1.3.1. Sản phẩm thủy phân
Quá trình thủy phân cĩ thể được thực hiện bằng chính enzyme nội tại hoặc bổ sung enzyme từ ngồi vào. Quá trình thủy phân bằng enzyme protease tạo ra sản phẩm thủy phân ở dạng dịch hoặc bột. Ngồi ra cịn cĩ sản phẩm phụ như dầu cá, bột protein khơng tan và bột khống.
1.3.2. Dịch đạm thủy phân
Dịch đạm thủy phân là sản phẩm của quá trình thủy phân. Khi cơ đặc thì chúng sẽ thành dịch đạm cơ đặc.
Đối với cá thì dịch cĩ màu vàng nhạt, trong suốt, cĩ mùi thơm đặc trưng, thoảng mùi cá, với tơm là màu vàng xám hoặc nâu đen tùy chất lượng nguyên liệu ban đầu.
Thành phần chủ yếu của dịch đạm thủy phân là các axit amin, các peptid. Ngồi ra thì trong dịch đạm thủy phân cịn chứa một lượng nhỏ khống và lipid.
1.3.3. Bột đạm thủy phân
Dịch đạm thủy phân được đem đi cơ đặc và sấy khơ thì thu được bột đạm thủy phân (bột đạm hịa tan). Thực chất của quá trình sản xuất bột đạm từ cá bằng phương pháp sử dụng protease là quá trình thủy phân protein để tạo các peptid và các axit amin dưới tác động của hệ protease nội tại và enzyme bổ sung từ ngồi vào [1].
Bột đạm thủy phân cĩ hàm lượng protein cao khoảng 70%, lipid khoảng 0,5% và tỷ lệ nitơ dễ hấp thụ cao, rất cĩ giá trị dinh dưỡng. Cĩ thể sử dụng dưới dạng nguyên chất hoặc phối trộn với các thực phẩm khác.
Bột đạm thủy phân cĩ màu trắng ngà, vàng nhạt hay vàng nâu tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu. Mùi thơm đặc trưng, khi cho vào nước dễ tan, cĩ khả năng tạo gel, dẻo dính.
Bột đạm thủy phân thường được sản xuất từ các lồi cá kém giá trị kinh tế hoặc từ các phế liệu cá.
1.3.4. Các sản phẩm phụ từ quá trình thủy phân protein
Bột cặn thủy phân ( protein khơng tan ): lớp dưới cùng thu được sau khi ly tâm hỗn hợp thủy phân, được đem đi sấy khơ và xay nghiền thu được bột cặn thủy phân. Trong bột cặn thủy phân chứa phần lớn là protein khơng tan.
Bột khống, hỗn hợp sau khi thủy phân được đem đi lọc tách xương và rủa sạch. Sau đĩ đem đi sấy khơ và xay nghiền. Trong bột khống cĩ chứa các nguyên tố Ca, Mg, P..., một lượng nhỏ protein, lipid chưa thủy phân triệt để.
Dầu cá: lớp trên cùng thu được sau khi ly tâm hỗn hợp sau thủy phân. Hàm lượng dầu thu được phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu. Trong dầu cá cĩ chứa hàm lượng DHA, EPA...rất tốt cho sức khỏe con người.
1.3.5. Vai trị trị của sản phẩm thủy phân
Dịch đạm cơ đặc và bột đạm hịa tan cĩ thể được ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuơi, đặc biệt là trong nuơi trồng thủy sản. Sản phẩm thủy phân cĩ hàm lượng đạm cao, gồm hỗn hợp các amin cần thiết cho sự phát triển của tơm, cá. Sản phẩm cũng chứa các chất kích thích tiêu hĩa. Cho nên khi phối trộn chúng với thức ăn theo tỷ lệ phù hợp sẽ làm tăng vị ngon với mùi hấp dẫn sẽ giúp cho tơm, cá ăn mồi nhanh chĩng phát triển.
Bột đạm thủy phân cũng cĩ thể được dùng trong thực phẩm sản xuất các sản phẩm bột dinh dưỡng cao đạm đối với bột đạm thủy phân cĩ chất lượng cao. Ngồi ra thì nĩ cũng cĩ thể sử dụng làm phụ gia, gia vị trong thực phẩm.
Dịch đạm cơ đặc cịn cĩ thể sử dụng để bổ sung trong quá trình làm nước mắm do nĩ cĩ hàm lượng axit amin cao, làm tăng độ đạm của nước mắm.
1.4. Tổng quan về bánh cá
1.4.1. Khái quát chung về sản phẩm bánh cá
Bánh cá cịn được gọi là keropok, là một mĩn ăn rất phổ biến ở Malaysia và các nước châu Á khác. Bánh cá theo truyền thống được sản xuất bằng phương pháp tinh bột hồ hĩa đạt được thơng qua hấp. Bánh cá được thực hiện bằng cách hình thành từ một hổn hợp của tinh bột, cá vụn, muối, đường, bột ngọt và nước. Trước khi đưa ra thị trường bột sau khi nhồi nhuyễn được định hình thái lát và được chiên trong dầu nĩng để bánh cĩ độ xốp với mật độ thấp [11].
Trên thực tế, bánh mì cĩ tác động tồn cầu về dinh dưỡng và các biến thể của sản phẩm này cũng được chấp nhận. Và với sự phát triển của bánh cá với chất lượng dinh dưỡng cao cĩ thể là một chiến lược thành cơng để tăng tiêu thụ cá và bánh cá, đây cĩ thể là một nguồn năng lượng lớn cĩ giá trị.
Việc sản xuất bánh cá từ cá băm nhỏ các lồi cá cĩ giá trị thấp, giới thiệu quy trình sáng tạo để mở rộng sản phẩm để duy trì giá trị dinh dưỡng của bánh cá, để xác định các thành phần dinh dưỡng, các thuộc tính cảm quan cũng như để đánh giá ổn định sản phẩm trong khoảng thời gian lưu trữ 180 ngày ở nhiệt độ phịng.
1.4.2. Xu thế phát triển của sản phẩm bánh cá
Một trong những chiến lược được đề nghị để nâng cao chất lượng ăn uống trước tình trạng các dịch bệnh trên tồn thế giới, cũng như tác hại của bệnh béo phì và các bệnh khơng lây mãn tính là tăng mức tiêu thụ cá. Nĩi chung, cá là một nguồn protein cao và một nguồn quan trọng của axit béo omega-3 và các khống chất như canxi và phốt pho.
Chính vì nắm được xu hướng tiêu dùng đĩ mà các nhà sản xuất đã và đang phát triển sản phẩm bánh cá ở nhiều thị trường tiềm năng từ nguồn nguyên liệu cá. Các sản phẩm tận dụng từ việc chế biến cá như sản phẩm thủy phân sẽ là một ứng dụng mới trong việc sản xuất bánh cá. Bởi hàm lượng các axit amin, khống chất trong sản phẩm thủy phân khơng thua kém so với nguyên liệu cá, hơn nữa việc tận dụng như vậy gĩp phần làm đa dạng sản phẩm bánh cá, làm tăng khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp cũng như hạn chế ơ nhiễm mơi trường.
1.5. Các gia vị đƣợc dùng trong sản xuất bánh cá 1.5.1. Bột mì
Bột mì được chế tạo từ hạt lúa mì thuộc họ hịa thảo bằng phương pháp nghiền. Lúa mì cĩ hai loại là lúa mì trắng và lúa mì đen, do đĩ, người ta cũng chia bột mì thành 2 loại:
-Bột mì đen: chế biến từ hạt lúa mì đen, thường dùng làm bánh mì bằng cách
lên men lactic, cĩ vị chua, chỉ thích hợp cho một số khẩu vị của một số vùng trên thế giới.
-Bột mì trắng: chế biến từ hạt lúa mì trắng, tùy theo chất lượng bột ta chia ra làm các loại bột, loại I, II, loại thơ. Nước ta chỉ nhập loại bột thượng hạng và loại I.
Tùy vào giống lúa mì để sản xuất bột mì và bột mì cĩ thành phần hĩa học khác nhau. Nhưng nhìn chung, bột mì cĩ các thành phần cơ bản như sau:
-Chất vơ cơ: chiếm từ 15-17%, chủ yếu là nước và muối khống
-Chất hữu cơ: chiếm từ 83-87% gồm gluxid, lipid, protid, viatmin, sắc tố, enzyme...
Cĩ 2 phương pháp sản xuất bột mì:
-Phương pháp nghiền thơ: nghiền khơng phân loại, chỉ thu được một loại bột
-Phương pháp nghiền tinh: nghiền phân loại, thu được nhiều loại bột.
Bảng 1.3 Thành phần hĩa học của các loại bột mì: khối lƣợng (%) và nhiệt lƣợng (cal/100g) [23].
Loại bột
Nước Protein Lipid Gluxit Xenlulose Tro Nhiệt lượng Loại thượng hạng 14,0 10,8 0,9 73,6 0,2 0,5 354,4 Loại I 14,0 11,0 1,1 72,9 0,3 0,7 354,3 Loại II 14,0 11,5 1,4 71,3 0,8 1,0 352,5 Loại thơ 14,0 11,8 1,5 69,6 1,6 1,5 347,7
Thành phần hĩa học của bột mì gồm cĩ: protein, glucid, lipid, vitamin và khống chất, enzyme. Hàm lượng protein và glucid chiếm gần 90% trọng lượng bột mì.
-Protid: chiếm khoảng 8-25%, cấu trúc phân tử protid cĩ ảnh hưởng tới chất
lượng gluten, chất lượng gluten ảnh hưởng tới chất lượng của bánh
Protid của bột mì chủ yếu là dạng đơn giản: protein. Protein của bột mì gồm cĩ 4 nhĩm: Albumin, Globulin, Glutelin và Prolamin.
Albumin, Globulin chiếm khoảng 20% protein của bột mì.
Glutelin và Prolamin là 2 protein quan trọng và chiếm khoảng 80% protein của bột mì. Hai loại protein này là tác nhân chính tạo nên mạng phân bố đều trong khối bột nhào khi kết hợp với nước, mạng lưới này chính là gluten
-Gluten: khi nhào trộn bột mì với nước, protein của bột mì tạo thành mạng phân bố đều trong khối bột nhào, mạng lưới này vừa dai vừa đàn hồi, cĩ tác dụng giữ khí và làm khối bột nhào nở.
Chất lượng gluten được đánh giá bằng các chỉ số như: màu sắc, dộ đàn hồi, độ dãn dài. Bột cĩ gluten chất lượng cao thì đàn hồi tốt, độ dai cao và độ dãn trung bình, bánh sẽ nở và ngon.
Trường hợp gluten yếu nghĩa là độ dãn dài lớn, độ dai thấp, ít đàn hồi thì bột nhào sẽ dính, bánh ít nở và bị bè ra.
Tiêu chuẩn kỹ thuật của bột mì sản xuất bánh cá: + Độ ẩm: < 15% + Độ axit: pH = 5,8-6,3 + Hàm lượng tro: Bột hảo hạng: < 0,55% Bột hạng 1: < 0,75% Bột hạng 2: < 1,25% Bột hạng 3: < 1,9%
+ Độ giãn dài gluten: 0,3cm/phút
+ Tạp chất sắt: ≤ 2-3mg/kg
1.5.2. Muối Sodium chloride (NaCl)
Muối NaCl hay cịn gọi là muối ăn , được sử dụng phổ biến trong cơng nghệ chế biến thực phẩm hiện nay vì cĩ thể bảo vệ thực phẩm nhờ khả năng ức chế khả năng sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Ngồi ra, hiện nay muối NaCl cịn được sử dụng với mục đích để làm tăng mùi vị và cải thiện cấu trúc, hình thái, màu sắc...cho thực phẩm.
-Vai trị tạo vị của muối trong thực phẩm:
Ngồi lý do sử dụng muối trong cơng nghệ chế biến thực phẩm để bảo quản, lý do chính muối được sử dụng vào các loại thực phẩm khác nhau đĩ là do nĩ cĩ khả năng nâng cao tính chất cảm quan theo chiều hướng cĩ lợi cho thực phẩm như làm tăng mùi vị cho thực phẩm.
1.6. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nƣớc về sự thủy phân protein và ứng dụng sản phẩm thủy phân trong sản xuất bánh cá
1.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới, sản phẩm thủy phân đã biết đến từ khá lâu và đã cĩ rất nhiều các cơng trình nghiên cứu cơng bố về việc sử dụng enzyme để thủy phân nguyên liệu cịn lại của các nguyên liệu thủy sản để sản xuất ra các sản phẩm thủy phân, ứng dụng nhiều trong lĩnh vực chăn nuơi, thực phẩm.
Nilsang và cộng sự (2004), nghiên cứu sử dụng hai loại enzyme proteaselà Flavourzyme 1000L và Kojizyme 800L bổ sung để thủy phân dịch thải từ quy trình cá ngừ đĩng hộp để thu dịch đạm. Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện tối ưu khi sử dụng Flavourzyme là ở nhiệt độ 450C, nồng độ enzyme là 50 LAPU/g protein (5%), nồng độ cơ chất 20% ( w/w ), pH tự nhiên = 5,9 – 6,0, thời gian thủy phân sau 6 giờ thì DH đạt 62%. Với Kojizyme 800L, điều kiện tối ưu là ở nhiệt độ 500C, nồng độ enzyme là 40 LAPU/g protein ( 5% ), nồng độ cơ chất 20% ( w/w ), pH tự nhiên = 5,9 – 6,0, thời gian thủy phân sau 6 giờ thì độ thủy phân đạt 68% [15].
Lian và cộng sự ( 2005 ) nghiên cứu tối ưu hĩa quá trình thủy phân phế liệu mực bằng enzyme Flavourzyme và Protamex. Kết quả nghiên cứu cho thấy với
nhiệt độ 500C, thời gian thủy phân 6 giờ thì hàm lượng axit amin tự do của sản phẩm thủy phân đạt cao nhất 24,8% so với mẫu đối chứng 8,2% [13].
Motamedzadegan và cộng sự ( 2010 ) đã nghiên cứu tối ưu hĩa chế độ thủy
phân nội tạng cá ngừ vây vàng Thunus albacares bằng enzyme Neutrase. Kết quả
chỉ ra rằng khi sử dụng enzyme Neutrase để thủy phân nội tạng cá ngừ vây vàng
Thunus albacares thì các thơng số tối ưu là nồng độ enzyme 37 AU/kg protein, pH
tự nhiên của bản thân nguyên liệu, nhiệt độ từ 500C, và thời gian 60 phút, ở chế độ thủy phân này độ thủy phân ( DH ) đạt 35%, sản phẩm thủy phân cĩ hàm lượng cao protein cao 74,56% và hàm lượng lipid thấp 1,86% và được sử dụng trong nuơi trồng thủy sản và làm thức ăn cho chăn nuơi [14].
Ovissipour và cộng sự ( 2010 ) đã nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng Thunus albacares sử dụng enzyme Alcalse và
Protamex. Đầu cá ngừ vây vàng thu được từ quá trình sản xuất cá ngừ đĩng hộp được thủy phân với các thơng số sau: tỷ lệ enzyme sử dụng là 1,5%, pH tự nhiên, tỷ lệ nguyên liêu/nước ( w/v ) là 1/1. Kết quả cho thấy theo thời gian thủy phân thì độ thủy phân càng cao. Độ thủy phân, hàm lượng protein và axit amin trong sản phẩm thủy phân thu được khi sử dụng enzyme Alcalase cao hơn so với enzyme Protamex [17].
Nguyen và cộng sự ( 2011 ) đã nghiên cứu sự thủy phân phế liệu từ cá ngừ bằng enzyme Protamex và đặc tính sinh hĩa của sản phẩm thủy phân. Một chế độ thủy phân được thực hiện cho các phế liệu cá ngừ như đầu, nội tạng, đuơi ở nhiệt độ
450C, tỷ lệ nước/nguyen liệu = 1/1, tỷ lệ enzyme 0,1%, pH tự nhiên, thời gian 12
giờ. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy, độ thủy phân sản phẩm thủy phân từ đầu, nội tạng và đuơi lần lượt là 32,3%, 16,8% và 22,2%. Hiệu suất thu hồi nitơ trong các sản phẩm thủy phân từ đầu, nội tạng và đuơi lần lượt là 73,65, 82,7%, 85,8% [16].
Herpandi và cộng sự ( 2012) đã nghiên cứu độ thủy phân và lượng axit amin trytophan tự do của sản phẩm thủy phân cá ngừ bằng các loại protease khác nhau. Sản phẩm thủy phân protein thịt cá ngừ vằn được sản xuất bằng các loại protease ( Alcalase, Protamex, Neutrase và Flavourzyme ) trong thời gian 60, 120, 180 và 240
phút với tỷ lệ enzyme protease là 0,5, 1, 1,5 và 2% so với khối lượng của nguyên liệu. Kết quả cho thấy thời gian dài với tỷ lệ enzyme cao đã làm tăng độ thủy phân. Alcalase độ thủy phân cao nhất trong số tất cả các protease, tiếp theo là Protamex, Flavourzyme và Neutrase [10].
Cheow và cộng sự (1999) đã nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng trên gel bánh cá và sự nở của sản phẩm, nhấn mạnh vai trị của protein trong quá trình nở của tinh bột. Việc bổ sung muối (20 g/kg) giúp phân phối đồng đều tinh bột trong protein cá. Hình thành các bĩ cơ cá mỏng hỗ trợ sự nở của sản phẩm [8].
Kyaw và cộng sự (2001) đã nghiên cứu ảnh hưởng của cá với tỷ lệ tinh bột đến tính chất đàn hồi nhớt và vi cấu trúc của bánh cá. Tinh bột được tìm thấy ở trung tâm bánh cá trong đĩ cĩ từ 0-10% cá khơng hồ hĩa sau 2 giờ hấp. Điều này là do chuyển động của nước từ trung tâm đến ngoại vi trong quá trình hấp. Protein cá bắt đầu phát triển trong bột cĩ hàm lượng cá 15% và làm cho các phân tử nước bị kẹt. Các phân tử nước giúp hồn thành hồ hĩa. Các thuộc tính đàn hồi của sản phẩm tăng với một tỷ lệ cá tăng theo tỷ lệ bột và cũng vì sự hình thành của một mạng lưới cá protein trong bột [12].
1.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
Tại Việt Nam, việc nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy phân từ nguyên liệu thủy phân cũng được biết đến nhiều trong những năm gần đây.
Vũ Ngọc Bội ( 2004 ) đã nghiên cứu quá trình thủy phân cá bằng enzyme protease từ B.subtilis S5. Chế phẩm protesase kỹ thuật này cĩ nhiệt độ thích hợp là 550C, pH thích hợp là 6,0 và cĩ thể sử dụng rất tốt trong thủy phân cơ thịt cá tạp để sản xuất bột đạm thủy phân và thủy phân cá cơm trong sản xuất nước mắm ngắn ngày [1].
Đỗ Văn Ninh ( 2004 ) đã nghiên cứu thu nhận protease từ nội tạng cá và gan mực. Kết quả cho thấy rằng chế phẩm protease thu được từ nội tạng cá và gan mực
cĩ nhiệt độ thích hợp từ 50 – 550C và hồn tồn cĩ thể sử dụng protease này trong
việc thủy phân cơ thịt cá để sản xuất dịch đạm thủy phân ứng dụng trong sản xuất