BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã ngành: 62.54.01.01

VÕ HOÀNG NGÂN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN
CÁC SẢN PHẨM GIÀU PROTEIN
TỪ CÁ LÓC (Channa striata) NUÔI

Cần Thơ, 2020


CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Văn Mười

Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ
cấp Trường
Họp tại: Phòng Bảo Vệ Luận Án Tiến sĩ (Phòng họp 3,
lầu 2), Khu II - Nhà Điều Hành, Trường Đại học Cần
Thơ.
Vào lúc: 14 giờ, ngày 17 tháng 11 năm 2018

Phản biện 1: PGS.TS. Đái Thị Xuân Trang
Phản biện 2: GS.TS. Đống Thị Anh Đào

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 CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
(1). Trần Thanh Trúc, Võ Hoàng Ngân và Nguyễn Văn Mười, 2016.
Ảnh hưởng của muối và các phụ gia đến sự tạo gel và đặc tính
cấu trúc của chả cá lóc đông lạnh. Tạp chí khoa học Trường Đại
học Cần Thơ, Số chuyên đề: Nông nghiệp,1: 122-130.
ISSN 1859-2333
(2). Vo, Hoang Ngan, Tran, Thanh Truc, Nguyen, Van Muoi, 2017.
An exploration of the factors affecting the soluble protein
extraction from cultured snakehead fish (channa striata)
muscle. Vietnam Journal of Science and Technology, 55(5A):
74-82. ISSN
0866-708X.
(3). Vo, Hoang Ngan., Tran, Thanh Truc, Nguyen, Van Muoi, 2018.
Optimization of salt - water suplementation combined with
other additives to improve the quality of snakehead fish cake.
Proceedings in “The 3rd International Conference on
Sustainable Global Agriculture and Food (November 2018).
HCMC, Vietnam”. 296-310. ISBN 978-604-67-1160-5.
(4). Nguyen, Van Muoi, Tran, Thanh Truc, Vo, Hoang Ngan, 2019.
The influence of additives on frozen snakehead fish surimi and
the application of transglutaminase to fish cakes. Acta
Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 18(2): 1-9.
pISSN 16440730; eISSN 1898-9594.



Chƣơng 1. MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của luận án
Trong những năm qua, ngành thủy sản của Việt Nam luôn có sự tăng
trưởng mạnh và là một trong những ngành đứng đầu trong các mặt hàng
xuất khẩu của cả nước, góp phần đưa Việt Nam trở thành một trong mười
nước xuất khẩu thủy sản hàng đầu thế giới. Chiếm khoảng 70% diện tích
và 73% sản lượng của cả nước, thủy sản đã trở thành thế mạnh kinh tế rất
quan trọng của vùng Đồng bằng sông Cửu Long, đóng góp phần lớn cho
tiêu thụ nội địa và xuất khẩu của cả nước. Trong đó, nghề nuôi cá lóc có
tốc độ phát triển rất mạnh mẽ, sản lượng cá lóc tăng nhanh bởi mô hình
nuôi đa dạng và mức độ thâm canh hóa cao. Chính vì thế diện tích nuôi cá
lóc ngày càng mở rộng không theo quy hoạch nên làm lượng cung lớn hơn
lượng cầu gây tồn ứ đầu ra.
Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu đã cho thấy nhu cầu protein toàn cầu
sẽ tăng gấp đôi vào năm 2050, điều này không chỉ do áp lực của sự tăng
dân số mà còn bởi nhận thức ngày càng cao về tầm quan trọng của protein
đối với sức khỏe con người nói chung và đặc biệt là đối với sức khỏe người
cao tuổi. Trong số các thực phẩm chứa protein, thủy sản được cho là nguồn
cung cấp đến 17% nhu cầu protein của toàn cầu. Hơn nữa, cá lóc từ lâu
cũng đã được biết đến là nguồn protein có tiềm năng rất lớn cho tiêu thụ
của con người, nhất là người có sức khỏe kém. Có được các giá trị này do
protein cá lóc chứa đầy đủ, cân đối của các acid amin thiết yếu và cả acid
amin không thiết yếu. Trong các thành phần protein thủy sản thì protein
hòa tan có nhiều giá trị sinh học, đặc biệt có tiềm năng ứng dụng trong việc
tạo ra các chế phẩm protein thủy phân giá trị cao. Thành phần protein sợi
cơ thu nhận từ quá trình trích ly protein hòa tan mang đặc tính cấu trúc tốt,
thích hợp được sử dụng trong chế biến surimi cá lóc. Chả được chế biến từ
surimi cá lóc hứa hẹn là nguồn thực phẩm giàu protein cho những người bị
bệnh tiểu đường, béo phì và những người dễ bị dị ứng với mùi tanh của cá.
Ngoài ra, protein từ phụ phẩm cũng chiếm tỷ lệ khá lớn, chất lượng protein

cũng tương tự ở thịt cá nhưng khó được sử dụng trực tiếp cho tiêu thụ của
con người nên cần có giải pháp hữu hiệu trong việc thu nhận nguồn protein
này.
Do đó, việc nghiên cứu thu nhận và chế biến các sản phẩm giàu
protein từ các thành phần khác nhau của nguyên liệu cá lóc nuôi có ý nghĩa
quan trọng về kinh tế và khoa học, giúp tăng hiệu quả kinh tế của nghề
nuôi cá lóc đồng thời tạo ra sản phẩm giàu protein giá trị cao đáp ứng nhu
cầu tiêu thụ.

1


1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Tối ưu hóa hiệu quả thu nhận các thành phần khác nhau của nguyên
liệu để chế biến và bảo quản các sản phẩm giàu protein từ cá lóc nuôi theo
định hướng xây dựng quy trình sản xuất bán thành phẩm surimi lạnh đông,
chả cá chiên dạng ăn liền, dịch thủy phân protein hòa tan có hoạt tính sinh
học cao và dịch protein tận dụng từ phụ phẩm sau quá trình chế biến.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Xác định các yếu tố có ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly protein hòa
tan từ thịt cá lóc nuôi;
Nghiên cứu các điều kiện thích hợp trong thu nhận sản phẩm protein
thủy phân có hoạt tính sinh học cao;
Xây dựng quy trình chế biến surimi từ paste thịt cá lóc và ứng dụng
transglutaminase trong chế biến và bảo quản chả cá lóc ăn liền;
Tối ưu hóa hiệu quả thu hồi protein từ phụ phẩm cá lóc nuôi bằng
phương pháp ủ với chế phẩm Bacillus subtilis.
1.4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
Kết quả nghiên cứu của luận án đã cho thấy tiềm năng to lớn của việc
sử dụng nguồn nguyên liệu cá lóc nuôi trong chế biến các sản phẩm giàu

protein bao gồm surimi cá lóc, chả từ surimi và dịch protein thủy phân.
Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong vấn đề tạo ra được
các sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, giàu protein bằng việc
tích hợp nhiều kỹ thuật cũng như công nghệ trong quá trình chế biến như
kỹ thuật trích ly, công nghệ enzyme, công nghệ vi sinh và lý thuyết rào cản
trong bảo quản sản phẩm. Kết quả của nghiên cứu còn góp phần giải quyết
khó khăn trong tiêu thụ nguồn nguyên liệu cá lóc nuôi, từ đó giúp cải thiện
thu nhập cho người nuôi cá cũng như xây dựng diện mạo vùng nông thôn
mới. Ngoài ra, việc sử dụng phụ phẩm như nguồn nguyên liệu trong chế
biến chế phẩm giàu protein dạng dịch protein thủy phân đã giúp tận dụng
được nguồn nguyên liệu và góp phần giải quyết tốt vấn đề ô nhiễm môi
trường trong chế biến thủy sản. Với những kết quả đạt được từ nghiên cứu
đã mở ra triển vọng cho việc sử dụng một cách toàn diện nguồn protein
trong cá lóc để chế biến thành những thực phẩm có giá trị gia tăng cũng
như các chế phẩm giàu protein khác, phục vụ cho sức khỏe của con người.
1.5 Điểm mới của luận án
Luận án đã đóng góp giải pháp thiết thực, có hiệu quả cao trong việc
thu nhận và chế biến sản phẩm giàu protein từ thịt cá lóc nuôi. Protein hòa
tan được trích ly từ phi lê cá sau quá trình thủy phân đã tạo ra một sản
phẩm có hoạt tính sinh học cao không chỉ về khả năng kháng oxy hóa mà
còn cả về khả năng ức chế enzyme chuyển hóa angiotensin, từ đó mang

2


đến tiềm năng ứng dụng trong chế biến các sản phẩm thực phẩm chức
năng. Paste thịt cá giàu protein sau trích ly protein hòa tan được ứng dụng
thành công trong chế biến surimi cá lóc lạnh đông có khả năng bảo quản
dài. Sản phẩm chả chiên được chế biến từ surimi lạnh đông với sự hỗ trợ
của transglutaminase có cấu trúc gel tốt cả về khả năng giữ nước và độ bền

gel. Cuối cùng, tối ưu hóa cho quá trình ủ với chế phẩm Bacillus subtilis đã
giúp thu nhận khá triệt để lượng protein từ phụ phẩm cá lóc thể hiện qua
hiệu suất và chất lượng protein thu hồi cao. Có thể nói, đóng góp của luận
án là giải pháp tổng thể của quá trình thu nhận và chế biến một cách hiệu
quả nguồn protein từ cá lóc nuôi.
1.6 Kết cấu của luận án
Luận án bao gồm 5 chương với 146 trang: Chương 1- Giới thiệu (trang
1÷3); Chương 2- Tổng quan tài liệu (trang 4÷33); Chương 3- Phương pháp
nghiên cứu (trang 34÷63 với 17 thí nghiệm); Chương 4- Kết quả và thảo
luận (trang 64÷144); Chương 5- Kết luận và đề xuất (trang 145÷146). Trong
nội dung chính có 37 bảng và 31 hình. Bài viết sử dụng 323 tài liệu tham
khảo, bao gồm 296 tài liệu tiếng Anh và 27 tài liệu tiếng Việt.

Chƣơng 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cá lóc nuôi
Cá lóc đen (Channa striata) là một loài cá nước ngọt đặc trưng của
Việt Nam có giá trị dinh dưỡng cao, cơ thịt thơm ngon, được thị trường và
người dân rất ưa chuộng. Đây là loài thủy sản có giá trị dinh dưỡng cao,
thịt cá lóc chứa nhiều chất đạm, khoáng, chứa ít chất béo và năng lượng.
Hàm lượng protein trong thịt cá lóc vào khoảng 16-18%, là loại protein dễ
tiêu hóa dễ hấp thu hơn protein từ thịt động vật khác. Chất lượng protein có
giá trị cao do chứa đầy đủ và cân đối các acid amin thiết yếu và không thiết
yếu. Thành phần acid amin trong cá lóc cũng có giá trị y học cao, đóng vai
trò quan trọng trong việc giảm đau và quá trình chữa lành các vết thương.
2.2 Các phƣơng pháp thu nhận và chế biến sản phẩm protein từ cá lóc
Trích ly là quá trình phân riêng một hoặc một số cấu tử chất tan trong
chất lỏng hay chất rắn bằng một chất lỏng khác gọi là dung môi. Nhiều
nghiên cứu cho thấy dung môi nước cất với cường độ ion khác nhau thích
hợp để tiến hành trích ly protein chất cơ từ thủy sản, đồng thời việc sử
dụng nước cất để trích ly giúp các thành phần thu hồi phù hợp trong chế

biến thực phẩm.
Protein thủy phân từ thủy sản, cụ thể là từ cá là sản phẩm của quá
trình thủy phân cơ thịt cá hoặc phụ phẩm của quá trình chế biến sản phẩm
từ cá bởi các enzyme protease. Quá trình thủy phân protein tạo ra sản phẩm
là các đoạn peptide, các acid amin tự do có giá trị dinh dưỡng, sinh học đáp

3


ứng các chức năng sinh lý cho cơ thể người. Đây là phương pháp chế biến
mang lại hiệu suất thu hồi protein cao và không ảnh hưởng lớn đến chất
lượng sản phẩm cuối cùng. Hiện nay, protein thủy phân từ thủy sản được
coi như nguồn thực phẩm chức năng và là nguồn tạo peptide có hoạt tính
sinh học rất quan trọng.
Protein cơ thịt cá sau khi loại các thành phần hòa tan sẽ được phối trộn
với hợp chất chống đông tạo ra sản phẩm được gọi là surimi. Đây là bán
thành phẩm thường được đông dạng khối và tồn trữ dạng đông, surimi
thường được sử dụng làm nguyên liệu để nghiên cứu chế biến các sản
phẩm dạng gel protein như cá chả có giá trị dinh dưỡng và cảm quan cao.
Ngoài ra, được cho là có thể hòa tan các thành phần protein từ phụ
phẩm thủy sản để tạo ra sản phẩm là các peptide và acid amin tự do, vi sinh
vật và enzyme của chúng là một công cụ sinh học hữu ích để thu hồi các
chất dinh dưỡng cần thiết có trong phụ phẩm thủy sản. Việc thu nhận
protein từ phụ phẩm có ý nghĩa rất quan trọng, giúp gia tăng hiệu quả thu
hồi của quá trình chế biến thủy sản đồng thời cũng hạn chế tác động của
phụ phẩm đến môi trường.
2.3 Nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về thu nhận và chế biến sản phẩm
giàu protein từ cá lóc
Quốc tế đã có nhiều công bố khẳng định giá trị dinh dưỡng và y học
của nguồn nguyên liệu cá lóc. Nghiên cứu của Gam et al. (2005, 2006) và

Haniffa et al. (2014) về phân tích protein cá lóc đã cho thấy thành phần
protein này giàu acid amin với hàm lượng cao và cân đối, có vai trò rất
quan trọng trong dinh dưỡng cũng như y học. Firlianty et al. (2013) cũng
cho thấy cá lóc là loài thủy sản có hàm lượng protein rất cao. Đồng thời,
thịt cá lóc còn có những tính chất dược lý được đánh giá cao như được thể
hiện trong các nghiên cứu của Jais (2007) và Ma and Mj (2012). Buhari
(2015) còn cho rằng dịch trích cá lóc có khả năng ứng dụng trong điều trị
ung thư. Việc đánh giá những quá trình tự biến đổi của cá lóc sau chết ở
điều kiện lạnh cũng đã được thực hiện bởi Varghese and Mathew vào năm
2016. Đến năm 2018, Rosmawati et al. đã bước đầu đã có công bố về việc
xác định thành phần hóa học, acid amin và collagen của da và xương cá
lóc. Kết quả các nghiên cứu trên đã cho thấy cá lóc là nguồn nguyên liệu có
giá trị dinh dưỡng và y học cần được quan tâm khai thác.
Mặc dù là nguồn nguyên liệu có giá trị dinh dưỡng và y học có tiềm
năng to lớn nhưng các công bố trong và ngoài nước về việc thu nhận và
chế biến các thành phần protein từ các lóc vẫn còn hạn chế. Năm 2012,
Marimuthu et al. đã thực hiện nghiên cứu tác động của các phương pháp
làm chín khác nhau đến chất lượng của thịt cá lóc phi lê. Nghiên cứu của
Mustafa et al. (2012, 2013) đã cho thấy dịch trích thu được từ cá lóc giàu

4


albumin và kẽm, các thành phần này có vai trò to lớn đối với sức khỏe con
người và đặc biệt là việc chữa lành các vết thương hậu phẫu. Năm 2014,
trong nghiên cứu thủy phân thu hồi các peptide có khả năng ức chế enzyme
chuyển hóa angiotensin từ protein chất cơ từ cá lóc của Ghassem et al. đã
cho thấy, enzyme alcalase cho hiệu quả thu hồi sản phẩm thủy phân với
khả năng ức chế enzyme chuyển hóa angiotensin cao nhất. Lestari and
Nanisa (2014) thì đã thực hiện nghiên cứu tác động của các dạng chitosan

khác nhau đến chất lượng cá lóc xay bảo quản lạnh. Tan and Azhar (2014)
cũng đã có nghiên cứu tạo sản phẩm bột từ thịt phi lê cá lóc có hàm lượng
một số các acid min khá cao. Năm 2015, Wiranata et al. đã sử dụng ethanol
như tác nhân gây đông tụ để thu hồi albumin từ nước rửa trong chế biến
surimi cá lóc. Romadhoni et al. (2016) đã nghiên cứu trích ly albumin từ
thịt cá lóc để tạo chế phẩm giàu albumin dạng bột. Nghiên cứu của Rahayu
et al. (2016) đã chứng minh rằng các peptide có hoạt tính sinh học thu
được từ protein cá lóc là một hợp chất tự nhiên rất có tiềm năng để tăng tốc
độ chữa lành vết thương trong các trường hợp như sau phẫu thuật và sau
sinh đồng thời còn giúp gia tăng albumin. Trong nghiên cứu ở năm 2017,
Syukroni et al. đã tạo ra sản phẩm albumin dạng viên nén từ nước rửa
surimi cá lóc đạt yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia của Indonesia. Đến năm
2018, Fahrizal et al. đã thực hiện nghiên cứu so sánh chất lượng surimi từ
cá rô phi và cá lóc (Channa striatus) và đã kết luận rằng, việc bổ sung 5%
sucrose, 5% sorbitol và 0,4% STPP cho sản phẩm surimi từ cá lóc có chất
lượng tốt nhất. Năm 2018, Zakaria and Sarbon đã sử dụng protein thủy
phân từ cá lóc để hạn chế sự oxy hóa lipid xảy ra trên xúc xích bảo quản
lạnh. Ikasari and Donny (2018) cũng đã nghiên cứu sử dụng acid và bazơ
trong tạo chế phẩm protein từ phụ phẩm quá trình trích ly cá lóc.
Bên cạnh các công bố quốc tế vừa nêu, nghiên cứu trong nước trên đối
tượng là cá lóc nuôi cũng còn rất ít. Nghiên cứu của Truong et al. (2015)
đã sử dụng bromelain thô trong việc rút ngắn thời gian lên men của mắm
cá lóc đạt hiệu quả cao. Trần Thanh Trúc et al. (2016) đã khảo sát ảnh
hưởng của các phụ gia bổ sung đến chất lượng sản phẩm chà bông cá lóc.
Năm 2017, Tran et al. đã sử dụng protease từ nội tạng cá lóc trong cải thiện
đặc tính hóa lý của xúc xích cá lóc.
Tất cả các công bố trên cho thấy, protein cá lóc có giá trị dinh dưỡng
và y học rất tốt nhưng chưa được khai thác một cách có hiệu quả, đặc biệt
là nguồn nguyên liệu cá lóc nuôi rất dồi dào ở vùng Đồng bằng sông Cửu
Long. Điều này sẽ giúp mở ra tiềm năng to lớn cho các nghiên cứu về thu

nhận và chế biến sản phẩm từ nguồn nguyên liệu protein cá lóc nuôi. Đồng
thời các vấn đề trên cũng cho thấy nhu cầu về giải pháp cho việc thu nhận

5


và chế biến một cách triệt để các thành phần protein khác nhau của cá lóc
là cần thiết và có tính khả thi cao.

Chƣơng 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Phƣơng tiện nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: từ 6/2015 đến 6/2019
- Nghiên cứu sử dụng các phương tiện, dụng cụ, trang thiết bị tại
Phòng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ thực phẩm và các Bộ môn, Khoa
trực thuộc trường Đại học Cần Thơ.
- Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu: Chế phẩm protease thương
mại (Alcalase 800 U/mL, Flavourzyme 700 U/mg, Papain (750 U/mg),
Neutrase (400 U/mg), Novozymes, Đan Mạch; transglutaminase 40 U/g
(Activa TG-SR-MH), Malaysia; ACE (Enzyme chuyển hóa angiotensin)
(400 U/L, trích ly từ phổi thỏ); các hóa chất phân tích có độ tinh khiết phù
hợp được nhập khẩu và phân phối bởi Chi nhánh Công ty Vật tư và Khoa
học kỹ thuật Cần Thơ.
- Các phụ gia cần thiết cho nghiên cứu.
- Nguyên liệu chính: Cá lóc nuôi có khối lượng dao động trong
khoảng 400700 g được mua trực tiếp tại vùng nuôi ở huyện Tam Bình,
tỉnh Vĩnh Long. Cá sau khi mua vào buổi sáng sớm sẽ được vận chuyển
dạng sống về phòng thí nghiệm, thời gian vận chuyển khoảng 1 giờ. Tại
phòng thí nghiệm, cá sống được giữ ổn định trong bể nước ít nhất một giờ
trước khi tiến hành các công đoạn xử lý tiếp theo.
3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu

3.2.1 Phƣơng 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 Chỉ tiêu
Phương pháp phân tích
1
Hàm lượng nitơ tổng số (%)
Phương pháp Kjeldahl, TCVN 8125:2009
2
Protein hòa tan (%)
Phương pháp Lowry et al. (1951)
3
Hàm lượng lipid ở mẫu rắn Phương pháp Soxhlet, TCVN 8125:2009
(%)
4
Hàm lượng lipid mẫu lỏng (%) Phương pháp Adam-Rose-Gottlieb
5
Tổng nitơ bazơ bay hơi, Phương pháp TCVN 9215-2012
TVBN (%)
6
Tổng số vi sinh vật hiếu khí Phương pháp TCVN 4884:2005
(CFU/g)
7
Khả năng giữ nước, WHC (%) Phương pháp nén áp lực trên giấy lọc của
Grau and Hamm (1957; trích dẫn bởi
Honikel and Hamm, 1994).
8
Giá trị pH
Sử dụng pH kế, theo ISO 2917:1999(E)


6


TT
9
10

Chỉ tiêu
Độ ẩm (%)
Độ trắng (L* - 3.b*)

11

Độ bền gel, GS (g x mm)

12

Hiệu suất thủy phân, DH (%)

13

Hiệu suất thu hồi protein,
HSTH-Protein (%)

14
15
16

Hàm lượng nitơ formol (%)
Hàm lượng nitơ amoniac (%)

Hàm lượng nitơ amin (%)

17
18
19

Khả năng ức chế ACE (%)
Khả năng thu nhận gốc tự do
DPPH (%)
Khối lượng phân tử

20

Cấu trúc vi mô

21

Acid amin tự do

22

Hiệu suất trích ly protein
tổng số, HSTL-Protein tổng
số (%)

23

Hiệu suất trích ly protein hòa
tan, HSTL-Protein hòa tan
(%)


24

Hàm lượng lipid trích ly, HLLipid trích ly (%)

Phương pháp phân tích
Phương pháp NMKL số 57-1994
Thiết bị đo màu NH300 (Trung Quốc) với
hệ màu CIE bằng đèn D65, Park (1994)
GS = lực phá vỡ x độ biến dạng
(Nowsad et al., 2000)
DH = Hàm lượng α-amino nitrogen /Hàm
lượng nitơ tổng số (Liu et al., 2013)
HSTH-Protein = (hàm lượng protein sản
phẩm x thể tích sản phẩm) x 100%/ (hàm
lượng protein nguyên liệu x lượng nguyên
liệu)
Chuẩn độ formol (Liu et al., 2013)
Phương pháp TCVN 3706 – 90
Hàm lượng nitơ amin = Hàm lượng nitơ
formol – Hàm lượng nitơ amoniac
Phương pháp Restrepo et al. (2013)
Phương pháp Vo et al. (2016)
Phương pháp điện di SDS-PAGES, gửi
phân tích tại Viện Nghiên cứu và phát triển
Công nghệ sinh học
Chụp SEM, gửi mẫu phân tích tại Phòng thí
nghiệm chuyên sâu, Đại học Cần Thơ
TCVN 8764:2012, gửi mẫu phân tích tại
NAFIQAD-6

HSTL-Protein tổng số = (hàm lượng
protein tổng số sản phẩm x thể tích sản
phẩm) x 100%/ (hàm lượng protein tổng số
nguyên liệu x khối lượng nguyên liệu)
HSTL-Protein hòa tan = (hàm lượng
protein hòa tan sản phẩm x thể tích sản
phẩm) x 100%/ (hàm lượng protein tổng số
nguyên liệu x khối lượng nguyên liệu)
HL-Lipid trích ly = Hàm lượng lipid dịch
trích x 100% / Hàm lượng protein tổng số
dịch trích

3.2.2 Phƣơng 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 phân tích và thống kê sử dụng chương trình Statgraphics
Centurion XVII và phần mềm Excel. Phương pháp phân tích phương sai
(ANOVA) và kiểm định LSD, kiểm định Duncan được sử dụng để kết luận
về sự sai khác giữa nghiệm thức. Thí nghiệm tối ưu được thiết kế theo

7


phương pháp bề mặt đáp ứng với mô hình phức hợp tại tâm và mô hình Box
-Behnken. Kết quả được lựa chọn từ thí nghiệm trước được sử dụng làm
nhân tố cố định cho các thí nghiệm tiếp theo.
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 quát Hình 3.1.
Cá lóc
HSTH,

thành phần
hóa lý

Phi lê

Nội dung 1:
Trích ly protein hoà tan

Paste thịt cá

Phụ phẩm

Nội tạng

Điều kiện: Tỷ lệ dung môinguyên liệu, nhiệt độ, thời gian,
nồng độ NaCl  Hiệu quả
trích ly cao
Áp suất cao

Béo Dịch protein trích ly

Chế độ
xử lý nhiệt
* Tạo gel
*Làm chín

Loại
xương, béo

Dịch phụ phẩm


HCCĐ và STPP

Surimi lạnh đông

HSTH,
thành phần
hóa lý

Thủy phân
*Loại enzyme
*Tỷ lệ phối hợp
*pH và Nhiệt độ
*Hoạt tính và
thời gian

Khả năng
bảo quản

*Transglutaminase
e

 Khả năng ức
chế ACE và
kháng oxy hóa

Ủ vi sinh
Tối ƣu hóa
*Muối
*pH

*Vi sinh
*Thời gian

 Protein
chất lượng
cao

Dịch protein thủy phân

Chả cá lóc Chất lượng gel

Khối lượng phân tử các peptide
Thành phần acid amin

và an toàn vi sinh

Dịch protein thủy phân
có hoạt tính sinh học cao

Bảo quản

Khối lượng phân tử các peptide
Thành phần acid amin

*Lạnh
*Lạnh đông

Nội dung 3:
Chế biến surimi cá lóc và
sử dụng transglutaminase

trong sản xuất chả cá lóc
ăn liền

Nội dung 2:
Chế biến sản phẩm
protein thủy phân
hòa tan có hoạt tính
sinh học cao

Nội dung 4:
Thu hồi protein từ
phụ phẩm cá lóc
sử dụng phương pháp
ủ vi sinh

Hình 3.1: Sơ đồ nghiên cứu tổng quát

8


3.3.1 Phân tích thành phần hóa lý nguyên liệu cá lóc nuôi
Mục đích: Xác định giá trị của các chỉ tiêu hóa lý trong nguyên liệu cá lóc
nuôi để làm cơ sở tính toán và bố trí thí nghiệm.
Chỉ tiêu đánh giá: Độ ẩm (%), hàm lượng protein (%), hàm lượng lipid
(%), hàm lượng tro (%), khả năng giữ nước (%), pH, hiệu suất thu hồi (%).
3.3.2 Trích ly thu hồi protein hòa tan từ thịt cá lóc nuôi
Mục đích: Xác định các yếu tố có ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly protein
hòa tan từ thịt cá lóc nuôi
Các nội dung khảo sát cụ thể:
+ Tỷ lệ nước và nguyên liệu: 1:1; 2:1; 3:1; 4:1; 5:1

+ Nồng độ muối bổ sung: 0,05 M; 0,1 M; 0,15 M; 0,2 M; 0,25 M
+ Nhiệt độ: 4oC; 30oC; 40oC; 50oC; 60oC
+ Thời gian: 10 phút; 20 phút; 30 phút; 40 phút; 50 phút
Tiến hành tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian trích ly bằng phương pháp bề
mặt đáp ứng sử dụng mô hình có cấu trúc tâm với số nghiệm thứ là 12.
+ pH dung môi: pH2; pH3; …; pH12
Chỉ tiêu đánh giá: Hàm lượng protein hòa tan của dịch trích (%), hàm
lượng protein tổng số của dịch trích (%), hàm lượng lipid dịch trích (%),
thể tích dịch trích (mL), HSTH-Protein hòa tan (%), HSTH-Protein tổng số
(%), HL-Lipid trích ly (%).3.2.3 Thu hồi sản phẩm protein thủy phân có
hoạt tính sinh học cao
Mục đích: Xác định các điều kiện thích hợp trong thu hồi sản phẩm protein
thủy phân có hoạt tính sinh học cao
Tiến hành thí nghiệm:
+ Loại enzyme: Alcalase; Flavourzyme; Papain; Neutrase; Bromelain
+ Tỷ lệ phối hợp 02 enzyme thích hợp được chọn từ khảo sát loại enzyme:
100%:0%; 75%:25%; 50%:50%; 25%:75%; 0%:100%
+ Nhiệt độ (ºC) và pH thủy phân: Nhiệt độ thủy phân thay đổi với 3 mức
độ khác nhau và mức độ khác biệt nhiệt độ cố định là 10ºC; pH thủy phân
thay đổi với 4 mức độ khác nhau, mức độ khác biệt pH được cố định là 1
và 01 điều kiện pH không điều chỉnh. Điều kiện nhiệt độ và pH trung tâm
được cố định dựa vào 02 loại enzyme sử dụng.
+ Hoạt tính enzyme (200 U/gprotein; 400 U/gprotein; 600 U/gprotein; 800
U/gprotein) và thời gian (0,5 giờ; 2 giờ; 4 giờ; 6 giờ; 8 giờ; 10 giờ)
Chỉ tiêu đánh giá: Hàm lượng nitơ tổng số (%), hàm lượng nitơ formol
(%), hiệu suất thủy phân (DH, %), khả năng ức chế enzyme chuyển hóa
angiotensin (ACEI, %), khả năng kháng oxy hóa (DPPH, %).
Xác định khối lượng phân tử các peptide và thành phần các acid amin của
sản phẩm thủy phân.


9


3.3.3 Chế biến surimi cá lóc và ứng dụng transglutaminase trong sản
xuất chả cá lóc ăn liền
Mục đích: Xây dựng quy trình chế biến surimi từ paste thịt cá lóc và ứng
dụng transglutaminase trong chế biến và bảo quản chả cá lóc ăn liền
Nội dung nghiên cứu:
(1) Chế biến surimi cá lóc: Nghiên cứu ảnh hưởng của hợp chất chống
đông (2%, 3%, 4%) và sodium tripolyphosphate (0,1%; 0,15%; 0,2%;
0,25%); Khả năng trữ đông của surimi cá lóc
Chỉ tiêu đánh giá: Độ ẩm (%), độ trắng, độ bền gel (kgf*mm), khả năng
giữ nước (%); TVBN (mg/100g)
(2) Chế biến và bảo quản chả cá lóc ăn liền, bao gồm:
+ Tỷ lệ enzyme transglutaminase bổ sung (0,5%; 0,7%; 0,9%) và thời gian
ủ (2 giờ; 4 giờ; 6 giờ)
+ Xử lý nhiệt sơ bộ: Nhiệt độ (50oC; 55oC; 60oC; 65oC) và thời gian (20
phút; 30 phút; 40 phút; 50 phút)
+ Chiên làm chín: Nhiệt độ (170oC; 175oC; 180oC; 185oC) và thời gian (2
phút; 2,5 phút; 3 phút; 3,5 phút)
+ Khả năng bảo quản lạnh (4±2ºC) và trữ đông chả chiên (18±2ºC)
Chỉ tiêu đánh giá: Độ ẩm (%), độ trắng, độ bền gel (kgf*mm), khả năng
giữ nước (%), hàm lượng lipid (%), vi sinh vật hiếu khí tổng số (cfu/g),
khối lượng phân tử, cấu trúc vi mô và cảm quan của sản phẩm.
3.3.4 Thu hồi protein từ phụ phẩm cá lóc bằng phƣơng pháp ủ vi sinh
Mục đích: Tối ưu hóa hiệu quả thu hồi protein từ phụ phẩm cá lóc nuôi
bằng phương pháp ủ với chế phẩm Bacillus subtilis.
Nội dung khảo sát cụ thể: Bao gồm 2 bước
Bước 1: Khảo sát ảnh hưởng của từng yếu tố riêng lẻ: Tỷ lệ muối bổ sung
(0%, 5%, 7%, 9%); pH (pH6,4 đối chứng; pH5; pH7, pH8); Tỷ lệ chế

phẩm vi khuẩn Bacillus subtilis bổ sung (1%; 1,5%; 2%; 2,5%) và thời
gian ủ (20 ngày; 25 ngày; 30 ngày; 35 ngày).
Bước 2: Tối ưu hóa điều kiện ủ vi sinh (Tỷ lệ muối, pH, tỷ lệ chế phẩm vi
khuẩn, thời gian). Thiết kế thí nghiệm bằng phương pháp bề mặt đáp ứng
sử dụng mô hình Box-Behnken với số nghiệm thức là 27.
Chỉ tiêu đánh giá: Hiệu suất thu hồi protein (%), hàm lượng nitơ amin (%),
hàm lượng nitơ amoniac (%); Xác định khối lượng phân tử các peptide và
thành phần các acid amin của sản phẩm tối ưu.

10


Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Thành phần hóa lý cơ bản của nguyên liệu cá lóc nuôi
Cá lóc nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long được sử dụng làm nguyên
liệu cho toàn bộ các thí nghiệm trong nghiên cứu. Kết quả phân tích cho
thấy nguyên liệu cá lóc nuôi có hàm lượng protein khá cao trong cả thịt phi
lê và phụ phẩm tương ứng là 18,52±0,29% trong thịt phi lê và
15,36±0,46% trong phụ phẩm với độ ẩm lần lượt là 77,44±0,42% và
69,53±0,55%. Thịt phi lê có hàm lượng lipid thấp (2,63±0,11%) trong khi
trong phụ phẩm là 9,76±0,37%. Khả năng giữ nước của thịt phi lê khá cao
(67,95±0,28%), pH của thịt phi lê và phụ phẩm vào khoảng pH6,77±0,06
và pH6,45±0,08. Bên cạnh đó, hiệu suất thu hồi phi lê và phụ phẩm tương
ứng là 47,12±1,48% và 46,87±1,21%.
4.2 Trích ly protein hòa tan từ thịt cá lóc nuôi
4.2.1 Tỷ lệ nguyên liệu và dung môi thích hợp để trích ly protein hòa
tan từ thịt cá lóc nuôi
Việc sử dụng tỷ lệ nguyên liệu và dung môi khác nhau có ảnh hưởng
đến hiệu quả trích ly protein hòa tan và cả các quá trình nghiên cứu tiếp
theo. Bảng 4.1 cho thấy, việc sử dụng tỷ lệ 1:2 giữa nguyên liệu và dung

môi giúp hiệu quả trích ly protein hòa tan cao, tạo ra dịch trích protein có
hàm lượng protein hòa tan cao (10,11±0,2 mg/mL) và hàm lượng lipid thấp
(3,84±0,08%). Hiệu suất trích ly protein hòa tan và hiệu suất trích ly
protein tổng tương ứng là 10,62±0,21% và 21,47±0,21%.
Bảng 4.1: Ảnh hưởng các tỷ lệ nguyên liệu và nước trong trích ly protein hòa tan
từ thịt cá lóc nuôi
Tỷ lệ nguyên Hiệu suất trích ly
Hiệu suất trích ly
HL-Lipid TL
liệu: nước (w/v) protein hòa tan (%)
protein tổng số (%) (%)
1:1
8,87±0,29a
19,76±0,38a
3,67±0,11a
b
bc
1:2
10,62±0,21
21,47±0,21
3,84±0,08ab
1:3
10,69±0,20b
21,07±0,19b
4,30±0,09c
b
c
1:4
10,60±0,25
22,21±0,84

4,01±0,13b
1:5
10,50±0,13b
21,05±0,13b
3,70±0,17a
(Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa của các nghiệm
thức khảo sát ở độ tin cậy 95%)

4.2.2 Ảnh hƣởng nồng độ muối đến hiệu suất trích ly protein hòa tan
Nồng độ muối của dung môi có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất trích
ly protein hòa tan từ thịt cá lóc nuôi. Việc bổ sung muối với nồng độ
0,15M cho hiệu suất trích ly protein hòa tan cao nhất, đạt 11,7±0,24% tổng
hàm lượng protein của nguyên liệu. Nồng độ muối quá cao hay quá thấp
đều có tác động làm giảm hiệu suất trích ly protein hòa tan.

11


4.2.3 Điều kiện nhiệt độ và thời gian trích ly protein hòa tan từ thịt cá
lóc nuôi
a. Ảnh hưởng nhiệt độ đến quá trình trích ly protein hòa tan
Nhiệt độ là một trong những yếu tố có ảnh hưởng lớn đến quá trình
trích ly protein hòa tan, nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều có tác động làm
giảm hiệu quả trích ly. Kết quả nghiên cứu giúp xác định được việc trích ly
ở điều kiện nhiệt độ phòng (30C) cho hiệu quả trích ly protein hòa tan cao
đồng thời tiết kiệm chi phí năng lượng và kiểm soát tiến trình đơn giản.
b. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình trích ly protein hòa tan
Thời gian là yếu tố quyết định hiệu quả của quá trình trích ly, thời
gian quá ngắn không đủ để quá trình khuếch tán của các thành phần hòa
tan ra dung môi làm hiệu suất trích ly thấp. Tuy nhiên, thời gian trích ly

quá dài cũng không những không mang lại hiệu quả cao hơn mà còn ảnh
hưởng đến phẩm chất sản phẩm trích ly. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc
thực hiện quá trình trích ly trong 20 phút cho hiệu suất trích ly protein đạt
cao nhất với giá trị 12,80±0,14% protein hòa tan và 23,57±0,39% đối với
protein tổng. Hàm lượng lipid trong dịch trích ở thời gian trích này cũng
thấp, chỉ ở mức 3,74±0,12%.
c. Tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian trích ly protein hòa tan
Dựa trên các kết quả xác định tác động của từng nhân tố riêng lẻ về
nhiệt độ và thời gian đến hiệu quả trích ly protein hòa tan từ thịt cá lóc
nuôi, tác động hồi quy tương quan của 2 nhân tố đến các hàm mục tiêu của
quá trình trích ly protein hòa tan từ thịt cá lóc nuôi (Y1 – Hiệu suất trích ly
protein hòa tan, %; Y2 – Hiệu suất trích ly protein tổng, % và Y3 – Hàm
lượng lipid trích ly, %) được xác định theo phương pháp bề mặt đáp ứng
với thiết kế phức hợp tại tâm được thiết lập.
Các phương trình hồi quy biểu diễn sự tương quan giữa nhiệt độ và
thời gian trích ly đến các hàm mục tiêu của quá trình trích ly protein hòa
tan được thể hiện như sau
Y1 = 0,6 + 0,59X1 + 0,35X2 - 0,008X12 - 0,005X1X2 - 0,006X22
R2 = 96,40% và R2điều chỉnh = 95,80%
Y2 = -16,36 + 2,08 X1 + 0,88X2 - 0,031X12 - 0,013X1X2 - 0,011X22
R2 = 99,23%, R2điều chỉnh = 99,11%
Y3 = 5,056 - 0,069X1 - 0,125X2 + 0,001X12 + 0,001X1X2 + 0,003X22
R2 = 95,12% và R2điềuchỉnh = 94,30%
Các phương trình hồi quy được xây dựng với hệ số tương quan khá
cao đồng thời kiểm định sự thiếu phù hợp luôn có giá trị P>0,05 đã chứng
tỏ sự phù hợp của các phương trình hồi quy đối với kết quả thực nghiệm.
Các phương trình có thể giải thích sự tương quan của nhiệt độ và thời gian
trích ly đến hiệu suất trích ly protein hòa tan, hiệu suất trích ly protein tổng

12



số và hàm lượng lipid trích ly tương ứng ở mức 96,40%, 99,23% và
95,12%.
Mối quan hệ tác động giữa nhiệt độ và thời gian trích ly đến hiệu quả
trích ly protein hòa tan được thể hiện bởi đồ thị bề mặt đáp ứng và đồ thị
đường đồng điểm Hình 4.1 và Hình 4.2.

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn tác động
tương tác nhiệt độ và thời gian
đến hiệu quả trích ly protein hòa tan

Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn tương tác nhiệt
độ và thời gian đến các hàm mục tiêu của
quá trình trích ly protein hòa tan

Kết quả tối ưu hóa nhiều đáp ứng đã giúp xác định được điều kiện
nhiệt độ và thời gian trích ly tối ưu là 34,98C và 13,76 phút. 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 99%.
Bảng 4.2: Kết quả tối ưu hóa nhiều đáp ứng trong trích ly protein hòa tan
Chế độ
Chế độ
Y1max,
Y2min,
Nhân tố
tối ưu
%
%
Thấp

Cao
Nhiệt độ, °C
20
40
34,98
13,59
22,00
Thời gian, phút
10
30
13,76

Y3min,
%
3,29

Để kiểm chứng điều kiện tối ưu, thí nghiệm kiểm chứng tại điều kiện
tối ưu có điều chỉnh (35C và 14 phút) đã được thực hiện và thu được cá
giá trị về hiệu suất trích ly protein hòa tan, hiệu suất trích ly protein tổng số
và hàm lượng lipid trích ly lần lượt là 13,47±0,20%, 25,40±0,43% và
3,33±0,11%.
4.2.4 Tác động của pH dung môi đến hiệu quả trích ly protein hòa tan
Trong trích ly protein, việc điều chỉnh pH cũng là giải pháp hiệu quả
cho quá trình hòa tan protein trong nguyên liệu vào dung môi, do đó làm
tăng hiệu quả thu nhận protein. Kết quả khảo sát pH dung môi trích ly thay
đổi từ pH2 đến pH12 (Bảng 4.3) cho thấy, pH10 là phù hợp trong trích ly
thu hồi protein hòa tan từ thịt cá lóc nuôi. Tại điều kiện trích ly pH10, hiệu
suất trích ly protein hòa tan, hiệu suất trích ly protein tổng số và hàm lượng
lipid trích ly lần lượt là 14,39±0,18%, 25,45±0,52% và 3,50±0,10%. Sản


13


phẩm dịch trích ly có hàm lượng protein hòa tan là 13,69±0,17 mg/mL, các
protein trong sản phẩm có khối lượng phân tử tập trung chủ yếu ở mức
dưới 100 kDa. Các thành phần protein có khối lượng phân tử khoảng 40
kDa chiếm tỷ lệ cao nhất.
Bảng 4.3: Ảnh hưởng của pH dung môi đến hiệu quả trích ly protein hòa tan
Hiệu suất trích ly
Hiệu suất trích ly
Hàm lượng lipid
pH
protein hòa tan (%)
protein tổng số (%)
trích ly (%)
a
cd
2
10,70±0,26
24,27±0,43
4,76±0,16d
e
cde
3
14,48±0,35
24,51±0,52
4,69±0,28d
4
14,00±0,29d
23,98±0,34c

6,03±0,13f
b
b
5
12,83±0,24
22,23±0,27
3,93±0,10c
6
13,08±0,27bc
22,25±0,30b
5,40±0,23e
c
def
7
13,32±0,27
25,07±0,60
3,24±0,18ab
7,4 (ĐC)
13,47±0,20c
25,40±0,43f
3,33±0,11ab
c
def
8
13,43±0,12
24,96±0,79
3,14±0,37a
9
13,97±0,13d
25,16±0,52ef

3,20±0,12ab
de
f
10
14,39±0,18
25,45±0,52
3,50±0,10b
11
13,49±0,16c
25,33±0,42ef
4,57±0,08d
12
10,85±0,23a
19,37±0,06a
6,89±0,10g
(Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa của các nghiệm
thức khảo sát ở độ tin cậy 95%)

Tóm lại, việc trích ly protein hòa tan từ phi lê thịt cá lóc bằng dung
môi NaCl 0,15M, pH10, 35°C, trong thời gian 14 phút, sử dụng tỷ lệ
nguyên liệu và dung môi ở mức 1:2 (w/v) đã thu được dịch trích ly có hàm
lượng protein hòa tan trung bình là 13,69±0,17 mg/mL. Tại điều kiện trích
ly tối ưu, hiệu suất trích ly protein hòa tan và hiệu suất trích ly protein tổng
số tính trên protein tổng số của nguyên liệu tương ứng 14,39±0,18%,
25,45±0,52%, hàm lượng lipid trích ly là 3,50±0,10%. Bên cạnh sản phẩm
dịch protein, quá trình trích ly còn thu được 70,76% paste thịt cá có độ ẩm
78,47% và 16,75% protein được sử dụng làm nguyên liệu trong nghiên cứu
về chế biến surimi và chả cá lóc chiên ăn liền.
4.3 Thu hồi sản phẩm protein thủy phân có hoạt tính sinh học cao
4.3.1 Thành phần hóa lý cơ bản của dịch protein trích ly

Kết quả phân tích các thành phần cơ bản của dịch trích protein thu
được cho thấy, hàm lượng protein tổng số trong 100 mL dịch trích là
2,32±0,06%. Với hàm lượng lipid rất thấp 0,08±0,01% và pH ở mức
pH6,46±0,27 cho thấy dịch trích thu được phù hợp để ứng dụng trong thủy
phân bởi các enzyme protease để tạo sản phẩm có hoạt tính sinh học cao.

14


4.3.2 Ảnh hƣởng của loại enzyme đến khả năng ức chế ACE và kháng
oxy hóa của sản phẩm thủy phân
Kết quả khảo sát hiệu quả thủy phân của 5 loại protease (alcalase,
bromelain, flavourzyme, neutrase, và papain) cho thấy, alcalase và
flavourzyme có hiệu quả thủy phân nổi bậc hơn với hiệu suất thủy phân
cao tương ứng 27,93±0,41% và 32,30±0,23%. Hoạt tính ức chế ACE,
kháng oxy hóa của sản phẩm thủy phân tương ứng ở mức 38,85±1,01%,
71,63±0,76% của alcalase và 39,17±0,68%, 72,95±1,29% đối với
flavourzyme. Ngoài ra, xét về cơ chế thủy phân, flavourzyme vừa có thể sử
dụng như một endoprotease và một exoprotease cùng với alcalase là một
endoprotease cho hiệu quả thủy phân cao. Do vậy, sự kết hợp của hai loại
enzyme này trong việc thủy phân thu hồi protein có khả năng ức chế
enzyme chuyển hóa angiotensin và kháng oxy hóa có tính khả thi cao.
4.3.3 Ảnh hƣởng của tỷ lệ kết hợp 2 enzyme đến khả năng ức chế ACE
và kháng oxy hóa của sản phẩm thủy phân
Kết quả nghiên cứu cho thấy, ứng với tỷ lệ kết hợp của alcalase và
flavourzyme khác nhau sẽ cho hiệu quả thủy phân khác nhau, sự kết hợp
luôn cho thấy hiệu quả thủy phân cao hơn so với việc sử dụng riêng lẻ từng
enzyme. Với tỷ lệ kết hợp 25% alcalase và 75% flavourzyme cho hiệu quả
cao nhất trong thủy phân protein hòa tan từ thịt cá lóc nuôi. Ở tỷ lệ kết hợp
này, hiệu suất thủy phân đạt 38,38±0,43%, hoạt tính ức chế enzyme chuyển

hóa angiotensin và kháng oxy hóa của sản phẩm thủy phân cao đạt tương
ứng 40,49±0,43% và 75,02±0,91%.
4.3.4 Ảnh hƣởng của nhiệt độ và pH đến khả năng ức chế enzyme
chuyển hóa angiotensin và kháng oxy hóa của sản phẩm thủy phân
Nhiệt độ và pH có ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất thủy phân và đây là
những nhân tố chính quyết định khả năng ức chế enzyme chuyển hóa
angiotensin và khả năng thu nhận gốc tự do DPPH của sản phẩm thủy
phân. Kết quả nghiên cứu cũng giúp xác định được nhiệt độ 50°C và pH7
là phù hợp cho hoạt động thủy phân của hỗn hợp alcalase và flavourzyme.
Quá trình thủy phân cho hiệu suất thủy phân, khả năng ức chế enzyme
chuyển hóa angiotensin và khả năng thu nhận gốc tự do DPPH cao nhất,
tương ứng ở mức 39,89±0,36%, 41,14±0,41% và 74,80±1,30%.
4.3.5 Ảnh hƣởng của hoạt tính enzyme và thời gian thủy phân đến khả
năng ức chế ACE và kháng oxy hóa của sản phẩm thủy phân
Khi hoạt tính enzyme và thời gian thủy phân tăng làm cho hiệu suất
thủy phân tăng. Tuy nhiên, hoạt tính sinh học của sản phẩm thủy phân cao
khi quá trình thủy phân đạt mức độ nhất định.
Kết quả khảo sát cho thấy, với hoạt tính hỗn hợp enzyme 600 U/gprotein
thủy phân trong 6 giờ cho sản phẩm có hoạt tính sinh học cao cả về khả

15


năng ức chế enzyme chuyển hóa angiotensin và khả năng thu nhận gốc tự
do DPPH tương ứng 44,96±0,78% và 78,84±1,37%. Tại điều kiện này,
hiệu suất thủy phân của hỗn hợp enzyme đạt 50,58±0,66%.
4.3.6 Xác định tính chất của sản phẩm thủy phân từ protein hòa tan
Kết quả phân tích cho thấy, sản phẩm thủy phân có 0,04±0,002%
lipid, 1,94±0,06% protein bao gồm các acid amin và peptide mạch ngắn có
khối lượng phân tử thấp, phân bố xung quanh 14,4 kDa (Hình 4.3), hiệu

suất thu hồi protein đạt 82,20±0,95%. Kết quả phân tích thành phần acid
amin cho thấy, sản phẩm là dịch protein có chất lượng tốt nhờ có đầy đủ
các acid amin thiết yếu (Bảng 4.4).
Bảng 4.4: Thành phần acid amin của sản phẩm thủy phân (cô đặc 10 lần)
Tên acid amin Hàm lượng (mg/mL) Tên acid amin Hàm lượng (mg/mL)
Valine
1,2 Glycine
1,47
Tyrosine
0,26 Glutamic acid
0,69
Threonine
1,08 Cystine
0,047
Serine
0,0004 Aspartic acid
0,045
Proline
0,2 Arginine
ND
Phenylalanine
1,5 Alanine
1,26
Methionine
0,63 Lysine
0,015
Leucine
1,7 Isoleucine
1,1
Histidine

0,8

Hình 4.3: Khối lượng phân tử của protein trong dịch trích ly (4)
và trong sản phẩm thủy phân (10)

Kết quả phân tích các hoạt tính sinh học cho thấy, sản phẩm thủy phân
có nồng độ ức chế 50% hoạt tính enzyme chuyển hóa angiotensin và nồng
độ thu nhận 50% gốc tự do DPPH tương ứng khoảng 4,55 mgN/mL và
1,55 mgN/mL.

16


Nhƣ vậy, từ kết quả nghiên cứu trên cho thấy, việc thủy phân sản
phẩm protein trích ly bởi các loại enzyme và điều kiện thủy phân khác
nhau đã giúp nâng cao hoạt tính sinh học của dịch protein. Tỷ lệ kết hợp
25%:75% của alcalase và flavourzyme cho hiệu quả quá trình thủy phân
cao. Chế độ thích hợp của quá trình thủy phân được xác định ở nhiệt độ
50°C và pH7 trong thời gian 6 giờ với việc sử dụng hỗn hợp enzyme có
hoạt tính 600 U/gprotein). Quá trình thủy phân thu hồi được 82,20% protein,
sản phẩm của quá trình thủy phân là dịch protein chất lượng cao nhờ có
đầy đủ thành phần acid amin thiết yếu, khối lượng phân tử sản phẩm thấp,
phân bố xung quanh 14,4 kDa và có hoạt tính sinh học cao. Sản phẩm dịch
thủy phân có nồng độ ức chế 50% hoạt tính enzyme chuyển hóa
angiotensin là 4,55 mgN/mL và nồng độ thu nhận 50% gốc tự do DPPH là
1,55 mgN/mL. Với hoạt tính sinh học và chất lượng dinh dưỡng cao, sản
phẩm thủy phân có tiềm năng ứng dụng trong phát triển các dạng sản phẩm
thực phẩm chức năng.
4.4 Chế biến surimi cá lóc và sử dụng transglutaminase trong sản xuất
chả cá lóc chiên ăn liền

4.4.1 Thành phần hóa lý cơ bản của paste cá lóc sau khi trích ly
Tỷ lệ thu hồi paste thịt cá sau quá trình trích ly khá cao
(70,76±1,59%), với độ ẩm là 78,47±0,31%, cao hơn so với thịt phi lê nên
hàm lượng protein của paste chỉ 16,75±0,49%, hàm lượng lipid trong paste
thịt cá cũng thấp (2,02±0,13%). Ngoài ra, do pH và khả năng giữ nước cao
tương ứng pH6,83±0,06 và 70,89±0,87%, paste thịt cá thích hợp được sử
dụng trong chế biến surimi và sản phẩm từ surimi.
4.4.2 Ảnh hƣởng của hợp chất chống đông (HCCĐ, sucrose và sorbitol
tỷ lệ 1:1) và sodium tripolyphosphate đến chất lƣợng surimi cá lóc
lạnh đông
Trong công nghệ chế biến surimi lạnh đông, hợp chất chống đông và
sodium tripolyphosphate có vai trò chính trong việc giúp duy trì chất lượng
sản phẩm thông qua việc bảo vệ cấu trúc, chức năng protein. Kết quả
nghiên cứu cho thấy, việc bổ sung 3% hợp chất chống đông và 0,2%
sodium tripolyphosphate là phù hợp trong chế biến surimi cá lóc lạnh đông.
Với tỷ lệ bổ sung này đã giúp sản phẩm chả chế biến từ surimi cá lóc lạnh
đông có khả năng giữ nước, độ bền gel và độ trắng được cải thiện tương
ứng với các giá trị đạt 93,2±0,69%; 4,40±0,11 kgf x mm; 43,50±0,58.
4.4.3 Khả năng bảo quản lạnh đông của surimi cá lóc
Surimi cá lóc lạnh đông với tỷ lệ bổ sung 3% hợp chất chống đông và
0,2% sodium tripolyphosphate có thể được bảo quản trong điều kiện lạnh
đông (nhiệt độ -18±2C) đến 5 tháng mà vẫn duy trì được đặc tính hóa lý,

17


đặc biệt là độ bền gel và khả năng giữ nước. Đến tháng bảo quản thứ 5,
tổng nitơ bazơ bay hơi vẫn chỉ ở mức 15,86±0,56 mg/100g, độ bền gel và
khả năng giữ nước không khác biệt so với trước khi bảo quản tương ứng là
92,45±0,43% và 4,06±0,17 kgf x mm.

4.4.4 Tác động của enzyme transglutaminase và thời gian ủ đến đặc
tính gel của chả cá lóc
Transglutaminase đã được sử dụng rộng rãi để cải thiện đặc tính gel
của sản phẩm dạng gel protein bởi hiệu quả tạo liên kết bên trong và giữa
các protein. Trong kết quả nghiên cứu, sự kết hợp đồng thời giữa thời gian
ủ 4 giờ và tỷ lệ enzyme transglutaminase bổ sung 0,7% là điều kiện thích
hợp nhất trong chế biến sản phẩm chả từ surimi cá lóc lạnh đông. Kết quả
phân tích khối lượng phân tử cho thấy, tác động của transglutaminase đã
tạo liên kết các protein giúp hình thành protein có khối lượng phân tử
khoảng 70 kDa (Hình 4.4), nhờ đó tăng khả năng giữ nước và cải thiện độ
bền gel của sản phẩm lên tương ứng đạt 94,70±0,36% và 5,87±0,27 kgf x
mm, độ trắng của sản phẩm cũng được cải thiện ở mức 43,06±0,54.

Hình 4.4: Sự thay đổi khối lượng phân tử protein trong sản phẩm chả
dưới tác dụng của transglutaminase
(2- Protein chuẩn; 7- Chả từ phi lê; 8- Chả từ surimi; 9- Chả từ surimi có
transglutaminase)

Kết quả chụp SEM (Hình 4.5) cũng cho thấy, dưới tác động của
transglutaminase làm sản phẩm chả tạo thành có cấu trúc bề mặt đồng đều,
sự phân bố của các hố nước cũng ít hơn so với sản phẩm chả từ thịt phi lê
và surimi khi không có tác động của transglutaminase. Chính nhờ vậy mà
đặc tính gel của sản phẩm chả từ surimi có tác động hỗ trợ của
transglutaminase nổi bật hơn so với hai sản phẩm còn lại.

18


A


B

C

Hình 4.5: Cấu trúc chụp SEM của chả cá lóc làm từ 3 loại nguyên liệu
(A - Thịt phi lê; B – Surimi; C – Surimi + 0,7% transglutaminase, ủ 4 giờ)

Kết quả phân tích thành phần chính (Hình 4.6) cho thấy, các thuộc
tính cảm quan tạo nên chất lượng của sản phẩm chả từ surimi cá lóc lạnh
đông có tác động hỗ trợ của transglutaminase chủ yếu là các thuộc tính về
cấu trúc gel: giòn, dai, thịt trắng và đàn hồi.

Hình 4.6: Sự phân bố các thuộc tính cảm quan theo thành phần chính thứ 1
và thành phần chính thứ 2
Phi lê

Màu sắc

Surimi
Surimi + Transglutaminase
Cấu trúc
5
4
3
2
1
Mùi
0

Vị


Hình 4.7: Đồ thị biểu hiện thị hiếu người tiêu dùng về 4 chỉ tiêu cảm quan
của 3 sản phẩm chả

19


Tần suất xuất hiện

25
Phi lê

Surimi

Surimi + Transglutaminase

20
15
10
5
0
1

2

3
4
5
6
7

8
9
Điểm theo thang Hedonic 9 bậc
Hình 4.8: Tần suất xuất hiện các điểm ưa thích của 3 sản phẩm chả
theo thang Hedonic 9 bậc

Việc phân tích cảm quan cũng đã giúp khẳng định, sản phẩm chả từ
surimi cá lóc lạnh đông có sự hỗ trợ của transglutaminase có giá trị cảm
quan tốt và đạt được thị hiếu tiêu dùng cao hơn (Hình 4.7 và Hình 4.8).
4.4.5 Ảnh hƣởng của chế độ xử lý nhiệt sơ bộ đến sự thay đổi đặc tính
gel của sản phẩm chả cá lóc chiên
Trong quá trình chế biến các sản phẩm chả, công đoạn xử lý nhiệt sơ
bộ giúp hình thành hệ gel protein là một trong những công đoạn quan trọng
không thể thiếu, nó có ý nghĩa quyết định đối với giá trị cảm quan cũng
như chất lượng của sản phẩm. Kết quả khảo sát cho thấy chế độ thích hợp
trong xử lý nhiệt sơ bộ sản phẩm chả từ surimi cá lóc lạnh đông là 55°C
trong 40 phút. Tại chế độ này, sản phẩm chả cá lóc chiên có khả năng giữ
nước và độ bền gel tốt nhất tương ứng đạt 95,54±0,36% và 6,07±0,11 kgf x
mm, đồng thời độ ẩm sản phẩm cũng được duy trì (73,73±0,58%).
4.4.6 Ảnh hƣởng của chế độ chiên làm chín đến chất lƣợng chả từ
surimi cá lóc
Trong quy trình chế biến chả cá, chiên là công đoạn gia nhiệt giúp
tăng cấu trúc vững chắc, cũng như tạo màu sắc, mùi vị đặc trưng cho sản
phẩm từ đó sẽ làm cho sản phẩm đạt chất lượng tốt hơn. Thực hiện việc
chiên ngập trong dầu ở 175C với thời gian 2,5 phút là thông số thích hợp
giúp sản phẩm chả cá lóc có các đặc tính gel tốt (74,60±0,53% ẩm, khả
năng giữ nước 95,40±0,61% và độ bền gel 6,21±0,11 kgf x mm), mật số vi
sinh được kiểm soát an toàn (< 101 CFU/g) và chất lượng được đảm bảo
với mức độ hấp thu dầu thấp (3,08±0,06%).
4.4.7 Ảnh hƣởng của nhiệt độ bảo quản đến sự duy trì phẩm chất của

chả cá lóc
Sản phẩm chả chiên được chế biến từ surimi cá lóc lạnh đông có thể
duy trì đặc tính gel (độ bền gel, khả năng giữ nước) và an toàn đến 2 tuần
bảo quản lạnh (4±2°C) và 12 tuần trữ đông (-18±2°C).

20


Từ các kết quả trên có thể thu đƣợc các kết luận nhƣ sau: paste
thịt cá sau trích ly giàu hàm lượng protein sợi cơ được ứng dụng trong chế
biến surimi và sản phẩm từ surimi là chả các lóc chiên. Surimi được phối
trộn với 3% hợp chất chống đông (1,5% sucrose và 1,5% sorbitol) có khả
năng duy trì đặc tính của protein trong thời gian 5 tháng trong điều kiện trữ
đông. Việc ứng dụng enzyme transglutaminase 0,28 U/g surimi kết hợp
thời gian ủ 4 giờ đã xúc tác hình thành được các peptide có khối lượng
phân tử khoảng 70 kDa mang đến hiệu quả cao trong cải thiện chất lượng
và cảm quan sản phẩm chả từ surimi cá lóc lạnh đông. Chế độ xử lý nhiệt
sơ bộ và chế độ làm chín thích hợp cũng đã được xác định. Việc xử lý nhiệt
sơ bộ để tạo gel ở nhiệt độ 55°C trong 40 phút và làm chín bằng cách chiên
ở 175°C trong 2,5 phút cho sản phẩm có chất lượng tốt và đảm bảo an toàn
về vi sinh. Sản phẩm chả cá lóc chiên được chế biến từ surimi cá lóc lạnh
đông có thể duy trì chất lượng và an toàn đến 2 tuần bảo quản lạnh (4±2°C)
và 12 tuần trữ đông (-18±2°C).
4.5 Thu hồi protein từ phụ phẩm cá lóc bằng phƣơng pháp sử dụng vi
sinh vật
4.5.1 Ảnh hƣởng tỷ lệ muối bổ sung đến hiệu quả thủy phân thu hồi
protein từ phụ phẩm cá lóc nuôi
Việc bổ sung muối với tỷ lệ 7% mang đến hiệu quả cao trong thu hồi
protein từ phụ phẩm cá lóc bằng chế phẩm Bacillus subtilis. Ở tỷ lệ bổ
sung này giúp hiệu suất thu hồi protein cao (40,92±0,67%) đồng thời chất

lượng protein cũng được kiểm soát với hàm lượng nitơ amin cao
(18,91±0,21%) và nitơ amoniac thấp (4,67±0,31%).
4.5.2 Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả thuỷ phân thu hồi protein từ
phụ phẩm cá lóc nuôi
Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc điều chỉnh pH có ảnh hưởng lớn
đến sự hoạt động của Bacillus subtilis cũng như hiệu quả quá trình thu
nhận protein, đồng thời pH7 là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của
Bacillus subtilis. Ở điều kiện pH7, hiệu suất thu hồi protein và hàm lượng
nitơ amin cao, lần lượt là 44,55±1,04% và 19,39±0,30%. Tại điều kiện pH
này, hàm lượng nitơ amoniac được kiểm soát ở mức thấp nhất
(4,30±0,09%).
4.5.3 Ảnh hƣởng của tỷ lệ chế phẩm vi khuẩn Bacillus subtilis bổ sung
và thời gian ủ đến hiệu quả thủy phân thu hồi protein
Tỷ lệ vi khuẩn bổ sung và thời gian ủ là yếu tố có tác động chính đến
việc thu hồi protein từ phụ phẩm cá lóc nuôi bằng chế phẩm Bacillus
subtilis đạt hiệu quả cao. Kết quả nghiên cứu cũng đã giúp xác định được
tỷ lệ bổ sung 2% chế phẩm Bacillus subtilis và ủ 30 ngày giúp hiệu suất thu
hồi cao (52,65±1,72%). Chất lượng protein cũng được kiểm soát với hàm

21


lượng nitơ amin cao và hàm lượng nitơ amoniac thấp tương ứng
20,25±0,38% và 4,41±0,12%.
4.5.4 Tối ƣu hóa các điều kiện thủy phân phụ phẩm cá lóc nuôi bằng
chế phẩm Bacillus subtilis
Trên cơ sở kết quả tác động riêng lẻ của từng yếu tố, để tối ưu tương
tác các yếu tố giúp điều kiện thủy phân đạt mục tiêu về hiệu suất thu hồi
protein (Y4), hàm lượng đạm amin (Y5) và hàm lượng đạm amoniac (Y6),
việc tối ưu hóa đa đáp ứng sử dụng mô hình Box-Behnken đã được tiến

hành. Kết quả khảo sát cho thấy, cả 3 hàm mục tiêu về hiệu suất thu hồi
protein, hàm lượng đạm amin và hàm lượng đạm amoniac đều chịu sự
tương tác có ý nghĩa của 4 yếu tố khảo sát. Phương trình hồi quy biểu diễn
sự tương quan giữa pH, tỷ lệ muối bổ sung, tỷ lệ vi khuẩn bổ sung và thời
gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi protein, hàm lượng đạm amin, hàm
lượng đạm amoniac được thể hiện như sau:
Y4 = -269,13 + 0,17X3 + 11,72X4 - 33,54X5 + 20,15X6 - 1,28X32 2,22X3X4 + 2,88X3X5+ 1,00X3X6 + 0,53X42 - 3,47X4X5 + 0,09X4X6 +
2,97X52 + 1,11X5X6 - 0,50X62 R2 = 98,04%; R2điều chỉnh = 97,55%;
Y5 = 9,44 - 10,22X3 + 3,29X4 + 28,65X5 + 0,48X6 + 0,46X32 +
0,62X3X4 - 1,55X3X5 + 0,07X3X6 - 0,47X42 + 1,37X4X5 - 0,10X4X6 3,33X52 - 0,37X5X6 + 0,004X62 R2 = 97,51%; R2điều chỉnh = 96,88%;
Y6 = 21,50 - 6,09X3 - 1,60X4 - 0,88X5 + 0,66X6 + 1,09X32 - 0,18X3X4
- 0,80X3X5 - 0,01X3X6 + 0,26X42 + 0,12X4X5 - 0,04X4X6 + 3,33X52 0,35X5X6 + 0,03X62
R2 = 95,09%; R2điều chỉnh = 93,86%;
Các hệ số tương quan khá cao đã chứng tỏ các phương trình xây dựng
đã phản ánh số liệu thực nghiệm với độ tương thích cao ở độ tin cậy 95%.
Cụ thể, phương trình có thể giải thích được sự biến động của hiệu suất thu
hồi protein, hàm lượng đạm amin và hàm lượng đạm amoniac tương ứng
đến 98,04%, 97,51% và 95,09%. Thêm vào đó, việc kiểm định sự thiếu
phù hợp của các phương trình đều có giá trị P>0,05 đã chứng tỏ mô hình
lựa chọn là phù hợp với dữ liệu thực nghiệm. Kết quả tối ưu hóa đa đáp
ứng thể hiện ở Bảng 4.5 với giá trị mong muốn đạt 83,54%.
Bảng 4.5: Kết quả tối ưu hóa đa đáp ứng trong thủy phân thu hồi protein
từ phụ phẩm cá lóc nuôi
Chế độ
Chế độ Y4max,
Y5max,
Y6min,
Nhân tố
tối ưu
%

%
%
Thấp
Cao
pH
6
8
6,72
Tỷ lệ muối, %
5
9
7,74
57,68
22,53
3,71
Tỷ lệ vi sinh, %
1,5
2,5
2,5
Thời gian, ngày
25
35
28,89

22