1.5.1 Vai trò của máu
Máu có vai trò chuyển tải các chất dinh dưỡng cũng như các sản phẩm của sự Trao đổi chất, vì thế mà máu có vai trò đặc biệt quan trọng.
+ Cung cấp Oxygen cho cơ.
+ Cung cấp các chất dinh dưỡng cho cơ thể như Glucose, Amino Acids và các Acid béo.
+ Các chất này có thể hòa tan trong máu hay liên kết với Protein huyết tương. + Vận chuyển để đào thải các chất độc như CO2, Urea và Acid Lactic.
+ Chức năng miễn dịch học, bao gồm vận chuyển bạch cầu, phát hiện và loại bỏ các tác nhân lạ xâm nhập cơ thể bằng các kháng thể.
+ Chức năng đông tụ của máu được coi như một phần của cơ chế tự sửa chữa trong cơ thể.
+ Chức năng truyền thông tin. Máu vận chuyển các hormone và cảnh báo các tổn thương của cơ thể.
+ Chức năng điều hòa pH của cơ thể. + Chức năng điều hòa nhiệt độ của cơ thể. + Chức năng vận chuyển nước trong cơ thể.
- Xét về mặt cấu tạo máu cá gồm hai thành phần chính sau đây: + Thành phần hóa học của máu cá.
1.5.2. Thành phần hóa học của máu cá
Khi đem máu ly tâm hoặc để lắng tự nhiên trong môi trường lạnh sẽ diễn ra quá trình phân chia thành dịch lỏng gọi là huyết tương (có màu vàng nhạt hoặc không màu) và phần lắng đọng bên dưới (có màu đỏ) được hình thành từ những thành phần hữu hình của máu (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu). Huyết thanh là huyết tương đã bị loại fibrinogen. Huyết tương trong máu cá chiếm từ 55 - 60%, thành phần của huyết tương bao gồm các thành phần sau:
1.5.2.1. Nước
Nước là thành phần có tỷ lệ lớn nhất trong máu, chiếm tới 80%. Trong huyết tương, nước chiếm tới 90 - 92%, hàm lượng nước trong hồng cầu ít hơn 65 - 68%. Khi bị mất nước nhiều máu sẽ đặc quánh lại, quá trình Trao đổi chất sẽ ngưng trệ.
1.5.2.2. Protein
Protein là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sống. Protein là nền tảng về cấu trúc và chức năng của cơ thể sinh vật. Vì thế nó có vai trò rất quan trọng trong việc:
+ Duy trì áp suất thẩm thấu cho máu. + Tham gia vào hệ đệm của máu (Hb).
+ Đóng vai trò quan trọng trong quá trình đông máu (fibrinogen), là nơi tạo ra những kháng thể bảo vệ cơ thể. Ví dụ: globulin là kháng thể chống lại sự xâm nhập của vi trùng, virus.
Protein huyết tương trong cơ thể luôn luôn bị phân giải và không ngừng được tổng hợp và trực tiếp tham gia vào quá trình Trao đổi chất của cơ thể.
Protein là thành phần chủ yếu trong chất khô của huyết tương. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng Protein trong máu cá biến động rất lớn. Sự biến động này không chỉ diễn ra trong các loài khác nhau mà ngay cả trong cùng một loài và thậm chí trong cùng một cá thể.
Trong thành phần Protein của máu có 3 nhóm chính: albumin, globulin, và fibrinogen.
+ Fibrinogen: Sinh ra ở gan, tiền chất của fibrin (sợi huyết), có vai trò đông máu. + Albumin: Sinh ra ở gan, liên kết với Lipids, hormones. Áp suất thẩm thấu huyết tương phần lớn là do albumin.
+ Globulin: Là chất vận chuyển lipis và steroid, sắt và đồng. Kháng thể là một phần của globulin.
Số lượng Protein trong huyết thanh của cá thay đổi từ 2,5 – 7 mg% trong khi ở máu người thành phần Protein thay đổi từ 7,5 - 8,5 mg% cho thấy lượng Protein trong máu cá thấp hơn ở người. Một vài nghiên cứu cho thấy lượng Protein trong huyết thanh thay đổi phụ thuộc vào điều kiện dinh dưỡng của cá. Ví dụ: Cá chép được nuôi trong ao có thức ăn tự nhiên phong phú thì lượng Protein trong máu là cao hơn cá chép được nuôi một phần bằng thức ăn tự nhiên và nhân tạo. Hàm lượng Protein trong máu cá còn thay đổi theo mùa vụ: Cá chép 1 tuổi sống ở vùng ôn đới qua mùa đông Protein huyết thanh giảm từ 3,8% xuống còn 2,7%, albumin hầu như mất hết. Qua một thời gian bắt mồi bình thường hàm lượng Protein huyết thanh dần dần được khôi phục.
1.5.2.3. Nitơ phi Protein
Đó là những sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng của quá trình Trao đổi chất Protein. Khi tách các Protein trong huyết tương của cá thì còn lại một số hợp chất chứa gốc nitrogen. Các nghiên cứu cho thấy rằng số lượng các chất chứa nitrogen trong máu khá cao. Ví dụ: Cá chình Nhật Bản vào mùa hè trong máu chứa 125,6mg% hợp chất chứa nitrogen. Số lượng các chất chứa nitrogen gia tăng khi các hoạt động biến dưỡng của cá gia tăng. Người ta còn phát hiện ra rằng ở cá xương số lượng hợp chất này thấp hơn nhiều lần so với cá sụn.
Các Nitơ phi Protein chủ yếu có trong máu cá gồm các loại sau:
Amoniac (NH3)
Là một chất độc có nồng độ thấp trong máu. Nồng độ NH3 trong máu cá cao hơn động vật hữu nhũ nhưng nhỏ hơn 0,1mg/100ml. Phần lớn cá xương nước ngọt là ammonoteric (động vật bài tiết amoniac).
Urea (CO(NH2)2)
Là một chất ít độc, nó được tạo thành từ NH3 và hòa tan trong nước nhiều hơn NH3. Cá sụn được gọi là Ureotetic (động vật bài tiết urea). Một số cá xương cũng bài tiết lượng lớn Urea, các loài cá biển có nồng độ Urea trong máu từ 2 - 2,5%, cao hơn các loài cá nước ngọt 1%. Sở dĩ các loài cá sụn biển có nồng độ Urea máu cao là để duy trì áp suất thẩm thấu của máu cao hơn môi trường của chúng.
1.5.2.4. TMAO (trimethylamine oxide)
Là 1 chất không độc hòa tan trong máu. TMAO ở cá biển cao hơn cá nước ngọt. Cá hồi (Salmon) và cá Chình (Eel) khi ở biển có hàm lượng TMAO cao hơn khi ở nước ngọt. Cá Spiny Dogfish có nồng độ TMAO máu tương đối cao và trên 90% TMAO được lọc bởi thận được tái hấp thu để giữ nước có hiệu quả.
Theo Tokunaga (1970), hàm lượng TMAO ở cá nổi như cá trích, cá thu, cá ngừ tập trung cao nhất trong cơ thịt sẫm (vùng tối), trong khi đó các loài cá đáy thịt trắng có hàm lượng TMAO cao hơn nhiều trong cơ thịt màu sáng. TMAO có vai trò điều hòa áp suất thẩm thấu của cá, vì vậy giúp cá chống lại áp suất thẩm thấu gây ra do sự chênh lệch nồng độ muối trong nước biển.
1.5.2.5. Glucid
Là thành phần hữu cơ chủ yếu trong huyết tương. Đường trong huyết tương chủ yếu ở dạng glucose. Trong máu cá hàm lượng đường biến đổi khá lớn, hàm lượng đường trong máu cá sụn thấp hơn hàm lượng đường trong máu cá. Cá hoạt động chậm chạp có lượng đường huyết thấp, cá hoạt động mạnh thì có lượng đường huyết cao. Khi lượng đường huyết của cá hoạt động mạnh giảm xuống thì nó hoạt động chậm lại, còn ở loài cá có tập tính hoạt động chậm chạp thì ảnh hưởng không rõ rệt. Ở các loài cá nước ngọt, mối quan hệ giữa lượng đường máu và tập tính hoạt động không rõ ràng nhưng có sự khác nhau giữa các giống loài cụ thể: Cá chép có lượng đường máu là 58 – 145mg%, còn cá vền (Abramis brama) là 122 – 230mg%. Hàm lượng đường trong máu cá thay đổi tùy theo trạng thái sinh lý của cá : Như cá vận động mạnh thì lượng đường trong máu tăng lên, điều kiện môi trường ngoài không thuận lợi như thiếu oxygen, chấn thương do hoạt động cơ học, dồn ép cá
trong khối nước chật hẹp,… Cũng làm tăng lượng đường trong máu, ngoài ra hàm lượng đường trong máu cá còn phụ thuộc vào giới tính (cá đực cao hơn cá cái) và sự thành thục bộ phận sinh dục của cá.
1.5.2.6. Lipid
Trong huyết tương Lipid không ở dạng tự do mà kết hợp với Protein thành một hợp chất hòa tan. Một trong các chất Lipid được nghiên cứu là Cholesterol. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong máu cá Chình hàm lượng Cholesterol đạt trên 700 mg%, hàm lượng ở cá Nhám là 21 mg%. Khi lưu giữ cá trong điều kiện nhân tạo ở các bể xi măng và khi quan sát thấy tuyến sinh dục của cá đang trong giai đoạn thoái hóa thì đồng thời lựợng Cholesterol trong máu cá gia tăng đáng kể. Trong quá trình chín của tuyến sinh dục hàm lựơng Cholesterol giảm rất nhiều. Điều này nói lên khi hàm lượng Cholesterol trong máu ở các cá thể trưởng thành gia tăng đó chính là dấu hiệu của sự thoái hóa tuyến sinh dục .
1.5.2.7. Các chất vô cơ
Trong máu cá gồm một số cation chủ yếu như: Na+, K+, Ca2+, Mg2+… và thường kết hợp với một số anion như: Cl-, CO32-, PO43- trong đó muối NaCl chiếm 86 - 95%.
Thành phần và tỉ lệ các muối vô cơ trong máu cá cũng tương tự như máu động vật hữu nhũ, đồng thời cũng tương tự như thành phần và tỉ lệ của muối trong nước biển. Muối trong máu cá là thành phần tạo nên nồng độ thẩm thấu của máu. Các ion K+, Na+ cần cho sự hưng phấn của hệ thần kinh, co bóp cơ đặc biệt là cơ tim.
Ca2+ cần cho việc tạo xương cũng như quá trình đông máu. Số lượng các muối vô cơ tổng cộng thay đổi từ 1,3 - 1,8%. Hàm lượng và tỉ lệ muối trong máu của các loài cá khác nhau thì khác nhau, giữa cá đực và cá cái của cùng một loài cũng không giống nhau và thay đổi theo chu kì đời sống và trạng thái sinh lý cơ thể.
Bên cạnh thành phần hóa học của máu cá thì thành phần hữu hình cũng khá quan trọng gồm các yếu tố sau đây:
1.5.3. Thành phần hữu hình của máu cá [2]
Gồm có các phần như sau: Hồng cầu (eurythrocyte), Bạch cầu (leucocyte), Tiểu cầu (thrombocyte).
1.5.3.1 Hồng cầu
Hồng cầu là loại huyết cầu có số luợng nhiều nhất trong các tế bào máu. Hồng cầu ở cá trưởng thành phần lớn là hình bầu dục, hồng cầu ở cá có nhân có 2 mặt lồi ra (tương tự hồng cầu của chim, bò sát và lưỡng cư nhưng khác hồng cầu của động vật có vú hình tròn dẹt, không nhân và có 2 mặt lõm vào). Do có nhân nên hồng cầu của cá có mức độ Trao đổi chất cao, tiêu hao luợng oxygen lớn.
+ Tùy từng giống loài khác nhau mà kích thước hồng cầu khác nhau. + Kích thước hồng cầu cũng thay đổi tùy theo tuổi cá.
+ Động vật tiến hóa càng cao thì kích thước hồng cầu càng nhỏ.
1.5.3.2 Bạch cầu
Các loại bạch cầu:
Bạch cầu đựợc phân biệt bằng các tiêu chuẩn về kích thước, hình dáng, cấu trúc của nhân và các hạt bắt màu thuốc nhuộm trong tế bào chất.
- Bạch cầu không hạt: Tế bào chất không hạt, gồm BC(bạch cầu) đơn nhân (monocyte) và lâm ba cầu (lymphocyte). BC không hạt thường là lympho bào kích thước nhỏ, có nhân tròn to, tế bào chất ít. Nhân không chia thành nhiều thùy, kích thước nhỏ hơn rất nhiế so với tế bào có hạt.
- Bạch cầu có hạt: Đặc trưng của tế bào này là nguyên sinh chất có nhiều hạt bắt màu, nhân chia thành nhiều thùy. Có thể chia thành các nhóm như sau :
+ Bạch cầu có hạt ưa Acid (Acidophyle, Eosinophyle). + Bạch cầu trung tính (Netrophyle).
+ Bạch cầu có hạt ưa Base (Basophyle).
Ở cá cũng gặp 2 loại bạch cầu trên, nhưng Bạch cầu có hạt thường rất hiếm trong đó Bạch cầu ưa Acid thường gặp nhiều nhất, còn Bạch cầu ưa Base và trung tính thường rất ít.
Số lượng bạch cầu: Bạch cầu trong máu cá có số lượng ít hơn hồng cầu khoảng từ 10 - 100 lần. Nếu so sánh về thể tích thì Hồng cầu chiếm 4%, Bạch cầu chiếm 2 - 5%, số lượng Bạch cầu thay đổi từ loài này sang loài khác.
Ví dụ: ở Thỏ số lựợng Bạch cầu là 800 TB/ml, ở Gà là 30.000 TB/ml, ở cá mè trắng 51.000 TB/ml, ở người 6000 – 8000 TB/ml.
Chức năng của Bạch cầu
+ Chức năng bảo vệ cơ thể
Nhiệm vụ chính của BC là chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn vào cơ thể. Bạch cầu trung tính có khă năng thực bào các vật có kích thước nhỏ như vi khuẩn và có khả năng xuyên qua các mao mạch có chuyển động định hướng đến những nơi bị viêm nhiễm.
Bạch cầu ưa Acid có khả năng làm mất độc tố của vi khuẩn và các Protein lạ, khả năng thực bào yếu. Bạch cầu ưa Base hiện diện với một tỉ lệ thấp trong máu, không có khả năng vận động và thực bào. Bạch cầu không hạt monocyte có khả năng thực bào. Các lymphocyte là những tế bào có khả năng miễn dịch, các bạch cầu không hạt sản xuất ra các kháng thể globulin đây là một kháng thể chống vi trùng rất mạnh.
+ Chức năng miễn dịch
Nhóm cá Hồi Salmonid có Interferon đây là tác nhân kháng virus chung trong máu của chúng.
1.5.3.3. Tiểu cầu (thrombocyte)
Là những tế bào nhỏ, nhân chiếm chủ yếu thể tích tế bào, đến nay người ta chỉ có thể phân biệt được tiểu cầu thrombocyte và bạch cầu lympho (lymphocyte) dưới kính hiển vi điện tử hoặc thông qua các phản ứng miễn dịch.
Chức năng chính của tiểu cầu là giải phóng chất Thromboplastin (Thrombokinase) để gây đông máu. Tiểu cầu còn có đặc tính kết dính nhờ vậy mà góp phần đóng miệng các vết thương lại.
- Đối với máu cá
+ Tỷ lệ albumin (Protein tan trong nước) và Globulin (Proteintan trong dung dịch muối) trong máu cá (A/G) nhỏ hơn so với động vật trên cạn.
+ A/G của cá chép là 0,16 – 0,3. + A/G của cá Chình là 0,3. + A/G của cá hồi 0,6 – 0,9.
Qua đây ta có thể thấy rằng giá trị dinh dưỡng của máu động vật nói chung và máu nói cá nói riêng là khá cao không kém gì so với các loại cá tuơi. Đây là một trong những hướng nghiên cứu còn khá mới nhưng rất thiết thực với các nhà máy chế biến thủy sản đem lại giá trị kinh tế khá cao.
Vì thế cần có những phương pháp để thu hồi lượng Protein trong máu cá để tránh lãng phí nguồn phế liệu đem lại giá trị kinh tế cao.
1.6. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THU HỒI PROTEIN TỪ DỊCH THẢI MÁU CÁ 1.6.1. Giới thiệu chung về Protein [2, 13] 1.6.1. Giới thiệu chung về Protein [2, 13]
Protein là chất có phân tử khối cao, cấu tạo bởi các nguyên tố chính là C, H, O, N. Ngoài ra, còn có S, P, Fe… Thành phần cấu tạo gồm có (%):
Carbon: 51 – 55% Nitrogen: 15 – 18% Sulphur: 0,5 – 2% Hydrogen: 6,5 – 7,3% Oxygen: 21 –24%
Do Protein được cấu tạo từ các Acid amin nên các tính chất của Acid amin sẽ quyết định tính chất của Protein.
Acid amin là cấu tử cơ bản của Protein, các Acid amin thường gặp trong tự nhiên là những L-α-Acid amin đính vào nguyên tử cacbon α đứng cạnh nhóm cacboxyl. Công thức cấu tạo tổng quát của Acid amin :
R-CH-COOH Hoặc R-CH-COO- NH2 NH2
(Dạng không ion hóa) (Dạng ion lưỡng cực) Trong đó:
R: gọi là mạch bên hay nhóm bên, các Acid amin chỉ khác nhau ở mạch R.
1.6.2. Vai trò của Protein
Protein là hợp chất cao phân tử do các đơn phân Acid amin kết hợp với nhau tạo nên. Protein là hợp chất có phổ biến trong các nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm. Protein là thành phần không thể thiếu đựợc của tất cả cơ thể sống. Protein là vật chất xây dựng nên các tổ chức cơ thể sống, hormon, enzyme, là các chất dinh dưỡng cần thiết để duy trì sự sống của sinh vật. Đại bộ phận các tế bào, chất đạm chiếm khoảng 90% vật chất khô, đồng thời nó còn có tác dụng rất lớn đối với việc
tạo thành men. Protein cùng với mỡ và carbohydrat tạo ra năng lượng cho cơ thể. Ngoài ra trong cơ thể Protein còn là nguồn năng lượng dự trữ, Protein có thể chuyển hóa thành Lipid, đường…(Võ Thị Cúc Hoa, 1996).
Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất và được xem là tiêu chuẩn đánh giá chất lựợng thức ăn. Protein là thành phần chiếm chi phí lớn nhất trong bất kỳ tổ hợp thức ăn nào (Trần Minh Anh, 1989). Vì thế nó được tập trung nghiên cứu nhiều hơn so với các thành phần dinh dưỡng khác.
Nói tóm lại Protein đóng vai trò rất cần thiết cho sự sống từ đó đã có rất nhiều phương pháp để thu hồi lại lượng Protein sẵn có trong máu cá cũng như trong