Protein và thành phần trích ly chứa nitơ phi protein từ động vật thủy sản

1.2. Tách chiết protein từ thủy sản bằng phương pháp điều chỉnh pH

1.2.1. Protein và thành phần trích ly chứa nitơ phi protein từ động vật thủy sản

Đƣợc cấu tạo từ các axit amin, hầu hết các axit amin này quyết định giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Protein cuả ngũ cốc thường thiếu lysine và các axit amin chứa lưu huỳnh (methionine, cys‎enninnor‎e,)nr‎ ,)enin‎tủa cá và động vật thủy sản khác là nguồn nguyên liệu giàu các axit amin này. Do đó, protein từ động vật thủy sản có giá trị dinh dƣỡng cao hơn các loại ngũ cốc khác.

Có thể chia protein của mô cơ cá thành 3 nhóm:

 Protein cấu trúc (protein tơ cơ)

- Chiếm khoảng 65 - 75% tổng hàm lƣợng protein trong cá.

- Gồm các sợi actin, myosin, actymyosin và tropomyosin.

- Các protein cấu trúc này có chức năng co rút đảm nhận hoạt động của cơ.

Myosin và actin là các protein tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi cơ.

- Protein cấu trúc có khả năng hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion cao (>0,5M) [8].

 Protein chất cơ (protein tương cơ)

- Chiếm khoảng 25 – 30% hàm lƣợng protein trong cá.

- Gồm các myogloin, myoalbumin, globulin và các enzyme. Đa số protein chất cơ là các enzyme tham gia vào sự trao đổi chất của tế bào.

- Hầu hết protein chất cơ bị đông tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ trên 500C. Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóa thành metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm.

- Các protein này hòa tan trong nước, trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (<0,15M). Khả năng hòa tan của protein là một trong những nguyên nhân làm

14

mất giá trị dinh dƣỡng do có một lƣợng protein tổn thất trong quá trình ƣớp muối, tan giá trong nước…[8].

 Protein mô liên kết

- Protein mô liên kết chiếm từ 3-10% tổng lƣợng protein và gồm có collagen và elastin.

- Protein mô liên kết không tan trong nước, trong dung dịch kiềm hoặc dung dịch muối.

- Các sợi collagen tạo nên cấu trúc mạng lưới mỏng trong các mô liên kết và tương tự như collagen trong động vật có vú.. Hàm lượng collagen ở thịt cá thấp hơn động vật có vú, thường khoảng 1 – 10% tổng lượng protein và 0,2 – 2,2% trọng lượng của cơ thịt. Chiếm khoảng 3% ở cá xương và khoảng 105 ở cá sụn (so với 17% trong các loài động vật có vú). Có mạng lưới ngoại bào, không tan trong nước, dung dịch kiềm hoặc dung dịch muối có nồng độ ion cao.

- Hàm lượng protein mô liên kết có ảnh hưởng đến trạng thái cấu trúc cơ thịt và giá trị dinh dƣỡng kém [8].

Tính ổn định của protein cá: hình thái cấu trúc của protein ở cá dễ bị biến đổi bởi sự thay đổi của môi trường. Khi xử lí với nồng độ muối cao hoặc nhiệt có thể dẫn tới biến tính protein. Sự biến tính protein thể hiện rõ ở nhiệt độ 600C và mất khả năng giữ nước của chúng.

1.2.1.2. Thành phần trích ly chứa nitơ phi protein từ động vật thủy sản

Chất phi protein là thành phần hòa tan trong nước, có khối lượng phân tử thấp và chiếm khoảng từ 9 – 18% tổng hàm lượng protein ở cá xương, khoảng 33 – 38% ở các loài cá sụn [9].

Thành phần chính của hợp phần này bao gồm các chất bay hơi (amoniac, amine, trimethylamin, dimethylamin, trimethylamineoxid (TMAO), dimethyamineoxide (DMAO), creatin, các acid amin tự do, nucleotit, ure (có nhiều trong cá sụn)…

Thành phần chất trích ly chứa nitơ phi protein khác nhau phụ thuộc vào loài, kích cỡ, mùa vụ, phần cơ lấy mẫu,…

15

Các chất trích ly chứa nito phi protein rất quan trọng đối với các nhà chế biến thủy sản bởi vì chúng ảnh hưởng đến mọi tính chất của thực phẩm như: màu sắc, mùi vị, trạng thái cấu trúc, dinh dƣỡng, sự an toàn và sự hƣ hỏng sau thu hoạch.

- Trimethylaminoxide (TMAO)

TMAO là thành phần đặc trƣng và quan trọng của nhóm chất chứa nito phi protein. TMAO có chủ yếu trong các loài nước mặn và ít được tìm thấy trong các loài nước ngọt. Hàm lượng TMAO trong cá khác nhau tùy theo loài, điều kiện sinh sống, kích cỡ. Cá hoạt động bơi lội nhiều, kích cỡ lớn chứa nhiều hàm lƣợng TMAO hơn cá nhỏ, ít bơi lội trong nước.

Hàm lượng TMAO chứa cao nhất trong các loài cá xương sụn (cá nhám) và mực, chiếm khoảng (75 – 250 mgN/100g), cá tuyết chứa ít hơn (60 – 120 mgN/100g) [9].

Theo Tokunaga (1970), hàm lƣợng TMAO ở cá nổi nhƣ cá trích, cá thu, cá ngừ tập trung cao nhất trong vùng cơ thịt sẫm (vùng thịt tối màu), trong khi đó các loài cá đáy cơ thịt trắng có hàm lƣợng TMAO cao hơn nhiều trong cơ thịt màu sáng. TMAO có vai trò điều hòa áp suất thẩm thấu gây ra sự chênh lệch nồng độ muối trong nước biển.

Sự có mặt của trimethylamin trong cá hƣ hỏng là do sử khử TMAO bởi vi khuẩn. Trimethylamin là một amin dễ bay hơi có mùi khó chịu đặc trƣng cho mùi thủy sản hƣ hỏng.

- Các axit amin tự do

Các axit amin tự do chiếm khoảng 0.5 – 2% trọng lƣợng cơ thịt, bao gồm có glycine, histidine, proline… chúng góp phần tạo nên mùi vị đặc trƣng của nguyên liệu [9].

Hàm lƣợng axit amin tự do càng nhiều thì vi khuẩn gây hƣ hỏng phát triển càng nhanh và sinh ra mùi amoniac.

Các loài cá có cơ thịt sẫm và thường vận động như cá ngừ, cá thu có hàm lượng histadine cao. Cơ thịt sẫm chứa histadine nhiều hơn cơ thịt trắng. Trong thời gian bảo quản, histidine bị vi sinh vật khử nhóm carboxyl hình thành độc tố histamin.

16 - Urê

Urê có phổ biến trong tất cả cơ thịt cá, nhƣng nói chung có ít hơn 0,05% trong cơ thịt cá xương, các loài cá sụn biển có chứa một lượng lớn urê (1 – 2,5%) [9]. Trong quá trình bảo quản, urê phân hủy thành NH3 và CO2 dưới tác dụng của enzyme urease của vi sinh vật. Do urê hòa tan trong nước và thấm qua màng tế bào nên nó dễ được tách ra khỏi miếng phi lê.

- Amoniac

Amoniac có mùi đặc trưng (mùi khai). Trong cơ thịt của cá tươi có một lượng nhỏ amoniac. Trong cá xương, lượng amoniac thấp nhưng khi bị hư hỏng do vi sinh vật thì lƣợng amoniac tăng nhanh. Khi sự hƣ hỏng phát triển, pH cơ thịt chuyển qua môi trường kiềm do lượng amoniac tăng lên và tạo nên mùi ươn thối của cá.

- Creatin

Là thành phần chính của hợp chất phi protein. Cá ở trạng thái nghỉ ngơi creatin tồn tại dưới dạng mạch vòng photpho và cung cấp năng lượng cho quá trình co cơ.