫm cá ngừ 70

4.4.1 Đánh giá tác dụng chống oxy hóa lipid của dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh trong cơ thịt sẫm cá ngừ trong điều kiện bảo quản lạnh 70

4.4.2 Đánh giá tác dụng chống oxy hóa lipid của dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh trong cơ thịt sẫm cá ngừ trong điều kiện bảo quản ở nhiệt độ thường 71

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC I 1

PHỤ LỤC II 1

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1.Cá ngừ ồ 5

Hình 1.2 Cá ngừ chù 6

Hình 1.3: Cá ngừ chấm 6

Hình 1.4 Cá ngừ bò 7

Hình 1.5 Cá ngừ sọc dưa 7

Hình 1.6 Cá ngừ vằn 8

Hình 1.7 Cá ngừ vây vàng 9

Hình 1.8 Cá ngừ mắt to 9

Hình 1.9 Công thức cấu tạo của vitexin và isovitexin 13

Hình 2.1 Sơ đồ ảnh hưởng của các sản phẩm oxy hóa chất béo tới thực phẩm 28

Hình 2.2 Cấu trúc của heme trong oxymyoglobin.[9] 31

Hình 2.3 Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hóa 34

Hình 2.4 Vô hoạt hóa các gốc tự do bới flavonoid [54] 37

Hình 2.5 Cơ chế tạo phức giữa các flovonoid và các ion kim loại [22] 37

Hình 2.6 Các vùng cấu trúc đảm bảo khả năng chống oxy hóa của polyphenol [54] 38 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định đặc điểm của cơ thịt sẫm cá ngừ và chế phẩm protein chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừ 41

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chiết và xác định hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh (với dịch 1.1 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với 80 ml nước cất , dịch 1.2 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.1, dịch 1.3 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch 1.2, dịch 1.4 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch 1.3, dịch 2.1 là dịch chiết từ bã 1.1 với 80ml nước cất, dịch 2.2 là dịch chiết từ bã 1.2 với dịch 2.1, dịch 2.3 là dịch chiết từ bã 1.3 với dịch 2.2, dịch 2.4 là dịch chiết từ bã 1.4 với dịch 2.3) 44

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm thử nghiệm khả năng hạn chế quá trình oxy hóa trên FPI 46

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng hạn chế quá trình chống oxy hóa trong cơ thịt sẫm cá ngừ ở điều kiện bảo quản lạnh 48

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng hạn chế quá trình chống oxy hóa trong FPI bảo quản nhiệt độ thường 50

Hình 4.1 Khả năng khử gốc tự do của mẫu dịch chiết lần 1 từ vỏ hạt đậu xanh (với 1.1 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với 80 ml nước cất, 1.2 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.1, 1.3 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.2, 1.4 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.3).Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 55 Hình 4.2 Khả năng khử gốc tự do của dịch chiết lần 2 từ vỏ hạt đậu xanh (với 2.1 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.2 với 80ml nước cất, 2.2 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.2 với dịch chiết 2.1, 2.3 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.3 với dịch chiết 2.2, 2.2 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.4 với dịch chiết 2.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 56 Hình 4.3 Tổng năng lực khử của dịch chiết lần 1 từ vỏ hạt đậu xanh (với 1.1 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với 80 ml nước cất, 1.2 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.1, 1.3 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.2, 1.4

là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 57 Hình 4.4 Tổng năng lực khử của dịch chiết lần 2 từ vỏ hạt đậu xanh (với 2.1 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.2 với 80ml nước cất, 2.2 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.2 với dịch chiết 2.1, 2.3 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.3 với dịch chiết 2.2, 2.2 là dịch chiết

từ bã dịch chiết 1.4 với dịch chiết 2.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau

có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 58 Hình 4.5 Hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch chiết lần 1 từ vỏ hạt đậu xanh (với 1.1 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với 80 ml nước cất, 1.2 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.1, 1.3 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.2, 1.4 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 59 Hình 4.6 Hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch chiết lần2 từ vỏ hạt đậu xanh (với 2.1 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.2 với 80ml nước cất, 2.2 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.2 với dịch chiết 2.1, 2.3 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.3 với dịch chiết 2.2, 2.2

là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.4 với dịch chiết 2.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra

sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 60 Hình 4.7 Hàm lượng tổng các hợp chất phenolic của dịch chiết lần 1 từ vỏ hạt đậu xanh (với 1.1 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với 80 ml nước cất, 1.2 là dịch chiết

của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.1, 1.3 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.2, 1.4 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 61 Hình 4.8 Hàm lượng tổng các hợp chất phenolic của dịch chiết lần 2 từ vỏ hạt đậu xanh (với 2.1 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.2 với 80ml nước cất, 2.2 là dịch chiết từ

bã dịch chiết 1.2 với dịch chiết 2.1, 2.3 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.3 với dịch chiết 2.2, 2.2 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.4 với dịch chiết 2.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 62 Hình 4.9 Hàm lượng tổng các hợp chất flavonoid của dịch chiết lần 1 từ vỏ hạt đậu xanh (với 1.1 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với 80 ml nước cất, 1.2 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.1, 1.3 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.2, 1.4 là dịch chiết của 1g vỏ hạt đậu xanh với dịch chiết 1.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 63 Hình 4.10 Hàm lượng tổng các hợp chất flavonoid của dịch chiết lần 2 từ vỏ hạt đậu xanh (với 2.1 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.2 với 80ml nước cất, 2.2 là dịch chiết từ

bã dịch chiết 1.2 với dịch chiết 2.1, 2.3 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.3 với dịch chiết 2.2, 2.2 là dịch chiết từ bã dịch chiết 1.4 với dịch chiết 2.3) Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) 64 Hình 4.11 : Sự thay đổi hàm lượng myoglobin trong chế phẩm protein chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừ theo thời gian bảo quản lạnh ở 0-4oC 65 Hình 4.12.Sự thay đổi nồng độ phần trăm của metmyoglobin trong chế phẩm protein chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừ bảo quản ở nhiệt độ 0-4oC 66 Hình 4.13 Sự thay đổi chỉ số peroxide (PV) của chế phẩm protein chiết từ cơ thịt sẫm

cá ngừ FPI)trong thời gian bảo quản 67 Hình 4.14 Sự thay đổi chỉ số TBARS của chế phẩm protein chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừu theo thời gian bảo quản 69 Hình 4.15 Sự thay đổi chỉ số TBARS của cơ thịt sẫm cá ngừ trong điều kiện bảo quản lạnh 70 Hình 4.16 Sự thay đổi chỉ số TBARS của cơ thịt sẫm cá ngừ trong điều kiện bảo quản thường 71

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.Thành phần hóa học của một số loài cá ngừ đại dương [58] 10 Bảng 2.1 Các hợp chất ương hỏng đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của cá tươi bảo quản hiếu khí hoặc bao gói có đá hoặc ở nhiệt độ thường [10] 20 Bảng 2.2 Cơ chất và các hợp chất gây biến mùi do vi khuẩn sinh ra trong quá trình ươn hỏng của cá [10] 20

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong công nghiệp chế biến cá ngừ, sản lượng phần cơ thịt để chế biến các sản phẩm truyền thống tương đối cao, đạt 64,1-72,5%, người ta chủ yếu sử dụng phần cơ thịt sáng màu để sản xuất ra các mặt hàng như phi-lê, đồ hộp và xông khói, trong khi

đó lại loại bỏ phần thịt đỏ Trên thế giới thành phần phế liệu từ cá ngừ trong ngành chế biến cá fillet (kể cả cơ thịt đỏ) chiếm tới 30-35% so với nguyên liệu [26] với trữ lượng khai thác khá lớn mà thành phần cơ thịt đỏ loại ra trong quá trình chiếm 6,4% [1] Protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ ít chất béo, giàu chất dinh dưỡng và các muối khoáng Đặc biệt protein này cũng chứa nhiều axit béo không bão hòa (như DHA, EPA) có tác dụng trong việc phòng ngừa một số bệnh tim mạch, xương khớp… Ngoài

ra, còn chứa vitamin nhất là vitamin D, photpho… cũng tốt cho xương [1] Xuất phát

từ nhu cầu đó một số nhà khoa học đã nghiên cứu chế độ tách chiết và thu hồi protein

từ cơ thịt đỏ cá ngừ bằng phương pháp điều chỉnh pH Nhưng chế phẩm protein được thu hồi từ cơ thịt đỏ này vẫn còn chứa lipid và myoglobin nên thường rất dễ bị biến đổi theo thời gian do sự oxy hóa của lipid và myoglobin

Quá trình oxy hóa lipid sẽ dẫn đến sự hình thành của mùi khó chịu, mùi vị ôi và đổi màu [37] Các sản phẩm oxy hóa thứ cấp do quá trình oxy hóa lipid có thể bắt đầu thêm các phản ứng với protein, axit amin và vitamin gây mất chức năng protein và chất lượng dinh dưỡng [62] Vì vậy để hạn chế sự biến đổi chất lượng chế phẩm protein thu hồi từ cơ thị đỏ cá ngừ nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng vào sản xuất các sản phẩm giá trị gia tăng như xúc xích, chả cá…, cần có biện pháp bổ sung các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên không gây hại đến sức khỏe của con người

Các chất chống oxy hóa tổng hợp như hydroxyanisole butylated (BHA), hydroxytoluene butylated (BHT) và tert-butyl hydroquinone (TBHQ) đã được sử dụng rộng rãi trong thế kỷ 19 để làm giảm hoặc ngăn chặn mất chất lượng do oxy hóa lipid trong hải sản [3] Nhưng việc sử dụng BHA và BHT trong thực phẩm sau đó đã được phát hiện có hại và có khả năng gây ung thư nên đã bị hạn chế [37] Ngoài khả năng gây ung thư, BHA và BHT đã được báo cáo là gây độc tế bào [37] và có tác dụng phụ

đối với thận, gan cũng như các mô phổi [62] Do đó, việc sử dụng chất chống oxy hóa

từ các nguồn tự nhiên như các hợp chất phenol chiết tách từ vật được khuyến khích Như vậy, làm thế nào để nâng cao giá trị kinh tế và giá trị sử dụng trong thực phẩm cho nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng từ cơ thịt sẫm cá ngừ và chế phẩm protein chiết tách từ cơ thịt sẫm cá ngừ cần phải được nghiên cứu và làm

rõ Chính vì lẽ đó nghiên cứu này đã tiến hành : “Đánh giá tác dụng chống oxy hóa lipid trong chế phẩm protein tách chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừ và trong dịch đồng hóa cơ thịt sẫm cá ngừ bằng dịch chiết từ vỏ đậu xanh’’

2 Mục tiêu của đề tài

Xác định nồng độ dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh thích hợp nhằm hạn chế đến mức thấp nhất quá trình ôxy hóa lipid xảy ra trong quá trình bảo quản lạnh chế phẩm protein chiết được từ cơ thịt sẫm cá ngừ và trong quá trình bảo quản cơ thịt sẫm cá ngừ

ở điều kiện thường và điều kiện bảo quản lạnh

3 Nội dung nghiên cứu

Tìm hiểu về sự oxy hóa lipid trong cơ thịt sẫm cá ngừ và hoạt chất chống oxy hóa từ vỏ hạt đậu xanh

Đánh giá tác dụng chống oxy hóa lipid và myogloin trong chế phẩm protein phân tách từ cơ thịt sẫm cá ngừ bằng dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh

Đánh giá tác dụng chống oxy hóa lipid trong dịch đồng hóa cơ thịt sẫm cá ngừ bằng dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài là dữ liệu khoa học có giá trị tham khảo cho các nhà khoa học và sản xuất, giảng viên và sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm–thủy sản quan tâm đến dịch chiết từ vỏ đậu xanh và ứng dụng Đồng thời cũng góp phần để phát triển công nghệ bảo quản thủy sản và hạn chế tổn thất thực phẩm sau thu hoạch trong ngành chế biến thủy sản

Ứng dụng dịch chiết chống oxy hóa từ vỏ hạt đậu xanh vào bảo quản chế phẩm protein chiết từ cơ thịt đỏ cá ngừ và cơ thịt sẫm cá ngừ để ngăn ngừa sự oxy hóa lipid

và myoglobin, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm protein chiết từ cơ thịt đỏ cá ngừ, tạo cơ hội phát triển sản xuất, đa dạng hóa mặt hàng và tăng giá trị cho nguyên liệu mà còn góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ ngành sản xuất kinh doanh thực phẩm nói riêng và thúc đẩy nền kinh tế đất nước nói chung

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về cá ngừ

1.1.1 Tình hình xuất khẩu cá ngừ

Tình hình xuất khẩu cá ngừ tại Việt Nam

Năm 2018, tổng giá trị xuất khẩu các sản phẩm cá ngừ Việt Nam trong năm

2018 đạt 624,4 triệu USD, tăng 10,1% so với năm 2017 Trong đó: nhóm sản phẩm cá ngừ tươi, đông lạnh mã HS03 đạt 327,8 triệu USD, chiếm 52,5% tổng giá trị xuất khẩu, tăng 1,6% so với cùng kỳ năm 2017 Nhóm sản phẩm cá ngừ chế biến mã HS16 đạt 296,5 triệu USD, chiếm 47,5% tổng giá trị xuất khẩu, tăng 9,7% so với năm 2017 Thị trường xuất khẩu cá ngừ chủ lực của Việt Nam vẫn là Mỹ, EU, Israel và ASEAN Mặc dù, năm 2018 thị trường Mỹ chỉ tăng trưởng nhẹ với 0,9% so với cùng kỳ 2017, đạt 219,6 triệu USD, nhưng Mỹ vẫn tiếp tục là thị trường nhập khẩu cá ngừ lớn nhất của Việt Nam Đáng chú ý nhất trong năm 2018, đó là thị trường Tây Ban Nha với sự tăng trưởng vô cùng mạnh mẽ 109,8% so với năm 2017, đạt 29,2 triệu USD Ngoài ra,

Hà Lan và Canada cũng là 2 thị trường có sự tăng trưởng tốt với mức tăng lần lượt là 46,4% và 29,6% so với cùng kỳ năm trước Đây là một tín hiệu vô cùng đáng mừng khi thị trường xuất khẩu cá Ngừ Việt Nam có thêm các thị trường tiềm năng mới Ngoài ra trong một vài năm trở lại đây, sản lượng xuất khẩu cá ngừ Việt Nam tới thị trường Israel liên tục tăng đều qua các năm và trong năm 2018, có mức tăng trưởng tốt với 43,7% so với cùng kỳ năm 2017 Israel nổi lên trở thành thị trường đầy tiềm năng cho các sản phẩm cá ngừ đóng hộp của Việt Nam, trong bối cảnh nhu cầu tiêu thụ tại các thị trường truyền thống lớn như Mỹ, EU đang có dấu hiệu bão hòa

ASEAN tiếp tục đứng thứ tư trong bốn thị trường nhập khẩu cá ngừ chủ lực của Việt Nam Tình hình có sự chuyển biến tốt hơn so với năm 2017 Năm 2018 này có sự tăng trưởng trở lại với mức tăng 13,6% so với 2017 Có được điều này chủ yếu là nhờ hai thị trường Thái Lan và Philippines tăng nhập khẩu cá ngừ vằn đông lạnh nguyên con của Việt Nam Trong bối cảnh, các thị trường nhập khẩu chính như Mỹ và EU có dấu hiệu chững lại, các doanh nghiệp xuất khẩu nên cân nhắc việc mở rộng sang các thị trường tiềm năng, nhằm tránh phụ thuộc vào một số thị trường chính

1.1.2 Một vài loài cá ngừ đại dương

Giới thiệu về một số loài cá ngừ đại dương

Cá ngừ thuộc họ cá 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) [28] Căn cứ vào tập tính di cư có thể chia cá ngừ Việt Nam thành 2 nhóm nhỏ:

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

- Nhóm các loài di cư đại dương

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 12 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 cá ngừ 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

- 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

Hình 1.1.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÷310mm, chủ yếu 260 mm

Dạng sản phẩm: ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói

 Cá ngừ chù

Hình 1.2 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 Mùa vụ khai thác: quanh năm

Ngư cụ khai thác: lưới vây, rê, đăng

Kích thước khai thác: 250 ÷260 mm

Dạng sản phẩm: ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói

 Cá ngừ chấm

Hình 1.3: 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

Mùa vụ khai thác: quanh năm

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

Hình 1.4 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

Mùa vụ khai thác: quanh năm

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

Hình 1.5 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

Mùa vụ khai thác: quanh năm

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

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 loài cá 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

Hình 1.6 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

Mùa vụ khai thác: quanh năm

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

Hình 1.7 Cá ngừ vây vàng Tên tiếng Anh: yellowfin tuna Tên khoa học: Thunnus albacares (Bonnaterre, 1788)

Phân bố : ở vùng biển nhiệt đới ở vùng biển xa bờ miền Trung và Đông Nam bộ Mùa vụ khai thác: quanh năm

Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê, đăng

Kích thước khai thác: đối với lưới rê, kích thước dao động 490 - 900 mm, đối với câu vàng 500-2.000 mm

Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp

 Cá ngừ mắt to

Hình 1.8 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

Mùa vụ khai thác: quanh năm

Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê, đăng

Kích thước khai thác: 600 - 1.800 mm

Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp

1.1.3 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá ngừ đại dương

Cá ngừ đại dương rất bổ dưỡng thành phần hóa học của thịt cá ngừ đại dương thay đổi theo loài, tuổi, giới tính và mùa Trong thành phần cá ngừ đại dương, hàm lượng đạm khá cao chiếm từ 22,4-28,3%, chất béo từ 2,1-24,6 [58] Sự thay đổi này thấy rõ nhất ở hàm lượng lipid khác biệt một cách rõ rệt trước và sau khi sinh sản, độ dày và thành phần mỡ cũng thay đổi theo mùa vụ Tuy nhiên cũng giống như các loài thủy sản khác nó gồm có 10 thành phần trong đó chiếm tỷ lệ cao hơn cả là hàm lượng nước, protein, lipid, gluxit,…

Bảng 1.1.Thành phần hóa học của một số loài cá ngừ đại dương [58]

ra, thịt cá ngừ chứa nhiều Sắt (Fe), vitamin có ích, giúp ngăn ngừa bệnh thiếu máu cho

cơ thể con người Đặc biệt, thịt cá ngừ chứa hai axit béo DHA ( Decosahexaenoic axit)

là một axit béo vô cùng quan trọng và không thể thiếu được cho cơ thiếu được cho cơ thể con người DHA giúp tăng trưởng và phát triển não cho trẻ và làm giảm lão hóa não cho người già EPA (Eicosapentaenoic) là một axit béo không no, giúp ngăn ngừa

các bệnh xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, tai biến mạch máu não do máu đóng cục EPA có tác dụng chống lại cholesterol và loại bỏ ra khỏi máu [58]

1.1.4 Giới thiệu về cơ thịt sẫm cá ngừ

Đặc điểm, cấu tạo

Cơ thịt sẫm cá ngừ có hàm lượng lipid không no cao hơn, protein kém ổn định hơn, nồng độ protein heme cao hơn, giá trị pH cuối cùng thấp hơn so với cơ thịt trắng nên cơ thịt sẫm hiện tại đang được nghiên cứu để làm giảm bớt khó khăn trong quá trình công nghiệp hóa và nâng cao chất lượng sản phẩm từ nguyên liệu thô chứa hàm lượng cơ thịt sẫm cao Do đó, cơ thịt sẫm được xem là sản phẩm phụ của nghành cá ngừ [61]

Bên cạnh đó, lượng cơ thịt đỏ trong cá ngừ là tương đối lớn Protein từ cơ thịt đỏ

cá ngừ ít chất béo, giàu chất dinh dưỡng và các muối khoáng Đặc biệt protein này cũng chứa nhiều axit béo không bão hòa có tác dụng trong việc phòng ngừa một số bệnh tim mạch, xương khớp… Ngoài ra, còn chứa vitamin nhất là vitamin D, photpho… cũng tốt cho xương [58] Cơ thịt sẫm cá ngừ cũng là một nguồn chứa sắt cao, là một khoáng chất thiết yếu, sắt heme trong cơ thịt sẫm cá ngừ dễ hấp thụ hơn so với sắt không heme trong thực phẩm khác [2]

Cơ thịt sẫm cá ngừ có hàm lượng Fe cao, tổng hàm lượng Fe 32,22±0,01 (mg Fe/kg mẫu) trong đó hàm lượng heme Fe cao 23.56±1.07 (mg Fe/kg mẫu) [60] Hàm lượng Fe của cơ thịt sẫm cá ngừ được nghiên cứu có giá trị cao hơn các loại thịt khác như thịt bò (20,9 mg/kg), ở thịt gà (5,5 mg/kg) hoặc trong thịt heo (4,2 mg/kg)[48] Ngoài ra hàm lượng sắt của cơ thịt sẫm cá ngừ cũng cao hơn so với các loại cá khác như cá thu (30 mg/kg), cá trích (11 mg/kg), cá tuyết (9 mg/kg) hay cá hồi ( 4mg/kg) [33] Điều này có thể do sự tăng nồng độ myoglobin trong cá ngừ

Tuy nhiên, nhiều người ăn phải lượng thịt đỏ này bị ngộ độc không phải do bản thân cơ thịt đỏ này có độc mà do cơ thịt đỏ này không được sử dụng tươi, không bảo quản đúng chế độ, đúng cách rất dễ bị ươn phân hủy histidin chứa trong cơ thịt đỏ này thành histamin Histamin là chất có khả năng gây dị ứng dữ dội như phù người, nhức đầu, nôn … Khi ăn phải một lượng histamin cao vượt mức cơ thể chấp nhận được

(ngưỡng cho phép 100 mg/kg) [35] Đặc biệt histamin có tính chịu nhiệt cao, thậm chí

khi cá đã được nấu chín, đóng hộp, thanh trùng, nhưng histamin không bị phá hủy

1.2 Chất chống oxy hóa từ vỏ hạt đậu xanh

1.2.1 Đặc điểm sinh học của đậu xanh

Đậu xanh là cây đậu có danh pháp hai phần Vigna radiata có kích thước hạt nhỏ

(đường kính khoảng 2-2,5mm) Đậu xanh thuộc cây thảo mộc đứng Lá mọc kép 3 chia, có lông hai mặt Hoa màu vàng lục mọc ở kẽ lá Quả hình trụ thẳng, mảnh nhưng

số lượng nhiều, có lông, trong chứa hạt hình tròn hơi thuôn, kích thước nhỏ, màu xanh, ruột màu vàng, có mầm ở giữa Cây của vùng cổ nhiệt đới, được trồng rộng rãi ở đồng bằng và vùng núi, chủ yếu để lấy hạt làm thức ăn, làm bánh, ủ giá

1.2.2 Thành phần hóa học

1.2.2.1 Đậu xanh toàn hạt

Hạt đậu xanh là thực phẩm chứa giá trị dinh dưỡng cao, có chứa nước (14%), protid (23,4%), lipid (2,4%), glucid (53,10%), cellulose (4,7%), tro (2,4%), ngoài ra còn có các nguyên tố vi lượng như Ca (64mg%), P (377mg%), Fe (4,8mg%), Na (6mg%), K (1132mg%), và các vitamin như A (5mg%), B1 (0,72mg%), B2 (0,15mg%), PP (2,4mg%), B6 (0,47mg%), C (4mg%), axit folic (121mcg%), axit panthoteic (2,3mcg%), còn có phosphatidylcholin, phosphatidylethanolamine, hosphatidylinositol, phosphatidylserine, phosphatidic acid [64]

1.2.2.2 Vỏ hạt đậu xanh

Theo nghiên cứu của Trần Văn Hiên và cộng sự [17], bằng các phương pháp hóa

lý đã xác định được hàm lượng flavonoid toàn phần trong vỏ đậu xanh là 0,8% Các flavonoid này bao gồm vitexin 90,5% và isovitexin 9,5%

Một nghiên cứu về thành phần chất vô cơ bằng phương pháp đo quang phổ phát

xạ cho thấy vỏ hạt và nhân hạt đậu xanh có có 14 nguyên tố vô cơ, trong đó có 12 nguyên tố giống nhau (Al, Si, Mg, Ca, Ba, Fe, Mn, Ni, Cu, P, Na, K) và có hai nguyên

tố khác nhau (Sr và Ti có trong vỏ hạt còn Mo và Pb có trong nhân hạt), trong đó nguyên tố K chiếm tỷ lệ cao nhất trong hạt đậu xanh (5% trong vỏ hạt, 10% trong nhân hạt) [5]

Vỏ hạt đậu xanh còn được nghiên cứu tìm thấy có chứa các hợp chất phenolic, flavonoid [19]

Hình 1.9 Công thức cấu tạo của vitexin và isovitexin

1.2.3 Ứng dụng của vỏ hạt đậu xanh

Vỏ hạt đậu xanh là một sản phẩm phụ thải từ quá trình chế biến đậu xanh tách

vỏ, là một nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm, có thể được coi là một nguồn tự nhiên mới chứa chất chống oxy hóa Do vỏ hạt đậu xanh được nghiên cứu tìm thấy có chứa các hợp chất phenolic, flavonoid [19] Vỏ đậu xanh có tác dụng bảo vệ cơ thể chống phóng xạ, chống oxy hóa, ức chế sự tăng trưởng của các tế bào ung thư, đặc biệt là làm giảm nguy cơ ung thư vú và tuyến tiền liệt…

Trong những năm gần đây, đã có nhiều nghiên cứu quan tâm đến việc tìm kiếm các chất chống oxy hóa tự nhiên, vì nó có thể bảo vệ cơ thể con người khỏi các gốc tự

do và làm chậm lại tiến triển của nhiều bệnh mãn tính [3] Việc tận dụng nguồn nguyên liệu từ vỏ đậu xanh sấy khô để tách chiết ra dịch chiết có khả năng chống oxy hóa và ứng dụng dịch chiết từ vỏ đậu xanh khô để bảo quản chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm là một nghiên cứu mang tính thiết thực

1.2.4 Phương pháp chiết xuất khuếch tán làm giàu

Phương pháp chiết xuất khuếch tán làm giàu về bản chất cũng giống như các phương pháp chiết khác, chẳng hạn như phương pháp ngâm chiết,… nhưng phương pháp này khác biệt ở chỗ người ta chia khối nguyên liệu cần thiết ra thành nhiều phần

và chứa đựng trong các dụng cụ chứa đựng riêng biệt Sau đó dịch chiết được rút ra từ khối nguyên liệu trong dụng cụ chứa đựng đầu tiên sẽ trở thành dung môi để chiết ở khối nguyên liệu thứ hai và quá trình được lặp lại cho đến khi hết nguyên liệu Nhờ đó

mà nguyên liệu được chiết nhiều lần và dịch chiết được làm giàu chất tan khi được dùng như là dung môi trong quá trình chiết Chính vì thế, tổng lượng dung môi sử dụng ít hơn và dịch chiết chứa hàm lượng chất chiết cao hơn Do quá trình chiết tốn ít dung môi và lượng chất tan được chiết rút ra khỏi nguyên liệu nhiều nhất, nên giá

thành rẻ hơn Phương pháp chiết xuất khuếch tán làm giàu theo Hóa sinh Công Nghiệp, Lê Ngọc tú và các tác giả, 1987

1.3 Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.3.1 Nghiên cứu trong nước

Hoàng Quỳnh Hoa [5] đã nghiên cứu về thực vật, hóa học và một số tác dụng

sinh học của hai loài đậu xanh Vigna radiate Wilkczeck và đậu đỏ Phaseoluss vulcaris

Kết quả nghiên cứu cho thấy có thành phần flavonoid, tannin trong hạt đậu xanh và vỏ đậu xanh, những tác dụng có lợi của vỏ đậu xanh trong việc ngăn ngừa ung thư, chống oxy hóa,…

Nguyễn Thị Hương [64] đã nghiên cứu về thành phần hóa học của vỏ đậu xanh Kết quả cho thấy rằng ngoài các thành phần flavonoid và tanins trong vỏ đậu xanh còn

có các thành phần polysaccarid, axit hữu cơ, đường khử…

Phạm Thị Hiền [5] đã nghiên cứu tách chiết protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ bằng phương pháp điều chỉnh pH Kết quả nghiên cứu đã xác định những điều kiện thuận lợi và đề ra quy trình chiết tách protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ

Nguyễn Thị Huệ đã nghiên cứu hạn chế sự oxy hóa lipid trên sản phẩm cá nục khô bằng chất chống oxy hóa tự nhiên chiết xuất từ lá vối Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể hạn chế quá trình oxy hóa lipid bằng dịch chiết xuất tự nhiên từ là vối

Hồ Bá Vương [4] đã nghiên cứu thu nhận và thử nghiệm khả năng hạn chế oxi hóa chất béo thịt bớp của polyphenol từ lá ổi Kết quả cho thấy dịch chiết từ lá ổi có thể hạn chế quá trình oxy hóa của axit linoeic trong mô hình dầu nước, hiệu quả ức chế 54,2% và 71,2% ở nồng độ 250ppm và 500 ppm

1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước

Một số công trình nghiên cứu đã công bố cho thấy, công đoạn cắt tiết là công đoạn quan trọng hạn chế sự oxy hóa lipid Flechtenmacher [13] đã kết luận rằng các thành phần chính trong máu cá đặc biệt là myoglobin và hemoglobin rất dễ bị oxy hóa làm cho miếng cá phi lê bị biến màu, biến mùi và làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm

Lee và cộng sự [4] đã nghiên cứu ảnh hưởng của aldehyde về sự ổn định oxymyoglobin (OxyMb) trong có ngừ và vai trò của OxyMb đến quá trình oxy hóa chất béo của cá ngừ vậy vàng Kết quả cho thấy aldehyde (bao gồm hexanal, hexenal

và 4-hydroxynonenal) được sinh ra trong quá trình oxy hóa chất béo có thể thúc đẩy

quá trình oxy hóa OxyMb trong cá ngừ Đồng thời myoglobin cũng là tác nhân mạnh cho quá trình oxy hóa chất béo của cá ngừ

Bao và cộng sự [36] đã nghiên cứu ngăn chặn sự đổi màu và oxy hóa chất béo của cơ thịt sẫm cá ngừ vây vàng bằng cách bổ sung dịch chiết từ nấm kim châm

(Flammulina velutipes) Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch chiết từ nấm có thể ngăn

chặn sự đổi màu và oxy hóa chất béo của cơ thịt sẫm cá ngừ vây vàng Thời hạn bảo quản cơ thịt sẫm cá ngừ vây vàng khi bổ sung dịch chiết từ nấm kim châm tăng đáng

kể

Số lượng những nghiên cứu trong và ngoài nước về sử dụng dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh để ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid trên sản phẩm thực phẩm còn chưa nhiều Mặc dù hầu hết các nghiên cứu đều đánh giá cao hoạt tính polyphenol của dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh nhưng rất ít các nghiên cứu ứng dụng dịch chiết này vào bảo quản thực phẩm để hạn chế quá trình oxy hóa chất béo cũng như myoglobin trong thực phẩm Vì vậy nghiên cứu này dựa trên những cơ sở khoa học đã nghiên cứu trước để tiến hành thử nghiệm tác dụng chống oxy hóa lipid trong chế phẩm protein tách chiết

từ cơ thịt sẫm cá ngừ và trong dịch đồng hóa cơ thịt sẫm cá ngừ bằng dịch chiết từ vỏ hạt đậu xanh

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ thịt sẫm cá ngừ

2.1.1 Phương pháp tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ

2.1.1.1 Protein từ thủy sản

Được cấu tạo từ các axit amin, hầu hết các axit amin này quyết định giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Protein của ngũ cốc thường thiếu lysine và các axit amin có chứa lưu huỳnh (methionine, cysteine), trong khi protein của cá và động vật thủy sản khác là nguồn giàu các axit amin này Do đó, protein từ động vật thủy sản có giá trị dinh dưỡng cao hơn các loại ngũ cốc khác Nên có thể chia protein của mô cơ cá 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 có trong cá và khoảng 77-85% tổng hàm lượng protein trong mực Các protein cấu trúc 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 cáo ( > 0,5M ) [47]

- Protein chất cơ (Protein tương cơ): gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các enzyme, 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 Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóa thành metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm [47]

- Protein mô liên kết: 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 cao [47]

2.1.1.2 Tách chiết protein từ thủy sản bằng phương pháp điều chỉnh pH

 Nguyên lý của phương pháp

Tách chiết protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ bằng phương pháp điều chỉnh pH thực chất là quá trình dựa vào khả năng hòa tan và kết tủa của protein tại điểm đẳng điện Điểm đẳng điện pI là giá trị pH mà tại đó phân tử protein trung hòa về điện Ở giá trị pH = pI phân tử protein trung hòa về điện sẽ không chuyển dịch trong điện trường, phân tử protein sẽ kém bền nhất dễ kết tủa

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

 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH

Quá trình tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH nhằm giải phóng protein từ nguyên liệu ra môi trường để khai thác protein trong nguyên liệu Trong quá trình tách chiết để đạt được hiệu quả cao cần lưu ý các yếu tố ảnh hưởng sau [23]

pH của dung môi chiết

Đối với tách chiết protein trong mô hoặc tế bào sống pH có ảnh hưởng rất lớn Mỗi loại protein có khả năng hòa tan trong những pH dung môi nhất định, tuy nhiên trong nguyên liệu là các loại tế bào sống nó lại chứa tới hàng nghìn loại protein Vì vậy, phải làm cách nào để chọn loại dung môi thích hợp để có thể hòa tan hầu hết các loại protein trong nguyên liệu

Độ tan của protein thấp nhất ở pH = pI của nó, độ tan của protein tăng lên khi pH nằm xa pI vì khi pH = pI thì phân tử protein không tích điện cho nên chúng không có lực đẩy tĩnh điện và dễ bị đông kết Khi pH khác pI thì các phân tử protein tích điện cùng dấu và đẩy nhau cho nên không không bị đông kết do đó độ tan tăng lên

Nhiệt độ của dung môi chiết

Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình tách chiết nói chung và protein nói riêng Khi thay đổi nhiệt độ làm thay đổi tốc độ phản ứng theo chiều hướng tăng, giảm thường thì sự thay đổi nhiệt độ tỷ lệ thuận với tốc độ phản ứng Tốc độ phản ứng tăng khi nhiệt độ tăng trong khoảng từ 0-40 oC, khi tăng nhiệt độ lên sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử tăng hay nói cách khác khuếch tán phân tử diễn ra mạnh hơn Khác với các chất vô cơ, protein bị thay đổi nhiều khi dưới tác dụng của nhiệt độ Ở nhiệt độ trên 40 oC hầu hết các liên kết của protein với các phân tử khác bị phá vỡ, quá trình tách chiết sẽ giải phóng protein ra môi trường Khi nhiệt độ tăng lên 70-75 oC thì protein trong nguyên liệu bị đông tụ gây khó khăn trong quá trình tách chiết Biến tính

của protein bởi nhiệt độ cao là biến tính không thuận nghịch, chính vì thế trong công nghệ tách và thu hồi protein thường nâng đến nhiệt độ vừa phải để đảm bảo đặc tính của protein

Như vậy, khi tăng nhiệt độ đến giới hạn phù hợp sẽ tăng cao hiệu quả tách chiết, rút ngắn thời gian tách chiết

Thời gian hòa tan

Thời gian tách chiết càng dài thì sự tiếp xúc giữa cơ chất và dung môi càng dài,

là điều kiện để các phản ứng xảy ra Theo lý thuyết thời gian dài thì hiệu quả tách chiết tăng lên, tuy nhiên như đã nói ở trên khi đạt đến trạng thái cân bằng hoặc gần tới thì phản ứng xảy ra là vô cùng chậm, nếu tính về lượng protein hòa tan vào dung môi có thể tăng lên nhưng không đáng kể và hiệu quả cũng không cao Trong quá tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH thì tốc độ của quá trình chủ yếu ở giai đoạn đầu và chậm lại ở thời gian sau Khi thời gian càng dài về sau thì tốc độ càng chậm và thậm chí ở một số dung môi thời gian dài sẽ gây ảnh hưởng tới cấu trúc cũng như đặc tính của protein Đó là lý do tại sao cần kiểm soát thời gian tách chiết thích hợp

Tỷ lệ dung môi và nguyên liệu

Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu ảnh hưởng tới sự chênh lệch nồng độ chất tan và khả năng tiếp xúc giữa nguên liệu và dung môi Khi tăng tỷ lệ này lên thì tốc độ phản ứng tăng lên tuy nhiên sau quá trình chiết sẽ có quá trình phân riêng, sẽ rất khó khăn và tốn kém nếu thể tích sau chiết quá cao, vì vậy cần chọn tỷ lệ này phù hợp

 Biến đổi của protein trong quá trình tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH

Protein sau khi bị tách khỏi tế bào một phần đã bị cắt đứt các liên kết với các loại khác, đồng thời bị chuyển từ các cấu trúc bậc cao sang cấu trúc bậc thấp hơn kèm theo các tính chất tự nhiên ban đầu bị mất đi, thậm chí thành các axit amin tùy vào mục đích chuyến đi [7] Như vậy, sau tách chiết mạch protein bị duỗi ra và để lộ các đầu ưa

nước và kỵ nước, số nhóm kỵ nước sẽ tăng lên làm biến đổi đáng kể một số tính chất của protein

Khi nhiệt độ vừa phải thì protein chỉ bị biến tính nhẹ, các mạch peptit duỗi ra, các liên kết protein-protein, giữa protein với các thành phần khác bị phá vỡ sẽ làm enzym dễ tác dụng, tăng hiệu suất trích ly [7]

Khi nhiệt độ cao thì sẽ phá hủy các liên kết trong tế bào, thủy phân các hợp chất hữu cơ, gây biến tính không thuận nghịch đối với protein

2.1.2 Những biến đổi của cơ thịt cá và cơ thịt sẫm cá ngừ trong quá trình bảo quản

2.1.2.1 Biến đổi do enzyme

Khi cá chết, nhiều loại protease được tách từ cơ thịt cá và dưới tác dụng phân giải của chúng, mô cơ thường bị mềm nhũn Các enzyme nội bào hoạt động mạnh Mặc dù tìm thấy nhiều emzyme phân giải trong cơ thịt cá nhưng có lẽ các cathepsin thường được nói đến nhất Enzyme này hoạt động trong cơ thịt cá khi cá chết Enzyme này có tác dụng bất lợi đến cấu trúc, các enzyme cathepsin tạo ra những biến đổi do tự phân giải có lợi cho các sản phẩm cá lên men [10]

Quá trình tự phân giải của cơ thịt cá còn có mối liên quan với nhóm enzyme proteaza nội bào thứ 2 được gọi là calpain hay yếu tố được hoạt hóa bởi canxi có trong thịt của cá Các enzyme calpain trước hết có nhiệm vụ thực hiện quá trình tự phân giải

cơ thịt bằng cách tiêu hóa các protein ở đường Z của sợ cơ Các calpain ở cá phân giải myosin (đặc biệt là myosin chuỗi nặng) để tạo thành phân đoạn đầu tiên có khối lượng khoảng 150.000 [14] Những tác giả này cho thấy ở nhiệt độ thấp các calpain của cá hoạt động mạnh và tốc độ phân cắt rất đặc trưng cho từng loài và có tốc độ phân cắt mạnh nhất đối với những myosin có độ bền nhiệt thấp nhất

Cơ thịt của các loài cá xương được chia thành từng khối các tế bào cơ và được xếp thành từng lớp hay các khối cơ tách biệt nhau Mỗi tế bào cơ hoặc sợi cơ được mô liên kết bao bọc, mô này gắn với các vách cơ ở hai đầu của tế bào nhờ các sợi collagen mịn Trong quá trình bảo quản lạnh, các sợi này sẽ bị phá hủy Kết cấu của cơ thịt cá

bị giảm sút do collagen loại V bị hòa tan, có lẽ do tác dụng của các enzyme collagenaza tự phân giải [18]

2.1.2.2 Biến đổi do vi sinh vật

Sau khi cá chết, hệ vi sinh vật gây ương hỏng và vi khuẩn gây ương hỏng sinh

trưởng mạnh Các loài Pseudomonas và Shewanella putrefaciens gần như là những vi

khuẩn chiếm vị trí độc tôn trong hệ vi sinh vật khi xảy ra ươn hỏng cá Một số loài

Pseudomonas và Shewanella putrefaciens là vi khuẩn đặc trưng gây ươn hỏng đối với

cá biển nhiệt đới ướp đá [53] Một đặc điểm của nhiều vi khuẩn đặc trưng gây hư hỏng của cá là chúng có thể dùng TMAO như một chất nhận điện tử khi hô hấp yếm khí Từ phản ứng này tạo ra TMA, một trong những thành phần chủ yếu khi cá bị ương hỏng, làm cho cá có mùi tanh đặc trưng của nó Lượng TMA tìm thấy ở cá bị loại về mặt cảm quan sẽ khac nhau ở tùy loài cá, nhưng thường nằm trong khoảng 10-15mg TMA-N/100g đối với cá bảo quản ở điều kiện hiếu khí [59] Sự ương hỏng của cá do

Bảng 2.1 Các hợp chất ương hỏng đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của cá tươi bảo

quản hiếu khí hoặc bao gói có đá hoặc ở nhiệt độ thường [10]

Vi sinh vật đặc trưng gây hư hỏng Các hợp chất ươn hỏng đặc trưng

Carbohydrat và lactat Acetat, CO2, H2O

Các acid amin ( glycin, serin, leucin ) Các este, cetone, aldehyt

Các hệ sinh vật gây ương hỏng và vi khuẩn gây ương hỏng tác động vào các cơ chất có trong thịt cá tạo ra các hợp chất bay hơi, các hợp chất gây thối rửa và giảm giá trị cảm quan của cá trong quá trình bảo quản

2.1.2.3.Lipid và oxy hóa lipid

 Khái niệm

Lipid hay chất béo là hợp chất hữu cơ đa chức (chứa nhiều nhóm chức) Chúng là hợp chất tự nhiên rất phổ biến trong tế bào động vật và thực vật, có thành phần hóa học và cấu tạo khác nhau nhưng có những tính chất chung: không tan trong nước và tan trong dung môi hữu cơ (ether, cloroform, benzen, acetone, ete petrol, toluen…)  Lipid là chất không phân cực vì vậy muốn lipid phân tán trong nước cần phải có chất nhũ hóa

Là ester của rượu và axit béo cao phân tử lượng (C1  C36) chủ yếu là C16

C22 và dẫn xuất của nó

Có ảnh hưởng lớn đến chức năng của cơ thể, trong tế bào mà chúng tồn tại Dầu

mỡ là tên gọi của chất béo được chiết xuất từ động vật và thực vật ngoài thành phần chính là lipid thì dầu mỡ còn có các thành phần khác như chất màu (sắc tố tan trong chất béo), chất mùi, phosphatide, các chất sáp, chất nhựa, chất nhớt (mulcilage), các tiền sinh tố và sinh tố (provitamin và vitamin)

 Phân loại [51]

Một số cách phân loại chính:

- Dựa vào phản ứng xà phòng hóa, các lipit có thể chia làm hai nhóm sau :

Nhóm lipid xà phòng hóa được (lipid phức): axit béo, axyglyceride, photphoglyxeride, sphingolipid (amit của sphingozin), sáp… nghĩa là những lipid mà trong phân tử có chứa ester của axit béo cao phân tử

Nhóm lipid không xà phòng hóa được (lipid đơn): terpen, steride, prostaglandin… nghĩa là những lipid trong phân tử không có chứa ester, nhóm này gồm các hydrocacbon, các chất màu và sterol…

→ Nhóm lipid xà phòng hóa được thường dùng làm thực phẩm vì nó có phân tử lượng thấp, liên kết dễ dàng bị phá vỡ nên dễ hấp thụ

- Dựa vào thành phần người ta chia lipit thành hai nhóm:

+ Nhóm lipid đơn giản: ester của rượu và axit béo, nhóm này gồm có glyceride, sáp, steride

+ Nhóm lipid phức tạp: ngoài rượu và axit béo còn có thêm các nhóm chức khác như bazơ nitơ, axit phosphoric, glucid, bao gồm các nhóm nhỏ sau:

o Glyxerophospholipid: trong phân tử có glyxerin, axit béo và axit photphoride, gốc axit photphoride có thể được ester hóa với một aminalcol như colin hoặc colamin

o Glyrexoglucolipid: phân tử ngoài glycerin và axit béo còn có mono hoặc oligosacaride kết hợp với glyxerin qua liên kết glucozide

o Sphingophospholipid: phân tử được cấu tạo từ aminacol sphingozin, axit béo và axit phosphoric

o Sphingoglucolipid: phân tử được cấu tạo từ sphingozin, axit béo và đường

- Phân loại lipid theo khả năng thủy phân và theo cấu tạo: gồm lipid thủy phân được và lipid không thủy phân được, lipid có cấu tạo đơn giản và lipid có cấu tạo phức tạp

- Dựa vào độ hòa tan người ta chia lipid thành hai nhóm:

+ Lipid thực sự, là những este hoặc amit của axit béo (có từ bốn cacbon trở lên) với một rượu Nhóm này bao gồm: glixerolipid (este của glyxerol), cerid (este của rượu cao phân tử), sterit (este của sterol), etolit (este tương hỗ của hợp chất đa chức axit rượu)

+ Lipoit, là những chất có độ hòa tan giống lipid Nhóm này bao gồm các carotenoit và quinon (các dẫn xuất của izopren)

 Sự ôi hóa lipid [51]

Khi bảo quản lâu, dưới tác dụng của nhiều nhân tố (ánh sáng, không khí, nhiệt

độ, nước, vi sinh vật…) lipid bị oxy hóa tạo ra các sản phẩm có mùi rất khó chịu, cảm quan không tốt Đây được gọi là sự ôi hóa lipid Dựa vào cơ chế phản ứng thì có thể phân ra oxy hóa do thủy phân và ôi hóa do oxy hóa

Phản ứng thủy phân lipid có thể xảy ra khi có enzyme cũng như khi chưa có enzyme, có hai trường hợp:

Trường hợp thứ nhất: phản ứng tiến hành trong môi trường đồng thể tức là phản ứng xảy ra trong pha béo và chỉ có nước hòa tan trong lipid (dầu, mỡ) mới tham gia phản ứng

Trường hợp thứ hai: là thủy phân do enzyme xúc tác thường xảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa lipid và nước Enzyme lipaza xúc tác phản ứng thủy phân có thể có trong nguyên liệu cũng như do vi sinh vật mang vào

Ôi hóa kiểu này thường phổ biến nhất trong bảo quản các lipid Thường người ta phân biệt hai loại: ôi hóa hóa học và ôi hóa sinh học

- Ôi hóa hóa học: là quá trình tự oxy hóa Khi đó xảy ra sự tấn công của các axit béo tự do cũng như sự kết hợp bới oxy phân tử Sản phẩm đầu tiên là hydroperoxide từ

đó tạo nên các aldehit no và không no, cetone, rượu và chúng tiếp tục bị oxy hóa cho

ra các axit mạch ngắn tương ứng Ngoài ra có thể trùng hợp hóa các sản phẩm oxy hóa nữa Những chất này tạo nên mùi khó chịu cho lipid

Hydroperoxide  rượu, cetone, aldehit Quá trình oxy hóa hóa học là phản ứng chuỗi nên gồm có 3 giai đoạn: phát sinh, phát triển và kết thúc

Giai đoạn phát sinh

Đầu tiên phản ứng được khơi màng bằng một phân tử lipid (RH) bị oxy hóa để tạo thành gốc tự do

Trường hợp khi nồng độ RH cao thì có thể xảy ra phản ứng tam phân, phản ứng này đòi hỏi năng lượng còn bé hơn cả phản ứng lưỡng phân

RH + O2 + HR1  R* + H2O2 + R*1 ( 3 ) Gốc tự do cũng có thể phát sinh khi có ion kim loại giao chuyển :

M3+ + RH  M2+ + R* + H* ( 4 )

M2+ + ROOH  M3+ + RO* + OH* ( 5 )

Giai đoạn phát triển

Gốc tự do R* và RO* được tạo thành do quá trình khơi mào sẽ bắt đầu chuỗi chuyển hóa oxy hóa:

R* + O2  RO*2 ( 6 ) RO*2 + RH  ROOH + R* ( 7 ) Phản ứng (6) đặc biệt nhanh, thực tế không cần năng lượng hoạt hóa Còn năng lượng hoạt hóa của phản ứng (7) là 4-12 kcal/mol Từ đây ta thấy gốc RO*2 là gốc chủ đạo trong mạch oxy hóa Và phản ứng quyết định vận tốc phát triển của quá trình

tự oxy hóa là phản ứng tương tác giữa gốc RO*2 với phân tử lipid (phản ứng 7)

Từ hydroperoxide sẽ phân mạch để cho những gốc tự do khác theo đường hướng sau:

ROOH  RO* + *OH (8) 2ROOH  RO*2 + H2O + RO* (9) ROOH + RH  RO* + H2O + R* (10)

Do quá trình phát triển của chuỗi phản ứng oxy hóa với các phản ứng phân mạch (phản ứng 8, 9, 10) nên tích tụ các gốc alcocxyl RO*, peroxyde RO*2 và hydroxyl

Tương tác của gốc alcoxyl với gốc alkyl, hoặc từ hydroperoxide và gốc alkyl cũng tạo

ra cetone, aldenhit cũng có thể được tạo thành từ cetone bằng cách oxy hóa chúng đến alpha- cetohydroperoxide rồi đến aldehit và axit Ngoài ra, trong lipit bị oxy hóa còn

có thể tạo ra phản ứng trùng hợp cặp phân tử

Giai đoạn kết thúc

Việc đứt mạch, nghĩa là mất các gốc tự do xảy ra chủ yếu do kết quả tương tác của các gốc theo cơ chế lưỡng phân:

R* + R*  R* + RO*2  sản phẩm phân tử RO*2 + RO*2 

Năng lượng hoạt hóa của các phản ứng này rất không đáng kể (1-2 kcal/mol)

- Ôi hóa sinh hóa: bao gồm sự oxy hóa do enzyme lipoxygenaza lên các axit béo không no chứa nhiều nối đôi hoặc dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật (như

Aspergillus, Penicillium) lên các axit béo no có phân tử lượng trung bình và thấp

 Cả hai dạng ôi hóa đều tạo ra các sản phẩm rất độc và có điểm chung thống nhất là sản phẩm độc sinh ra là peroxide và hydroperoxide Sự tạo thành gốc tự do liên tục như vậy nên nó oxy hóa hoàn toàn chất béo và vận tốc ôi hóa càng nhanh khi chất béo được đặt dưới ánh sáng, nhiệt độ cao, tiếp xúc với các chất oxy hóa

Trước đây để giảm sự ôi hóa lipid thì bảo quản lipid ở nhiệt độ thấp, tránh ánh sáng và không đựng chất béo trong các bình bằng kim loại Ngày nay kết hợp với các hình thức trên người ta sử dụng các chất chống oxy hóa, những chất này có các liên kết N–H, C–O, C–H mà năng lượng liên kết nhỏ hơn nhiều năng lượng trong liên kết C–H của axit béo, khi bị oxy hóa nó sẽ bị đứt trước tạo ra các gốc tự do rất kém hoạt động, như vậy chuỗi bị ngắt, bảo vệ chất béo không bị oxy hóa

 Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc oxy hóa chất béo[51]

Ảnh hưởng của axit béo tự do

Axit béo tự do có tác dụng thúc đẩy quá trình oxy hóa, làm tăng nhanh sự phân giải hydroperoxide thành các gốc tự do Thành phần axit béo: chất béo là hỗn hợp ester của các axit béo no và không no với glycerin, sự hiện diện của các nối đôi, các axit béo không no dễ bị oxy hóa hơn các chất béo no, phản ứng sẽ gia tăng khi tỉ lệ nối đôi càng cao

Ảnh hưởng của oxy

Vận tốc tự oxy hóa phụ thuộc vào lượng oxy trong môi trường Vì sự phát sinh chuỗi phản ứng chủ yếu phụ thuộc vào RH + O2

Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến vận tốc phản ứng hóa học Tăng nhiệt độ, lượng peroxide tạo thành tăng Ở nhiệt độ 40-45 oC và cao hơn, sự phân giải hydroperoxide

sẽ tăng

Ảnh hưởng của trạng thái lipid

Bề mặt tiếp xúc của chất béo với không khí càng lớn thì vận tốc oxy hóa càng cao Vận tốc tự oxy hóa còn phụ thuộc vào chiều dày của lớp Khi lớp dày thì oxy xâm

nhập khó Giảm nhiệt độ đến lúc chất béo chuyển sang trạng thái rắn thì vận tốc oxy hóa cũng giảm

Ảnh hưởng của ion kim loại chuyển tiếp

Các ion cũng như các hợp chất của kim loại chuyển tiếp có tác dụng xúc tác cho

sự oxy hóa lipid Ion kim loại chuyển tiếp có các electron độc thân và thực chất là gốc Nhưng tính chất gốc của chúng thể hiện yếu do đó chúng có thể tồn tại trong dung dịch với nồng độ lớn Tuy nhiên chúng có thể chuyển hoặc lấy electron từ một hạt bão hòa hóa trị nào đó để tạo thành gốc tự do hoạt động hoặc gốc ion

Mn+ + RO*  M ( n+ 1 ) + RO

-Mn+ + RO*2  M ( n+1 ) + RO-2

M ( n+1)+ + RO*2  Mn+ + R+ + O2

Ảnh hưởng của năng lượng mặt trời và tia ion

Năng lượng ánh sáng đặc biệt là tia cực tím và tia ngắn của quang phổ nhìn thấy

có tác dụng xúc tác cho quá trình oxy hóa lipid Có lẽ năng lượng ánh sáng sẽ quang phân hydroperoxide thành các gốc tự do

Ảnh hưởng của độ ẩm

Tốc độ phản ứng oxy hóa của chất béo phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm (Aw) của sản phẩm Oxy hóa chất béo có thể xảy ra tại độ ẩm rất nhỏ (trong sữa bột Aw < 0,1),

độ ẩm càng cao thì tốc độ oxy hóa chất béo càng cao

Ảnh hưởng của nước

Nước có tác dụng làm tăng tính ổn định của chất béo sữa đối với sự oxy hóa ở nhiệt độ 95oC.Và người ta nhận thấy rằng khi ở 50oC, nước không có ảnh hưởng gì đến mỡ lợn

 Tác hại của ôi hóa lipid đến chất lƣợng của thực phẩm [31]

Hình 2.1 Sơ đồ ảnh hưởng của các sản phẩm oxy hóa chất béo tới thực phẩm

Các biểu hiện thường thấy ở sự oxy hóa chất béo là phát sinh mùi vị xấu, thay đổi màu sắc, làm mất mùi tự nhiên của tinh dầu, giảm độ nhớt, cấu trúc, giá trị dinh dưỡng của sản phẩm và sinh độc tố

Oxy hóa chất béo là một quá trình phức tạp tạo ra các sản phẩm khác nhau, sản phẩm chủ yếu của quá trình oxy hóa chất béo là hợp chất không mùi hydroperoxide Tuy nhiên các hợp chất không mùi này thường không bền nên dễ dàng bị oxy hóa để tạo thành các sản phẩm cấp 2 mà chủ yếu là malondialdehyde, alkanes, cetones, esters, rượu, axit….Trong đó, các aldehydes được xem là thành phần chính làm cho sản phẩm

có mùi ôi thiu Các sản phẩm cấp hai của quá trình oxy hóa lipid sẽ tiếp tục bị oxy hóa

để tạo thành các sản phẩm cấp ba hoặc liên kết với các thành phần cấu thành nên protein như axit nucleic, axit amine, peptide để tạp thành các phức chất có màu nâu sẫm, rất bền không hòa tan trong nước, dung môi hữu cơ và không bị phân ly bởi

Chất béo

Andenhyt, ancol, acide, epoxyde, cetone, polyme, oxy hóa

sterol …

Oxy hóa protein

Thay đổi cầu nối đôi S-S

Mất màu, làm thay đổi màu

enzyme Từ đó làm cho thực phẩm bị biến màu, giảm giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan [8]

 Vấn đề oxy hóa lipid đối với cơ thịt đỏ cá ngừ và protein chiết từ cơ thịt đỏ

cá ngừ[10]

Trong lipid cá có một lượng lớn axit béo không no đa nối đôi nên chúng rất nhạy cảm với quá trình oxy hóa nhờ cơ chế tự xúc tác Quá trình bắt đầu bằng sự giải phóng một nguyên tử hydro từ cacbon trung tâm của cấu trúc pentadient là cấu trúc có hầu hết trong các nhánh acyl của axit béo chứa hơn một nối đôi:

-CH=CH-CH2-CH=CH-  -CH=CH-C*H-CH=CH- Khác với phân tử nguyên thể, gốc lipid tự do (R*) phản ứng rất nhanh với oxy không khí tạo thành peroxy của gốc lipid tự do (ROO*), peroxy của gốc lipid tự do lại

có thể lấy một hydro từ một nhánh acyl khác để hình thành một lipid hydroperoxide (ROOH) và một gốc lipid tự do (R*) mới Sự lan truyền của phản ứng dây truyền này

sẽ tiếp tục mãi đến khi một gốc tự do được loại ra bằng cách phản ứng với một gốc tự

do khác hoặc chất chống oxy hóa (AH) mà phản ứng sẽ tạo thành gốc A* kém hoạt động hơn nhiều Phản ứng dây chuyền hình thành một lượng tương đối lớn hydroperoxide là chất không vị nên chỉ số peroxide thường ít liên quan đến đặc tính cảm quan

Oxy hóa chất béo được coi là một trong những yếu tố chính làm giảm chất lượng của thực phẩm, làm biến đổi màu sắc, mùi vị, trạng thái cơ thịt và làm giảm giá trị dinh dưỡng do đó ảnh hưởng đến việc chấp nhận thực phẩm của người tiêu dùng Do

đó việc kiểm soát, giảm thiểu quá trình oxy hóa lipid và tăng thời hạn sử dụng của protein chiết từ cơ thịt sẫm cá ngừ nói chung trong các sản phẩm thịt nói riêng là mối quan tâm lớn đối với nghành công nghệ thực phẩm Theo nhu cầu này, một số công nghệ giảm thiểu oxy hóa lipid đã được đề cập và phát triển như bao gói chân không, sử dụng chất chống oxy hóa Mục đích là tìm hiểu các cơ chế gây oxy hóa lipid làm giảm chất lượng và dinh dưỡng trong thịt và xác định được các phương pháp hiệu quả nhất

để kiểm soát quá trình này Các chất chống oxy hóa có nguồn gốc từ tự nhiên được chú ý nhiều hơn, vì việc bổ sung các chất như butylated hydroxytoluene (BHT), hydroxyanisole butylated (BHA) cà tertbutylhydroquinone (TBHQ) trong các sản phẩm thực phẩm bị hạn chế nghiêm ngặt Chất chống oxy hóa có thể được thêm trực

tiếp vào sản phẩm hoặc có thể được thêm vào thức ăn cho cá để hạn chế quá trình oxy hóa lipid và tăng hạn sử dụng cho sản phẩm

OxyMb là chất dự trữ cho cơ, có màu đỏ đậm dễ dàng nhận thấy nó trên bề mặt thịt tươi, trong đó có Fe hóa trị hai

DeoxyMb là sắc tố bẩm sinh của thịt, trong heme của chất này có Fe hóa trị hai MetMb là dạng oxy hóa của Mb, là sắc tố màu nâu có trong thịt và các sản phẩm của thịt

 Cấu tạo [9]

Nhóm ngoại của Mb là heme gắn với globin ở gốc histidin có số thứ tự 93 Phân

tử globin do 153 gốc axit amin tạo nên Trong số đó có 121 gốc tham gia vào cấu trúc xoắn α, gồm 8 phần, mỗi phần tử 7 tới 26 gốc Cấu trúc bậc ba có dạng hình cầu được

ổn định bởi các cầu muối, liên kết hydro (khoảng 20 liên kết) và liên kết ưa béo Nhóm ngoại heme nằm trong một khoang của cầu này

Nguyên tử Fe của heme liên kết phối trí với 6 nguyên tử, mỗi nguyên tử cho một cặp điện tử (4 nguyên tử N của nhân porphyrin, một nguyên tử N của vòng imidazol của histidin số 93, vị trí thứ 6 có thể gắn với oxy trong oxymyoglobin hoặc ở trạng thái

tự do như trong desoxymyoglobin)

Trạng thái oxy hóa của Fe (Fe2+ hoặc Fe3+) trong heme cũng như bản chất của các phối tử nối với Fe (O2, NO, CO) là nguyên do làm thay đổi màu sắc thịt