i
LỜI CẢM ƠN

Để đạt được kết quả nghiên cứu như ngày hôm nay tôi đã nhận được sự giúp
đỡ của gia đình cũng như thầy cô và bạn bè. Để bày tỏ sự biết ơn của mình tôi xin
gửi lời trân trọng cảm ơn tới:
Quý Thầy, Cô khoa Chế biến trường Đại học Nha Trang.
Ban giám hiệu và phòng ban liên quan.
Thầy Nguyễn Anh Tuấn là người hướng dẫn,đôn đốc, tạo điều kiện cho tôi
thực hiện đề tài này.
Thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và Cô Phạm Thị Hiền đã giúp đỡ và cùng tôi
thực hiện đề tài này.
Các thầy cô trong khoa đã tận tình giúp đỡ giải đáp những thắc mắc khó
khăn của tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Cán bộ phòng Thí nghiệm các bộ môn công nghệ Chế biến, công nghệ Thực
phẩm, công nghệ Sinh học, Hóa- Vi sinh đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài
của mình.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên giúp đỡ của gia đình và
bạn bè trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu.

Nha Trang, ngày 1tháng 7 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Vũ Thị Quỳnh
ii
MỤC LỤC
Trang

LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

2.2.3. Phương pháp phân tích và xác định các chỉ tiêu sản phẩm 23
2.3. Bố trí thí nghiệm. 23
2.3.1. Sơ dồ quy trình nghiên cứu 23
2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát: 26
2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chi tiết 27
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38
3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học cơ bản của thịt đỏ cá ngừ đại
dưỡng 38
3.2. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi
protein của thịt đỏ cá ngừ 38
3.3. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein
của thịt đỏ cá ngừ đại dương 43
3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất hòa tan và thu
hồi protein từ thịt đỏ cá ngừ đại dương 46
3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hiệu suất hòa tan và thu hồi protein
của thịt đỏ cá ngừ đại dương 50
3.6. Ảnh hưởng của pH kết tủa lên hiệu suất thu hồi protein của cơ thịt đỏ
cá ngừ đại dương 54
3.7. Đề xuất quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại
dương 56
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC

iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TPHH : thành phần hóa học.
W/V : nguyên liệu/dung môi.
KQ : kết quả

protein trong bã 39
Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên tỷ lệ thất thoát protein
trong nước thải. 40
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan của cơ thịt đỏ cá
ngừ đại dương 43
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất thu hồi protein của thịt
đỏ cá ngừ đại dương 43
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong bã 44
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong
nước thải 44
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất hòa tan
protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương 46
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu suất thu hồi
protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương 47
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến tỷ lệ thất thoát
protein trong bã 47
Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi trong quá trình chiết
lên tỷ lệ thất thoát potein trong nước thải. 48
vii
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hiệu suất hòa tan protein của cơ
thịt đỏ cá ngừ đại dương 50
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hiệu suất thu hồi protein của cơ
thịt đỏ cá ngừ 50
Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên tỷ lệ protein thất thoát trong bã 51
Hình 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong
nước thải 51
Hình 3.17. Hiệu suất protein hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. 54
Hình 3.18. Ảnh hưởng của pH kết tủa đến tỷ lệ thu hồi protein so với protein
trong dịch chiết 54
Hình 3.19. Ảnh hưởng của pH kết tủa lên hiệu suất thu hồi protein so với

có chứa histidine nó có khả năng chuyển thành độc tố histamine gây ngộ độc cho
người sử dụng nếu quá trình chế biến và bảo quản không đảm bảo. Mà sự biến đổi
này thì không thể tránh khỏi, chính vì thế cho đến nay nó luôn là phế liệu ít được
quan tâm trong quá trình chế biến.
Như vậy, làm thế nào để nâng cao giá trị kinh tế và giá trị sử dụng trong thực
phẩm cho nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng này cần phải được nghiên cứu và làm
rõ. Đó là những lý do khiến tôi chọn hướng nghiên cứu: “nghiên cứu ảnh hưởng
của điều kiện chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá
ngừ đại dương”
2
2. Nhiệm vụ của đề tài.
Tìm ra quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương
với hiệu suất thu hồi là cao nhất.
Để đạt được nhiệm vụ nêu trên trong quá trình nghiên cứu cần thực hiện
những nhiệm vụ sau:
 Xác định thành phần hóa học của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương.
 Nghiên cứu chế độ hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương
tốt nhất.
 Xây dựng quy trình hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại
dương.
3. Ý nghĩa khoa học của đề tài.
 Tạo ra dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo cho sinh viên và cán bộ ngành
chế biến thủy sản.
 Kết quả nghiên cứu tạo ra cơ sở cho các nhà máy chế biến áp dụng nhằm tận
dụng và nâng cao giá trị của nguồn phế liệu thịt đỏ cá ngừ trong công nghệ chế biến
cá ngừ.
4. Ý nghĩa thực tiễn.
 Nâng cao giá trị của nguồn phế liệu cơ thịt đỏ cá ngừ.
 Tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng từ sản phẩm thu được.


C cao hơn nhiệt độ môi trường 20
o
C.[1]
Cá ngừ có thân hình thoi, hơi tròn, phần bụng có màu trắng bạc phần thân có
màu sẫm đến đen đôi khi có sọc mờ hoặc chấm mờ trên thân, trừ cá ngừ vây vàng
có màu vàng sáng. Vảy của cá ngừ hầu hết là nhỏ và gần như cấu trúc vây của các
loài cá ngừ là giống nhau: vây ngực có thể ngắn( cá ngừ vây xanh, cá ngừ vằn) hoặc
có thể dài như mảnh lưỡi dao( cá ngừ vây vàng, cá ngừ vây dài). Riêng cá ngừ vây
vàng khi trưởng thành có một số vây lưng thứ hai và vây hậu môn mọc dài hẳn như
4
lưỡi kiếm có màu vàng. Chúng có một hàng gai ở phần bên đuôi có hình giống vầng
trăng khuyết.[1]
Hầu hết các loài cá ngừ đều có hai bó cơ: bó cơ trắng ở hai bên lườn và bó cơ
đỏ ngay dưới da dọc theo chiều dài cơ thể, có một hệ thống dây chằng phân chia hai
bó cơ một cách rõ rêt. Trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm phần nguyên liệu chính
được sử dụng là phần thịt trắng còn phần thịt đỏ có chứa histidine dễ dàng chuyển
thành độc tố histamine trong khi chế biến và bảo quản nên thường không được sử
dụng làm thực phẩm cho người.
Cá ngừ bắt đầu vòng đời của mình từ khi cá mẹ đẻ trứng trong vùng nước
mới, sau 24h trứng sẽ nở thành ấu trùng. Mỗi lần đẻ trứng mỗi con cá mẹ đẻ khoảng
6 triệu trứng, chúng có đặc tính sinh sản tập trung, dù sống ở vùng nào khi đến mùa
sinh sản chúng cũng tập trung về cùng một vùng.
Cá ngừ là loài cá ăn tạp chúng ăn tất cả những gì trước mắt từ cá nục, cá bơn
cá trích, mực ống, cá thu kể cả bọt biển…[2]
Cá ngừ là loại cá có giá trị kinh tế cũng như sản lượng lớn. Mùa vụ khai thác
từ tháng 4 đến tháng 8, vụ phụ từ tháng 10 đến tháng 2. Nghề câu cá ngừ đại dương
xuất hiện ở Việt Nam vào khoảng những năm 1990 ở 3 tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa,
Bình Định sau đó lan rộng ra các tỉnh lân cận cho đến nay đã thành thế mạnh của
ngư dân các tỉnh Nam Trung Bộ. Ngư cụ khai thác chủ yếu là câu vàng, lưới rê, lưới
đăng.

Ấn Độ Dương, Sri Lanca, Otxtraylia, Indonesia, Malaysia, Philippin, Nhật Bản,
Trung Quốc.
Việt Nam: vùng biển xa bờ miền Trung và Đông Nam Bộ.
Mùa vụ khai thác: quanh năm.
Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê, đăng.
Kích thước khai thác: 490-1500mm.
Dạng sản phẩm: tươi, đóng hộp.[3]
 Cá ngừ mắt to.
Tên khoa học: Thunnus obesus.

Hình 1.2. Cá ngừ mắt to
Tên tiếng anh: bigeye tuna
Giới : Animalia.
Ngành : Chordate.
Phân ngành : Vertebrata.
Liên lớp : Osteichthyes.
Lớp : Ostinopterygii.
Bộ : Perciformes.
Phân bộ : Scombroidei.
Họ : Scombridae.
Chi : Thunnus.
Loài : T- Obesus
7
Đặc điểm hình thái: thân hình thoi, dài, hai bên hơi dẹt. hai vây lưng gần
nhau sau vây lưng thứ hai có 8-10 vây phụ. Vây ngực khá dài đặc biệt là ở cá thể
còn nhỏ. Vây lưng thứ hai và vây hậu môn ngắn, mắt to, lưng màu xanh sẫm ánh
kim loại, nửa thân dưới và bụng màu trắng nhạt, vây lưng thứ nhất màu vàng sẫm,
vây lưng thứ hai và vây hậu môn màu vàng nhạt, vây phụ màu vàng tươi có viền đen.
Phân bố:
Thế giới: vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương tới 30

8
Cũng như các loại nguyên liệu thủy sản khác thịt cá ngừ là nguồn gốc của
các loại protein hoàn hảo vì nó có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế( lysine
với tỷ lệ 2.735g/100g phần ăn được, leucine với tỷ lệ 2.436g/100g phần ăn được,
arginine với tỷ lệ 1.794g/100g phần ăn được) với một tỷ lệ cân đối, đồng thời nó
còn chứa các acid béo không no rất tốt cho con người như omega- 3, omega-6 và
một lượng vitamin, khoáng chất cần thiết.
Protein có nguồn gốc từ thịt cá là loại protein hoàn hảo, mặt khác thịt cá lại
có vị thơm ngon, dễ tiêu hóa và hấp thụ. Lipit trong thịt cá ngừ ngoài việc cung cấp
chất béo như các loại lipit thông thường khác nó còn có giá trị sinh học cao. Bản
chất của nó có chứa các acid béo không no, có vai trò tạo điều kiện chuyển hóa lipit
để giảm hàm lượng cholesteron và colin trong máu giảm nguy cơ sơ vữa động
mạch, giảm các bệnh về tim mạch. Ngoài ra thịt cá ngừ còn chứa một lượng vitamin
phong phú mà đặc biệt là vitamin A, D và vitamin E. Bên cạnh đó nó còn chứa hàm
lượng khoáng đa và vi lượng tương đối đầy đủ cao hơn so với động vật trên cạn và
thiết yếu cho cơ thể người như: Mn chiếm 0.019mg/100g phần ăn được; Zn chiếm
0.67mg/100g phần ăn được; Fe chiếm 0.094mg/100g phần ăn được…[2]
Với giá trị dinh và sản lượng không nhỏ cho thấy tiềm năng phát triển về mặt
kinh tế của cá ngừ là rất tốt, tuy nhiên cần phải phát triển một cách bền vững.
 Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương.
Bảng 1.2.Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương.
Thịt(sau
fillet)( %)
Xương, da, vây (%)

Đầu
(%)
Nội tạng (%) Thịt đỏ (%)
58.51 9.4 19.92 5.71 6.4


dụng đồ hộp trước kia.
Sản lượng khai thác, đánh bắt cá ngừ ở nước ta chủ yếu tập trung vào một số
tỉnh Nam Trung Bộ như: Phú Yên, Khánh Hòa, Bình Định. Đây cũng là ba tỉnh có
10
sản lượng đánh bắt cá ngừ cao nhất cả nước, số đội tàu đánh bắt của cả nước hầu hết
tập trung vào 3 tỉnh này.
Thị trường tiêu thụ cá ngừ nội địa của chúng ta chủ yếu là cá tươi nhưng có
chất lượng ít cao và thường là các loại có giá trị thấp hơn. Hiện nay, cá ngừ được sử
dụng để làm đồ hộp và xuất khẩu là chủ yếu đối với các loài có giá trị kinh tế cao.
Theo thống kê năm 2010 xuất khẩu cá ngừ đạt 83.863 tấn đạt kim ngạch xuất khẩu
293.119 triệu tấn.[6]. Tỷ lệ xuất khẩu cá ngừ được thể hiện ở bảng 3.
Bảng 1.3. Các nhóm hàng thủy sản xuất khẩu chính:[6]
Năm 2010 SẢN PHẨM
Khối lượng (Tấn) Giá trị (triệu USD)
Tôm các loại 240.985

2.106,824

Cá tra 659.397

1.427,494

Cá ngừ 83.863

293,119

Cá khác 227.940

605,574


Như vậy con số phế liệu này không phải là ít và cũng không phải là không có
giá trị chỉ là chưa nhìn thấy và tận dụng được giá trị của nó
Theo nghiên cứu và đã được ứng dụng trong công nghệ thu và tinh chế dầu
cá y học thì trong gan cá ngừ chứa lượng dầu cá có hoạt tính sinh học cao vì nó có
chứa hàm lượng vitamin cần thiết cao, trong mắt cá có chứa hàm lượng glucosamin,
protein, lipit, đầu và xương cá có chứa hàm lượng protein và khoáng có thể sử dụng
để thu hồi dầu cá, sản xuất bột khoáng, bột cá làm thức ăn chăn nuôi. Da cá có thể
sử dụng để thu hồi collagen, gellatin [6], [7], [8].
Như vậy, còn một thành phần phế liệu nữa chưa được tận dụng và nghiên
cứu ở đây là thành phần cơ thịt đỏ. Số liệu cho thấy rằng phần này không phải là
nhỏ trong thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương và hàm lượng chất dinh
dưỡng rất cao tuy nhiên phần này lại có đặc điểm là dễ sinh độc tố nên ít sử dụng
cho người mà hầu như là làm thức ăn cho gia súc.
Với lượng phế liệu còn lại trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm từ cá
ngừ cần nghiên cứu để tận dụng nguồn nguyên liệu còn lại cụ thể là thịt đỏ cá ngừ
để nâng cao giá trị kinh tế cho cá ngừ, cho ngư dân và cho người sản xuất
1.2. Tổng quan về protein của cá.
1.2.1. Vai trò sinh học của protein.
Protein là thành phần không thể thiếu được trong tất cả các cơ thể sống.
Protein là nền tảng về cấu trúc và chức năng của cơ thể sinh vật sống, nó đảm
nhiệm nhiều nhiệm vụ quan trọng: [9]
12
 Xúc tác: protein có vai tró xúc tác cho các phản ứng xảy ra bên trong cơ thể
gọi là enzime, nó có mặt trong hầu hết các phản ứng trong cơ thể từ những phản
ứng đơn giản nhất đến những chuỗi chuyển hóa phức tạp nhất.
 Vận tải: một số protein làm nhiệm vụ vận chuyển các chất trong cơ thể như
hemoglobin, mioglobin làm nhiệm vụ vận chuyển oxy trong cơ thể đưa tới các mô,
tế bào.
 Chuyển động: tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển động của cơ thể cũng
như các nội quan bên trong như quá trình co cơ…

Protein có tính chất lưỡng tính có nghĩa là vừa có tính acid vừa có tính bazo,
bởi vì trong mỗi acid amin vừa chứa nhóm cacboxyl vừa chứa nhóm amin. Trong
dung dịch ở pH trung tính protein tồn tại chủ yếu ở dạng lưỡng cực, trạng thái ion
hóa của protein phụ thuộc vào pH của môi trường. Ở một pH nào đó protein không
mang điện hay nói cách khác tổng điện tích dương và điện tích âm là bằng nhau thì
gọi là điểm đẳng điện của protein( pH
i
).
Ở môi trường có pH< pH
i
, protein là một cation, ngược lại nó là một anion.
Ở pH=pH
i
, protein dễ dàng kết tụ lại với nhau, vì vậy có thể lợi dụng tính chất này
để tách và tinh sạch protein ra khỏi hỗn hợp.[9]
 Tính chất dung dịch keo, sự kết tủa protein.
Khi hòa tan protein tạo thành dung dịch keo. Các phân tử keo có kích thước
lớn, không đi qua màng bán thấm. Trên bề mặt phân tử protein có các nhóm phân
cực nên khi hòa vào nước các phân tử nước lưỡng cực cao được hấp phụ bởi các
nhóm này tạo thành một áo nước bao quanh phân tử tử protein gọi là lớp vỏ hydrat
hóa.
Khi tác động vào dung dịch keo protein bởi các yếu tố như nhiệt độ, pH,
nhằm loại bỏ lớp vỏ hydrat này các phân tử protein sẽ kết tụ lại với nhau, tạo thành
khối lớn, tách khỏi dung dịch và được gọi là kết tủa protein
Từ tính chất này ta có thể tìm ra điều kiện để khai thác protein từ nguyên liệu
ban đầu và thu hồi protein bằng cách kết tủa protein.[9]
14
1.2.5. Protein trong động vật thủy sản.
Trong động vật thủy sản nói chung và cá nói riêng, bao gồm 10 thành phần
hóa học, trong đó có các thành phần cơ bản chiếm tỷ lệ cao nhất đó là: nước,

trình khuếch tán phân tử và quá trình khuếch tán đối lưu.
a. Khuếch tán phân tử.
Khuếch tán phân tử là quá trình dịch chuyển hỗn độn lẫn nhau giữa các phân
tử của các chất khác nhau.
Sự khuếch tán phân tử là dựa vào động lực bên trong của các phân tử, hay
còn gọi là sự chuyển động nhiệt tuân theo định luật Fick.
Phương trình khuếch tán phân tử.[8]
dS = -D. F. .d
Trong đó D là hệ số khuếch tán.
D =
Trong đó : K: hằng số.
T: nhiệt độ tuyệt đối.
P: bán kính phân tử.
M: độ nhớt (độ dính) của dung môi.
b. Khuếch tán đối lưu.
Là hình thái di chuyển của vật chất trong dung dịch ở phạm vi nhỏ. Sự
khuếch tán đối lưu chịu sự tác động chủ yếu của sự chênh lệch nồng độ. Nồng độ
càng lớn thì hiệu suất chuyển di từ vùng nồng độ cao tới vùng nồng độ thấp càng
lớn. Qúa trình này chủ yếu là sự chuyển động của phân tử chất tan trên bề mặt vật
liệu vào dung môi dựa vào ngoại lực bên ngoài.
Phương trình khuếch tán đối lưu:
dS = -β . F . dc. D
16
β:
hằng số tốc độ khuếch tán đối lưu.
Trong quá trình trích ly thì 2 quá trình khuếch tán này xảy ra là song song
nhau. Sự di chuyển vật chất trong khuếch tán phân tử dựa trên động năng của
chuyển động nhiệt còn khuếch tán đối lưu sự di chuyển dựa vào lực tác động bên
ngoài.[8]
Từ hai phương trình khuếch tán trên cho thấy tốc độ của quá trình khuếch

nguyên liệu ra ngoài môi trường để khai thác protein trong nguyên liệu, dung môi
sử dụng để trích ly có thể là nước, acid, kiềm….Nhưng dù là dung môi nào cũng
phải đảm bảo an toàn và cho hiệu quả trích ly cao nhất có thể. Trong quá trình trích
ly để đạt được hiệu quả cao cần phải lưu ý các yếu tố ảnh hưởng được chỉ ra từ
phương trình khuếch tán phân tử và khuếch tán đối lưu ở phần 1.3.1.
 Chênh lệch nồng độ protein trong nguyên liệu và dung môi
Theo lý thuyết của quá trình trích ly, bản chất của trích ly là sự khuếch tán,
mà hiện tượng khuếch tán chỉ xảy ra khi có sự chênh lệch nồng độ. Như vậy khi sự
chênh lệch nồng độ protein trong nguyên liệu và dung môi càng cao thì sự khuếch
tán xảy ra càng nhanh và mạnh. Để tăng khả năng hòa tan cần tạo ra sự chênh lệch
nồng độ protein trong nguyên liệu và dung môi lớn, tuy nhiên theo thời gian trích ly
sẽ xảy ra sự cân bằng nên vận tốc trích ly sẽ giảm theo thời gian.
 Bản chất của nguyên liệu:
Nguyên liệu trước khi trích ly thường được xử ly cơ học trước để tăng hiệu
quả trích ly. Thường đối với những nguyên liệu tươi để thu hồi protein người ta tiến
hành xay nhỏ nguyên liệu trước khi trích ly với các mục đích sau:
- Phá vỡ cấu trúc tế bào và các liên kết của protein và các thành phần khác tạo
nên lỗ thông từ bên trong tế bào ra ngoài để protein có thể dễ dàng bị giải phóng ra
bên ngoài.
- Làm tăng diện tích tiếp xúc giữa dung môi và nguyên liệu, giảm thời gian
trích ly.
18
 Nhiệt độ của quá trình trích ly:
Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình trích ly nói chung và protein
nói riêng. Khi thay đổi nhiệt độ làm thay đổi tốc độ phản ứng theo chiều hướng
tăng, giảm thường thì sự thay đổi nhiệt độ tỷ lệ thuận với tốc độ phản ứng, khi tăng
nhiệt độ lên 10
o
C thì tốc độ phản ứng tăng lên khoảng 2 lần. Tốc độ phản ứng tăng
khi nhiệt độ tăng là do, khi tăng nhiệt độ lên sự chuyển động hỗn loạn của các phân