Tài liệu Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột nêm từ thịt vụn cá thu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  NGUYỄN THỊ TRÚC QUỲNH MSSV: 50131300 NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT NÊM TỪ THỊT VỤN CÁ THU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN GVHD: TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG Nha Trang, tháng 6 năm 2012 i LỜI CẢM ƠN Qua quá trình thực tập đồ án tốt nghiệp ngoài những kiến thức tôi đã thu thập được, tôi còn rút ra được một điều: “ Con người không thể sống một mình”. Nếu một mình bản thân tôi sẽ không hoàn thành được đồ án này nếu không được sự giúp đỡ của mọi người. Chính vì vậy tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến: Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang. Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Thực Phẩm. Cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hương người đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài. Quý thầy cô quản lý phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, hóa sinh – vi sinh, công nghệ thực phẩm và công nghệ sinh học đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biêt ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động viên, khích lệ và giúp đỡ nhiệt tình trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Xin trân trọng cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Thị Trúc Quỳnh ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... i MỤC LỤC ........................................................................................................................ ii DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................................... vii LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .............................................................................................. 4 1.1 NGUYÊN LIỆU CÁ THU........................................................................................... 4 1.1.1 Tình hình khai thác và chế biến cá thu ...................................................................... 4 1.1.1.1 Tình hình khai thác cá thu trên thế giới và Việt Nam.............................................. 4 1.1.2 Khái quát chung về cá thu......................................................................................... 6 1.1.2.1 Đặc điểm sinh học của cá thu ................................................................................ 6 1.1.2.2 Thành phần khối lượng và thành phần hóa học của cá thu .................................... 10 1.1.3 Tình hình sản xuất các mặt hàng thủy sản từ nguyên liệu cá thu.............................. 10 1.1.4 Nguyên liệu thịt vụn cá thu ..................................................................................... 11 1.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME .................................................................................... 11 1.2.1 Giới thiệu chung về enzyme ................................................................................... 11 1.2.1.1 Định nghĩa ........................................................................................................... 11 1.2.1.2 Tính chất.............................................................................................................. 11 1.2.1.3 Cấu trúc của enzyme............................................................................................ 12 1.2.1.4 Trung tâm hoạt động enzyme ............................................................................... 12 1.2.1.5 Nguồn thu nhận enzyme ...................................................................................... 13 1.2.2 Giới thiệu về enzyme protease và các ứng dụng của nó trong công nghiệp.............. 14 1.2.3 Quá trình thủy phân protein .................................................................................... 15 1.2.3.1 Nguyên lý ............................................................................................................ 15 1.2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân: ..................................................... 16 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 hưởng tới quá trình sấy ................................................................... 19 1.3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí sấy ................................................................ 19 iii 1.3.2.2 Ảnh hưởng của áp suất khí quyển ........................................................................ 19 1.3.2.3 Độ ẩm tương đối của không khí ........................................................................... 20 1.3.2.4 Kích thước và bản thân của nguyên liệu ............................................................... 20 1.3.3 Sấy phun................................................................................................................. 20 1.4 TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA..................................................................................... 23 1.4.1 Khái quát chung về phụ gia .................................................................................... 23 1.4.2 Mục đích sử dụng chất phụ gia thực phẩm ............................................................. 23 1.4.3 Các nguyên tắc cơ bản khi chọn phụ gia ................................................................. 23 1.4.4 Một số phụ gia dùng trong bột nêm gia vị ............................................................... 24 1.5 GIỚI THIỆU VỀ BỘT NÊM GIA VỊ ....................................................................... 27 1.5.1 Khái quát chung về các sản phẩm bột nêm gia vị .................................................... 27 1.5.2 Đặc điểm của các sản phẩm dạng nêm gia vị trên thị trường ................................... 28 1.5.3 Xu hướng phát triển của các sản phẩm bột nêm gia vị............................................. 29 1.5.4 Tiêu chuẩn chất lượng của bột nêm gia vị - TCVN 7396:2004 ................................ 29 CHƯƠNG II: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 31 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU ............................................................................................... 31 2.1.1 Thịt vụn cá thu........................................................................................................ 31 2.1.2 Enzyme Flavourzyme ............................................................................................ 31 2.1.3 Phụ gia sử dụng sản xuất bột nêm ........................................................................... 32 2.2 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ................................................................................. 33 2.2.1 Xác định thành phần hóa học của thịt vụn cá thu..................................................... 33 2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân thịt vụn cá thu................................................................................................................................... 34 2.2.2.1 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu.................................. 34 2.2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp ...................................... 35 2.2.2.3 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp ..................................... 36 2.2.3 Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ phụ gia và gia vị ..................................................... 38 2.2.3.1 Bố trí thí nghiệm xác định loại tinh bột ................................................................ 38 2.2.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ tinh bột phối trộn ................................................ 39 2.2.3.3 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ Maltodextrin phối trộn........................................ 40 2.2.3.4 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối cho sản phẩm bột nêm................................ 41 2.2.3.5 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường cho sản phẩm bột nêm.............................. 42 2.2.3.6 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ bột ngọt cho sản phẩm bột nêm........................... 43 iv 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................................................. 44 2.3.1 Phương pháp phân tích ........................................................................................... 44 2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu....................................................................................... 44 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN......................................... 45 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THỊT VỤN CÁ THU........... 45 3.1.1 Kết quả................................................................................................................... 45 3.1.2 Nhận xét và thảo luận ............................................................................................. 45 3.2 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN THỊT VỤN CÁ THU................................................................... 45 3.2.1 Kết quả xác định tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu ................................................... 45 3.2.2 Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp........................................................ 47 3.2.3 Kết quả xác định thời gian thủy phân thích hợp....................................................... 48 3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TỶ LỆ PHỤ GIA CHO SẢN PHẨM BỘT NÊM ................. 49 3.3.1 Kết quả xác định loại tinh bột ................................................................................. 49 3.3.2 Kết quả xác định tỷ lệ tinh bột gạo.......................................................................... 50 3.3.3 Kết quả xác định tỷ lệ Maltodextrin cho sản phẩm bột nêm..................................... 51 3.3.4 Kết quả xác định tỷ lệ muối cho sản phẩm bột nêm................................................. 52 3.3.5 Kết quả xác định tỷ lệ đường cho sản phẩm bột nêm............................................... 53 3.3.6 Kết quả xác định tỷ lệ bột ngọt cho sản phẩm bột nêm............................................ 54 3.4 ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH SẢN XUẤT BỘT NÊM ...................................................... 56 3.4.1 Sơ đồ qui trình sản xuất .......................................................................................... 56 3.4.2 Thuyết minh qui trình sản xuất bột nêm từ thịt vụn cá thu....................................... 57 3.5 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BỘT NÊM SẢN XUẤT THEO QUI TRÌNH ĐỀ XUẤT ....................................................................................................................... 58 3.5.1 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm bột nêm ........................................................ 58 3.5.2 Kết quả xác định chỉ tiêu lý - hóa của sản phẩm bột nêm ........................................ 59 3.5.3 Kết quả xác định hàm lượng kim loại nặng của sản phẩm bột nêm.......................... 59 3.5.4 Kết quả xác định chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm bột nêm .................................... 60 3.6 DỰ TÍNH GIÁ THÀNH CHO SẢN PHẨM BỘT NÊM............................................ 60 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .............................................................................. 63 1. KẾT LUẬN................................................................................................................. 63 2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ..................................................................................................... 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 64 PHỤ LỤC v DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thành phần khối lượng của cá thu ......................................................... 10 Bảng 1.2 Thành phần hóa học cơ bản của cá thu ................................................... 10 Bảng 1.3 Thành phần và hàm luợng một số chất có trong hành.............................. 25 Bảng 1.4 Chỉ tiêu cảm quan của bột nêm gia vị ..................................................... 29 Bảng 1.5 Chỉ tiêu lý – hóa của bột nêm gia vị........................................................ 30 Bảng 1.6 Hàm lượng kim loại nặng của bột nêm gia vị.......................................... 30 Bảng 1.7 Chỉ tiêu vi sinh vật của bột nêm gia vị .................................................... 30 Bảng 3.1 Thành phần hóa học của thịt vụn cá thu (%) ........................................... 45 Bảng 3.2 Bảng đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm bột nêm.................... 58 Bảng 3.3 Bảng xác định chỉ tiêu lý - hóa của sản phẩm bột nêm............................ 59 Bảng 3.4 Bảng xác định hàm lượng kim loại nặng của sản phẩm bột nêm ............. 59 Bảng 3.5 Bảng xác định chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm bột nêm........................ 60 Bảng 3.6 Bảng tỷ lệ nguyên vật liệu sử dụng ......................................................... 61 Bảng 3.7 Bảng hao phí nguyên liệu ở công đoạn sấy phun .................................... 61 Bảng 3.8 Bảng chi phí nguyên vật liệu để sản xuất 100g bột nêm.......................... 62 vi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Cá thu vạch......................................................................................................... 6 Hình 1.2 Cá thu chấm..............................................................................................7 Hình 1.3 Cá thu nhật................................................................................................8 Hình 1.4 Cá thu rắn .................................................................................................9 Hình 2.1 Nguyên liệu thịt vụn cá thu ..................................................................... 31 Hình 2.2 Xác định thành phần hóa học của thịt vụn cá thu..................................... 34 Hình 2.3 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme thích hợp .................................. 35 Hình 2.4 Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp ......................... 36 Hình 2.5 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp ........................ 37 Hình 2.6 Bố trí thí nghiệm xác định loại tinh bột ................................................... 38 Hình 2.7 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ tinh bột phối trộn ................................... 39 Hình 2.8 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ Maltodextrin phối trộn........................... 40 Hình 2.9 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối phối trộn ...................................... 41 Hình 2.10 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường phối trộn ................................... 42 Hình 2.11 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ bột ngọt phối trộn ................................ 43 Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme đến tỷ lệ Nitơ axit amin/Nitơ tổng số trong dịch đạm thủy phân ............................................................................................... 46 Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến tỷ lệ Nitơ axit amin/Nitơ tổng số trong dịch đạm thủy phân ...................................................................................... 47 Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến tỷ lệ Naa/Nts trong dịch thủy phân ..... 48 Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan của bột nêm theo loại tinh bột khác nhau......... 49 Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan của bột nêm.......................................... 50 Hình 3.6 Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan của bột nêm theo tỷ lệ Maltodextrin ..... 51 Hình 3.7 Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan của bột nêm theo tỷ lệ muối bổ sung .... 52 Hình 3.8 Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan của bột nêm theo tỷ lệ đường bổ sung .. 53 Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan của bột nêm theo tỷ lệ bột ngọt bổ sung54 Hình 3.10 Sơ đồ qui trình sản xuất sản phẩm bột nêm thủy phân từ thịt vụn cá thu 56 Hình 3.11 Sản phẩm bột nêm................................................................................. 59 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BNN – PTNT: Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam N/NL: nước trên nguyên liệu tg: thời gian g: gam E: enzyme opt: optimal L: lit Topt: nhiệt độ tối thích Nts: nitơ tổng số NNH3: nitơ ammoniac Nf: nitơ formol Naa/Nts: Nitơ acid amin trên Nitơ tổng số gN: gam nitơ gN/l: gam nitơ trên lít TĐ: tổng điểm ĐTB: điểm trung bình ĐCTL: điểm chung trọng lượng 1 LỜI MỞ ĐẦU Ở mỗi một quốc gia, một dân tộc hay một vùng miền đều có những đặc điểm riêng về kinh tế, địa hình đất đai, phong tục tập quán… những yếu tố đó đã tạo ra một bản sắc riêng cho từng vùng miền, mà thể hiện rõ nhất qua các món ăn. Để làm nên những món ăn ngon, độc đáo mang hương vị đặc trưng, xuất phát từ nguyên liệu đến cách chế biến và một điều không thể thiếu để làm nên đặc trưng đó chính là gia vị. Gia vị khác nhau sẽ tạo cho món ăn những hương vị khác nhau. Sự đa dạng và phong phú của nguyên liệu đã góp phần tạo nên một thế giới ẩm thực muôn màu muôn vẻ. Từ những nguyên liệu đơn giản như: củ, quả, rễ, lá… của các loại thảo mộc như đinh hương, quế, húng gần gũi là hành, tỏi, gừng… trong tự nhiên, hay được chiết xuất thành các hương vị, đến các gia vị tổng hợp được mua ở khắp mọi nơi. Ta có thể phối trộn nhiều gia vị với nhau để làm cho món ăn có mùi vị thật thơm ngon đặc biệt [21]. Có thể nói gia vị không thể thiếu trong mọi gia đình, trong mỗi món ăn. Bên cạnh đó cùng với sự phát triển về công nghệ kỹ thuật kéo theo những bước tiến trong sản xuất các loại gia vị. Gia vị không chỉ đứng lại ở việc tạo nên các giá trị cảm quan về mùi, vị, màu sắc mà giờ đây nó còn làm tăng đáng kể giá trị dinh dưỡng cho các món ăn bằng cách bổ sung thêm các acid amin dễ tiêu hóa, đó chính là các loại bột nêm từ thịt, từ cá, từ tôm…tăng thêm tính hấp dẫn và bổ dưỡng. Sản phẩm bột nêm được ưa chuộng với các nhãn hiệu lớn như: Maggi, Knorr, Ajinomoto với sản lượng 200 – 400 tấn/năm [12]. Xuất khẩu thuỷ sản tăng trưởng liên tục với tốc độ từ 8 – 10%/năm kể từ năm 1995 (trừ 2009). Năm 2011 kim ngạch đạt mức ấn tượng với 6,11 tỉ USD, tăng 21,5% so với cùng kỳ năm trước. Việt Nam trở thành một trong mười quốc gia xuất khẩu thuỷ sản lớn nhất thế giới. Hàng thủy sản Việt Nam đã có mặt tại 145 quốc gia và vùng lãnh thổ, sản phẩm xuất khẩu đa dạng hơn về chủng loại [26]. Theo số liệu thống kê, Cá thu đông lạnh chiếm khoảng 12,36% tổng sản lượng và giá trị xuất khẩu [27]. Các mặt hàng chế biến rất phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, kèm theo 2 với số lượng sản phẩm đó là những phế liệu: đầu, xương, da, thịt vụn … không nhỏ. Trong điều kiện môi trường ngày càng ô nhiễm nguồn lợi thủy sản không còn được như trước và tình trạng cạnh tranh gay gắt thì việc loại bỏ các phế liệu đó hoặc chỉ dùng làm thức ăn gia súc là vô cùng lãng phí. Ta phải tận dụng mọi thứ, biến những thứ bỏ đi thành những sản phẩm dùng được an toàn. Qua tài liệu tham khảo cho thấy thành phần dinh dưỡng trong cá thu rất cao và cơ thể dễ hấp thụ [3]. Tại sao người ta không tận dụng thịt vụn để tận thu lượng đạm cung cấp cho con người, làm tăng tổng giá trị của nó. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, nhằm mục đích gắn liền nghiên cứu khoa học với thực tiễn sản xuất đồng thời tạo điều kiện cho sinh viên làm quen với công tác nghiên cứu khoa học. Dưới sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Mỹ Hương, tôi đã thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất bột nêm từ thịt vụn cá thu”. Mục tiêu của đề tài là bước đầu đề xuất được quy trình sản xuất bột nêm từ thịt vụn cá thu. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Tạo ra dẫn liệu khoa học ban đầu làm tài liệu tham khảo cho sinh viên , các nhà chế biến thủy sản. - Dẫn liệu thu được là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về sản xuất bột nêm. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là giúp các doanh nghiệp có khả năng sản xuất ra sản phẩm có giá trị cao hơn từ thịt vụn cá thu, góp phần làm đa dạng hóa thị trường bột nêm, làm tăng tổng doanh thu của ngành mà còn đóng vai trò không nhỏ trong việc bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên từ biển. Nội dung của đề tài bao gồm: - Tìm hiểu về cá thu, nguyên liệu thịt vụn cá thu và bột nêm gia vị. - Xác định thành phần hóa học của thịt vụn cá thu. - Thực hiện thủy phân thịt vụn cá thu bằng Enzyme Flavourzyme và sử dụng dịch thủy phân trong sản xuất bột nêm gia vị. - Xác định tỷ lệ phối trộn phụ gia và gia vị cho quá trình sản xuất bột nêm. 3 - Đề xuất quy trình sản xuất bột nêm từ thịt vụn cá thu và đánh giá chất lượng của bột nêm. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn, kinh nghiệm và năng lực bản thân còn hạn chế nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp của quý thầy cô cùng toàn thể các bạn để báo cáo được hoàn thiện hơn. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Trúc Quỳnh 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 NGUYÊN LIỆU CÁ THU 1.1.1 Tình hình khai thác và chế biến cá thu 1.1.1.1 Tình hình khai thác cá thu trên thế giới và Việt Nam Theo thống kê của FAO sản lượng cá thu đánh bắt toàn cầu đạt khoảng 170 000 tấn trong năm 1995 và tăng lên đến gần 205 000 tấn trong năm 2000. Sản lượng đánh bắt cá thu Tây Ban Nha ở Bắc Úc là khoảng 2000 - 3000 tấn mỗi năm.Các quốc gia với sản lượng đánh bắt lớn nhất là Ấn Độ 146 367 tấn và Philippines 53 606 tấn. Theo thống kê của FAO, trong năm 2010, Hội đồng Quốc tế về khai thác biển (ICES) báo cáo rằng sản lượng đánh bắt trong vùng biển Iceland và Faroe đã tăng lên khoảng 21% tổng hạn ngạch. Sự gia tăng nhanh chóng của Iceland và Faroes từ năm 2006 đến nay là không bền vững và do đó gây áp lực về thủy sản. ICES đã thông báo rằng sản lượng đánh bắt cá thu vào năm 2012 từ 586.000 tấn và 639.000 tấn. Iceland quy định hạn ngạch cho năm 2012 đã được giới hạn khoảng 145.000 tấn (16 - 17% tổng hạn ngạch) với EU và Na Uy tham gia phần còn lại [28]. Sản phẩm chế biến từ cá thu khá đa dạng như bán tươi, đông lạnh, đóng hộp, sấy khô ướp muối và hun khói. Theo Báo cáo của Bộ NN - PTNT, sản lượng khai thác và nuôi trồng thủy sản của cả nước trong quý I/2012 ước đạt 1.134,4 ngàn tấn, tăng 3% so với cùng kỳ năm ngoái, trong đó sản lượng khai thác ước đạt 622 ngàn tấn. Về khai thác thủy sản, cuối tháng 2 và đầu tháng 3 thời tiết tương đối thuận lợi, ngư dân được mùa cá thu và giá hải sản tăng cao nên hầu hết các nghề khai thác đều đạt kết quả khá. Hiện nay đang vào chính vụ cá Bắc, nên nhiều nghề đánh bắt các loại thủy sản có giá trị kinh tế cao như mực nang, mực ống, cá thu, cá nhám…Ước tính sản lượng thuỷ sản khai thác tháng quý I/2012 đạt 622 ngàn tấn, tăng 1,2% so với cùng kỳ năm năm ngoái, trong đó khai thác cá thu đạt 15,2 ngàn tấn, tăng 1,3% [13]. Theo điều tra của Viện nghiên cứu Hải sản, ngư trường đánh bắt chủ yếu là vùng giữa biển Đông, tức là vùng biển miền Trung, thuộc các tỉnh Phú Yên, 5 Khánh Hoà, Bình Thuận và vùng biển Đông và Tây Nam Bộ. Vịnh Bắc Bộ cũng có cá thu nhưng ít hơn. Theo ước tính của các chuyên gia, sản lượng cá thu của biển Việt Nam đạt trên 30.000 tấn/năm. Ở Việt Nam, mùa đánh bắt Cá Thu thường bắt đầu từ tháng 11 âm lịch cho đến tháng 3 âm lịch năm sau. Trong mùa này Cá tụ về nhiều ở các vùng biển khơi Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bà Rịa Vũng Tàu và Phú Quốc. Ngư dân Việt Nam đánh bắt Cá Thu chủ yếu là Lưới Cản, Lưới Vây Rút Chì, Câu dắt, câu bủa nổi [14]. 1.1.1.2 Tình hình xuất khẩu cá thu của Việt Nam Theo số liệu của Tổ chức Nông Lương Liên hiệp quốc (FAO), thủy sản hiện đang là mặt hàng thực phẩm được tiêu thụ mạnh nhất với khoảng 102 tỷ USD năm 2008. Cũng theo số liệu của FAO thì từ nay đến năm 2015, tiêu thụ thủy sản tính theo đầu người trên toàn cầu sẽ tăng trưởng khoảng 0,8%/năm, tổng nhu cầu thủy sản và các sản phẩm thủy sản sẽ tăng khoảng 2,1%/năm. Theo báo cáo, năm 2011, Châu Âu tiêu thụ 45% sản lượng cá thu khai thác trên toàn cầu [22]. Theo báo cáo mới nhất của Tổng cục Hải quan Việt Nam: Hàng thuỷ sản: kim ngạch xuất khẩu trong tháng 3/2012 đạt 540 triệu USD, tăng 30,5% so với tháng 02/2012. Tính đến hết quý I/2012, xuất khẩu mặt hàng thuỷ sản cả nước đạt 1,3 tỷ USD, tăng 15,1% so với cùng kỳ năm trước, Việt Nam đã xuất khẩu được 5.788 tấn cá thu với tổng trị giá xấp xỉ tương đương 16,3 triệu USD, tăng 13,1% về lượng [24]. Ba tháng đầu năm 2011, xuất khẩu cá thu của cả nước đạt 16,7 nghìn tấn, đạt giá trị 74,3 triệu USD, tăng 86,8% về khối lượng và 142,2% về giá trị so với cùng chu kỳ năm 2010. Tháng 3 năm 2011, xuất khẩu cá thu sang một số thị trường chính đạt mức tăng trưởng cao về giá trị như: Mỹ (154,2%), Nhật Bản (105,2%), Canada (112,2%) và Croatria (126,5%), LiBăng tăng mạnh với (214,6%) so với cùng kỳ năm ngoái. Trong đó, các nước EU (chủ yếu là Đức, Hà Lan và Tây Ban Nha) lại giảm giá trị nhập khẩu mặt hàng này từ Việt Nam (từ 8,5% - 32,1%) so với cùng kỳ năm 2010 [23]. Tính đến hết ngày 30/11/2012, Mỹ đã nhập khẩu trên 24.000 tấn cá 6 thu từ Việt Nam, đạt trị giá 120 tiệu USD, tăng 45,6 % về khối lượng và 87,6 % về giá trị so với cùng kỳ năm 2010. Với thị trường EU, Việt Nam đã xuất khẩu trên 12.340 tấn cá thu, trị giá gần 45 triệu USD, tăng 2,9% về khối lượng và 11% về giá trị so với cùng kỳ năm ngoái. Trong tháng 2/2012,Nhật Bản nhập khẩu cá thu chế biến đạt đến một đỉnh cao 820 tấn từ Việt Nam, đại diện cho một sự gia tăng 25% cho Việt Nam. Giá xuất khẩu trung bình sang các thị trường chính (Mỹ, EU, Nhật Bản) đều ở mức cao 2,41 USD/kg, 2,6 USD/kg và 1,76 USD/kg [25]. Với những con số trên, để năm 2012 kim ngạch xuất khẩu mặt hàng này vẫn tiếp tục duy trì tại các thị trường, doanh nghiệp Việt Nam cần đẩy mạnh hơn nữa chất lượng sản phẩm. 1.1.2 Khái quát chung về cá thu 1.1.2.1 Đặc điểm sinh học của cá thu [1] [8] Cá thu có thân thuôn dài, mình dẹt 2 bên. Gồm 5 loài thuộc 2 giống khác nhau, loài chúng ta thường thấy là cá thu vạch, cá thu chấm và cá thu Nhật, cá thu vạch có sản lượng cao sau đó là cá thu chấm Gồm 2 họ cá thu:  Họ cá thu ngừ  Họ cá thu rắn Họ cá thu ngừ: có 3 loài * Loài: Cá thu vạch Hình 1.1 Cá thu vạch Tên khoa học: Scomberomorus commerson Tên tiếng Anh: Narrow barred Spanish mackerel 7 Đặc điểm hình thái: thân hình thoi rất dài, dẹt hai bên. Hàm trên kéo dài đến ria dưới mắt hoặc gần sau mắt. Răng trên và hàm rất nhọn và chắc. Có 2 vây lưng, vây lưng thứ nhất có 14 – 17 gai cứng và vây lưng thứ hai có 14 – 19 tia mềm, sau đó là 8 – 10 vây phụ, vây hậu môn bắt đầu từ dưới điểm giữa của vây thứ hai và có 14 – 18 tia, sau đó 8 – 10 vây phụ. Đường bên gấp khúc xuống phía dưới ngay sau góc vây lưng thứ hai. Lưng màu xám hoặc xanh thẫm, hai bên thân trắng bạc có ánh nâu, có nhiều vạch thẳng đứng (20 – 65 vạch). Phân bố: Ấn Độ Dương – Tây Thái Bình Dương, Đông Phi, Ấn Độ, Xrilanca, Oxtraylia, Indonexia, Malaixia, Philippin, Thái Lan, Nhật Bản, Trung Quốc, Việt Nam: Vịnh Bắc Bộ, Miền Trung, Đông và Tây Nam Bộ. Mùa vụ: khai thác quanh năm Ngư cụ khai thác: lưới rê, kéo đáy, câu, đăng Kích thước khai thác: 600 – 800 mm * Loài: Cá thu chấm Hình 1.2 Cá thu chấm Tên khoa học: Scomberomorus guttatus Tên tiếng Anh: Indo Pacific spanish mackerel Đặc điểm hình thái: thân hình thoi rất dài, dẹt bên. Đầu nhọn, dài gần bằng chiều cao thân. Hàm trên kéo dài tới sau mắt, răng hàm dưới dài tới răng hàm trên. Hai vây lưng, vây thứ nhất có 15 – 17 tia cứng và sau vây lưng thứ hai có 8 – 9 vây phụ. Sau vây hậu môn có 8 – 10 vây phụ. Đường bên từ sau vây lưng thứ hai hơi uốn cong xuống và chạy thẳng về phía cuống đuôi, lưng màu xanh, thân màu trắng bạc, có ba hàng chấm đen (nhỏ hơn kích thước mắt) dọc thân. 8 Phân bố: Ấn Độ Dương – Tây Thái Bình Dương, Ấn Độ, Xrilanca, Indonexia, Malaixia, Philippin, Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nanm: Vịnh Bắc Bộ, Miền Trung, Đông và Tây Nam Bộ. Mùa vụ: khai thác quanh năm Ngư cụ khai thác: lưới rê, kéo đáy, câu, đăng Kích thước khai thác: 450 – 550 mm * Loài: Cá thu nhật Hình 1.3 Cá thu nhật Tên khoa học: Scomber japonicus Tên địa phương: Thu Nhật, Nục bông, Nục hoa Tên tiếng Anh: Common Japanese mackerel, Chub mackerel Đặc điểm hình thái: cá thu Nhật có màu xanh trên cơ thể và màu trắng dưới bụng Phân bố: vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương, Biển Canribe và địa Trung Hải, Nhật Bản. Ở Việt Nam: biển miền trung và Đông Nam Bộ. Mùa vụ khai thác: quanh năm Ngư cụ khai thác: lưới, rê, câu Họ cá thu rắn: gồm 2 loài 9 * Loài: Cá Thu rắn Hình 1.4 Cá thu rắn Tên khoa học: Gempylus serpens (Cuvier, 1829) Tên tiếng Anh: Snack mackerel Đặc điểm hình thái: Thân dài dẹt hai bên. Chiều dài thân gấp 12 lần chiều cao thân. Gốc hai vây lưng thường liền với nhau, nhưng hai vây phân biệt rõ rệt. Vây thứ nhất gồm toàn gai cứng, gốc vây này dài hơn gốc vây thứ hai rất nhiều. Vây hậu môn có hình dạng giống vây lưng thứ hai. Vây bụng rất nhỏ. Mõm nhọn, hướng ra phía trước. Răng nhọn và sắc. Phân bố: Đại Tây Dương, ấn Độ - Thái Bình Dương, Inđônêxia, Philippin, Việt Nam.Việt Nam : vùng biển Trung và Đông Nam Bộ. Ngư cụ khai thác : Lưới rê, lưới kéo đáy. Mùa vụ khai thác: quanh năm Kích thước khai thác: 400 - 500 mm. * Loài: Cá thu hố Tên khoa học: Promethichthys prometheus Tên tiếng Anh: Rabbit fish Đặc điểm hình thái: thân dẹt hai bên, vây thứ hai và vây hậu môn giống nhau. Miệng lớn, có hai răng cửa lớn và khỏe ở mỗi hàm. Vây lưng thứ nhất dài nối liền với vây lưng thứ hai, vây lưng thứ hai và vây hậu môn gần giống nhau, ở sau mỗi vây này có hai vây phụ nhỏ. Cuống đuôi không có gờ. Vây bụng biến thành gai nhỏ. Đường bên cong xuống ngay ở phần trước của vây thứ nhất, vảy rất nhỏ và nhẵn. Phân bố: Oxtraylia, Philippin, Nhật Bản, Việt Nam: Miền Trung, Đông Nam Bộ. 10 1.1.2.2 Thành phần khối lượng và thành phần hóa học của cá thu Thành phần khối lượng của cá thu biến động phụ thuộc vào loài, độ thành thục sinh lý, ngư trường khai thác … Bảng 1.1 Thành phần khối lượng của cá thu [3] Tên cá Thịt philê (%) Đầu (%) Xương (%) Vây,vẩy(%) Nội tạng (%) Thu chấm 75,10 11,20 7,19 1,92 3,50 Thu vạch 65,5 16,3 8,70 1,60 6,90 Thành phần hóa học của thịt cá thu bao gồm: nước, protein, lipit, gluxit, khoáng chất, vitamin. Thành phần hóa học phụ thuộc giống loài, độ thành thục sinh lý, ngư trường, mùa vụ khai thác …. Thành phần hóa học ảnh hưởng rất lớn đến giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Bảng 1.2 Thành phần hóa học cơ bản của cá thu [3] Thành phần Nước Protein Lipit Gluxit Khoáng Cá thu 75,2% 23,3% 12,2% <0,5% 2,5% 1.1.3 Tình hình sản xuất các mặt hàng thủy sản từ nguyên liệu cá thu Cá Thu là một loài cá có tỷ lệ nạc cá rất lớn (nhiều thịt) ít xương, cơ thịt trắng, thơm, vị ngọt, có thể chế biến ra nhiều món ăn ngon. Cá Thu thường được chế biến đông lạnh xuất khẩu dưới dạng: G&G (Gutted & Gilled: Móc mang, bỏ nội tạng), Slice (Cắt lát), hoặc Chunk (cắt khúc), Fillet: đây là dạng thông dụng nhất, là phần thịt cá được tách ra tù 2 bên dọc theo xương sống và xương lưng. Ngoài ra, cá thu còn được chế biến thành các sản phẩm đóng hộp, sấy khô ướp muối và hun khói. Cá thu Fillet xuất khẩu thường được phân thành các cỡ: 300-500; 500-800; 800-1200; 1200 UP (gam/miếng). Sản lượng Cá Thu xuất khẩu từ Việt Nam đi các nước : Nhật Bản, Mỹ, Đài Loan, EU… thị trường chính chủ yếu là Nhật Bản đạt con số 8.000-10.000 tấn/năm. 11 1.1.4 Nguyên liệu thịt vụn cá thu Hiện nước ta có khoảng 120 doanh nghiệp xuất khẩu cá thu. Các doanh nghiệp này có khả năng tiêu thụ khoảng 1.500 tấn nguyên liệu/ngày. Với tỷ lệ này, các nhà máy chế biến thủy sản thải ra môi trường một lượng rất lớn phụ phẩm gồm: đầu, xương, vây, vẩy, thịt vụn … Theo ước tính của VASEP nếu sản lượng cá thu nguyên liệu đạt 50.000 tấn trong năm 2010, thì các nhà máy chế biến thủy sản sẽ phải loại bỏ hơn 25.000 tấn phế phẩm cá thu. Do đó, việc gia tăng giá trị sử dụng nguồn phế liệu này trở thành một yêu cầu cấp thiết nhằm giải quyết vấn đề phát triển kinh tế xã hội đồng thời gìn giữ môi trường sống của cộng đồng [16]. Thịt vụn cá thu là một trong những loại nguyên liệu còn lại chiếm tỷ trọng khá cao. Nếu như mỗi ngày các danh nghiệp chế biến các sản phẩm cá thu ở Việt Nam tiêu thụ khoảng 1.500 tấn nguyên liệu thì cũng đồng nghĩa với việc họ loại ra khoảng 720 tấn thịt vụn. Cho đến nay, hình thức xử lý thịt vụn này mới chỉ dừng lại ở một phần rất nhỏ đem chế biến thành thực phẩm như chả cá, chả giò nhân cá… hầu hết được xuất khẩu đông lạnh với giá thành rất rẻ khoảng 9.000 VNĐ/kg. Thành phần hóa học của thịt vụn cá thu nói chung thường bao gồm khoảng 60 – 70% là nước, một số ít chất vô cơ, còn lại là protein có hàm lượng cao chứa đầy đủ các axit amin. 1.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME 1.2.1 Giới thiệu chung về enzyme [4] 1.2.1.1 Định nghĩa Enzyme là những protein có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học chúng không những có khả năng cho các phản ứng xảy ra trong tế bào sống mà khi tách khỏi tế bào chúng vẫn có thể xúc tác cho các phản ứng hóa học. 1.2.1.2 Tính chất - Enzyme là những protein có khối lượng phân tử lớn, đa số có khối lượng phân tử trung bình 6000 – 1000000 dalton do vậy enzyme không thể đi qua màng bán thấm. 12 - Enzyme có thể hòa tan trong nước, dung dịch muối loãng, các dung dịch đệm, khi hòa tan thì tạo thành dung dịch keo và enzyme không tan trong dung môi không phân cực. - Enzyme cũng bị kết tủa bởi các tác nhân gây kết tủa protein. Các tác nhân vật lý và hóa học làm biến tính protein thì cũng làm biến tính enzyme. Vậy enzyme cũng bị bất hoạt tính khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính protein do nhiệt độ cao, kiềm đặc hoặc acid, muối kim loại nặng. 1.2.1.3 Cấu trúc của enzyme - Enzyme được cấu tạo bởi các L – anpha acidamin kết hợp với nhau qua liên kết peptid. Các kết quả nghiên cứu cho thấy enzyme cũng bị thủy phân dưới tác dụng của peptid hydrolase, acid hoặc kiềm, khi enzyme bị thủy phân hoàn toàn sẽ tạo thành L – anpha acid amin, trong nhiều trường hợp ngoài acid amin còn nhận được các chất khác. - Enzyme có 2 loại: enzyme 1 thành phần và enzyme 2 thành phần. + Enzyme 1 thành phần thì thành phần của nó chỉ có protein, những enzyme này thường xúc tác cho các phản ứng thủy phân. + Enzyme 2 thành phần gồm có: phần protein và phần phi protein. Phần protein còn gọi là apoenzyme, phần phi enzyme gọi là coenzyme. Vậy cấu tử enzyme 1 thành phần cũng như 2 thành phần đều chứa protein nhưng số chuỗi polipeptid trong enzyme có thể thay đổi tùy theo từng enzyme. Đến nay người ta đã xác định được rằng phần lớn enzyme trong tế bào đều có 4 bậc bao gồm nhiều tiểu đơn vị, các đơn vị này có thể liên kết với nhau bằng liên kết hydro, liên kết cộng hóa trị hoặc một số liên kết khác, tùy mức độ liên kết mà hình thành nên các đồng phân của enzyme gọi là isoenzyme. 1.2.1.4 Trung tâm hoạt động enzyme Trung tâm hoạt động của enzyme là một phần nhỏ trong cấu trúc của enzyme có nhiệm vụ tham gia với cơ chất và chuyển hóa cơ chất. Trung tâm hoạt động của enzyme bao gồm nhiều nhóm chức khác nhau của acid amin, phân nước liên kết và trong nhiều trường hợp có cả ion kim loại, các nhóm chức của coenzyme.