Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá trong quá trình sản xuất surimi và các sản phẩm từ surimi cá nước ngọt (tt)

Ngoài cá Tra và cá Basa được chế biến xuất khẩu thì phần lớn cá nước ngọt được bán ra thị trường dưới dạng tươi nguyên con nên sản phẩm có giá trị gia tăng thấp Surimi là thịt cá được tá

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Việt Nam là một trong số ít quốc gia có nhiều lợi thế về tài nguyên biển Nằm ở phía tây Biển Đông, Việt Nam có 28 tỉnh, thành có biển, tổng chiều dài

bờ biển hơn 3.260 km với hơn 1 triệu km2.Trữ lượng cá toàn vùng biển Việt Nam ước tính khoảng 4,2 triệu tấn, với ngưỡng khai thác bền vững 1,4 – 1,7 triệu tấn/năm Chính vì vậy chế biến thuỷ sản xuất khẩu được coi là ngành kinh tế mũi nhọn với kim ngạch xuất khẩu đạt 4 tỷ USD năm 2010 Cũng như trên thế giới, sản lượng cá đánh bắt ngày càng sụt giảm trong khi nuôi thuỷ sản nước ngọt ở Việt nam phát triển mạnh khắp các vùng trong cả nước, hình thức nuôi đa dạng như nuôi trong ao hồ nhỏ, nuôi trong lồng bè trên sông, hồ chứa, nuôi luân xen canh thuỷ sản - lúa… với diện tích mặt nước trên 1,7 triệu hecta và tổng sản lượng ước tính khoảng 900.000 tấn Ngoài cá Tra và cá Basa được chế biến xuất khẩu thì phần lớn cá nước ngọt được bán ra thị trường dưới dạng tươi nguyên con nên sản phẩm có giá trị gia tăng thấp

Surimi là thịt cá được tách xương, rửa sạch, nghiền nhỏ, không có mùi

vị và có màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là một chế phẩm bán thành phẩm để từ đó tạo ra các sản phẩm mô phỏng có giá trị kinh tế cao Trong những năm gần đây, nguồn nguyên liệu cá biển cho sản xuất surimi suy giảm, nuôi trồng thủy sản phát triển và đa dạng nên cá nước ngọt được chú ý với mục đích làm nguồn nguyên liệu thay thế Một số nghiên cứu trên thế giới

đã đánh giá khả năng tạo gel và chất lượng cảm quan của surimi cá nước ngọt cho thấy đặc tính của cơ thịt cá nước ngọt khác với cá biển, khả năng tạo gel trung bình và đặc tính protein dễ bị thay đổi trong quá trình bảo quản lạnh đông và chế biến Chính vì vậy việc sử dụng cá nước ngọt làm nguyên liệu sản xuất surimi vẫn còn hạn chế

Vì những lý do trên chúng tôi chọn đề tài : « Nghiên cứu một số yếu

tố ảnh hưởng đến sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá trong quá trình sản xuất surimi và các sản phẩm từ surimi cá nước ngọt» cho luận án tiến

sỹ

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát : Nâng cao giá trị gia tăng của cá nước ngọt Mục tiêu cụ thể :

- Xây dựng quy trình sản xuất surimi từ cá nước ngọt

- Nâng cao chất lượng cảm quan các sản phẩm surimi của cá nước ngọt thông qua việc xác định sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá để từ

đó tạo các sản phẩm mô phỏng từ surimi

3 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát lựa chọn nguyên liệu sản xuất surimi từ cá nước ngọt

- Xác đinh quá trình rửa thịt cá trong sản xuất surimi

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc protein của surimi

- Nghiên cứu một số yếu tố để nâng cao khả năng tạo gel của surimi

- Nghiên cứu ứng dụng sản xuất các sản phẩm chả mực, chả tôm và xúc xích từ surimi cá nước ngọt

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

4.1 Ý nghĩa khoa học:

- Bằng thực nghiệm đã chứng minh được rằng khi protein cá mè và cá

rô phi biến tính tạo gel thì tính chất cảm quan của chúng thay đổi theo chiều hướng tích cực đối với người tiêu dùng

- Từ những kết quả nêu trên, mở ra phương pháp luận về khả năng định hướng, đa dạng hóa mặt hàng thực phẩm từ surimi cá mè và cá rô phi

4.1.2 Ý nghĩa thực tiễn :

- Việc sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng từ surimi cá mè và cá

rô phi sẽ đảm bảo tính ổn định cho nguồn nguyên liệu sản xuất surimi, thúc đẩy việc nuôi cá nước ngọt với quy mô lớn, đồng thời cơ cấu lại thành phần và định hướng lại phương hướng phát triển ngư nghiệp, tạo công ăn việc làm ổn định, thay đổi kinh tế nông thôn đặc biệt vùng nuôi trồng thuỷ sản miền Bắc

- Với kết quả nghiên cứu sự biến đổi cấu trúc của surimi trong quá trình gia nhiệt đã xác đinh sự biến tính protein và các liên kết hình thành trong qúa trình tạo gel của surimi Từ đó cải thiện đặc tính protein tạo sản phẩm sản phẩm mô phỏng từ surimi không những làm phong phú thêm các sản phẩm thực phẩm đáp ứng yêu cầu đa dạng hóa sản phẩm

mà còn nâng cao giá trị gia tăng cho cá nước ngọt ở Việt nam

- Các kết quả đề tài có thể dùng làm tại liệu tham khảo cho giảng dạy, nghiên cứu khoa học và cho sản xuất

5 Những điểm mới của luận án

- Là công trình đầu tiên ở Việt nam nghiên cứu về sự biến đổi cấu trúc protein của surimi cá mè và cá rô phi Từ kết quả nghiên cứu đã minh chứng được sự biến đổi cấu trúc protein dưới tác động của nhiệt độ và ảnh hưởng của enzym nội tại trong quá trình chế biến các sản phẩm từ surimi cá mè và cá rô phi

- Là công trình nghiên cứu một cách hoàn thiện từ cơ bản đến sản xuất công nghiệp, đăng ký tiêu chuẩn quốc gia và công bố hợp chuẩn

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

Surimi là thịt cá đã tách xương, rửa sạch, hầu như không có mùi, ít mỡ, có màu trắng Protein của bán thành phẩm này có khả năng tạo gel tốt Nhờ đó

mà surimi có khả năng đông kết cao

Do sự sụt giảm nguồn nguyên liệu cá biển nên trong những năm gần đây (2012-2013) sản lượng surimi ở các nước như Mỹ, Nhật, Hàn quốc giảm trong

khi nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm mô phỏng từ surimi ngày càng cao nên đã

có các nghiên cứu sử dụng cá nước ngọt để thay thế cá biển làm nguyên liệu sản xuất surimi Các nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng của surimi cá nước ngọt như sử dụng chitosan để làm tăng đô bền chắc gel của chép và cải thiện

độ trắng, khả năng giữ nước của cá trê phi Bổ sung chất kìm hãm protease và Transglutaminase để tăng khả năng tạo gel surimi cá rô phi hoặc thay đổi các thông số để loại bỏ protein chất cơ nhằm cải thiện màu sắc và khả năng tạo gel trong chế biến cá chép, cá trôi Ân độ

Việt nam là một trong những nước đứng đầu trong sản xuất surimi với 50 cơ

sở sản xuất và sản lượng surimi 100.000-140.000 tấn trong năm 2010-2012 Tuy nhiên do không kiểm soát được mùa đánh bắt, công nghệ đánh bắt, kích thước cá, và sự sụt giảm loài cá nên nhiều nhà máy sản xuất surimi ở Việt nam

đã tận dụng các loài cá tạp như cá bánh đường, cá sẫm màu sản xuất surimi hỗn hợp có chất lượng thấp và trung bình

Những năm gần đây, các nhà công nghệ thực phẩm đã và đang tập trung nghiên cứu chế biến surimi và các sản phẩm mô phỏng gốc surimi từ các nguồn nguyên liệu cá khác nhau

CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu

+Cá mè trắng Việt Nam (Hypophthalmichthys Harmandi) có khối lượng 1.5 – 2.5 kg, chiều dài 40 – 55 cm Cá rô phi (Oreochromis niloticus )có khối lượng từ 300-500g Cá trôi ( Cirrhinus molitorella) có kích thước từ 500g- 800g Cá chim trắng nước ngọt ( Colossoma brachypomum) có khối lượng

1200-1500g và cá trê phi đen (Clarias focus) có khối lượng 900-1200g

Mỗi loài cá được thu mua tại đầm Việt trì – Hà nội Sau khi thu mua, cá được làm chết ngay và được ướp đá và vận chuyển đến phòng thí nghiệm đảm bảo

Đo độ bền chắc gel bằng máy đo cấu trúc TA.XT.plus

Xác định vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM): Mẫu trước khi quét được làm khô bằng cồn, được phủ vàng và quét ở độ phân giải từ 500 đến 10.000 lần

Xác định cấu trúc protein bằng quang phổ kế hồng ngoại (Raman) với bức

xạ kích thích tại bước sóng 612nm và quét từ bước sóng 400 đến 3500 cm-1

Phương pháp hóa sinh

Xác định hàm lượng chất béo, protein, tro tổng, đo pH theo TCVN về thủy sản (2001)

Xác định hoạt tính thủy phân và mức độ kìm hãm protease bằng phương

pháp xác định hàm lượng oligopeptide hòa tan trong TCA (µg Tyrosine/g surimi)

Xác định nhóm sunfhydryl protein theo phương pháp Ellman sử dụng thuốc thử DTNB Hàm lượng sunfhydryl protein được tính theo hệ số hấp thụ phân tử 13612.5 đơn vị đối với 2-nitro-5-tribenzoic acid ở cùng bước sóng

Điện di trên gel polyacrylamide (SDS-PAGE): với gel polyacrylamide 3%

và 10% Sử dụng β-mercaptolethanol để phá vỡ liên kết cầu disunfua

Phương pháp cảm quan:

Đánh giá độ dẻo surimi bằng phương pháp thử uốn gập

Đánh giá chất lượng chả tôm, chả mực theo phương pháp thị hiếu

Phương pháp công nghệ

Surimi được chế biến theo qui trình: Nguyên liệu → Mổ rửa →Tách thịt

→Rửa →Ép tách nước →Phối trộn với chất chống biến tính →Cấp đông

→Bảo quản lạnh đông

Nghiên cứu quá trình rửa: Sử dụng nước lạnh thường và hỗn hợp dung dịch muối kiềm (NaHCO3 có nồng độ từ 0-0,3% và NaCl có nồng độ 0-0,25%)

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm: 3 yếu tố (nhiệt độ nước rửa, tỷ lệ thịt

cá/nước, thời gian ngâm rửa) được thiết kế thí nghiệm với 3 lặp tâm theo phương pháp Box – Behnken

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Lựa chọn cá nước ngọt làm nguyên liệu sản xuất surimi

Kết quả xác định tỷ lệ thịt cá và thành phần hóa học của 5 loài cá nước ngọt (bảng 3.1) cho thấy ngoài cá trê phi có thịt cá sẫm màu và pH không thích hợp cho quá trình tạo gel thì 4 loại cá còn lại đều phù hợp làm nguyên liệu cho sản xuất surimi Theo khảo sát thống kê của FAO năm 2010, sản lượng cá rô phi ước tính 50.000 tấn /năm và cá mè 40.000 tấn/năm do đó cá mè và cá rô phi là

2 loài cá có triển vọng làm nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất surimi

Bảng 3.1 Tỷ lệ thịt cá và 5 thành phần hóa học của một số loại cá nước ngọt

5 Lipit 0,82±0,19 3,80± 0,67 3,20±0,3 2,80±0,04 0,71±0,1

6 pH 6,5±0,1 6,6±0,04 5,5±0,1 6,5±0,07 6,5±0,04

7 Độ trắng 39,49±2,57 34,70±1,99 27,67±0,7 45,34±1,31 44,56±4,37 Dựa trên đặc tính và thành phần hóa học của thịt cá và sản lượng nuôi trồng,

cá rô phi và cá mè được chọn làm nguyên liệu cho các nghiên cứu tiếp theo

3.2 Nghiên cứu quá trình rửa trong qui trình sản xuất surimi từ cá nước ngọt

Rửa là bước quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng surimi Quá trình rửa không chỉ loại bỏ chất béo và các thành phần không mong muốn như protein chất cơ, máu và các hợp chất nitơ khác để cải thiện màu sắc, mùi của sản phẩm mà còn làm tăng nồng độ protein tơ cơ do đó làm tăng khả năng tạo gel

và làm giảm sự biến tính protein trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông Kết quả được thể hiện ở bảng 3.2

Kết quả bảng 3.2 cho thấy việc rửa bằng nước lạnh cho surimi có độ bền chắc gel vẫn thấp, hàm lượng chất béo vẫn cao và có mùi tanh Khi cố định nồng độ NaCl 0,15% và nồng độ NaHCO3 thay đổi từ 0-0,3% cho thấy hàm lượng protein còn lại trong surimi gần như không thay đổi nhiều (14,28-14,69%) khi nồng độ NaHCO3 tăng Nồng độ NaHCO3 ít ảnh hưởng đến khả năng hòa tan protein chất cơ khi có mặt NaCl 0,15% Khả năng tạo gel thể hiện độ bền chắc gel và độ dẻo tăng khi nồng độ NaHCO3 tăng Hiện tượng này là do NaHCO3 loại bỏ được hầu hết chất béo mà có thể làm giảm khả năng tạo gel của surimi Khi rửa bằng dung dịch muối kiềm với nồng độ NaCl 0,1 và 0,15% cho độ bền chắc gel tăng gấp 1,78 lần so với rửa đơn thuần bằng dung dịch kiềm NaHCO3 0,2% Tuy nhiên khi nồng độ muối cao trên 0,2%, một phần protein

tơ cơ hòa tan trong dung dịch muối loãng dẫn đến tổn thất protein tơ cơ Hệ lụy cuối cùng dẫn đến là độ bền chắc gel sau này sẽ giảm

 Dung dịch rửa NaHCO 3 0,2% và NaCl 0,15% được lựa chọn cho các

nghiên cứu tiếp theo

Bảng3.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch rửa đến chất lượng của surimi cá mè

Dung dịch ngâm rửa

pH

Độ ẩm (%) Protein

(%)

Lipit (%) Độ trắng (%) Mùi

Độ uốn dẻo

Độ bền chắc gel (g.cm) Không rửa

(nguyên liệu) 6,5±1,44 78,41±1,17 16,50±0,82 2,27±0,17 44,56 Rất tanh D 76,92

a ±3,42 Nước thường 6,6±0,07 80,06±1,62 15,18±0,53 1,65±0,39 66,92± Tanh C 112,43b ±2,14

0,1% 6,8±0,22 79,56±1,34 14,79

a ±0,08 1,06 b ±0,03 73,16 a ±1,04 Tanh nhẹ A 189,10 d±1,08 NaHCO3

0,15% 6,8±0,37 79,83±0,82 14,35

a ±0,08 0,88 c ±0,02 77,27 b ±1,73 Tanh nhẹ A 205,16de±3,14 NaHCO3

0,2% 7,0±0,29 79,87±0,10 14,28

b ±0,12 0,74 d ±0,04 82,00 c ±1,34 Hầu như

không mùi AA 238,12

e ±3,14 NaHCO3

0,25% 7,1±0,1 80,02±0,05 14,30

b ±0,08 0,67 de ±0,02 83,49 c ±1,78 Thoảng mùi

xà phòng AA 247,20

e ±1,87 NaHCO3

0,3% 7,1±0,05 80,05±0,18 14,28

b ±0,12 0,62 e ±0,02 83,13 c ±0,07 Thoảng mùi

xà phòng AA 240,38

e ±1,92

NaHCO3

0,2%

NaCl 0% 6,6±0,12 80,06±1,62 14,9 a±0,10 1,56 a ±0,05 76,41 a ±2,84 Tanh nhẹ A 135,54a ±2,68 NaCl

0.1% 6,8±0,04 79,64±0,04 13,56

b ±0,49

1.09c±0.03 77,11

ab ±3,14 Hầu như

không mùi AA 241,27

b ±3,14 NaCl

0.15% 7,0±0,29 79,87±0,10 14,40

c ±0,23

0.76ab±0.03 82,10

b ±1,10 Hầu như

không mùi AA 240,12

b ±1,87 NaCl

0.25% 6,8±0,59 80,09±0,22 12,03

e ±0,88

0.69a±0.02 82,52

b ±1,42 Hầu như

không mùi A 212,09

c ±2,05

Tối ưu hóa quấ trình rửa

Tiến hành nghiên cứu quá trình rửa với 3 yếu tố ảnh hưởng chính: thời gian (15-55 phút), nhiệt độ (2-100C), tỷ lệ nước rửa/thịt cá (1/1 -6/1) với 3 hàm mục tiêu: Mức độ giảm hàm lượng protein (Y1), mức độ giảm hàm lượng lipit (Y2) và độ bền chắc gel (Y3) Kết quả thực nghiệm quá trình rửa surimi cá mè theo quy hoạch trực giao 3 yếu tố được cho trong bảng 3.3.

Bảng 3.3 Các thí nghiệm tiến hành và kết quả

protein -Y 1 (%)

Mức độ giảm lipit -Y 2 (%)

C, tỷ lệ 3,5/1 và thời gian 27,32 phút Khi đó mức độ giảm hàm lượng protein đạt 12,77%, mức độ giảm hàm lượng lipit 69,33% và độ bền chắc gel đạt 336,67g.cm.Với điều kiện tối ưu này mục tiêu chung đạt 82,52%

Kết quả kiểm tra thực nghiệm cho thấy mức độ giảm hàm lượng protein đạt 12,68%, mức độ giảm hàm lượng lipit 69,04% và độ bền chắc gel đạt 348,24g.cm Vậykết quả tối ưu bằng mô hình hoàn toàn tương thích với kết quả kiểm tra lại bằng thực nghiệm

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc của protein surimi

C, 400C, 500C, 600C và 700C trong thời gian 30 phút

để tâm sản phẩm đạt đến nhiệt độ trên sau đó được làm nguội và phân tích dao động các dải băng từ bước sóng 400-3500cm-.1

bằng quang phổ kế hồng ngoại Raman Kết quả phân tích các dao động tương ứng với các dải băng trong phổ Raman của surimi cá rô phi được thể hiện ở bảng 3.4

Bảng 3.4 Các dao động tương ứng với các dải băng chính trong phổ Raman của

surimi cá rô phi

Bước sóng tương

ứng với dao động

(cm-1)

Bước sóng trong surimi cá rô phi Kiểu dao động

Dao động kéo căng đối xứng CH 3 trong phân tử axit amin kị nước 3000-3200 3061-3068

Dao động kéo căng C-H của axit amin vòng thơm

 Sự biến đổi liên kết cầu disunfit và cấu trúcprotein

Các dải băng từ 500-650cm-1 thường tập trung liên kết disunfit Kết quả phân tích phổ Raman trong vùng 400-1200cm-1 của gel surimi cá rô phi khi xử lý ở các nhiệt độ khác nhau cho thấy có sự xuất hiện dải băng gần 548-576 cm-1ở nhiệt độ 300C và 400C cho sự liên kết cầu disunfit và hầu như không xuất hiện khi nhiệt độ tăng

1449

1665 Amide I

70 0 C

60 0 C

50 0 C

40 0 C

30 0 C surimi

Wave length (cm -1

)

Hình 3.1: Phổ Raman trong vùng 400-1100 cm -1 và 1200-1800cm -1 của surimi cá rô phi tại

các điều kiện gia nhiệt khác nhau

Các dải băng Raman hữu ích nhất cho việc xác định cấu trúc bậc 2 của protein

là các dải amide I (1645-1685 cm-1).Dải băng amide I bao gồm nhiều băng gối lên nhau rơi vào khoảng 1658-1650, 1680-1665, và 1665-1660 cm-1

tương ứng với các cấu trúc xoắn , gấp nếp ß, và lõi xoắn ngẫu nhiên Đối với các mẫu surimi, vùng amide I quan sát được tại 1656 cm-1

tương ứng với cấu trúc xoắn

α Sự dịch chuyển băng tần được quan sát thấy ở các mẫu khi được gia nhiệt Hầu hết các mẫu khi gia nhiệt từ 30 đến 500C, dải băng nằm trong khoảng 1661-1665 cm-1, điều này có nghĩa đây là cấu trúc cuộn xoắn ngẫu nhiên Ở vùng nhiệt độ 60-700C, dải băng nằm trong khoảng 1668 tương ứng với cấu trúc gấp nếp Như vậy cấu trúc bậc 2 của protein tơ cơ cá rô phi đã có sự thay đổi khi gia nhiệt Khi gia nhiệt ở khoảng 30-500

C, cấu trúc xoắn α chuyển đổi sang cuộn xoắn ngẫu nhiên và khi nhiệt độ tăng lên 60-700

C thì cấu trúc xoắn α chuyển sang dạng gấp nếp

 Sự thay đổi tính kị nước của protein tơ cơ cá rô phi và sự tạo thành

tương tác kị nước

Môi trường phân tử cho biết thông tin cấu trúc bậc 4 của protein như tryptophan (544, 577, 760, 879, 1014, 1340, 1363, 1553, và 1582 cm-1), cặp đôi tyrosin (850 và 830 cm-1

), và các mạch thẳng kỵ nước (các dao động uốn CH2 và CH3, 1450 cm-1) trong phổ Raman thông tin về cấu trúc bậc 4 của protein

Nếu vòng tryptophan bị lặn hay hướng vào trong, môi trường kị nước được lộ ra và cường độ dải băng gần 760cm-1

giảm Kết quả nghiên cứu gel surimi cá rô phi cho thấy không xuất hiện dải băng ở vùng 760cm-1 khi nhiệt

độ ở 30 và 400

C Sự xuất hiện dải băng ở bước sóng 758cm-1 khi nhiệt độ tăng lên 500C cho thấy môi trường kị nước xuất hiện trong chuỗi protein

 Tỷ số cường độ của cặp đôi pic gần 850 cm và 830 cm là dải tần của các đơn phân tử tyrosine Kết quả tỷ số cường độ cặp đôi pic của dải băng ở bước sóng 853 và 826cm-1

được thể hiện ở hình 3.2

Kết quả hình 3.2 cho thấy tỷ lệ cặp đôi tyrosin của protein cá rô phi nằm trong vùng từ 0,992 đến 1,099 Điều này cho thấy rằng ở đây có sự hình thành liên kết hydro yếu Khi tăng nhiệt độ, tỷ số cường độ cặp đôi tyrosin (I 853/ 825) trong quá trình tạo gel của protein tơ cơ cá rô phi giảm dần do đó làm tăng khả năng các đơn phân tử tyrosine bị lặn hoặc hướng vào trong trong môi trường

kỵ nước khi làm biến tính protein

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

2872 2930

70 0 C

60 0 C

50 0 C

40 0 C

30 0 C Surimi

Wave length (cm -1

)

Hình 3.2: Tỷ lệ cường độ của cặp đôi tyrosin và dải raman trong 2600-3050 cm -1 của

protein tơ cơ cá rô phi khi được gia nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau

Kiểu dao động kéo căng và bẻ cong của C-H trong các đơn phân tử axit amin

kị nước xảy ra ở các dải tần tương ứng 2800-3000 cm-1, và các dao động này cho biết các thay đổi xung quanh các axit amin kị nước và sự hình thành tương tác kị nước Ở surimi nguyên liệu, cường độ dải băng này là ở bước sóng

2930 Các dải băng này có xu thế chuyển dịch sang bước sóng cao hơn khi tăng nhiệt độ từ 300C đến 700

C Tuy nhiên mức độ chuyển dịch từ bước sóng

2930 sang bước sóng 2932cm-1

là rất ít Cường độ của dải băng này giảm khi gia nhiệt từ 30-500C, khi nhiệt độ tăng trên 600C thì cường độ của dải băng lại tăng

Sự thay đổi các dải băng ở nhiệt độ 60-700C ở các bước sóng trên là do sự tạo thành tương tác kị nước của chuỗi axit amin kị nước

 Dao động kéo căng của C-H trong vùng 2800-3400cm -1

Các axit amin, peptit và protein kị nước có các dải băng tần dao động kéo căng C–H nằm trong khoảng 2800–3400 cm-1

Kết quả sự biến đổi dao động của C-H trong vùng 2800-3500 được thể hiện ở hình 3.3

2800 3000 3200 3400 0

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Hình 3.3 Phổ Raman trong vùng 2800-3400 cm -1 của surimi cá rô phi tại

các điều kiện gia nhiệt khác nhau

Dải tần tìm thấy gần 2874–2879 cm-1 được cho là dao động kéo căng đối xứng CH3 và kéo căng R3C–H của các amino acid kị nước, dao động kéo căng C–H của các axit amin có vòng thơm được tìm thấy trong khoảng 3061-3068 cm-1.Cường độ dải băng tại 3289 cm-1 phản ánh cường độ kéo căng O-H thấp ở tất

cả các mẫu Điều này cho thấy các mẫu surimi khi được gia nhiệt đã trải qua quá trình tách nước do tương tác protein-protein theo cơ chế đông tụ

Sự biến đổi cấu trúc và thay đổi liện kết bởi nhiệt độ cũng được nhận thấy với kết quả tương tự khi phân tích phổ raman của surimi cá mè ( kết quả không được thể hiện ở bản tóm tắt luận án)

 Như vậy, dưới tác dụng của nhiệt độ, protein của surimi cá rô phi và

cá mè bị biến tính gây ra sự phá hủy cấu trúc bậc 4 và cấu trúc bậc 2 Sự biến tính là quá trình trong đó mạch xoắn α duỗi ra hình thành cuộn xoắn ngẫu nhiên ở vùng nhiệt độ 30 – 500C; hình thành cấu trúc gấp nếp β khi nhiệt độ trên 600C và liên kết giữa các phần tử bị đứt, các nhóm bên của axit amin trước ẩn phía trong bây giờ xuất hiện ra ngoài Khi các mạch polypeptit duỗi

ra tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau bằng các liên kết cầu disunfit ( ở vùng nhiệt độ 30-400C), tương tác kị nước ( 60-700

C) Quá trình tiếp theo là

sự đông tụ trong do các phân tử protein bị biến tính tự xắp xếp lại và tương tác với nhau tại các điểm đặc hiệu tạo thành mạng lưới không gian ba chiều Như vậy sự biến tính và duỗi mạch của protein là cần thiết cho sự tạo thành mạng lưới gel của protein tơ cơ của surimi cá rô phi và cá mè

3.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu trúc (texture) của gel protein surimi cá nước ngọt

Các mẫu surimi cá rô phi và cá mè được thiết lập ở các nhiệt độ khác nhau (suwari gel) sau đó được gia nhiệt ở 900

C trong thời gian 15 phút (kamaboko gel) được đánh giá cấu trúc bằng độ bền chắc gel Kết quả được thể hiện ở

Hình 3.4: Độ bền chắc gel của gel của suwari và kamaboko cá rô phi và cá mè khi

thiết lập ở các nhiệt độ khác nhau

Kết quả hình 3.4 cho thấy ở cả hai mẫu suwari và kamaboko, độ bền chắc gel của cả hai surimi cá rô phi và cá mè đều tăng khi nhiệt độ tăng từ 300C lên

400C nhờ sự hình thành liên kết cầu disunfit Khi nhiệt độ tăng lên 50-600C, cấu trúc gel của surimi cá rô phi và cá mè bị phá vỡ thể hiện độ bền chắc gel giảm mạnh và độ dẻo đạt D Điều này có thể do các enzym protease có trong thịt cá phân hủy protein tơ cơ đặc biệt myosin

3.4 Nghiên cứu một số yếu tố nhằm nâng cao khả năng tạo gel của surimi

cá nước ngọt

3.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ muối

Surimi sau khi băm nhuyễn, phối trộn với NaCl với nồng độ từ 0-3% được định hình và gia nhiệt ở nhiệt độ 900

C trong thời gian 15 phút Kết quả đánh giá cấu trúc gel của surimi thông qua hai chỉ tiêu cơ lý là độ bền chắc và độ dẻo được thể hiện ở bảng 3.6

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng muối cấu trúc gel của surimi cá rô phi