Nghiên cứu sản xuất dịch đạm thủy phân cô đặc từ phụ phẩm cá tra phi lê bằng enzyme alcalase

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

TRẦN THỊ LAN ANH

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT DỊCH ĐẠM THỦY PHÂN CÔ ĐẶC
TỪ PHỤ PHẨM CÁ TRA PHI LÊ BẰNG ENZYME ALCALASE

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

TRẦN THỊ LAN ANH

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT DỊCH ĐẠM THỦY PHÂN CÔ ĐẶC
TỪ PHỤ PHẨM CÁ TRA PHI LÊ BẰNG ENZYME ALCALASE
LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngành:

Công nghệ Chế biến Thủy sản

Mã số:

60540105

Quyết định giao đề tài:

295/QĐ-ĐHNT ngày 15/03/2017

Quyết định thành lập Hội đồng:
Ngày 30/12/2017

Ngày bảo vệ:
Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. TRANG SĨ TRUNG

TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

Chủ tịch Hội đồng:
PGS. TS. VŨ NGỌC BỘI
Phịng đào tạo sau đại học:

KHÁNH HỊA - 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu sản xuất dịch đạm
thủy phân cô đặc từ phụ phẩm cá tra phi lê bằng enzyme Alcalase” là cơng trình
nghiên cứu của cá nhân tơi và chưa từng được cơng bố trong bất cứ cơng trình
khoa học nào khác cho tới thời điểm này.

Khánh Hòa, ngày 31 tháng 12 năm 2017
Tác giả luận văn

TRẦN THỊ LAN ANH

iii


LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa Công nghệ Thực phẩm,
Khoa Sau Đại học - Trường Đại học Nha Trang đã nhiệt tình truyền đạt những
kiến thức, những kinh nghiệm tinh thông, sâu sắc quý báu, đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi trong quá trình tôi học tập.
Xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Trang Sĩ Trung, Cô TS
Nguyễn Thị Mỹ Hương và Thầy TS Nguyễn Văn Hoà, người đã tận tình hướng
dẫn, giúp đỡ, động viên, đồng thời tạo mọi điều kiện tốt nhất để tơi hồn thành
luận văn tốt nghiệp.
Xin gửi lời cảm ơn tới Thầy cô, Anh, Chị em trung tâm thí nghiệm thực hành
trường Đại học Nha Trang đã nhiệt tình tạo điều kiện thuận lợi trong q trình tơi
thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn đến các bạn học viên cao học, các sinh viên đại học
đã chia sẽ, trao đổi kiến thức và đóng góp ý kiến quý báu, nhằm giúp đỡ động viên
tơi.
Tơi cũng xin cảm ơn Cha Mẹ, gia đình và những người thân yêu nhất là chỗ
dựa tinh thần vững chắc, khuyến khích động viên tơi.
Cuối cùng, xin gửi đến tất cả bạn bè thân thuộc, những người luôn giúp đỡ
động viên tôi rất nhiều trong cuộc sống, trong quá trình học tập và thực hiện luận
văn tốt nghiệp.

Khánh Hòa, ngày 31 tháng 12 năm 2017
Tác giả luận văn

TRẦN THỊ LAN ANH

iv


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... iv
MỤC LỤC ................................................................................................................ v
DANH MỤC KÝ HIỆU ........................................................................................ viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. ix
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ x
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ xi
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN .................................................................................... xiii
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ xv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về nguyên liệu cá tra .................................................................... 1
1.1.1. Đặc điểm của cá tra ................................................................................. 1
1.1.2. Phương pháp thu mua và vận chuyển cá tra ............................................ 4
1.1.3. Tình hình chế biến xuất khẩu cá tra ........................................................ 5
1.1.4. Thành phần hóa học của cá tra ................................................................ 9
1.1.5. Các phương pháp thu gom phụ phẩm và xử lý tại nhà máy.................. 10
1.2. Tổng quan về enzyme và quá trình thủy phân protein ................................ 13
1.2.1. Một số enzyme protease thương mại .................................................... 14
11.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân .................................... 15
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước về sự thủy phân protein
bằng enzyme ....................................................................................................... 19
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................ 19
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .......................................................... 24
1.4. Thu nhận protein bằng phương pháp cô đặc ............................................... 25

1.4.1. Các phương pháp cô đặc ....................................................................... 26
1.4.2. Phân loại thiết bị cô đặc ........................................................................ 26
1.4.3. Những biến đổi của thực phẩm trong q trình cơ đặc ......................... 29
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 30
2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 30
Phụ phẩm cá tra phi lê ..................................................................................... 30
v


2.2. Nguyên vật liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu ........................................ 31
2.2.2. hóa chất.................................................................................................. 31
2.2.3. Dụng cụ và thiết bị ................................................................................ 33
2.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 35
2.3.1. Quy trình thủy phân phụ phẩm cá tra phi lê đơng lạnh ......................... 35
2.3.2. Xác định thành phần hóa học của phụ phẩm cá tra phi lê ..................... 36
2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme Alcalase thích hợp cho quá trình
thủy phân phụ phẩm cá tra .............................................................................. 39
2.3.4. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp cho q trình
thủy phân phụ phẩm cá tra .............................................................................. 41
2.3.5. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp cho q trình
thủy phân phụ phẩm cá tra .............................................................................. 42
2.3.6. Tối ưu hóa q trình thủy phân phụ phẩm cá tra phi lê từ các thông số
thích hợp .......................................................................................................... 44
2.3.7. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ cơ đặc thích hợp cho q trình cơ
đặc dịch thủy phân protein từ phụ phẩm cá tra phi lê ..................................... 46
2.3.8. Phương pháp phân tích .......................................................................... 47
2.4. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................... 47
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 48
3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học của phụ phẩm cá tra phi lê .............. 48
3.2. Kết quả nghiên cứu các thông số thích hợp cho q trình thủy phân phụ

phẩm cá tra phi lê ................................................................................................ 49
3.2.1. Kết quả xác định tỉ lệ enzyme Alcalase so với nguyên liệu .................. 49
3.2.2. Kết quả xác định nhiệt độ thích hợp trong q trình thuỷ phân ............ 52
3.2.3. Kết quả xác định thời gian thích hợp trong q trình thuỷ phân........... 53
3.3. Kết quả tối ưu hoá chế độ thủy phân phụ phẩm cá tra phi lê ...................... 55
3.4. Chất lượng của dịch đạm thủy phân từ phụ phẩm cá tra phi lê bằng enzyme
Alcalase ............................................................................................................... 63
3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ gia nhiệt đến dịch đạm thủy phân cô đặc.... 64
3.5.1. Sự thay đổi hàm lượng chất khô theo thời gian cơ đặc ......................... 64
3.6. Đề xuất quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân cô đặc từ phụ phẩm cá tra
phi lê đông lạnh .................................................................................................. 69
vi


3.6.1. Quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân cơ đặc từ phụ phẩm cá tra phi lê
đông lạnh ......................................................................................................... 69
3.6.2. Thuyết minh quy trình ........................................................................... 70
3.6.3. Kết quả đánh giá sản xuất theo quy trình đề xuất ................................. 70
3.7. Tính tốn chi phí ngun vật liệu sử dụng trong sản xuất dịch đạm cô đặc
thuỷ phân từ phụ phẩm cá tra ............................................................................. 72
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 73
3.1. Kết luận ........................................................................................................ 73
3.2. Kiến nghị ..................................................................................................... 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 74
PHỤ LỤC

vii


DANH MỤC KÝ HIỆU

AU/g:

Đơn vị Anson/ Gam

g/mL:

Gam/ mili Lít

g/L:

Gam/ Lít

gN/L:

Gam nitơ/ Lít

g:

Gam

h:

Giờ

ha:

Héc – ta

mL:

mili Lít

mmHg:

Milimét thủy ngân

viii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ASEAN:

Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á

DH:

Độ thủy phân

DNFB:

Dinitroflourobenzene

EU:

Liên minh Châu Âu

HA:

Hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2

HSTH:

Hiệu suất thu hồi

MB:

Methylen Blue

MR:

Methylen Red

Nts :

Nitơ tổng số

Naa :

Nitơ axít amin

NNH3 :

Nitơ amoniac

PE:

Polyetylen

TAA (Total amino acid): Tổng axit amin
TEAA (Total essentital amino acid): Tổng axit amin không thay thế.

VASEP:

Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá tra .......................................................... 9
Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng của cá tra thành phẩm ....................................... 9
Bảng 1.3. Thành phần phần trăm khối lượng cá tra ............................................... 10
Bảng 1.4. Ưu nhược điểm của phương pháp cô đặc nhiệt và cô đặc lạnh ............. 26
Bảng 1.5. Quan hệ giữa nồng độ chất khô và nhiệt độ sôi ở 760 mmHg .............. 28
Bảng 1.6. Quan hệ giữa độ chân không và nhiệt độ sôi của nước ......................... 28
Bảng 2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu .............................................................. 33
Bảng 3.1. Thành phần hóa học cơ bản của phụ phẩm cá tra phi lê ........................ 48
Bảng 3.2. So sánh thành phần hóa học cơ bản của phụ phẩm cá ........................... 48
Bảng 3.3. Bảng quy đổi biến mã và biến thực ....................................................... 56
Bảng 3.4. Bảng thiết kế thí nghiệm theo biến mã sử dụng mơ hình Box-behnken
và kết quả ....................................................................................................... 56
Bảng 3.5. Kết quả phân tích ANOVA cho mơ hình đáp ứng bậc 2 của hàm mục
tiêu độ thủy phân (%) .................................................................................... 57
Bảng 3.6. Thông số đánh giá tính phù hợp và tương quan mơ hình ...................... 57
Bảng 3.7 Các hệ số ảnh hưởng tronng mơ hình hồi quy ........................................ 61
Bảng 3.8. Các thông số tối ưu từ mơ hình hồi quy ................................................ 62
Bảng 3.9. Thí nghiệm lặp lại điểm tối ưu và kết quả ............................................. 63
Bảng 3.10. Chất lượng cảm quan dịch đạm thủy phân .......................................... 64
Bảng 3.11. Chỉ tiêu hóa học của dịch đạm thủy phân ............................................ 64
Bảng 3.12. Chất lượng cảm quan dịch đạm thủy phân .......................................... 68

x


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cá tra ........................................................................................................ 1
Hình 1.2. Xuất khẩu cá tra Việt Nam từ 1/1 đến 15/11/2016 .................................. 5
Hình 1.3. Sản lượng và giá trị kim ngạch xuất khẩu cá tra năm 2016 -2017 .......... 6
Hình 1.4. Tăng trưởng và trị giá xuất khẩu cá tra sang Mỹ 2015 -2016 .................. 7
Hình 1.5. Cơ cấu thị trường nhập khẩu cá tra 9 tháng đầu năm 2017 ..................... 8
Hình 1.6. Hoạt động thu gom phụ phẩm của băng tải ........................................... 11
Hình 1.7. Hoạt động thu gom phụ phẩm tại cửa xả thải ........................................ 11
Hình 1.8. Hệ thống lọc phụ phẩm từ dịng nước thải ............................................. 12
Hình 1.9. Sơ đồ phân loại phụ phẩm cá tra ............................................................ 13
Hình 2.1. Phụ phẩm cá tra phi lê ............................................................................ 30
Hình 2.2. Nguyên liệu được cắt khúc..................................................................... 30
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình thủy phân phụ phẩm cá tra phi lê đông lạnh ................ 35
Hình 2.4. Sơ đồ xác định thành phần hóa học của phụ phẩm cá tra phi lê ............ 36
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme Alcalase thích hợp ........ 39
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp ............. 41
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp ........... 43
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian, nhiệt độ cơ đặc .................. 46
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme so với nguyên liệu đến độ thủy phân ....... 50
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme so với nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi
nitơ ................................................................................................................. 50
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến độ thủy phân ........................... 52
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ .............. 52
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân .......................... 54
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ ............. 54
Hình 3.7. Bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ và tỉ lệ enzyme đến độ
thủy phân ....................................................................................................... 58

Hình 3.8. Bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của thời gian và tỉ lệ enzyme đến độ
thủy phân ....................................................................................................... 59
Hình 3.9. Bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến độ
thủy phân ....................................................................................................... 59
Hình 3.10. Điểm tối ưu thu được từ mơ hình hồi quy............................................ 62
xi


Hình 3.11. Dịch đạm thủy phân từ phụ phẩm cá tra phi lê .................................... 63
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến sự biến đổi hàm lượng chất khơ
theo thời gian cơ đặc...................................................................................... 65
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ cô đặc đến hiệu suất thu hồi nitơ .................. 66
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ cơ đặc đến hàm lượng nitơ amoniac ............ 67
Hình 3.15. Sơ đồ quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân cơ đặc từ phụ phẩm cá tra
phi lê đông lạnh bằng enzyme Alcalase ........................................................ 69

xii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Theo thống kê của Tổng cục Thủy sản, tổng sản lượng thủy sản sản xuất năm
2016 đạt hơn 6.726 triệu tấn, tăng 2,5% so với năm 2015 (6.559 triệu tấn). Trong
đó, sản lượng cá tra ước tính đạt 1,15 triệu tấn, chiếm 17,1% so với sản lượng của
cả nước. Nhưng hiện nay vấn đề xử lý phụ phẩm cá tra hiệu quả, kinh tế và thân
thiện với môi trường ngày càng trở nên cấp thiết. Phụ phẩm cá tra (đầu, xương,
nội tạng) chiếm khoảng 42 – 67% tổng khối lượng nguyên liệu. Vì vậy, “Nghiên
cứu sản xuất dịch thủy phân protein từ phụ phẩm cá tra phi lê đơng lạnh bằng
Alcalase” góp phần tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng, mang lại lợi nhuận lớn,
nâng cao giá trị kinh tế của cá tra Việt Nam là cần thiết.
Mục tiêu đề tài là tìm điều kiện sản xuất dịch thủy phân từ phụ phẩm cá tra

phi lê có độ thủy phân và hiệu suất thu hồi nitơ cao nhất và bước đầu xây dựng
quy trình sản xuất dịch thủy phân cô đặc.
Phương pháp nghiên cứu, sử dụng phụ phẩm cá tra gồm đầu đuôi vây cá,
xương cá và nội tạng kết hợp thuỷ phân với enzyme Alcalase. Tiến hành thử
nghiệm các chế độ thủy phân khác nhau: tỉ lệ enzyme với nguyên liệu từ 0%;
0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4%; 0,5%; 0,6%; thời gian thủy phân 3giờ, 6 giờ, 9 giờ, 12
giờ, 15 giờ và nhiệt độ thủy phân 450C tới 700C bố trí thí nghiệm theo phương
pháp cổ điển. Kết hợp tìm điều kiện tối ưu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng Box
benken với 17 thí nghiệm ngẫu nhiên trong đó có 12 là thí nghiệm biến xoay và 5
thí nghiệm tại trung tâm để tiên đốn lỗi để ra thơng số tối ưu của q trình thủy
phân phụ phẩm cá tra phi lê bằng enzyme Alcalase. Cuối cùng nghiên cứu chế độ
cô đặc chân không ở nhiệt độ từ 500C - 700C để đạt hàm lượng chất khơ khoảng
30 - 35% để có hiệu suất thu hồi nitơ cao nhất và amoniac thấp nhất. Tất cả các thí
nghiệm đều được lặp lại 3 lần, kết quả trình bày là giá trị trung bình. Các số liệu
thí nghiệm được xử lý và giá trị trung bình được so sánh dựa vào phân tích
ANOVA và kiểm định Duncan (Duncan’s Multiple - Comparison Test) trên phần
mềm SPSS 16 (SPSS Inc., Chicago, IL). Khác biệt có ý nghĩa tại giá trị p < 0,05.
Kết quả bước đầu nghiên cứu cho thấy chế độ thủy phân phụ phẩm cá tra phi
lê bằng enzyme Alcalase ở thời gian 9,29 giờ; tỉ lệ enzyme so với nguyên liệu
0,41%, nhiệt độ 64,770C thu được dịch thuỷ phân có độ thủy phân 64,75%; Nitơ
tổng số 10,22 g/L; Nitơ axít amin 5,6 g/L; Nitơ amoniac 0,71g/L. Thông số cô đặc
xiii


dịch thủy phân phụ phẩm cá tra phi lê bằng enzyme Alcalase ở áp suất 600
mmHg; nhiệt độ 600C; thời gian 120 phút với hiệu suất thu hồi nitơ là 88,72%,
hàm lượng axit amin khơng thay thế chiếm 39,05%.
Từ khố: phụ phẩm, cá tra, phi lê, enzyme Alcalase, cô đặc.

xiv

LỜI MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Cá tra là một trong những lồi cá chính trong nghề cá ở Đồng Bằng sơng
Cửu Long và là lồi cá chủ lực trong ni trồng thủy sản Việt Nam. Cá tra cịn
được coi là câu chuyện thành công về nuôi trồng thủy sản lớn của đất nước và là
nguồn đáng kể phát triển kinh tế - xã hội, điều quan trọng cho việc thu ngoại tệ
thơng qua việc xuất khẩu cá có giá trị, tạo cơ hội việc làm và khuyến kích các địa
phương và nước ngoài đầu tư [62].
Theo thống kê của Tổng cục Thủy sản, tổng sản lượng thủy sản sản xuất
năm 2016 đạt hơn 6.726 triệu tấn, tăng 2,5% so với năm 2015 (6.559 triệu tấn).
Trong đó, sản lượng cá tra ước tính đạt 1,15 triệu tấn, chiếm 17,1% so với sản
lượng của cả nước.
Nhưng hiện nay vấn đề xử lý phụ phẩm cá tra hiệu quả, kinh tế và thân
thiện với môi trường ngày càng trở nên cấp thiết. Ngành công nghiệp chế biến
thủy sản tạo lên đến 60% các phụ phẩm bao gồm đầu, da, vây, khung xương, nội
tạng và trứng, và chỉ có 40% sản phẩm thịt cá được sử dụng cho người [30]. Phụ
phẩm cá tra (đầu, xương, da, nội tạng) chiếm khoảng 62 – 67% tổng khối lượng
nguyên liệu [68]. Đây là nguồn phụ phẩm khổng lồ và nếu khơng có cách giải
quyết ổn thỏa số lượng phụ phẩm này của các doanh nghiệp chế biến thì mơi
trường sẽ nhanh chóng bị ơ nhiễm [10].
Những năm gần đây, việc tận dụng các phụ phẩm từ các nhà máy chế biến
thủy sản theo phương pháp truyền thống. Các sản phẩm phụ phẩm được nghiền
nhỏ, nấu và chiết dầu. Sau khi chiết dầu tiếp tục làm khơ để sản xuất bột phụ phẩm
cá tra.
Vì vậy, “Nghiên cứu sản xuất dịch đạm thủy phân cô đặc từ phụ phẩm
cá tra phi lê bằng enzyme Alcalase” góp phần tạo ra các sản phẩm giá trị gia
tăng, mang lại lợi nhuận lớn, nâng cao giá trị kinh tế của cá tra Việt Nam. Mặt
khác, giúp cho giảm thiểu nguy cơ gây ơ nhiễm mơi trường, giảm chi phí xử lý

chất thải của doanh nghiệp.

xv


Mục tiêu của đề tài
Xác định chế độ thủy phân phụ phẩm cá tra phi lê bằng enzyme Alcalase để
tạo ra dịch thủy phân protein có độ thủy phân cao.
Nội dung chính của đề tài
Xác định thành phần hóa học của phụ phẩm cá tra.
Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho q trình thủy phân phụ
phẩm cá tra phi lê bằng enzyme Alcalase để thu hồi dịch thủy phân.
Nghiên cứu chế độ cô đặc dịch thuỷ phân protein từ phụ phẩm cá tra phi lê.
Bước đầu sản xuất dịch thủy phân cô đặc từ phụ phẩm cá tra phi lê.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài là dẫn liệu khoa học về
chế độ thủy phân phụ phẩm cá tra phi lê bằng enzyme Alcalase để tạo ra dịch thủy
phân protein có độ thủy phân cao. Những dẫn liệu khoa học này sẽ là tài liệu tham
khảo cho sinh viên, giảng viên và các cán bộ nghiên cứu khoa học.
Ý nghĩa thực tiễn: Việc tận dụng phụ phẩm cá tra phi lê sau quá trình chế
biến để sản xuất sản phẩm thủy phân protein góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm
môi trường do phụ phẩm cá tra gây ra. Ngồi ra cịn nâng cao hiệu quả sử dụng
phụ phẩm cá tra, tạo ra sản phẩm thủy phân protein có giá trị, từ đó có thể ứng
dụng sản phẩm thủy phân này trong lĩnh vực thực phẩm như trong sản xuất nước
mắm, hoặc sản xuất bột dinh dưỡng cho người, thức ăn chăn nuôi… Việc tận dụng
phụ phẩm cá tra sẽ mang lại lợi ích to lớn cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản,
đem lại hiệu quả kinh tế cao.

xvi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nguyên liệu cá tra
1.1.1. Đặc điểm của cá tra
Phân loại:
-

Tên tiếng Anh: Shutchi Catfish

-

Tên khoa học: Pangasius Hypophthalmus (Sauvage, 1878)

-

Tên thương mại: Tra catfish
Bộ cá nheo: Siluriformes
Họ cá tra: Pangasiidae
Giống cá tra dầu: Pangasianodon
Loài cá tra: Pangasianodon hypophthalmus
Cá tra là một trong số 11 loài thuộc họ cá tra (Pangasiidae) đã được xác

định ở sơng Cửu Long.

Hình 1.1. Cá tra
Phân bố:
Cá tra phân bố ở lưu vực sơng MeKong, có mặt ở cả 4 nước Lào,
Campuchia, Thái Lan và Việt Nam.
Ở Việt Nam cá tra khơng đẻ trong ao ni, cũng khơng có bãi đẻ tự nhiên.
Cá tra đẻ ở Campuchia và cá bột theo dòng nước về Việt Nam. Trước đây, cá bột

và cá giống được vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Ngày nay, Việt Nam đã thành
công trong sinh sản nhân tạo và đã đáp ứng được nhu cầu về giống cho nghề nuôi
cá tra thương phẩm.
1


Cá trưởng thành chỉ thấy trong ao ni, ít gặp trong tự nhiên, do cá có tập
tính di cư ngược dịng sơng MeKong để sinh sống và tìm nơi sinh sản tự nhiên.
Khảo sát chu kỳ di cư của cá tra ở địa phận Campuchia cho thấy cá ngược dòng từ
tháng 10 đến tháng 5 và di cư về hạ lưu từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm.
Hình thái, sinh lý:
Cá tra là cá da trơn, thân dài, dẹp ngang, lưng xám đen, bụng hơi bạc,
miệng rộng, đầu nhỏ vừa phải, mắt tương đối to, có 2 râu dài; vây lưng cao, có
một gai cứng có răng cưa; vây ngực có ngạnh, bụng có 8 tia phân nhánh, trong khi
các lồi khác có 6 tia [7].
Cá có khả năng sống tốt trong điều kiện ao tù nước đọng, nhiều chất hữu
cơ, oxy hịa tan thấp, có thể ni với mật độ cao bởi vì cá tra có cơ quan hơ hấp
phụ và cịn có thể hơ hấp bằng bóng khí và da. Cá tra có thể sống được ở vùng
nước lợ (nồng độ muối 7 -10‰), nước phèn có pH ≥ 5; dễ chết ở nhiệt độ thấp ≤
150C nhưng chịu nóng tới 390C.
Đặc điểm dinh dưỡng:
Cá tra khi hết nỗn hồng thì thích ăn mồi tươi sống, vì vậy chúng ăn thịt
lẫn nhau ngay trong bể ấp và chúng vẫn tiếp tục ăn nhau nếu cá ương không được
cho ăn đầy đủ, thậm chí cá vớt trên sơng vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt cá
bột. Ngoài ra khi khảo sát cá bột vớt trên sơng, cịn thấy trong dạ dày của chúng có
rất nhiều phần cơ thể và mắt cá con các loài cá khác. Dạ dày của cá phình to hình
chữ U và co giãn được, ruột cá tra ngắn, không gấp khúc lên nhau mà dính vào
màng treo ruột ngay dưới bóng khí và tuyến sinh dục. Dạ dày to và ruột ngắn là
đặc điểm của cá thiên về ăn thịt. Ngay khi vừa hết nỗn hồng, cá thể hiện rõ tính
ăn thịt và ăn lẫn nhau, do đó để tránh hao hụt do ăn nhau trong bể ấp, cần nhanh

chóng chuyển cá ra ao ương. Trong quá trình ương thành cá giống trong ao, chúng
ăn các loại động vật phù du có kích thước nhỏ và thức ăn nhân tạo. Khi cá lớn thể
hiện tính ăn rộng, ăn đáy và ăn tạp thiên về động vật.
Trong điều kiện thiếu thức ăn, cá có thể sử dụng các loại thức ăn bắt buộc
khác như mùn bã hữu cơ, rễ cây thủy sinh, rau quả và thức ăn có nguồn gốc động
vật như tơm tép, cua, côn trùng, ốc và cá. Trong ao nuôi cá tra có khả năng thích
2


nghi với nhiều loại loại thức ăn khác nhau như: thức ăn tự chế, thức ăn công
nghiệp, cám, tấm, rau muống… Thức ăn có nguồn gốc động vật giúp cá lớn nhanh
hơn [8].
Đặc điểm sinh trưởng
Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, lúc còn nhỏ cá tăng nhanh về
chiều dài. Cá ương trong ao sau 2 tháng đạt chiều dài từ 10 - 12 cm (14 - 15
gam/con). Từ khoảng 2,5 kg trở đi, mức tăng trọng lượng nhanh hơn so với chiều
dài cơ thể.
Cá nuôi trong ao 1 năm đạt từ 1 - 1,5 kg/con (năm đầu), những năm về sau
cá tăng trọng nhanh hơn, có khi đạt tới 5 - 6 kg/năm. Cá tra trong tự nhiên có thể
sống trên 20 năm, một số trường hợp cá tra nặng 18 kg/con và có con dài 1,8 m.
Tuỳ thuộc môi trường sống và sự cung cấp thức ăn cũng như loại thức ăn
có hàm lượng đạm nhiều hay ít. Độ béo fulton của cá tăng dần theo trọng lượng và
nhanh nhất ở những năm đầu. Cá đực thường có độ béo cao hơn cá cái và độ béo
thường giảm đi vào mùa sinh sản.
Đặc điểm sinh sản
Cá tra khơng sinh sản trong ao ni, cá có tập tính di cư sinh sản trên
những khúc sơng có điều kiện sinh thái phù hợp. Trong tự nhiên chỉ gặp cá thành
thục trên sông ở địa phận của Campuchia và Thái Lan. Ở Việt Nam, cá tra cũng
khơng có bãi sinh sản tự nhiên. Cá sinh sản ở Campuchia, cá bột theo dòng nước
về Việt Nam [8].

Tuổi thành thục của cá tra trên sông Mekong 3 - 4 năm tuổi. Cá tra có tập
tính di cư ngược dịng. Mùa vụ sinh sản của cá trong tự nhiên bắt đầu từ tháng 5 –
7 âm lịch hàng năm. Trọng lượng cá thành thục lần đầu từ 2,5 - 3 kg [8].
Cá tra khơng có cơ quan sinh dục phụ, nếu chỉ nhìn hình dáng bên ngồi thì
khó phân biệt được cá đực và cá cái. Bắt đầu phân biệt được cá đực cái từ giai
đoạn II, các giai đoạn sau, buồng trứng tăng về kích thước, hạt trứng màu vàng,
tinh sào có hình dạng phân nhánh, màu hồng chuyển dần sang màu trắng sữa.

3


Số lượng trứng đếm được trong buồng trứng của cá gọi là sức sinh sản
tuyệt đối, sức sinh sản tuyệt đối của cá tra từ 200.000 đến vài triệu trứng. Sức sinh
sản tương đối có thể là 135.000 trứng/kg cá cái. Kích thước của trứng cá tra tương
đối nhỏ và có tính dính. Trứng sắp đẻ có đường kính trung bình 1mm, khi đẻ ra
trứng trương nước thì đường kính trứng có thể là 1,5 - 1,6 mm.
Mùa sinh sản tự nhiên vào đầu tháng 5 âm lịch. Trong sinh sản nhân tạo, cá
tra nuôi thành thục sớm và cho đẻ sớm hơn trong tự nhiên (từ tháng 3 dương lịch
hàng năm), cá tra có thể tái phát dục 1 - 3 lần trong một năm.
1.1.2. Phương pháp thu mua và vận chuyển cá tra
Thu mua nguyên liệu
Đại lý của công ty trực tiếp thu mua nguyên liệu và vận chuyển về cho công
ty gia công. Đại lý cử nhân viên đến các bè, ao nuôi lấy mẫu và gởi đi kiểm tra;
thỏa thuận giá cả và ký hợp đồng mua bán (bao gồm tờ khai nguyên liệu, tờ cam
kết và kết quả kiểm tra kháng sinh), sau đó vận chuyển về công ty.
Vận chuyển
Vận chuyển bằng đường thủy: chủ yếu vận chuyển cá sống từ cá nơi thu
mua và nuôi về. Phương tiện vận chuyển là tàu hầm thông nước chuyên dụng, đây
là phương pháp an toàn và kinh tế. Đầu và đi ở mạn thuyền có lỗ cho nước vào
và ra tự do như vậy kéo dài được thời gian sống của cá.

Trong quá trình vận chuyển cần chú ý:
-

Tàu vận chuyển phải được vệ sinh sạch sẽ để tránh lây nhiễm vào nguyên liệu.

-

Tránh vận chuyển với mật độ quá dày.

-

Trong quá trình vận chuyển tránh dừng lại dọc đường, nếu gặp sự cố cần dừng
lại thì tìm nơi nước sạch, có bóng râm để neo đậu.
Vận chuyển bằng xe đông lạnh: vận chuyển cá từ nơi xa về. Cá được làm

chết trước khi đưa vào xe để tránh đường xa, cá va chạm gây thương tích lẫn nhau.

4


1.1.3. Tình hình chế biến xuất khẩu cá tra

Hình 1.2. Xuất khẩu cá tra Việt Nam từ 1/1 đến 15/11/2016
(Nguồn hiệp hội chế biến và xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam)

Năm 2016, giá trị xuất khẩu cá tra ước đạt 1,66 tỷ USD, tăng 7% so với
năm trước và chiếm 24% tổng kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản. Năm 2016, cá tra
Việt Nam có mặt tại 137 thị trường trên thế giới, trong đó thị trường Mỹ chiếm tỉ
trọng lớn nhất 23%, Trung Quốc 17% và EU đã tụt xuống vị trí thứ 3 với 16%.
Trong 2 tháng cuối quý III, xuất khẩu cá tra sang EU chỉ đạt 20 - 21 triệu

USD/tháng, trong khi xuất khẩu sang Trung Quốc lên tới 30 - 31 triệu USD/tháng,
gần bằng mức xuất khẩu sang Mỹ. Sang quý IV, xuất khẩu cá tra sang Trung Quốc
đã vượt cả Mỹ. Việc Trung Quốc mua cá tra Việt Nam tăng một cách đột biến,
khiến cho thị trường cá tra nguyên liệu tại Đồng bằng sông Cửu Long có sự tác
động rõ rệt và góp phần tác động thiếu cá nguyên liệu cục bộ cho sản xuất, xuất
khẩu ở mấy tháng cuối năm.

5


Hiện nước ta có hơn 100 cơ sở sản xuất và xuất khẩu cá tra, trong đó có 20
doanh nghiệp lớn chiếm tỷ trọng khoảng 80% toàn ngành, nắm giữ 70 - 80% sản
lượng nguyên liệu. Do vậy, doanh nghiệp sẽ kiểm soát để đáp ứng được nguồn
nguyên liệu xuất khẩu theo nhu cầu thị trường trong năm nay và năm tới. Xuất
khẩu cá tra năm 2017 dự báo tăng nhẹ 4% đạt trên 1,7 tỷ USD. Trong đó, thị
trường Mỹ là điểm đến cho 2 - 3 doanh nghiệp lớn, các doanh nghiệp khác sẽ tập
trung nhiều vào các thị trường Trung Quốc, EU, ASEAN và đẩy mạnh sang Nga.

Hình 1.3. Sản lượng và giá trị kim ngạch xuất khẩu cá tra năm 2016 -2017
(Nguồn hiệp hội chế biến và xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam)

Mỹ: Tính đến hết tháng 11/2016, giá trị xuất khẩu cá tra sang thị trường
Mỹ đạt 354,2 triệu USD, tăng 22,2% so với cùng kỳ năm trước và chiếm 22,9%
tổng giá trị xuất khẩu cá tra. Trong năm vừa qua, thuế chống bán phá giá và
chương trình thanh tra cá da trơn là hai rào cản kỹ thuật và thương mại lớn nhất tại
thị trường xuất khẩu chủ lực này.
Với một số quy định ngặt nghèo, chương trình thanh tra cá da trơn của Bộ
Nông nghiệp Mỹ là rào cản kỹ thuật cho doanh nghiệp cá tra Việt Nam trong thời
gian tới. Mặc dù, chương trình này chưa tác động mạnh tới kim ngạch xuất khẩu
cá tra sang thị trường Mỹ nhưng gây hoang mang tâm lý cho các nhà xuất khẩu.

6


Hình 1.4. Tăng trưởng và trị giá xuất khẩu cá tra sang Mỹ 2015 -2016
(Nguồn hiệp hội chế biến và xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam)

EU: Tính đến hết tháng 11/2016, giá trị xuất khẩu cá tra sang thị trường EU
đạt 238,8 triệu USD, giảm 9,9% so với cùng kỳ năm trước. Do sự sụt giảm này
trong 3 năm liên tục, EU đã tụt xuống vị trí thứ 3 (sau Trung Quốc) trong top 3 thị
trường xuất khẩu lớn nhất của doanh nghiệp xuất khẩu cá tra Việt Nam. Trong 10
năm qua, việc truyền thông đưa thông tin bôi nhọ và không khách quan về thủy
sản Việt Nam, đặc biệt là sản phẩm cá tra như: nuôi trong môi trường ơ nhiễm,
khơng có kiểm sốt đã xuất hiện ở gần 10 quốc gia, nhiều nhất tại EU. Tác hại của
truyền thông bôi nhọ không thể đo đếm đã ảnh hưởng tiêu cực lâu dài đến sức tiêu
thụ và hình ảnh sản phẩm tại EU.
Trung Quốc - Hongkong: Tính đến hết tháng 11/2016, giá trị xuất khẩu cá
tra sang Trung Quốc - Hongkong đạt 270,6 triệu USD, tăng mạnh 84,4% so với
cùng kỳ năm trước. Có thể nói, đây là thị trường tiêu thụ thay thế lớn nhất của cá
tra Việt Nam trong năm 2016. Nếu rào cản thương mại, kỹ thuật đối với cá tra
Việt Nam tại thị trường Mỹ khắt khe hơn trong năm 2017 và xuất khẩu sang Trung
Quốc tiếp tục giữ tốc độ tăng trưởng dương mạnh mẽ như năm qua, có thể Trung
Quốc - Hongkong sẽ trở thành thị trường xuất khẩu lớn nhất của cá tra Việt Nam
trong năm tới.
Dự báo năm 2016, xuất khẩu cá tra đạt 1,66 tỷ USD, tăng 7% so với cùng
kỳ năm trước. Xuất khẩu cá tra 6 tháng đầu năm 2017 sang các thị trường xuất
7


khẩu lớn như: Mỹ, Trung Quốc, ASEAN tiếp tục tăng. Giá trị xuất khẩu cá tra

sang EU giảm từ 3 - 5% so với cùng kỳ năm 2016.
Theo đánh giá của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, 2016 là năm có
nhiều khó khăn với người ni cá tra vùng Đồng bằng sông Cửu Long cũng như
các doanh nghiệp xuất khẩu cá tra. Giá nguyên liệu biến động trong một biên độ
lớn, mang tính thất thường đã làm cho doanh nghiệp lẫn người nuôi tiếp tục thua
lỗ nặng, giảm từ mức giá 21.000 đ/kg đầu năm xuống còn 18.000 đ/kg (tháng
8/2016), nhưng sau đó lại tăng lên xấp xỉ 23.000 đ/kg, với lượng cá tra nguyên liệu
trong dân gần như đã hết.
Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, năm 2016, tổng
sản lượng thu hoạch cá tra của Đồng bằng sông Cửu Long đạt 1,19 triệu tấn với
diện tích đạt trên 5.500 ha. Dự báo năm 2017, diện tích ni cá tra tăng nhẹ lên
5.600 ha và tổng sản lượng thu hoạch đạt 1,2 triệu tấn.
Các thị trường khác: Ngoài EU, năm 2016, xuất khẩu cá tra sang một số
thị trường lớn khác giá trị giảm so với năm trước: ASEAN giảm 0,2%; Mexico
giảm 12%; Brazil giảm 12,5%, Colombia giảm 5,4%; Ảrập Xêut cũng giảm
16,6%.
Từ quý IV năm 2016 và 9 tháng đầu năm 2017 thị trường nhập khẩu cá tra
có biến đổi, xuất khẩu cá tra sang Trung Quốc (23,134%) đã vượt cả Mỹ
(19,846%). Trung Quốc trở thành thì trường nhập khẩu cá tra lớn nhất của nước ta.

Hình 1.5. Cơ cấu thị trường nhập khẩu cá tra 9 tháng đầu năm 2017
(Nguồn hiệp hội chế biến và xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam)

8


1.1.4. Thành phần hóa học của cá tra
Thành phần hóa học gồm: nước, protein, lipit, muối vô cơ, vitamin,... Các
thành phần này khác nhau rất nhiều, thay đổi phụ thuộc vào giống, lồi, giới tính,
điều kiện sinh sống... Ngồi ra, các yếu tố như thành phần thức ăn, môi trường

sống, kích cỡ cá và các đặc tính di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa
học, đặc biệt là ở cá nuôi.
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá tra
Thành phần dinh dưỡng (170g/con) cá tra pangasius hypophthalmus. [4]
Calo

124,52 cal

Calo từ chất béo

30,84 cal

Tổng lượng chất béo

3,42g

Chất béo bão hòa

1,64g

Cholesterol

25,2mg

Na

70,6mg

Tổng lượng Carbonhydrat

0g

Chất xơ

0g

Protein

23,42g
(Thông tin khoa học công nghệ - kinh tế Thuỷ Sản)

Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng của cá tra thành phẩm
Thành phần dinh dưỡng trên 100g thành phẩm ăn được
Tổng năng

Chất

lượng cung cấp đạm (g)
(calori)
124,52

23,42

Tổng

Chất béo chưa bão

lượng chất

hịa (có DHA, EPA)

béo (g)

(g)

3,42

1,78

Cholesterol Natri
(%)

(mg)

0,025

70,6

Từ bảng 1.2 [32] cho thấy lượng protein trong cá tra vào khoảng 23,42%
tương đối cao. Trong thịt cá tra còn chứa nhiều DHA rất tốt cho não bộ nhưng
ngược lại cholesterol lại rất ít (0,025%) rất tốt cho sức khỏe người tiêu dùng.
Thành phần khối lượng
Thành phần khối lượng của cá tra biến đổi tùy theo loài, giống, tuổi tác,
9