Tại Việt Nam trước tình hình chế biến và xuất khẩu cá và thủy sản phát triển mạnh mẽ nên nguồn phế phẩm cao thải ra môi trường gây ô nhiễm. Do đó, đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện để tận dụng nguồn phế phẩm này như:
Theo Nguyễn Trọng Cẩn (1990) có thể sản xuất dịch đạm thủy phân từ nguyên liệu cá bằng cách sử dụng nấm mốc Aspergillus Orizae hoặc vi khuẩn. Trong nấm mốc Aspergillus Orizae có chứa hệ enzyme protease như innulase, imetase, asparaginase, glutaminase, proteolytic. Những enzyme này có tác dụng thủy phân trong điều kiện thích hợp là nhiệt độ 37 – 41°C, pH = 6 – 8, tỉ lệ nấm mốc thường sử dụng là 3 – 4%
so với nguyên liệu. Thời gian thủy phân tùy thuộc vào mức độ hoạt động của nấm mốc và yêu cầu hàm lượng đạm của sản phẩm. Sản xuất dịch đạm thủy phân từ nấm mốc có thể có những nhược điểm như: Dịch đạm không có hương thơm, dễ bị đắng, có thể là do xác vi sinh vật còn tồn tại, hoặc do các loại muối canxi, ma-giê có trong muối ăn;
dịch đạm dễ bị chua, có nhiều nguyên nhân: có thể do lượng tinh bột mà mốc sử dụng không hết trong quá trình chế biến lên men lactic, có thể do các acid bay hơi hình thành khi cá bị ươn [10].
Công trình nghiên cứu “Sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu cá ngừ vây vàng bằng protease thương mại” của Nguyễn Thị Mỹ Hương được tiến hành năm 2012 cho thấy sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng enzyme Protamex 0,5% ở nhiệt độ 45°C và pH tự nhiên của môi trường phản ứng trong thời gian 6 giờ, tỉ lệ nước:nguyên liệu là 1:1 (v:w) thì hiệu suất thủy phân và tỉ lệ thu hồi nitơ đạt giá trị cực đại lần lượt là 30,1% và 85,1%. Phân tích thành phần hóa học tương đối của sản phẩm thô thu được sau phản ứng thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng cho thấy hàm lượng protein 88,2%, lipit 1,4% và tro 8,3%. Sản phẩm thủy phân protein này có hàm lượng acid amin không thay thế cao [12].
Phạm Thị Hiền (2014), Nghiên cứu tách chiết protein từ thịt đỏ cá ngừ bằng phương pháp điều chỉnh pH đã đưa ra được ảnh hưởng của pH, nhiệt độ, thời gian chiết, tỷ lệ dung môi và nguyên liệu lên hiệu quả tách chiết protein từ thịt đỏ cá ngừ.
Hiệu suất thu hồi protein cao nhất tại pH = 13, thời gian chiết 1h, nhiệt độ dung môi chiết 30°C, tỷ lệ nguyên liệu:dung môi chiết = 1:10 [13].
Năm 2016 Trần Thị Bích Thủy với Nghiên cứu ứng dụng enzyme protamex để thủy phan cá trích thu dịch đạm đưa ra được điều kiện thủy phân thích hợp để thu dịch đạm giàu acid amin từ protein của cá trính bằng enzyme Protamex ở pH tự nhiên với tỉ lệ nước:nguyên liệu là 1:1. Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện thủy phân thích hợp là: nhiệt độ 50°C, tỷ lệ enzyme - cơ chất 0,5% (w:v), thời gian 6 giờ. Độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ, hàm lượng nitơ ammonia và hàm lượng nitơ acid amine trong dịch thủy phân thu được lần lượt đạt là 70,73%, 63,04%, 1,57 g/l và 12,88 g/l [14].
Năm 2017, công trình “Thu nhận dịch đạm từ thịt đỏ cá ngừ bằng phương pháp enzyme” của Ngô Thị Bích Ngọc đã xác định được các thông số tối ưu cho phản ứng thủy phân của thịt đỏ cá ngừ bởi enzyme Protamex để thu được dung dịch thủy phân protein: thời gian phản ứng là 4 giờ, tỷ lệ enzyme:cơ chất = 0,4:100 (v:w), nhiệt độ phản ứng là 55°C. Khi đó mức độ thủy phân đạt cực đại [23].
Hiện nay, các công trình nghiên cứu về thịt đỏ cá ngừ vẫn còn ít, chưa toàn diện.
Nghiên cứu quá trình thủy phân thịt đỏ cá ngừ bằng xúc tác HCl vẫn chưa được thực hiện.
1.5.2. Thế giới
Trên thế giới thì có rất nhiều công trình nghiên cứu chiết tách protein từ cá và phế phẩm trong sản xuất cá như đầu, vây, thịt đỏ… bằng nhiều phương pháp khác nhau.
Trong đó có:
Ở Mỹ, Ling Lin Liu và cộng sự (1981) đã sản xuất dịch đạm thủy phân từ cá bằng enzyme pepsin và dịch thô enzyme từ dạ dày lợn để giảm chi phí sản xuất. Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm chưa cao vì enzyme có chứa nhiều tạp chất [24].
Batista (1999) đã nghiên cứu khai thác protein từ nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến cá tuyết và ứng dụng protein tách chiết được để làm surimi [25].
Ở Anh, J.Y.Imm và C.M.Lee (1999) đã nghiên cứu sản xuất bột gia vị thủy sản từ cá tuyết Urophycis chuss bằng thủy phân. Sử dụng ezyme Flavourzyme và Savorase ở điều kiện pH tự nhiên (6,8) và tỷ lệ nước:cá là 2:5, ngoài ra còn bổ sung thêm 1,5%
NaCl và 0,4% Sodium Tripolyphosphate (STPP) để cải thiện chất lượng của gia vị.
Kết quả cho thấy với thời gian thủy phân 6 giờ cho hiệu suất thủy phân cao nhất, dịch thủy phân cho hàm lượng cao các acid amin tạo vị umami và vị ngọt cao hơn so với nước dùng khi nấu nguyên liệu [26].
Ở Malaysia, S.Y.Yu, L.K.Tan (1990) đã sử dụng enzyme alkalase 0,61 để sản xuất dịch đạm thủy phân từ cá rô phi Oreochromis mossambicus. . Điều kiện thủy phân cho hiệu suất cao là ở nhiệt độ 50°C, pH là 8,0, với tỷ lệ một phần nước và một phần thịt cá; tỷ lệ enzyme và cơ chất là 1:50. Sau khi đã trung hòa, dịch thuỷ phân được thu hồi
và làm nguyên liệu sản xuất bánh quy “Keropok” [27]. Cũng ở Malaysia, Herpandi và cộng sự (2011) đã nghiên cứu tận dụng các phế phẩm này để sản xuất thực phẩm chức năng cũng sử dụng chính các enzyme nội tại trong ruột cá để thủy phân [28].
Le Blanc và cộng sự (2005) đã thủy phân cá ngừ (Katsuobushi oligopeptide – KO) làm tăng hương vị của bột gia vị và có thể được sử dụng để thay thế muối trong thực phẩm và đồ uống [29].
Ở Cananda, Anushu G.P và cộng sự (2007) cũng tiến hành nghiên cứu thu nhận dịch đạm thủy phân từ cá Mecluc Thái Bình Dương. Các điều kiện thủy phân khác nhau đã được thực hiện bao gồm tự thủy phân (1 giờ ở 52°C và pH 5,5), hoặc bằng bổ sung các enzyme thương mại như Validase ® BNP hay Flavourzyme 500® L. Dịch thủy phân thu được từ loài cá này được chứng minh là có hoạt tính chống oxy hóa [30].
Năm 2010, Mahmoudreza Ovissipour và cộng sự, đã tạo dịch thủy phân từ nội tạng cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares). Điều kiện thủy phân (hoạt độ của enzyme, nhiệt độ, và thời gian) được tối ưu hóa bằng cách sử dụng phương pháp phản ứng bề mặt.
Điều kiện tối ưu để đạt mức độ thủy phân cao nhất ở nhiệt độ 60,4°C, thời gian 90,25 phút và hoạt độ của protease (Alcalase 2,2 L) là 70,22 AU/kg protein. Dịch thủy phân được sấy khô và xác định được tỷ lệ protein tương đối cao (72,34%) và lipid thấp (1,43%) với tỷ lệ hiệu quả trong phân giải protein từ nội tạng cá ngừ là 2,85 – 5,35 [31].
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy, công nghệ enzyme có thể xúc tác cho quá trình chuyển hóa các nguyên liệu có giá trị thấp (cá tạp, phế phụ phẩm tôm, cá, …) thành một loại thực phẩm chức năng có giá trị cao hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng enzyme thủy phân có nhược điểm là thời gian dài nhưng hiệu suất thu hồi protein không cao nên không hiệu quả kinh tế. Vì vậy, đề tài nghiên cứu thủy phân cơ thịt đỏ cá ngừ bằng xúc tác HCl để thu hồi dịch protein thủy phân được thực hiện để khắc phục nhược điểm trên để có thể kết hợp tận dụng ưu điểm của các phương pháp.