Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương

i LỜI CẢM ƠN Để đạt được kết quả nghiên cứu như ngày hôm nay tôi đã nhận được sự giúp đỡ của gia đình cũng như thầy cô và bạn bè. Để bày tỏ sự biết ơn của mình tôi xin gửi lời trân trọng cảm ơn tới: Quý Thầy, Cô khoa Chế biến trường Đại học Nha Trang. Ban giám hiệu và phòng ban liên quan. Thầy Nguyễn Anh Tuấn là người hướng dẫn,đôn đốc, tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này. Thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và Cô Phạm Thị Hiền đã giúp đỡ và cùng tôi thực hiện đề tài này. Các thầy cô trong khoa đã tận tình giúp đỡ giải đáp những thắc mắc khó khăn của tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Cán bộ phòng Thí nghiệm các bộ môn công nghệ Chế biến, công nghệ Thực phẩm, công nghệ Sinh học, Hóa- Vi sinh đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài của mình. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên giúp đỡ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu. Nha Trang, ngày 1tháng 7 năm 2011 Sinh viên thực hiện Vũ Thị Quỳnh ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i MỤC LỤC.................................................................................................................. ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG...................................................................................................v DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. vi ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN .......................................................................................3 1.1. Tổng quan về cá ngừ........................................................................................3 1.1.1. Một vài loài cá ngừ đại dương. .................................................................5 1.1.2. Thành phần hóa học và thành phần khối lượng cá ngừ đại dương...........7 1.1.3. Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ......................................................8 1.1.4. Đánh giá về phế liệu cá ngừ....................................................................11 1.2. Tổng quan về protein của cá. .........................................................................11 1.2.1. Vai trò sinh học của protein....................................................................11 1.2.2. Vai trò dinh dưỡng của protein...............................................................12 1.2.3. Cấu tạo phân tử protein...........................................................................12 1.2.4. Một số tính chất của protein. ..................................................................13 1.2.5. Protein trong động vật thủy sản. .............................................................14 1.3. Tổng quan về quá trình trích ly protein. ........................................................14 1.3.1. Bản chất của quá trình trích ly. ...............................................................14 1.3.2. Quá trình trích ly protein. .......................................................................16 1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trích ly protein................................17 1.3.4. Các biến đổi của protein trong quá trình trích ly. ...................................19 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................22 2.1. Đối tượng nghiên cứu.....................................................................................22 2.1.1. Cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương từ quá trình chế biến cá filet đông lạnh. .................................................................................................................22 iii 2.1.2. Dung dịch acid clohydride. .....................................................................22 2.1.3. Natri hydroxit. .........................................................................................22 2.2. Phương pháp nghiên cứu................................................................................23 2.2.1 Phương pháp thực nghiệm .......................................................................23 2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm ..................................................23 2.2.3. Phương pháp phân tích và xác định các chỉ tiêu sản phẩm.....................23 2.3. Bố trí thí nghiệm. ...........................................................................................23 2.3.1. Sơ dồ quy trình nghiên cứu. ...................................................................23 2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát: ..........................................................26 2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chi tiết................................................................27 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................38 3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học cơ bản của thịt đỏ cá ngừ đại dưỡng.....................................................................................................................38 3.2. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ......................................................................................38 3.3. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương .................................................................................43 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein từ thịt đỏ cá ngừ đại dương.................................................................46 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương. ................................................................................50 3.6. Ảnh hưởng của pH kết tủa lên hiệu suất thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. ..................................................................................................54 3.7. Đề xuất quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương.....................................................................................................................56 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .......................................................................58 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................59 PHỤ LỤC iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TPHH : thành phần hóa học. W/V : nguyên liệu/dung môi. KQ : kết quả H : hiệu suất. TNHH : trách nhiệm hưu hạn. v DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loài cá ngừ đại dương .............................7 Bảng 1.2. Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương. ..........................................8 Bảng 1.3. Các nhóm hàng thủy sản xuất khẩu chính ................................................10 Bảng 3.1. thành phần hóa học cơ bản của thịt đỏ cá ngừ..........................................38 vi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1. Cá ngừ vây vàng..........................................................................................5 Hình 1.2. Cá ngừ mắt to ..............................................................................................6 Hình 2.1. Thịt đỏ cá ngừ đại dương ..........................................................................22 Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. ...............................................................................38 Hình 3.2. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên hiệu suất thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương. ....................................................................................39 Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong bã .........................................................................................................39 Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH của dung dịch chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong nước thải. .........................................................................................................40 Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương ...........................................................................................................43 Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương. .................................................................................................43 Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong bã .........44 Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong nước thải....................................................................................................................44 Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên hiệu suất hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương....................................................................46 Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu suất thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương.........................................................................47 Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến tỷ lệ thất thoát protein trong bã .........................................................................................................47 Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi trong quá trình chiết lên tỷ lệ thất thoát potein trong nước thải. ................................................................48 vii Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hiệu suất hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương............................................................................................50 Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hiệu suất thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ.............................................................................................................50 Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên tỷ lệ protein thất thoát trong bã.........51 Hình 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên tỷ lệ thất thoát protein trong nước thải....................................................................................................................51 Hình 3.17. Hiệu suất protein hòa tan protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. .......54 Hình 3.18. Ảnh hưởng của pH kết tủa đến tỷ lệ thu hồi protein so với protein trong dịch chiết..........................................................................................................54 Hình 3.19. Ảnh hưởng của pH kết tủa lên hiệu suất thu hồi protein so với protein trong nguyên liệu thịt đỏ cá ngừ đại dương..................................................55 Hình 3.20. Dung dịch protein sau hòa tan.................................................................57 Hình 3.21. Protein sau kết tủa ..................................................................................57 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài. Cá ngừ đại dương là loài cá có giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế cao nó thể hiện ở sản lượng khai thác và tiêu thụ trong các năm trước đây. Hai loại cá ngừ đại dương phổ biến và được ưa chuộng là cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to. Sản lượng khai thác cá ngừ vây vàng thế giới đạt con số1.296 nghìn tấn và cá mắt to là 403 nghìn tấn vào năm 2005[ 11]. Đây quả là con số không phải nhỏ trong công nghiệp chế biến thực phẩm thủy sản. Dạng sản phẩm chính trong công nghệ chế biến thủy sản từ nguồn nguyên liệu này là ăn tươi, đông lạnh, sashimi, đóng hộp, xông khói…. Trong quá trình chế biến này thì phần chính được sử dụng làm thực phẩm là phần thịt trắng( phần ăn được), còn lại khoảng 30%[5] là phế liệu( đầu, xương, da, vây, vẩy, thịt đỏ…). Phần phế liệu này chỉ một ít được tận dụng làm thực phẩm cho người, một phần làm thức ăn cho gia súc, phần còn lại là thải bỏ, như vậy sẽ rất lãng phí thậm chí còn mất một khoản chi phí để xử lý chất thải mang lại hiệu quả kinh tế thấp cho doanh nghiệp. Một trong những phần phế liệu đáng lưu tâm ở đây là phần cơ thịt đỏ của cá ngừ, đây là phần có chứa hàm lượng protein lớn và có giá trị dinh dưỡng cao, nó chiếm khoảng 6.4% thành phần khối lượng tuy nhiên nó có một đặc điểm gây trở ngại mà người ta phải loại bỏ nó ra trong quá trình chế biến. Trong thịt đỏ cá ngừ nói chung có chứa histidine nó có khả năng chuyển thành độc tố histamine gây ngộ độc cho người sử dụng nếu quá trình chế biến và bảo quản không đảm bảo. Mà sự biến đổi này thì không thể tránh khỏi, chính vì thế cho đến nay nó luôn là phế liệu ít được quan tâm trong quá trình chế biến. Như vậy, làm thế nào để nâng cao giá trị kinh tế và giá trị sử dụng trong thực phẩm cho nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng này cần phải được nghiên cứu và làm rõ. Đó là những lý do khiến tôi chọn hướng nghiên cứu: “nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương” 2 2. Nhiệm vụ của đề tài. Tìm ra quy trình tách chiết và thu hồi protein của thịt đỏ cá ngừ đại dương với hiệu suất thu hồi là cao nhất. Để đạt được nhiệm vụ nêu trên trong quá trình nghiên cứu cần thực hiện những nhiệm vụ sau:
Xác định thành phần hóa học của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương.
Nghiên cứu chế độ hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương tốt nhất.
Xây dựng quy trình hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ đại dương. 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài.
Tạo ra dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo cho sinh viên và cán bộ ngành chế biến thủy sản.
Kết quả nghiên cứu tạo ra cơ sở cho các nhà máy chế biến áp dụng nhằm tận dụng và nâng cao giá trị của nguồn phế liệu thịt đỏ cá ngừ trong công nghệ chế biến cá ngừ. 4. Ý nghĩa thực tiễn.
Nâng cao giá trị của nguồn phế liệu cơ thịt đỏ cá ngừ.
Tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng từ sản phẩm thu được. 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cá ngừ. Cá ngừ đặc biệt là cá ngừ đại dương là loài cá có giá trị cao dựa vào sản lượng lớn và sự ưa chuộng của người tiêu dùng. Cá ngừ thuộc họ cá thu ngừ (Scombride), chúng sống ở vùng nước ấm. Cá ngừ đại dương có hệ thống trao đổi nhiệt ngược dòng, do đó nó có khả năng giữ ấm cho cơ thể cá ngay cả trong nước lạnh. Với hệ cơ luôn được giữ ấm như vậy giúp cho cá di chuyển nhanh chóng dưới nước nên “vua tốc độ của biển cả” là mệnh danh của loài cá ngừ đại dương. Cá ngừ giống như cư dân du mục của đại dương, nó được biết đến với kỷ lục xuyên đại dương, theo nghiên cứu chúng có thể di chuyển với tốc độ 16 dặm/ ngày để vượt qua 5300 dặm từ California đến Nhật Bản. Với sự di chuyển như vậy cá ngừ cần một lượng O2 và thức ăn rất lớn để cung cấp đủ năng lượng cho cơ thể từ vài chục đến vài trăm kg của nó. Chính vì thế tim của cá ngừ có kích thước gấp 10 lần các loại cá khác có cùng kích thước giống nó, diện tích bề mặt mang lớn gấp 30 lần so với các loài cá khác. Cá ngừ được quan tâm đến không đơn thuần như loài động vật máu lạnh giống các loài cá khác mà chúng được xem xét như là một loài máu nóng. Chúng có một mạng lưới mạch máu đan xen nhau chính là cơ quan giúp cho sự trao đổi ngược dòng giữa hai hệ thống động mạch và tĩnh mạch gần nhau để giữ ấm cho cơ thể cá, thân nhiệt của cá ngừ có thể lên tới 38oC cao hơn nhiệt độ môi trường 20oC.[1] Cá ngừ có thân hình thoi, hơi tròn, phần bụng có màu trắng bạc phần thân có màu sẫm đến đen đôi khi có sọc mờ hoặc chấm mờ trên thân, trừ cá ngừ vây vàng có màu vàng sáng. Vảy của cá ngừ hầu hết là nhỏ và gần như cấu trúc vây của các loài cá ngừ là giống nhau: vây ngực có thể ngắn( cá ngừ vây xanh, cá ngừ vằn) hoặc có thể dài như mảnh lưỡi dao( cá ngừ vây vàng, cá ngừ vây dài). Riêng cá ngừ vây vàng khi trưởng thành có một số vây lưng thứ hai và vây hậu môn mọc dài hẳn như 4 lưỡi kiếm có màu vàng. Chúng có một hàng gai ở phần bên đuôi có hình giống vầng trăng khuyết.[1] Hầu hết các loài cá ngừ đều có hai bó cơ: bó cơ trắng ở hai bên lườn và bó cơ đỏ ngay dưới da dọc theo chiều dài cơ thể, có một hệ thống dây chằng phân chia hai bó cơ một cách rõ rêt. Trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm phần nguyên liệu chính được sử dụng là phần thịt trắng còn phần thịt đỏ có chứa histidine dễ dàng chuyển thành độc tố histamine trong khi chế biến và bảo quản nên thường không được sử dụng làm thực phẩm cho người. Cá ngừ bắt đầu vòng đời của mình từ khi cá mẹ đẻ trứng trong vùng nước mới, sau 24h trứng sẽ nở thành ấu trùng. Mỗi lần đẻ trứng mỗi con cá mẹ đẻ khoảng 6 triệu trứng, chúng có đặc tính sinh sản tập trung, dù sống ở vùng nào khi đến mùa sinh sản chúng cũng tập trung về cùng một vùng. Cá ngừ là loài cá ăn tạp chúng ăn tất cả những gì trước mắt từ cá nục, cá bơn cá trích, mực ống, cá thu kể cả bọt biển…[2] Cá ngừ là loại cá có giá trị kinh tế cũng như sản lượng lớn. Mùa vụ khai thác từ tháng 4 đến tháng 8, vụ phụ từ tháng 10 đến tháng 2. Nghề câu cá ngừ đại dương xuất hiện ở Việt Nam vào khoảng những năm 1990 ở 3 tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa, Bình Định sau đó lan rộng ra các tỉnh lân cận cho đến nay đã thành thế mạnh của ngư dân các tỉnh Nam Trung Bộ. Ngư cụ khai thác chủ yếu là câu vàng, lưới rê, lưới đăng. Đây là loài thủy sản có giá trị cao cả về giá trị dinh dưỡng lẫn sản lượng và cần được nghiên cứu đưa ra biện pháp để tăng nguồn khai thác nhưng vẫn bảo tồn và phát triển được nguồn thực phẩm tuyệt vời này. 5 1.1.1. Một vài loài cá ngừ đại dương.
Cá ngừ vây vàng. Hình 1.1. Cá ngừ vây vàng Tên khoa học: Thunnus albacores Tên tiếng anh: yellowfin tuna. Giới : Animalia. Ngành : Chordate. Phân Ngành Liên Lớp : Vertebrata. : Osteichthyes. Lớp : Actinopterygii. Phân Lớp Bộ : Neopterygii. : Perciformes. Họ : Scombrinae. Chi Loài : Thunnus : T- Albacares Đặc điểm hình thái: thân hình thoi, dài hai bên hơi bẹt, có hai vây lưng rất gần nhau, sau vây lưng thứ hai có 8-10 vây phụ, sau vây hậu môn có 7-10 vây phụ. Cá thể trưởng thành có vây thứ hai và vây hậu môn rất dài chiếm 20% chiều dài thân đến chẽ vây đuôi. Vây ngực dài đạt tới quá khởi điểm vây lưng thứ hai, thân phủ vẩy rất nhỏ. Cuống đuôi thon, mỗi bên có một gờ cứng, lưng màu xanh đậm ánh kim loại, bụng màu vàng và ánh bạc có khoảng 20 khoảng đứt đoạn chạy gần vuông góc với rìa bụng, các vây có màu vàng tươi, vây phụ có viền đen hẹp. 6 Phân bố: Thế giới: vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, Sri Lanca, Otxtraylia, Indonesia, Malaysia, Philippin, Nhật Bản, Trung Quốc. Việt Nam: vùng biển xa bờ miền Trung và Đông Nam Bộ. Mùa vụ khai thác: quanh năm. Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê, đăng. Kích thước khai thác: 490-1500mm. Dạng sản phẩm: tươi, đóng hộp.[3]
Cá ngừ mắt to. Tên khoa học: Thunnus obesus. Hình 1.2. Cá ngừ mắt to Tên tiếng anh: bigeye tuna Giới : Animalia. Ngành : Chordate. Phân ngành : Vertebrata. Liên lớp : Osteichthyes. Lớp : Ostinopterygii. Bộ : Perciformes. Phân bộ : Scombroidei. Họ : Scombridae. Chi Loài : Thunnus. : T- Obesus 7 Đặc điểm hình thái: thân hình thoi, dài, hai bên hơi dẹt. hai vây lưng gần nhau sau vây lưng thứ hai có 8-10 vây phụ. Vây ngực khá dài đặc biệt là ở cá thể còn nhỏ. Vây lưng thứ hai và vây hậu môn ngắn, mắt to, lưng màu xanh sẫm ánh kim loại, nửa thân dưới và bụng màu trắng nhạt, vây lưng thứ nhất màu vàng sẫm, vây lưng thứ hai và vây hậu môn màu vàng nhạt, vây phụ màu vàng tươi có viền đen. Phân bố: Thế giới: vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương tới 30oS. Việt nam: vùng biển xa bờ miền Trung và Đông Nam Bộ. Mùa vụ khai thác: quanh năm. Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê và đăng. Kích thước khai thác: 600-1800mm. Sản phẩm: tươi, đóng hộp.[3] 1.1.2. Thành phần hóa học và thành phần khối lượng cá ngừ đại dương.  Thành phần hóa học của cá ngừ đại dương. Thành phần hóa học của cá ngừ đại dương thay đổi theo loài, độ tuổi, giới tính, mùa vụ và môi trường sống. Sự thay đổi này thấy rõ nhất ở hàm lượng lipit khác biệt một cách ró rệt trước và sau khi sinh sản, độ dày và thành phần mỡ cũng thay đổi theo mùa vụ. Tuy nhiên cũng giống như các loài thủy sản khác nó gồm có 10 thành phần trong đó chiếm tỷ lệ cao hơn cả là hàm lượng nước, protein, lipit, glucid…[4] Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loài cá ngừ đại dương[5] Loài Nước Protein Lipit Gluxit Tro Thị đỏ 68.7 28.3 1.4 0.1 0.1 Thịt trắng 52.6 24.6 21.4 0.1 1.3 74.2 2.1 22.2 0.1 1.4 56 23.6 9.3 0.1 1.4 63.9 23.1 11.6 0.1 0.3 Cá ngừ vây xanh Thịt đỏ cá ngừ vây vàng Cá ngừ vây xanh phương nam Thịt đỏ Thịt trắng 8 Cũng như các loại nguyên liệu thủy sản khác thịt cá ngừ là nguồn gốc của các loại protein hoàn hảo vì nó có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế( lysine với tỷ lệ 2.735g/100g phần ăn được, leucine với tỷ lệ 2.436g/100g phần ăn được, arginine với tỷ lệ 1.794g/100g phần ăn được) với một tỷ lệ cân đối, đồng thời nó còn chứa các acid béo không no rất tốt cho con người như omega- 3, omega-6 và một lượng vitamin, khoáng chất cần thiết. Protein có nguồn gốc từ thịt cá là loại protein hoàn hảo, mặt khác thịt cá lại có vị thơm ngon, dễ tiêu hóa và hấp thụ. Lipit trong thịt cá ngừ ngoài việc cung cấp chất béo như các loại lipit thông thường khác nó còn có giá trị sinh học cao. Bản chất của nó có chứa các acid béo không no, có vai trò tạo điều kiện chuyển hóa lipit để giảm hàm lượng cholesteron và colin trong máu giảm nguy cơ sơ vữa động mạch, giảm các bệnh về tim mạch. Ngoài ra thịt cá ngừ còn chứa một lượng vitamin phong phú mà đặc biệt là vitamin A, D và vitamin E. Bên cạnh đó nó còn chứa hàm lượng khoáng đa và vi lượng tương đối đầy đủ cao hơn so với động vật trên cạn và thiết yếu cho cơ thể người như: Mn chiếm 0.019mg/100g phần ăn được; Zn chiếm 0.67mg/100g phần ăn được; Fe chiếm 0.094mg/100g phần ăn được…[2] Với giá trị dinh và sản lượng không nhỏ cho thấy tiềm năng phát triển về mặt kinh tế của cá ngừ là rất tốt, tuy nhiên cần phải phát triển một cách bền vững.  Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương. Bảng 1.2.Thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương. Thịt(sau fillet)( %) Xương, da, vây (%) 58.51 9.4 Đầu Nội tạng (%) Thịt đỏ (%) 5.71 6.4 (%) 19.92 1.1.3. Tình hình khai thác và tiêu thụ cá ngừ. Cá ngừ là loài cá có giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế cao và đang có xu hướng được ưa chuộng hơn trong vài năm trở lại đây. Sản lượng khai thác cá ngừ đặc biệt là cá ngừ đại dương tăng mạnh từ những năm 1950- 2005. Năm 1950 sản lượng khai thác cá ngừ trong khoảng 450 nghìn tấn thì đến năm 2005 con số 9 này đã lên tới 4.3 triệu tấn gần gấp 9 lần, đáng chú ý là 5 loại cá ngừ: yellow tuna, blufin tuna, skipjack tuna, biyege tuna và albacore tuna. Trong đó các nước có sản lượng khai thác nhiều nhất là Nhật Bản, Trung Quốc, Oxtraylia, Hàn Quốc…Việt Nam cũng là một trong những nước có sản lượng cao. Riêng sản lượng khai thác cá ngừ vây vàng năm 2005 đạt 1.296 nghìn tấn giảm 2.1% so với năm 2004. Sản lượng khai thác có xu hướng tăng nhẹ trong giai đoạn 1995-2005, sản lượng đánh bắt trung bình trong giai đoạn này đạt 425 nghìn tấn, trong khi đó sản lượng khai thác cá ngừ mắt to lại có xu hướng giảm nhẹ trong giai đoạn 1999-2005. Sản lượng khai thác cá ngừ mắt to đạt đỉnh điểm là 449 nghìn tấn vào năm 1999 và giảm xuống nhẹ. Theo thống kê thì sản lượng trung bình khai thác cá ngừ mắt to trong giai đoạn 1995-2005 đạt 425 nghìn tấn và trong năm 2005 con số này là 403 nghìn tấn giảm 8.8% so với năm 2004, mặc dù nhu cầu tiêu thụ của người tiêu dùng trong giai đoạn này đang tăng.[11] Trong một vài năm gần đây ở một số quốc gia như Nhật Bản, Oxtraylia, Ấn Độ… để nhằm bảo vệ loài thủy sản quý khỏi nguy cơ bị tuyệt diệt đã có những chính sách cắt giảm sản lượng khai thác trong vùng lãnh hải của mình. Ngoài ra, ở Nhật Bản đã và đang nghiên cứu nhân giống và nuôi cá ngừ để tăng sản lượng đáp ứng nhu cầu. Hiện nay, Nhật bản là quốc gia có chỉ số tiêu thụ cá ngừ lớn nhất thế giới, nhất là cá ngừ tươi sống dùng làm sashimi. Loại sản phẩm này đòi hỏi nguyên liệu phải có chất lượng tươi tốt và được kiểm soát rất chặt chẽ. Đây cũng đang là thị trường xuất khẩu chính của cá ngừ Việt Nam. Cũng theo thông tin từ VASEP trong thời gian gần đây lượng sản phẩm cá ngừ xuất khẩu sang Mỹ đang tăng cao. Người dân Mỹ cũng đang có xu hướng sử dụng cá ngừ tươi sống thay cho thói quen sử dụng đồ hộp trước kia. Sản lượng khai thác, đánh bắt cá ngừ ở nước ta chủ yếu tập trung vào một số tỉnh Nam Trung Bộ như: Phú Yên, Khánh Hòa, Bình Định. Đây cũng là ba tỉnh có 10 sản lượng đánh bắt cá ngừ cao nhất cả nước, số đội tàu đánh bắt của cả nước hầu hết tập trung vào 3 tỉnh này. Thị trường tiêu thụ cá ngừ nội địa của chúng ta chủ yếu là cá tươi nhưng có chất lượng ít cao và thường là các loại có giá trị thấp hơn. Hiện nay, cá ngừ được sử dụng để làm đồ hộp và xuất khẩu là chủ yếu đối với các loài có giá trị kinh tế cao. Theo thống kê năm 2010 xuất khẩu cá ngừ đạt 83.863 tấn đạt kim ngạch xuất khẩu 293.119 triệu tấn.[6]. Tỷ lệ xuất khẩu cá ngừ được thể hiện ở bảng 3. Bảng 1.3. Các nhóm hàng thủy sản xuất khẩu chính:[6] SẢN PHẨM Năm 2010 Khối lượng (Tấn) Giá trị (triệu USD) Tôm các loại 240.985 2.106,824 Cá tra 659.397 1.427,494 Cá ngừ 83.863 293,119 Cá khác 227.940 605,574 Nhuyễn thể 125.011 488,860 15.959 111,855 1.353.156 5.033,726 Cua, ghẹ, giáp xác khác TỔNG CỘNG: Các sản phẩm chính hiện nay là: ăn tươi, đóng hộp, hun khói, fillet. Cá ngừ đặc biệt là cá ngừ đại dương trong quá trình chế biến thì phát sinh ra một lượng phế liệu khá lớn., tỷ lệ phế liệu này có thể lên tới 30%[6]. Nó bao gồm: đầu, xương, vây nội tạng và phần cơ thịt đỏ. Trong đó phần đầu chiếm tỷ lệ cao nhất, tuy nhiên phần cơ thịt đỏ là phần chứa hàm lượng protein cao và có giá trị dinh dưỡng lớn tuy nhiên do đặc tính của nó mà không hoặc ít được sử dụng làm thực phẩm cho người. Vì vậy đi đôi với công nghiệp sản xuất thực phẩm từ nguồn nguyên liệu cá ngừ đại dương cần nghiên cứu để tận dụng nâng cao nguồn nguyên liệu thịt đỏ. 11 1.1.4. Đánh giá về phế liệu cá ngừ. Trên thực tế cho thấy trong công nghiệp chế biến cá ngừ phần quan trọng nhất được sử dụng là phần thịt trắng, phần này chiếm từ 55-70% còn lại là phần phế liệu chiếm khoảng 30-45%. Từ bảng 3 trên cho thấy riêng đối với các sản phẩm cá ngừ xuất khẩu nguồn phế liệu thịt đỏ nằm trong khoảng 503-545 nghìn tấn trong năm 2010. Như vậy con số phế liệu này không phải là ít và cũng không phải là không có giá trị chỉ là chưa nhìn thấy và tận dụng được giá trị của nó ... Theo nghiên cứu và đã được ứng dụng trong công nghệ thu và tinh chế dầu cá y học thì trong gan cá ngừ chứa lượng dầu cá có hoạt tính sinh học cao vì nó có chứa hàm lượng vitamin cần thiết cao, trong mắt cá có chứa hàm lượng glucosamin, protein, lipit, đầu và xương cá có chứa hàm lượng protein và khoáng có thể sử dụng để thu hồi dầu cá, sản xuất bột khoáng, bột cá làm thức ăn chăn nuôi. Da cá có thể sử dụng để thu hồi collagen, gellatin..[6], [7], [8]. Như vậy, còn một thành phần phế liệu nữa chưa được tận dụng và nghiên cứu ở đây là thành phần cơ thịt đỏ. Số liệu cho thấy rằng phần này không phải là nhỏ trong thành phần khối lượng của cá ngừ đại dương và hàm lượng chất dinh dưỡng rất cao tuy nhiên phần này lại có đặc điểm là dễ sinh độc tố nên ít sử dụng cho người mà hầu như là làm thức ăn cho gia súc. Với lượng phế liệu còn lại trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm từ cá ngừ cần nghiên cứu để tận dụng nguồn nguyên liệu còn lại cụ thể là thịt đỏ cá ngừ để nâng cao giá trị kinh tế cho cá ngừ, cho ngư dân và cho người sản xuất 1.2. Tổng quan về protein của cá. 1.2.1. Vai trò sinh học của protein. Protein là thành phần không thể thiếu được trong tất cả các cơ thể sống. Protein là nền tảng về cấu trúc và chức năng của cơ thể sinh vật sống, nó đảm nhiệm nhiều nhiệm vụ quan trọng: [9] 12
Xúc tác: protein có vai tró xúc tác cho các phản ứng xảy ra bên trong cơ thể gọi là enzime, nó có mặt trong hầu hết các phản ứng trong cơ thể từ những phản ứng đơn giản nhất đến những chuỗi chuyển hóa phức tạp nhất.
Vận tải: một số protein làm nhiệm vụ vận chuyển các chất trong cơ thể như hemoglobin, mioglobin làm nhiệm vụ vận chuyển oxy trong cơ thể đưa tới các mô, tế bào.
Chuyển động: tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển động của cơ thể cũng như các nội quan bên trong như quá trình co cơ…
Bảo vệ: protein có khả năng nhận biết và tiêu diệt các chất lạ xâm nhập vào cơ thể có cơ chế miễn dịch để bảo vệ cơ thể.
Truyền xung thần kinh.
Điều hòa.
Dự trữ dinh dưỡng. 1.2.2. Vai trò dinh dưỡng của protein.
Protein là hợp phần chủ yếu quyết định toàn bộ các đặc trưng của khẩu phần thức ăn
Khi thiếu protein trong chế độ ăn hàng ngày sẽ dẫn đến nhiều biểu hiện xấu cho sức khỏe: suy dinh dưỡng, sút cân mau, chậm lớn, giảm khả năng miễn dịch.
Khi thiếu protein sẽ làm thay đổi thành phần hóa học và cấu tạo hình thái của xương.[9] 1.2.3. Cấu tạo phân tử protein.  Thành phần nguyên tố của protein. Tất cả các protein đều chứa các nguyên tố cacbon, oxy, nito, hydro, một số loại có chứa lưu huỳnh, ngoài ra có một số loại chứa các nguyên tố khác như: phospho, sắt, kẽm…  Đơn vị cơ sở cấu tạo nên protein là các acid amin Trong tự nhiên có khoảng 20 loại acid amin, acid amin có công thức tổng quát R CH COOH NH2 13 Từ 20 loại acid amin có khả năng hình thành hàng triệu loại protein khác nhau tùy thuộc vào số lượng, trình tự, vị trí sắp xếp của các acid amin trong chuỗi polypeptide. Protein có 4 bậc cấu trúc từ bậc 1 đến bậc 4.[9] 1.2.4. Một số tính chất của protein.  Tính lưỡng tính của protein. Protein có tính chất lưỡng tính có nghĩa là vừa có tính acid vừa có tính bazo, bởi vì trong mỗi acid amin vừa chứa nhóm cacboxyl vừa chứa nhóm amin. Trong dung dịch ở pH trung tính protein tồn tại chủ yếu ở dạng lưỡng cực, trạng thái ion hóa của protein phụ thuộc vào pH của môi trường. Ở một pH nào đó protein không mang điện hay nói cách khác tổng điện tích dương và điện tích âm là bằng nhau thì gọi là điểm đẳng điện của protein( pHi). Ở môi trường có pH< pHi, protein là một cation, ngược lại nó là một anion. Ở pH=pHi, protein dễ dàng kết tụ lại với nhau, vì vậy có thể lợi dụng tính chất này để tách và tinh sạch protein ra khỏi hỗn hợp.[9]  Tính chất dung dịch keo, sự kết tủa protein. Khi hòa tan protein tạo thành dung dịch keo. Các phân tử keo có kích thước lớn, không đi qua màng bán thấm. Trên bề mặt phân tử protein có các nhóm phân cực nên khi hòa vào nước các phân tử nước lưỡng cực cao được hấp phụ bởi các nhóm này tạo thành một áo nước bao quanh phân tử tử protein gọi là lớp vỏ hydrat hóa. Khi tác động vào dung dịch keo protein bởi các yếu tố như nhiệt độ, pH, nhằm loại bỏ lớp vỏ hydrat này các phân tử protein sẽ kết tụ lại với nhau, tạo thành khối lớn, tách khỏi dung dịch và được gọi là kết tủa protein Từ tính chất này ta có thể tìm ra điều kiện để khai thác protein từ nguyên liệu ban đầu và thu hồi protein bằng cách kết tủa protein.[9]