BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã ngành: 954.01.01

TRƯƠNG THỊ MỘNG THU

NGHIÊN CỨU THU NHẬN PROTEIN TỪ PHỤ
PHẨM CÁ LÓC (Channa striata) VÀ ĐÁNH GIÁ
KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM

Cần Thơ, 2023


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Người hướng dẫn chính: PGS. TS. Trần Thanh Trúc
Người hướng dẫn phụ: PGS. TS. Lê Thị Minh Thủy

Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ
cấp trường
Họp tại: Phòng Bảo vệ Luận án Tiến sĩ, Tầng 2, Nhà Điều
hành, Trường Đại học Cần Thơ.
Vào lúc ….. giờ ….. ngày ….. tháng ….. năm …..

Phản biện 1:
Phản biện 2:

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ.
Thư viện Quốc gia Việt Nam.


DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ
1. Truong Thi Mong Thu, Nguyen Van Muoi, Tran Thanh Truc,
and Le Thi Minh Thuy. 2021. Characterization of acid-soluble
collagen from food processing by-products of snakehead fish
(Channa
striata).
Processes,
9,
1188.
WoS/SCEI, Q2
2. Trương Thị Mộng Thu, Nguyễn Văn Mười, Lê Thị Minh Thủy.
2021. Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu cá lóc (Channa striata)
thu hồi dịch đạm bằng enzyme flavourzyme. Tạp chí Khoa học
Trường Đại học Cần Thơ, 57, 93-100.
3. Trương Thị Mộng Thu, Lê Thị Minh Thủy, Nguyễn Văn Mười,
Trần Thanh Trúc. 2022. Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian
thủy phân protein từ đầu cá lóc (Channa striata) sử dụng các
protease khác nhau. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần
Thơ, 58, 78-86.
4. Trương Thị Mộng Thu, Lê Thị Minh Thủy, Trần Thanh Trúc.
2022. Nghiên cứu điều kiện tiền xử lý và chiết tách collagen từ
da vảy cá lóc (Channa striata) bằng pepsin. Tạp chí Nông
nghiệp và Phát triển Nông thôn, 17, 77-85.
5. Trương Thị Mộng Thu, Lê Thị Minh Thủy, Nguyễn Văn Mười,
Trần Thanh Trúc. 2022. Tối ưu hóa nồng độ enzyme và thời

điểm bổ sung flavourzyme trong sản xuất dịch đạm từ đầu cá
lóc (Channa striata) bằng enzyme alcalase và flavourzyme.
Tạp chí Nơng nghiệp và Phát triển Nông thôn, 19, 86-94.
6. Trương Thị Mộng Thu, Trần Thanh Trúc, Lê Thị Minh Thủy.
2022. Nghiên cứu điều kiện tiền xử lý và chiết tách collagen từ
da và vảy cá lóc (Channa striata) bằng acetic acid. Tạp chí
Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn, 23, 76-84.
7. Trương Thị Mộng Thu, Nguyễn Văn Mười, Lê Thị Minh Thủy,
Trần Thanh Trúc. 2023. Ứng dụng collagen thủy phân từ hỗn
hợp da và vảy cá lóc (Channa striata) trong sản xuất nước ép
giàu collagen. Tạp chí Nơng nghiệp và Phát triển Nông thôn,
6, 216-244.
8. Truong Thi Mong Thu, Le Thi Minh Thuy, Tran Thanh Truc.
2023. Effects of material types and enzymatic hydrolysis
treatments on the production of fish protein hydrolysate
powder from snakehead fish (Channa striata) head by using
endoproteases and exoproteases. AACL Bioflux 16(5), 24952505. Scopus/Q3



Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của luận án
Cá lóc được ni phổ biến ở Đồng bằng sơng Cửu Long bởi chất lượng thịt thơm
ngon và giá thành hợp lý nên sản lượng cá lóc ni ngày càng gia tăng. Việc phát
triển mạnh mẽ nghề ni cá lóc thúc đẩy việc phát triển hơn nữa các sản phẩm chế
biến như mắm, khơ, chà bơng và chả cá lóc. Tuy nhiên, trong q trình chế biến khơ
cá lóc, hiệu suất thu hồi thịt cá chỉ xấp xỉ 60, dẫn đến thải ra một lượng lớn phụ
phẩm gồm đầu, xương, da, vây, vảy, nội tạng...chứa hàm lượng protein tương đối
cao 13,58%.
Ứng dụng enzyme protease để thủy phân thu hồi protein từ phụ phẩm cá là cách

tiếp cận hiệu quả và được ứng dụng rộng rãi. Quá trình thủy phân protein bằng
protease có thể được thực hiện bởi enzyme riêng lẻ, kết hợp hoặc thủy phân 2 giai
đoạn. Trong nhóm protease thì alcalase có hoạt tính endopeptidase có nguồn gốc từ
vi khuẩn Bacillus licheniformis, cho hiệu quả thủy phân và hiệu suất thu hồi protein
cao. Bên cạnh đó, flavourzyme có cả hoạt tính endopeptidase và exopeptidase, giúp
giảm vị đắng của sản phẩm thủy phân nhờ vào hoạt tính exopeptidase của
flavourzyme. Do đó, một số nghiên cứu đã sử dụng kết hợp đồng thời endopeptidase
và exopeptidase hoặc bổ sung theo trình tự endopeptidase trước và exopeptidase sau
nhằm tăng hiệu suất thủy phân và giảm vị đắng của sản phẩm thủy phân.
Nghiên cứu thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme
riêng lẻ, kết hợp hoặc thủy phân 2 giai đoạn, chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy
cá lóc bằng acetic acid và pepsin chưa được nghiên cứu. Từ nhu cầu cấp thiết trên,
vấn đề đẩy mạnh nghiên cứu thu hồi protein từ đầu, da và vảy cá lóc để sản xuất chế
phẩm bột đạm thủy phân và collagen, đồng thời ứng dụng các chế phẩm protein
trong sản xuất thực phẩm là hướng đi phù hợp.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Xác định các thơng số kỹ thuật và tối ưu hóa quá trình thu nhận protein từ đầu, da
và vảy cá lóc để chế biến các chế phẩm giàu protein theo định hướng xây dựng quy
trình sản xuất bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme; collagen
từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và pepsin. Đồng thời ứng dụng các chế
phẩm giàu protein trong sản xuất sản phẩm bột súp rau củ và nước ép giàu collagen.
1.3 Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát điều kiện tiền xử lý và trữ đơng phụ phẩm cá lóc.
- Xác định các điều kiện thủy phân thích hợp để thu hồi protein từ đầu cá lóc
bằng alcalase và flavourzyme.
- Nghiên cứu điều kiện chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic
acid và pepsin.
- Dự đốn thời hạn sử dụng bột đạm thủy phân và xác định tỷ lệ phối trộn bột
đạm thủy phân trong sản xuất bột súp rau củ.
- Xác định tỷ lệ collagen thủy phân bổ sung trong sản xuất nước ép giàu collagen.


1


1.4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
Ý nghĩa khoa học: phát triển sản phẩm protein chất lượng cao như peptide, amino
acid, collagen dễ tiêu hóa dùng trong thực phẩm cho dinh dưỡng người bằng cơng
nghệ enzyme, kết hợp giữa enzyme và hóa học đem lại hiệu quả cao từ phụ phẩm
đầu, da, vảy cá lóc. Nghiên cứu đã xác định được giá trị gia tăng cao của ngành
nông nghiệp nuôi và thương mại cá lóc của Việt Nam.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Thiết lập được quy trình cơng nghệ có tính hiệu quả cao cho q trình thủy
phân đầu cá lóc bằng phương pháp kết hợp của flavourzyme và alcalase trong điều
kiện thích hợp nhất.
- Xây dựng được quy trình cơng nghệ đạt hiệu quả cao cho quá trình chiết tách
collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng phương pháp hóa sinh kết hợp.
1.5 Điểm mới của luận án
- Luận án cho thấy khả năng thực tế cao của giải pháp tạo ra sản phẩm giàu
protein từ phụ phẩm đầu, da và vảy cá lóc và đánh giá tính khả thi ứng dụng trong
thực phẩm.
- Nâng cao giá trị của phụ phẩm chế biến cá lóc thơng qua tạo ra sản phẩm có
giá trị cao.
- Giúp định hướng chế biến các sản phẩm thực phẩm từ cá lóc khơng phụ phẩm.
1.6 Kết cấu của luận án
Luận án bao gồm 5 chương với 134 trang: Chương 1- Giới thiệu (trang 1÷3);
Chương 2- Tổng quan tài liệu (trang 4÷26); Chương 3- Phương pháp nghiên cứu
(trang 27÷52 với 21 thí nghiệm); Chương 4- Kết quả và thảo luận (trang 53÷133);
Chương 5- Kết luận và đề xuất (trang 134÷135). Trong nội dung chính có 45 bảng
và 28 hình. Bài viết sử dụng 323 tài liệu tham khảo, bao gồm 271 tài liệu tiếng Anh
và 52 tài liệu tiếng Việt.


Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Phụ phẩm cá lóc và quá trình tiền xử lý phụ phẩm cá
Phụ phẩm cá lóc chứa hàm lượng protein tương đối cao dao động từ 5,60-21,60%
và độ ẩm khoảng 56,73-80,05%. Tuy nhiên, hàm lượng lipid và khống trong phụ
phẩm cá lóc dao động khá cao tương ứng từ 0,26-12,42% và 0,20-19,02%. Nguyên
liệu có hàm lượng protein cao và lipid thấp thường được sử dụng để thủy phân thu
hồi protein. Vì vậy, nếu nguyên liệu có hàm lượng lipid cao thì cần loại lipid trong
q trình thu hồi protein. Bên cạnh đó, để thu được collagen thành phẩm có độ tinh
khiết cao thì cần loại protein phi collagen từ da và loại khoáng từ vảy cá trong quá
trình chiết tách collagen.
2.2 Ứng dụng alcalase và flavourzyme trong thủy phân protein
Quá trình thủy phân thu hồi protein là quá trình phá vỡ các liên kết peptide khi có
mặt của nước. Phương pháp thủy phân protein bằng enzyme protease mang lại lợi
ích lớn hơn so với các phương pháp thủy phân khác do điều kiện thủy phân ôn hoà.

2


Trong đó, cả gốc độ kinh tế và kỹ thuật, alcalase từ vi sinh vật đã được nhiều nhà
nghiên cứu sử dụng để thủy phân protein từ phụ phẩm thủy sản vì cho hiệu quả cao.
Bên cạnh đó, flavourzyme được cho là có tác dụng cải thiện đặc tính cảm quan của
sản phẩm thủy phân protein nhờ vào hoạt tính exopeptidase, thủy phân đầu amin cuối
cùng của chuỗi polypeptide dẫn đến giảm các peptide có vị đắng.
2.3 Bột đạm thủy phân và ứng dụng trong sản xuất thực phẩm
Thành phần amino acid, dipeptide, tripeptide trong bột đạm thủy phân protein từ
phụ phẩm thủy sản giúp cơ thể hấp thu nhanh hơn protein không được thủy phân.
Bột đạm thủy phân protein từ cá có chứa đầy đủ các amino acid thiết yếu quan trọng
như lysine, isoluecine, leucine, methionine, phenylalanine, tryptophan, threonine,
valine, histidine, có giá trị dinh dưỡng cao, rất cần thiết cho cơ thể người và động

vật.
Bột đạm thủy phân protein có nguồn gốc tự nhiên, an tồn, hàm lượng protein và
amino acid thiết yếu cao, dễ dàng hấp thu nên có thể ứng dụng bổ sung sản xuất thực
phẩm cho người. Sản phẩm thủy phân protein đã được thử nghiệm thành công bổ
sung vào các loại thực phẩm khác nhau như sản phẩm ngũ cốc, cá và thịt, các món
trắng miệng và bánh quy giịn, sản phẩm sốt, xúc xích, bơ, phomat. Sản phẩm thủy
phân protein còn được sử dụng để sản xuất thức uống giàu dinh dưỡng và các sản
phẩm thay thế sữa, sản phẩm có hàm lượng protein thấp, thay thế protein ngũ cốc
trong sản phẩm bánh mì, súp.
2.4 Quá trình chiết tách collagen và thu nhận collagen thủy phân
Collagen là protein cấu trúc có nhiều trong gân, da, xương, hệ thống mạch máu
của động vật và các lớp màng liên kết bao quanh các cơ. Cơ chế chiết tách collagen
bằng acid chủ yếu dựa vào sự thay đổi độ tích điện của phân tử collagen. Nhiều nhà
nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiết tách collagen bằng acetic acid cho hiệu quả chiết tách
cao, ngoài ra acetic acid còn là acid hữu cơ phổ biến, giá thành phải chăng. Bên cạnh
đó, pepsin đã được chứng minh rằng có thể cải thiện hiệu suất chiết tách collagen khi
kết hợp với acetic acid.
Collagen được thủy phân bởi enzyme tạo thành các peptide có khối lượng phân
tử nhỏ hơn 20 kDa thì gọi là collagen thủy phân. Collagen thủy phân có khối lượng
phân tử nhỏ, có một số hoạt tính sinh học như khả năng chống oxy hóa, chống đơng,
khả năng kháng khuẩn, kích thích một số hormone làm lành các vết thương và viêm
khớp. Ngồi ra, collagen thủy phân có khả năng hòa tan tốt trong nước, kể cả nước
lạnh và khả năng tiêu hóa tốt hơn collagen. Collagen thủy phân có thể được bổ sung
vào thức ăn, đồ uống với vai trị là chất chống oxy hóa và đồng thời hỗ trợ cho sức
khỏe, đặc biệt là xương và da.
2.5 Nghiên cứu trong và ngoài nước
2.5.1 Nghiên cứu về thủy phân protein bằng protease
Xu hướng sử dụng protease thương mại để thủy phân phụ phẩm thủy sản thu hồi
protein, làm tăng giá trị của các thành phần trong phụ phẩm đã và đang được các
nhà khoa học trên thế giới quan tâm thực hiện. Do đó, Nam at el. (2020) đã nghiên

cứu thủy phân phụ phẩm cá tra (Pangasius hypophthalmus) bằng alcalase cho thấy

3


tỷ lệ thu hồi nitơ cao và dịch thủy phân protein chứa một lượng lớn các amino acid
thiết yếu. Cũng là thủy phân phụ phẩm cá, nhưng sử dụng protease chứa thành phần
chủ lực là exopeptidase thì Phuong & Huong (2015) đã nghiên cứu thủy phân
protein từ đầu cá hồng bạc (Lutjanus argentimaculatus) bằng flavourzyme cho thấy
dịch thủy phân protein chứa hàm lượng protein và amino acid tổng số cao và hàm
lượng lipid thấp. Bên cạnh đó, Nilsang at el. (2005) dùng 2 loại protease là
flavourzyme và kojizyme thủy phân phế phẩm từ quy trình sản xuất đồ hộp cá ngừ
để sản xuất dịch đạm, thì dịch đạm thủy phân khi sử dụng flavourzyme có vị đắng
ít hơn khi sử dụng kojizyme. Hơn nữa, nghiên cứu kết hợp endopeptidase và
exopeptidase cũng đã được thực hiện như Vy at el. (2018) đã nghiên cứu khả năng
thủy phân protein trong thịt đầu tôm thẻ chân trắng bằng cách kết hợp alcalase và
flavourzyme. Kết quả thu được dung dịch thủy phân với hiệu suất thủy phân cao và
hoạt tính chống oxy hóa tốt.
Thủy phân protein từ thủy sản đã và đang được nghiên cứu không chỉ ở các nước
trên thế giới mà ngay cả ở Việt Nam như Ung Minh Anh Thư (2018) đã nghiên cứu
thủy phân phụ phẩm cá lóc bằng enzyme alcalase cho thấy, dịch thủy phân từ phụ
phẩm cá lóc có hàm lượng đạm amin là 11,2 g/L. Nghiên cứu cho thấy tính khả thi
của việc sử dụng enzyme alcalase thương mại trong thủy phân protein từ phụ phẩm
cá lóc, giúp nâng cao giá trị nguồn nguyên liệu và giải quyết vấn đề môi trường, mở
ra triển vọng cho việc sản xuất dịch đạm giàu các amino acid và peptide mạch ngắn
có giá trị dinh dưỡng, có thể ứng dụng trong chế biến các sản phẩm giàu protein.
Cũng là thủy phân phụ phẩm cá, nhưng sử dụng protease chứa thành phần chủ lực
là exopeptidase thì Đỗ Trọng Sơn và ctv. (2013) đã nghiên cứu điều kiện thủy phân
protein từ đầu cá chẽm bằng enzyme flavourzyme cho thấy sản phẩm thủy phân
protein từ đầu cá chẽm có hàm lượng protein, amino acid và tỷ lệ amino acid không

thay thế cao và hàm lượng lipid thấp, nên sản phẩm thủy phân có tiềm năng ứng
dụng trong trong lĩnh vực thực phẩm. Bên cạnh đó, nghiên cứu kết hợp endopetidase
và exopeptidase như kết hợp alcalase và flavourzyme để sản xuất dịch đạm thủy
phân protein từ cá nục gai. Với điều kiện thủy phân thích hợp thì sản phẩm thu được
chứa hàm lượng nitơ amino acid cao, có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.
Hơn nửa, nghiên cứu đã bổ sung enzyme qua hai giai đoạn như Trần Kiều Anh và
ctv. (2017) đã nghiên cứu xác định điều kiện thủy phân phụ phẩm cá hồi (Salmo
salar) để thu nhận peptide mạch ngắn có hoạt tính chống oxy hóa với phương pháp
thủy phân bằng trypsin trước, tiếp theo được thủy phân bằng alcalase sau, sau đó
được lọc tiếp tuyến qua màng 30 kDa và 10 kDa. Dịch thủy phân thu được có hàm
lượng amino acid cao và có hoạt tính chống oxy hóa tốt.
Như vậy, đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng alcalase và flavourzyme
để thủy phân protein từ phụ phẩm thủy sản. Tuy nhiên, vẫn chưa có nhiều cơng bố
khoa học liên quan đến chế độ thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và
flavourzyme. Do đó, khảo sát điều kiện tiền xử lý và các thông số kỹ thuật trong
q trình thủy phân đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme riêng lẻ, kết hợp
alcalase và flavourzyme đồng thời hoặc bổ sung theo trình tự alcalase trước và

4


flavourzyme sau nhằm thu hồi dịch đạm thủy phân. Đồng thời, sản xuất chế phẩm
bột đạm và khảo sát khả năng ứng dụng chế phẩm bột đạm trong sản xuất sản phẩm
thực phẩm là hướng đi khả thi đã được thực hiện là cần thiết.
2.5.2 Nghiên cứu trong và ngoài nước về chiết tách collagen
Trên thế giới đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về chiết tách collagen từ
nhiều loại nguyên liệu bằng phương pháp hóa học, sinh học và hóa sinh. Đồng thời,
đặc tính của các loại collagen chiết tách cũng được xác định rất phong phú không
chỉ về cấu trúc, khối lượng phân tử, thành phần amino acid mà các tính chất hóa
sinh học của collagen cũng được nghiên cứu. Acetic acid là một loại dung môi thông

dụng thường được sử dụng để chiết tách collagen từ nhiều nguồn nguyên liệu khác
nhau. Do đó, Zaelani at el. (2019) nghiên cứu chiết tách collagen từ da cá hồng bằng
acetic acid. Bên cạnh đó, nhiệt độ biến tính của collagen từ da cá lóc (Channa
argus), cũng đã được Liu at el. (2014) tìm thấy bằng phương pháp đo nhiệt lượng
quét vi sai. Thêm vào đó, chiết tách và khảo sát hàm lượng collagen từ da và xương
cá lóc cũng được thực hiện bởi Rosmawati at el. (2018). Hơn nữa, Issains at el.
(2019) đã nghiên cứu chiết tách collagen loại I từ da cá lóc (Channa striata) và tổng
hợp polymer sinh học. Enzyme cũng được ứng dụng để chiết tách collagen, đặc biệt
là enzyme pepsin. Do đó, Liu at el. (2009) cũng đã chiết tách và xác định đặc tính
của collagen loại I từ vảy cá lóc bằng pepsin. Đặc tính của collagen được chiết tách
từ phụ phẩm của cá ngừ mắt to (Thunnus obesus) bằng acetic acid và pepsin cũng
được khảo sát bởi Ahmed at el. (2019).
Tại Việt Nam cũng có nhiều nghiên cứu về collagen từ da và vảy cá bằng acetic
acid như chiết tách collagen từ da cá tra (Pangasius hypophthalmus) (Trần Thị
Huyền và ctv., 2012), da cá thát lát còm (Chitala ornata) (Lê Thị Minh Thủy &
Trương Thị Mộng Thu, 2020), da cá bị gai móc (Monacanthus chinensis) (Đoàn
Thị Thiết và ctv., 2020), da cá hồi (Oncorhynchus mykiss) (Lê Phan Thùy Hạnh &
Trần Quyết Thắng, 2017). Cùng nguyên liệu là da cá tra thì Lê Thị Thu Hương và
ctv. (2017) đã nghiên cứu kết hợp pepsin và acetic acid để chiết tách collagen với
hiệu suất thu hồi collagen cao.
Từ các kết quả nghiên cứu có liên quan trong và ngoài nước cho thấy, nghiên
cứu điều kiện tiền xử lý cũng như chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng
phương pháp hóa học (acetic acid) và hóa sinh (pepsin trong đệm acetic acid). Đồng
thời, ứng dụng alcalase để thủy phân chế phẩm collagen sản xuất các peptide
collagen có hoạt tính sinh học là điều cần thiết thực hiện để có thể tăng cường khả
năng ứng dụng các sản phẩm collagen thủy phân, đặc biệt trong lĩnh vực thực phẩm.

Chương 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Phương tiện nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: từ 11/2020 đến 04/2023

- Nghiên cứu sử dụng các phương tiện, dụng cụ, trang thiết bị tại các phịng thí
nghiệm thuộc Trường Đại học Cần Thơ.
- Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu: Chế phẩm protease thương mại (Alcalase
825 U/mL, flavourzyme 2450 LAPU/g, Novozymes, Đan Mạch; pepsin 0,7 FIP-

5


U/mg, Merck, Đan Mạch) các hóa chất phân tích có độ tinh khiết phù hợp được nhập
khẩu và phân phối bởi Công ty TNHH TM & DV XNK Thành Mỹ (Thành phố Cần
Thơ) và Công Ty TNHH TM Nông Sản và Hóa Chất Phương Trâm (Thành phố Hồ
Chí Minh).
- Ngun liệu chính: Đầu, da và vảy cá lóc được mua tại Cơ sở khơ cá lóc 7 Chóp
(huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang). Nguyên liệu được thu gom trực tiếp tại cơ sở ngay
sau q trình xử lý, làm đơng ở nhiệt độ -20±2oC trong 24 giờ và đóng thùng chuyển
về phịng thí nghiệm Khoa Khoa học và Cơng nghệ Chế biến Thủy sản, Trường Thủy
sản, Đại học Cần Thơ không quá 4 giờ nhằm đảm bảo nguyên liệu vẫn cịn đơng. Đối
với thí nghiệm bảo quản lạnh đơng đầu cá lóc ở -20±2oC, thì đầu cá được thu gom tại
cơ sở và bảo quản lạnh bằng nước đá với tỷ lệ nguyên liệu: nước đá là 1:1, đảm bảo
nhiệt độ nguyên liệu từ 0÷4oC và vận chuyển về Cần Thơ không quá 4 giờ.
3.2 Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Phương pháp phân tích
Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích được thực hiện như ở Bảng 3.1
Bảng 3.1: Chỉ tiêu và các phương pháp phân tích
TT
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13
14

Chỉ tiêu
Màu sắc (L*, a*, b*)
Nhiệt độ biến tính của collagen
(DSC, oC)
pH
Độ nhớt (mPa.s)

Phương pháp
Đo bằng thiết bị Colorimeter PCE-CSM2
Theo phương pháp của Kimura at el. (1988)

Sử dụng pH kế theo ISO 2917:1999
Đo bằng máy đo độ nhớt Brookfield DV theo phương pháp
của Montero at el. (1991)
Hiệu suất tách lipid (%)
Hàm lượng lipid được tách khỏi nguyên liệu*100/ Hàm
lượng lipid trong nguyên liệu (Wenweo at el., 2018)
Hiệu suất thu hồi collagen (%) HSTH collagen = (Lượng collagen thành phẩm×100)/(Khối
lượng da-vảy đem chiết tách)
Độ ẩm (%); Protein (mẫu rắn, Phương pháp sấy theo TCVN 3700:1990; Kjeldahl theo

%) và (mẫu lỏng, g/L); Lipid
TCVN 3705:1990; Soxhlet theo TCVN 3703:2009; nung
(%); Khoáng (%)
theo TCVN 5105:2009
Carbohydrate (%)
% carbohydrate = 100 – % ẩm – % protein – % lipid – %
khoáng – % xơ (Ramdath at el., 2020)
Tổng năng lượng cung cấp
TNL = tổng hàm lượng béo*9 + tổng hàm lượng protein*4
(Kcal), TNL
+ tổng hàm lượng carbohydrate*4 (Nguyễn Minh Thủy,
2009)
Asen (mg/kg), cadimi (mg/kg), AOAC 2013.06
chì (mg/kg), đồng (mg/100g)
Chỉ số peroxide value (PV,
Phương pháp so màu quang phổ theo TCVN 6121:2018
meq/kg)
Khả năng khử gốc tự do
Theo phương pháp của Wu at el. (2003)
Tổng lượng nitơ bazơ bay hơi Phương pháp chưng cất với chất kiềm hóa là MgO theo
(TVB-N, mgN/100g)
TCVN 3706:1990
Hàm lượng đạm amin
Định lượng nitơ formol và hiệu chuẩn với nitơ ammoniac
(Naa, g/L)
theo TCVN 12620:2019

6



TT
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

Chỉ tiêu
Protein hòa tan
Thành phần amino acid
Hiệu suất thu hồi protein
(PR,%)

Phương pháp
Phương pháp Lowry (Lowry at el., 1951)
Theo phương pháp của Kimura at el. (1988)
PR = (Hàm lượng protein trong dịch đạm*khối lượng dịch
đạm*100)/(Hàm lượng protein trong nguyên liệu*khối
lượng đầu cá đem thủy phân)
Tỷ lệ thu hồi protein của từng
TLTH protein = (Hàm lượng protein của phân đoạn*thể tích
phân đoạn (TLTH protein, %) phân đoạn)/(hàm lượng protein dịch đạm gốc*thể tích dịch
đạm gốc lọc màng)

Sắc ký điện di protein
Theo phương pháp của Laemmli (1970)
Hiệu suất thủy phân (%)
Phương pháp OPA của Nielsen at el. (2001)
Độ hòa tan của collagen
Theo phương pháp của Montero at el. (1991)
Phổ FTIR
Theo phương pháp của Kong & Yu (2007)
Hoạt tính protease
Theo phương pháp của Cupp-enyard (2008)
Cảm quan
Phương pháp cho điểm theo TCVN 3215-79
Tổng vi khuẩn hiếu khí (cfu/g) Phương pháp đếm đĩa theo TCVN 5165:1990
Coliforms (cfu/g), Escherichia Theo tiêu chuẩn ISO 4832:2006; ISO 16649-2:2001; ISO
coli (cfu/g), Salmonella, (cfu/25 6579-1:2017; ISO 6888-1:1999/Amd 1:2003; ISO 21527g), Staphylococcus aureus
1:2008
(cfu/g), tổng số bào tử nấm
men- nấm mốc (cfu/g)

3.2.2 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả
Các thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại. Kết quả của các thí
nghiệm được tính trung bình và độ lệch chuẩn bằng phần mềm Microsoft Excel
2013. Thống kê số liệu sử dụng chương trình Statgraphics Centurion XV Version
15.1.02. Kết quả lựa chọn từ thí nghiệm trước được sử dụng làm nhân tố cố định
cho các thí nghiệm tiếp theo. Tối ưu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM)thiết kế Draper-Lin small composite design được dùng để phân tích ảnh hưởng
của đồng thời nhiều biến đến hàm mục tiêu.
3.3 Nội dung nghiên cứu và bố trí thí nghiệm cụ thể
Toàn bộ nghiên cứu được tiến hành theo các nội dung được thể hiện như sơ đồ
nghiên cứu tổng qt Hình 3.1.


3.3.1 Xác định thành phần hóa học của phụ phẩm cá lóc
Mục đích: Xác định thành phần hóa học của đầu, da, vảy cá lóc nhằm đánh giá
chất lượng của nguyên liệu làm cơ sở cho việc nghiên cứu tiếp theo.
Chỉ tiêu theo dõi: Độ ẩm (%), protein (%), lipid (%) và khoáng (%).
3.3.2 Xác định điều kiện tiền xử lý và trữ đơng phụ phẩm cá lóc
Mục đích: Tìm được thời gian trữ đơng đầu cá lóc ở nhiệt độ -20±2°C và
phương pháp tiền xử lý loại lipid thích hợp cho đầu cá lóc; nồng độ và thời gian
ngâm NaOH thích hợp nhằm đạt được hiệu quả khử protein phi collagen từ da cá
lóc tốt nhất; nồng độ và thời gian ngâm EDTA-2Na thích hợp nhằm đạt được hiệu
quả khử khống từ vảy cá lóc cao.
(1) Trữ đông và phương pháp tiền xử lý loại lipid từ đầu cá lóc
+ Thời gian trữ đơng đầu cá lóc ở nhiệt độ -20±2°C (tháng): 0, 1, 2, 3.

7


Chỉ tiêu theo dõi: Độ ẩm (%), PV (meq/kg), pH, TVB-N (mgN/100g), TVKHK
(cfu/g), DH (%), PR (%), NNH3 (g/L) và NNH3/NTS (%).
+ Phương pháp tiền xử lý loại lipid từ đầu cá lóc: Đối chứng (khơng xử lý loại
lipid trước khi thủy phân bằng alcalase); Gia nhiệt; n-hexane: Isopropanol;
Ethanol; Isopropanol/n-hexane; Ethanol/n-hexane
Chỉ tiêu theo dõi:Hiệu suất tách lipid (%),DH (%),PR (%),Naa (g/L),NNH3 (g/L).
(2) Tiền xử lý loại protein phi collagen từ da cá lóc
+ Nồng độ NaOH (M): 0,06; 0,10; 0,14 và thời gian ngâm (giờ): 4, 6, 8
Chỉ tiêu theo dõi: Protein (%) và hiệu quả khử protein phi collagen (%).
(3) Tiền xử lý khử khống từ vảy cá lóc
+ Nồng độ EDTA-2Na (M): 0,6; 0,8; 1,0 và thời gian (giờ): 20, 24, 28.
Chỉ tiêu theo dõi: Hàm lượng khoáng (%) và hiệu quả khử khoáng (%).
3.2.3 Xác định điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và
flavourzyme

Mục đích: Tối ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc khi kết
hợp đồng thời alcalase và flavourzyme hoặc tối ưu hóa theo trình tự bổ sung
alcalase trước và flavourzyme sau nhằm đạt được hiệu suất thủy phân (DH), hiệu
suất thu hồi protein (PR) và hàm lượng đạm amin (Naa) cao.
Nội dung khảo sát: Bao gồm 3 nội dung:
(1) Tối ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc khi kết hợp đồng
thời alcalase và flavourzyme
+ Khảo sát ảnh hưởng của từng yếu tố riêng lẻ cho enzyme flavourzyme: Nồng độ
enzyme (U/g protein): 30, 60, 90, 120, 150, 180; thời gian thủy phân (giờ): 12, 18, 24,
30, 36 và nhiệt độ thủy phân (oC): 30, 40, 50, 60, 70. Khảo sát ảnh hưởng của từng
yếu tố riêng lẻ cho enzyme alcalase: Nồng độ enzyme (U/g protein): 30, 40, 50, 60 và
thời gian thủy phân (giờ): 18, 24, 30, 36; nhiệt độ thủy phân (oC): 30, 40, 50, 60, 70.
+ Tối ưu hóa điều kiện thủy phân (pH, nhiệt độ thủy phân, nồng độ enzyme
(alcalase và flavourzyme kết hợp đồng thời) và thời gian thủy phân). Thiết kế thí
nghiệm bằng phương pháp bề mặt đáp ứng sử dụng thiết kế Draper-Lin small
composite design với số nghiệm thức là 19.
Chỉ tiêu theo dõi: DH (%), PR (%) và Naa (g/L).
(2) Tối ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ
sung alcalase trước và flavourzyme sau
+ Ảnh hưởng của thời điểm bổ sung flavourzyme (giờ): 3, 6, 9, 12, 15, 18 trong
quá trình thủy phân protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase trước và
flavourzyme sau.
+ Tối ưu hóa điều kiện thủy phân (nồng độ alcalase, nồng độ flavourzyme, thời
điểm bổ sung flavourzyme và thời gian thủy phân). Thiết kế thí nghiệm bằng phương
pháp bề mặt đáp ứng sử dụng thiết kế Draper-Lin small composite design với số
nghiệm thức là 19.
Chỉ tiêu theo dõi: DH (%), PR (%) và Naa (g/L).

8



Đầu, da và vảy cá lóc

Xác định thành phần
hóa học
Nội dung 1 (ND1): Nghiên cứu điều kiện tiền xử lý và trữ đơng phụ
phẩm cá lóc
• Thí nghiệm 1 (TN1): Ảnh hưởng của thời gian trữ đông đến chất lượng nguyên
liệu và hiệu quả thủy phân protein từ đầu cá lóc
• TN2: Khảo sát phương pháp loại lipid từ đầu cá lóc
• TN3: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian ngâm NaOH đến khả năng khử protein
phi collagen từ da cá lóc
• TN4: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian ngâm EDTA-2Na đến khả năng khử
khoáng từ vảy cá lóc

ND2: Xác định điều kiện thủy phân thu
hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và
flavourzyme

ND3: Nghiên cứu chiết
tách collagen hỗn hợp
từ da-vảy cá lóc bằng
acetic acid và pepsin

• TN5,6,&7: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme,
thời gian và nhiệt độ thủy phân bằng
flavourzyme
• TN8&9: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme và
thời gian, nhiệt độ thủy phân bằng alcalase
• TN10: Tối ưu hóa điều kiện thủy phân khi kết

hợp đồng thời alcalase và flavourzyme
• TN11: Ảnh hưởng thời điểm bổ sung
flavourzyme
• TN12: Tối ưu hóa điều kiện thủy phân theo trình
tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau
• TN13: Ảnh hưởng của kích thước màng lọc
đến tính chất dịch đạm thủy phân

• TN14&15: Khảo sát ảnh
hưởng nồng độ và thời
gian chiết tách collagen
bằng acetic acid
• TN16&17: Khảo sát ảnh
hưởng của nồng độ và
thời gian chiết tách
collagen bằng pepsin
• TN18: Ảnh hưởng của
nồng độ và thời gian thủy
phân
collagen
bằng
alcalase đến chất lượng
collagen thủy phân

ND4: Khảo sát khả năng ứng dụng các chế phẩm protein từ phụ phẩm
cá lóc trong sản xuất sản phẩm thực phẩm
• TN19: Dự đốn thời hạn sử dụng chế phẩm bột đạm bằng phương pháp gia tốc
• TN20: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ bột đạm: bột kem béo thực vật đến chất lượng
sản phẩm bột súp rau củ
• TN21: Khảo sát ảnh hưởng của loại nước ép và tỷ lệ collagen thủy phân đến chất

lượng nước ép giàu collagen

9 cứu tổng quát
Hình 3.1: Sơ đồ nghiên


(3) Thu nhận và đánh giá chất lượng bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc
+ So sánh giá trị DH (%), PR (%), Naa (g/L), sắc ký điện di SDS-PAGE, vị của
dịch đạm thủy phân và thành phần amino acid của bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc
được thủy phân bằng flavourzyme, alcalase, tối ưu hóa điều kiện thủy phân khi kết
hợp đồng thời alcalase và flavourzyme, thời điểm bổ sung flavourzyme và tối ưu hóa
điều kiện thủy phân theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau. Từ đó,
chọn được loại enzyme và điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc.
+ Khảo sát ảnh hưởng của kích thước màng lọc Amicon-Millipore đến chất lượng
dịch đạm: Mẫu đối chứng (không lọc màng), 3, 10 va 30 kDa.
Chỉ tiêu theo dõi: Vị và tỷ lệ thu hồi protein từng phân đoạn (%).
+ Thu nhận bột đạm thủy phân và đánh giá chất lượng chế phẩm bột đạm thủy
phân từ đầu cá lóc
3.3.3 Nghiên cứu chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid
và pepsin
Mục đích: Tìm được nồng độ và thời ngâm acetic acid; nồng độ và thời gian ngâm
pepsin thích hợp nhất để chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc đạt hiệu suất
thu hồi (HSTH) collagen cao, màu sắc của collagen và phổ FTIR đẹp.
Nội dung nghiên cứu: gồm 3 nội dung
(1) Chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ acetic acid (M): 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 và thời
gian ngâm acetic acid (ngày): 1, 2, 3, 4, 5.
Chỉ tiêu theo dõi: HSTH collagen (%), màu sắc (L*, a*, b*) và phổ FTIR.
(2) Chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng pepsin
Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ pepsin kết hợp với acetic acid (%): 0,05; 0,10;

0,15; 0,20; 0,25 và thời gian chiết tách (ngày): 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5
Chỉ tiêu theo dõi: HSTH collagen (%), màu sắc (L*, a*, b*) và phổ FTIR.
(3) Chiết tách collagen và thu nhận collagen thủy phân
+ So sánh giá trị HSTH collagen, màu sắc (L*, a*, b*), phổ FTIR, thành phần
amino acid, nhiệt độ biến tính, sắc ký điện di SDS-PAGE, độ nhớt và độ hòa tan của
collagen ở pH 1-10 và nồng độ NaCl từ 0,2 – 1,2 M của hai mẫu collagen thành phẩm
tốt nhất được chiết tách bằng acetic acid và pepsin. Từ đó, chọn được phương pháp
chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc và đánh giá chất lượng collagen thành
phẩm.
+ Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme alcalase và thời gian thủy phân
collagen bằng alcalase với nồng độ enzyme (2 và 3%) và thời gian thủy phân (2, 3, 4
giờ).
Chỉ tiêu theo dõi: Màu sắc (L*, a*, b*), độ nhớt (mPa.s), HSTH collagen thủy
phân (%).
3.3.4 Khảo sát khả năng ứng dụng các chế phẩm protein từ phụ phẩm cá lóc
trong sản xuất sản phẩm thực phẩm

10


Mục đích: Dự đốn được thời gian bảo quản cho phép đối với chế phẩm giàu
protein thu nhận từ phụ phẩm cá lóc và bước đầu ứng dụng để chế biến một số sản
phẩm thực phẩm.
Nội dung nghiên cứu: gồm 2 nội dung
(1) Dự đoán thời hạn bảo quản chế phẩm bột đạm và ứng dụng chế phẩm bột
đạm trong sản xuất bột súp rau củ
+ Dự đoán thời hạn bảo quản chế phẩm bột đạm bằng phương pháp gia tốc với độ
ẩm khơng khí (%): 70, 90 và nhiệt độ khơng khí (oC): 30, 50, 70
Chỉ tiêu theo dõi: Độ ẩm (%), aw và màu sắc (L*, a*, b*).
+ Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm bột đạm thủy phân: bột kem béo thực

vật đến chất lượng bột súp rau củ với tỷ lệ chế phẩm bột đạm thủy phân (%): bột kem
béo thực vật (%) là 7,0 : 25,9; 7,5 : 25,4; 8,0 : 24,9; 8,5 : 24,4; 9,0 : 23,9; 9,5 : 23,4.
Chỉ tiêu theo dõi: Cảm quan, độ nhớt (mPa.s), hàm lượng protein hòa tan (mg/mL),
độ ẩm (%), protein (%), lipid (%) và khoáng (%) bột súp rau củ.
(2) Sản xuất nước ép giàu collagen thủy phân
+ Khảo sát ảnh hưởng của loại nước ép và tỷ lệ collagen thủy phân đến chất lượng
sản phẩm nước ép với loại nước ép (Loại): Nước ép lựu, nước ép dâu tằm và tỷ lệ
collagen thủy phân (%): 1, 2, 3
Chỉ tiêu theo dõi: Hàm lượng protein hòa tan (mg/mL), khả năng khử gốc tự do
DPPH (%), cảm quan.

Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Thành phần khối lượng và hóa học của phụ phẩm cá lóc
Kết quả xác định tỷ lệ phân bố của các bộ phận phụ phẩm cá lóc cho thấy, đầu cá
lóc chiếm tỷ lệ cao nhất là 44,83,77%, kế tiếp là xương cá với tỷ lệ 18,21,03%. Các
thành phần khác như vảy, da, nội tạng và vây cá chiếm tỷ lệ thấp hơn tương ứng lần
lượt là 10,10,82%; 8,530,60%; 11,02,22% và 7,302,69%.
Từ kết quả cho thấy, thành phần hóa học của đầu cá lóc gồm độ ẩm, protein,
khống và lipid lần lượt là 57,1±0,49%; 16,4±0,31%; 15,8±0,05% và 6,50±0,83%.
Bên cạnh đó, độ ẩm là thành phần hóa học chủ yếu của da cá lóc chiếm 61,7±1,549%
kế tiếp là protein 33,0±0,008%, lipid chiếm 3,02±0,044% và khống là 0,17±0,028%.
Hàm lượng protein của vảy cá lóc khá cao chiếm 19,7±0,491%, hàm lượng lipid thấp
0,12±0,027%. Tuy nhiên, hàm lượng khoáng khá cao chiếm tỷ lệ 27,6±0,539% và độ
ẩm 50,7±0,348%.
4.2 Nghiên cứu điều kiện tiền xử lý và trữ đơng phụ phẩm cá lóc
4.2.1 Ảnh hưởng của thời gian trữ đông đến chất lượng nguyên liệu và hiệu suất
thu hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase
a. Ảnh hưởng của thời gian trữ đông đến chất lượng đầu cá lóc
Kết quả nghiên cứu cho thấy, độ ẩm, PV, pH, TVB-N và TVKHK có xu hướng
tăng nhẹ từ tháng 0 đến tháng thứ 3 của quá trình bảo quản lạnh đông và dao động

trong khoảng tương ứng lần lượt là 57,1±0,21 - 58,5±0,64%; 0,511±0,029 1,378±0,184 meq/kg; 6,71±0,065 - 7,21±0,070; 9,12±0,38 - 15,8±0,58 mgN/100g và
1,6 x 103 - 1,4 x 104 cfu/g.

11


b. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản lạnh đông đến hiệu quả thủy phân protein
từ đầu cá lóc bằng alcalase
Ở thời điểm ban đầu trước khi bảo quản (tháng 0) hiệu suất thủy phân (DH) và
hiệu suất thu hồi protein (PR) đều cao tương ứng lần lượt là 36,9±1,64% và
42,2±0,64%. DH và PR ổn định trong 2 tháng đầu bảo quản ở -20±2oC. Tuy nhiên,
DH và PR ở tháng thứ 3 giảm tương ứng cịn 29,0±0,61% và 36,8±0,61%.
Tóm lại, chất lượng nguyên liệu đầu cá lóc vẫn đảm bảo trong 3 tháng bảo quản
lạnh đông thông qua giá trị PV, TVKHK và TVB-N đều thấp hơn giới hạn cho phép.
Tuy nhiên DH, PR cao và ổn định trong 2 tháng đầu, sau đó giảm ở tháng thứ 3. Vì
vậy, để đạt được DH và PR cao thì đầu cá lóc nên bảo quản lạnh đơng ở -20±2°C tối
đa 2 tháng.
4.2.2 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý đến khả năng loại lipid từ đầu cá lóc
Kết quả nghiên cứu cho thấy đầu cá lóc được tiền xử lý loại lipid trước khi thủy
phân bằng hỗn hợp (ethanol/n-hexane) cho hiệu suất tách lipid cao nhất (79,1±0,87%)
và khác biệt không có ý nghĩa với mẫu đối chứng (khơng tiền xử lý loại lipid trước
khi thủy phân) với hiệu suất tách lipid là 78,4±0,97%, tiếp theo là xử lý bằng hỗn hợp
isopropanol/n-hexane và n-hexane; thấp nhất là xử lý bằng isopropanol và bằng
phương pháp gia nhiệt. Bên cạnh đó, mẫu đối chứng cho hiệu suất thủy phân (DH),
hiệu suất thu hồi protein cao (PR) và hàm lượng đạm amin (Naa) cao nhất lần lượt là
38,5±1,36%; 48,7±1,07% và 11,6±0,306 g/L, kế tiếp là xử lý bằng hỗn hợp ethanol/nhexane và thấp nhất là xử lý bằng phương pháp gia nhiệt.
Như vậy, có thể khẳng định rằng, việc sử dụng dung môi hay gia nhiệt để tách loại
lipid theo các khuyến nghị trên các nguyên liệu khác là không thực sự cần thiết trong
trường hợp nghiên cứu trên đầu cá lóc. Kết quả nghiên cứu đã cho phép chọn lựa giải
pháp không tách loại lipid trước khi thủy phân (không tiền xử lý), hàm lượng lipid

trong nguyên liệu có thể được tách ra sau q trình thủy phân nhờ cơng đoạn ly tâm
để đạt được hiệu suất tách lipid và hiệu quả thủy phân bằng enzyme cao.
4.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian ngâm đến khả năng khử
protein phi collagen từ da cá lóc
Nồng độ NaOH và thời gian ngâm có ảnh hưởng rất lớn đến việc loại thành phần
phi collagen. Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở nồng độ NaOH là 0,10 M và thời gian
ngâm 6 giờ thì hàm lượng protein từ 33,0±0,410% giảm còn 24,5±0,937% với hiệu
quả loại protein phi collagen từ da cá lóc đạt 25,7±2,84%.
4.2.4 Ảnh hưởng của thời gian ngâm và nồng độ dung dịch EDTA-2Na đến khả
năng khử khống trên vảy cá lóc
EDTA-2Na cho kết quả khử khống tốt là do EDTA-2Na có khả năng tạo phức
mạnh với hầu hết các ion kim loại, nên có thể loại bỏ Ca, Zn và các ion kim loại khác.
Trong nghiên cứu này, nồng độ EDTA-2Na và thời gian ngâm thích hợp được chọn
là 0,8 M trong 24 giờ với hàm lượng khống cịn lại 1,99±0,136% khử được
92,8±0,49% khống từ vảy cá lóc.
4.3 Xác định điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc thích hợp bằng alcalase

12


và flavourzyme
4.3.1 Ảnh hưởng của điều kiện thủy phân đầu cá lóc bằng flavourzyme
a. Ảnh hưởng của nồng độ flavourzyme
Vận tốc phản ứng của enzyme liên quan mật thiết với nồng độ enzyme và cơ chất.
Tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ cơ chất khi nồng độ cơ chất thấp, không phụ
thuộc vào nồng độ cơ chất cao và vận tốc phản ứng cực đại Vmax tỷ lệ thuận với nồng
độ enzyme trong khoảng nồng độ enzyme thích hợp. Kết quả nghiên cứu giúp xác
định được nồng độ flavourzyme thích hợp nhất cho q trình thủy phân đầu cá lóc là
120 U/g protein cho hàm lượng đạm amin (Naa), hiệu suất thủy phân (DH) và hiệu
suất thu hồi protein (PR) trong dịch thủy phân cao tương ứng lần lượt là 6,25±0,079

g/L; 38,3±1,23% và 47,8±2,30%.
b. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân bằng flavourzyme
Thời gian thủy phân cần đủ dài để enzyme phân cắt các liên kết trong cơ chất
tạo thành các sản phẩm cần thiết. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc thực hiện quá
trình thủy phân bằng flavourzyme trong thời gian 30 giờ thì Naa, DH và PR cao
nhất tương ứng lần lượt là 6,44±0,142 g/L; 38,9±1,37%; 49,2±0,76%.
c. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân bằng flavourzyme
Nhiệt độ là một trong những yếu tố có ảnh hưởng lớn đến quá trình thủy phân,
nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều có tác động làm giảm hiệu quả thủy phân. Kết
quả nghiên cứu giúp xác định được thủy phân đầu cá lóc ở nhiệt độ 50C cho Naa,
DH và PR cao nhất tương ứng lần lượt là 6,49±0,081 g/L, 39,1±1,14%; 49,9±0,90%.
Tóm lại, điều kiện thủy phân đầu cá lóc tốt nhất bằng flavourzyme là nồng độ
enzyme 120 U/ g protein, thời gian thủy phân 30 giờ ở nhiệt độ 50oC với các thông
số cố định là tỷ lệ đầu cá xay: dung dịch ethanol 20o là 1: 1 (w/v) và pH tự nhiên
của nguyên liệu.
4.3.2 Ảnh hưởng của điều kiện thủy phân đầu cá lóc bằng alcalase
a. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian thủy phân protein từ đầu cá lóc
bằng alcalase đến chất lượng dịch đạm thủy phân
Từ kết quả nghiên cứu cho thấy, khi tăng nồng độ enzyme alcalase và thời gian
thủy phân thì các giá trị Naa, DH và PR có khuynh hướng tăng. Tuy nhiên, khi
nồng độ enzyme alcalase tăng quá cao và thời gian thủy phân quá dài thì giá trị
các chỉ tiêu có khuynh hướng giảm. Ở nồng độ alcalase 40 U/g protein và thời
gian thủy phân 30 giờ thì Naa, DH và PR đạt cực đại tương ứng là 12,70,19 g/L;
40,50,91% và 49,12,34%.
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng alcalase đến
chất lượng dịch đạm thủy phân
Kết quả cho thấy, khi đầu cá lóc được thủy phân bằng alcalase ở nhiệt độ 50ºC
cho Naa, DH và PR cao nhất lần lượt là 13,00,49 g/L; 40,8±0,35% và 50,2±1,09%.
4.3.3 Tối ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc khi kết
hợp đồng thời alcalase và flavourzyme

Từ kết quả thí nghiệm đơn yếu tố đã xác định được điều kiện biên của các yếu

13


tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc, việc tối ưu hóa
đa đáp ứng đã được tiến hành. Sử dụng thiết kế Draper-Lin small composite design
với 4 nhân tố gồm nhiệt độ thủy phân, thời gian thủy phân, pH; nồng độ enzyme
(alcalase và flavourzyme kết hợp đồng thời) với 5 mức độ (-1,68; -1; 0; 1; +1,68)
thay đổi của mỗi yếu tố và 3 hàm mục tiêu hiệu suất thủy phân (Y1), hiệu suất thu
hồi protein (Y2), hàm lượng đạm amin (Y3). Thí nghiệm được lặp lại 3 lần, tổng
nghiệm thức là 19 và 57 đơn vị thí nghiệm.
Các phương trình hồi quy biểu diễn mối tương quan của DH, PR và Naa với
các yếu tố thí nghiệm được mơ tả theo phương trình (1), (2), (3) sau đây:
Y1= -485,139 + 2,50256Nhietdo + 8,20975Thoigian + 73,7241pH
0,91623NongdoEnzyme - 0,0218352Nhietdo2 - 0,031972NhietdoThoigian
0,0870833NhietdopH + 0,00858478NhietdoNongdoEnzyme - 0,0852197Thoigian2
0,195139ThoigianpH + 0,00073377ThoigianNongdoEnzyme - 3,24568pH2
0,0971875pHNongdoEnzyme - 0,00206845NongdoEnzyme2
(1)

+
-

Rtương quan = 92,44% và R tương quan điều chỉnh = 89,93%
Y2=-298,98 + 4,49725Nhietdo + 6,46883Thoigian + 42,1813pH 0,219295NongdoEnzyme - 0,0352436Nhietdo2 - 0,0306407NhietdoThoigian 0,0650417NhietdopH + 0,0048208NhietdoNongdoEnzyme - 0,106631Thoigian2 +
0,0284028ThoigianpH + 0,00973571ThoigianNongdoEnzyme - 2,98915pH2 +
0,0245729pHNongdoEnzyme - 0,00140594NongdoEnzyme2
(2)


Rtương quan = 94,69% và R tương quan điều chỉnh = 92,93%
Y3 = -82,1782 + 1,65229Nhietdo - 1,41963Thoigian + 16,1048pH
0,160146NongdoEnzyme - 0,010424Nhietdo2 + 0,0101567NhietdoThoigian
0,0888333NhietdopH - 0,000976344NhietdoNongdoEnzyme - 0,0241501Thoigian2
0,183472ThoigianpH + 0,00701919ThoigianNongdoEnzyme - 1,07669pH2
0,0111667pHNongdoEnzyme - 0,000737834NongdoEnzyme2
(3)

+
+
-

Rtương quan = 97,10% và Rtương quan điều chỉnh = 96,14%
Các phương trình hồi quy được xây dựng với hệ số tương quan khá cao cho
thấy mối tương quan chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm. Điều này cho thấy
hơn 92% sự thay đổi cho DH, 94% cho PR và hơn 97% cho Naa là do các yếu tố
ảnh hưởng, chỉ có gần khoảng 3 - 8% khơng thể giải thích bởi mơ hình. Bên cạnh
đó, việc kiểm định sự thiếu phù hợp với giá trị "Lack of Fit" đều lớn hơn 0,05 cho
thấy mô hình lựa chọn là phù hợp với dữ liệu thực nghiệm với độ tin cậy 95%.
Kết quả phân tích ANOVA cho thấy kiểm định khối ở cả 3 phương trình đều có
giá trị p > 0,05 cho thấy sự khác biệt giữa các khối là khơng có ý nghĩa thống kê.
Mối quan hệ tác động giữa nhiệt độ thủy phân, thời gian thủy phân, pH; nồng
độ enzyme (alcalase và flavourzyme kết hợp đồng thời) đến hiệu quả thủy phân
được thể hiện bởi đồ thị bề mặt đáp ứng và đồ thị đường đồng điểm Hình 4.1 và
Hình 4.2.

14


Hình 4.1: Đồ thị bề mặt đáp ứng thể hiện tương tác của các yếu tố đến hiệu quả

quá trình thủy phân đầu cá lóc khi kết hợp đồng thời alcalase và flavourzyme

Hình 4.2: Đồ thị đường đồng điểm thể hiện tương tác của các yếu tố đến hiệu quả
của q trình thủy phân đầu cá lóc khi kết hợp đồng thời alcalase và flavourzyme

Kết quả tối ưu hóa nhiều đáp ứng đã giúp xác định được điều kiện thủy phân
đầu cá lóc là nhiệt độ 56°C, thời gian 30 giờ, pH 7 và nồng độ enzyme (alcalase
và flavourzyme kết hợp đồng thời) là 179 U/g protein. Giá trị tối ưu của từng hàm
mục tiêu được thể hiện ở Bảng 4.1. Giá trị mong muốn đạt được khi tối ưu hóa
nhiều đáp ứng là 99,05%.
Bảng 4.1: Giá trị tối ưu điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc
Nhân tố
Nhiệt độ (oC)
Thời gian (giờ)
pH
Nồng độ enzyme

Thấp
33
20
5,3
93

Chế độ
Cao
67
40
8,7
227


Chế độ
tối ưu
56
30
7
179

15

Y1max
(%)

Y2max
(%)

Y3max
(g/L)

50,29

65,43

13,09


Thí nghiệm kiểm chứng tại điều kiện tối ưu có điều chỉnh như nhiệt độ 56oC,
thời gian thủy phân là 30 giờ, pH 7 và nồng độ enzyme là 180 U/g protein (nồng độ
flavourzyme là 135 U/g protein và alcalase là 45 U/g protein). Sản phẩm dịch thủy
phân thu được có hiệu suất thủy phân, hiệu suất thu hồi protein, hàm lượng đạm
amin tương ứng đạt 49,83±0,98%, 64,01±1,08%, 13,25±0,140 g/L và khơng sai

khác nhiều so với giá trị dự đốn.
4.3.4 Tối ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình
tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau
a. Ảnh hưởng của thời điểm bổ sung flavourzyme trong q trình thủy phân

protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau

Đầu cá lóc xay được thủy phân bằng alcalase trước với nồng độ alcalase 40 U/g
protein, pH 8,0 và nhiệt độ 50o, tiếp tục thủy phân bằng flavourzyme với thời điểm bổ
sung flavourzyme là 12 giờ, nồng độ enzyme, thời gian và nhiệt độ thủy phân bằng
flavourzyme lần lượt là 120 U/g protein trong 30 giờ ở 50oC cho Naa, DH và PR cao
nhất lần lượt là 12,4±0,140 g/L; 46,5±1,71%; 55,1±0,90%.
b. Tối ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình

tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau
Trên cơ sở kết quả tác động riêng lẻ của từng yếu tố, tối ưu tương tác các yếu tố
giúp điều kiện thủy phân đạt mục tiêu về hiệu suất thủy phân (Y4), hiệu suất thu hồi
protein (Y5), hàm lượng đạm amin (Y6) cao. Sử dụng thiết kế Draper-Lin small
composite design với 4 nhân tố gồm nồng độ alcalase (A), nồng độ flavourzyme
(F), thời điểm bổ sung flavourzyme (Thoidiem) và thời gian thủy phân với 5 mức
độ thay đổi (-1,68; -1; 0; +1; +1,68) của mỗi yếu tố, lặp lại 3 lần ở tâm tối ưu với
tổng nghiệm thức là 19 và 57 đơn vị thí nghiệm. Các phương trình hồi quy biểu diễn
mối tương quan của DH, PR và Naa với các yếu tố thí nghiệm được mơ tả theo
phương trình (4), (5), (6) sau đây:
Y4 =131,028 + 0,819633NongdoA + 0,491151NongdoF - 6,1131Thoidiem - 7,66735Thoigian 0,0313114NongdoA2 - 0,0126682NongdoANongdoF - 0,0880943NongdoAThoidiem +
0,156972NongdoAThoigian - 0,00408577NongdoF2 + 0,0507444NongdoFThoidiem +
0,0186489NongdoFThoigian
0,0851414Thoidiem2
+
0,142148ThoidiemThoigian

0,0383082Thoigian2
(4)

Rtương quan = 95,59% và Rtương quan điều chỉnh = 94,12%

Y5 = 89,6483 + 0,319412NongdoA - 0,557262NongdoF + 3,18189Thoidiem - 2,30453Thoigian 0,0268264NongdoA2 + 0,00351447NongdoANongdoF - 0,125471NongdoAThoidiem +
0,109157NongdoAThoigian - 0,00357689NongdoF2 + 0,0562811NongdoFThoidiem +
0,0217165NongdoFThoigian - 0,239838Thoidiem2 + 0,00455356ThoidiemThoigian 0,0738721Thoigian2
(5)

Rtương quan = 95,16% và R tương quan điều chỉnh = 93,55%

Y6 = -38,043 + 1,80501NongdoA + 0,177946NongdoF - 0,488668Thoidiem + 0,48874Thoigian 0,0169899NongdoA2 - 0,000146662NongdoANongdoF - 0,0286333NongdoAThoidiem +
0,00157477NongdoAThoigian - 0,00188399NongdoF2 + 0,0172798NongdoFThoidiem +
0,00331535NongdoFThoigian - 0,168757Thoidiem2 + 0,0956582ThoidiemThoigian 0,0338088Thoigian2
(6)

Rtương quan = 98,05% và R tương quan điều chỉnh = 97,40%
Các hệ số tương quan xác định được khá cao, chứng tỏ các phương trình xây

16


dựng đã phản ánh số liệu thực nghiệm có độ tương thích cao với độ tin cậy 95%.
Cụ thể, phương trình (4), (5), (6) có thể giải thích được sự biến động của hiệu suất
thủy phân, hiệu suất thu hồi protein và hàm lượng đạm amin tương ứng đến 95,59%;
95,16% và 98,05%. Hơn nửa, kiểm định khối ở cả 3 phương trình đều có giá trị p >
0,05 và tỷ số F cao thể hiện sự khác biệt giữa các khối khơng có ý nghĩa thống kê.
Mối quan hệ tác động giữa nồng độ alcalase, nồng độ flavourzyme, thời điểm bổ
sung flavourzyme và thời gian thủy phân đến hiệu quả thủy phân được thể hiện bởi

đồ thị bề mặt đáp ứng và đồ thị đường đồng điểm Hình 4.3 và Hình 4.4.

Hình 4.3: Đồ thị bề mặt đáp ứng thể hiện tương tác của các yếu tố đến hiệu quả q trình
thủy phân đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau

Hình 4.4: Đồ thị đường đồng điểm thể hiện tương tác của các yếu tố đến hiệu quả q
trình thủy phân đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau

Kết quả tối ưu hóa nhiều đáp ứng đã giúp xác định được điều kiện thủy phân
đầu cá lóc với nồng độ alcalase là 51 U/g protein, nồng độ flavourzyme là 112
U/g protein, thời điểm bổ sung flavourzyme là 8,5 giờ và thời gian thủy phân là

17


33 giờ. Giá trị tối ưu của từng hàm mục tiêu được thể hiện ở Bảng 4.2. Giá trị
mong muốn đạt được khi tối ưu hóa nhiều đáp ứng là 100%.
Bảng 4.2: Giá trị tối ưu điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình
tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau
Nhân tố
Alcalase (U/g protein)
Flavourzyme (U/g protein)
Thời điểm (giờ)
Thời gian (giờ)

Chế độ
Thấp
23
70
7

20

Cao
57
170
17
40

Chế độ tối Y4max
ưu
(%)
51
112
53,05
8,5
33

Y5max
(%)

Y6max
(g/L)

66,68

14,01

Sản phẩm dịch thủy phân thu được khi thực hiện ở điền kiện tối ưu có hiệu suất
thủy phân, hiệu suất thu hồi protein, hàm lượng đạm amin tương ứng đạt
54,83±1,05%, 66,45±1,23%, 14,65±0,080 g/L và phù hợp giá trị dự đoán.

4.3.5 So sánh hiệu quả thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase
và flavourzyme
Kết quả so sánh giá giá trị Naa, DH, PR, vị, sắc ký điện di SDS-PAGE của dịch
đạm thủy phân và thành phần amino acid của bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc
được thủy phân bằng flavourzyme, alcalase, kết quả tối ưu quá trình thủy phân khi
kết hợp đồng thời alcalase và flavourzyme, thời điểm bổ sung flavourzyme theo
trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau và kết quả tối ưu quá trình thủy
phân theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau. Kết quả cho thấy
việc tối ưu hóa bằng phương pháp bề mặt đáp ứng, có thể nâng cao khả năng thủy
phân thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase (nồng độ là 51
U/g protein) trước và flavourzyme (nồng độ là 112 U/g protein) sau, vào thời điểm
bổ sung flavourzyme là 8,5 giờ và thời gian thủy phân là 33 giờ cho hiệu suất thủy
phân, hiệu suất thu hồi protein và hàm lượng đạm amin cao nhất lần lượt là
54,8±1,050%; 66,5±1,230% và 14,7±0,080 g/L, điểm cảm quan về vị thấp nhất là
1,86±0,115 điểm, và bột đạm thủy phân chứa tổng hàm lượng amino acid là 80,59
g/100 g bột đạm và tổng hàm lượng amino acid thiết yếu là 24,56 g/100 g bột đạm.
Vì vậy, chọn phương pháp thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ
sung alcalase trước và flavourzyme sau để sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá
lóc và tiến hành thí nghiệm ảnh hưởng kích thước màng lọc Amicon-Millipore
đến chất lượng dịch đạm của từng phân đoạn.
4.3.6 Ảnh hưởng kích thước màng lọc Amicon - Millipore đến chất lượng dịch
đạm
Từ kết quả cho thấy, tỷ lệ thu hồi protein ở phân đoạn 4 (peptide < 3 kDa) cao
nhất là 82,8±0,351% và thấp nhất là phân đoạn 2 (10 kDa < peptide < 30 kDa) là
1,41±0,632%. Kết quả còn cho thấy rằng phân đoạn 1 (peptide > 30 kDa) có điểm
cảm quan về vị cao nhất là 2,27±0,196 (thể hiện vị đắng yếu). Khi kích thước
màng lọc Amicon - Millipore giảm dần từ 30, 10 và 3 kDa thì điểm cảm quan về
vị của dịch đạm thủy phân giảm (vị đắng giảm dần).

18



Trong nghiên cứu này định hướng sản xuất sản phẩm bột súp rau củ, có bổ
sung bột kem béo thực vật, tinh bột khoai tây; sữa bột; bột rau củ, bột rong biển
khô và gia vị hạt nêm, đường là những thành phần có tác dụng che vị đắng của
dịch đạm thủy phân. Vì vậy, chọn dịch đạm thủy phân gốc (khơng lọc màng
Amicon- Millipore) có vị đắng yếu với điểm cảm quan về vị (1,86±0,042 điểm)
để sản xuất chế phẩm bột đạm thủy phân và ứng dụng sản xuất sản phẩm bột súp
rau củ nhằm giảm chi phí sản xuất.
4.3.7 Thu nhận và đánh giá chất lượng bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc
Đầu cá lóc (110 – 130 g/ đầu) được rửa sạch nhớt bằng nước muối loãng 0,5%,
loại bỏ mắt, mang, bọng nhớt, rửa sạch, cắt đôi và xay 1 phút bằng máy xay công
nghiệp với tốc độ quay của trục vít là 1.400 vịng/phút. Thủy phân theo trình tự
bổ sung alcalase (nồng độ là 51 U/g protein) trước và flavourzyme (nồng độ là
112 U/g protein) sau, vào thời điểm bổ sung flavourzyme là 8,5 giờ và thời gian
thủy phân là 33 giờ, tỷ lệ nguyên liệu: dung dịch ethanol 20o là 1:1 (w/v) và nhiệt
độ thủy phân là 50oC. Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, tiến hành bất hoạt
enzyme ở 95°C trong 10 phút, lọc qua rây loại bã đầu, thu dịch lọc. Dịch lọc được
ly tâm 7500 vòng/phút trong 30 phút ở 4°C. Sau ly tâm tách thành 3 lớp: lớp lipid
phía trên cùng, lớp dịch đạm thủy phân ở giữa và lớp protein không tan ở dưới
đáy. Cẩn thận thu dịch đạm thủy phân. Dịch đạm thủy phân được cô đặc bằng thiết
bị cô quay chân không ở nhiệt độ 40ºC, áp suất 70 mbar đến khi nồng độ chất khô
khoảng 30 - 40% thu được dịch đạm cô đặc. Dịch đạm cơ đặc được sấy phun với
nhiệt độ khơng khí đầu vào 160°C; đầu ra: 80°C; lưu lượng 500 mL/giờ để thu
được bột đạm thủy phân với độ ẩm ≤10%.
Bột đạm thủy phân protein từ đầu cá lóc có hàm lượng protein và hàm lượng
protein hòa tan cao lần lượt là 84,6% và 80,6%. Hàm lượng lipid và độ ẩm của
bột đạm thủy phân lần lượt là 2,62% và 4,47%. Bột đạm thủy phân không phát
hiện vi khuẩn gây bệnh như Coliforms, E. Coli; Staphylococcus aureus;
Salmonella spp. và tổng bào tử nấm men- mốc đều dưới giới hạn cho phép đạt

theo TCVN 7396:2004. Hàm lượng kim loại nặng như chì, cadimi, arsen, đồng
đều dưới giới hạn cho phép đạt theo TCVN 7396:2004.
4.4 Nghiên cứu chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
4.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ acetic acid đến khả năng chiết tách collagen từ
hỗn hợp da-vảy cá lóc
Nồng độ acetic acid ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất thu hồi (HSTH) collagen
và màu sắc collagen. Khi nồng độ acetic acid quá cao hay quá thấp đều làm giảm
HSTH và tối màu collagen. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi nồng độ acetic acid
0,6 M thì HSTH collagen cao nhất là 2,090±0,157% và màu sắc sáng với giá trị
L* = 81,4±0,898, cường độ sẫm màu E, a* và b* thấp tương ứng lần lượt là
15,7±0,89; 1,45±0,278 và 3,59±1,183. Phổ FTIR của mẫu collagen thành phẩm
có bước sóng tại vùng Amide A, Amide B, Amide I, Amide II và Amide III tương
ứng lần lượt là 3414, 2927, 1663, 1553, 1238 cm-1. Thông qua dữ liệu phổ FTIR,
collagen được chiết tách từ hỗn hợp da-vảy cá lóc ở nồng độ acetic acid 0,6 M có

19


đầy đủ các nhóm chức năng của collagen loại I.
4.4.2 Ảnh hưởng của thời gian ngâm acetic acid đến khả năng chiết tách
collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
Từ kết quả cho thấy khi chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng
acetic acid trong thời gian 3 ngày thì HSTH cao nhất là 3,180±0,737% và màu sắc
sáng với giá trị L*=83,6±2,172, cường độ sẫm màu E, a* và b* thấp lần lượt là
13,4±2,11; 1,30±0,252 và 3,36±0,153. Phổ FTIR của mẫu collagen thành phẩm
có bước sóng tại vùng Amide A, Amide B, Amide I, Amide II và Amide III tương
ứng lần lượt là 3388, 2927, 1653, 1562, 1288 cm-1. Thông qua dữ liệu phổ FTIR,
collagen được chiết tách từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid trong thời gian
3 ngày có đầy đủ các nhóm chức năng của collagen loại I.
4.4.3 Ảnh hưởng của nồng độ pepsin kết hợp với acetic acid đến khả năng

chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
Kết quả nghiên cứu cho thấy, tại nồng độ pepsin 0,1% (pha trong dung dịch
acetic acid 0,6 M) thì HSTH collagen cao là 19,0%±0,69% và màu sắc sáng với
giá trị L* = 87,5±1,85, cường độ sẫm màu E, a* và b* thấp tương ứng lần lượt
là 10,8±1,40; 1,75±0,23 và 6,17±0,82. Phổ FTIR của mẫu collagen thành phẩm có
bước sóng tại vùng Amide A, Amide B, Amide I, Amide II và Amide III tương
ứng lần lượt là 3471, 2926, 1635, 1512, 1290 cm-1. Thông qua dữ liệu đo phổ
FTIR, collagen được chiết tách từ hỗn hợp da-vảy cá lóc ở nồng độ pepsin 0,1%
có đầy đủ các nhóm chức năng của collagen loại I.
4.4.4 Ảnh hưởng của thời gian ngâm pepsin đến khả năng chiết tách collagen
từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
Từ kết quả cho thấy khi chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng pepsin
trong thời gian 2 ngày thì HSTH cao nhất là 20,8±0,56% và màu sắc sáng với giá
trị L*=87,9±1,25, cường độ sẫm màu E, a* và b* thấp lần lượt là 11,3±0,56;
1,93±0,08 và 5,41±0,61. Phổ FTIR của mẫu collagen thành phẩm có bước sóng tại
vùng Amide A, Amide B, Amide I, Amide II và Amide III tương ứng lần lượt là
3469, 2927, 1644, 1563, 1239 cm-1. Thông qua dữ liệu đo phổ FTIR, collagen được
chiết tách từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng pepsin ở thời gian chiết tách 2 ngày có đầy
đủ các nhóm chức năng của collagen loại I.
4.4.5 Chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
a. So sánh hiệu quả chiết tách từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và
pepsin
Collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc được chiết tách bằng pepsin (pha trong dung
dịch đệm 0,6 M acetic acid) có HSTH collagen (20,8±0,56%) cao hơn HSTH
collagen (3,18±0,74%) được chiết tách bằng acetic acid, độ nhớt (18,6±0,46 mPa.s)
của mẫu collagen được chiết tách bằng pepsin thấp hơn độ nhớt (21,3±0,95 mPa.s)
của collagen được chiết tách bằng acetic acid. Màu sắc, thành phần amino acid, sắc
ký điện di protein SDS-PAGE, phổ FTIR tương tự nhau cho thấy cả 2 mẫu collagen
chiết tách bằng acetic acid và pepsin đều thuộc collagen loại I. Cả hai mẫu collagen
đều có độ hòa tan tốt ở pH 2 và nồng độ NaCl nhỏ hơn 0,4 M. Nhiệt độ biến tính


20


của collagen được chiết tách bằng pepsin (34,09oC) thấp hơn acetic acid (35,78oC).
Chọn phương pháp chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng pepsin để đề
xuất quy trình chiết tách collagen hoàn chỉnh.
b. Chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng pepsin
Xử lý nguyên liệu: Da cá được loại thịt, mỡ và vảy cịn sót lại, rửa sạch dưới vòi
nước chảy để tiếp tục loại bỏ nhớt, máu và để ráo. Vảy cá được rửa 3 lần trong nước
muối loãng 0,5%, mỗi lần rửa khoảng 2 phút để loại bỏ nhớt. Sau đó, vảy cá được
tiếp tục rửa trong nước và phơi ráo. Da và vảy cá đã rửa sạch, để ráo, tách riêng, cho
vào túi PE (200 g/túi) và bảo quản ở -20±2oC. Khi tiến hành thí nghiệm da và vảy
cá được rã đơng qua đêm ở 0-4oC. Da cá được cắt nhỏ với kích thước 2 x 1 cm.
Xử lý loại các hợp chất protein phi collagen và lipid từ da cá: Da cá lóc được xử
lý loại các hợp chất protein phi collagen bằng dung dịch NaOH 0,1 M trong 6 giờ,
quá trình được thực hiện ở nhiệt độ 0 - 4oC, hỗn hợp được khuấy liên tục trong suốt
quá trình xử lý, tỷ lệ nguyên liệu: dung dịch NaOH là 1:8 (w/v) và dung dịch kiềm
được thay đổi sau mỗi 2 giờ trong 6 giờ xử lý. Da cá sau khi ngâm NaOH, được rửa
cho đến khi đạt pH trung tính. Da cá sau khi xử lý loại protein phi collagen được
tiếp tục xử lý loại lipid bằng butyl alcohol với nồng độ butyl alcohol 10% với tỷ lệ
nguyên liệu: dung dịch butyl alcohol là 1:10 (w/v) và ngâm quay hỗn hợp liên tục
trong 24 giờ ở 0 - 4oC, thay mới dung dịch butyl alcohol sau mỗi 12 giờ và nguyên
liệu được rửa sạch dưới vòi nước chảy tràn đến khi pH đạt trung tính, để ráo và
chuẩn bị cho quá trình chiết tách collagen.
Xử lý loại khống từ vảy cá: Vảy cá lóc được xử lý loại khống trong dung dịch
EDTA-2Na nồng độ 0,8 M trong thời gian 24 giờ, tỷ lệ vảy cá: dung dịch EDTA2Na là 1:8 (w/v). Dung dịch EDTA-2Na được thay mới sau mỗi 12 giờ, hỗn hợp
được khuấy liên tục ở 0 - 4oC trong suốt q trình loại khống. Sau đó, ngun liệu
được rửa sạch dưới vòi nước chảy tràn đến khi đạt pH trung tính, để ráo và chuẩn
bị cho q trình chiết tách collagen.

Chiết tách collagen: Trộn da và vảy cá lóc theo tỷ lệ 1: 1 (w/w), hỗn hợp da-vảy
cá được chiết tách collagen bằng pepsin với nồng độ 0,1% pepsin (pha trong dung
dịch đệm acetic acid 0,6 M) trong 2 ngày. Cố định tỷ lệ hỗn hợp da-vảy cá: dung
dịch pepsin là 1: 20 (w/v) ở nhiệt độ 0-4oC, hỗn hợp mẫu được khuấy nhẹ liên tục
trong suốt thời gian chiết tách.
Lọc – Ly tâm – Điều chỉnh pH – Tạo kết tủa – Thẩm tách: Mẫu sau khi ngâm
pepsin được lọc lấy dịch lọc, dịch lọc được ly tâm với tốc độ 9000 vòng/phút trong
20 phút ở nhiệt độ 4oC. Điều chỉnh pH bằng cách thêm Tris (hydroxymethane
aminomethane 0,05 M) đến khi pH đạt từ 6,8 - 7,2. Tạo kết tủa bằng cách thêm từ
từ muối NaCl vào dung dịch cho đến khi nồng độ NaCl đạt 2,6 M, sau đó thu kết
tủa bằng cách ly tâm với tốc độ 9000 vòng/phút trong 20 phút ở nhiệt độ 4oC. Kết
tủa được hoà tan với 0,5 M acetic acid và tiến hành thẩm tách bằng 0,1 M acetic
acid và nước cất trong 36 giờ, nhiệt độ trong suốt quá trình thực hiện được kiểm
sốt ở 0 - 4oC. Sấy đơng khô: Sấy đông khô 36 giờ để thu collagen thành phẩm có
độ ẩm ≤12%.

21