Nghiên cứusản xuất thử nghiệm gelatin từ da cá basa, bước đầu ứng dụng vào công nghệ sảnxuất kẹo dẻo

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, ngành chế biến thuỷ sản đã và đang có những
bước phát triển vượt bậc với sản lượng và kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản cao. Trong đó
ngành cơng nghiệp chế biến cá đã phát triển rất nhanh. Ngồi những mặt hàng chế
biến thơng thường như cá xơng khói, cá đóng hộp, cá đơng lạnh…cịn có mặt hàng
tươi sống rất được ưa chuộng tại thị trường Nhật Bản như mặt hàng sashimi, sushi, cá
viên chiên, chả cá, chạo cá…. Bên cạnh các sản phẩm chính kể trên, ngành cơng nghệ
chế biến cá basa cịn tạo ra một lượng rất lớn các phụ, phế phẩm. Vì vậy việc tận dụng
nguồn phế liệu (da, xương, vây…) khơng những đã giảm thiểu lượng rác thải mà cịn
tạo ra các sản phẩm có giá trị kinh tế cao, do đó việc tận dụng này đang là một nhu cầu
cấp thiết hiện nay. Để góp phần giải quyết vấn đề trên, tôi chọn đề tài: Nghiên cứu
sản xuất thử nghiệm gelatin từ da cá basa, bước đầu ứng dụng vào công nghệ sản
xuất kẹo dẻo.


PHẦN 1: TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ BASA
1.1.1 Đặc điểm của cá basa:
Phân loại cá ba sa
Bộ cá nheo Siluriformes.
Họ cá tra Pangasiidae.
Giống cá ba sa Pangasius
Loài cá ba sa Pangasius bocourti (Sau vage 1880)
Cá Basa (Pangasius bocourti) là một trong những đối tượng nuôi trồng thủy sản
đang được phát triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (tập
trung chủ yếu ở hai tỉnh An Giang và Đồng Tháp) và là một trong những lồi cá có giá
trị xuất khẩu cao. Cá Basa Việt Nam được nhiều thị trường ưa chuộng vì mầu sắc cơ
thịt trắng, thịt cá thơm ngon hơn so với các lồi cá catfish khác. Nghề ni cá basa đã
được khởi đầu từ những năm 60. Năm 1998, Việt Nam đã thành công trong sinh sản
nhân tạo và đáp ứng được nhu cầu về giống cho nghề nuôi thương phẩm.
1.1.2 Mô tả hình dạng:

Cá ba sa cá da trơn, có thân dài, chiều dài chuẩn bằng 2,5 lần chiều cao thân. Đầu
cá ba sa ngắn, hơi trũn, dẹp bằng, trỏn rộng. Miệng hẹp, chiều rộng của miệng ít hơn
10% chiều dài chuẩn, miệng nằm hơi lệch dưới mừm. Dải răng hàm trên to và rộngvà
có thể nhỡn thấy khi miệng khộp. Cú 2 đôi râu, râu hàm trên bằng chiều dài đầu, râu
mép dài tới hoặc quá gốc vây ngực. Mắt to, bụng to, lá mỡ rất lớn, phần sau thân dẹp
bên, lưng và đầu màu xám xanh, bụng trắng bạc. Chiều cao của cuống đuôi hơn 7%
chiều dài chuẩn.
1.1.3 Phân bố:
Cá sống chủ yếu ở nước ngọt, chịu được nước lợ nhẹ (độ muối dưới 10%) và
nước phèn (pH>4).
1.1.4 Thành phần dinh dưỡng


Bảng: Thành phần dinh dưỡng của cá Basa
Thành phần dinh dưỡng trên 100g sản phẩm ăn được
Calo

170 cal

Calo từ
Tổng Chất béo Cholesterol
chất béo lượng chất bão hòa
béo
60

7g

2g

22mg

Natri

Protein

70,6mg

28g

1.2 TỔNG QUAN VỀ GELATIN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GELATIN
Theo định nghĩa trong từ điển hoá học, gelatin là loại protein ở nhiệt độ cao nóng
chảy, ở nhiệt độ thấp đơng lại và có thể tan được trong nước nóng thu được từ quá
trình xử lý da sống, xương sụn, xương, gân cá nguyên liệu từ động vật.
Keo cá trên thực tế người ta gọi là keo động vật, nó là một loại protein chiết xuất
từ trong các tổ chức keo của động vật thuỷ sản.
Keo đông là lượng gelatin một phần bị nở ra và hút 5 ÷ 15 lần nước trong mơi
trường nước lạnh.
1.2.1 Tính chất và ứng dụng của gelatin
1.2.1.1 Tính chất của gelatin
Gelatin là chế phẩm được tạo thành từ q trình thuỷ phân colagen. Khi đun nóng
dung dịch colagen ta thu được gelatin, nó là hỗn hợp gelatin, gelatose và gelatone.
Gelatin không tan trong H2O dưới 200 C mà chỉ hút nước và trương nở. Khi nhiệt độ
tăng lên, nó tan và hình thành dung dịch thể keo. Dung dịch này đem làm lạnh, dù
nồng độ rất thấp (0.25%) cũng có thể đơng đặc. Gelatose và gelatone là sản phẩm thuỷ
phân của gelatin, có thể tan trong nước dưới 200C.
Nên tỷ lệ gelatin và những sản phẩm thuỷ phân khác của nó sẽ quyết định đến
chất lượng của keo.
Trong nước lạnh gelatin khơng hồ tan, một phần nở ra, hút từ 5 ÷ 15 lần nước,
đồng thời hình thành keo đông. Trong môi trường nước gelatin hút vào lượng nước kết
hợp chừng 66 ÷ 71% (so với chất khô tuyệt đối). Lấy 1g gelatin ngâm vào 100ml

H2O, xác định độ hồ tan của nó cho kết quả như bảng 1.5


Bảng: Độ hoà tan của gelatin vào nước

Lực liên kết keo đông của gelatin là liên kết hydro thông qua cầu nối hydrat
được thể hiện như hình vẽ:

Khi nhiệt độ tăng lên, keo đông tan ra hết do liên kết hydro không bền nhiệt,
nồng độ dung dịch trên 1% khi làm lạnh thì đơng đặc trở lại.
Sức đơng của dung dịch keo ngồi quan hệ với nồng độ ra cịn liên quan đến
nguyên liệu và sự thuần khiết của nguyên liệu. Nếu đem dung dịch keo đun nóng làm
tan, rồi làm lạnh đông đặc và làm như thế nhiều lần, thì sức đơng của nó giảm dần cho
đến khi mất hết. Trong điều kiện áp lực nhiệt độ cao thì sức đơng của nó giảm đi
nhanh chóng do gelatin bị thuỷ phân cắt thành mạch ngắn dần làm giảm liên kết hydro
tạo gel dẫn đến nhiệt độ đông đặc của gelatin phụ thuộc vào nồng độ của nó.
Acid, kiềm, Cl2, Ca, Pb(CH3COO)2, MgCl2, FeSO4 không làm cho gelatin kết
tủa. Nhưng acid photphotungstic (hoặc) muối thuỷ phân có thể làm cho gelatin kết tủa.
Cho (NH)4SO2, MgSO4, ZnSO4 vào dung dịch gelatin cho đến khi bão hồ, thì
gelatin bão hồ, thì gelatin kết tủa hồn tồn. Tamin và fomaldehyt cũng có thể làm
cho gelatin kết tủa. Gelatin có thể làm cho độ hịa tan của các loại muối dễ hồ tan
giảm xuống, đối với các loại muối khó hồ tan thì gelatin có tác dụng ngược lại.


Cho chất điện phân vào dung dịch gelatin thì có thể thay đổi tốc độ và nhiệt độ
đông đặc của nó. Độ dính của dung dịch gelatin chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như
thời gian, nhiệt độ, khuấy trộn, mức độ thuỷ phân, môi trường thuỷ phân bằng acid hay
bằng kiềm, ảnh hưởng của tỷ lệ muối.
Thực nghiệm chứng minh rằng, khi nồng độ của gelatin tăng 1% thì độ dính tăng
lên 10 ÷ 30% . Khuấy trộn có thể làm giảm độ dính của gelatin.

Thời gian khuấy trộn cũng ảnh hưởng nhiều đến độ dính của nó, nếu nấu keo ở
nhiệt độ cao, thời gian dài thì độ dính thấp do gelatin bị thuỷ phân tăng…
1.2.1.2 Ứng dụng của gelatin.
Trước đây, người xưa đã biết dùng gelatin có nguồn gốc từ thực vật (nhựa cây,
tinh bột), động vật (keo da trâu, keo cá…) để dán giấy, ghép gỗ, pha chế nhựa để bẫy
chim thú.
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì gelatin ngày càng có
nhiều ứng dụng. Gelatin có thể dùng làm phụ gia thực phẩm, làm yếu tố đông kết trong
công nghiệp thực phẩm. Gelatin còn dùng làm phụ liệu trong sản xuất bánh điểm tâm,
đồ hộp, kem cốc, chất ổn định và chất nhũ hoá trong thực phẩm.
Sử dụng rộng rãi gelatin trong thực phẩm với mục đích để tạo gel, làm đặc và
tăng độ bền. Gelatin ở dạng lỏng trong quá trình sản xuất, trở thành dạng rắn trong sản
phẩm cuối cùng và dẫn đến cảm giác chung là ngon miệng.
Trong công nghiệp điện ảnh: Gelatin làm phim ảnh, phim chụp quang tuyến…
Trong quá trình nghiên cứu kỹ thuật lấy dấu vân tay mới, loại băng được chế tạo từ
gelatin (gelatin tape) có khả năng giúp các nhà khoa học hình sự phân tích hóa học các
dấu vân tay thu thập được ở hiện trường, từ đó có được những thơng tin cụ thể về chế
độ ăn uống, giới tính, chủng tộc… của người để lại dấu vân tay. Băng gelatin có thể
thu thập dấu vân tay để lại trên nhiều bề mặt khác nhau, bao gồm tay nắm cửa, tay cầm
của các vật chứa, thủy tinh gợn sóng, màn hình vi tính... Kỹ thuật mới này có ưu điểm
vượt trội là không làm biến dạng hay phá hủy dấu vân tay nguyên thủy, mà có thể giữ
nguyên vẹn mọi chi tiết để các chun gia có thể phân tích một cách đầy đủ, chính xác
và sâu rộng.
Trong cơng nghiệp: Dùng gelatin để chế tạo mực in, các dung dịch nhuộm màu,
ngồi ra cịn dùng làm diêm giấy, thuộc da, gỗ dán, dệt…
Gelatin cao cấp cũng được dùng trong y dược như điều chế keo bột cầm máu,
thuốc tiêm… Ngoài ra, gelatin từ da cá cịn có thể được dùng để sản xuất vỏ đựng dầu


cá dạng con nhộng. Gelatin dẫn xuất từ da cá, nếu được xử lý bằng enzym, có thể sử

dụng trong điều trị bệnh huyết áp cao.
1.2.2 Nguyên liệu sản xuất gelatin
Nguyên liệu chủ yếu dùng để sản xuất keo cá là: vẩy, xương, bong bóng và da cá
trong đó dùng da cá để sản xuất gelatin ít hơn các nguyên liệu khác. Vì động vật thuỷ
sản chỉ có những loại cá to, da dày mới bóc được da (như cá Nhám, cá Voi…). Xương
cá có thể chế gelatin nhưng về mặt kinh tế thì q ít. Vảy cá chiếm tỷ lệ trọng lượng
trong cá tuy ít (1 ÷ 4%), nhưng các loại cá đều có vảy rất lớn, mặt khác vảy cá thuộc
vào bộ phận khơng ăn được. Bong bóng cá tuy chỉ một số ít có thể dùng để sản xuất
gelatin, nhưng lượng keo nguyên (colagen) rất cao, do đó nó là nguyên liệu tốt dùng để
sản xuất gelatin có chất lượng cao. Hiện nay trong sản xuất gelatin, nguyên liệu chủ
yếu là vẩy cá.
1.2.3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về gelatin.
Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất gelatin là: vẩy, xương, bong bóng và da cá.
Trong nguyên liệu dùng để chế biến gelatin từ cá như da, vẩy, xương … thành
phần chủ yếu là colagen, ngoài ra cịn có albumin, globulin, chất béo và chất khống…
Năm 1860 gelatin từ cá đã xuất hiện trên thị trường, nhưng sự hiểu biết về nó cịn
rất hạn chế. Đến năm 1956 Gustarson đã tiến hành nghiên cứu các khả năng phản ứng
của colagen.
Năm 1990, Trần Thị Luyến đã nghiên cứu 50 keo từ xương cá của một số loài cá
fillet.
Những năm gần đây có một số đề tài nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình nấu keo từ da cá Basa như:
Năm 2005, Vũ Trần Tùng đã nghiên cứu thành phần hoá học của da cá basa, tối
ưu hố các cơng đoạn xử lý NaCl, NaOH, acid citric, trích ly. Từ đó đưa ra quy trình
sản xuất gelatin từ da cá basa.
Năm 2006, Trần Duy Phong đã nghiên cứu xử lý da cá bằng Na 2CO3 để khử mỡ
và điều chỉnh pH, nghiên cứu ảnh hưởng của pH trong nước nấu đến chất lượng
gelatin và nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn cô đặc và sấy lạnh đến chất lượng của
gelatin.

PHẦN 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng nghiên cứu
2.1.1 Nguyên liệu:
Nguyên liệu chính được sử dụng trong các thí nghiệm là da cá basa được thu mua
tại công ty Việt sin Da cá sau khi thu nhận được rửa sạch, cho vào túi nilon, ướp đá,
đóng vào thùng xốp, vận chuyển về phịng thí nghiệm để bảo quản ở ngăn đông của tủ
lạnh và tiến hành sản xuất gelatin.
2.1.2 Hóa chất và thiết bị sử dụng:
Hóa chất sử dụng: Trong q trình thí nghiệm có sử dụng các loại hóa chất như
NaCl, NaOH, Acid Citric (hóa chất cơng nghiệp)
Thiết bị dùng trong nghiên cứu:
 Cân điện tử
 Tủ sấy.
 Thiết bị điều nhiệt
2.2 Nội dung nghiên cứu
 Thành phần hoá học của da cá basa
 Nghiên cứu công đoạn xử lý NaCl
 Nghiên cứu công đoạn xử lý NaOH
 Nghiên cứu công đoạn xử lý acid citric và trích ly
 Đề xuất quy trình sản xuất gelatin từ da cá basa
 Thử nghiệm sản xuất kẹo dẻo từ gelatin thu nhận được
2.3 Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp xác định các thông số
 Xác định hàm lượng nitơ tổng số (NTS) bằng phương pháp Kjendahl - Theo
TCVN 3705–90
 Xác định hàm lượng NH3 bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.


 Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp sấy khơ ở nhiệt độ 100 ÷ 1050C.

 Xác định hàm lượng tro toàn phần bằng phương pháp nung ở nhiệt độ 500 ÷
6000C.
 Xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp Soxhlet.
 Xác định thành phần khối lượng bằng cân điện tử
 Tiến hành xác định các thông số:
 Xác định hàm lượng nitơ tổng số (NTS) bằng phương pháp Kjendahl - Theo
TCVN 3705–90
Vơ cơ hố mẫu:
Cân 2 gram mẫu, nghiền mịn, pha lỗng với nước cất. chuyển tồn bộ vào bình
Kjeldahl, thêm từ từ 10 ml H2SO4 đậm đặc. Để tăng nhanh q trình vơ cơ, có thể
thêm hỗn hợp CuSO4: K2SO4 (3:1) hoặc sử dụng acid perchloric HClO4 để giải
phóng O2 cho phản ứng oxy hố xảy ra nhanh hơn (cứ 15 phút cho thêm 3 giọt
acid perchloric HClO4, tính từ khi dung dịch sơi). Trong q trình đun, ln ln
để bình kjeldahl nghiêng 450, đun đến khi dung dịch trở lên trong suốt
Cất đạm
Chuyển toàn bộ dung dịch đã được làm nguội từ từ sang bình định mức 100ml,
tráng thành bình bằng nước cất sau đó thêm nước cất đến vạch định mức. Lắc
đều.
Lấy 10ml dung dịch trong bình định mức cho vào bộ cất đạm, thêm 18ml NaOH
40% và thêm 3 giọt phenolphthalein. Hút 10ml H2SO4 0,1N cho vào erlen 50ml
và được đặt dưới ống sinh hàn (miệng ống sinh hàn luôn ngập trong H 2SO4 0,1N).
Khi bình cầu chứa 2/3 nước sơi, cắm ống nối từ bình cầu với bộ cất đạm, sau 15
phút lấy erlen đặt dưới ống sinh hàn và cho thêm 3 giọt phenolphthalein sau đó
chuẩn độ bằng NaOH 0,1N đến khi dung dịch có màu phớt hồng. ghi lại thể tích
NaOH 0,1N để tính:
(a-bT) *0.0014 * V*100
N=
v*m
Trong đó:

N:

Hàm lượng nitơ tính bằng phần trăm khối lượng

a:

Số ml dung dịch H2SO4 0,1N đem hấp thụ NH3

b:

Số ml NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ.

V:

Tổng thể tích định mức dung dịch vơ cơ hố mẫu (100ml)

v:

Thể tích dung dịch vơ cơ hố dùng để phân tích (10ml)

m:

Khối lượng mẫu đem vơ cơ hố (g)

0.0014:

Lượng gram nitơ ứng với 1ml H2SO4 0,1N.

T:

Hệ số điều chỉnh nồng độ NaOH 0,1N

(Xác định hệ số hiệu chỉnh T: Lấy 10ml H2SO4 0,1N vào erlen, định phân bằng
NaOH 0,1N. tính nồng độ thực tế của NaOH đem định phân.)

 Xác định hàm lượng NH3 bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.
Nghiền mịn và pha loãng mẫu, lấy 10ml mẫu thêm nước cất tới vạch định mức
100ml sau đó lấy 10ml đem đi cất đạm. chuẩn độ NaOH 0,1N đến khi dung dịch
chuyển sang màu phớt hồng. Ghi nhận kết quả.
Sử dụng công thức tính
(Vacid - Vxút)*0.0014*100
X=

*100
10*Vmẫu

 Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp sấy khơ ở nhiệt độ 100 ÷ 1050C.
Sấy đến nhiệt độ không đổi
Cân 10 gram mẫu sau khi đã rửa sạch lấy khăn lau khô. Cân. Sấy ở 1000C (± 0,50C).
Sau 30 cân lần thứ nhất:
Sau 20 phút cân lần thứ 2:
Sau 10 phút cân lần thứ 3:
Sau 5 phút cân lần thứ 4:
Sau 5 phút cân lần thứ 5:


 Xác định hàm lượng tro toàn phần bằng phương pháp nung ở nhiệt độ 500 ÷
6000C.
Theo ngun tắc:

Tro hố mẫu bằng nhiệt. Sau đó xác định hàm lượng tro bằng phương pháp khối
lượng và xác định độ kiềm của tro bằng phương pháp chuẩn độ.
Dụng cụ và thiết bị
- 1 cân phân tích
- 1 tủ sấy
- 1 lị nung
- 1 cốc nung thạnh anh hoặc sứ
- 1 bình tam giác 50ml
- 2 bình tam giác 500ml
- 2 bình tam giác 250ml
- 1 buret 25ml
- 1 pipet 25ml
- Mặt kính đồng hồ
Hóa chất
- Hydroperxyt dung dịch 5%
- Acid clohydric đđ d20 = 1,19
- dd HCl 0,1 N
- Giấy lọc
- Natri hydroxyt 0,1N
- Phenolphtalein 0,1% trong cồn 60
- Bạc Nitrat 0,1 N
Phương pháp tiến hành


- Chuẩn bị mẫu: Rửa sạch cốc nung bằng nước, sấy trong tủ sấy ở 105 0C trong 30
phút nung trong lò nung ở 525 ± 250C trong 30 phút. Làm nguội trong bình hút ẩm
và cân với độ chính xác đến 0,001g. Quá trình nung được lặp lại cho đến khi cốc
nung có khối lượng khơng đổi.
- Xác định hàm lượng tro
 Cân khoảng 10 – 20g mẫu với độ chính xác 0,001g trong cốc nung đã chuẩn bị

 Cô trên bếp cách thủy hoặc sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 0C đến khô (khoảng
2 – 3 h).
 Đốt cẩn thận trên bếp điện đến than hoá.
 Nung ở nhiệt độ 525 ± 250C cho đến khi thu được tro màu trắng ngà (khi có
mặt sắt sẽ có màu đỏ gạch, có mặt đồng và mangan có màu xanh nhạt).
 Làm guội trong bình hút ẩm. Quá trình nung được lặp lại cho đến khi cốc nung
có khối lượng khơng đổi.
Để tăng nhanh q trình tro hố có thể cho vào cốc chứa tro (đã nguội) 3 – 5 giọt
hydroperoxyt 5%, sau đó tiến hành như trên.
- Xác định độ kiềm của tro
 Cho chính xác vào cốc có tro một lượng dư acid clohydric 0,1N (khoảng 25 –
30ml).
 Đậy cốc bằng mặt kính đồng hồ, đun nóng cẩn thận đến sơi trong 1 phút. Để
nguội.
 Chuyển tồn bộ dung dịch trong cốc sang bình tam giác, tráng cốc nhiều lần
bằng nước cất. Thêm 3 giọt phenolphtalein 0,1% và chuẩn độ bằng dung dịch
natri hydroxyt 0,1N cho đến khi xuất hiện màu hồng bền vững trong 30 giây.
- Tính kết quả
Hàm lượng tro (X) tính bằng % theo cơng thức: X = [(m1-m2)x100]/m
Trong đó:
m: lượng mẫu cân, g
m1: khối lượng cốc nung, g
m2: khối lượng cốc nung và tro, g.


Kết quả là trung bình cộng kết quả 2 lần xác định song song. Chênh lệch kết quả
giữa 2 lần xác định song song khơng được lớn hơn 0,02%. Tính chính xác đến
0,01%.
- Độ kiềm của tro (X) tính bằng số ml dung dịch natri hydroxyt 0,1N dùng chuẩn
độ lượng tro trong 100g mẫu theo công thức: X = [(V1-V2)x100]/m

Trong đó:
V1: Thể tích dung dịch acid clohydric 0,1N đã dùng, ml
V2: Thể tích dung dịch natri hydroxyt đã dùng, ml
m: lượng mẫu cân, g.


2.4 Quy trình nghiên cứu: Quy trình thử nghiệm sản xuất gelatin từ da cá
Nguyên
liệu

Rửa

Xác định thành phần hoá học

Ngâm dung dịch
NaCl
Rửa

Ngâm dung dịch
NaOH
Rửa

Ngâm dung dịch acid
citric
Rửa

Trích ly

Lọc

Sấy

Bao gói

Sản
phẩm

Xác định thành phần hoá học


Nguyên liệu:
Nguyên liệu rửa bằng nước sạch nhằm loại bỏ các phần thịt cịn bám dính, tạp
chất cặn bẩn… Sau khi rửa sạch ta đem cắt nhỏ miếng da cá khoảng 2 ÷ 3 cm để tạo ra
kích thước đồng đều cho da thuận tiện cho các công đoạn xử lý tiếp theo.
Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu:
Lấy 10gam nguyên liệu đã được xử lý và rửa sạch, cho vào túi nilon nhỏ đem đi
phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu.
Ngâm NaCl:
Sau khi rửa xong thì đem da cá ngâm (3 lần) trong dung dịch nước muối có
nồng độ là 0,05M.
Mục đích: Xử lý NaCl là làm sạch da và làm tăng khả năng hydrat hố của da,
tạo điều kiện cho q trình xử lý, trích ly được dễ dàng, hiệu suất thu hồi gelatin cao
hơn.
Ngâm NaOH:
Kết thúc thời gian ngâm NaCl, nguyên liệu được rửa sạch bằng nước rồi đem
ngâm (3 lần) trong dung dịch NaOH nhằm khử lipid, protid và sắc tố hoà tan trong mơi
trường kiềm.
Mục đích: Trên mạch colagen có gốc cacboxyl (- COOH) và amin (- NH3) nên
sự có mặt của kiềm mạnh (NaOH) thì ion của nó tác dụng với gốc cacboxyl và làm
cho điện tích trên gốc amin bị ức chế.

Dưới tác dụng của kiềm thì colagen bị phá huỷ cấu trúc bậc cao, chuỗi
polypeptid dãn xoắn dẫn tới việc phá huỷ từng cấu trúc colagen để tạo ra gelatin.
Nhờ đó mà làm cho nguyên liệu trở nên mềm mại hơn, tạo điều kiện thuận lợi
cho các công đoạn xử lý tiếp theo. Ngồi ra, kiềm cịn có tác dụng hoà tan và loại bỏ
các chất hữu cơ khác như Albumin, mucin, mucoid, keratin và sắc tố…
Ngâm acid citric
Ngâm NaOH xong, nguyên liệu được rửa sạch bằng nước rồi ngâm trong dung
dịch acid citric nhằm khử các chất khống, protid và sắc tố tan trong mơi trường acid
đồng thời nhằm mục đích trung hồ mơi trường của dịch.
Mục đích: Cũng như kiềm, acid citric (C 6H7O8.H2O) là một acid yếu trong cấu
tạo của colagen, do vậy acid Citric cũng làm cho colagen bị phá huỷ cấu trúc bậc cao


và hình thành gelatin. Ngồi ra acid cịn hồ tan các chất khoáng, sắc tố và một số các
chất hữu cơ khác tan trong mơi trường acid.
Trích ly, lọc:
Q trình xử lý ở trên nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho cơng đoạn trích ly, rồi
tiến hành lọc bằng vải màn để loại bỏ bã và thu hồi dịch keo.
Mục đích: Khi qua các cơng đoạn xử lý (ngâm NaCl, ngâm NaOH, ngâm acid
citric ) thì các liên kết trong cấu trúc của colagen sẽ trở nên lỏng lẻo, đồng thời bị phá
huỷ một phần do đó khi trích ly sẽ làm cho colagen từ từ tan ra thành dung dịch keo
(keo gelatin). Colagen phân giải biến thành gelatin.
Kết quả phân giải colagen ngồi sản phẩm chính là gelatin, thì còn tạo thành
gelatone và gelatose. Đây là sản phẩm của sự phân giải gelatin nếu chúng ta trích ly ở
nhiệt độ và thời gian khơng thích hợp. Nếu như trích ly ở nhiệt độ càng cao và thời
gian càng dài thì sự phân giải colagen ngồi tạo thành gelatin cịn sản sinh ra các sản
phẩm phân giải là gelatone và gelatose. Do đó trong q trình trích ly, chúng ta phải
chọn nhiệt độ và thời gian thích hợp để đảm bảo chất lượng của gelatin.
Nếu như trích ly ở nhiệt độ càng cao và thời gian càng dài thì sự phân giải
colagen ngồi tạo thành gelatin cịn sản sinh ra các sản phẩm phân giải là gelatone và

gelatose. Do đó trong q trình trích ly, chúng ta phải chọn nhiệt độ và thời gian thích
hợp để đảm bảo chất lượng của gelatin.
nhiệt độ

C102H149N31O38 + H2O
Colagen

C102H151N31O39 + C47H70O19 + 7N2 ↑
Gelatone

Gelatose

Sấy lạnh, lạnh đơng, bao gói, bảo quản:
Dịch keo thu hồi được sẽ đem đi sấy lạnh, sau đó lạnh đơng rồi mang đi bao
gói, bảo quản ở nơi thống mát.


PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.1 Kết quả khảo sát nguyên liệu:
Tỷ lệ khối lượng của cá basa:

Thành phần

Tỷ lệ
khối lượng (%)

Fillet bỏ da

23-25

Đầu, xương, vây

27,5-32,5

Mỡ

15-24

Nội tạng, máu

2,5-4

Da

7-8

Thịt bụng

10-12

Thành phần hóa học của da cá :
Thành phần

Tỷ lệ
khối lượng (%)

Nước

60-70

Protein

7-15

Lipid

5-10

Muối vô cơ

1-3

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của cơng đoạn ngâm NaCl:
Sau khi rửa xong thì đem da cá ngâm 3 lần trong dung dịch nước muối có nồng
độ là 0,05M. Thời gian ngâm mỗi lần là 5 phút. Với tỷ lệ nước : nguyên liệu biến thiên
từ tỷ lệ 2:1 đến tỷ lệ 6:1.
Ta có kết quả thu được ở bảng sau:
Tỷ lệ nước: nguyên liệu
Trạng thái

2:1

4:1

5:1

6:1

Nhớt nhiều

Cịn nhớt

Ít nhớt

Ít nhớt


Như vậy, ta thấy với tỷ lệ nước : nguyên liệu = 5:1 cho kết quả là da cá đã khử
được độ nhớt. Do đó chúng tơi quyết định chọn tỷ lệ ngâm là 5/1.
3.3 Khảo sát ảnh hưởng của cơng đoạn ngâm NaOH:
Trong cơng đoạn ngâm NaOH, có 3 yếu tố ảnh hưởng đến công đoạn này là:
 Nồng độ NaOH
 Thời gian xử lý
 Tỷ lệ dung dịch NaOH so với nguyên liệu (v/w).
Khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng đươc chọn như sau:
 Nồng độ NaOH : 0.2 ÷ 0.4 M
 Thời gian: 70 ÷ 90 phút
 Tỷ lệ: chọn tỷ lệ cố định là 6 :1
Kết quả khảo sát được chọn lựa dựa trên kết quả hàm lượng lipid cịn sót lại là thấp
nhất, độ nhớt thấp nhất và lượng thu hồi gelatin là cao nhất,
Kết quả thí nghiệm thu được ở bảng sau:

Nồng độ
NaOH

Lượng gelatin
thu hồi

Hàm lượng lipid
cịn sót lại

(M)

Thời gian
xử lý
(phút)

Độ nhớt

(%)

(%)

0,2

70

22

10,6

Thấp

0,3

70

20,7

9,3

Thấp

0,4

70

20,3

8,6

Thấp

0,2

80

17,6

6,5

Vừa

0,3

80

16,2

5,7

Vừa

0,4

80

14,9

5,3

Vừa

0,2

90

9,5

5,1

Cao

0,3

90

8,7

4,8

Cao

0,4

90

8,1

4,6

Cao

(cảm quan)


Ta thấy sản lượng tách chiết không phụ thuộc vào tỷ lệ dung dịch NaOH so với
nguyên liệu nhưng lại tỷ lệ nghịch với nồng độ và thời gian xử lý NaOH. Khi nồng độ
và thời gian xử lý càng cao thì sản lượng giảm mạnh. Trong đó sự ảnh hưởng của nồng
độ NaOH tới sản lượng là mạnh hơn so với sự ảnh hưởng của thời gian xử lý. Vì
colagen là chất lưỡng tính nên nó có thể tác dụng với NaOH và chịu tác động của
NaOH. Dưới tác dụng của NaOH: colagen bị cắt đứt mạch muối (liên kết NH3 + …
COO-) làm đứt mạch peptit trong mạch chính, đứt liên kết hydrogen và acid amin bị
phân huỷ giải phóng amoniac. Do đó nếu nồng độ NaOH quá cao thì hầu như mạch
colagen bị thuỷ phân hết và ngồi ra một lượng khơng nhỏ gelatin cũng chịu tác động
của NaOH sẽ bị thuỷ phân thành các chất có mạch liên kết ngắn hơn. Dẫn đến sản
lượng của gelatin giảm. Do tác động của NaOH rất mạnh nên khi kéo dài thời gian xử
lý thì lượng gelatin bị đứt mạch tăng nên sản lượng giảm.
Độ nhớt của dịch keo không phụ thuộc vào tỷ lệ của dung dịch NaOH so với
nguyên liệu nhưng tỷ lệ nghịch với nồng độ NaOH và tỷ lệ thuận với thời gian xử lý.

Do đó để dịch keo có độ nhớt lớn thì ta phải tăng thời gian xử lý NaOH và giảm nồng
độ dung dịch NaOH.
Như vậy, dựa vào thí nghiệm ta thu được kết quả là với điều kiện ngâm dung dịch
NaOH nồng độ 0.3 M, thời gian ngâm là 80 phút, tỷ lệ dung dịch NaOH so với nguyên
liệu (v/w) là 6:1 thì khả năng khử màu, mùi và các thành phần tạp chất khác như lipid,
khoáng… gần như triệt để, sản lượng gelatin thu hồi là 16,2% với độ nhớt vừa phải.
3.4 Khảo sát ảnh hưởng của công đoạn ngâm acid citric và trích ly:
Ngâm NaOH xong, nguyên liệu được rửa bằng nước sạch, đem ngâm lần 3 lần
trong dung dịch acid citric nhằm khử các chất khoáng, protid và các sắc tố tan trong
môi trường acid…
Trong công đoạn ngâm acid citric, có 3 yếu tố ảnh hưởng đến cơng đoạn này là:
 Thời gian xử lý
 Tỷ lệ dung dịch acid citric so với nguyên liệu (v/w).
 Nhiệt độ xử lý.
Vì da cá basa là loại cá da trơn có cấu trúc da tương đối đồng đều, sắc tố có trong da ít
nên ta lựa chọn các thơng số để khảo sát như sau:
 Thời gian xử lý: 3-4 giờ
 Tỷ lệ dung dịch acid citric so với nguyên liệu (v/w): 2-3:1


 Nhiệt độ xử lý: 60-70oC
 Nồng độ dung dịch acid citric cố định là 0,05M
Tỷ lệ dung Thời gian
dịch acid xử lý (giờ)
citric so
với
nguyên
liệu

Nhiệt độ xử lý

Lượng gelatin thu
hồi

Độ nhớt
(cảm quan)

(%)

2:1

3

60

24,5

Cao

2:1

3

70

22,8

Thấp

2:1

4

60

23,4

Cao

2:1

4

70

21,8

Vừa

3:1

3

60

23,9

Cao

3:1

3

70

23,1

Thấp

3:1

4

60

22,7

Cao

3:1

4

70

21,4

Vừa

Ta thấy sản lượng tách chiết không phụ thuộc vào tỷ lệ giữa nước nấu so với

nguyên liệu nhưng lại tỷ lệ nghịch với nhiệt độ và thời gian trích ly. Khi nhiệt độ và
thời gian trích ly càng cao thì sản lượng càng giảm. Trong đó sự ảnh hưởng của nhiệt
độ trích ly tới sản lượng là lớn hơn so với sự ảnh hưởng của thời gian. Vì trong cơng
đoạn trích ly, colagen sẽ thuỷ phân thành gelatin.
Nhưng nếu nhiệt độ trích ly cao thì gelatin sẽ tiếp tục thuỷ phân thành gelatose
và gelatone. Chính vì thế sản lượng gelatin sẽ giảm. Nếu nhiệt độ thích hợp mà thời
gian kéo dài thì lượng gelatin được tạo ra triệt để hơn nên sản lượng cao hơn.
Ta thấy độ nhớt của dịch keo không phụ thuộc vào tỷ lệ nước nấu nhưng tỷ lệ
thuận với thời gian trích ly và tỷ lệ nghịch với nhiệt độ trích ly. Do đó để dịch keo có
độ nhớt lớn nhất thì ta phải giảm nhiệt độ trích ly đồng thời kéo dài thời gian trích ly.
Tuy nhiên nếu trích ly ở nhiệt độ q thấp thì sẽ khơng đủ nhiệt để làm colagen từ từ
tan thành gelatin, mặt khác nếu như nấu trong thời gian dài thì cũng sẽ làm ảnh hưởng


đến chất lượng của keo gelatin. Vì vậy ta nên chọn chế độ trích ly thích hợp nhằm đảm
bảo chất lượng của keo là tốt nhất.
Như vậy, dựa vào kết quả thí nghiệm và các phân tích nhận thấy ở trên, ta chọn
kết quả là tỷ lệ dung dịch acid citric: nguyên liệu (v/w) là 3:1, thời gian: 3 giờ, nhiệt độ
xử lý là: 60 phút sẽ cho hiệu suất cao nhất với chất lượng gelatin tốt nhất.
Với việc sử dụng các vật liệu lọc rẻ tiền (bông thuỷ tinh, bơng gịn) và bổ sung
việc ly tâm sau q trình lọc đã rút ngắn thời gian và giảm chi phí của quá trình sản
xuất. Sản phẩm gelatin tạo ra đạt chỉ tiêu cao về độ bền gel và độ nhớt cũng như giá trị
cảm quan về màu sắc và mùi vị. Ngoài ra, hàm lượng axit amin cũng như trọng lượng
phân tử của sản phẩm gelatin thực nghiệm có giá trị tương đương với các tài liệu đã
công bố.
3.5 Sơ bộ hạch toán giá thành sản phẩm
Từ 1000g nguyên liệu da cá (sau khi đã loại bỏ các thành phần khác như xương,
vảy…) ta có thể tạo ra được 67g gelatin thành phẩm.
Bảng hạch toán sơ bộ của sản phẩm
Mục

Lượng sử dụng (g)

Đơn giá (đ/kg)

Thành tiền (đ)

Da cá

1.000

6.000

6.000

NaCl

10

2.000

20

NaOH

15

12.000

180

Acid citric

10

10.000

100

Tổng chi phí ngun liệu:
Chi phí khác (điện, nước, nhân cơng… ):
Tổng chi phí
Như vậy 1 kg gelatin thành phẩm ước tính có giá thành là 105.000đ.
Giá thị trường hiện nay là từ 200.000 – 900.000 đ/kg.
3.6 Bước đầu ứng dụng gelatin thu được vào sản xuất kẹo dẻo:
Nguyên liệu:
-

Gelatin : 18g

-

Nước : 50ml

6.300
700
7.000


-

Đường : 100g

-

Đường nha : 100g

-

Acid citric : 2g

-

Màu thực phẩm : 0,5g

-

Hương trái cây : 2g

Quy trình sản xuất kẹo dẻo gelatin: (xem trang bên)


Nước

Đường

Gelatin

Ngâm

Chuẩn bị syro

Làm tan

Nấu

Phối trộn

Rót khn và
ổn định

Tạo hình và áo
đường

Sản phẩm

Nha

Hương + Màu +
Acid citric


Thuyết minh quy trình:
Chuẩn bị gelatin:
Cho 18g gelatin vào một cốc thủy tinh 100ml, cho 25g nước vào khuấy đều. Để
yên 10p, sau đó đem nấu cách thủy cho gelatin tan hết (nhiệt độ 80 0C). Không nên
khuấy quá lâu hoặc quá nhanh dễ sinh bọt.
Khi gelatin tan hết, ở yên 5 phút, sau đó vớt bọt trên bề mặt. Để nguội ở nhiệt độ
phịng. Sau đó để cốc vào ngăn mát của tủ lạnh để gelatin đông lại.
Chuẩn bị syrup

Hòa tan đường vào 25g nước còn lại tạo dung dịch 80%, gia nhiệt để đường tan
hoàn toàn.
Dung dịch đường sau khi hịa tan hồn tồn thì cho nha vào.
Nấu
Hỗn hợp đường, nha được cô đặc trên bếp đến nồng độ chất khô như mong muốn
là 82-850Bx.
Phối trộn
Phối trộn trong quá trình làm nguội, gồm 2 bước:
-

Trộn gelatin:

Cho khối gelatin đông tụ đã cắt nhỏ vào và khuấy trộn đều khoảng 2-3p. Chú ý
nhiệt độ dưới 800C.
Yêu cầu trong giai đoạn này là gelatin tan đều vào syro, khơng có bọt khí, khơng
tạo gel.
-

Trộn phụ gia

Cho hương, màu, acid citric vào, khuấy nhẹ để các phụ gia trộn đều và tránh tạo
bọt khí.
Yêu cầu trong giai đoạn này là phụ gia phân tán đều, màu dung dịch kẹo đồng nhất,
không có bọt khí.
Rót khn và ổn định
Rót dịch kẹo vào khuôn tinh bột đã được sấy ( bột nếp rang), tạo hình (tùy thích)
hoặc vào khn nhựa có thoa chất chống dính. Sau đó kẹo được giữa ổn định ở nhiệt
độ 20-250C trong thời gian 18-20h.
Tạo hình và áo đường

Kẹo sau khi để ổn định được tách ra khỏi khuôn tinh bột. Thổi cho bột tách ra khỏi
kẹo. Kẹo sau đó được áo đường hoặc áo dầu để các viên kẹo khơng dính lại với nhau.


PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
4.1 Kết luận
Đề xuất quy trình sản xuất gelatin từ da cá basa (xem trang bên):
4.2 Đề nghị:
Hướng phát triển tiếp theo của đề tài:
-

Từ các kết quả thí nghiệm thu được tiếp tục tối ưu hóa các thơng số để tạo được
sản phẩm có chất lượng tốt nhất với hiệu suất cao nhất

-

Ứng dụng gelatin vào nhiều sản phẩm thực phẩm khác

-

Tinh sạch gelatin thành phẩm, khảo sát thành phần các acid amin và nghiên cứu
quy trình sản xuất gelatin có chất lượng đồng đều, ổn định tiến tới ứng dụng
trong công nghiệp dược phẩm