Đánh giá chất lượng Gelatin da cá tra

n về nhiều mặt, nhờ sự giúp đỡ của cha mẹ, thầy cô và bạn bè mà tôi đã hoàn thành đề tài này. Qua đây tôi xin chân thành biết ơn: - Cha mẹ, nguời đã nuôi dạy và luôn động viên, ủng hộ, tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình học tập cũng như trong cuộc sống. - Toàn thể quí thầy cô Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi. - Thầy Hà Thanh Toàn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. - Cô Nguyễn Thị Hoàng Minh đã hỗ trợ tích cực cho tôi trong suốt quá trình tiến hành thí nghiệm tại Bộ Môn Công Nghệ thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ. - Thầy Phạm Văn Hậu, cán bộ Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Cần Thơ đã giúp đỡ tận tình cho tôi trong suốt quá trình chạy điện di SDS-PAGE trên gel polyacrylamide để xác định trọng lượng phân tử của gelatin. - Quý cô thư viện Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc tham khảo tài liệu để tôi có thêm nhiều kiến thức bổ ích cũng như hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. - Sự giúp đỡ chân thành của các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm khóa 28 trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tác giả Cao Thị Huỳnh Châu Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 TÓM LƯỢC Trong những năm gần đây, thủy sản đã trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn ở nước ta, trong đó cá tra phi lê đông lạnh là một trong những mặt hàng chủ lực. Phần thịt cá được sử dụng trong sản phẩm phi lê chỉ chiếm khoảng 30% trọng lượng thân cá; phần phụ phẩm mà chủ yếu là da, xương chiếm khoảng 70% (trong đó phần da cá chiếm 5-7% trọng lượng thân cá) thường được bỏ đi hoặc được bán với giá rất rẻ. Vì vậy những nghiên cứu ứng dụng những phụ phẩm này đang rất được quan tâm. Trong đó việc chế biến gelatin từ da cá tra là ứng dụng rõ nét nhất. Với mục đích là xác định một số chỉ tiêu lý hóa học của gelatin trích từ da cá tra trên cơ sở đó so sánh với hai loại gelatin trên thị trường là gelatin của Hải Phòng và gelatin từ Trung Quốc; thử nghiệm chế biến sản phẩm kẹo mềm từ gelatin da cá tra. Đề tài “Đánh giá chất lượng gelatin da cá tra” đã tiến hành phân tích các chỉ tiêu vật lý như độ bền gel, độ nhớt và các chỉ tiêu hóa học như hàm lượng ẩm, tro, đạm tổng số, pH, trọng lượng phân tử của 3 loại gelatin có nguồn gốc từ Hải Phòng, Trung Quốc và gelatin được chế biến từ da cá tra. Sau đó thử nghiệm chế biến sản phẩm kẹo mềm, đánh giá cấu trúc của kẹo từ ba loại gelatin trên. Kết quả nghiên cứu cho thấy - Gelatin da cá tra và gelatin Trung quốc có độ nhớt, hàm lượng tro và hàm lượng đạm tổng số không khác biệt ở mức ý nghĩa 5%. Độ bền gel của gelatin Trung Quốc cao hơn gelatin da cá nhưng mức độ chênh lệch không lớn lắm. - Gelatin Hải Phòng có độ bền gel, độ nhớt và hàm lượng đạm tổng số là cao nhất. - Gelatin Trung Quốc có giá trị pH và hàm lượng ẩm cao nhất. Gelatin da cá có hàm lượng ẩm là thấp nhất. - Sản phẩm kẹo mềm được thử nghiệm chế biến với nồng độ 9% gelatin, cho kết quả: kẹo làm từ gelatin da cá tra có cấu trúc thấp hơn gelatin Trung Quốc và Hải Phòng. Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 Mục Lục Cảm tạ ........................................................................................................................... i Tóm lược ....................................................................................................................... ii Mục lục ......................................................................................................................... iii Danh sách bảng ............................................................................................................. v Danh sách hình .............................................................................................................. vi 1.1 ..................................................................................................................... C HƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................... 8 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................... 8 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ................................................................................. 8 1.2 ..................................................................................................................... C HƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .................................................................... 9 2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁ TRA.................................................................. 9 2.2 GELATIN ...........................................................................................................10 2.2.1 Định nghĩa gelatin ....................................................................................... 10 2.2.2 Collagen ...................................................................................................... 10 2.2.3 Sự chuyển đổi collagen - gelatin .................................................................. 10 2.2.4 Sản xuất gelatin ........................................................................................... 11 2.2.5 Cấu trúc hóa học của gelatin ........................................................................ 13 2.2.6 Tính chất lý hóa học của gelatin .................................................................. 14 2.2.7 Ứng dụng của gelatin trong công nghệ thực phẩm ....................................... 16 2.2.8 Tổng quan về gelatin da cá .......................................................................... 17 1.3 ..................................................................................................................... C HƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM..................... 19 3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ..........................................................................19 3.1.1 Dụng cụ và thiết bị ...................................................................................... 19 3.1.2 Hóa chất sử dụng......................................................................................... 20 3.1.3 Nguyên liệu ................................................................................................. 20 3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .........................................................................22 3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................................22 3.3.1 Phân tích các chỉ tiêu vật lý ......................................................................... 22 3.3.2 Phân tích các chỉ tiêu hóa học...................................................................... 23 3.3.3 Thử nghiệm chế biến sản phẩm kẹo mềm .................................................... 24 CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ ............................................26 4.1.1 Chỉ tiêu vật lý của gelatin da cá tra .............................................................. 26 4.1.2 Chỉ tiêu vật lý của gelatin Trung Quốc ........................................................ 26 4.1.3 Chỉ tiêu vật lý của gelatin Hải Phòng.......................................................... 26 4.2 THẢO LUẬN CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ ............................................................26 4.2.1 Độ bền gel của 3 loại gelatin........................................................................ 26 4.2.2 Độ nhớt của 3 loại gelatin ............................................................................ 27 4.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU HÓA HỌC .........................................28 4.3.1 Chỉ tiêu hóa học của gelatin da cá tra........................................................... 28 4.3.2 Chỉ tiêu hóa học của gelatin Trung Quốc ..................................................... 29 4.3.3 Chỉ tiêu hóa học của gelatin Hải Phòng ....................................................... 29 - Trọng lượng phân tử.....................................................................................................29 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 4.4 THẢO LUẬN CÁC CHỈ TIÊU HÓA HỌC.........................................................30 4.4.1 Hàm lượng ẩm của 3 loại gelatin ................................................................. 30 4.4.2 Hàm lượng tro của 3 loại gelatin.................................................................. 31 4.4.3 Hàm lượng đạm của 3 loại gelatin ............................................................... 32 4.4.4 Giá trị pH của 3 loại gelatin ......................................................................... 33 4.4.5 Trọng lượng phân tử của gelatin ..................................................................24 4.5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM KẸO MỀM GELATIN ......................................................................................................................34 1.4 ..................................................................................................................... C HƯƠNG 5. KẾT LUẬN........................................................................................ 37 CHƯƠNG 6. ĐỀ NGHỊ.........................................................................................28 1.5 ..................................................................................................................... T ÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 39 1.6 ..................................................................................................................... P HỤ LỤC .................................................................................................................. i PHỤ LỤC A. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ........................................................ i PHỤ LỤC B. XỬ LÝ THỐNG KÊ ............................................................................... ix Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 1 - Tỷ lệ (%) acid amin trong 100 gam gelatin sau khi thủy phân. ...................... 6 Bảng 2 - Kết quả độ bền gel và độ nhớt của gelatin da cá ........................................... 17 Bảng 3 - Kết quả độ bền gel và độ nhớt của gelatin Trung Quốc ................................ 17 Bảng 4 - Kết quả độ bền gel và độ nhớt của gelatin Hải Phòng .................................... 17 Bảng 5 - Thống kê độ bền gel của ba loại gelatin ......................................................... 18 Bảng 6 - Thống kê độ nhớt của ba loại gelatin ............................................................. 18 Bảng 7 - Kết quả chỉ tiêu hóa học của gelatin da cá tra ................................................ 19 Bảng 8 - Kết quả chỉ tiêu hóa học của gelatin Trung Quốc .......................................... 20 Bảng 9 - Kết quả chỉ tiêu hóa học của gelatin Hải Phòng ............................................. 20 Bảng 10 - Thống kê hàm lượng ẩm của ba loại gelatin ............................................... 20 Bảng 11 - Thống kê hàm lượng tro của ba loại gelatin ................................................. 21 Bảng 12 - Thống kê hàm lượng đạm của ba loại gelatin .............................................. 22 Bảng 13 - Thống kê giá trị pH của ba loại gelatin ........................................................ 22 Bảng 14 - Kết quả và thống kê cấu trúc kẹo mềm làm từ ba loại gelatin ...................... 23 Bảng 15 - Chi phí sản xuất 1kg gelatin từ da cá tra ...................................................... 25 Bảng 16 - Giá thành của 3 loại gelatin phân tích .......................................................... 25 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1 - Quy trình sản xuất gelatin từ da cá tra ............................................................ 5 Hình 2 - Hệ thống đốt đạm .......................................................................................... 13 Hình 3 - Hệ thống cất đạm ........................................................................................... 13 Hình 4 - Máy sấy ......................................................................................................... 13 Hình 5 - Máy đo cấu trúc Rheotex ............................................................................... 13 Hình 6 - Máy đo pH .................................................................................................... 13 Hình 7 - Lò nung ......................................................................................................... 13 Hình 8 - Máy đo độ nhớt Brookfield ............................................................................ 13 Hình 9 - Qui trình sản xuất thử nghiệm kẹo mềm gelatin ............................................. 16 Hình 10 - Đồ thị biểu diễn độ bền gel của ba loại gelatin ............................................. 18 Hình 11 - Đồ thị biểu diễn độ nhớt của ba loại gelatin ................................................. 19 Hình 12 - Kết quả điện di SDS - PAGE trên gel polyacrylamide ................................. 21 Hình 13 - Đồ thị biểu diễn hàm lượng ẩm của ba loại gelatin ....................................... 22 Hình 14 - Đồ thị biểu diễn hàm lượng tro của ba loại gelatin ....................................... 22 Hình 15 - Đồ thị biểu diễn hàm lượng đạm của ba loại gelatin ..................................... 23 Hình 16 - Đồ thị biểu diễn giá trị pH của ba loại gelatin .............................................. 24 Hình 17 - Đồ thị biểu diễn cấu trúc của kẹo mềm làm từ ba loại gelatin ...................... 25 Hình 18 - Gelatin nguyên liệu ...................................................................................... 25 Hình 19 - Sản phẩm kẹo .............................................................................................. 25 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Gelatin là sản phẩm có được từ sự thuỷ phân collagen thu được từ da, mô liên kết, và xương động vật.Gelatin được sử dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến thực phẩm, trong kỹ thuật nhiếp ảnh và cả trong y học. Gelatin được sử dụng với một số lượng lớn trong các sản phẩm thực phẩm. Như các sản phẩm sữa, các sản phẩm thịt, các sản phẩm kẹo: jam, jelly, kẹo mềm. Hầu hết các ứng dụng gelatin là sử dụng tính chất vật lý đặc biệt của nó hơn là vì giá trị dinh dưỡng. Hiện nay, trên thế giới sản xuất khoảng 140 000 - 160 000 tấn gelatin mỗi năm và mức độ sử dụng gelatin trong thực phẩm tăng trung bình khoảng 3%, chủ yếu sử dụng trong kẹo mứt và những sản phẩm có năng lượng thấp. Trong những năm gần đây, thủy sản đã trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn ở nước ta, trong đó cá tra phi lê đông lạnh là một trong những mặt hàng chủ lực. Một số tỉnh thuộc Đồng bằng Sông Cửu long như An giang, Đồng tháp, Vĩnh long và Cần thơ với điều kiện thiên nhiên ưu đãi đã và đang phát triển mạnh nghề nuôi trồng và chế biến thủy sản mà đặc biệt là mặt hàng cá tra phi lê đông lạnh. Phần thịt cá được sử dụng trong sản phẩm phi lê chỉ chiếm khoảng 30% trọng lượng thân cá; phần phụ phẩm mà chủ yếu là da, xương chiếm khoảng 70% (trong đó phần da cá chiếm 5-7%) trọng lượng thân cá thường được bỏ đi hoặc được bán với giá rất rẻ. Vì vậy việc nghiên cứu sản xuất gelatin từ da cá tra góp phần tạo ra hướng mới cho việc tận dụng nguồn phụ phẩm, nâng cao giá trị nguyên liệu cá tra. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu “Đánh giá chất lượng gelatin da cá tra” với mục đích đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của gelatin như: độ nhớt, độ bền gel, hàm lượng protein, hàm lượng tro, độ ẩm, pH, trọng lượng phân tử. Từ đó chế biến thử nghiệm sản phẩm kẹo mềm từ gelatin da cá tra. So sánh cấu trúc sản phẩm khi sử dụng gelatin da cá tra với sản phẩm sử dụng gelatin Trung Quốc và gelatin Hải Phòng. Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁ TRA Cá tra là một loài cá có giá trị kinh tế cao, phân bố ở khu vực sông Mê Kông, có mặt ở cả 4 nước Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam. Theo hệ thống phân loại của G.V.Lindberg (1974), cá tra thuộc: Lớp Cá Pisces Bộ Cá Nheo Siluriforms Họ Cá Tra Pangasidae Giống Cá Tra Pangasius Loài Cá Tra Pangasisus hypophthalmus (Sauvage, 1878 được trích dẫn bởi Võ Quốc Văn, 2004). Cá tra sống chủ yếu ở vùng nước ngọt, có thể sống được ở vùng nước lợ. Chúng có tính háo ăn, có thể tận dụng được nhiều loại thức ăn khác nhau. Mặt khác, chúng chịu đựng được tốt với môi trường khắc nghiệt, nuôi được ở mật độ cao, sống được ở nhiều loại hình mặt nước, cả những ao hồ có hàm lượng oxy hoà tan thấp, chúng tăng trưởng nhanh. Đặc điểm hình thái: cá tra có hình thoi, thân dài, dẹp bên. Cá tra không có vẩy, thân có màu xám, hơi xanh ở trên lưng, hai bên hông và bụng nhạt. Vây lưng và vây bụng màu xám đen, phần cuối vây đuôi có màu hơi đỏ. Kể từ năm 1990, sản phẩm cá tra phi lê đông lạnh đã trở thành một trong những mặt hàng chủ lực góp phần vào sự tăng trưởng liên tục của ngành thuỷ sản Việt Nam. Phụ phẩm từ quy trình sản xuất cá sau khi phi lê có thể chiếm đến 75% trọng lượng nguyên liệu (Shahidi, 1994), trong đó riêng phần da cá tra (được tách ra từ hai miếng thịt cá sau khi phi lê) chiếm từ 5-7% trọng lượng thân cá; đây chính là nguồn nguyên liệu tuyệt vời cho việc điều chế những thực phẩm giàu protein, bên cạnh đó còn làm giảm sự ô nhiễm môi trường và cải thiện chất lượng trong chế biến cá. Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 2.2 GELATIN 2.2.1 Định nghĩa gelatin Gelatin là một hợp chất cao phân tử nhận được từ sự thuỷ phân collagen, là một thành phần protein cơ bản của động vật tìm thấy trong xương, da, gân (Ramchandran, 1967). Mặc dù, thuật ngữ gelatin đề cập đến những chất keo khác nhưng nó chỉ được ứng dụng đối với những nguyên liệu protein từ collagen (Rose,1987) Theo tổ chức Y Tế thế giới FAO/WHO 1973 giới thiệu tiêu chuẩn và sự nhận dạng, phân loại gelatin như là một thực phẩm có thể ăn được. 2.2.2 Collagen Collagen là một thành phần cấu trúc chính của các sợi mô liên kết màu trắng và nó hiện diện trong tất cả các mô và cơ quan. Collagen là thành phần cấu tạo chiếm khoảng 30% của tất cả các protein có trong động vật có xương sống và động vật không xương sống. Dưới kính hiển vi nó có dạng là sợi trắng đục được bao quanh bởi các protein và mucopolysaccharide khác. Thành phần acid amin của collagen gồm có 18 trong số 20 loại acid amin được tìm thấy trong protein. Collagen chứa một hàm lượng cao glycin, prolin và hydroxyprolin; các acid amin khác chỉ chiếm khoảng 13 – 15%. Hydroxyprolin là thành phần đặc trưng của collagen, nó chỉ chiếm 2% trong elastin. 2.2.3 Sự chuyển đổi collagen - gelatin Sự chuyển đổi collagen thành gelatin là sự chuyển đổi chủ yếu xảy ra trong việc sản xuất gelatin. Đó là sự chuyển đổi của những sợi collagen có tổ chức cao những sợi này không tan trong nước, tạo thành hệ thống khử polymer gọi là gelatin đã được mô tả Veis (1964). Sự phức tạp trong cấu trúc của collagen và sự đa dạng của các phương pháp xử lý bằng enzyme và hóa chất có thể áp dụng trong sản xuất gelatin, giải thích sự hiện diện đa dạng của nhiều loại gelatin. Mặc dù những phương pháp kiểm soát chất lượng và sản xuất hiện đại đã được sử dụng nhưng sản xuất gelatin thương mại vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm. Nó đòi hỏi phải xúc tác thuỷ phân bằng acid hay kiềm cho ra gelatin, một dạng keo trong nước (việc thuỷ phân bằng enzyme cũng được sử dụng). Cách đơn giản nhất để chuyển đổi collagen thành gelatin là làm biến đổi tính tan của collagen. Biến tính nhiệt có thể được thực hiện bằng cách gia nhiệt collagen trong môi trường acid yếu đến 40oC. Ở chế độ xử lý này, các sợi collagen tách ra thành các đơn vị Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 tropocollagen do bị cắt đứt các liên kết hydro và liên kết kỵ nước, việc này giúp cho sự ổn định đường xoắn ốc của collagen (Jonsh và Courts, 1977). Giai đoạn tiếp theo trong sự thuỷ phân collagen là sự duỗi thẳng của mạch, bao gồm việc cắt đứt cầu nối giữa các phân tử của 3 chuỗi xoắn ốc và giúp gelatin hòa tan. Sự thuỷ phân collagen có thể tạo nên - Sự hình thành của 3 chuỗi α độc lập. - Sự hình thành của 1 chuỗi β (2 chuỗi α được liên kết bởi một hoặc hai liên kết cộng hóa trị) và 1 chuỗi α độc lập. - Sự hình thành của một chuỗi γ (3 chuỗi liên kết bởi các liên kết cộng hóa trị) Khác biệt chủ yếu giữa các hình thức α, β và γ của gelatin là ở trọng lượng phân tử. Ở dạng α, trọng lượng phân tử thay đổi từ 80 000 đến 125 000 và ở dạng β từ 160 000 đến 250 000. Ở dạng γ có trọng lượng phân tử từ 240 000 đến 375 000 (Poppe, J. 1995) 2.2.4 Sản xuất gelatin Gelatin được sản xuất từ sự thuỷ phân collagen, với nguồn nguyên liệu chủ yếu là da và xương. Sản xuất gelatin công nghiệp ở Mỹ được bắt đầu vào năm 1850. Ở thời điểm này, nguồn nguyên liệu chính là da thú và xương nhưng việc sản xuất gia tăng đáng kể vào năm 1930 khi da heo được sử dụng như một nguồn nguyên liệu. Ở Châu Âu, bằng sáng chế đầu tiên về sản xuất gelatin được cấp ở Anh vào năm 1754. Hiện nay, Châu Âu trở thành khu vực quan trọng nhất trong việc sản xuất gelatin. Ở Việt Nam, việc thử nghiệm sản xuất gelatin từ da cá tra đã được Lâm Trọng Hiếu (Luận văn tốt nghiệp, 2003), Võ Quốc Văn (Luận án thạc sĩ, 2004), Nguyễn Thị Thuỳ Linh (Luận văn tốt nghiệp, 2005) nghiên cứu ở phạm vi phòng thí nghiệm. Qui trình sản xuất thử nghiệm gelatin từ da cá tra của Võ Quốc Văn (Luận án thạc sĩ, 20 Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 Hình 1 - Qui trình sản xuất gelatin từ da cá tra Giải thích qui trình 1) Nguyên liệu: Nguyên liệu của quá trình sản xuất gelatin là phụ phẩm da cá Tra trong quy trình sản xuất cá phi lê của các nhà máy chế biến thủy sản. 2) Làm sạch: - Xử lý da cá: Da cá Tra tươi sau khi phi lê được cắt làm đôi để chuẩn bị cho các thí nghiệm tiếp theo. Da cá nếu chưa sử dụng phải được đưa đi cấp đông ngay và bảo quản ở nhiệt độ -200C cho đến khi sử dụng (thời gian bảo quản không quá 5 ngày). - Làm sạch da cá: Da cá được sau khi xử lý được ngâm quay trong nước (tỷ lệ là 1:6) trong thời gian 10 phút và được làm sạch bằng nước. Sau đó được ngâm quay 3 lần trong dung dịch 0.8M NaCl (tỷ lệ 1:6) trong thời gian 10 phút và được làm sạch bằng nước. Nguyên liệu Làm sạch Thuỷ phân Trích ly Lọc Cô đặc Sấy Nghiền Gelatin thành phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 - Xử lý da cá với dung dịch 0,2N NaOH: Da cá sau khi làm sạch được xử lý trước bằng cách ngâm quay 3 lần trong dung dịch 0,2N NaOH (tỷ lệ 1:6 w/v) trong thời gian 30 phút, sau đó da cá được làm sạch bằng nước và để ráo nước trước khi thủy phân. 3) Thủy phân: Acit được sử dụng trong quá trình thủy phân là acit citric với các nồng độ và thời gian thủy phân khác nhau được khảo sát. 4) Trích ly: Nguyên liệu sau khi thủy phân được tiến hành trích ly gelatin trong nước nóng. Các nhiệt độ nước trích ly khác nhau được khảo sát với thời gian trích ly qua đêm. 5) Lọc: Hỗn hợp sau khi trích ly được tiến hành thô bằng lưới lọc, sau đó lọc bằng bông thủy tinh hoặc bông gòn để loại bỏ các các chất béo và những cặn bã còn sót lại. Dung dịch sau khi lọc có thể ly tâm trong thời gian 5 phút ở tốc độ 6.000 vòng/phút để loại bỏ những cặn bã có kích thước nhỏ. 6) Cô đặc: Dịch lọc được cô đặc chân không ở nhiệt độ 550C cho đến khi nồng độ chất khô đạt từ 25 – 45%. 7) Sấy: Dung dịch sau khi cô đặc được tiến hành sấy bằng không khí đối lưu ở nhiệt độ 550C cho đến khi độ ẩm thấp hơn 15%. Nghiền: Gelatin sau khi sấy đạt độ ẩm yêu cầu được nghiền nhỏ, cho vào các túi PE hàn/cột kín miệng và bảo quản ở nơi thoáng mát. 2.3 Cấu trúc hóa học của gelatin Trong thành phần của gelatin, protein chiếm 86 – 90%, muối vô cơ chiếm không quá 2%, nước chiếm từ 8 – 12%. Phân tích 100g gelatin ta thu được 18 loại acid amin với tỷ lệ như trong bảng 1. Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 Bảng 1. Tỷ lệ (%) acid amin trong 100g gelatin sau khi thủy phân Loại acid amin Tỷ lệ Loại acid amin Tỷ lệ Loại acid amin Tỷ lệ Tyrosin 0,4 Threonin 2,0 Arginin 10,0 Methionin 0,7 Valin 2,2 Glutamic acid 10,3 Histidin 0,8 Leucin 2,5 Alanin 10,4 Hydroxylysin 0,9 Lysin 2,9 Hydroxyprolin 11,4 Isoleucin 1,0 Serin 3,4 Prolin 12,0 Phenylalanin 1,1 Aspartic acit 4,8 Glycin 23,2 Nguồn: Bringing Chemistry to Life, 2003. Gelatin không là chất hóa học đơn lẻ mà là hỗn hợp của những thành phần nhỏ được sắp xếp hoàn toàn do những amino acid tham gia bằng liên kết peptide tạo thành dạng polyme khác nhau về khối lượng phân tử từ 15 000 - 400 000 (Theo trích dẫn của Hồ Thị Xuân Hồng, 1998). Gelatin chứa 50,5% carbon, 6,8% hydrogen, 17% nitrogen, 25,2% oxygen và 0,5% lưu huỳnh. 2.4 Tính chất lý hóa học của gelatin - Sự hòa tan Gelatin hòa tan một phần trong nước lạnh, có khả năng hút nước hoặc trương nở khi được khuấy trong nước. Gelatin hấp thu nước khoảng 5–10 lần thể tích nó. Khi gia nhiệt khoảng 40oC sẽ tan chảy ra, hòa tan và tạo gel khi làm nguội. Sự chuyển từ dạng sol sang dạng gel có tính thuận nghịch và có thể lặp đi lặp lại nhiều lần. Đây chính là tính chất quan trọng được ứng dụng nhiều trong thực phẩm của gelatin. Mức độ hòa tan của gelatin bị ảnh hưởng của các yếu tố như: nhiệt độ, nồng độ và kích thước hạt gelatin. Gelatin không tan trong alcohol và hầu hết các dung môi hữu cơ khác. - Điểm đẳng điện Gelatin có thể hoạt động trong môi trường acid hoặc trong môi trường kiềm tuỳ thuộc vào pH. Trong dung dịch acid gelatin tham gia tích cực hơn dung dịch kiềm. Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 Ở pH trung tính, gelatin tham gia không đáng kể và được biết như là một pH đẳng điện hay điểm đẳng điện. Điểm đẳng điện của gelatin có thể thay đổi khoảng 4,8 – 9,4 (Eastoe et al, 1961 được trích dẫn bởi Lâm Trọng Hiếu, 2003). Quá trình xử lý gelatin bằng acid tạo điểm đẳng điện cao pI = 7–9. Quá trình xử lý gelatin bằng kiềm, collagen chịu sự tác động trong môi trường kiềm trước khi trích ly. Sự thuỷ phân bằng kiềm làm cho acid amin asparagine và glutamine của chuỗi polypeptide trở thành acid aspatic và acid glutamic một cách nhanh chóng và kết quả là gelatin được tạo ra có điểm đẳng điện pI = 4,8 – 5,2. - Khả năng tạo gel Thành phần của gelatin là các acid amin nhận được từ sự thuỷ phân collagen. Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại tạo thành một mạng lưới không gian có trật tự gọi là sự tạo gel. Khi protein bị biến tính, các cấu trúc (trừ cấu trúc bậc một) bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt. Các mạch polypeptide duỗi ra gần nhau tiếp xúc và liên kết với nhau tạo thành mạng lưới không gian 3 chiều mà mỗi vị trí tiếp xúc của các mạch là một nút. Các thành phần còn lại hình thành một mạng lưới không gian vô định hình chứa đầy pha phân tán (H2O) khi nồng độ tăng thì khả năng gel hóa tăng vì khả năng tiếp xúc giữa các mạch tăng. Các mắt lưới trong gel gelatin chủ yếu là do các liên kết hydro, liên kết hydro là liên kết yếu tạo ra sự linh động làm cho gel có được độ dẻo nhất định. Khi ta tăng nhiệt độ các liên kết hydro bị đứt và gel sẽ nóng chảy, khi để nguội liên kết trở lại và gel lại hình thành (Phạm Thu Cúc, 2002). Để tạo ra gel chắc hơn người ta có thể acid hoá nhẹ hay kiềm nhẹ để đưa pH của protein về điểm đẳng điện làm cho lực đẩy tĩnh điện trong gel bị triệt tiêu. Độ bền gel là thuộc tính quan trọng nhất của gelatin và được định nghĩa là trọng lượng gram cần thiết để đặt lên bề mặt gel đường kính 12,5 mm tạo ra một lõm sâu 4 mm đối với 112 gram gel gelatin tiêu chuẩn 6,67% ở 10oC. - Độ nhớt Độ nhớt là tham số quan trọng thứ hai của gelatin. Độ nhớt phụ thuộc vào nồng độ, độ nhớt tăng theo sự tăng nồng độ của gelatin. Độ nhớt cũng phụ thuộc vào nhiệt độ (trên 40oC thì độ nhớt giảm, độ nhớt giảm càng nhanh khi nhiệt độ tăng cao), pH (độ nhớt thấp nhất xảy ra tại điểm đẳng điện pI của gelatin). Luận văn tốt nghiệp khóa 28 – 2007 Trường Đại Học Cần Thơ 39 Độ nhớt gelatin làm ảnh hưởng đến đặc tính gel và điểm nóng chảy. Gelatin có độ nhớt cao mức độ nóng chảy và sự thành lập gel sẽ cao hơn so với gelatin có độ nhớt thấp. - Điểm nóng chảy Điểm nóng chảy là nhiệt độ mà ở đó có thể làm mềm gel của gelatin. Các yếu tố ảnh hưởng đến điểm nóng chảy + Thời gian ổn định: theo Stainsby and Taylor (1958) xác định rằng điểm nóng chảy của gelatin ở cấp độ cao thì phụ thuộc vào những điều kiện trong thời gian ổn định đầu tiên. + Nồng độ: khi độ tinh khiết của gelatin tăng thì điểm nóng chảy cũng tăng. + Muối: NaCl hạ thấp điểm nóng chảy của gelatin. - Độ trong Độ trong của dung dịch gelatin phụ thuộc vào sự trích ly và điều kiện trích ly. Lần trích ly đầu tiên cho gelatin có độ trong cao nhất, và giảm dần ở các lần trích ly sau. Dung dịch gelatin có độ đục cao nhất ở điểm đẳng điện. Để cải thiện độ trong của gelatin, trong quá trình trích ly có thể tiến hành lọc, tẩy trắng và lắng trong. - Màu sắc Màu sắc của gelatin phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, phương pháp sản xuất và số lần trích ly. Màu sắc được đánh giá bằng thiết._.