Tiểu luận Tìm hiểu về protein cá và thủy sản

học rất cao. Ngũ cốc thường có ít Lysine và các acid amin có chứa lưu huỳnh(methionine và cysteine), trong khi đóprotein cá là nguồn giàu các acid amin này. Bảng các acid amin chủ yếu(%) trong các protein khác nhau. Acid amin Cá Sữa Thịt bò Trứng Lysine 8,8 8,1 9,3 6,8 Trytophan 1,0 1,6 1,1 1,9 Histidine 2,0 2,6 3,8 2,2 Phenyl alanine 3,9 5,3 4,5 5,4 Leucine 8,4 10,2 8,2 8,4 Isoleucine 6,0 7,2 5,2 7,1 Threonin 4,6 4,4 4,2 5,5 Methionine 4,0 4,3 2,9 3,3 Valine 6,0 7,6 5,0 8,1 -Các acid amin tự do tan trong nước tạo mùi vị đặc trưng cho thủy sản. Điểm đẳng điện của protein trong cá và thủy sản là pI=4,5-5,5 tại đây protein có tính tan kém nhất ÞTrong thủy sản, cá là một loại thực phẩm dinh dưỡng, có nguồn protein cao, dễ tiêu hóa, rất phổ biến trong các bữa ăn; các sản phẩm ứng dụng tính năng công nghệ của cá rất đa dạng. Dựa vào sự tập trung mỡ và hàm lượng mỡ trong các mô của cá, người ta phân biệt 2 loại cá là cá béo và cá gầy. Nhưng hàm lượng protein trong cá béo và cá gầy tương đương nhau(16-19%). Protein trong cơ cấu thành phần khác nhau của thủy sản khác nhau thì có hàm lượng khác nhau. Bảng số liệu hàm lượng protein(%) trong cơ cấu thành phần của cá Loại cá Thịt cá Đầu Nội tạng Trứng Tinh cá Gan Cá tầm 16,5 22,2 15,4 26,5 22,4 16,3 Cá trích 17,5 13,6 19,8 Cá đãnh 18,3 15,7 8,9 13,5 Cá chép 17,6 14,7 13,5 28,6 21,4 13,2 Cá leo 20 17,5 15,6 30 20,4 13,1 IV. PHÂN LOẠI PROTEIN TRONG CÁ VÀ THUỶ SẢN Protein cá cũng giống với một số loài thủy sản .So với động vật có vú ,protein cá cũng tương tự ,chỉ khác nhau về hàm lượng protein , tỉ lệ giữa các loại protein và một số tính chất vật lý ,cách sắp xếp các protein . Do đó cũng được chia làm 3loại như sau: Protein cấu trúc Protein chất cơ Protein mô liên kết Tỉ lệ protein (%)trong tổng số p của cá và mực ống và thịt động vật có vú Cá Mực ống Thịt Protein cấu trúc 65- 75% 77 – 85% 60,5% Protein chất cơ 25 -30% 20% 29% Protein mô liên kết 3 – 10% 10,5% 1/ Protein cấu trúc : Có dạng sợi . Mỗi sợi cơ được tạo bởi nhiều sợi cơ xếp song song với nhau . Mỗi sợi cơ gồm các thơ sợi thô và sợi mảnh Trong đó , các sợi cơ của cá và một số loại thủy sản thường ngắn hơn ở thịt và được sắp xếp thành những lớp mỏng , do đó cá và thủy sản thường dể chín và dễ bị thủy phân hơn thịt Protein cấu trúc được chia làm 2 nhóm : Protein co rút như myosin ,actin Protein điều hòa co rút như tropomyosin ,troponin , actomyosin Có thể tan tốt trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion tương đối cao ( >0.5 M) Myosin Phân tử myosin gồm sáu tiểu đơn vị, phần hình trụ có chiều dài gồm 120 nm và đường kính 1.5nm, phần đầu có cấu trúc xoắn dài chừng 15nm và đường kính là 4,5nm. 55% chuỗi polypeptide có cấu trúc xoắn α Phân tử chứa 40 nhóm sulfidryl nhưng lại không có cầu disunfua. Dưới tác dụng của trisin phân tử myosin bi cắt thành hai mảnh: +Mesomyosin là phần nặng. Chứa cái đầu của myosin có hoạt tính ATPase , có khả năng cố định được actin và không tạo thành sợi +Meromyosin là phần nhẹ không tan trong nước gần như toàn bộ có cấu trúc xoắn α, có tạo thành sợi, lực tương tác giữa các phân tử là lực ion * Cấu trúc phân tử myosin Do sự phân bố các nhóm điện tích trên chỗi peptide mà khoảng cách giữa hai đầu của cùng một sợi Dimemyosin là 42,5 nm còn khỏang cách giữa hai đầu của hai sợi Dimemyosin cạnh nhau là 14nm Myosin có hoạt tính ATPhase, có khả năng kết hợp thuận nghịch với actin tạo thành phức myosin-actin Myosin trong cá chiếm 40% protein tổng số. Phần lớn myosin của cá và thuỷ sản khó tách ra khỏi actin so với myosin của thịt động vật có vú. Protein này rất nhạy với biến tính và dễ bị thuỷ phân bởi proteaza hơn myosin của động vật có vú Ngoài ra cấu trúc myosin của cá và tôm cũng có một số điểm khác so với động vật có vú. Ở myosin cuả cá và tôm có một đầu nặng và 3 đầu nhẹ còn ở thịt động vật có vú thì hai đầu nặng và nhiều đầu nhẹ. Actin Phân tử actin gồm 374 gốc acid amin. Gắn với myosin gồm 2 lọai: G-actin là actin dưới dạng đơn phân chỉ gồm 1 chuỗi polypeptit có cấu trúc cầu bậc 3 nên được gọi là G-actin. Mỗi actin có thể nối với 4 actin khác. Phân tử actin chúc 1 phân tử ATP và một ion Ca 2+ . Trong điều kiên xác định (nồng độ ion Ca 2+ hoặc Mg 2+ > 1 mM) G-actin có thể trùng hợp thành F-actin. F-actin là những sợi mãnh được cuộn lại thành xoắn ốc kép chúa 13 monome ( G-actin)/ 1 vòng xoắn/1 sợi. Mỗi sợi có từ 340 đến 380 monome actin. Trong quá trình trùng hợp ATP liên hợp với G-actin, bị thuỷ phân thành ATP và phốtphát vô cơ, ADP nằm lại trên monome Actin của cá và tôm ,cua..v..v..Rất có tách ra khỏi myosin do đó khi chiết thu myosin thì một lượng lớn actin cũng bị tách ra khỏi myosin Troponin Là protein phân bố theo chiều dọc của F-actin, cứ 39nm có một Troponin. Có 3 Troponi T, Y, C có khối lượng phân tử khác nhau. Troponin có 4 chỗ để gắn với ion Ca 2+, việc gắn Ca 2+ vào Troponin diễn ra bằng cách dịch chuyển Tropomyosin dọc theo cấu trúc xoắn ốc của actin Tropomyosin Là sợi cơ rất dài mảnh,chứa hai chuỗi peptide có cấu trúc xoắn α Phân tử Tropomyosin gắn vào hai sợi F-actin còn bản thân các phân tử Tropomyosin thì gắn đối đầu với nhau băng liên kết ion. Mỗi phân tửTropomyosin có một vùng để cố định Tropomin T vào góc xistein Tropomyosin là loại protein khá bền và dễ tinh chế *Cấu tạo của actin và tropomyosin .troponin Actomyosin Trong cơ, actomyosin tồn tại ở dạng kết hợp của actin và myosin Trong phòng thí nghiệm actomyosin là dung dịch có độ nhớt cao của F-actin va Myosin Actomyosin có hoạt tính như là một ATPase xúc tác để biến đổi ATP thành ADP+acid phosphoric và giải phóng năng lượng cho sự co cơ Dung dịch actomyosin có độ nhớt cao và có hiện tượng lưỡng chiết dòng .Khi ta cho ATP vào thì độ nhớt giảm và hiện tượng lưỡng chiết dòng biến mất .Khi actomyosin ở trong dung dich muối thì actomyosin sẽ tạo cấu trúc gel mềm và trong suốt và tạo thành khối chất rắn dai và khó cắt. Hiện tượng này được dùng để phân biệt myosin và actomyosin. Và tính Mg 2+ và ATPase có của actomyosin cao hơn của myosin. Trong khi đó hoạt tính Ca 2+ và ATPase của actomiosin lại tương tự của myosin vì actin không ảnh hưởng đến hoạt tính Ca 2+ ATPase Ở cá và một số loài thuỷ sản như tôm cua, ghẹ…. Tỉ lệ giũa myosin và actomyosin khác với tỉ lệ này ở thịt bò thịt heo v..v.. Nên actomyosin của thuỷ sản có hoạt tính Ca 2+ ATPase khác với thịt. Thông thường hoạt tính này cao hơn ở thuỷ hải sản rất nhiều. Hoạt tính ATPase của các loài khác nhau là khác nhau. Hoạt tính của ATPase của actomyosin của một số loài cá và thỏ: Ca 2+ ATPAZE Mg 2+ ATPZE Cá chép 0,238 0,104 Cá đuôi vàng 0,261 0,082 Cá mòi 0,23 – 0,736 Thịt thỏ 0,518 – 0,837 Ngoài ra khi nấu cá , tôm, cua, ghẹ ta thấy hiện tượng cứng và chín diễn ra nhanh hơn ở thịt động vật Một đặc điểm khác ở cá và các loại thuỷ sản khác là sau khi chết rất không bền đối với vi sinh vật do pH giảm ít /Protein của khung mạng( mô liên kết) Là những protein của mạng, của sợi cơ, của màng ti thể của vảy và xương và của mô liên kết Gồm colagen, esastin Không tan trong nước hoặc dung dịch kiềm hoặc dung dich muối có ion thấp Cơ thịt loài cá có độ bền cơ học cao chứa nhiều collagen hơn so với loại có cấu trúc mềm mại (sò, ốc hến) Collagen Chiếm khoảng từ 3 đến 8% tổng số protein. Collegen được tìm thấy trong hệ thống, vảy, xương, gân…. Cấu tạo collagen gồm 3 chuỗi peptide. Chúng có thể khác biệt nhau hay giống nhau có cấu trúc xoắn ốc hình thành chung một hình xoắn có 3 sợi. Ở collagen thành phần acid amin khá đặc biệt , việc có mặt glycine và proline,cũng như sự hiện của 4-hidroxy proline, 5-hidroxy lisine là đặc trưng. Sự có mặt của hidroxy proline việc xác định collagen có thể cung cấp định lượng dữ liệu về mô liên kết có sẵn trong các sản phẩm thịt. Đơn vị cấu trúc căn bản của collagen là tropocollagen có hình trụ do 3 chuỗi peptide cuộn lại thành xoắn ốc kép 3 với bước sống là 0.9 nm. Trong chuỗi peptit có đoạn cấu trúc(Gly-X-Y)n lập đi lập lại nhiều lần *Cấu tạo tropocollage Xen giữa các đoạn cấu trúc này là các vùng có cực. Các gốc glycine thường nằm ở trong xoắn ốc kép 3, còn các gốc acid amin thì nằm ngoài xoắn ốc này. Do đó có thể tham gia tương tác giữa các phân tử Trong quá trình trưởng thành ,sợi collage được cũng cố và cân bằng ,thoạt đầu bằng liên kết cộng hoá trị chéo .Liên kết cộng hoá trị mang lại độ chắc cơ học cho sợi collage Trong quá trình chín của thịt collagen bị biến đổi chút ít Trong quá trình xử lý nhiệt trong môi trường ẩm, các sợi collagen co lại, sau đó bị gelatin hoá do các sợi bị phân ly và do xoắn ốc kép 3 bị duỗi ra, phân tử bị thủy phân từng phần.nhiệt độ co rút (T1) ở các loài khác nhau là nhác nhau ở cá T1 =450C, ở động vật có vú T1 = 60 -650C .Khi collage tự nhiên hay nguyên vẹn được làm nóng ở nhiệt độ T >T1 thì co cấu bị phá vở ,nó hoà tan trong nước ,người ta gọi đó là gelatin .Gelatin suất hiện khi chiên hay nấu.phạm vi của sự gelatin hoá bị tác động bởi liên kết chéo của collage và lượng nhiệt áp dụng .Gelatin giữ vai trò như một chất keo kết dính ,nó được sản suất trên pham vi rộng từ xương đến da Nhiệt độ gelatin hoá ở cá và các thủy sản thấp hơn ở thịt hàng chục độ, ít có liên kết chéo và nhạy cảm hơn ở các động vật có vú Ở trạng thái tự nhiên collage chỉ bị pepxin và collagenase thỷu phân . Sau khi bị biến tính nhiệt mới được trypsine , chimotrypsine và carbopetidaza thỷu phân Collagen ở các loài cá khác nhau thì khác nhau, chúng cũng ảnh hưởng đến cấu trúc cơ thịt cá. Mặt khác ta còn thấy ở cá và một số loài thỷu sản collage kém bền nhiệt hơn so với động vật có vú , ít có liên kết chéo hơn nhưng nhạy cảm hơn collage ở động vật có vú .Nói chung hàm lượng hydroxyprolin trong thỷu sản thấp hơn trong động vật có vú Elastin: Elastin là protein có màu vàng, một lượng nhỏ của elastin được tìm thấy trong mô liên kết cùng với collagen. Nó là một protein không trương nở, rất bền, là một protein tạo thành các sợi đàn hồi. Elastin mang các đặc tính của cao su, nó có thể kéo căng và sau đó trở lại hình dáng ban đầu. Trong Elastin lượng acid amin cơ bản là thấp, trong khi đó lượng acid này lại giàu trong các cặn của chất béo không cực, điều đó lý giải cho sự kém trương nở của elastin khi nó được làm nóng trong nước. Tính chất đàn hồi của elastin là do sự hiện diện của thành phần của pentapeptide. Là một polyme, thành phần pentapeptide này được hình thành đồng phân β -spiral. Đó là một hệ thống nối tiếp bị liên kết bởi cặn glycine để tào nên cánh quạt α -helix Elastin bị hydro hoá bởi serine proteinase elastase, enzeim này được tiết ra từ tuyến tuỵ. Elastin rất bền với acid, base và các protease, nó chỉ bị thủy phân bởi papain. /Protein chất cơ: Gồm có myoglobin, myoalbumin, globulin, và enzyme. Trong đó phần lớn là enzyme và mioglobin. Tan trong nước, trong dung dịch muối có nồng độ ion thấp ( < 0.15M) .Do đó có thể thu dược khi ta tiến hành ép thịt cá ,thịt của các loài thủy sản (tôm, cua, ghẻ …) hoặc chiết trong dung dịch muối có nồng độ thấp . Khả năng hoà tan cao của protein là ngyuên nhân làm mất giá trị dinh dưỡng do một lượng protein đáng kể thoát ra khi rửa cá , ướp muối ,tan giá trong nước , ướp lạnh Hầu hết protein chất cơ bị đông tụ khi đung nóng trong nước ở nhiệt độ lớn hơn 500C.Protein của chất cơ ở cá bị đông tụ ở nhiệt độ 900C trong 10 phút . Tuy nhiên phần trăm protein bị đông tụ thay đổi tuy theo loài . + Ở cá thu , cá mòi hầu hết protein bị đông tụ +Ở cá chỉ vàng chỉ có 65 -75% là bị đông tụ Sự đông tụ khi gia nhiệt của protein trong chất cơ phụ thuộc vào protein của tơ cơ . Hiên tượng đông tụ là nguyên nhân làm giảm khả năng tạo gel Các protein chất cơ cản trở quá trình tạo gelchúng được xem là nguyên nhân làm cho sản phẩm có độ bền gel thấp.Do đó trong một số sản phẩm phải rửa thịt cá tôm , cua trong nước nhằm nhiều mục đích, một trong những mục đích đó là loại bỏ protein tan trong nước mà những protein này cản trở sự tạo gel ( trong sản xuất surimi) Thực tế cho thấy thành phần nhóm protein tương cơ thay đổi khi các bào quan bị phá vỡ , nên người ta sử dụng việc xem xét tình trạng nội bào quan của cơ thịt , như cơ thịt cá ,giúp phân biệt cá tươi với cá đông lạnh với điều kiện chấp nhân rằng các bào quan trong cơ thịt cá vẫn còn nguyên vẹn cho tới khi cá được đông lạnh . Tuy nhiên khi dùng phương pháp này cần chú ý một số enzym cũng được phóng thích ra nội bào quan trong quá trình bảo quản lạnh cá bằng phương pháp ướp đá Các protein tương cơ rất thích hợp để phân biệt các loài cá khác nhau ,vì khi tách chúng bằng phương pháp tập trung đẳng điện , tất cả các loài cá khác nhau biểu hiện các vạch protein khác nhau Enzyme Protein của chất cơ phần lớn là các enzyme, ezyme chống lại sự thuỷ phân glucose và pentosephosphat, tham gia vào sự trao đổi chất của tế bào, như sự chuyển hoá năng lượng trong điều kiện yếm khí từ glycogen thành ATP. Nếu các nội bào quan trong tế bào cơ bị phá vỡ, nhóm protein này cũng có thể chứa các enzyme tham gia trao đổi chất nằm bên trong lưới nội bào tương, ti thể và thể men Myoglobin Là một chuỗi phân tử globin gắn với nhóm ngoại của nó là heme ở góc histidyl có số thứ tự 93. Phân tử globin do 153 gốc acidamin tạo nên, trong đó có 121 gốc tham gia vào cấu trúc xoắn α, chia ra làm tám phần, mỗi phần chứa từ 7 cho đến 26 gốc acid amin. Cấu trúc bậc ba có dạng hình cầu được ổn định bởi các cầu muối, liên kết hidro, liên kết ưa béo. Nhóm ngoại heme nằm trong một khoang của cầu này Nguyên tử Fe của heme liên kết phối trí với sáu nguyên tử, mỗi ngyuên tử sẽ cho một cặp điện tử Do ngyuên tử Fe của heme trong myoglobin có thể dễ dàng liên kết hoặc không liên kết vơi oxi nên myoglobin cũng có thể cung cấp oxi. Myoglobin của cá dễ bị oxi hoá thành metmyoglobin. * Cấu trúc bậc ba của myoglobin So sánh thành phần protein trong cá và thịt(%) Protein chất cơ Protein cấu trúc Protein mô liên kết Cá chép 23 - 25 70 -72 5 Cá tuyết 21 76 3 Cá bơn 18 - 24 73 - 79 3 Thịt thỏ 16 - 28 39 - 68 16 -28 Hàm lượng protein cấu trúc và protein chất cơ trong một số loài cá Protein cấu trúc Protein chất cơ Cá vước biển 13,3 6,7 Cá vằn 17,3 8,9 Cá đuôi vàng 14,3 13,4 Cá thu 13,7 10,2 Ngoài các loại protein nêu ở trên ,mới đây người ta còn quan tâm đến các nhóm protein đặc hiệu có thể phục hồi được từ các sản phẩm phụ , đặc biệt trong nội tạng của cá . một số ví dụ về loại này là protein kiềm hay protamin tìm thấy trong tinh dịch của cá đực .Phân tử lượng của loại này thường dưới 10.000KDvà PI cao hơn 10 do thành phần acid amin arginin trong đó quá nhiều ,khoảng 65% Sự hiện diện của các của các protein kiềm đã được biết từ lâu và không phải là chúng có trong mọi loài cá . Các loại cá có nhiều protein này nhất là mhóm cá hồi vá cá trích ,trong khi nhóm cá đáy như cá tyuết thì lại không thấy có protamin Có một vài lý do làm cho người ta quan tâm đến đặc tính cực kì cơ bản của protamin chúng dính chặt với hầu hết protein khác có độ kiềm thấp hơn .Vì vậy chúng ảnh hưởng đến việc gia tăng đặc tính chức năng của protein khác . Đặc điểm dáng chú ý khác của protein kiềm là khả năng ức chế vi sinh vật phát triển . Đặc điểm này mở ra triển vọng cho việc ứng dụng chúng trong tương lai V/TÍNH NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA PROTEIN CÁ VÀ THỦY SẢN: Các sản phẩm thực phẩm là một hỗn hợp gồm nhiều chất khác nhau. Mỗi hợp phần trong sản phẩm thực phẩm đều có một giá trị dinh dưỡng nhất định.Gía trị dinh dưỡng của hợp phần thực phẩm thường có tính chất tĩnh và bất biến. Các quá trình chế biến hoặc bảo quản đều nhằm giữ cho nguyên vẹn giá trị này hoặc chỉ bị thay đổi chút ít. Ngoài giá trị dinh dưỡng, hợp phần thực phẩm còn có những khả năng và tác dụng nhất định trong việc tạo kết cấu, hình dạng cho sản phẩm thực phẩm , tạo cho thực phẩm có giá trị cảm quan cao. Để đạt được điều đó,đôi lúc ta phải hi sinh một ít giá trị dinh dưỡng của hợp phần. Các tính chất hóa lí của protein gây ra những biến đổi có lợi trong quá trình chế biến và bảo quản được gọi là tính chất công nghệ của protein. Protein nói chung có các tính chất công nghệ sau: -Tính hydrat hóa. -Tính hòa tan. -Sự biến tính. -Khả năng tạo gel. -Khả năng tạo nhũ tương. -Khả năng tạo bọt. -Khả năng hấp phụ. -Khả năng tạo sợi. 1-Tính hydrat hóa của protein: Là khả năng kết hợp với nước của phân tử protein. Tuy nhiên phân tử protein không tan trong nước mà chỉ trương phồng lên. Nguyên nhân: trên bề mặt phân tử protein có nhóm háo nước kết hợp với nước bằng lực hút tĩnh điện tạo thành lớp màng hydrat dày khoảng 3Ao. Hầu hết các sản phẩm thực phẩm giàu protein nói riêng và thực phẩm khác ít nhiều có chứa nước do đó tính chất hóa lý, tính lưu biên và tính cảm quan sẽ phụ thuộc vào khả năng hydrat hóa. Như vậy quá trình hydrat hóa và tái hydrat hóa là rất phổ biến trong thực phẩm. Các giai đoạn hydrat hóa của protein: Protein Hấp thụ các Hấp thụ nước ngưng tụ khô phân tử nước thành một lớp thành nước bởi các phần dày lỏng có cực dung dịch sonvat hóa và trương nở phân tán các hạt không tan và bị trương phồng Các yếu tố ảnh hưởng đến tính hydrat hóa của protein: +Nồng độ của protein:nồng độ càng tăng, tổng số nước hấp thụ càng tăng. +pH:sự thay đổi pH làm thay đổi đến lực tương tácgiữa các phân tử protein với nhau và giữa phân tử protein với nước. +Nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng, liên kết hydro giảm nên khả năng hấp thụ nước của protein giảm. +Sự xuất hiện ion ở nồng độ thấp làm tăng khả năng hấp thụ nước của protein, nhược lại nồng độ tương đối cao thì khả năng tương tác giữa protein và nước giảm do sự cạnh tranh giành lấy nước của ion. 2.Tính hòa tan của protein: Là khả năng phân tử protein kết hợp với nước và bị phân tán hòan tòan trong nước. Độ hòa tan là chỉ số quan trọng của proteinđược sử dụng trong các đồ uống. Nguyên nnhân cũng là lớp vỏ hydrat, các phân tử protein trượt khỏi nhau và bị phân tán trong nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính hòa tan protein: +pH: tại pI, tínhtan protein thấp nhất do protein trung hòa về điện. +Nhiệt độ: nhiệt độ càng tăng tính tan càng giảm, protein bị tủa xuống. Nguyên nhân là do các liên kết ngang bị bẻ gãy. +Dung môi: hằng số điện môi tăng thì độ tan tăng và ngược lạ. Tuy nhiên, hằng số điện môi tăng đến một mức nào đó thì protein cũng bị kết tủa xuống, do dung môi háo nước phá vỡ lớp vỏ hydrat của phân tử protein. 3.Sự biến tính: Biến tính là sự thay đổi cấu trúc không gian protein dưới tác động của môi trường dẫn đến sự thay đổi tính chất ban đầu của protein. Có 2 lọai biến tính: -Biến tính thuận nghịch: là khi lọai bỏ tác nhân gây biến tính thì protein trở lại trạng thái ban đầu. -Biến tính không thuận nghịch: là khi lọai bỏ tác nhân gây biến tính thì protein không trở về trạng thái ban đầu. Tính chất protein sau khi biến tính: -Độ hòa tan giảm. -Khả năng hydrat hóa giảm. -Mất họat tính sinh học. -Dễ bị thủy phân hơn. -Độ nhớt dung dịch tăng. Các tác nhân gây biến tính: -Nhiệt độ: đa số protein biến tính ở nhiệt độ cao(thường là trên 60oC). Tuy nhiên, nếu tỷ lệ aa kị nước đối với aa háo nước càng caothì protein càng dễ biến tính ở nhiệt độ thấp. -pH:pH quá cao hay quá thấp đều gây ra biến tính không thuận nghịch. -Muối kim lọai. -Hợp chất hữu cơ: ure, guanidin,chất họat động bề mặt, chất có tính khử. -Bức xạ: tia bức xạ alpha, gama, UV, siêu âm làm đứt cấu disunfur, liên kết ion. -Cơ học: nhào, trộn, đánh, cán... 4.Khả năng tạo gel: Cấu trúc mạng gel của phân tử protein là do phân tử protein bị biến ti1nh duỗi mạch, sau đó nó bị biến tính tập hợp lại tạo mạng lưới có trật tự, tạo các nút mạng. Cấu trúc này có khả năng giữ nước. Các liên kết nút mạng: hydto, disunfur, kị nước, tĩnh điện... Khả năng tạo gel của protein là một chức năng quan trọng của nhiều hệ thống protein và đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo cấu trúc,hình thái do đó cũng là cơ sở tạo ra nhiều sản phẩm thực phẩm như:phomat, kamaboko, giò, gel gelatin, đậu phụ, bột nhào làm bánh mì, thịt giả từ protein thực vật. Điều kiện tạo gel: -Gia nhiệt làm biến tính protein, protein duỗi mạch. -Hạ nhiệt độ để tạo nhiều liên kết hydro -Acid hóa, kiềm hóa nhẹ để gel chắc hơn. -Thêm các chất đồng tạo gel(polysaccharide) làm cầu nối giữa các hạt tăng độ dẻo. 5.Khả năng tạo nhũ: Các nhũ tương là hệ phân tán của hai chất lỏng không trộn lẫn nhau mà một trong hai có mặt dưới dạng những hạt nhỏ của pha bị phân tán, còn chất lỏng kia dưới dạng pha phân tán liên tục. Nhiều sản phẩm thực phẩm là nhũ tương như sữa,kem đá, lòng đỏ trừng, thịt băm nho để làm xúc xích... trong đó protein là chất làm bền hệ thống keo này. Cơ chế làm bền nhũ tương của protein có thể do protein được hấp thụ vào bề mặt liên pha giữa các giọt dầu bị phân tán và nước liên tục sẽ tạo ra các tính chất cơ lý như: độ dày, độ nhớt, độ cứng có tác dụng chống lại sự hợp giọt. Mặt khác, sự ion hóa các aa mạch bền của protein ở các pH khác nhau cũng tạo ra lực đẩy tĩnh điện làm cho độ bền của nhũ tương tăng lên 6.Khả năng tạo bọt: Các bọt thực phẩm là những hệ phân tán của các bọt khí trong một pha liên tục là pha lỏng hoặc bán rắn có chứa chất họat động bề mặt hòa tan. Màng bọt thường dược cấu tạọ từ protein, mỏng, bên trong thường chứa không khí hoặc CO2. Độ bèn của hệ bọt được quyết định bởi độ bền của màng bọt. Một số protein có khả năng tạo bọt tốt: lòng trắng trứng, globin và hemoglobin, gelatin, các protein của lactoserum, casein, protein của lúa mì... 7.Khả năng hấp phụ: Một số chế phẩm, thực phẩm giàu protein tuy có giá trị dinh dưỡng cao nhưng đôi khi lại có mùi khó chịu. Việc khử các chất mùi không mong muốn ra khỏi protein nói chung khá khó khăn ví chúng bị protein giữ quá chặt. Do phân tử protein có bề mặt phân tử lớn nên trường lực phân tử lớn do đó protein có khả năng hấp phụ nhiều chất khác nhau rất tốt. Lợi dụng tính chất nả\ày của protein mà người tacó thể tải vào protein các chất thơm mong muốn. Một ứng dụng quan trọng của tính chất này ở protein là tạo mùi thơm của thịtbò hoặc tôm cua cho thịt giả. 8.Khả năng tạo sợi: Phân tử protein khi bị biến tính duỗi mạch được gia cố tại pI sẽ tạo ra dạng sợi. Thông thường người ta thường bổ sung thêm polisaccharide ái nước để tăng liên kết hydro. Trong công nghệ chế biến thực phẩm thì người ta ứng dụng tính chất này để tạo thịt nhân từ protein của đậu nành. VI/CÁC SẢN PHẨM CHẾ BIẾN TỪ THỦY SẢN-CÁ VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA PROTEIN THỦY SẢN-CÁ TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN: Tính năng công nghệ của protein thủy sản-cá chính là cơ sở để ta sản xuất hàng loạt các sản phẩm từ thủy sản-cá như sausage, kamaboko, giò chả... Phần sau đây sẽ nói đến sự biến đổi của protein trong cá-thủy sản, các điều kiện ảnh hưởng đến protein này trong quá trình chế biến và giới thiệu một số sản phẩm của thủy sản và cá. Khử nước của sản phẩm cá,thủy sản-sản phẩm thô: Các phương pháp làm khô sản phẩm: Hai phương pháp: sấy khô và phơi khô. 1.1.1 Sấy khô: có các phương pháp sấy khô sau: - Sấy khô thăng hoa. - Sấy khô bằng chân không trong dầu. - Sấy bằng chân không. - Dùng nhiệt bức xạ của tia hồng ngoại để sấy khô. 1.1.2 Phơi khô: người ta sử dụng năng lượng mặt trời để làm khô sản phẩm như: cá khô, mực khô... 1.2 Biến đổi hóa học của thủy sản-cá khi sấy khô: Trong quá trình làm khô, trạng thái của thủy sản-cá bị biến đổi làm cho sản phẩm giảm chất lượng một phần nào đó so với sản phẩm tươi. Tuy nhiên, những biến đổi về thành phần háo học mới thực sự quan trọng. Thủy sản-cá giảm đi thể tích và trọng lượng do sự bốc hơi nước, màu sắc cá cũng thay đổi do sự oxi hóa các sắc tố và do tỉ lệ chất khô tăng lên. Sau đây sẽ đề cập đến sự biến đổi của protein. 1.2.1 Sự đông tụ và biến tính của protein: 1.2.1.1 Làm khô ở áp lực thường: Đối với phương pháp này, sự đông tụ và biến tính của protein phụ thuộc vào nguyên liệu. Nếu nguyên liệu đã gia nhiệt thì protein ít biến đổi. Nguyên liệu đã ướp muối, nếu điều kiện làm khô tốt thì protein ít biến đổi, chất lượng cao vì tác dụng của muối ăn làm cho cơ được cố định. Nếu điều kiện làm khô không tốt thì ngược lại. Đối với cá tươi thì sự biến tính rất rõ rệt. Trong quá trình làm khô, yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến sản phẩm là nhiệt độ. Protein của cơ cá chủ yếu là myosin và myogen ở điều kiện bình thường nhiệt độ đông tụ của chúng là 550C và 600C. Khi đó, protein sợi cơ từ có tính hòa tan biến thành trạng thái keo kết tủa, mất tính đàn hồi của cơ thịt làm cho cơ cá trở nên dai, chắc. 1.2.1.2 Làm khô bằng phương pháp chân không thăng hoa: Đối với phương pháp này sự biến tính protein là nhẹ nhưng sự biến tính đó chủ yếu là giai đoạn đông kết, giai đoạn thăng hoa hầu như không biến đổi. Nói chung, sấy khô bằng thăng hoa so với làm khô ở áp lực thường thì biến đổi rất ít. Sự biến đổi hàm lượng đạm khi sấy khô cá bằng chân không thăng hoa(% so với chất khô toàn phần) Tên cá Trạng thái Đạm tổng số Đạm tan trong nước muối Đạm tan trong nước Đạm phi protein Đạm NH3 Đạm gốc muối bay hơi Cá chó Cá tươi Cá khô 14,97 14,84 9,77 3,18 6,27 2,15 2,00 2,15 0,37 0,48 0,027 0,023 Cá nheo Cá tươi Cá khô 15,33 14,54 10,72 4,13 4,72 3,00 1,74 1,89 0,27 0,35 0,017 0,020 Cá tuyết Cá tươi Cá khô 15,39 14,41 4,81 4,92 3,13 3,22 1,54 1,61 0,47 0,38 Làm khô bằng chân không thăng hoa có ưu điểm hơn các phương pháp khác nhiều, nhưng nói chung khi làm mất nước thì protein ít nhiều đều bị biến tính, vì vậy khó trở lại trạng thái tươi nguyên như ban đầu. Người ta sử dụng cá chó, cá nheo và cá tuyết để sấy khô bằng phương pháp chân không thăng hoa, cho thấy trong quá trình sấy protein biến tiùnh nhe và mức độ biến tính tương tự sản phẩm ướp đông hoặc hơi nhiều hơn. Từ kết quả của bảng số liệu trên cho thấy cá tươi sau khi sấy khô bằng chân không thăng hoa lượng đạm hòa tan trong nước và trong dung dịch muối đều giảm xuống, nhưng làm khô với cá đã tan giá thì lượng đạm đó hầu như không biến đồi. 1.2.2.Sự biến đổi về tỷ lệ tiêu hóa của protein Quá trình làm khô nếu nhiệt độ càng cao thì tỷ lệ tiêu hóa của protein càng thấp, điều đó đã được chứng minh. Qua nhiều thí nghiệm người ta thấy làm khô ở áp lực thấp, nhiệt độ cao vừa phải, thời gian ngắn thì tỷ lệ tiêu hóa giảm ít hơn so với thời gian dài, nhiệt độ thấp. Sấy ở áp suất dưới 20mmHg , nhiệt độ 500C nếu áp suất càng giảm, tỷ lệ tiêu hóa càng cao. Không nên sấy ở nhiệt độ dưới 300C ở điều kiện bình thường vì thời gian sấy kéo dài làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Qua thí nghiệm sấy khô bằng chân không thăng hoa, người ta đã xác định được tỷ lệ tiêu hóa của protein thịt cá không kém gì cá tươi mấy. Các nhà khoa học Nhật đã dùng cá song gió làm thí nghiệm xác định sự ảnh hưởng của chân không và nhiệt độ sấy. Thí nghiệm sử dụng protease để phân hủy cá khô. Ảnh hưởng của chân không và nhiệt độ sấy đến tỷ lệ tiêu hóa protein của cá Áp suất(mmHg) Nhiệt độ (0C) t A a’ a – a’ Tỷ lệ tiêu hóa (%) 21,0 19,0 31,0 19,8 32,1 55,5 42,1 31,8 56,3 21,7 55,5 30 40 40 50,1 50 50,1 55,1 59,0 60,1 60,5 69,8 7,5 5,0 6,0 2,5 4,0 6,0 4,0 3,0 3,5 3,0 2,5 1,01 0,89 1,02 1,41 1,26 0,99 1,17 1,34 1,12 1,16 1,17 0,18 0,17 0,21 0,29 0,28 0,27 0,28 0,33 0,27 0,37 0,24 0,83 0,81 0,81 1,21 0,98 0,72 0,89 1,01 0,85 0,79 0,90 53 52 52 72 63 46 57 65 54 50 57 Biết rằng: t : thời gian cần thiết để sấy khô đến 51 – 55% khối lượng sản phẩm [h] a : lượng đạm acid amine trong 1ml dịch tiêu hóa [mg] a’ : lượng đạm acid amine của mẫu trắng [mg] Tỷ lệ tiêu hóa được xác định: Với thịt cá tươi 1.3.Biến đổi của thuỷ sản- cá khi sấy ở nhiệt độ cao. Làm khô ở nhiệt độ cao là phương pháp loại nước ở nhiệt độ 80 – 2000C. Làm khô bằng phương pháp này hàm lượng hàm ẩm trong còn lại không quá 15%. Làm khô ở nhiệt độ này các quá trình lý hóa xảy ra như sau: khử nước, phân giải protein, lipid, làm đông tụ và biến tính protein, giảm hoạt tính của enzyme, phá hoại các hợp chất hữu cơ kém bền vững, tiêu hao một phần mỡ và oxy hóa các acid béo không bão hòa. Sự phá hoại của các hợp chất hữu cơ không bền vững và sự khử hoàn toàn hoạt tính của enzyme là do tác dụng của không khí ở nhiệt độ cao. Khi đông tụ các hạt keo của protein tụ hợp lại lớn hơn, đó là nhờ sự phá vỡ màng nước bao quanh hạt keo và sự phá vỡ diện tích ngăn các hạt keo tập trung lại. Sự đông tụ này là hiện tượng thuận nghịch và có thể phân tán trở lại. Khi protein biến tính dưới nhiệt độ cao thì nó bị biến tính và không còn tính thuận nghịch nữa. Các mạch polypeptide của protein nhờ các lực liên kết bên tong mà bện lại thành các phần tử dạng hình cầu hay hình sợi, trong đó có sự sắp xếp lại mạch polypeptide. Các mạch nhánh kị nước ở bên trong hình cầu không trực tiếp kết hợp với nước. Các protein dạng sợi có các mạch ái nước – NH2, – COOH trực tiếp tác dụng với nước khi nâng cao nhiệt độ lên khoảng 600C lực liên kết bên trong bị phá vỡ, mạch polypeptide hình cầu bị phá vỡ để lộ các nhánh kị ước làm cho protein bị biến tính. Các gốc được giải phóng tạo nên liên kết giữa các phân tử làm cho protein bị đông tụ. Khi biến tính các protein mất khả năng hòa tan trong nước, trong dung dịch muối, cũng như khả năng trương nở. Màu sắc của sợi cơ sẫm lại và sự tách của dịch thể cũng kém đi. Sự đông tụ và biến tính của protein mạnh ở nhiệt độ khoảng 600C. Sự đông tụ của protin tơ cơ bắt đầu ở 300C và kết thúc ở 600C khi mà 95% protein hòa tan đã bị đông tụ. Khi protein biến tính, số lướng nhóm tự do như – NH2, – COOH tăng lên. Qua quá trình nghiên cứu người ta thấy rằng khi protein cá bị biến tính do nhiệt thì hàm lượng amine tăng lên và nhiệt độ sấy càng cao thì số lượng nó càng nhiều. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, mỡ cá bị nóng chảy, oxy hóa làm cho chất lượng sản phẩm bị giảm đi. Làm khô các ở nhiệt độ cao thường người ta chọn các loại cá có hàm lượng mỡ dưới 3%. Mùi thơm của sản phẩm khô chủ yếu là thành phần của monoamino aicd có trong chất ngấm ra. Như vậy, sau quá trình chế biến khô sản phẩm bằng các phương pháp trên ta sẽ thu được các sản phẩm khô có thể bảo quản lâu hơn, đặc biệt là các sản phẩm khô cũng có mùi vị thơm ngon đặc biệt 2.Quá trình tự chín của cá và thuỷ sản phơi khô Ở các nước người ta phơi cá ở nhiệt độ cao không hơn 350C, nhưng ở nước ta nhiệt độ không cao hơn. Làm khô ở nhiệt độ thấp hơn 350C chất lượng ngon, còn ở nhiệt độ quá cao thì chất lượng giảm xuống. Người ta làm khô cá ở ngoài trời hay làm khô trong các lò khí có quạt không khí nóng. Trong nhiệt độ làm khô đó, thịt cá không bị biến tính bởi nhiệt và protein ít bị thay đổi, enzyme trong tổ chức cơ thịt cá và thuỷ sản không bị phá hoại và có tác dụng đến protein và chất béo trong cá và thuỷ sản vì vậy sự tự chín của cá , tôm ,cua..đã xảy ra. Ở thịt không có hiện tượng tự chín khi phơi khô sản phẩm. Quá trình tự chín của thịt cá và thuỷ sản gây nên bởi hệ enzyme trong cơ thịt, dưới tác dụng của enzyme protease xảy ra sự phân giải các phân tử protein lớn cũng như các sản phẩm thủy phân cảu nó. Enzyme này ở cơ thịt động vật gọi là capthexin. Hoạt tính mạnh nhất của capthexin là môi trường acid pH = 4 – 5, trong môi trường trung tính thì nó hoạt động yếu. Khi làm khô cá ,tôm ,cua … thì xảy ra quá trình tự phân giải vì enzyme có mặt trong tất cả cơ thịt nhưng quá trình đó tiến triển rất chậm chạp. Các enzyme protease không có hoạt tính trước đây tồn tại trong tế bào, khi gặp nhiệt độ thích hợp trong khi phơi và cơ thịt được được acid hóa bởi acid lactic tích tụ, cũng như gặp không khí và ánh sáng thì chúng bắt đầu hoạt động và có tác dụng thủy phân protein. Sự thủy phân protein trong cá và thuỷ sản khi làm khô kéo dài từ một đến hai tuần lễ. Trong thời gian đó cũng có sự thủy phân protein làm tăng các nhóm amine không mong muốn, thời kì tiếp theo là sự thủy phân, phân giải protein làm cho lượng N phi protein và acid amine tăng lên. Nếu đạm toàn phần trong thịt cá khô tự chín là 100% thì lượng N phi protein tăng lên đến 14 – 20%, lượng N acid amine tăng đến 0,5 – 0,7%. Ướp muối nóng khi làm khô và nồng độ muối cao thì làm cho protein thịt cá,thuỷ sản và enzyme bị đông tụ, biến tính mạnh, kết quả làm mất hoạt tính của enzyme. Để làm khô tốt cần ướp muối nhạt ở nơi mát mẻ, sự khử nước từ từ và protein của cá, tôm ,cua , ghẹ … lúc đó trạng thái hơi trương lên. Khi protein trương lên các mạch polypeptide có thể đứt ra. Sự đứt mạch protein là sự phân giải và đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình tự chín của sản phẩm. Ngoài protein bị biến đổi còn xảy ra các quá trình khác như sự khử nước, sự thủy phân, oxy hóa và làm khô của lipid. SURIMI Surimi là mặt hàng bán thành phẩm đã được sản xuất ở nhiều nước, trong đó nước nghiên cứu sản xuất đầu tiên là Nhật Bản. Surimi là loại bột thịt cá được sản xuất từ các loài cá đặc biệt là các loài cá kém chất lượng, thịt cá được rửa sach nghiền nhỏ, nó không có màu sắc, mùi vị đặc trưng. Đây là một sản phẩm cho tương lai gồm khoảng 16% protein, 75% nước, 0,2% mỡ, sinh năng lượng 80cal/100g. Đặc biệt quan trọng là nó không chứa cholesterol. Từ surimi người ta có thể sản xuất nhiều loại thực phẩm khác nhau như giả thịt bò, giả cua, cho vào bột làm bánh canh. Quy trình sản xuất như sau: Thịt cá rửa sạch, lóc lấy phần nạc sau đó đem ép nước Phối trộn nhiều nguyên liệu cùng chất phụ gia Giã nhuyễn Định hình sản phẩm Làm đông Bao gói – Bảo quản Trong đó, giai đoạn nghiền, giả phụ thuộc tốc độ và lực nghiền giả. Thời gian giả càng ngắn càng tốt, khoảng 15 – 20 phút. Giai đoạn định hình mục đích dể tạo cho sản phẩm có hình dáng đẹp, đồng thời khi định hình trong thịt cá xay protein bị biến tính duỗi mạch sau đó tạo mạng hình thành cấu trúc mạng lưới (tạo gel) tương đối bền vững. SAUSAGE Sausage là một sản phẩm đặc trưng trong các sản phẩm chế biến từ thịt , cá. Trên thế giới có khoảng 200 loại sausage khác nhau. Nguyên liệu chính để sản xuất sausage là thịt gia súc, thịt cá và một số bộ phận khác của động vật như gan. Có nhiều phương pháp để chế biến sausage nhưng tất cả đều tuân theo một quy tình chung như sau: Xử lý nguyên liệu: Cắt lấy phần cơ cá, bỏ đầu, nội tạng sau đó rửa sạch, băm nhỏ sau đó tiến hành ướp muối. Phối trộn đều và thêm gia vị Nhồi ruột Xử lý nhiệt: Sấy nướng, luộc chín Hun khói: Giai đoạn này chủ yếu tạo mùi thơm và màu sắc đẹp mắt. Sausage là sản phẩm được tạo thành do khả năng tạo gel và khả năng làm bền nhũ tương của protein thịt, cá. Các loại sausage có cấu trúc ổn định do khả năng làm bền nhũ tưong, khả năng cố kết và bám dính của protein, lipid có trong thịt, cá mà chủ yếu là protein. Sự ổn định cấu trúc của hệ thống phụ thuộc vào giá trị pH, cường độ ion, lượng protein và lipid có trong sản phẩm. Nhiệt độ mà tại đó trạng thái sausage bền nhất là 140C. Cấu trúc của sausage gồm các sợi protein bao quanh các giọt béo. Hàm lượng protein của cơ có trong sausage giảm theo thứ tự sau: myosin > actomyosin > protein của chất cơ > actin. Phần đầu kị nước của phân tử myosin bám chặt vào các giọt béo trong khi phần đuôi thì tương tác với actomyosin. Bên cạnh đó, một số phân tử myosin có tính kiềm tụ do cũng tham gia liên kết với nước góp phần tạo ra cấu trúc ổn định cho sausage do cấu trúc dẻo, đàn hồi và cố kết cảu hệ thống. Nhiệt độ cao cũng là một tác nhân qua trọng làm mất sự ổn định của hệ thống cấu trúc của sausage. Nguyên nhân là do khi nhiệt độ tăng tương tác giữa protein và protein trong actomyosine tăng, kết quả là làm giảm tương tác giữa protein và nước do đó tính đàn hồi của hệ thống giảm, cấu trúc của sản phẩm bị xáo trộng. Sự biến đổi màu sắc thịt được giải thích như sau: NaCl có tác dụng thúc đảy quá trình oxy hóa Hemoglobin và Myoglobin thành Oxyhemoglobin và Oxymyoglobin, sau đó các chất này tiếp tục bị oxy hóa tạo thành các chất là Methemoglobin và Metmyoglobin làm cho thịt biến thành màu xám, xanh nhạt hoặc nâu. Để cho thịt có màu đỏ tươi, người ta thường sử dụng thêm muối nitrate. Dựa vào các phương pháp chế biến khác nhau sẽ cho ra các sản phẩm khác nhau. Sau đây là 3 loại sản phẩm sausage khá phổ biến: Sausage sống: không có giai đoạn xử lý nhiệt Sausage nếu chín: Trong sản phẩm ngoài nguyên liệu chính là thịt gia súc còn có gan, nguyên liệu trước khi làm đã được nấu qua. Sausage luộc: Sausage nay sau khi xông khói sẽ được đem luộc Ngoài sausage làm từ thịt gia súc còn có sausage làm từ cá. Trong sản phẩm sausage từ cá người ta thường cho thêm một ít thịt heo, bò để tăng khẩu vị cũng như tăng độ dai cho cấu trúc sản phẩm. KAMABOKO Kamaboko là một loại sản phẩm có nguồn gốc từ cá biển.Cấu trúc sản phẩm được quyết định bởi khả năng tạo gal của protein cơ cá. Đây là một sản phẩm rất giau protein , bắt nguồn từ Nhật Bản từ rất lâu đời. Ngày nay có nhiều loại kamaboko được sản xuất, chúng khác nhau chủ yếu ở cách xử lý nhiệt, hình dạng và thành phần sản phẩm Phương pháp chung để chế biến kamaboko: Rửa nguyên liệu, nghiền nhỏ và trộn chung với muối, xử lý nhiệt là 3 bước cơ bản trong quá trình chế biến Kamaboko. Thuộc tính căn bản của Kamaboko là nó có cấu trúc đàn hồi. Cấu trúc ấy được hình thành chủ yếu là do khả năng tạo gel của actomyosion có trong cơ cá. Giai đoạn nghiền nhỏ thịt cá và trộn với muối chính là giai đoạn quyết định trong hình thành cấu trúc gel của kamaboko. Chỉ trong dung dịch muối actomyosin trong cơ mới tồn tại ở dạng keo. Như vậy có thể nói Kamaboko không thể hình thành nếu khống có muối ngay cả khi gia nhiệt vì nhiệt độ chỉ đóng vai trò là ổn định trạng thái keo của actomyosin. Cấu trúc gel của Kamaboko Gel Kamaboko không trong suốt, có tính đàn hồi, được tạo thành khi bột nhão thịt có muối được làm nóng sau khi vượt qua nhiệt độ 500C. Nguyên nhân là do protein của tơ cơ có tính chất sợi khi bị biến tính tạo thành cấu trúc mạng. Cấu trúc phân tử protein bị thay đổi bởi nhiệt độ cùng với tác động qua lại của một số gốc tự do trên bề mặt phân tử góp phần tạo thành mạng gel rất vững chắc mà ta có thể quan sát hình dạng cảu mạng lưới này qua kính hiển vi điện tử. Các bước chế biến Kamaboko: Chế biến từ thịt cá tươi Vật liệu tươi sống Bỏ đầu, moi sạch ruột Rửa sạch Bỏ xương và băm nhỏ Rửa lại bằng nước sạch Loại nước thừa Tạo hình dạng cho sản phẩm Sấy Hạ nhiệt Sản phẩm Chế biến từ surimi đông lạnh Surimi đông lạnh Làm tan giá Nghiền với các hợp chất khác Tạo dạng cho sản phẩm Sấy Hạ nhiệt Sản phẩm Cơ chế hình thành gel kamaboko Gel kamaboko được hình thành như thế nào? Quá trình hình thành gel kamaboko là sự biến đổi phức tạp về bản chất hóa học và bản chất hóa lý của protein thịt cá. Cấu trúc gel sẽ không được hình thành nếu trong các giai đoạn có xuất hiện các tác nhân cản trở. Độ tươi của thịt sau khi rửa sẽ là tác nhân ảnh hưởng đên skhar năng tạo gel. Quá trình tạo gel kamaboko được biểu điễn theo sơ đồ sau: Gel Kamaboko Thịt cá Gel suwari Modori NaCl 2-3% 500C 600C 600C Keo actomyosin (Bột nhão thịt) Khả năng tạo gel của bột nhão thịt cá Giai đoạn dầu tiên trong quá trình tạo gel kamaboko sự biến đổi cảu protein tơ cơ có trong cơ cá thành dung dịch bằng cách sử dụng muối. Khi 2-3% muối được thêm vào thịt thì thịt sẽ chuyển nhanh về một khối nhão và có độ nhớt cao. Sự thay đổi này gây ra bởi một lượng nước lớn dự trữ trong protein tơ cơ bị khuếch tán. Lượng muối tối thiểu cần thiết để chiết protein của tơ cơ ra khỏi cơ là 2% trên tổng khối lượng của thịt tại pH=7. KhipH giảm, lượng muối tối thiểu sẽ phải tăng lên và lượng muối tối thiểu để sản xuất gel kamaboko là 2,5 – 3% và có sự khác biệt không đáng kể ở pH khác nhau. Nếu nồng độ muối quá cao thì sẽ xuất hiện hiện tượng ngập mặn và protein bị phân hủy trong dung dịch muối, do đó sẽ cản trở sự tạo thành kamaboko. Sự tạo thành gel kamaboko sẽ trở nên khó khăn khi sự biến tính protein ở cá đông lạnh xảy ra. Chính sự biến tính ấy đã làm cho tính hòa tan của protein giảm đáng kể làm cản trở khả năng tạo gel. Nói chung độ tươi của thịt chính là một trong những nhân tố ảnh hưởng đến sự tạo gel kamaboko. Thành phần chính của tơ cơ tan trong dung dịch muối là actomyosin và đó cũng là thành phần chính tạo gel kamaboko. Thật ra khi thịt cá và muối được nghiền cùng nhau thì dung dịch keo actomyosin được hình thành khi từ dung dịch keo actomyosin và gel hình thành từ dung dịch keo myosin là gel tạo thành từ actomyosin thì có cấu trúc cứng hơn. Một số loại sản phẩm kamaboko: Itasuki kamaboko Fried kamaboko Chikuma Hemper MARINBEEF – MỘT LOẠI SẢN PHẨM PROTEIN CONCENTRATE Cùng với sự gia tăng dân số thế giới cũng như sự phát triển kinh tế ở các nước trên thế giới thì nhu cầu dinh dưỡng của con người ngày càng tăng lên. Để đáp ứng nhu cầu đó phải có nguồn cung cấp thực phẩm ổn định. Bên cạnh đó một số nguồn nguyên liệu giàu giá trị dinh dưỡng lại không được sử dụng một cách đúng mực, ví dụ như nguồn cá tạp nhỏ thường bị bỏ đi do không có hiệu quả kinh tế cao. Từ đó người ta nghĩ ra việc tận dụng những nguồn nguyên liệu này để sản xuất ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời gia công các sản phẩm này nhằm tạo cho nó có giá trị cảm quan cao. Một loại sản phẩm được tạo ra từ các loại cá tạp và rất giàu protein, đó là “fish protein concentrate” (FPC). Sản phẩm này được sản xuất bằng cách loại bỏ nước từ cá sau đó chiết lấy protein và làm khô sản phẩm. Mirinbeef là một loại FPC. Nguyên tắc tạo thành sản phẩm: Cho 1 – 2% muối ăn vào vào thịt cá bằm và nhào trộn đều thì actomyosin có trong cơ sẽ tạo thành dạng keo. Khi làm kamaboko người ta sử dụng muối ăn 3% để làm cho tơ cơ bị phá hủy hoàn toàn và tạo thành dung dịch keo actomyosin. Tuy nhiên khi sản xuất marinbeef, protein của tơ cơ không bị biến tính do lượng muối sử dụng ít hơn so với lúc sản xuất kamaboko. Khi tơ cơ và actomyosin được cho vào dung dịch ethanol thì xảy ra hiện tượng tách nước và tách béo ở sợi tơ cơ. Cùng lúc đó protein của thịt cũng bị biến tính và sẽ đông tụ trong ethanol. Khi tái hydrate hóa lại khối sản phẩm thu được sau quá trình trên thì ta thấy sản phẩm thu được có cấu trúc rất đặc biệt. Cấu trúc này có tính đàn hồi cao và đặc biệt là có khả năng tái hydrate rất cao khác hẳn với kamaboko. Cấu trúc này chịu ảnh hưởng của lượng muối trong sản phẩm. Lượng muối càng nhiều thì cấu trúc này tương tự cấu trúc của thịt động vật. Marinbeef không phải là một sản phẩm hình thành được trên khả năng tạo gel của protein vì actomyosin và myosin có trong cơ cá sẽ xảy ra khi ta tiến hành xử lý bằng dung môi hữu cơ. Việc xác định sự biến tính này đã được nhiều nhà khoa học khẳng định bằng nhiều phương pháp thực nghiệm. Về giá trị dinh dưỡng thì marinbeef không thua kém gì thịt tươi. Thành phần acid amine trong cá tươi và marinbeef Amino acid (mg amino acid/ 100mg protein) Thịt cá tươi Marinbeef Thiết yếu Lysine Tryptophan Threonine Valine Methionine Isoleucine Leucine Phenylalanine Histidine 11,7 1,3 4,6 4,9 3,1 6,2 10,6 3,8 2,5 11,3 1,4 4,9 4,8 3,5 7,2 8,5 3,6 2,3 Không thiết yếu Arginine Aspartic acid Serine Glutamic acid Proline Glycine Alanine Cytein Tyrosine 7,0 11,6 5,2 18,9 4,5 3,6 6,5 1,0 3,6 6,5 11,0 6,0 18,4 5,2 3,8 6,1 1,1 4,1 Tỷ lệ amino acid thiết yếu / protein 44.0 43.3 NƯỚC MẮM Nước mắm là một loại gia vị nhưng cũng là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Trong bữa ăn hăng ngày của nhân dân Việt Nam không thể thiếu nước mắm.Quá trình chế biến nước mắm là quá trình thủy phân protein của thịt cá qua nhiều giai đoạn trung gian phức tạp để đi đến sản phẩm cuối cùng là sự phân giải ra acid amine dưới tác dụng của hệ enzyme. Đây là một ứng dụng rất quan trọng của protein cá. Nước mắm bên cạnh giá trị dinh dưỡng cao còn là một mặt hàng xuất khẩu truyền thống quan trọng. Ở đây chỉ khái quát sơ lược sự biến đổi của protein trong cá để để hình thành sản phẩm. Cơ chế của sự hình thành nước mắm Cá đem trộn với muối theo một tỷ lệ nhất định, được ướp trong điều kiện thích hợp, sau một thời gian sẽ hình thành nên nước mắm. Đó là quá trình tác dụng của hệ enzyme trong bản thân cá hoặc của vi sinh vật bên ngoài tác động vào sự thủy phân thịt cá từ dạng protein qua các dạng trugn gian như peptone, polypeptide, peptide, và cuối cùng là acid amine. Polypeptide Peptide Acid amine Protein Bên cạnh quá trình đạm phân ( phân giải và phân hủy protein ) của protein còn chủ yếu là quá trình phân giải carbonhydrate và lipid thành các acid hữu cơ, rượu.. Quá trinh phân giải proetin trong thịt cá chủ yếu do enzyme. Các vi sinh vật hữu ích tiết ra protease thúc đẩy cho quá trình thủy phân nhưng các vi sinh vật gây thối thì có tác dụng làm rữa nát thịt cá vì vậy trong quá trình chế biến phải chú ý. Cơ chế phân giải của enzyme: Quá trình phân giải thịt cá chuyển từ protein sang acid amine là một quá trình rất phức tạp, riêng đối với sự xúc tác của enzyme trong quá trình đó cũng đã rất phức tạp do enzyme có tính đặc hiệu cao. Như enzyme protease và peptidase chỉ tác dụng lên mối liên kết peptide và thủy phân liên kết này. Thuộc nhóm protease có pepsine, tripsine, chimotripsine, bromelin và papain. Các protease trước hết là thủy phân protein. Nhóm peptidase thì có carbonxypeptidase, aminopeptidase, dipeptidase. Sự tham gia của enzyme trong quá trình thủy phân này là theo cơ chế xác tác theo sơ đồ sau: Trong đó: E: enzyme S: cơ chất [ES] : phức chất enzyme – cơ chất P: sản phẩm Sự tạo thành và chuyển biến hợp chất trung gian xảy ra theo 3 bước. Trước hết enzyme kết hợp với protein tạo phức chất enzyme – protein, bước này xảy ra khá nhanh và liên kết này không bền. Bước hai là sự chuyển biến các phần tử protein dẫn tới làm phá vỡ các mối liên kết đồng hóa trị tham gia vào phản ứng. Khi đó các phức chất [ES] đồng thời xảy ra hai quá trình là sự thay đổi dịch chuyển mật độ electron dẫn tới sự cực hóa của mối liên kết đồng hóa trị tham gia vào phản ứng và sự biến dạng hình học của các mối liên kết đồng hóa trị trong phân tử protein cũng như trong trung tâm hoạt động cảu enzyme, như vậy làm cho protein trở nên hoạt động do đó quá trình thủy phân sẽ trở nên dễ dàng hơn. Bước thứ 3 là giai đoạn tạo thành các acid amine hoặc peptide cấp thấp và giải phóng enzyme ra. Hệ enzyme phân giải Thông thường lượng N tăng cao nhất ở tháng thứ 3 sau đó không tăng hoặc hơi giảm, nhưng lượng acid amine tăng đều đến khi chượp chín. Hệ enzyme trong thịt cá (bản chất là protein) cũng gồm các hệ giữ vai trò khác nhau: Hệ men Metalo – protease hay còn gọi là aminopeptidase hay Apase tồn tại nhiều trong nội tạng cá, chịu được nồng độ cao nên ban đầu hoạt động mạnh sau đó giảm dần, có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi, pH tối thích khoảng 5 – 7 Hệ men Serin – Protease điển hình là trypsine tồn tại nhiều trong nội tạng cá. Ban đầu hoạt động yếu sau đó mạnh dần, pH khoảng 5 – 10 Hệ men acid protease có nhiều trong thịt và nội tạng cá , đại diện chính là capthesine D. Hệ men này thủy phân mạnh nhưng bị ức chế bởi nồng đọ muối cao. Sự tham gia của vi sinh vật Vi sinh vật do nguyên liệu hay dụng cụ mang vào và cũng góp phần vào quá trình thủy phân protein và sự hình thành mùi trong quá trình chê biến Sự thủy phân nước mắm: Protein của cá trong nước dưới tác dụng của enzyme và nước tạo thành acid amine. Trong phản ứng phân giải này, nước có tác dụng như là một yếu tố điều chỉnh phản ứng, có khả năng tăng cường hay kìm hãm phản ứng. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến nước mắm Ảnh hưởng của nhiệt độ: Trong chế biến, khi nhiệt độ tăng thì vận tốc phản ứng sẽ tăng, nhưng enzyme mang bản chất protein nên chúng không chịu được nhiệt độ cao. Đa số enzyme trong cá đều mất hoạt tính ở nhiệt độ 700C trở đi. Đối với nhiều enzyme thủy phân, nhiệt độ thích hợp là 37 – 500C. Ảnh hưởng của pH: Do đây là quá trình thủy phân protein qua nhiều giai đoạn trung gian phức tạp cho sản phẩm là acid amine. Suốt trong quá trình này này đều do enzyme thủy phân, enzyme rất nhạy cảm với độ pH của môi trường. Mỗi enzyme chỉ hoạt động ở một độ pH nhất định. Do đó ta phải xem loại enzyme nào đóng vai trò chủ yếu để tạo ra môi trường hoạt động tốt nhất cho quá trình thủy phân. Ảnh hưởng của lượng muối Protease thủy phân protein thành các vật chất đơn giản: albumose pepton, polypeptide và acid amine tự do. Các chất này không bị kết tủa bởi muối NaCl bão hòa cho nên tuy protein trong thịt cá không hòa tan ra dung dịch nhưng lại có sản phẩm thủy phân của nó hòa tan, vì vậy lượng N tổng khi kiểm nghiệm đã tăng lên. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc Tế bào trong cơ thể cá đều có loạij enzyme protealytic thủy phân protein nhưng tập trung nhiều nhất trong nội tạng cá: dạ dày, ruột, tụy… cho nến nếu tăng diện tích tiếp xúc giữa protein với enzyme sẽ thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu: Về cấu trúc của thịt cá thì loại nào có kết cấu tổ chức lỏng lẻo, cơ thịt mềm mại, mỏng mình, ít vải dễ chế biến hơn. Các loại cá có hàm lượng protein cao sống ở tầng nổi xa bờ, đi lại từng đoàn như cá cơm, nục, thu… chế biến nước mắm có chất lượng cao. Nước mắm cá cơm có mùi vị thơm ngon và màu sắc vàng, sáng đẹp hơn cá nục nhưng về hàm lượng đạm thì nước mắm cá nục chiếm ưu thế hơn. LỜI KẾT THÚC Qua tài liệu này, chúng ta thấy nguồn protein trong cá và thủy sản rất dồi dào và quan trọng trong bữa ăn hằng ngày của chúng ta.Không chỉ là nguồn thực phẩm dinh dưỡng có giá trị kinh tế cao, các thành phần hóa học trong cá và thủy sản, đặc biệt protein, cũng được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như mỹ phẩm, dược phẩm,… Nước ta có mạng lưới sông nhiều và bờ biển dài, do đó nguồn thủy sản rất dồi dào và phong phú . Đây sẽ là nguồn thực phẩm dinh dưỡng giàu protein góp phần cải thiện chế độ dinh dưỡng trong bữa ăn hằng ngày của người Việt Nam, đồng thời là nguồn nguyên liệu lớn trong công nghiệp chế biến thực phẩm nước ta đang rất phát triển, và trong một số ứng dụng công nghệ cao. Hi vọng tài lệu này sẽ giúp các bạn có một cái nhìn rõ ràng và mới mẻ hơn về cá-thủy sản và nguồn protein trong đó.Và những kiến thức trên đây có thể là tài liệu tham khảo cho các bạn trong ngành hóa-sinh, đặc biệt là ngành hóa học thực phẩm. Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn cô đã tạo điều kiện và đóng góp ý kiến để chúng em hoàn thành tài liệu này.