Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương

i LỜI CẢM ƠN Để đạt được kết quả nghiên cứu như ngày hôm nay tôi đã nhận được sự giúp đỡ của gia đình cũng như thầy cô và bạn bè. Để bày tỏ sự biết ơn của mình tôi xin gửi lời trân trọng cảm ơn tới: Quý Thầy, Cô khoa Chế biến trường Đại học Nha Trang. Ban giám hiệu và phòng ban liên quan. Thầy Nguyễn Anh Tuấn là người hướng dẫn,đôn đốc, tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này. Thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và Cô Phạm Thị Hiền đã giúp đỡ và cùng tôi thực hiện đề tài này. Các thầy cô trong khoa đã tận tình giúp đỡ giải đáp những thắc mắc khó khăn của tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Cán bộ phòng Thí nghiệm các bộ môn công nghệ Chế biến, công nghệ Thực phẩm, công nghệ Sinh học, Hóa- Vi sinh đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài của mình. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên giúp đỡ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu. Nha Trang, ngày 1tháng 7 năm 2011 Sinh viên thực hiện Vũ Thị Quỳnh ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về cá ngừ 3 1.1.1. Một vài loài cá ngừ đại dương 5 1.1.2. Thành phần hóa học và thành phần khối lượng cá ngừ đại dương 7 1.1.3. Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ 8 1.1.4. Đánh giá về phế liệu cá ngừ 11 1.2. Tổng quan về protein của cá. 11 1.2.1. Vai trò sinh học của protein 11 1.2.2. Vai trò dinh dưỡng của protein 12 1.2.3. Cấu tạo phân tử protein 12 1.2.4. Một số tính chất của protein. 13 1.2.5. Protein trong động vật thủy sản. 14 1.3. Tổng quan về quá trình trích ly protein. 14 1.3.1. Bản chất của quá trình trích ly 14 1.3.2. Quá trình trích ly protein. 16 1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trích ly protein 17 1.3.4. Các biến đổi của protein trong quá trình trích ly 19 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1. Đối tượng nghiên cứu 22 2.1.1. Cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương từ quá trình chế biến cá filet đông lạnh. 22 iii 2.1.2. Dung dịch acid clohydride. 22 2.1.3. Natri hydroxit 22 2.2. Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Phương pháp thực nghiệm 23 2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 23 2.2.3. Phương pháp phân tích và xác định các chỉ tiêu sản phẩm 23 2.3. Bố trí thí nghiệm. 23 2.3.1. Sơ dồ quy trình nghiên cứu 23 2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát: 26 2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chi tiết 27 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học cơ bản của thịt đỏ cá ngừ đại dưỡng 38 3.2. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ 38 3.3. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 43 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein từ thịt đỏ cá ngừ đại dương 46 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 50 3.6. Ảnh hưởng của pH kết tủa lên hiệu suất thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương 54 3.7. Đề xuất quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 56 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TPHH : thành phần hóa học. W/V : nguyên liệu/dung môi. KQ : kết quả H : hiệu suất. TNHH : trách nhiệm hưu hạn. v DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loài cá ngừ đại dương 7 Bảng 1.2. Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương. 8 Bảng 1.3. Các nhóm hàng thủy sản xuất khẩu chính 10 Bảng 3.1. thành phần hóa học cơ bản của thịt đỏ cá ngừ 38 vi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1. Cá ngừ vây vàng 5 Hình 1.2. Cá ngừ mắt to 6 Hình 2.1. Thịt đỏ cá ngừ đại dương 22 Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. 38 Hình 3.2. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 39 Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong bã 39 Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong nước thải. 40 Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương 43 Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 43 Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong bã 44 Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong nước thải 44 Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương 46 Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu suất thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 47 Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến tỷ lệ thất thoát protein trong bã 47 Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi trong quá trình chiết lên tỷ lệ thất thoát potein trong nước thải. 48 vii Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hiệu suất hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương 50 Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hiệu suất thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ 50 Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên tỷ lệ protein thất thoát trong bã 51 Hình 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong nước thải 51 Hình 3.17. Hiệu suất protein hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. 54 Hình 3.18. Ảnh hưởng của pH kết tủa đến tỷ lệ thu hồi protein so với protein trong dịch chiết 54 Hình 3.19. Ảnh hưởng của pH kết tủa lên hiệu suất thu hồi protein so với protein trong nguyên liệu thịt đỏ cá ngừ đại dương 55 Hình 3.20. Dung dịch protein sau hòa tan 57 Hình 3.21. Protein sau kết tủa 57 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài. Cá ngừ đại dương là loài cá có giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế cao nó thể hiện ở sản lượng khai thác và tiêu thụ trong các năm trước đây. Hai loại cá ngừ đại dương phổ biến và được ưa chuộng là cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to. Sản lượng khai thác cá ngừ vây vàng thế giới đạt con số1.296 nghìn tấn và cá mắt to là 403 nghìn tấn vào năm 2005[ 11]. Đây quả là con số không phải nhỏ trong công nghiệp chế biến thực phẩm thủy sản. Dạng sản phẩm chính trong công nghệ chế biến thủy sản từ nguồn nguyên liệu này là ăn tươi, đông lạnh, sashimi, đóng hộp, xông khói…. Trong quá trình chế biến này thì phần chính được sử dụng làm thực phẩm là phần thịt trắng( phần ăn được), còn lại khoảng 30%[5] là phế liệu( đầu, xương, da, vây, vẩy, thịt đỏ…). Phần phế liệu này chỉ một ít được tận dụng làm thực phẩm cho người, một phần làm thức ăn cho gia súc, phần còn lại là thải bỏ, như vậy sẽ rất lãng phí thậm chí còn mất một khoản chi phí để xử lý chất thải mang lại hiệu quả kinh tế thấp cho doanh nghiệp. Một trong những phần phế liệu đáng lưu tâm ở đây là phần cơ thịt đỏ của cá ngừ, đây là phần có chứa hàm lượng protein lớn và có giá trị dinh dưỡng cao, nó chiếm khoảng 6.4% thành phần khối lượng tuy nhiên nó có một đặc điểm gây trở ngại mà người ta phải loại bỏ nó ra trong quá trình chế biến. Trong thịt đỏ cá ngừ nói chung có chứa histidine nó có khả năng chuyển thành độc tố histamine gây ngộ độc cho người sử dụng nếu quá trình chế biến và bảo quản không đảm bảo. Mà sự biến đổi này thì không thể tránh khỏi, chính vì thế cho đến nay nó luôn là phế liệu ít được quan tâm trong quá trình chế biến. Như vậy, làm thế nào để nâng cao giá trị kinh tế và giá trị sử dụng trong thực phẩm cho nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng này cần phải được nghiên cứu và làm rõ. Đó là những lý do khiến tôi chọn hướng nghiên cứu: “nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương” 2 2. Nhiệm vụ của đề tài. Tìm ra quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương với hiệu suất thu hồi là cao nhất. Để đạt được nhiệm vụ nêu trên trong quá trình nghiên cứu cần thực hiện những nhiệm vụ sau:  Xác định thành phần hóa học của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương.  Nghiên cứu chế độ hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương tốt nhất.  Xây dựng quy trình hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài.  Tạo ra dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo cho sinh viên và cán bộ ngành chế biến thủy sản.  Kết quả nghiên cứu tạo ra cơ sở cho các nhà máy chế biến áp dụng nhằm tận dụng và nâng cao giá trị của nguồn phế liệu thịt đỏ cá ngừ trong công nghệ chế biến cá ngừ. 4. Ý nghĩa thực tiễn.  Nâng cao giá trị của nguồn phế liệu cơ thịt đỏ cá ngừ.  Tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng từ sản phẩm thu được. 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cá ngừ. Cá ngừ đặc biệt là cá ngừ đại dương là loài cá có giá trị cao dựa vào sản lượng lớn và sự ưa chuộng của người tiêu dùng. Cá ngừ thuộc họ cá thu ngừ (Scombride), chúng sống ở vùng nước ấm. Cá ngừ đại dương có hệ thống trao đổi nhiệt ngược dòng, do đó nó có khả năng giữ ấm cho cơ thể cá ngay cả trong nước lạnh. Với hệ cơ luôn được giữ ấm như vậy giúp cho cá di chuyển nhanh chóng dưới nước nên “vua tốc độ của biển cả” là mệnh danh của loài cá ngừ đại dương. Cá ngừ giống như cư dân du mục của đại dương, nó được biết đến với kỷ lục xuyên đại dương, theo nghiên cứu chúng có thể di chuyển với tốc độ 16 dặm/ ngày để vượt qua 5300 dặm từ California đến Nhật Bản. Với sự di chuyển như vậy cá ngừ cần một lượng O 2 và thức ăn rất lớn để cung cấp đủ năng lượng cho cơ thể từ vài chục đến vài trăm kg của nó. Chính vì thế tim của cá ngừ có kích thước gấp 10 lần các loại cá khác có cùng kích thước giống nó, diện tích bề mặt mang lớn gấp 30 lần so với các loài cá khác. Cá ngừ được quan tâm đến không đơn thuần như loài động vật máu lạnh giống các loài cá khác mà chúng được xem xét như là một loài máu nóng. Chúng có một mạng lưới mạch máu đan xen nhau chính là cơ quan giúp cho sự trao đổi ngược dòng giữa hai hệ thống động mạch và tĩnh mạch gần nhau để giữ ấm cho cơ thể cá, thân nhiệt của cá ngừ có thể lên tới 38 o C cao hơn nhiệt độ môi trường 20 o C.[1] Cá ngừ có thân hình thoi, hơi tròn, phần bụng có màu trắng bạc phần thân có màu sẫm đến đen đôi khi có sọc mờ hoặc chấm mờ trên thân, trừ cá ngừ vây vàng có màu vàng sáng. Vảy của cá ngừ hầu hết là nhỏ và gần như cấu trúc vây của các loài cá ngừ là giống nhau: vây ngực có thể ngắn( cá ngừ vây xanh, cá ngừ vằn) hoặc có thể dài như mảnh lưỡi dao( cá ngừ vây vàng, cá ngừ vây dài). Riêng cá ngừ vây vàng khi trưởng thành có một số vây lưng thứ hai và vây hậu môn mọc dài hẳn như [...]... kê b ng ph n m m excel S li u c n thu: Hàm lư ng protein hòa tan và thu h i protein c a th t cá ng i dương theo phương pháp biuret Hi u su t hòa tan và thu h i protein c a th t cá ng i dương so v i nguyên li u T k t qu c a thí nghi m trên cho phép k t lu n nh hư ng c a pH t i hi u su t hòa tan c a protein c a th t cá ng hòa tan protein c a th t i dương cá ng i dương và tìm ư c pH thích h p ... protein Ch t cơ hòa tan bao g m 3 lo i l n: protein tương cơ, protein nhân, và tơ cơ ây là thành ph n ch y u c u t o nên t bào ng v t cũng là lo i protein ư c chú tr ng trong th c ph m thành ph n c a ch t cơ hòa tan thùy theo t ng loài, kích thư c là khác nhau.[4] Ch t cơ hòa tan ch y u là cơ vân nó ch a các protein hình c u có kh năng tan trong môi trư ng acid, mu i, ki m ho c m t s dung môi h u cơ. .. phương pháp i u ch nh pH hòa tan và thu nh n protein t ph li u cá nhám và cá tuy t trong công nghi p ch bi n cá fillet K t qu cho th y n u s d ng NaOH và HCl ưa dung d ch v i m trong nguyên li u ban i u ch nh pH trong su t quá trình hòa tan sau ó ng i n thì protein thu ư c có th lên t i 90% protein có u, cũng theo nghiên c u thu h i protein t m c[14] S d ng NaOH-HCl ph li u duy trì và i u ch nh pH, k t... nh TPHH KQ c a th t cá ng i dương m Protein Lipit Tro B trí thí nghi m xác nh nh hư ng c a các y u t lên hi u su t hòa tan và thu h i protein c a th t cá ng i dương KQ Ph Nhi t Th i gian w/v B trí thí nghi m xác nh hàm lư ng protein còn l i trong bã KQ B trí thí nghi m nghiên c u pH k t t a lên hi u su t thu h i protein c a th t cá ng i dương KQ B trí thí nghi m xác nh hàm lư ng protein trong nư c th... li u Hòa tan vào dung d ch có pH khác nhau, To phòng, t=1h, w/v: 1/10 1 2 … 12 13 L c Bã Ki m tra protein D ch l c Ki m tra protein K tt a L c Nư c th i Protein thô Ki m tra protein Ki m tra protein K t qu th o lu n pH thích h p hòa tan protein c a th t cá ng 29 Thuy t minh quy trình: M c ích thí nghi m Xác nh nh hư ng c a pH c a dung d ch chi t lên hi u su t hòa tan và thu h i protein c a th t cá ng... cân i D a vào thành ph n hóa h c c a cá ho c c u trúc ch c năng có th phân lo i protein cá theo nhi u cách khác nhau Tuy nhiên thu n ti n cho quá trình nghiên c u, ây xét hai lo i protein: ch t cơ cơ b n và ch t cơ hòa tan Ch t cơ cơ b n bao g m: collagen, elastin, reticulin, muxin và mucoit, lipoproteit, norokeratin ây là thành ph n ch y u c a t ch c liên k t có trong cơ th t, chúng thu c protein khung... th t cá ng i dương Ti n hành Nguyên li u ư c thu và x lý như sơ 2.1 và 2.2 Hòa tan nguyên li u vào các dung d ch có d i pH t 1 n 13 v i bư c nh y là 1 Sau khi k t thúc quá trình hòa tan l c thu d ch protein hòa tan L y m u i ki m tra protein b ng phương pháp biuret D ch l c ư c i u ch nh pH b ng dung d ch HCl và NaOH 2N ưa v pH=5.5 H n h p sau k t t a em i l c thu h i protein thô, l y m u protein em... nh t và chia nh m u M u ư c chia nh m i m u 20g cho vào các b PE c t ch t mi ng em i c p ông và b o qu n ông l i cho t i khi s d ng 25 Sơ 2.3 Quy trình tách chi t và thu h i protein c a th t cá ng i dương b ng phương pháp i u ch nh pH K th a quy trình c a Hultin và c ng s 2005 Nguyên li u Hòa tan trong môi trư ng có pH thich h p L c D ch protein hòa tan K tt a Loc Protein thô Ki m tra protein Thuy... nghiên c u và ã ư c ng d ng trong công ngh thu và tinh ch d u cá y h c thì trong gan cá ng ch a lư ng d u cá có ho t tính sinh h c cao vì nó có ch a hàm lư ng vitamin c n thi t cao, trong m t cá có ch a hàm lư ng glucosamin, protein, lipit, u và xương cá có ch a hàm lư ng protein và khoáng có th s d ng thu h i d u cá, s n xu t b t khoáng, b t cá làm th c ăn chăn nuôi Da cá có th s d ng thu h i collagen,... th s ng t o nên các c u trúc t ch c cho cơ th Liên k t này b n hay không b n ph th ôc vào b n ch t c a protein và d ng liên k t Mu n thu h i protein ta c n ph i phá v c u trúc c a t bào và phá v liên k t gi a protein và các thành ph n khác nh m gi i phóng protein sau ó s d ng các bi n pháp k thu t thu h i và tinh s ch protein M t trong nh ng bi n pháp c u trúc và liên k t t bào ó là công ngh trích ly, . suất hòa tan và thu hồi protein từ thịt đỏ cá ngừ đại dương 46 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 50 3.6. Ảnh hưởng của. điều kiện chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương 2 2. Nhiệm vụ của đề tài. Tìm ra quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương. protein của thịt đỏ cá ngừ 38 3.3. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 43 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất