1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Việt Nam là một trong số ít quốc gia có nhiều lợi thế về tài nguyên biển. Nằm ở phía tây Biển Đông, Việt Nam có 28 tỉnh, thành có biển, tổng chiều dài bờ biển hơn 3.260 km với hơn 1 triệu km2.Trữ lượng cá toàn vùng biển Việt Nam ước tính khoảng 4,2 triệu tấn, với ngưỡng khai thác bền vững 1,4 – 1,7 triệu tấn/năm. Chính vì vậy chế biến thuỷ sản xuất khẩu được coi là ngành kinh tế mũi nhọn với kim ngạch xuất khẩu đạt 4 tỷ USD năm 2010. Cũng như trên thế giới, sản lượng cá đánh bắt ngày càng sụt giảm trong khi nuôi thuỷ sản nước ngọt ở Việt nam phát triển mạnh khắp các vùng trong cả nước, hình thức nuôi đa dạng như nuôi trong ao hồ nhỏ, nuôi trong lồng bè trên sông, hồ chứa, nuôi luân xen canh thuỷ sản - lúa… với diện tích mặt nước trên 1,7 triệu hecta và tổng sản lượng ước tính khoảng 900.000 tấn. Ngoài cá Tra và cá Basa được chế biến xuất khẩu thì phần lớn cá nước ngọt được bán ra thị trường dưới dạng tươi nguyên con nên sản phẩm có giá trị gia tăng thấp Surimi là thịt cá được tách xương, rửa sạch, nghiền nhỏ, không có mùi vị và có màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là một chế phẩm bán thành phẩm để từ đó tạo ra các sản phẩm mô phỏng có giá trị kinh tế cao. Trong những năm gần đây, nguồn nguyên liệu cá biển cho sản xuất surimi suy giảm, nuôi trồng thủy sản phát triển và đa dạng nên cá nước ngọt được chú ý với mục đích làm nguồn nguyên liệu thay thế. Một số nghiên cứu trên thế giới đã đánh giá khả năng tạo gel và chất lượng cảm quan của surimi cá nước ngọt cho thấy đặc tính của cơ thịt cá nước ngọt khác với cá biển, khả năng tạo gel trung bình và đặc tính protein dễ bị thay đổi trong quá trình bảo quản lạnh đông và chế biến. Chính vì vậy việc sử dụng cá nước ngọt làm nguyên liệu sản xuất surimi vẫn còn hạn chế. Vì những lý do trên chúng tôi chọn đề tài : « Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá trong quá trình sản xuất surimi và các sản phẩm từ surimi cá nước ngọt» cho luận án tiến sỹ. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát : Nâng cao giá trị gia tăng của cá nước ngọt Mục tiêu cụ thể : - Xây dựng quy trình sản xuất surimi từ cá nước ngọt - Nâng cao chất lượng cảm quan các sản phẩm surimi của cá nước ngọt thông qua việc xác định sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá để từ đó tạo các sản phẩm mô phỏng từ surimi 3. Nội dung nghiên cứu - Khảo sát lựa chọn nguyên liệu sản xuất surimi từ cá nước ngọt - Xác đinh quá trình rửa thịt cá trong sản xuất surimi 2 - Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc protein của surimi - Nghiên cứu một số yếu tố để nâng cao khả năng tạo gel của surimi - Nghiên cứu ứng dụng sản xuất các sản phẩm chả mực, chả tôm và xúc xích từ surimi cá nước ngọt 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 4.1. Ý nghĩa khoa học: - Bằng thực nghiệm đã chứng minh được rằng khi protein cá mè và cá rô phi biến tính tạo gel thì tính chất cảm quan của chúng thay đổi theo chiều hướng tích cực đối với người tiêu dùng - Từ những kết quả nêu trên, mở ra phương pháp luận về khả năng định hướng, đa dạng hóa mặt hàng thực phẩm từ surimi cá mè và cá rô phi. 4.1.2. Ý nghĩa thực tiễn : - Việc sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng từ surimi cá mè và cá rô phi sẽ đảm bảo tính ổn định cho nguồn nguyên liệu sản xuất surimi, thúc đẩy việc nuôi cá nước ngọt với quy mô lớn, đồng thời cơ cấu lại thành phần và định hướng lại phương hướng phát triển ngư nghiệp, tạo công ăn việc làm ổn định, thay đổi kinh tế nông thôn đặc biệt vùng nuôi trồng thuỷ sản miền Bắc. - Với kết quả nghiên cứu sự biến đổi cấu trúc của surimi trong quá trình gia nhiệt đã xác đinh sự biến tính protein và các liên kết hình thành trong qúa trình tạo gel của surimi. Từ đó cải thiện đặc tính protein tạo sản phẩm sản phẩm mô phỏng từ surimi không những làm phong phú thêm các sản phẩm thực phẩm đáp ứng yêu cầu đa dạng hóa sản phẩm mà còn nâng cao giá trị gia tăng cho cá nước ngọt ở Việt nam - Các kết quả đề tài có thể dùng làm tại liệu tham khảo cho giảng dạy, nghiên cứu khoa học và cho sản xuất. 5. Những điểm mới của luận án - Là công trình đầu tiên ở Việt nam nghiên cứu về sự biến đổi cấu trúc protein của surimi cá mè và cá rô phi. Từ kết quả nghiên cứu đã minh chứng được sự biến đổi cấu trúc protein dưới tác động của nhiệt độ và ảnh hưởng của enzym nội tại trong quá trình chế biến các sản phẩm từ surimi cá mè và cá rô phi - Là công trình nghiên cứu một cách hoàn thiện từ cơ bản đến sản xuất công nghiệp, đăng ký tiêu chuẩn quốc gia và công bố hợp chuẩn. CHƯƠNG I. TỔNG QUAN Surimi là thịt cá đã tách xương, rửa sạch, hầu như không có mùi, ít mỡ, có màu trắng. Protein của bán thành phẩm này có khả năng tạo gel tốt. Nhờ đó mà surimi có khả năng đông kết cao. Do sự sụt giảm nguồn nguyên liệu cá biển nên trong những năm gần đây (2012-2013) sản lượng surimi ở các nước như Mỹ, Nhật, Hàn quốc giảm trong 3 khi nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm mô phỏng từ surimi ngày càng cao nên đã có các nghiên cứu sử dụng cá nước ngọt để thay thế cá biển làm nguyên liệu sản xuất surimi. Các nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng của surimi cá nước ngọt như sử dụng chitosan để làm tăng đô bền chắc gel của chép và cải thiện độ trắng, khả năng giữ nước của cá trê phi. Bổ sung chất kìm hãm protease và Transglutaminase để tăng khả năng tạo gel surimi cá rô phi hoặc thay đổi các thông số để loại bỏ protein chất cơ nhằm cải thiện màu sắc và khả năng tạo gel trong chế biến cá chép, cá trôi Ân độ. Việt nam là một trong những nước đứng đầu trong sản xuất surimi với 50 cơ sở sản xuất và sản lượng surimi 100.000-140.000 tấn trong năm 2010-2012. Tuy nhiên do không kiểm soát được mùa đánh bắt, công nghệ đánh bắt, kích thước cá, và sự sụt giảm loài cá nên nhiều nhà máy sản xuất surimi ở Việt nam đã tận dụng các loài cá tạp như cá bánh đường, cá sẫm màu sản xuất surimi hỗn hợp có chất lượng thấp và trung bình. Những năm gần đây, các nhà công nghệ thực phẩm đã và đang tập trung nghiên cứu chế biến surimi và các sản phẩm mô phỏng gốc surimi từ các nguồn nguyên liệu cá khác nhau. CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu +Cá mè trắng Việt Nam (Hypophthalmichthys Harmandi) có khối lượng 1.5 – 2.5 kg, chiều dài 40 – 55 cm. Cá rô phi (Oreochromis niloticus )có khối lượng từ 300-500g. Cá trôi ( Cirrhinus molitorella) có kích thước từ 500g- 800g. Cá chim trắng nước ngọt ( Colossoma brachypomum) có khối lượng 1200-1500g và cá trê phi đen (Clarias focus) có khối lượng 900-1200g Mỗi loài cá được thu mua tại đầm Việt trì – Hà nội. Sau khi thu mua, cá được làm chết ngay và được ướp đá và vận chuyển đến phòng thí nghiệm đảm bảo cá tươi. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp vật lý Xác định độ trắng bằng máy đo màu Minolta Chroma Meter DP 301 (L*, a*, b * ). Độ trắng được tính theo công thức W= L* - 3b*. Đo độ bền chắc gel bằng máy đo cấu trúc TA.XT.plus Xác định vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM): Mẫu trước khi quét được làm khô bằng cồn, được phủ vàng và quét ở độ phân giải từ 500 đến 10.000 lần Xác định cấu trúc protein bằng quang phổ kế hồng ngoại (Raman) với bức xạ kích thích tại bước sóng 612nm và quét từ bước sóng 400 đến 3500 cm -1 Phương pháp hóa sinh Xác định hàm lượng chất béo, protein, tro tổng, đo pH theo TCVN về thủy sản (2001) 4 Xác định hoạt tính thủy phân và mức độ kìm hãm protease bằng phương pháp xác định hàm lượng oligopeptide hòa tan trong TCA (µg Tyrosine/g surimi) Xác định nhóm sunfhydryl protein theo phương pháp Ellman sử dụng thuốc thử DTNB. Hàm lượng sunfhydryl protein được tính theo hệ số hấp thụ phân tử 13612.5 đơn vị đối với 2-nitro-5-tribenzoic acid ở cùng bước sóng Điện di trên gel polyacrylamide (SDS-PAGE): với gel polyacrylamide 3% và 10%. Sử dụng β-mercaptolethanol để phá vỡ liên kết cầu disunfua Phương pháp cảm quan: Đánh giá độ dẻo surimi bằng phương pháp thử uốn gập. Đánh giá chất lượng chả tôm, chả mực theo phương pháp thị hiếu Phương pháp công nghệ Surimi được chế biến theo qui trình: Nguyên liệu → Mổ rửa →Tách thịt →Rửa →Ép tách nước →Phối trộn với chất chống biến tính →Cấp đông →Bảo quản lạnh đông Nghiên cứu quá trình rửa: Sử dụng nước lạnh thường và hỗn hợp dung dịch muối kiềm (NaHCO 3 có nồng độ từ 0-0,3% và NaCl có nồng độ 0-0,25%) Phương pháp quy hoạch thực nghiệm: 3 yếu tố (nhiệt độ nước rửa, tỷ lệ thịt cá/nước, thời gian ngâm rửa) được thiết kế thí nghiệm với 3 lặp tâm theo phương pháp Box – Behnken CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Lựa chọn cá nước ngọt làm nguyên liệu sản xuất surimi Kết quả xác định tỷ lệ thịt cá và thành phần hóa học của 5 loài cá nước ngọt (bảng 3.1) cho thấy ngoài cá trê phi có thịt cá sẫm màu và pH không thích hợp cho quá trình tạo gel thì 4 loại cá còn lại đều phù hợp làm nguyên liệu cho sản xuất surimi. Theo khảo sát thống kê của FAO năm 2010, sản lượng cá rô phi ước tính 50.000 tấn /năm và cá mè 40.000 tấn/năm do đó cá mè và cá rô phi là 2 loài cá có triển vọng làm nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất surimi Bảng 3.1. Tỷ lệ thịt cá và 5 thành phần hóa học của một số loại cá nước ngọt TT Thành phần Tỷ lệ (%) Cá rô phi Cá chim trắng Cá trê phi Cá mè Cá trôi 1 Thịt cá 43,14 34,78 44,26 32,54 38,27 2 Hàm lượng nước 78,23±0,1 75,02±0,2 79,7±0,1 78,41±0,1 78,85±0,3 3 Protein 19,49±0,7 18,72±0,4 17,5±0,3 16,5±0,7 19,48±0,7 4 Tro tổng 1,40±0,1 1,50±0,1 1,60±0,19 1,50±0,23 1,40±0,1 5 5 Lipit 0,82±0,19 3,80± 0,67 3,20±0,3 2,80±0,04 0,71±0,1 6 pH 6,5±0,1 6,6±0,04 5,5±0,1 6,5±0,07 6,5±0,04 7 Độ trắng 39,49±2,57 34,70±1,99 27,67±0,7 45,34±1,31 44,56±4,37 Dựa trên đặc tính và thành phần hóa học của thịt cá và sản lượng nuôi trồng, cá rô phi và cá mè được chọn làm nguyên liệu cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2. Nghiên cứu quá trình rửa trong qui trình sản xuất surimi từ cá nước ngọt Rửa là bước quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng surimi. Quá trình rửa không chỉ loại bỏ chất béo và các thành phần không mong muốn như protein chất cơ, máu và các hợp chất nitơ khác để cải thiện màu sắc, mùi của sản phẩm mà còn làm tăng nồng độ protein tơ cơ do đó làm tăng khả năng tạo gel và làm giảm sự biến tính protein trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.2. Kết quả bảng 3.2 cho thấy việc rửa bằng nước lạnh cho surimi có độ bền chắc gel vẫn thấp, hàm lượng chất béo vẫn cao và có mùi tanh. Khi cố định nồng độ NaCl 0,15% và nồng độ NaHCO 3 thay đổi từ 0-0,3% cho thấy hàm lượng protein còn lại trong surimi gần như không thay đổi nhiều (14,28-14,69%) khi nồng độ NaHCO 3 tăng. Nồng độ NaHCO 3 ít ảnh hưởng đến khả năng hòa tan protein chất cơ khi có mặt NaCl 0,15%. Khả năng tạo gel thể hiện độ bền chắc gel và độ dẻo tăng khi nồng độ NaHCO 3 tăng. Hiện tượng này là do NaHCO 3 loại bỏ được hầu hết chất béo mà có thể làm giảm khả năng tạo gel của surimi. Khi rửa bằng dung dịch muối kiềm với nồng độ NaCl 0,1 và 0,15% cho độ bền chắc gel tăng gấp 1,78 lần so với rửa đơn thuần bằng dung dịch kiềm NaHCO 3 0,2%. Tuy nhiên khi nồng độ muối cao trên 0,2%, một phần protein tơ cơ hòa tan trong dung dịch muối loãng dẫn đến tổn thất protein tơ cơ. Hệ lụy cuối cùng dẫn đến là độ bền chắc gel sau này sẽ giảm.  Dung dịch rửa NaHCO 3 0,2% và NaCl 0,15% được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo 6 Bảng3.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch rửa đến chất lượng của surimi cá mè Dung dịch ngâm rửa pH Độ ẩm (%) Protein (%) Lipit (%) Độ trắng (%) Mùi Độ uốn dẻo Độ bền chắc gel (g.cm) Không rửa (nguyên liệu) 6,5±1,44 78,41±1,17 16,50±0,82 2,27±0,17 44,56 Rất tanh D 76,92 a ±3,42 Nước thường 6,6±0,07 80,06±1,62 15,18±0,53 1,65±0,39 66,92± Tanh C 112,43 b ±2,14 NaCl 0,15% NaHCO 3 0% 7,0±0,17 80,37±1,44 14,47 ab ±0,18 1,56 a ±0,02 69,97 a ±1,65 Tanh A 141,30 c ±2,17 NaHCO 3 0,1% 6,8±0,22 79,56±1,34 14,79 a ±0,08 1,06 b ±0,03 73,16 a ±1,04 Tanh nhẹ A 189,10 d ±1,08 NaHCO 3 0,15% 6,8±0,37 79,83±0,82 14,35 a ±0,08 0,88 c ±0,02 77,27 b ±1,73 Tanh nhẹ A 205,16 de ±3,14 NaHCO 3 0,2% 7,0±0,29 79,87±0,10 14,28 b ±0,12 0,74 d ±0,04 82,00 c ±1,34 Hầu như không mùi AA 238,12 e ±3,14 NaHCO 3 0,25% 7,1±0,1 80,02±0,05 14,30 b ±0,08 0,67 de ±0,02 83,49 c ±1,78 Thoảng mùi xà phòng AA 247,20 e ±1,87 NaHCO 3 0,3% 7,1±0,05 80,05±0,18 14,28 b ±0,12 0,62 e ±0,02 83,13 c ±0,07 Thoảng mùi xà phòng AA 240,38 e ±1,92 NaHCO 3 0,2% NaCl 0% 6,6±0,12 80,06±1,62 14,9 a ±0,10 1,56 a ±0,05 76,41 a ±2,84 Tanh nhẹ A 135,54 a ±2,68 NaCl 0.1% 6,8±0,04 79,64±0,04 13,56 b ±0,49 1.09 c ±0.03 77,11 ab ±3,14 Hầu như không mùi AA 241,27 b ±3,14 NaCl 0.15% 7,0±0,29 79,87±0,10 14,40 c ±0,23 0.76 ab ±0.03 82,10 b ±1,10 Hầu như không mùi AA 240,12 b ±1,87 NaCl 0.2% 6,9±0,42 79,90±0,05 12,45 d ±0,82 0.71 a ±0.03 82,60 b ±1,10 Hầu như không mùi A 201,65 c ±1,64 NaCl 0.25% 6,8±0,59 80,09±0,22 12,03 e ±0,88 0.69 a ±0.02 82,52 b ±1,42 Hầu như không mùi A 212,09 c ±2,05 7 Tối ưu hóa quấ trình rửa Tiến hành nghiên cứu quá trình rửa với 3 yếu tố ảnh hưởng chính: thời gian (15-55 phút), nhiệt độ (2-10 0 C), tỷ lệ nước rửa/thịt cá (1/1 -6/1) với 3 hàm mục tiêu: Mức độ giảm hàm lượng protein (Y1), mức độ giảm hàm lượng lipit (Y2) và độ bền chắc gel (Y3). Kết quả thực nghiệm quá trình rửa surimi cá mè theo quy hoạch trực giao 3 yếu tố được cho trong bảng 3.3. Bảng 3.3. Các thí nghiệm tiến hành và kết quả STT A B C Mức độ giảm protein -Y 1 (%) Mức độ giảm lipit -Y 2 (%) Độ bền chắc gel - Y 3 (g.cm) 1 2 1 30 8.3 49.33 170.54 2 10 1 30 9.27 40.96 130.34 3 2 6 30 13.51 69.33 302.5 4 10 6 30 13.33 51.98 217.76 5 2 3.5 15 12.5 64.55 242.61 6 10 3.5 15 12.32 49.2 217.3 7 2 3.5 45 12.24 68.51 209.54 8 10 3.5 45 13.21 57.98 131.84 9 6 1 15 9.03 47.13 169.23 10 6 6 15 14.36 66.19 320.72 11 6 1 45 9.57 56.4 170.23 12 6 6 45 13.47 69.16 215.16 13 6 3.5 30 12.72 69.04 345 14 6 3.5 30 12.54 68.28 329.73 15 6 3.5 30 13.15 68.48 317.76 Chuẩn F của ba mô hình lần lượt bằng 90,02 (Y 1 ), 1782,799 (Y 2 ) và 79,85165(Y 3 ) cho thấy ba mô hình hoàn toàn có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 99,99% ( p<0,0001). Thêm vào hệ số tương quan bội (R 2 ) của 3 mô hình lần lượt bằng 0,9939, 0,9997 và 0,9931. Quá trình rửa thịt cá trong sản xuất surimi cần tiến hành sao cho thu được surimi có mức độ giảm hàm lượng protein thấp, mức độ giảm hàm lượng lipit cao và độ bền chắc gel cao. Kết quả tối ưu hóa theo phương pháp hàm mong đợi bằng phần mềm Design- Expert 7.1 như sau: Nhiệt độ 5 0 C, tỷ lệ 3,5/1 và thời gian 27,32 phút. Khi đó mức độ giảm hàm lượng protein đạt 12,77%, mức độ giảm hàm lượng lipit 69,33% và độ bền chắc gel đạt 336,67g.cm.Với điều kiện tối ưu này mục tiêu chung đạt 82,52% Kết quả kiểm tra thực nghiệm cho thấy mức độ giảm hàm lượng protein đạt 12,68%, mức độ giảm hàm lượng lipit 69,04% và độ bền chắc gel đạt 348,24g.cm. Vậykết quả tối ưu bằng mô hình hoàn toàn tương thích với kết quả kiểm tra lại bằng thực nghiệm 8 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc của protein surimi cá nước ngọt 3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu trúc protein (protein structure) của suirmi cá rô phi Các mẫu gel của protein được chuẩn bị theo mục 2.2.2 và được gia nâng nhiệt từ nhiệt độ 10 0 C đến 30 0 C, 40 0 C, 50 0 C, 60 0 C và 70 0 C trong thời gian 30 phút để tâm sản phẩm đạt đến nhiệt độ trên sau đó được làm nguội và phân tích dao động các dải băng từ bước sóng 400-3500cm 1 bằng quang phổ kế hồng ngoại Raman. Kết quả phân tích các dao động tương ứng với các dải băng trong phổ Raman của surimi cá rô phi được thể hiện ở bảng 3.4 Bảng 3.4. Các dao động tương ứng với các dải băng chính trong phổ Raman của surimi cá rô phi Bước sóng tương ứng với dao động (cm -1 ) Bước sóng trong surimi cá rô phi Kiểu dao động 500-650 548, 576 Liên kết S-S 760 758 tryptophan 830-850 831,854 tyrosine 1225-1245 1230-1240 Sự biến đổi cấu trúc gấp nếp β 1280-1350 1290 Dao động bẻ cong C-H của axit amin kị nước 1440-1465 1452 Dao động uốn CH 2 và CH 3 trong axit amin mạch thẳng kị nước 1645-1685 1656, 1665, 1668 Sự biến đổi cấu trúc xoắn α sang gấp nếp β và cuộn xoắn ngẫu nhiên 2800-3000 2930 Dao động kéo căng đối xứng CH 3 trong phân tử axit amin kị nước 3000-3200 3061-3068 Dao động kéo căng C-H của axit amin vòng thơm 3200-3500 3266 Liên kết O-H của nước  Sự biến đổi liên kết cầu disunfit và cấu trúcprotein Các dải băng từ 500-650cm -1 thường tập trung liên kết disunfit. Kết quả phân tích phổ Raman trong vùng 400-1200cm -1 của gel surimi cá rô phi khi xử lý ở các nhiệt độ khác nhau cho thấy có sự xuất hiện dải băng gần 548-576 cm -1 ở nhiệt độ 30 0 C và 40 0 C cho sự liên kết cầu disunfit và hầu như không xuất hiện khi nhiệt độ tăng. 9 450 600 750 900 1050 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 70 0 C 60 0 C 50 0 C 40 0 C 30 0 C Surimi 576 548 Intensity Wave length (cm -1 ) 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 1449 1665 Amide I 70 0 C 60 0 C 50 0 C 40 0 C 30 0 C surimi Intensity Wave length (cm -1 ) Hình 3.1: Phổ Raman trong vùng 400-1100 cm -1 và 1200-1800cm -1 của surimi cá rô phi tại các điều kiện gia nhiệt khác nhau Các dải băng Raman hữu ích nhất cho việc xác định cấu trúc bậc 2 của protein là các dải amide I (1645-1685 cm -1 ).Dải băng amide I bao gồm nhiều băng gối lên nhau rơi vào khoảng 1658-1650, 1680-1665, và 1665-1660 cm -1 tương ứng với các cấu trúc xoắn , gấp nếp ß, và lõi xoắn ngẫu nhiên. Đối với các mẫu surimi, vùng amide I quan sát được tại 1656 cm -1 tương ứng với cấu trúc xoắn α. Sự dịch chuyển băng tần được quan sát thấy ở các mẫu khi được gia nhiệt. Hầu hết các mẫu khi gia nhiệt từ 30 đến 50 0 C, dải băng nằm trong khoảng 1661-1665 cm -1 , điều này có nghĩa đây là cấu trúc cuộn xoắn ngẫu nhiên. Ở vùng nhiệt độ 60-70 0 C, dải băng nằm trong khoảng 1668 tương ứng với cấu trúc gấp nếp . Như vậy cấu trúc bậc 2 của protein tơ cơ cá rô phi đã có sự thay đổi khi gia nhiệt. Khi gia nhiệt ở khoảng 30-50 0 C, cấu trúc xoắn α chuyển đổi sang cuộn xoắn ngẫu nhiên và khi nhiệt độ tăng lên 60-70 0 C thì cấu trúc xoắn α chuyển sang dạng gấp nếp .  Sự thay đổi tính kị nước của protein tơ cơ cá rô phi và sự tạo thành tương tác kị nước Môi trường phân tử cho biết thông tin cấu trúc bậc 4 của protein như tryptophan (544, 577, 760, 879, 1014, 1340, 1363, 1553, và 1582 cm -1 ), cặp đôi tyrosin (850 và 830 cm -1 ), và các mạch thẳng kỵ nước (các dao động uốn CH 2 và CH 3 , 1450 cm -1 ) trong phổ Raman thông tin về cấu trúc bậc 4 của protein. Nếu vòng tryptophan bị lặn hay hướng vào trong, môi trường kị nước được lộ ra và cường độ dải băng gần 760cm -1 giảm. Kết quả nghiên cứu gel surimi cá rô phi cho thấy không xuất hiện dải băng ở vùng 760cm -1 khi nhiệt độ ở 30 và 40 0 C. Sự xuất hiện dải băng ở bước sóng 758cm -1 khi nhiệt độ tăng lên 50 0 C cho thấy môi trường kị nước xuất hiện trong chuỗi protein 10  Tỷ số cường độ của cặp đôi pic gần 850 cm -1 và 830 cm -1 là dải tần của các đơn phân tử tyrosine. Kết quả tỷ số cường độ cặp đôi pic của dải băng ở bước sóng 853 và 826cm -1 được thể hiện ở hình 3.2. Kết quả hình 3.2 cho thấy tỷ lệ cặp đôi tyrosin của protein cá rô phi nằm trong vùng từ 0,992 đến 1,099. Điều này cho thấy rằng ở đây có sự hình thành liên kết hydro yếu. Khi tăng nhiệt độ, tỷ số cường độ cặp đôi tyrosin (I 853/ 825 ) trong quá trình tạo gel của protein tơ cơ cá rô phi giảm dần do đó làm tăng khả năng các đơn phân tử tyrosine bị lặn hoặc hướng vào trong trong môi trường kỵ nước khi làm biến tính protein. 2600 2700 2800 2900 3000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 2872 2930 70 0 C 60 0 C 50 0 C 40 0 C 30 0 C Surimi Intensity Wave length (cm -1 ) Hình 3.2: Tỷ lệ cường độ của cặp đôi tyrosin và dải raman trong 2600-3050 cm -1 của protein tơ cơ cá rô phi khi được gia nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau. Kiểu dao động kéo căng và bẻ cong của C-H trong các đơn phân tử axit amin kị nước xảy ra ở các dải tần tương ứng 2800-3000 cm -1 , và các dao động này cho biết các thay đổi xung quanh các axit amin kị nước và sự hình thành tương tác kị nước. Ở surimi nguyên liệu, cường độ dải băng này là ở bước sóng 2930. Các dải băng này có xu thế chuyển dịch sang bước sóng cao hơn khi tăng nhiệt độ từ 30 0 C đến 70 0 C. Tuy nhiên mức độ chuyển dịch từ bước sóng 2930 sang bước sóng 2932cm -1 là rất ít. Cường độ của dải băng này giảm khi gia nhiệt từ 30-50 0 C, khi nhiệt độ tăng trên 60 0 C thì cường độ của dải băng lại tăng. Sự thay đổi các dải băng ở nhiệt độ 60-70 0 C ở các bước sóng trên là do sự tạo thành tương tác kị nước của chuỗi axit amin kị nước  Dao động kéo căng của C-H trong vùng 2800-3400cm -1 Các axit amin, peptit và protein kị nước có các dải băng tần dao động kéo căng C–H nằm trong khoảng 2800–3400 cm -1 . Kết quả sự biến đổi dao động của C-H trong vùng 2800-3500 được thể hiện ở hình 3.3 0.920 0.960 1.000 1.040 1.080 1.120 Tỷ lệ cường độ Raman Nhiệt độ ( 0 C) Tỷ lệ I853/I826 [...]... LUẬN 1 Trong số 5 loài cá nước ngọt khảo sát, cá rô phi và cá mè có đặc tính và năng suất phù hợp với sản xuất surimi với hàm lượng protein (19,49% và 16,5%), chất béo (0,82% và 2,8%), độ trắng (39,49% và 45,34%), tỷ lệ thịt cá (43,14% và 34,54%) và pH 6,5 tương ứng với cá rô phi và cá mè 2 Đã xác đinh được quá trình rửa thịt cá trong sản xuất surimi cá nươc ngọt với dung dịch rửa NaHCO3 0,2% và NaCl... 50-600C, cấu trúc gel của surimi cá rô phi và cá mè bị phá vỡ thể hiện độ bền chắc gel giảm mạnh và độ dẻo đạt D Điều này có thể do các enzym protease có trong thịt cá phân hủy protein tơ cơ đặc biệt myosin 3.4 Nghiên cứu một số yếu tố nhằm nâng cao khả năng tạo gel của surimi cá nước ngọt 3.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ muối Surimi sau khi băm nhuyễn, phối trộn với NaCl với nồng độ từ 0-3% được định hình và. .. lần so với surimi cá mè 3.5.2 Nghiên cứu giải pháp kìm hãm quá trình tự thủy phân protein của surimi cá mè 3.5.2.1 Nghiên cứu quá trình tự thủy phân protein của surimi cá mè Hoạt tính thủy phân của thịt cá xay và surimi cá mè ảnh hưởng bởi nhiệt độ và pH Mối tương quan giữa hai đại lượng đã được tiến hành nghiên cứu Kết quả khảo sát được thể hiện ở hình 3.13 80 Hoạt tính enzym (µg tyrosin/g protein/ h)... thích chung của chả mực và chả tôm từ surimi cá nước ngọt Sản phẩm nghiên cứu là chả mực từ surimi cá mè được đánh giá tương đối tốt so với các sản phẩm còn lại và nằm trong miền ưa thích của người tiêu dùng (>5 điểm) tuy nhiên khi sử dụng kiểm định Tukey để so sánh với những sản phẩm thương mại còn lại, điểm thị hiếu của chả mực từ surimi không khác biệt so với chả mực Hòn Gai và Hạ Long và chả tôm... mùi từ 7 đến 8 từ 5 đến 6 AA A B 350 330 300 Từ trắng đến trắng ngà Mùi đặc trưng của sản phẩm surimi, không có mùi lạ Điểm cảm quan 3.6.2 Sản xuất chả mực và chả tôm từ surimi cá nước ngọt Chả mực và chả tôm từ surimi cá nước ngọt được sản xuất tại công ty seaprodex chi nhánh Hải phòng theo qui trình sau: Surimi đông lạnh (70%) →Xay →Băm nhuyễn phối trộn →Trộn với đầu mực đã được làm sạch và chần (30%)... 3.4.3 Ảnh hưởng của cystein đến khả năng tạo gel của surimi cá rô phi Để nghiên cứu ảnh hưởng của cystein đến khả năng tạo gel của protein cá rô phi, tiến hành băm nhuyễn phối trộn surimi với cystein với nồng độ 0, 2, 4µmol/g, được định hình và ủ ở 350C và 400C trong thời gian 0, 30, 60, 120min sau đó gia nhiệt ở 900C trong thời gian 15 phút 4.3.1 .Ảnh hưởng của cystein đến độ bền chắc gel của surimi cá. .. hãm, (S+EW): Surimi bổ sung 2% bột lòng trắng trứng, (EW): Lòng trắng trứng, (S+WPC): Surimi bổ sung 4% bột whey; (WPC): Bột đạm whey 3.6 Ứng dụng sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng từ surimi cá nước ngọt 3.6.1 Sản xuất surimi cá nước ngọt Surimi cá rô phi và cá mè được sản xuất ở qui mô công nghiệp tại Công ty TNHH Việt Trường cho chất lượng hảo hạng theo TCVN 8682:2011 (bảng 3.8) và đã được chứng... tăng độ bền chắc gel của surimi cá rô phi 3.5 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của surimi cá mè 3.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thiết lập đến cấu trúc gel của surimi cá mè Tiến hành thiết lập gel surimi cá mè ở nhiệt độ từ 300C đến 400C trong thời gian từ 30 phút đến 120 phút Kết quả độ bền chắc gel của surimi cá mè được thể hiện ở hình 3.10 17 Độ bền chắc gel (g.cm) Độ bền... bằng các liên kết cầu disunfit ( ở vùng nhiệt độ 30-400C), tương tác kị nước ( 60-700C) Quá trình tiếp theo là sự đông tụ trong do các phân tử protein bị biến tính tự xắp xếp lại và tương tác với nhau tại các điểm đặc hiệu tạo thành mạng lưới không gian ba chiều Như vậy sự biến tính và duỗi mạch của protein là cần thiết cho sự tạo thành mạng lưới gel của protein tơ cơ của surimi cá rô phi và cá mè... Hình 3.7 : Ảnh chụp vi cấu trúc của gel suwari và kamaboko cá rô phi ở các nhiệt đ và thời gian khác nhau Độ phóng đại 7,500 lần, bar=1µm Cấu trúc ba chiều của gel kamaboko ở tất cả các mẫu đều có hình ảnh dày đặc, không rỗng và nhẵn trong khi cấu trúc của suwari lỏng lẻo hơn Khi nhiệt độ tăng cấu trúc mạng lưới gel của cả suwari và kamaboko trở nên mịn và đặc hơn tương ứng với độ bền chắc gel của kamaboko . rửa thịt cá trong sản xuất surimi 2 - Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc protein của surimi - Nghiên cứu một số yếu tố để nâng cao khả năng tạo gel của surimi - Nghiên. 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc của protein surimi cá nước ngọt 3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu trúc protein (protein structure) của suirmi cá rô phi Các mẫu gel của. nam nghiên cứu về sự biến đổi cấu trúc protein của surimi cá mè và cá rô phi. Từ kết quả nghiên cứu đã minh chứng được sự biến đổi cấu trúc protein dưới tác động của nhiệt độ và ảnh hưởng của