Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh thịt của đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CƠNG NGHỆ SINH HỌC

ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HĨA SINH THỊT CỦA ĐỎ CÁ NGỪ
ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG SẢN XUẤT BỘT DINH DƯỠNG

Người hướng dẫn: TS. BÙI XUÂN ĐÔNG
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ NGHĨA
Số thẻ sinh viên: 107120261
Lớp: 12SH

Đà Nẵng, 5/2017

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa, GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang i


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản x́t bợt dinh dưỡng

TĨM TẮT
Tên đề tài: Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh thịt của đỏ cá ngừ định hướng ứng
dụng sản xuất bột dinh dưỡng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Nghĩa
Số thẻ SV: 107120261.

Lớp: 12SH.
Tóm tắt: Thịt đỏ cá ngừ là phụ phẩm của ngành công nghiệp chế biến cá ngừ.
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh thịt đỏ cá ngừ có hàm lượng protein cao, tuy nhiên
hiện nay chưa được quan tâm nghiên cứu để chế biến thành các sản phẩm có giá trị gia
tăng. Mục đích của nghiên cứu này là xác định được đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá
ngừ, cụ thể nhóm nghiên cứu đã xác định thành phần khối lượng nguyên liệu cá ngừ,
xác định thành phần hóa học của thịt đỏ cá ngừ ờ. Sau đó khảo sát các yếu tố ảnh
hưởng tới quá trình tự phân thịt đỏ cá ngừ ồ như pH, nhiệt độ, thời gian phản ứng tự
phân để thu hồi dịch đạm. Đã xác định được điều kiện thích hợp cho q trình tự phân
là pH=4,5, nhiệt độ 350C, tỷ lệ nước : nguyên liệu là 1:2, thời gian tự phân là 6 giờ khi
đó thu được dịch đạm với hiệu suất là 30,12%
Từ khóa: Thịt đỏ cá ngừ; dịch đạm; protease; cá ngừ ồ (Auxis rochei); tự phân
(autolysis)
Abstract: Tuna red meat is a by-product of the tuna processing industry it has
not been studied for processing into value products. The purpose of this study was to
determine the biochemical characteristics of tuna red meat. Specifically, the team
identified the composition of tuna raw material, determining the chemical composition
of tuna red meat. Then investigate the factors that affect tuna red meat processing such
as pH, temperature, hydrolysis time to get hydrolysed protein liquid. The appropriate
conditions for hydrolysis were pH = 4.5, temperature of 350C, the rate of water and
red meat was 1: 2, After 6 hours hydrolysis. The hydrolysis efficiency is 30.12%.
Key word: Red meat, protein liquid, protease enzyme, bullet tuna, autolysis.

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang ii

Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

CỢNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
Đợc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Nghĩa
Số thẻ sinh viên: 107120261
Lớp: 12SH
Khoa: Hóa
Ngành: Cơng nghệ Sinh Học
1. Tên đề tài đồ án:
Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất
bột dinh dưỡng
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Ngun liệu: Cá ngừ ờ (Auxis rochei)
Hóa chất: Sử dụng các hóa chất chuẩn dùng trong phân tích
4. Nợi dung các phần thuyết minh và tính toán:
• Tởng quan tài liệu về vấn đề nghiên cứu
• Nợi dung khảo sát:
- Xác định được khối lượng thịt đỏ cá ngừ so với cá ngừ nguyên con
- Xác định được thành phần hóa học của thịt đỏ cá ngừ
- Xác định được định hoạt độ hệ enzyme protease
-

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới mức đợ q trình thủy phân: pH, nhiệt độ,

-

thời gian phản ứng, tỷ lệ phối trợn ngun liệu: nước
Kiểm chứng thí nghiệm và sản xuất thử dịch đạm

• Rút ra các kết luận
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
Các bản vẽ và đồ thị được trình bày theo quy định chung
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Bùi Xuân Đông
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
01/03/2017
8. Ngày hoàn thành đồ án:
20/05/2017
Đà Nẵng, ngày 01 tháng 03 năm 2017
Trưởng Bộ môn
Người hướng dẫn

TS. Lê Lý Thùy Trâm

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

TS. Bùi Xuân Đông

Trang iii

Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 3 tháng thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu đặc điểm
hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng sản xuất bột dinh dưỡng”, đến nay em đã cơ
bản hoàn thành đề tài của mình so với mục tiêu đã đề ra.
Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn chân thành và sâu sắc
đến thầy Bùi Xuân Đông, người đã tận tình hướng dẫn, dìu dắt và giúp đỡ em trong
suốt q trình nghiên cứu và hồn thành đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn ban Giám hiệu Trường Đại học Bách Khoa Đà
Nẵng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hồn thành đờ án tốt nghiệp này. Bên cạnh
đó, em xin gửi lời cảm ơn tới ThS. Võ Công Tuấn và ThS. Phạm Thị Kim Thảo nhân
viên tại phịng thí nghiệm Cơng nghệ Sinh học, những người đã giúp đỡ em rất nhiều
trong suốt thời gian nghiên cứu tại phịng thí nghiệm. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc tới Ban chủ nhiệm Khoa Hóa, các thầy cơ và các bạn sinh viên Bộ môn Công
nghệ Sinh học đã tạo điều kiện, giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Bên cạnh đó, con xin cám ơn những người thân trong gia đình đã tạo điều kiện
đợng viên về tinh thần, giúp đỡ con về vật chất trong suốt quá trình học tập tại trường
và hoàn thành bản luận văn này.
Với lòng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu đó!
Đà Nẵng, tháng 5 năm 2017.

Nguyễn Thị Nghĩa

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang iv


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng em. Các số liệu và kết
quả nêu trong luận văn là trung thực.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Nghĩa

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang v


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................1
1.1.
1.1.1.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ........................................................1
Nghiên cứu trong nước ............................................................................1

1.1.2.
1.2.
1.2.1.

Nghiên cứu nước ngoài ............................................................................3
Sự tự phân của protein trong cá .........................................................................5
Enzyme cathepsin ....................................................................................6

1.2.2.

Enzyme calpain ........................................................................................6

1.2.3.

Enzyme collagenase .................................................................................6

1.3.
Những yếu tố ảnh hưởng đến q trình tự phân ................................................7
1.3.1.
Nhiệt đợ....................................................................................................7
1.3.2.
pH.............................................................................................................7
1.3.3.
Lượng muối .............................................................................................7
1.3.4.
Diện tích tiếp xúc .....................................................................................7
1.3.5.
Chất hoạt hóa và chất kìm hãm enzyme ..................................................8
1.3.6.
Tỷ lệ nước ................................................................................................8

1.3.7.
Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình thủy phân ....................................8
1.4.
Phương hướng ứng dụng bợt dinh dưỡng protein ..............................................8
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ..........................................................10
2.1.
Nguyên liệu ......................................................................................................10
2.2.
Phương pháp nghiên cứu .................................................................................11
2.2.1.
Xác định thành phần khối lượng các cơ quan của cá ngừ ồ ..................11
2.2.2.
Xác định thành phần hóa học cơ thịt đỏ cá ngừ.....................................11
2.2.3.
Xác định hoạt đợ hệ enzyme protease ...................................................12
2.2.4.
Thí nghiệm xác định điều kiện thích hợp để thực hiện phản ứng tự phân
thịt đỏ cá ngừ ...............................................................................................................12
2.2.5.
Thử nghiệm sản xuất dịch đạm ở điều kiện tối thích ............................15
2.3.
Máy móc, dụng cụ thí nghiệm .........................................................................16
2.4.
Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................16
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 17
3.1.
Kết quả xác định thành phần các cơ quan của cá ngừ ờ ..................................17
3.2.
Kết quả phân tích thành phần hóa học của thịt đỏ cá ngừ ...............................19
3.3.

Kết quả xác định hoạt độ hệ enzyme protease .................................................19
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang vi


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

3.4.

Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tự phân (autolysis) ........20

3.4.1.
3.4.2.
3.4.3.

Ảnh hưởng của pH mơi trường ..............................................................20
Ảnh hưởng của nhiệt độ.........................................................................22
Ảnh hưởng của thời gian phản ứng .......................................................24

3.4.4.
3.5.

Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn nguyên liệu: nước .................................25
Kết quả thí nghiệm kiếm chứng sản xuất thử dịch đạm .................................27

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 28
4.1.

Kết luận ............................................................................................................28
4.2.
Kiến nghị ..........................................................................................................29
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................29
PHỤ LỤC 1 ...................................................................................................................32
PHỤ LỤC 2 ...................................................................................................................34

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang vii


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1: Thành phần thịt đỏ cá ngừ ồ .........................................................................19
Bảng 3.2: Tính cảm quan của các mẫu dịch đạm ở các mức pH khác nhau .................20
Bảng 3.3: Tính cảm quan của các mẫu dịch đạm thu được ở các mức nhiệt độ khác
nhau ...............................................................................................................................22

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang viii


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Thịt đỏ cá ngừ ................................................................................................ 11
Hình 2.2: Thành phần cá ngừ ........................................................................................11
Hình 2.3: Sơ đờ bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp cho quá trình thủy phân ......13
Hình 2.4: Sơ đờ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt đợ thích hợp cho q trình thủy phân
.......................................................................................................................................13
Hình 2.5: Sơ đờ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thích hợp ....................................14
Hình 2.6: Sơ đờ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nguyên liệu: nước thích hợp cho q
trình thủy phân ...............................................................................................................14
Hình 2.7: Sơ đờ thủy phân thịt đỏ cá ngừ ......................................................................16
Hình 3. 1: Thành phần ngun liệu ...............................................................................18
Hình 3.2: Thịt đỏ cá ngừ ờ.............................................................................................19
Hình 3.3: Phản ứng enzyme ..........................................................................................19
Hình 3.4: Đường chuẩn Tyrsosine ................................................................................20
Hình 3.5: Mức độ thủy phân protein của thịt đỏ cá ngừ với các mức pH khác ............21
Hình 3.6: Hàm lượng ni-to amin của dịch đạm ở các mức pH khác nhau ..................22
Hình 3.7: Hiệu suất thủy phân của thịt đỏ cá ngừ với các mức nhiệt đợ ......................23
Hình 3.8: Hàm lượng ni-to amin của dich thủy phân với nhiệt độ thay đởi .................23
Hình 3.9: Mức đợ thủy phân protein của thịt đỏ cá ngừ với các mức thời gian khác
nhau ...............................................................................................................................24
Hình 3.10: Hàm lượng ni-to amin của dịch đạm ở các mức pH khác nhau .................25
Hình 3.11: Mức đợ thủy phân protein thịt đỏ cá ngừ khi thay đổi tỷ lệ phối trợn ngun
liệu: nước .......................................................................................................................26
Hình 3.12: Hàm lượng ni-to amin của dịch thủy phân với tỷ lệ nguyên liệu: nước khác
nhau ...............................................................................................................................26
Hình 3.13: Mẫu dịch đạm từ thịt đỏ cá ngừ ồ (a –mẫu chưa ly tâm; b-mẫu sau ly tâm)
.......................................................................................................................................27

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang ix


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Cá ngừ là mợt trong những loại thủy sản có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế
cao. Sản phẩm từ cá ngừ đa dạng như tươi sống (sashimi), đơng lạnh, đóng hợp và
xơng khói. Ngun liệu cá sau khi sản xuất ra các mặt hàng trên phần cơ thịt đỏ loại ra
có thể lên đến 20% tổng trọng lượng của nguyên liệu [1]. Hiện tại, lượng thịt này được
sử dụng làm thức ăn chăn nuôi hoặc bán ra các đầu mối bán lẻ tại chợ với giá thành rất
rẻ từ 4.000 – 5.000 đ/kg. Màu sắc của cơ thịt đỏ cá ngừ được tạo thành chủ yếu là do
các hợp chất mang màu mà chủ yếu là myoglobin (Mb) và hemoglobin (Hb). Cơ thịt
đỏ này dễ bị biến đổi thành màu tối do sự oxi hóa nguyên tử sắt (Fe) trong nhóm hem
của protein khi tiếp xúc với oxy để hình thành dạng metMb (Mb-Fe3+) có màu nâu
khơng mong muốn [1]. Các nhà máy chế biến cá ngừ tại các tỉnh thành trong cả nước
thực sự vẫn còn đang lúng túng chưa tìm được giải pháp hiệu quả để tận thu lượng thịt
đỏ này để sản xuất các mặt hàng có giá trị kinh tế, đảm bảo an toàn chất lượng. Trong
khi đó chưa có mợt cơng trình nào nghiên cứu mợt cách bài bản và có hệ thống giải
quyết vấn đề này tận thu được lượng protein giá trị từ cơ thịt đỏ trong sản xuất cá ngừ
để tạo ra các thực phẩm có giá trị dinh dưỡng.
Mục đích của nghiên cứu này là xác định được đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá
ngừ. Từ đó tìm ra các điều kiện thích hợp để tiến hành phản ứng tự thủy phân thịt đỏ
cá ngừ định hướng sản xuất dịch đạm.
2. Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được khối lượng thịt đỏ cá ngừ so với cá ngừ nguyên con
- Xác định được thành phần hóa học của thịt đỏ cá ngừ
- Xác định được định hoạt độ hệ enzyme protease
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất q trình thủy phân: pH, nhiệt đợ,
thời gian phản ứng, tỷ lệ phối trợn ngun liệu: nước
- Kiểm chứng thí nghiệm và sản xuất thử dịch đạm
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Nguyên liệu thịt đỏ cá ngừ được lấy mẫu từ chợ Hòa Khánh, quận Liên Chiểu,
TP. Đà Nẵng
3.2. Phạm vi nghiên cứu

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang ix


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

- Thịt đỏ cá ngừ sau khi tách ra từ fillet được đưa vào túi PE, bảo quản ở tủ
đông -22°C.
- Thịt đỏ cá ngừ sau khi được rã đơng thì tiến hành đem xay và đem đi nghiên
cứu quá trình tự thủy phân. Sau đó xác định các điều kiện ảnh hưởng đến q trình
thủy phân thơng qua hiệu suất thủy phân và sự tích tự ni-tơ amin trong dịch đạm thu
được.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp vật lý
Xác định nhiệt độ: Dùng nhiệt kế để xác định nhiệt đợ trong q trình thủy

phân protein từ cơ thịt đỏ các ngừ.
4.2. Phương pháp hóa lý
Xác định pH: Dùng máy đo pH để xác định pH môi trường phản ứng enzyme.
4.3. Phương pháp hóa sinh
- Xác định hàm lượng protein theo TCVN 3705-90.
- Xác định hàm lượng chất béo (lipit) theo TCVN 3703 : 2009.
- Xác định hàm lượng nước (độ ẩm) theo TCVN 3700- 90.
- Xác định hàm lượng tro theo TCVN 9474:2012.
- Xác định hoạt lực protease theo phương pháp Anson cải tiến.
- Xác định hàm lượng nitơ amin – amoniac bằng TCVN 3707 –1990.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Làm cơ sở khoa học cho việc định hướng sử dụng hiệu quả nguồn cơ thịt đỏ
cá ngừ để sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng, đờng thời hạn chế việc ô nhiễm
môi trường.
- Lựa chọn phương pháp và điều kiện tối ưu để thu nhận được dịch thủy phân
protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ trên cơ sở kích hoạt hệ enzyme protease nội tại.
6. Kết cấu đồ án
Đồ án gờm các phần sau:
Tóm tắt
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng biểu, hình vẽ
Mở đầu
Chương 1: Tởng quan tài liệu
Chương 2: Vật liệu và phương pháp
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang x


Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh của thịt đỏ cá ngừ định hướng ứng dụng sản xuất bột dinh dưỡng

Chương 3: Kết quả và thảo luận
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang xi


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.

Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước

1.1.1. Nghiên cứu trong nước
Mợt số nghiên cứu liên quan tới vấn đề đặt ra của luận văn được thực hiện ở
điều kiện trong nước như sau:
Theo Nguyễn Trọng Cẩn thì có thể sản xuất dịch đạm thủy phân từ nguyên liệu
cá bằng cách sử dụng Aspergillus Orizae hoặc vi khuẩn. Khi sử dụng mốc Aspergillus
Orizae để thủy phân thịt cá thì trong mốc này có chứa hệ enzyme protease như
innulase, imetase, asparaginase, glutaminase, proteolytic. Những enzyme này có tác

dụng thủy phân trong điều kiện thích hợp là:
- Nhiệt độ 37-410C
- pH = 6-8
- Tỉ lệ nấm mốc thường sử dụng là 3-4% so với nguyên liệu.
Thời gian thủy phân tùy thuộc vào mức độ hoạt động của nấm mốc và yêu cầu
hàm lượng đạm của sản phẩm. Đối với sản xuất nước mắm, thời gian thủy phân từ 1015 ngày thì thu được chượp chín.
Lượng muối bở sung vào quá trình thủy phân thường từ 4-6% để tránh thối rữa.
Nếu bổ sung một lượng muối cao hơn thì protease của mốc bị ức chế, khơng hoạt
đợng.
Dịch thủy phân xong đem đi lọc. Dịch lọc để riêng. Bã lọc dùng nước rửa từ 23 lần, nước rửa có thể cho chung vào dịch lọc, hỗn hợp này đem đun sơi, vớt bọt thì
thu được dịch đạm thủy phân.
Sản xuất dịch đạm thủy phân từ nấm mốc có thể có những nhược điểm sau:
- Dịch đạm khơng có hương thơm, dễ bị đắng, có thể là do xác vi sinh vật cịn
tờn tại, hoặc do các loại muối canxi, ma-giê có trong muối ăn.
- Dịch đạm dễ bị chua, có nhiều ngun nhân: có thể do lượng tinh bợt mà mốc
sử dụng khơng hết trong q trình chế biến lên men lactic, có thể do các acid bay hơi
hình thành khi cá bị ươn [2].
Năm 1997, Vũ Xuân Dũng đã thực hiện nghiên cứu “Phân lập, lựa chọn chủng
vi khuẩn chịu kiềm, chịu mặn, chịu nhiệt có hoạt tính protease cao và thăm dò khả
năng ứng dụng vào quá trình sản xuất nước mắm ngắn ngày”. Kết quả đã tuyển chọn
được chủng vi khuẩn có đầy đủ những đặc tính trên và xác định đó chính là Bacillus và
kí hiệu là Bacillus D15. Sử dụng chủng Bacillus D15 vào sản xuất nước mắm với nồng
độ bổ sung 5% dịch nuôi cấy vào chượp cá. Sau 30 ngày thủy phân thì hàm lượng niSVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 1


tơ toàn phần nước mắm đạt 22,6g/kg, ni-tơ formol đạt 12,7 g/kg, ni-tơ amin đạt 7,5

g/kg. Dịch lọc từ chượp sau 30 ngày đạt những tiêu chuẩn của chượp chín và đạt
những chỉ tiêu chất lượng về cảm quan của nước mắm.
Trong cơng trình “Nghiên cứu tách chiết protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ bằng
phương pháp điều chỉnh pH” (2012) của Phạm Thị Hiền đã đưa ra được ảnh hưởng
của pH, nhiệt độ, thời gian chiết, tỷ lệ dung môi và nguyên liệu lên hiệu quả tách chiết
protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ. Hiệu suất thu hồi protein cao nhất tại pH = 13, thời gian
chiết 1h, nhiệt độ dung môi chiết 30oC, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết = 1/10 [1].
Cũng trong năm 2012 cơng trình “Sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu
cá ngừ vây vàng bằng protease thương mại” của Nguyễn Thị Mỹ Hương đưa ra sản
phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng enzyme Protamex 0,5% ở nhiệt
độ 45oC và pH tự nhiên trong thời gian 6 giờ với tỉ lệ nước/nguyên liệu là 1:1. Kết quả
nghiên cứu đã chỉ ra độ thủy phân và tỉ lệ thu hồi nitơ trong sản phẩm thủy phân tăng
lên cùng với sự tăng thời gian thủy phân. Sau 6 giờ thủy phân, độ thủy phân đã đạt
được 30,1% và tỉ lệ thu hồi nitơ là 85,1%. Sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ
vây vàng có hàm lượng protein 88,2%, lipit 1,4% và tro 8,3%. Sản phẩm thủy phân
protein này có hàm lượng axít amin khơng thay thế cao [3].
Năm 2013, Lý Thị Minh Phương trong cơng trình “Nghiên cứu sản x́t chế
phẩm dịch thủy phân từ thịt hàu biển dùng trong thực phẩm” đã sử dụng enzyme
Allzyme FD thu từ nấm mốc Aspergillus niger và các điều kiện khác như: nhiệt đợ,
thời gian, chất phịng thối với các tỷ lệ khác nhau để thủy phân thịt hàu. Kết quả tối ưu
đạt được tỷ lệ enzyme bổ sung: 0,32%, muối: 1,5%, ethanol: 6%, nước:20%, nhiệt đợ:
560C, thời gian: 8 giờ thì dịch thủy phân có hàm lượng Naa cao nhất 3,236 mg/g. Chất
lượng của chế phẩm này đạt tiêu chuẩn về giá trị cảm quan và mang đầy đủ các thành
phần hóa học cần thiết, có nhiều khả năng ứng dụng trong y tế hoặc bổ sung vào
những mặt hàng thực phẩm khác làm tăng giá trị dinh dưỡng tác dụng tốt đối với sức
khỏe người tiêu dùng [5].
Năm 2014, Trần Thanh Trúc và cợng sự đã thực hiện cơng trình “Nghiên cứu
khả năng thủy phân dịch protein của thịt đầu tôm sú bằng enzyme protease nội tại”.
Thông qua nội dung nghiên cứu, xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tự thủy
phân protein như thời gian thủy phân thích hợp, ảnh hưởng của pH đến môi trường

thủy phân. Đặc biệt, điều kiện tiền xử lý nhiệt nhằm kích hoạt hệ enzyme protease nội
bào. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, thời gian thủy phân protein tốt nhất, dịch thủy
phân khơng có mùi lạ là 8 giờ, đờng thời, q trình thủy phân protein đạt tốt nhất khi
điều chỉnh pH môi trường là 9, kết hợp với thông số tối ưu của điều kiện tiền xử lý
nhiệt nguyên liệu là 50,73 oC và thời gian là 4,43 phút [7]
.
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 2


Cũng trong năm 2014, Nguyễn Thị Mỹ Hương trong nghiên cứu “Thành phần
dinh dưỡng của các sản phẩm thủy phân từ đầu và xương cá chẽm (Lates calcarifer)
bằng enzyme Flavourzyme” đã tiến hành thủy phân đầu và xương cá chẽm (Lates
calcarifer) bằng enzyme Flavourzyme với tỉ lệ enzyme 0,5% so với nguyên liệu, tỉ lệ
nước : nguyên liệu là 1:1, q trình thủy phân được thực hiện ở nhiệt đợ 50°C, pH tự
nhiên (6,5) trong thời gian 6 giờ. Kết quả nghiên cứu cho thấy bợt thủy phân protein
có hàm lượng protein cao (81,5%), hàm lượng lipit thấp (1,80%) và hàm lượng tro
7,40%. Bợt protein khơng tan có hàm lượng protein 67,3%, hàm lượng lipit 16,5% và
hàm lượng tro 6,90%. Bợt thủy phân protein và bợt protein khơng tan có giá trị dinh
dưỡng cao với các axit amin không thay thế. Dầu cá từ đầu và xương cá chẽm giàu
axit béo omega 3 (26,18%), đặc biệt là axit docosahexaenoic (DHA) và axit
eicosapentaenoic (EPA) [4].
Năm 2015, cơng trình “Nghiên cứu ứng dụng enzyme protamex để thủy phân
cá trích (Sardinella Gibbosa) thu dịch đạm” của Trần Thị Bích Thủy đưa ra điều kiện
thủy phân thích hợp để thu dịch đạm giàu acid amine từ protein của cá trích bằng
enzyme Protamex: nhiệt đợ thủy phân 500C , tỷ lệ enzyme so với cơ chất 0,5% và thời
gian phản ứng là 6 giờ. Sau 6 giờ thủy phân, độ thủy phân đạt 70,87%, hiệu suất thu

hời đạt 60,66%. Sản phẩm thủy phân có giá trị dinh dưỡng cao, giàu acid amine không
thay thế (chiếm 64,6% tởng lượng acid amine) [6].
Hiện nay, các cơng trình nghiên cứu về thịt đỏ cá ngừ vẫn cịn ít, chưa tồn
diện. Nghiên cứu q trình thủy phân cơ thịt đỏ cá ngừ bằng enzyme protease nợi tại
vẫn chưa có.
1.1.2. Nghiên cứu nước ngoài
Để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người về “thực phẩm phân
tử”, nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme thủy phân
protein, dựa trên tính năng của các protease, để sản xuất ra một loại thực phẩm giàu
dinh dưỡng và dễ hấp thụ, đó là dịch protein thủy phân.
Ling Lin Liu và CS (1979) đã sản xuất dịch đạm thủy phân từ cá bằng enzyme
pepsin, nhưng các tác giả lại khơng sử dụng chế phẩm enzyme có sẵn trên thị trường
mà chỉ chiết lấy dịch thô enzyme từ dạ dày lợn để giảm chi phí sản xuất. Tuy nhiên,
chất lượng sản phẩm chưa cao vì enzyme có chứa nhiều tạp chất [20].
Ở Anh, J.Y.Imm và C.M.Lee (1999) đã nghiên cứu sản xuất bột gia vị thủy sản
từ cá tuyết Urophycis chuss bằng enzyme thủy phân. Tại điều kiện pH tự nhiên của cá
(6.8) và tỷ lệ nước/cá là 2/5, tác giả cịn bở sung thêm 1,5% NaCl và 0,4% Sodium
Tripolyphosphate (STPP) để cải thiện chất lượng của gia vị bằng cách loại bỏ vị đắng
và mùi tanh đặc trưng của cá [21].
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 3


Để thủy phân protein có hiệu suất cao thì trước tiên phải lựa chọn nguồn
enzyme một thành phần, đồng thời lại có thể thu hời được mợt lượng đáng kể enzyme
đã sử dụng. Chervan, Munir và CS cũng đã sử dụng enzyme một thành phần là
enzyme alkaline. Sử dụng enzyme một thành phần vừa không làm giảm hiệu suất thủy

phân, đờng thời sau q trình thủy phân có thể thu hời lại enzyme mà hoạt tính của nó
khơng bị ảnh hưởng [22].
Ở Pháp, Guerard F. (2002) đã ứng dụng công nghệ enzyme trong sản xuất dịch
đạm thủy phân từ phế thải của nhà máy sản xuất cá hộp. Theo tác giả, dịch thủy phân
protein cá (FPH) đang ngày càng thu hút sự quan tâm vì khả năng ứng dụng của chúng
như mợt ng̀n peptit có hoạt tính sinh học hoặc như nguồn cơ chất nitơ để chuẩn bị
môi trường lên men vi sinh vật. Các phế thải của nhà máy chế biến cá hộp được thủy
phân với enzyme protease thương phẩm “Umamizyme”. Quá trình thủy phân enzyme
được tiến hành trong bình lên men 1 lít, ở pH 7 nhiệt đợ 45°C. Các yếu tố ảnh hưởng
đến quá trình thủy phân được nghiên cứu (tỷ lệ enzyme/cơ chất protein thay đổi trong
khoảng từ 0,1 đến 1,5% (w/w), mức độ thủy phân protein, hàm lượng nitơ giải phóng
ra, trọng lượng phân tử của peptit. Mức độ thủy phân trên 22,5% nhận được khi tỷ lệ
enzyme/cơ chất là 1,5%, sau 4 giờ thủy phân. Đã xác định được đường thẳng tuyến
tính giữa mức độ thủy phân và hàm lượng nitơ thu hồi. Nhân tố giới hạn quá trình thủy
phân được rút ra từ kết quả thí nghiệm là nhiệt đợ 45°C và pH 7. Các kết quả thí
nghiệm cũng cho thấy khi thủy phân phế thải của q trình chế biến cá hời, enzyme
“Umamizyme” có hiệu quả thủy phân tương đương với enzyme Alcalase® 2, 4L. Tuy
nhiên, tính ởn định của enzyme Umamizyme thấp hơn enzyme Alcalase® 2,4L [23].
Sofiane Ghorbel và cợng sự (2004) tạo mơi trường cung cấp nitơ cho q trình
ni Rhizopus oryzae đã sử dụng dịch thủy phân từ cá mòi bằng cách cho thủy phân
nguyên liệu cá mòi bằng enzyme Alcalase ở pH 8.0 và 60oC, thời gian phản ứng thủy
phân là 3 giờ. Kết quả chỉ ra rằng nguồn nitơ từ cá tạo điều kiện cho R.oryzae phát
triển tốt và tạo ra sản phẩm lipase tốt hơn so với peptone, từ đó chỉ ra rằng dịch thủy
phân từ cá có thể ứng dụng trong q trình cơng nghiệp lên men [24].
Ở Mỹ, Le Blanc và cs (2005) đã thủy phân cá ngừ (Katsuobushi oligopeptide –
KO) làm tăng hương vị của bợt gia vị và có thể được sử dụng để thay thế muối trong
thực phẩm và đồ uống. Đây là một trong những ứng dụng của Mỹ để sản xuất bợt gia
vị có hàm lượng dinh dưỡng cao [25].
Anusha G.P và cộng sự (2007) cũng đã tiến hành nghiên cứu thu nhận dịch
thủy phân từ cá Mecluc Thái Bình Dương. Các điều kiện thủy phân khác nhau đã được

thực hiện bao gồm tự thủy phân (1 giờ ở 52oC và pH 5,5), hoặc bằng bổ sung các
enzyme thương mại như Validase ® BNP hay Flavourzyme 500® L. Dịch thủy phân
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 4


thu được từ loài cá này được chứng minh là có hoạt tính kháng ơxy hóa [26].
Ở Malaysia, S.Y.YU, L.K.Tan đã sử dụng enzyme alkalase 0.61 để sản xuất
dịch đạm thủy phân từ cá rô phi Oreochromis mossambicus. Điều kiện thủy phân cho
hiệu suất cao là ở nhiệt độ 50 0C, pH là 8,0, với tỷ lệ một phần nước và một phần thịt
cá; tỷ lệ enzyme và cơ chất là 1:50. Sau khi đã trung hòa, dịch thuỷ phân được thu hồi
và làm nguyên liệu sản xuất bánh quy “Keropok” [27].
Năm 2010, Mahmoudreza Ovissipour và cộng sự, đã tạo dịch thủy phân từ nội
tạng cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) đạt được tỷ lệ protein tương đối cao
(72,34%) và lipid thấp (1,43%) với tỷ lệ hiệu quả trong phân giải protein từ nội tạng cá
ngừ là 2,85-5,35. Bằng cách thủy phân trong điều kiện tối ưu (hoạt độ enzyme, nhiệt
độ và thời gian thủy phân), đã nghiên cứu là ở nhiệt độ 60,4 oC, thời gian 90,25 phút
và hoạt độ của protease (Alcalase 2,2L) là 70,22 AU/kg protein [28].
Trong báo cáo năm 2012 của Faouzi Ben Rebah và Nabil Miled đã chỉ ra rằng
các sản phẩm loại bỏ trong q trình sản xuất chế biến thủy sản là mợt nguồn cung cấp
dinh dưỡng tuyệt vời cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong quá trình
sản xuất enzyme, mà có thể thay thế những mơi trường có chi phí cao do phải cung
cấp các yếu tố tăng trưởng trong môi trường. Việc sử dụng phụ phẩm từ công nghiệp
chế biến thủy sản vừa giải quyết được vấn đề về ô nhiễm môi trường vừa là nguồn
cung cấp môi trường cho các vi sinh vật, các phụ phẩm (đầu, nội tạng, nước thải,…) đã
được sử dụng và thử nghiệm làm môi trường phát triển cho các vi sinh vật sản xuất
enzyme như protease, lipase, chitinolytic và enzyme ligninolytic đã bước đầu cho thấy

có nhiều lợi thế trong quá trình sản xuất enzyme như năng suất cao, kỹ thuật đơn giản,
giảm nhu cầu năng lượng và chi phí sản xuất [29].
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy, cơng nghệ enzyme có thể xúc tác
cho q trình chuyển hóa các ngun liệu giá trị thấp (cá tạp kém giá trị, phế phụ
phẩm tôm, cá, ...) thành mợt loại thực phẩm chức năng có giá trị cao gấp nhiều lần.
Ứng dụng enzyme để thủy phân protein sẽ triệt để hơn, thu được dịch đạm thuỷ phân
có chất lượng cao do tạo ra được nhiều các peptit và acid amin có thành phần, tỷ lệ cân
đối để bở sung vào các thực phẩm khác cho người. Dịch đạm thuỷ phân được xem là
nguyên liệu đầu vào cho phát triển và sản xuất một số sản phẩm giá trị gia tăng như
bột dinh dưỡng, bột gia vị, tạo nước sốt, súp đặc trưng cho các sản phẩm từ thủy sản.
1.2. Sự tự phân của protein trong cá
Sự tự phân đóng vai trị quan trọng trong sự hư hỏng của cá. Có nhiều enzyme
tham gia vào q trình tự phân. Hệ enzyme quan trong nhất là men cathepsin.
Các protease nội tại của mô cơ chủ yếu tồn tại trong các tơ cơ và mạng liên kết
cơ phía ngồi tế bào[30]. Trong các sợi cơ, có thể tìm thấy các enzyme này trong dịch
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 5


bào và trong chất cơ hoặc những cơ quan khác của tế bào[31]. Các protein trong tơ cơ
lại có thể phân loại thành các protease thể men (lysosome), protease kiềm, trung tính
và kim loại [30];[31].
1.2.1. Enzyme cathepsin
Cathepsin là enzyme thủy phân nằm trong lysosome. Enzyme quan trọng nhất
là cathepsin D tham gia vào q trình thủy phân protein nợi tại của tế bào tạo thành
peptide ở pH = 2-7. Sau đó peptide tiếp tục bị thủy phân dưới tác dụng của men
cathepsin A, B và C. Tuy nhiên, quá trình phân giải protein dưới tác dụng enzyme thủy

phân trong thịt cá rất ít. Enzyme cathepsin có vai trị chính trong q trình tự chín của
cá ở pH thấp và nờng độ muối thấp. Enzyme cathepsin bị ức chế ở nồng độ muối 5%
Các protein lysosome như cathepsin A (caroxypeptidase A), cathepsin B
(caroxypeptidase B), cathepsin D, H và L đã được thu nhận từ nhiều loại cá và thủy
sản khác nhau, người ta cũng xác định được nhiều tính chất của chúng. Ngoại trừ
cathepsin D, tất cả các protease khác đều tḥc nhóm protease serin hoặc cystein
(thiol) với pH hoạt đợng tối ưu ở vùng pH [30];[31], chúng có thể hoạt đợng trong pH
từ 2 đến 7 nhưng tối thích ở pH 4 [9]. Giá trị pH tối ưu của các cathepsin mô cá thấp
hơn nhiều so với pH đo được trong thịt cá, chúng có thể hoạt đợng trong nờng đợ muối
tăng lên tới 5% thì sẽ bị ức chế. Tính hoạt đợng cathepsin trong các loại cơ thịt khác
nhau là không giống nhau, thường ở các bắp cơ hoạt đợng nhiều cathepsin hoạt đợng
mạnh hơn bắp cơ ít hoạt động. Gildberg (1988) đã thông báo rằng lượng cathepsin D
trong cơ thịt cá cao gấp 10 lần so với cơ thịt đợng vật có vú.
Người ta cho rằng có lẽ hàm lượng enzyme trong cơ thịt cá cao như vậy là để
bù đắp sự giảm hoạt tính do tác dụng của nhiệt độ thấp ở môi trường sống. Cho đến
hiện tại, có nhiều báo cáo về khả năng phân giải mô cơ của các protease lysosome.
Người ta tin rằng cathepsin D chịu trách nhiệm chủ yếu trong phân giải mô cơ[32], các
protease cystein như cathepsin B, H và L cũng góp mợt phần cai trị trong q trình đó
nhưng chỉ là thứ yếu vì cathepsin D khởi đầu sự phân giải các protein trong tế bào nội
tại thành các peptid, sau đó các cathepsin khác mới tác dụng tiếp tục.

1.2.2. Enzyme calpain
Gần đây, người ta đã tìm thấy mối liên hệ giữa mợt nhóm enzyme protease nợi
bào thứ hai, được gọi là “calpain” hay “yếu tố được hoạt hóa bởi canxi” – đối với quá
trình tự phân giải cơ thịt cá được tìm thấy trong thịt, các lồi cá có vây và giáp xác.
Các enzyme calpain tham gia vào quá trình gãy và tiêu hủy protein trong sợ cơ.
1.2.3. Enzyme collagenase
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 6


Enzyme collagenase giúp làm mềm tế bào mô liên kết. Các enzyme này gây ra
các “vết nứt” hoặc bẻ gẫy các myotom khi bảo quản cá bằng đá trong một thời gian dài
hoặc khi bảo quản chỉ trong thời gian ngắn nhưng ở nhiệt độ cao. Đối với cá hồi Đại
Tây Dương, khi nhiệt đợ đạt đến 170C thì sự nứt rạn cơ là khơng thể tránh khỏi, có lẽ
là do sự thối hóa của mơ liên kết và do sựu co cơ nhanh vì nhiệt đợ cao khi xảy ra quá
trình tê cứng.
1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tự phân
1.3.1. Nhiệt độ
Trong một phạm vi nhiệt độ nhất định, tốc độ của phản ứng tăng lên cùng với
sự tăng của nhiệt độ. Nhưng khi vượt quá phạm vi nào đó, các phản ứng được enzyme
xúc tác bị ảnh hưởng do sự biến tính của phân tử protein-enzyme. Kết quả này phụ
tḥc vào nhiệt đợ tối thích của enzyme, là nhiệt đợ mà tại đó tốc đợ phản ứng enzyme
đạt cực đại. Mỗi enzyme có nhiệt đợ tối thích khác nhau. Sự khác nhau này tùy tḥc
vào nguồn gốc của các enzyme, tùy theo từng điều kiện hoặc từng sự khác nhau về
tính nhạy cảm với nhiệt đợ của phân tử protein-enzyme.
Nhiệt đợ 30-400C thích hợp cho quá trình thủy phân thịt đỏ cá ngừ.
1.3.2. pH
Sự phân li khác nhau của một phân tử protein ở các giá trị pH khác nhau làm
thay đởi tính chất của trung tâm liên kết cơ chất và hoạt động ở phân tử enzyme. Dẫn
đến giá trị xúc tác khác nhau phụ thuộc vào giá trị pH. Như vậy enzyme rất nhạy cảm
với sự thay đổi pH của môi trường. Mỗi enzyme chỉ hoạt động mạnh nhất ở một vùng
pH xác định, gọi là pH tối thích. pH tối thích của mỗi enzyme khơng cố định, có thể
thay đởi tùy theo tính chất và nờng đợ của cơ chất hay nhiệt độ.
1.3.3. Lượng muối
Muối là nguyên liệu quan trọng trong quá trình thủy phân. Lượng muối quá cao
thì sẽ gây ức chế hoạt động của enzyme(5%)[10].

1.3.4. Diện tích tiếp xúc
Muốn phản ứng xảy ra nhanh phải có sự tiếp xúc tốt giữa enzyme và cơ chất.
Có thể dùng biện pháp:
- Phương pháp xay nhỏ cá:
+ Xay nhỏ cá diện tích tiếp xúc sẽ lớn hơn nhưng protein dễ bị biến tính do tác
dụng cơ học.
+ Enzyme phân tán nhưng phân tán rất rộng ra môi trường nước làm cho nồng
độ enzyme loãng ra.
- Phương pháp siêu âm: Sử dụng biện pháp siêu âm để phá vỡ enzyme trong nội
bào của cơ thịt đỏ, từ đó cho enzyme tiếp xúc với cơ chất để phản ứng xảy ra.
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 7


Trong nghiên cứu này ta tiến hành xay cá trước rồi tiến hành siêu âm cho hiệu
quả tốt nhất.
1.3.5. Chất hoạt hóa và chất kìm hãm enzyme
Những chất nào có khả năng làm tăng hoạt tính xúc tác của enzyme thì được
gọi là chất hoạt hóa enzyme. Các chất đó thường là các ion kim loại như: K+,
Na+,Mg+2, Ca+2, Co+2, Zn+2, Mn+2, … Sự hoạt động của các enzyme đều có thể bị
kìm hãm bởi các tác đợng gây biến tính protein.
1.3.6. Tỷ lệ nước
Nước khơng những là mơi trường để khuếch tán enzyme và cơ chất mà còn là
tác nhân tham gia vào phản ứng nữa. Nước không những có ảnh hưởng đến vận tốc mà
cả chiều hướng của phản ứng thủy phân bởi enzyme. Việc bổ sung thêm nước là tạo
môi trường lỏng giúp cho enzyme hoạt động được dễ dàng, làm tăng khả năng thủy
phân. Lượng nước cho vào nếu ít q thì tác dụng thủy phân của enzyme kém nhưng

nếu nhiều q thì khơng khống chế được q trình thối rữa. Lượng nước bở sung vào
cho q trình thủy phân là tùy tḥc vào đặc điểm của nguyên liệu.
1.3.7. Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình thủy phân
Thời gian thủy phân có ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình thủy phân, thời
gian thủy phân càng dài thì protease càng có điều kiện thuỷ phân cơ chất càng triệt để.
Nhưng nếu thời gian thủy phân quá dài sẽ dẫn tới vi sinh vật hoạt động làm sản sinh ra
càng nhiều các sản phẩm thứ cấp như: NH3, H2S, CO2, indol, …Nhưng nếu thời gian
thủy phân rút ngắn, sự thuỷ phân protein chưa triệt để dẫn đến hiệu suất thủy phân
kém và gây lãng phí nguyên liệu.
1.4.
Phương hướng ứng dụng bột dinh dưỡng protein
Bột protein dinh dưỡng được sản xuất dựa trên chất nền là protein có bở sung
thêm các thành phần gia vị tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng.
Cá và các loại hải sản là một trong những loại thực phẩm quan trọng của con
người, là nguồn cung cấp protein nguồn gốc động vật quý giá. Nhiều quốc gia trên thế
giới đã phát triển ngành công nghiệp sản xuất protein (dịch thủy phân và bột protein
dinh dưỡng) từ thủy sản từ những năm 60 của thế kỉ XX để bổ sung protein vào các
sản phẩm thực phẩm nghèo protein, ví như bánh mì.
Bợt protein dinh dưỡng cá ít được sử dụng trực tiếp như thực phẩm thông
thường, mà thường được sử dụng theo mợt trong những hướng như sau:
Thứ nhất, nhờ có giá trị dinh dưỡng cao chúng được sử dụng làm phụ gia thực
phẩm để tăng giá trị sinh học của thực phẩm chính, giống như ng̀n protein chính để
sản xuất các dạng sản phẩm protein thế hệ mới (xúc xích, surimi). Bợt protein dinh
dưỡng cá có giá trị dinh dưỡng cao: 1 gam bợt protein dinh dưỡng cá có thể đáp ứng
15-25% nhu cầu protein của con người, 50% nhu cầu về kali, 20% - photpho, 50%-sắt
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 8

và magne. Các tổ chức dinh dưỡng như FAO đặc biệt chú trọng tới việc sản xuất dịch
thủy phân protein và bột protein dinh dưỡng từ nguồn nguyên liệu là cá với giá thành
rẻ, vì trong thời gian ngắn có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt dinh dưỡng ở các nước
đang phát triển, mà ở đó ng̀n dinh dưỡng chính là thức ăn có ng̀n gốc thực vật
nghèo protein. Giá trị sinh học của thực phẩm từ nguồn protein thực vật sẽ tăng đáng
kể khi sử dụng kết hợp với bột protein dinh dưỡng nguồn gốc động vật, đặc biệt là bột
protein từ cá . Các thử nghiệm được các nhà khoa học tiến hành tại Mỹ, Đan Mạch, Ba
Lan, Nam Phi đã chứng minh rằng có thể bở sung bợt protein dinh dưỡng cá vào bánh
mì ở mức tối đa là 5-7% mà không làm ảnh hưởng tới tính chất cảm quan của bánh mì.
Và khi sản xuất mì sợi có thể bở sung tới 10% bợt protein dinh dưỡng cá .
Thứ hai, bột protein dinh dưỡng (đặc biệt là dịch thủy phân) từ họ cá trích như
cá trích nhỏ, cá moi-va, cá antrous và các loại hải sản khác thường được sử dụng để
sản xuất trứng cá nhân tạo.
Thứ ba, ở một số quốc gia như Chi Lê, Peru, Canada, Mỹ, Nhật Bản bột protein
dinh dưỡng cá và dịch thủy phân protein cá thường được sử dụng làm phụ gia cơng
nghiệp sản xuất các loại bánh mì, bánh quy, mì sợi và các loại kẹo mềm. Bở sung bợt
protein dinh dưỡng cá vào bánh mì đen khơng chỉ làm tăng hàm lượng protein mà còn
làm tăng hàm lượng canxi, photpho, và mợt số vitamin nhóm B (vitamin B2, B6). Tại
Thái Lan, thử nghiệm trên 600 người, được sử dụng bổ sung 15 gam protein cá vào
khẩu phần thức ăn hàng ngày vốn được cho là nghèo protein đã đem lại kết quả rất khả
quan. Họ đã chứng minh được protein cá là phụ gia quý giá để bổ sung vào khẩu phần
thức ăn. Tại LB Đức, sản phẩm bợt protein dinh dưỡng có nhãn hiệu “Wiking” được sử
dụng trong sản xuất bánh mì và kẹo mềm. Ở Ấn Độ, dịch thủy phân protein cá cô đặc
được sử dụng rất rộng rãi. Ở đây, người ta khuyến nghị sử dụng trực tiếp thịt cá vào
trong các sản phẩm truyền thống như mì sợi, hoặc manna. Khi bở sung thịt cá vào mì
sợi, mì sợi vẫn có chất lượng tốt khi bảo quản trong nửa năm.
Thứ tư, ngoài những hướng sử dụng bột protein dinh dưỡng cá như trên đây
trình bày, người ta cịn nghiên cứu bở sung chúng vào các sản phẩm dinh dưỡng khác

như kem, sữa đặc, hạt nêm, bợt soup, viên nước dùng, xúc xích.
Thứ năm, một số nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, công nghệ sản xuất protein cá
dạng bợt nhão có tính acid, dạng sản phẩm này sản xuất từ thịt và cá , nó chứa thành
phần chính là các hợp chất ni-tơ hịa tan và các nucleotid dạng pyrin (01 ba-zơ ni-tơ)
có thể gây tác động xấu đến gan, hệ tim mạch và thần kinh trung ương. Nước dùng
(nước hầm) được chế bến từ bột protein dinh dưỡng cá chứa hỗn hợp các acid amin,
các polypeptid, sản phẩm thủy phân glucid nhưng không chứa pyrin. Sản phẩm không
chứa mononucleotid pyrin, và các sản phẩm phụ khác không chỉ được sử dụng trong
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 9


thực phẩm mà cịn có thể sử dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng, hỗ trợ điều trị
cho bệnh nhân, vốn được khuyến cá o không được sử dụng nước dùng từ thịt và cá .
Thứ sáu, ở các nước Đông Nam Á, công nghiệp sản xuất dịch thủy phân protein
và bột protein dinh dưỡng cá rất phổ biến. Các sản phẩm này được bán rộng rãi trên
thị trường ở dạng nguyên chất hoặc ở dạng kết hợp với các chất điều vị khác như tỏi,
ớt và phụ gia khác. Cụ thể, ở Thái Lan có sản phẩm “Nam Pla”, Philippin – “Bagung”,
Việt Nam – “nước mắm”, ...Những sản phẩm này thường chứa ít protein. Pháp và
Marocco là 2 quốc gia có ngành cơng nghiệp sản xuất dịch thủy phân protein cá rất
phát triển.
Nhìn chung, cơng nghiệp sản xuất bột protein dinh dưỡng (hoặc dịch thủy phân
protein cá ) được hình thành trên ý tưởng ban đầu là tận dụng nguồn nguyên liệu với
số lượng lớn và giá rẻ. Với giá thành rẻ nhưng protein cá lại có giá trị dinh dưỡng rất
cao. Để sản xuất 01 kg bột protein dinh dưỡng cá cần từ 6-12 kg nguyên liệu, phụ
thuộc vào nguyên liệu đã tách xương hay chưa tách xương. Vì thế chỉ tăng nhẹ giá
thành nguyên liệu đầu vào cũng làm cho giá thành sản xuất bột protein dinh dưỡng

tăng nhanh.

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1.

Nguyên liệu

Cá ngừ ờ (Auxis rochei ) mua từ chợ Hịa Khánh Bắc được đem về fillet thu lấy
thịt đỏ. Thịt đỏ cá ngừ được chia vào các túi nhỏ và bảo quản trong tủ lạnh -220C.
Trước khi sử dụng đem mẫu đi rã đông, xảy nhỏ rồi mới bắt đầu siêu âm.

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 10


Hình 2.1: Thịt đỏ cá ngừ
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Xác định thành phần khối lượng các cơ quan của cá ngừ ờ
Cá ngừ thu mua ngồi chợ về được fillet đem đi cân để xác định tỷ lệ các thành
phần.

Cá ngừ

Tách các thành phần
Đầu cá

Ṛt
Cơ thịt đỏ

Xương

Da + vây

fillet

Hình 2.2: Thành phần cá ngừ
2.2.2. Xác định thành phần hóa học cơ thịt đỏ cá ngừ
2.2.2.1. Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Kjeldahl
Vơ cơ hóa mẫu thử bằng axit sunfuric đậm đặc, nitơ có trong mẫu thử chuyển
thành amon sunfat. Dùng kiềm đặc đẩy amoniac ra khỏi amon sunfat trong máy cất
đạm, tạo thành amon hydroxyt, rồi định lượng bằng axit. [11]. Quy trình tiến hành ở
mục 2.1 - phụ lục 2.
2.2.2.2. Xác định hàm lượng lipit
Chất béo có trong mẫu thử được chiết tách bằng dung mơi hữu cơ trong thiết bị
SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

Trang 11


Soxhlet, sau đó được sấy và cân [14]. Quy trình tiến hành ở mục 2.2 – phụ lục 2.
2.2.2.3. Xác định hàm lượng tro
Các chất hữu cơ trong phần mẫu thử được phân hủy bằng cách nung.
Xử lý phần tro thu được bằng axit clohydric. Hỗn hợp được lọc, sau đó sấy khơ,
nung và cân phần cịn lại [13]. Quy trình tiến hành ở mục 2.3 – phụ lục 2.

2.2.2.4. Xác định hàm lượng ẩm
Dùng nhiệt để loại bỏ nước khỏi mẫu thử. Hiệu số khối lượng của mẫu thử
trước và sau khi sấy khơ là lượng nước có trong mẫu thử [12]. Quá trình tiến hành ở
mục 2.4 – phụ lục 2.
2.2.3. Xác định hoạt độ hệ enzyme protease
Dưới tác dụng của protease, casein bị phân giải thành các đoạn peptide ngắn và
các acid amin trong đó có tyrosine. Xác định lượng tyrosine tạo thành bởi thuốc thử
Folin, phản ứng của tyrosine làm Follin chuyển thành màu xanh và hấp thu quang
mạnh nhất ở bước sóng 660nm. Dựa vào đờ thị chuẩn để tính lượng tyrosin tương ứng
với lượng sản phẩm thủy phân dưới tác dụng của enzyme. Quá trình tiến hành ở mục
2.6 – phụ lục 2.
2.2.4. Thí nghiệm xác định điều kiện thích hợp để thực hiện phản ứng tự phân thịt
đỏ cá ngừ
2.2.4.1. Xác định pH thích hợp cho quá trình tự phân
Từ sơ đờ 2.3 tiến hành thủy phân 6 mẫu thí nghiệm thịt đỏ cá ngừ , với pH khác
nhau trong điều kiện cố định các thông số nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ phối trộn. Sau 4 giờ
tiến hành bất hoạt enzyme bằng cách đun tới 850C trong 15 phút [4] rồi lấy mẫu phân
tích chỉ tiêu hóa học để xác đinh hàm lượng nito amin. Từ đó phân tích và đánh giá để
chọn pH thích hợp cho q trình thủy phân.

Thịt đỏ cá ngừ

Các thông số cố định
Nhiệt độ: 350C
Thời gian: 4 giờ
Tỷ lệ nguyên liệu: nước: 1:2

Xử lý
Tự phân
Phân tích

SVTH: Nguyễn Thị Nghĩa

GVHD:
TS. Bùi
Đơng
Chọn
pHXn
thích
hợp

Các mức pH khảo sát
pH: 2,3,4,5,6,7
Tính cảm quan
Xác định nito amin
Mức độ thủy phân
Trang 12


Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp cho quá trình thủy phân
2.2.4.2. Xác định nhiệt đợ thích hợp cho quá trình thủy phân
Cách bố trí thí nghiệm tương tự như mục 2.2.4.1. Trong đó các thông số cố
định là pH, thời gian, tỷ lệ nguyên liệu: nước. Các mẫu được tiến hành tự phân ở các
mức nhiệt độ: 300C, 350C, 400C, 450C như trên hình 2.4.
Thịt đỏ cá ngừ
Xử lý
Các thơng số cố định
pH = 4,5
Thời gian: 4 giờ
Tỷ lệ nguyên liệu: nước: 1:2

Tự phân

Các mức nhiệt đợ khảo sát
300C, 350C, 400C, 450C
Tính cảm quan
Xác định ni-to amin
Mức đợ thủy phân

Phân tích

Chọn nhiệt đợ thích hợp
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt đợ thích hợp cho quá trình thủy phân
2.2.4.3. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân
Cách bố trí thí nghiệm tương tự như mục 2.2.4.1. Trong đó các thơng số cố
định là pH, nhiệt độ, tỷ lệ nguyên liệu: nước. Các mẫu được tiến hành tự phân ở các
mức thời gian: 2,3,4,5,6,7 giờ như trên hình 2.5.

Thịt đỏ cá ngừ

Xử lý
Các thông số cố định
pH = 4,5
Nhiệt độ 350C
Tỷ lệ nguyên liệu: nước: 1:2

Tự phân

Các mức thời gian khảo sát
2,3,4,5,6,7 giờ

Phân tích
SVTH: Ngũn Thị Nghĩa

GVHD: TS. Bùi Xn Đơng

Chọn thời gian thích hợp

Tính cảm quan
Xác định ni-to amin
Mức đợ thủy phân

Trang 13