Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm mô phỏng chả mực chả tôm từ surimi cá rô phi

..

bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học bách khoa hà nội
----------------------------------

luận văn thạc sĩ khoa học

nghiên cứu công nghệ sản xuất
sản phẩm mô phỏng chả mực, chả tôm
từ surimi cá rô phi
ngành : công nghệ thực phẩm
mà số :

nguyễn thị thu hiền

Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. Phạm Công Thành

Hà Nội 2006


1

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Mục lục
Mở đầu ..

4

Chương I : Tổng quan .....

8

1.1. Thành phần và tính chất nguyên liệu ..

8

1.1.1. Thành phần khối lượng ...

8

1.1.2. Cấu trúc và thành phần hoá học của thịt cá ....

8

1.1.2.1. Cấu trúc thịt cá 8
1.1.2.2. Thành phần hoá học của thịt cá . 11
1.1.2.3. Thành phần hoá học của các phần khác 16
1.2. Hoá học về surimi .. 19
1.2.1. Khả năng tạo gel của surimi .. 19
1.2.1.1. Một số nét chung về sự hình thành gel .. 19
1.2.1.2. Điều kiện hình thành gel ... 20
1.2.1.3. Cơ chế tạo gel 20
1.2.2. Sự chuyển đổi cấu trúc từ hƯ sol ( past ) sang d¹ng gel ………. 21
1.2.3. Sự hình thành hệ khung mạng protein trong gel 22
1.2.3.1. Liên kết hydro ... 22
1.2.3.2. Liên kết cầu muối .. 22
1.2.3.3. Liên kết cầu disunfua 22

2

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

1.2.3.4. Các tương tác kị nước 22
1.2.3.5. Các liên kết khác ... 22
1.3. Sự phát triển của ngành sản xuất các sản phẩm mô phỏng gốc
surimi 23
1.3.1. Trên thế giới ………………………………………………….. 23
1.3.2. ë ViƯt Nam ……………………………………………….….. 27
1.4. Ngn nguyªn liƯu sử dụng để sản xuất surimi . 28
1.4.1. Trên thế giíi ………………………………………………….. 28
1.4.2. ë ViƯt Nam ……………………………………………….….. 31
Ch­¬ng II : Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 35
2.1. Đối tượng nghiên cứu 35
2.1.1. Nguyên liệu chính . 35
2.1.2. Nguyên liệu phụ 36
2.2. Phương pháp nghiên cứu 36
2.2.1. Nghiên cứu công nghệ ... 36
2.2.2. Phương pháp phân tích .. 40
2.2.2.1. Xác định độ rán biểu kiến . 40
2.2.2.2. Xác định độ ẩm . 40
2.2.2.3. Xác định hàm lượng protein .. 40
2.2.2.4. Xác định hàm lượng lipit ... 40
2.2.2.5. Xác định hàm lượng tro tổng . 40
2.2.2.6. Xác định hàm lượng canxi

41


3

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

2.2.2.7. Xác định hàm lượng photpho 41
2.2.2.8. Xác định chỉ tiêu vi sinh vật .. 41
2.2.3. Phương pháp cảm quan .. 41
2.2.3.1. Thư b»ng n gËp ……………………………………….. 41
2.2.3.2. Thư b»ng ph­¬ng pháp cắn ...

42

2.2.3.3. Phép thử so hàng ...

43

2.2.3.4. Phép thử tiếp thị . 44
Chương III : Kết quả và thảo luận ... 45
3.1. ảnh hưởng của các chất đồng tạo gel đến chất lượng sản phẩm ... 45
3.1.1. ảnh hưởng của hàm lượng bột tới chất lượng sản phẩm ... 45
3.1.2. ảnh hưởng của hàm lượng trứng tới chất lượng sản phẩm 50
3.1.3. ảnh hưởng của hàm lượng dầu thực vật tới chất lượng sản
phẩm .. 51
3.1.4. ảnh hưởng của hàm lượng chitosan đến chất lượng sản phẩm .

52

3.2. ảnh hưởng của hàm lượng mực, tôm đến chất lượng sản phẩm 56
3.2.1. ảnh hưởng của hàm lượng mực tới chất lượng sản phẩm .

57

3.2.2. ảnh hưởng của hàm lượng tôm tới chất lượng sản phẩm .. 58
3.3. ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo hương đến chất lượng sản phẩm 58
3.3.1. Sản phẩm mô phỏng chả mực 59
3.3.1.1. Hương liệu dạng bột sản xuất tại Việt Nam .. 59
3.3.1.2. Hương liệu dạng bột sản xuất tại Thái Lan ………….….. 60


4

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

3.3.1.3. Hương liệu dạng tinh dầu sản xuất tại Việt Nam .. 62
3.3.2. Sản phẩm mô phỏng chả tôm

63

3.3.2.1. Hương liệu dạng bột sản xuất tại Việt Nam .. 63
3.3.2.2. Hương liệu dạng bột sản xuất tại Thái Lan ... 64
3.3.2.3. Hương liệu dạng tinh dầu sản xuất tại Việt Nam .. 65
3.4. Điều tra thị hiếu sản phẩm . 66

3.4.1. Sản phẩm mô phỏng chả mực 67
3.4.2. Sản phẩm mô phỏng chả tôm

68

3.5. Xác định chế độ rán ... 70
3.5.1. Xác định chế độ rán sơ cho sản phẩm ... 70
3.5.2. Xác định chế độ rán lại cho sản phẩm sau bảo quản lạnh . 73
3.5.3. Xác định chế độ rán cho sản phẩm ăn ngay .. 76
3.6. Quy trình sản xuất và công thức phối trộn sản phẩm mô phỏng chả
mực, chả tôm từ surimi cá rô phi .. 78
3.6.1. Quy trình sản xuất . 78
3.6.2. Công thức phối trộn ... 80
3.7. Đánh giá chất lượng sản phÈm ……………………………………..

81

3.7.1. ChÊt l­ỵng dinh d­ìng ……………………………………….. 81
3.7.2. ChÊt l­ỵng vệ sinh . 82
Chương IV : Kết luận . 83
Tài liƯu tham kh¶o ………………………………………………………….
Phơ lơc

87


5

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Mở đầu
Là mét n­íc nhiƯt ®íi giã mïa, cã hƯ thèng ao hồ, sông ngòi, kênh rạch
chằng chịt, thêm vào đó là đường bờ biển dài trên 3000km, Việt Nam có lợi thế
rất lớn về ngành thuỷ hải sản. Cùng với sự phát triển của của khoa học kỹ thuật,
sản lượng nuôi trồng, đánh bắt thuỷ hải sản ngày một tăng. Theo thống kê chưa
đầy đủ, hiện nay mỗi năm nước ta đánh bắt ước tính gần 2 triệu tấn thuỷ hải sản
nước ngọt và nước mặn, trong đó lượng nguyên liệu đưa vào xuất khẩu chiếm
một con số rất khiêm tốn là 3 - 10%, còn lại chủ yếu là sản xuất nước mắm và
phơi khô sản xuất bột cá làm thức ăn gia súc. Các sản phẩm thuỷ sản của nước ta
đa phần được xuất khẩu dưới dạng nguyên liệu, bán thành phẩm hoặc qua sơ chế,
chỉ có một vài mặt hàng hoàn thiện, tuy nhiên chất lượng chưa cao như thực
phẩm khô, chính vì thế lợi nhuận mang lại là tương đối thấp. Vấn đề đặt ra là
phải làm sao sử dụng một cách có hiệu quả nguồn nguyên liệu cá phục vụ cho
nhu cầu thực phẩm nội địa và xuất khẩu. Một trong những hướng quan trọng
được thực hiện thành công nhất trong công nghiệp chế biến cá thế giới hiện nay
là sản xuất thịt cá xay và các sản phẩm đa dạng từ thịt cá xay.
Trên thực tế, thịt cá xay và các sản phẩm từ thịt cá xay không phải là
những sản phẩm mới. ĐÃ từ lâu, mỗi nước đều có sản phẩm cá xay truyền thống
như chả cá của Việt Nam, Lurchifa của Thái Lan, Fish Finger cña Mü,


6

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Kamaboko, Tricuvakhapen của Nhật Bản. Tuy nhiên, theo các chuyên gia của

FAO thì trong lĩnh vực thực phẩm, cá xay, mà dạng tốt nhất là surimi, sẽ là cơ sở
thực phẩm cho tương lai.
Đầu những năm 80, Nhật Bản là quốc gia sản xuất hơn 90% sản lượng
surimi trên toàn thế giới, mức sản lượng cao nhất là 414.000 nghìn tấn vào năm
1984, năm 1983 Nhật Bản xuất khẩu khoảng 1.709 tấn surimi và 30.000 tấn giả
tôm vào thị trường Mĩ và Châu Âu [5]. Chính sự thành công này của Nhật Bản
trong lĩnh vực sản xuất surimi đà thúc đẩy sự tham gia của các quốc gia khác.
Mỹ là một ví dụ. Bắt đầu sản xuất surimi từ năm 1988 với sản lượng 58.000
nghìn tấn, chỉ sau 4 năm, Mỹ đà có sản lượng vượt Nhật Bản. Đến năm 1997, sản
lượng surimi của Mỹ đạt 210.000 nghìn tấn và hiện nay đang dẫn đầu thế giới với
sản lượng chiếm tới 1/2 sản lượng chung của toàn thế giới.
Gần đây các quốc gia khác như Đài Loan, Trung Quốc, Pháp, Singapore
cũng sản xuất surimi với sản lượng ngày một tăng. Theo thông tin từ báo cáo
khoa học năm 1992 - 1993, đà có 5 cơ sở nhập các dây chuyền thiết bị sản xuất
surimi hiện đại từ các nước phát triển, tuy nhiên chúng hầu như chưa được triển
khai vào sản xuất. Để có thể sản xuất và phát triển sản phẩm surimi thì việc
nghiên cứu nguyên liệu và quy trình sản xuất là một công việc rất cần thiết.
Theo hội thảo công nghệ mới sản xuất surimi ở Thái Lan 8/1998: ViƯt
Nam lµ mét n­íc cã triĨn väng lín xt khÈu và tiêu thụ sản phẩm surimi. Cho
đến nay, ở Việt Nam đà có một số công trình nghiên cứu về surimi. Tuy nhiên,
mỗi loại nguyên liệu có đặc tính khác nhau thì công nghệ sản xuất sẽ khác nhau,
cần có những nghiên cứu cụ thể. Qua thực tế cho thấy, một số giống cá nước ngọt
như cá rô phi có thể là nguyên liệu tốt cho sản xuất surimi cao cÊp.


7

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Cá rô phi được coi là đối tượng nuôi rộng rÃi ở nhiều nước trên thế giới do
tốc độ sinh trưởng nhanh, khả năng chịu đựng tốt [22]. Hiện nay cá rô phi được
nuôi ở hơn 100 quốc gia trên thế giới và được xem như loài quan trọng nhất trong
nuôi trồng thủ h¶i s¶n thÕ kØ 21 [20]. Theo FAO (1989) [19], sản lượng cá rô
phi trên thế giới tăng nhanh, từ 280.000 tấn năm 1986 lên tới 500.000 tấn năm
1989 và 700.000 tấn năm 1998 và dự đoán sẽ tiếp tục tăng nhanh với qui mô
chăn nuôi công nghiệp có sự dụng thức ăn tổng hợp. Cá rô phi Oreochromis
niloticus là loài phổ biến nhất, chiếm 64% sản lượng cá rô phi trên thế giới và
được nuôi rộng rÃi ở nhiều nước tiêu biểu như Trung Quốc, Ai Cập, Thái Lan,
Philippin, các nước Châu Mỹ
ở Việt Nam, cá rô phi vằn O. niloticus được nhập từ năm 1973 đà nhanh
chóng thay thế cá rô phi đen [16]. Hiện nay các mô hình nuôi cá rô phi ở nước ta
đang phát triển mở rộng, từ nuôi thả quảng canh trong ao nước thải đến các mô
hình nuôi bán thâm canh, thâm canh bằng thức ăn công nghiệp đạt năng suất cao.
Song song với việc mở rộng quy mô nuôi cá rô phi, việc nghiên cứu chế biến các
sản phẩm có giá trị kinh tế cao từ cá rô phi là điều cần thiết. Chính vì vậy tôi
nhận thực hiện đề tài:
Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm mô phỏng chả mực, chả
tôm từ surimi cá rô phi
Mục tiêu của đề tài:
Xây dựng quy trình sản xuất sản phẩm mô phỏng chả mực, chả tôm từ
surimi cá rô phi.
Nội dung của đề tài :


8

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Để thực hiện mục tiêu xây dựng qui trình sản xuất sản phẩm mô phỏng chả
mực, chả tôm từ surimi cá rô phi tôi tiến hành các nội dung sau:
- Nghiên cứu ảnh hưởng của công thức phối trộn tới chất lượng cảm quan
của sản phẩm.
- Điều tra thị hiếu đối với sản phẩm.
- Xác định chế độ rán cho sản phẩm ăn ngay, chế độ rán sơ ( để bảo quản
lạnh trong quá trình phân phối và lưu thông ) và chế độ rán lại cho sản phẩm sau
bảo quản lạnh.
- Đánh giá chất lượng sản phẩm..


9

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Chương I

Tổng quan
1.1. Thành phần và tính chất nguyên liệu
1.1.1. Thành phần khối lượng
Thành phần khối lượng của cá thường được phân ra: cơ thịt, đầu, vây, da,
xương, gân, bong bóng, tuyến sinh dục và các nội tạng khác. Thành phần khối
lượng của cá có khi chỉ phân chia rất đơn giản là phần ăn được và phần không ăn
được [8].
Thành phần khối lượng có ý nghĩa lớn trong công nghiệp thực phẩm.
Trong sản xuất surimi chỉ sử dụng thịt cá, phần xương, vây, đầu... được ủ chua

làm thức ăn gia súc.
1.1.2. Cấu trúc và thành phần hoá học của thịt cá
1.1.2.1. Cấu trúc thịt cá
Thịt cá chiếm phần lớn thể của c¸ ( 40 - 60% ) cã thĨ xem nh­ một hệ
thống keo cấu tạo từ sợi cơ, vách ngăn, và nội mạc cơ [11].


10

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Màng ngăn cÊu t¹o chđ u tõ chÊt keo ( colagen ) và chất sinh keo. Vách
ngăn chia thịt cá thành từng phần. Nội mạc cơ là mô liên kết mềm, nó liên kết
các sợi cơ. Sợi cơ có chiều dài 8,250 - 14,005 mm và chiều ngang 0,100 - 0,325
mm [11].
Sợi cơ do các tơ cơ ( miofibrin ), tương cơ và màng sợi cơ tạo thành, sợi cơ
là đơn vị cơ bản cấu thành cơ thịt. Mỗi sợi cơ còn được bọc bởi một màng rất
mỏng bên trong gọi là màng trong sợi cơ. Sợi cơ có hình thoi, đường kính khoảng
10 - 100 àm. Bên trong sợi cơ dọc theo chiều dài là các tơ cơ xếp song song với
nhau thành các bó giống một khối tế bào, giữa các tơ cơ có một lớp dịch nhầy gọi
là tương cơ. Hai đầu sợi cơ có rất nhiều tổ chức hình sợi mềm đàn hồi do elastin
cấu thành, những sợi elastin đó nối chặt sợi cơ với hai màng ngăn hai đầu và giữ
vững cho các sợi cơ nằm giữa hai màng ngăn. Những sợi elastin này rất bền và
dẻo, vì vậy khi cơ co giÃn quá độ thì các sợi cơ có thể bị đứt mà sợi elastin không
sao. Nhóm sợi cơ liên kết với nhau thành bó cơ bậc nhất, các bó cơ bậc nhất lại
liên kết với nhau thành bó cơ bậc hai, bậc ba
ã Tương cơ: là một dung dịch nhớt có chứa các protein như myoalbumin,
myogen, globulinX, myoglobulin, ngoài ra còn các chất béo và các muối vô cơ

khác. Liên kết của protein trong tương cơ tương đối lỏng lẻo, cơ sở cấu tạo của
tương cơ là mạch polypeptit và mối nối peptit.
ã Tơ cơ ( myofibrillar ) : còn gọi là sợi cơ nguyên, là những sợi rất nhỏ xếp
thành từng bó song song với nhau tạo thành sợi cơ, hai đầu căng ra như dây cung
và dính chặt vào màng ngăn. Đặc điểm cấu tạo của tơ cơ là những đường vân ®Ịu
xÕp xen kÏ víi nhau thµnh vïng tèi I vµ vïng s¸ng Q.


11

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Tơ cơ là do keo đặc cấu trúc như một hình lưới cấu tạo thành. Chất cấu tạo
nên loại keo này là chuỗi protein có những mạch nhánh ngắn nhất ở hai bªn (gèc
R).
R

R

– NH – CH – CO – NH – CH – CO – NH – CH – CO –
R

H×nh 1.1 : Kết cấu tổ chức của thịt cá
Sự sắp xếp của các phân tử protein trong tơ cơ rất chặt chẽ, vì vậy hàm
lượng nước của nó ít hơn tương cơ. Myosin là thành phần cấu tạo chủ yếu của tơ
cơ, tỷ lệ nước trong myosin khoảng 80%. Ngoài myosin trong tơ cơ còn có actin,
actin kết hợp với myosin thành actomyosin, các phân tử myosin trong tơ cơ sắp
xếp theo định hướng. Những phân tử lớn ở trạng thái hình sợi dài của myosin và

12

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

actin cấu tạo thành những kết cấu hình lưới và đàn hồi tốt. Ngoài ra trong tơ cơ
còn có tropomyosin và protein hoà tan khác.
ã Màng cơ: bao gồm màng trong, màng ngoài của sợi cơ, màng tơ cơ, màng
của các bó cơ bậc nhất, bậc hai. Màng cơ do protein hình sợi cấu tạo thành mà
chủ yếu là colagen, elastin, reticulin, ngoài ra còn có lipoproteit, muxin, mucoit.
Protein hình sợi là loại keo đặc có kết cấu hình lưới rất chặt chẽ. Trong
thành phần của tổ chức liên kết có cystin làm cho màng cơ có tính dẻo dai. Nhờ
có cấu trúc hình lưới vững chắc của các màng cơ mà làm cho cấu tạo của tổ chức
cơ thịt cá có độ bền chắc và đàn hồi nhất định.
Sự hình thành nên độ vững chắc của thịt cá không chỉ do màng cơ quyết
định mà là do quan hệ tương hỗ về thành phần, khối lượng giữa các sợi cơ, tơ cơ,
màng trong, màng ngoài sợi cơ, màng ngăn ... và cũng do hàm lượng protein, mỡ,
nước cũng như sự kết hợp giữa chúng.
1.1.2.2. Thành phần hoá học của thịt cá
Thành phần hoá học của cá gồm có: nước, protit, lipit, gluxit, muối vô cơ
và các hoocmon. Những thành phần có hàm lượng tương đối nhiều là nước,
protit, lipit, lượng gluxit thường rất ít và tồn tại dưới dạng glycogen [13].
a. Protein
Thịt cá là những cơ trong đó chứa từ 15 - 22% protein, cã nghÜa lµ protein
chiÕm 50 - 95% chất hữu cơ của thịt [13]. Có hai loại cơ : cơ vân và cơ trơn. Cơ
vân có ở thành ruột và thành mạch máu. Thịt tương ứng với cơ vân.
Tính chất và chất lượng của sản phẩm có liên quan đến protein cơ. Dựa vào

vị trí có thể phân protein cơ thành ba nhóm:


13

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

- Protein của chất cơ ( Sarcoplasmic protein )
- Protein của mô liên kết ( Stroma protein )
- Protein của tơ cơ ( Myofibrillar protein )
ã Protein của mô liên kết ( Stroma protein ) :
Protein của mô liên kết thuộc loại protein khung mạng, là những protein
của mạng, màng sợi cơ, màng ty thể và của mô liên kết. Colagen và elastin là hai
protein chiếm trên 50% lượng protein của khung.
- Colagen : là protein hình sợi, không đàn hồi được, do đó có tác dụng
bảo vệ cơ chống lại sự kéo căng. Tropocolagen là đơn vị cơ sở của colagen, có
chiều dài gần 300nm, đường kính 1,5nm, do ba chuỗi polypeptit cuộn lại thành
xoắn ốc kép ba với bước xoắn 0,9nm. Dưới tác dụng của nhiệt trong môi trường
ẩm, sợi colagen co lại, sau đó bị gelatin hoá do các sợi bị phân ly và do xoắn ốc
kép ba bị duỗi ra, phân tử bị phân huỷ từng phần.
- Elastin : là protein màu vàng, có nhiều trong thành các động mạch.
Phân tử elastingồm - elastin và - elastin nối với nhau bằng rất nhiều cầu đồng
hoá trị. Khi nấu trong nước, elastin chỉ trương lên mà không hoà tan. Nó là
protein rất bền với axit, bazơ và các proteaza khác.
Protein của mô liên kết hầu hết không hoà tan trong nước hay dung dịch
muối và không tham gia tạo thành gel nên colagen cùng với protein tơ cơ không
bị loại bỏ trong quá trình rửa, ép tách nước trong sản xuất surimi. Lượng protein
của mô liên kết chiếm tỷ lệ rất nhỏ so với protein tơ cơ nên sự có mặt của chúng

không ảnh hưởng đáng kể đến khả năng tạo gel của surimi.
ã Protein tơ cơ ( Myofibrillar Protein ) :


14

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Protein tơ cơ chiếm trên 50% lượng protein của cơ, có thể chia thµnh hai
nhãm: protein co rót nh­ myosin, actin vµ protein điều hoà co rút như
tropomyosin, troponin, - elastin, - elastin, protein M, protein C.
- Myosin: ph©n tư myosin gåm sáu tiêu đơn vị, phần hình trụ có chiều
dài gần 120nm và đường kính 1,5nm, phần đầu có cấu trúc xoắn ốc dài chừng
15nm và đường kính 4,5nm. Dưới tác dụng của trypxin phân tử myosin bị cắt
thành hai mảnh:
Myosin nặng ( H-Meromyosin ) có M = 350.000 chứa cái đầu của myosin
có hoạt tính ATPaza, có khả năng cố định được actin và không tạo thành sợi
Myosin nhẹ ( L- Meromyosin ) cã M = 125.000 kh«ng tan trong nước, gần
như toàn bộ có cấu trúc xoắn , có thể tạo thành sợi.

Hình 1.2 : Biểu đồ của phân tử myosin
Myosin có hoạt tính ATPaza, có khả năng tự liên kết thuận nghịch với
actin thành phức myosin - actin.
- Actin: ph©n tư actin cã 374 gèc axit amin. Actin dưới dạng đơn giản chỉ
gồm một chuỗi polypeptit có cấu tróc bËc ba ( G - actin ). Ph©n tư G - actin có
chứa một phân tử ATP và một ion Ca2+. G - actin tù trïng hỵp víi F - actin.

15

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Hình 1.3 : Biểu đồ phân tử actin
- Troponin: là protein phân bè däc theo chiỊu dµi cđa F - actin, cø 39nm
cã mét troponin. Cã ba troponin T, I vµ C có khối lượng phân tử khác nhau.
- Tropomyosin: chứa hai chuỗi peptit có cấu trúc xoắn với 284 gốc axit
amin. Phân tử tropomyosin gắn vào hai sợi F - actin còn bản thân các phân tử
tropomyosin thì gắn đầu đối đầu với nhau bằng liên kết ion.
Protein tơ cơ góp phần vào sự tạo thành gel khi nâng nhiệt. Những protein
này hoà tan trong dung dịch muối NaCl (1 - 8%) nhưng không hoà tan trong
nước. Để tạo gel surimi bằng quá trình gia nhiệt cần thêm muối vào để tăng khả
năng hoà tan và như vậy tăng khả năng phân tán của protein.
ã Protein của chất cơ ( Sarcoplasmic protein ) :
Mioglobin là protein quyết định màu sắc của thịt, cá. Nhóm ngoại của
mioglobin là heme gắn với globin ë gèc histidin cã sè thø tù 93. CÊu trúc bậc ba
có dạng hình cầu được ổn định bởi các cầu muôi, liên kết hydro và liên kết ưa
béo. Nguyªn tư Fe cđa heme liªn kÕt phèi trÝ víi 6 nguyên tử, mỗi nguyên tử sẽ
cho một cặp điện tử ( 4 nguyên tử N của nhân porphyrin, 1 nguyên tử N của vòng
imidazolcủa histidin số 93, vị trí thứ 6 có thể gắn với oxy trong oxymioglobin
hoặc ở trạng thái tự do như trong desoxymioglobin ).


16

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Protein của chất cơ hoà tan trong nước nên được loại bỏ bởi quá trình rửa,
tách nước trong sản xuất surimi. Nếu protein của chất cơ không được loại bỏ sẽ
làm giảm nồng độ protein tơ cơ. Khi gia nhiệt, protein của chất cơ bị biến tính và
làm giảm khả năng tạo gel của surimi [23]. Sự biến tính là sự duỗi mạch của
protein cấu trúc bậc 2, bậc 3 và cấu tróc bËc 4. Sù biÕn tÝnh lµm lé ra bỊ mặt hoạt
động của protein dẫn tới tác động qua lại giữa protein - protein, protein của chất
cơ được giữ lại vµ nh­ vËy lµm cho surimi cã mµu. Sù biÕn tính có thể xảy ra
trong suốt quá trình rửa, tách nước nếu nhiệt độ tăng quá cao. Sự có mặt protein
heme ( hay nguyªn tư Fe cđa heme ) ë surimi đà rửa là chất xúc tác quá trình oxy
hoá lipit ( th­êng lµ photpholipit mµng tÕ bµo ). Sù oxy hoá chất béo góp phần
cho sự biến tính protein tơ cơ và như vậy sẽ làm giảm khả năng tạo gel của nó
[23].
b. Lipit
Chất béo của cá tập trung chủ yếu ở đầu, ruột, da cá nên được loại bỏ hầu
hết qua các công đoạn bỏ đầu, moi ruột và lột da. Tuy nhiên, có lượng nhỏ
photpholipit vẫn còn trong cơ cá mà rất khó loại bỏ trong quá trình rửa.
Photpholipit có độ chưa bÃo hoà cao và thường tiếp xúc với nguyên tử Fe ở vòng
heme của protein tơ cơ nên dễ bị hỏng do quá trình oxy hoá. Quá trình oxy hoá
gây ra mùi không mong muốn và đẩy nhanh sự biến tính protein tơ cơ.
Photpholipit tập trung chủ yếu ở sợi cơ sẫm màu nên việc loại bỏ cơ sẫm màu
trước khi ép tách nước giúp phần nào loại bỏ phần lipit không ổn định này [3].
Chất béo trong surimi không ổn định khi có tiền chất oxy hoá như sắt ( từ
ống nước, thiết bị hay protein heme còn lại ). Quá trình xay và rửa thường hoà
tan một lượng oxy vào surimi nên tạo điều kiện cho quá trình oxy hoá chất béo
xảy ra nhanh chóng. Đối với surimi làm từ thịt cá trắng như cá rô phi thì quá


17

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

trình oxy hoá không phải là vấn đề quan trọng, nhưng đối với thịt cá sẫm màu thì
sự tạo thành peroxyt gây mùi ôi và làm giảm khả năng tạo gel. Trong những
trường hợp như vậy việc thêm những chất chống oxy hoá trong quá trình sản xuất
surimi là rất cần thiết.
c. Muối vô cơ
Muối vô cơ trong động vật thuỷ sản khác nhau theo giống, loài, thời tiết và
hoàn cảnh sống. Nhìn chung lượng tương đối nhiều có Ca, P, Fe, Na, K, Mg, Cl, I
và lượng ít là Al, Mn, Cr, Cu, Pb, Co, Li, Sr.
1.1.2.3. Thành phần hoá học của các phần khác
a. Xương
Trong cá nước ngọt chủ yếu là xương cứng. Lượng chất hữu cơ và vô cơ
trong xương cứng tương đương nhau. Trong chất hữu cơ, ngoài những chất thuộc
loại Pseudoproteit còn có chất béo và leucithin tồn tại trong xương sống. Tỷ lệ
chất béo trong xương cøng d­íi 15% nh­ng cịng cã loµi cao tíi 20% [12].
Muối vô cơ trong xương cứng chủ yếu là photphatcanxi Ca 3 (PO 4 ) 2 , ngoµi
ra cã thĨ còn loại muối kép tồn tại ở dạng 3Ca 3 (PO 4 ) 2 ; CaX ( X ở đây lµ Fe, Cl,
(OH) 2 , CO 3 …). Ngoµi photphatcanxi còn có cacbonatcanxi.
b. Da cá
Nói chung da cá rất mỏng, được chia thành hai lớp. Ngoài cùng của lớp da
là líp sõng rÊt máng, d­íi líp da ngoµi cã nhiỊu tuyến tiết chất nhờn làm cho da
cá được trơn nhớt. Líp trong gäi lµ líp da thËt do rÊt nhiỊu những bó sợi cơ dệt
thành. Giữa lớp da ngoài và líp da thËt cã vÈy bäc.


18

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Da cá có 60 - 70% nước và một ít chất vô cơ, còn lại chủ yếu là protit và
chất béo. Protit của da cá chủ yếu là colagel, elastin, keratin, rutin, globulin, và
albumin, trong đó ở lớp da thật chủ yếu là colagen, còn ở lớp da ngoài là elastin,
keratin, mucin. Mucin là thành phần chủ yếu của chất nhớt.
Vẩy cá là lớp biến hình của lớp da ngoài và lớp da thật, nó có tác dụng bảo
vệ thân cá. thành phần hoá học của vẩy cá cũng giống như xương cá, chất vô cơ
chiếm 50%, trong đó nhiều nhất là photphatcanxi, chất hữu cơ chủ yếu là hợp
chất có đạm, nhiều nhất là colagen.
c. Enzim
Enzim trong cá được chia thành hai nhóm: enzim trong ruột cá và enzim
trong cơ thịt. Enzim tiêu biểu trong thịt cá là proteaza, transglutaminaza ( Tgase )
hoặc cả hai. Hoạt tính của các enzym này khác nhau tuỳ theo chủng loại cá. Các
enzim này đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành đặc tính cấu trúc của sản
phẩm. Enzim proteaza sẽ hydro hoá myosin và protein tơ cơ làm hỏng cấu trúc
của các sản phẩm từ surimi. Enzim TGase xúc tác phản ứng nối kết của myosin
nhờ các cầu nối hoá học linh động không có gốc SO 2 . Kết quả là surimi có hoạt
tính TGase cao có thể làm tăng độ đàn håi, kÕt dÝnh cđa surimi.
• Enzim Transglutaminaza ( Tgase ) :
Là enzim xúc tác phản ứng trùng hợp của protein thông qua sự tạo thành
liên kiết hoá trị giữa các phân tử protein, các liên kết cầu disunfua giữa axit
glutamic và lysin trong protein. Liên kết này làm tăng độ cứng và độ kết dính của
gel surimi.


19

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

ã Enzim proteaza :
- Proteaza trong ruét :
Proteaza ruét cã hai lo¹i: pepsin và trypsin.
Pepsin: là enzim do màng nhầy dạ dày tiết ra. Phân tử lượng của pepsin
khoảng 4.200đvC, điểm đẳng điện pH = 3,7.
Trypsin: là enzim có trong tuỵ tạng. Phân tử lượng của trypsin khoảng
23.800đvC, điểm đẳng điện pH = 10,5. Đa số trypsin hoạt động ở pH tối ưu là 8,
khả năng tác dụng của trypsin khá mạnh với các loại protit, với các phân tử thấp
không chỉ ở mối liên kết peptit mà còn cả liên kết amit và liên kết este. Trypsin
trong động vật thuỷ sản tồn tại ở dang không hoạt động gọi là trypsinogen, chúng
được hoạt hoá bởi enzym enterikinaza.
- Proteaza trong thịt cá:
Proteaza trong thịt cá gồm ba loại : proteaza axit ( Cathepsin ), proteaza
trung tÝnh vµ proteaza kiỊm,
Proteaza axit: Bao gåm Cathepsin A, B, C, D, E, H, L.
Proteaza trung tÝnh: Enzim có tên gọi là Calpain. Enzim tồn tại ở hầu hết
mọi nơi và tồn tại trong tế bào chất hay kết hợp với tơ cơ, là nguyên nhân làm
yếu đi tương tác giữa actin - miosin. Cho đến nay chưa có nhiều nghiên cứu về
calpain trong cơ cá vì thế vai trò của enzim này đối với sản xuất surimi cũng chưa
được nghiên cứu đầy đủ.
Proteaza kiềm: Các enzim kiềm trong cá tồn tại nhiều trong nội tạng và
các màng gân, các enzim này làm giảm khả năng tạo gel đàn hồi ở một nhiệt độ
thích hợp do nó có khả năng phân huỷ hầu hết các protein trong tÕ bµo nh­

20

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

myofibrilla ( protein tơ cơ ), mitochondrial, lyosomal, microsomal và protein
tương cơ. Để giảm hàm lượng proteaza trong thịt cá, tăng khả năng đàn hồi của
gel khi gia nhiệt cần loại bỏ hết các màng gân và ruột.

1.2. Hoá học về surimi
Surimi là sản phẩm truyền thống của các nước Châu á. Cá nguyên liệu tiến
hành rửa, phi lê, xay nhỏ, băm nhuyễn và phối trộn các nguyên liệu phụ, định
hình, xử lí nhiệt, bảo quản được sản phẩm surimi. Surimi nhỏ trước khi băm
nhuyễn nếu được rửa bằng nước đá để loại bỏ các protein hình cầu, chất màu,
chất mùi hoà tan, sau đó rửa nước muối được gọi là surimi [1].
ở Việt Nam các sản phẩm từ surimi là những sản phẩm truyền thống ví dụ
như giò cá, chả cá. Tuy nhiên những năm gần đây nhu cầu về sản phẩm này ngày
một lớn, đặc biệt là nhu cầu xuất khẩu sang thị trường Châu Âu, Nhật BảnTheo
các chuyên gia thực phẩm thì surimi, surimi là các sản phẩm của tương lai. ĐÃ
có một số công trình nghiên cứu về sản phẩm này từ nguyên liệu cá nhám, cá đù,
cá mối, cá basa Trên thực tế Việt Nam hiện đang có triển vọng sản xuất surimi
từ một số loài cá thịt trắng như cá rô phi, cá thác lác [1].
1.2.1. Khả năng tạo gel của surimi
1.2.1.1. Một số nét chung về sự hình thành gel
Cần phân biệt sự tạo gel với các hiện tượng khác tương tự, trong đó cũng
có sự giảm mức độ phân tán của dung dịch protein như sự liên hợp, sự tập hợp, sự
kết tủa, sự kết tụ và sự đông tụ.

21

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Các phản ứng liên hợp protein thường có sự quan hệ với các biến đổi ở
mức dưới đơn vị hoặc ở mức phân tử trong khi các phản ứng trùng hợp hoá hoặc
tập hợp hoá lại tạo ra các phức hợp có kính thước lớn.
Sự kết tủa của protein lại bao hàm tất cả các phản ứng tập hợp có thể dẫn
đến mất từng phần hoặc mất toàn bộ độ hoà tan.
Khi protein không bị biến tính nhưng do giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các
mạch mà dẫn đến các tập hợp không trật tự thì sẽ xẩy ra hiện tượng kết tụ [3].
Các phản ứng tập hợp không trật tự xảy ra do biến tính và các phản ứng
xảy ra do tương tác protein - protein chiếm ưu thế so với tương tác protein - dung
môi sẽ dẫn đến tạo thành một khối hỗn hợp lớn và thô, gọi là sự đông tụ.
ở nhiệt độ thấp, khi gia nhiệt vừa phải, protein biến tính do các cấu trúc
bậc cao bị phá huỷ, mạch protein duỗi ra, tập trung lại gần nhau và tiếp xúc với
nhau và liên kết lại với nhau tạo thành mạng lưới không gian 3 chiều, gọi là sự
tạo gel [13].
1.2.1.2. Điều kiện hình thành gel
Sự ra nhiệt, trong đa số trường hợp là rất cần thiết cho quá trình tạo gel.
Việc làm lạnh sau đó cũng cũng cần thiết và đôi khi một sự axit hoá nhẹ nhàng
cũng có ích. Thêm muối, đặc biệt là ion canxi, có thể cũng cần, hoặc là để tăng
tốc độ tạo gel, hoặc là để tăng độ cứng cho gel.
Nhiều protein có thể tạo gel không cần gia nhiệt mà chỉ cần một sự thuỷ
phân enzim vừa phải, một sự thêm đơn giản các ion canxi hoặc một sự kiềm hoá
kèm theo trung hoà hoặc đưa pH đến điểm đẳng điện ( sản xuất đậu phụ ) [13].

22

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

Trong quá trình chế biến, khi nhiệt độ của khối thịt cá xay cao sẽ dẫn đến
sự phân huỷ protein, ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của protein. Vì vậy, trong
quá trình chế biến cần bảo đảm nhiệt độ của khối thịt cá dưới 100C.
1.2.1.3. Cơ chế tạo gel
Cơ chế tạo gel và các tương tác có liên quan đến việc hình thành mạng
không gian ba chiều, cho đến nay ý kiến này cũng chưa hoàn toàn rõ. Tuy nhiên
có thể nói một cách khái quát sự hình thành gel bởi nhiệt khi protein từ dung dịch
đều qua các bước:
- Giai đoạn phân li thuận nghịch cấu trúc bậc bốn thành các dưới đơn vị
hoặc monome. Giai đoạn này xảy ra khi gia nhiệt vừa phải, các dưới đơn vị, hoặc
các monome tập hợp lại với nhau.
- Giai đoạn biến tính không thuận nghịch các cấu trúc bậc hai, bậc ba:
Các phân tử protein giÃn mạch xuất hiện những nhóm kị nước, nhờ tương tác kị
nước giữa protein - protein làm cho quá trình tập hợp xảy ra liên tục, mặt khác
gia nhiệt làm phơi bày các nhóm SH tạo điều kiện thuận lợi, xúc tiến tạo thành
liên kết disunfur làm tăng cường hệ thống mạng, sự có mặt của các ion canxi tạo
nên liên kết cầu muối giúp cho khung mạng rắn chắc hơn. Trong trường hợp giai
đoạn tập hợp xảy ra chậm hơn so với giai đoạn biến tính thì càng có điều kiện
thuận lợi để các mạch polipeptit đà giÃn mạch từng phần dễ dàng định hướng
trước khi tập hợp lại với nhau, tạo thành tập hợp có trật tự đồng đều, đàn hồi và
không bị tách dịch [13].
1.2.2. Sự chuyển đổi cấu trúc từ hệ sol ( past ) sang dạng gel
Một số nguyên liệu ở dạng hoà tan có khả năng tạo gel khi gia nhiệt như:
tinh bột, lòng trắng trứng, bột nhuyễn surimi Tuy nhiên gel tạo thành không

23

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

thể chuyển về trạng thái ban đầu khi hoà tan trở lại. Ngược lại, một số dịch nóng
như aga - aga, gelatin thì lại có khả năng chuyển về trạng thái cũ khi gia nhiệt.
Tất cả các loại gel nói trên đều chøa mét l­ỵng rÊt lín n­íc. Ng­êi ta cho r»ng
sù chun ®ỉi cÊu tróc tõ hƯ sol sang hƯ gel là nhờ sự hình thành cấu trúc mạng
không gian mà trong đó có ít nhất 3 liên kết cầu nối hay từng đoạn mạch polyme
xoắn kết với nhau tạo thành. Trong gelatin, aga mạng lưới không gian 3 chiều
chủ yếu là liên kết hydro, liên kết này sẽ bị đứt khi gia nhiệt. Khi để nguội các
liên kết này sẽ tái hợp và hình thành gel [13].
1.2.3. Sự hình thành hệ khung mạng protein trong gel
Có 4 loại liên kết chính tham gia vào sự hình thành mạng không gian : liên
kết hidro, liên kết cầu muối, liên kết cầu disunfua và các tương tác kị nước [12].
1.2.3.1. Liên kết hydro
Là liên kết được hình thành giữa các nhóm peptit, giữa nhóm OH của
serin, treonin hoặc tirozin với các nhóm COOH cuả glutamic hoặc của aspatic.
Đây là liên kết yếu, nhiệt độ càng thấp thì liên kết càng được củng cố và tăng
cường [12].
1.2.3.2. Liên kết cầu muối
Là liên kết được hình thành do các lực hút tĩnh điện của các nhóm tích
điện trái dấu ( giữa các nhóm tích điện âm COO- với Na+, và nhóm tích điện
dương NH 3 + và ion Cl- ), hoặc giữa các nhóm tích điện cùng dấu thông qua
các ion đa hoá trị Ca2+ [12].

24

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nguyễn Thị Thu Hiền

1.2.3.3. Liên kết cầu disunfua
Là liên kết giữa các mạch peptit nhờ cầu S S . Liên kết này tạo
cho gel tính bất thuận nghịch [12].
1.2.3.4. Các tương tác kị nước
Liên kết tạo ra do tương tác giữa các nhóm kị nước ( ưa béo ). Tương tác kị
nước được tăng cường khi nhiệt độ tăng [12].
1.2.3.5. Các liên kết khác
Các nghiên cứu mới đây cho thấy các phản ứng liên kết chéo cộng hoá trị
có liên quan đến hiện tượng tạo gel. Liên kết chéo cộng hoá trị xảy ra ở pH = 7
và hàm lượng muối NaCl lớn hơn 0,3M. Phản ứng liên kết chéo xảy ra tối ưu nhất
ở nhiệt độ tốt nhất cho việc tạo gel và với vận tốc tương ứng với vận tốc tạo gel.
Ngoài ra, việc tạo ra các nút lưới trong gel cũng có thể do các liên kết tĩnh điện,
liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện trái dấu.

1.3. Sự phát triển của ngành sản xuất các sản phẩm mô phỏng gốc
surimi
Hiện nay, cùng với sự phát triển đa dạng và mạnh mẽ của công nghệ thực
phẩm nói chung, ngành sản xuất surimi nói riêng đà được định hình và trưởng
thành trên toàn thế giới. Sự phát triển của nó trong tương lai phụ thuộc vào khả
năng quản lý nguồn lợi, vào việc tìm kiếm mở rộng thị trường và vào sức sáng tạo
của các nhà sản xuất.
1.3.1. Trên thÕ giíi