NGHIEÂN CÖÙU SAÛN XUAÁT SAÛN PHAÅM GELATIN TÖØ DA CAÙ TRABASA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA THỦY SẢN
[\

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT SẢN PHẨM
GELATIN TỪ DA CÁ TRA-BASA

NGÀNH:
THỦY SẢN
KHÓA:
2002 – 2006
SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÊ LAM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
9/2006


NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT SẢN PHẨM GELATIN TỪ DA
CÁ TRA-BASA

Thực hiện bởi

Lê Lam

Luận văn được đệ trình để hoàn tất yêu cầu cấp bằng Kỹ Sư Thủy Sản

Giáo viên hướng dẫn:

Nguyễn Hoàng Nam Kha

Thành phố Hồ Chí Minh 9/2006

-i-


TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu sản xuất sản phẩm gelatin từ da cá tra-basa” được
tiến hành nhằm sử dụng và nâng cao giá trò của phụ phẩm trong nhà máy chế biến
thủy sản, đưa ra quy trình sản xuất gelatin từ nguyên liệu da cá tra - basa.
Gelatin là protein được sản xuất bằng phương pháp thủy phân collagen từ da,
xương, sụn, gân,… của trâu, bò, heo, cá,… Gelatin được sử dụng không chỉ làm thực
phẩm trực tiếp mà còn dùng làm chất phụ gia và được sử dụng rộng rãi trong rất
nhiều lónh vực như: thực phẩm, kỹ nghệ phim ảnh, dược phẩm, công nghiệp, …
Kết quả tôi thu được như sau:
-

Xây dựng được quy trình quy trình sản xuất gelatin từ nguyên liệu da cá
tra, basa, sử dụng H2O2 để tẩy màu da cá, ngâm HCl kết hợp với nấu để
chiết xuất gelatin.

-

Trong quy trình chiết xuất gelatin các số liệu cụ thể như sau:
ƒ

Nồng độ dung dòch H2O2 là 10%, thời gian ngâm là 10 giờ, nhiệt độ

phòng, tỉ lệ dung dòch H2O2 : da cá là 4 :1.

ƒ

Nồng độ dung dòch HCl là 3%, thời gian ngâm là 1 giờ, nhiệt độ
phòng, tỉ lệ dung dòch HCl : da cá là 4 :1.

ƒ

Nấu ở nhiệt độ 90oC, thời gian nấu 3 giờ, tỉ lệ dung dòch nấu : da cá là
2 :1.

ƒ

Nhiệt độ sấy 70oC, thời gian sấy phụ thuộc vào độ dầy hay mỏng của
lớp gelatin trong khay sấy (khoảng 1 – 2 ngày).

-ii-


ABSTRACT

The subject “Study to produce gelatine from skin pangasius catfish of
processing” was conducted to increase the value of by-product in fishery processing
plant.
Gelatin is principal protein obtained by the hydrolysis of collagen from skin,
bone, gristle, nerve,… of buffalo, cow, pig, fish,… Gelatine is not only used as food
directy but also applied some fields such as: photography, medicine, industrial,…
The result showed that:
-

Gelatine process from catfish skin used H2O2 to bleach fish skin, soak in
HCl combined with boiling to extract gelatine.

-

In the process, the optimizing conditions obtained:
+ Concentration of H2O2: 10%, soaking time: 10h, ratio of H2O2 : fish
skin: 4 : 1, at room temperature.
+ Concentration of HCl: 3%, soaking time: 1h , ratio of HCl : fish skin: 4
: 1, at room temperature.
+ Boiling temperature: 90oC, in 3h, ratio of solution boil : fish skin is 2 :
1.
+ Drying temperature is 70oC, drying time is depend on
quantitys (1 – 2 days)

-iii-

gelatine


CẢM TẠ

Tác giả xin chân thành cảm ơn:
- Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Cùng toàn
thể quý Thầy Cô trong Khoa Thủy Sản đã tận tình truyền đạt những kiến thức khoa
học trong suốt những năm qua.
- Quý Thầy Cô trong Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã tạo điều kiện thuận
lợi cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Lòng biết ơn sâu sắc xin được gửi đến:

Thầy Nguyễn Hoàng Nam Kha đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tác giả cũng xin cảm ơn các anh chò, các bạn sinh viên trong và ngoài lớp đã
động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện luận
văn tốt nghiệp.
Do hạn chế về mặt thời gian cũng như về kiến thức nên luận văn này không
thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi xin đón nhận những ý kiến đóng góp của quý thầy
cô và các bạn.

-iv-


MỤC LỤC
ĐỀ MỤC

TRANG

TÊN ĐỀ TÀI
TÓM TẮT TIẾNG VIỆT
TÓM TẮT TIẾNG ANH
CẢM TẠ
MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC BẢNG
DANH SÁCH ĐỒ THỊ VÀ HÌNH ẢNH

ii
iii
iv
v
vii

viii

I.

GIỚI THIỆU

1.1
1.2

Đặt vấn đề
Mục tiêu đề tài

II.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1
2.1.1.
2.1.2
2.1.3
2.2
2.2.1
2.2.2
2.3
2.4
2.5
2.5.1
2.5.2
2.5.3
2.5.4

Tổng Quan Về Gelatin
Giới thiệu
Phân loại gelatin
Thành phần, cấu trúc và tính chất của gelatin
Những Tác Nhân Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Sản Xuất Gelatin
Colagen, tiền chất của gelatin
Tác nhân thủy phân colagen tạo thành gelatin
Một Số Ứng Dụng Chính Của Gelatin
Môät Số Quy Trình Sản Xuất Gelatin Hiện Nay
Nguyên Liệu
Giới thiệu chung
Sản lượng và giá trò xuất khẩu
Thò trường xuất khẩu
Thành phần trọng lượng cá tra-basa

2
2
3
4
8
8
9
10
11
13
13
13
15
18

III.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

19

3.1
3.2
3.3
3.4
3.5

Thời Gian Tiến Hành Đề Tài
Đòa Điểm Tiến Hành Đề Tài
Nguyên Liệu Và Trang Thiết Bò Sử Dụng
Nội Dung Thực Hiện
Quy Trình Sản Xuất Dự Kiến

19
19
19
19
20

2

-v-

3.6
3.7
3.7.1
3.7.2
3.7.3

Bố Trí Thí Nghiệm
Phương Pháp Đo Lường Các Chỉ Tiêu Theo Dõi
Phương pháp xác đònh độ nhớt bằng xylanh quay
Phương pháp xác đònh hiệu suất thu hồi gelatin
Phương pháp xác đònh độ ẩm – Phương pháp sấy khô

21
26
26
26
27

IV.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

28

4.1
4.2.

28

4.4

4.5
4.6
4.7

Theo Dõi Tác Dụng Tẩy Màu Da Cá Của H2O2
Khảo Sát Ảnh Hưởng Nồng Độ Dung Dòch HCl Đến Độ Nhớt
Dung Dòch Theo Thời Gian.
Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Nấu Đến Độ Nhớt Dung Dòch
Theo Thời Gian.
Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Sấy Đến Độ Nhớt Gelatin
Chất Lượng Sản Phẩm
Dự Kiến Chi Phí Nguyên Vật Liệu
Quy Trình Sản Xuất Gelatin

34
35
36
37
38

IV.

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

43

5.1
5.2
5.3

Kết Luận
Tồn Tại
Đề Nghò

43
43
44

TÀI LIỆU THAM KHẢO

45

4.3

PHỤ LỤC

-vi-

32


DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG

NỘI DUNG

Bảng 2.1
Bảng 2.2

Độ hòa tan của gelatin ở nhiệt độ khác nhau
Thò Trường Xuất Khẩu cá Tra-Basa Chính Của Việt Nam
1999 - 2004
Thành phần trọng lượng cá tra-basa
Theo dõi tác dụng tẩy màu da cá của H2O2 theo thời gian
Theo dõi tác dụng tẩy màu da cá của H2O2 ở nồng độ 10%
theo thời gian.
Theo dõi tác dụng tẩy màu da cá của H2O2 ở nồng độ 5%
theo thời gian
Theo dõi ảnh hưởng nồng độ dung dòch HCl đến độ nhớt
dung dòch theo thời gian
Theo dõi ảnh hưởng của nhiệt độ nấu đến độ nhớt dung dòch
theo thời gian
Theo dõi ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ nhớt gelatin
Chi phí nguyên vật liệu

Bảng 2.3
Bảng 4.1
Bảng 4.2
Bảng 4.3
Bảng 4.4
Bảng 4.5
Bảng 4.6
Bảng 4.7

TRANG

-vii-

6

16
18
28
29
31
33
34
35
36


DANH SÁCH ĐỒ THỊ VÀ HÌNH ẢNH
ĐỒ THỊ

NỘI DUNG

Đồ thò 2.1
Đồ thò 2.2
Đồ thò 2.3

Đồ thò 4.1

So sánh tỉ lệ các amino axit trong gelatin
Xuất khẩu cá tra-basa của Việt Nam 1997 – 2004
Xuất khẩu cá tra, basa của Việt Nam tháng 1 – 4/2001 –
2006
Cơ cấu nhóm sản phẩm xuất khẩu 6 tháng đầu năm 2006
Các thò trường xuất khẩu cá tra, basa của Việt Nam, tháng
1 – 4/2006
Sự biến đổi độ nhớt theo thời gian

HÌNH

NỘI DUNG

Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 3.1
Hình 4.1
Hình 4.2
Hình 4.3
Hình 4.4
Hình 4.5
Hình 4.6
Hình 4.7
Hình 4.8
Hình 4.9
Hình 4.10
Hình 4.11
Hình 4.12
Hình 4.13
Hình 4.14
Hình 4.15
Hình 4.16
Hình 4.17
Hình 4.18

Mô hình cấu trúc một đoạn gelatin

Một số sản phẩm ứng dụng gelatin
Cá Tra
Cá Basa
Máy đo độ nhớt
Da cá ngâm H2O2 trong 1 giờ
Da cá ngâm H2O2 trong 2 giơ
Da cá ngâm H2O2 trong 3 giờ
Da cá ngâm H2O2 10%(5 giờ)
Da cá ngâm H2O2 10%(10 giờ)
Da cá ngâm H2O2 10%(15 giờ)
Da cá ngâm H2O2 nồng độ 5%trong 2 ngày
Da cá ngâm H2O2 nồng độ 5%trong 4 ngày
Da cá ngâm H2O2 nồng độ 5%trong 6 ngày
Da cá nguyên liệu
Da cá sau khi ngâm H2O2
Da cá sau khi ngâm axit HCl
Da cá khi nấu
Lưới lọc
Dung dòch sau khi cô đặc
Máy sấy
Khay sấy
Gelatin thành phẩm

Đồ thò 2.4
Đồ thò 2.5

TRANG
5
14
14

15
17
34
TRANG

-viii-

6
10
13
13
26
29
29
29
30
30
30
31
31
31
39
39
40
40
41
41
42
42
42

PHỤ LỤC
PHỤ LỤC

NỘI DUNG

Phụ lục 2

Ảnh hưởng nồng độ dung dòch HCl đến độ nhớt dung dòch theo thời gian

Phụ lục 2a

Ảnh hưởng thời gian ngâm dung dòch HCl đến độ nhớt dung dòch

Phụ lục 2b

Ảnh hưởng nồng độ dung dòch HCl đến độ nhớt dung dòch

Phụ lục 3

Ảnh hưởng của chế độ nấu đến độ nhớt dung dòch

Phụ lục 3a

Ảnh hưởng của nhiệt độ nấu đến độ nhớt dung dòch

Phụ lục 3b

Ảnh hưởng của thời gian nấu đến độ nhớt dung dòch

Phụ lục 4

Ảnh hưởng của chế độ sấy đến độ nhớt gelatin

-ix-


I.
1.3

GIỚI THIỆU

Đặt Vấn Đề

Ngành công nghệ sản xuất gelatin trên thế giới có từ những năm đầu thế kỉ
XX cho đến nay đang phát triển không ngừng. Gelatin với chất lượng khác nhau được
áp dụng trong nhiều lónh vực và trở thành phần tất yếu không thể thiếu trong nhiều
sản phẩm.
Bản chất của gelatin là protein, đây là một mặt hàng có giá trò kinh tế cao
được ứng dụng trong nhiều ngành như: dược phẩm, công nghiệp nhẹ, thực phẩm,
phim ảnh… Ngày nay, lượng gelatin trên thế giới được sản xuất chủ yếu từ da và
xương của các loại gia súc như: heo, trâu, bò, cừu, dê. Chúng ta đang phải đối phó với
dòch “lở mồm long móng” ở các loài trên nên cần thiết phải tìm ra loại nguyên liệu
khác để bổ sung lượng gelatin thiếu hụt trên thò trường với chất lượng an toàn.
Ở nước ta, trong các nhà máy chế biến thủy sản, cá tra - basa phi lê chiếm tỉ
trọng khá lớn, do đó có một lượng khá lớn phụ phẩm như : da, xương,… nhưng chưa
được quan tâm cho một sản phẩm rất có giá trò từ chúng được ứng dụng đa dạng trong
nhiều ngành công nghệ, sản phẩm đó chính là gelatin.
Sản xuất gelatin từ da cá là một vấn đề không những có giá trò về mặt khoa

học mà còn có giá trò về mặt kinh tế. Đặc biệt là đối với một nguồn phụ phẩm tương
đối lớn như ở nước ta hiện nay. Vì vậy, vấn đề sản xuất gelatin nhằm tận dụng nguồn
da cá ở nước ta có ý nghóa rất lớn.
Xuất phát từ cơ sở đó, được sự chấp thuận của khoa Thủy Sản Trường Đại Học
Nông Lâm, Được sự hướng dẫn trực tiếp của thầy Nguyễn Hoàng Nam Kha tôi tiến
hành đề tài “Nghiên cứu sản xuất sản phẩm gelatin từ da cá tra - basa”.
1.4

Mục tiêu đề tài
-

Nâng cao giá trò phụ phẩm trong quy trình chế biến cá tra, basa phi lê
thông qua việc sản xuất thử nghiệm gelatin từ da cá tra - basa.

-

Đưa ra quy trình sản xuất gelatin từ nguyên liệu da cá tra - basa.


-2-

II.

2.1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Tổng Quan Về Gelatin

2.1.1. Giới thiệu

2.1.1.1 Tình hình sản xuất và sử dụng gelatin
Lượng gelatin sản xuất của các nước tư bản chủ nghóa là khoảng 110 – 140
nghìn tấn/năm. Những yêu cầu cao nhất về tính chất lý – hóa của gelatin là ứng dụng
trong công nghiệp sản xuất phim ảnh, đó là dạng tính khiết nhất của gelatin, tiếp đến
là đòi hỏi khá cao với gelatin trong sản xuất các loại dược phẩm. Ngoài ra, mỗi hãng
lại đặt ra các yêu cầu kỹ thuật riêng của mình khi sản xuất gelatin.
Hiện nay thò trường gelatin rất rộng rãi, nhiều nước đang tích cực xuất khẩu
hay nhập khẩu gelatin thực phẩm còn thò trường gelatin trong công nghiệp phim ảnh
và dược phẩm do một số công ty khổng lồ độc quyền (R.P.Serper, Iatmen Kodak, …).
Thò trường tiêu thụ chủ yếu là Mỹ (hơn 40 nghìn tấn/năm), tiếp đó đến các nước Tây
Âu mà chủ yếu là Anh, Pháp, Đức (30 nghìn tấn/năm). Đến những năm 80 công suất
sản xuất gelatin ở các nước như sau:
Pháp:
Đức:
Bỉ:
Thụy Điển:
Ý:
Nhật Bản:
Columbia:
Argentina:

16,5
15
7
4
3
7
4
15

nghìn tấn/năm.
nghìn tấn/năm.
nghìn tấn/năm.
nghìn tấn/năm.
nghìn tấn/năm.
nghìn tấn/năm.
nghìn tấn/năm.
nghìn tấn/năm.

Giá của gelatin có đặc điểm là không ổn đònh do giá của xương và da động
vật không ổn đònh. Gelatin dùng cho phim ảnh có giá đắt nhất, gấp đôi giá gelatin
dùng cho thực phẩm. Giá gelatin dùng cho dược phẩm đắt hơn từ 10 – 60% giá
gelatin dùng trong thực phẩm tùy thuộc vào chất lượng của nó. (Sản xuất gelatin ở
một số nước/TTV 1987) (http//www.gelatin.org).
2.1.1.2 Khái niệm chung
Gelatin thực chất là protein được sản xuất bằng phương pháp thủy phân
collagen từ da, xương, sụn, gân,… có khả năng tạo gel bền, có tính thuận nghòch trong
môi trường nước, được sử dụng không chỉ làm thực phẩm trực tiếp mà còn dùng làm
chất phụ gia và được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp, kỹ thuật.
Nguồn nguyên liệu để sản xuất gelatin thường là collagen có trong da, xương, móng,
sụn của trâu, bò, heo và cá, …


-3-

2.1.2 Phân loại gelatin
2.1.2.1 Theo nguyên liệu
a. Gelatin có nguồn gốc từ thực vật
Gelatin có nguồn gốc từ thực vật là gelatin từ đậu nành, sản xuất gelatin đậu
nành dựa trên phát minh của David Son và Laucks khoảng 40 năm trước đây. Từ đó

sản lượng hàng năm lên tới xấp xỉ 70 nghìn tấn. Trong quá trình sản xuất nhiệt độ
không được quá 160oC để giữ được tính tan của protein (Nguyễn Quốc Tín, Phạm Lê
Dũng, 1985).
b. Gelatin có nguồn gốc từ động vật
Gelatin có nguồn gốc từ động vật là loại được trích từ da, xương, lông móng,
gân, sụn,… của các loài gia súc, các loài thú.
2.1.2.2 Theo phương pháp chế biến
Gelatin trên thò trường hiện nay được chia làm hai loại: gelatin loại A và
gelatin loại B tùy thuộc vào quy trình chế biến.
a. Gelatin loại A
Gelatin loại A được chiết xuất từ quy trình axit. Nguyên liệu sau khi sơ chế,
làm sạch sẽ được xử lý khoảng 8 – 30 giờ với axít vô cơ 1 – 5% ở pH từ 1 – 4. Sau đó
được rửa sạch để loại bỏ các chất bẩn. Nguyên liệu sau đó được chiết xuất bằng nước
nóng, dung dòch chiết được lọc qua cột trao đổi ion để làm giảm tro và khoáng.
Gelatin sau khi chiết được cô đặc chân không hoặc siêu lọc đến nồng độ từ 15 – 30%,
pH thích hợp từ 3,5 – 6; bay hơi còn khoảng 50%, tiệt trùng khoảng 13 giây, làm lạnh
và đònh hình, sấy khô và nghiền thành những kích cỡ khác nhau sau đó đóng gói.
Phương pháp này thích hợp cho loại vật liệu có mô liên kết tương đối yếu
(thường được sử dụng cho da heo và da cá, đôi khi là xương).
Ưu điểm: thời gian xử lý ngắn từ 10 – 48 giờ, lượng nước cần thiết giảm đáng
kể, giảm tổn thất nguyên liệu, năng lượng và quy trình thu gọn hơn.
Nhược điểm: làm giảm lượng khoáng chất trong trong gelatin, phương pháp
này đòi hỏi thiết bò chòu ăn mòn, tạp chất kim loại cao, pH của sản phẩm thấp từ 4,5 6, nếu thời gian ngâm kéo dài sẽ làm giảm chất lượng gelatin do liên kết peptid bò cắt
đứt nhiều. (OMRI – USDA, 2002, ).


-4-

b. Gelatin loại B
Gelatin loại B được chế biến từ quy trình kiềm. Đối với xương, trước khi đem

vào chiết người ta phải nghiền nhỏ và tiến hành khử khoáng với axit HCl 4 – 6%
trong 5 – 7 ngày. Xương sau đó được rửa sạch và tiến hành giai đoạn ngâm kiềm.
Nguyên liệu được ngâm kiềm từ 4 – 6% (Ca(OH)2) ở pH 12 – 12,7 trong 35 – 70
ngày, có khuấy và thay nước kiềm mỗi tuần. Sau đó nguyên liệu được đem rửa, trong
quá trình rửa có thêm axit (HCl hoặc H2SO4) để trung hòa kiềm dư và đạt pH = 3.
Sau khi rửa pH cuối cùng đạt được là từ 3 đến 5. Gelatin được chiết trong nước nóng,
sau đó lọc qua màng cellulose, và màng lọc có tấm nhựa ion. Dung dòch gelatin được
bay hơi đến nồng độ 15 – 45%. Gelatin sau khi cô đặc có pH từ 5 – 7 và tiệt trùng từ
8 – 12 giây, làm lạnh và sấy khô từ 1 – 3 giờ. Cuối cùng nghiền đến kích thước thích
hợp và đóng gói.
Phương pháp này thường được sử dụng cho chế biến da bò, xương.
Ưu điểm: cho sản phẩm có chất lượng tốt hơn, pH trung tính từ 5 – 7, ít ảnh
hưởng đến lượng khoáng chất trong gelatin.
Nhược điểm: phương pháp này đòi hỏi thời gian xử lý dài (thường từ 1 – 3
tháng). Trong thời gian ngâm kiềm cần phải kiểm tra nhiệt độ, pH của quá trình để
bổ xung lượng vôi cần thiết, đồng thời phải thay vôi để tách cặn thường xuyên tránh
da bò vi sinh vật làm hỏng, do đó thời gian rửa phải lâu, tốn nhiều nước. Phương pháp
này không phù hợp vì chi phí cao, quy trình phức tạp, thời gian kéo dài dễ nhiễm vi
sinh.
Ngoài ra còn có các quy trình chế biến gelatin từ enzim. Phương pháp này sử
dụng enzime pepsin và proteinase kết hợp với phương pháp hóa học để thủy phân
collagen nên rút ngắn thời gian xử lý nhưng đòi hỏi kỹ thuật sản xuất cao. Ở nước ta
chưa có điều kiện sản xuất theo phương pháp này. (OMRI – USDA, 2002,
).
2.1.3 Thành phần, cấu trúc và tính chất của gelatin
2.1.3.1 Thành phần
Cacbon (51,29%), hydro (6,39%), oxi (24,13%), nitơ (18,19).
Protein (84 - 90%), muối khoáng (1 - 2%), và nước (8 - 15%).
Gelatin dùng làm thực phẩm tự nhiên có giá trò rất lớn đối với cơ thể con
người. Cơ thể con người có khả năng tạo nên tất cả các protein nó cần từ các loại axit

amin. Tuy nhiên, có 10 axit amin mà cơ thể ta không thể tự sản xuất được mà phải
được cung cấp thường xuyên trong các bữa ăn, chúng được gọi là các axit amin thiết
yếu. Gelatin chứa 19 loại axit amin trong đó có 9 axit amin thiết yếu.


-5-

Đồ thò 2.1: So sánh tỉ lệ các amino axit trong gelatin
Theo như đồ thò cho thấy tỉ lệ các loại axit amin trong gelatin loại A và loại B
là tương đương nhau, chỉ có thyrosine là không có trong gelatin loại B.
()
2.1.3.2 Cấu trúc
Công thức phân tử của gelatin C102H151N31O39.
Gelatin là protein nên được cấu tạo từ các axit amin. Trình tự sắp xếp các axit
amin trong phân tử hầu như giống collagen ban đầu. Mặc dù có khác nhau về các
nhóm cuối mà tại đó liên kết peptid bò bẻ gãy. Theo các phân tích những nhóm cuối
đã tìm thấy nhiều nhất là glycin, alanin, axit aspartic (trong đó glycin chiếm hơn 50%
tổng số) và một số ít các serin, prolin. Sự khác nhau về nhóm cuối phụ thuộc vào quá
trình xử lý collagen trước đó. Chính các nhóm cuối này sẽ làm gelatin có khả năng
tham gia một số phản ứng hóa học mà trước đó collagen không thể có được. Trong
gelatin cũng vẫn tồn tại các mức cấu trúc bậc 1, 2, 3.


-6-

Hình 2.1: Mô hình cấu trúc một đoạn gelatin
()
2.1.3.3 Tính chất
a. Tính chất chung
Như đã nói, gelatin là chế phẩm lấy được từ collagen. Khi cho nước nóng tác

dụng vào collagen ta thu được hỗn hợp gelatin và gelatose. Gelatin không tan trong
nước dưới 20oC (chỉ nở ra). Khi nhiệt độ tăng lên, nó tan ra và hình thành dung dòch
thể keo. Dung dòch này đem làm lạnh, dù nồng độ thấp (0,25%) cũng có thể đông
đặc. Gelatose là sản phẩm phân giải của gelatin, có thể tan trong nước dưới 20oC.
Tỷ lệ giữa gelatin và gelatose quyết đònh phẩm chất của keo. Nói chung keo
chủ yếu là do gelatin tạo thành, lượng gelatose càng nhiều thì phẩm chất càng thấp.
Gelatin nguyên chất, khi khô nhìn trong suốt như thủy tinh, dòn, không màu,
không mùi, không vò.
b. Tính tan
Gelatin không tan trong nước lạnh, một phần nở ra, hút từ 5 – 15 lần nước
đồng thời hình thành keo đông. Trong nước, gelatin hút vào lượng nước kết hợp
chừng 66 - 71% (so với chất khô tuyệt đối). Lấy 1g gelatin ngâm vào 100ml nước,
xác đònh độ hòa tan của nó, kết quả như sau:
Bảng 2.1: Độ hòa tan của gelatin ở nhiệt độ khác nhau
Nhiệt độ (oC)

10

15

20

24

27

30

Số g trong 100 ml H2O

0,030

0,055

0,080

0,200

0,700

0,870

Gelatin có thể làm cho độ hòa tan của các loại muối dễ hòa tan giảm xuống,
đối với loại muối khó hòa tan thì gelatin có tác dụng ngược lại (làm tăng độ hòa tan
của nó). Bảng dưới đây cho ta thấy rõ điều đó:


-7-

Chất hòa tan

c.

Độ hòa tan
100g nước

Gelatin 4%

Gelatin 10%

NH4Cl

28,4

27,55

26,48

MgCl2

35,94

35,22

35,13

NH4CNS

62,46

61,46

58,92

100g nước

Gelatin 1,5%

CaSO4

0,223

0,295

Ca3(PO4)3

0,011

0,018

CaCO3

0,004

0,015

H2SiO3

0,023

0,027

Tính đông đặc

Sức đông của dung dòch keo ngoài quan hệ với nồng độ ra, còn liên quan với
nguyên liệu và độ thuần khiết của nó. Nếu đem dung dòch keo đun nóng làm tan rồi
làm lạnh đông đặc và làm như thế nhiều lần thì sức đông của nó giảm dần cho đến
khi mất hết. Trong điều kiện áp lực cao, nhiệt độ cao thì sức đông của nó mất đi
nhanh chóng hơn.
Nhiệt độ đông đặc của gelatin tùy theo nồng độ của nó mà thay đổi. Kết quả

bảng khảo nghiệm sau đây cho ta thấy rõ điều đó:
Nồng độ (g/lít)

50

100

150

Điểm đông đặc (oC)

17,8

21,0

25,5

Điểm nóng chảy (oC)

21,6

29,6

29,4

Cho chất điện phân vào dung dòch gelatin có thể làm thay đổi tốc độ và nhiệt
độ đông đặc của nó.
Một số chất không phải chất điện phân như glycerin, sacharose cũng có thể
làm cho nhiệt độ đông đặc của nó tăng lên.

-8-

d. Khả năng kết dính
Độ dính của dung dòch gelatin chòu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố như: thời
gian nấu, nhiệt độ, khuấy, thủy phân, axit, kiềm, muối,... Thực nghiệm chứng minh
rằng: nồng độ của gelatin tăng 1% thì độ dính tăng lên 10 – 30%.
Khuấy khi nấu và hoàn nguyên gelatin từ dạng bột có thể làm giảm độ dính
của gelatin. Nếu khuấy nhẹ thì độ dính có thể phục hồi được, nếu khuấy mạnh thì độ
dính có thể giảm nhiều và không có khả năng hồi phục. Do đó khi nấu, hòa tan
gelatin thì tránh khuấy nhiều.
Thời gian nấu cũng ảnh hưởng rất nhiều đến độ dính của gelatin, nếu nấu keo
ở nhiệt độ cao, thời gian dài, thì độ dính của nó càng thấp.
Axit, kiềm và các loại muối có ảnh hưởng rất lớn đến độ dính của gelatin,
nhưng phụ thuộc vào loại axit, kiềm, nồng độ và thời gian. (Trần Thò Luyến, Đỗ
Minh Phụng – 1996)
2.2

Những Tác Nhân Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Sản Xuất Gelatin

2.2.1 Collagen, tiền chất của gelatin
Công thức phân tử của collagen là C102H149O38N31.
Collagen là protein dạng sợi chủ yếu của da, xương, gân, sụn. Phân tử
collagen có dạng hình que, dài khoảng 3000 Ao, đường kính 15 Ao. Chúng do 3 chuỗi
xoắn ốc dạng
xoắn lại tạo thành các tropocollagen. Trong từng chuỗi không có các
liên kết hydrogen. Mỗi chuỗi được ổn đònh nhờ lực đẩy của các vòng pyrolidon của
prolin và hydroxyprolin. Giữa 3 chuỗi hình thành liên kết hydro giữa các nhóm –NHpeptid của cấu tử glyxin với các nhóm – CO – peptid của cấu tử axit amin trên các
chuỗi. Một số hydroxylysin nằm trên các sợi cơ tạo liên kết disulfua (-S-S-) đồng hóa
trò giữa các sợi nên gân rất dai và khó tiêu hóa.

Thành phần amino axit của collagen rất đơn điệu, chủ yếu gồm glycin và
prolin (Gly – Hyp – Pro). Cứ mỗi 3 gốc amino axit có một gốc glycin. Thí dụ trật tự
amino axit trong một đoạn sợi collagen như sau:
-

13

Gly – Pro – Met – Gly – Pro – Ser – Gly – Pro – Arg -

-

22

Gly – Leu – Hyp – Gly – Pro – Hyp – Gly – Ala – Hyp -

-

31

Gly – Pro – Gln – Gly – Phe – Gln – Gly – Pro – Hyp –

-

40

Gly – Glu – Hyp – Gly – Glu – Hyp – Gly – Ala – Ser -

-

49

Gly – Pro – Met - Gly – Pro – Arg – Gly – Pro – Hyp -

-

58

Gly – Pro – Hyp – Gly – Lys – Asn – Gly – Asp – Asp –


-9-

Trong thành phần collagen có khoảng 30% glycin, 25% prolin và 13%
hydoxyprolin. Nếu tỉ lệ prolin và hydroxyprolin càng lớn thì sợi collagen càng chắc,
càng dai dẫn đến thòt sẽ dai. Các phân tử tropocollagen liên kết với nhau theo phương
thức xếp song song và cùng quay về một hướng, phân tử nay cách phân tử kia một
đoạn 64nm và kết thành sợi collagen (nên sợi collagen chắc và dai). Collagen không
hòa tan trong nước lạnh, khi đun trong nước các sợi collagen tách nhau ra và phân ly
các chuỗi polypeptid trong phân tử tropocollagen làm cho sợi collagen mềm đi và
nhiệt độ xảy ra hiện tượng này tùy thuộc vào giống loài. Nếu tiếp tục xử lý ở nhiệt độ
cao với thời gian kéo dài thì collagen sẽ hòa tan và cho dung dòch gelatin, để nguội
cho gel, đun nóng sẽ tan trở lại.(Phan Thế Đồng, 2001).
2.2.2 Tác nhân thủy phân collagen tạo thành gelatin
Thực chất, gelatin là protein có khối lượng phân tử nhỏ có khả năng hòa tan
trong nước, được thủy phân từ protein có khối lượng phân tử lớn hơn là collagen. Nên
việc chiết suất gelatin từ collagen là làm đứt các mối liên kết trong collagen như liên
kết peptid, liên kết hydro, liên kết disulfua tạo ra gelatin có phẩm chất tốt nhất. Các
tác nhân thủy phân bao gồm:
2.2.2.1 Tác nhân nhiệt
Nguyên tắc chính trong thủy phân collagen bằng nhiệt là đầu tiên phá vỡ các

liên kết chủ yếu của collagen làm protein biến tính sau đó thủy phân tạo gelatin.
Phần lớn các protein cơ đều bò biến tính và thủy phân ở nhiệt độ 45 – 60oC.
Khi gia nhiệt đến 55oC phân tử collagen bò co ngắn đi 1/3. Khi tới gần 61oC có
tới gần một nửa số sợi collagen bò co. Khi nhiệt độ gần 100 oC thì collagen bò hòa tan
và tạo thành gelatin. Khi gia nhiệt ở 115 oC hoặc 125 oC thì collagen hoà tan nhanh
chóng.
2.2.2.2 Tác nhân axit và kiềm
Collagen là protein có tính lưỡng tính nên trong điều kiện pH càng xa pH
điểm đẳng điện (pI) thì khả năng hòa tan collagen càng tăng và ngược lại, càng gần
pI thì càng dễ bò kết tủa và khó hòa tan.
Như vậy tác nhân axit cũng như kiềm có tác dụng làm thay đổi điện tích, giúp
phá vỡ các liên kết tónh điện trong collagen giúp thủy phân collagen tạo thành
gelatin.
2.2.2.3 Tác nhân enzym
Cầu nối trong collagen cũng dễ bò thủy phân bởi tác nhân enzym. Ở trạng thái
tự nhiên colagen chỉ bò pepxin và collagenaza thủy phân. Sau khi biến tính bởi nhiệt
thì có thể bò trypxin, chimotripxin và cacboxypeptidaza thủy phân.


- 10 -

2.3

Một Số Ứng Dụng Chính Của Gelatin:

Gelatin là một trong số các sản phẩm tự nhiên có ứng dụng linh hoạt nhất. Nó
có một số tính chất vật lý làm nền tảng cho việc tạo nên sản phẩm mong muốn.
Gelatin khi ứng dụng cần lựa chọn cẩn thận vì sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản
phẩm.
-

Đồ uống: rượu vang đỏ, rượu vang trắng, nước táo…

-

Thực phẩm: patê, đồ hộp, mứt, kẹo chocolate, phô mai, bánh pudding,

-

Y tế: thuốc viên, vỏ thuốc con nhộng, huyết thanh, mỹ phẩm…

-

Kỹ nghệ phim ảnh: dùng làm phim ảnh, phim chụp quang tuyến…

kem…

- Các ứng dụng khác: công nghiệp mạ điện và điện phân để tinh chế kim
loại, dùng để chế tạo các trục in, các dung dòch nhuộm màu, ngoài ra trong công
nghiệp còn dùng làm diêm, thuộc da, gỗ dán, keo dán, đồ gốm, bìa carton…

Hình 2.2: Một số sản phẩm ứng dụng gelatin
(http\\www.gelatin.com)


- 11 -

2.4

Môät Số Quy Trình Sản Xuất Gelatin Hiện Nay

2.4.1 Quy trình 1: Quy trình chế biến geltin từ da cá.(G. Reich và ctv, 1962).
Da cá
Ngâm axit (pH=4)
Nấu (50 – 100oC)
Khử mỡ
Lọc

Lọc bằng màng lọc phân tử

Cô đặc

Sấy
Nghiền
Bao gói


- 12 -

2.4.2 Quy trình 2: Điều chế gelatin từ da (Theo Nguyễn Quốc Tín, Phạm Lê
Dũng,1985).
Nguyên liệu
Rửa
5 – 12 tuần Ngâm vôi

Ngâm axit H2SO4, HCl

Rửa nước

Rửa nước

Nấu
Lọc
Cô đặc
Tạo hình
Làm đông
Sấy
Bảo quản


- 13 -

2.5

Nguyên liệu

2.5.1

Giới thiệu chung

Cá tra và cá basa là một trong những đối tượng nuôi trồng thủy sản đang được
phát triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (tập trung chủ yếu
ở 3 tỉnh An Giang, Cần Thơ và Đồng Tháp) và là một trong những loài có giá trò xuất
khẩu cao. Nghề nuôi cá Tra-Basa đã được khởi đầu từ những năm 60. Năm 1998,
Việt Nam đã thành công trong sinh sản nhân tạo và đáp ứng được nhu cầu về giống
cho nghề nuôi thương phẩm.
Hình thức nuôi: Nuôi thâm canh, bán thâm canh với các mô hình nuôi bè, nuôi
trong ao hầm. Ngoài ra, trong mấy năm gần đây đã phát triển nuôi cồn và đăng
quầng cũng cho hiệu quả cao.
Phân loại cá tra:

Bộ cá Nheo Siluriformes
Họ cá Tra Pangasiidae
Giống cá Tra dầu Pangasianodon

Hình 2.3: Cá Tra

Loài cá tra Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1878).
Tên tiếng Anh: Shutchi catfish.
Phân loại cá basa:
Bộ cá Nheo Siluriformes
Họ cá Tra Pangasiidae
Giống cá Basa Pangasius

Hình 2.4: Cá Basa

Loài cá Basa Pangasius
bocourti (Sauvage, 1880)
Tên tiếng Anh: Yellowtail catfish.
(Bộ Thủy Sản, 2006), (Kỹ Thuật Sản xuất giống và nuôi Cá Tra, cá Basa Đạt
tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, 2004).
2.5.5

Sản lượng và giá trò xuất khẩu

Năm 1997, khối lượng xuất khẩu cá tra - basa của Việt Nam chưa đáng kể,
giá trò mới chỉ đạt vài trăm tấn, hơn 1,6 triệu USD. Năm 1998, xuất khẩu đã tăng vọt
lên 2.200 nghìn tấn, giá trò hơn 9 triệu USD. Tuy nhiên mặt hàng này có xu hướng
giảm trong 3 năm liền(1999 – 2001). Đến năm 2002, xuất khẩu lại tăng mạnh đạt gần
28.000 tấn, giá trò gần 87 triệu USD. Tính đến năm 2004, xuất khẩu cá tra - basa tăng
lên là 231,5 triệu USD. Năm 2005, sản lượng cá tra - basa trong cả nước ước đạt trên

400.000 tấn, thành phẩm xuất khẩu ước đạt 133.000 tấn, trò giá 320 triệu USD, chiếm
tỉ trọng 12,8%. (Bộ Thủy Sản, 2006).


- 14 -

Đồ Thò 2.2 : Xuất khẩu cá tra-basa của Việt Nam 1997 – 2004

Đồ thò 2.3: Xuất khẩu cá tra, basa của Việt Nam tháng 1 – 4/2001 – 2006
Trong 6 tháng đầu năm nay giá trò kim ngạch đã đạt 329 triệu USD, chiếm
trên 75% giá trò xuất khẩu cá đông lạnh nói chung và chiếm 23,3% tổng thò phần.
Theo báo cáo của các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, sản lượng cá tra nguyên liệu
sản xuất trong 6 tháng đầu năm nay đã lên tới 200.000 tấn, chiếm gần 40% tổng sản
lượng thủy sản nuôi trồng ở nước ta. (Bộ Thủy Sản, 2006).


- 15 -

Đồ Thò 2.4: Cơ cấu nhóm sản phẩm xuất khẩu 6 tháng đầu năm 2006
2.5.6

Thò trường xuất khẩu

Nhìn chung, xuất khẩu cá tra - basa chủ yếu tập trung vào thò trường Mỹ, nên
phải chòu rất nhiều ảnh hưởng do các biến động của thò trường và các động thái bảo
hộ thương mại của Mỹ (kiện chống bán phá giá, hàng rào an toàn vệ sinh thủy
sản,...). Năm 2004, do các doanh nghiệp đã cố gắng mở thêm các thò trường mới nên
sự phụ thuộc này mới giảm đi. Vì vậy, số thò trường xuất khẩu trong năm 2004 đã
tăng gần như gấp 3 lần so với những năm 1998. Hiện nay, cá tra - basa của Việt Nam
xuất khẩu sang hơn 40 thò trường.