Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột biến tính, protein đậu tương đến độ cứng, hao hụt khối lượng và co rút kích thước của gel protein thịt sẫm cá ngừ vây vàng (thunnus albacares) xay

Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 2/2021 ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ TINH BỘT BIẾN TÍNH, PROTEIN ĐẬU TƯƠNG ĐẾN ĐỘ CỨNG, HAO HỤT KHỐI LƯỢNG VÀ CO RÚT KÍCH THƯỚC CỦA GEL PROTEIN THỊT SẪM CÁ NGỪ VÂY VÀNG (THUNNUS ALBACARES) XAY EFFECT OF MODIFIED STARCH, SOYBEAN PROTEIN ON HARDNESS, WEIGHT LOSS AND SIZE SHRINKAGE OF PROTEIN GEL OF MINCED YELLOWFIN (THUNNUS ALBACARES) TUNA DARK MUSCLE Nguyễn Trọng Bách, Nguyễn Thế Nguyên, Trang Sĩ Trung Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nha Trang Tác giả liên hệ: Nguyễn Trọng Bách (Email: ntbachnt@ntu.edu.vn) Ngày nhận bài: 16/06/2021; Ngày phản biện thông qua: 25/06/2021; Ngày duyệt đăng: 29/06/2021 TÓM TẮT Dưới tác dụng nhiệt, thịt sẫm cá ngừ xay rời rạc, nước tăng giảm kích thước khối gel protein thịt cá xay Nghiên cứu tập trung đánh giá ảnh hưởng số chất đồng tạo gel (tinh bột biến tính (MS) protein đậu tương (SPC)) đến độ cứng, hao hụt khối lượng co rút kích thước khối gel protein sau gia nhiệt Kết nghiên cứu cho thấy có ảnh hưởng đáng kể chất đồng tạo gel đến khả giữ nước hao hụt kích thước gia nhiệt khối gel protein thịt cá xay Ảnh hưởng MS mạnh SPC, khả giữ nước giảm khoảng hay lần co rút kích thước giảm khoảng 2,6 hay 4,5 lần thịt cá xay bổ sung 6% MS hay SPC Độ cứng khối gel protein thịt cá xây tăng tăng tỷ lệ chất đồng tạo gel bổ sung SPC hỗ trợ tăng độ cứng gel protein tốt MS, độ cứng tăng 4,8 lần hay 1,6 lần bổ sung 6% SPC hay MS Từ khóa: hao hụt khối lượng, lực nén, protein đậu tương, tinh bột biến tính, thịt sẫm cá ngừ Abstract: Under effect of heat, the tuna dark muscle becomes loose, increasing of water-loss as well as reducing the size of protein gel of minced dark muscle This study evaluated the effect of some co-gelators (modified starch (MS) and soybean protein (SPC)) on hardness, weight-loss and size-shrinkage of protein gel after heating The research results show that there is a significant influence of the co-gelator on the water holding capacity or the size-loss of heat-induced protein gel The influence of MS is stronger than that of SPC, the water holding capacity can be reduced by about or times and the size-shrinkage is reduced by about 2.6 or 4.5 times with an added rate of MS or SPC of 6% The hardness of protein gel increased with increasing of added co-gelator SPC was better than MS on the hardness of protein gel, the hardness can be increased 4.8 times or 1.6 times when adding 6% SPC or MS Keywords: breaking force, modified starch, soy protein, tuna dark muscle, weight-loss I ĐẶT VẤN ĐỀ Sản phẩm chế biến thủy sản từ cá ngừ đại dương số sản phẩm chủ đạo chế biến xuất thủy sản Việt Nam, theo Hiệp hội chế biến xuất nhập thủy sản Việt Nam (VASEP) Việt Nam chế biến cá ngừ đại dương đứng sau chế biến tôm cá da trơn Ngành khai thác, chế biến thủy sản nói chung cá ngừ nói riêng ngày phát triển kéo theo việc lượng lớn • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG phụ phẩm từ nguyên liệu cá ngừ thải từ nhà máy chế biến Phụ phẩm bao gồm đầu, xương, vây, thịt vụn, nội tạng,… chiếm 50% nguyên liệu ban đầu, đặc biệt lượng thịt sẫm bị loại bỏ chiếm đến 20% tổng trọng lượng nguyên liệu [6] Tuy nhiên lượng thịt sẫm sử dụng làm thức ăn chăn ni làm phân bón với giá thành thấp gây lãng phí lớn Thịt cá xay cấu trúc thịt lỏng lẻo, Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản dễ vỡ tơi nước gia nhiệt Nhằm khắc phục nhược điểm đó, việc nghiên cứu bổ sung muối ăn, sorbitol, muối phốt phát tăng khả tạo gel giữ nước gel protein thịt cá xay [3]–[5] Hoặc dùng phụ liệu gelatin [4]; lòng trắng trứng [7][15], tinh bột biến tính [1] [10][11] [14]-[16] protein đậu tương [13] [15] [17][18] bổ sung để làm tăng tính chất lý, khả giữ nước surimi hay thịt cá xay Các nghiên cứu nước tiến hành cá nước (cá rơ phi, cá lóc, cá hồng) hay số lồi cá biển (cá hố, cá sơn thóc, cá nục, cá trích, cá sịng) Kết nghiên cứu cho thấy việc sử dụng 1-1,5% NaCl vào thịt cá lóc xay có khả giữ nước đến 68% lực nén đạt 542 gram [5] Nguyễn Văn Hiếu (2020) sử dụng 2% NaCl chế biến chả cá nục, cá hồng cá trích; kết sản phẩm chả cá diêu hồng có cường độ gel cao đạt 301,07 ± 0,22 (g.cm) Kết hợp việc xử lý rửa dùng NaCl kết hợp với 4% sorbitol, 0,4% gelatin 2% tinh bột giúp cho surimi cá rô phi đạt chất lượng cảm quan cao có độ bền gel đạt tới 806 (g.cm) nghiên cứu Lê Hoàng Phượng cộng (2021) [4] Trong nghiên cứu surimi ngồi nước, nhà khoa học tập trung thử nghiệm sử dụng chất đồng tạo gel tinh bột biến tính hay protein đậu tương nhằm giúp cho surimi/thịt cá xay tăng độ bền gel, hạn chế nước, Wenjun Kong cộng (2016) nghiên cứu ảnh hưởng tinh bột biến tính đến khả giữ nước lực phá vỡ surimi cá minh thái Alaska, kết lực phá vỡ surimi sau gia nhiệt tăng 1,3-1,5 lần so với mẫu không bổ sung tinh bột; khả giữ nước mẫu có tinh bột tốt [16] Ali Jafarpour cộng (2012) nghiên cứu so sánh ảnh hưởng tinh bột biến tính protein đậu tương đến tính chất chức khả giữ nước surimi cá chép Kết nghiên cứu tinh bột có khả hỗ trợ giữ nước độ bền gel tốt protein đậu tương Ảnh hưởng tương tự protein đậu tương đến khả giữ nước độ vững gel surimi cá minh thái Alaska cá chép Số 2/2021 nghiên cứu Yongkang Luo cộng (2004) [17] hay đối tượng cá mè trắng Hasanpour cộng (2012) [13] Như vậy, phần thịt trắng cá có hạn chế độ dai chắc, khả giữ nước xay nhuyễn làm chả cá hay chế biến thành surimi So với thịt trắng thịt sẫm cá ngừ gia nhiệt thịt lỏng lẻo, khả nước cao, màu sắc sẫm xấu, mà khả ứng dụng nguồn nguyên liệu hạn chế Trong thực tế, nguồn thịt sẫm phát triển thành sản phẩm tẩm sấy ăn liền trực tiếp, nhiên dạng sản phẩm kén người dùng màu sắc tối sẫm Trong hướng nghiên cứu để phát triển thành sản phẩm khác dòng chả cá hay surimi chưa quan tâm Ở nghiên cứu tập trung xem xét ảnh hưởng tỷ lệ tinh bột biến tính protein đậu tương đến tính chất lý, hao hụt khối lượng co rút kích thước gel protein thịt cá xay sau gia nhiệt II NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên vật liệu hóa chất 2.1.1 Nguyên vật liệu Thịt sẫm cá ngừ vây vàng cung cấp Công ty TNHH Hải Vương, Khánh Hịa Chúng cấp đơng dạng block kg bao gói PA hút chân khơng giữ bảo quản nhiệt độ -20°C±2 Tinh bột biến tính sản xuất từ khoai mì (MS, lô sản xuất No R002-18) sản phẩm công ty TNHH Sanguan Wongse Starch (Thái Lan) Protein đậu tương (SPC, Solcon S; Spec No: FP-317) sản phẩm cơng ty CHS Ltd (Trung Quốc) có hàm lượng protein chiếm 88% (Nx6,25) 2.1.2 Hóa chất Hóa chất axit axetic dùng để khử mùi cá hãng Xilong Scientific, Trung Quốc 2.2 Phương pháp nghiên cứu xử lý số liệu 2.2.1 Chuẩn bị mẫu Thịt sẫm cá ngừ vây vàng nhiệt độ -20°C xay nhỏ mắt sàng mm, sau rửa nước đá lạnh khoảng 4°C (cá/ nước =1/4) phút; lọc loại nước rửa TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản phút dung dịch axit axetic 0,03% (cá/dung dịch axit axetic =1/4); cuối rửa lại nước lạnh °C (cá/nước =1/4) phút Thịt cá vắt ép nước đến độ ẩm khoảng 76%, sau phối trộn với protein đậu tương tinh bột biến tính với tỷ lệ khối lượng so với khối lượng tổng từ 1-8% Hỗn hợp phụ liệu thịt cá xay quết vòng 10 phút máy quết với tốc độ vòng quay dao quết 2800 vòng/phút Hỗn hợp thịt cá phụ liệu quết ln trì Số 2/2021 nhiệt độ khoảng °C±0,5 lớp nước đá lạnh áo nước làm lạnh quanh cối xay quết Sau mẫu nặn cục hình trụ trịn ống nhựa có đường kính 2,3 cm cao cm Mẫu bọc bao PE cột kín giữ 15 ngăn mát tủ lạnh kiểm soát nhiệt độ °C±0,5 trước phân tích tiêu Đối với mẫu gia nhiệt thực cách đựng túi PE (đã xả khí) nhúng chìm 10 phút nước sơi, sau làm lạnh nhanh nước lạnh Hình Thịt sẫm xay trước (trái) sau rửa (phải) 2.2.2 Các phương pháp phân tích 2.2.2.1 Phương pháp xác định độ cứng gel protein thịt cá xay Đo độ thông qua "lực đâm xuyên" "lực cắt" gel protein thịt cá xay theo phương pháp mô tả Đinh Văn Hiện cộng (2019)[2] Các mẫu gel (trước sau gia nhiệt) hình trụ trịn có đường kính 2,3 cm cao cm tiến hành đo lực nén vỡ lực cắt thiết bị Rheometer CR-500DX nhiệt độ phòng Hình Đầu đo lực nén vỡ (trái) lực cắt (phải) 10 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản 2.2.2.2 Xác định hao hụt khối lượng sau gia nhiệt Mẫu chuẩn bị sau giữ lạnh 15 xác định hao hụt khối lượng (L,%) sau gia nhiệt theo cơng thức sau: Trong đó: m1: khối lượng mẫu trước gia nhiệt (g) m2: khối lượng mẫu sau gia nhiệt (g) 2.2.2.3 Xác định độ co rút kích thước sau gia nhiệt Sử dụng thước kẹp điện tử Mitutoyo 500 – 181 – 30 (0 – 150mm độ chia 0,01mm) để đo đường kính mẫu Các mẫu chuẩn bị sau giữ lạnh 15 xác định độ co rút kích thước (E,%) khối gel sau gia nhiệt theo cơng thức sau: Trong đó: d1 : đường kính mẫu trước gia nhiệt (mm) d2: đường kinh mẫu sau gia nhiệt (mm) 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu Các thí nghiệm thực lần, kết thu giá trị trung bình lần đo Xử lý số liệu phần mềm Microsoft Excel 2013 vẽ biểu đồ phần mềm Origin 8.0 Sự khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê (p < 0,05) giá trị trung bình phân tích phần mềm SPSS 16 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng tinh bột biến tính protein đậu tương đến độ gel protein cá xay Kết đo độ bền gel protein trình bày hình cho thấy lực nén gel không gia nhiệt tăng nhẹ theo tỷ lệ phối trộn tinh bột biến tính Độ bền gel protein cải thiện không đáng kể thêm 1-5% tinh bột biến tính, lực nén mẫu gel protein tăng dần 2,05 N (1%), 2,1 N (2%), 2,25 N (3%), 2,45 N (4%), 2,54 N (5%) (Hình 3A1) Tại 6%, 7% 8% lực nén tăng cao 2,76 N; 3,02 N; 3,6 N Số 2/2021 Lực nén tăng dần bổ sung tinh bột biến tính nhiều liên kết tạo gel với với protein nhiều giúp cho khối gel trở nên cứng hơn, dẻo dai Điều chứng tỏ khả đồng tạo gel tinh bột biến tính với protein thịt cá cao Đồng thời, lực cắt gel tăng dần theo tỷ lệ phối trộn tinh bột biến tính Khi tỷ lệ tinh bột phối tăng lần lực cắt gel tăng lên 1,5 lần (Hình 3B1) Sau gia nhiệt, lực nén khối gel cao trước gia nhiệt biến tính protein nhiệt nên bền hơn, khó bị phá vỡ Độ bền gel protein cải thiện đáng kể thêm 1% tinh bột biến tính, khoảng tỷ lệ – 8% lực nén mẫu gel protein tăng dần ổn định đến mẫu bổ sung 6% tinh bột (Hình 3A1) Nhưng tỷ lệ 7% 8% lực nén tăng 1,3 1,6 lần so với gel tỷ lệ 6% tinh bột bổ sung Lực nén phá vỡ cấu trúc tăng tỷ lệ thuận với việc tăng tỷ lệ tinh bột biến tính sử dụng, tới giới hạn định bổ sung vào nhiều việc giành nút mạng lưới gel [16] cạnh tranh cao làm tăng liên kết chiếm gốc nước có cấu trúc gel làm cho khối gel trở nên cứng hơn, kết nghiên cứu tương tự ảnh hưởng tính bột cá lóc [5] hay surimi cá hố [1] Mặt khác, lượng tinh bột nhiều phân tử amylose mạch ngang hình thành nhiều dẫn đến độ đàn hồi Đây lý lực cắt gel protein sau gia nhiệt có khuynh hướng giảm nhẹ so với mẫu đối chứng khơng sử dụng tinh bột (Hình 3B1), kết thu tương ứng với nghiên cứu ảnh hưởng tinh bột surimi cá rô phi [4]; tinh bột sử dụng 6%, lực cắt tăng đáng kể trở lại so với mẫu đối chứng không dùng tinh bột (p