TRANG THÔNG TIN VỀ NHỮNG ĐÓNG GÓP VÀ ĐIỂM MỚI LUẬN ÁN TIẾN SỸ
Tên luận án: “Nghiên cứu chế biến các sản phẩm giàu protein từ cá lóc (Channa striata) nuôi”
Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã ngành: 62.54.01.01
Họ tên nghiên cứu sinh: Võ Hoàng Ngân
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Văn Mười
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Cần Thơ
1. Tóm tắt nội dung luận án:
Luận án được thực hiện nhằm tối ưu hóa hiệu quả thu nhận các thành phần khác nhau của nguyên liệu để chế biến các sản phẩm giàu protein từ cá lóc nuôi (Channa striata) – nguồn thủy sản được phát triển mạnh ở vùng đồng bằng sông Cửu Long trong những năm gần đây. Trước tiên, thành phần hóa lý của nguồn nguyên liệu cá lóc được xác định. Kết quả phân tích cho thấy, cá lóc nuôi có hàm lượng protein khá cao không chỉ trong thịt phi lê mà cả trong phụ phẩm, tương ứng 18,52% và 15,36%. Trên cơ sở hàm lượng protein cao của nguyên liệu cá lóc thu nhận được, nghiên cứu đã tiến hành theo 4 nội dung chính nhằm đáp ứng mục tiêu đề ra. Trích ly protein hòa tan từ thịt cá lóc nuôi là nội dung đầu tiên được tiến hành. Nghiên cứu đã khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu với các dung môi khác nhau, hàm lượng muối bổ sung và pH của dung môi đến quá trình trích ly. Bên cạnh đó, việc tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian bằng phương pháp bề mặt đáp ứng cũng đã được thực hiện nhằm đạt được hiệu quả trích ly protein cao nhất. Kết quả cho thấy, sử dụng dung môi nước có bổ sung NaCl 0,15M điều chỉnh pH10 ở nhiệt độ 35°C với thời gian trích ly là 14 phút, tỷ lệ nguyên liệu: dung môi ở mức 1:2 (w/v) sẽ thu được sản phẩm có hàm lượng protein hòa tan trung bình là 13,69 mg/mL. Trong điều kiện này, hiệu suất trích ly protein hòa tan và hiệu suất trích ly protein tổng số so với protein tổng số của nguyên liệu tương ứng 14,39% và 25,45%, đồng thời dịch trích ly có hàm lượng lipid là 3,5%. Trong nội dung thứ hai, việc nghiên cứu nâng cao hoạt tính sinh học về khả năng ức chế enzyme chuyển hóa angiotensin và kháng oxy hóa của dịch protein hòa tan sau khi thủy phân bằng cách sử dụng các protease khác nhau đã được thực hiện. Kết quả nghiên cứu đã xác định được tỷ lệ kết hợp 25%:75% của alcalase và flavourzyme cho hiệu quả thủy phân cao. Tiến hành thủy phân trong thời gian 6 giờ ở nhiệt độ 50°C và pH7 bằng hỗn hợp enzyme có hoạt tính 600 U/g protein cho sản phẩm có hoạt tính sinh học cao. Quá trình thủy phân thu hồi được 82,20% protein, trong đó sản phẩm là dịch protein có đầy đủ thành phần acid amin thiết yếu, có khối lượng phân tử thấp (phân bố xung quanh 14,4 kDa), có khả năng ức chế ACE và kháng oxy hóa cao. Nồng độ dịch thủy phân có thể ức chế 50% hoạt tính enzyme chuyển hóa angiotensin là 4,55 mgN/mL và thu nhận 50% gốc tự do DPPH là 1,55 mgN/mL. Ngoài ra, bên cạnh dịch trích ly còn thu được phần paste thịt cá với tỷ lệ 70,76%, trong đó bao gồm 78,47% ẩm và 16,75% protein. Đây là nguyên liệu được sử dụng trong nội dung nghiên cứu tiếp theo về chế biến surimi cá lóc và chả cá lóc chiên với sự hỗ trợ của hợp chất chống đông (1,5% sucrose và 1,5% sorbitol), sodium tripolyphosphate và đặc biệt là enzyme transglutaminase. Kết quả nghiên cứu cho thấy, paste thịt cá sau khi phối trộn 3% hợp chất chống đông và 0,2% sodium tripolyphosphate có khả năng duy trì đặc tính của protein trong thời gian 5 tháng. Việc ứng dụng enzyme transglutaminase 0,28 U/g surimi kết hợp thời gian ủ 4 giờ đã xúc tác hình thành được các peptide có khối lượng phân tử khoảng 70 kDa mang đến hiệu quả cao trong cải thiện chất lượng chả từ surimi cá lóc lạnh đông. Việc tiền xử lý nhiệt sơ bộ để tạo gel ở 55°C trong 40 phút trước khi làm chín bằng cách chiên nhúng trong dầu ở 175°C trong 2,5 phút cho sản phẩm có chất lượng tốt và an toàn về vi sinh. Chả cá lóc chiên có thể duy trì chất lượng và an toàn đến 2 tuần bảo quản lạnh (4±2°C) và 12 tuần trữ đông (-18±2°C). Thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc với việc sử dụng chế phẩm vi sinh đã được thực hiện trong nội dung cuối cùng của nghiên cứu thông qua tối ưu hóa quá trình ủ phụ phẩm bằng chế phẩm Bacillus subtilis. Tối ưu hóa nhiều hàm đáp ứng đã giúp xác định được chế độ ủ tương ứng với 2,5% vi sinh có bổ sung 7,74% muối ở giá trị pH6,72 và thực hiện trong 28,89 ngày. Trong điều kiện đó, hiệu suất thu hồi protein là 57,68%, hàm lượng nitơ amin đạt 22,53% và hàm lượng nitơ amoniac sinh ra là 3,71%. Sản phẩm dịch protein thu hồi có khối lượng phân tử rất thấp (<14,4 kDa) và chất lượng cao nhờ có đầy đủ các acid amin thiết yếu với hàm lượng cao. Nghiên cứu đã mở ra triển vọng cho việc sử dụng một cách toàn diện nguồn protein từ nguyên liệu cá lóc để chế biến thành những thực phẩm có giá trị gia tăng cũng như các chế phẩm giàu protein khác, phục vụ cho sức khỏe của con người.
2. Những kết quả mới của luận án:
Luận án đã đóng góp giải pháp thiết thực, có hiệu quả cao trong việc thu nhận và chế biến sản phẩm giàu protein từ thịt cá lóc nuôi. Protein hòa tan được trích ly từ phi lê cá sau quá trình thủy phân đã tạo ra một sản phẩm có hoạt tính sinh học cao không chỉ về khả năng kháng oxy hóa mà còn cả về khả năng ức chế enzyme chuyển hóa angiotensin (ACE), từ đó mang đến tiềm năng ứng dụng trong chế biến các sản phẩm thực phẩm chức năng. Paste thịt cá giàu protein sau trích ly protein hòa tan được ứng dụng thành công trong chế biến surimi cá lóc lạnh đông có khả năng bảo quản dài. Sản phẩm chả chiên được chế biến từ surimi lạnh đông với sự hỗ trợ của transglutaminase có cấu trúc gel tốt cả về khả năng giữ nước và độ bền gel. Cuối cùng, tối ưu hóa cho quá trình ủ với chế phẩm Bacillus subtilis đã giúp thu nhận khá triệt để lượng protein từ phụ phẩm cá lóc thể hiện qua hiệu suất và chất lượng protein thu hồi cao. Có thể nói, đóng góp của luận án là giải pháp tổng thể của quá trình thu nhận và chế biến một cách hiệu quả nguồn protein từ cá lóc nuôi.
3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:
Các sản phẩm surimi cá lóc, chả cá lóc và các dịch protein thủy phân có tiềm năng rất lớn để ứng dụng thực tiễn. Tuy nhiên, cần thực hiện một số khảo sát làm cơ sở cho việc phát triển sản phẩm với quy mô công nghiệp, cụ thể như sau:
– Nghiên cứu bảo quản các chế phẩm dịch protein và ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm nhằm tạo ra các sản phẩm đa dạng hơn.
– Đánh giá hoạt tính sinh học của sản phẩm thủy phân trong các nghiên cứu in-vivo, tiến đến thử nghiệm hiệu quả của sản phẩm đối với dinh dưỡng người.
– Đẩy mạnh xây dựng mô hình hóa việc chế biến các sản phẩm nghiên cứu từ cá lóc đã thực hiện, cơ giới hóa quá trình sản xuất theo quy trình khép kín kết hợp với các công nghệ tiên tiến nhằm đem lại hiệu quả tối đa.
