CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu chung về cá tra Cá tra, còn gọi là Pangasius hypophthalmus, là một loại cá da trơn, theo các nhà sinh học biển (ichthyologists) cá tra thuộc họ Pangasiidae (Thuy & Lam, 2015). Đây là loài cá ăn ta ̣p với các loa ̣i thức ăn như thực vật (mảnh vu ̣n của rau hoặc trái cây), động vật giáp xác và cá nhỏ.
Cá tra trưởng thành có tro ̣ng lươ ̣ng và chiề u dài tố i thiể u là 4kg và 54cm (N So, GE Maes và FAM Volckaert, 2006). Thành phần hoá học ít nhiều có ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng, mùi vị, giá trị của thực phẩm cũng như quyết định quy trình sản xuất thực phẩm. Sự đa dạng sinh học của cá tra và hàm lượng giá trị dinh dưỡng cao (protein chiếm 16.5%) (Trầ n Minh Phú, Trầ n Thủy Tiên, Nguyễn Lê Anh Đào, Trầ n Thi ̣ Thanh Hiề n, 2014) đã cho thấy tiềm năng của cá tra trở thành loại thực phẩm chất lượng cao. Việc nuôi trồng cá tra ở Việt Nam rất phổ biến và mang lại giá trị kinh tế lớn cho nông dân đặc biệt ở vùng đồng bằng sông Cửu Long.
Trong những năm gần đây, sản lượng cá da trơn ở Việt Nam không ngừng tăng lên, kèm theo đó là số lượng sản phẩm phụ cũng tăng tương đương với tổng số lượng khổng lồ khoảng 700. Do lượng nguyên liệu thô dồi dào, cần phải có một giải pháp hợp lý cho việc sử dụng các nguồn sản phẩm chính và phụ của Pangasius hypophthalmus để mang lại lợi ích lớn hơn cho nông dân và doanh nghiệp. Giới thiệu chung về bột đạm cá Sản phẩ m bột đa ̣m cá ngày nay ngày càng đươ ̣c chú ý đế n do có thể đươ ̣c dùng như một loa ̣i thực phẩ m bổ sung hoặc thực phẩ m chức năng, điề u này dẫn đế n khuyế n khích ngành công nghiệp thực phẩ m đi theo hướng nghiên cứu các phương pháp khác nhau để phát triể n thành phầ n protein cá từ các nguyên liệu khác nhau. Sản phẩ m bột đa ̣m cá (FPP) là một sản phẩ m da ̣ng bột khô và có tính chấ t tương đố i ổ n đinh, ̣ đươ ̣c sử du ̣ng cho con người, trong đó hàm lượng protein cao hơn nhiề u so với thiṭ cá tự nhiên, thường không thấ p hơn 65% (Shaviklo, 2012).
Nhu cầ u về thành phầ n protein từ cá, bao gồ m bột đa ̣m cá dùng để phát triể n thực phẩ m chức năng hoặc các sản phẩ m chế biế n sản khác ngày càng tăng trên thế giới 1 do an (Thorkelsson, 2009). Thành phầ n fillet thịt cá và các loa ̣i cá có hàm lươ ̣ng chấ t béo thấ p đươ ̣c xem là phù hơ ̣p nhấ t làm nguyên liệu để sản xuấ t FPP (Hultin, 2005). Chấ t lươ ̣ng và đặc tính của protein cá phu ̣ thuộc rất nhiều vào nguồ n nguyên liệu và phương pháp chế biế n (Arason, 2009). Chấ t lươ ̣ng của nguyên liệu là rấ t quan tro ̣ng khi chế biế n FPP (Shaviklo, 2012), do đó, việc xử lý sau thu hoa ̣ch của cá / sản phẩ m chính / sản phẩm phu ̣ phải được giữ tươi là là bước chuẩn bị rất quan tro ̣ng để ngăn ngừa sự xuố ng cấ p và biế n tính protein myofibrial (Arason, 2011).
FPP chỉ có thể đươ ̣c sản xuấ t từ thiṭ cá có độ pH trung tính, không thể sản xuấ t FPP từ thiṭ cá nhiễm acid hoặc kiề m (Geirsdottir, 2005). Bảo quản đông la ̣nh đươ ̣c khuyế n cáo ở các vùng khí hậu nhiệt đới. Yêu cầ u sản phẩ m bột đa ̣m cá 2. Đặc tính lý hoá Thành phầ n hoá ho ̣c của FPP phu ̣ thuộc vào loài cá và thành phầ n bổ sung (Cordova và Murueta, 2007).
FPP đã đươ ̣c phân loa ̣i là protein cá nồ ng độ cao do hàm lươ ̣ng protein của các nguyên mẫu FPP cao hơn 65% (Barzana, 1994). Ở hàm lươ ̣ng protein thấ p hơn và hàm lươ ̣ng carbohydrate cao hơn trong FPP là do sản phẩ m có chứa chấ t phu ̣ gia, ví du ̣ do sự bổ sung các chấ t phu ̣ gia khác nhau như sucrose lên thiṭ nghiề n (lyoprotectant) để bảo vệ protein trong suố t quá trình sấ y. Thực phẩ m có giá tri ̣aw thấ p hơn 0.3 phầ n lớn ít bi ̣ảnh hưởng bởi quá trình oxy hóa lipid, hoá nâu phi enzyme và hoá nâu có sự xúc tác của enzyme. Các vi sinh vật cũng không thể phát triể n ở aw dưới 0.
Tỷ tro ̣ng FPP cũng phu ̣ thuộc vào kích cỡ ha ̣t, thành phầ n và nhiệt độ sấ y (Huda, 2012). Màu sắ c cũng là một thuộc tính liên quan đế n chấ t lươ ̣ng quan tro ̣ng của thành phầ n protein cá. Màu sắ c của FPP thay đổ i từ màu xám nha ̣t đế n màu kem, hoặc màu hồ ng nha ̣t tùy thuộc vào loa ̣i cá đươ ̣c sử du ̣ng, phương pháp chiế t và kích cỡ ha ̣t. Màu sắ c của dịch trích protein cá có hai nguồ n gố c: (1) melanin có sẵn trong thực phẩ m cầ n trích ly không hòa tan trong cồ n; và (2) sắ c tố đỏ của máu (hemoglobin) kế t hơ ̣p với protein mà chủ yế u là protein hoà tan trong cồ n.
Trong quá trình sản xuấ t FPP, các sắ c tố máu đươ ̣c loa ̣i bỏ chủ yế u bằ ng phương pháp ly tâm; tuy nhiên, melanin sẽ vẫn còn tồ n ta ̣i trong sản phẩ m cuố i cùng (Windsor, 2001). FPP đươ ̣c sản xuất từ quá trình thủy phân bằng enzyme có độ tan cao hơn do các chuỗi peptide nhỏ hơn cùng với sự tồ n ta ̣i của dư lươ ̣ng các chấ t phân cực cao để ta ̣o thành 2 do an liên kế t hydro với nước. Các mẫu FPP thể hiện khả năng hấ p thu ̣ chấ t béo rất tốt. Sự oxy hóa lipid là một vấ n đề rấ t quan tro ̣ng trong quá trình sấ y protein cá, một lươ ̣ng nhỏ lipid trong sản phẩ m cũng đủ để dẫn đế n sự phát triể n đáng kể các sản phẩ m oxy hóa (Kristinsson và Rasco, 2000).
Các thuộc tính cảm quan của sản phẩ m FPP đông la ̣nh / sấ y phun đươ ̣c đánh giá chủ yế u về mùi và hương vi ̣ (Shaviklo, 2012). Vị tanh thường tồn tại trong FPP với hàm lươ ̣ng chấ t béo cao (3%) sẽ dẫn đế n giảm tính cảm quan cầ n có của sản phẩ m (Khoshkhoo, 2012). Giá tri dinh dưỡng của FPP Giá tri ̣dinh dưỡng của các sản phẩ m protein cá tương đố i cao do chứa hàm lươ ̣ng các acid amin thiế t yế u. Protein cá có nhiề u acid amin thiế t yế u (đặc biệt là methionine và lysine), trái ngươ ̣c với hầ u hế t protein từ nguồ n thực vật (Venugopal, 2006).
Tỷ lệ tiêu hóa trong cơ thể của các protein trong thiṭ cá số ng dao động trong khoảng 90-98%. Tỷ lệ sử du ̣ng hiệu quả protein (PER) của các protein cá, dựa trên chỉ số chấ t lươ ̣ng protein, cao hơn một chút so với casein, protein chính có trong sữa. Hệ số sử du ̣ng protein (NPU) của thiṭ cá là 83, so với giá tri ̣ 80 và 100 đố i với thiṭ đỏ và trứng (Skaara và Regenstein, 1990; Sen, 2005). Không có sự khác biệt đáng kể trong thành phầ n acid amin của thiṭ cá và FPP (Venugopal, 2006).
Hàm lươ ̣ng khoáng chấ t trong thiṭ cá thấ p hơn so với bột protein đươ ̣c sản xuấ t từ phẩ m phu ̣. Các loa ̣i nguyên liệu và quá trình chuẩ n bi ̣ FPP có thể ảnh hưởng đến những khác biệt này (Pires, 2012). FPP là loại thực phẩm protein có giá tri ̣cao có thể sử du ̣ng để cải thiện chấ t lươ ̣ng và hàm lượng protein trên khẩ u phầ n ăn. Nó đươ ̣c sử du ̣ng để giúp tăng cân và chiề u cao của trẻ em (Owusu-Amoako, 2001; Sen, 2005).
FPP cũng đã đươc̣ chứng minh là rấ t có giá tri ̣ trong quá trình điề u tri ̣ suy dinh dưỡng nặng ở trẻ dưới 5 tuổ i, tức Kwashiorkor. Nó có thể giúp tăng hàm lươ ̣ng protein trong chế độ ăn uố ng của các nhóm có thu nhập thấ p và cũng như là một nguồ n protein có giá tri cho ̣ trẻ sơ sinh và trẻ em dưới 5 tuổ i (Vakily, 2012). Các chế phẩm FPP Có 3 loại chế phẩm FPP chính phải kể đến là fish protein concentrate (FPC), fish protein isolate (FPI) và fish protein hydrolysate (FPH). Fish protein concentrate (FPC) Protein concentrate từ cá (FPC) là sản phẩ m của các quá trình sản xuấ t mà sau đó hàm lươ ̣ng protein trong sản phẩ m cao hơn hàm lươ ̣ng protein trong nguyên liệu cá ban đầ u (FAO).
Tổ chức Nông lương của Liên hơ ̣p quố c (FAO) chia FPC thành ba loa ̣i: - Loa ̣i A: là loa ̣i bột hầ u như không mùi, không vi,̣ có hàm lươ ̣ng chấ t béo tố i đa là 0,75% và có hàm lươ ̣ng protein trong khoảng 65 – 80%. - Loa ̣i B: là bột có mùi cá và có hàm lươ ̣ng chấ t béo tố i đa là 3% - Loa ̣i C: là bột cá thông thường đươ ̣c sản xuấ t trong một điề u kiện an toàn vệ sinh nhấ t đinh. ̣ FPC và bột cá là hai khái niệm rấ t dễ bi ̣nhầ m lẫn. FAO cho rằ ng, bột cá là sản phẩ m đươ ̣c sản xuấ t trên toàn thế giới và đươ ̣c xem là nguồ n nguyên liệu tiề m năng dùng để sản xuấ t FPC.
Tuy nhiên, các loa ̣i bột cá đươ ̣c sản xuấ t không nhằ m mu ̣c đích cung cấ p cho con người sử du ̣ng vì ba lý do chính sau đây: - Thứ nhấ t, bột cá có thể đươ ̣c sản xuấ t trong một môi trường không đảm bảo an toàn vệ sinh chặt che,̃ điề u này dẫn đế n các nguy cơ nhiễm bẩ n do vi sinh vật gây bệnh. - Thứ hai, bột cá có thể chứa các chấ t béo làm phá vỡ cấ u trúc của các vitamin từ đó ảnh hưởng đế n giá tri cu ̣ ̉ a protein. - Thứ ba: các chấ t béo dễ bi ̣oxy hóa có trong bột cá là nguy cơ dẫn đế n một số loa ̣i bệnh lý nguy hiể m nế u chúng đươ ̣c sử du ̣ng trong một thời gian dài. FPC có thể đươ ̣c sản xuấ t từ nguyên liệu thô là cá tươi hoặc bột cá.