Tối ưu hóa quy trình sản xuất Gelatin từ da cá Basa bằng phương pháp dùng Enzym

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
ĐẠI HỌC Y DƯC TP.HỒ CHÍ MINH
NGUYỄN THỊ XUÂN
TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH
SẢN XUẤT GELATIN TỪ DA CÁ BASA
BẰNG PHƯƠNG PHÁP DÙNG ENZYM
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯC HỌC
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
ĐẠI HỌC Y DƯC TP.HỒ CHÍ MINH
NGUYỄN THỊ XUÂN
TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH
SẢN XUẤT GELATIN TỪ DA CÁ BASA
BẰNG PHƯƠNG PHÁP DÙNG ENZYM
CHUYÊN NGÀNH KIỂM NGHIỆM DƯC PHẨM VÀ ĐỘC CHẤT
MÃ SỐ : 60 _ 73 _ 15
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯC HỌC
Người hướng dẫn khoa học :
TS. TRẦN THANH NHÃN
Tp. Hồ Chí Minh -2006
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện.
Các kết quả nêu trong luận văn này được đảm bảo tính trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào.
Tác giả
NGUYỄN THỊ XUÂN
Tp. Hồ Chí Minh -2006
PHẦN MỞ ĐẦU
Hiện nay, xuất khẩu thủy hải sản là một trong những mặt trận hàng đầu đã đem về
nhiều ngoại tệ cho nước ta, trong đó cá Basa chiếm tỷ trọng khoảng 20%.
Cá Basa, một loại cá da trơn được ưa chuộng ở nhiều nước trên thế giới, nhất là
trên thò trường Mỹ do nó có giá trò dinh dưỡng cao : cung cấp nhiều acid amin và

acid béo cần thiết cho cơ thể. Bên cạnh sản phẩm chính là nạc cá, còn có nhiều sản
phẩm phụ trong quá trình chế biến như đầu cá, xương cá và da cá. Đây là nguồn
phụ phẩm khổng lồ, phần lớn chỉ sử dụng ở dạng thô sơ, chủ yếu làm thức ăn cho
gia súc. Hàng năm, Việt Nam chế biến khoảng 600.000 tấn cá Basa, cho ra khoảng
400.000 tấn phụ phẩm, trong đó da cá chiếm từ 4 – 6%.
Từ da cá, có thể tạo ra những sản phẩm khác có giá trò kinh tế cao hơn và có nhiều
ứng dụng trong thực tế. Đặc biệt là gelatin từ da cá có giá trò dinh dưỡng hơn và
nhất là có thể thay thế gelatin từ động vật có vú trong thực phẩm của cộng đồng
người Hồi giáo (do những quy đònh tôn giáo, ngăn cấm sử dụng những sản phẩm từ
heo) và ở một số quốc gia xảy ra bệnh bò điên.
Tuy nhiên, trong phương pháp sản xuất gelatin từ da cá, nếu dùng acid hay kiềm để
thủy phân thì phải trang bò các thiết bò chòu acid, chòu kiềm, chòu nhiệt … và đồng
thời có thể gây ô nhiễm môi trường, gây độc cho công nhân và nhất là có thể phá
hủy một số acid amin (Lysin, Argynin, Cystein, Tryptophan …). Để khắc phục các
nhược điểm trên thì phương pháp thủy phân bằng enzym là phương pháp hiện nay
thường được áp dụng trong sản xuất.
Trong quy trình thủy phân protein da cá nói chung cũng như quy trình chiết xuất
gelatin nói riêng có nhiều yếu tố ảnh hưởng như : nồng độ enzym, nhiệt độ thủy
phân, thời gian thủy phân, pH, nhiệt độ chiết gelatin … Để đạt hiệu suất cao nhất
cần phải chọn những điều kiện thực nghiệm tối ưu nhất. Hiện nay, có một số phần
mềm thiết kế và tối ưu hoá giúp cho dễ dàng hơn trong việc khảo sát các điều kiện
thí nghiệm này.
Xuất phát từ tình hình trên, chúng tôi chọn đề tài : “Tối ưu hóa quy trình sản xuất
gelatin từ da cá Basa bằng phương pháp dùng enzym”, nhằm mục đích nâng cao
giá trò kinh tế của một trong những phụ phẩm của ngành thủy sản, với các mục tiêu
như sau:
• Mục tiêu tổng quát:
Tối ưu hoá quy trình thủy phân protein từ da cá Basa bằng phương pháp dùng
enzym để chiết gelatin đạt hiệu suất tối ưu.
• Mục tiêu chuyên biệt :

- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzym, pH, nhiệt độ, thời gian thủy phân,
nhiệt độ chiết gelatin từ da cá Basa.
- Thiết kế và tối ưu hoá quy trình thủy phân protein (collagen) từ da cá Basa
để chiết gelatin với sự trợ giúp của các phần mềm vi tính.
- Kiểm nghiệm gelatin sản phẩm được chiết xuất theo các thông số do quy
trình tối ưu dự đoán.
Đề tài này được thực hiện tại Bộ môn Sinh Hóa và phân môn Vi tính Dược -
Khoa Dược – ĐHYD – TP.HCM và xí nghiệp Dược phẩm Cửu Long.
Nguồn nguyên liệu được cung cấp bởi Công ty cổ phần xuất nhập khẩu thủy sản
Agifish – An giang.

DA CÁ
BASA
(100 g)
MỤC LỤC
Trang
Bìa trong
Lời cam đoan
Mục lục
Các từ viết tắt i
Danh mục bảng ii
Danh mục hình và sơ đồ iv
Danh mục các phụ lục vi
PHẦN MỞ ĐẦU 1
Chương 1 – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất gelatin từ da cá 3
1.2. Cá Basa 4
1.2.1. Đònh loài 4
1.2.2. Giá trò dinh dưỡng của cá Basa 5
1.2.3. Sản lượng 5

1.2.4. Thành phần hóa học của da 5
1.3. Collagen 6
1.3.1. Cấu trúc 6
1.3.2. Tính chất 7
1.4. Sự chuyển collagen thành gelatin 9
1.5. Gelatin 9
1.5.1.Cấu trúc 9
1.5.2. Phân loại 12
1.5.3.Tính chất lý hóa 12
1.5.4. Ứng dụng 14
1.5.5. Hướng phát triển kinh tế của gelatin 15
1.6. Các phương pháp thủy phân protein 15
1.6.1. Phương pháp thủy phân bằng acid 15
1.6.2. Phương pháp thủy phân bằng kiềm 16
1.6.3. Phương pháp thủy phân bằng enzym 16
1.7. Enzym Alkalase 19
1.7.1. Nguồn gốc 19
1.7.2. Đặc tính sản phẩm 19
1.8. Thiết kế và tối ưu hoá với sự trợ giúp của phần mềm ứng dụng 20
1.8.1. Liên quan nhân quả 20
1.8.2. Tối ưu hoá thông minh 21
1.9. Đánh giá quy trình 26
1.9.1. Xem kết quả tối ưu hóa 26
1.9.2. Đánh giá công thức tối ưu 26
Chương 2 – NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 27
2.1. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 27
2.1.1. Nguyên liệu 27
2.1.2. Trang thiết bò 27
2.2. Phương pháp nghiên cứu 28
2.2.1. Chuẩn bò nguyên liệu 28

2.2.2. Pha chế dung dòch đệm pH 30
2.2.3. Quy trình thủy phân da cá Basa bằng phương pháp enzym 31
2.2.4. Thăm dò sơ bộ các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất
gelatin từ da cá Basa 35
2.2.5. Thăm dò nhân quả 39
2.2.6. Tối ưu hóa các thông số quy trình 40
2.2.7. Đánh giá quy trình tối ưu 40
2.2.8. Kiểm nghiệm sản phẩm 42
Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 47
3.1. Kết quả thăm dò sơ bộ các yếu tố ảnh hưởng
trên quá trình chiết xuất gelatin từ da cá Basa 47
3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzym 47
3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân 49
3.1.3. Ảnh hưởng của pH 51
3.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân 52
3.1.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết gelatin 55
3.2. Thiết kế mô hình thực nghiệm 56
3.2.1. Các thông số đưa vào phần mềm Design – Expert để thiết
kế các mô hình thực nghiệm
3.2.2. Kết quả thực nghiệm các mô hình 60
3.3. Nghiên cứu liên quan nhân quả và yếu tố ảnh hưởng 66
3.3.1. Xu hướng liên quan 66
3.3.2. Mức độ liên quan 67
3.3.3. Quy luật liên quan nhân quả 68
3.4. Tối ưu hóa quy trình 74
3.4.1. Luyện mạng thần kinh 74
3.4.2. Tối ưu hóa quy trình 76
3.4.3. Tính chất dự đoán của quy trình tối ưu 76
3.4.4. Thực nghiệm kiểm chứng quy trình tối ưu 76
3.4.5. Đánh giá quy trình tối ưu 77

3.5. Kiểm tra chất lượng sản phẩm thực hiện theo các thông số
do mô hình tối ưu hóa dự đoán (DĐVN III) 78
Chương 4 – KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 80
4.1. Kết luận 80
4.2. Đề nghò 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO
CÁC PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG
Bảng Trang
1.1.Thành phần % các acid amin trong gelatin 10
1.2. So sánh hàm lượng acid amin trong gelatin da cá
với hàm lượng acid anin từ da bê 11
2.1. Pha dung dòch đệm pH 30
2.2. Thăm dò ảnh hưởng của nồng độ enzym trên hiệu suất chiết gelatin 35
2.3. Thăm dò ảnh hưởng của thời gian thủy phân trên hiệu suất chiết gelatin 36
2.4. Thăm dò ảnh hưởng của pH trên hiệu suất chiết gelatin 37
2.5. Thăm dò ảnh hưởng của nhiệt độ trên hiệu suất chiết gelatin 38
2.6. Thăm dò ảnh hưởng của nhiệt độ chiết trên hiệu suất chiết gelatin 39
3.1. Kết quả thăm dò sơ bộ ảnh hưởng của nồng độ enzym
trên hiệu suất và lực gel 47
3.2. Kết quả thăm dò sơ bộ ảnh hưởng của thời gian thủy phân
trên hiệu suất và lực gel 49
3.3. Kết quả thăm dò sơ bộ ảnh hưởng của pH trên hiệu suất và lực gel 51
3.4. Kết quả thăm dò sơ bộ ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân
trên hiệu suất và lực gel 53
3.5. Kết quả thăm dò sơ bộ ảnh hưởng của nhiệt độ chiết gelatin
trên hiệu suất và lực gel 55
3.6. Các biến số độc lập 57
3.7. Các biến số phụ thuộc 58
3.8. Mô hình Taguchi OA L 16 thăm dò nhân quả 58

3.9. Thông số thiết kế các mô hình Taguchi OA L 16 59
3.10. Kết quả xác đònh hiệu suất của các mô hình Taguchi OA L 16 60
3.11. Kết quả xác đònh lực gel của các mô hình Taguchi OA L 16 63
3.12. Kết quả xác đònh lực hiệu suất và gel của các mô hình Taguchi 65
3.13. Các xu hướng và mức độ liên quan nhân quả 67
3.14. Đặc điểm thống kê các mô hình liên quan nhân quả 75
3.15. Kết quả thực nghiệm mô hình tối ưu về hiệu suất và độ Bloom 77
3. 16. So sánh tính chất sản phẩm giữa hai lần thực nghiệm
của mô hình tối ưu hoá 77
3.17. So sánh tính chất sản phẩm giữa trung bình hai lần thực nghiệm
so với dự đoán của mô hình tối ưu hóa 78
3.18. Kết quả kiểm nghiệm gelatin thực hiện theo các thông số
của mô hình tối ưu hóa 79
DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình Trang
1.1. Cá Basa 4
1.2. Cấu trúc collagen 8
1.3. Sự sắp xếp của các acid amin trên phân tử tropocollagen 8
1.4. Quy trình thiết kế và tối ưu hoá 20
1.5. Minh họa hàm truyền Sigmoid và Tanh 24
1.6. Minh họa các hàm mục tiêu trong tối ưu hoá 25
2.1. Máy ép mỡ bằng tay 29
2.2. Đo và chỉnh pH các dung dòch đệm 30
2.3. Da cá Basa đã thủy phân 34
2.4. Lọc dòch gelatin chiết được 34
2.5. Sản phẩm gelatin trong bình hút ẩm 34
2.6. Máy xác đònh độ ẩm bằng quang phổ 43
2.7. Xác đònh độ tro 45
2.8. Lò nung để xác đònh độ tro 45
2.9. Cân để xác đònh độ tro 45

3.1. Đồ thò biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzym 48
3.2. Đồ thò biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian thủy phân 50
3.3. Đồ thò biểu diễn sự ảnh hưởng của pH đến hiệu suất sản phẩm 52
3.4. Đồ thò biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân 54
3.5. Đồ thò biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ chiết gelatin 56
3.6. Thực nghiệm mô hình Taguch OA L 16 60
3.7. Minh họa xu hướng liên quan nhân quả giữa các yếu tố với hiệu suất 66
3.8. Minh họa xu hướng liên quan nhân quả giữa các yếu tố với lực gel 67
3.9. Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát trên hiệu suất 70
3.10. Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát trên lực gel 73
Sơ đồ
2.1. Sơ đồ quy trình chiết xuất gelatin từ da cá Basa 33
DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Kết quả kiểm nghiệm gelatin về độ ẩm
(của 16 thí nghiệm trong mô hình Taguchi OA L 16)
Phụ lục 2. Kết quả kiểm nghiệm gelatin về lực gel
(của 16 thí nghiệm trong mô hình Taguchi OA L 16)
Phụ lục 3. Kết quả kiểm nghiệm gelatin về độ tro
(của 16 thí nghiệm trong mô hình Taguchi OA L 16)
Phụ lục 4. Ảnh hưởng của thuật toán lan truyền ngược trên giá trò R
2
luyện
Phụ lục 5. Ảnh hưởng của thuật toán lan truyền ngược trên hàm truyền lớp
ẩn và hàm truyền lớp ra
Phụ lục 6. Ảnh hưởng của thuật toán lan truyền ngược về yếu tố momen, tốc độ
luyện và mầm ngẫu nhiên
Phụ lục 7. Kết quả kiểm nghiệm gelatin về lực gel
(của mẫu thực hiện theo các thông số của mô hình tối ưu hóa)
Phụ lục 8. Kết quả so sánh hiệu suất và lực gel giữa hai lần thực nghiệm của mô
hình tối ưu hóa (phân tích phương sai hai yếu tố không lặp)

Phụ lục 9. Kết quả so sánh hiệu suất và lực gel giữa trung bình hai lần thực nghiệm
với dự đoán, của mô hình tối ưu hóa (phân tích phương sai hai yếu tố
không lặp)
Phụ lục 10. Kết quả kiểm nghiệm sản phẩm gelatin được thực hiện theo các thông
số của mô hình tối ưu hóa (dựa theo tiêu chuẩn DĐVN III)
CÁC TỪ VIẾT TẮT
CHỮ TẮT CHỮ NGUYÊN Ý NGHĨA
AF Amylase free Không có enzym amylasa
AR Analyse reagent Thuốc thử phân tích
AU Anson unit Đơn vò Anson
BM Bain Marie Cách thủy
DĐVN III Dược Điển Việt Nam tập 3
FAO Food agriculture organization Tổ chức nông lương thế giới
ppm part per million Phần triệu
WHO Word health organization Tổ chức y tế thế giới
ÝÙ KIẾN VÀ CÁC CÂU HỎI CỦA HỘI ĐỒNG :
I PGS. TS Đồng Thò Thanh Thu:
* GÓP Ý:
- Trang 6, 10, 11, 19, 33, 54 : lỗi chính tả.
- Lý thuyết về tối ưu hóa nên viết gọn hơn.
* CÁC CÂU HỎI:
1.Căn cứ vào đâu để biết khi nào sự thủy phân collagen đến gelatin để dừng ?
2.Tại sao chọn Alkalase để thủy phân?
3. Có thể thủy phân bằng acid được không? Tại sao?
4. Có enzym từ thực vật nào có thể dùng để thủy phân protein?
II. PGS. TS Võ thò Bạch Huệ:
* CÁC CÂU HỎI:
5. Trang 58, dựa vào đâu để thiết kế mô hình Taguchi.
6. Dựa vào đâu để lập nên các thông số để thiết kế các mô hình đó ?
7. Để xác đònh các biến độc lập, biến phụ thuộc xuất phát từ các số liệu thực

nghiệm hay dựa vào tài liệu, hay từ những kinh nghiệm nào?
8. Ngoài da cá Basa còn có nguyên liệu nào có thể được dùng để sản xuất gelatin
không. Ở Việt Nam có ai sản xuất gelatin chưa và có so sánh với ai không?
9. Ở mục 2.2.7 mô hình Taguchi có 16 thí nghiệm, sao chỉ thấy có 8 thí nghiệm?
* GÓP Ý:
Các từ viết tắt không cần lập lại nhiều lần : trang 35, 36, 37, 38, 39. 47, 49, 51, 53,
57.
III. PGS. Vũ Khánh:
* GÓP Ý:
- Nên đổi tên đề tài là :” Tối ưu hóa quy trình sản xuất gelatin từ da cá Basa bằng
phương pháp dùng enzym” .
- Nên nói rõ hơn về vấn đề thủy phân bằng enzym.
- Nên triển khai sản xuất.
* CÂU HỎI:
10. Nguồn gốc enzym alkalase?
PGS. TS Nguyễn Đức Tuấn:
* GÓP Ý:
Nên tiến hành nhiều lần khi đánh giá hiệu suất và lực gel mô hình tối ưu.
* CÂU HỎI:
11. Phân biệt gelatin sản xuất bằng gelatin sản xuất bằng con đường enzym và
bằng con đường thủy phân bằng acid, baz.
PHẦN TRẢ LỜI CÂU HỎI:
1.Sự thủy phân protein nói chung hay sự thủy phân collagen thành gelatin nói riêng
, nếu quá trình thủy phân không kiểm soát : thí dụ nồng độ enzym cao, thời gian
thủy phân kéo dài … dễ dẫn tới tình trạng thủy phân hoàn toàn cho ra acid amin hay
tiếp tục phân cắt những mạch gelatin đã được sinh ra nên sẽ không tạo được gelatin
hay sinh ra gelatin rất ít làm giảm độ nhớt, lực gel. Do đó sẽ làm giảm hiệu suất và
chất lượng của gelatin.
Vì vậy, đo độ nhớt, lực gel, thử độ đông của bán thành phẩm, hay có thể nhận xét
về cảm quan.

2. Chọn alkalase để thủy phân vì đã dựa vào một số tài liệu: Tài liệu cùa bộ công
nghiệp, tác giả là Vũ Thò Thuận là sản xuất gelatin từ da heo bằng enzym trong đó
có alkalase, esperase, savinase.Trong đó alkase cho hiệu suất cao nhất, hơn nữa do
thời gian có hạn nên chỉ khảo sát một enzym, nếu có điều kiện chúng tôi sẽ khảo
sát thêm các enzym khác.
3. Có thể dùng acid để thủy phân, Việc dùng acid để thủy phân đã dược ứng dụng
từ lâu. Nhưng so với phương pháp thủy phân bằng enzym( phương pháp sinh học
mới) có nhiều ưu điểm hơn:
- Không cần trang thiết bò chòu acid, chòu kiềm, chòu nhiệt độ cao, thường rất đắt
tiền.
- Không bò hũy môt số acid amin như khi dùng acid: Tryptophan bò mất hoàn toàn,
Serin và Threonin bò mất một phần…
- Cho hiệu suất cao , chất lượng cao hơn, hiệu quả kinh tế hơn.
4. Các enzym từ thực vật có thể dùng thủy phân protein như :bromelin từ quả thơm,
papain từ đu đủ, ficin từ trái sung …
5. Dựa vào kết quả thăm dò sơ bộ các yếu tố ảnh hưởng là có 5 yếu tố ảnh hưởng,
mỗi yếu tố có thể chia thành 5 mức phù hợp với mô hình taguchi nên mô hình này
được chọn để thiết kế.
6. Các thông số để thiết kế là kết quả của quá trình thăm dò sơ bộ , dùng làm dữ
liệu đưa vào phần mềm Design – Expert sẽ thiết kế các mô hình thực nghiệm.
7. Để xác đònh các biến độc lập, phụ thuộc dựa vào kết quả thăm dò sơ bộ, dựa vào
tài liệu tham khảo, và kinh nghiệm trong quá trình thăm dò.
8. Ngoài da cá Basa, còn có thể sản xuất gelatin từ xương ,vây … từ các động vật
khác. Ở Việt Nam đã sản xuất gelatin nhiều bằng phương pháp acid hay kiềm,
riêng phương pháp enzym chỉ thấy sản xuất từ da heo. Riêng từ phế phụ liệu cá sản
xuất một số chế phẩm trong đó có gelatin nhưng chưa thấy đưa vào sản xuất (Đại
học Bách khoa).
9. Mô hình Taguchi có 16 thí nghiệm , mỗi thí nghiệm làm 2 lần nên phải đến 32
thí nghiệm nên không thể thực hiện 1 lần. Do đó 8 thí nghiệm trong hình là của 4
thí nghiệm, do đó mô hình Taguchi phải được thực hiện nhiều lần.

10. Enzym alkalase do hảng Novozym cung cấp, giá 35 đô la / kg
11. Phân biệt gelatin sản xuất bằng con đường enzym và gelatin thủy phân bằng
acid hay kiềm:
Gelatin sản xuất bằng con đường enzym có độ tro thấp (đạt yêu cầu hơn so với các
phương pháp khác.mặt khác gelatin từ phương pháp enzym có độ gel cao, không bò
phân hủy một số acid amin, có thể dùng phương pháp sắc ký lớp mõng , sắc ký
giấy , diện di trên gel để phân biệt.
DA CÁ
BASA
(100 g)
Chương 1 – TỔNG QUAN
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT GELATIN TỪ DA CÁ
[22], [24], [32], [33]
Gelatin được tạo thành từ sự thủy phân không hòan toàn collagen, là thành phần
protein chủ yếu của mô liên kết ở da và xương động vật hữu nhũ.
Từ lâu, việc chiết xuất gelatin từ da heo hay từ da các loài động vật hữu nhũ đã
được nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất rất nhiều. Gần đây, việc chế biến các
sản phẩm từ cá đã tạo ra một nguồn phụ phẩm lớn chiếm đến 67% tổng khối lượng
cá như da và xương. Vì vậy, việc sử dụng da cá Basa để chiết xuất gelatin đã góp
phần rất lớn vào việc giải quyết nguồn phụ phẩm của ngành thủy sản và tạo ra
những sản phẩm mới có giá trò kinh tế hơn.
Ngoài ra, gelatin còn được sản xuất từ da của nhiều loại cá :
- Cá tuyết (Norland Products 1985, Grossman & Bergman 1992; Holzer, 1996)
- Cá Megrim (Lepidorhombus boscii (Risso), Dover sole (Solea vulgaris), cod
(Gadus morhua), meluc (Merluccius, L).
- Cá rô phi, cá trê kênh đào …
Ở nước ta, xuất khẩu cá Basa ở dạng phi–lê đang là một thế mạnh và có tiềm năng
lâu dài. Do đó, nguồn phụ phẩm da cá là rất lớn ; thuận lợi cho việc chiết xuất
gelatin từ da cá Basa nói riêng và da các loại cá nói chung góp phần nâng cao giá
trò kinh tế của các phụ phẩm của ngành chế biến thủy sản.

1.2. CÁ BA SA [1], [10], [15]
1.2.1. Đònh loài
Cá Basa (Pangasius bocourti).
Theo phân loại khoa học :
Bộ Siluriformes
Họ Pangasidae (họ cá Tra).
Giống Pangasius
Loài Pangasius bocourti
Là loài cá nước ngọt có giá trò kinh tế cao, được phân bố trong vùng đòa lý hẹp ở
lưu vực sông Mêkông và sông Chao (Campuchia, Lào, Thái Lan, Việt Nam). Ở
Việt Nam, chúng được nuôi nhiều và tập trung ở vùng Châu Đốc (An Giang) và
Hồng Ngự (Đồng Tháp) với năng suất cao.
Về ngoại hình, cá Basa rất dễ phân biệt với các loài cá khác trong họ cá Tra. Cá
Basa có thân ngắn, hình thoi, hơi dẹp ở hai bên, lườn tròn, đặc biệt bụng to tích
nhiều mỡ…
Hình 1.1 : Cá Basa (Pangasius bocourti)
1.2.2. Giá trò dinh dưỡng của cá Basa
Cá Basa là một loại cá nước ngọt, da trơn thường được nuôi thành bè để tiêu thụ
trong nước và để xuất khẩu ở dạng phi-lê hay chế biến thành nhiều món ăn ngon
và có giá trò dinh dưỡng.
Cá Basa không những cung cấp cho chúng ta lượng dinh dưỡng cao như protein,
khoáng chất mà còn chứa một lượng lipid rất cao, có gần 50 loại acid béo, trong đó
đủ các acid béo cơ bản có trong dầu mỡ thực phẩm, 75% acid béo không no. Vì
vậy, cá Basa có giá trò dinh dưỡng cao.
* Tỷ lệ các thành phần của cá Basa :
Thòt 33 – 38%
Mỡ lá 15 – 24%
Xương và đầu 27 – 42%
Nội tạng 2,5 – 4%
Da 5 – 7,5%

1.2.3. Sản lượng
Hàng năm, nước ta có khoảng 600000 tấn cá Basa được đưa vào nhà máy chế biến
thủy sản để xuất khẩu.
Phần nạc cá được xuất khẩu gọi là phi- lê. Cứ 3 kg cá sẽ cho 1 kg phi-lê
Vậy 600.000 tấn cá sẽ cho khoảng 200.000 tấn phi- lê
Còn lại là 400.000 tấn phụ phẩm (đầu, da, xương…), trong đó có khoảng 30.000 –
45.000 tấn da cá được bỏ ra. Đây là con số khá lớn cần được quan tâm.
1.2.4. Thành phần hóa học của da [1], [15]
Trong da cá có chứa những hợp chất hữu cơ như : protid, lipid, glucid, acid amin,
acid béo, …
Protid trong da chủ yếu là elastin và collagen là những protein của mô liên kết
* Elastin : có trong sợi đàn hồi, không tan trong nước, không có khả năng trương
phồng, bền hơn collagen.
* Collagen : là những mô protein hình sợi, không tan trong nước nằm trong gian
bào gọi là chất nền. Mô liên kết được phân bố khắp cơ thể như gân, sụn, xương, da
và các thành mạch máu.
1.3. COLLAGEN
1.3.1. Cấu trúc [25], [27], [29]
- Collagen là tiền chất của gelatin, collagen làø protein cấu trúc chính có trong da
hay xương động vật, có chức năng nâng đỡ được cấu tạo bởi những tiểu đơn vò
tropocollagen .
Protein- collagen chiếm khoảng 30% cơ thể động vật được tạo nên bởi những tế
bào hình sợi nằm trong mô liên kết. Collagen được cấu tạo chủ yếu gồm 10 acid
amin, trong đó chủ yếu là Glycin (25%), Hydroxyprolin (14%), Prolin (13%),
Alanin (8,7%), Arginin (8,2%). Người ta không tìm thấy Cystein, nhưng có một
lượng nhỏ Methionin.
Tiểu đơn vò tropocollagen gồm 3 sợi dài ; mỗi sợi có cấu hình xoắn ốc bên trái
được tạo nên bởi các đoạn lặp lại của tripeptid là Gly-Hyp-Pro, 3 sợi polypeptid
này xoắn lại và có chu kỳ quay phải gọi là siêu xoắn. Những tiểu đơn vò
tropocollagen lại kết lại thành những bó lớn bền vững. Khoảng cách giữa các acid

amin trong chuỗi xoắn là 2,9 A
0
và số lượng gốc acid amin trong một vòng xoắn là
gần 3,3 acid amin. Gần một nửa lượng amino acid của collagen là Glycine và
Alanine. Cấu trúc của Hydroxyproline tuân theo nguyên tắc lập lại hai lần trong
chuỗi. Ở những vò trí có nhóm liên kết – NH –và = O của Glycine và Alanine của
chuỗi này sẽ liên kết nhóm – NH – và = O của chuỗi kia ở vò trí tương ứng bởi liên
kết hydro. Cứ 3 chuỗi sẽ xoắn ốc chặc chẽ nhau tạo thành một chuỗi lớn hơn, đó
chính là sợi collagen rắn chắc trong mô sống.
Mỗi sợi polypeptid có trọng lượng phân tử khoảng 100.000 ĐVC. Mỗi chuỗi
polypeptid gồm 3 sợi nhỏ liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trò. Ba chuỗi
polypeptid này gồm : 2 chuỗi α, có cùng thành phần acid amin và một chuỗi ß có
thành phần acid amin khác nhau. Trong dung dòch lạnh các chuỗi collagen sẽ kết
hợp lại cấu trúc cuộn 3, cứ như thế cho đến khi tạo thành một mạng lưới được liên
kết bằng liên kết hydro.
1.3.2. Tính chất [9], [21], [31]
- Tính chất vật lý :
Dưới kính hiển vi điện tử, những sợi collagen có khả năng giãn nở nhẹ.
Khi đun nóng tới 60
0
C, collagen ẩm đột ngột co rút chỉ còn 1/3 hay 1/4 chiều dài.
Dưới tác dụng của acid, kiềm hoặc muối, collagen hút vào một lượng nước đáng kể
và trương phồng lên. Sự trương phồng này làm cho những sợi collagen ngắn hơn và
trong mờ hơn.
Trong nước lạnh, collagen không hòa tan mà chỉ trương nở.
-Tính chất hóa học :
Collagen không tan trong nước nhưng hút nước để nở ra. Phần nước kết hợp liên
kết trên chuỗi gốc cực tính ở mạch ngoài của collage ởÛ trung tâm thân nước này. Vì
có nước làm cho mạch chính lỏng lẻo, chuỗi gốc cực tính của collagen bò ion hóa
nhẹ, là do tác dụng của các phân tử (lực hút Vanderwals)

Do nước bò phân cực, tác dụng của liên kết hydro làm cho kết cấu của mạch protid
bò suy yếu đi. Collagen kết hợp với nước, nở ra trong nước, độ dày tăng lên chừng
25% nhưng độ dài tăng lên không đáng kể, tổng thể tích phân tử collagen tăng gấp
2 – 3 lần.
Sự suy yếu mạch chính của collagen làm giảm sự vững chắc của keo từ 3 – 4 lần.
Khi nhiệt độ tăng cao, tính hoạt động của polypeptid tăng mạnh, làm cho mạch yếu
đi và bắt đầu bò đứt, cắt thành những mạch tương đối nhỏ. Khi nhiệt độ tăng lên từ
60 - 65
0
C, collagen hút nước bò phân giải, hoặc collagen hút nước hoặc sau khi xử
lý bằng kiềm hay acid, lúc này các liên kết trong kết cấu của collagen tương đối
lỏng lẻo, đồng thời bò phá hủy một phần nên nhiệt độ phân giải keo có thể hạ thấp.
Kết quả là phân tử collagen biến thành gelatin.
Collagen là chất duy nhất có thể chuyển thành gelatin. Sự tạo thành gelatin là kết
quả của sự mở vòng xoắn 3 sợi, kèm theo sự phá vỡ các liên kết hydro.
HO
-
H
+
O
-
R
HO
-
H
+
R
+

NH
3
– CH – CO … NH – CH
2
– CO – NH – CH
2
– C =
O
Collagen ngâm trong nước lạnh thì mềm dẻo, đun lâu trong nước thì tan ra.
Collagen tan trong glycerin, acid acetic nhưng không tan trong nước lạnh.
Hình 1.2. Cấu trúc của collagen Hình 1.3. Sự sắp xếp của các acid amin
trên phân tử tropocollagen