Luận văn: Thu nhận dịch đạm từ thịt đỏ cá ngừ bằng phương pháp enzyme

Luận văn nghiên cứu thu nhận dịch đạm từ thịt đỏ cá ngừ bằng enzyme. Trình bày quy trình công nghệ, các yếu tố ảnh hưởng và kết quả thực nghiệm.

Chuyên ngành

Công nghệ sinh học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2017

83
2
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Toàn cảnh về thịt đỏ cá ngừ và tiềm năng chưa khai phá

Cá ngừ là nguồn hải sản có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao, đóng vai trò quan trọng trong ngành xuất khẩu thủy sản Việt Nam. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến, một lượng lớn phụ phẩm bị loại bỏ, trong đó có thịt đỏ cá ngừ. Phần thịt này, chiếm khoảng 10-12% trọng lượng phi-lê, thường chỉ được tận dụng làm thức ăn chăn nuôi với giá trị thấp. Đây là một sự lãng phí đáng kể, bởi thịt đỏ cá ngừ chứa một nguồn protein dồi dào và các dưỡng chất quý giá. Việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ nhằm nâng cao giá trị cho nguồn phụ phẩm này là một hướng đi cấp thiết, không chỉ giúp tăng doanh thu cho doanh nghiệp mà còn góp phần phát triển bền vững ngành chế biến thủy sản. Một trong những giải pháp hiệu quả nhất chính là ứng dụng công nghệ enzyme để thu nhận dịch đạm thịt đỏ cá ngừ, biến một sản phẩm phụ thành nguyên liệu giá trị gia tăng cho ngành thực phẩm và dược phẩm. Quá trình này sử dụng enzyme protease để thủy phân protein phức tạp thành các peptide và acid amin đơn giản, dễ hấp thu. Sản phẩm dịch đạm thủy phân thu được có thể ứng dụng để sản xuất bột dinh dưỡng, gia vị, hoặc môi trường nuôi cấy vi sinh vật. Nghiên cứu của Ngô Thị Ngọc Bích (2017) đã tập trung vào việc xác định các điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân protein thịt đỏ cá ngừ bằng enzyme, mở ra một hướng đi đầy triển vọng để khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên này.

1.1. Phân tích thành phần hóa học của thịt đỏ cá ngừ

Để đánh giá tiềm năng của nguyên liệu, việc xác định thành phần hóa học là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Theo kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn của Ngô Thị Ngọc Bích, thịt đỏ cá ngừ sọc dưa là một nguồn nguyên liệu giàu đạm. Cụ thể, hàm lượng protein tổng số chiếm tới 27%, một con số ấn tượng, cao hơn nhiều loại cá và thịt khác. Ngược lại, hàm lượng lipid rất thấp, chỉ khoảng 0,53%. Đặc điểm này xếp thịt đỏ cá ngừ vào nhóm nguyên liệu "gầy", rất lý tưởng cho quá trình thủy phân protein vì ít chất béo sẽ giúp dịch đạm cuối cùng trong hơn, ít bị oxy hóa và dễ bảo quản hơn. Các thành phần khác như độ ẩm và hàm lượng tro cũng được xác định, cung cấp một cái nhìn toàn diện về nguyên liệu. Với hàm lượng protein cao vượt trội, thịt đỏ cá ngừ chứng tỏ là một cơ chất tuyệt vời cho phản ứng thủy phân bằng enzyme, hứa hẹn mang lại hiệu suất thu hồi dịch đạm cao và giàu acid amin.

1.2. Giá trị kinh tế bị bỏ lỡ từ phụ phẩm cá ngừ

Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến cá ngừ Việt Nam tạo ra một lượng lớn phụ phẩm, bao gồm đầu, xương, nội tạng và đặc biệt là thịt đỏ cá ngừ. Theo ước tính, phần thịt đỏ này có thể chiếm đến 6,7% tổng khối lượng phế liệu. Thực trạng phổ biến là các nhà máy chỉ bán nguồn phụ phẩm này với giá rất rẻ, khoảng 4.000-5.000 đồng/kg để làm thức ăn chăn nuôi. Điều này tạo ra một sự lãng phí lớn về giá trị kinh tế và dinh dưỡng. Trong khi đó, các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra nhiều hướng đi để tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng từ thịt đỏ, như sản xuất pate, xúc xích, hay hạt nêm. Việc không tận dụng được nguồn protein chất lượng cao từ thịt đỏ cá ngừ không chỉ làm giảm lợi nhuận của doanh nghiệp mà còn bỏ lỡ cơ hội tạo ra các sản phẩm dinh dưỡng phục vụ con người. Do đó, việc áp dụng công nghệ sinh học, cụ thể là phương pháp enzyme, để tạo ra dịch đạm thủy phân, là một giải pháp chiến lược để giải quyết vấn đề này.

II. Thách thức khi tận dụng và chế biến thịt đỏ cá ngừ

Mặc dù sở hữu giá trị dinh dưỡng cao, việc tận dụng thịt đỏ cá ngừ vào chế biến thực phẩm cho người tiêu dùng gặp không ít thách thức. Rào cản lớn nhất đến từ đặc tính cảm quan của chính nguyên liệu. Thịt đỏ cá ngừ có màu sậm, mùi tanh đặc trưng và hương vị kém hấp dẫn hơn so với phần thịt trắng. Màu sắc này chủ yếu do hàm lượng myoglobin và hemoglobin cao, các hợp chất này rất dễ bị oxy hóa, khiến thịt nhanh chóng chuyển sang màu nâu sẫm, làm giảm giá trị thương mại. Hơn nữa, hoạt lực của các enzyme protease nội tại trong thịt đỏ rất cao, dẫn đến quá trình tự phân hủy diễn ra nhanh hơn, rút ngắn thời gian bảo quản. Các phương pháp chế biến truyền thống như đóng hộp hay xông khói thường không phù hợp vì không thể khắc phục được các nhược điểm về màu sắc và mùi vị. Để vượt qua những thách thức này, cần một giải pháp công nghệ có khả năng biến đổi sâu sắc cấu trúc của nguyên liệu. Thủy phân protein bằng enzyme nổi lên như một phương pháp ưu việt, không chỉ giải quyết vấn đề cảm quan mà còn nâng cao giá trị sinh học của sản phẩm, tạo ra dịch đạm thịt đỏ cá ngừ với nhiều ứng dụng tiềm năng.

2.1. Hạn chế của các phương pháp xử lý phụ phẩm cũ

Các phương pháp xử lý phụ phẩm thủy sản truyền thống thường là sấy khô làm bột cá hoặc ủ chua làm thức ăn chăn nuôi. Mặc dù các phương pháp này giúp giải quyết vấn đề môi trường, chúng không khai thác được hết giá trị của nguyên liệu. Quá trình sấy ở nhiệt độ cao có thể làm biến tính protein, phá hủy các acid amin thiết yếu, làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Tương tự, các phương pháp hóa học sử dụng acid hoặc kiềm để thủy phân tuy nhanh nhưng lại có nhược điểm là phá hủy một số acid amin quan trọng và có thể tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn, ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm. So với đó, phương pháp enzyme thủy phân trong điều kiện ôn hòa hơn về nhiệt độ và pH, giúp bảo toàn tối đa giá trị dinh dưỡng của protein và tạo ra sản phẩm sạch, an toàn.

2.2. Tại sao thủy phân protein là giải pháp công nghệ tối ưu

Quá trình thủy phân protein bằng enzyme là quá trình sử dụng các enzyme protease chuyên biệt để cắt các chuỗi protein dài thành các đoạn peptide ngắn hơn và các acid amin tự do. Giải pháp này mang lại nhiều lợi ích vượt trội. Thứ nhất, nó loại bỏ các vấn đề cảm quan, vì sản phẩm cuối cùng là một dung dịch (dịch đạm thủy phân) hoặc bột, không còn cấu trúc, màu sắc và mùi tanh ban đầu của thịt đỏ cá ngừ. Thứ hai, sản phẩm sau thủy phân rất dễ tiêu hóa và hấp thu, phù hợp để làm thực phẩm chức năng hoặc bổ sung dinh dưỡng cho người bệnh, người già và trẻ em. Thứ ba, quá trình diễn ra ở điều kiện ôn hòa (nhiệt độ thấp, pH trung tính), giúp tiết kiệm năng lượng và bảo toàn các acid amin không thay thế. Cuối cùng, phương pháp enzyme có tính đặc hiệu cao, không tạo ra sản phẩm phụ độc hại, đảm bảo chất lượng và sự an toàn cho sản phẩm cuối cùng.

III. Hướng dẫn thủy phân thịt đỏ cá ngừ bằng enzyme Protamex

Quá trình thu nhận dịch đạm thịt đỏ cá ngừ dựa trên hoạt động xúc tác của enzyme protease. Trong nghiên cứu này, enzyme Protamex, một chế phẩm thương mại có nguồn gốc từ Bacillus, đã được lựa chọn. Protamex là một endoprotease, có khả năng cắt các liên kết peptide bên trong chuỗi polypeptide, giúp quá trình thủy phân diễn ra nhanh chóng và hiệu quả. Để thực hiện quá trình này, nguyên liệu thịt đỏ cá ngừ sau khi rã đông được xay nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc. Sau đó, nguyên liệu được trộn với nước theo một tỷ lệ nhất định, thường là 1:1, để tạo môi trường phản ứng. Chế phẩm enzyme Protamex được thêm vào hỗn hợp với một nồng độ được tính toán cẩn thận. Toàn bộ hỗn hợp sau đó được đưa vào hệ thống phản ứng có kiểm soát nhiệt độ và khuấy trộn liên tục để đảm bảo enzyme phân bố đều và tiếp xúc tối đa với cơ chất. Sau khi quá trình thủy phân bằng enzyme đạt đến mức độ mong muốn, phản ứng sẽ được dừng lại bằng cách gia nhiệt để bất hoạt enzyme. Cuối cùng, dịch thủy phân được ly tâm để tách cặn, thu về dịch đạm trong suốt, giàu acid amin. Hiệu quả của toàn bộ quy trình phụ thuộc rất lớn vào việc tối ưu hóa các thông số phản ứng.

3.1. Giới thiệu enzyme Protamex và cơ chế hoạt động

Enzyme Protamex là một chế phẩm protease thương mại được cung cấp bởi Novozymes (Đan Mạch), có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus. Đây là một loại endoprotease, nghĩa là nó có khả năng phân cắt các liên kết peptide ở vị trí ngẫu nhiên bên trong chuỗi protein, khác với exopeptidase chỉ cắt ở đầu mạch. Cơ chế này giúp nhanh chóng phá vỡ cấu trúc bậc cao của protein, làm giảm độ nhớt của hỗn hợp và giải phóng ra các polypeptide có kích thước nhỏ hơn. Theo nhà sản xuất, Protamex hoạt động tối ưu trong khoảng pH từ 5.5 đến 7.5 và nhiệt độ từ 35 – 60°C. Những điều kiện này rất phù hợp với pH tự nhiên của thịt cá, giúp đơn giản hóa quy trình công nghệ vì không cần điều chỉnh pH phức tạp. Việc lựa chọn enzyme Protamex cho quá trình thủy phân protein thịt đỏ cá ngừ là một quyết định hợp lý dựa trên hiệu quả và điều kiện hoạt động của nó.

3.2. Các yếu tố cốt lõi ảnh hưởng đến hiệu suất thủy phân

Hiệu suất của quá trình thủy phân bằng enzyme chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố tương tác lẫn nhau. Các yếu tố quan trọng nhất bao gồm: nhiệt độ, pH, thời gian phản ứng, tỷ lệ enzyme so với cơ chất (E/S), và tỷ lệ nước so với nguyên liệu. Nhiệt độ và pH ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt tính của enzyme Protamex. Thời gian phản ứng quyết định mức độ thủy phân (DH), thời gian càng dài thì protein càng được phân cắt triệt để, nhưng quá dài có thể gây tốn kém và tăng nguy cơ nhiễm vi sinh vật. Tỷ lệ E/S là yếu tố then chốt, ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và chi phí sản xuất. Nồng độ enzyme cao sẽ tăng tốc độ thủy phân nhưng cũng làm tăng giá thành. Việc khảo sát và tối ưu hóa đồng thời các yếu tố này là vô cùng cần thiết để xây dựng một quy trình sản xuất dịch đạm thịt đỏ cá ngừ hiệu quả và kinh tế.

IV. Bí quyết tối ưu hóa điều kiện thu nhận dịch đạm cá ngừ

Để đạt được hiệu suất cao nhất trong quá trình thu nhận dịch đạm thịt đỏ cá ngừ, việc xác định các thông số công nghệ tối ưu là bước đi mang tính quyết định. Nghiên cứu của Ngô Thị Ngọc Bích (2017) đã sử dụng phương pháp khảo sát đơn biến để tìm ra các điều kiện thích hợp cho từng yếu tố, bao gồm thời gian thủy phân, tỷ lệ enzyme trên cơ chất (E/S), và nhiệt độ phản ứng. Mục tiêu của quá trình tối ưu hóa là đạt được mức độ thủy phân (DH) và hàm lượng nitơ acid amin cao nhất trong một khoảng thời gian hợp lý và với chi phí enzyme thấp nhất có thể. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố này. Ví dụ, việc tăng nồng độ enzyme có thể rút ngắn thời gian phản ứng cần thiết, nhưng lại làm tăng chi phí. Tương tự, mỗi enzyme protease có một khoảng nhiệt độ hoạt động tối ưu, vượt ra ngoài khoảng này có thể làm giảm hiệu quả hoặc thậm chí gây biến tính enzyme. Việc tìm ra điểm cân bằng hoàn hảo giữa các yếu tố này chính là chìa khóa để xây dựng một quy trình công nghệ sản xuất dịch đạm thủy phân vừa hiệu quả về mặt kỹ thuật, vừa khả thi về mặt kinh tế.

4.1. Xác định thời gian phản ứng enzyme lý tưởng

Thời gian là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của quá trình. Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát thời gian thủy phân trong khoảng từ 1 đến 5 giờ. Kết quả cho thấy cả độ tích tụ nitơ acid aminmức độ thủy phân (DH) đều tăng tuyến tính theo thời gian. Tuy nhiên, tốc độ tăng nhanh nhất trong những giờ đầu và chậm dần về sau. Đáng chú ý, nghiên cứu chỉ ra rằng "Không có sự khác biệt có ý nghĩa về mức độ thủy phân giữa các mẫu với thời gian thủy phân 4,0 giờ và 5,0 giờ". Điều này có nghĩa là sau 4 giờ, phản ứng gần như đã đạt đến trạng thái bão hòa. Việc kéo dài thời gian hơn nữa không mang lại lợi ích đáng kể về hiệu suất nhưng lại làm tăng chi phí vận hành và nguy cơ nhiễm khuẩn. Do đó, thời gian thủy phân tối ưu được lựa chọn là 4 giờ.

4.2. Tối ưu tỷ lệ enzyme cơ chất để đạt hiệu quả cao nhất

Chi phí enzyme chiếm một phần đáng kể trong giá thành sản phẩm, vì vậy việc xác định tỷ lệ enzyme/cơ chất (E/S) tối ưu là cực kỳ quan trọng. Thí nghiệm được thực hiện bằng cách thay đổi nồng độ enzyme Protamex từ 0,1% đến 0,7%. Kết quả cho thấy khi tăng nồng độ enzyme từ 0,1% lên 0,4%, mức độ thủy phân (DH) và hàm lượng nitơ acid amin tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nồng độ enzyme lên trên 0,4%, hiệu suất thu được không tăng tương ứng, thậm chí có xu hướng giảm nhẹ. Điều này có thể được giải thích là do cơ chất đã trở thành yếu tố giới hạn. Tại nồng độ 0,4%, lượng enzyme đã đủ để tác động lên hầu hết các liên kết peptide có thể tiếp cận. Vì vậy, để cân bằng giữa hiệu quả và chi phí, tỷ lệ E/S thích hợp nhất được xác định là 0,4%.

4.3. Khảo sát khoảng nhiệt độ thủy phân cho kết quả vượt trội

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt tính của enzyme. Mỗi enzyme có một nhiệt độ tối ưu mà tại đó tốc độ phản ứng là cực đại. Nghiên cứu đã khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trong khoảng từ 35°C đến 60°C. Kết quả cho thấy mức độ thủy phân tăng dần khi nhiệt độ tăng từ 45°C lên 55°C. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tiếp tục tăng đến 60°C, hiệu quả bắt đầu giảm xuống. Điều này cho thấy nhiệt độ quá cao có thể bắt đầu gây ra hiện tượng biến tính, làm mất hoạt tính của enzyme Protamex. Mặc dù nhiệt độ cao hơn có thể làm tăng tốc độ phản ứng ban đầu, việc duy trì sự ổn định của enzyme trong suốt 4 giờ thủy phân là quan trọng hơn. Dựa trên các phân tích, một khoảng nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân protein thịt đỏ cá ngừ đã được xác định, đảm bảo enzyme hoạt động hiệu quả và ổn định.

V. Ứng dụng thực tiễn của dịch đạm thịt đỏ cá ngừ là gì

Sản phẩm cuối cùng của quá trình thủy phân, dịch đạm thịt đỏ cá ngừ, là một nguyên liệu đa năng với nhiều ứng dụng giá trị trong các ngành công nghiệp khác nhau. Nhờ thành phần giàu acid amin tự do và các peptide ngắn, sản phẩm này có giá trị sinh học cao và khả năng hấp thu vượt trội so với protein nguyên bản. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, dịch đạm thủy phân có thể được cô đặc và sấy khô để tạo thành bột đạm dinh dưỡng. Loại bột này có thể được sử dụng để bổ sung vào các sản phẩm như súp, cháo ăn liền, sữa, bánh kẹo, và thực phẩm chức năng nhằm tăng cường hàm lượng protein. Ngoài ra, với hương vị umami tự nhiên từ các acid amin như acid glutamic, nó còn là một chất điều vị tuyệt vời, có thể được dùng để sản xuất hạt nêm, nước sốt, và các loại gia vị cao cấp. Đây là một hướng đi giúp thay thế bột ngọt và các chất điều vị tổng hợp. Không chỉ dừng lại ở đó, dịch đạm cá ngừ còn là một nguồn nitơ quý giá, có thể được sử dụng làm môi trường dinh dưỡng để nuôi cấy vi sinh vật trong ngành công nghệ sinh học hoặc sản xuất thức ăn chất lượng cao trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản.

5.1. Sản xuất bột đạm dinh dưỡng và gia vị thực phẩm

Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của dịch đạm thủy phân là làm nguyên liệu sản xuất bột đạm hòa tan và gia vị. Sau khi được cô đặc và sấy phun, dịch đạm tạo thành một loại bột mịn, màu sáng, dễ hòa tan trong nước. Bột đạm này là nguồn cung cấp proteinacid amin lý tưởng để bổ sung vào thực phẩm cho các đối tượng cần nhu cầu dinh dưỡng cao như vận động viên, người già, hoặc bệnh nhân đang hồi phục. Hơn nữa, sự hiện diện của các acid amin tạo vị umami giúp bột đạm này có thể được sử dụng như một loại gia vị tự nhiên, làm tăng hương vị đậm đà cho các món ăn. Việc phát triển các sản phẩm này từ thịt đỏ cá ngừ không chỉ tạo ra sản phẩm giá trị gia tăng mà còn đáp ứng xu hướng tiêu dùng thực phẩm tự nhiên, an toàn và bổ dưỡng.

5.2. Tiềm năng trong thức ăn chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản

Trong lĩnh vực chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, dịch đạm thịt đỏ cá ngừ là một chất bổ sung dinh dưỡng và chất dẫn dụ hấp dẫn. Đối với con non hoặc ấu trùng của các loài thủy sản như tôm, cá, hệ tiêu hóa còn non yếu, việc cung cấp protein ở dạng đã được thủy phân thành các peptide và acid amin sẽ giúp chúng hấp thu dinh dưỡng dễ dàng hơn, từ đó tăng tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng. Các peptide có trong dịch thủy phân còn có hoạt tính sinh học, giúp kích thích hệ miễn dịch và cải thiện sức khỏe vật nuôi. Mùi vị đặc trưng của dịch đạm cũng có tác dụng như một chất dẫn dụ, kích thích vật nuôi bắt mồi, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn. Đây là một giải pháp bền vững, thay thế cho bột cá truyền thống, góp phần giảm áp lực khai thác thủy sản.

VI. Tương lai ngành chế biến cá ngừ Hướng đi bền vững

Việc nghiên cứu thành công quy trình công nghệ thu nhận dịch đạm thịt đỏ cá ngừ bằng enzyme mở ra một chương mới cho ngành chế biến thủy sản Việt Nam. Đây không chỉ là một giải pháp kỹ thuật đơn thuần mà còn là một định hướng phát triển bền vững, theo mô hình kinh tế tuần hoàn. Bằng cách biến một phụ phẩm giá trị thấp thành một sản phẩm giá trị gia tăng, các doanh nghiệp có thể tối đa hóa lợi nhuận trên cùng một đơn vị nguyên liệu đầu vào, giảm thiểu chất thải ra môi trường và tạo ra những sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Hướng đi này giúp nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành cá ngừ Việt Nam, không chỉ dựa vào các sản phẩm đông lạnh truyền thống mà còn bằng các sản phẩm chế biến sâu, có hàm lượng công nghệ và giá trị dinh dưỡng cao. Tương lai của ngành chế biến cá ngừ nằm ở việc khai thác triệt để mọi thành phần của nguyên liệu, và thủy phân protein bằng enzyme chính là một trong những công cụ hiệu quả nhất để hiện thực hóa tầm nhìn đó. Việc chuyển giao và áp dụng rộng rãi công nghệ này sẽ là một bước tiến quan trọng, mang lại lợi ích kép về kinh tế và môi trường.

6.1. Đề xuất quy trình công nghệ sản xuất dịch đạm thủy phân

Dựa trên các kết quả nghiên cứu tối ưu hóa, một quy trình công nghệ sản xuất dịch đạm thủy phân từ thịt đỏ cá ngừ đã được đề xuất. Quy trình có thể tóm tắt qua các bước chính: (1) Chuẩn bị nguyên liệu: Thịt đỏ cá ngừ được rã đông, xay nhuyễn. (2) Phản ứng thủy phân: Trộn nguyên liệu với nước theo tỷ lệ 1:1, bổ sung 0,4% enzyme Protamex, và tiến hành thủy phân ở nhiệt độ tối ưu (khoảng 50-55°C) trong 4 giờ, có khuấy trộn liên tục. (3) Bất hoạt enzyme: Gia nhiệt hỗn hợp lên 85-90°C và giữ trong 15 phút để dừng phản ứng. (4) Tách cặn: Ly tâm hỗn hợp để loại bỏ phần bã không hòa tan. (5) Hoàn thiện sản phẩm: Dịch lỏng thu được chính là dịch đạm thịt đỏ cá ngừ. Dịch này có thể được sử dụng trực tiếp, hoặc tiếp tục được cô đặc và sấy khô để tạo bột đạm. Quy trình này tương đối đơn giản, dễ áp dụng và có khả năng triển khai ở quy mô công nghiệp.

6.2. Triển vọng phát triển các sản phẩm giá trị gia tăng

Triển vọng phát triển từ công nghệ này là rất lớn. Từ sản phẩm nền là dịch đạm thủy phân, các nhà sản xuất có thể đa dạng hóa danh mục sản phẩm. Nghiên cứu sâu hơn về các peptide có hoạt tính sinh học (chống oxy hóa, kháng khuẩn, điều hòa huyết áp) có thể mở ra thị trường thực phẩm chức năng và dược phẩm. Việc kết hợp dịch đạm với các nguyên liệu khác để tạo ra các loại sốt, súp hoặc gia vị đặc trưng cho từng thị trường cũng là một hướng đi đầy tiềm năng. Xa hơn nữa, việc áp dụng công nghệ này cho các loại phụ phẩm khác từ ngành thủy sản (đầu tôm, cá tạp) sẽ tạo ra một hệ sinh thái sản xuất bền vững, tận dụng tối đa tài nguyên và giảm thiểu tác động đến môi trường. Đây chính là con đường để ngành thủy sản Việt Nam phát triển theo chiều sâu, nâng cao giá trị và khẳng định vị thế trên trường quốc tế.

04/10/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về tình hình khai thác và xuất khẩu cá ngừ 1. Tình hình khai thác cá ngừ trên thế giới và Việt Nam Trên thế giới, theo thống kê của FAO sản lượng khai thác cá ngừ từ năm 1950 đến 2008 (Nguyễn Anh Tùng, 2011) được mô tả trong bảng 1. Sản lượng khai thác cá ngừ trên thế giới từ 1950 - 2008 Năm 1950 1960 1984 2003 2004 2008 Sản lượng ≈ 500 ≈ 1500 ≈ 3500 ≈ 4000 ≈ 4003 ≈ 4350 (nghìn tấn) Cùng với đó là nhu cầu từ cá ngừ liên tục tăng do đó việc đầu tư vào khai thác cá ngừ cũng tăng.

Tuy nhiên sản lượng thu được không tương xứng với việc đầu tư năng lực khai thác, chỉ giao động trong khoảng 1 triệu tấn. Để đáp ứng nhu cầu của thị trường thế giới, nghề nuôi cá ngừ đang được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng ở một số nước trong hai thập kỷ trở lại đây. Tại Việt Nam, trên tạp chí Khoa học ĐHQGHN cho biết sản lượng khai thác cá ngừ (chủ yếu là cá ngừ vây vàng và mắt to) của 3 tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa (N. Minh, 2013) mô tả trong bảng 1.

Sản lượng khai thác cá ngừ tại Việt Nam GĐ 2009-2012 Năm 2009 2010 2011 2012 Sản lượng (tấn) 12563 12500 13041 17989 Bên cạnh đó, theo số liệu thống kê của TS. Đào Mạnh Sơn: trữ lượng cá nổi lớn ở vùng biển xa bờ miền Trung và Ðông Nam Bộ nước ta ước tính vào khoảng 1.000 tấn và khả năng khai thác bền vững là 405.000 tấn, trong đó trữ lượng cá ngừ vằn khoảng 618.000 tấn, cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to vào 7 khoảng 44.591 tấn và khả năng khai thác bền vững của cá ngừ vằn là 216.000 tấn, cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to khoảng 17.000 tấn (Đào Mạnh Sơn et al. Tình hình xuất khẩu cá ngừ ở Việt nam Theo thống kê của VASEP tình hình xuất khẩu cá ngừ của Việt Nam (Nguyễn Anh Tùng, 2011) mô tả trong hình 1. Tình hình xuất khẩu cá ngừ nước ta từ năm 2006 - 2011 Năm 2006 Việt Nam xuất khẩu khoảng 27 nghìn tấn trị giá hơn 100 triệu USD Năm 2007 Xuất khẩu khoảng 33 nghìn tấn trị giá gần 150 triệu USD, tăng gần 50% so với năm 2006 Năm 2008 Xuất khẩu khoảng 42 nghìn tấn với tổng trị giá xấp xỉ 180 triệu USD, tăng 20% so với 2007 Năm 2009 Xuất khẩu khoảng 40 nghìn tấn trị giá 170 triệu USD, giảm so với năm 2008 8 Năm 2010 Xuất khẩu hơn 67 nghìn tấn trị giá 287 triệu USD, tăng gần 60% so với năm 2009 Năm 2011 Xuất khẩu cá ngừ Việt Nam đạt 311,6 triệu USD, tăng 43,2% so với 7 tháng đầu năm 2011.

Đặc biệt 7 tháng đầu năm 2012 cá ngừ được xuất khẩu sang một số nước tăng mạnh (Nguyễn Thị Thục, 2000) được mô tả ở Bảng 1. Tình hình xuất khẩu cá ngừ 7 tháng đầu năm 2012 STT Nước xuất khẩu Giá trị (triệu USD) % tăng so với năm 2011 1 Hàn Quốc 4,93 1,468% 2 Libang 343,4 48,2% 3 Mexico 3,65 472% 1. Tổng quan về cá ngừ và thịt đỏ cá ngừ 1. Một số loài cá ngừ Cá ngừ thuộc họ cá thu ngừ (Scombridae) có giá trị kinh tế quan trọng nhất ở biển Việt Nam.

Cá ngừ phân bố ở khắp các vùng biển Việt Nam, kích thước cá tương đối lớn (6 loài có kích thước từ 20 - 70 cm, khối lượng từ 0,5 - 4 kg. Riêng hai loài cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to có kích thước lớn 70 - 200 cm, khối lượng 1,6 - 64 kg) (Đào Mạnh Sơn et al. 9 Hình ảnh một số loại cá ngừ: Hình 1. Cá ngừ chù Hình 1.

Cá ngừ chấm Hình 1. Cá ngừ sọc dưa Hình 1. Cá ngừ vằn Hình 1. Cá ngừ vây vàng Hình 1.

Cá ngừ mắt to 10 1. Thành phần hóa học của cá ngừ Năm 2006, dự án cải thiện chất lượng và xuất khẩu thủy sản do Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam chủ trì (VASEP, 2006) đã công bố thành phần hóa học của một số loài cá ngừ đại dương như mô tả trong bảng 1. Thành phần hóa học của một số cá ngừ đại dương Loài Nước (%) Protein (%) Lipid (%) Tro (%) Cá ngừ vây vàng 74,4 23,6 1,4 2,3 Cá ngừ mắt to 77,5 21 0,3 1,2 Thịt đỏ 68,7 28,3 1,4 0,1 Cá ngừ vây xanh Thịt trắng 52,6 24,3 21,4 1,3 Cá ngừ vây xanh Thịt đỏ 56 23,6 9,3 1,4 Phương Nam Thịt trắng 63,9 23,1 11,6 0,3 Trong thịt cá ngừ cả thịt đỏ và trắng đều chứa hàm lượng protein cao và hàm lượng mỡ thấp. So với thịt bò, thịt lợn, protein trong cá ngừ có chất lượng hơn.

Ngoài ra, thịt cá Ngừ chứa nhiều Sắt (Fe), vitamin có ích, giúp ngăn ngừa bệnh thiếu máu cho cơ thể con người. Đặc biệt, thịt cá ngừ chứa hai axit béo DHA (Decosahexaenoic acid) là một acid béo vô cùng quan trọng và không thể thiếu được cho cơ thể con người. DHA giúp tăng trưởng và phát triển não cho trẻ và làm giảm lão hóa não cho người già. EPA (Eicosapentaenoic) là một axit béo không no, giúp ngăn ngừa các bệnh xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, tai biến mạch máu não do máu đóng cục.

EPA có tác dụng chống lại cholesterol và loại bỏ ra khỏi máu (VASEP, 2006). Những sản phẩm chế biến từ cá ngừ đại dương Sản phẩm từ cá ngừ khá đa dạng từ chế biến dạng tươi sống (sashimi), đông lạnh, đóng hộp và xông CO. Dưới đây giới thiệu những sản phẩm chế biến từ cá ngừ đã công bố trong Báo cáo tình hình khai thác, chế biến và tiêu thụ cá 11 ngừ đại dương ở Việt Nam, định hướng mục tiêu và một số giải pháp phát triển đến năm 2020 của Bộ Thủy sản (năm 2005) - Cá ngừ đông lạnh, sashimi và sushi: là những mặt hàng phổ biến và xuất khẩu sang nhiều nước trên thế giới như Mỹ, châu Âu, Nhật Bản và Canađa Hình 1. Sashimi và sushi cá ngừ ở Nhật Bản - Cá ngừ đóng hộp: là một trong các món thủy sản bán chạy nhất trên thế giới và rất nhiều nước sử dụng như Nhật Bản, Mỹ… Hình 1.

Cá ngừ đóng hộp xuất khẩu 12 - Cá ngừ xông CO: là sản phẩm cá ngừ bảo quản đông lạnh nhanh chóng dẫn đến sự hình thành màu nâu. Các nhà chế biến đã sử dụng carbon monoxide (CO) xử lý cơ thịt cá ngừ để giữ lại màu đỏ của cơ thịt. Vì vậy, sản phẩm này cũng rất được nhiều nước ưa chuộng. Các sản phẩm cá ngừ xông CO 1.

Phế liệu từ công nghệ chế biến cá ngừ Theo Glitnir seafood team (2007), trong quá trình sản xuất các sản phẩm từ cá ngừ trên 40% là phế liệu chế biến. Phế liệu cá ngừ gồm vây, đầu, xương, nội tạng cá… Đây là nguồn tài nguyên quý giá, nếu tận dụng để gia tăng giá trị thì có thể đem lại lợi nhuận rất lớn. Bột xương cá ngừ có tiềm năng trở thành một sản phẩm phụ giá trị gia tăng trong nghành công nghiệp chế biến cá ngừ. Xương cá chứa tỷ lệ calci và phospho thích hợp có thể sử dụng để bổ sung calci trong thực phẩm.

Hay sản xuất dầu cá từ mắt cá ngừ mang lại lượng dầu đạt tiêu chuẩn trong đó có chứa các axit béo không no (PUFA) không có khả năng sinh cholesterol. Trong 100g dầu chiết xuất, DHA chiếm 19,7g/100g và EPA 3,9g/100g. Hàm lượng các axit béo omega 6 là 3,8g/100g và các axit béo không bão hòa đơn (MUFA) 23,3g/100g. Số liệu này cho thấy, dầu mắt cá ngừ là nguồn cung cấp PUFA và MUFA (hai nhóm chất vô cùng quan trọng đối với sức khỏe).

Nội tạng cá là nguồn enzyme protease rất lớn, enzyme được chiết rút được bổ sung vào các quá 13 trình thủy phân protein. Các chất thủy phân protein bị phân tách về mặt hóa học hoặc sinh học thành các chuỗi peptit có kích thước khác nhau. Điều này tạo điều kiện cho việc tiết kiệm thời gian, nâng cao năng suất và hiệu suất của quá trình thủy phân và tạo ra các sản phẩm có hoạt tính sinh học cao (VASEP, 2006) Dưới đây giới thiệu thành phần khối lượng của phế liệu cá ngừ đã công bố trong Báo cáo tình hình khai thác, chế biến và tiêu thụ cá ngừ đại dương ở Việt Nam, định hướng mục tiêu và một số giải pháp phát triển đến năm 2020 của Bộ Thủy sản (năm 2005) Bảng 1.Thành phần khối lượng của phế liệu cá ngừ đại dương STT Thành phần Tỷ lệ (%) 1 Đầu 19,1 2 Xương 6,89 3 Vây, vẩy 0,81 4 Nội tạng 9,88 5 Thịt đỏ 6,7 Bên cạnh thành phần phế liệu chính của cá ngừ là đầu, xương, vây, vẩy, nội tạng còn một phần không nhỏ lượng thịt đỏ loại ra trong một số sản phẩm chế biến từ cá ngừ. Tổng quan về thịt đỏ cá ngừ Phần thịt đỏ của cá ngừ có vị trí nằm sát và dọc theo xương sống, màu sậm, mùi tanh và hương vị ít thơm ngon như phần thịt trắng.

Trong thịt đỏ chứa một lượng lớn protein, acid amin tự do, carbohydrate và một số chất khoáng. Bên cạnh đó, màu sắc của thịt đỏ là do các hợp chất mang màu mà chủ yếu là myoglobin (Mb) và hemoglobin (Hb), hàm lượng của chúng trong thịt đỏ cá ngừ cao hơn gấp 5 lần so với thịt trắng (Chinnamma, 1975). Thịt đỏ dễ bị biến đổi màu sắc do sự oxi hóa nguyên tử sắt trong nhóm hem của protein khi tiếp xúc 14 với không khí để hình thành dạng metMb (Mb-Fe3+) có màu nâu (Cameron, 2015). Hàm lượng các chất có trong thịt đỏ cá ngừ được thể hiện trong bảng 1.8 (Mukundan et al.

Hàm lượng các chất và năng lượng trong 100g thịt đỏ cá ngừ Thành phần Hàm lượng Calorie (kcal/100g) 120 Độ ẩm (g/100g) 69. Hàm lượng một số acid amin có trong thịt đỏ cá ngừ Thành phần Hàm lượng (g/100g khô) Acid glutamic 13. Hàm lượng các chất khoáng có trong thịt đỏ cá ngừ Thành phần Hàm lượng Tro (g/100g khô) 1. Tổng quan về enzyme protease và quá trình thủy phân bằng enzyme 1.

Giới thiệu về enzyme Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất protein nên có cấu trúc tương tự protein. Một enzyme có thể là một protein monomer, chứa đựng một chuỗi polypeptide duy nhất được tạo bởi hàng trăm acid amin, cũng có thể là một chuỗi các protein oligomer bao gồm nhiều chuỗi polypeptide, giống hệt nhau hoặc khác nhau và hoạt động cùng nhau. Enzyme có cường lực xúc tác rất lớn: ở điều kiện thích hợp, hầu hết các phản ứng có xúc tác enzyme xảy ra với tốc độ nhanh gấp 108- 1011 lần so với phản ứng không có chất xúc tác.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ