Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của surimi
2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất tạo gel của protein cơ
Hệ gel protein là kết quả của quá trình tương tác giữa protein với môi trường xung quanh. Sự tương tác chính bao gồm tương tác giữa protein - nước, protein - lipid và protein - protein (Action và Dick, 1989). Các tương tác này chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố làm thay đổi tính chất và đặc tính hệ gel (Totosaus et al., 2002).
vi. Loại và nồng độ protein
Chất lượng protein tơ cơ đặc biệt là thành phần actin và myosin đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc gel protein (Barbut, 2001; Smith, 2001). Myosin và actin chứa lượng cao các acid, bazơ và các amino acid phân cực (Whiting, 1988). Đặc tính này giúp phân tử protein có khả năng liên kết với nước và giữ nước, tăng độ bền mong muốn cho hệ gel. Mặt khác, sự khác nhau của protein từ các mô cơ khác nhau cũng cho độ bền gel khác nhau. Myosin lấy từ thịt ức gà cho hệ gel bền hơn so với thịt từ đùi gà (Morita et al., 1987).
Nồng độ protein là nhân tố chính quyết định tính dễ vỡ và khả năng giữ nước của gel protein (Hongsprabhas và Barbut, 1997). Ở nồng độ protein quá nhỏ, cấu trúc mạng không gian ba chiều không thể thành lập (Ferry, 1948).
vii. Nhiệt độ
Nhiệt độ là một trong những yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến hệ gel bởi vì nhiệt độ là tác nhân chính làm phân tử protein duỗi thẳng ra (Totosau et al., 2002). Sự tăng các nhóm kỵ nước ở bề mặt sẽ dẫn theo sự giảm nhiệt độ ở giai đoạn hai của quá trình tạo gel. Ở nhiệt độ thấp (tốc độ gia nhiệt chậm) các phân tử sắp xếp lại tốt hơn. Ngược lại, nhiệt độ cao (tốc độ gia nhiệt nhanh) làm yếu đi liên kết nội phân tử và liên kết chéo giữa các phân tử của hệ gel myosin (Wang và Smith, 1994).
Canmou et al. (1989) đã đánh giá ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt và nồng độ protein lên hệ gel của các phân tử được trích ly bằng dung dịch muối. Kết quả thu được là ở tất cả các mẫu protein cùng nồng độ, tốc độ gia nhiệt chậm nhất cho hệ gel có độ bền tốt nhất. Độ bền gel giảm khi tốc độ gia nhiệt tăng. Các tác giả còn kết luận rằng tốc
độ gia nhiệt chậm cho sự duỗi thẳng và sắp xếp lại của các phân tử protein trật tự hơn và bền hơn.
viii. Giá trị pH
Giá trị pH của cơ thịt cũng ảnh hưởng đến sự hình thành hệ gel. Tại điểm đẳng điện pI khả năng giữ nước của protein là kém nhất. Điều này là nguyên nhân của hệ gel yếu hoặc thậm chí ngăn cản sự hình thành hệ gel (Smith, 2001). Ở điều kiện chế biến thông thường, giá trị pH của protein thịt khoảng bằng 6. Protein tơ cơ mang cực âm và liên kết với nước.
Hình 6: Ảnh hưởng của pH lên khả năng giữ nước của thịt cá (Nguồn: Okada &ada (1953), trích dẫn từ Sonu, 1986)
Một yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành gel của thịt cá là giá trị pH của khối paste.
Điều này được giải thích là có thể pH đã ảnh hưởng tới khả năng tinh trích myosin, khả năng này gia tăng với pH kiềm nhẹ (Sonu, 1986).
Khi đưa pH đến axit hoặc kiềm thường làm cho protein có khả năng cố định được các anion và cation một cách dễ dàng do đó ảnh hưởng đến tính chất hòa tan của protein.
Khi điều chỉnh pH của protein đến giá trị thích hợp nếu có mặt các ion đa hóa trị hoặc một số chất đa điện ly thì sẽ làm tăng khả năng tạo cầu nối ion giữa các phân tử protein (Lê Ngọc Tú, 2003).
Theo nhiều nghiên cứu cho thấy khi pH khoảng 6 - 7 sẽ cho một thể gel tốt nhất. Ở pH này khả năng tinh trích myosin của thịt cá gia tăng, đồng thời sự tăng trưởng của vi sinh vật tương đối yếu và các phản ứng sinh hóa, hoạt tính enzyme bị hạn chế nên có chất lượng sản phẩm tốt.
Giá trị pH của thịt cá cũng có ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của cơ thịt cá . Thông thường hàm lượng nước tách ra trong paste cá sau khi được tách nước trong máy ly tâm gần bằng với phần trăm thể tích nước trong cơ thịt ban đầu (gồm 1 phần thịt, 3 phần nước). Dựa vào hình 6 thấy được tỷ lệ thể tích nước thấp nhất khi giá trị pH = 5,3 là điểm đẳng điện của protein myofibrillar. Tại giá trị pH này, khả năng giữ nước của cơ thịt thấp
nhất. Khả năng hình thành gel giảm khi xử lý ở pH nhỏ hơn 6. Vì thế tốt nhất trong quá trình nghiền cá nên điều chỉnh pH về khoảng 6,2 - 7,3 tùy từng loại cá (Sonu, 1986).
Chính vì thế, giá trị pH tối ưu cho việc thành lập hệ gel sẽ phụ thuộc rất lớn vào đặc tính nguyên liệu: loài, vị trí cơ thịt. Theo nghiên cứu của Xiong và Brekke (1991), protein thịt gà được trích ly trong dung dịch NaCl (hoặc KCl) 0,6M, giá trị pH tối ưu cho việc thành lập hệ gel là 6,0 đối vói thịt ở ức gà và 5,5 đối với thịt ở đùi gà.
ix. Chất tạo gel bổ sung
Các hợp chất tạo gel (có đặc tính protein hay phi protein) được thêm vào sản phẩm từ thịt hay thủy sản với mục đích cải thiện cấu trúc bằng cách làm gia tăng khả năng liên kết với nước (Pietrasik et al., 2007).
Một số chất thay thế protein khác như protein đậu nành có thể được sử dụng như một chất liên kết với nước và là tác nhân tạo gel, làm tăng độ bền nhiệt của hệ gel (Renkema và van Vliet, 2002). Tuy nhiên, hầu hết các thành phần phi protein chịu sự thay đổi cấu trúc rất nhỏ trong điều kiện chế biến nhiệt thông thường (65 - 73C, pH = 5,5 - 6,0). Ví dụ như -lactoglobulin, thành phần có nhiều nhất trong whey protein, biến tính ở 80C (Ramírez - Suárez và Xiong, 2002) và glycinin từ protein đậu nành biến tính ở 90 - 94C (Ramírez - Suárez và Xiong, 2003).
Do đó, thường không có sự tương tác giữa thành phần phi protein và protein cơ trong quá trình chế biến nhiệt. Điều này dẫn đến kết quả là những thành phần phi protein không tham gia vào cấu trúc protein hoặc thậm chí có thể ảnh hưởng bất lợi lên cấu trúc gel protein (Foegeding và Lanier, 1989).
Nhìn chung, protein quan trọng nhất thường được sử dụng như chất tạo gel trong chế biến các sản phẩm nhũ tương, dè cá tra là protein đậu nành. Protein đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao, có khả năng thành lập lớp màng, đóng vai trò như chất nhũ hoá.
Protein đậu nành được đưa vào thực phẩm giúp làm tăng giá trị cảm quan, đồng thời liên kết chặt chẽ với các thành phần khác trong thực phẩm (Qi và Hydamaka, 2004).
Tuy nhiên, do giá thành của protein đậu nành (soy isolate) khá cao, chính vì thế việc nghiên cứu thay thế protein đậu nành bằng các chất tạo gel có nguồn gốc tương tự cũng cần được xem xét (phần 2.3).
x. Các yếu tố trong quá trình chế biến
Nhiệt độ và thời gian cắt, phối trộn khối paste thịt là các yếu tố cần được điều chỉnh trong suốt quá trình chế biến. Nếu cắt quá lâu làm tăng nhiệt độ dẫn đến protein bị biến tính. Giữ nhiệt độ thấp trong suốt quá trình cắt cũng như phối trộn sẽ tạo cấu trúc tốt cho khối paste, tránh được hiện tượng tách béo của hệ nhũ tương (Keeton, 2001).
Trong nghiên cứu về chế biến sản phẩm dạng nhũ tương nói chung, việc điều khiển đặc tính khối paste thường kết hợp với việc kiểm soát nhiệt độ của nguyên liệu trước chế biến bằng cách sử dụng thịt làm lạnh (từ 0 - 4C, Pearson và Srisuvan, 2002), thịt lạnh đông chậm ở -10C và cấp đông đến nhiệt độ tâm -20C, thậm chí -40C (Eisner et al., 2008).
Việc làm lạnh đông nguyên liệu trước khi chế biến không những giữ vai trò tích cực trong việc duy trì đặc tính tạo gel của sản phẩm mà còn có tác động trong việc hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, đảm bảo tính an toàn thực phẩm.