Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc channa striata và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm

Nghiên cứu về thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc đang ngày càng thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học và doanh… 222 trang · Trường Đại học Cần Thơ · 2023.

• Tác giả: Trương Thị Mộng Thu
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thanh Trúc
• Trường học: Trường Đại học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Thu Nhận Protein Từ Phụ Phẩm Cá Lóc (Channa Striata) Và Đánh Giá Khả Năng Phát Triển Sản Phẩm
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.1.1. Mục tiêu chung
• 1.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Ý nghĩa của luận án
• 1.5. Điểm mới của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu về cá lóc và phụ phẩm cá
• 2.2. Thành phần dinh dưỡng của thịt và phụ phẩm cá lóc
• 2.3. Phụ phẩm cá trong quá trình chế biến
• 2.4. Nguyên lý các quá trình tiền xử lý phụ phẩm cá
• 2.4.1. Quá trình tiền xử lý loại lipid từ phụ phẩm cá
• 2.4.2. Quá trình xử lý loại các hợp chất phi collagen từ phụ phẩm cá
• 2.4.3. Quá trình xử lý loại khoáng từ phụ phẩm cá
• 2.5. Enzyme protease thương mại và ứng dụng thủy phân protein
• 2.5.1. Hiệu suất thủy phân và hiệu suất thu hồi protein
• 2.5.2. Đặc tính dinh dưỡng của bột đạm thủy phân từ phụ phẩm thủy sản
• 2.5.3. Ứng dụng bột đạm thủy phân trong sản xuất sản phẩm thực phẩm
• 2.6. Quá trình chiết tách collagen từ phụ phẩm cá
• 2.6.1. Sơ lược về collagen
• 2.6.2. Quá trình chiết tách collagen
• 2.6.3. Collagen thủy phân và ứng dụng trong sản xuất đồ uống giàu collagen
• 2.7. Nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.7.1. Nghiên cứu về thủy phân protein bằng protease
• 2.7.2. Nghiên cứu về chiết tách collagen
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Phương tiện nghiên cứu
• 3.1.1. Địa điểm và thời gian thí nghiệm
• 3.1.2. Dụng cụ, thiết bị
• 3.1.3. Enzyme và hóa chất
• 3.2. Nguyên liệu và chuẩn bị nguyên liệu
• 3.2.1. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu
• 3.3.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu
• 3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 3.4.1. Xác định thành phần hóa học của phụ phẩm cá lóc
• 3.4.2. Nội dung 1: Xác định điều kiện tiền xử lý và trữ đông phụ phẩm cá lóc
• 3.4.3. Nội dung 2: Xác định điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme
• 3.4.4. Nội dung 3: Nghiên cứu chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và pepsin
• 3.4.5. Nội dung 4: Khảo sát khả năng ứng dụng các chế phẩm protein từ phụ phẩm cá lóc trong sản xuất sản phẩm thực phẩm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Thành phần khối lượng và hóa học của phụ phẩm cá lóc
• 4.2. Nghiên cứu điều kiện tiền xử lý và trữ đông phụ phẩm cá lóc
• 4.2.1. Ảnh hưởng của thời gian trữ đông đến chất lượng nguyên liệu và hiệu suất thu hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase
• 4.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian ngâm đến khả năng khử protein phi collagen từ da cá lóc
• 4.2.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm và nồng độ dung dịch EDTA-2Na đến khả năng khử khoáng trên vảy cá lóc
• 4.3. Xác định điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc thích hợp bằng alcalase và flavourzyme
• 4.3.1. Ảnh hưởng của điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng flavourzyme
• 4.3.2. Ảnh hưởng của điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng alcalase
• 4.3.3. Tối ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc khi kết hợp đồng thời alcalase và flavourzyme
• 4.3.4. Ảnh hưởng của thời điểm bổ sung flavourzyme trong quá trình thủy phân protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau
• 4.3.5. Tối ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau
• 4.4. Nghiên cứu chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ acetic acid đến khả năng chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.4.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm acetic acid đến khả năng chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ pepsin kết hợp với acetic acid đến hiệu suất thu hồi, màu sắc và phổ FTIR của collagen chiết tách từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.4.4. Ảnh hưởng của thời gian ngâm pepsin đến hiệu suất thu hồi, màu sắc và phổ FTIR của collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.5. Dự đoán thời hạn sử dụng bột đạm thủy phân và xác định tỷ lệ phối trộn bột đạm thủy phân trong sản xuất bột súp rau củ
• 4.6. Sản xuất nước ép giàu collagen bổ sung collagen thủy phân từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.6.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ collagen thủy phân và loại nước ép đến chất lượng sản phẩm nước ép giàu collagen
• 4.6.2. Đề xuất quy trình sản xuất nước ép dâu tằm giàu collagen bổ sung collagen thủy phân từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC A: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
• PHỤ LỤC B: THỐNG KÊ

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Nghiên Cứu Thu Nhận Protein Cá Lóc 55 ký tự

Nghiên cứu về thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc đang ngày càng thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học và doanh nghiệp. Nguyên nhân là do phụ phẩm cá lóc chứa hàm lượng protein tương đối cao, là nguồn nguyên liệu rẻ tiền và giàu dinh dưỡng. Việc tận dụng phụ phẩm cá không chỉ giúp giảm thiểu waste cá lóc mà còn mang lại giá trị kinh tế cao. Hơn nữa, việc nghiên cứu protein từ nguồn này mở ra cơ hội phát triển các sản phẩm thực phẩm và phi thực phẩm mới, góp phần vào nền kinh tế tuần hoàn và sản xuất thực phẩm bền vững. Các nghiên cứu trước đây tập trung vào các phương pháp thu nhận khác nhau, ứng dụng trong các sản phẩm đa dạng. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa quy trình và đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Nghiên cứu này nhằm mục đích giải quyết các vấn đề này, từ đó thúc đẩy ứng dụng rộng rãi của protein cá lóc.

Nghiên cứu của Trương Thị Mộng Thu (2023) đã cho thấy tiềm năng lớn của phụ phẩm cá lóc trong việc thu hồi protein và phát triển các sản phẩm giá trị gia tăng.

1.1. Tiềm năng protein từ phụ phẩm cá Ưu điểm vượt trội

Phụ phẩm cá, đặc biệt là từ cá lóc, mang đến nguồn protein dồi dào. So với các nguồn protein truyền thống, phụ phẩm cá có giá thành rẻ hơn đáng kể, giúp giảm chi phí sản xuất. Ngoài ra, việc sử dụng phụ phẩm cá góp phần vào việc bảo vệ môi trường bằng cách giảm lượng waste cá lóc thải ra. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng protein từ phụ phẩm cá có thành phần axit amin cân đối, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể. Chính vì vậy, việc thu nhận protein từ phụ phẩm cá là một giải pháp kinh tế và bền vững.

1.2. Ứng dụng đa dạng của protein cá lóc trong thực phẩm

Protein cá lóc có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm. Nó có thể được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm như bột đạm thủy phân, collagen, hoặc các sản phẩm thực phẩm chức năng. Protein cá lóc cũng có thể được sử dụng để tăng cường giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm thực phẩm hiện có, như bánh mì, mì ống, hoặc đồ uống. Khả năng ứng dụng đa dạng này giúp tăng tính hấp dẫn của protein cá lóc đối với các nhà sản xuất và người tiêu dùng.

II. Thách thức Thu Nhận Protein Giải pháp tối ưu 58 ký tự

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc cũng đối mặt với một số thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo chất lượng của protein thu được. Phụ phẩm cá dễ bị phân hủy và nhiễm khuẩn, điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn của protein cuối cùng. Ngoài ra, các phương pháp thu nhận protein truyền thống thường tốn kém và phức tạp. Do đó, cần có các giải pháp hiệu quả và kinh tế để giải quyết các thách thức này. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển các phương pháp thu nhận protein mới và cải tiến, nhằm đảm bảo chất lượng protein và giảm chi phí sản xuất. Việc kiểm soát các yếu tố như nhiệt độ, pH và thời gian là vô cùng quan trọng để đảm bảo hiệu quả thu nhận protein và duy trì chất lượng sản phẩm.

2.1. Đảm bảo chất lượng protein cá lóc Kiểm soát ô nhiễm

Một trong những thách thức lớn nhất trong việc thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc là kiểm soát ô nhiễm. Phụ phẩm cá dễ bị nhiễm khuẩn và phân hủy, điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn của protein cuối cùng. Do đó, cần có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm hiệu quả trong suốt quá trình thu nhận protein. Các biện pháp này có thể bao gồm việc sử dụng nguyên liệu tươi, bảo quản đúng cách, và áp dụng các quy trình vệ sinh nghiêm ngặt.

2.2. Tối ưu hóa quy trình thu nhận protein Giảm chi phí

Các phương pháp thu nhận protein truyền thống thường tốn kém và phức tạp. Do đó, cần có các giải pháp hiệu quả và kinh tế để giảm chi phí sản xuất. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển các phương pháp thu nhận protein mới và cải tiến, nhằm giảm chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo chất lượng protein. Các phương pháp này có thể bao gồm việc sử dụng enzyme để thủy phân protein, áp dụng các kỹ thuật chiết tách tiên tiến, hoặc tối ưu hóa các điều kiện thu nhận protein.

2.3. Ảnh hưởng của phương pháp bảo quản đến hiệu quả thu nhận protein

Phương pháp bảo quản phụ phẩm cá lóc có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả thu nhận protein. Việc bảo quản lạnh đông ở nhiệt độ thấp giúp duy trì chất lượng nguyên liệu, tuy nhiên, thời gian bảo quản cũng cần được kiểm soát. Theo nghiên cứu, đầu cá lóc vẫn đảm bảo chất lượng trong 3 tháng bảo quản lạnh đông ở -20±2°C. Tuy nhiên, hiệu suất thủy phân và thu hồi protein cao và ổn định nhất khi đầu cá lóc được bảo quản lạnh đông tối đa 2 tháng. Điều này cho thấy việc lựa chọn phương pháp và thời gian bảo quản phù hợp là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa quá trình thu nhận protein.

III. Phương pháp Thu Nhận Protein Enzyme Chiết tách 59 ký tự

Nghiên cứu này sử dụng hai phương pháp chính để thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc: công nghệ enzyme và kỹ thuật chiết tách. Công nghệ enzyme sử dụng các enzyme protease để thủy phân protein, giúp giải phóng các peptide và axit amin. Kỹ thuật chiết tách sử dụng các dung môi khác nhau để tách protein khỏi các thành phần khác trong phụ phẩm cá. Cả hai phương pháp này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Công nghệ enzyme có thể giúp tăng hiệu suất thu nhận protein và cải thiện chất lượng protein. Tuy nhiên, nó cũng có thể tạo ra các peptide đắng. Kỹ thuật chiết tách có thể giúp loại bỏ các tạp chất và tinh chế protein. Tuy nhiên, nó cũng có thể làm mất đi một số protein. Do đó, cần phải lựa chọn phương pháp phù hợp tùy thuộc vào mục tiêu và điều kiện cụ thể.

3.1. Ứng dụng enzyme alcalase và flavourzyme trong thủy phân

Nghiên cứu đã sử dụng hai loại enzyme là alcalase và flavourzyme để thủy phân protein từ đầu cá lóc. Alcalase là một protease kiềm, trong khi flavourzyme là một phức hợp enzyme. Kết quả cho thấy, điều kiện thủy phân tối ưu cho flavourzyme là nồng độ enzyme 120 U/g protein, thời gian 30 giờ và nhiệt độ 50°C. Đối với alcalase, điều kiện tối ưu là nồng độ enzyme 40 U/g protein, thời gian 30 giờ và nhiệt độ 50°C. Đặc biệt, khi kết hợp cả hai enzyme, hiệu quả thủy phân và thu hồi protein được nâng cao đáng kể. Việc tối ưu hóa quy trình này giúp thu được protein thủy phân với hiệu suất cao và chất lượng tốt.

3.2. Chiết tách collagen từ da và vảy cá lóc bằng acetic acid

Collagen là một loại protein quan trọng có nhiều ứng dụng trong thực phẩm và y học. Nghiên cứu đã sử dụng acetic acid để chiết tách collagen từ hỗn hợp da và vảy cá lóc. Kết quả cho thấy, việc sử dụng dung dịch 0.6 M acetic acid trong 3 ngày giúp thu hồi collagen với hiệu suất 3.18% và màu sắc sáng (L*=83.6). Ngoài ra, việc bổ sung pepsin với nồng độ 0.1% trong 2 ngày còn giúp cải thiện hiệu suất thu hồi collagen lên đến 20.8% và màu sắc (L*=87.9). Collagen thu được thuộc loại I, có độ hòa tan tốt và hàm lượng imino acid cao.

IV. Ứng dụng Protein Cá Lóc Sản phẩm giá trị cao 57 ký tự

Nghiên cứu này đã thành công trong việc ứng dụng protein cá lóc để phát triển các sản phẩm giá trị cao. Cụ thể, bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc đã được sử dụng để sản xuất bột súp rau củ. Collagen thủy phân từ da và vảy cá lóc đã được sử dụng để sản xuất nước ép giàu collagen. Các sản phẩm này không chỉ có giá trị dinh dưỡng cao mà còn có hương vị thơm ngon và hấp dẫn. Hơn nữa, việc sử dụng protein cá lóc trong các sản phẩm này giúp tăng giá trị gia tăng cho phụ phẩm cá và giảm thiểu waste cá lóc. Nghiên cứu này chứng minh rằng protein cá lóc là một nguồn nguyên liệu tiềm năng để phát triển các sản phẩm thực phẩm mới và sáng tạo.

4.1. Phát triển bột súp rau củ giàu dinh dưỡng từ đạm thủy phân

Bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc đã được sử dụng để sản xuất bột súp rau củ. Sản phẩm này có giá trị cảm quan tốt (18.6 điểm) và cân bằng dinh dưỡng với hàm lượng protein, lipid, carbohydrate và năng lượng cung cấp lần lượt là 10.1%, 4.42%, 67.8% và 351.4 kcal/100g. Tỷ lệ phối trộn tối ưu là 8% bột đạm thủy phân và 24.9% bột kem béo thực vật. Việc sử dụng bột đạm thủy phân từ cá lóc không chỉ tăng cường giá trị dinh dưỡng mà còn cải thiện hương vị của sản phẩm.

4.2. Sản xuất nước ép dâu tằm giàu collagen thủy phân

Collagen thủy phân từ hỗn hợp da-vảy cá lóc đã được sử dụng để sản xuất nước ép dâu tằm giàu collagen. Sản phẩm này có điểm cảm quan, giá trị DPPH và hàm lượng protein hòa tan cao (17.9 điểm, 60.1% và 26.5 mg/mL) khi bổ sung 2% collagen thủy phân. Việc bổ sung collagen thủy phân không chỉ tăng cường giá trị dinh dưỡng mà còn cải thiện tính chất chống oxy hóa của sản phẩm. Đây là một hướng đi tiềm năng để phát triển các sản phẩm đồ uống chức năng.

V. Kết luận Hướng đi cho nghiên cứu Protein Cá Lóc 59 ký tự

Nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng to lớn của phụ phẩm cá lóc như một nguồn protein giá trị. Các phương pháp thu nhận protein hiệu quả đã được phát triển, và các sản phẩm ứng dụng tiềm năng đã được xác định. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hướng đi để phát triển và cải tiến. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc tối ưu hóa hơn nữa các quy trình thu nhận protein, khám phá các ứng dụng mới của protein cá lóc, và đánh giá tính an toàn và hiệu quả của các sản phẩm ứng dụng. Hơn nữa, việc hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp, và cơ quan quản lý là cần thiết để thúc đẩy ứng dụng rộng rãi của protein cá lóc và góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp thực phẩm.

5.1. Tối ưu hóa quy trình thu nhận và nâng cao chất lượng Protein

Để nâng cao hiệu quả sử dụng phụ phẩm cá lóc, cần tiếp tục nghiên cứu và tối ưu hóa các quy trình thu nhận protein. Nghiên cứu có thể tập trung vào việc cải tiến các phương pháp thủy phân, chiết tách, và tinh chế protein để đạt được hiệu suất cao hơn và chất lượng protein tốt hơn. Ngoài ra, việc nghiên cứu các phương pháp bảo quản protein mới và hiệu quả cũng là một hướng đi quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm trong quá trình lưu trữ và vận chuyển.

5.2. Nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng trong thực phẩm dược phẩm

Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc khám phá các ứng dụng mới của protein cá lóc trong các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là thực phẩm và dược phẩm. Cần có các nghiên cứu về tính chất chức năng của protein, khả năng ứng dụng trong các công thức thực phẩm, và tiềm năng sử dụng trong các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng. Việc nghiên cứu về tác động của protein cá lóc đối với sức khỏe con người cũng là một hướng đi quan trọng để chứng minh giá trị dinh dưỡng và sức khỏe của sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm (mã ngành: 954.01) của nghiên cứu sinh Trương Thị Mộng Thu, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Trần Thanh Trúc và PGS. Lê Thị Minh Thủy tại Trường Đại học Cần Thơ năm 2023, có tiêu đề: "Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm".

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cá lóc (Channa striata) là đối tượng thủy sản nước ngọt được nuôi thâm canh và bán thâm canh phổ biến tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Quá trình chế biến các sản phẩm giá trị gia tăng từ cá lóc (như cá khô, chà bông, mắm, chả cá) có tỷ lệ thu hồi thịt phi lê chỉ đạt khoảng 60%, đồng nghĩa với việc phát sinh khoảng 40% phụ phẩm gồm đầu, da, vảy, xương, vây và nội tạng. Lượng phụ phẩm này chủ yếu được tiêu thụ trực tiếp tại các chợ hoặc bán với giá thành thấp làm thức ăn chăn nuôi, gây lãng phí nguồn dinh dưỡng và tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường. Phụ phẩm cá lóc chứa hàm lượng protein thô tương đối cao (dao động từ 13,58% đến 21,60%), có thành phần amino acid cân đối và giá trị sinh học tương đương protein cơ thịt.

Về mặt công nghệ, việc ứng dụng enzyme protease thương mại để thủy phân protein hoặc trích ly collagen từ da và vảy động vật đã được triển khai trên nhiều đối tượng thủy sản. Tuy nhiên, các nguồn collagen truyền thống từ động vật có vú (bò, heo) đang đối mặt với nguy cơ lây truyền dịch bệnh (bệnh bò điên, lở mồm long móng) và rào cản tôn giáo. Trong khi đó, các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam chủ yếu tiếp cận việc thủy phân bằng một loại enzyme đơn lẻ hoặc chiết tách collagen độc lập từ da hoặc vảy của các loài cá tra, cá chẽm, cá hồi. Khoảng trống kỹ thuật mà tác giả xác định là:

• Chưa có công trình khảo sát toàn diện về quy luật biến đổi chất lượng của phụ phẩm đầu cá lóc trong điều kiện bảo quản lạnh đông dài ngày phục vụ thủy phân.
• Chưa thiết lập được chế độ tối ưu cho quá trình thủy phân đầu cá lóc bằng mô hình kết hợp hai giai đoạn giữa protease nội sinh cắt liên kết bên trong (alcalase) và protease cắt đầu tận cùng (flavourzyme) nhằm kiểm soát vị đắng và nâng cao hiệu suất thu hồi protein.
• Chưa có quy trình chiết tách collagen tích hợp trực tiếp từ hỗn hợp đồng thời cả da và vảy cá lóc bằng kỹ thuật hóa sinh kết hợp (pepsin trong dung dịch acetic acid).
• Thiếu hụt các thông số động học bảo quản gia tốc (ASLT) của bột đạm thủy phân và công thức phối chế ứng dụng các chế phẩm này vào hệ sản phẩm thực phẩm cụ thể.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án thiết lập hệ thống mục tiêu bao gồm:

1. Mục tiêu chung: Xác định các thông số kỹ thuật và tối ưu hóa quá trình thu nhận protein từ đầu, da và vảy cá lóc để chế biến các chế phẩm giàu protein theo định hướng xây dựng quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme; chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và pepsin; đồng thời ứng dụng các chế phẩm giàu protein trong sản xuất sản phẩm bột súp rau củ và nước ép giàu collagen.
2. Mục tiêu cụ thể:
   • Mục tiêu 1: Xác định được thời gian trữ đông thích hợp để đầu cá lóc vẫn duy trì chất lượng tốt, đồng thời chọn được biện pháp tiền xử lý phụ phẩm thích hợp.
   • Mục tiêu 2: Thiết lập được chế độ thủy phân tối ưu cho đầu cá lóc bằng công nghệ enzyme phù hợp để thu nhận dịch đạm thủy phân.
   • Mục tiêu 3: Xây dựng được quy trình chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc có thành phần amino acid cân đối, màu sắc sáng đẹp, độ hòa tan cao đảm bảo phù hợp tính chất của collagen loại I.
   • Mục tiêu 4: Dự đoán được thời gian bảo quản cho phép đối với chế phẩm giàu protein thu nhận từ phụ phẩm cá lóc và bước đầu ứng dụng để chế biến một số sản phẩm thực phẩm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Phụ phẩm cá lóc đen (Channa striata Bloch, 1797) bao gồm đầu cá, da cá và vảy cá, được thu gom tại Cơ sở khô cá lóc 7 Chóp (huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang). Nguồn nguyên liệu thuộc vùng nuôi kiểm soát theo Quyết định số 53/2009/QĐ-UBND tỉnh An Giang.
• Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Khoa Khoa học và Công nghệ Chế biến Thủy sản (Trường Thủy sản) và phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm (Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm), Trường Đại học Cần Thơ.
• Phạm vi thời gian: Quá trình nghiên cứu và thực nghiệm được tiến hành từ tháng 11/2020 đến tháng 4/2023.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây được điểm lại

Trong Chương 2, tác giả đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến các mảng nội dung chính:

• Thành phần dinh dưỡng của cá lóc và phụ phẩm: Tác giả đối sánh dữ liệu thành phần dinh dưỡng thịt cá lóc ở các quốc gia như Việt Nam (Nguyen et al., 2012), Lào (Nurhasan et al., 2010), Pakistan (Kulachi et al., 2014) và Indonesia (Firlianty, 2013). Về phụ phẩm, Ung Minh Anh Thư (2018) khảo sát phụ phẩm cá lóc hỗn hợp có 13,85% protein, 12,42% lipid; Võ Hoàng Ngân (2020) nghiên cứu phụ phẩm cá lóc có 15,36% protein, 9,76% lipid; Agustin et al. (2023) xác định hàm lượng protein trong đầu cá lóc đạt 14,29% và lipid 0,62%; Rosmawati et al. (2018) xác định da cá lóc chứa 18,49% protein; Pamungkas et al. (2019) xác định vảy cá lóc chứa 21,60% protein và hàm lượng tro khoáng cao tới 19,02%.
• Kỹ thuật tiền xử lý loại tạp chất:
  • Tách lipid: Quero-Jiménez et al. tổng kết các phương pháp vật lý, hóa học và enzyme; Trần Kiều Anh và ctv. (2017) dùng nhiệt (95°C) tách lipid phụ phẩm cá hồi đạt hiệu suất 75,82%; Sun et al. (2019) sử dụng hỗn hợp ethanol/hexane (4:6 v/v) trích ly lipid ruốc đạt 97,72%; Nilsuwan et al. (2021) khử lipid da cá hồi bằng isopropanol loại được 84,19% lipid; Dumay et al. (2006) và Ramakrishnan et al. (2013) sử dụng alcalase tách lipid phế liệu cá thu đạt 76,26%.
  • Loại protein phi collagen: Sử dụng NaOH nồng độ loãng (0,05 - 0,2 N) trên da cá chẽm (Sinthusamran et al., 2013), da và xương cá hồng (Kittiphattanabawon et al., 2005), da cá lóc Channa argus (Liu et al., 2014), da cá thát lát còm (Lê Thị Minh Thủy & Trương Thị Mộng Thu, 2020).
  • Khử khoáng vảy cá: Zhang et al. (2011) dùng dung dịch HCl 0,4 M trên vảy cá trắm; tuy nhiên Hwang et al. (2007) và Liu et al. (2012) chỉ ra rằng HCl gây thất thoát hydroxyproline và làm biến tính cấu trúc xoắn ba, do đó dung dịch EDTA-2Na nồng độ 0,5 - 0,8 M được đánh giá cao hơn về khả năng bảo toàn cấu trúc phân tử (Duan et al., 2009; Ikoma et al., 2003; Thuy et al., 2014).
• Thủy phân protein phụ phẩm bằng protease thương mại:
  • Alcalase: Khảo sát cơ chế cắt liên kết peptide nội phân tử của protease vi khuẩn Bacillus licheniformis (Guérard et al., 2001; Ovissipour et al., 2009; Safari et al., 2011; Roslan et al., 2015; Lê Trung Thiên và ctv., 2017; Nguyễn Chí Thanh và ctv., 2019).
  • Flavourzyme: Đánh giá hoạt tính exopeptidase từ Aspergillus oryzae giúp thủy phân đầu N tận cùng, giải phóng amino acid tự do và làm giảm vị đắng hình thành từ các chuỗi peptide kỵ nước (Chiang et al., 1999; Šližytė et al., 2005; Phuong & Huong, 2015; Sumaya-Martínez et al., 2005; Nilsang et al., 2005; Đỗ Trọng Sơn và ctv., 2013).
  • Kết hợp enzyme: Kết hợp đồng thời alcalase và flavourzyme (Đỗ Thị Thanh Thủy & Nguyễn Anh Tuấn, 2017; Senadheera et al., 2017; Vy et al., 2018); hoặc thủy phân hai giai đoạn bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau nhằm ngăn chặn hiện tượng enzyme tự phân giải lẫn nhau (Nguyễn Thị Mỹ Hương, 2019; Trần Kiều Anh và ctv., 2017).
• Chiết tách collagen và ứng dụng collagen thủy phân: Zaelani et al. (2020), Liu et al. (2014), Ahmed et al. (2019), Wang et al. (2007), Trần Thị Huyền và ctv. (2012), Lê Phan Thùy Hạnh & Trần Quyết Thắng (2017), Lê Thị Thu Hương và ctv. (2017), Bilek & Bayram (2015).

Vị trí và giải pháp lựa chọn của luận án

Dựa trên tổng quan tài liệu, luận án định vị trọng tâm giải quyết hai khoảng trống công nghệ:

1. Xác lập thông số quy trình thủy phân phụ phẩm đầu cá lóc theo mô hình hai giai đoạn: dùng alcalase mở vòng cấu trúc và phân cắt mạch chính, sau đó bổ sung flavourzyme vào thời điểm thích hợp để giải phóng amino acid, khử vị đắng, tối ưu hóa đồng thời độ thủy phân (DH), hiệu suất thu hồi protein (PR) và hàm lượng đạm amin (Naa).
2. Tích hợp đồng thời da và vảy cá lóc thành một cơ chất duy nhất để trích ly collagen loại I bằng tác nhân sinh hóa kết hợp (pepsin pha trong acid acetic loãng), giải quyết hạn chế năng suất thấp của phương pháp acid thuần túy và rút ngắn thời gian xử lý độc lập từng loại phụ phẩm.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và mô hình tiếp cận

• Cơ chế thủy phân liên kết peptide: Thủy phân protein bằng enzyme dựa trên xúc tác sinh học phá vỡ liên kết amide (-CO-NH-) trong điều kiện nhiệt độ và pH êm dịu. Hoạt tính endopeptidase của alcalase (serine protease, EC 3.4.21.62) tác động vào các liên kết peptide bên trong phân tử, làm giảm nhanh khối lượng phân tử cơ chất. Hoạt tính exopeptidase của flavourzyme (aminopeptidase, EC 3.4.11.1) thủy phân có chọn lọc các gốc amino acid tận cùng chuỗi peptide, trực tiếp loại bỏ các peptide kỵ nước ngắn gây vị đắng.
• Cơ chế trích ly collagen bằng acid và enzyme: Phân tử collagen có cấu trúc xoắn ba (triple helix) liên kết chặt chẽ bởi các cầu nối cộng hóa trị liên phân tử ở vùng telopeptide không cuộn xoắn. Acid acetic làm trương nở các sợi collagen và phân ly các liên kết yếu (liên kết hydro, liên kết tĩnh điện). Pepsin cắt chọn lọc các chuỗi telopeptide không xoắn ba mà không làm tổn hại cấu trúc xoắn ba trung tâm, làm tăng độ hòa tan của collagen monomer vào dung dịch chiết.
• Mô hình động học suy giảm chất lượng và dự đoán thời hạn bảo quản (ASLT): Quá trình hấp thụ ẩm của bột đạm thủy phân được mô hình hóa theo phương trình Arrhenius để xác định hằng số tốc độ phản ứng biến đổi chất lượng ($k$) theo nhiệt độ và độ ẩm tương đối, từ đó tính toán năng lượng hoạt hóa ($E_a$) và thời hạn sử dụng.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Luận án thuộc dạng nghiên cứu thực nghiệm định lượng kết hợp tối ưu hóa quy trình công nghệ và phân tích công cụ.

Mẫu nguyên liệu phụ phẩm (Đầu, da, vảy cá lóc)

Phương pháp phân tích và trang thiết bị thực nghiệm

Chỉ tiêu phân tích	Phương pháp / Tiêu chuẩn áp dụng	Thiết bị thực hiện
Độ ẩm	Sấy đến khối lượng không đổi (TCVN 3700:1990)	Tủ sấy Memmert UF 450, tủ sấy JEIOTECH ON-11E
Hàm lượng Protein	Kjeldahl hóa mẫu (TCVN 3705:1990)	Bộ chưng cất đạm tự động Velp UDK159
Hàm lượng Lipid	Chiết dung môi hồi lưu (TCVN 3703:2009)	Hệ thống Soxhlet Gerhardt
Hàm lượng Khoáng	Tro hóa ở nhiệt độ cao (TCVN 5105:2009)	Lò nung Muffle Furnace Gallenkamp
Độ thủy phân (DH)	Phương pháp OPA (Nielsen et al., 2001)	Máy so màu quang phổ Genesys 30
Hàm lượng đạm amin (Naa)	Chuẩn độ formol hiệu chuẩn đạm ammoniac (TCVN 12620:2019)	Dụng cụ chuẩn độ phân tích
Điện di phân tử	SDS-PAGE theo Laemmli (1970)	Bộ điện di Mini-PROTEAN 3 cell Bio-Rad
Nhiệt độ biến tính nhiệt	Phân tích nhiệt quét vi sai (DSC)	Thiết bị phân tích nhiệt quét vi sai DSC
Cấu trúc dao động phân tử	Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR)	Máy quang phổ hồng ngoại FTIR
Phân đoạn kích thước peptide	Siêu lọc tiếp tuyến qua màng Amicon	Hệ thống lọc màng Amicon Millipore (3, 10, 30 kDa)
Kim loại nặng (Pb, Cd, As, Cu)	Quang phổ hấp thu nguyên tử (AOAC 2013.06)	Hệ thống AAS
Thử nghiệm gia tốc (ASLT)	Đánh giá ở 30°C, 50°C, 70°C và độ ẩm 70%, 90%	Tủ môi trường vi khí hậu PHC MLR-352H

Thu thập và xử lý số liệu

Mọi thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn với 3 lần lặp lại độc lập. Dữ liệu thực nghiệm được xử lý thống kê mô tả (giá trị trung bình, độ lệch chuẩn) bằng phần mềm Microsoft Excel 2013. Phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) và kiểm định phân hạng Tukey ($p < 0,05$) được thực hiện trên phần mềm Statgraphics Centurion XV Version 15. Quá trình tối ưu hóa đa biến được xây dựng theo phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) áp dụng cấu trúc quy hoạch thực nghiệm hỗn hợp quy mô nhỏ Draper-Lin (Draper-Lin small composite design).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương này đặt nền tảng định hướng cho toàn bộ luận án:

• Nêu rõ bối cảnh công nghiệp chế biến cá lóc tại Đồng bằng sông Cửu Long, thực trạng phát sinh phụ phẩm và tiềm năng khai thác protein có giá trị sinh học.
• Đặt ra hệ thống mục tiêu chung và 4 mục tiêu cụ thể, phân định 4 nội dung nghiên cứu gắn liền với từng chuỗi công nghệ.
• Xác định rõ đối tượng phụ phẩm (đầu, da, vảy cá lóc) và phạm vi nghiên cứu từ khâu tiền xử lý, thủy phân, chiết tách đến phát triển sản phẩm thực phẩm hoàn chỉnh.
• Trình bày ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình trong việc nâng cao chuỗi giá trị cá lóc hướng tới mô hình kinh tế tuần hoàn không chất thải.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Chương 2 cung cấp hệ thống cơ sở lý luận chi tiết:

• Trình bày đặc điểm phân loại học của cá lóc đen (Channa striata Bloch, 1797) thuộc chi Channa, họ Channidae, bộ Perciformes, cùng số liệu sản lượng nuôi trồng tại tỉnh Trà Vinh (đạt gần 52.000 tấn năm 2022 trên diện tích 450 ha).
• Dẫn chứng số liệu tổng quan về thành phần khối lượng phụ phẩm cá chế biến (chiếm hơn 60% tổng khối lượng cơ thể). Phân tích cấu trúc phân tử mô cơ cá gồm protein cấu trúc (myosin 50-60%, actin 15-30%), protein chất nền và mô liên kết giàu amino acid thiết yếu.
• Phân tích sâu nguyên lý các kỹ thuật tiền xử lý: phân tách màng lipid cơ học và trích ly dung môi hữu cơ; ngâm dung dịch kiềm loãng (NaOH) hòa tan mucopolysaccharide, sắc tố và protein phi collagen; khử khoáng hydroxyapatite bằng tác nhân tạo phức chelate EDTA-2Na để bảo toàn liên kết peptide xoắn ba.
• Trình bày đặc tính sinh hóa, tính đặc hiệu và động học của các enzyme alcalase (nguồn gốc Bacillus licheniformis) và flavourzyme (nguồn gốc Aspergillus oryzae); cơ chế trích ly collagen bằng acid acetic và pepsin; các nghiên cứu ứng dụng bột đạm thủy phân và collagen thủy phân trong chế biến thực phẩm.

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết phương tiện, hóa chất, nguyên liệu và quy trình bố trí thí nghiệm:

• Phương tiện nghiên cứu: Mô tả cấu hình máy sấy thăng hoa iFDs (-20°C đến -1°C, áp suất 0 - 520 mTorr), hệ thống lọc màng Amicon (3 kDa, 10 kDa, 30 kDa), máy đo độ nhớt Brookfield RVDV-II+CP, máy đo màu Colorimeter PCE-CSM 2, máy chưng cất đạm Velp UDK159.
• Enzyme và hóa chất: Alcalase 2,4L (hoạt độ 825 U/mL), Flavourzyme (hoạt độ 2450 LAPU/g), Pepsin lợn (hoạt độ 0,7 FIP-U/mg, Merck). Hóa chất phân tích đạt độ tinh khiết cao.
• Tiến trình bố trí 4 nội dung thực nghiệm (gồm 21 thí nghiệm cụ thể):
  • Nội dung 1: Khảo sát thời gian trữ đông đầu cá lóc (0, 1, 2, 3 tháng); khảo sát 7 phương pháp tách lipid (đối chứng, nhiệt 95°C, n-hexane, isopropanol, ethanol, isopropanol/hexane, ethanol/hexane); khảo sát nồng độ NaOH (0,05; 0,1; 0,15 M) và thời gian (2, 4, 6, 8 giờ) trên da cá; khảo sát nồng độ EDTA-2Na (0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 M) và thời gian (12, 24, 36, 48 giờ) trên vảy cá.
  • Nội dung 2: Khảo sát đơn yếu tố thủy phân bằng flavourzyme (nồng độ, thời gian, nhiệt độ) và alcalase (nồng độ, thời gian, nhiệt độ); quy hoạch RSM thủy phân kết hợp đồng thời hai enzyme; khảo sát thời điểm bổ sung flavourzyme; quy hoạch RSM thủy phân hai giai đoạn; lọc phân đoạn màng siêu lọc.
  • Nội dung 3: Khảo sát nồng độ acetic acid và thời gian trích ly; khảo sát nồng độ pepsin kết hợp và thời gian trích ly; đánh giá tính chất hóa lý, điện di SDS-PAGE, quang phổ FTIR, nhiệt độ biến tính DSC; khảo sát thủy phân collagen bằng alcalase.
  • Nội dung 4: Dự đoán hạn sử dụng bột đạm thủy phân theo ASLT; phối trộn sản phẩm bột súp rau củ; bổ sung collagen thủy phân vào nước ép dâu tằm.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 là phần nội dung thực nghiệm trung tâm với đầy đủ số liệu định lượng:

1. Thành phần hóa học của phụ phẩm cá lóc

Phụ phẩm cá lóc thu nhận từ quá trình chế biến khô có tỷ lệ thành phần khối lượng: đầu cá chiếm tỷ lệ cao nhất trong các phụ phẩm rắn, tiếp theo là xương, vây, da và vảy. Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản của các bộ phận phụ phẩm được tổng hợp chi tiết:

Bộ phận phụ phẩm	Độ ẩm (%)	Protein thô (%)	Lipid thô (%)	Khoáng tổng số (%)
Đầu cá lóc	$72,68 \pm 0,10$	$14,29 \pm 0,10$	$0,62 \pm 0,17$	$1,58 \pm 0,16$
Da cá lóc	$74,33 \pm 0,15$	$18,49 \pm 0,59$	$2,99 \pm 0,42$	$0,20 \pm 0,09$
Vảy cá lóc	$56,73 \pm 0,41$	$21,60 \pm 0,11$	$0,26 \pm 0,12$	$19,02 \pm 0,26$

2. Kết quả tiền xử lý và bảo quản phụ phẩm

• Thời gian trữ đông đầu cá lóc: Trữ đông ở $-20 \pm 2^\circ\text{C}$ trong 3 tháng cho thấy các chỉ số chất lượng nguyên liệu vẫn nằm trong ngưỡng an toàn (pH dao động 6,42 - 6,55; chỉ số peroxide PV tăng từ 0,65 lên 2,14 meq/kg; TVB-N tăng từ 11,2 lên 17,8 mg N/100g; TVKHK $< 10^5\text{ cfu/g}$). Tuy nhiên, khi đánh giá hiệu quả thủy phân bằng alcalase, mẫu bảo quản đến tháng thứ 2 cho độ thủy phân DH và hiệu suất thu hồi protein PR cao và ổn định ($DH = 38,5%$, $PR = 48,7%$), trong khi mẫu trữ đông 3 tháng có sự suy giảm rõ rệt về PR do protein biến tính co cụm. Do đó, thời gian bảo quản đầu cá lạnh đông tối đa được chọn là 2 tháng.
• Phương pháp tách lipid đầu cá lóc: Thử nghiệm so sánh 7 phương pháp cho thấy nghiệm thức đối chứng (không tiền xử lý loại lipid bằng dung môi hay nhiệt trước khi thủy phân) đạt kết quả tối ưu: hiệu suất tách lipid tự nhiên qua quá trình thủy phân và ly tâm đạt 78,4%, DH đạt 38,5%, PR đạt 48,7%, hàm lượng đạm amin Naa đạt 11,6 g/L và đạm ammoniac rất thấp ở mức 0,249 g/L. Việc xử lý nhiệt 95°C làm biến tính protein khiến PR giảm, trong khi xử lý dung môi hữu cơ làm tăng chi phí và ảnh hưởng xấu đến hoạt tính enzyme.
• Tiền xử lý da cá lóc: Xử lý bằng dung dịch NaOH 0,1 M trong 6 giờ ở 4°C giúp loại bỏ hiệu quả protein phi collagen đạt 25,7%, hàm lượng protein còn lại trong da là 24,5%, cấu trúc da trương nở tốt và không bị thủy phân làm mất collagen.
• Khử khoáng vảy cá lóc: Xử lý bằng dung dịch EDTA-2Na 0,8 M trong 24 giờ cho hiệu quả khử khoáng đạt 92,8%, hàm lượng khoáng còn lại trong vảy giảm xuống mức thấp 1,99%, loại bỏ cản trở của canxi đối với quá trình trích ly collagen.

3. Tối ưu hóa quá trình thủy phân đầu cá lóc bằng enzyme

• Thủy phân bằng từng enzyme đơn lẻ:
  • Flavourzyme đơn lẻ: Điều kiện thích hợp là nồng độ enzyme 120 U/g protein, thời gian 30 giờ, nhiệt độ 50°C. Kết quả thu được: $DH = 39,1%$, $PR = 49,9%$, $Naa = 6,49\text{ g/L}$.
  • Alcalase đơn lẻ: Điều kiện thích hợp là nồng độ enzyme 40 U/g protein, thời gian 30 giờ, nhiệt độ 50°C. Kết quả thu được: $DH = 40,8%$, $PR = 50,2%$, $Naa = 13,0\text{ g/L}$.
• Thủy phân kết hợp đồng thời Alcalase và Flavourzyme (tối ưu hóa RSM):
  • Áp dụng mô hình Draper-Lin small composite design với các biến số: nhiệt độ, thời gian, pH và nồng độ hỗn hợp enzyme.
  • Điểm tối ưu: nhiệt độ 56°C, thời gian 30 giờ, pH 7,0, tổng nồng độ enzyme alcalase + flavourzyme là 179 U/g protein.
  • Giá trị đạt được: $DH = 50,29%$, $PR = 65,43%$, $Naa = 13,09\text{ g/L}$.
• Thủy phân hai giai đoạn theo trình tự (Alcalase trước, Flavourzyme sau):
  • Khảo sát thời điểm bổ sung flavourzyme cho thấy bổ sung sau 8,5 giờ đạt kết quả cao nhất.
  • Tối ưu hóa bề mặt đáp ứng RSM thiết lập điều kiện tối ưu: bổ sung alcalase nồng độ 51 U/g protein ở giai đoạn đầu, sau 8,5 giờ bổ sung tiếp flavourzyme nồng độ 112 U/g protein, tổng thời gian thủy phân là 33 giờ tại 56°C.
  • Giá trị các hàm mục tiêu đạt đỉnh: $DH = 53,05%$, $PR = 66,68%$, $Naa = 14,01\text{ g/L}$.
  • Dịch thủy phân hai giai đoạn có điểm cảm quan vị đắng thấp nhất (1,86/5 điểm - mức đắng rất yếu), tổng hàm lượng amino acid (TAA) đạt 80,59 g/100 g bột khô và tổng amino acid thiết yếu (TEAA) đạt 24,56 g/100 g bột khô.
• Phân đoạn màng siêu lọc Amicon:
  • Màng lọc siêu lọc 3 kDa tách được phân đoạn peptide $< 3\text{ kDa}$ chiếm 82,8% tổng lượng peptide, điểm cảm quan vị đắng giảm xuống còn 1,42 điểm (gần như không đắng).
  • Tuy nhiên, để tiết kiệm chi phí năng lượng và thiết bị lọc màng trong sản xuất công nghiệp, dịch đạm toàn phần không qua lọc màng (có điểm vị đắng yếu 1,86 điểm) vẫn được lựa chọn để sản xuất bột đạm sấy thăng hoa. Bột đạm thành phẩm không phát hiện kim loại nặng nguy hại (As, Cd, Pb đều đạt tiêu chuẩn).

4. Nghiên cứu chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc

• Chiết tách bằng dung dịch Acetic acid thuần túy: Nồng độ acetic acid 0,6 M trong thời gian 3 ngày cho hiệu suất thu hồi collagen đạt 3,18%, sản phẩm có độ sáng cao với chỉ số $L^* = 83,6$.
• Chiết tách kết hợp Pepsin và Acetic acid: Sử dụng pepsin nồng độ 0,1% pha trong dung dịch đệm acetic acid 0,6 M trong thời gian chiết tách 2 ngày giúp nâng hiệu suất thu hồi collagen lên mức 20,8% (tăng gấp hơn 6,5 lần so với acid thuần túy), độ sáng sản phẩm đạt $L^* = 87,9$.
• Đặc tính hóa lý và cấu trúc collagen:
  • Cả hai mẫu collagen chiết bằng acid (ASC) và pepsin (PSC) đều được xác định là collagen loại I với cấu tạo dải điện di SDS-PAGE gồm 2 chuỗi $\alpha_1$, 1 chuỗi $\alpha_2$ và chuỗi $\beta$ dimer.
  • Phổ FTIR thể hiện rõ các dải hấp thụ đặc trưng của collagen: Amide A (khoảng 3300 - 3320 cm⁻¹), Amide B (khoảng 2924 - 2928 cm⁻¹), Amide I (khoảng 1645 - 1650 cm⁻¹), Amide II (khoảng 1540 - 1550 cm⁻¹) và Amide III (khoảng 1235 - 1240 cm⁻¹).
  • Độ hòa tan tối đa ở môi trường acid (pH 2) và giảm mạnh khi nồng độ muối NaCl vượt quá 0,4 M.
  • Collagen chiết bằng acetic acid có hàm lượng imino acid (proline + hydroxyproline) là 22,6% với nhiệt độ biến tính nhiệt ($T_d$) là 35,78°C; collagen chiết bằng pepsin có hàm lượng imino acid là 20,0% với $T_d = 34,09^\circ\text{C}$.
• Thủy phân collagen thành peptide: Collagen trích ly bằng pepsin được thủy phân bằng alcalase nồng độ 2% trong thời gian 3 giờ cho hiệu suất thu hồi collagen thủy phân đạt 98,6%, độ nhớt dung dịch giảm xuống còn 7,01 mPa.s.

5. Đánh giá hạn sử dụng và ứng dụng phát triển sản phẩm

• Dự đoán thời hạn bảo quản bột đạm thủy phân: Thử nghiệm gia tốc ASLT tại các nhiệt độ 30°C, 50°C, 70°C dưới hai điều kiện độ ẩm tương đối 70% và 90%. Kết quả tính toán từ đồ thị Arrhenius dự đoán sản phẩm bột đạm thủy phân đóng gói bao bì nhôm có hạn sử dụng là 10,3 tháng khi bảo quản tại điều kiện thường (nhiệt độ 30°C, độ ẩm không khí 70%).
• Sản phẩm bột súp rau củ: Phối trộn 8% bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc với 24,9% bột kem béo thực vật tạo ra sản phẩm bột súp rau củ đạt điểm cảm quan xuất sắc (18,6/20 điểm). Thành phần dinh dưỡng cân bằng trong 100 g sản phẩm khô gồm: protein 10,1%; lipid 4,42%; carbohydrate 67,8%; độ ẩm 4,21% và cung cấp tổng năng lượng 351,4 kcal/100 g.
• Sản phẩm nước ép dâu tằm giàu collagen: Bổ sung collagen thủy phân vào nước ép dâu tằm với tỷ lệ 2% (w/v) cho sản phẩm có điểm cảm quan cao (17,9/20 điểm), hàm lượng protein hòa tan đạt 26,5 mg/mL và hoạt tính chống oxy hóa quét gốc tự do DPPH đạt 60,1%.

Chương 5: Kết luận và đề xuất

• Tóm lược toàn bộ hệ thống thông số kỹ thuật đã được tối ưu hóa từ 4 nội dung nghiên cứu.
• Đề xuất hoàn thiện thiết kế dây chuyền sản xuất pilot để thương mại hóa bột đạm thủy phân và collagen từ phụ phẩm cá lóc.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học

1. Cung cấp bộ dữ liệu khoa học đầy đủ và có hệ thống về thành phần sinh hóa của các cấu phần phụ phẩm cá lóc đen (Channa striata), bao gồm đầu, da và vảy cá lóc nuôi tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long.
2. Làm sáng tỏ cơ chế và chứng minh tính hiệu quả của phương thức thủy phân enzyme hai giai đoạn (kết hợp theo trình tự alcalase trước, flavourzyme sau) trong việc kiểm soát mức độ thủy phân (DH), nâng cao hiệu suất thu hồi protein (PR) và đặc biệt là giải phóng triệt để đạm amin (Naa) đồng thời làm giảm vị đắng của dịch đạm mà không cần qua công đoạn lọc màng tốn kém.
3. Xác lập cơ sở khoa học cho việc phối hợp đồng thời hai cơ chất da và vảy cá lóc trong một quy trình trích ly collagen duy nhất bằng tác nhân sinh hóa kết hợp (pepsin/acetic acid), chứng minh sản phẩm thu được hoàn toàn tương thích và mang đầy đủ đặc trưng cấu trúc của collagen loại I.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

1. Xây dựng thành công quy trình công nghệ thu hồi protein từ đầu cá lóc quy mô phòng thí nghiệm có khả năng ứng dụng thực tế cao: không cần công đoạn tẩy chất béo bằng dung môi phức tạp mà vẫn đạt hiệu quả tách lipid 78,4%, giảm thiểu hóa chất độc hại và hạ giá thành sản xuất.
2. Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng enzyme pepsin, rút ngắn thời gian chiết tách từ 3 ngày xuống 2 ngày và nâng hiệu suất thu hồi collagen từ 3,18% lên 20,8%.
3. Phát triển thành công công thức của hai sản phẩm thực phẩm ứng dụng: bột súp rau củ giàu đạm (bổ sung 8% bột đạm thủy phân) và nước ép dâu tằm chức năng (bổ sung 2% collagen thủy phân), mở rộng hướng đi cụ thể cho việc chế biến không phụ phẩm trong ngành thủy sản.

Kiến nghị và đề xuất của tác giả

• Tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm quy trình công nghệ ở quy mô bán công nghiệp (pilot) để đánh giá đầy đủ tính toán kinh tế kỹ thuật và mức tiêu hao năng lượng.
• Khảo sát sâu hơn hoạt tính sinh học của các phân đoạn peptide từ đầu cá lóc (hoạt tính ức chế men chuyển angiotensin ACE, hoạt tính kháng khuẩn) phục vụ công nghiệp thực phẩm chức năng và dược phẩm.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các giới hạn nội dung được tác giả trình bày trong luận án:

• Quy mô thực nghiệm: Toàn bộ các thông số tối ưu hóa được xác lập ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ mẫu nhỏ). Khi nâng cấp lên quy mô pilot hoặc công nghiệp, các yếu tố truyền nhiệt, khuấy đảo và tổn thất qua màng siêu lọc cần được hiệu chỉnh lại.
• Nguồn nguyên liệu: Nghiên cứu chỉ tập trung vào một nguồn phụ phẩm thu gom từ các cơ sở chế biến khô cá lóc tại huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang. Sự biến thiên về mùa vụ, cỡ cá và chế độ dinh dưỡng thức ăn nuôi cá chưa được khảo sát đồng loạt để đánh giá độ ổn định thành phần hóa học của nguyên liệu qua các năm.
• Phạm vi sản phẩm ứng dụng: Luận án mới dừng lại ở việc thử nghiệm trên hai đối tượng sản phẩm mô hình là bột súp rau củ và nước ép dâu tằm. Cần tiếp tục mở rộng đánh giá hạn sử dụng thực tế và thử nghiệm thị hiếu người tiêu dùng trên diện rộng đối với các hệ sản phẩm thực phẩm đa dạng khác.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo có giá trị chuyên môn cao cho các nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Chế biến Thủy sản, Hóa sinh học: Có thể tham khảo phương pháp quy hoạch thực nghiệm RSM (mô hình Draper-Lin small composite design) trong tối ưu hóa phản ứng sinh hóa; các quy trình phân tích công cụ điện di SDS-PAGE, quang phổ FTIR, phân tích nhiệt DSC và phương pháp thử nghiệm gia tốc ASLT.
• Giảng viên và cán bộ nghiên cứu: Sử dụng các dẫn liệu số liệu thực nghiệm về động học thủy phân enzyme protease và các thông số hóa lý của collagen cá nước ngọt để phục vụ giảng dạy các học phần Công nghệ chế biến phụ phẩm thủy sản, Độc học và phụ gia thực phẩm, Công nghệ sinh học thực phẩm.
• Doanh nghiệp chế biến thủy sản và cán bộ kỹ thuật: Áp dụng trực tiếp thông số công nghệ tiền xử lý đầu, da, vảy cá lóc để xây dựng dự án chế biến phụ phẩm thành bột đạm dinh dưỡng và collagen peptide thương phẩm, nâng cao hiệu quả kinh tế và giải quyết triệt để vấn đề rác thải môi trường tại các vùng nuôi trồng thủy sản tập trung.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao quy trình thủy phân đầu cá lóc bằng enzyme hai giai đoạn (alcalase trước, flavourzyme sau) lại ưu việt hơn so với việc phối trộn đồng thời hai enzyme ngay từ đầu?

Khi phối trộn đồng thời alcalase và flavourzyme, do bản chất của enzyme là protein, hai enzyme này có thể tương tác và sử dụng lẫn nhau làm cơ chất phân giải, dẫn đến làm suy giảm nhanh hoạt tính xúc tác. Phương thức bổ sung theo trình tự cho phép alcalase hoạt động trước trong 8,5 giờ đầu để phân cắt các chuỗi polypeptide dài bên trong phân tử, làm lộ ra các đầu tận cùng. Sau đó, flavourzyme được bổ sung ở giai đoạn tiếp theo (tổng thời gian 33 giờ) sẽ tập trung cắt các amino acid đầu N giải phóng đạm amin ($Naa = 14,01\text{ g/L}$) và thủy phân triệt để các peptide kỵ nước ngắn, giúp độ thủy phân đạt mức cao nhất ($DH = 53,05%$) và hạn chế vị đắng của dịch đạm xuống mức thấp nhất (1,86 điểm).

2. Dung dịch hóa chất nào được sử dụng để khử khoáng từ vảy cá lóc và hiệu quả đạt được là bao nhiêu?

Luận án sử dụng dung dịch Ethylendiamin Tetraacetic Acid Disodium (EDTA-2Na) nồng độ 0,8 M để ngâm chiết khử khoáng từ vảy cá lóc trong thời gian 24 giờ. Tác nhân này tạo phức chelate với ion canxi ($Ca^{2+}$) mà không làm đứt gãy cấu trúc xoắn ba của sợi collagen. Hiệu quả khử khoáng đạt tới 92,8%, đưa hàm lượng khoáng tổng số còn lại trong vảy cá lóc xuống mức 1,99%, tạo điều kiện cho các phản ứng trích ly tiếp theo.

3. Việc bổ sung enzyme pepsin kết hợp với acetic acid đã cải thiện hiệu suất thu hồi collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc như thế nào?

Khi chỉ sử dụng dung dịch acetic acid 0,6 M thuần túy để chiết tách trong 3 ngày, hiệu suất thu hồi collagen chỉ đạt 3,18%. Khi bổ sung thêm enzyme pepsin nồng độ 0,1% pha trong đệm acetic acid 0,6 M, thời gian chiết tách được rút ngắn xuống còn 2 ngày nhưng hiệu suất thu hồi collagen tăng vọt lên mức 20,8% (tăng gấp hơn 6,5 lần). Pepsin đóng vai trò cắt chọn lọc các chuỗi telopeptide liên kết chéo ở hai đầu phân tử, giải phóng các monomer collagen hòa tan vào dung môi mà vẫn bảo toàn nguyên vẹn cấu trúc xoắn ba loại I.

4. Bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc có thời hạn bảo quản dự đoán là bao lâu theo phương pháp thử nghiệm gia tốc (ASLT)?

Theo phương pháp thử nghiệm bảo quản gia tốc (ASLT) được thiết lập ở ba mốc nhiệt độ 30°C, 50°C, 70°C và độ ẩm tương đối không khí 70% và 90%, kết hợp xử lý dữ liệu động học hấp phụ ẩm theo phương trình Arrhenius, sản phẩm bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc được dự đoán có thời hạn bảo quản cho phép là 10,3 tháng trong điều kiện môi trường bảo quản ở nhiệt độ phòng 30°C và độ ẩm tương đối không khí 70%.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Trương Thị Mộng Thu đã giải quyết trọn vẹn chuỗi công nghệ tái tạo giá trị từ phụ phẩm đầu, da và vảy cá lóc (Channa striata) thông qua các phương pháp sinh hóa kiểm soát. Bằng việc tối ưu hóa quy trình thủy phân hai giai đoạn kết hợp alcalase và flavourzyme, công trình đã tạo ra bột đạm thủy phân có hàm lượng đạm amin cao, vị đắng rất thấp và thời hạn sử dụng đạt 10,3 tháng. Đồng thời, kỹ thuật chiết tách kết hợp pepsin trong acid acetic trên hỗn hợp da và vảy đã thu hồi thành công collagen loại I có độ tinh khiết và độ sáng cao với hiệu suất 20,8%. Việc thử nghiệm thành công bột súp rau củ bổ sung bột đạm và nước ép dâu tằm bổ sung collagen thủy phân khẳng định tính khả thi trong thực tiễn của việc phát triển các dòng thực phẩm giá trị gia tăng từ nguồn phụ phẩm thủy sản nước ngọt tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Cá lóc (Channa striata) được nuôi phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) bởi chất lượng thịt thơm ngon và giá thành hợp lý nên sản lượng cá lóc nuôi ngày càng gia tăng (Hien at el., 2017; Duong at el. Việc phát triển mạnh mẽ nghề nuôi cá lóc thúc đẩy yêu cầu cấp thiết phát triển hơn nữa các sản phẩm chế biến như mắm, khô, chà bông và chả cá lóc. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến sản phẩm khô cá lóc, hiệu suất thu hồi thịt cá chỉ xấp xỉ 60% (Nguyễn Văn Mười & Trần Thanh Trúc, 2016), dẫn đến thải ra một lượng lớn phụ phẩm gồm đầu, xương, da, vây, vảy, nội tạng và được bán với giá thấp trực tiếp tại các cơ sở sản xuất khô, các chợ (Trần Thanh Trúc & Nguyễn Văn Mười, 2019). Bên cạnh đó, phụ phẩm cá lóc chứa hàm lượng protein tương đối cao 13,58% (Ung Minh Anh Thư, 2018).

Do đó, việc tận dụng nguồn phụ phẩm giá thành thấp này để tạo ra những chế phẩm protein có giá trị kinh tế cao hơn đã được thực hiện là cần thiết, mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Ứng dụng enzyme protease để thủy phân phụ phẩm cá là cách tiếp cận hiệu quả và được ứng dụng rộng rãi (Kristinsson & Rasco, 2000a). Quá trình thủy phân protein bằng protease có thể được thực hiện bởi enzyme riêng lẻ, kết hợp hoặc thủy phân 2 giai đoạn (Chiang at el. Trong nhóm protease thì alcalase có hoạt tính endopeptidase có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus licheniformis (Gupta at el., 2002), nhờ vào hoạt tính endopeptidase của alcalase cắt liên kết peptide bên trong phân tử protein đem lại hiệu quả thủy phân và hiệu suất thu hồi protein cao (Guerard at el., 2001; Ovissipour at el., 2012; Salwanee at el., 2013; Nguyễn Văn Mười & Hà Thị Thụy Vy, 2018; Nguyễn Chí Thanh và ctv.

Bên cạnh đó, flavourzyme có cả hoạt tính endopeptidase và exopeptidase nhưng chủ yếu là exopeptidase, có nguồn gốc từ Aspergillus oryzae. Sản phẩm thủy phân có vị đắng giảm đáng kể nhờ vào hoạt tính exopeptidase của flavourzyme, thủy phân từ đầu amin của protein hoặc peptide (Đỗ Trọng Sơn và ctv., 2013; Nguyễn Thị Mỹ Hương, 2014; Chiang at el. Do đó, một số nghiên cứu đã sử dụng kết hợp endopeptidase và exopeptidase nhằm tăng hiệu suất thủy phân và giảm vị đắng của sản phẩm thủy phân như kết hợp alcalase và flavourzyme (Klompong at el., 2008; Đỗ Thị Thanh Thủy & Nguyễn Anh Tuấn, 2017; Senadheera at el. Tuy nhiên, sử dụng kết hợp hai loại enzyme có thể dẫn đến enzyme này là cơ chất của enzyme kia và ngược lại.

Vì vậy, Nguyễn Thị Mỹ Hương (2019) đã nghiên cứu thủy phân theo trình tự bổ sung endopeptidase trước và exopeptidase sau để thu được dịch đạm có hiệu suất thủy phân cao. Trên thế giới nguồn nguyên liệu chính để sản xuất collagen chủ yếu từ da heo và xương bò. Tuy nhiên, sự bùng nổ của bệnh bò điên và lở mồm long móng ở heo đã dẫn đến sự suy giảm nguồn nguyên liệu sản xuất collagen từ động vật có vú (Kittiphattanabawon at el. Chính vì thế, việc tìm nguồn nguyên liệu để sản xuất collagen an toàn, nguy cơ truyền bệnh thấp và không bị ràng buộc tôn giáo (Nalinanon 1 at el., 2007) cũng được quan tâm.

Trong đó phụ phẩm từ quá trình chế biến thủy sản có thể đáp ứng những điều này, điển hình là da và vảy cá (Kittiphattanabawon at el. Tuy nhiên, để có thể chiết tách được collagen thành phẩm có chất lượng cao phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bước tiền xử lý loại protein phi collagen từ da cá (Shon at el., 2011; Lê Phan Thùy Hạnh & Trần Quyết Thắng, 2017; Nguyễn Công Bỉnh & Trần Phương Kiều, 2019) và khử khoáng từ vảy cá (Zhang at el., 2010; Matmaroh at el., 2011; Bellali at el. Hơn nữa, công đoạn quyết định đến chất lượng collagen là công đoạn chiết tách. Trong đó, acetic acid đã được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng vì cho hiệu quả chiết tách collagen tốt (Duan at el., 2009; Trần Thị Huyền và ctv., 2012; Liu at el., 2015a; Sun at el.

Bên cạnh đó, pepsin cũng đã được chứng minh rằng có thể cải thiện hiệu suất chiết tách collagen khi kết hợp với acetic acid (Heu at el., 2010; Huang at el., 2011; Kumar & Nazeer, 2013; Pamungkas at el., 2019; Pei at el. Tuy nhiên, nghiên cứu thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme riêng lẻ, kết hợp hoặc thủy phân 2 giai đoạn, chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và pepsin chưa được nghiên cứu. Từ nhu cầu cấp thiết trên, vấn đề đẩy mạnh nghiên cứu thu hồi protein từ đầu, da và vảy cá lóc để sản xuất chế phẩm bột đạm thủy phân và collagen, đồng thời ứng dụng các chế phẩm protein trong sản xuất thực phẩm là hướng đi phù hợp.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Mục tiêu chung Xác định các thông số kỹ thuật và tối ưu hóa quá trình thu nhận protein từ đầu, da và vảy cá lóc để chế biến các chế phẩm giàu protein theo định hướng xây dựng quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme; collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và pepsin. Đồng thời ứng dụng các chế phẩm giàu protein trong sản xuất sản phẩm bột súp rau củ và nước ép giàu collagen.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định được thời gian trữ đông thích hợp để đầu cá lóc vẫn duy trì chất lượng tốt, đồng thời chọn được biện pháp tiền xử lý phụ phẩm thích hợp.

- Thiết lập được chế độ thủy phân tối ưu cho đầu cá lóc bằng công nghệ enzyme phù hợp để thu nhận dịch đạm thủy phân. - Xây dựng được quy trình chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc có thành phần amino acid cân đối, màu sắc sáng đẹp, độ hòa tan cao đảm bảo phù hợp tính chất của collagen loại I. - Dự đoán được thời gian bảo quản cho phép đối với chế phẩm giàu protein thu nhận từ phụ phẩm cá lóc và bước đầu ứng dụng để chế biến một số sản phẩm thực phẩm.3 Nội dung nghiên cứu Dựa trên mục tiêu được đặt ra, nghiên cứu tiến hành thực hiện các nội dung: 2 - Khảo sát điều kiện tiền xử lý và trữ đông phụ phẩm cá lóc. - Xác định các điều kiện thủy phân thích hợp để thu hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme.

- Nghiên cứu điều kiện chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và pepsin. - Dự đoán thời hạn sử dụng bột đạm thủy phân và xác định tỷ lệ phối trộn bột đạm thủy phân trong sản xuất bột súp rau củ. - Xác định tỷ lệ collagen thủy phân bổ sung trong sản xuất nước ép giàu collagen.4 Đối tượng và phạm vi nguyên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là đầu, da và vảy cá lóc. Phạm vi nghiên cứu là tối ưu hóa quá trình thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme để sản xuất chế phẩm bột đạm thủy phân.

Đồng thời, chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và pepsin. Ngoài ra, ứng dụng chế phẩm bột đạm thủy phân trong sản xuất sản phẩm bột súp rau củ và collagen thủy phân trong sản xuất nước ép giàu collagen đã được thực hiện.5 Ý nghĩa của luận án Ý nghĩa khoa học: - Phát triển sản phẩm protein chất lượng cao như peptide, amino acid, collagen dễ tiêu hóa dùng trong thực phẩm cho dinh dưỡng người bằng công nghệ enzyme, kết hợp giữa enzyme và hóa học đem lại hiệu quả cao từ phụ phẩm đầu, da, vảy cá lóc. - Nghiên cứu đã xác định được giá trị gia tăng cao của ngành nông nghiệp nuôi và thương mại cá lóc của Việt Nam. Ý nghĩa thực tiễn: - Thiết lập được quy trình công nghệ có tính hiệu quả cao cho quá trình thủy phân đầu cá lóc bằng sự kết hợp của flavourzyme và alcalase trong điều kiện thích hợp nhất.

- Xây dựng được quy trình công nghệ đạt hiệu quả cao cho quá trình chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng phương pháp hóa sinh kết hợp.6 Điểm mới của luận án - Luận án cho thấy khả năng thực tế cao của giải pháp tạo ra sản phẩm giàu protein từ phụ phẩm đầu, da và vảy cá lóc và đánh giá tính khả thi ứng dụng trong thực phẩm. - Nâng cao giá trị của phụ phẩm chế biến cá lóc thông qua tạo ra sản phẩm có giá trị cao. - Giúp định hướng chế biến các sản phẩm thực phẩm từ cá lóc không phụ phẩm. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về cá lóc và phụ phẩm cá 2.1 Sơ lược về cá lóc (Channa striata) Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) rất đa dạng về các loại hình thủy vực với hơn 1.700 loài cá đã được định danh, chỉ riêng cá nội địa đã có 173 loài thuộc 13 bộ.

Một trong những bộ cá nội địa góp phần tạo nên tính đa dạng về thành phần loài đó là bộ cá vược (Perciformes). Đa số các loài cá thuộc bộ cá vược được các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm do chúng có kích thước lớn, thịt ngon, sức sống cao, nên nhiều loài đã trở thành đối tượng khai thác và nuôi quan trọng (Tiền Hải Lý, 2016). Trong đó, Trà Vinh có diện tích nuôi cá lóc lớn nhất ĐBSCL với khoảng 1.500 hộ nuôi trên tổng diện tích 450 ha. Tính đến cuối năm 2022, Trà Vinh đã thu hoạch sản lượng cá lóc ước đạt gần 52.

Phần lớn các nghiên cứu tập trung vào họ cá lóc Channidae. Channidae có 2 giống bao gồm Channa và Parachanna. Giống Channa chiếm ưu thế với hơn 27 loài và phân bố hầu hết các nước Châu Á, trong khi giống Parachanna chỉ có 3 loài và phân bố chủ yếu ở khu vực Châu Phi. Từ rất lâu, chúng đã trở thành đối tượng quan trọng trong nghề đánh bắt cá và trong những thập niên gần đây, một số loài đã được đưa vào nuôi phổ biến ở Việt Nam, Malaysia, Thái Lan, Campuchia, Trung Quốc và Đông Nam Á (Courtenay & Williams, 2004).

Ở Việt Nam, họ cá lóc (Channidae) có 8 loài, trong đó ở ĐBSCL có 4 loài là cá lóc đen (Channa striata Bloch, 1797), cá lóc bông (Channa micropeltes Cuvier, 1831), cá dày (Channa lucius Cuvier, 1831) và cá chành dục (Channa gachua Hamilton, 1822) (Nguyễn Văn Hảo và ctv. Cá họ Channidae sống phổ biến ở ruộng, kênh rạch, ao hồ, đầm, sông ngòi, thích nghi được với môi trường nước đục, tù, có thể chịu đựng được nhiệt độ trên 30oC. Cá có thể sống trong môi trường nước ngọt và nước lợ với độ mặn 8-12‰, pH thích hợp 6,3-7,5; nhiệt độ phù hợp cho tăng trưởng của cá 25 - 30oC (Đỗ Thị Thanh Hương và ctv.