Tài liệu Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu xương cá tra bằng sự kết hợp enzyme alcalase và flavourzyme

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ….…. NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG MSSV: 51131680 NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN ĐẦU XƢƠNG CÁ TRA BẰNG SỰ KẾT HỢP ENZYME ALCALASE VÀ FLAVOURZYME ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN GVHD: T.S. NGUYỄN THỊ MỸ HƢƠNG Nha Trang, tháng 7 năm 2013 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp, ngoài sự nổ lực của bản thân, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ từ cá nhân và tập thể. Qua đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến: Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại Học Nha Trang đã tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở, vật chất để tôi có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp. Các thầy cô trong khoa Khoa Công nghệ Thực Phẩm đã tận tình chỉ dẫn, dạy bảo, truyền đạt những kiến thức quý báu nhất cho em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Quý thầy cô quản lý phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, hóa – vi sinh, công nghệ thực phẩm và công nghệ sinh học đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực tập. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hƣơng đã rất tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên cùng khóa đã nhiệt tình giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện đề tài ở phòng thí nghiệm. Và cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến cha mẹ đã luôn luôn động viên, nhắc nhở tạo mọi điều kiện trong suốt thời gian học tập và làm đề tài tại trƣờng. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Kiều Trang ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................i MỤC LỤC ................................................................................................................... ii DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................v DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................ viii LỜI MỞ ĐẦU ..............................................................................................................1 PHẦN 1: TỔNG QUAN ..............................................................................................2 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA VÀ NGUYÊN LIỆU CÒN LẠI SAU QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN ..................................................................................................2 1.1.1. Giới thiệu chung về cá Tra ......................................................................2 1.1.2. Đặc điểm sinh học của cá Tra..................................................................3 1.1.3. Tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu cá Tra ...............................5 1.1.4. Nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến cá Tra và các hƣớng tận dụng nguyên liệu còn lại .....................................................................................9 1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ SỰ THỦY PHÂN PROTEIN BẰNG ENZYME ................................................................................11 1.2.1. Tổng quan về enzyme protease .............................................................11 1.2.2. Tổng quan về sự thủy phân protein bằng enzyme ................................14 1.3. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY ........................................................18 1.3.1. Bản chất của quá trình sấy .....................................................................18 1.3.2. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình sấy .................................................19 1.3.3. Sấy phun .................................................................................................21 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƢỚC VỀ SỰ THỦY PHÂN PROTEIN BẰNG ENZYME ..................................................23 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................23 1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ..........................................................25 PHẦN 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................27 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ......................................................................27 iii 2.1.1. Nguyên liệu đầu xƣơng cá Tra ..............................................................27 2.1.2. Enzyme Alcalase và Flavourzyme ........................................................27 2.2. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ...................................................................28 2.2.1. Xác định thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra ............................28 2.2.2. Quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra ................................................................................................................29 2.2.3. Bố trí thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu xƣơng cá Tra ......................................................................................31 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................43 2.3.1. Phƣơng pháp phân tích ............................................................................43 2.3.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu .......................................................................44 PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .........................................45 3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẦU XƢƠNG CÁ TRA .................................................................................................................45 3.2. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN .................................................................................45 3.2.1. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Alcalase so với nguyên liệu ..................45 3.2.2. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu thích hợp ...............48 3.2.3. Kết quả xác định thời gian thủy phân giai đoạn đầu thích hợp ..............51 3.2.4. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp .........................55 3.2.5. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau thích hợp................57 3.2.6. Kết quả xác định thời gian thủy phân giai đoạn sau thích hợp ..............60 3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦY PHÂN ............64 3.3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra ......64 3.3.2. Thuyết minh quy trình sản xuất dịch thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra ...65 3.4. SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦY PHÂN THEO QUY TRÌNH ĐỀ XUẤT .. .......................................................................................................................67 3.4.1. Các sản phẩm thu đƣợc từ sự thủy phân đầu xƣơng cá Tra ..................67 3.4.2. Chất lƣợng dịch thủy phân protein ........................................................68 iv 3.4.3. Chất lƣợng bột thủy phân protein ..........................................................69 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ........................................................................72 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................74 PHỤ LỤC ...................................................................................................................77 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng của cá Tra ............................................................5 Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cá Tra phi lê ........................................................5 Bảng 1.3. Thành phần dinh dƣỡng của cá Tra thành phẩm ........................................5 Bảng 1.4. Thị trƣờng xuất khẩu cá Tra ........................................................................8 Bảng 3.1. Thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra .............................................45 Bảng 3.2. Các sản phẩm thu đƣợc từ 1kg đầu xƣơng cá Tra.....................................67 Bảng 3.3. Chất lƣợng cảm quan của dịch thủy phân protein.....................................68 Bảng 3.4. Chỉ tiêu hóa học của dịch thủy phân protein .............................................68 Bảng 3.5. Chất lƣợng cảm quan của bột protein hòa tan...........................................69 Bảng 3.6. Kết quả xác định chỉ tiêu hóa học bột protein hòa tan ..............................69 Bảng 3.7. Kết quả xác định thành phần acid amin của bột protein hòa tan ..............70 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cá tra ............................................................................................................2 Hình 1.2. Giá trị xuất khẩu và thị trƣờng nhập khẩu cá Tra, 2 tháng đầu năm 2013..7 Hình 1.3. Các sản phẩm xuất khẩu chính của Việt Nam .............................................9 Hình 2.1. Đầu xƣơng cá Tra .......................................................................................27 Hình 2.2. Sơ đồ xác định thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra .......................28 Hình 2.3. Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm thủy phân đầu xƣơng cá Tra 29 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Alcalase thích hợp...........32 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu thích hợp ..............................................................................................................................34 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân giai đoạn đầu thích hợp ..............................................................................................................................36 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp ...38 Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau thích .40 Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân giai đoạn sau .........42 thích hợp .....................................................................................................................42 Hình 3.1. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ ...45 Hình 3.2. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ acid amin .....................................................................................................................................47 Hình 3.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ amoniac .....................................................................................................................................48 Hình 3.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ .............................................................................................................................49 Hình 3.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ acid amin ............................................................................................................................50 Hình 3.6. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ amoniac .......................................................................................................................51 Hình 3.7. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ .............................................................................................................................52 vii Hình 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ acid amin .....................................................................................................................53 Hình 3.9. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ amoniac .......................................................................................................................54 Hình 3.10. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi Nitơ ..55 Hình 3.11. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ acid amin ............................................................................................................................56 Hình 3.12. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ amoniac .....................................................................................................................................57 Hình 3.13. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi Nitơ .............................................................................................................................58 Hình 3.14. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ acid amin .....................................................................................................................59 Hình 3.15. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ amoniac .......................................................................................................................60 Hình 3.16. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi Nitơ .............................................................................................................................61 Hình 3.17. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ acid amin .....................................................................................................................62 Hình 3.18. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ amoniac .......................................................................................................................63 Hình 3.19. Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra .......65 Hình 3.20. Bột protein không tan từ đầu xƣơng cá Tra trƣớc và sau khi sấy ...........68 Hình 3.21. Dịch thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra ...........................................68 Hình 3.22. Bột thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra .............................................69 viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT N/NL: nƣớc trên nguyên liệu tg: thời gian g: gam h: giờ E: enzyme l: lít topt: nhiệt độ tối thích Nts: nitơ tổng số NNH3: nitơ amoniac Nf: nitơ formol Naa/Nts: nitơ acid amin trên nitơ tổng số gN: gam nitơ gN/l: gam nitơ trên lít 1 LỜI MỞ ĐẦU Ngành chế biến thủy sản của nƣớc ta hiện đang rất phát triển, đồng thời cũng tạo ra nhiều nguồn phế liệu. Tuy nhiên hiện nay, nguồn phế liệu đƣợc tận dụng để sản xuất ra các sản phẩm có giá trị, do đó nó đƣợc coi là nguồn nguyên liệu khá quan trọng. Việc tận dụng các nguồn nguyên liệu còn lại này hiện nay rất đa dạng, nhƣng với mục đích nâng cao hơn chất lƣợng của sản phẩm thu đƣợc, đồng thời đa dạng hóa các sản phẩm thu đƣợc từ nguồn nguyên liệu còn lại, giải quyết triệt để hơn sự ô nhiễm môi trƣờng, từ đó mà có nhiều hƣớng nghiên cứu hơn và thực hiện trên nhiều đối tƣợng hơn. Đối với cá Tra, hiện nay do ngành nuôi, chế biến và xuất khẩu cá Tra đang rất phát triển, và trở thành nguồn thủy sản xuất khẩu chủ lực của các tỉnh miền Nam nói riêng và nƣớc ta nói chung. Do đó, lƣợng nguyên liệu còn lại vô cùng lớn, song song đó cũng có nhiều công trình nghiên cứu tận dụng máu, mỡ, da, xƣơng,… của cá Tra. Nhƣng để mang tính chất hoàn thiện, hƣớng nghiên cứu cần phải dựa trên các tiêu chí về đảm bảo không ảnh hƣởng đến môi trƣờng, chính vì vậy sử dụng enzyme trong các công trình nghiên cứu đang rất đƣợc quan tâm. Chính vì lý do đó, đƣợc sự hƣớng dẫn của cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hƣơng, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu xương cá Tra bằng sự kết hợp enzyme Alcalase và Flavourzyme”. 2 PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA VÀ NGUYÊN LIỆU CÕN LẠI SAU QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN 1.1.1. Giới thiệu chung về cá Tra Cá tra là một trong số 11 loài thuộc họ cá Tra (Pangasiidae) đã đƣợc xác định ở sông Cửu Long [20]. Cá tra có tên tiếng Anh: Shutchi catfish Tên khoa học : Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1878). Tên thƣơng mại: Tra catfish. Bộ cá nheo: Siluriformes Họ cá tra : Pangasiidae Giống cá tra dầu : Pangasianodon Loài cá tra : Pangasianodon hypophthalmua nh 1.1. Cá tra + Phân bố: - Cá Tra phân bố ở lƣu vực sông Mêkong, có mặt ở cả 4 nƣớc Lào, Việt Nam, Campuchia và Thái Lan. Ở Thái Lan còn gặp chúng ở lƣu vực sông Mêkong và Chao phyraya. - Ở nƣớc ta những năm trƣớc đây, khi chƣa có cá sinh sản nhân tạo, cá bột và cá giống đƣợc vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Cá trƣởng thành chỉ thấy trên ao nuôi, rất ít gặp trong tự nhiên. Việt nam đã thành công trong sinh sản nhân tạo và đã đáp ứng đƣợc nhu cầu về giống cho nghề nuôi thƣơng phẩm. - Cá Tra là một trong những loài có giá trị kinh tế phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long. Đây là loài cá có kích thƣớc lớn, dễ nuôi, tăng trọng nhanh. Hiện nay cá 3 Tra có nguồn gốc sinh sản nhân tạo đã đƣợc thả nuôi ổn định và là một trong những đối tƣợng nuôi trồng thủy sản đang đƣợc phát triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Năng suất nuôi cá Tra rất cao, trong ao đạt tới 60 – 70 tấn/ha, trong bè có thể đạt tới 100 – 300 kg/m3 nƣớc bè nuôi. Tập trung nhiều tại An Giang và Đồng Tháp, và là một trong những loài cá có giá trị xuất khẩu cao [20]. - Cá Tra ngoài tự nhiên phân bố ở những sông, hồ, kênh, rạch, mƣơng vùng nƣớc ngọt, sống ở các thủy vực nƣớc tĩnh và nƣớc chảy. Cá cũng đƣợc nuôi với hình thức nuôi bè, ao [20]. + Hình thức nuôi: thâm canh, bán thâm canh với các mô hình nuôi bè, ao [20]. + Thu hoạch: Thông thƣờng thì một vụ nuôi kéo dài khoảng 6 – 8 tháng, nếu thả cá nhỏ thì thời gian thu hoạch dài hơn (khoảng 10 – 12 tháng). Khi thu hoạch dùng lƣới bắt bớt cá, sau cùng tác cạn thu toàn bộ. Khi thu hoạch kích thƣớc của cá tra khoảng 30 – 40 cm [20]. + Vận chuyển: Cá đƣợc vận chuyển đến công ty bằng thuyền thông thủy, ở đầu thuyền đuôi thuyền và ở mạn thuyền có lỗ cho nƣớc ra vào tự do nhƣ vậy kéo dài đƣợc thời gian sống của cá. Để tăng hiệu quả vận chuyển nên ít dừng lại dọc đƣờng nhƣng nếu cần đỗ lại thì đỗ ở những nơi nƣớc sạch và nƣớc chảy với tốc độ nhỏ nhất là 0,5 m/giây, không để thuyền phơi nắng, khi đi phải từ từ tốc độ thuyền nhỏ hơn 4 km/giờ để tránh cho cá khỏi va đập vào thành thuyền để hạn chế cá bị chết vì cá sống là nguyên liệu chế biến lý tƣởng nhất. Vì vậy, khi vận chuyển nguyên liệu cần tìm mọi biện pháp để vận chuyển tốt nhất. Hiệu quả vận chuyển cá sống là do lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc quyết định, nếu lƣợng oxy quá thấp sẽ làm cho cá ngạt thở [20]. 1.1.2. Đặc điểm sinh học của cá Tra 1.1.2.1. Hình thái sinh lý Cá Tra là cá da trơn (không vảy) thân dài, lƣng xám đen, bụng hơi bạc, miệng rộng, có 2 đôi râu dài. Cá Tra sống chủ yếu trong nƣớc ngọt, có thể sống ở vùng nƣớc hơi lợ (nồng độ muối từ 10 - 14%) có thể chịu đựng đƣợc nƣớc phèn với pH ≥ 5. Dễ chết ở nhiệt độ thấp ≤ 15°C nhƣng chịu nóng tới 39°C [20]. 4 Cá Tra có cơ quan hô hấp phụ và còn có thể hô hấp bằng bóng khí và da nên chịu đựng đƣợc môi trƣờng thiếu oxy hòa tan, cá có ngƣỡng oxy thấp nên sống đƣợc ở ao nƣớc bẩn [7]. 1.1.2.2. Đặc điểm dinh dƣỡng Cá hết noãn hoàng thì thích ăn mồi tƣơi sống, vì vậy chúng ăn thịt lẫn nhau ngay trong bể ấp, thậm chí cá vớt trên sông vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt cá bột. Chúng ăn các loại phù du động vật có kích thƣớc vừa cỡ miệng chúng. Khi cá lớn tính ăn tạp thiên về động vật và dễ chuyển đổi loại thức ăn. Trong ao nuôi cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn, kể cả thức ăn bắt buộc nhƣ mùn, bã hữu cơ, động vật đáy [7]. 1.1.2.3. Đặc điểm sinh trƣởng Cá tra có tốc độ sinh trƣởng tƣơng đối nhanh, lúc còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài. Cá ƣơm trong ao sau 2 tháng đã đạt chiều dài 10 – 12cm (14 – 15g/con). Từ khoảng 2,5 kg trở đi mức tăng trọng lƣợng nhanh hơn so với tăng chiều dài cơ thể. Cá tra trong tự nhiên có thể sống trên 20 năm. Đã gặp cỡ cá trong tự nhiên 18kg/con hoặc có mẫu cá dài tới 1,8 m. Nuôi trong ao một năm cá đạt 1 – 1,5kg/con. Những năm sau cá tăng trọng nhanh hơn có khi đạt tới 5 – 6kg/con/năm. Tùy môi trƣờng sống và sự cung cấp thức ăn cũng nhƣ loại thức ăn có hàm lƣợng đạm nhiều hoặc ít. Độ béo fulton của cá tăng dần theo trọng lƣợng và nhanh nhất ở những năm đầu. Cá đực thƣờng có độ béo cao hơn cá cái và độ béo thƣờng giảm đi khi vào mùa sinh sản [7]. 1.1.2.4. Đặc điểm sinh sản Tuổi thành thục: cá tra đực thành thục ở tuổi thứ 2 và cá cái tuổi thứ 3 trở lên. Mùa sinh sản tự nhiên vào đầu tháng 5 âm lịch. Trong điều kiện nuôi vỗ tốt cá Tra có thể tham gia sinh sản vào đầu tháng 4 dƣơng lịch. Sức sinh sản từ 100.000 – 200.000 trứng/ký, tuổi thành thục từ 3 – 4 tuổi [11]. 1.1.2.5. Thành phần hóa học và dinh dƣỡng của cá Tra 5 Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá Tra [3] Thành phần dinh dƣỡng (170g/con) cá Tra pangasius hypophthalmus. Calo 124,52 cal Calo từ chất béo 30,84 cal Tổng lƣợng chất béo 3,42g Chất béo bão hòa 1,64g Cholesterol 25,2mg Na 70,6mg Tổng lƣợng Carbonhydrat 0g Chất xơ 0g Protein 23,42g Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cá Tra phi lê [10] Phi lê Độ ẩm Protein Lipid Khoáng % 72,90 7,8 2,7 1,16 Bảng 1.3. Thành phần dinh dưỡng của cá Tra thành phẩm [21] Thành phần dinh dƣỡng trên 100g thành phẩm ăn đƣợc Tổng năng Chất Tổng Chất béo chƣa Cholesterol Natri lƣợng cung đạm (g) lƣợng chất bão hòa (có (%) (mg) béo (g) DHA, EPA) (g) 7,02 5,00 0,022 70,6 cấp (calori) 170 28,03 1.1.3. Tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu cá Tra 1.1.3.1. Tình hình nuôi trồng Tổng sản lƣợng thủy sản quý I năm 2013 ƣớc tính đạt 1151 nghìn tấn, tôm đạt 108,8 nghìn tấn. Sản lƣợng thủy sản nuôi trồng quý I ƣớc tính đạt 500 nghìn tấn, giảm 2,3% so với cùng kì năm 2012, trong đó cá đạt 361,2 nghìn tấn, giảm 5%, tôm đạt 79,5 nghìn tấn, tăng 4,5% [23]. 6 Đối với cá tra, chủ yếu đƣợc nuôi ở các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Bến Tre, thuộc đồng bằng sông Cửu Long. Theo báo cáo của Tổng cục Thủy sản, năm 2012 diện tích nuôi cá tra đạt 5.910 ha, sản lƣợng hơn 1,28 triệu tấn [22]. Tuy nhiên, hiện nay nhiều địa phƣơng trọng điểm nuôi cá Tra đã thu hẹp diện tích nhƣ: Trà Vinh còn 117 ha, giảm 47,5% so với cùng kỳ năm trƣớc; An Giang 779 ha, giảm 18%, Cần Thơ 667 ha, giảm 4,2%. Sản lƣợng cá Tra ba tháng đầu năm của vùng Đồng bằng sông Cửu Long ƣớc tính đạt 210 nghìn tấn, giảm 15% so với cùng kỳ năm 2012 [23]. Cá Tra đƣợc xuất sang 142 quốc gia và vùng lãnh thổ nhƣng trong đó các thị trƣờng nhập khẩu chính nhƣ EU, Hoa Kỳ, ASEAN,… 1.1.3.2. Tình hình chế biến và xuất khẩu cá Tra Cá Tra thƣờng đƣợc chế biến đông lạnh xuất khẩu dƣới dạng fillet là phổ biến nhất, hoặc có thể có các sản phẩm nhƣ cá Tra tẩm bột, cá Tra cắt sợi, cá Tra cắt lát vuông. Để đổi mới, đáp ứng nhu cầu của thị trƣờng về các dòng sản phẩm, hiện nay đang có hƣớng nghiên cứu cá Tra viên và cá Tra xông khói. Năm 2012, xuất khẩu cá Tra của Việt Nam sang các thị trƣờng chính đều sụt giảm, trong khi xuất khẩu cá tra sang Ai Cập lại tăng trƣởng và dự kiến sẽ tiếp tục tăng trong năm nay vì nhu cầu của thị trƣờng này vẫn lớn [25]. Giá trị xuất khẩu cá Tra của Việt Nam sang Ai Cập trong năm 2012 đạt 48,7 triệu USD, tăng 29,1% so với năm trƣớc và tăng trƣởng trong tất cả các tháng của năm, nhất là trong quý IV tăng tới 132% đạt 8,2 triệu USD [25]. Giá trị xuất khẩu cá Tra của Việt Nam sang Ai Cập luôn tăng trƣởng trong nhiều năm vừa qua, ngoại trừ năm 2011 bị sụt giảm so với năm 2010 [25]. Theo số liệu của Bộ Thƣơng mại Mỹ (DOC), tháng 12/2012 Mỹ nhập khẩu hơn 11,587 triệu pao cá tra, giảm 29,4% so với 16,416 triệu pao của tháng 11/2012 và giảm 43,3% so với 20,444 triệu pao của tháng 12/2011 [26]. 7 Chỉ có Việt Nam cung cấp cá Tra cho Mỹ trong tháng 12 nhƣng khối lƣợng nhập khẩu giảm 29,4% so với 16,416 triệu pao của tháng 11/2012 và giảm 41,9% so với 19,95 triệu pao của cùng kỳ năm 2011 [26]. Năm 2012, Mỹ nhập khẩu 213,885 triệu pao cá Tra, tăng 10,2% so với 194 triệu pao của năm 2011, chủ yếu từ Việt Nam, Trung Quốc, Thái Lan, Cămpuchia và Malaysia. Trong đó, Việt Nam là nhà cung cấp hàng đầu với khối lƣợng 213,021 triệu pao, tăng 14,3% so với năm ngoái và chiếm tới 99% thị phần cá loài này tại Mỹ. Nhập khẩu cá Tra từ các nƣớc khác đều giảm [26]. Tình hình xuất khẩu cá Tra Việt Nam 2 tháng đầu năm 2013 nh 1.2. Giá trị xuất khẩu và thị trường nhập khẩu cá Tra, 2 tháng đầu năm 2013 (Nguồn: Vasep (theo số liệu Hải Quan Vn) – bản tin TMTS số 011-2013, ngày 22/3/2013). Theo Vasep, từ năm 2009 – 2012, giá trị xuất khẩu cá Tra đều tăng, tuy nhiên 2 tháng đầu năm 2013 giá trị xuất khẩu cá Tra giảm. Sự sụt giảm này phụ thuộc và bị tác động bởi rất nhiều nguyên nhân, nhƣ do kinh phí đầu vào tăng, nhu cầu nhập khẩu của các thị trƣờng lớn giảm, ngoài ra, các ngân hàng đang siết chặt tín dụng vì sợ rủi ro, dẫn đến tình trạng không ít doanh nghiệp phải đóng cửa hoặc chỉ hoạt động cầm chừng. Bên cạnh đó, ngày 14/3/2013, Bộ Thƣơng mại Mỹ ra phán quyết áp đặt mức thuế chống phá giá đối với mặt hàng cá tra, cá basa fillet đông lạnh của Việt Nam xuất khẩu sang Mỹ với mức thuế nhập khẩu cao làm cho việc sản xuất, xuất khẩu mặt hàng này càng gặp nhiều khó khăn hơn. 8 Về thị trƣờng xuất khẩu Bảng 1.4. Thị trường xuất khẩu cá Tra (Nguồn: Vasep (theo số liệu Hải Quan Vn) – bản tin TMTS số 011-2013, ngày 22/3/2013) Hiện nay, EU vẫn là thị trƣờng lớn của nƣớc ta về mặt hàng cá Tra nói riêng, sau đó là Mỹ, Mexico, Brazil và khu vực ASEAN. Trong các mặt hàng xuất khẩu nƣớc ta, cá Tra vẫn là nguồn hàng chủ lực, chiếm hơn 30% trong các sản phẩm xuất khẩu chính. 9 nh 1.3. Các sản phẩm xuất khẩu chính của Việt Nam (Nguồn: Vasep (theo số liệu Hải Quan Vn) – bản tin TMTS số 011-2013, ngày 22/3/2013) Hiện nay tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu cá Tra gặp rất nhiều rắc rối, bị ảnh hƣởng bởi khủng hoảng kinh tế, giá cả biến động, không đảm bảo đƣợc nguồn ra cho bà con nuôi cá Tra, do đó ngành nuôi và chế biến cá Tra hiện nay đang rơi vào cảnh lao đao. Do đó, cần có quy hoạch và tìm hƣớng đi mới cho mặt hàng cá Tra. 1.1.4. Nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến cá Tra và các hƣớng tận dụng nguyên liệu còn lại 1.1.4.1. Nguyên liệu còn lại sau quá trình chế biến Nguyên liệu còn lại sau quá trình chế biến bao gồm: đầu, da, xƣơng, vây, nội tạng, máu, mỡ, rẻo cá… Nguyên liệu còn lại thủy sản trong các nhà máy chế biến thủy sản mang đặc trƣng theo từng loại hình công nghệ chế biến thƣờng có khối lƣợng lớn do tỷ lệ nguyên liệu còn lại trên một đơn vị thành phần cao, chịu ảnh hƣởng bởi tính mùa vụ của nguồn nguyên liệu. Khối lƣợng và chủng loại của nguyên liệu còn lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Công suất của nhà máy - Loại nguyên liệu đƣợc sử dụng - Chất lƣợng của nguyên liệu - Trình độ công nghệ chế biến 10 - Yêu cầu của sản phẩm cuối cùng - Tay nghề công nhân Nguyên liệu còn lại của cá Tra sau khi fillet, lạng da thƣờng chiếm khoảng 50% so với toàn bộ khối lƣợng cá. Tận dụng lƣợng phế liệu này không những làm tăng hiệu quả kinh tế mà còn góp phần khép kín quy trình sản xuất, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng. 1.1.4.2. Hƣớng tận dụng Trƣớc đây ngƣời ta dùng nguyên liệu còn lại để làm thức ăn cho gia súc hoặc thải ra môi trƣờng (máu, mỡ cá,…). Hiện nay với công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản khá phát triển nên mở ra nhiều hƣớng tân dụng cho nguồn nguyên liệu còn lại này. Sản xuất bột cá. Bột cá là thành phần quan trọng không thể thiếu trong thức ăn chăn nuôi gia súc và nuôi trồng thủy sản. Việc sản xuất bột cá chăn nuôi có ý nghĩa kinh tế rất lớn, bởi vì công nghệ này đã tận dụng đƣợc nguồn phế liệu và thủy sản kém giá trị tạo nên sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao, cung cấp lƣợng đạm dễ tiêu hóa cho động vật nhằm phát triển chăn nuôi cung cấp trứng, sữa, thịt cho con ngƣời. Tận dụng nguồn phế liệu dồi dào từ công nghệ chế biến thủy sản, sản xuất ra một lƣợng bột cá đáng kể cung cấp cho chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản. Sản xuất gelatin, collagen. Tận dụng phế liệu từ thủy sản nhƣ: Vảy, xƣơng, bong bóng và da cá để sản xuất collagen, gelatin. Chúng có nhiều ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, dƣợc, công nghệ giấy, in dệt và một số ngành nghề khác. Trong công nghệ thực phẩm, gelatin dùng làm phụ liệu trong sản xuất bánh điểm tâm, lạp xƣởng, độ hộp, kem cốc, chất ổn định và chất nhũ hóa trong thực phẩm. Trong công nghiệp điện ảnh, gelatin dùng để làm phim ảnh, phim chụp quang tuyến. Trong công nghiệp, gelatin dùng để chế tạo mực in, các dung dịch nhuộm màu, ngoài ra còn dụng làm diêm, giấy, thuộc da, gỗ dán, dệt… Sản xuất các sản phẩm thủy phân. 11 Ngày nay, ngƣời ta cũng đã tận dụng phế liệu để sản xuất các sản phẩm thủy phân nhƣ dịch đạm cô đặc, bột đạm thủy phân… Đây là những sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao, hàm lƣợng protein lớn và dễ tiêu hóa. Ta có thể sử dụng các sản phẩm này bổ sung vào thức ăn chăn nuôi, hay dùng trong thực phẩm. Sản xuất bột khoáng. Tận dụng nguồn phế liệu từ đầu, xƣơng cá để tận thu bột khoáng. Đây là một hƣớng đi mới của việc tận dụng phế liệu thủy sản. Hiện tại đã có công trình nghiên cứu sản xuất bột canxi từ xƣơng cá tra của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản II. Ngoài ra, phế liệu thủy sản còn đƣợc tận dụng để sản xuất ra nhiều các sản phẩm khác nhƣ chất màu, chất mùi…. Sản xuất dầu cá. Tận dụng nguồn phế liệu từ các loại cá béo, từ gan cá để sản xuất dầu cá. Dầu cá có nhiều công dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau và nhất là trong thực phẩm, y dƣợc dầu cá đƣợc sử dụng nhiều. 1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ SỰ THỦY PHÂN PROTEIN BẰNG ENZYME 1.2.1. Tổng quan về enzyme protease 1.2.1.1. Định nghĩa Enzyme là protein có khả năng xúc tác đặc biệt cho phản ứng hóa học xảy ra ở bên trong và bên ngoài cơ thể sinh vật. Protease là enzyme xúc tác sự thủy phân các liên kết peptit (-CO-NH-) trong phân tử protein và các cơ chất tƣơng tự [1]. 1.2.1.2. Bản chất của enzyme Enzyme là những protein có hoạt tính sinh học do vậy chúng có đầy đủ tính chất của một protein - Về khối lƣợng phân tử: enzyme là những protein có khối lƣợng phân tử lớn từ 6000÷ 1000000 daltol. Do vậy enzyme không thể đi qua màng bán thấm.