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 pasta cá cũng như bột dinh dưỡng [7].
Huỳnh Dự (2010) đã nghiên cứu quá trình thủy phân phế liệu mực bằng enzyme protease và thử nghiệm bổ sung dịch thủy phân vào thức ăn nuơi cá. Kết quả chỉ ra rằng qua ba loại enzyme Alcalase, Protamex và Neutrase sử dụng thủy phân phế liệu mực thì Alcalase hiệu quả hơn so với hai loại enzyme cịn lại. Và điều kiện thích hợp nhất với enzyme Alcalase là tỷ lệ enzyme là 5% so với trọng lượng chất khơ của phế liệu mực, pH = 7,6, nhiệt độ 530C, thời gian thủy phân là 2 giờ [2].
Nguyễn Thị Mỹ Hương ( 2011 ) đã nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng và sử dụng sản phẩm thủy phân này trong thức ăn cho tơm. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, việc bổ sung bột protein thủy phân từ đầu cá ngừ vào trong thức ăn cho tơm đã cải thiện sự tăng khối lượng của tơm, hệ số chuyển hĩa thức ăn và hiệu quả sử dụng protein [3 ], [4].
Như vậy, đã cĩ nhiều cơng trình nghiên cứu liên quan đến việc tận dụng các nguyên liệu cịn lại của quá trình chế biến để sản xuất ra các sản phẩm thủy phân protein. Tuy nhiên, việc thủy phân nguyên liệu cịn lại của quá trình chế biến cá Ngừ ở các nhà máy chế biến và ứng dụng trong thực phẩm chưa được đầu tư nghiên cứu. Vì vậy, việc nghiên cứu tận dụng đầu cá ngừ vây vàng để sản xuất sản phẩm thủy phân và ứng dụng trong sản xuất bánh cá là cần thiết.
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
2.1.1. Đầu cá ngừ vây vàng
Đầu cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares ) được thu mua tại cơng ty TNHH JK Fish, địa chỉ 49 tổ 21 Hịn Nghê 1, Vĩnh Ngọc, Nha Trang. Sau khi thu nhận đầu
cá, tiến hành đĩng vào thùng xốp cĩ đá đảm bảo nhiệt độ <40C để vận chuyển về
phịng thí nghiệm của trường ĐH Nha Trang. Đầu cá ngừ được rửa sạch, chặt nhỏ và xay bằng máy xay, sau đĩ được cho vào các túi 500g. Các túi này được bảo quản trong tủ đơng ở nhiệt độ từ -180C đến -200
.
Hình 2.1 Đâu cá ngừ 2.1.2. Sản phẩm thủy phân đầu cá ngừ
Sản phẩm thủy phân protein được tạo ra bằng cách thủy phân đầu cá ngừ với chế độ như sau:
Giai đoạn thủy phân bằng enzyme Protamex với tỷ lệ enzyme Protamex là 0,5% so với nguyên liệu, tỷ lệ nước/nguyên liệu là 1/1, nhiệt độ 500C, pH tự nhiên, thời gian 4 giờ.
Giai đoạn sau tiếp tục thủy phân bằng Flavourzyme với tỷ lệ Flavourzyme là 0,3% so với nguyên liệu, nhiệt độ 500C, pH tự nhiên, thời gian 2 giờ.
Kết thúc quá trình thủy phân bằng cách bất hoạt enzyme ở nhiệt độ 850C trong
15 phút. Sau đĩ hỗn hợp được lọc qua rây để tách riêng phân dịch lọc và bã lọc. Dịch lọc được đem đi ly tâm ở 5000 vịng/phút trong 30 phút. Sau khi ly tâm, tách riêng 3 phần: dầu cá, dịch protein thủy phân và cặn ly tâm. Dịch protein thủy phân
được đem đi sấy phun ở nhiệt độ 350
C, tốc độ bơm 20, áp suất khí nén 0,7 bar, tỷ lệ maltodextrin bổ sung là 12%. Sau khi sấy thu được bột protein thủy phân.
Bột protein thủy phân này được sử dụng để sản xuất bánh cá.
2.1.3. Enzyme Protamex
Enzyme Protamex là protease cĩ nguồn gốc từ vi sinh vật Bacillus của hãng Novozyme ( Đan Mạch ) được tổ chức FAO/WHO cho phép sử dụng. Nĩ được sản xuất để thủy phân protein của thực phẩm. Hiện nay enzyme này đang được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu và trong thực tiễn sản xuất.
Enzyme Protamex cĩ hoạt độ 1,5 AU/g, hoạt động thích hợp trong khoảng pH = 5,5 – 7,5, nhiệt độ 35 – 650C. Protamex bị mất hoạt tính trong 30 phút tại 500C
hoặc cao hơn khi pH = 4 và trong 10 phút tại 850C hoặc cao hơn khi pH = 8. Tuy
nhiên sự khử hoạt tính của Protamex phụ thuộc vào nhiều cơ chất, điều kiện mơi trường hoạt động ( nồng độ cơ chất, pH ...).
2.1.4. Enzyme Flavourzyme
Chế phẩm enzyme Flavourzyme 500MG thu được từ Aspergillus oryzae,
Flavourzyme cĩ cả hoạt tính của endoprotease và exopeptidase. Điều kiện hoạt động tối ưu:
-pH = 5 – 7
-nhiệt độ = 50 – 550C
-Enzyme này cĩ thể bị bất hoạt ở 850C trong vịng 5 phút hoặc 1200C trong vịng 5 giây.
-Nhiệt độ bảo quản thích hợp từ 0 – 100C.
Đây là sản phẩm enzyme được FAO/WHO, JECFA và FCC cơng bố đạt tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm.
2.1.5. Bột mì
-Mục đích: là thành phần chính thứ nhất của bánh cĩ vai trị tạo nên kết cấu,
cấu trúc cho bánh, gluten tạo độ dẻo, dai đàn hồi cho khối bột.
-Sử dụng bột mì của Cơng ty cổ phần Việt Nam kỹ nghệ bột mì –
VIKYBOMI, địa chỉ tại lơ 15A khu cơng nghiệp Trà Nĩc, thành phố Cần Thơ.