Đặt vấn đề Cầu gai là lớp có giá trị kinh tế cao thuộc động vật ngành Da gai ở Việt Nam còn ít đƣợc chú ý đến. Trứng Cầu gai đã đƣợc biết đến từ lâu trong y học dân tộc nhƣ là loại thực phẩm có giá trị dinh dƣỡng và giá trị dƣợc học cao. Mặt khác, trứng Cầu gai chiến tỷ lệ lớn trong cơ thể của chúng, nhất là trong mùa sinh sản, vì vậy việc đánh bắt, thu hoạch sẽ có đƣợc sản lƣợng đáng kể (dự đoán vài tấn/năm/vùng). Ở Việt Nam Cầu gai chủ yếu đƣợc sử dụng để ăn tƣơi, trong khi các sản phẩm chế biến từ Cầu gai còn chƣa phổ biến và chỉ một vài địa phƣơng sử dụng trứng Cầu gai để sản xuất một vài sản phẩm nhƣ: Cháo Cầu gai (Phan Thiết); mắm Cầu gai, chả Cầu gai (Trung bộ)… Ở các nƣớc phát triển trên thế giới, trứng Cầu gai đƣợc chế biến và tiêu thụ rất nhiều, các sản phẩm từ trứng Cầu gai đã trở nên quen thuộc, đặc biệt là Nhật Bản, các nƣớc Châu Âu và Nam Mỹ.
Từ xa xƣa, ngƣời Hy Lạp và La Mã đã biết thƣởng thức món Cầu gai, họ thƣờng dọn những món này trong các bữa tiệc và ăn chung với Sò Huyết [4]. Một số nghiên cứu về Cầu gai cho thấy: Thành phần đƣợc tiêu thụ chủ yếu của Cầu gai là tuyết sinh dục hay (thƣờng gọi là trứng Gầu gai) có giá trị dinh dƣỡng và giá trị dƣợc học rất cao. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy sự có mặt của các axit amin, vitamin A, vitamin E, các nguyên tố vi lƣợng (Fe, Mg và Zn), đây là các chất có hàm lƣợng dinh dƣỡng rất cao, là những chất cần thiết cho sự miễn dịch của cơ thể [14]. Các nghiên cứu gần đây đang ứng dụng trứng Cầu gai vào việc tìm hiểu về các bệnh nhƣ ung thƣ, Alzheimer’s, Parkinson và bệnh teo cơ (muscular dystrophy).
Điều này là do, trong trứng Cầu gai có khá nhiều dị thể liên quan đến bệnh Alzheimer’s, Parkinson và một số dị thể gây ung thƣ nơi ngƣời [25, 26]. Vấn đề hiếm muộn cũng có thể giải đáp từ các nghiên cứu về trứng Cầu gai (mỗi Cầu gai có thể sản xuất đƣợc 20 triệu trứng). Ngoài ra, mặc dù Cầu gai không có mắt, tai hay n 2 mũi nhƣng chúng lại có những di thể mà con ngƣời có sử đụng để tạo ra thị giác, thính giác, khứu giác (ScienceDaily March 1, 2007). Trong trứng Cầu gai còn có các sắc tố thuộc nhóm fucoxanthin (nhƣ fucoxanthol và amarouciaxanthin A), nhóm carotenoid (lutein, beta-carotene); hợp chất loại cannabinoid; anandamide có tác dụng kích thích thần kinh.
Trứng Cầu gai còn là món ăn rất tốt cho sức khỏe sinh sản của nam giới [3, 20] Đồng thời nhận thấy, protein là một trong những thành phần quan trọng nhất của cơ thể sống: Động vật, thực vật và vi sinh vật. Hàng ngày chúng ta thu nhận protein chủ yếu từ các loại thực phẩm có nguồn gốc động vật. Protein là nguồn cung cấp chủ yếu về các peptid, axit amin, đặc biệt là các axit amin không thay thế. Các axit amin không thay thế đều là những nguyên liệu của sự sinh tổng hợp protein với tƣ cách là những phân tử có chức năng sinh học.
Những năm gần đây ngƣời ta đã phát hiện thấy rằng khi các peptid (protein có trọng lƣợng phân tử thấp) đƣợc đƣa vào cơ thể con ngƣời bằng đƣờng tiêu hóa, chúng có thể tham gia vào việc kiểm tra một số chức năng sinh lý của cơ thể sống. Trong lĩnh vực nghiên cứu về các peptid có chuỗi mạch ngắn và trọng lƣợng phân tử thấp, có hoạt tính sinh lý nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới đã phát hiện ra nhiều loại peptid có hoạt tính sinh học. Thủy phân bằng enzyme đƣợc ƣa dùng hơn so với phƣơng pháp hóa học để tạo ra các dịch thủy phân, các chế phẩm sinh học giàu peptid có chuỗi ngắn, trọng lƣợng phân tử thấp, axit amin dễ tiêu hóa, phù hợp với trẻ em, ngƣời cao tuổi, hoặc cơ thể suy nhƣợc dùng trong dinh dƣỡng. Thủy phân bằng enzyme với điều kiện nhất định có thể tạo nên các dịch thủy phân có tỷ lệ thành phần peptid xác định.
Các công trình nghiên cứu khoa hoạc gần đây đã chứng minh rằng các chế phẩm sinh học có nguồn gốc từ sinh vật biển, có ứng dụng công nghệ enzyme không những là nguồn thực phẩm chức năng giàu peptid, axit amin mà còn chứa phong phú các nguồn hoạt chất sinh học khác nữa. Nhận thấy rằng trứng Cầu gai là nguyên liệu có giá trị dinh dƣỡng rất cao, mùi vị thơm ngon. Tuy nhiên, rất dễ hƣ hỏng, giảm giá trị dinh dƣỡng nếu nhƣ không n 3 đƣợc bảo quản kịp thời cũng nhƣ đúng phƣơng pháp. Vì vậy, việc tạo ra nhiều sản phẩm mới bổ dƣỡng, an toàn, tiện lợi với nguồn nguyên liệu là trứng Cầu gai đáp ứng nhu cầu tiêu dùng lại càng trở nên cấp thiết.
Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất bột trứng Cầu gai thủy phân” nhằm góp phần vào việc đƣa trứng Cầu gai thành sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao và góp phần mang lại sự phong phú và đa dạng cho các sản phẩm từ nguồn thủy sản. Mục đích, yêu cầu 1. Mục đích - Đánh giá đƣợc một số thành phần hóa học có trong trứng Cầu gai; - Xây dựng thành công quy trình sản xuất bột trứng Cầu gai thủy phân. Yêu cầu - Phân tích đƣợc một số chỉ tiêu chất lƣợng của trứng Cầu gai; - Xác định đƣợc một số yêu tố ảnh hƣởng tới quá trình thủy phân; - Tối ƣu các thông số kỹ thuật ảnh hƣởng tới quá trình thủy phân trứng Cầu gai; - Đánh giá chất lƣợng sản phẩm sau khi thủy phân.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu là nguồn tƣ liệu hữu ích phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu ở các trƣờng Đại học và cao đẳng, các trung tâm nghiên cứu về thực phẩm, đặc biệt là các sản phẩm thực phẩm nguồn gốc từ sinh vật biển; - Xây dựng đƣợc quy trình sản xuất bột trứng Cầu gai thủy phân. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Góp phần khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn trứng Cầu gai; - Tạo ra sản phẩm mới từ trứng Cầu gai, làm phong phú thêm các sản phẩm cho ngành chế biến thực phẩm cũng nhƣ thủy hải sản. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Cầu gai và trứng Cầu gai 2. Tên gọi, hình dạng, kích thước và cấu tạo của Cầu gai Tên gọi: Cầu gai có tên khoa học là Echinoidia (còn gọi là nhum biểm hay chôm chôm) thuộc họ cƣớc bì (còn gọi là da gai – Echidermata); Cầu gai nhìn giống nhƣ một con nhím nhỏ, vỏ có gai tua tủa về các phía, vì vậy nó có tên tiếng Anh là Sea urchin (Urchin là danh từ tiếng Anh cổ có nghĩa là con Nhím, Sea urchin là nhím biển) là một trong những nhóm động vật không xƣơng sống đƣợc phân bố rộng rãi tại các vùng biển Việt Nam. Đây là một loài có giá trị kinh tế cao nhƣng còn ít đƣợc chú ý đến. Tên gọi của Cầu gai tại một số nƣớc: Âu Mỹ: Oursin; Đức: Seeigel; Ý: Riccio di mare; Tây Ban Nha: Erizo de mar; Hy Lạp: Achinos; Nhật: Uni; Philippines: Tinikangitim; Hong Kong: hoy daam… Hình dạng: Lớp Cầu gai (Echinoidea) thuộc phân ngành Eleutherozoa, thuộc họ cƣớc bì (còn gọi là Da gai – Echidermata).
Có hai phân lớp: - Phân lớp Cầu gai đều (Regularia): Cơ thể cấu tạo điển hình, hình cầu - Phân lớp Cầu gai không đều (Irregularia): Cơ thể dẹt theo hƣớng miệng – đối miệng, hình đĩa hay hình túi, hậu môn không ở trên trục đối xứng mà chuyển sang mặt phẳng gian phóng xạ. Một số nội quan của một số nhóm bị tiêu giảm một phần [9]. Kích thƣớc: Nhìn chung, cơ thể Cầu gai có dạng hình cầu hoặc bán cầu [29]. Cầu gai đực và Cầu gai cái có hình dạng rất giống nhau, chỉ có thể phân biệt đực và cái bằng tuyến sinh dục dƣới kính hiển vi.
Trung bình đƣờng kính của một con Cầu gai trƣởng thành khoảng 10cm [28]. Loài có kích thƣớc lớn nhất là Strongylocentus franciscanus, đƣờng kính khoảng 18cm [30]. Dƣới đây là hình ảnh một số loài Cầu gai ở Việt Nam và trên thế giới: n 5 Hình 2.1: Cầu gai Bút chì (Nhum đá) Hình 2.2: Diadema antillarum Cầu gai Bút chì Heterocentrotus Cầu gai Diadema antillarum phân bố mammillatus phân bố ở vùng biển của chủ yếu ở vùng biển Florida Hình 2.3: Cầu gai đen Hình 2.4: Cầu gai Echinothrix Cầu gai đen Diadema setosum phân bố calamaris chủ yếu ở vùng biển miền Trung, vịnh Cầu gai Echinothrix calamaris phân bố Bắc Bộ, Trƣờng Sa, Côn Đảo, Phú Quốc. ở vùng Ấn Độ, Tây Thái Bình Dƣơng.
(Theo Nguyễn Hữu Khánh (2009), Nghiên cứu các đặc trƣng sinh học của lớp Sao biển và Cầu gai trong các rạn san hô ở Vịnh Vân Phong – Bến Gỏi, tỉnh Khánh Hòa, Luận văn thạc sĩ kĩ thuật, Đại học Nha Trang) n 6 Cấu tạo: Cấu tạo của trứng Cầu gai gồm: Vỏ ngoài cứng do chất đá vôi tạo thành; trên bề mặt của vỏ có rất nhiều gai cứng, các chân ống xếp thành 5 hàng đôi. Miệng của Cầu gai nằm ở mặt dƣới do một lớp màng mỏng gọi là màng bọc miệng tạo thành và phồng lên thành dạng hình cung, bên trong có 5 mảng xƣơng nhỏ nhƣ răng ở các loài động vật khác [29]. Đa số miệng của Cầu gai nằm ở giữa trung tâm của bề mặt chứa lỗ miệng hoặc hƣớng về một phía ở loài có cấu trúc không đối xứng. Ở mặt trên, đối diện với lỗ miệng là khu vực bao quanh lỗ hậu môn; khu vực này bao gồm các tấm cứng, số lƣợng các tấm này thay đổi theo loài [31].5: Cấu tạo của Cầu Gai Hình 2.5: Cấu tạo của Cầu gai (Nguồn: https://en.org) Trên bề mặt các tấm có các gai khớp với các hố nên có thể di động theo mọi hƣớng.
Có hai loại gai là gai thƣờng (gai di chuyển) làm nhiệm vụ vận chuyển và gai kìm (cặp) để làm chức phận tự vệ. Gai kìm rất linh hoạt, có chứa chất độc, là cơ quan thu dọn rác bám vào thân động vật Cầu Gai và để bảo vệ cơ thể rất hiệu quả. [18] n 7 A: Kẹp hai nhánh; B: Hình nón; C: Xoắn; D: Nhô cao; E: Ba cạnh Hình 2.6: Các kiểu gai của da gai (theo Hickman) Bên trong vỏ là cơ quan sinh dục và nội tạng của Cầu gai. Cơ quan sinh dục gồm 5 tuyến sinh dục to, xếp thành thùy và dính vào vách miền trung gian (miền có nhiều nhúm gai).7: Tuyến sinh dục của Cầu gai (Nguồn: https://en.