Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương

i
LỜI CẢM ƠN

Để đạt được kết quả nghiên cứu như ngày hôm nay tôi đã nhận được sự giúp
đỡ của gia đình cũng như thầy cô và bạn bè. Để bày tỏ sự biết ơn của mình tôi xin
gửi lời trân trọng cảm ơn tới:
Quý Thầy, Cô khoa Chế biến trường Đại học Nha Trang.
Ban giám hiệu và phòng ban liên quan.
Thầy Nguyễn Anh Tuấn là người hướng dẫn,đôn đốc, tạo điều kiện cho tôi
thực hiện đề tài này.
Thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và Cô Phạm Thị Hiền đã giúp đỡ và cùng tôi
thực hiện đề tài này.
Các thầy cô trong khoa đã tận tình giúp đỡ giải đáp những thắc mắc khó
khăn của tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Cán bộ phòng Thí nghiệm các bộ môn công nghệ Chế biến, công nghệ Thực
phẩm, công nghệ Sinh học, Hóa- Vi sinh đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài
của mình.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên giúp đỡ của gia đình và
bạn bè trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu.

Nha Trang, ngày 1tháng 7 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Vũ Thị Quỳnh
ii
MỤC LỤC
Trang

LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về cá ngừ 3
1.1.1. Một vài loài cá ngừ đại dương 5
1.1.2. Thành phần hóa học và thành phần khối lượng cá ngừ đại dương 7
1.1.3. Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ 8
1.1.4. Đánh giá về phế liệu cá ngừ 11
1.2. Tổng quan về protein của cá. 11
1.2.1. Vai trò sinh học của protein 11
1.2.2. Vai trò dinh dưỡng của protein 12
1.2.3. Cấu tạo phân tử protein 12
1.2.4. Một số tính chất của protein. 13
1.2.5. Protein trong động vật thủy sản. 14
1.3. Tổng quan về quá trình trích ly protein. 14
1.3.1. Bản chất của quá trình trích ly 14
1.3.2. Quá trình trích ly protein. 16
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trích ly protein 17
1.3.4. Các biến đổi của protein trong quá trình trích ly 19
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
2.1. Đối tượng nghiên cứu 22
2.1.1. Cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương từ quá trình chế biến cá filet đông
lạnh. 22
iii
2.1.2. Dung dịch acid clohydride. 22
2.1.3. Natri hydroxit 22
2.2. Phương pháp nghiên cứu 23
2.2.1 Phương pháp thực nghiệm 23
2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 23

2.2.3. Phương pháp phân tích và xác định các chỉ tiêu sản phẩm 23
2.3. Bố trí thí nghiệm. 23
2.3.1. Sơ dồ quy trình nghiên cứu 23
2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát: 26
2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chi tiết 27
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38
3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học cơ bản của thịt đỏ cá ngừ đại
dưỡng 38
3.2. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi
protein của thịt đỏ cá ngừ 38
3.3. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein
của thịt đỏ cá ngừ đại dương 43
3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất hòa tan và thu
hồi protein từ thịt đỏ cá ngừ đại dương 46
3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hiệu suất hòa tan và thu hồi protein
của thịt đỏ cá ngừ đại dương 50
3.6. Ảnh hưởng của pH kết tủa lên hiệu suất thu hồi protein của cơ thịt đỏ
cá ngừ đại dương 54
3.7. Đề xuất quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại
dương 56
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC

iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TPHH : thành phần hóa học.
W/V : nguyên liệu/dung môi.
KQ : kết quả

H : hiệu suất.
TNHH : trách nhiệm hưu hạn.

v
DANH MỤC BẢNG
Trang

Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loài cá ngừ đại dương 7
Bảng 1.2. Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương. 8
Bảng 1.3. Các nhóm hàng thủy sản xuất khẩu chính 10
Bảng 3.1. thành phần hóa học cơ bản của thịt đỏ cá ngừ 38







vi
DANH MỤC HÌNH
Trang

Hình 1.1. Cá ngừ vây vàng 5
Hình 1.2. Cá ngừ mắt to 6
Hình 2.1. Thịt đỏ cá ngừ đại dương 22
Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất hòa tan protein
của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. 38
Hình 3.2. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất thu hồi protein
của thịt đỏ cá ngừ đại dương 39
Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên tỷ lệ thất thoát

protein trong bã 39
Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên tỷ lệ thất thoát protein
trong nước thải. 40
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan của cơ thịt đỏ cá
ngừ đại dương 43
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất thu hồi protein của thịt
đỏ cá ngừ đại dương 43
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong bã 44
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong
nước thải 44
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất hòa tan
protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương 46
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu suất thu hồi
protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 47
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến tỷ lệ thất thoát
protein trong bã 47
Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi trong quá trình chiết
lên tỷ lệ thất thoát potein trong nước thải. 48
vii
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hiệu suất hòa tan protein của cơ
thịt đỏ cá ngừ đại dương 50
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hiệu suất thu hồi protein của cơ
thịt đỏ cá ngừ 50
Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên tỷ lệ protein thất thoát trong bã 51
Hình 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong
nước thải 51
Hình 3.17. Hiệu suất protein hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. 54
Hình 3.18. Ảnh hưởng của pH kết tủa đến tỷ lệ thu hồi protein so với protein
trong dịch chiết 54
Hình 3.19. Ảnh hưởng của pH kết tủa lên hiệu suất thu hồi protein so với

protein trong nguyên liệu thịt đỏ cá ngừ đại dương 55
Hình 3.20. Dung dịch protein sau hòa tan 57
Hình 3.21. Protein sau kết tủa 57







1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Cá ngừ đại dương là loài cá có giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế cao
nó thể hiện ở sản lượng khai thác và tiêu thụ trong các năm trước đây. Hai loại cá
ngừ đại dương phổ biến và được ưa chuộng là cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to.
Sản lượng khai thác cá ngừ vây vàng thế giới đạt con số1.296 nghìn tấn và cá mắt to
là 403 nghìn tấn vào năm 2005[ 11]. Đây quả là con số không phải nhỏ trong công
nghiệp chế biến thực phẩm thủy sản.
Dạng sản phẩm chính trong công nghệ chế biến thủy sản từ nguồn nguyên
liệu này là ăn tươi, đông lạnh, sashimi, đóng hộp, xông khói…. Trong quá trình chế
biến này thì phần chính được sử dụng làm thực phẩm là phần thịt trắng( phần ăn
được), còn lại khoảng 30%[5] là phế liệu( đầu, xương, da, vây, vẩy, thịt đỏ…). Phần
phế liệu này chỉ một ít được tận dụng làm thực phẩm cho người, một phần làm thức
ăn cho gia súc, phần còn lại là thải bỏ, như vậy sẽ rất lãng phí thậm chí còn mất một
khoản chi phí để xử lý chất thải mang lại hiệu quả kinh tế thấp cho doanh nghiệp.
Một trong những phần phế liệu đáng lưu tâm ở đây là phần cơ thịt đỏ của cá ngừ,
đây là phần có chứa hàm lượng protein lớn và có giá trị dinh dưỡng cao, nó chiếm
khoảng 6.4% thành phần khối lượng tuy nhiên nó có một đặc điểm gây trở ngại mà
người ta phải loại bỏ nó ra trong quá trình chế biến. Trong thịt đỏ cá ngừ nói chung

có chứa histidine nó có khả năng chuyển thành độc tố histamine gây ngộ độc cho
người sử dụng nếu quá trình chế biến và bảo quản không đảm bảo. Mà sự biến đổi
này thì không thể tránh khỏi, chính vì thế cho đến nay nó luôn là phế liệu ít được
quan tâm trong quá trình chế biến.
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 này cần phải được nghiên cứu và làm
rõ. Đó là những lý do khiến tôi chọn hướng nghiên cứu: “nghiên cứu ảnh hưởng
của điều kiện chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá
ngừ đại dương”
2
2. Nhiệm vụ của đề tài.
Tìm ra quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương
với hiệu suất thu hồi là cao nhất.
Để đạt được nhiệm vụ nêu trên trong quá trình nghiên cứu cần thực hiện
những nhiệm vụ sau:
 Xác định thành phần hóa học của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương.
 Nghiên cứu chế độ hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương
tốt nhất.
 Xây dựng quy trình hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại
dương.
3. Ý nghĩa khoa học của đề tài.
 Tạo ra dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo cho sinh viên và cán bộ ngành
chế biến thủy sản.
 Kết quả nghiên cứu tạo ra cơ sở cho các nhà máy chế biến áp dụng nhằm tận
dụng và nâng cao giá trị của nguồn phế liệu thịt đỏ cá ngừ trong công nghệ chế biến
cá ngừ.
4. Ý nghĩa thực tiễn.
 Nâng cao giá trị của nguồn phế liệu cơ thịt đỏ cá ngừ.
 Tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng từ sản phẩm thu được.

3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về cá ngừ.
Cá ngừ đặc biệt là cá ngừ đại dương là loài cá có giá trị cao dựa vào sản
lượng lớn và sự ưa chuộng của người tiêu dùng.
Cá ngừ thuộc họ cá thu ngừ (Scombride), chúng sống ở vùng nước ấm. Cá
ngừ đại dương có hệ thống trao đổi nhiệt ngược dòng, do đó nó có khả năng giữ ấm
cho cơ thể cá ngay cả trong nước lạnh. Với hệ cơ luôn được giữ ấm như vậy giúp
cho cá di chuyển nhanh chóng dưới nước nên “vua tốc độ của biển cả” là mệnh
danh của loài cá ngừ đại dương. Cá ngừ giống như cư dân du mục của đại dương,
nó được biết đến với kỷ lục xuyên đại dương, theo nghiên cứu chúng có thể di
chuyển với tốc độ 16 dặm/ ngày để vượt qua 5300 dặm từ California đến Nhật Bản.
Với sự di chuyển như vậy cá ngừ cần một lượng O
2
và thức ăn rất lớn để cung cấp
đủ năng lượng cho cơ thể từ vài chục đến vài trăm kg của nó. Chính vì thế tim của
cá ngừ có kích thước gấp 10 lần các loại cá khác có cùng kích thước giống nó, diện
tích bề mặt mang lớn gấp 30 lần so với các loài cá khác. Cá ngừ được quan tâm đến
không đơn thuần như loài động vật máu lạnh giống các loài cá khác mà chúng được
xem xét như là một loài máu nóng. Chúng có một mạng lưới mạch máu đan xen
nhau chính là cơ quan giúp cho sự trao đổi ngược dòng giữa hai hệ thống động
mạch và tĩnh mạch gần nhau để giữ ấm cho cơ thể cá, thân nhiệt của cá ngừ có thể
lên tới 38
o

C cao hơn nhiệt độ môi trường 20
o
C.[1]
Cá ngừ có thân hình thoi, hơi tròn, phần bụng có màu trắng bạc phần thân có
màu sẫm đến đen đôi khi có sọc mờ hoặc chấm mờ trên thân, trừ cá ngừ vây vàng
có màu vàng sáng. Vảy của cá ngừ hầu hết là nhỏ và gần như cấu trúc vây của các
loài cá ngừ là giống nhau: vây ngực có thể ngắn( cá ngừ vây xanh, cá ngừ vằn) hoặc
có thể dài như mảnh lưỡi dao( cá ngừ vây vàng, cá ngừ vây dài). Riêng cá ngừ vây
vàng khi trưởng thành có một số vây lưng thứ hai và vây hậu môn mọc dài hẳn như
4
lưỡi kiếm có màu vàng. Chúng có một hàng gai ở phần bên đuôi có hình giống vầng
trăng khuyết.[1]
Hầu hết các loài cá ngừ đều có hai bó cơ: bó cơ trắng ở hai bên lườn và bó cơ
đỏ ngay dưới da dọc theo chiều dài cơ thể, có một hệ thống dây chằng phân chia hai
bó cơ một cách rõ rêt. Trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm phần nguyên liệu chính
được sử dụng là phần thịt trắng còn phần thịt đỏ có chứa histidine dễ dàng chuyển
thành độc tố histamine trong khi chế biến và bảo quản nên thường không được sử
dụng làm thực phẩm cho người.
Cá ngừ bắt đầu vòng đời của mình từ khi cá mẹ đẻ trứng trong vùng nước
mới, sau 24h trứng sẽ nở thành ấu trùng. Mỗi lần đẻ trứng mỗi con cá mẹ đẻ khoảng
6 triệu trứng, chúng có đặc tính sinh sản tập trung, dù sống ở vùng nào khi đến mùa
sinh sản chúng cũng tập trung về cùng một vùng.
Cá ngừ là loài cá ăn tạp chúng ăn tất cả những gì trước mắt từ cá nục, cá bơn
cá trích, mực ống, cá thu kể cả bọt biển…[2]
Cá ngừ là loại cá có giá trị kinh tế cũng như sản lượng lớn. Mùa vụ khai thác
từ tháng 4 đến tháng 8, vụ phụ từ tháng 10 đến tháng 2. Nghề câu cá ngừ đại dương
xuất hiện ở Việt Nam vào khoảng những năm 1990 ở 3 tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa,
Bình Định sau đó lan rộng ra các tỉnh lân cận cho đến nay đã thành thế mạnh của
ngư dân các tỉnh Nam Trung Bộ. Ngư cụ khai thác chủ yếu là câu vàng, lưới rê, lưới
đăng.

Đây là loài thủy sản có giá trị cao cả về giá trị dinh dưỡng lẫn sản lượng và
cần được nghiên cứu đưa ra biện pháp để tăng nguồn khai thác nhưng vẫn bảo tồn
và phát triển được nguồn thực phẩm tuyệt vời này.
5
1.1.1. Một vài loài cá ngừ đại dương.
 Cá ngừ vây vàng.

Hình 1.1. Cá ngừ vây vàng
Tên khoa học: Thunnus albacores
Tên tiếng anh: yellowfin tuna.
Giới : Animalia.
Ngành : Chordate.
Phân Ngành : Vertebrata.
Liên Lớp : Osteichthyes.
Lớp : Actinopterygii.
Phân Lớp : Neopterygii.
Bộ : Perciformes.
Họ : Scombrinae.
Chi : Thunnus
Loài : T- Albacares
Đặc điểm hình thái: thân hình thoi, dài hai bên hơi bẹt, có hai vây lưng rất
gần nhau, sau vây lưng thứ hai có 8-10 vây phụ, sau vây hậu môn có 7-10 vây phụ.
Cá thể trưởng thành có vây thứ hai và vây hậu môn rất dài chiếm 20% chiều dài
thân đến chẽ vây đuôi. Vây ngực dài đạt tới quá khởi điểm vây lưng thứ hai, thân
phủ vẩy rất nhỏ. Cuống đuôi thon, mỗi bên có một gờ cứng, lưng màu xanh đậm
ánh kim loại, bụng màu vàng và ánh bạc có khoảng 20 khoảng đứt đoạn chạy gần
vuông góc với rìa bụng, các vây có màu vàng tươi, vây phụ có viền đen hẹp.
6
Phân bố:
Thế giới: vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Đại Tây Dương, Thái Bình Dương,

Ấn Độ Dương, Sri Lanca, Otxtraylia, Indonesia, Malaysia, Philippin, Nhật Bản,
Trung Quốc.
Việt Nam: 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: 490-1500mm.
Dạng sản phẩm: tươi, đóng hộp.[3]
 Cá ngừ mắt to.
Tên khoa học: Thunnus obesus.

Hình 1.2. Cá ngừ mắt to
Tên tiếng anh: bigeye tuna
Giới : Animalia.
Ngành : Chordate.
Phân ngành : Vertebrata.
Liên lớp : Osteichthyes.
Lớp : Ostinopterygii.
Bộ : Perciformes.
Phân bộ : Scombroidei.
Họ : Scombridae.
Chi : Thunnus.
Loài : T- Obesus
7
Đặc điểm hình thái: thân hình thoi, dài, hai bên hơi dẹt. hai vây lưng gần
nhau sau vây lưng thứ hai có 8-10 vây phụ. Vây ngực khá dài đặc biệt là ở cá thể
còn nhỏ. Vây lưng thứ hai và vây hậu môn ngắn, mắt to, lưng màu xanh sẫm ánh
kim loại, nửa thân dưới và bụng màu trắng nhạt, vây lưng thứ nhất màu vàng sẫm,
vây lưng thứ hai và vây hậu môn màu vàng nhạt, vây phụ màu vàng tươi có viền đen.
Phân bố:
Thế giới: vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương tới 30

o
S.
Việt nam: vùng biển xa bờ miền Trung và Đông Nam Bộ.
Mùa vụ khai thác: quanh năm.
Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê và đăng.
Kích thước khai thác: 600-1800mm.
Sản phẩm: tươi, đóng hộp.[3]
1.1.2. Thành phần hóa học và thành phần khối lượng cá ngừ đại dương.
 Thành phần hóa học của cá ngừ đại dương.
Thành phần hóa học của cá ngừ đại dương thay đổi theo loài, độ tuổi, giới
tính, mùa vụ và môi trường sống. Sự thay đổi này thấy rõ nhất ở hàm lượng lipit
khác biệt một cách ró 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, lipit,
glucid…[4]
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loài cá ngừ đại dương[5]
Loài Nước Protein Lipit Gluxit Tro

68.7 28.3 1.4 0.1 0.1
Cá ngừ vây xanh
Thị đỏ
Thịt trắng
52.6 24.6 21.4 0.1 1.3
Thịt đỏ cá ngừ vây vàng 74.2 2.1 22.2 0.1 1.4

56 23.6 9.3 0.1 1.4
Cá ngừ vây xanh phương nam
Thịt đỏ
Thịt trắng
63.9 23.1 11.6 0.1 0.3

8
Cũng như các loại nguyên liệu thủy sản khác thịt cá ngừ là nguồn gốc của
các loại protein hoàn hảo vì nó có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế( lysine
với tỷ lệ 2.735g/100g phần ăn được, leucine với tỷ lệ 2.436g/100g phần ăn được,
arginine với tỷ lệ 1.794g/100g phần ăn được) với một tỷ lệ cân đối, đồng thời nó
còn chứa các acid béo không no rất tốt cho con người như omega- 3, omega-6 và
một lượng vitamin, khoáng chất cần thiết.
Protein có nguồn gốc từ thịt cá là loại protein hoàn hảo, mặt khác thịt cá lại
có vị thơm ngon, dễ tiêu hóa và hấp thụ. Lipit trong thịt cá ngừ ngoài việc cung cấp
chất béo như các loại lipit thông thường khác nó còn có giá trị sinh học cao. Bản
chất của nó có chứa các acid béo không no, có vai trò tạo điều kiện chuyển hóa lipit
để giảm hàm lượng cholesteron và colin trong máu giảm nguy cơ sơ vữa động
mạch, giảm các bệnh về tim mạch. Ngoài ra thịt cá ngừ còn chứa một lượng vitamin
phong phú mà đặc biệt là vitamin A, D và vitamin E. Bên cạnh đó nó còn chứa hàm
lượng khoáng đa và vi lượng tương đối đầy đủ cao hơn so với động vật trên cạn và
thiết yếu cho cơ thể người như: Mn chiếm 0.019mg/100g phần ăn được; Zn chiếm
0.67mg/100g phần ăn được; Fe chiếm 0.094mg/100g phần ăn được…[2]
Với giá trị dinh và sản lượng không nhỏ cho thấy tiềm năng phát triển về mặt
kinh tế của cá ngừ là rất tốt, tuy nhiên cần phải phát triển một cách bền vững.
 Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương.
Bảng 1.2.Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương.
Thịt(sau
fillet)( %)
Xương, da, vây (%)

Đầu
(%)
Nội tạng (%) Thịt đỏ (%)
58.51 9.4 19.92 5.71 6.4

1.1.3. Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ.
Cá ngừ là loài cá có giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế cao và đang
có xu hướng được ưa chuộng hơn trong vài năm trở lại đây. Sản lượng khai thác cá
ngừ đặc biệt là cá ngừ đại dương tăng mạnh từ những năm 1950- 2005. Năm 1950
sản lượng khai thác cá ngừ trong khoảng 450 nghìn tấn thì đến năm 2005 con số
9
này đã lên tới 4.3 triệu tấn gần gấp 9 lần, đáng chú ý là 5 loại cá ngừ: yellow tuna,
blufin tuna, skipjack tuna, biyege tuna và albacore tuna. Trong đó các nước có sản
lượng khai thác nhiều nhất là Nhật Bản, Trung Quốc, Oxtraylia, Hàn Quốc…Việt
Nam cũng là một trong những nước có sản lượng cao. Riêng sản lượng khai thác
cá ngừ vây vàng năm 2005 đạt 1.296 nghìn tấn giảm 2.1% so với năm 2004. Sản
lượng khai thác có xu hướng tăng nhẹ trong giai đoạn 1995-2005, sản lượng đánh
bắt trung bình trong giai đoạn này đạt 425 nghìn tấn, trong khi đó sản lượng khai
thác cá ngừ mắt to lại có xu hướng giảm nhẹ trong giai đoạn 1999-2005. Sản lượng
khai thác cá ngừ mắt to đạt đỉnh điểm là 449 nghìn tấn vào năm 1999 và giảm
xuống nhẹ. Theo thống kê thì sản lượng trung bình khai thác cá ngừ mắt to trong
giai đoạn 1995-2005 đạt 425 nghìn tấn và trong năm 2005 con số này là 403 nghìn
tấn giảm 8.8% so với năm 2004, mặc dù nhu cầu tiêu thụ của người tiêu dùng trong
giai đoạn này đang tăng.[11]
Trong một vài năm gần đây ở một số quốc gia như Nhật Bản, Oxtraylia, Ấn
Độ… để nhằm bảo vệ loài thủy sản quý khỏi nguy cơ bị tuyệt diệt đã có những
chính sách cắt giảm sản lượng khai thác trong vùng lãnh hải của mình. Ngoài ra, ở
Nhật Bản đã và đang nghiên cứu nhân giống và nuôi cá ngừ để tăng sản lượng đáp
ứng nhu cầu.
Hiện nay, Nhật bản là quốc gia có chỉ số tiêu thụ cá ngừ lớn nhất thế giới,
nhất là cá ngừ tươi sống dùng làm sashimi. Loại sản phẩm này đòi hỏi nguyên liệu
phải có chất lượng tươi tốt và được kiểm soát rất chặt chẽ. Đây cũng đang là thị
trường xuất khẩu chính của cá ngừ Việt Nam. Cũng theo thông tin từ VASEP trong
thời gian gần đây lượng sản phẩm cá ngừ xuất khẩu sang Mỹ đang tăng cao. Người
dân Mỹ cũng đang có xu hướng sử dụng cá ngừ tươi sống thay cho thói quen sử

dụng đồ hộp trước kia.
Sản lượng khai thác, đánh bắt cá ngừ ở nước ta chủ yếu tập trung vào một số
tỉnh Nam Trung Bộ như: Phú Yên, Khánh Hòa, Bình Định. Đây cũng là ba tỉnh có
10
sản lượng đánh bắt cá ngừ cao nhất cả nước, số đội tàu đánh bắt của cả nước hầu hết
tập trung vào 3 tỉnh này.
Thị trường tiêu thụ cá ngừ nội địa của chúng ta chủ yếu là cá tươi nhưng có
chất lượng ít cao và thường là các loại có giá trị thấp hơn. Hiện nay, cá ngừ được sử
dụng để làm đồ hộp và xuất khẩu là chủ yếu đối với các loài có giá trị kinh tế cao.
Theo thống kê năm 2010 xuất khẩu cá ngừ đạt 83.863 tấn đạt kim ngạch xuất khẩu
293.119 triệu tấn.[6]. Tỷ lệ xuất khẩu cá ngừ được thể hiện ở bảng 3.
Bảng 1.3. Các nhóm hàng thủy sản xuất khẩu chính:[6]
Năm 2010 SẢN PHẨM
Khối lượng (Tấn) Giá trị (triệu USD)
Tôm các loại 240.985

2.106,824

Cá tra 659.397

1.427,494

Cá ngừ 83.863

293,119

Cá khác 227.940

605,574

Nhuyễn thể 125.011

488,860

Cua, ghẹ, giáp xác khác 15.959

111,855

TỔNG CỘNG:

1.353.156

5.033,726


Các sản phẩm chính hiện nay là: ăn tươi, đóng hộp, hun khói, fillet. Cá ngừ
đặc biệt là cá ngừ đại dương trong quá trình chế biến thì phát sinh ra một lượng phế
liệu khá lớn., tỷ lệ phế liệu này có thể lên tới 30%[6]. Nó bao gồm: đầu, xương, vây
nội tạng và phần cơ thịt đỏ. Trong đó phần đầu chiếm tỷ lệ cao nhất, tuy nhiên phần
cơ thịt đỏ là phần chứa hàm lượng protein cao và có giá trị dinh dưỡng lớn tuy
nhiên do đặc tính của nó mà không hoặc ít được sử dụng làm thực phẩm cho người.
Vì vậy đi đôi với công nghiệp sản xuất thực phẩm từ nguồn nguyên liệu cá
ngừ đại dương cần nghiên cứu để tận dụng nâng cao nguồn nguyên liệu thịt đỏ.
11
1.1.4. Đánh giá về phế liệu cá ngừ.
Trên thực tế cho thấy trong công nghiệp chế biến cá ngừ phần quan trọng
nhất được sử dụng là phần thịt trắng, phần này chiếm từ 55-70% còn lại là phần phế
liệu chiếm khoảng 30-45%. Từ bảng 3 trên cho thấy riêng đối với các sản phẩm cá
ngừ xuất khẩu nguồn phế liệu thịt đỏ nằm trong khoảng 503-545 nghìn tấn trong
năm 2010.

Như vậy con số phế liệu này không phải là ít và cũng không phải là không có
giá trị chỉ là chưa nhìn thấy và tận dụng được giá trị của nó
Theo nghiên cứu và đã được ứng dụng trong công nghệ thu và tinh chế dầu
cá y học thì trong gan cá ngừ chứa lượng dầu cá có hoạt tính sinh học cao vì nó có
chứa hàm lượng vitamin cần thiết cao, trong mắt cá có chứa hàm lượng glucosamin,
protein, lipit, đầu và xương cá có chứa hàm lượng protein và khoáng có thể sử dụng
để thu hồi dầu cá, sản xuất bột khoáng, bột cá làm thức ăn chăn nuôi. Da cá có thể
sử dụng để thu hồi collagen, gellatin [6], [7], [8].
Như vậy, còn một thành phần phế liệu nữa chưa được tận dụng và nghiên
cứu ở đây là thành phần cơ thịt đỏ. Số liệu cho thấy rằng phần này không phải là
nhỏ trong thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương và hàm lượng chất dinh
dưỡng rất cao tuy nhiên phần này lại có đặc điểm là dễ sinh độc tố nên ít sử dụng
cho người mà hầu như là làm thức ăn cho gia súc.
Với lượng phế liệu còn lại trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm từ cá
ngừ cần nghiên cứu để tận dụng nguồn nguyên liệu còn lại cụ thể là thịt đỏ cá ngừ
để nâng cao giá trị kinh tế cho cá ngừ, cho ngư dân và cho người sản xuất
1.2. Tổng quan về protein của cá.
1.2.1. Vai trò sinh học của protein.
Protein là thành phần không thể thiếu được trong tất cả các cơ thể sống.
Protein là nền tảng về cấu trúc và chức năng của cơ thể sinh vật sống, nó đảm
nhiệm nhiều nhiệm vụ quan trọng: [9]
12
 Xúc tác: protein có vai tró xúc tác cho các phản ứng xảy ra bên trong cơ thể
gọi là enzime, nó có mặt trong hầu hết các phản ứng trong cơ thể từ những phản
ứng đơn giản nhất đến những chuỗi chuyển hóa phức tạp nhất.
 Vận tải: một số protein làm nhiệm vụ vận chuyển các chất trong cơ thể như
hemoglobin, mioglobin làm nhiệm vụ vận chuyển oxy trong cơ thể đưa tới các mô,
tế bào.
 Chuyển động: tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển động của cơ thể cũng
như các nội quan bên trong như quá trình co cơ…

 Bảo vệ: protein có khả năng nhận biết và tiêu diệt các chất lạ xâm nhập vào
cơ thể có cơ chế miễn dịch để bảo vệ cơ thể.
 Truyền xung thần kinh.
 Điều hòa.
 Dự trữ dinh dưỡng.
1.2.2. Vai trò dinh dưỡng của protein.
 Protein là hợp phần chủ yếu quyết định toàn bộ các đặc trưng của khẩu phần
thức ăn
 Khi thiếu protein trong chế độ ăn hàng ngày sẽ dẫn đến nhiều biểu hiện xấu
cho sức khỏe: suy dinh dưỡng, sút cân mau, chậm lớn, giảm khả năng miễn dịch.
 Khi thiếu protein sẽ làm thay đổi thành phần hóa học và cấu tạo hình thái của
xương.[9]
1.2.3. Cấu tạo phân tử protein.
 Thành phần nguyên tố của protein.
Tất cả các protein đều chứa các nguyên tố cacbon, oxy, nito, hydro, một số
loại có chứa lưu huỳnh, ngoài ra có một số loại chứa các nguyên tố khác như:
phospho, sắt, kẽm…
 Đơn vị cơ sở cấu tạo nên protein là các acid amin
Trong tự nhiên có khoảng 20 loại acid amin, acid amin có công thức tổng quát
R CH COOH
NH
2

13
Từ 20 loại acid amin có khả năng hình thành hàng triệu loại protein khác
nhau tùy thuộc vào số lượng, trình tự, vị trí sắp xếp của các acid amin trong chuỗi
polypeptide.
Protein có 4 bậc cấu trúc từ bậc 1 đến bậc 4.[9]
1.2.4. Một số tính chất của protein.
 Tính lưỡng tính của protein.

Protein có tính chất lưỡng tính có nghĩa là vừa có tính acid vừa có tính bazo,
bởi vì trong mỗi acid amin vừa chứa nhóm cacboxyl vừa chứa nhóm amin. Trong
dung dịch ở pH trung tính protein tồn tại chủ yếu ở dạng lưỡng cực, trạng thái ion
hóa của protein phụ thuộc vào pH của môi trường. Ở một pH nào đó protein không
mang điện hay nói cách khác tổng điện tích dương và điện tích âm là bằng nhau thì
gọi là điểm đẳng điện của protein( pH
i
).
Ở môi trường có pH< pH
i
, protein là một cation, ngược lại nó là một anion.
Ở pH=pH
i
, protein dễ dàng kết tụ lại với nhau, vì vậy có thể lợi dụng tính chất này
để tách và tinh sạch protein ra khỏi hỗn hợp.[9]
 Tính chất dung dịch keo, sự kết tủa protein.
Khi hòa tan protein tạo thành dung dịch keo. Các phân tử keo có kích thước
lớn, không đi qua màng bán thấm. Trên bề mặt phân tử protein có các nhóm phân
cực nên khi hòa vào nước các phân tử nước lưỡng cực cao được hấp phụ bởi các
nhóm này tạo thành một áo nước bao quanh phân tử tử protein gọi là lớp vỏ hydrat
hóa.
Khi tác động vào dung dịch keo protein bởi các yếu tố như nhiệt độ, pH,
nhằm loại bỏ lớp vỏ hydrat này các phân tử protein sẽ kết tụ lại với nhau, tạo thành
khối lớn, tách khỏi dung dịch và được gọi là kết tủa protein
Từ tính chất này ta có thể tìm ra điều kiện để khai thác protein từ nguyên liệu
ban đầu và thu hồi protein bằng cách kết tủa protein.[9]
14
1.2.5. Protein trong động vật thủy sản.
Trong động vật thủy sản nói chung và cá nói riêng, bao gồm 10 thành phần
hóa học, trong đó có các thành phần cơ bản chiếm tỷ lệ cao nhất đó là: nước,

protein, lipit và glucid, tuy nhiên trong cá hàm lượng gluxid là không đáng kể.
Protein trong cơ thịt cá chiếm tới 70-80% hàm lượng chất khô, trong tổ chức cơ thể
nó thường liên kết với các thành phần khác như là lipit, glycogen tạo tổ chức cơ
quan trong cơ thể.
Cá là nguồn gốc của nguồn protein quý cho con người bởi vì protein trong cá
có chứa hầu hết các acid amin không thay thế với hàm lượng cân đối. Dựa vào
thành phần hóa học của cá hoặc cấu trúc chức năng có thể phân loại protein cá theo
nhiều cách khác nhau. Tuy nhiên để thuận tiện cho quá trình nghiên cứu, ở đây xét
hai loại protein: chất cơ cơ bản và chất cơ hòa tan.
Chất cơ cơ bản bao gồm: collagen, elastin, reticulin, muxin và mucoit,
lipoproteit, norokeratin. Đây là thành phần chủ yếu của tổ chức liên kết có trong cơ
thịt, chúng thuộc protein khung chiếm khoảng 3-15% tổng lượng protein.
Chất cơ hòa tan bao gồm 3 loại lớn: protein tương cơ, protein nhân, và tơ cơ.
Đây là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào động vật cũng là loại protein được
chú trọng trong thực phẩm. thành phần của chất cơ hòa tan thùy theo từng loài, kích
thước là khác nhau.[4]
Chất cơ hòa tan chủ yếu là cơ vân nó chứa các protein hình cầu có khả năng
tan trong môi trường acid, muối, kiềm hoặc một số dung môi hữu cơ.
1.3. Tổng quan về quá trình trích ly protein.
1.3.1. Bản chất của quá trình trích ly.
Bản chất của quá trình trích ly là sự rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất
rắn bằng một chất hòa tan khác gọi là dung môi dựa vào sự khuếch tán giữa các chất
do nồng độ khác nhau.Trích ly chất hòa tan trong chất lỏng gọi là trích ly lỏng còn
trích ly chất hòa tan trong chất rắn gọi là trích ly rắn. Mục đích của quá trình trích ly
15
chủ yếu là khai thác cũng có thể để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo hoặc là thu
nhận một số sản phẩm.[10]
Trong thực phẩm quá trình trích ly thường là quá trình hòa tan chất rắn vào
trong dung môi, quá trình này xảy ra cho đến khi đạt đến sự cân bằng giữa các cấu
tử cần trích ly ở mặt ngoài và bên trong nguyên liệu. Bản chất của trích ly là quá

trình khuếch tán phân tử và quá trình khuếch tán đối lưu.
a. Khuếch tán phân tử.
Khuếch tán phân tử là quá trình dịch chuyển hỗn độn lẫn nhau giữa các phân
tử của các chất khác nhau.
Sự khuếch tán phân tử là dựa vào động lực bên trong của các phân tử, hay
còn gọi là sự chuyển động nhiệt tuân theo định luật Fick.
Phương trình khuếch tán phân tử.[8]
dS = -D. F. .d
Trong đó D là hệ số khuếch tán.
D =
Trong đó : K: hằng số.
T: nhiệt độ tuyệt đối.
P: bán kính phân tử.
M: độ nhớt (độ dính) của dung môi.
b. Khuếch tán đối lưu.
Là hình thái di chuyển của vật chất trong dung dịch ở phạm vi nhỏ. Sự
khuếch tán đối lưu chịu sự tác động chủ yếu của sự chênh lệch nồng độ. Nồng độ
càng lớn thì hiệu suất chuyển di từ vùng nồng độ cao tới vùng nồng độ thấp càng
lớn. Qúa trình này chủ yếu là sự chuyển động của phân tử chất tan trên bề mặt vật
liệu vào dung môi dựa vào ngoại lực bên ngoài.
Phương trình khuếch tán đối lưu:
dS = -β . F . dc. D
16
β:
hằng số tốc độ khuếch tán đối lưu.
Trong quá trình trích ly thì 2 quá trình khuếch tán này xảy ra là song song
nhau. Sự di chuyển vật chất trong khuếch tán phân tử dựa trên động năng của
chuyển động nhiệt còn khuếch tán đối lưu sự di chuyển dựa vào lực tác động bên
ngoài.[8]
Từ hai phương trình khuếch tán trên cho thấy tốc độ của quá trình khuếch

tán chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố: nhiệt độ, độ nhớt của môi trường khuếch tán,
độ lớn của phân tử chất khuếch tán, thời gian khuếch tán, sự chênh lệch nồng độ
chất khuếch tán, tốc độ khuấy đảo….
Như vậy, muốn tăng hiệu quả của quá trình khuếch tán cần tác động vào
nhiệt độ khuếch tán, pH của dung môi khuếch tán, thời gian khuếch tán, tỷ lệ dung
môi/ nguyên liệu…
Trong đề tài này tôi đã tác động đến nhiệt độ trích ly, pH, thời gian trích ly,
tỷ lệ w/v để nghiên cứu hiệu suất của quá trình trích ly protein của cơ thịt đỏ cá ngừ
đại dương.
1.3.2. Quá trình trích ly protein.
Protein trong nguyên liệu không ở trạng thái riêng rẽ mà nó ở dạng liên kết
với các thành phần khác trong thể sống tạo nên các cấu trúc tổ chức cho cơ thể. Liên
kết này bền hay không bền phụ thụôc vào bản chất của protein và dạng liên kết.
Muốn thu hồi protein ta cần phải phá vỡ cấu trúc của tế bào và phá vỡ liên kết giữa
protein và các thành phần khác nhằm giải phóng protein sau đó sử dụng các biện
pháp kỹ thuật để thu hồi và tinh sạch protein. Một trong những biện pháp để phá vỡ
cấu trúc và liên kết tế bào đó là công nghệ trích ly, trích ly được sử dụng để khai
thác trong các quá trình công nghệ.
Bản chất của quá trình là hòa tan protein có trong nguyên liệu vào dung môi,
đây là một quá trình trích ly rắn trong môi trường lỏng. Trong quá trình trích ly sẽ
xảy ra sự thay đổi vật chất, protein từ trong nguyên liệu sẽ dần dịch chuyển vào
dung môi, sự chênh lệch nồng độ protein trong nguyên liệu và dung môi ngày một
17
giảm đi trong quá trình trích ly. Đến một thời điểm nào đó sẽ đạt tới sự cân bằng vật
chất giữa dung môi và nguyên liệu quá trình trích ly sẽ kết thúc.
Bản chất của quá trình trích ly protein cũng như các vật chất khác là quá
trình khuếch tán, sự khuếch tán xảy ra trong trích ly được chia làm 2 loại: khuếch
tán phân tử và khuếch tán đối lưu.
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trích ly protein.
Như đã nói ở trên quá trình trích ly protein nhằm giải phóng protein từ

nguyên liệu ra ngoài môi trường để khai thác protein trong nguyên liệu, dung môi
sử dụng để trích ly có thể là nước, acid, kiềm….Nhưng dù là dung môi nào cũng
phải đảm bảo an toàn và cho hiệu quả trích ly cao nhất có thể. Trong quá trình trích
ly để đạt được hiệu quả cao cần phải lưu ý các yếu tố ảnh hưởng được chỉ ra từ
phương trình khuếch tán phân tử và khuếch tán đối lưu ở phần 1.3.1.
 Chênh lệch nồng độ protein trong nguyên liệu và dung môi
Theo lý thuyết của quá trình trích ly, bản chất của trích ly là sự khuếch tán,
mà hiện tượng khuếch tán chỉ xảy ra khi có sự chênh lệch nồng độ. Như vậy khi sự
chênh lệch nồng độ protein trong nguyên liệu và dung môi càng cao thì sự khuếch
tán xảy ra càng nhanh và mạnh. Để tăng khả năng hòa tan cần tạo ra sự chênh lệch
nồng độ protein trong nguyên liệu và dung môi lớn, tuy nhiên theo thời gian trích ly
sẽ xảy ra sự cân bằng nên vận tốc trích ly sẽ giảm theo thời gian.
 Bản chất của nguyên liệu:
Nguyên liệu trước khi trích ly thường được xử ly cơ học trước để tăng hiệu
quả trích ly. Thường đối với những nguyên liệu tươi để thu hồi protein người ta tiến
hành xay nhỏ nguyên liệu trước khi trích ly với các mục đích sau:
- Phá vỡ cấu trúc tế bào và các liên kết của protein và các thành phần khác tạo
nên lỗ thông từ bên trong tế bào ra ngoài để protein có thể dễ dàng bị giải phóng ra
bên ngoài.
- Làm tăng diện tích tiếp xúc giữa dung môi và nguyên liệu, giảm thời gian
trích ly.
18
 Nhiệt độ của quá trình trích ly:
Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình trích ly 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, khi tăng
nhiệt độ lên 10
o
C thì tốc độ phản ứng tăng lên khoảng 2 lần. Tốc độ phản ứng tăng
khi nhiệt độ tăng là do, 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. Trong trích ly thu
hồi protein nhiệt độ càng quan trọng hơn. Khác với các chất vô cơ, protein bị thay
đổi nhiều khi có tác dụng của nhiệt độ. Ở nhiệt độ khoảng 50
o
C hầu hết các liên kết
của protein với các phân tử khác bị phá vỡ, khi trích ly sẽ giải phóng protein ra môi
trường. Khi nhiệt độ tăng lên 70-75
o
C thì protein trong nguyên liệu bị đông tụ gây
khó khăn trong quá trình trích ly. 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 trích ly,
rút ngắn thời gian trích ly.
 Thời gian trích ly:
Thời gian trích ly 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 trích
ly 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
trích ly 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 trích ly thích hợp.
 Vận tốc khuấy đảo:
Cũng như ảnh hưởng của nhiệt độ, sự khuấy đảo có liên quan đến sự chuyển
động của phân tử protein và dung môi. Sự khuấy đảo có thể làm tăng tốc độ trích ly