i

LỜI CẢM ƠN
Đề tài này được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ tận tình của nhiều thầy cô giáo,
bạn bè và gia đình. Qua đây, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến tấc
cả tập thể và cá nhân đã giúp đỡ em trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS. Nguyễn Anh Tuấn, người đã
trực tiếp hướng dẫn tận tình, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu và luôn động
viên em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Chế Biến và đặc biệt là
thầy Nguyễn Thế Hân đã kịp thời chỉ bảo và cung cấp cho em những kinh
nghiệm cùng kiến thức trong suốt thời gian học tập ở trường và quá trình thực
hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn Cán bộ phòng hóa sinh, phòng công nghệ chế
biến đã tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian thực tập ở phòng thí nghiệm.
Cuối cùng con xin cảm ơn gia đình đã luôn luôn động viên và tạo mọi điều
kiện tốt về vật chất để cho con thực hiện đề tài này. Bên cạnh đó là sự động viên
và giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè trong suốt thời gian thực tập.
Nha trang, tháng 6 năm 2010
Sinh viên
Nguyễn Khoa Diệu Dung
ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Một số loài cá Tra ở Việt Nam 4
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của cá Tra 8
Bảng 1.3: Tỉ lệ khối lượng các thành phần khác nhau của cá Tra 9
Bảng1.4 : Dạng cấu trúc phân tử của một số loại collagen 14
Bảng 3.1: Thành phần hóa học của da cá Tra trước và sau khi xử lý cơ học 37
Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm công đoạn xử lý acid citric
cho da cá Tra 45

Hình 3.2: Ảnh hưởng của tỉ lệ nước ngâm lên hiệu quả xử lý da cá Tra 39
Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ acid citric lên hiệu quả xử lý da cá Tra 40
Hình 3.4: Ảnh hưởng của thời gian ngâm acid citric lên hiệu quả xử lý da cá Tra
43
Hình 3.5: So sánh kết quả khử tạp chất phi collagen bằng phương pháp xử lý cơ
học, bằng môi trường nước mát và dung dịch acid citric 44
Hình 3.6: Hiệu suất khử khoáng khi xử lý da cá Tra bằng acid citric 47
Hình 3.7: Hiệu suất khử protein khi xử lý da cá Tra bằng acid citric 49
Sơ đồ 3.1: Sơ đồ quy trình công nghệ làm sạch tạp chất phi collagen trong quy
trình sản xuất collagen từ da cá Tra bằng dung dịch acid citric 50
iv

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I 3
TỔNG QUAN 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA VÀ DA CÁ TRA 3
1.1.1. Phân bố và phân loại 3
1.1.2. Đặc điểm vụ mùa thu hoạch và quy mô nuôi trồng 5
1.1.3. Hình thái bên ngoài, đặc điểm cấu tạo 7
1.1.4. Thành phần hóa học của cá Tra 8
1.1.5. Thị trường xuất khẩu cá Tra ở Việt Nam 9
1.1.6. Đánh giá về phế liệu cá Tra 11
1.2. TỔNG QUAN VỀ COLLAGEN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT COLLAGEN TỪ DA
CÁ TRA
12
1.2.1. Khái niệm và phân loại collagen 12
1.2.2. Thành phần, cấu trúc, tính chất và ứng dụng của collagen 12
1.2.2.1. Thành phần và cấu trúc của collagen 12
1.2.2.2. Tính chất của collagen 15

3.2.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước ngâm lên hiệu quả xử lý da cá Tra 39
3.3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ ACID CITRIC LÊN
HIỆU QUẢ KHỬ TẠP CHẤT PHI COLLAGEN CHO DA CÁ TRA 40
3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ acid citric lên hiệu quả xử lý da cá Tra 40
3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm acid citric lên hiệu quả xử lý da cá Tra 42
3.4. KẾT QUẢ SO SÁNH HIỆU QUẢ KHỬ TẠP CHẤT PHI COLLAGEN
BẰNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC, BẰNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MÁT
VÀ DUNG DỊCH ACID CITRIC 44
3.5. KẾT QUẢ QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM TỐI ƯU HÓA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ ACID
CITRIC CHO DA CÁ TRA 45
3.5.1. Tối ưu hiệu suất khử khoáng 46
3.5.2. Tối ưu hiệu suất khử protein 48
vi

3.6. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH TẠP CHẤT PHI COLLAGEN
TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN TỪ DA CÁ TRA BẰNG DUNG DỊCH
ACID CITRIC 49
KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 52
I. KẾT LUẬN 52
II. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO 53
PHỤ LỤC
viii
1

MỞ ĐẦU
Hiện nay, ngành thủy sản là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của đất
nước. Gíá trị xuất khẩu của các mặt hàng thuỷ sản chiếm tỉ lệ ngày càng cao
trong tỉ trọng xuất khẩu. Nguồn lợi thủy sản Việt Nam phong phú không chỉ do
khai thác mà còn do nuôi trồng. Khu vực đồng bằng sông Cửu Long với hệ thống
sông ngòi dày đặc cùng với khi hậu nhiệt đới là điều kiện thuận lợi cho việc nuôi
trồng thủy sản. Xu thế hiện nay là phát triển mạnh nguồn lợi thủy sản do nuôi
trồng và giảm dần nguồn lợi do khai thác.
Cá Tra hiện nay được coi là một trong những đối tượng nuôi chủ yếu ở đồng
bằng sông Cửu Long bên cạnh đối tượng tôm sú. Việc nuôi cá Tra đã đem lại thu
nhập lớn cho nhiều hộ nông dân ở khu vực này và đóng góp không nhỏ vào việc
phát triển kinh tế các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Sản lượng nuôi cá Tra ngày
càng tăng, thúc đẩy ngành chế biến thủy sản ở các tỉnh này phát triển rất mạnh,
thu được nguồn lợi nhuận cao do xuất khẩu các mặt hàng chế biến từ cá Tra.
Theo ước tính của Hiệp Hội Chế Biến và Xuất Khẩu Thủy Sản Việt Nam
(VASEP) (2006), nếu sản lượng nguyên liệu đạt 1 triệu tấn thì các nhà máy chế
biến thủy sản sẽ loại bỏ ra hơn 600.000 tấn phế liệu cá Tra. Do đó việc gia tăng
giá trị sử dụng nguồn phế liệu này trở thành một yêu cầu bức thiết nhằm tăng
hiệu quả sử dụng nguồn nguyên liệu cá Tra và giảm thiểu những tác động xấu
của lượng phế liệu này lên môi trường. Da cá là một trong những loại nguyên
liệu chiếm tỉ trọng khá cao, khoảng 4,8  5,1%. Nếu như mỗi ngày các doanh

 Ý nghĩa thực tiễn
 Gia tăng giá trị sử dụng nguồn phế liệu từ cá Tra và giảm thiểu những tác
động xấu của lượng phế liệu này lên môi trường nhằm giữ gìn môi trường
sống của cộng đồng.
3

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN
1.1 . Tổng quan về cá Tra và da cá Tra
1.1.1. Phân bố và phân loại
Phân bố
Cá Tra (pangasius hypophthalmus) phân bố ở một số nước Đông Nam Á
như Campuchia, Thái Lan, Indonexia và Việt Nam. Đây là một trong những loài
cá nuôi quan trọng có giá trị kinh tế cao. Cá Tra được nuôi phổ biến ở các nước
Ðông Nam Á, là một trong 6 loài cá nuôi quan trọng nhất khu vực này. Bốn nước
trong hạ lưu sông Mê Kông đã có nghề nuôi cá Tra truyền thống là Thái Lan,
Campuchia, Lào và Việt Nam do có nguồn cá Tra tự nhiên phong phú.3, 16
Ở Việt Nam hiện nay, nuôi cá Tra đã phát triển ở nhiều địa phương, không
chỉ ở Nam Bộ mà một số nơi ở miền Trung và miền Bắc cũng bắt đầu quan tâm
nuôi các đối tượng cá nước ngọt này. Nuôi thương phẩm thâm canh cho năng
suất rất cao, cá Tra nuôi trong ao đạt tới 200  300 tấn/ha, cá Tra nuôi trong bè
có thể đạt tới 100  300kg/m
3
bè. Ðồng bằng sông Cửu long (ĐBSCL) và các
tỉnh Nam Bộ mỗi năm cho sản lượng cá Tra nuôi hàng trăm ngàn tấn. ÐBSCL có
hơn 50% số tỉnh nuôi cá bè, nhưng tập trung nhất là hai tỉnh An Giang và Ðồng
Tháp với hơn 60% số bè nuôi và có năm đã chiếm tới 76% sản lượng nuôi cá bè

viên, 1992)
STT Tên khoa học Tên thường
1 Pangasius hypophthalmus Cá Tra
2 Pangasius bocourti Cá Basa
3 Pangasius macronema Cá Tra nâu
4 Pangasius larnaudii Cá Vồ đém
5 Pangasius nasutus Cá Hú
6 Pangasius sutchi Cá Tra nghệ
7 Pangasius taeniurus Cá Bông lau
8 Pangasius poliranodon Cá Dứa
9 Pangasius siamensis Cá Sát Siêm
5

1.1.2. Đặc điểm vụ mùa thu hoạch và quy mô nuôi trồng 3
Thời điểm thu hoạch cá Tra là quanh năm, thông thường một vụ nuôi kéo
dài khoảng 6  8 tháng, nếu thả cá nhỏ thì thời gian thu hoạch dài hơn (khoảng
10  12 tháng), hình thức nuôi thâm canh, bán thâm canh với các mô hình nuôi
bè, nuôi trong ao hầm.
Các hình thức nuôi cá Tra
 Giới thiệu cá Tra nuôi bè
Khu vực đồng bằng sông Cửu Long có thể nuôi bè quanh năm đặc biệt là sông
Tiền, sông Hậu và một số kênh rạch lớn có thể đặt bè nuôi cá Tra.
Nơi đặt bè nuôi cá phải có nguồn nước ngọt sạch dồi dào quanh năm. Độ sâu của
sông neo bè phải sâu hơn bè khi nước thấp nhất ít nhất là 0.5m, có dòng nước
chảy thẳng lưu, tốc độ của nước 0.2  0.5m/s.
Thu hoạch
Sau thời gian nuôi 78 tháng khi cá đã đạt chất lượng thương phẩm và tùy theo
yêu cầu của khách hàng mà có thể tiến hành thu hoạch cá nuôi. Nên thu hoạch
trong thời gian ngắn để tránh hao hụt và thất thoát làm giảm năng suất bè nuôi.
Ưu điểm

lớn.
Nhược điểm
Chi phí ban đầu lớn, thời gian nuôi lâu, nếu chăm sóc cá không tốt thì màu cơ
thịt cá xấu dẫn đến giảm giá thành, thiệt hại kinh tế.
 Giới thiệu cá Tra nuôi quầng
Địa điểm đặt quầng phải có nguồn nước sạch quanh năm trong suốt thời gian
nuôi cá Tra, mức nước sâu trung bình là 2m. Quầng nuôi thường tận dụng vùng
đất bãi bồi của các sông, đặc biệt là sông Tiền và sông Hậu.
Ưu điểm
Chi phí ban đầu ít, thời gian nuôi ngắn, nhanh thu hồi vốn, cá lớn nhanh.
Nhược điểm
Do không điều chỉnh được nguồn nước nên cá vẫn có thể bị nhiễm bệnh thậm
chí cả thuốc trừ sâu và chất kháng sinh. Chỉ thích hợp với việc thả con giống lớn. 7

1.1.3. Hình thái bên ngoài, đặc điểm cấu tạo 3
Cá Tra có thân dài, không vẩy, màu sắc đen xám, bụng hơi bạc, miệng rộng
và có đôi râu dài, vây ngực và vây bụng có một tia vây cứng.
Cá có xương hàm trên thường là thoái hóa, chỉ còn lại dấu vết có tác dụng
làm chỗ dựa cho râu hàm.
Không có xương liên kết, xương nắp mang dưới và xương đỉnh. Các đốt sống
thứ 2 và thứ 4 liền nhau. Thân tương đối dài, đuôi dạng đuôi chẻ.
Miệng ở phía mõm, răng nhọn, trên hai hàm xương lá mía và xương vòm
miệng mọc thành từng dãy ghép liền có dạng hình cung. Có hai đôi râu nhỏ.
Màng nắp mang không liền hẳn với ức.
Mỗi bên đầu có hai lỗ mũi cách xa nhau. Mắt tròn ở bên đầu, có viền mắt
tách rời. Vây lưng có gai, viền sau gai có răng cưa nhỏ. Vây hậu môn rất dài có
20  30 tia vây. Vây ngực có 1 gai cứng, vây bụng có thêm một gai mềm.

nghiên cứu để sản xuất ra những sản phẩm giá trị gia tăng là nhằm nâng cao hiệu
quả sản xuất và giảm thiểu tác động cũng như việc xử lý chất thải là rất cần thiết.
Thành phần dinh dưỡng trên 100g thành phẩm ăn được
Tổng
năng
lượng
cung cấp
(calori)
Chất đạm
(g)
Tổng
lượng
chất béo
(g)
Chất béo chưa bão
hòa (có DHA, EPA)
(g)
Cholesterol

(%)
Natri
(mg)
124,52 23,42 3,42 1,78 0,025 70,6
9Bảng1.3: Tỷ lệ khối lượng các thành phần khác nhau của cá Tra

23


1550- 1960

40,0 4,8 11,1 3,0 5,9 34,6
2100- 2430

40,0 4,9 11,2 3,0 5,9 34,4
Cá
Tra
nuôi

ao
2450- 2680

40,4 5,0 11,4 3,0 5,8 34,4

Hiện nay đã có những nghiên cứu để tận dụng phế liệu như sau:
 Sản xuất bột cá từ xương cá
 Sản xuất dầu y học từ gan cá
 Sản xuất gelatin từ da cá, xương cá
 Sản xuất dầu cá, magarin từ mỡ bụng, mỡ lá
 Sản xuất enzym từ nội tạng
1.1.5. Thị trường xuất khẩu cá Tra ở Việt Nam
Về xuất khẩu, hiện nay tính chung trong cả nước có khoảng 168 doanh
nghiệp xuất khẩu cá Tra, cá Basa, sản lượng cá Tra đông lạnh xuất khẩu tăng đều
từ năm 2003 và đến năm 2007 có sự tăng đột biến gấp 2 lần so với năm 2006,
ước đạt 400.000 tấn. Mặt hàng cá Tra và Basa có sản lượng dẫn đầu trong tất cả
các loài thủy sản xuất khẩu vào 6 tháng đầu năm 2007 với con số thống kê đạt
khoảng 213.000 tấn tương ứng với khoảng trên 564 triệu USD. 16
10


đầu có những dấu hiệu giảm sút khiến việc mua bán giữa doanh nghiệp trong
nước và công ty nước ngoài bị chậm lại, ảnh hưởng đến việc xuất khẩu cá. 21
Mặc dù tình hình hiện tại là như vậy nhưng có thể nói rằng, thị trường tiêu thụ
cá Tra ngày càng được mở rộng, có năng lực cạnh tranh trên thị trường quốc tế.
Việc phát triển chế biến cá Tra đã tạo việc làm cho hàng chục vạn công nhân,
nông ngư dân, nhất là ở vùng nông thôn ĐBSCL, góp phần chuyển dịch cơ cấu
kinh tế.
1.1.6. Đánh giá về phế liệu cá Tra
Trong quy trình sản xuất cá Tra fillet đông lạnh xuất khẩu, lượng phế phẩm,
phụ phẩm chiếm khoảng 70% nguyên liệu, được bán với giá rất rẻ. Ước tính
700.000 tấn cá tra sẽ loại ra được 100.000 tấn mỡ và khoảng 50.000  70.000 tấn
phế liệu da và xương. Trong đó da cá chiếm tỷ trọng khá cao 4,8  5,1% tùy
thuộc vào hình thức nuôi và kích cỡ cá khi thu hoạch. Như vậy, nếu như mỗi
ngày các doanh nghiệp chế biến các sản phẩm cá Tra ở Việt Nam tiêu thụ khoảng
1.000 tấn nguyên liệu thì cũng đồng nghĩa với việc họ loại ra khoảng 48  51 tấn
da cá Tra. Cho đến nay, hình thức xử lý lượng da cá này chỉ dừng lại ở việc một
phần rất nhỏ đem đi chế biến thành thực phẩm như bánh phồng, da cá tẩm gia vị,
một phần nhỏ lẻ khác sản xuất gelatin, còn hầu hết một lượng lớn da cá này được
xuất khẩu đông lạnh với giá thành rất rẻ khoảng gần 6000 VNĐ/kg. 18
Như vậy, có thể thấy rằng nguồn nguyên liệu da cá Tra rất dồi dào. Để sử
dụng có hiệu quả hơn nguồn phế phẩm này, việc nghiên cứu công nghệ sản xuất
collagen (một chất có rất nhiều ứng dụng trong y học, dược phẩm và thực phẩm)
từ da cá Tra là rất cần thiết.
Thành phần hóa học của da cá nói chung, nước chiếm khoảng 6070%, một ít
chất vô cơ, còn lại là protein và chất béo. Protein của da cá chủ yếu là collagen,
elastin, keratin, rutin, globumin và albumin.
12

N
2
O
3
R
2
.(C
7
H
9
N
2
O
2
R)
n
. 4
13

Công thức cấu tạo 4 Cấu trúc phân tử collagen


không chứa glycine, proline hoặc hydroxyproline, các nhóm GXY khác thường
trong các chuỗi peptid collagen . 15
Bảng 1.4: Dạng cấu trúc phân tử của một số loại collagen. [7]
Loại collagen Dạng cấu trúc
I [α
1
]
2
α
2

[α
1
]
3

II [α
1
]
3

III [α
1
]
3

IV [α
1
]
3

3

IX α
1
α
2
α
3

X -
XI [α
1
]
2
α
2 15

1.2.2.2 . Tính chất của collagen
Tính chất collagen 5
-Tương tác của collagen với nước
Collagen không hòa tan trong nước, nhưng nó hút nước và trương nở, cứ
100 gram keo khô có thể hút 200 gram nước, trong đó khoảng 70 gram là nước
liên kết và 20 gram là nước kết hợp rất vững chắc. Phần nước kết hợp liên kết
trên chuỗi là phần nước gốc cực tính ở mạch ngoài của collagen. Ở các trung tâm

R

O
-
H
+
OH
-

16

-Tương tác giữa collagen với môi trường acid, môi trường kiềm
Trong môi trường acid hoặc kiềm thì collagen có khả năng hút nước trương nở
mạnh hơn rất nhiều so với trong nước nguyên chất (do trong điều kiện có nước,
thì nước có thể tác dụng với các nhóm mang điện trong phân tử protein và những
ion Na
+
, Cl
-
hình thành các nhóm hydrat của collagen), kèm theo là quá trình tỏa
nhiệt và làm tăng độ bền liên kết, đồng thời collagen có các biến đổi sau:
 Bị cắt mạch muối (liên kết nội phân tử do nhóm NH
3
+
… COO
-
) làm
đứt mạch peptid trong mạch chính.
 Làm đứt liên kết hydrogen: trong gốc (–CO) và gốc (–NH
+)


COO
-
…Na
+

NH
3

COO
-
…Na
+

NH
3

NH
3

COO
-
…Na
+

NH
3

COO
-

N
31
O
38
+ H
2
O C
102
H
151
N
31
O
39

Collagen Gelatin
Khi xử lý ở nhiệt độ cao trong nước, keo tiếp tục bị thủy phân thành gelatose
và gelatone theo phương trình sau:
C
102
H
151
N
31
O
39
+ H
2
O C
55
COOH
NH
+
3
…Cl
-

NH
+
3
…Cl
-
COOH COOH
NH
+
3
…Cl
-
COOH