Các nghiên cứu đã được tiến hành sử dụng enzyme là xúc tác để thủy phân cơ thịt đỏ cá ngừ nhằm thu dịch protein và đạt được những kết quả ban đầu như sau:
Nghiên cứu “Ảnh hưởng các điều kiện chiết khác nhau đến hiệu suất thu hồi protein từ cơ thị đỏ cá ngừ” (2012) của Phạm Thị Hiền đạt được hiệu suất thu hồi protein cao nhất tại pH = 13 với giá trị 77,15%, thời gian chiết 1h hiệu suất thu hồi protein đạt giá trị cực đại 78,34%, hiệu suất thu hồi protein cao nhất 67% khi nhiệt độ chiết có giá trị 30°C và với tỷ lệ nguyên liệu:dung môi chiết = 1:10 (w:v) hiệu suất thu hồi protein có giá trị cực đại là 80,1% [4].
Nghiên cứu “Sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng protease thương mại” của Nguyễn Thị Mỹ Hương được tiến hành vào năm 2002 cho thấy 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) hiệu suất thủy phân và hiệu suất thu hồi nitơ trong sản phẩm thô đạt được 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 cho thấy protein chiếm 88,2%, lipit chiếm 1,4% và tro chiếm 8,3%. Sản phẩm thủy phân protein này có hàm lượng axit amin không thay thế cao [6].
Năm 2014, Trần Thanh Trúc và cộng sự đã thực hiện đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng thủy phân dịch protein của thịt đầu tôm sú bằng enzyme protease nội tại”. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, thời gian thủy phân protein tốt nhất, dịch thủy phân không có mùi lạ là 8 giờ, đồng thời, quá trình thủy phân protein đạt tốt nhất khi điều chỉnh pH môi trường là 9, kết hợp với các thông số tối ưu của điều kiện tiền xử lý nhiệt nguyên liệu là 50,73°C và thời gian là 4,43 phút [7].
Theo Nguyễn Trọng Cẩn thì có thể sản xuất dịch đạm thủy phân từ nguyên liệu cá bằng cách sử dụng nấm mốc Aspergillus Orizae hoặc vi khuẩn. Những enzyme này có tác dụng thủy phân trong điều kiện thích hợp là nhiệt độ 37- 41°C, pH = 6-8, tỷ lệ
GVHD: ThS. Bùi Viết Cường SVTH: Trần Thị Thu Vân 17
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. Đối với sản xuất nước mắm, thời gian thủy phân từ 10 -15 ngày, lượng muối bổ sung vào quá trình thủy phân thường từ 4-6% để tránh thối rữa. Nếu bổ sung một lượng muối cao hơn thì protease của mốc bị ức chế, không hoạt động. 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 của canxi, muối của magie có trong muối ăn và dịch đạm dễ bị chua [8].
Năm 2014, Nguyễn Thị Mỹ Hương đã thực hiện đề tài nghiên cứu:“Thành phần dinh dưỡng của các sản phẩm thủy phân từ đầu và xương cá chẽm (Lates calcarifer) bằng enzyme Flavourzyme” đã tiến hành thủy phân đầu và xương cá chẽm (Lates calcarifer) bằng enzyme Flavourzyme với tỷ lệ enzyme 0,5% so với nguyên liệu, tỉ lệ nước : nguyên liệu = 1:1, quá trình thủy phân được thực hiện ở nhiệt độ 50°C, ở pH tự nhiên (6,5) và thời gian thủy phân 6 giờ. Kết quả nghiên cứu cho thấy bột thủy phân protein có hàm lượng protein cao (81,5%), hàm lượng lipid thấp (1,80%) và hàm lượng tro 7,4%. Bột thủy phân protein và bột protein không tan có giá trị dinh dưỡng cao với các axit amin không thay thế. Dầu cá từ đầu và xương cá chẽm giàu axit béo omega 3 (26,18%), đặc biệt là axit docosahexaenoic (DHA) và axit eicosapentaenoic (EPA) [9].
Năm 2015, nghiên cứu “Nghiên cứu ứng dụng enzyme protamex để thủy phân cá trích (Sardinella Gibbosa) thu dịch đạm” của Trần Thị Bích Thủy đưa ra điều kiện thủy phân thích hợp để thu dịch đạm giàu axit amin từ protein của cá trích bằng enzyme Protamex ở pH tự nhiên với tỷ lệ nước:nguyên liệu = 1:1 (v:w). 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) và thời gian 6 giờ.thì mức độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ, hàm lượng nitơ ammonia và hàm lượng nitơ axit amin trong dịch thủy phân thu được đạt giá trị lần lượt 70,73%; 63,04%; 1,57 g/l và 12,88 g/l [10].
Trong năm 2017, nghiên cứu “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng thủy phân cơ thịt đỏ cá ngừ sọc dưa với xúc tác enzyme protamex” của Bùi Xuân Đông và các cộng sự đã đưa ra điều kiện thích hợp để thủy phân cơ thịt đỏ cá sọc dưa: thời gian phản ứng thủy phân 5 giờ, tỉ lệ enzyme protamex:cơ thịt đỏ cá ngừ sọc dưa là 0,5:100 (w:w) và nhiệt độ phản ứng thủy phân 60°C. Với điều kiện tối ưu đó mức độ thủy phân đạt giá trị cực đại là 7,3113% [11].
Hiện nay, các công trình nghiên cứu về thịt đỏ cá ngừ vẫn còn ít và chưa toàn diện. Do đó, việc thực hiện nghiên cứu đề tài này là cần thiết.
GVHD: ThS. Bùi Viết Cường SVTH: Trần Thị Thu Vân 18
1.5.2. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về thực phẩm dinh dưỡng của con người, nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu ứng dụng các công nghệ để thủy phân protein sản xuất ra một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng và dễ hấp thụ, đó là dịch protein.
Trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu tách chiết protein từ cá, tôm, mực… bằng phương pháp điều chỉnh pH. Đặc biệt, Batista (1998) 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 sử dụng làm surimi có hiệu quả [27].
Ling Lin Liu và cộng sự (1981) đã sản xuất dịch đạm thủy phân từ cá bằng enzyme pepsin, nhưng các tác giả lại không sử dụng chế phẩm enzyme có sẵn trên thị trường mà chỉ chiết lấy 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 [28].
Ở Anh, Imm J.Y. và Lee C.M. (1999) đã nghiên cứu sản xuất bột gia vị thủy sản từ lươn đỏ Urophycis chuss bằng enzyme Flavourzyme và Savorase ở điều kiện pH tự nhiên của cá (6,8) và tỷ lệ nước:cá là 2:5. Kết quả nghiên cứu cho thấy với thời gian thủy phân 6 giờ cho hiệu suất thủy phân cao nhất, quá trình thủy phân đã làm tăng hàm lượng của hầu hết các axit amin tự do, dịch thủy phân cho hàm lượng cao các axit amin tạo vị umami và vị ngọt cao hơn so với nước dùng khi nấu nguyên liệu [29].
Ở Pháp, Guerard F. (2002) đã ứng dụng công nghệ enzyme trong sản xuất dịch đạm thủy phân từ phế thải của nhà máy sản xuất cá hộp. Các phế thải của nhà máy chế biến cá hộp được thủy phân với enzyme protease thương mại “Umamizyme”. Quá trình thủy phân enzyme được tiến hành trong bình lên men 1 lít, ở pH = 7, nhiệt độ 45°C và tỷ lệ enzyme:cơ chất protein thay đổi trong khoảng từ 0,1 đến 1,5% (w:w).
Kết quả thu được khi tỷ lệ enzyme:cơ chất là 1,5%, sau 4 giờ thủy phân thì mức độ thủy phân lên đến 22,5%. Các kết quả thí nghiệm cũng cho thấy khi thủy phân phế thải của quá trình chế biến cá ngừ, enzyme “Umamizyme” có hiệu quả thủy phân tương đương với enzyme Alcalase® 2,4L. Tuy nhiên, tính ổn định của enzyme Umamizyme thấp hơn enzyme Alcalase® 2,4L [30].
Anusha G.P. và cộng sự (2007) cũng đã tiến hành nghiên cứu thu nhận dịch thủy phân từ cá Hake 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 ôxy hóa [31].
GVHD: ThS. Bùi Viết Cường SVTH: Trần Thị Thu Vân 19
Ở Malaysia, S.Y.Yu và 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 phần nước và phần thịt cá là 1:1; 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” [32].
Từ những công trình nghiên cứu trong nước và nước ngoài có thể thấy dịch protein được xem là nguyên liệu đầu vào sản xuất một số sản phẩm thực phẩm. Các nghiên cứu thu dịch protein bằng xúc tác vô cơ chưa nhiều và chưa hoàn thiện. Mặc khác, việc sử dụng enzyme có nhược điểm là thời gian dài nhưng hiệu suất thu hồi protein không cao, enzyme có tính đặc hiệu nên việc tạo điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân gặp nhiều khó khăn. Vì vậy, đề tài nghiên thu dịch protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ bằng xúc tác NaOH được thực hiện để khắc phục những nhược điểm trên.
GVHD: ThS. Bùi Viết Cường SVTH: Trần Thị Thu Vân 20