BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----o0o----

PHẠM THỊ NHƯ Ý

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA pH, NHIỆT ĐỘ
THỦY PHÂN TỚI KHẢ NĂNG THU HỒI LIPIT
TỪ ĐẦU CÁ NGỪ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Nha Trang, tháng 07 năm 2015


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----o0o----

PHẠM THỊ NHƯ Ý

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA pH, NHIỆT ĐỘ
THỦY PHÂN TỚI KHẢ NĂNG THU HỒI LIPIT
TỪ ĐẦU CÁ NGỪ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... i
MỤC LỤC .......................................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................... iv
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... vi
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 3
1.1.

Tổng quan cá ngừ và phế liệu cá ngừ ...................................................... 3

1.1.1.

Đặc điểm, phân loại các loại cá ngừ ........................................................ 3

1.1.1.1. Nhóm các loài có kích thước nhỏ, di cư trong phạm vi địa lý hẹp ........... 3
1.1.1.2. Nhóm các loài di cư đại dương ............................................................... 6
1.1.2.

Tình hình khai thác ngừ và chế biến cá ngừ ............................................ 9

1.1.2.1. Tình hình khai thác cá ngừ trên thế giới ................................................. 9
1.1.2.2. Tình hình khai thác cá ngừ ở Việt Nam ............................................... 10
1.1.2.3. Tình hình xuất khẩu cá ngừ đại dương ................................................. 11
1.1.3.

Phế liệu cá ngừ và hướng tận dụng ....................................................... 14


Đầu cá ngừ vây vàng ............................................................................ 23

2.1.2.

Enzyme Protamex ................................................................................. 23

2.1.3.

Hóa chất ............................................................................................... 23

2.2.

Địa điểm nghiên cứu: ............................................................................ 23

2.3.

Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 24

2.4.

Phương pháp nghiên cứu: ...................................................................... 24

2.4.1.

Quy trình tách dầu đầu cá ngừ bằng phương pháp thủy phân ................ 24

2.4.2. Bố trí thí nghiệm thủy phân đầu cá ở từng nhiệt độ khác nhau .............. 26
2.5.


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lượng khai thác cá ngừ đại dương ( chủ yếu là cá ngừ vây vàng và
mắt to) trong những năm gần đây của 3 tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa ........ 9
Bảng 1.2. Xuất khẩu năm 2013 .............................................................................. 10
Bảng 1.3 Thành phần khối lượng của cá ngừ ......................................................... 12
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của đầu cá ngừ ...................................................... 27


v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cá ngừ ồ ................................................................................................... 3
Hình 1.2 Cá ngừ chù................................................................................................ 4
Hình 1.3. Cá ngừ chấm ............................................................................................ 5
Hình 1.4. Cá ngừ bò ................................................................................................ 5
Hình 1.5. Cá ngừ sọc dưa ........................................................................................ 6
Hình 1.6. Cá ngừ vằn ............................................................................................... 7
Hình 1.7. Cá ngừ mắt to .......................................................................................... 7
Hình 1.8. Cá ngừ vây vàng ...................................................................................... 8
Hình 1.9. Cá ngừ vây dài ......................................................................................... 9
Hình 1.10. Thị phần xuất khẩu cá ngừ sang các thị trường chính ........................... 13
Hình 1.11. Kim ngạch xuất khẩu cá ngừ sang các thị trường chính ........................ 13
Hình 2.1: Sơ đồ dự kiến tách lipit từ dịch thủy phân đầu cá ngừ ............................ 24
Hình 2.2. Sơ đồ thủy phân đầu cá ngừ ở từng nhiệt đô khác nhau ......................... 27
Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng lipit trong quá trình thủy phân đầu cá
ngừ bằng enzyme Protamex ở nhiệt độ 500C. ........................................................ 30
Hình 3.2. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng lipit trong quá trình thủy phân đầu cá
ngừ bằng enzyme Protamex ở nhiệt độ 550C. ....................................................... 31
Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng lipit trong quá trình thủy phân đầu cá
ngừ bằng enzyme Protamex ở nhiệt độ 600C. ........................................................ 32

dầu cá, bột cá, bột khoáng từ xương cá, chiết xuất enzyme từ nội tạng cá, sản xuất
gelatin từ da cá…
Tình trạng các nhà máy đua nhau sản xuất các mặt hàng cá ngừ có giá trị cao
càng nhiều nhưng lại chưa thật sự chú ý đến nguồn nguyên liệu còn lại. Việc tận thu
triệt để nguồn nguyên liệu này là rất cần thiết khi các công ty đang hướng tới sự
phát triển bền vững. Lựa chọn đầu cá ngừ vây vàng để sản xuất sản phẩm thủy phân
là một trong những giải pháp góp phần giải quyết các vấn đề trên, tạo ra các sản
phẩm mới đạt hiệu quả kinh tế hơn.
Dưới sự hướng dẫn của Ths. Trần Thị Bích Thủy, em đã thực hiện đề tài :
“Nghiên cứu ảnh hưởng của pH, nhiệt độ thủy phân tới khả năng thu hồi lipit từ đầu
cá ngừ”
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: lựa chọn được pH và nhiệt độ thích hợp cho
khả năng thu hồi lipit là cao nhất.
Nội dung nghiên cứu:
1. Phân tích thành phần hóa học của đầu cá ngừ
2. Nghiên cứu sự biến thiên hàm lượng lipit ở các chế độ pH, nhiệt độ thủy
phân khác nhau.


2

3. Xây dựng quy trình tách dầu cá thô bằng phương pháp thủy phân đầu cá ngừ
sử dụng enzyme Protamex.
Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu của đề tài là dẫn liệu khoa học về thành phần hóa học
đầu cá ngừ và khả năng thu hồi dầu thô từ đầu cá ngừ đại dương. Những dẫn liệu
khoa học này có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên.
Tài liệu thu được tạo cơ sở nghiên cứu tiếp theo sâu hơn, rộng hơn và ứng
dụng thực tiễn về sản xuất sản phẩm thủy phân.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là giúp doanh nghiệp có khả năng sản xuất ra các

Tên khoa học: Auxis rochei (Risso, 1810)
Phân bố: Vùng biển miền Trung
Mùa vụ khai thác: Quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới vây, vỏ, rê, đăng
Kích thước khai thác: Từ 140 ÷ 310mm, chủ yếu 260mm.
Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói

Hình 1.1. Cá ngừ ồ


4

 Cá ngừ chù
Tên tiếng Anh: Frigate mackerel
Tên khoa học: Auxis thazard (Lacepede, 1803)
Phân bố: Chủ yếu bắt gặp ở vùng biển miền Trung và Nam Bộ
Mùa vụ khai thác: Quanh năm
Ngư cụ khai thác: Lưới vây, rễ, đăng
Kích cỡ khai thác: 240 ÷ 450mm, chủ yếu 360mm.
Dạng sản phẩm: Ăn tươi, đóng hộp, hun khói.

Hình 1.2. Cá ngừ chù
 Cá ngừ chấm
Tên tiếng anh: Estern little tuna
Tên khoa học: Euthynnus affinis (Caner, 1850)
Phân bố: chủ yếu bắt gặp ở vùng biển miền Trung và Nam Bộ
Mùa vụ khai thác: Lưới vây, rê, đăng
Kích cỡ khai thác: 240÷450mm, chủ yếu 360mm
Dạng sản phẩm: Ăn tươi, đóng hộp, hun khói


Ngoài cá ngừ vằn, các loài khác trong nhóm này đều có kích thước lớn từ 70
÷200cm, khối lượng từ 1,6÷64kg, có giá trị kinh tế cao và có nhu cầu lớn trên thị
trường thế giới. Phạm vi di cư đại dương.
 Cá ngừ vằn:
Tên tiếng Anh: Skipjack pelamis (Linnaeus, 1758)
Tên khoa học: Katsuwonus pelamis (Linnaeus, 1758)
Phân bố: Chủ yếu ở vùng biển miền Trung, vùng biển khơi bắt gặp nhiều hơn vùng
biển ven bờ
Mùa vụ khai thác: Quanh năm
Kích thước: Dao động 240÷700mm, chủ yếu 480÷560mm.
Dạng sản phẩm: Ăn tươi, đóng hộp


7

Hình 1.6. Cá ngừ vằn
 Cá ngừ mắt to
Tên tiếng anh: Bigeye tuna
Tên khoa học: Thunnus obesus (Lowe, 1839).
Kích thước tối đa: 250cm, trọng lượng tối đa được công bố: 210kg, tuổi tối đa theo
báo cáo: 11 năm.
Môi trường: môi trường gần mặt nước, di cư đại dương, môi trường biển, phạm vi
độ sâu: 0 – 250m. Khí hậu: cận nhiệt đới, 130C – 290C.
Phân bố: Đại Tây Dương, Ấn Dộ Dương và Thái Bình Dương. Ở các vùng nước
nhiệt đới và cận nhiệt đới. Là loài có tính di cư cao.

Hình 1.7. Cá ngừ mắt to
Đặc điểm hình thái: số gai lưng (tổng số):13 – 14, các tia mềm ở lưng (tổng
số): 14 – 15, số gai hậu môn: 0 – 0, số tia mềm hậu môn: 14 – 14, số đốt sống: 39.
Là loài có kích thước lớn, dày nhất ở giữa gốc và vây lưng thứ hai, hai bên sườn

Tên tiếng anh: Allbacore tuna
Tên khoa học: Thunnus allunga (Bonnaterre, 1788)
Kích thước tối đa: chiều dài toàn bộ 140cm
Trọng lượng tối đa được công bố: 60,3kg
Môi trường: biển khơi, sống di cư, nước lợ, nước biển, độ sâu: 0 – 600m
Khí hậu: cận nhiệt đới, 100C – 260C
Phân bố: khắp nơi ở các vùng biển nhiệt đới
Đặc điểm hình dáng: tia vây lưng cứng: 11 – 14, tia vây mềm: 12 – 16. Tia
vây trước cao hơn tia vây sau rất nhiều và tạo thành hình lõm. Thân cá rất nhỏ. Các
vây ngực rất dài bằng 30% chiều dài thân cá hay dài hơn 50cm.

Hình 1.9. Cá ngừ vây dài

1.1.2. Tình hình khai thác ngừ và chế biến cá ngừ
1.1.2.1.

Tình hình khai thác cá ngừ trên thế giới [10]

Trong số 4 triệu tấn cá ngừ đánh bắt được hàng năm trên thế giới, có tới 65%
sản lượng khai thác ở Thái Bình Dương, 21% ở Ấn Độ Dương và 14% ở Đại Tây
Dương, trong đó cá ngừ vây vàng chiếm đến 30%, cá ngừ mắt to chiếm khoảng
10,8%, cá ngừ vằn chiếm khoảng 50% tổng sản lượng cá ngừ thế giới. Sản lượng cá


10

ngừ có xu hướng tăng liên tục từ dưới 6 triệu tấn vào năm 1950 lên trên 6 triệu tấn
hiện nay.[10]
Nhìn ra tình hình thế giới, hoạt động khai thác cá ngừ tháng 2 năm 2014
không có gì biến đổi so với thời điểm tháng 1.

lớn là Mỹ, Nhật Bản và ASEAN đã có sự sụt giảm nhập khẩu cá ngừ Việt Nam.
Xuất khẩu sang các thị trường truyền thống ngày càng sa sút, nhường ngôi
cho những thị trường nhỏ như ASEAN, trong đó thị trường Nhật Bản giảm mạnh
nhất (- 46%).
Trữ lượng cá ngừ có thể khai thác cũng rất lớn, tính khoảng 600.000 tấn
trong đó cá ngừ vằn chiếm ưu thế, với khả năng khai thác khoảng 200.000 tấn /
năm.
Trong tháng 2 năm 2014, tình hình có vẻ khả quan cho khai thác cá ngừ,
trong đó Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa vẫn là 3 tỉnh đóng vai trò chủ lực trong
khai thác cá ngừ và đều có dấu hiệu tốt khi những chuyển biến đầu năm mới đạt
được sản lượng cao.
Năm
Sản lượng khai
thác (tấn)

2009

2010

2011

2012

2013

12563

12500

13041


So với cùng

11/2013

12/2013

12 năm 2012

kỳ 2012

Mỹ

14,5

9,7

-22,4

187,4

-23,4

EU

8,5

14,4

+18,4


0,6

1,1

-32,0

15,7

+6,9

Nhật Bản

1,8

1,8

-50,6

42,0

-22,1

ASEAN

1,9

2,3

+12,2


2,7

0,9

-31,7

17,9

+39,2

Các TT khác

4,4

6,2

-30,3

74,7

-5,0

35,3

37,4

-12,7

526,6

USD, giảm 31,8% so với cùng kỳ năm 2013. Mỹ, EU, Nhật Bản, ASEAN, Israel,
Tunisia, Canada và Mexico tiếp tục là nhóm thị trường nhập khẩu cá ngừ chính
chiếm tới gần 86% tổng giá trị nhập khẩu cá ngừ của Việt Nam.
Trong bức tranh chung xuất khẩu cá ngừ, mặc dù quá nửa số thị trường
xuất khẩu chính của Việt Nam có tốc độ tăng trưởng dương, nhưng 3 thị trường
lớn là Mỹ, Nhật Bản và ASEAN có sự sụt giảm nhập khẩu khiến tổng giá trị xuất
khẩu giảm.

Cá ngừ Việt Nam lại tiếp tục thâm nhập sâu vào thị trường EU trong năm
2013, với số lượng thị trường tăng lên 26 nước, tăng thêm 4 thị trường so với
năm 2013. Tổng giá trị xuất khẩu cá ngừ sang EU đạt 140.733 triệu USD tăng
24,4% so với năm 2012.
Nhật Bản hiện nay là một thị trường tiêu thụ quan trọng đối với cá ngừ chế


14

biến của Việt Nam. Xuất khẩu mặt hàng này sang đây có sự tăng trưởng tốt, đạt hơn
6.6 triệu USD, tăng dần 11% so với năm 2012.
Tại thị trường này, các mặt hàng cá ngừ chế biến của Việt Nam luôn phải
cạnh tranh gay gắt với các sản phẩm đến từ các nước trong khối ASEAN. Trong
đó, hai đối thủ đáng gờm nhất là Thái Lan và Philippines. Bốn mặt hàng cá ngừ
chế biến xuất khẩu chủ lực của Việt Nam sang đây giảm gần 4% về mặt giá trị so
với cùng kỳ năm trước. Trong khi đó, xuất khẩu các mặt hàng này của Thái Lan và
Philippines lại tăng so với cùng kỳ năm trước lần lượt là 23% và 5%.
1.1.3. Phế liệu cá ngừ và hướng tận dụng
1.1.3.1.

Phế liệu cá ngừ [2]


nước mắm.
Nội tạng cá ngừ là một nguồn enzyme Protease rất lớn hiện nay đang được
rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Enzyme được chiết rút để phục vụ cho quá trình


15

thủy phân protein, nâng cao giá trị sản phẩm thủy phân lớn rất nhiều so với thủy
phân bằng phương pháp hóa học.
Đầu và bộ xương cá ngừ còn có hàm lượng canxi và photpho thích hợp để bổ
sung canxi vào thức ăn chăn nuôi hoặc bổ sung vào thực phẩm phục vụ cho con
người.
Dầu cá từ động vật rất có lợi cho sức khỏe con người như làm giảm bệnh tim
mạch, bênh cao huyết áp, tăng khả năng miễn dịch. Duy nhất trong đầu cá có chứa
một lượng lớn các chuỗi axit eicosatentaenoic (EPA) và axit docosahexaenoic
(DHA). Như vậy ta hoàn toàn có thể tách lipit từ phế liệu của cá ngừ để sản xuất
dầu cá, có thể bổ sung vào thực phẩm, hoặc có thể bổ sung vào các sản phẩm dược
học.
Insulin là một chất tiết ra từ tuyến tụy, và có ảnh hưởng rất nhiều đến quá
trình chuyển hóa các chất gluxit. Do đó dung insulin chữa bệnh đái tháo đường
nhưng tuyệt đối không được uống, nên phải chế thuốc thành thuốc tiêm vào da.
Isulin có rất nhiều trong tụy tạng của cá biển: cá tuyết, cá ngừ, cá trích… và có đặc
điểm là ít bị tổn thất do sự phá hoại của enzyme trypsin, như vậy việc tận dụng
tuyến tụy của một số loài cá để chiết rút insulin là cần thiết và có giá trị cao.
Xương, da cá ngừ là nguyên liệu tốt dùng để sản xuất keo cá có chất lượng
cao. Gelatin trong công nghiệp thực phẩm dùng làm nguyên liệu phụ trong sản xuất
bánh điểm tâm, lạp xưởng, đồ hộp, kem cốc, chất ổn định và chất nhũ hóa trong
thực phẩm và rất nhiều công dụng trong công nghiệp.
1.2.




17

Một số enzyme protease thương mại:
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại protease, một số loại protease được
sử dụng phổ biến hiện nay:
Protamex là protease của bacillus (Bagsvaerd, Denmark). Enzyme có hoạt
tính endoprotease. Điều kiện tối ưu của Protamex trong khoảng pH = 5,5 – 7,5 ở
nhiệt độ 350C – 650C. Protamex có hoạt tính 1,5 AU/g. Enzyme này cũng bị bất
hoạt ở 850C trong 10 phút và ở pH thấp. [17]
Alcalase 2,4L (Novo Nordisk, Bagsvaerd, Denmark) là protease của Bacillus
icheniformis với hoạt tính endopeptidase. Alcalase là enzyme thương mại thuộc
nhóm serine protease subtilisin A. Hoạt tính của Alcalase 2,4L là 2,4 AU/g, bị ức
chế ở pH thấp, điều kiện hoạt động tốt nhất của Alcalase là pH = 8, nhiệt độ 50 –
600C. [13]
Flavourzyme là peptidase mang cả hai hoạt tính endo và exoprotease
(aminopeptidase), được sản xuất từ quá trình lên men chìm loài Aspergillus oryae
này hoạt động thủy phân protein trong điều kiện trung tính hoạt axit yếu. Điều kiện
hoạt động tối ưu của Flavourzyme 500L có hoạt tính 500 LAPU/g. Flavourzyme bị
ức chế hoạt động ở 900C trong 10 phút hoặc 1200C trong 5 giây. [17]
Neutrase là endoprotease được chiết từ vi khuẩn được sử dụng để thủy phân
protein. Enzyme này chỉ cắt protein ở mức độ vừa phải hoặc tạo thành các đoạn
peptid. Điều kiện hoạt động tốt của Neutrase 0,8L là pH = 5,5 – 7,5 ở nhiệt độ 45 –
550C. Neutrase 0,8L có hoạt tính 0,8 AU/g và bị ức chế khi pH < 4. [12]
 Quá trình thủy phân bằng enzyme [1] [9]
Khi thủy phân, protein của nguyên liệu chuyển thành axit amin và peptid bởi
enzyme proteaza có sẵn trong nguyên liệu hoặc do bổ sung vào, trên cở sở đó phá
vỡ các tế bào chứa dầu và cắt đứt các liên kết giữa protein-lipit, protein-vitamin.
Toàn bộ quá trình thủy phân được diễn ra nhẹ nhàng ở nhiệt độ thấp (50÷600C) làm