Đề tài tận dụng phế liệu từ cá

Khi nói đến phế liệu cá thường thì mọi người đều cho rằng đó là nội tạng và sản phẩm thải. Thật ra không phải như vậy, phế liệu được giả thiết là các thứ có thể tận dụng được. Trên các cơ sở đó chúng ta có thể định nghĩa: Phế liệu cá là tất cả các nguyên liệu thô (không thể hay có thể ăn được) được sản sinh ra trong suốt quy trình sản xuất sản phẩm chính và có thể tận dụng được. Ví dụ: khi ta sản xuất cá íillet thì thịt dư, khung xương, đầu, gan, tuyến sinh dục, ruột là tất cả phế liệu.

Phế liệu cá CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẾ LIỆU CÁ I GIỚI THIÊU VẺ PHỂ LIÊU CÁ 1.1 Khái niệm: Ở Na Uy, phế liệu cá định nghĩa thứ phẩm khơng có giá trị thương mại (các sản phẩm có giá trị thương mại như: miếng íillet, cá viên, cá đông lạnh sau bỏ nội tạng ) tái chế sau xử lí Khi nói đến phế liệu cá thường người cho nội tạng sản phẩm thải Thật vậy, phế liệu giả thiết thứ tận dụng Trên sở định nghĩa: Phế liệu cá tất ngun liệu thơ (khơng thể hay ăn được) sản sinh suốt quy trình sản xuất sản phẩm tận dụng Ví dụ: ta sản xuất cá íillet thịt dư, khung xương, đầu, gan, tuyến sinh dục, ruột tất phế liệu 1.2 Phân loại ^ Ở Anh, Mỹ, người ta chia phế liệu cá thành nguồn - Phần phế liệu mà người tiêu hóa (như thịt vụn cịn sót lại sau íillet cá ) Sản phẩm thải sản phẩm mà dùng làm thức ăn gia súc hay sản phẩm giá trị gia tăng phối trộn, cháy phân huỷ (xương) Phần bỏ sản phẩm thường thấy trình xử lí sơ (như vây, vẩy, ) Nội tạng động vật cá (như ruột, gan) ^ Na Uy Tây Ban Nha chia phế liệu cá thành nguồn - Cá chết - Phần thải trình giết mổ chế biến thành sản phẩm tiêu thụ cho người Các loại cá tạp - 1.3 Tính chất Tính chất nguyên liệu thơ phụ thuộc vào thành phần hóa học hoạt tính enzyme Phế liệu cá bị phân hủy vi sinh vật, phản ứng enzyme oxy hóa nhanh bảo quản giữ gìn khơng tốt Chỉ số quan trọng để xác định chất lượng phế liệu pH, nhiệt độ đặc biệt hoạt tính enzyme ĨL CẮC NGUỒN PHÉ LĨẺU CẢ Phế liệu cá phát sinh trình đánh bắt Phế liệu cá phát sinh ưong trình chế biến thành sản phẩm tiêu thụ cho người II Phế liệu cá phát sinh trình đánh bắt Đối với đánh bắt xa bờ, cá sau đánh bắt sống khoảng thời gian dài điều kiện tàu Vì cá sau đánh bắt xử lí sơ trước đưa vào bờ tiến hành chế biến tiếp Ket sản sinh lượng phế liệu cá Phế liệu cá Quá trình mổ ruột: làm phát sinh phế liệu ruột, gan, nội tạng khác Cắt đầu: Một số loài cá đáy cắt đầu thuyền (như cá nhám góc hay lồi cá nhỏ) làm phát sinh thêm lượng phế liệu đầu cá Hiện nay, phế liệu tận dụng đưa vào bờ, cịn khơng phế liệu thường vứt biển lúc chế biến tàu II Phế liệu phát sinh trình chế biến - Số lượng loại phế liệu phụ thuộc vào giống cá quy trình chế biến Ví dụ: cá đáy mua bán nhiều hình thức khác nguyên con, cắt đầu bỏ ruột, cắt đầu, nguyên lấy nội tạng hay íillet - Trong q trình íillet, miếng cá íillet đem bán cho người tiêu dùng, lưỡi má cá lấy loài cá lớn, phần lại cá phế liệu Tùy thuộc vào loại nguyên liệu mà chúng gồm nội tạng, xương, da, vây, đầu cá Neu quy trình sản xuất cá íillet khơng da da nguồn phế liệu - Đối với lồi cá nổi, phế liệu bao gồm đầu, nội tạng, khung xương, mang Ngoài điều kiện sản xuất định số lồi định phế liệu cịn có vảy cá ĩĩĩ CẮC DANG PHÉ LIÊU ĩĩĩ.l Trứng cá III l.l Thành phần hóa học - Nước: Chiếm khoảng 60 - 70% Nước trứng chưa trưởng thành nhiều nước trứng trưởng thành - Protid: Chiếm khoảng 20 - 30%, nhiều ichthulin (protid thuộc họ globulin) Trong protid trứng cá cịn có keratoelastin thành phần tạo nên màng trứng Ngồi cịn có acid amin Lipid: Chiếm khoảng - 22%, chứa nhiều leucithin, cholesterol, sắc tố carotene, xanthophyll, astacin Trong trứng cá có số acid tự do, acid lactic chiếm khoảng 0,2 - 0,5%, - Muối vô cơ: - 2%, phần lớn muối vô chứa p, s Trứng cá cịn có vitamin A, c, D, Bl, B12 H Hàm lượng vitamin c trứng cá nhiều tinh cá Ngoài trứng cá cịn có số glycogen glucoza Phế liệu cá Hình 1.1: Trứng cá III.1.2 ứng dụng: Trứng cá muối ĨĨĨ.2 Tinh cá III.2.1 Thành phẩn hóa học - Nước: chiếm 70 - 80% - Protein thô: chiếm 16 - 18%, chủ yếu protamin histon Protamin histon có hai, ba loại nhiều arginin, histidin Hàm lượng protamin, histon có khác ưong loài cá mức độ trưởng thành (protamin tăng lên theo mức độ trưởng thành cịn histon ngược lại) Trong tinh cá thiếu acid amin quan trọng lysin, cystein, tryptophan - Chất béo thô: Hàm lượng - 5%, chủ yếu leucithin cholesterol - Muối vô cơ: Hàm lượng - 4%, phần lớn muối vô tinh cá tồn dạng phosphate III.2.2 ứng dụng: Sản xuất protamine, arginine ĨĨĨ.3 Gan cá Lượng gan loài cá có xương cứng từ - 5%, có xương sụn - 15% III.3.1 Thành phần hóa học - Nước: 40 - 75% - Protein thô: - 18% - Lipid: - 5%, lượng lipid gan biến đổi theo giống loài, thời tiết, mùa vụ Cá nhiều mỡ lượng gan bé mỡ gan Phế liệu cá - Muối vô cơ: 0,5 - 1,5%, hàm lượng muối vô ổn định - Vitamin: vitamin A D dầu gan cá hàm lượng tương đối cao Vitamin dầu cá biển chủ yếu vitamin Ai Hàm lượng vitamin A dầu gan cá cao nhiều so với vitamin D Hàm lượng vitamin dầu gan tỷ lệ nghịch với lượng dầu Ví dụ hàm lượng dầu gan cá đỏ lớn có từ - 6% hàm lượng vitamin A 50000 - 130000 IU/g Lượng dầu cá đuối tương đối nhiều vitamin A có 500 IU/g Hình 1.3: Gan cá III.3.2 ứng dụng: Dầu gan cá ĨĨĨ.4 Xương cá III.4.1 Thành phần hóa học Xương cá chia làm loại: loại xương cứng loại xương sụn - Xương cứng: Hàm lượng chất hữu vô xương cá Trong có chất protid chất béo Hàm lượng chất béo xương cứng trung bình khoảng 10%, có lồi cao tới 20% - Muối vơ xương cứng chủ yếu canxi phosphate, canxi cacbonate lượng họp chất Mg - So sánh với xương động vật cạn, đặc điểm xương cá nhiều canxi phosphate Do dùng xương cá làm phân bón tốt dùng xương động vật cạn - Xương sụn: Trong xương sụn thành phần chủ yếu protid, protein xương sụn dễ tan có tính tạo keo tốt Chất vơ chủ yếu xương sụn Na~ K’ Ca, Mg, Cl, Fe, p, s Hình 1.4: Xương cá III.4.2 ứng dụng Phế liệu cá Xương cá dùng làm phân bón phần trộn vào thức ăn gia súc, gia cầm Xương cá cịn dùng làm hàng mỹ nghệ, cơng nghiệp - Xương sụn sử dụng công nghệ thực phẩm Trong xương sụn cá nhám có chất condretin sulphate chữa bệnh thần kinh, đau đầu - Xương cứng có collagen nên dùng để nấu keo Xương cá voi chế biến dầu ĨĨĨ.5 Da cá Nói chung da cá mỏng (khơng kể cá nhám) Lớp ngồi lớp sừng mỏng, lớp da cá ngồi có tuyến chất dính, tiết chất dính làm cho mặt trơn nhẵn Lớp gọi da thạch, cịn có vảy phát sinh hai lớp da 111.5.1 Thành phần hóa học Thành phần hóa học lớp da chủ yếu nước (60 - 70%), tiếp đến protid, chất béo chất vơ Protid da cá gồm có collagen, elastin, karetin, globulin, albumin trắng albumin đen 111.5.2 ứng dụng Da cá thường dùng để nấu keo, thuộc da công nghiệp, sản xuất gelatin ĨĨĨ.6 Vảy cá 111.6.1 Thành phần hóa học Vảy cá vật biến hình lóp da ngồi lóp da thật cá, nói chung vảy cá hình thoi hình trịn che chở mặt ngồi thân cá Vảy cá nhám có đặc điểm khác biệt hình gai, ngồi chất men, bên Ca Thành phần vảy cá tương tự xương, chất vơ chiếm nửa, chủ yếu canxi phosphate Chất hữu chứa vảy cá chủ yếu họp chất chứa nitơ, chủ yếu collagen ichthylepidin 111.6.2 ứng dụng Nấu vảy cá áp suất cao nhiệt độ 200°c, tồn biến thành chất hịa tan Neu dùng acid lỗng hay bazơ lỗng để nấu hịa tan hết vảy cá Ở phần chân vảy cá có chất guanin, đặc biệt vảy bụng Guanin kết tủa phân ly từ vảy cá dùng làm bột ưân châu thuốc đánh bóng sản phẩm nhựa, trang sức, khảm Ngồi cịn bào chế dược phẩm từ vảy cá Phế liệu cá ĨĨĨ.7 Bong bổng Đa số loại cá có bong bóng Thành phần hóa học chủ yếu protein (collagen), nguyên liệu quan trọng để chế biến keo Ngồi bong bóng cá có nhiều guanin Hình 1.6: Bong bóng cá ĨĨĨ.8 Vây cá Vây cá phần nằm phía đầu cá Nói chung thành phần hóa học vây cá tương tự xuơng sụn, vây đuôi, vây bụng, vây ngực số loại cá nhám chế biến thành thực phẩm Protid vây cá chủ yếu gồm loại: condromucoid, collagen condroalbumin Vây cá sau thủy phân, arginin, histidin lysin chiếm khoảng 1/3 tổng lượng acid amin Phế liệu cá Hình 1.7: Vây cá ĨĨĨ.9 Lá lách Có số lồi cá có hàm lượng insulin cao cá nhám, cá voi, cá heo, cá thu, cá ngừ Isulin ưong lách dùng làm dược phẩm ĨĨĨ.10 Đầu cá Hình Lá lách III.10.1 Thành phần hóa học Đầu cá tạo thành từ xương cá, phần thịt cá não cá Xương cá đầu cá có thành phần giống xương cá thân Xương cá đầu lớn có cấu tạo khác với xương thân Thịt cá chiếm lượng không lớn chủ yếu phần thịt nằm má cá, thành phần thịt cá giống thịt cá phần khác Ngồi đầu cá có lượng lipid đáng kể não có chứa acid béo quan trọng cho phát triển thể (0 Hình 1.9: Đầu cá III.10.2 ứng dụng: Sản xuất nước mắm, bột cá ĩĩĩ.ll Máu cá Phế liệu cá GVHD: Cô Nguyễn Thị Hiền III.ll.l Thành phần hóa học Cũng giống máu động vật, máu cá gồm có hai thành phần thành phần hữu hình huyết tương Thành phần hóa học máu cá: - Nước: Chiếm 80% Protein: Chiếm khoảng 15% Đây thành phần quan trọng có giá trị máu Protein máu có hàm lượng nhiều albumin, globulin, íibrinogen - Các chất hịa tan: Chiếm tỷ lệ không cao vào khoảng 5% Các chất hòa tan máu chủ yếu chất khoáng (Na +, K+, Ca2+, Mg2+, Cl", HCO3, H2P04), glucose, ure, mỡ, acid amin vitamin Hình 1.10: Máu III 11.2 ứng dụng: Sản xuất bột máu ĨĨĨ.12 Mỡ cá III.12.1 Thành phần hóa học Hình 1.11: Mỡ cá - Acid béo: Chứa axit béo chưa no có hoạt tính cao chiếm 90% tổng số lipit, bao gồm oleic, linoleic, linolenic, arachidonic, klupanodonic Mỡ cá nước có nhiều oleic, mỡ cá nước mặn có nhiều arachidonic klupanodonic Nhược điểm mỡ cá có mùi khó chịu, cá nước mặn Đồng thời mỡ cá có nhiều axit béo chưa no có mạch kép cao nên dễ bị oxy hóa, dễ hỏng khó bảo quản - Steride: chiếm tỷ lệ nhỏ - Cacbua hydro: thấp Phế liệu cá GVHD: Cô Nguyễn Thị Hiền - Sắc tố: carotenoid, astaxin, xanthophyll, íucoxathin, chất màu melanoidin Bảng 1.1: Thành phần mỡ cá tra Trọng Ẩm Lipid Protein Tro lượng thô 5501100 74,0 6,08 16,05 1,35 11001900 19503000 72,3 7,98 16,0 1,60 75,2 9,5 16,0 1,45 Trung bình 72,03 8,07 16,04 1,62 III.12.2 ứng dụng Phần đặc mỡ cá, tinh luyện đạt tiêu chuẩn thực phẩm, phối trộn sử dụng thay shortcring để chiên ăn liền Phần lỏng gọi dầu cá sau tinh luyện làm dầu thực phẩm Để cho quen dần sử dụng dầu cá nên bước đầu phối trộn tạo thành cooking oils Mỡ cá sau tinh luyện đem phối chế sản xuất margarin Dầu biodiesel: Biodiesel hay gọi "diesel sinh học" thuật ngữ dùng để loại nhiên liệu dùng cho động diesel, làm từ dầu thực vật hay metylester tinh khiết từ dầu thực vật mỡ động vật Trong lịch sử, loại dầu sử dụng để làm nhiên liệu cho động vào năm 1900 Tuy nhiên, vào thời điểm đó, nguồn lượng dầu mỡ rẻ tiền chưa trở nên thật cần thiết Cho đến giá nhiên liệu tăng lên lo lắng nguy thiếu hụt nhiên liệu việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay cần thiết Có nhiều phương pháp để tổng hợp dầu biodiesel cách chuyển vị ester dầu mỡ động thực vật chất xúc tác zeolit với tác nhân metanol (etanol) xem tốt Nguồn nguyên liệu chất xúc tác chất metanol qua trình phản ứng thời gian từ 4-6 giờ, tạo thành phần rắn lỏng Đối với phần lỏng, sau thu hồi metanol dư thừa tách thành hai chất hữu ích: glycerin (dùng cho việc pha chế mỹ phẩm) dầu biodiesel Theo phương pháp tách này, nguyên liệu thu 100 kg glycerin 800 kg biodiesel Các tiêu chuẩn điểm chớp cháy, độ nhớt sản phẩm đạt tiêu chuẩn giá thành cua biodiesel giảm khoảng 20% so với giá dầu diesel thị trường Một đặc điểm bật dầu biodiesel có khả cháy thải khí độc hại cho mơi trường oxit lưu huỳnh, hydrocacbon Nghiên cứu chứng minh, dùng biodiesel giảm 1/3 lần muội than so với nhiên liệu diesel truyền thống Phế liệu cá GVHD: Cô Nguyễn Thị Hiền Đồng thời không cần thêm phụ gia để tăng số octan nhiệt độ sôi cao yếu tố thuận lợi cho việc tồn trữ lâu dài - Chất hoat động bề mặt: monoglyceride, diglyceride - Xà phịng - PURA: acid béo khơng no có nhiều nối đơi IV ẢNH HƯỞNG CỦA PHẾ LIỆU CÁ ĐẾN MÔI TRƯỜNG Cũng giống động vật sau giết mổ, phế liệu cá ATP tác dụng ATPase phân huỷ tạo thành acid H3PO4 hàm lượng acid lactic tăng lên Các acid tích lũy lại làm cho pH giảm Khi pH giảm đến vùng acid enzyme thủy phân cathepsin, proteinase bắt đầu hoạt động làm phân hủy hợp chất cao phân tử tạo thành họp chất phân tử nhỏ Bên cạnh có phản ứng làm tăng pH lúc gần trung tính Tất tạo nên môi trường thật thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động đặc biệt vi sinh vật gây thối rữa Không thế, phế liệu phản ứng enzyme phân huỷ với phản ứng oxy hóa, khử khác tạo thành hợp chất gây ảnh hưởng đến mơi trường Ngun nhân nhiễm mơi trường khơng phải bắt nguồn từ enzyme sẵn có phế liệu cá mà nguyên nhân bắt nguồn từ vi sinh vật mà nhiều vi khuẩn gây Vi sinh vật cá có mặt nhiều da, mang nội tạng Vì vậy, phế liệu cá chứa lượng lớn vi khuẩn Các vi khuẩn cá phát triển theo hàm số mũ Ngoài đưa môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật từ bên xâm nhập vào làm cho lượng vi sinh vật phế liệu cá tăng lên Các vi sinh vật sở gây nhiễm mơi trường Các carbonhydrate (ví dụ lactate riboza), thành phần nucleotit, họp chất NPN (Nitơ phi protein) phế liệu cálà chất cho vi khuẩn Các vi khuẩn khử TMAO (triethyloxylamin) thành TMA (trimethylamin) làm cho phế liệu cá có mùi đặc trưng TMA chiếm phần lớn chất gọi bazơ bay toàn phần Một lượng NH3 tạo trình tự phân giải, chủ yếu sinh từ phản ứng khử amin acid amin Một lượng đáng kể NH tạo từ urea Nhiều hợp chất mùi tạo thành từ phản ứng phân hủy acid amin phế liệu cá Sự phân hủy vi khuẩn acid amin chứa cystein methyonin làm sản sinh H2S, CH3SH, (CH3)2S chất ngun nhân làm nhiễm mơi trường xung quanh Khi thải bỏ phế liệu cá mưa trơi hợp chất phân hủy từ phế liệu sông, hồ làm ô nhiễm mơi trường nước Hình 2.17: Quy trình sản xuất bột cá phương pháp thủy phân sử dụng enzyme ❖ Sấy-Bao gói Dịch đặc đem sấy phun chân khơng, tìiu lượng bột đạm hịa tan giống sữa bột Bột đạm cố mùi thơm tự nhiên không cố mùi khác Thành phần bột đạm thu được: - Đạm hòa tan: 88 - 92% - Độ ẩm: - 5% -Khoáng: 2-3% - Dầu: Rất nhỏ dạng vết Sau sấy xong, bột cá bao gói cẩn thận, đem bảo quản quy cách sử dụng để chế biến thành sản phẩm cao cấp ăn liền khác Hình 2.18: Một dây chuyền sản xuất bột cá Sản phẩm bột cá 3J Thành phần hóa học 3.1.1 Chất đạm Bao gồm chủ yếu protein, acid amin, ngồi cịn chứa NH 3, TMA chất hữu chứa N khác Thành phần chất đạm tùy thuộc vào loại nguyên liệu phương pháp chế biến ❖ Nếu nguyên liệu có nhiều protein bột cá chứa hàm lượng protein cao Nếu cá béo hàm lượng đạm thấp cá cá gầy Bột cá béo cố hàm lượng đạm tiêu hốa Phế liệu cá GVHD: Cô Nguyễn Thị Hiền 69 - 93%, bột cá gầy 85 - 95% ❖ Phương pháp chế biến khác có tỷ lệ thành phần chất đạm khác Lượng đạm thường bị hao tổn phần công nghệ kĩ thuật nấu chưng, sấy khô, nghiền sàng, ép Vì phương pháp chế biến khác nhau, mức độ hao tổn công nghệ khác Theo K A Solachikhop tổn thất trung bình bột cá trình chế biến - 15,5% (so với tổng lượng đạm nguyên liệu) Trong đó, chất đạm tổn thất chưng nấu sấy khơ - 8,5% Trong q trình ép hao tổn 7% 3.1.2 Chất béo Bột cá sản xuất theo phương pháp ép chất béo bị khử chủ yếu trình ép Chất béo cịn lại bột cá gồm có chất béo tổ chức chưa bị phân ly chất béo tự dính theo q trình ép Hàm lượng thay đổi tính chất có liên quan đến điều kiện chế biến, loại tính chất nguyên liệu Làm cách triệt để chất béo bột cá điều kiện tất yếu để bảo đảm chất lượng bột cá bột cá có nhiều dầu trình bảo quản dễ bị oxy hóa Khi dầu bị oxy hóa gây mùi khó chịu, làm giá trị thực phẩm mà cịn có hại động vật 3.1.3 Chất khống Hàm lượng chất khống nhiều hay tùy theo loại nguyên liệu, bột cá sản xuất thịt cá cá nguyên vẹn hàm lượng Ca thấp so với bột cá sản xuất phế liệu đầu, vây xương cá Tổng hàm lượng Ca nguyên liệu ưóp muối nhiễm bẩn (như bùn, cát) có tăng lên nhiều Bột cá sản xuất phương pháp, ép trung bình tổn thất 29,3% chất khống Đó phần chất khoáng bị tan vào nước nấu Trong trình ép phần lại tan vào dung dịch ép Bột cá sản xuất nguyên liệu cá biển có hàm lượng NaCl cao so với bột cá chế biến nguyên liệu nước Các chất khống tìm thấy bột cá Ca, Fe, K, Na, Cl, I, Cu, Co, F, s, Mg, Si, Mn, 3.1.4 Vitamin Do phương pháp chế biến, bột cá cịn vitamin Các vitamin tan dầu có bột cá chủ yếu vitamin A D Hàm lượng nhiều hay khác tùy loại cá phận cá Hàm lượng vitamin tan dầu nội tạng cá nói chung cao thân cá, bột cá làm nguyên liệu có lượng nội tạng cá cao có hàm lượng vitamin tan dầu cao Vitamin tan nước chủ yếu vitamin nhóm B, sản xuất phương pháp ép phần lớn vitamin vào nước nấu dung dịch ép Do sản xuất phương pháp ướt hàm lượng vitamin B bột cá không cao Phế liệu cá GVHD: Cơ Nguyễn Thị Hiền Ví dụ: Trong nguyên liệu cá, đặc biệt nội tạng gan, thận ruột cá hàm lượng vitamin có vitamin B 12, hịa tan phần lớn vào nước nấu dung dịch ép cịn lại bột cá Ngồi ra, ngun liệu ướp muối, q trình ưóp muối trình khử muối trước chế biến tan phần vitamin B12, hàm lượng vitamin B12 bột cá sản xuất phương pháp thấp 3.2.Tiêu chuẩn bột cá Tiêu chuẩn sản phẩm bột cá khác tùy thuộc vào loại bột cá nước sản xuất giới Sau bảng tiêu chuẩn sản phẩm bột cá Việt Nam quy cách bột cá Trung Quốc sản xuất Bảng 2.9: Một số tiêu chuẩn bột cá Việt Nam [33] Tên tiêu Hàm lượng Tên tiêu Hàm lượng Protein >60% Oleic acid < 15% Béo < 10% Histamine < 200ppm Ầm < 10% Độ thủy phân Tro 60 >68 Nước (%)