Luận án tiến sĩ nghiên cứu chế biến các sản phẩm giàu protein từ cá lóc (channa striata) nuôi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NƠNG NGHIỆP

VÕ HỒNG NGÂN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM
GIÀU PROTEIN TỪ CÁ LÓC (Channa striata) NUÔI

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

2020


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành: 62.54.01.01

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN
CÁC SẢN PHẨM GIÀU PROTEIN
TỪ CÁ LĨC (Channa striata) NI

NGHIÊN CỨU SINH
VÕ HOÀNG NGÂN
MSNCS: P1115002

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGs. Ts. NGUYỄN VĂN MƢỜI

2020


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu, với s giúp ỡ tận tình của quý
Thầy Cô và các b n ồng s , em ã ho n th nh luận án tiến s . C
ợc kết
quả này, em xin bày tỏ lòng biết n sâu sắ ến Thầy Nguyễn Văn M ời, cảm
n Thầy ã tin t ởng và nhận em làm nghiên cứu sinh với Thầy. Chính nhờ s
hỗ trợ, h ớng dẫn tận tâm, cùng các kiến thức, kinh nghiệm vô cùng quý báu
mà Thầy ã truyền t trong suốt tiến trình học tập ã giúp em thuận lợi th c
hiện nghiên cứu. Cảm n Thầy ã giúp em
ợ ịnh h ớng úng ắn ngay
từ b n ầu, kiểm tr , nh gi tiến ộ th c hiện ể giúp em có thể hồn thành
tốt luận án tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm n ến Cô Trần Thanh Trúc, C ã lu n ộng viên
và t o mọi iều kiện tốt nhất cho em th c hiện nghiên cứu. Cảm n C ã lu n
l ng ời truyền lửa cho em trong suốt thời gi n qu , giúp em v ợt qua các khó
khăn ể hồn thành q trình học tập.
Xin chân thành cảm n quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Công nghệ th c
ph m, Khoa Nông nghiệp, Tr ờng Đ i học Cần Th ã ho em những kiến
thức và kỹ năng ần thiết trong thời gian học tập, nghiên cứu t i Tr ờng.

Em xin ợc gửi lời cảm n ến quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Khoa học
ất - Khoa Nông nghiệp, Bộ môn Sinh học, Bộ mơn Hóa học – Khoa Khoa
học t nhiên, Tr ờng Đ i học Cần Th ã nhiệt tình hỗ trợ, t o iều kiện
thuận lợi cho em hoàn thành nghiên cứu.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm n chân thành ến Thầy Hồ Quảng Đồ phụ tr h ng t S u i học của Khoa Nông nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa
Nông nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa S u i học và quý Thầy Cô thuộc Khoa
S u i họ ã lu n hỗ trợ, giúp ỡ em trong quá trình học.
Xin cảm n B n Gi m hiệu Tr ờng Đ i học Cần Th ã lu n t o iều
kiện thuận lợi và giúp em gắn bó với tr ờng ở cả 3 cấp học, từ năm 2002 ến
tận thời iểm này.
Tôi xin chân thành cảm n
nh hị, các b n Nghiên cứu sinh các
Khóa 2014, 2015, 2016 và các b n học viên cao học Công nghệ Th c ph m
khóa 21, 22, 23, sinh viên Cơng nghệ th c ph m khóa 38, 39, 40, 41 làm việc
t i phịng thí nghiệm D006 – Bộ môn Công nghệ Th c ph m, Khoa Nông
nghiệp ã giúp ỡ, hỗ trợ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu của mình.

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

i

Khoa Nơng nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

Xin cảm n nh Thọ, em H nh – Th s ngành Công nghệ th c ph m
khóa 21, em Sinh, Khỏe – Th s ngành Cơng nghệ th c ph m khóa 23 và các
em Trí, Sinh, Duyên, Vân, Trân, Anh, Trinh, Th , Diễm, Tiên, Duy, Tuấn, Vi
– Kỹ s Công nghệ th c ph m
kh 38, 39, 40, 41 ã hung t y hỗ trợ tôi,
chia sẻ kh khăn v ộng viên tôi hoàn thành luận án.
Riêng gửi lời cảm n ến các cộng s của tơi t i phịng D006, chị Thụy
Vy, em Trần B ch Long, em Tô Nguyễn Ph ớ M i ã lu n gắn bó, hỗ trợ và
giúp sứ ho t i ến tận thời iểm này.
T i ũng xin gửi lời cảm n ến các vị Lãnh o, Nguyên l Lãnh o
Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh V nh Long ã luôn t o iều kiện cho tơi
xun suốt q trình th c hiện nghiên cứu sinh của mình.
Ngồi ra, về phí gi ình, xin thể hiện lịng biết n ến tình th ng v
bờ của Cha, Má và các Anh, các Chị ã giúp t o nguồn tài chính và ộng l c
to lớn. C m n vợ và con gái nhỏ ã truyền ộng l c vơ cùng q giá!
Cuối lời xin kính chúc quý Thầy Cô và tất cả các b n luôn dồi dào sức
khỏe v
t nhiều thành công trong cuộc sống!

Cần Th , ng y 01 tháng 10 năm 2020
Nghiên cứu sinh

Võ Hồng Ngân

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

ii

Khoa Nơng nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

TÓM TẮT
Luận n ợc th c hiện nhằm tối u h hiệu quả thu nhận các thành
phần khác nhau của nguyên liệu ể chế biến các sản ph m giàu protein từ cá
lóc ni (Channa striata) - nguồn thủy sản ợc phát triển m nh ở vùng ồng
bằng sông Cửu Long trong những năm gần ây. Tr ớc tiên, thành phần hóa lý
của nguồn nguyên liệu
l
ợ x
ịnh. Kết quả phân tích cho thấy, cá
l nu i
h m l ợng protein khá cao không chỉ trong thịt phi lê mà cả trong
phụ ph m, t ng ứng 18,52% và 15,36%. Trên
sở h m l ợng protein cao
của nguyên liệu cá lóc thu nhận ợc, nghiên cứu ã tiến hành theo 4 nội dung
chính nhằm p ứng mụ tiêu ề ra. Trích ly protein hịa tan từ thịt cá lóc ni
là nội dung ầu tiên ợc tiến hành. Nghiên cứu ã khảo sát ảnh h ởng của tỷ
lệ nguyên liệu với các dung môi khác nhau, hàm l ợng muối bổ sung và pH
củ dung m i ến q trình trích ly. Bên c nh , việc tối u h nhiệt ộ và
thời gian bằng ph ng ph p bề mặt p ứng ũng ã ợc th c hiện nhằm t

ợc hiệu quả trích ly protein cao nhất. Kết quả cho thấy, sử dụng dung mơi
n ớc có bổ sung N Cl 0,15M iều chỉnh pH10 ở nhiệt ộ 35°C với thời gian
trích ly là 14 phút, tỷ lệ nguyên liệu: dung môi ở mức 1:2 (w/v) sẽ thu ợc
sản ph m
h m l ợng protein hòa tan trung bình là 13,69 mg/mL. Trong
iều kiện này, hiệu suất trích ly protein hịa tan và hiệu suất trích ly protein
tổng số so với protein tổng số của nguyên liệu t ng ứng 14,39% và 25,45%,
ồng thời dị h trí h ly
h m l ợng lipid là 3,5%. Trong nội dung thứ hai,
việc nghiên cứu nâng cao ho t tính sinh học về khả năng ức chế enzyme
chuyển hóa angiotensin và kháng oxy hóa của dịch protein hịa tan sau khi
thủy phân bằng cách sử dụng
prote se kh nh u ã ợc th c hiện. Kết
quả nghiên cứu ã x
ịnh ợc tỷ lệ kết hợp 25%:75% của alcalase và
flavourzyme cho hiệu quả thủy phân cao. Tiến hành thủy phân trong thời gian
6 giờ ở nhiệt ộ 50°C và pH7 bằng hỗn hợp enzyme có ho t tính 600 U/g
protein cho sản ph m có ho t tính sinh học cao. Quá trình thủy phân thu hồi
ợc 82,20% protein, trong
sản ph m là dị h protein
ầy ủ thành phần
acid amin thiết yếu, có khối l ợng phân tử thấp (phân bố xung quanh 14,4
kDa), có khả năng ức chế ACE và kháng oxy hóa cao. Nồng ộ dịch thủy phân
có thể ức chế 50% ho t tính enzyme chuyển hóa angiotensin là 4,55 mgN/mL
và thu nhận 50% gốc t do DPPH là 1,55 mgN/mL. Ngồi ra, bên c nh dịch
trí h ly òn thu ợc phần paste thịt cá với tỷ lệ 70,76%, trong
b o gồm
78,47% m v 16,75% protein. Đây l nguyên liệu ợc sử dụng trong nội
dung nghiên cứu tiếp theo về chế biến surimi cá lóc và chả cá lóc chiên với s
hỗ trợ của hợp chất chống ng (1,5% su rose v 1,5% sorbitol), sodium

tripolyphosph te v ặc biệt là enzyme transglutaminase. Kết quả nghiên cứu

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

iii

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

cho thấy, paste thịt cá sau khi phối trộn 3% hợp chất chống ng v 0,2%
sodium tripolyphosphate có khả năng duy trì ặc tính của protein trong thời
gian 5 tháng. Việc ứng dụng enzyme transglutaminase 0,28 U/g surimi kết hợp
thời gian ủ 4 giờ ã xú t hình th nh ợc các peptide có khối l ợng phân tử
khoảng 70 kD m ng ến hiệu quả cao trong cải thiện chất l ợng chả từ
surimi cá lóc l nh ng. Việc tiền xử lý nhiệt s bộ ể t o gel ở 55°C trong 40
phút tr ớc khi làm chín bằng cách chiên nhúng trong dầu ở 175°C trong 2,5
phút cho sản ph m có chất l ợng tốt và an toàn về vi sinh. Chả cá lóc chiên có
thể duy trì chất l ợng v n to n ến 2 tuần bảo quản l nh (4±2°C) và 12 tuần
trữ ng (-18±2°C). Thu nhận protein từ phụ ph m cá lóc với việc sử dụng chế
ph m vi sinh ã ợc th c hiện trong nội dung cuối cùng của nghiên cứu
thông qua tối u h qu trình ủ phụ ph m bằng chế ph m Bacillus subtilis.
Tối u h nhiều h m p ứng ã giúp x

ịnh ợc chế ộ ủ t ng ứng với
2,5% vi sinh có bổ sung 7,74% muối ở giá trị pH6,72 và th c hiện trong 28,89
ng y. Trong iều kiện , hiệu suất thu hồi protein là 57,68%, h m l ợng nit
min t 22,53% v h m l ợng nit moni sinh r l 3,71%. Sản ph m dịch
protein thu hồi có khối l ợng phân tử rất thấp (<14,4 kDa) và chất l ợng cao
nhờ
ầy ủ các acid amin thiết yếu với h m l ợng cao. Nghiên cứu ã mở
ra triển vọng cho việc sử dụng một cách toàn diện nguồn protein từ nguyên
liệu l
ể chế biến thành những th c ph m có giá trị gi tăng ũng nh
chế ph m giàu protein khác, phục vụ cho sức khỏe củ on ng ời.
Từ khóa: Bacillus subtilis, cá lóc, protein, surimi, thủy phân,
transglutaminase, trích ly.

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

iv

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

ABSTRACT

The thesis was conducted to optimize the efficiency of receiving
different components of raw materials to process high-protein products from
snakehead fish (Channa striata) - a fisheries resource that has been strongly
developed in the Mekong Delta in recent years. The basic content in the study
is the determination of physicochemical composition of raw materials. The
analytical results show that the cultured snakehead fish has relatively high
protein content not only in fillets but also in by-products, respectively 18.52%
and 15.36%. Based on the high protein content of the snakehead fish material
obtained, the thesis has been carried out according to 4 main contents to meet
the set objectives. Extracting soluble protein from cultured snakehead fish is
the first content that has been conducted. The study investigated the effect of
different ratio of raw materials to solvent, salt addition and pH on extraction.
In addition, the optimization of temperature and time by response surface
method had also been carried out to achieve the highest protein extraction
efficiency. The results showed that using water solvent with addition NaCl
0.15M, adjusting pH10 at 35°C, the extraction time of 14 minutes, the ratio of
raw materials and solvent at level 1:2 (w/v) will receive products containing
13.69 mg/mL soluble protein. Under this condition, soluble protein extraction
efficiency and total protein extraction efficiency calculated on total protein of
raw materials were 14.39% and 25.45% respectively, and lipid content in
extraction was 3.5%. In the second content, the study to improve the
bioactivity of angiotensin converting enzyme inhibition and oxidation
resistance of soluble protein by proteases using hydrolysis method was carried
out. The results of the study had determined a combination of 25%: 75% of
alcalase and flavourzyme giving high hydrolysis efficiency. Hydrolysis was
carried out for 6 hours at a temperature of 50°C and pH7 with an enzyme
mixture with activity of 600 U/gprotein for products with high biological
activity. The hydrolysis process recovers 82.20% of protein, in which the
product is soluble protein with full of essential amino acids, low molecular
weight components (distributed around 14.4 kDa), capable of ACE inhibitor

and high oxidation resistance. The concentration of hydrolyzate may inhibit
50% of ACE at 454.72 mgN/100 mL and receive 50% of DPPH free radicals
at 155.30 mgN/100 mL. In addition, besides the extract, the fish paste was also
collected with the ratio of 70.76%, including 78.47% moisture and 16.75%
protein. This is the material used in the next research content on processing
snakehead surimi and fried snakehead fish cake with the support of
cryoprotectant (1.5% sucrose and 1.5% sorbitol), sodium tripolyphosphate and

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

v

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

especially transglutaminase. The study results showed that fish paste after
mixing 3% cryoprotectant and 0.2% sodium tripolyphosphate had the ability
to maintain protein properties for 5 months. The application of the
transglutaminase 0.28 U/g surimi combined with 4-hour incubation time had
catalyzed the formation of peptides with a molecular weight of about 70 kDa
to bring high efficiency in quality improvement of fish cake from frozen
surimi. Setting treatment for gel formation at 55°C for 40 minutes before

cooking by deep frying at 175°C for 2.5 minutes gave the product with good
quality and microbiological safety. Fried fish cake can maintain quality and
safety up to 2 weeks of cold storage (4±2°C) and 12 weeks in frozen storage
(-18±2°C). The recovery of protein from by-product of snakehead fish
processing by using microbial inoculants was carried out in the final content of
the study through optimization of the incubation process using Bacillus
subtilis. Optimizing multiple response helped determine the incubation
conditions corresponding to 2.5% of Bacillus subtilis with 7.74% NaCl at pH
6.72 and carried out in 28.89 days. In that condition, the protein recovery
efficiency was 57.68%, the amino nitrogen content reached 22.53% and the
ammonia nitrogen content was 3.71%. Recovered protein products have very
low molecular weight (<14.4 kDa) and high quality thanks to the full range of
essential amino acids with high content. The result research has opened up the
prospect of a comprehensive use of protein in snakehead fish for processing
into value-added foods as well as other fish protein concentrate for human
health.
Keywords: Bacillus subtilis, extraction, hydrolyzate, protein, snakehead
fish, surimi, transglutaminase.

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

vi

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

LỜI CAM KẾT KẾT QUẢ
T i xin m o n to n bộ nội dung, số liệu ợc trình bày trong luận án
“Nghiên cứu chế biến các sản phẩm giàu protein từ cá lóc (Channa striata)
ni” là cơng trình nghiên cứu của tơi theo s h ớng dẫn của PGs. Ts.
Nguyễn Văn M ời và các kết quả nghiên cứu n y h
ợc dùng cho bất cứ
luận án cùng cấp nào khác.
Cần Thơ, ngày 01 tháng 10 năm 2020
Ng ời h ớng dẫn khoa học

Tác giả luận án

PGs.Ts. Nguyễn Văn M ời

Võ Hoàng Ngân

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

vii

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

M
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... i
TÓM TẮT ................................................................................................................... iii
ABSTRACT ................................................................................................................. v
LỜI CAM KẾT KẾT QUẢ ........................................................................................ vii
M C L C ................................................................................................................. viii
DANH SÁCH H NH .................................................................................................. xi
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................... xiii
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ................................................................................... xv
Ch ng 1. GIỚI THI U .......................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn ề ............................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 2
1.3 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 2
1.4 Ý ngh ủa luận án .............................................................................................. 3
1.5 Điểm mới của luận án ........................................................................................... 3
Ch ng 2. TỔNG QUAN TÀI LI U ...................................................................... 4
2.1 Giới thiệu nguyên liệu cá lóc ................................................................................ 4
2.1.1 S l ợc về cá lóc ............................................................................................... 4
2.1.2 Thành phần dinh d ỡng của cá lóc ................................................................... 4
2.1.3 Giới thiệu chung về thịt cá ........................................................................... 6
2.2 Q trình trích ly protein từ tế b o ộng vật ........................................................ 9
2.2.1 C sở lý thuyết của quá trình trích ly protein từ tế b o ộng vật ..................... 9
2.2.2 Các yếu tố ảnh h ởng ến quá trình trích ly protein ...................................... 10
2.3 Protease và protein thủy phân từ thủy sản .......................................................... 13
2.3.1 Tổng quan về protease .................................................................................... 13

2.3.2 Protein thủy phân từ thủy sản ......................................................................... 15
2.3.3 Các yếu tố ảnh h ởng quá trình thủy phân protein bằng enzyme .................. 15
2.4 Đặc tính sinh học của protein thủy phân từ thịt cá ............................................. 19
2.4.1 Đặc tính ức chế enzyme chuyển hóa angiotensin ........................................... 20
2.4.2 Đặc tính kháng oxy hóa .................................................................................. 21
2.5 Vai trị của vi sinh vật trong thủy phân protein .................................................. 23
2.6 Surimi và sản ph m từ surimi ............................................................................. 24
2.6.1 Giới thiệu về surimi ........................................................................................ 24
2.6.2 Các yếu tố ảnh h ởng ến chất l ợng surimi ................................................. 25
2.6.3 S thành lập cấu trúc gel củ protein thịt cá .............................................. 26
2.6.4 Các yếu tố ảnh h ởng ến tính chất gel củ protein thịt cá ....................... 27
2.7 Các nghiên cứu trong v ngo i n ớc .................................................................. 31
Ch ng 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................ 34
3.1 Ph ng tiện nghiên cứu ...................................................................................... 34
3.1.1 Đị iểm và thời gian ...................................................................................... 34
3.1.2 Dụng cụ, thiết bị.............................................................................................. 34

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

viii

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

3.2 Nguyên liệu sử dụng ........................................................................................... 35
3.3 Ph ng ph p nghiên ứu .................................................................................... 36
3.3.1 Ph ng ph p phân tí h v o c các chỉ tiêu ................................................ 36
3.3.2 Ph ng ph p thu thập và xử lý số liệu............................................................ 37
3.4 Ph ng ph p bố trí thí nghiệm ........................................................................... 37
3.4.1 Phân tích thành phần hóa lý ngun liệu cá lóc ni...................................... 38
3.4.2 Nội dung 1: Trích ly thu hồi protein hịa tan từ thịt cá lóc ni ..................... 39
3.4.3 Nội dung 2: Nghiên cứu chế biến sản ph m protein thủy phân có ho t tính
sinh học cao ................................................................................................................ 46
3.4.4 Nội dung 3: Nghiên cứu chế biến surimi cá lóc và sử dụng transglutaminase
trong sản xuất chả l ăn liền ................................................................................ 51
3.4.5 Nội dung 4: Nghiên cứu thu hồi protein từ phụ ph m cá lóc bằng ph ng
pháp ủ vi sinh ............................................................................................................. 59
Ch ng 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 64
4.1 Thành phần h lý bản của ngun liệu cá lóc ni ...................................... 64
4.2 Trích ly protein hịa tan từ thịt cá lóc ni ......................................................... 66
4.2.1 Tỷ lệ ngun liệu và dung mơi thích hợp ể trích ly protein hịa tan từ thịt cá
lóc ni ....................................................................................................................... 66
4.2.2 Ảnh h ởng nồng ộ muối ến hiệu suất trích ly protein hịa tan ................... 69
4.2.3 Điều kiện nhiệt ộ và thời gian trích ly phù hợp ể thu nhận protein hòa tan từ
thịt cá lóc ni ............................................................................................................ 71
4.2.4 T
ộng của việ iều chỉnh pH dung m i ến hiệu quả trích ly protein hịa
tan từ thịt cá lóc ni .................................................................................................. 82
4.3 Nghiên cứu thu nhận protein thủy phân hịa tan có ho t tính sinh học cao ........ 86
4.3.1 Thành phần h lý bản của dịch protein hòa tan ....................................... 86
4.3.2 Ảnh h ởng của lo i enzyme protease ến khả năng ức chế enzyme chuyển
hóa angiotensin và kháng oxy hóa của sản ph m thủy phân...................................... 87

4.3.3 Ảnh h ởng của tỷ lệ các enzyme bổ sung ến khả năng ức chế enzyme
chuyển hóa angiotensin và hiệu quả kháng oxy hóa của sản ph m thủy phân .......... 89
4.3.4 Ảnh h ởng của nhiệt ộ v pH ến khả năng ức chế enzyme chuyển hóa
angiotensin và kháng oxy hóa của sản ph m thủy phân ............................................ 90
4.3.5 Ảnh h ởng của ho t tính enzyme và thời gian thủy phân ến khả năng ức chế
ACE và kháng oxy hóa của sản ph m thủy phân ....................................................... 93
4.3.6 Tính chất của sản ph m thủy phân từ protein hòa tan .................................... 97
4.4 Nghiên cứu chế biến surimi cá lóc và sử dụng transglutaminase trong chế biến
chả l
hiên ăn liền ............................................................................................ 100
4.4.1 Thành phần h lý bản của paste cá lóc sau khi trích ly .......................... 100
4.4.2 Ảnh h ởng của hợp chất chống ng (HCCĐ) v sodium tripolyphosph te
(STPP) ến chất l ợng surimi cá lóc l nh ng....................................................... 101
4.4.3 Khả năng bảo quản l nh ng ủa surimi cá lóc .......................................... 104
4.4.4 T
ộng của enzyme transglutaminase và thời gian ủ ến ặc tính gel của chả
cá lóc ...................................................................................................................... 107

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

ix

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

4.4.5 Ảnh h ởng của chế ộ xử lý nhiệt s bộ ến s th y ổi ặc tính gel của sản
ph m ...................................................................................................................... 117
4.4.6 Ảnh h ởng của chế ộ hiên l m hín ến chất l ợng chả từ surimi cá lóc 120
4.4.7 Ảnh h ởng của nhiệt ộ v ph ng ph p bảo quản ến s duy trì ph m chất
của chả cá lóc ........................................................................................................... 123
4.4.8 Thành phần dinh d ỡng và an tồn của chả cá lóc chiên ............................. 125
4.5 Nghiên cứu thu hồi protein từ phụ ph m cá lóc bằng ph ng ph p sử dụng vi
sinh vật ..................................................................................................................... 127
4.5.1 Ảnh h ởng tỷ lệ muối bổ sung ến hiệu quả thủy phân thu hồi protein từ phụ
ph m cá lóc ni ...................................................................................................... 127
4.5.2 Ảnh h ởng ủ pH ến hiệu quả thuỷ phân thu hồi protein từ phụ ph m l
nuôi ...................................................................................................................... 128
4.5.3 Ảnh h ởng của tỷ lệ chế ph m vi khu n Bacillus subtilis bổ sung và thời gian
xử lý ến hiệu quả thủy phân thu hồi protein........................................................... 130
4.5.4 Tối u h
iều kiện thủy phân phụ ph m cá lóc ni bằng chế ph m
Bacillus subtilis ........................................................................................................ 133
Ch ng 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................... 146
5.1 Kết luận ............................................................................................................ 146
5.2 Đề xuất.............................................................................................................. 147
TÀI LI U THAM KHẢO ........................................................................................ 148
PH L C PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ............................................................. 168
PH L C THỐNG KÊ VÀ PHÂN TÍCH .............................................................. 176

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

x

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

NH S

H H NH

Hình 3.1: S ồ nghiên cứu tổng quát ....................................................................... 38
Hình 3.2: S ồ nghiên cứu trích ly thu hồi protein hịa tan từ thịt cá lóc ni ........ 39
Hình 3.3: Chu n bị ngun liệu thịt cá lóc cho nghiên cứu ...................................... 40
Hình 3.4: S ồ nghiên cứu chế biến sản ph m protein thủy phân ........................... 46
Hình 3.5: S ồ nghiên cứu chế biến surimi cá lóc và sử dụng transglutaminase trong
sản xuất chả l ăn liền .......................................................................................... 51
Hình 3.6: S ồ nghiên cứu thủy phân thu hồi protein từ phụ ph m cá lóc .............. 59
Hình 4.1: Ảnh h ởng của tỷ lệ nguyên liệu v n ớ ến h m l ợng protein hịa tan
của dịch trích .............................................................................................................. 68
Hình 4.2: Đồ thị thể hiện ảnh h ởng nồng ộ muối ến hiệu suất trích ly protein hịa
tan từ thịt cá lóc ni .................................................................................................. 70
Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t nhiệt ộ và thời gi n ến hiệu suất
trích ly protein hịa tan ............................................................................................... 76

Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t nhiệt ộ và thời gian ến hiệu suất
trích ly protein tổng .................................................................................................... 78
Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t của nhiệt ộ và thời gi n ến hàm
l ợng lipid trích ly...................................................................................................... 80
Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t nhiệt ộ và thời gi n ến hiệu quả trích
ly protein hịa tan ........................................................................................................ 81
Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t nhiệt ộ và thời gian ến các hàm mục
tiêu của q trình trích ly protein hịa tan .................................................................. 81
Hình 4.8: Ảnh h ởng củ pH ến h m l ợng protein hòa tan trong sản ph m trích ly....84
Hình 4.9: Kết quả phân tí h iện di sản ph m trích ly từ thịt cá lóc ......................... 85
Hình 4.10: S th y ổi hiệu suất thủy phân protein trích ly từ thịt cá lóc theo
thời gian và ho t tính enzyme .................................................................................... 93
Hình 4.11: Ảnh h ởng của thời gian thủy phân và ho t tính enzyme ến khả năng
ức chế ACE .............................................................................................................. 95
Hình 4.12: S th y ổi khả năng thu nhận DPPH của protein thủy phân theo ho t
tính enzyme và thời gian thủy phân ........................................................................... 95
Hình 4.13:Khối l ợng phân tử dịch protein trích ly (4) và sản ph m thủy phân (10) .... 97
Hình 4.14: Ảnh h ởng của tỷ lệ hợp chất chống ng v STPP ến khả năng giữ
n ớc của sản ph m ................................................................................................... 103
Hình 4.15: S biến ổi ộ bền gel của chả từ surimi cá lóc bảo quản l nh ng ở
các thời gian bảo quản khác nhau ............................................................................ 106
Hình 4.16: T
ộng t ng t thời gian ủ và tỷ lệ enzyme transglutaminase ến
khả năng giữ n ớc của sản ph m chả từ surimi cá lóc l nh ng ............................ 109
Hình 4.17: T
ộng của thời gian ủ và tỷ lệ enzyme transglutaminase ến ộ bền

gel của sản ph m chả từ surimi cá lóc l nh ng ..................................................... 109
Hình 4.18: S th y ổi khối l ợng phân tử protein trong sản ph m chả d ới tác
dụng của transglutaminase ....................................................................................... 112

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

xi

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

Hình 4.19: Cấu trúc chụp SEM của chả cá lóc làm từ 3 lo i nguyên liệu ........... 113
Hình 4.20: S phân bố các thuộc tính cảm quan theo thành phần chính thứ 1 và thứ 2.. 115
Hình 4.21: Đồ thị biểu hiện thị hiếu ng ời tiêu dùng về 4 chỉ tiêu cảm quan của 3
sản ph m chả ............................................................................................................ 116
Hình 4.22: Tần suất xuất hiện
iểm
thí h ủa 3 sản ph m chả theo thang
Hedonic 9 bậc........................................................................................................... 117
Hình 4.23: T
ộng của chế ộ hiên l m hín ến ộ bền gel sản ph m chả cá lóc 122
Hình 4.24: Ảnh h ởng của nhiệt ộ và thời gian bảo quản ến ộ bền gel sản ph m 124

Hình 4.25: S t
ộng của các tỷ lệ muối ến hiệu quả thủy phân thu hồi protein... 128
Hình 4.26: S th y ổi hiệu suất thu hồi protein ở tỷ lệ chế ph m vi khu n và thời
gian ủ khác nhau....................................................................................................... 131
Hình 4.27: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t
yếu tố ến hiệu suất thu hồi
protein
............................................................................................................ 138
Hình 4.28: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t
ủa các yếu tố ến h m l ợng nit
amin
............................................................................................................ 139
Hình 4.29: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t của các yếu tố ến h m l ợng nit
amoniac
............................................................................................................ 140
Hình 4.30: Đồ thị biểu diễn t
ộng t ng t
ủa các yếu tố ến hiệu quả thủy
phân
............................................................................................................ 143
Hình 4.31: Khối l ợng phân tử sản ph m thủy phân từ phụ ph m cá lóc (2) ...... 145

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

xii

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

NH S

H ẢNG

Bảng 2.1: Thành phần dinh d ỡng của cá lóc (tính trên 100 g phần ăn ợc) ............ 5
Bảng 2.2: Thành phần các acid amin của thịt cá lóc .................................................... 6
Bảng 3.1: Chỉ tiêu v
ph ng ph p phân tí h ..................................................... 36
Bảng 3.2: Phụ gia và gia vị bổ sung trong quá trình chế biến chả cá lóc................... 52
Bảng 4.1: Thành phần hóa lý của ngun liệu cá lóc ni ........................................ 64
Bảng 4.2: Ảnh h ởng các tỷ lệ nguyên liệu v n ớc trong trích ly protein hịa tan từ
thịt cá lóc nuôi ............................................................................................................ 67
Bảng 4.3: Ảnh h ởng nhiệt ộ trong trích ly protein hịa tan từ thịt cá lóc ni ....... 71
Bảng 4.4: Ảnh h ởng của thời gi n ến hiệu quả trích ly protein hịa tan ................ 73
Bảng 4.5: Điều kiện nhiệt ộ và thời gian của các nghiệm thức theo mơ hình CCD 74
Bảng 4.6: Ảnh h ởng của các nhân tố ến ph ng trình hồi quy hàm mục tiêu Y1.. 75
Bảng 4.7: Kết quả tối u h
iều kiện trích ly với hàm mục tiêu Y1 ....................... 76
Bảng 4.8: Ảnh h ởng của các nhân tố ến ph ng trình hồi quy hàm mục tiêu Y2.. 77
Bảng 4.9: Kết quả tối u h

iều kiện trích ly với hàm mục tiêu Y2 ....................... 78
Bảng 4.10:Ảnh h ởng của các nhân tố ến ph ng trình hồi quy hàm mục tiêu Y3 79
Bảng 4.11: Kết quả tối u h
iều kiện trích ly hàm mục tiêu Y3 ........................... 80
Bảng 4.12: Kết quả tối u h nhiều p ứng trong trích ly protein hịa tan ............. 81
Bảng 4.13: Ảnh h ởng củ pH dung m i ến hiệu quả trích ly protein hịa tan ........ 83
Bảng 4.14: Thành phần hóa họ
bản của dịch trích protein hịa tan ..................... 86
Bảng 4.15: Ảnh h ởng của lo i enzyme ến hiệu quả thủy phân dịch protein hòa tan .... 87
Bảng 4.16: Ảnh h ởng của các tỷ lệ kết hợp alcalase và flavourzyme ến s th y ổi
các tính chất của sản ph m thủy phân ........................................................................ 89
Bảng 4.17: Ảnh h ởng của nhiệt ộ v pH ến tính chất của sản ph m thủy phân ... 91
Bảng 4.18: Thành phần/ho t tính của sản ph m thủy phân ....................................... 97
Bảng 4.19: Thành phần acid amin của sản ph m thủy phân từ dịch protein hịa tan (cơ
ặc 10 lần) .............................................................................................................. 98
Bảng 4.20: Thành phần hóa lý của paste cá lóc ni ............................................... 100
Bảng 4.21: Ảnh h ởng của tỷ lệ bổ sung hợp chất chống ng v STPP ến ặc tính
gel của chả cá lóc ..................................................................................................... 102
Bảng 4.22: S biến ổi chất l ợng surimi cá lóc và chả chiên từ surimi theo thời gian
bảo quản l nh ng .................................................................................................. 105
Bảng 4.23: T
ộng của thời gian ủ và tỷ lệ enzyme transglutaminase bổ sung ến
ộ m v ộ trắng của chả từ surimi cá lóc l nh ng ............................................. 107
Bảng 4.24: Danh mục và tần suất xuất hiện của các thuộc tính cảm quan của chả cá.... 114
Bảng 4.25: T
ộng của chế ộ xử lý nhiệt s bộ ến ặc tính gel của sản ph m chả.. 118
Bảng 4.26:T
ộng của chế ộ hiên l m hín ến chất l ợng và vi sinh của sản ph m121
Bảng 4.27:S th y ổi ộ m, khả năng giữ n ớc và mật số VSV của chả cá lóc
chiên ở

iều kiện bảo quản khác nhau ............................................................... 124
Bảng 4.28:Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất l ợng và an toàn vi sinh sản ph m chả
cá lóc
............................................................................................................ 126

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

xiii

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

Bảng 4.29: Ảnh h ởng s iều chỉnh pH ến hiệu quả quá trình thủy phân ........... 129
Bảng 4.30: Ảnh h ởng của tỷ lệ chế ph m vi khu n và thời gi n ến hàm l ợng nit min v nit -amoniac của sản ph m thủy phân ....................................................... 132
Bảng 4.31: Chế ộ ủ vi sinh của các nghiệm thức theo mơ hình Box-Behnken ...... 134
Bảng 4.32: Ảnh h ởng của các nhân tố ến ph ng trình hồi quy hàm mục tiêu hiệu
suất thu hồi protein ................................................................................................... 135
Bảng 4.33: Ảnh h ởng của các nhân tố ến ph ng trình hồi quy hàm mục tiêu hàm
l ợng nit min ........................................................................................................ 136
Bảng 4.34: Ảnh h ởng của các nhân tố ến ph ng trình hồi quy hàm mục tiêu hàm
l ợng nit amoniac .................................................................................................. 137
Bảng 4.35: Kết quả x

ịnh giá trị tối u ủ
iều kiện thủy phân thu hồi protein
từ phụ ph m cá lóc ................................................................................................... 141
Bảng 4.36: Kết quả tối u h nhiều p ứng trong thủy phân thu hồi protein từ phụ
ph m cá lóc ............................................................................................................ 144
Bảng 4.37: H m l ợng các acid amin của dịch thủy phân phụ ph m cá lóc............ 144

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

xiv

Khoa Nơng nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

DANH SÁ H TỪ VIẾT TẮT
ACE
ACEI
AF
BSA
CCD
DH
DPPH

GS
HCCĐ
HL
HS
KPH
RSM
STPP
TCVN
TH
THP
TL
TN
TVBN
WHC
WI

Ng nh C ng nghệ Th

Enzyme chuyển hóa Angiotensin
Khả năng ức chế ACE
Alcalase và Flavourzyme
Albumin huyết thanh bò
Thiết kế tâm ối xứng
Độ thủy phân
2, 2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl
Độ bền gel
Hợp chất chống ng
H m l ợng
Hiệu suất
Không phát hiện

Ph ng ph p bề mặt p ứng
Sodium tripolyphosphate
Tiêu chu n Việt Nam
Thu hồi
Thu hồi protein
Trích ly
Thí nghiệm
Tổng nit b z b y h i
Khả năng giữ n ớc
Độ trắng

ph m

xv

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

HƢƠNG 1.
1.1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

GI I THIỆU

Đặt vấn đề

Trong những năm qu , ng nh thủy sản của Việt N m lu n tăng tr ởng
m nh và là một trong những ng nh ứng ầu trong các mặt hàng xuất kh u
của cả n ớc, góp phần
Việt Nam trở thành một trong m ời n ớc xuất
kh u thủy sản h ng ầu thế giới. Chiếm khoảng 70% diện tích và 73% sản
l ợng của cả n ớc (Tổng cục thủy sản, 2019), thủy sản ã trở thành thế m nh
kinh tế rất quan trọng củ vùng ồng bằng sông Cửu Long, ng g p phần lớn
cho tiêu thụ nội ịa và xuất kh u của cả n ớc. Các lồi thủy sản ni có sản
l ợng lớn ở ồng bằng sông Cửu Long l
tr , t m,
iêu hồng và gần ây
là s phát triển m nh mẽ của cá lóc. Nghề ni cá lóc có tố ộ phát triển rất
nhanh, sản l ợng nu i tăng từ 5.300 lên 40.000 tấn gi i o n 2002-2009. Sản
l ợng
l tăng nh nh bởi m hình nu i
d ng (ni ao, vèo, lồng, bè và
bể lót b t) và mức ộ thâm canh hóa cao với năng suất ni có thể t ợc
nh
tr (Đỗ Minh Chung và Lê Xuân Sinh, 2011). Chính vì thế diện tích
ni cá lóc ngày càng mở rộng không theo quy ho h ( ến 9/2016 diện tích
thả nu i ã lên ến 1000 ha, sản l ợng t khoảng 65.000 tấn) nên l m l ợng
cung lớn h n l ợng cầu gây tồn ứ ầu ra (Tấn H ng, 2016).
Bên c nh , nghiên cứu của Boland et al. (2013) cho thấy nhu cầu về
protein toàn cầu sẽ tăng gấp i v o năm 2050, iều này không chỉ do áp l c
của s tăng dân số mà do s nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của protein
ối với sức khỏe n i hung v ặc biệt l ối với sức khỏe ng ời cao tuổi.
Trong số các th c ph m chứ protein,
ợc cho là nguồn cung cấp ến 17%
nhu cầu protein của tồn cầu (FAO, 2014). Cá lóc từ lâu ũng ã ợc biết ến

là nguồn protein có tiềm năng rất lớn cho tiêu thụ củ on ng ời, nhất l ng ời
có sức khỏe kém. Việc tiêu thụ protein cá lóc có thể giúp hỗ trợ iều trị các vết
th ng, giảm u v l nguồn năng l ợng bổ sung quan trọng trong suốt quá
trình phục hồi củ ng ời bệnh. C
ợc các giá trị này do protein cá lóc chứa
ầy ủ, ân ối của các acid amin thiết yếu và cả acid amin không thiết yếu
(Mustafa et al., 2013).
Trong các thành phần protein thì protein hịa tan là thành phần có nhiều
giá trị sinh họ , ặc biệt có tiềm năng ứng dụng trong việc t o ra các chế ph m
protein thủy phân giá trị cao. Các peptide có khối l ợng phân tử thấp ợc t o
ra từ q trình thủy phân protein hịa tan có tiềm năng ức chế ACE và kháng
oxy hóa cao (Ren et al., 2008a; Ghassem et al., 2014; Zhou et al., 2016).
Thành phần protein sợi
thu hồi từ quá trình trích ly protein hịa tan có giá
trị o, ặc tính cấu trúc tốt, thích hợp ợc sử dụng trong chế biến surimi cá

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

1

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

lóc. Chả
ợc chế biến từ surimi cá lóc hứa hẹn là nguồn th c ph m giàu
m cho những ng ời bị bệnh tiểu ờng, béo phì, những ng ời dễ bị dị ứng
với mùi tanh của cá.
Ngồi ra, phụ ph m của q trình chế biến thủy sản bao gồm các thành
phần thịt vụn, x ng sống, ầu, da,... chiếm khoảng 60-70% về khối l ợng,
t ng ứng 20-30% tổng h m l ợng protein của cá (Torres et al., 2007). Đây l
thành phần còn chứ h m l ợng protein khá cao và chất l ợng protein ũng
t ng t nh ở thịt nh ng kh
ợc sử dụng tr c tiếp cho tiêu thụ của con
ng ời nên cần có giải pháp hữu hiệu trong việc tận dụng nguồn protein này.
Từ những
sở nêu trên, nghiên cứu ợc tiến hành với việc trích ly thu
hồi protein hòa tan và sử dụng thành phần protein này trong việc thủy phân
bởi các protease ể t o ra sản ph m có ho t tính sinh học cao, phục vụ cho
việc tiêu thụ củ on ng ời. Đồng thời nghiên cứu chế biến sản ph m surimi
từ thành phần paste thịt cá và ứng dụng transglutaminase trong việc t o ra sản
ph m chả có chất l ợng cao và khả năng bảo quản kéo dài. Ngoài ra, nghiên
cứu còn sử dụng chế ph m vi sinh Bacillus subtilis ể thủy phân thu hồi
protein từ các thành phần phụ ph m nhằm tối
hiệu quả thu hồi nguồn
protein này ồng thời giảm thiểu t
ộng m i tr ờng ũng ợc th c hiện.
1.2

Mục tiêu nghiên cứu

Tối u hóa hiệu quả thu nhận các thành phần khác nhau của nguyên liệu
ể chế biến và bảo quản các sản ph m giàu protein từ cá lóc ni theo ịnh

h ớng xây d ng quy trình sản xuất bán thành ph m surimi l nh ng, hả cá
chiên d ng ăn liền, dịch thủy phân protein hịa tan có ho t tính sinh học cao và
dịch protein tận dụng từ phụ ph m sau quá trình chế biến.
1.3

Nội dung nghiên cứu
Trên

sở mụ tiêu ề ra, các nội dung nghiên cứu sẽ triển kh i nh s u:

-X
ịnh các yếu tố có ảnh h ởng ến hiệu quả trích ly protein hịa tan
từ thịt cá lóc ni;
- Nghiên cứu
iều kiện thích hợp trong chế biến sản ph m protein
thủy phân có ho t tính sinh học cao;
- Xây d ng quy trình chế biến surimi từ paste thịt cá lóc và ứng dụng
transglutaminase trong chế biến và bảo quản chả cá lóc ăn liền;
ph

- Tối u hóa hiệu quả thu hồi protein từ phụ ph m cá lóc ni bằng
ng ph p ủ với chế ph m Bacillus subtilis.

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

2

Khoa Nông nghiệp

Luận n tốt nghiệp tiến s kh

1.4

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

Ý nghĩa của luận án

Kết quả nghiên cứu của luận n ã ho thấy tiềm năng to lớn trong việc
sử dụng nguồn nguyên liệu cá lóc nuôi trong chế biến các sản ph m giàu
protein bao gồm surimi cá lóc, chả từ surimi và dịch protein thủy phân.
Nghiên cứu
ý ngh kho học và th c tiễn lớn trong vấn ề t o ra ợc các
sản ph m th c ph m có giá trị dinh d ỡng cao, giàu protein bằng việc tích hợp
nhiều kỹ thuật ũng nh
ng nghệ trong quá trình chế biến nh kỹ thuật trích
ly, cơng nghệ enzyme, cơng nghệ vi sinh và lý thuyết rào cản trong bảo quản
sản ph m. Kết quả của nghiên cứu cịn góp phần giải quyết kh khăn trong
tiêu thụ nguồn ngun liệu cá lóc ni, từ
giúp cải thiện thu nhập cho
ng ời nu i
ũng nh xây d ng diện m o vùng nơng thơn mới. Ngồi ra,
việc sử dụng phụ ph m nh nguồn nguyên liệu trong chế biến chế ph m giàu
protein d ng dịch protein thủy phân ã giúp tận dụng ợc nguồn nguyên liệu
và góp phần giải quyết tốt vấn ề ơ nhiễm m i tr ờng trong chế biến thủy sản.
Với những kết quả t ợc từ nghiên cứu ã mở ra triển vọng cho việc sử

dụng một cách toàn diện nguồn protein trong cá lóc ể chế biến thành những
th c ph m có giá trị gi tăng ũng nh
c chế ph m giàu protein khác, phục
vụ cho sức khỏe củ on ng ời.
1.5

Điểm mới của luận án

Luận n ã ng g p giải pháp thiết th c, có hiệu quả cao trong việc thu
nhận và chế biến sản ph m giàu protein từ thịt cá lóc ni. Protein hịa tan
ợc trích ly từ phi lê cá sau q trình thủy phân ã t o ra một sản ph m có
ho t tính sinh học cao khơng chỉ về khả năng kh ng oxy h mà còn cả về khả
năng ức chế enzyme chuyển hóa angiotensin (ACE), từ
m ng ến tiềm
năng ứng dụng trong chế biến các sản ph m th c ph m chứ năng. P ste thịt
cá giàu protein sau trích ly protein hịa tan ợc ứng dụng thành cơng trong
chế biến surimi cá lóc l nh ng
khả năng bảo quản dài. Sản ph m chả
hiên ợc chế biến từ surimi l nh ng với s hỗ trợ của transglutaminase có
cấu trúc gel tốt cả về khả năng giữ n ớ v ộ bền gel. Cuối cùng, tối u hóa
cho q trình ủ với chế ph m Bacillus subtilis ã giúp thu nhận khá triệt ể
l ợng protein từ phụ ph m cá lóc thể hiện qua hiệu suất và chất l ợng protein
thu hồi cao. Có thể n i, óng góp của luận án là giải pháp tổng thể của quá
trình thu nhận và chế biến một cách hiệu quả nguồn protein từ cá lóc ni.

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

3

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

HƢƠNG 2.
2.1
2.1.1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Giới thiệu nguyên liệu cá lóc
Sơ lƣợc về cá lóc
Cá lóc có tên khoa học là Channa striata,

ợ x

ịnh nh s u:

Giới: Animalia
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygii
Bộ: Perciformes
Họ: Channidae
Chi: Channa

Loài: C. striata
C l
en ( quả) là một lo i n ớc ngọt ặ tr ng ủa Việt Nam có
giá trị dinh d ỡng o,
thịt th m ngon, ợc thị tr ờng v ng ời dân rất
chuộng, cá có nguồn gốc từ vùng nhiệt ới nh hâu Á v hâu Phi (Must f
et al., 2012). Loài cá này hiện là một trong những ối t ợng thủy sản ợc
ni phổ biến với nhiều m hình kh nh u nh nu i trong o ất, ao nổi,
mùng vèo và lồng bè,…
thể nuôi thâm canh, bán thâm canh hay ni kết
hợp, góp phần quan trọng trong việc cải thiện ời sống của nhiều ng ời dân ở
các tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu Long (Đỗ Minh Chung và Lê Xuân Sinh
2011). Mặ dù ây l lo i
n ớc ngọt nh ng ũng ợc nuôi ở các vùng
n ớc lợ nh Tr Vinh, Kiên Gi ng, (Đỗ Thị Th nh H ng và Ngơ Tú Trinh,
2013). Ngồi ra, cá có thể sống ở vùng n ớc mặn với một ộ mặn thích hợp,
theo Đỗ Thị Th nh H ng v Ng Tú Trinh thì l
ng ỡng chịu mặn là
23‰, ây l lo i á có khả năng hịu số ộ mặn t ng ối cao.
2.1.2

Thành phần dinh dƣỡng của cá lóc

Cá lóc là lồi thủy sản có giá trị dinh d ỡng cao, thịt cá lóc chứa nhiều
chất m, khống, chứa ít chất béo v năng l ợng (Bảng 2.1). H m l ợng
protein trong thịt cá lóc vào khoảng 16-18%, là lo i protein dễ tiêu hóa dễ hấp
thu h n protein từ thịt ộng vật khác.
Lipid cá do chứa nhiều acid béo không no nên kém bền khi bảo quản,
lipid cá bảo quản trong iều kiện khơng thuận lợi sẽ bị oxy hóa gây biến màu,
ơi hóa t o thành lớp mỏng giống nh khối thịt nhờn, nhớt có màu sắt gỉ (Lê

Văn Ho ng, 2004).

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

4

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

C l
ợc coi là nguồn th c ph m có giá trị dinh d ỡng và giá trị y học
cao, rất tốt cho sức khỏe on ng ời bởi vì nó chứa rất nhiều các acid amin và
các acid béo (Haniffa et al., 2014). Đây l lo i
ợc tiêu thụ một cách bình
th ờng ối với phụ nữ s u sinh ể thú
y việc chữa lành các vết th ng
ũng nh giảm bớt i những n u hậu phẫu. Nhiều nghiên cứu khoa họ ã
làm sáng tỏ tiềm năng y sinh ủa cá lóc, ây l lo i ợc cho là có nhiều lợi
ích về kháng viêm, kháng sinh, giảm u, hống oxy hóa và nhất l ặc tính
chống ung th (M and Mj, 2012). Nhiều nghiên cứu ũng ã hứng minh
rằng ặc tính giảm u ủa cá lóc rất tốt, thích hợp cho việc giảm u s u
phẫu thuật có thể so sánh với morphine. Sản ph m trích từ cá lóc có các thành

phần h sinh nh acid amin và các acid béo có vai trò quan trọng trong tổng
hợp collagen hỗ trợ l nh d m ặc biệt l gly ine. Trong l
ũng
hứa
acid arachidonic và các chuỗi acid béo khơng no có vai trị vơ cùng quan trọng
trong việc chữa lành các vết th ng (Zub id h et al., 2015).
Bảng 2.1: Thành phần dinh d ỡng của cá lóc (tính trên 100 g phần ăn
Th nh phần
Đ n vị
H m l ợng
N ớ
g
75,3±4,2
Carbohydrate
g
1,3±0,4
Lipid
g
1,7±0,9
Protein
g
16,9±0,7
Tro
g
1,0±0,3
K
mg
242,1±34,7
Na
mg

63,7±4,6
Ca
mg
108,3±14,4
P
mg
456,5±72,6
Fe
mg
0,5±0,1
g

n:

im

en

nd

y

ợc)

iy , 99

H m l ợng protein trong thịt cá khá cao, bao gồm protein chất
( thể
dễ dàng lo i bỏ bằng ph ng pháp trích ly), protein mơ liên kết và protein sợi
. Protein hất b o gồm albumin, myoalbumin, myoprotein, globulin-X và

myostromin. Albumin, myoprotein và myoalbumin có khả năng hò t n trong
n ớ
o. Trong khi , myostromin v globulin kh ng hò t n trong n ớc
nh ng t n trong acid yếu. Protein n y t n trong n ớc và dung dịch muối có
nồng ộ ion thấp (nồng ộ muối 0,5%) và có thể ợ l m ng tụ ở nhiệt ộ
o (90°C). H m l ợng protein chất
kh nh u giữa các loài khác nhau và
thậm chí khác nhau giữa các lo i thịt ỏ và thịt trắng. Cá thịt trắng chứa
protein chất
o h n so với cá thịt ỏ (Mustafa et al., 2012). Protein trong
cá lóc có giá trị dinh d ỡng cao vì chứa nhiều acid amin cần thiết ho ng ời
(Bảng 2.2). Theo Gam et al. (2006), thành phần acid min trong
l
ũng

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

5

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

có giá trị y họ
o, ng v i trò qu n trọng trong việc giảm u v qu trình
chữa lành các vết th ng. Thành phần lipid trong
l
ũng rất ợc quan
tâm, lipid cá lóc chứa nhiều acid béo không no nh : acid ecosapentaenoic và
decoxahexaenoic hỗ trợ chữa lành các vết th ng (M and Mj, 2012).
Bảng 2.2: Thành phần các acid amin của thịt cá lóc
Acid amin
H m l ợng (mg/g)
Arginine
360
Phenylalanine
230
Histidine
130
Isoleucine
320
Leucine
470
Lysine
560
Methionine
180
Cysteine
70
Threonine
280
Tyrosine
190

Tryptophan
60
Valine
330
(Ngu n: Mustafa et al., 2012)

2.1.3
2.1.3.1

Giới thiệu chung về cơ thịt cá
Cấ t úc cơ thịt cá

Có một số khác biệt giữa chứ năng
ủ
v ộng vật
vú. C thể
ợc nâng ỡ bởi n ớ v do
kh ng ần các mô liên kết m nh ể duy trì
và nâng ỡ
bắp. Cá sống trong m i tr ờng l nh v do
protein
ặc
tính khác với ộng vật máu nóng. Cấu trúc sắp xếp ũng kh nh u vì
có
các kiểu di chuyển khác nhau. C
ủ u i v thân cá bao gồm một lo t
các khối
ợc gọi là các ốt
“myotome”. C myotome th ờng giống
nh hình chữ “W” nằm ngang, giữ

myotome ợc phân cách bởi các
v h
bằng mô liên kết “myosept ”. Một v h ngăn ng ng phân t h
myotome thành các myotome l ng (trên cùng) và các myotome bụng (d ới).
C h m th ờng bao gồm
phụ trợ ng h m v
mở hàm. C vây b o
gồm
phụ trợ giúp di chuyển vây khi b i (Seaworld, 2020). Các
myotome bao gồm các tế bào hình trụ dài là sợi
( ờng kính khoảng 50
µm). Chúng t o thành các lớp nằm song song với chiều dài củ
v
ợc liên
kết với nhau và với bộ x ng bởi các mô liên kết. Mỗi sợi chứ ầy các bó sợi
hình trụ dài gọi là myofibril bao gồm chủ yếu hai lo i protein khác nhau là
myosin và actin.

Ng nh C ng nghệ Th

ph m

6

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2.1.3.2

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

Thành phần cơ thịt cá

Thành phần chính của
thịt l n ớc, protein và lipid, chiếm khoảng
98% tổng khối l ợng của
thịt cá. Ngoài ra, các thành phần chiếm tỷ lệ thấp
nh
rbohydr te, vit min v kho ng hất ũng ảnh h ởng ến các tính chất
củ
s u giết mổ (Hall, 1992; Lê Văn Hoàng, 2004).
(i) Protein
Protein là thành phần chính củ
thịt cá, chiếm khoảng 90% chất khơ
(16÷20% tổng khối l ợng). H m l ợng protein trong cá phụ thuộc vào loài,
nguồn thứ ăn, s tr ởng thành, sinh sản, mù
nh bắt v ph ng ph p hế
biến. Trong cá có 3 lo i
hính b o gồm:
tr n,
tim v
vân. Giống
với các nguồn protein khác, protein từ cá bao gồm một chuỗi các acid amin
liên kết với nhau t o thành một phân tử dài (Voet and Voet, 2004). Có khoảng
h i m i lo i acid amin và một số trong số chúng là cần thiết cho sức khỏe
củ on ng ời. Có nhiều lo i protein trong

thịt cá với ặc tính khác nhau
(Sikorski et al., 1990), d v o ộ hòa tan của chúng trong dung dị h n ớc có
thể chia thành 3 nhóm protein khác nhau, bao gồm: protein sợi , protein chất
v protein m liên kết.
+ Protein sợi
chiếm khoảng 55÷60% tổng l ợng protein
thịt và là
thành phần mang cấu trúc và chứ năng hính ủa
thịt cá. Đây l th nh
phần protein ảm nhiệm s o
ở cá sống v ũng có vai trị rất quan trọng
thể hiện ặc tính sản ph m từ
thịt cá (ổn ịnh nhũ t ng, liên kết n ớc và
lipid và hình thành cấu trúc gel) (McCormick, 1994). Tuy nhiên, ể các
protein sợi
thể hiện
ặc tính c lý mong muốn một cách hiệu quả, cần
có nồng ộ muối t ng ối cao (1,8-3,5%) ể hịa tan hoặc trích ly một phần
protein sợi (Karlsdottir, 2009). Có khoảng h i m i lo i protein sợi khác
nhau bao gồm: Actin, myosin, tropomyosin, troponin, actinin….
Myosin: Chiếm 50÷55% protein sợi ,
phân tử lớn và khối l ợng
phân tử khoảng 500-520 kDa, chiều dài 15-160 nm, chứa 6 chuỗi polypeptide
và chứ h n 2.000 id min (Kok, 2005). Phân tử myosin gồm một u i xoắn
alpha là khung của sợi d y, ợc t o ra theo kiểu liên kết u i, phần ầu hình
cầu hay quả lê ợc kéo dài từ sợi d y v t ng t với actin trên sợi mỏng.
Phân tử myosin gồm hai chuỗi protein dài hình thành chuỗi xoắn kép gọi
l u i phân tử, vài m ch polypeptide ngắn t o nên ầu phân tử. Phân tử
myosin sau khi liên kết theo kiểu u i với u i t o thành những sợi lớn t
.

Điểm ẳng iện của myosin của thịt cá là 5,6 (trong khi myosin từ thịt gia súc
là 5,2) nên trong quá trình chế biến cần iều khiển pH gần bằng 6, phân tử
myosin tí h iện âm và có khả năng liên kết tốt với n ớ . Ngo i r , ể tăng
Ng nh C ng nghệ Th

ph m

7

Khoa Nông nghiệp


Luận n tốt nghiệp tiến s kh

2015 ợt 1

Tr ờng Đ i họ Cần Th

khả năng liên kết với n ớc của myosin có thể sử dụng muối, do thành phần
này sẽ l m gi tăng s tí h iện âm của phân tử myosin, làm phá vỡ l c liên
kết ion, kết quả là phân tử hấp thu n ớ , tr ng nở m nh (Chanarat et al.,
2015).
Actin: Actin chiếm khoảng 22% protein sợi , G-actin là protein hình
cầu có khoảng 376 acid amin, khối l ợng phân tử khoảng 42 kDa (Kijowski,
2001). D ới tác dụng lý hố, G-actin có thể trùng hợp thành actin d ng sợi (Factin) và có cấu trúc xoắn kép. Khi có mặt của Ca, F-actin liên kết với ầu
phân tử myosin và có s phân ly ATP hình thành sợi actomyosin dẫn ến hiện
t ợng o .
+ Protein chất
Protein chất
hiếm 30÷35% tổng protein v hiếm khoảng 5% khối

l ợng m
. C khoảng 200 lo i protein ợc biết ến trong protein chất ,
mà phần lớn là các enzyme glycoglytic giữ v i trò iều khiển các phản ứng
enzyme trong m
(Sikorski et al., 1990). Các protein này chủ yếu bao gồm:
protein ses, peptid ses v
thepsins, trong
thepsins l nh m prote se
thể làm mềm thịt cá (Ladrat et al., 2003).
Nhóm protein chất
gồm có: myogen, globulin X, myoalbumin, trong
myoglobin l protein qu n trọng nhất, mang l i sắc tố ỏ ặ tr ng ủa thịt.
Màu sắc củ
thịt không chỉ phụ thuộc vào s hiện diện của myoglobin mà
còn phụ thuộc vào lo i ũng nh tr ng thái hóa học của phân tử myoglobin.
Nhiều nghiên cứu ã khẳng ịnh protein chất
khả năng giữ n ớc kém,
gây cản trở quá trình t o gel, húng ợc xem là nguyên nhân làm giảm ộ
bền gel của sản ph m chế biến. Vì vậy, trong cơng nghệ sản xuất các sản ph m
surimi việc rửa thịt cá nhằm nhiều mụ í h, một trong những mụ í h l lo i
bỏ thành phần protein n y ể giúp quá trình t o gel tốt h n (Park and
Morrissey, 2000).
+ Protein mô liên kết
Protein mô liên kết bao gồm collagen và elastin. H m l ợng collagen
trong
bắp thịt chiếm khoảng từ 3÷10% trong tổng số protein và chiếm
khoảng 0,2÷2,2% ối với thịt cá. Các protein này có trong thành phần của chất
v m ng liên kết bao bọc sợi . M ng
thể ở d ng chặt chẽ, d y ặc
hay lỏng lẻo, tùy thuộc vào thành phần và s liên kết của các tế bào và các sợi

hiện diện. Chúng là những chất kh ng t n trong n ớc, dung dịch kiềm và muối
ở nồng ộ ion cao. Đây l th nh phần còn l i sau khi th c hiện trích ly protein
chất
v protein sợi
(Sikorski et al., 1990). Nhờ vào khả năng huyển ổi
thành gelatin trong quá trình gia nhiệt nên chúng giúp hình thành liên kết, làm
Ng nh C ng nghệ Th

ph m

8

Khoa Nông nghiệp