Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá trong quá trình sản xuất surimi và các sản phẩm từ surimi cá nước ngọt

Header Page 1 of 148.

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Việt Nam là một trong số ít quốc gia có nhiều lợi thế về tài nguyên biển.
Nằm ở phía tây Biển Đông, Việt Nam có 28 tỉnh, thành có biển, tổng chiều dài
bờ biển hơn 3.260 km với hơn 1 triệu km2.Trữ lượng cá toàn vùng biển Việt
Nam ước tính khoảng 4,2 triệu tấn, với ngưỡng khai thác bền vững 1,4 – 1,7
triệu tấn/năm. Chính vì vậy chế biến thuỷ sản xuất khẩu được coi là ngành
kinh tế mũi nhọn với kim ngạch xuất khẩu đạt 4 tỷ USD năm 2010. Cũng như
trên thế giới, sản lượng cá đánh bắt ngày càng sụt giảm trong khi nuôi thuỷ
sản nước ngọt ở Việt nam phát triển mạnh khắp các vùng trong cả nước, hình
thức nuôi đa dạng như nuôi trong ao hồ nhỏ, nuôi trong lồng bè trên sông, hồ
chứa, nuôi luân xen canh thuỷ sản - lúa… với diện tích mặt nước trên 1,7 triệu
hecta và tổng sản lượng ước tính khoảng 900.000 tấn. Ngoài cá Tra và cá Basa
được chế biến xuất khẩu thì phần lớn cá nước ngọt được bán ra thị trường
dưới dạng tươi nguyên con nên sản phẩm có giá trị gia tăng thấp
Surimi là thịt cá được tách xương, rửa sạch, nghiền nhỏ, không có mùi
vị và có màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là một chế phẩm bán
thành phẩm để từ đó tạo ra các sản phẩm mô phỏng có giá trị kinh tế cao.
Trong những năm gần đây, nguồn nguyên liệu cá biển cho sản xuất surimi suy
giảm, nuôi trồng thủy sản phát triển và đa dạng nên cá nước ngọt được chú ý
với mục đích làm nguồn nguyên liệu thay thế. Một số nghiên cứu trên thế giới
đã đánh giá khả năng tạo gel và chất lượng cảm quan của surimi cá nước ngọt
cho thấy đặc tính của cơ thịt cá nước ngọt khác với cá biển, khả năng tạo gel
trung bình và đặc tính protein dễ bị thay đổi trong quá trình bảo quản lạnh
đông và chế biến. Chính vì vậy việc sử dụng cá nước ngọt làm nguyên liệu sản
xuất surimi vẫn còn hạn chế.
Vì những lý do trên chúng tôi chọn đề tài : « Nghiên cứu một số yếu
tố ảnh hưởng đến sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá trong quá trình
sản xuất surimi và các sản phẩm từ surimi cá nước ngọt» cho luận án tiến

sỹ.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát : Nâng cao giá trị gia tăng của cá nước ngọt
Mục tiêu cụ thể :
- Xây dựng quy trình sản xuất surimi từ cá nước ngọt
- Nâng cao chất lượng cảm quan các sản phẩm surimi của cá nước ngọt
thông qua việc xác định sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá để từ
đó tạo các sản phẩm mô phỏng từ surimi
3. Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát lựa chọn nguyên liệu sản xuất surimi từ cá nước ngọt
- Xác đinh quá trình rửa thịt cá trong sản xuất surimi

Footer Page 1 of 148.
1


Header
Page 2 cứu
of 148.
- Nghiên
ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc protein
của surimi
Nghiên cứu một số yếu tố để nâng cao khả năng tạo gel của surimi
Nghiên cứu ứng dụng sản xuất các sản phẩm chả mực, chả tôm và xúc
xích từ surimi cá nước ngọt
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
4.1. Ý nghĩa khoa học:
- Bằng thực nghiệm đã chứng minh được rằng khi protein cá mè và cá
rô phi biến tính tạo gel thì tính chất cảm quan của chúng thay đổi theo
chiều hướng tích cực đối với người tiêu dùng

- Từ những kết quả nêu trên, mở ra phương pháp luận về khả năng định
hướng, đa dạng hóa mặt hàng thực phẩm từ surimi cá mè và cá rô phi.
4.1.2. Ý nghĩa thực tiễn :
- Việc sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng từ surimi cá mè và cá
rô phi sẽ đảm bảo tính ổn định cho nguồn nguyên liệu sản xuất surimi,
thúc đẩy việc nuôi cá nước ngọt với quy mô lớn, đồng thời cơ cấu lại
thành phần và định hướng lại phương hướng phát triển ngư nghiệp,
tạo công ăn việc làm ổn định, thay đổi kinh tế nông thôn đặc biệt vùng
nuôi trồng thuỷ sản miền Bắc.
- Với kết quả nghiên cứu sự biến đổi cấu trúc của surimi trong quá trình
gia nhiệt đã xác đinh sự biến tính protein và các liên kết hình thành
trong qúa trình tạo gel của surimi. Từ đó cải thiện đặc tính protein tạo
sản phẩm sản phẩm mô phỏng từ surimi không những làm phong phú
thêm các sản phẩm thực phẩm đáp ứng yêu cầu đa dạng hóa sản phẩm
mà còn nâng cao giá trị gia tăng cho cá nước ngọt ở Việt nam
- Các kết quả đề tài có thể dùng làm tại liệu tham khảo cho giảng dạy,
nghiên cứu khoa học và cho sản xuất.
5. Những điểm mới của luận án
- Là công trình đầu tiên ở Việt nam nghiên cứu về sự biến đổi cấu trúc
protein của surimi cá mè và cá rô phi. Từ kết quả nghiên cứu đã minh
chứng được sự biến đổi cấu trúc protein dưới tác động của nhiệt độ và
ảnh hưởng của enzym nội tại trong quá trình chế biến các sản phẩm từ
surimi cá mè và cá rô phi
- Là công trình nghiên cứu một cách hoàn thiện từ cơ bản đến sản xuất
công nghiệp, đăng ký tiêu chuẩn quốc gia và công bố hợp chuẩn.
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Surimi là thịt cá đã tách xương, rửa sạch, hầu như không có mùi, ít mỡ, có
màu trắng. Protein của bán thành phẩm này có khả năng tạo gel tốt. Nhờ đó
mà surimi có khả năng đông kết cao.
Do sự sụt giảm nguồn nguyên liệu cá biển nên trong những năm gần đây

(2012-2013)
Footer Pagesản
2 oflượng
148. surimi ở các nước như Mỹ, Nhật, Hàn quốc giảm trong
-

2


Header
Pagetiêu
3 of
khi nhu cầu
thụ148.
các sản phẩm mô phỏng từ surimi ngày càng cao nên đã
có các nghiên cứu sử dụng cá nước ngọt để thay thế cá biển làm nguyên liệu
sản xuất surimi. Các nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng của surimi cá nước
ngọt như sử dụng chitosan để làm tăng đô bền chắc gel của chép và cải thiện
độ trắng, khả năng giữ nước của cá trê phi. Bổ sung chất kìm hãm protease và
Transglutaminase để tăng khả năng tạo gel surimi cá rô phi hoặc thay đổi các
thông số để loại bỏ protein chất cơ nhằm cải thiện màu sắc và khả năng tạo gel
trong chế biến cá chép, cá trôi Ân độ.
Việt nam là một trong những nước đứng đầu trong sản xuất surimi với 50 cơ
sở sản xuất và sản lượng surimi 100.000-140.000 tấn trong năm 2010-2012.
Tuy nhiên do không kiểm soát được mùa đánh bắt, công nghệ đánh bắt, kích
thước cá, và sự sụt giảm loài cá nên nhiều nhà máy sản xuất surimi ở Việt nam
đã tận dụng các loài cá tạp như cá bánh đường, cá sẫm màu sản xuất surimi
hỗn hợp có chất lượng thấp và trung bình.
Những năm gần đây, các nhà công nghệ thực phẩm đã và đang tập trung
nghiên cứu chế biến surimi và các sản phẩm mô phỏng gốc surimi từ các

nguồn nguyên liệu cá khác nhau.
CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu
+Cá mè trắng Việt Nam (Hypophthalmichthys Harmandi) có khối lượng 1.5
– 2.5 kg, chiều dài 40 – 55 cm. Cá rô phi (Oreochromis niloticus )có khối
lượng từ 300-500g. Cá trôi ( Cirrhinus molitorella) có kích thước từ 500g800g. Cá chim trắng nước ngọt ( Colossoma brachypomum) có khối lượng
1200-1500g và cá trê phi đen (Clarias focus) có khối lượng 900-1200g
Mỗi loài cá được thu mua tại đầm Việt trì – Hà nội. Sau khi thu mua, cá được
làm chết ngay và được ướp đá và vận chuyển đến phòng thí nghiệm đảm bảo
cá tươi.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp vật lý
Xác định độ trắng bằng máy đo màu Minolta Chroma Meter DP 301 (L*,
a*, b*). Độ trắng được tính theo công thức W= L* - 3b*.
Đo độ bền chắc gel bằng máy đo cấu trúc TA.XT.plus
Xác định vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM): Mẫu trước khi
quét được làm khô bằng cồn, được phủ vàng và quét ở độ phân giải từ 500
đến 10.000 lần
Xác định cấu trúc protein bằng quang phổ kế hồng ngoại (Raman) với bức
xạ kích thích tại bước sóng 612nm và quét từ bước sóng 400 đến 3500 cm-1
Phương pháp hóa sinh
Xác định hàm lượng chất béo, protein, tro tổng, đo pH theo TCVN về thủy
sản (2001)

Footer Page 3 of 148.
3


Header
Pagehoạt

4 oftính
148.thủy phân và mức độ kìm hãm protease bằng phương
Xác định
pháp xác định hàm lượng oligopeptide hòa tan trong TCA (µg Tyrosine/g
surimi)
Xác định nhóm sunfhydryl protein theo phương pháp Ellman sử dụng
thuốc thử DTNB. Hàm lượng sunfhydryl protein được tính theo hệ số hấp
thụ phân tử 13612.5 đơn vị đối với 2-nitro-5-tribenzoic acid ở cùng bước
sóng
Điện di trên gel polyacrylamide (SDS-PAGE): với gel polyacrylamide 3%
và 10%. Sử dụng β-mercaptolethanol để phá vỡ liên kết cầu disunfua
Phương pháp cảm quan:
Đánh giá độ dẻo surimi bằng phương pháp thử uốn gập.
Đánh giá chất lượng chả tôm, chả mực theo phương pháp thị hiếu
Phương pháp công nghệ
Surimi được chế biến theo qui trình: Nguyên liệu → Mổ rửa →Tách thịt
→Rửa →Ép tách nước →Phối trộn với chất chống biến tính →Cấp đông
→Bảo quản lạnh đông
Nghiên cứu quá trình rửa: Sử dụng nước lạnh thường và hỗn hợp dung dịch
muối kiềm (NaHCO3 có nồng độ từ 0-0,3% và NaCl có nồng độ 0-0,25%)
Phương pháp quy hoạch thực nghiệm: 3 yếu tố (nhiệt độ nước rửa, tỷ lệ thịt
cá/nước, thời gian ngâm rửa) được thiết kế thí nghiệm với 3 lặp tâm theo
phương pháp Box – Behnken
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Lựa chọn cá nước ngọt làm nguyên liệu sản xuất surimi
Kết quả xác định tỷ lệ thịt cá và thành phần hóa học của 5 loài cá nước ngọt
(bảng 3.1) cho thấy ngoài cá trê phi có thịt cá sẫm màu và pH không thích hợp
cho quá trình tạo gel thì 4 loại cá còn lại đều phù hợp làm nguyên liệu cho sản
xuất surimi. Theo khảo sát thống kê của FAO năm 2010, sản lượng cá rô phi
ước tính 50.000 tấn /năm và cá Mè 40.000 tấn/năm do đó cá mè và cá rô phi là

2 loài cá có triển vọng làm nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất surimi
Bảng 3.1. Tỷ lệ thịt cá và 5 thành phần hóa học của một số loại cá nước ngọt
Tỷ lệ (%)
TT

Thành
phần

Cá rô phi

1

Thịt cá

2

Cá Trê Phi

Cá Mè

Cá Trôi

43,14

Cá Chim
Trắng
34,78

44,26

32,54

38,27

78,23±0,1

75,02±0,2

79,7±0,1

78,41±0,1

78,85±0,3

3

Hàm lượng
nước
Protein

19,49±0,7

18,72±0,4

17,5±0,3

16,5±0,7

19,48±0,7

4

Tro tổng

1,40±0,1

1,50±0,1

1,60±0,19

1,50±0,23

1,40±0,1

Footer Page 4 of 148.
4


Page
5HeaderLipit

5 of0,82±0,19
148.

3,80± 0,67

3,20±0,3

2,80±0,04

0,71±0,1

6

pH

6,5±0,1

6,6±0,04

5,5±0,1

6,5±0,07

6,5±0,04

7

Độ trắng

39,49±2,57

34,70±1,99

27,67±0,7

45,34±1,31

44,56±4,37

Dựa trên đặc tính và thành phần hóa học của thịt cá và sản lượng nuôi trồng,
cá rô phi và cá Mè được chọn làm nguyên liệu cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2. Nghiên cứu quá trình rửa trong qui trình sản xuất surimi từ cá nước
ngọt
Rửa là bước quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng surimi. Quá trình rửa
không chỉ loại bỏ chất béo và các thành phần không mong muốn như protein
chất cơ, máu và các hợp chất nitơ khác để cải thiện màu sắc, mùi của sản
phẩm mà còn làm tăng nồng độ protein tơ cơ do đó làm tăng khả năng tạo gel
và làm giảm sự biến tính protein trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông. Kết
quả được thể hiện ở bảng 3.2.
Kết quả bảng 3.2 cho thấy việc rửa bằng nước lạnh cho surimi có độ bền chắc
gel vẫn thấp, hàm lượng chất béo vẫn cao và có mùi tanh. Khi cố định nồng độ
NaCl 0,15% và nồng độ NaHCO3 thay đổi từ 0-0,3% cho thấy hàm lượng
protein còn lại trong surimi gần như không thay đổi nhiều (14,28-14,69%) khi
nồng độ NaHCO3 tăng. Nồng độ NaHCO3 ít ảnh hưởng đến khả năng hòa tan
protein chất cơ khi có mặt NaCl 0,15%. Khả năng tạo gel thể hiện độ bền chắc
gel và độ dẻo tăng khi nồng độ NaHCO3 tăng. Hiện tượng này là do NaHCO3
loại bỏ được hầu hết chất béo mà có thể làm giảm khả năng tạo gel của surimi.
Khi rửa bằng dung dịch muối kiềm với nồng độ NaCl 0,1 và 0,15% cho độ
bền chắc gel tăng gấp 1,78 lần so với rửa đơn thuần bằng dung dịch kiềm
NaHCO3 0,2%. Tuy nhiên khi nồng độ muối cao trên 0,2%, một phần protein
tơ cơ hòa tan trong dung dịch muối loãng dẫn đến tổn thất protein tơ cơ. Hệ
lụy cuối cùng dẫn đến là độ bền chắc gel sau này sẽ giảm.
 Dung dịch rửa NaHCO3 0,2% và NaCl 0,15% được lựa chọn cho các
nghiên cứu tiếp theo

Footer Page 5 of 148.
5

Header Page
6 of 148.
Bảng3.2
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch rửa đến chất lượng của surimi cá mè
Độ ẩm (%)

Protein
(%)

Lipit
(%)

Độ trắng (%)

Mùi

Độ
uốn
dẻo

Độ bền chắc
gel (g.cm)

6,5±1,44

78,41±1,17

16,50±0,82

2,27±0,17

44,56

Rất tanh

D

76,92a ±3,42

6,6±0,07

80,06±1,62

15,18±0,53

1,65±0,39

66,92±

Tanh

C

112,43b ±2,14

7,0±0,17

80,37±1,44

14,47 ab ±0,18

1,56 a ±0,02

69,97 a ±1,65

Tanh

A

141,30c ±2,17

6,8±0,22

79,56±1,34

14,79 a ±0,08

1,06 b ±0,03

73,16 a ±1,04

Tanh nhẹ

A

189,10 d±1,08

6,8±0,37

79,83±0,82

14,35 a ±0,08

0,88 c ±0,02

77,27 b ±1,73

Tanh nhẹ

A

205,16de±3,14

7,0±0,29

79,87±0,10

14,28 b ±0,12

0,74 d ±0,04

82,00 c ±1,34

AA

238,12e ±3,14

7,1±0,1

80,02±0,05

14,30 b ±0,08

0,67 de ±0,02

83,49 c ±1,78

AA

247,20e ±1,87

7,1±0,05

80,05±0,18

14,28 b ±0,12

0,62 e ±0,02

83,13 c ±0,07

AA

240,38e ±1,92

6,6±0,12

80,06±1,62

14,9 a±0,10

1,56 a ±0,05

76,41 a ±2,84

A

135,54a ±2,68

6,8±0,04

79,64±0,04

13,56 b ±0,49

AA

241,27b ±3,14

7,0±0,29

79,87±0,10

14,40 c ±0,23

AA

240,12b ±1,87

6,9±0,42

79,90±0,05

12,45 d ±0,82

A

201,65c ±1,64

6,8±0,59

80,09±0,22

12,03 e ±0,88

A

212,09c ±2,05

pH
Dung dịch ngâm rửa
Không rửa
(nguyên liệu)
Nước thường
NaHCO3
0%
NaHCO3
0,1%
NaHCO3
0,15%

NaCl
0,15% NaHCO3
0,2%
NaHCO3
0,25%
NaHCO3
0,3%
NaCl 0%
NaCl
0.1%
NaCl
NaHCO3 0.15%
0,2%
NaCl
0.2%
NaCl
0.25%

Footer Page 6 of 148.
6

1.09c±0.03
0.76ab±0.03

0.71a±0.03
0.69a±0.02

77,11 ab ±3,14
82,10 b ±1,10

82,60 b ±1,10
82,52 b ±1,42

Hầu như
không mùi
Thoảng mùi
xà phòng
Thoảng mùi
xà phòng
Tanh nhẹ
Hầu như
không mùi
Hầu như
không mùi

Hầu như
không mùi
Hầu như
không mùi


Header Page 7 of 148.

Tối ưu hóa quấ trình rửa
Tiến hành nghiên cứu quá trình rửa với 3 yếu tố ảnh hưởng chính: thời gian
(15-55 phút), nhiệt độ (2-100C), tỷ lệ nước rửa/thịt cá (1/1 -6/1) với 3 hàm
mục tiêu: Mức độ giảm hàm lượng protein (Y1), mức độ giảm hàm lượng lipit
(Y2) và độ bền chắc gel (Y3). Kết quả thực nghiệm quá trình rửa surimi cá mè
theo quy hoạch trực giao 3 yếu tố được cho trong bảng 3.3.
Bảng 3.3. Các thí nghiệm tiến hành và kết quả

STT

A

B

C

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

2
10
2
10
2
10

2
10
6
6
6
6
6
6
6

1
1
6
6
3.5
3.5
3.5
3.5
1
6
1
6
3.5
3.5
3.5

30
30
30
30

15
15
45
45
15
15
45
45
30
30
30

Mức độ giảm
protein -Y1(%)
8.3
9.27
13.51
13.33
12.5
12.32
12.24
13.21
9.03
14.36
9.57
13.47
12.72
12.54
13.15

Mức độ giảm
lipit -Y2 (%)
49.33
40.96
69.33
51.98
64.55
49.2
68.51
57.98
47.13
66.19
56.4
69.16
69.04
68.28
68.48

Độ bền chắc gel Y3 (g.cm)
170.54
130.34
302.5
217.76
242.61
217.3
209.54
131.84
169.23
320.72
170.23

215.16
345
329.73
317.76

Chuẩn F của ba mô hình lần lượt bằng 90,02 (Y1), 1782,799 (Y2) và
79,85165(Y3) cho thấy ba mô hình hoàn toàn có ý nghĩa thống kê với độ tin
cậy 99,99% ( p<0,0001). Thêm vào hệ số tương quan bội (R2) của 3 mô hình
lần lượt bằng 0,9939, 0,9997 và 0,9931. Quá trình rửa thịt cá trong sản xuất
surimi cần tiến hành sao cho thu được surimi có mức độ giảm hàm lượng
protein thấp, mức độ giảm hàm lượng lipit cao và độ bền chắc gel cao. Kết
quả tối ưu hóa theo phương pháp hàm mong đợi bằng phần mềm DesignExpert 7.1 như sau: Nhiệt độ 50C, tỷ lệ 3,5/1 và thời gian 27,32 phút. Khi đó
mức độ giảm hàm lượng protein đạt 12,77%, mức độ giảm hàm lượng lipit
69,33% và độ bền chắc gel đạt 336,67g.cm.Với điều kiện tối ưu này mục tiêu
chung đạt 82,52%
Kết quả kiểm tra thực nghiệm cho thấy mức độ giảm hàm lượng protein đạt
12,68%, mức độ giảm hàm lượng lipit 69,04% và độ bền chắc gel đạt
348,24g.cm. Vậykết quả tối ưu bằng mô hình hoàn toàn tương thích với kết
quả kiểm tra lại bằng thực nghiệm

Footer Page 7 of 148.
7


3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc của protein surimi
Header Page 8 of 148.
cá nước ngọt
3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu trúc protein (protein structure)
của suirmi cá rô phi
Các mẫu gel của protein được chuẩn bị theo mục 2.2.2 và được gia nâng nhiệt

từ nhiệt độ 100C đến 300C, 400C, 500C, 600C và 700C trong thời gian 30 phút
để tâm sản phẩm đạt đến nhiệt độ trên sau đó được làm nguội và phân tích dao
động các dải băng từ bước sóng 400-3500cm-.1 bằng quang phổ kế hồng ngoại
Raman. Kết quả phân tích các dao động tương ứng với các dải băng trong phổ
Raman của surimi cá rô phi được thể hiện ở bảng 3.4
Bảng 3.4. Các dao động tương ứng với các dải băng chính trong phổ Raman của
surimi cá rô phi
Bước sóng tương
Bước sóng trong
ứng với dao động
Kiểu dao động
surimi cá rô phi
-1
(cm )
Liên kết S-S

500-650

548, 576

760

758

830-850

831,854

1225-1245

1230-1240

1280-1350

1290

1440-1465

1452

1645-1685

1656, 1665, 1668

2800-3000

2930

3000-3200

3061-3068

3200-3500

3266

tryptophan
tyrosine
Sự biến đổi cấu trúc gấp nếp β
Dao động bẻ cong C-H của axit

amin kị nước
Dao động uốn CH2 và CH3 trong
axit amin mạch thẳng kị nước
Sự biến đổi cấu trúc xoắn α sang
gấp nếp β và cuộn xoắn ngẫu
nhiên
Dao động kéo căng đối xứng CH3
trong phân tử axit amin kị nước
Dao động kéo căng C-H của axit
amin vòng thơm
Liên kết O-H của nước

 Sự biến đổi liên kết cầu disunfit và cấu trúcprotein
Các dải băng từ 500-650cm-1 thường tập trung liên kết disunfit. Kết quả phân
tích phổ Raman trong vùng 400-1200cm-1 của gel surimi cá rô phi khi xử lý ở
các nhiệt độ khác nhau cho thấy có sự xuất hiện dải băng gần 548-576 cm-1ở
nhiệt độ 300C và 400C cho sự liên kết cầu disunfit và hầu như không xuất hiện
khi nhiệt độ tăng.

Footer Page 8 of 148.
8


Header Page 9 of 148.

3500

3000

3000

0

70 C

2500

Amide I

1449

1665

2500

0

70 C
0

Intensity

Intensity

2000

60 C

1500

576

1000

0

50 C
0
40 C
0
30 C

548

2000
0

60 C
1500
0

50 C
0
40 C

1000

0

30 C

500

Surimi

500

surimi

0
450

600

750

900

0
1200

1050

-1

Wave length (cm )

1300

1400

1500

1600

1700

1800

-1

Wave length (cm )

Hình 3.1: Phổ Raman trong vùng 400-1100 cm-1 và 1200-1800cm-1 của surimi cá rô phi tại
các điều kiện gia nhiệt khác nhau

Các dải băng Raman hữu ích nhất cho việc xác định cấu trúc bậc 2 của protein
là các dải amide I (1645-1685 cm-1).Dải băng amide I bao gồm nhiều băng gối
lên nhau rơi vào khoảng 1658-1650, 1680-1665, và 1665-1660 cm-1 tương ứng
với các cấu trúc xoắn , gấp nếp ß, và lõi xoắn ngẫu nhiên. Đối với các mẫu
surimi, vùng amide I quan sát được tại 1656 cm-1 tương ứng với cấu trúc xoắn
α. Sự dịch chuyển băng tần được quan sát thấy ở các mẫu khi được gia nhiệt.
Hầu hết các mẫu khi gia nhiệt từ 30 đến 500C, dải băng nằm trong khoảng
1661-1665 cm-1, điều này có nghĩa đây là cấu trúc cuộn xoắn ngẫu nhiên. Ở
vùng nhiệt độ 60-700C, dải băng nằm trong khoảng 1668 tương ứng với cấu
trúc gấp nếp . Như vậy cấu trúc bậc 2 của protein tơ cơ cá rô phi đã có sự
thay đổi khi gia nhiệt. Khi gia nhiệt ở khoảng 30-500C, cấu trúc xoắn α chuyển
đổi sang cuộn xoắn ngẫu nhiên và khi nhiệt độ tăng lên 60-700C thì cấu trúc
xoắn α chuyển sang dạng gấp nếp .
 Sự thay đổi tính kị nước của protein tơ cơ cá rô phi và sự tạo thành

tương tác kị nước
Môi trường phân tử cho biết thông tin cấu trúc bậc 4 của protein như
tryptophan (544, 577, 760, 879, 1014, 1340, 1363, 1553, và 1582 cm-1), cặp
đôi tyrosin (850 và 830 cm-1), và các mạch thẳng kỵ nước (các dao động uốn
CH2 và CH3, 1450 cm-1) trong phổ Raman thông tin về cấu trúc bậc 4 của
protein.
Nếu vòng tryptophan bị lặn hay hướng vào trong, môi trường kị nước
được lộ ra và cường độ dải băng gần 760cm-1 giảm. Kết quả nghiên cứu gel
surimi cá rô phi cho thấy không xuất hiện dải băng ở vùng 760cm-1 khi nhiệt
độ ở 30 và 400C. Sự xuất hiện dải băng ở bước sóng 758cm-1 khi nhiệt độ tăng
lên 500C cho thấy môi trường kị nước xuất hiện trong chuỗi protein

Footer Page 9 of 148.
9


 Tỷ số cường độ của cặp đôi pic gần 850 cm-1 và 830 cm-1 là dải tần
của các đơn phân tử tyrosine. Kết quả tỷ số cường độ cặp đôi pic của dải
băng ở bước sóng 853 và 826cm-1 được thể hiện ở hình 3.2.
Kết quả hình 3.2 cho thấy tỷ lệ cặp đôi tyrosin của protein cá rô phi nằm trong
vùng từ 0,992 đến 1,099. Điều này cho thấy rằng ở đây có sự hình thành liên
kết hydro yếu. Khi tăng nhiệt độ, tỷ số cường độ cặp đôi tyrosin (I 853/ 825)
trong quá trình tạo gel của protein tơ cơ cá rô phi giảm dần do đó làm tăng khả
năng các đơn phân tử tyrosine bị lặn hoặc hướng vào trong trong môi trường
kỵ nước khi làm biến tính protein.

Header Page 10 of 148.

Tỷ lệ I853/I826

4500

2930
2872

3500

Intensity

Tỷ lệ cường độ Raman

4000

1.120
1.080
1.040
1.000
0.960
0.920

0

3000

70 C

2500

60 C

0

2000

0

50 C

1500

0

1000

30 C

500

Surimi

0
2600

Nhiệt độ ( 0C)

0

40 C

2700

2800

2900

3000

-1

Wave length (cm )

Hình 3.2: Tỷ lệ cường độ của cặp đôi tyrosin và dải raman trong 2600-3050 cm-1 của
protein tơ cơ cá rô phi khi được gia nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau.

Kiểu dao động kéo căng và bẻ cong của C-H trong các đơn phân tử axit amin
kị nước xảy ra ở các dải tần tương ứng 2800-3000 cm-1, và các dao động này
cho biết các thay đổi xung quanh các axit amin kị nước và sự hình thành tương
tác kị nước. Ở surimi nguyên liệu, cường độ dải băng này là ở bước sóng
2930. Các dải băng này có xu thế chuyển dịch sang bước sóng cao hơn khi
tăng nhiệt độ từ 300C đến 700C. Tuy nhiên mức độ chuyển dịch từ bước sóng
2930 sang bước sóng 2932cm-1 là rất ít. Cường độ của dải băng này giảm khi
gia nhiệt từ 30-500C, khi nhiệt độ tăng trên 600C thì cường độ của dải băng lại
tăng.
Sự thay đổi các dải băng ở nhiệt độ 60-700C ở các bước sóng trên là do sự tạo
thành tương tác kị nước của chuỗi axit amin kị nước
 Dao động kéo căng của C-H trong vùng 2800-3400cm-1
Các axit amin, peptit và protein kị nước có các dải băng tần dao động
kéo căng C–H nằm trong khoảng 2800–3400 cm-1. Kết quả sự biến đổi dao
động của C-H trong vùng 2800-3500 được thể hiện ở hình 3.3

Footer Page 10 of 148.
10


Header Page 11 of 148.
4000
3500

2930
2872
3062
0

3000

3289

70 C
0

60 C

Intensity

2500
2000

0

50 C

0
40 C
0
30 C

1500
1000
500
0
2800

Surimi

3000

3200

3400

-1

Wave length (cm )

Hình 3.3. Phổ Raman trong vùng 2800-3400 cm-1 của surimi cá rô phi tại
các điều kiện gia nhiệt khác nhau

Dải tần tìm thấy gần 2874–2879 cm-1 được cho là dao động kéo căng đối xứng
CH3 và kéo căng R3C–H của các amino acid kị nước, dao động kéo căng C–H
của các axit amin có vòng thơm được tìm thấy trong khoảng 3061-3068 cm-1
.Cường độ dải băng tại 3289 cm-1 phản ánh cường độ kéo căng O-H thấp ở tất

cả các mẫu. Điều này cho thấy các mẫu surimi khi được gia nhiệt đã trải qua
quá trình tách nước do tương tác protein-protein theo cơ chế đông tụ.
Sự biến đổi cấu trúc và thay đổi liện kết bởi nhiệt độ cũng được nhận thấy
với kết quả tương tự khi phân tích phổ raman của surimi cá mè ( kết quả
không được thể hiện ở bản tóm tắt luận án)

Như vậy, dưới tác dụng của nhiệt độ, protein của surimi cá rô phi và
cá mè bị biến tính gây ra sự phá hủy cấu trúc bậc 4 và cấu trúc bậc 2. Sự biến
tính là quá trình trong đó mạch xoắn α duỗi ra hình thành cuộn xoắn ngẫu
nhiên ở vùng nhiệt độ 30 – 500C; hình thành cấu trúc gấp nếp β khi nhiệt độ
trên 600C và liên kết giữa các phần tử bị đứt, các nhóm bên của axit amin
trước ẩn phía trong bây giờ xuất hiện ra ngoài. Khi các mạch polypeptit duỗi
ra tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau bằng các liên kết cầu disunfit ( ở
vùng nhiệt độ 30-400C), tương tác kị nước ( 60-700C). Quá trình tiếp theo là
sự đông tụ trong do các phân tử protein bị biến tính tự xắp xếp lại và tương
tác với nhau tại các điểm đặc hiệu tạo thành mạng lưới không gian ba chiều.
Như vậy sự biến tính và duỗi mạch của protein là cần thiết cho sự tạo thành
mạng lưới gel của protein tơ cơ của surimi cá rô phi và cá Mè
3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu trúc (texture) của gel protein
surimi cá nước ngọt
Các mẫu surimi cá rô phi và cá Mè được thiết lập ở các nhiệt độ khác nhau
(suwari gel) sau đó được gia nhiệt ở 900C trong thời gian 15 phút (kamaboko
gel) được đánh giá cấu trúc bằng độ bền chắc gel. Kết quả được thể hiện ở
hình 3.4

Footer Page 11 of 148.

11

150

Cá rô phi
Độ bền chắc gel (g.cm)

Độ bền chắc gel (g.cm)

Header Page
of 148.
Cá 12
rô phi
Cá Mè
100

50

0
30

40

50

60

Cá Mè

300
250
200

150
100
50
0

70

Nhiệt độ (0C)

Nhiệt độ (0C)

Hình 3.4: Độ bền chắc gel của gel của suwari và kamaboko cá rô phi và cá mè khi
thiết lập ở các nhiệt độ khác nhau

Kết quả hình 3.4 cho thấy ở cả hai mẫu suwari và kamaboko, độ bền chắc gel
của cả hai surimi cá rô phi và cá Mè đều tăng khi nhiệt độ tăng từ 300C lên
400C nhờ sự hình thành liên kết cầu disunfit. Khi nhiệt độ tăng lên 50-600C,
cấu trúc gel của surimi cá rô phi và cá Mè bị phá vỡ thể hiện độ bền chắc gel
giảm mạnh và độ dẻo đạt D. Điều này có thể do các enzym protease có trong
thịt cá phân hủy protein tơ cơ đặc biệt myosin
3.4. Nghiên cứu một số yếu tố nhằm nâng cao khả năng tạo gel của surimi
cá nước ngọt
3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ muối
Surimi sau khi băm nhuyễn, phối trộn với NaCl với nồng độ từ 0-3% được
định hình và gia nhiệt ở nhiệt độ 900C trong thời gian 15 phút. Kết quả đánh
giá cấu trúc gel của surimi thông qua hai chỉ tiêu cơ lý là độ bền chắc và độ
dẻo được thể hiện ở bảng 3.6
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng muối cấu trúc gel của surimi cá rô phi
Hàm lượng muối ( % )
Độ bền chắc gel (g.cm)

Độ dẻo
0
135,37 a ±3,45
D
0,5
218,98 b ±4,85
A
1
247,69 c ±2,57
AA
1,5
235,37 c ±5,69
AA
2
240,94d ±4,26
AA
2,5
192,00 d ±4,72
B
3
180,67 d ±5,42
B

Kết quả bảng 3.6 cho thấy với hàm lượng muối 1-1,5% vừa cho vị phù hợp
trong các sản phẩm thực phẩm vừa tăng cường độ bền chắc gel lên 1,83 lần so
với gel khi không có muối. Tiến hành quan sát hình ảnh vi cấu trúc của gel
surimi bằng kính hiển bi điện tử quét (SEM) giữa 2 mẫu không bổ sung NaCl
và bổ sung NaCl 1,5%.

Footer Page 12 of 148.

12


Header Page 13 of 148.

NaCl 1,5%
Không có NaCl
Hình 3.5.Ảnh chụp trên kính hiển vi điện tử quét của gel surimi cá rô phi. Độ phóng
đại 7.500 lần, bar = 1µm

30min

60min

Độ bền chắc gel (g.cm)

Độ bền chắc gel (g.cm)

Vi cấu trúc của các sợi tơ cơ hoàn toàn biến mất ở mẫu 1,5% NaCl trong khi
đó chúng vẫn nguyên ở mẫu kiểm chứng. Điều này khẳng định việc thêm
muối vào hỗn hợp surimi làm các protein tơ cơ hòa tan vào nước. Đồng thời
các myosin trong dung dịch đã liên kết với các sợi actin để tạo nên các phân
tử lớn actomyosin.Cả hai loại myosin và actomyosin đều đóng vai trò chủ đạo
trong việc hình thành hệ gel
 Nồng độ muối NaCl 1,5% được lựa chọn để bổ sung vào surimi
3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thiết lập tới cấu trúc gel của
surimi cá rô phi
Kết quả nghiên cứu ở phần 3.3 cho thấy quá trình gia nhiệt ở nhiệt độ dưới
400C là bước đầu tiên cho việc thiết lập cấu trúc gel (gel suwari) rắn chắc nhờ
sự hình thành liên kết cầu disunfit và bước gia nhiệt tiếp theo ở nhiệt độ cao

(900C) sẽ làm ổn định cấu trúc gel (gel kamaboko) hơn. Kết quả nghiên cứu
ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thiết lập đến độ bền chắc gel suwari và
kamaboko của surimi cá rô phi (hình 3.6) cho thấy gel nhiệt độ 350C và 400C
đều cho độ bền chắc gel suwari cao và điều này dẫn đến gel kamaboko có cấu
trúc tốt nhất với độ bền chắc gel đạt 419-465g.cm khi thiết lập ở 350C trong
thời gian từ 1-2h và 390g.cm ở 400C trong 1h.
120min

400
200
0
30

35

40

500
400
300
200
100
0
25

Nhiệt độ (0C)
30min

30

35

40

Kiểm
chứng

Nhiệt độ (0C)
60min
120min

Hình 3.6: Độ bền chắc gel của suwari và kamaboko cá rô phi ở nhiệt độ và thời gian
thiết lập khác nhau

Footer Page 13 of 148.
13


Tiến hành quan sát trên kính hiển vi điện tử quét các mẫu suwari và kamaboko ở nhiệt
0
Header
Page
14 quả
of 148.
độ 35 và 40
C. kết
được thể hiện ở hình 3.7.

Suwari 350C/30 min

Kamaboko 350C/30 min

Suwari 350C/1 h

Kamaboko 350C/1 h

Suwari 350C/2 h

Kamaboko 350C/2 h

Suwari 400C /30 min

Kamaboko 400C /30 min

Suwari 400C /1 h

Kamaboko 400C /2 h
Kamaboko 400C /1 h
Suwari 400C /2 h
Hình 3.7 : Ảnh chụp vi cấu trúc của gel suwari và kamaboko cá rô phi ở các nhiệt
độvà thời gian khác nhau. Độ phóng đại 7,500 lần, bar=1µm

Cấu trúc ba chiều của gel kamaboko ở tất cả các mẫu đều có hình ảnh dày đặc,
không rỗng và nhẵn trong khi cấu trúc của suwari lỏng lẻo hơn. Khi nhiệt độ
tăng cấu trúc mạng lưới gel của cả suwari và kamaboko trở nên mịn và đặc
hơn tương ứng với độ bền chắc gel của kamaboko tăng.

3.4.3. Ảnh hưởng của cystein đến khả năng tạo gel của surimi cá rô
phi
Để nghiên cứu ảnh hưởng của cystein đến khả năng tạo gel của protein cá rô

phi, tiến hành băm nhuyễn phối trộn surimi với cystein với nồng độ 0, 2,
4µmol/g, được định hình và ủ ở 350C và 400C trong thời gian 0, 30, 60,
120min sau đó gia nhiệt ở 900C trong thời gian 15 phút.
4.3.1.Ảnh
hưởng
cystein đến độ bền chắc gel của surimi cá rô phi
Footer Page
14 ofcủa
148.
14


600

300

Độ bền chắc gel (g.cm)

Độ bền chắc gel (g.cm)

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của cysein đến độ bền chắc gel của surimi cá
Header Page 15 of 148.
rô phi được thể hiện ở hình 3.8

200
100
0
0

30

60

90

400

200

0

120 150

0

Thời gian (phút)
Control
Cys.2µM

Suwari (350C)

30
60
90 120 150
Thời gian (phút)
Control
Cys.2µM

Kamaboko (350C)
600

Độ bền chắc gel ( g.cm)

Độ bền chắc gel (
g.cm)

400
300
200
100
0
0

30 60 90 120 150
Thời gian ủ ( min)
Control
Cys.2µM

500
400
300
200
100
0

30

60

90

120

150

Thời gian ( min)
Control
Cys.2µM

Suwari (400C)
Kamaboko (400C)
Hình 3.8. Ảnh hưởng của cystein lên đặc tính gel của suwari (a) và kamaboko (b)
surimi cá rô phi ở nhiệt độ 35 và400C

Việc bổ sung 2µmol/g cystein làm tăng độ bền chắc gel ở nhiệt độ 350C và
400C lên 1,1 và 1,4 lần. Ở cả hai nhiệt độ 350C và 400C, việc bổ sung 4µmol/g
cystein làm giảm độ bền chắc gel. Điều này cho thấy cystein kìm hãm khả
năng tạo thành gel qua liên kết bởi enzym Transglutaminase (TGase) trong
suốt quá trình thiết lập. Enzym TGase bị vô hoạt bởi nhóm gốc –SH. Tuy
nhiên ở nồng độ 2 µmol/g cystein vẫn ảnh hưởng độc lập lên khả năng tạo gel
của myosin.
3.4.3.2.Ảnh hưởng của cystein đến hàm lượng protein-SH của surimi
Hàm lượng Protein-SH giảm là kêt quả của sự tạo thành liên kết cầu disunfit
thông qua quá trình oxy hóa nhóm sulfhydryl được thể hiện ở hình 3.9

Footer Page 15 of 148.
15


12

Hàm lượng Protein-SH
(µmol/g)

hàm lượng Protein-SH
(µmol/g)

10
Header
Page 16 of 148.

10

8

8

6

6

4

4

2

2

0

0
0µM/g

30

60

0

120

Thời gian (phút)
Cys 2µM/g
Cys 4µM/g

0
0µM/g

30

60

120

thời gian (phút)
Cys 2µM/g
Cys 4µM/g

Kamaboko (350C)

Suwari (350C)
10

Hàm lượng protein-SH
(µmol/g)

Hàm lượng protein-SH
(µmol/g)

12
10

8

8

6

6

4

4

2

2

0

0

30

0µM/g

60

0

120

0

thời gian ủ (min)
Cys 2µM/g
Cys 4µM/g

30

60

120

thời gian ủ (min)
0µM/g
Cys 2µM/g

0

Suwari (40 C)
Kamaboko (400C)
Hình 3.9. Hàm lượng protein-SH của suwari (a) và kamaboko (b) cá rô phi ở nhiệt độ
350C và 400C

Ở cả hai nhiệt độ 350C và 400C, hàm lượng Protein-SH giảm khi bổ sung
cystein ở cả mẫu suwari và kamaboko. Kết quả này cho thấy khi bổ sung
cystein sẽ làm tăng cường quá trình oxy hóa protein-SH của surimi cá rô phi
để tạo thành liên kết cầu disunfit. Vậy việc bổ sung 2µmol/g cystein làm đẩy
nhanh sự di chuyển liên kết cầu disunfit nội phân tử thành liên kết cầu disunfit
ngoại phân tử cho gel có độ rắn chắc.
3.4.3.3.Ảnh hưởng của cystein đến sự tạo thành liên kết cầu disunfit
Sự tạo thành các liên kết protein của surimi cá rô phi khi thiết lập ở nhiệt độ
350C và 400C và bổ sung cystein ở nồng độ 2 µmol/g được thể hiện ở bản
điện di SDS-PAGE trên gel 3% polyacrylamide (Hình 3.9).
Ở mẫu đối chứng khi thiết lập 35 và 400C cho thấy các vạch myosin vẫn xuất
hiện ở cả hai mẫu suwari và kamaboko nhưng cường độ vạch myosin giảm
dần theo thời gian thiết lập. Ở mẫu có bổ sung 2µmol/g cystein, sự hình thành
liên kết cầu disunfit ngoại phân tử được hình thành ngay ở giai đoạn thiết lập
và được ổn định khi gia nhiệt 900C thể hiện ở cả hai mẫu suwari và kamaboko
khi không có β-mercaptoethanol các vạch myosin hoàn toàn biến mất. Sự phục

Footer Page 16 of 148.
16


hồi vạch myosin cũng được nhận thấy ở cả hai mẫu suwari và kamaboko khi
Header Page 17 of 148.
bổ sung β-mercaptoethanol.
Suwari gel

UR
R

Kamaboko gel
UR
R

Suwari gel
UR
R

Kamaboko gel
UR
R

MHC

AC

Control

Control

Control

Control

MHC

AC

0 60 120 0 60 120

UH 0 60 120 UH 0 60 120

0 60 120 0 60 120

UH 0 60 120 UH 0 60 120

Cystein 2µmol/g
Cystein 2µmol/g
Cystein 2µmol/g
350C
400C
Hình 3.10: Điện di đồ SDS-PAGE của suwari gel và kamaboko gel của surimi cá rô
phi khi ủ ở 35 và 400C trong thời gian khác nhau;MHC: myosin, AC:actin, UH: bột
nhuyễn surimi không gia nhiệt, R: mẫu có β-mercaptoethanol, UR: mẫu không có βmercaptoethanol.

Cystein 2µmol/g

 Việc bổ sung 2µmol cystein/g làm tăng sự hình thành liên kết cầu
disunfua ngoại phân tử do đó làm tăng độ bền chắc gel của surimi cá rô phi.
3.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của surimi cá
mè
3.5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thiết lập đến cấu trúc gel của
surimi cá mè
Tiến hành thiết lập gel surimi cá mè ở nhiệt độ từ 300C đến 400C trong thời
gian từ 30 phút đến 120 phút. Kết quả độ bền chắc gel của surimi cá mè được
thể hiện ở hình 3.10

Footer Page 17 of 148.

17


400

Độ bền chắc gel (g.cm)

Độ bền chắc gel (g.cm)

Header Page 18 of 148.
300
200
100
0
30

35
40
Nhiệt độ (0C)
30min

600

400

200

0

control

cá mè

60min

Hình 3.11: Độ bền chắc gel của kamaboko
cá mè ở chế độ thiết lập khác nhau

cá rô phi

30min 60min
Hình 3.12 . Độ bền chắc gel của
kamaboko cá mè và cá rô phi ở nhiệt độ
400C

Kết quả ở hình 3.11 cho thấy độ bền chắc gel tăng khi kéo dài thời gian gia
nhiệt và đạt giá trị lớn nhất là 344g.cm ở nhiệt độ 400C trong 60 phút. Ở cả hai
thời gian thiết lập 30 và 60 phút surimi cá mè có độ bền chắc gel thấp hơn 1,2
lần so với surimi cá rô phi(hình 3.12). Tiến hành quan sát vi cấu trúc của
surimi cá mè ở nhiệt độ 400C với thời gian thiết lập 30 và 60 phút bằng kính
hiển vi điện tử quét với độ phóng đại 7.500 lần (hình 3.13).Kết quả cho thấy vi
cấu trúc của gel suwari cá mè sau 30 phút thiết lập ở nhiệt độ 400C có cấu trúc
bề mặt dạng sợi với hai vùng kích thước cùng tồn tại: Các sợi mỏng có chiều
dày khoảng 0.5 µm và các bó sợi > 1 µm. Khi gia nhiệt 900C, các sợi và bó sợi
được hình thành ở giai đoạn thiết lập đông tụ tạo thành khối sợi dày, xốp với
khoảng trống nhỏ trong gel kamaboko của cá mè. Khi kéo dài thời gian gia
nhiệt đến 60 phút, sự kết hợp các sợi ở bên trong nhiều hơn tạo cho cấu trúc
gel đặc hơn và có độ xốp ít. Điều này dẫn đến cấu trúc gel tăng khi kéo dài
thời gian gia nhiệt ở nhiệt độ 400C.

Suwari 400C/30min

Kamaboko 400C/30min

Suwari 400C/60min
Kamaboko 400C/60min
Hình 3.13: Ảnh chụp vi cấu trúc của gel suwari và kamaboko cá mè ở nhiệt độ 400C
trong thời gian 30 và 60 phút. Độ phóng đại 7,500 lần, bar=1µm

Footer Page 18 of 148.
18


Khi so sánh vi cấu trúc của kamaboko cá mè và kamaboko cá rô phi sau 60
Header Page 19 of0 148.
phút thiết lập ở 40 C cho thấy vi cấu trúc kamaboko cá rô phi (hình 3.7) với
cấu trúc mịn, dày và đặc hơn so với cá mè và đây là lý do độ bền chắc gel của
surimi cá rô phi cao gấp 1,2 lần so với surimi cá mè.
3.5.2. Nghiên cứu giải pháp kìm hãm quá trình tự thủy phân protein của
surimi cá mè
3.5.2.1. Nghiên cứu quá trình tự thủy phân protein của surimi cá mè
Hoạt tính thủy phân của thịt cá xay và surimi cá mè ảnh hưởng bởi nhiệt độ
và pH. Mối tương quan giữa hai đại lượng đã được tiến hành nghiên cứu. Kết
quả khảo sát được thể hiện ở hình 3.13
80

Hoạt tính enzym (µg
tyrosin/g protein/h)

60

Hoạt tính enzym (µg
tyrosin/g protein/h)

60

40

40

20

20
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Nhiệt độ (0C)
Mince
Surimi

Mince

Surimi

pH

Mince

Surimi

Hình 3.14: Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến sự thủy phân của thịt cá xay và surimi
cá mè. Đệm McIlvaine ở pH 2,4,5,5.5,6,7,8 và đệm Tris-HCl ở pH 8, 8.5, 9

Từ hình 3.14 cho thấy nhiệt độ 650C và pH 7.0 cho hoạt tính thủy phân cao
nhất và dẫn đến phá hủy cấu trúc gel của surimi (bảng 3.7)
Bảng 3.7. Đặc tính gel của surimi cá mè khi ủ ở nhiệt độ 650C
Thời gian thiết
Lực phá vỡ Độ biến dạng Độ bền chắc Độ dẻo
lập (phút)
(g)
(mm)
gel (g.cm)
0
157,96±3,01
7,28±0,12
115,0a±3,15
A
30
146,16±1,24
7,69±0,05
112,4a±1,14
B
b
60
155,61±1,16
7,03±0.14
109,4 ±1,23

D
90
70,76±3,12
5,34±0.04
37,79c±3,06
D
120
51,89±2,04
3,79±0.02
19,67d ±1,98
D
150
D
Khi kéo dài thời gian ủ, độ bền chác gel cũng như độ dẻo giảm sau 150 phút
gia nhiệt, cấu trúc gel surimi cá Mè nát và gãy đôi hoàn toàn khi gập gôi và đó
là nguyên nhân không thể đo được độ bền chắc gel bằng máy đo cấu trúc. Sự
thủy phân diễn ra mạnh mẽ khi kéo dài nhiệt độ được đánh giá bắng hàm
lượng oligopeptide hòa tan trong TCA kéo theo sự giảm cường độ vạch
myosin và hoàn toàn biến mất khi thời gian ủ 150 phút (hình 3.15)

Footer Page 19 of 148.

19


Header
Page 20 of 148.
700
Tyrosin (ug/g surimi)

600
500
400
300
200
100
0

0

30

60

90

120 150

Thời gian (phút)
Hình 3.15. Hàm lượng oligopeptide hòa tan trong TCA và điện di đồ của surimi cá mè
khi ủ ở nhiệt độ 650C

3.5.2.2. Ảnh hưởng của các chất kìm hãm protease đặc hiệu
Để nghiên cứu loại enzym protease gây sự phá hủy cấu trúc surimi cá mè,
surimi được trộn với chất kìm hãm protease đặc hiệu và được ủ ở nhiệt độ
650C.
Hiệu quả kìm hãm (%)

Mức độ kìm hãm
(%)

60
40
20
0
50

100

200

Nồng độ (µmol/g surimi)

(Chất kìm hãm: E64)

60

120

180

240

Nồng độ (µmol/g surimi)

(Chất kìm hãm: EDTA)
80
60
40
20

0
100 200 300 400
Mức độ kìm hãm
(%)

80
60

Mức độ kìm hãm
(%)

80
60
40
20
0

40
20

0

50

100

Nồng độ (µmol/g surimi)

400

Nồng độ (µg/g surumi)

(Chất kìm hãm: STI)

(Chất kìm hãm: PMSF)

Hình 3.16. Mức độ kìm hãm protease của các chất kìm hãm đặc hiệu ở nhiệt
độ 650C, thời gian 1h
Kết quả hình 3.16 cho thấy mức độ kĩm hãm của các chất từ 56 đến 75% tùy
thuộc từng loại. Điều này cho thấy cả cystein protease và serin protease là
nguyên
nhân 20
gâyofra148.
quá trình thủy phân của surimi cá mè. Tiến hành điện di
Footer Page
20


trên gel polyacrylamide 10% cho thấy cường độ vạch myosin giảm và hầu như
Header Page 21 of 148.
còn nguyên khi có mặt chất kìm hãm đặc hiệu (hình 3.17)

Hình 3.17. . SDS-PAGE của surimi cá mè khi bổ sung các chất kìm hãm đặc hiệu

3.5.2.3. Nghiên cứu khả năng kìm hãm protease bằng các chất kìm hãm
protease thương mại
Bột lòng trắng trứng và bột đạm whey được biết là chất kìm hãm cytein
protease và serin protease. Do đó surimi được phối trộn với bột lòng trắng
trứng và bột đạm whey với hàm lượng 1, 2, 3, 4% và được gia nhiệt 650C
trong 1h sau đó gia nhiệt 900C trong 15 phút. Kết quả đánh giá mức độ kìm

hãm protease (hình 3.17) cho thấy khi bổ sung bột lòng trắng trắng 2% và bột
đạm whey 4% cho thấy lòng trắng trứng và bột đạm whey có hiệu quả kìm
hãm gần như nhau và cho độ bền chắc gel cao gấp 2-3 lần so với mẫu không
bổ sung chất kìm hãm (hình 3.18)
Độ bền chắc gel (g.cm)

100
Mức độ kìm hãm (%)

80
60
40
20
0
1
2
3
4
Hàm lượng lòng trắng trứng (%)

400
300
200
100
0
0

1

2

3

4

Hàm lượng bột đạm whey (%)

Hình 3.18. Mức độ kìm hãm protease của bột lòng trắng trứng và bột đạm whey

Footer Page 21 of 148.
21


Độ bền chắc gel (g.cm)

Độ bền chắc gel (g.cm)

Header
400Page 22 of 148.
300
200
100

0
0

1

2

3

4

400

300
200
100
0

Hàm lượng lòng trắng trứng (%)

0

1

2

3

4

Hàm lượng bột đạm whey (%)

Hình 3.19. Độ bền chắc gel của surimi cá mè khi bổ sung bột lòng trắng trứng và bột
đạm whey

Kết quả điện di ở 2 mẫu surimi bổ sung lòng trắng trứng 2% và bột đạm whey
4% (hình 3.20) cho thấy việc bổ sung 2% lòng trắng trứng và 4% bột đạm

whey đều kìm hãm sự phân hủy protein tơ cơ của surimi cá mè

Hình 3.20. SDS-PAGE surimi cá mè bổ sung 2% bột lòng trắng trứng và 4% bột đạm
whey. (S): Surimi nguyên liệu, (C): Mẫu không bổ sung chất kìm hãm, (S+EW):
Surimi bổ sung 2% bột lòng trắng trứng, (EW): Lòng trắng trứng, (S+WPC): Surimi
bổ sung 4% bột whey; (WPC): Bột đạm whey

3.6. Ứng dụng sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng từ surimi cá
nước ngọt
3.6.1. Sản xuất surimi cá nước ngọt
Surimi cá rô phi và cá mè được sản xuất ở qui mô công nghiệp tại Công ty
TNHH Việt Trường cho chất lượng hảo hạng khi so sánh với TCVN
8682:2011 (bảng 3.8) và đã được chứng nhận công bố phù hợp tiêu chuẩn
Bảng 3.8.Đánh giá chất lượng surimi cá mè và cá rô phi
Quy trình
Surimi
Quy trình
Surimi Surimi cá
Surimi
cá rô
Chỉ tiêu
cá mè
rô phi
cá mè
phi
Chỉ tiêu
1.Độ ẩm (%),

Footer Page 22 of 77
148.

5. Độ dẻo

76
22

AA

AA


2. Header
Độ trắng Page

84,89
23 of
148.

84,25

6,5

6,6

6.Độ bền chắc
gel (g.cm)
7. Màu

9

10

8. Mùi

3. pH
4.Tạp chất (theo
thang điểm 10)

398

405

Trắng

Trắng

Không
mùi

Không
mùi

Điểm cảm quan

3.6.2. Sản xuất chả mực và chả tôm từ surimi cá nước ngọt
Chả mực và chả tôm từ surimi cá nước ngọt được sản xuất tại công ty
seaprodex chi nhánh Hải phòng theo qui trình sau:
Surimi đông lạnh (70%) →Xay →Băm nhuyễn phối trộn →Trộn với đầu mực
đã được làm sạch và chần (30%) hoặc bột tôm 3% +tôm nõn (10%) → Định
hình → Ủ (400C, 30 phút) → Rán (1600C, 3-4 phút) → Làm nguội →Bao gói

→ Bảo quản lạnh
Kết quả đánh giá thị hiếu được thể hiện ở hình 3.21
9
8
7
6
5
4
3
2
1

8
6
4
2
0

MH HS 3% HL

DF 3% +
10%

Hình 3.21. Điểm đánh giá mức độ ưa thích chung của chả mực và chả tôm từ surimi
cá nước ngọt

Sản phẩm nghiên cứu là chả mực từ surimi cá mè được đánh giá tương đối tốt
so với các sản phẩm còn lại và nằm trong miền ưa thích của người tiêu dùng
(>5 điểm). tuy nhiên khi sử dụng kiểm định Tukey để so sánh với những sản
phẩm thương mại còn lại, điểm thị hiếu của chả mực từ surimi không khác biệt

so với chả mực Hòn Gai và Hạ Long và chả tôm không khác với chả tôm
Halo.Chả mực và chả tôm từ surimi có chất lượng dinh dưỡng và đáp ứng vệ
sinh an toàn thực phẩm và đã được công ty Seaprodex Hải phòng ứng dụng
sản xuất và công bố chất lượng
Bảng 3.9 : Thành phần hoá học của chả mực và chả tôm từ surimi cá

Mẫu
Chả mực
Chả tôm

Độ ẩm (%)
71,3
69,8

Protein (%)
16,5
15,66

Lipit (%)
10,24
11,4

Bảng 3.10. Kết quả phân tích vi sinh vật sản phẩm chả mực từ surimi cá mè

TT

Chả mực

Footer Page 23 of 148.
23

Chả tôm


CFU/g
3,0x103
2,5x103
CFU/g
<10
<10
CFU/g
<10
<10
CFU/g
<10
<10
CFU/g
0
0
CFU/25g
0
0
KẾT LUẬN
Trong số 5 loài cá nước ngọt khảo sát, cá rô phi và cá mè có đặc tính và năng
suất phù hợp với sản xuất surimi với hàm lượng protein (19,49% và 16,5%),
chất béo (0,82% và 2,8%), độ trắng (39,49% và 45,34%), tỷ lệ thịt cá (43,14%
và 34,54%) và pH 6,5 tương ứng với cá rô phi và cá mè.
Đã xác đinh được quá trình rửa thịt cá trong sản xuất surimi cá nươc ngọt với
dung dịch rửa NaHCO3 0,2% và NaCl 0,15%, lệ dung dịch rửa/thịt cá: 3,5/1,
nhiệt độ nước rửa 50C, thời gian ngâm rửa: 27 phút cho lần rửa đầu tiên. Lần

rửa thứ 2 và thứ 3 được rửa bằng nước lạnh có nhiệt độ 50C cho surimi có
chất lượng hảo hạng.
Đã xác định được sự biến đổi cấu trúc protein surimi cá nước ngọt dưới tác
dụng của nhiệt độ: Nhiệt độ 300C-500C: Cấu trúc xoắn α của myosin chuyển
sang dạng cuộn xoắn ngẫu nhiên. Trong vùng nhiệt độ 30-400C hình thành
liên kết cầu disunfit. Nhiệt độ 600C -700C: Cấu trúc xoắn α chuyển sang gâp
nếp β, hình thành các tương tác kị nước.
Độ bền chắc gel của surimi cá rô phi đạt giá trị cao nhất ở nhiệt độ 350C
trong 2h và surimi cá mè là 400C trong 1h và surimi cá mè là 400C trong 1h
Việc bổ sung cystein với nồng độ 2µmol/g vào surimi cá rô phi làm tăng độ
bền chắc gel của surimi cá rô phi lên 1,4 lần qua sự tạo thành liên kết cầu
disunfit ngoại phân tử trong suốt quá trình thiết lập gel ở 350C và 400C
Quá trình tự thủy phân protein xảy ra trong cá mè với hoạt tính thủy phân
mạnh nhất ở 650C, pH7.0 bởi enzym cystein protease và serin protease có
trong surimi và được kìm hãm khi bổ sung 2% bột lòng trắng trứng và 4%
bột đạm whey với mức độ kìm hãm tương ứng đạt 94% và 89% và cải thiện
cấu trúc gel của surimi với độ bền chắc tăng 2-3 lần
Lần đầu tiên ứng dụng sản xuất chả tôm, chả mực và xúc xích hun khói từ
surimi cá mè và cá rô phi ở qui mô công nghiệp và cho sản phẩm có chất
lượng tốt, đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng

1
Header Page 24 of 148.
2
Staphylococcus aureus
3
E. coli
4
Vibrio parahaemolyticus
5

Bacillus cereus
6
Salmonella
1.

2.

3.

4.

5.

6.

ĐỀ XUÂT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP TỤC
1. Nghiên cứu đa dạng hóa sản phẩm mô phỏng từ surimi cá mè và cá rô
phi
2. Nghiên cứu sản xuất surimi từ cá nước ngọt khác nhằm tạo nguồn
nguyên liệu ổn định cho sản xuất surimi trong nước và thúc đẩy phát
triển nuôi cá nước ngọt ở Việt nam
Footer Page 24 of 148.
24