1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Việt Nam là một trong số ít quốc gia có nhiều lợi thế về tài nguyên biển. Nằm ở phía
tây Biển Đông, Việt Nam có 28 tỉnh, thành có biển, tổng chiều dài bờ biển hơn 3.260 km
với hơn 1 triệu km2.Trữ lượng cá toàn vùng biển Việt Nam ước tính khoảng 4,2 triệu tấn,
với ngưỡng khai thác bền vững 1,4 – 1,7 triệu tấn/năm. Chính vì vậy chế biến thuỷ sản
xuất khẩu được coi là ngành kinh tế mũi nhọn với kim ngạch xuất khẩu đạt 4 tỷ USD năm
2010. Cũng như trên thế giới, sản lượng cá đánh bắt ngày càng sụt giảm trong khi nuôi
thuỷ sản nước ngọt ở Việt nam phát triển mạnh khắp các vùng trong cả nước, hình thức
nuôi đa dạng như nuôi trong ao hồ nhỏ, nuôi trong lồng bè trên sông, hồ chứa, nuôi luân
xen canh thuỷ sản - lúa… với diện tích mặt nước trên 1,7 triệu hecta và tổng sản lượng ước
tính khoảng 900.000 tấn. Ngoài cá tra và cá basa được chế biến xuất khẩu thì phần lớn cá
nước ngọt được bán ra thị trường dưới dạng tươi nguyên con nên sản phẩm có giá trị gia
tăng thấp
Surimi là thịt cá được tách xương, rửa sạch, nghiền nhỏ, không có mùi vị và có
màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là một chế phẩm bán thành phẩm để từ đó
tạo ra các sản phẩm mô phỏng có giá trị kinh tế cao. Trong những năm gần đây, nguồn
nguyên liệu cá biển cho sản xuất surimi suy giảm, nuôi trồng thủy sản phát triển và đa
dạng nên cá nước ngọt được chú ý với mục đích làm nguồn nguyên liệu thay thế. Một số
nghiên cứu trên thế giới đã đánh giá khả năng tạo gel và chất lượng cảm quan của surimi
cá nước ngọt cho thấy đặc tính của cơ thịt cá nước ngọt khác với cá biển, khả năng tạo gel
trung bình và đặc tính protein dễ bị thay đổi trong quá trình bảo quản lạnh đông và chế
biến. Chính vì vậy việc sử dụng cá nước ngọt làm nguyên liệu sản xuất surimi vẫn còn hạn
chế.
Vì những lý do trên chúng tôi chọn đề tài : « Nghiên cứu một số yếu tố ảnh
hƣởng đến sự biến đổi cấu trúc protein của thịt cá trong quá trình sản xuất surimi và
các sản phẩm từ surimi cá nƣớc ngọt » cho luận án tiến sỹ.
2. Mục tiêu nghiên cứu
 Mục tiêu tổng quát : Nâng cao giá trị gia tăng của cá nước ngọt

xác đinh sự biến tính protein và các liên kết hình thành trong qúa trình tạo gel của
surimi. Từ đó cải thiện đặc tính protein tạo sản phẩm sản phẩm mô phỏng từ
surimi không những làm phong phú thêm các sản phẩm thực phẩm đáp ứng yêu cầu
đa dạng hóa sản phẩm mà còn nâng cao giá trị gia tăng cho cá nước ngọt ở Việt
nam
- Các kết quả đề tài có thể dùng làm tại liệu tham khảo cho giảng dạy, nghiên cứu
khoa học và cho sản xuất.
5. Những điểm mới của luận án
3

- Là công trình đầu tiên ở Việt nam nghiên cứu một cách có hệ thống về công nghệ
sản xuất surimi và các sản phẩm từ surimi cá mè và cá rô phi
- Đã minh chứng được sự biến đổi cấu trúc protein dưới tác động của nhiệt độ và ảnh
hưởng của enzym nội tại trong quá trình chế biến các sản phẩm từ surimi cá mè và
cá rô phi 4

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I.1. Tình hình nuôi trồng và chế biến sản phẩm thủy sản nƣớc
ngọt trên thế giới và Việt nam
I.1.1. Tình hình nuôi trồng cá nƣớc ngọt trên thế giới và Việt nam
Sản lượng cá nước ngọt trên thế giới năm 2010 ước tính 33,7 triệu tấn chủ yếu thuộc các
họ cá xương như cá chép (Cyprinidae), cá sóc (Cyprinodontidae), cá rô (Anabantidae), cá
nheo (Siluridae), cá quả (Ophiocephalidae), cá thát lát (Clariidae), chạch
(Mastacembelidae), cá chiên (Sisoridae), cá tầm (Acipenseridae), cá hồi . Về nuôi trồng
thuỷ sản trên thế giới, cá chép đứng đầu với 21 triệu tấn, cá hồi 2,2 triệu tấn. Trung quốc,
Ấn Độ, Việt Nam, Thái Lan, Myama, Philipin và Nhật Bản là những nước đi đầu ở châu Á
trong lĩnh vực nuôi trông thủy sản. Sản lượng trung bình hàng năm của các nước này

a. Cá rô phi (Oreochromis): Cá rô phi được nuôi rộng rãi
trên thế giới với sản lượng hàng năm vào khoảng 2,8 triệu tấn.
Đây là loài cá mau lớn, dễ nuôi, ít dịch bệnh và có thể nuôi trong
nhiều loại hình thủy vực khác nhau.
Trước đây, cá rô phi thường được nuôi ghép với các loài cá khác
trong ao hay trên ruộng lúa nhằm sử dụng hết nguồn thức ăn
trong thủy vực. Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng tăng của thị
trường, hiện nay cá rô phi hầu như được nuôi thâm canh trong ao
hay bè. Sản lượng cá rô phi ở nước ta khoảng 50 ngàn tấn, chiếm
2,2% tổng sản lượng thủy sản nuôi. Các loài cá rô phi được nuôi
ở Việt nam: cá rô phi đen (Oreochromis mossambicus), cá rô phi
vằn (O. niloticus), cá rô phi xanh (O. aureus), cá rô phi đỏ (rô
phi lai Oreochromis spp.). Tuy nhiên trở ngại lớn nhất trong việc
nuôi cá rô phi ở Việt Nam là tỉ lệ cá đạt kích cỡ thương phẩm
(hơn 500g/con) thấp.

b. Cá mè (Hypophthalmichthys): là một trong những loài cá
nuôi chủ yếu ở Việt Nam, sinh trưởng nhanh, năng suất khá cao.
Theo FAO, tổng sản lượng cá đánh bắt trong thiên nhiên trên thế
giới trong năm 2010 vào khoảng 60 ngàn tấn và khoảng 100
ngàn tấn nuôi trong các môi trường nhân tạo. Cá mè trắng Việt
nam là loài đặc hữu của vùng đồng bằng và trung du Bắc bộ.
Đây là loài cá nuôi phổ biến ở các tỉnh phía Bắc. Hiện nay cá
được di giống và nuôi trong cả nước. Cá có kích cỡ lớn có thể
đạt 15kg. Cá khai thác có kích cỡ trung bình 0,5-1,5kg. Chi cá
mè (Hypophthalmichthys) có thể gọi là chi cá chép đầu to. Chi
này chỉ có 3 loài, cả 3 loài đều là cá được nuôi nhiều ở Trung
Quốc và Việt nam. Có thể gọi là cá mè phương bắc. Ba loài của
thuộc bộ Characiformes, họ Characidae. So với một số loài cá
khác, cá chim trắng nước ngọt lớn rất nhanh. Trung bình, cá có
thể tăng trọng 100 g/tháng. Trong điều kiện thích hợp, sau 6 đến
7 tháng nuôi, cá có thể đạt từ 1,2 - 2 kg/con. Cá chim trắng nước
ngọt là loài nhập nội và ăn tạp, phàm ăn và săn mồi theo bầy nên
hiện đang được nuôi thử nghiệm, hoặc nuôi thương phẩm ở vùng
nuôi an toàn, có điều kiện che chắn (đê bao, lưới).
e. Cá trê lai: Trong những năm vừa qua, cá Trê lai đã được
nuôi ở một số vùng châu Á như Thái Lan, Đài Loan, Ấn Độ,
Philippines, Trung Quốc, Việt Nam Ở một số nước, cá trê lai
trở thành đối tượng nuôi chủ yếu, như Thái Lan năng suất có thể
đạt 105 tấn/ha/năm [49]. Họ cá trê gồm nhiều loài ở châu Á và
châu Phi. Ở nước ta đang khai thác và nuôi 4 loài đó là cá trê đen
(Clarias focus), trê trắng (Clarias batrachus), trê vàng (Clarias
macrocephalus), trê phi (Clarias gariepinus) và cá trê lai. Hiện
nay cá trê vàng lai (là con lai giữa cá trê phi đực và cá trê vàng
cái) đang được nuôi phổ biến ở nhiều địa phương trên cả nước.
Cá trê dễ nuôi, sinh trưởng nhanh, là loài cá ăn tạp, tận dụng
được nhiều loại thức ăn sẵn có. Có thể nuôi trong bể, ao nhỏ vài
chục mét vuông đến ao rộng vài trăm mét vuông, nuôi đơn, nuôi
ghép.[7] Hình 1.6: Cá trôi (Cirrhina
molitorella)

Hình 1.7: Cá chim trắng nước
ngọt (Colossoma brachypomum)

Hình 1.8: Cá Trê vàng (Clarias

Sản xuất surimi đông lạnh và các sản phẩm mô phỏng là một ngành công nghiệp
truyền thống, do đó các công trình nghiên cứu nhằm mở rộng nguồn nguyên liệu và nâng
cao chất lượng surimi đã được quan tâm nghiên cứu từ lâu. Cá biển có thịt trắng là cá minh
thái Alaska chiếm 40% lượng nguyên liệu để làm surimi [121]. Tuy nhiên do tính đa dạng
của surimi để sản xuất nhiều mặt hàng khác nhau cùng với sự suy giảm sản lượng cá minh
thái đã thúc đẩy việc nghiên cứu tìm các loài khác thay thế nên hiện nay hơn 50% sản
lượng surimi toàn cầu được chế biến từ các loài cá khác được đánh bắt ở tất cả các vùng
biển trên thế giới. Các loài cá thịt trắng nước lạnh như cá tuyết Thái Bình Dương, cá hôki,
cá tuyết lam; hoặc các loài cá nổi nhỏ nước lạnh như cá trỏng Pêru, cá sọc một bên vây, cá
sòng Thái Bình Dương; và phần lớn là các loài cá nhiệt đới quan trọng như cá lượng
Itoyori, cá mối, cá trác được sử dụng cho sản xuất surimi [109].
8

Trong những năm gần đây, nguồn nguyên liệu cá biển cho sản xuất surimi suy giảm,
nuôi trồng thủy sản phát triển và đa dạng nên cá nước ngọt được chú ý với mục đích làm
nguồn nguyên liệu thay thế. Đặc tính của cơ thịt cá nước ngọt khác với cá biển, khả năng
tạo gel trung bình và đặc tính protein dễ bị thay đổi trong quá trình bảo quản lạnh đông và
chế biến nên nhiều quan điểm cho rằng việc sử dụng cá nước ngọt sản xuất surimi không
phù hợp [51]. Rất nhiều nghiên cứu đánh giá khả năng tạo gel và chất lượng cảm quan của
surimi cá nước ngọt: Cá rô phi [118, 79, 168, 161, 170], cá chép [169,100, 46], cá da trơn
[43], cá trôi [111]. Các kết quả cho thấy khả năng tạo gel của surimi từ các loài cá này có
thể chấp nhận được.
Ở Việt nam, công nghệ chế biến thuỷ sản nước ngọt còn rất hạn chế, ngoại trừ cá
tra, cá ba sa đã được phát triển mạnh mẽ, được chế biến xuất khẩu chủ yếu ở dạng filê
đông lạnh sang các thị trường Mỹ, EU, Nga, Trung Đông, Mexico, Trung Quốc, và phi lê
cá tra chế biến như tempura philê cá tra (Tempura Pangasius), philê cá tra bao bột bánh mì
(Breaded Pangasius), philê cá tra cắt miếng, cắt thanh bao bột chiên, basa tàu hũ có khả
năng tiêu thụ tốt ở thị trường EU thì hầu hết các loài cá nước ngọt khác bán ra thị trường
dưới dạng tươi nguyên con nên giá thành không cao do đó không ổn định trong nuôi trồng.
Việt nam là một trong những nước đứng đầu trong sản xuất surimi với 50 cơ sở sản xuất

chân dài giảm mạnh mức kỷ lục. Những chủ tàu cua cần có nguồn nguyên liệu, các nhà
hàng cần sự thay thế cho sản phẩm cua đã bị loại khỏi thực đơn. Một cải biến nhỏ từ dạng
thỏi thành dạng miếng thịt cua từ surimi sử dụng ngay đã tạo ra một thị trường khổng lồ
với sức tăng trưởng 100% giữa các năm 1983-1984.Các loại giả cua từ surimi điển hình
như dạng thanh, miếng, khúc được phát triển tại Mỹ. Năm 1985, sản lượng giả cua của Mỹ
tăng hơn 2 lần lên gần 9000 tấn. Đến năm 1989, các nhà sản xuất các sản phẩm giả cua và
sản phẩm từ surimi của Mỹ đã sản xuất 63.000 tấn sản phẩm hoàn thiện trong năm đó.
Trong chưa đầy 10 năm, ngành công nghiệp surimi hoàn thiện đã được dựng lên ở Mỹ.
Đến năm 2012 sản lượng sản phẩm giả cua đạt 80.000 tấn [49]
 Trong 10 năm trở lại đây, một số công ty của các nước trong EU đã đẩy mạnh sản
xuất các sản phẩm mô phỏng từ surimi. Pháp là nước thành công nhất, do đáp ứng được
yêu cầu cao về chất lượng sản phẩm và tính liên tục khi đưa sản phẩm vào thị trường tiêu
thụ. Song song với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp surimi thì việc tiêu thụ
các sản phẩm mô phỏng gốc surimi cũng gia tăng nhanh chóng. Hiện nay, thị trường các
sản phẩm gốc surimi tăng nhanh ở châu Âu, đặc biệt là ở các nước Tây Ban Nha, Bỉ, Pháp,
Hà Lan [49]
 Tại châu Á, Trung Quốc là nước đi đầu trong lĩnh vực sản xuất surimi vơi tốc
độ tăng trưởng mạnh: sản lượng surimi từ 100.000 tấn năm 2001 tăng gấp 10 lần ở (1 triệu
tấn) năm 2010. Công nghệ sản xuất surimi và các sản phẩm nhân tạo không chỉ phát triển
ở Nhật, Mỹ, Hàn Quốc mà gần đây đã nhanh chóng phát triển ở các nước Đông Nam Á
10

như Thái lan, Malaysia, Việt nam, Myanma và Indonesia. Tổng sản lượng surimi của các
nước này năm 2010 ước tính 315.800 tấn với thị trường lớn nhất là Thái lan sau đó làViệt
nam và Malaysia [49].
Tại khu vực Đông Nam Á, thịt cua được chế biến ở dạng thanh chủ yếu phục vụ cho việc
xuất khẩu, trong khi người dân bản địa có truyền thống sử dụng cá dưới dạng viên, nắm.
Tại các nước đang phát triển ở vùng nhiệt đới, sản xuất các mặt hàng từ surimi sẽ đóng vai
trò quan trọng trong việc cải thiện nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nhân dân từ các loài
chưa tận dụng hết để làm các sản phẩm mô phỏng từ surimi.

được gia nhiệt điện trở cao hơn so với gel gia nhiệt trong bể nước nóng (90ºC trong 15
phút). Trị số lực kéo giãn của gel surimi cá minh thái cũng không bị tác động bởi gia nhiệt
điện trở. Tuy nhiên, khi bổ sung protein của huyết tương bò vào mẫu thí nghiệm thì tác
động của phương pháp gia nhiệt này không còn hiệu lực [154].
Đặc tính gel của cá nhiệt đới như cá tráp và cá hồng vàng được so sánh giữa gia
nhiệt điện trở và gia nhiệt bằng nước ở nhiệt độ 90
0
C cho thấy gia nhiệt điện trở làm tăng
lực phá vỡ gel của cá tráp lên 1.3 lần và cá hồng vàng 1.6 lần. Tuy nhiên gel surimi của cá
tráp được gia nhiệt điện trở khi sử dung gradien điện áp cao 16.7V.cm
-1
cho lực phá vỡ gel
thấp hơn khi sử dụng gradien điện áp 6.7 V.cm
-1
. Sử dụng gia nhiệt điện trở làm giảm đến
mức thấp nhất sự phân hủy protein thể hiện sự giảm hàm lượng oligopeptide hòa tan trong
TCA so với việc gia nhiệt bằng nước nóng [164].
Sử dụng gia nhiệt điện trở đối với surimi chứa các protease bền nhiệt có thể khắc
phục một số tác dụng không tốt của các chất kìm hãm enzym thương mại như giá thành
cao, mất màu, mất mùi. Việc áp dụng gia nhiệt điện trở đã được áp dụng đối với sản xuất
sản phẩm surimi kiểu sợi, một bản mỏng bột nhuyễn surimi liên tiếp được ép đùn lên một
băng truyền bằng vải dệt được làm ẩm nằm phía trên bộ phận gia nhiệt điện trở. Các điện
cực bằng thép không gỉ, bao gồm cực Ka-tôt và A-nôt được đặt xen kẽ nhau với khoảng
cách 10–20mm, đóng vai trò như các con lăn làm chuyển động quay tròn dây đai (băng
truyền). Dòng điện được truyền đến từ một cực Ka-tôt tới cực A-nôt kế tiếp qua băng
truyền làm ẩm và nhiệt được sinh ra giữa các điện cực. Bản bột nhuyễn surimi mỏng, tính
dẫn nhiệt tăng khi hàm lượng muối và ẩm tăng, được làm chín để tạo thành lá gel đàn hồi.
Vì nhiệt được dẫn truyền bên trong surimi, nên việc loại bỏ các túi khí bên trong lá bột
nhuyễn mang tính quyết định để tạo nhiệt đồng nhất. Do đó, việc sử dụng máy cắt câm
chân không để băm nhuyễn surimi rất cần thiết khi làm chín theo phương pháp gia nhiệt

Các loại máy cắt câm chân không ( Vacuum silent cutter) và máy nghiền đá
thường được sử dụng trong quá trình nghiền các sản phẩm gốc surimi truyền thống. Trong
công đoạn này, mức độ xay nhuyễn có quan hệ mật thiết với lượng muối cho vào. Chúng
có thể làm tăng khả năng hòa tan của protein và điều này rất cần thiết để cải thiện cấu trúc
đàn hồi của hệ gel. Gần đây tại Nhật, máy trộn liên tục đã được phát triển để tối thiểu hóa
quá trình biến tính từ từ của protein sợi cơ.
Cấu trúc của máy trộn liên tục bao gồm có rất nhiều đinh ghim sắc nhọn ở trung
tâm trục. Bột nhuyễn surimi trộn trước với muối và các phụ gia được đi qua ống trụ (xi
lanh) và được trộn nhanh, liên tục bởi các ghim này. Khi so sánh độ bền gel của surimi cá
minh thái Alaska đông lạnh được trộn với 2% muối và 30% nước bằng máy trộn liên tục,
13

máy cắt câm chân không, máy nghiền đá. Máy trộn liên tục cho độ bền gel cao nhất trong
10 phút trong khi máy cắt câm chân không và máy nghiền đá cho độ bền gel tối đa tương
ứng tại 20 và 40 phút. Khi so sánh về các hạng surimi khác nhau từ cá minh thái Alaska
trong hai điều kiện trộn, thì máy trộn liên tục tạo ra độ bền gel cao hơn máy cắt câm chân
không từ 20–50%. Với việc bổ sung 55% lượng nước, gel surimi khi trộn bằng máy cắt
câm chân không có độ bền chắc gel 780g.cm trong khi trộn bằng máy trộn liên tục cho độ
bền chắc gel 1050g.cm. Khi bổ sung 75% lượng nước và trộn bằng máy trộn liên tục, độ
bền chắc gel đạt 900g.cm trong khi trộn bằng máy cắt chân không, gel không hình thành
[47]. Điều này cho thấy khi sử dụng máy trộn liên tục, lượng nước nhiều hơn có thể được
giữ lại bởi cùng một lượng surimi và surimi hạng thấp được khuyến cáo nên sử dụng máy
trộn liên tục để nâng cao chất lượng gel.
 Do sự sụt giảm nguồn nguyên liệu cá biển nên trong những năm gần đây (2012-
2013) sản lượng surimi ở các nước như Mỹ, Nhật, Hàn Quốc giảm trong khi nhu cầu tiêu
thụ các sản phẩm mô phỏng từ surimi ngày càng cao nên đã có các nghiên cứu sử dụng
cá nước ngọt để thay thế cá biển làm nguyên liệu sản xuất surimi. Các nghiên cứu nhằm
cải thiện chất lượng của surimi cá nước ngọt như sử dụng chitosan để làm tăng đô bền
chắc gel của surimi cá chép [51] và cải thiện độ trắng, khả năng giữ nước của surimi cá
trê phi [28]. Bổ sung chất kìm hãm protease và transglutaminase để tăng khả năng tạo gel

[4]. Nguyễn Văn Mười và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng tinh bột biến tính và phụ gia
tạo gel khác nhau, bao gồm PDP(chitofood, Poly- B - (1 - 4 ) – D glucosamin), gluten,
lòng trắng trứng đến đặc tính cấu trúc thanh giả cua từ surimi thịt dè cá tra (Pagasianodon
hypophthalmus)[10]. Nguyễn Minh Thủy đã nghiên cứu sản xuất và nâng cao chất lượng
sản phẩm surimi từ cá tạp và kết quả cho thấy khi bổ sung 5% gấc, 10% tinh bột và 10%
mỡ làm tăng giá trị cảm quan sản phẩm surimi chiên [14]. Phạm Công Thành và cộng sự
[13] đã nghiên cứu công nghệ sản xuất surimi và các sản phẩm mô phỏng từ surrimi cá rô
phi. Đào Trọng Hiếu và cộng sự [6] trong khuôn khổ đề tài Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn “ Nghiên cứu sản xuất sản phẩm giá trị gia tăng từ nguyên liệu thuỷ sản nước
ngọt” đã nghiên cứu công nghệ sản xuất surimi từ cá mè . Nhìn chung các nghiên cứu sản
xuất surimi từ các đối tượng cá khác nhau (cá mối, cá nhám, cá đổng, cá trích xương, cá
cờ…) ở Việt Nam được tổ chức khá công phu, bước đầu đã đạt được nhiều kết quả đáng
khích lệ. Surimi và sản phẩm mô phỏng hiện nay vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu tại các
trường Đại học, Viện nghiên cứu hải sản và một số công ty chế biến thực phẩm.
I.2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng tới chất lƣợng surimi
I.2.3.1. Quy trình sản xuất Surimi 15
tính protein
Cấp đông
16

kìm hãm enzym được bổ sung vào surimi cá Pacific whiting trừ trưòng hợp surimi được gia
nhiệt nhanh bằng phương pháp gia nhiệt điện trở [158]
Khi nghiên cứu đặc tính gel của protein cá bơn lưỡi ngựa (Atherethes Stomias) cho thấy
trong thịt của loài cá này chứa enzym protease bền nhiệt, do đó khi thanh trùng ở nhiệt độ
90
0
C vẫn không ngăn cản được quá trình phá hủy protein. Theo tác giả [164] thì việc bổ
sung chất kìm hãm protease trong trường hợp này là rất cần thiết
Để sản xuất surimi từ cá sẫm màu hay cá nhiều chất béo như cá ngừ, cá trích, các công
đoạn sản xuất phải giảm tối đa hàm lượng cũng như ảnh hưởng của chất béo và heme
protein. Vì vậy, theo khuyến cáo của Herbert và cộng sự [62], ngay từ lần rửa đầu tiên ta đã
phải tính đến việc lựa chọn dung dịch để rửa thịt cá sao cho loại bỏ được chất béo và heme
protein một cách nhiều nhất.
b. Ảnh hưởng của độ tươi của cá
Độ tươi của cá phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản sau đánh bắt. Sau khi cá
chết xảy ra các quá trình: tiết nhớt, chết cứng, tự phân và phân hủy sâu sắc. Chất lượng của
cá phụ thuộc tính chất và mức độ biến chất theo từng giai đoạn kể từ khi đánh bắt đến khi
đưa vào chế biến. Sự biến đổi lý, hóa dưới tác dụng của các enzym có trong thịt cá dẫn đến
sự thay đổi đặc tính chức năng của protein.sau khi chết cứng cá được chế biến càng nhanh
càng tốt. Sau giai đoạn chết cứng, cá chuyển sang giai đoạn tự phân. Ở giai đoạn này diễn
ra sự phân giải Adenosin triphotphat (ATP) thành các hợp chất như sau:
ATP → ADP →AMP → IMP → H
x
R → H
x


hành trong vòng 12h và 24 - 48h nếu sản xuất tại các cơ sở ở bờ biển[82]
c. Nhiệt độ và thời gian lưu giữ
Trong sản xuất surimi thấy rằng: cá được đưa vào sản xuất 6-12h sau khi đánh bắt sẽ cho
chất lượng tốt. Tuy nhiên, ở các cơ sở sản xuất có công suất thiết bị thấp, thời gian chế
biến phải kéo dài, nhưng cá vẫn được giữ trong nước đá 0
0
C thì sau hơn 14h, chất lượng
surimi vẫn bảo đảm. Trong giai đoạn này, nếu nhiệt độ tăng lên gây ra sự phân hủy protein
tơ cơ. Ở một nghiên cứu khác của Lin và Park [90] lại cho thấy rằng sự phân hủy chuỗi
myosin nặng tăng nhanh trong suốt giai đoạn lưu giữ. Sự phân hủy này xảy ra thậm chí khi
nhiệt độ giữ ở 0
0
C: 23.5% lượng myosin bị phân hủy khi giữ cá ở 0
0
C trong 14h và khi kéo
dài thời gian lưu giữ lên 72h, hơn 70% myosin bị phân hủy.
Sự phân hủy cũng ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng sự phân hủy protein xảy ra
nhanh hơn. Trong 14h lưu giữ cá, sự phân hủy protein tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng từ 0
đến 10
0
C. Ở nhiệt độ 20
0
C sau 2h, 31.6% myosin bị phân hủy bằng lượng myosin bị phân
hủy khi cá được lưu giữ ở 0
0
C trong 24h.
Khi nhiệt độ lưu giữ và chế biến tăng không những gây ra sự phân hủy protein làm giảm
khả năng tạo gel của surimi mà còn làm tăng sự tổn thất protein trong suốt quá trình rửa.
Theo Park và Morrisey, khi cá được lưu giữ ở 0
0

cũng bị tác dụng bởi axit:
NH
4
Cl + RCOOH → RCOONH
4
+ HCl
NH
4
OH + RCOOH → RCOONH
4
+ H
2
O
Trimetylamin là chất gây mùi tanh khó chịu ở thịt cá và được trung hòa khi xử lý bằng axit
(CH
3
)
3
N + RCOOH → (CH
3
)
3
NH
+
RCOO
-
 Đối với cá nhiều chất béo như cá ngừ, cá mòi thì việc loại bỏ chất béo có hiệu quả
khi rửa trong môi trường kiềm. Trong môi trường kiềm, chất béo sẽ tạo thành nhũ tương
và một phần bị thủy phân:


snapper) [116].
Mohamed và cộng sự [104] đã nghiên cứu quá trình rửa thịt cá mè bằng dung dịch muối
cho thấy khả năng tạo gel của surimi tăng gấp 3 lần khi nồng độ dung dịch NaCl 0,1%.
 Màu sắc của surimi có thể được cải thiện bằng việc tăng số lần rửa, thời gian rửa và
lượng nước rửa [117]. Mức độ rửa để tạo surimi có chất lượng tốt phụ thuộc vào loài,
thành phần và độ tươi của cá. Số lần rửa và tỷ lệ nước/ thịt cá phụ thuộc vào nhà sản xuất
surimi. Thông thường tỷ lệ nước/ thịt cá từ 4/1 đến 8/1 và quá trình rửa lặp lại từ 3 đến 4
lần là đảm bảo hiệu quả cho việc loại bỏ protein chất cơ. Việc làm tăng lượng nước rửa
dẫn đến tăng tổn thất protein và tăng lượng nước thải. Quá trình rửa kéo dài làm tăng khả
năng hydrat hóa của surimi do đó sẽ gây khó khăn cho quá trình tách nước tiếp theo và làm
giảm khả năng tạo gel do sự phân hủy protein tơ cơ [91]. Vì vậy đối với các nhà sản xuất
surimi, việc làm tăng chất lượng cao nhất cũng như giảm đến mức thấp nhất lượng nước sử
dụng và lượng nước thải, thì việc kiểm soát tỷ lệ nước/ thịt cá, số lần rửa và thời gian rửa
là cần thiết.
Lin và Park [91] đã nghiên cứu giảm thấp nhất lượng nước sử dụng bằng việc giảm tỷ lệ
nước/ thịt cá và tăng số lần rửa và thời gian rửa. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng khi tăng
thời gian rửa không làm tăng khả năng loại bỏ protein chất cơ. Có thể lý giải kết luận này
như sau: Do tính chất cân bằng nồng độ, nếu lần rửa đầu tiên lượng protein loại bỏ được ít
20

thì lần rửa tiếp sau nó sẽ loại bỏ tiếp. Sau một số lần rửa nào đó thì lượng protein được loại
bỏ không tăng nữa. Khả năng giữ nước, độ trắng của thịt cá sau khi rửa giảm khi tỷ lệ
nước/ thịt cá giảm. Tăng số lần rửa và thời gian rửa cải thiện những đặc tính này nhưng
làm thủy phần trong thịt cá tăng lên. Lin và Park đã kết luận có thể giảm lượng nước sử
dụng so với thịt cá từ 12/1 đến 8/1 cho toàn bộ quá trình rửa bằng việc sử dụng tỷ lệ nước/
thịt cá : 2/1 và tăng số lần rửa 4 lần và thời gian rửa 10 phút. Khi đó tổng lượng nước sử
dụng giảm tới 4/1
I.3. Sự biến đổi protein của surimi
I.3.1. Thành phần protein của surimi
I.3.1.1. Protein tơ cơ

- Tropomyosin
Tropomyosin chiếm khoảng 8-10% protein tơ cơ có khối lượng phân tử 66kDa.
Tropomyosin chứa hai chuỗi peptit có cấu trúc xoắn α với 284 gốc axit amin. Phân tử
tropomyosin gắn vào hai sợi F-actin còn bản thân các phân tử tropomyosin thì gắn đầu đối
đầu với nhau bằng liên kết ion. Mỗi phân tử tropomyosin có một vùng để cố định troponin
T vào gốc Cystein
lmm
s2
s1
hmm
b

Hình 1.12: Biểu đồ phân tử actin

22

- Troponin
Là protein phân bố dọc theo chiều dài của F-actin, cứ 39nm có một troponin. Có ba
troponin T, I và C có khối lượng phân tử lần lượt là 31,21,và 18kDa. Troponin T là vị trí
chính cho liên kết troponin với tropomyosin. Troponin C có bốn chỗ để gắn ion Ca
2+
và
troponin I kìm hãm hoạt tính enzym của actomyosin.
I.3.1.2. Protein chất cơ

của protein mô liên kết là Colagen và Elastin. Colagen và elastin không hòa tan trong
nước, dung dịch axit hay kiềm và không có khả năng tạo gel. Elastin chịu nhiệt tốt nhưng
dưới tác dụng của nhiệt colagen chuyển thành gelatin. Gelatin hòa tan có thể cản trở sự tạo
gel của protein tơ cơ [84].
I.3.2. Sự tạo gel của protein surimi
Khả năng tạo gel là một tính chất chức năng rất quan trọng của protein tơ cơ thịt cá, đóng
vai trò chủ yếu trong việc tạo cấu trúc các sản phẩm từ surimi như kamaboko, xúc xích
Khi protein tơ cơ (myosin và actomyosin) bị biến tính, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, các
mạch polypeptid bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại thành mạng lưới
không gian 3 chiều. Các phần còn lại hình thành mạng lưới không gian vô định hình, rắn,
trong đó chứa đầy pha phân tán là nước. Bốn loại liên kết chính tham gia vào sự hình
thành mạng không gian gồm liên kết cầu muối, liên kết hydro, liên kết cộng hóa trị và các
tương tác kị nước.
I.3.2.1. Tương tác kị nước
Eiji Niwa[10] cho rằng các nút mạng lưới gel của protein tơ cơ ở thịt cá có thể được tạo ra
do các tương tác kị nước. Các tương tác kị nước thường diễn ra giữa các phân tử không có
cực ( các nhóm ưa béo). Khoảng 25% các axit amin có trong phân tử myosin là các axit
amin kị nước như analin, valin, leucin, isoleucin, prolin, tryptophan và phenylalanin.
Những gốc này liên kết với phân tử nước tạo thành một tập hợp gọi là “mạng lưới” mà tại
đó các phân tử nước liên kết với nhau bằng các cầu hydro xung quanh những gốc này ( sự
hydrat hóa kị nước). Tuy nhiên trật tự sắp xếp này của các phân tử không bền với nhiệt bởi
vì nó sẽ làm giảm entropi của hệ. Trong khi đó lẽ ra entropi của hệ phải tăng thì hệ mới
24

bền. Vì vậy, trái với các gốc axit amin háo nước, các gốc kị nước thường có trong mạch
bên trong của các phân tử protein chứ không phải dạng liên kết với nước. Nhờ đó chúng
đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc của phân tử protein. Các cầu kị nước
được hình thành khi đun nóng protein do vậy không giống như liên kết hydro, các liên kết
kị nước thường mạnh lên khi tăng nhiệt độ ít nhất là đến 58
0

với nước. Tại pH của hỗn hợp thịt cá xay, các nhóm cacboxyl (COO
-
) của phân tử axit
Protein
NH
2

Protein – OH O = C
25

glutamic và aspatic đều mang điện tích âm trong đó các nhóm amin (NH
2
+
) của lyzin và
arginin lại mang điện tích dương. Do vậy, những liên kết ion giữa các phân tử sẽ được
hình thành nhờ các nhóm chức này và các protein tơ cơ liên kết với nhau tạo thành một tập
hợp không tan trong nước. Khi thêm muối vào, những ion muối này bình thường cũng đã
có liên kết với nước, sẽ gắn vào các nhóm chức có điện tích trái dấu quay ra phía ngoài
phân tử protein

Khi các liên kết cầu muối giữa các protein của tơ cơ bị tách ra, các phân tử protein sẽ hòa
tan lại do ái lực với nước của chúng lúc này đã tăng lên nhiều. Mức độ xay nhuyễn có
quan hệ mật thiết với lượng muối cho vào. Chúng có thể làm tăng khả năng hòa tan của
protein và điều này rất cần thiết để cải thiện cấu trúc đàn hồi của hệ gel.
I.3.2.4. Liên kết cộng hóa trị
Liên kết cộng hóa trị là liên kết hóa học được hình thành giữa các nguyên tử bằng một hay
nhiều cặp điện tử chung. Liên kết này khó bị phá vỡ khi chúng được hình thành giữa các

-NaCl
+NaCl

Hình 1.14: Sự tạo thành liên kết cầu disunfua