TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CHÂU THỊ PHƢƠNG DIỆU

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN
XUẤT BỘT NÊM BỔ SUNG ĐẠM TỪ DỊCH
THỦY PHÂN PHẾ LIỆU CÁ GÁY BIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHA TRANG, NĂM 2013
i

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CHÂU THỊ PHƢƠNG DIỆU

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN


Đề tài này đƣợc hoàn thành là nhờ vào sự giúp đỡ tận
tình của nhiều thầy cô giáo, bạn bè, ngƣời thân. Qua đây, em
xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến tất cả tập thể và cá
nhân đã giúp đỡ em trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Em xin chân thành biết ơn các thầy, cô giáo trong Nhà
trƣờng và đặt biệt là các thầy cô trong khoa Công nghệ Thực
phẩm đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong
suốt quá trình em học tập tại trƣờng.
Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Cô TS Mai
Thị Tuyết Nga ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn và tận tình chỉ
bảo những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian em thực
hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô quản lý các phòng
thí nghiệm: Phòng thí nghiệm hóa sinh, phòng thí nghiệm
Chế Biến, phòng thí nghiệm Viện Công nghệ Sinh học và
Môi trƣờng, phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm, trƣờng
đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, các bạn
đồng môn đã động viên và nhiệt tình giúp đỡ em trong việc
thực hiện đề tài.

1.5.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme. 19
iv

1.6. Tổng quan về quá trình sấy. 21
1.6.1.Bản chất của quá trình sấy. 21
1.6.2.Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sấy. 22
1.6.2.1. Ảnh hƣởng của áp suất khí quyển. 22
1.6.2.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ không khí sấy. 22
1.6.2.3. Ảnh hƣởng của độ ẩm không khí sấy. 23
1.6.2.4. Ảnh hƣởng của bản thân nguyên liệu sấy. 23
1.6.2.5. Giới thiệu về phƣơng pháp sấy phun. 24
1.7. Tổng quan về gia vị và phụ gia có trong bột nêm. 26
1.7.1. Bột bắp. 26
1.7.2. Tiêu 26
1.7.3. Ớt. 27
1.7.4. Đƣờng. 27
1.7.5. Mì chính (bột ngọt). 27
1.7.6. Muối. 28
1.7.7. Hành. 28
CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 29
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu. 29
2.1.1. Phế liệu cá gáy biển 29
2.1.2. Phụ gia và gia vị. 30
2.1.2.1. Bột bắp. 30
2.1.2.2. Tiêu. 30
2.1.2.3. Ớt. 30
2.1.2.4. Đƣờng. 30
v

2.1.2.5. Mì chính (bột ngọt). 30

3.6.3. Kết quả xác định chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm bột nêm. 63
3.6.4. Kết quả xác định hàm lƣợng kim loại nặng của sản phẩm bột nêm. 63
3.7. Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm bột nêm sản xuất từ dịch thủy phân
phế liệu cá gáy biển. 64
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO 69
vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Chỉ tiêu cảm quan của bột nêm gia vị. 17
Bảng 1.2. Chỉ tiêu lý hóa của bột nêm gia vị. 17
Bảng 1.3. Chỉ tiêu kim loại nặng của sản phẩm bột nêm. 18
Bảng 1.4. Chỉ tiêu vi sinh vật của bộ nêm gia vị. 18
Bảng 2.1. Khoảng biến thiên của các yếu tố thực nghiệm. 42
Bảng 2.2. Ma trận quy hoạch thực nghiệm. 42


ix

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Loài cá gáy chấm 3
Hình 1.2. Sự phân bố của loài cá gáy chấm. 4
Hình 1.3. Loài cá gáy biển mõm dài. 5
Hình 1.4. Sự phân bố của loài Lethrinus miniatus 5
Hình 1.5. Loài cá gáy biển mào đen 6
Hình 1.6. Sự phân bố của loài Lethrinus leatjan 6
Hình 1.7. Loài Lethrinus obsoletus. 7
Hình 1.8 . Sự phân bố của loài cá Lethrinus obsoletus. 7
Hình 2.1 . Phế liệu cá gáy biển mõm dài. 29
Hình 2.2. Sơ đồ dự kiến quy trình sản xuất bột gia vị từ dịch thủy phân phế liệu cá
gáy biển. 32
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình xác định thành phần hóa học của phế liệu cá gáy biển . . 34
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định các thông số tối ƣu trong quá trình thủy
phân. 37

biến thủy sản, sau một quy trình sản xuất sẽ thải ra rất nhiều phần nhƣ đầu cá, thịt
vụn Đây sẽ là lƣợng nguyên liệu còn lại rất dồi dào, sẽ bổ sung một lƣợng đạm
rất lớn vào bột nêm để nâng cao giá trị sử dụng.
Từ các lý do trên, tôi đƣợc Khoa Công nghệ Thực phẩm giao thực hiện đề tài
“Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất bột nêm bổ sung đạm từ dịch thủy phân
phế liệu cá gáy biển”. Sản phẩm này sẽ góp phần đa dạng hóa các sản phẩm hạt
nêm và tăng thêm giá trị cho nguyên liệu thủy sản còn lại, góp phần giảm thiểu ô
nhiễm môi trƣờng
2

Mục tiêu của đề tài là đề xuất đƣợc quy trình sản xuất bột nêm từ phế liệu cá gáy
biển.
Ý nghĩa khoa học của đề tài
-Tạo ra dẫn liệu khoa học để làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên, các nhà
chế biến thủy sản.
-Dẫn liệu thu đƣợc sẽ là cơ sở cho nhiều nghiên cứu tiếp theo để sản xuất bột nêm.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
-Giúp các doanh nghiệp có thể tạo ra sản phẩm mới có giá trị cao hơn từ phế liệu cá
gáy, góp phần đa dạng hóa thị trƣờng bột nêm, tăng doanh thu của ngành, giúp giảm
thiểu ô nhiễm môi trƣờng và sử dụng triệt để nguồn tài nguyên từ biển.
Nội dung đề tài
1.Nghiên cứu thủy phân phế liệu cá gáy bằng chế phẩm enzyme Flavourzyme.
2.Xây dựng quy trình sản xuất bột nêm từ dịch thủy phân thu đƣợc.
3.Sản xuất thử nghiệm từ phòng thí nghiệm và đánh giá chất lƣợng sản phẩm.
4.Tính sơ bộ chi phí nguyên vật liệu.
Trong suốt 4 năm học tập tại trƣờng, đây là lần đầu tiên tôi đƣợc trực tiếp
đứng ra thực hiện một đề tài nghiên cứu, trong khi kiến thức còn hạn chế nên sẽ
không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy cô và các bạn góp ý để đề tài đƣợc
hoàn thiện hơn.


Loài cá này sống chủ yếu tại các vùng biển Indonesia, phía tây bắc Úc,
Philippines phía nam Nhật Bản. Quần đảo Marshall, Solomon, Samoa và Marquesas
nhƣ trên hình 1.2.
*Cá gáy biển mõm dài. [15]
Tên khoa học: Lethrinus miniatus.
+ Vây lƣng có 10 tia cứng và 9 tia mềm.
+Vây hậu môn có 3 tia cứng và 8 tia mềm.
Thân cá hơi dài, hơi dẹt, chiều dài thân lớn gấp 2,8- 3,2 lần chiều cao. Phần
mồn dài và hẹp, phần đầu và má không có vảy, môi có chất thịt và dầy, môi và phần
trong mồm có màu vàng cam hoặc đỏ tƣơi, bên dƣới xƣơng hốc mắt có hai đến ba
giải vân màu lam, mặt trong của gốc vây ngực không có vảy, thuộc loài cá thƣờng
thấy ở vùng ven biển có chất đáy cát, có thể đánh bắt bằng câu tay hoặc lƣới kéo
tầng đáy, chiều dài thông thƣờng từ 25- 75cm, là cá làm thực phẩm tƣơng đối ngon.
Sinh sống ở các rạn san hô vào ban ngày, thỉnh thoảng chúng kiếm ăn trong cát và
các rạn san hô lớn. Vào ban đêm, chúng di chuyển đến đáy biển và tìm kiếm thức ăn
là động vật giáp xác, động vật da gai, động vật thân mềm, các loại cá nhỏ, nhím
biển, cua.
Đây là một loài cá có giá trị thƣơng mại do màu sắc bên ngoài đẹp mắt và
hƣơng vị tốt. Tại các vùng biển của Cairns cá con đƣợc sinh ra hầu nhƣ quanh năm.
Ngoài khơi bờ biển của Townville thì chúng giao phối vào tháng sáu và tháng tám,
5

tại các vùng biển phía nam thì mùa sinh sản lại vào tháng 10 và tháng 11. Nhƣng
loài cá này chỉ đẻ trứng và trứng chỉ nở ở những vùng nƣớc ấm. Cá mới nở và cá
nhỏ sống gần bờ, tại các thảm cỏ biển và đầm lầy ngập mặn, nơi nƣớc cạn. Khi lớn
lên, chúng bơi ra biển lớn. Loài cá này thay đổi giới tính từ cái sang đực khi già đi.

Hình 1.3. Loài cá gáy biển mõm dài. [15]
Loài này phân bố chủ yếu ở Tây Thái Bình Dƣơng: miền Tây nƣớc Úc, New
Caledonia, và quần đảo Ryukyu.

+ Vây lƣng có 10 gai và 9 tia mềm, tại cột sống thứ 4 hoặc thứ 5 có vây lƣng dài
nhất.
+Vây hậu môn với 3 gai và 8 tia mềm, tia đầu tiên thƣờng là dài nhất.
Thân cá sâu vừa, chiều dài đầu bằng 1,0-1,1 lần theo chiều sâu của cơ thể. Chiều dài
tối đa 60 cm, thông thƣờng từ 20 đến 30 cm. Lƣng gần nhƣ thẳng hoặc hơi lồi,
chiều dài mõm khoảng 1,8 đến 2,3 lần chiều dài đầu. Răng bên trong hàm có hình
nón hoặc hình tròn. Cơ thể có màu sáng hoặc màu nâu ô liu. Màu tại phần giữa thân
nhạt hơn so với xung quanh, ở dƣới vây ngực có một sọc màu vàng cam. Có vài
đốm trắng ở dƣới mắt, phía sau nắp mang màu nâu sẫm, vây màu trắng có màu rám
nắng, đôi khi lại có đốm. Vùng phân bố của loài cá này khá rộng rãi ở Ấn Độ - Tây
Thái Bình Dƣơng bao gồm cả biển Đỏ, Đông Phi đến quần đảo Ryukyu, Tonga và
Samoa. Đƣợc thể hiện ở hình 1.8.

Hình 1.8 . Sự phân bố của loài cá Lethrinus obsoletus. [17]
8

Loài cá Lethrinus obsoletus sống trong đám cỏ biển, cát, các đống đổ nát, đầm
phá, rạn san hô ở độ sâu khoảng 30 m. Chúng đẻ trứng ở rìa rạn san hô từ tháng
mƣời đến tháng tƣ âm lịch. Tuổi tối đa của loài này là 14 năm.
1.1.2. Thực trạng phế liệu thủy sản hiện nay ở Việt Nam. [16]
Hiện nay cả nƣớc ta có 1015 cơ sở chế biến thủy sản quy mô lớn nhỏ khác
nhau, sản xuất sản phẩm xuất khẩu và tiêu dùng nội địa. Sự phát triển nhanh chóng
của ngành chế biến cũng kéo theo những bất cập trong các lĩnh vực phụ trợ khác, đó
chính là phế liệu thủy sản. Các thành phần chính gây ô nhiễm môi trƣờng từ chế
biến thủy sản gồm phế liệu và chất thải rắn; chất thải lỏng; khí thải và mùi trong chế
biến; môi chất lạnh và nhiều chất thải nguy hại khác. Đáng kể nhất là phế liệu và
chất thải rắn nhƣ đầu, xƣơng, da, vây, vảy Những phế liệu dễ lên men thối rữa và
phân hủy, làm xuống cấp nghiêm trọng chất lƣợng môi trƣờng sống xung quanh.
Về lƣợng phế liệu thủy sản sau chế biến, khoảng gần 50% số doanh nghiệp có
từ dƣới 50 đến 100 tấn/năm; 22,6% có 100-500 tấn/năm, gần 9% có từ 500-300

phối trộn với một số phụ gia nhƣ: đƣờng, muối, tinh bột, tiêu… Bột nêm từ cá sẽ
cung cấp nhiều chất dinh dƣỡng cần thiết cho ngƣời sử dụng, phù hợp với nhiều
ngƣời sử dụng. Đặc biệt là những vùng dân cƣ không có trực tiếp nguồn cá. Ngoài
ra còn góp phần tăng hƣơng vị, phong phú trong bữa ăn hằng ngày.
1.2.2. Xu hƣớng phát triển của các sản phẩm bột nêm gia vị. [10]
Hiện nay trên thị trƣờng có nhiều loại sản phẩm bột nêm gia vị với nhiều cách
phối chế khác nhau. Với mục đích phục vụ thị hiếu ngày càng cao của ngƣời tiêu
dùng. Chính vì vậy, ngoài những sản phẩm bột nêm gia vị thông thƣờng trƣớc đây
thì thời gian gần đây, trên thị trƣờng gia vị Việt Nam xuất hiện nhiều sản phẩm bột
nêm gia vị nhƣ: Hạt nêm Maggi, Hạt nêm Aji- ngon, hạt nêm từ thịt Knorr… đây là
một sản phẩm đƣợc chế biến theo một cách khác, tức là ngoài công thức phối chế
các phụ gia với nhau nhƣ: đƣờng, muối, bột ngọt… thì trong các sản phẩm này, các
nhà chế biến bổ sung nhiều dƣỡng chất từ thịt, gia súc, gia cầm, hải sản… để cung
cấp thêm chất dinh dƣỡng vào thức ăn hằng ngày. Hàng loạt những sản phẩm này
đƣợc nhiều ngƣời ƣa chuộng và tin dùng.
10

Chính vì các nhà chế biến nắm đƣợc xu hƣớng của ngƣời tiêu dùng cho nên
thời gian hiện nay cũng nhƣ thời gian sắp đến sẽ phát triển thêm nhiều loại gia vị
mới… Trong đó, cá là một đối tƣợng đƣợc quan tâm, vì trong cá có nhiều dƣỡng
chất rất tốt cho ngƣời sử dụng cũng nhƣ các nhà chế biến có thể tận thu các phụ
phẩm nhƣ: thịt dính xƣơng, thịt đầu, cá tạp, thịt vụn… để góp phần làm đa dạng sản
phẩm bột nêm, làm tăng tổng doanh thu cũng nhƣ làm giảm ô nhiễm môi trƣờng.
1.3.3. Tiêu chuẩn đánh giá chất lƣợng bột gia vị, TCVN 7396- 2004.
a. Chỉ tiêu cảm quan của bột nêm gia vị.
Bảng 1.1. Chỉ tiêu cảm quan của bột nêm gia vị.
Tên chỉ tiêu
Yêu cầu
1.Màu sắc
Đặc trƣng của sản phẩm.

30,0
3.Hàm lƣợng chì (Pb)
2,0
4. Hàm lƣợng Cadimi (Cd)
1,0

d. Chỉ tiêu vi sinh vật của bột nêm gia vị.
Bảng 1.4. Chỉ tiêu vi sinh vật của bộ nêm gia vị.
Stt
Tên chỉ tiêu
Đơn vị
Tiêu chuẩn cho
phép
1
Tổng số vi sinh vật hiếu khí
CFU/g
10
4
2
Escherichia Coli
CFU/g
3
3
Staphylococus aureus
CFU/g
10
2
4
Salmonella
CFU/g

rằng độ thủy phân và tỷ lệ thu hồi nito trong sản phẩm tăng lên cùng với sự tăng lên
của thời gian thủy phân. Sau 6 giờ thủy phân, độ thủy phân đã đạt đƣợc 30,1% và tỷ
lệ thu hồi nito là 85,1%. Sản phẩm thủy phân từ đầu cá ngừ vây vàng có hàm lƣợng
protein là 88,2%, lipid 1,4% và tro 8,3%. Sản phẩm thủy phân này có các acid amin
không thay thế cao và có thể đƣợc sử dụng để sản xuất thức ăn cho ngƣời và động
vật.[3]
Phạm Thị Ngọc (2012), đã nghiên cứu quy trình sản xuất dịch đạm giàu acid
amin từ cá nục gai bằng hai enzyme Protamex và Flavourzyme với tỷ lệ 1:1, tỷ lệ
enzyme/ cơ chất là 0,26%, thủy phân trong thời gian 5,52 giờ ở nhiệt độ 58
0
C. Kết
quả thủy phân thu đƣợc dịch đạm có hàm lƣợng acid amin là 71,03%, chứa đầy đủ
tám loại acid amin không thay thế mà cơ thể ngƣời lớn không thể tự tổng hợp đƣợc
với hàm lƣợng tƣơng đối cao, tổng hàm lƣợng acid amin không thay thế là
36,284%, chiếm 43,831% tổng lƣợng acid amin. [5]
Trần Thu Thủy (2009), đã nghiên cứu quy trình sản xuất bột nêm từ mực. Kết
quả cho thấy mực khô đƣợc nƣớng chín và ninh trong nồi áp suất 30 phút, sau đó để
nguội, bổ sung enzyme Flavourzyme 0,3 %, thủy phân trong 5h ở 55
0
C, và thu đƣợc
dịch thủy phân. Sau đó, cô đặc dịch đến 26
0
Brix, nhiệt độ cô đặc 80- 90
0
C, phối
trộn phụ gia gồm: maltodextrin 8%, bột ngọt 0,7 %, đƣờng 0,8 %, muối 0,4 %. Cuối
13

cùng đem dịch đi sấy phun ở 140
0

ngừ đại dƣơng bằng enzyme Protamex. Kết quả đã tìm ra đƣợc chế độ thủy phân tối
ƣu là: tỷ lệ nƣớc/ cơ chất: 1,11:1, tỷ lệ enzyme so với cơ chất 0,395%, thời gian
thủy phân 3 giờ 45 phút, nhiệt độ thủy phân 45
0
C, pH tự nhiên của cơ chất. [11]
1.4.2.Ngoài nƣớc.
Mahmoudreza Ovissipour và cộng sự (2010), đã nghiên cứu sản xuất sản
phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng Thunnus albacares sử dụng enzyme
Alcalase và Protamex để phát triển các chủng vi khuẩn Pseudomonas putida,
Pseudomonas aeruginoas, Streptococcus faecium, Listeria monocytogennes,
Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis và Micrococcus. Kết quả cho thấy rằng, để
14

thu đƣợc sản phẩm thủy phân từ đầu cá ngừ vây vàng bằng enzyme Alcalase và
Protamex thì đối tƣợng sử dụng là đầu cá ngừ vây vàng đƣợc thu lại từ quá trình sản
xuất cá ngừ đóng hộp. Đầu cá ngừ đƣợc nghiền bằng máy trộn với kích thƣớc mắt
lƣới là 5mm sau đó trộn với nƣớc cất với tỷ lệ 1:1 (w/v). Hỗn hợp này đƣợc đun
nóng ở 85
0
C trong 20 phút nhằm ức chế các enzyme nội tại. Tiếp tục bổ sung
enzyme Alcalase 2,4 L và Protamex với nồng độ cả hai enzyme này là 1,5%. Tất cả
các phản ứng đƣợc thực hiện trong bình thủy tinh dung tích 250 ml, trong một lồng
ấm lắc với 150 vòng/ phút ở 55
0
C trong 24 giờ ở pH trung tính. Sau 24 h các phản
ứng chấm dứt bởi sự biến tính của enzyme bằng cách đun nóng ở 95
0
C trong 20
phút. Các phản ứng đã đƣợc ly tâm 8000 vòng/ phút/ 20 phút. [13]
Renata V. Tonon (2006), đã nghiên cứu bổ sung lần lƣợt maltodextrin 10 DE,

Nhóm enzyme protease (peptit – hidrolase 3.4) xúc tác quá trình thủy phân
liên kết peptit (-CO-NH-)
n
trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối
cùng là các acid amin. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân liên kết
este và vận chuyển acid amin.
Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ
tế bào, cơ quan đến cơ thể nên đƣợc phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tƣợng từ vi
sinh vật (vi khuẩn, nấm, virus) đến thực vật (đu đủ, dứa) và động vật (gan, dạ dày
bê…). So với protease động vật và thƣc vật, enzyme protease vi sinh vật có nhiều
đặc điểm khác biệt. Trƣớc hết hệ enzyme protease vi sinh vật là một hệ thống rất
phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lƣợng và hình
dạng phân tử nên rất khó tách ra với dạng phân tử đồng nhất.
1.5.2. Phân loại.
Protease (peptidase) thuộc phân lớp 4 của lớp thứ 3. Enzyme protease đƣợc
phân thành hai loại: endopeptidase và exopeptidase.
Dựa vào vị trí tác động trên mạch polipeptide, exopeptidase đƣợc phân thành 2 loại:
+Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của chuỗi
polypeptide và gải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một tripeptide.
+Cacboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi
polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide.
Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase đƣợc chia thành 4 nhóm:
+Serine protease: là những protease có nhóm –OH của nhóm serine trong trung tâm
hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xác tác của enzyme.
Nhóm này bao gồm 2 nhóm nhỏ: chymotrypsin và subtilisin. Nhóm chymotrypsin
bao gồm các enzyme động vật nhƣ chymotripsin, tripsin, elastase. Nhóm subtilisin
bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn nhƣ subtilisin Carlsberg, subtilisin BPN. Các
serine protease thƣờng hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính và thể hiện đặc tính cơ
chất tƣơng đối rộng.