BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG


ĐINH VĂN BÌNH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ
KHẢ NĂNG KẾT DÍNH CỦA GELATIN
VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC
PHẨM

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 60 54 01 01

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2016


Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: HD1:TS.Phan Thế Anh.
HD2: PGS.TS. Đặng Minh Nhật

Phản biện 1: .............................................................................
Phản biện 2: .............................................................................

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ ngành Công nghệ thực phẩm và đồ uống họp tại
Đại học Đà Nẵng vào ngày 28 tháng 8 năm 2016.

người tiêu dùng chấp nhận một cách rộng rãi hơn cả vì liên quan đến
vấn đề tôn giáo và sức khỏe.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành thủy sản ở nước ta,
một số lượng lớn các phế phụ phẩm bị thải ra như: đầu, da, vây,
xương, nội tạng, chất béo khác, nước thải sau chế biến…. Trong khi


2
đó lượng phế phẩm này là một nguồn nguyên liệu chứa thành thành
phần giá trị cao, có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và
đời sống đó là gelatin. Việc nghiên cứu công nghệ sản xuất gelatin từ
phế thải của công nghiệp chế biến thủy hải sản và việc đánh giá khả
năng kết dính của gelatin thu nhận từ da cá ngừ nhằm thay thế cho
gelatin từ động vật có vú trong lĩnh vực thực phẩm vẫn chưa được
quan tâm nghiên cứu. Do đó, tôi đề xuất và thực hiện đề tài: “Nghiên
cứu đánh giá khả năng kết dính của gelatin và ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
a. Phƣơng pháp vật lý
b. Phƣơng pháp hóa lý
c. Phƣơng pháp hóa sinh
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a. Ý nghĩa khoa học
b. Ý nghĩa thực tiễn
6. Tổng quan tình hình nghiên cứu của đề tài
a. Các nghiên cứu trong nƣớc
b. Các nghiên cứu ngoài nƣớc
7. Kế t cấ u luâ ̣n văn

Phân loại và tính chất chung của keo thực phẩm

TỔNG QUAN VỀ COLLAGEN
1.2.1. Giới thiệu chung về collagen
1.2.2. Thành phần và cấu tạo của collagen
1.2.3. Sự thay đổi cấu trúc từ collagen sang gelatin.

1.3.

TỔNG QUAN VỀ GELATIN
1.3.1.

Giới thiệu gelatin

1.3.2.

Thành phần hóa học của gelatin

1.3.3.

Tính chất của gelatin

1.3.4.

Phân loại gelatin

a. Dựa vào nguồn gốc
b. Dựa vào phương pháp sản xuất
c. Dựa vào hình dạng bên ngoài


XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT, CẤU TRÚC CỦA GELATIN
2.3.1. Xác định hàm lƣợng protein
Thực hiê ̣n theo phương pháp NMKL No. 6, 4th Ed. 2003.
2.3.2. Xác định hàm lƣợng lipid
Theo phương pháp NMKL No. 131 - 1989.


5
2.3.3. Xác định hàm lƣợng ẩm
Theo phương pháp NMKL số 23 – 1991.
2.3.4. Xác định độ tro
Theo phương pháp NMKL số 173-2005.
2.3.5. Xác định hàm lƣợng kim loại nặng (As, Hg, Cd,
Pb)
Theo phương pháp AOAC official method 999.10.2007.
2.3.6. Xác định độ bền gel của gelatin
Pha dung dịch gelatin 6,67% ở nhiệt độ thường, đun nóng lên
65 C trong 25 phút. Dịch gelatin được cho vào túi polymer với
0

đường kính 3 cm, để nguội ở nhiệt độ phòng 15 phút, làm lạnh ở
100C trong 16÷18 giờ. Độ bền gel được tính bằng trọng lượng của
piston có đường kính 12,7 mm đâm xuyên qua bề mặt gel với vận tốc
0,5mm/s ở 100C bởi máy Rheo Tex. Đơn vị tính: gam (g)
2.3.7. Xác định độ nhớt của dịch gelatin
Xác định độ nhớt bằng nhớt kế OSVAL
2.3.8. Xác định độ kết dính.
Sử du ̣ng thiế t bi ̣đo lực với các thông số kỹ thuâ ̣t sau : phạm vi
đo: 0~10 lbs; độ phân giải: 0.01 lbs; xuất xứ: Japan; model: MF10LB; số Serial: MF-10LB.
Mô hình mẫu: Đơn vi ̣đo đô ̣ kế t din

Tro

As

Cd

Hg

Pb

(%)

(%)

(%)

(%)

(ppb)

(ppb)

(ppb)

(ppb)

Mẫu A

6,81


ND

6,95

86,12

1,04

0,37

ND

5,22

ND

ND

4,7

86,32

2,76

0,12

ND

6,15


ND: không phát hiện; ppb: tỷ lệ phần tỷ.

Như vậy, với các kết quả thu được từ quá trình phân tích thành
phần hóa học của các loại gelatin có thể kết luận rằng: gelatin thu
nhận từ da cá ngừ có giá trị dinh dưỡng tương đương với gelatin thu
nhận từ da động vật có vú; hàm lượng kim loại nặng và hàm lượng
tro đều nằm trong giới hạn cho phép; hàm lượng lipid thấp trong


7
gelatin thu nhận từ da cá ngừ được cho là làm tăng khả năng hòa tan
trong dung môi nước, một ưu điểm khi ứng dụng làm keo.
3.2.

ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN GEL CỦA CHẾ PHẨM KEO

THỰC PHẨM, GELATIN THƢƠNG MẠI VÀ THU NHẬN TỪ
DA CÁ NGỪ
Độ bền gel của gelatin được số hóa thông qua giá trị Bloom .
Kế t quả cho th ấy giá trị Bloom của các mẫu gelatin đươ ̣c chiế t tách
từ da cá ngừ có sự khác nhau rõ rệt tùy thuộc vào phương pháp xử lý.
Mẫu được xử lý trong môi trường acid cho giá trị Bloom thấp nhất
và được lý giải là do quá trình đứt gãy mạch gelatin xảy ra mạnh ở
môi trường acid. Trong khi đó mẫu đươ ̣c xử lý trong môi trường acid
– bazơ kế t hơ ̣p cho giá tr ị Bloom cao nhất. Giá trị Bloom của gelatin
thu được theo phương pháp này còn cao hơn cả gelatin thương mại
và chế phẩm gelatin được chiết xuất từ da của động vật có vú. Kết
quả giá trị Bloom một phần nào cho chúng ta cái nhìn khái quát và
dự đoán về độ bền keo của các loại gelatin. Tuy nhiên khi gia công
thành mối dán thì các yếu tố như: nồng độ gelatin, thời gian kết dính

mao quản. Vì vậy, để loại bỏ ảnh hưởng của bề mặt nền keo gelatin
với nồng độ thay đổi 5%, 10%, 15%, 20% và 25% được quét lên 2
tấm nhựa PE và đo độ bền kéo của mối dán sau gia công. Hình 3.4
thể hiện độ bền kết dính của dung dịch gelatin ở các nồng độ khác
nhau trên bề mặt nền nhựa PE với thời gian chờ 5 giờ.
Kết quả nghiên cứu về độ bền kết dính tại các nồng độ khác
nhau cho phép rút ra kết luận rằng : độ bền mối dán tăng khi nồng độ
gelatin tăng từ 5% đến 15% và bắt đầu giảm xuống khi nồng độ lớn
hơn 15%.
Như vậy, với việc khảo sát ảnh hưởng của nồng độ gelatin đến
độ bền liên kết cùng với việc loại bỏ ảnh hưởng của bề mặt nền cho


9
phép chúng tôi xác định nồng độ tối ưu để gia công mối dán với
dung dịch keo gelatin là 15%.
Bên cạnh nồng độ dung dịch keo thì thời gian kết chờ cũng là
một yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ bền kết dính.
3.3.2. Thời gian chờ
Để khảo sát ảnh hưởng của thời gian chờh, ở đây chúng tôi cố
định nồng độ gelatin là 15%. Tương tự, để loại bỏ ảnh hưởng của bề
mặt nền dung dịch keo được quét lên vật liệu mô hình nhựa PE rồi
tiến hành đo các thông số về độ kết dính với các khoảng thời gian
chờ khảo sát là : 5 giờ, 10 giờ, 20 giờ, 25 giờ, 30 giờ. Các mẫu gia
công được lưu trữ ở nhiệt độ phòng cho đến khi đo. Kết quả độ bền

Độ kết dính (lbs)

kết dính với các thời gian chờ khác nhau được thể hiện trên hình 3.5.


1,00

Mẫu AB

0,50

Mẫu Knox
Mẫu Powder

0,00
o




12
lên về số lượng các liên kết hydro trong khối gelatin làm cho cấu trúc
của các mối dán trở nên bền hơn.

Độ kết dính (lbs)

Nồng độ 15%

5h

10h

20h

25h

30h

Thời gian (giờ)
Hình 3.8. Độ kết dính ở các nồng độ 15% theo thời gian chờ
khác nhau, nhiê ̣t đô ̣ bảo quản 25oC, bề mặt bánh tráng Đa ̣i Lô ̣c
b. Khả năng kết dính ở nhiệt độ 4oC
Với mu ̣c đích khoanh vùng nghiên cứu đ ể các nghiên cứu tiếp
theo đối với bề mặt nền là bánh trang Đại Lộc được tập trung, nên
các nghiên cứu tiếp theo về độ kết dính trên nền mẫu bánh tráng Đại
Lô ̣c đươ ̣c giới ha ̣n ở mức khả o sát nồ ng đô ̣ 15% với các thời gian
chờ khác nhau.
Hình 3.11 thể hiê ̣n đô ̣ kế t din


15

25

Thời gian chờ (giờ)
Hình 3.11.Độ kết dính ở nồ ng độ 15% theo thời gian chờ khác
nhau, nhiê ̣t đô ̣ bảo quản 4oC, bề mặt bánh tráng Đa ̣i Lô ̣c
c. Khả năng kết dính ở nhiệt độ
0,50

Mẫu Knox
Mẫu Powder

0,00
5

15

25

Thời gian chờ (giờ)
Hình 3.13. Độ kết dính ở nồng độ 15% theo thời gian chờ khác
nhau, nhiê ̣t đô ̣ bảo quản 40oC, bề mặt bánh tráng Đa ̣i Lô ̣c
Khi xét ở phương diê ̣n đô ̣ kế t dính thay đổ i theo hướng tăng
dầ n đố i với mô ̣t dung dich
̣ keo gelatin nghiên cứu ở các điề u kiê ̣n
nhiê ̣t đô ̣ bảo quản khác nhau : 40oC, nhiê ̣t đô ̣ thường, 4oC và
Mẫu Knox
Mẫu Powder

0,00
1
5h

2
10h

3
20h

4
25h

5
30h

Thời gian (giờ)
Hình 3.15. Độ kết dính ở các nồng độ 15% theo thời gian chờ khác
nhau, nhiê ̣t đô ̣ bảo quản 25oC, bề mă ̣t gluten bô ̣t mỳ
Kết quả cho thấy ở các mức nồng độ khác nhau thời gian chờ
đạt được độ kết dính lớn nhất tại 25 giờ. Điề u này đươ ̣c giải thích do
viê ̣c liên kế t đươ ̣c ta ̣o ra giữa các ma ̣ch gelatin với nhau đa ̣t cực đa ̣i
lúc 25 giờ chờ, kể từ đó bắ t đầ u xuấ t hiê ̣n sự thoái hóa cấ u trúc của
gelatin và không ta ̣o liên kế t tố t như thời gian chờ trước 25 giờ.
Bên cạnh đó, ta nhận thấy khi nồng độ 15% thì độ kết dính cực
đại, lý giải cho vấn đề này với nguyên nhân sự tăng lên của nồng độ
gelatin tăng đã dẫn đến việc tăng độ nhớt của dung dịch keo. Điều

Độ kết dính (lbs)

2,50
2,00

Mẫu A

1,50

Mẫu B

1,00

Mẫu AB

0,50

Mẫu Knox

0,00

Mẫu Powder
5

15

25

Nồ ng đô ̣ (%)
Hình 3.18. Độ kết dính ở thời gian chờ 25 giờ theo nồ ng độ khác


Mẫu Powder

0,00

5

15

25

Nồ ng đô ̣ (%)
Hình 3.19. Độ kết dính ở thời gian chờ 25 giờ theo nồ ng độ khác
nhau, nhiê ̣t đô ̣ bảo quản

0,00
5

15

25

Nồ ng đô ̣ (%)
Hình 3.20. Độ kết dính ở thời gian chờ 25 giờ theo nồ ng độ khác
nhau, nhiê ̣t đô ̣ bảo quản 40oC, bề mă ̣t gluten bô ̣t mỳ
3.4.1. Vật liệu nghiên cứu làm nền là màng đậu nành
a. Khả năng kết dính ở nhiệt độ thường (25oC)
Hình 3.22 thể hiê ̣n đô ̣ kế t din
́ h của gelatin (cả gelatin nghiên
cứu và gelatin thương ma ̣i ) ở các nồng độ khác nhau theo thời gian
chờ khác nhau đố i với nề n mẫu bề mặt màng đâ ̣u nành.


Độ kết dính (lbs)

19
1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00

peptit đươ ̣c ta ̣o thành bề n và khó đứt gaỹ hơn so với các d ung dich
̣
keo gelatin đươ ̣c hòa tan và chiế t tách có sử du ̣ng acid (mẫu A, AB).
Kế t luâ ̣n này cũng đươ ̣c sử du ̣ng để giải thić h cho sự khác biê ̣t về đô ̣
kế t dính của các gelatin thương ma ̣i so với nhau và so với các gelatin
nghiên cứu từ da cá ngừ.
b. Khả năng kết dính ở nhiệt độ 4oC
Hình 3.25 thể hiê ̣n đô ̣ kế t din
́ h các gelatin nghiên cứu ở thời
gian chờ 25 giờ theo nồ ng đô ̣ khác nhau ta ̣i nhiê ̣t đô ̣ bảo quản 4oC.
Với mục đích khoanh vùng nghiên cứu ở thời gian chờ 25 giờ,
nên các nghiên cứu tiế p theo về đô ̣ kế t din
́ h trên nề n mẫu màng đ ậu
nành (đã được xử lý khô đến hàm lượng ẩm

0,50

Mẫu Knox
Mẫu Powder

0,00
5

15

25

Nồ ng đô ̣ (%)
Hình 3.26. Độ kết dính ở thời gian chờ 25 giờ theo nồ ng độ khác
nhau, nhiê ̣t đô ̣ bảo quản
Hình 3.27. Độ kết dính ở thời gian chờ 25 giờ theo nồ ng độ khác
nhau, nhiê ̣t đô ̣ bảo quản 40oC, bề mặt màng đâ ̣u nành
Tại đây chúng ta còn rút ra một khi xét ở phương diện độ

kế t

dính thay đổi theo hướng tăng dần đối với một dung dịch keo gelatin
nghiên cứu ở các điề u kiê ̣n nhiê ̣t đô ̣ bảo quản khác nhau : 40oC, nhiê ̣t
đô ̣ thường (25oC), 4oC và

Góc nghỉ ( đô ̣)

Góc nghỉ ( đô ̣)-

Góc nghỉ ( đô ̣)-

thêm 0,1%

thêm 0,2%

MgCO3

MgCO3

A

14,04

11,31

-

B

17,22

15,11

11,86

hành thay đổi hàm lượng sử dụng từ 0,1% tới hàm lươ ̣ng tố i đa hàm
0,2% thì góc nghỉ của các hỗn hợp gelatin nghiên cứu đạt được góc
nghỉ tương đương vớ i các sản phẩ m thương ma ̣i . Điề u này giúp ta
kế t luâ ̣n rằ ng ta hoàn toàn có thể sử du ̣ng phu ̣ gia là MgCO3 để chống
vón cục đối với sản phẩm là hỗn hợp gelatin.