BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
======
VŨ THỊ NGỌC THÚY
NGHIÊN CỨU THU NHẬN GELATIN
TỪ VẢY CÁ TRÁP VÂY VÀNG
(SPARUS LATUS HOUTTUYN)
SỬ DỤNG ALCALASE THƢƠNG MẠI
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60 42 01 14
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : TS. TRẦN THỊ PHƢƠNG LIÊN
TS. CAO THỊ HUỆ
HÀ NỘI - 2017
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
hai cô TS. Trần Thị Phƣơng Liên và TS. Cao Thị Huệ, đã tận tình hƣớng
dẫn em trong suốt quá trình thực hiện và viết luận văn. Em xin chân thành
cảm ơn quý Thầy, Cô trong khoa Sinh - KTNN đã tận tình truyền đạt kiến
thức trong những năm em học tập tại đây. Với vốn kiến thức đƣợc tiếp thu
trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu khóa luận
mà còn là hành trang qúy báu để em bƣớc vào đời một cách vững chắc và tự
tin. Em chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện sinh hóa biển – Viện hàn lâm
khoa học và công nghệ Việt Nam đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi để
em thực hiện các thí nghiệm nghiên cứu khoa học của đề tài.
Cuối cùng em kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công
trong sự nghiệp cao quý. Đồng kính chúc các Cô, Chú, Anh, Chị trong Viện
sinh hóa biển – Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam luôn dồi dào
sức khỏe, đạt đƣợc nhiều thành công tốt đẹp trong công việc.
Tác giả
Vũ Thị Ngọc Thúy
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, có sự
hỗ trợ từ Giáo viên hƣớng dẫn là TS. Trần Thị Phƣơng Liên và TS. Cao
Thị Huệ. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong luận văn này là trung
thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào trƣớc
đây.
Hà Nội, ngày….tháng….năm 2017
Tác giả
Vũ Thị Ngọc Thúy
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 3
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 3
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 4
5 . Ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa lý luận của đề tài ............................................ 4
NỘI DUNG ....................................................................................................... 6
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................ 6
1.1.Tình hình phát triển ngành thủy sản ở Việt Nam và tiềm năng của nguồn
phụ phẩm chế biến cá chứa collagen................................................................. 6
1.2. Một số đặc điểm sinh học, tiềm năng đánh bắt và nuôi trồng cá tráp vây
vàng ở Việt Nam ............................................................................................... 7
1.3. Cấu tạo, thành phần, tính chất và khả năng ứng dụng của gelatin ............. 9
1.3.1. Cấu tạo của gelatin .................................................................................. 9
1.3.2. Tính chất của gelatin ............................................................................. 11
1.3.3. Ứng dụng của gelatin ............................................................................ 13
1.4. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và trên thế giới về phƣơng pháp thu
nhận gelatin từ nguồn nguyên liệu thủy sản. Sử dụng enzym trong sản xuất
gelatin .............................................................................................................. 15
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................ 15
1.4.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................ 20
CHƢƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 23
2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 23
2.1.1. Mẫu vảy cá ............................................................................................ 23
2.1.2. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm............................................................ 23
2.1.2.1 Hóa chất............................................................................................... 23
2.1.2.2. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm .............................................................. 23
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 24
2.2.1. Phƣơng pháp xử lý vảy cá bằng enzym và chiết xuất collagen từ vảy cá
......................................................................................................................... 24
2.2.2. Các phƣơng pháp phân tích ................................................................... 26
2.3. Xử lý số liệu ............................................................................................. 30
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................... 31
3.1. Thành phần dinh dƣỡng cơ bản của vảy cá tráp vây vàng ....................... 31
3.2. Nghiên cứu thu nhận gelatin từ vảy cá tráp vây vàng sử dụng alcalase
thƣơng mại....................................................................................................... 32
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của pH và nồng độ enzym alcalase đến quá trình
thủy phân ......................................................................................................... 32
3.2.2. Nghiên cứu chiết xuất collagen từ vảy cá đã đƣợc xử lý qua enzym
alcalase ............................................................................................................ 34
3.2.3. Quy trình sản xuất gelatin từ vẩy cá tráp vây vàng............................... 37
3.3. Kết quả nghiên cứu chất lƣợng của gelatin thành phẩm .......................... 41
3.3.1. Chỉ tiêu cảm quan của gelatin ............................................................... 41
3.3.2. Thành phần dinh dƣỡng cơ bản của gelatin .......................................... 42
3.3.3. Thành phần axit amin của gelatin ......................................................... 44
3.3.4. Sự phân bố trọng lƣợng phân tử của gelatin ......................................... 46
3.3.5. Đặc tính lý-hóa của gelatin ................................................................... 47
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 51
KIẾN NGHỊ .................................................................................................... 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 53
DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
Hình 1. Cá tráp vây vàng Sparus latus Houttuyn ............................................. 3
Hình 2. Vảy cá tráp vây vàng ............................................................................ 4
Hình 3. Cấu trúc của gelatin ............................................................................ 10
Hình 3.1. Sự phụ thuộc của protein hòa tan vào pH và nồng độ alcalase ...... 33
Hình 3.2. Sự phụ thuộc của độ nhớt động học của dịch gelatin lỏng vào thời
gian và nhiệt độ chiết lần thứ nhất .................................................................. 35
Hình 3.3. Sự phụ thuộc của độ nhớt động học của dịch gelatin lỏng vào thời
gian và nhiệt độ chiết lần thứ hai .................................................................... 36
Hình 3.4. Gelatin thành phẩm ......................................................................... 41
Hình 3.5. Sự phân bố khối lƣợng phân tử của gelatin: ................................... 47
Hình 3.6. Độ trƣơng phồng của gelatin........................................................... 49
Sơ đồ 1. Quy trình thu nhận gelatin quy mô phòng thí nghiệm...................... 38
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. Thành phần hóa học cơ bản của gelatin ............................................ 10
Bảng 3.1. Thành phần dinh dƣỡng cơ bản của vảy cá .................................... 31
Bảng 3.2. Chỉ tiêu cảm quan của gelatin......................................................... 42
Bảng 3.3. Thành phần dinh dƣỡng cơ bản của gelatin.................................... 43
Bảng 3.4. Thành phần và hàm lƣợng axit amin của gelatin từ vảy cá tráp vây
vàng ................................................................................................................. 45
Bảng 3.5. Tính chất lý hóa của gelatin ............................................................ 48
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam có nguồn thủy hải sản phong phú, ngành chế biến thủy sản
đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế của nƣớc ta. Hàng năm,
Việt Nam khai thác và xuất khẩu số lƣợng lớn thủy hải sản, trong đó có hàm
lƣợng lớn cá biển.
Cá biển Việt Nam có khoảng 2.038 loài với 4 nhóm sinh thái chủ yếu:
nhóm cá nổi khoảng 260 loài, nhóm cá gần tầng đáy khoảng 930 loài, nhóm
cá đáy khoảng 502 loài và nhóm cá san hô khoảng 304 loài. Nhìn chung,
nguồn lợi cá biển có thành phần loài đa dạng, kích thƣớc cá thể nhỏ, tốc độ tái
tạo nguồn lợi nhanh. Trong các loài cá biển có khoảng 130 loài có giá trị
thƣơng mại cao, 30 loài thƣờng xuyên đƣợc đánh bắt với trữ lƣợng 4,2 triệu
tấn/năm, sản lƣợng khai thác tối đa bền vững đạt 1,7 triệu tấn/năm, trong đó
vịnh Bắc Bộ có trữ lƣợng 681.200 tấn, khả năng cho phép khai thác 272.500
tấn/năm tập trung ở các tỉnh Hải Phòng, Quảng Ninh...[6].
Gelatin là chế phẩm đƣợc tạo ra từ quá trình thủy phân không toàn
phần collagen từ da, xƣơng động vật và thủy sản [3][14][31][38]. Gelatin
đƣợc coi là một loại protein gần nhƣ nguyên chất (hàm lƣợng protein tổng
chiếm hơn 80% khối lƣợng khô). Gelatin và một số peptit phân lập từ dịch
thủy phân của nó đƣợc biết đến có nhiều hoạt tính sinh học đáng quý nhƣ
kháng khuẩn, chống oxi hóa, kháng vi sinh vật kiểm định, ức chế men
chuyển angiotensin... [31][38].
Ngoài ra, do thành phần hóa học và những đặc tính lý hóa đặc biệt,
gelatin đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm (công nghệ sản
xuất sữa, kem, chế biến thịt, cá, làm màng bao bọc thực phẩm...). Gelatin có
nhiều ứng dụng trong công nghiệp dƣợc, mỹ phẩm và nhiếp ảnh
2
[36][43][52][53][55]. Một trong những ứng dụng đáng kể nhất của gelatin là
dùng trong sản xuất bao con nhộng cứng hoặc mềm [53].
Qua các tài liệu tham khảo cho thấy, vấn đề sản xuất và ứng dụng
gelatin ở nƣớc ta vẫn còn một khoảng cách xa so với thế giới. Trên thế giới đã
có rất nhiều nghiên cứu về gelatin và collagen nguồn gốc thủy sản, đặc biệt là
từ da và xƣơng cá [15][28][50][54]. Ở Việt Nam, những nghiên cứu về gelatin
vẫn còn manh mún, chƣa mang tính hệ thống và liên tục, chủ yếu dừng lại ở
lý thuyết chƣa đƣa ra đƣợc sản phẩm gelatin thƣơng mại cho nên khả năng
ứng dụng vào thực tiễn còn hạn chế. Có một thực tế là các nhà máy chế biến
thủy sản ở Việt Nam hoặc chƣa khai thác sử dụng phế phụ phẩm chế biến cá
nói chung và vẩy cá nói riêng, hoặc bán lại cho thƣơng lái Trung Quốc với giá
nhƣ cho không rồi nhập lại gelatin từ họ với chất lƣợng không đảm bảo, tiêu
biểu là các mẫu gelatin không rõ nguồn gốc xuất xứ đƣợc bày bán trên thị
trƣờng, thậm chí có những mẫu ghi nhãn mác là sản xuất tại Nga, Pháp,
Đức...[2][24][39][59].
Nhận thấy nhu cầu rất lớn về gelatin ở Việt Nam trong những năm gần
đây, thêm vào đó nguồn nguyên liệu phụ phẩm chế biến cá để sản xuất gelatin
ở nƣớc ta khá dồi dào, ổn định, giá rẻ nên chúng tôi chọn hƣớng nghiên cứu
sản xuất gelatin với mong muốn phục vụ nhu cầu trong nƣớc, góp phần nâng
cao hiệu quả kinh tế cho các doanh nghiệp thủy sản và giảm thiểu ô nhiễm
môi trƣờng [1][27][31].
Cá tráp vây vàng (Sparus latus Houttuyn, 1782) là một loài có giá trị
kinh tế cao. Thịt cá thơm ngon, giàu chất dinh dƣỡng, đƣợc ngƣời tiêu dùng
ƣa chuộng. Cá có tốc độ sinh trƣởng nhanh, có tiềm năng nuôi trồng lớn, có
thể nuôi mật độ cao trong ao đất và lồng bè. Sau 8 tháng nuôi có thể đạt trọng
lƣợng 0,5-0,8 kg/con. Hiện nay, cá tráp vây vàng trở thành một trong những
loài cá có giá trị thƣơng mại cao, đƣợc nhân rộng nuôi tại các tỉnh ven biển
3
phía Bắc nhƣ Hải Phòng, Nam Định, Quảng Ninh. Cá đƣợc dùng trong các
nhà hàng, làm các sản phẩm công nghiệp nhƣ cá đông block ép công nghiệp,
phile… tạo ra một khối lƣợng lớn vảy cá chƣa đƣợc khai thác [13].
H nh 1. Cá tráp vây vàng Sparus latus Houttuyn
Do đó chúng tôi lựa chọn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thu nhận
gelatin từ vảy cá tráp vây vàng Sparus latus Houttuyn sử dụng Alcalase
thƣơng mại”.
2. Mục tiêu của đề tài
Tận dụng nguồn phụ phẩm chế biến cá chƣa đƣợc sử dụng (vẩy cá tráp
vây vàng) để thu nhận gelatin chất lƣợng cao. Nghiên cứu thu nhận và đánh
giá chất lƣợng của gelatin từ vảy cá tráp vây vàng.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Đề tài sẽ tiến hành thực hiện những nhiệm vụ sau:
Đánh giá thành phần dinh dƣỡng cơ bản của nguyên liệu (vảy cá
tráp vây vàng): hàm lƣợng protein tổng, lipit tổng, khoáng tổng, carbohydrate
và độ ẩm.
Nghiên cứu thu nhận gelatin từ vảy cá tráp vây vàng sử dụng
alcalase thƣơng mại.
Đánh giá thành phần hóa học của gelatin thành phẩm: thành phần
dinh dƣỡng cơ bản (protein, lipit, khoáng chất) và thành phần axit amin.
4
Nghiên cứu sự phân bố khối lƣợng phân tử của gelatin và một số
tính chất lý-hóa của gelatin: pH, độ trong của dung dịch gelatin, độ trƣơng nở
của gelatin.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Mẫu vảy cá
H nh 2. Vảy cá tráp vây vàng
Vảy cá tráp vây vàng đƣợc công ty chế biến xuất nhập khẩu Thủy sản
Việt Trƣờng, thành phố Hải Phòng cung cấp. Sau khi thu mua vảy cá đƣợc rửa
sạch, để ráo nƣớc rồi bao gói trong các túi nilon hút chân không. Các túi nguyên
liệu này đƣợc bảo quản trong tủ đông ở nhiệt độ -18oC cho tới khi sử dụng.
4.2. Mẫu enzym Alcalase
Mẫu enzym Alcalase® 2,4 L (hoạt tính 2,4 AU/kg, tỉ trọng 1,18 g/mL)
phân lập từ Bacillus licheniformis (Novozyme, Đan Mạch) đƣợc mua của
công ty Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, Mỹ).
4.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
-
Mẫu vảy cá tráp vây vàng đƣợc thu mua vào mùa thu (Tháng 8/2016).
-
Các thí nghiệm đƣợc thực hiện tại Viện hóa sinh biển – Viện Hàn lâm
khoa học và công nghệ Việt Nam.
5. Ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa lý luận của đề tài
-
Ý nghĩa thực tiễn: Tận dụng nguồn phụ phẩm (vảy cá tráp vây vàng) để
sản xuất gelatin có chất lƣợng cao, phục vụ cho thực tiễn sản xuất trong lĩnh
vực thực phẩm và y dƣợc.
5
-
Ý nghĩa lý luận: cung cấp dẫn liệu về phƣơng pháp sản xuất gelatin từ
vảy cá tráp vây vàng sử dụng alcalase thƣơng mại cùng chỉ tiêu cảm quan,
tính chất vật lý, thành phần dinh dƣỡng cơ bản và thành phần axit amin của
gelatin thành phẩm.
6
NỘI DUNG
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. T nh h nh phát triển ngành thủy sản ở Việt Nam và tiềm năng của
nguồn phụ phẩm chế biến cá chứa collagen
Việt Nam nằm bên bờ Tây của Biển Đông, là một biển lớn của Thái
Bình Dƣơng, có diện tích khoảng 3.448.000 km2, bờ biển dài 3.260 km. Vùng
nội thuỷ và lãnh hải rộng 226.000 km2, vùng biển đặc quyền kinh tế rộng hơn
1 triệu km2 với hơn 4.000 hòn đảo, tạo nên 12 vịnh, đầm phá với tổng diện
tích 1.160 km2 đƣợc che chắn tốt dễ trú đậu tàu thuyền. Biển Việt Nam có
tính đa dạng sinh học khá cao, cũng là nơi phát sinh và phát tán của nhiều
nhóm sinh vật biển vùng nhiệt đới ấn Độ - Thái Bình Dƣơng với chừng
11.000 loài sinh vật đã đƣợc phát hiện [6][8].
Nƣớc ta có hệ thống sông ngòi dày đặc, đƣờng biển dài rất thuận lợi
phát triển hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy sản. Sản lƣợng thủy sản Việt
Nam đã duy trì tăng trƣởng liên tục trong 17 năm qua với mức tăng bình quân
là 9,07%/năm. Với chủ trƣơng thúc đẩy phát triển của chính phủ, hoạt động
nuôi trồng thủy sản đã có những bƣớc phát triển mạnh, sản lƣợng liên tục tăng
cao trong các năm qua, bình quân đạt 12,77%/năm, đóng góp đáng kể vào
tăng trƣởng tổng sản lƣợng thủy sản của cả nƣớc [6].
Trong khi đó, trƣớc sự cạn kiệt dần của nguồn thủy sản tự nhiên và
trình độ của hoạt động khai thác đánh bắt chƣa đƣợc cải thiện, sản lƣợng thủy
sản từ hoạt động khai thác tăng khá thấp trong các năm qua, với mức tăng
bình quân 6,42%/năm [17].
Nhiều nhà máy, doanh nghiệp chế biến hải sản các tỉnh ven biển phía
Bắc (Hải Phòng, Quảng Ninh, Nam Định, Thái Bình...) sản xuất các sản phẩm
từ thịt cá nhƣ chả cá, cá đông block ép công nghiệp, cá viên, trứng cá nhân
tạo, bột surimi để phục vụ nhu cầu trong nƣớc và xuất khẩu. Trong quá trình
7
chế biến cá sẽ tạo ra một lƣợng đáng kể phế phụ phẩm, ở một số loài cá lƣợng
phụ phẩm này chiếm đến 40-60% tổng nguyên liệu [7][10]. Các phế phụ
phẩm nhƣ da, xƣơng và vẩy cá chứa hàm lƣợng lớn collagen, có giá trị trong
việc sản xuất gelatin, một sản phẩm có khả năng ứng dụng trong nhiều ngành
công nghiệp khác nhau. Hiện nay, một phần lƣợng phụ phẩm này đƣợc sử
dụng để sản xuất thức ăn chăn nuôi, một phần bỏ đi ảnh hƣởng đáng kể đến
môi trƣờng. Việc tìm ra phƣơng án tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn này để
tạo ra những sản phẩm có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời
sống sẽ góp phần nâng cao lợi nhuận kinh tế cho các doanh nghiệp.
Ở trong nƣớc có một số nhóm nghiên cứu dùng da và xƣơng cá để sản
xuất gelatin và một số sản phẩm thủy phân protein. Da cá dùng để chế biến
gelatin ít hơn các nguyên liệu khác. Vì động vật thuỷ sản chỉ có những loại cá
to, da dày mới bóc đƣợc da (nhƣ cá nhám, cá voi) nhƣng da các loài cá này
chủ yếu dùng cho ngành thuộc da.
Bong bóng cá cũng chứa hàm lƣợng collagen cao, là nguồn nguyên liệu
triển vọng để sản xuất gelatin. Tuy nhiên, hàm lƣợng bóng cá quá ít. Đồng
thời, nguồn nguyên liệu này cũng là một thực phẩm quý, ngon, giàu dinh
dƣỡng. Chính vì vậy, chúng tôi đề xuất sản xuất gelatin từ vảy cá.
1.2. Một số đặc điểm sinh học, tiềm năng đánh bắt và nuôi trồng cá tráp
vây vàng ở Việt Nam
Đặc điểm sinh học
Trên thế giới, cá tráp vây vàng phân bố rộng rãi ở nhiều vùng biển:
Hồng Hải, ven biển Ả Rập, Ấn Độ, Indonesia, Nhật Bản, Triều Tiên,
Philippines, Trung Quốc. Ở Việt Nam, cá tráp vây vàng phân bố nhiều tại các
đầm phá cửa sông ven biển [13].
Cá tráp vây vàng có hình bầu dục thân dẹt, chiều dài thân dao động 2045 cm, cân nặng lên tới 4 kg, mõm nhọn, miệng bằng, hàm trên và hàm dƣới
8
dài bằng nhau, thân màu xám, có dải màu vàng, 2 bên thân có vài dải dọc và 4
dải nghiêng, vây lƣng, vây hậu môn và phần lớn vây đuôi đều có màu vàng
[8].
Cá tráp vây vàng ít di cƣ, thƣờng sống ở tầng đáy ở các vùng biển cạn,
bãi triều và thích hợp nhiệt độ 17-27oC. Cá tráp vây vàng là loài rộng muối
(chịu đựng đƣợc từ 0 đến 35‰), có thể thích ứng với sự thay đổi đột ngột độ
mặn, sinh trƣởng tốt ở vùng nƣớc lợ cửa sông ven biển. Ngoài tự nhiên sau 1
năm tuổi cá đạt trọng lƣợng trung bình 0,3 kg, dài 20 cm; sau 2 năm cá đạt 0,5
kg, dài 30 cm. Thức ăn của cá thƣờng là động vật không xƣơng sống và giáp
xác cỡ nhỏ, ấu trùng, côn trùng và một số loại rong tảo [8, 11, 13].
Cá tráp vây vàng có tập tính đực cái sinh sản đồng thể, cá đực thành
thục sau 1-2 năm tuổi. Cá sinh sản từ tháng 2 đến tháng 3 dƣơng lịch, nhiệt độ
thích hợp cho cá sinh sản là 17-23oC; độ mặn 25 - 33‰; trứng cá thuộc dạng
trôi nổi [13].
Tiềm năng đánh bắt và nuôi trồng cá tráp vây vàng
Cá tráp vây vàng có giá trị kinh tế bởi thịt thơm ngon, giàu chất dinh
dƣỡng, đƣợc ngƣời tiêu dùng ƣa chuộng. Cá có tốc độ sinh trƣởng nhanh, có
thể nuôi mật độ cao trong ao đất và lồng bè. Sau 8 tháng nuôi có thể đạt trọng
lƣợng 0,5-0,8 kg/con. Hiện nay, giá bán trên thị trƣờng 120-140 nghìn
đồng/kg [11][13].
Cá tráp vây vàng có thể phát triển tốt khi nuôi trong lồng bè và ao đầm
nƣớc lợ nên chúng đƣợc xem nhƣ đối tƣợng nuôi mới thay thế tôm nuôi ở nơi
thƣờng xảy ra dịch bệnh. Cá có thể nuôi trong lồng bè với mật độ 5-6 con/m2
hoặc nuôi trong ao đất với mật độ 3-4 con/m2. Cá có tốc độ sinh trƣởng
nhanh, hệ số chuyển đổi thức ăn không cao, với thức ăn công nghiệp 35- 40%
đạm, hệ số chuyển đổi từ 1,6-1,8 kg cám/kg cá tăng trƣởng [8][12].
9
Cá tráp vây vàng là loài cá ăn tạp nghiêng về động vật nên thức ăn cho
chúng có thể tận dụng đƣợc nguồn cá tạp ngoài tự nhiên hoặc sử dụng thức ăn
công nghiệp. Cá ít bị dịch bệnh và thƣờng là các bệnh ngoài da nên việc
chữa trị không tốn nhiều công sức và tiền bạc. Cá tráp vây vàng phân bố
rộng và sinh sống nhiều trong các đầm phá nên nguồn giống đƣợc đánh bắt
ngoài tự nhiên rất dồi dào và giá thành không cao (3-5 nghìn đồng/con cỡ
5-6 cm) [11].
Năm 2007, Trung tâm Khuyến nông Quốc gia phối hợp với Trƣờng
Cao đẳng Thủy sản Bắc Ninh đã nhập công nghệ sản xuất giống và nuôi
thƣơng phẩm thành công cá tráp vây vàng và đã đƣợc Trại thực nghiệm
Trƣờng Cao đẳng Thủy sản Bắc Ninh hoàn thiện và đƣa vào sản xuất với
công suất hàng chục vạn con giống chất lƣợng cao mỗi năm [12].
1.3. Cấu tạo, thành phần, tính chất và khả năng ứng dụng của gelatin
1.3.1. Cấu tạo của gelatin
Gelatin là sản phẩm thu đƣợc từ quá trình thủy phân không toàn phần
collagen. Sản phẩm gelatin thƣơng mại đầu tiên xuất hiện ở Hà Lan vào
khoảng năm 1685, sau đó xuất hiện ở Anh vào khoảng năm 1700. Cuối thế kỷ
19, ngành công nghiệp sản xuất gelatin xuất hiện tại Mỹ. Nguồn nguyên liệu
chính lúc này là da và xƣơng động vật (bò, lợn). Đến năm 1930, ngành công
nghiệp này phát triển mạnh mẽ khi da heo đƣợc xem nhƣ một nguồn nguyên
liệu phổ biến.
Gelatin là protein đƣợc liên kết bởi sự kết hợp của nhiều axit amin sắp
xếp trên một chuỗi đƣờng thẳng, là hỗn hợp dị thể các sợi polypeptit sợi đơn
và sợi đa, mỗi sợi có cấu hình proline xoắn ốc bên trái, chứa từ 300-400 axit
amin. Cấu trúc của gelatin đƣợc hình thành từ sự liên kết của 18 loại axit
amin khác nhau theo một trật tự nhất định, tuần hoàn. Gelatin chứa một lƣợng
10
lớn glycine, proline và hydroxyproline. Cấu trúc hóa học cơ bản là -Ala-GlyPro-Arg-Gly-4Hyp-Gly-Pro (Hình 3).
H nh 3. Cấu trúc của gelatin
Hầu hết gelatin thƣơng mại có khối lƣợng phân tử từ 15.000 đến
250.000 đvC, thông thƣờng từ 50.000 đến 70.000 đvc. Gelatin cũng giống
nhƣ những phân tử protein khác, thành cấu trúc chính của là chuỗi polypeptit
lớn và phức tạp với thành phần amino axit giống nhƣ collagen. Gelatin
thƣờng chứa 18 loại axit amin khác nhau: glycine, alanine, valine, leucine,
isoleucine, serine, threaonine, methionine, aspartic axit, glutamic axit, lysine,
hydroxylysine,
arginine,
histidine,
phenylalanne,
tytrosine,
proline,
hydroxylproline [7][10].
Phân tử gelatin hƣớng các nhóm hoạt động ra ngoài môi trƣờng. Các
nhóm nhƣ: carboxyl, imidazol, amino, guadino có thể ion hóa trong nƣớc.
Các nhóm không mang điện là các nhóm hydroxyl (serine, threonine,
hydroxyproline, hydroxylysine, tyrosine) và các nhóm peptit (-CO-NH-) quy
định khả năng tạo liên kết hydro, quy định cấu trúc phân tử. Gelatin có thành
phần hóa học cơ bản là protein (Bảng 1).
11
Bảng 1. Thành phần hóa học cơ bản của gelatin, %
Độ ẩm
Protein
Chất béo
Carbohydrate
Chất xơ
Tro
8-16
85-90
0
0
0
<2,0
1.3.2. Tính chất của gelatin
Tính chất vật lý
Gelatin thƣơng mại ở dạng tinh khiết, khô, không mùi, không vị, cứng,
giòn, màu từ vàng rất nhạt đến hổ phách, trong suốt, có độ ẩm từ 9-12% và tỉ
trọng 1,3-1,4. Gelatin vừa là một thực phẩm và phụ gia thực phẩm, không có
giới hạn sử dụng. Tính chất của gelatin phụ thuộc vào pH, nguyên liệu thu
nhận, nhiệt độ, nồng độ, thời gian và phƣơng pháp chế biến [30].
Tính chất hóa học
Tính hòa tan và tính trƣơng nở trong nƣớc
Gelatin là chế phẩm đƣợc tạo thành từ quá trình thuỷ phân collagen.
Khi đun nóng dung dịch collagen thu đƣợc gelatin. Gelatin không tan trong
nƣớc dƣới 20oC mà chỉ hút nƣớc và trƣơng nở. Khi nhiệt độ tăng lên, gelatin
tan và hình thành dung dịch thể keo. Dung dịch này đem làm lạnh, dù nồng độ
rất thấp (0,25%) cũng có thể đông đặc.
Khi nhiệt độ tăng, keo đông tan ra do liên kết hydro không bền nhiệt,
nồng độ dung dịch trên 1% khi làm lạnh thì đông đặc trở lại. Sức đông của
dung dịch keo ngoài quan hệ với nồng độ còn liên quan đến nguyên liệu và sự
thuần khiết của nguyên liệu.
Axit, kiềm, Pb(CH3COO)2, MgCl2, FeSO4 không làm cho gelatin kết
tủa. Nhƣng axit photphotungstic hoặc muối thuỷ phân có thể làm cho gelatin
kết tủa. Cho (NH)4SO2, MgSO4, ZnSO4 vào dung dịch gelatin cho đến khi bão
hoà thì gelatin kết tủa hoàn toàn. Tamin và fomaldehyt cũng có thể làm cho
gelatin kết tủa. Gelatin có thể làm cho độ hòa tan của các loại muối dễ hoà tan
12
giảm xuống, đối với các loại muối khó hoà tan thì gelatin có tác dụng ngƣợc
lại. Cho chất điện phân vào dung dịch gelatin thì có thể thay đổi tốc độ và
nhiệt độ đông đặc của nó. Độ dính của dung dịch gelatin chịu ảnh hƣởng của
nhiều nhân tố nhƣ thời gian, nhiệt độ, sự khuấy trộn, mức độ thuỷ phân, môi
trƣờng thuỷ phân bằng axit hay bằng kiềm, ảnh hƣởng của tỷ lệ muối. Thực
nghiệm chứng minh rằng, khi nồng độ của gelatin tăng 1% thì độ dính tăng
lên 10-30% . Khuấy trộn có thể làm giảm độ dính của gelatin [2].
Tính chất gel và độ bền gel
Độ bền gel là yếu tố quan trọng đánh giá chất lƣợng gelatin khi đông.
Nó đƣợc đặc trƣng bằng độ Bloom, là khối lƣợng tính bằng gam cần thiết tác
dụng lên bề mặt gel tạo bởi ống có đƣờng kính 147 mm để khối gel lún xuống
4 mm [31]. Khối gel có hàm lƣợng gelatin là 6,67% (w/w), đƣợc giữ ở 10oC
trong 16-18 giờ. Độ bền gel phụ thuộc vào nồng độ gelatin và khả năng hình
thành gel. Gelatin có khả năng hình thành và ổn định liên kết hydro với phân
tử nƣớc để hình thành dạng cấu trúc gel ổn định 3 chiều. Gelatin có nguồn
gốc động vật (da và xƣơng lợn, bò) có độ Bloom cao hơn so với gelatin có
nguồn gốc thủy sản [38][39][43].
Độ nhớt
Độ nhớt cũng quan trọng nhƣ khả năng tạo gel, phụ thuộc vào nhiệt độ
và nồng độ. Độ nhớt tỉ lệ thuận với nồng độ dung dịch và tỉ lệ nghịch với
nhiệt độ. Dƣới 20oC, dung dịch sẽ tồn tại ở dạng gel (ngoại trừ nồng độ quá
thấp). Trong khoảng 20-35oC, dung dịch vừa tồn tại ở dạng gel vừa tồn tại ở
dạng dung dịch nhớt hoặc ở dạng chất lỏng có độ nhớt không ổn định. Trên
35oC, các phân tử gelatin trở nên rời rạc, cho dù có tăng nồng độ gelatin trong
dung dịch thì chúng vẫn không liên kết với nhau [30].
13
Tính lƣỡng tính
Gelatin là một protein điển hình, có khả năng hoạt động nhƣ một axit
hay một bazơ. Tính chất lƣỡng tính là do các nhóm cacboxyl (-COOH) thể
hiện tính axit và nhóm amin (-NH2) thể hiện tính kiềm đƣợc tạo ra trong suốt
quá trình thủy phân. Một cách tổng quát, gelatin tồn tại trong dung dịch dƣới
dạng lƣỡng cực +NH3-CH2-COO-, thƣờng đƣợc gọi là ion “Zwitter”. Do vậy,
gelatin là một protein điện ly lƣỡng tính. Trong môi trƣờng axit, sự phân ly
của nhóm axit bị kìm hãm, gelatin tác dụng nhƣ một bazơ, tích điện “+”
(cation) và chuyển về cực “-” trong điện trƣờng. Ngƣợc lại, trong môi trƣờng
kiềm, sự phân ly của nhóm bazơ bị kìm hãm, gelatin tác dụng nhƣ một axit,
tích điện “-” (anion) và chuyển về cực “+” trong điện trƣờng [41][61].
Tính ổn định
Gelatin bao gói trong các túi hút chân không có thể bảo quản ở nhiệt độ
thƣờng (≤ 25oC) trong thời gian dài. Dung dịch hoặc gel gelatin có tính mẫn
cảm với vi khuẩn và các enzym phân hủy protein [39].
Tính đông đặc
Gelatin có tính chất hình thành gel - dung dịch thuận nghịch. Nhiệt độ
đông đặc phụ thuộc vào hàm lƣợng proline và hydroproline. Gelatin có nguồn
gốc từ gia súc có nhiệt độ tạo gel cao (30-35oC) so với gelatin có nguồn gốc
thủy sản (8-10oC) [39].
1.3.3. Ứng dụng của gelatin
Với những đặc tính của gelatin nhƣ đã trình bày thì so với nhiều loại
phụ gia khác gelatin có nhiều ƣu việt. Gelatin đƣợc sử dụng trong rất nhiều
lĩnh vực khác nhau. Ứng dụng quan trọng nhất của gelatin đƣợc kể đến trong
công nghệ thực phẩm, dƣợc phẩm và mỹ phẩm. Ngoài ra, gelatin đƣợc ứng
dụng nhiều trong một số ngành nhƣ điện ảnh, sơn, chất dán…
- Xem thêm -
.PDF 
67 
123 
55 
