Nghiên cứu ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của gelatin và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm (lates calcarifer)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
TRANG BÌA
KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHIẾT XUẤT VỚI SỰ HỖ TRỢ
VI SÓNG ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA GELATIN VÀ HIỆU
SUẤT CHIẾT GELATIN TỪ VẢY CÁ CHẼM (Lates calcarifer)

Giảng viên hướng dẫn:

PGS.TS Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
Th.S Đỗ Thị Thanh Thủy

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Duy Khải

Mã số sinh viên:

56130440

Khánh Hòa - 2018


QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐATN

ii

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐATN CỦA CBHD

iii


LỜI CẢM ƠN
Trải qua 4 năm dưới mái trường Đại học Nha Trang, đó là khoảng thời gian vơ cùng ý
nghĩa đối với mỗi sinh viên, tại đây em đã được học tập, nghiên cứu và tìm tịi những kiến thức
mới góp phần cũng cố và nâng cao tầm hiểu biết của mình trong lĩnh vực chun mơn. Em xin
chân thành cám ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công
nghệ thực phẩm, cán bộ phịng thí nghiệm của Trung tâm Thí nghiệm - Thực hành đã tạo điều
kiện thuận lợi, giúp đỡ, hỗ trợ để em hồn thành khóa học và làm tốt đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và cô Đỗ Thị Thanh Thủy
đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình học tập, quá trình định hướng và thực hiện đề
tài cũng như viết luận văn.
Cuối cùng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các thầy cô, gia đình và bạn bè đã giúp
đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài này.

Xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, ngày 5 tháng 7 năm 2018

Sinh viên

Nguyễn Duy Khải

iv

MỞ ĐẦU
Trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học về thu hồi
gelatin từ các phế liệu thải ra từ ngành chế biến thủy sản, mang lại giá trị kinh tế cao và được
ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như trong y học, trong công nghiệp thực
phẩm, trong khoa học kỹ thuật, mỹ phẩm…
Hiện nay, trên thế giới sản xuất khoảng 140.000- 160.000 tấn gelatin mỗi năm và lượng
gelatin sử dụng trong thực phẩm mỗi năm tăng khoảng 3%, chủ yếu sử dụng trong kẹo mứt và
những sản phẩm có năng lượng thấp [2]. Tuy nhiên, gelatin sử dụng trên thế giới thường được
sản xuất từ nguyên liệu là xương bò, da heo nhưng những năm gần đây sự bùng nổ bệnh bò
điên, bệnh heo tai xanh nên dẫn đến việc sử dụng gelatin tách chiết từ xương bị, da heo bị hạn
chế. Chính vì thế sản lượng gelatin trên thế giới giảm dần và thay vào đó là gelatin được sản
xuất ra từ các phế liệu thủy sản ra đời. Ở Việt Nam gelatin chưa được sản xuất nhiều, cũng có
một số nghiên cứu về chiết rút gelatin từ phế liệu thủy sản như nghiên cứu thu nhận từ da cá
basa [15], da cá ngừ [3], vảy cá hồng đỏ [21], vảy cá lóc và cá rơ đồng [17], da cá thác lác
[18]... nhưng chưa có nhiều nghiên cứu sản xuất gelatin từ cá chẽm và gelatin thu được chất
lượng gelatin chưa cao còn sử dụng nhiều hóa chất gây hại cho con người.
Cá chẽm Lates calcarifer (Bloch 1790) là đối tượng ni có giá trị kinh tế ở khu vực nhiệt
đới và cận nhiệt đới thuộc châu Á – Thái Bình Dương. Đối tượng này lần đầu tiên được nghiên
cứu sản xuất giống thành công ở Thái Lan vào những năm 1970, hiện đang được nuôi thương
phẩm ở nhiều nước như: Thái Lan, Malaysia, Singapore, Indonesia, Hồng Kông, Đài Loan, Úc
và Việt Nam. Sau từ 6 đến 24 tháng nuôi thương phẩm cá đạt khoảng 350 – 3.000 g tùy thuộc
vào giai đoạn phát triển, hệ thống nuôi, chế độ dinh dưỡng và môi trường sống.Giá trị thu lại từ
cá chẽm cũng rất lớn. Nuôi cá giống 10 cm, khoảng 6 tháng thì thu hoạch được, sản lượng cá
chẽm khoảng 70 tấn/ha và với thời giá hiện nay thì có thể thu được 3,7 tỷ đồng/ha.
Ở Việt Nam, ngành chế biến thủy hải sản là một trong những ngành phát triển rất mạnh
mang lại nhiều lợi nhuận cho đất nước. Bên cạnh đó nó cũng là thánh thức khi làm ô nhiễm môi
trường nặng do tạo nhiều chất thải như: nước thải, da, vây, nội tạng, chất béo và các chất
khác… và đặc biệt là chế biến cá với số lượng lớn.

v

Trong quá trình chế biến cá phi lê chỉ thu được khoảng 30% - 40% thịt còn lại một lượng
lớn phế liệu khoảng 60 - 70% bao gồm vây, vảy, đầu, nội tạng, gan, xương, ….[2, 28]. Trong
khi những phần phụ phẩm này lại chứa nhiều protein và acid béo khơng sinh cholesterol, cộng
với khống chất và các ngun tố vi lượng, enzyme, kích thích tố, chất màu và chất tạo hương
[5] có thể sản xuất ra nhiều sản phẩm có giá trị như collagen, gelatin, insulin, protamine, acid
béo omega-3, dầu cá vitamin A, D, canxi hoạt tính …Tuy nhiên, lượng phế liệu này hiện nay
chưa được tận dụng hiệu quả, thường dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm hoặc làm
phân bón nên có giá trị rất thấp và đơi khi cịn làm tăng chi phí cho việc xử lý nguồn phế liệu
này. Vì thế, cần nghiên cứu tận dụng nguồn phế liệu này để sản xuất ra các sản phẩm có giá trị
gia tăng nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành công nghiệp chế biến cá.
Mặc dù nguồn nguyên liệu sản xuất gelatin khá dồi dào nhưng hiện nay, Việt Nam vẫn
phải nhập khẩu một số lượng lớn các loại gelatin để đáp ứng nhu cầu cho các ngành thực phẩm,
mỹ phẩm và dược phẩm…Nhận thấy nhu cầu rất lớn về gelatin trên thế giới cũng như ở Việt
Nam trong những năm gần đây, bên cạnh đó phế liệu từ chế biến cá ở nước ta là nguồn nguyên
liệu để sản xuất gelatin khá dồi dào, ổn định, giá rẻ và có tiềm năng phát triển. Do đó, việc
nghiên cứu ra cơng nghệ sản xuất gelatin từ phế liệu cá từ các nhà máy chế biến thủy sản ở Việt
Nam là hết sức cần thiết.
Hiện nay đã có một số cơng bố về quy trình chiết xuất gelatin từ vảy cá, trong đó có vảy cá
chẽm. Tuy nhiên, hầu hết các quy trình đều chiết xuất theo cách nấu chiết truyền thống với thời
gian dài, hiệu suất chiết thấp và chất lượng gelatin không cao. Vì vậy, đề tài nghiên cứu đã thử
nghiệm chiết xuất gelatin từ vảy cá chẽm (Lates calcarifer) với sự hỗ trợ vi sóng nhằm đánh giá
khả năng áp dụng kỹ thuật này để rút ngắn thời gian chiết, nâng cao chất lượng và hiệu suất
chiết gelatin từ vảy cá.
 Mục tiêu của đề tài:
Khảo sát ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của gelatin
và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm (Lates calcarifer).
 Nội dung nghiên cứu:

vi


-

Khảo sát ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của gelatin
và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi.

-

Khảo sát ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của gelatin
và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khô.

vii


MỤC LỤC

TRANG BÌA ..................................................................................................................................i
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐATN ......................................................................................................ii
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐATN CỦA CBHD.................................... iii
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................................iv
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................................... v
MỤC LỤC ................................................................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ....................................................................xi
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................................xii
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................................xiv
CHƢƠNG 1.

TỔNG QUAN ................................................................................................. 15

1.1 Tổng quan về nguyên liệu cá chẽm .................................................................................. 15
1.1.1

Đặc điểm hình thái ................................................................................................... 15

1.1.2

Đặc điểm phân bố ..................................................................................................... 16

1.1.3

Phân loại ................................................................................................................... 17

1.1.4

Mùa vụ sinh sản........................................................................................................ 17

1.1.5

Tình hình khai thác,ni trồng và chế biến cá chẽm................................................ 17

1.1.6

Ngun liệu cịn lại của q trình chế biến cá chẽm và các hướng tận dụng .......... 20

1.2 Tổng quan về gelatin ........................................................................................................ 21
1.2.1

Định nghĩa gelatin .................................................................................................... 21

1.2.2

Thành phần và cấu trúc gelatin ................................................................................ 21

1.2.3

Nguồn gốc của gelatin .............................................................................................. 22

1.2.4

Tính chất của gelatin ................................................................................................ 22

1.2.5

Ứng dụng của gelatin ............................................................................................... 23

viii


1.2.6

Các nghiên cứu về gelatin trong và ngoài nước ....................................................... 25

1.3 Khái niệm về vi sóng ........................................................................................................ 27
1.3.1

Vi sóng ..................................................................................................................... 27

1.3.2

Cơ sở của chiết vi sóng ............................................................................................ 28

1.3.3

Ưu, nhược điểm của vi sóng [24] ............................................................................. 29

1.3.4

Ứng dụng của vi sóng [24] ....................................................................................... 30

1.3.5

Lị vi sóng [24] ......................................................................................................... 31

CHƢƠNG 2.

NGUN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHÊN CỨU ..................... 33

2.1 Nguyên vật liệu và hóa chất ............................................................................................. 33
2.1.1

Nguyên liệu .............................................................................................................. 33

2.1.2

Hóa chất .................................................................................................................... 33

2.1.3

Máy móc, dụng cụ, thiết bị ....................................................................................... 33

2.2 Bố trí thí nghiệm ............................................................................................................... 34
2.2.1

Thí nghiệm ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của

gelatin và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi ......................................................... 34
2.2.2

Thí nghiệm ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của

gelatin và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khơ .......................................................... 37
2.3 Các phương pháp phân tích ............................................................................................. 40
2.3.1

Xác định hàm lượng ẩm ........................................................................................... 40

2.3.2

Xác định độ Bloom .................................................................................................. 40

2.3.3

Xác định độ trong ..................................................................................................... 41

2.3.4

Đánh giá cảm quan mùi ............................................................................................ 41

2.3.5

Xác định hiệu suất chiết gelatin ............................................................................... 41

2.4 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................................ 41
CHƢƠNG 3.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................ 43

3.1 Ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của gelatin và hiệu
suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi ...................................................................................... 43

ix


3.2 Ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số tính chất của gelatin và hiệu
suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khô ...................................................................................... 46
CHƢƠNG 4.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................... 52
PHỤ LỤC .................................................................................................................................... 56

x


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
AOAC : Association of Official Analytical Chemists
FAO : Food and Agriculture Organization – Tổ chức Nông lương Liên Hợp Quốc

IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers
NN & PTNT : Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn
TNHH : Trách Nhiệm Hữu Hạn

xi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Cá chẽm (Lates calcarifer) .......................................................................................... 15
Hình 1. 2. Gelatin dạng hạt........................................................................................................... 21
Hình 1. 3. Thành phần axit amin và cấu trúc chuỗi của gelatin ................................................... 22
Hình 1. 4. Ứng dụng của gelatine trong thực phẩm làm kẹo mềm .............................................. 23
Hình 1. 5. Ứng dụng của gelatin trong chế biến dược phẩm làm capsun mềm ........................... 24
Hình 1. 6. Ứng dụng của gelatin trong cơng nghệ phim hình ...................................................... 24
Hình 1. 7. Nhận dạng dấu vân tay ................................................................................................ 25
Hình 1. 8. Phổ điện từ (electromagnetic spectrum)...................................................................... 27
Hình 1. 9. Khả năng xuyên qua vật liệu của vi sóng .................................................................... 29
Hình 1. 10. Một số ứng dụng của vi sóng .................................................................................... 31
Hình 1. 11. Minh họa các loại lị microwave ............................................................................... 32
Hình 2. 1. Ngun liệu vảy cá chẽm tươi ..................................................................................... 33
Hình 2. 2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số
tính chất của gelatin và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi ............................................ 36
Hình 2. 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ vi sóng đến một số
tính chất của gelatin và hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khơ ............................................ 39
Hình 3. 1. Hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm tươi ở các điều kiện chiết khác nhau ............. 43
Hình 3. 2. Độ Bloom của gelatin chiết xuất từ vảy cá chẽm tươi ở các điều kiện chiết khác nhau
...................................................................................................................................................... 44
Hình 3. 3. Độ thấu quang của gelatin chiết xuất từ vảy cá chẽm tươi ở các điều kiện chiết khác
nhau .............................................................................................................................................. 45
Hình 3. 4. Mùi của gelatin chiết xuất từ vảy cá chẽm tươi ở các điều kiện chiết khác nhau ....... 46

Hình 3. 5. Hiệu suất chiết gelatin từ vảy cá chẽm khô ở các điều kiện chiết khác nhau ............. 47
Hình 3. 6. Độ Bloom của gelatin chiết xuất từ vảy cá chẽm khô ở các điều kiện chiết khác nhau
...................................................................................................................................................... 48
Hình 3. 7. Độ thấu quang của gelatin chiết xuất từ vảy cá chẽm khô ở các điều kiện chiết khác
nhau .............................................................................................................................................. 49
Hình 3. 8. Mùi của gelatin chiết xuất từ vảy cá chẽm khô ở các điều kiện chiết khác nhau ....... 50

xii


xiii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Sản lượng cá chẽm nuôi trên thế giới (đơn vị: tấn) (FAO fishery statistic) [13] ....... 18
Bảng 1. 2. Sản lượng cá chẽm đánh bắt trên thế giới (đơn vị: tấn) (FAO fishery statistic) [13] . 18
Bảng 1. 3. Thành phần khối lượng của một số lồi cá có giá trị kinh tế ...................................... 20
Bảng 1. 4. Độ hoà tan của gelatin vào nước ................................................................................. 23

xiv


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về nguyên liệu cá chẽm
Cá chẽm hay còn gọi là cá vược, tổ chức FAO (1974) đã tổng kết và đưa ra vị trí
phân loại của cá chẽm (tên tiếng Anh là Sea Bass, Barramundi) như sau:
Ngành: Chordata
Lớp: Pisces
Bộ: Percomorphi
Họ: Centropomidae

Giống: Lates
Loài: Lates calcarifer (Bloch 1790)

Hình 1. 1. Cá chẽm (Lates calcarifer)

Cá chẽm là một loài cá sống cả trong nước mặn lẫn nước ngọt, sống phổ biến tại
các ao hồ, sông suối, chúng thường sống trong các hang đá hoặc vùng đáy có cỏ biển.
Chúng cũng thích nghi với đáy rạn san hơ. Chúng thuộc lồi cá dữ điển hình ở cửa
sơng, chúng có số lượng đơng trong các kênh rạch, đầm phá và nhất là trong các đầm
ni tơm.
1.1.1 Đặc điểm hình thái
Thân hình thoi, dẹt bên, phần lưng hơi gị cao, bắp đuôi ngắn. Đầu dài nửa trước
nhọn, từ gáy đến mút mõm cong xuống. Chiều dài thân bằng 3,2 lần chiều cao thân và
bằng 2,9 lần chiều dài đầu. Miệng rộng, chếch, hàm dưới nhô dài hơn hàm trên. Răng
nhọn, khỏe, xương khẩu cái và xương lá mía có nhiều răng nhỏ mọc thành đai [20].
Hai vây lưng tách rời nhau, vây lưng thứ nhất có 7 – 9 gai cứng và vây lưng thứ 2 có
10 – 11 tia mềm và vây ngực ngắn, trịn có những nếp cứng nơi đáy. Vây hậu mơn trịn
15


có 2– 3 gai cứng và 7 – 8 tia mềm. Vây đi trịn lồi khơng chia thùy và thân màu
xám, bụng trắng bạc.
Màu sắc thay đổi theo giai đoạn phát triển: cá mới nở không màu, trong suốt. Sau
khoảng 10 – 12 ngày tuổi mới xuất hiện sắc tố màu đen, 20 – 25 ngày tuổi màu nhạt
dần thường có màu trắng xanh. Giai đoạn cá giống thường có màu nâu ơ liu ở phía trên
với các màu bạc ở phía bên và bụng khi cá sống trong mơi trường nước biển và màu
vàng nâu trong môi trường nước ngọt. Giai đoạn trưởng thành cá có màu xanh lục hay
vàng nhạt ở phần trên và màu bạc ở phần bụng [19].
1.1.2 Đặc điểm phân bố
Cá chẽm (Lates calcarifer) là lồi cá có giá trị kinh tế ở vùng nhiệt đới và cận

nhiệt đới thuộc Châu Á – Thái Bình Dương. Cá chẽm được nuôi thương phẩm nhiều
tại Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Hồng Kông, Singapore, Đài Loan, Australia, Trung
Quốc, Việt Nam trong các ao nước lợ, nước ngọt cũng như nuôi lồng ở vùng ven biển.
Do giá trị thương phẩm khá cao nên cá trở thành đối tượng nuôi hấp dẫn cho các cơ sở
nuôi thủy sản quy mô nhỏ và vừa. Ở Việt Nam, cá chẽm chủ yếu được nuôi trong các
ao đất ở các tỉnh miền Tây Nam Bộ, hình thức ni bán quảng canh, bán thâm canh và
thâm canh. Ở nước ta đã nghiên cứu sản xuất giống nhân tạo thành cơng, hàng năm có
thể sản xuất đủ số lượng giống cung cấp cho nuôi thương phẩm. Hiện nay cá chẽm cịn
được ni thương phẩm bằng lồng, nuôi ao đất ở Trung Bộ và một số tỉnh phía Bắc
với quy mơ lớn. Sản lượng ngày càng tăng, cung cấp lượng hàng hóa lớn cho xuất
khẩu.
Cá chẽm là lồi rộng muối, có thể sống được trong mơi trường nước ngọt, lợ,
mặn và có tính di cư xi dịng. Cá lớn lên chủ yếu ở vùng nước ngọt như sông, hồ.
Khi thành thục (3-4 năm tuổi) chúng sẽ di cư ra vùng cửa sơng, ven biển có độ mặn
thích hợp khoảng 30%, để sinh sản và ấu trùng sau khi nở ra sẽ đưa vào vùng cửa
sông, ven bờ và lớn lên, cá con sẽ dần dần di cư vào các thủy vực nước ngọt sinh sống
và phát triển thành cá thể trưởng thành.
Cá chẽm là loài cá dữ rất điển hình. Khi cá cịn nhỏ, tuy chúng có thể ăn các loài
phiêu sinh thực vật (20%), nhưng thức ăn chủ yếu vẫn là cá, tôm nhỏ (80%). Khi cá
lớn hơn 20cm thì 100% thức ăn là động vật bao gồm giáp xác khoảng 70% và cá nhỏ

16


30%. Cá chẽm bắt mồi rất dữ và có thể bắt con mồi có kích cỡ bằng cơ thể của chúng.
Cá chẽm chỉ bắt mồi sống và di động.
Đặc điểm nổi bật trong việc sinh sản của cá chẽm là có sự thay đổi giới tính từ cá
đực thành cá cái sau khi tham gia lần sinh sản đầu tiên và đây được gọi là cá chẽm thứ
cấp. Tuy nhiên, cũng có những cá cái được phát triển trực tiếp từ trứng và được gọi là
cá cái sơ cấp. Chính vì thế trong thời gian đầu (1,5- 2 kg) phần lớn là cá đực, nhưng

khi cá đạt 4- 6 kg, phần lớn là cá cái.
Cá chẽm được nhiều nước trên thế giới nhập khẩu như Trung Quốc, Mỹ, Anh.
Trong đó Singapore là nước nhập khẩu thực phẩm cá biển lớn trong khu vực Châu Á
tới 1000 tấn hàng năm.
1.1.3 Phân loại
Giống cá chẽm Lates gồm có 8 lồi trong đó loài Lates calcarifer phân bố ở các
vùng biển thuộc Tây Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, cịn 7 lồi khác phân bố ở
Châu Phi.
1.1.4 Mùa vụ sinh sản
Cá chẽm đẻ quanh năm nhưng thời gian chính vụ là từ tháng tư đến tháng tám.
Ngồi tự nhiên, cá con có chiều dài 1cm có thể thu được nhiều vào tháng năm đến
tháng tám. Cá đực và cái thành thục, trước khi đẻ 1 tuần cá ngừng ăn. Khi cá đực và cá
cái chín muồi sinh dục sẽ bơi lội thành từng cặp, thường xuyên ở tầng mặt khi sắp đẻ
trứng. Cá đẻ làm nhiều đợt kéo dài khoảng 1 tuần, thời gian đẻ trứng vào lúc chiều tối
18 – 22 [19].
Ở Việt Nam, cá chẽm được xem là giống cá mới rất có tiềm năng và được ni
trong các ao đầm nước lợ hoặc nuôi quảng canh. Tổng số lồng nuôi trên biển năm
2001 nhiều hơn năm 2000 là 5.244 lồng và đạt mức 23.989 lồng, trong đó số lồng nuôi
cá biển là 4.077 chiếc. Sản lượng nuôi cá lồng bè nước mặn năm 2001 là 2.635 tấn cao
hơn năm 2000 là 853 tấn, trong đó sản lượng cá biển là 1.898 tấn. Năm 2004 với diện
tích ni cá biển trong ao là 1.750 ha, số lồng nuôi cá chẽm là trên 8.850 chiếc và đạt
sản lượng 7.675 tấn. Ngoài ra tại các đầm nước lợi ven biển cá được thả nuôi ghép với
các đối tượng khác. Sản lượng nuôi cá nước lợ, mặn đạt 13.865 tấn [6].
1.1.5 Tình hình khai thác, nuôi trồng và chế biến cá chẽm

17


1.1.5.1 Trên thế giới
Một số lồi cá chẽm ni hiện nay gồm cá chẽm Châu Âu, cá chẽm Nhật Bản, cá

chẽm Chile và cá chẽm Châu Á…Trong đó, cá chẽm Châu Á được nuôi phổ biến. Các
nước nuôi cá chẽm Châu Á là Philippine, Singapore, Úc, Malaysia, Đài Loan,
Indonesia… Nuôi trong lồng đang được phát triển ở nhiều nước như Thái Lan,
Indonesia, Philippine, Singapore. Thành công trong việc sản xuất cá chẽm nhân tạo,
cung cấp con giống từ nguồn này sẽ lớn mạnh trong tương lai.
Sản lượng cá chẽm nuôi được thể hiện qua bảng 1.1.
Bảng 1. 1. Sản lƣợng cá chẽm nuôi trên thế giới (đơn vị: tấn) (FAO fishery statistic) [13]

Năm

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

Sản lượng 26745 25194 28698 28888 31288 32124 34301 42976 49299

Ở Thái Lan, phần lớn cá chẽm bán trên thị trường là cá nuôi lồng hoặc nuôi ao.
Thái Lan cũng là quốc gia đầu tiên sản xuất cá chẽm giống và có truyền thống
lâu đời về lĩnh vực này. Tuy nhiên, nhiều nước khác ở châu Á cũng có bờ biển để ni
thương mại lồi cá này nhưng nhìn chung hoạt động ni trong suốt thập niên qua vẫn
phát triển chậm do thiếu nguồn cá giống và chưa tạo được uy tín cao về mặt hàng này.
Cá chẽm được nhiều nước trên thế giới nhập khẩu như Trung Quốc, Mỹ, Anh… Trong
đó, Singapore là nước nhập khẩu thực phẩm cá biển lớn trong khu vực châu Á tới
1.000 tấn/năm. Sản lượng đánh bắt cá chẽm cũng được FAO thống kê ở bảng 1.2.

Bảng 1. 2. Sản lƣợng cá chẽm đánh bắt trên thế giới (đơn vị: tấn) (FAO fishery statistic)
[13]

18


Năm

2001

2002

2003 2004

2005

70705 6064

72235

2006

2007

2008

2009

Sản
lượng

68716 71988

85640 95269 81118 80831

1.1.5.2 Trong nước
Ở nước ta, cá chẽm được xem là giống cá mới và có tiềm năng lớn trong tương
lai. Chúng ta đã sản xuất thành công cá chẽm giống và đang nghiên cứu sâu hơn về
loài này. Trong hoàn cảnh cá tra và cá basa đã có khuynh hướng bão hịa, ngun liệu
tơm đang gặp nhiều khó khăn do dịch bệnh tràn lan và khó kiểm sốt về dư lượng
kháng sinh thì ngun liệu cá chẽm được xem là một trong những mặt hàng đem lại
hiệu quả kinh tế cao. Mặt khác, việc ni cá chẽm cũng ít làm ơ nhiễm mơi trường
nước do chúng là lồi ăn tạp và ít phát sinh dịch bệnh. Vì vậy, nhiều hộ dân ở các tỉnh
miền Trung đã chuyển đổi mơ hình ni tơm hoặc các lồi cá khác sang ni cá chẽm
và bước đầu đem lại lợi nhuận lớn.
Hiện nay, cá chẽm được nuôi trong ao đầm nước lợ, nuôi lồng hoặc nuôi quảng
canh. Năm 2001, tổng số lồng nuôi trên biển là 23.989 lồng, nhiều hơn năm 2000 là
5.244 lồng, trong đó số lồng nuôi cá biển là 4.077 lồng. Sản lượng nuôi lồng bè nước
mặn năm 2001 đạt 2.635 tấn, cao hơn năm 2000 là 853 tấn, trong đó sản lượng cá biển
là 1.898 tấn. Năm 2004, diện tích ni cá biển trong ao là 1.750 ha và số lồng cá chẽm
trên 8.850 chiếc đạt sản lượng 7.675 tấn. Ngoài ra tại các đầm nước lợ ven biển cá đã

được thả nuôi ghép với đối tượng khác nhau. Sản lượng cá nuôi nước lợ mặn đạt
13.865 tấn. Kết quả này còn hạn chế, một trong những nguyên nhân chủ yếu là do
chưa chủ động được nguồn cá giống. Việt Nam bắt đầu nghiên cứu sản xuất giống cá
biển từ những năm 1993 – 1994. Đến năm 2005, chúng ta cơ bản chủ động sản xuất
giống một số lồi cá biển trong đó có cá chẽm.
Trong năm 2003 – 2004, Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II và Trường Đại
học Nha Trang đã sản xuất 400.000 con giống cá chẽm. Dự án nuôi cá chẽm của cơng
ty cổ phần Vĩnh Hồn được khởi động vào cuối năm 2010, và sẽ mở rộng diện tích ao
ni lên 300 ha vào năm 2012. Dự kiến, sản lượng cá chẽm của Vĩnh Hoàn trong năm
19


2012 là 700 tấn và 6.100 tấn vào năm 2013. Hiện nay ở Sóc Trăng cũng đã tiến hành
ni thí điểm cá chẽm cơng nghiệp đạt 70 tấn cá/ha. Vì vậy, để phát triển các lồi cá
ni mới phù hợp với chế biến công nghiệp và tiềm năng thị trường, Chương trình
xuất khẩu thuỷ sản đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020 của Bộ NN & PTNT
có đề xuất phát triển nhanh việc nuôi cá chẽm quy mô công nghiệp, nhằm đưa con cá
này trở thành một trong các sản phẩm thuỷ sản xuất khẩu chủ chốt, kim ngạch xuất
khẩu đạt từ 300 - 500 triệu USD vào năm 2015.
1.1.6 Ngun liệu cịn lại của q trình chế biến cá chẽm và các hƣớng tận dụng
Sau quá trình chế biến, nguyên liệu còn lại chủ yếu là da, đầu, xương, vảy…
Ngành công nghệ chế biến các sản phẩm thủy sản ngày càng phát triển, kéo theo đó là
sự phát triển, nguyên liệu còn lại sau chế biến ngày càng nhiều ước tính chung có
khoảng 30 – 50% phế liệu so với tổng sản lượng chế biến. Thành phần khối lượng của
một số lồi cá có giá trị kinh tế được tổng hợp ở bảng 1.3.
Bảng 1. 3. Thành phần khối lƣợng của một số loài cá c giá trị kinh tế [13]

Tên cá

Thịt phi lê

Đầu

Xƣơng

(%)

Vây, vảy
(%)

(%)

Nội tạng
(%)

(%)

Chẽm

54,50

22,60

10,50

8,00

5,00

Hồng

49,97

29,20

12,60

5,30

3,67

Đối

56,03

20,10

11,80

4,95

6,70

Tai
tượng

44,70

20,80

19,30

4,61

8,80

Các loài cá khác nhau có thành phần khối lượng khác nhau, cá chẽm có tỷ lệ
phần vây, vảy cao hơn so với những loài cá khác chiếm khoảng 8% trọng lượng cơ thể.
Vảy cá chẽm có chứa hàm lượng khống và protein khá cao, thành phần hóa học cơ
bản của vảy cá chẽm gồm 40,95% nước, 28,47% protein, 27,86% khoáng và 0,1%
lipid.
Hiện nay đã có nhiều hướng tận dụng nguồn nguyên liệu còn lại từ chế biến cá để
sản xuất các sản phẩm có giá trị cao ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, gồm có:
20


-

Sản xuất các sản phẩm bột cá, dầu cá

-

Sản xuất các sản phẩm nước mắm

-

Sản xuất protein thủy phân

-

Sản xuất canxi hoạt tính từ xương cá

-

Sản xuất một số sản phẩm khác như guanine, protamine, insuline…
Thực tế cho thấy ngành Chế biến thủy sản trong nước hiện nay phát triển khá

mạnh mẽ nhưng công nghệ xử lý và tận dụng lượng nguyên liệu còn lại này thực sự
chưa phát triển và chưa được quan tâm đúng mức. Các sản phẩm sản xuất từ ngun
liệu cịn lại của q trình chế biến thủy sản cịn ít, chưa đa dạng, chất lượng chưa cao.
Vì vậy, các nhà chế biến thực phẩm thủy sản cần tìm giải pháp để nâng cao giá trị sử
dụng nguồn ngun liệu cịn lại này, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong chế
biến thủy sản, đồng thời giảm thiểu lượng nguyên liệu còn lại sau quá trình chế biến
thải ra mơi trường.
1.2 Tổng quan về gelatin
1.2.1 Định nghĩa gelatin
Gelatin là sản phẩm thủy phân một phần của collagen có nguồn gốc tự nhiên như
da, mơ của khớp nối, xương động vật và vảy các loài cá. Đây là một loại protein dễ
hấp thụ và chứa hầu hết các axit amin thiết yếu ngoại trừ tryptophan.

Hình 1. 2. Gelatin dạng hạt

1.2.2 Thành phần và cấu trúc gelatin
Gelatin là một hỗn hợp dị thể của các protein cao phân tử tan trong nước. Tính
theo khối lượng khơ, gelatin chứa 98 – 99% protein. Protein được tạo thành từ những
21


peptit bậc 3, glycine X - Y, trong đó X và Y có thể là amino axit bất kỳ nhưng thường
thì proline giữ vị trí X và hydroxyproline ở vị trí Y [13].

Gelatin là loại protein khơng hồn hảo về mặt dinh dưỡng vì khơng chứa
tryptophan và thiếu isoleucine, threonine và methionine. Những axit amin chứa lưu
huỳnh khác như cystein và cystine cũng thiếu hoặc khơng có [13].

Hình 1. 3. Thành phần axit amin và cấu trúc chuỗi của gelatin [13]

1.2.3 Nguồn gốc của gelatin
Nguyên liệu thô dùng để sản xuất gelatin có nguồn gốc từ động vật gồm: xương
động vật, da động vật tươi hoặc đã chế biến như da heo đơng lạnh, cá, gia cầm, vảy
các lồi cá.
1.2.4 Tính chất của gelatin
Gelatin là chế phẩm được tạo thành từ q trình thuỷ phân collagen. Gelatin
khơng tan trong nước lạnh mà chỉ hút nước và trương nở, một phần nở ra hút từ 5 ÷ 15
lần nước đồng thời hình thành keo đơng. Khi nhiệt độ tăng lên, nó tan và hình thành
dung dịch thể keo. Dung dịch này đem làm lạnh, dù nồng độ rất thấp (0,25%) cũng có
thể đơng đặc [13].
Lấy 1 gam gelatin ngâm vào 100ml H2O, xác định độ hịa tan của nó cho kết quả
như ở bảng 1.4.

22


Bảng 1. 4. Độ hoà tan của gelatin vào nƣớc [13]

o

Nhiệt độ ( C)
Số gam trong 100ml H 2O

10

0,030

15
0,055

20
0,080

24
0,200

27
0,700

30
0,870

Gelatin dạng hạt khô không mùi không vị, cứng trong suốt như thuỷ tinh, màu từ
vàng nhạt đến hổ phách.
Gelatin là protein lưỡng tính với điểm đẳng điện nằm trong khoảng 5 – 9 tùy
thuộc vào nguyên liệu thô và phương pháp chế tạo. Ở nhiệt độ thường gelatin có độ
ẩm từ 9 – 13% và trọng lượng riêng d = 1,3 – 1,4 [13].
1.2.5 Ứng dụng của gelatin
Trước đây, người xưa đã biết dùng keo gelatin để dán giấy, ghép gỗ, pha chế
nhựa để bẫy chim thú. Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì
gelatin ngày càng có nhiều ứng dụng.
a. Trong thực phẩm
Trong cơng nghệ thực phẩm, gelatin được dùng rất nhiều với các chức năng: làm
khô, bảo quản trái cây và thịt, sử dụng trong cà phê, bia, rượu và nước ép trái cây, chế
biến sữa bột và những loại thức ăn bột khác. Gelatin là thành phần cơ bản để sản xuất

ra kẹo dẻo, kẹo mềm, kẹo nuga. Sản xuất kem cần gelatin để duy trì nhũ tương bền của
các nguyên liệu và tạo hình cho cây kem…

Hình 1. 4. Ứng dụng của gelatin trong thực phẩm làm kẹo mềm

b. Trong y học
Trong công nghiệp dược phẩm, gelatin được dùng làm vỏ thuốc nhộng cứng và
mềm để bảo quản dược phẩm không tiếp xúc với ánh sáng và oxy. Gelatin còn là chất
bổ sung vào syro, chất nền cho thuốc mỡ và hồ như kem đánh răng.
23


Hình 1. 5. Ứng dụng của gelatin trong chế biến dƣợc phẩm làm capsun mềm

c. Trong nhiếp ảnh
Nhờ tính chất vật lý và hóa học độc đáo của gelatin mà chất này trở thành một
phần quan trọng trong công nghiệp phim ảnh. Gelatin rất có ích trong các cơng đoạn
pha chế nhũ tương bạc halogenua để sản xuất phim. Gelatin rất quan trọng khi phim
tiếp xúc với ánh sáng hay khi phim được rửa.

Hình 1. 6. Ứng dụng của gelatin trong cơng nghệ phim hình

d. Trong khoa học kỹ thuật
Gelatin còn được sử dụng rộng rãi trong khoa học như kỹ thuật đúc điện, chống
thấm nước, nhuộm và phủ lam kính hiển vi. Các nghiên cứu về vi sinh sử dụng gelatin
làm môi trường nuôi cấy. Gelatin là tác nhân nhũ tương hóa, rất có ích để kết hợp các
chất lỏng và các chất phun xịt khác. Ở dạng ít tinh khiết hơn, gelatin được dùng làm
keo và chất hồ vải. Keo có nguồn gốc từ gelatin được dùng để dán nhãn lên trái cây và
rau quả…
Ngồi ra, gelatin cịn được ứng dụng trong nhận dạng cấu trúc vân tay thay thế

cho phương pháp cũ, việc dùng băng gelatin để lấy dấu vân tay sẽ thu giữ được các
chất chứa trong vân tay, dù chỉ một phần triệu gam. Phân tích chúng, người ta xác định
được nhận dạng, tuổi tác, giới tính… của chủ nhân dấu vân tay đó. Sử dụng băng
gelatin để thu thập và “chụp ảnh hóa học” dấu vân tay sẽ cung cấp thông tin nhiều hơn,
nhanh hơn và chính xác hơn.

24


Hình 1. 7. Nhận dạng dấu vân tay

e. Trong y tế
Thành phần chủ yếu của băng y tế là gelatin. Băng này chứa các phân tử và tế
bào giúp sửa chữa mơ bị thương do có dạng lỏng và đơng lại sau khi đổ lên vết
thương. Ngoài tác dụng bảo vệ vết thương băng cịn giúp mơ bị tổn thương mau lành
hơn.
1.2.6 Các nghiên cứu về gelatin trong và ngoài nƣớc
1.2.6.1 Nghiên cứu trên thế giới
Thế giới đã biết đến gelatin cách đây hơn 5000 năm khởi đầu bằng việc người Ai
Cập cổ sử dụng collagen để làm vật liệu kết dính trong gia đình. Về sau có rất nhiều
nghiên cứu về gelatin và sản xuất gelatin ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau
[13].
Năm 1754, bằng sáng chế đầu tiên được cấp về việc sản xuất keo cho một người
thợ làm đồ gỗ. Chất keo dán tự nhiên này được sản xuất dựa trên thành phần cơ bản là
gelatin và một vài chất khác [13].
Năm 1871, phát hiện của bác sĩ người Anh Richard Leach Maddox đã đưa đến
bước đột phá trong lĩnh vực nhiếp ảnh. Bác sĩ đã phát hiện ra rằng “dry plate” với lớp
bạc bromua-gelatin nhạy cảm hơn “wet plate” được sử dụng đến lúc bấy giờ. Sau đó
những nghiên cứu sâu hơn của Charles Bennet đã hoàn thiện hơn phương pháp này.
Một trong những ưu điểm của kỹ thuật này là giảm thời gian rửa ảnh đi một cách đáng

kể [13].
Năm 1875, đây là năm đánh dấu mốc quan trọng trong lĩnh vực sản xuất gelatin
ngày nay. Hàng loạt cơ sở sản xuất gelatin xuất hiện, và một lượng lớn gelatin được
sản xuất theo quy mô công nghiệp [13].
Năm 1950, ngành công nghiệp gelatin đã phát triển vượt bậc, những kỹ thuật mới
đã đưa quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn cao [13].
25