Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gel protein

1.3. Sự hình thành thể gel trong thịt cá xay

1.3.3. Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gel protein

Nguyên liệu là yếu tố cơ bản trong quy trình sản xuất gel protein và nó đóng một vai trò rất quan trọng trong việc quyết định chất lượng gel protein cuối cùng. Độ tươi của cá có ảnh hưởng đến màu sắc, pH, mùi vị, độ dẻo dai và độ bền đông kết của gel protein. Cá tươi và chất lượng sẽ cho gel protein đạt tiêu chuẩn chất lượng cao đồng thời nâng cao hiệu suất của hiệu suất của quy trình. Ngƣợc lại, nếu cá đã có những biến đổi xấu thì chất lƣợng gel protein cũng giảm theo.

Độ tươi của nguyên liệu phụ thuộc vào phương pháp đánh bắt, phương pháp vận chuyển, bảo quản và thời gian bảo quản nguyên liệu, có thể bảo quản nguyên liệu 1 – 2

22

ngày ở nhiệt độ gần bằng 00C. Thời gian bảo quản lâu hơn sẽ làm ảnh hưởng đến độ bền đông kết của gel protein.

Gel protein đƣợc tách từ các loài cá khác nhau sẽ có chất lƣợng khác nhau, đặc biệt là độ bền đông kết. Vì mỗi loài cá có thành phần hóa học, cấu trúc cơ thịt khác nhau. Nếu protein của cá có thể tạo thành mạng lưới gel và đồng tạo gel với các chất phụ gia đƣợc phối trộn vào thì độ bền đông kết của gel protein sẽ tăng. Nếu lƣợng mỡ trong thịt cá quá nhiều, các hạt mỡ trong cấu trúc thịt cá sẽ phân tán ra cản trở sự tạo gel của protein làm mất tính đàn hồi của sản phẩm. Một số loài cá có hàm lƣợng mỡ cao là cá trỏng, cá bạc má,… Bên cạnh đó cấu trúc của myosin thịt cá cũng góp phần không nhỏ tạo nên tính chất đàn hồi của gel protein.

1.3.3.2. Ảnh hưởng của yếu tố công nghệ trong quy trình

 Ảnh hưởng của khâu rửa

Rửa là một trong những khâu quan trọng trong quá trình tách chiết gel protein.

Việc rửa liên tiếp thịt cá nhằm làm sạch thịt cá khỏi các muối khoáng, protein hòa tan, các tạp chất, vi khuẩn, các sản phẩm phân hủy gây mùi, màu và các tạp chất khác;

đồng thời có tác dụng làm giảm hàm lƣợng mỡ trong thịt cá xay. Trong lúc rửa một phần vitamin, axit béo và protein tự do bị mất đi, còn lại protein liên kết trong thịt cá.

Rửa còn gây tác động đến chất lượng và hiệu suất thu hồi gel protein. Tương ứng với các loài khác nhau có chế độ rửa khác nhau để thu đƣợc sản phẩm có chất lƣợng tốt nhất.

Hiệu quả của quá trình rửa phụ thuộc vào thời gian rửa, chế độ khuấy đảo, chu kì rửa, lượng nước rửa. Ở điểm giới hạn là 9 phút [11], hiệu quả chiết protein tăng mạnh.

Nếu thời gian rửa quá dài và khuấy đảo quá mạnh sẽ gây ra hiện tƣợng hydrat mạnh của protein gây khó khăn cho việc ép tách nước sau này. Vì vậy, thời gian tiếp xúc thịt cá với nước rửa phải đủ lâu để hiệu quả chiết protein là cao nhất.

23

Thường thì tỷ lệ thịt cá/nước rửa là 1/3 hoặc 1/4 thích hợp về cả ý nghĩa kinh tế.

Tuy nhiên, chọn tỷ lệ nước rửa cần xem xét đến chu kì rửa. Quan hệ giữa nước rửa và chu kỳ rửa còn phụ thuộc vào nhiều tác nhân khác nhƣ độ sạch nguyên liệu đầu vào, kỹ thuật của khâu xử lý nguyên liệu và hàm lƣợng chất béo trong cá.

Cùng với tỷ lệ nước rửa và thịt cá, khi gia tăng số lần rửa thì khả năng khử các chất mang màu càng triệt để, tuy nhiên số lần rửa phải nằm trong giới hạn nhất định, nếu rửa quá nhiều sẽ gây tổn thất dinh dƣỡng, giảm khả năng tạo gel và độ bền liên kết.

Rửa thịt cá xay bằng dung dịch axit hữu cơ loãng có thể hạn chế sự thối rữa của sản phẩm, khử đƣợc các bazơ làm mất mùi tanh khai của thịt cá xay nhƣ cá nhám. Độ pH của nước rửa có tác dụng tẩy màu thịt cá xay, giảm lượng TMA do đó sẽ có tác dụng tốt khi rửa thịt cá xay có màu sẫm, xám hoặc xanh lá cây bằng axit nhẹ.

Khi rửa nên duy trì nhiệt độ nước rửa trong vùng mà protein giữ được chức năng của nó (5 – 310C) tùy loài cá [11], ở nhiệt độ này protein duy trì đƣợc chức năng của nó và có khả năng tạo gel. Nước rửa phải có pH tự nhiên để protein không bị biến tính.

Nếu nước rửa có ion Fe2+ sẽ làm màu sắc thịt cá bị xám hoặc nâu. Vì vậy, nước rửa phải đạt tiêu chuẩn nước sạch dùng cho chế biến thực phẩm theo quy định của Bộ Y Tế số 01/2009 (QCVN 01:2009/BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009).

 Ảnh hưởng của khâu ép tách nước

Đây là yếu tố ảnh hưởng đến hàm ẩm cũng như độ dẻo dai của gel protein. Vai trò của nước trong thịt cá xay trước khi nghiền trộn là rất quan trọng. Nước tham gia cấu trúc và hình thành trạng thái của gel protein. Nước tương tác với các nhóm –NH2, -COOH, -CO-NH-… của protein tạo ra vỏ hydrat làm cho thành phần protein có độ nhớt và độ hòa tan nhất định.

Nước còn làm biến tính protein phá vỡ toàn bộ cấu trúc bậc cao. Nhờ biến tính mà sau đó các phân tử protein tương tác với nhau tạo ra mạng lưới gel làm cho protein có cấu trúc mới, do đó sản phẩm có trạng thái dẻo dai, đàn hồi.

Nước trong gel protein có tác dụng hóa dẻo một số phụ liệu phối trộn như tinh bột, protein khác (lòng trắng trứng, protein đậu tương, tinh bột biến tính,…) và hòa tan

24

các chất phụ gia trong quá trình nghiền trộn, tạo độ dẻo dai, độ đặc, đô trong, tạo màng và tạo sợi gel protein.

 Ảnh hưởng cuả công đoạn hòa tan NaOH

Công đoạn này có ảnh hưởng rất quan trọng đến hiệu suất thu hồi protein có nhiều hay không. Các yếu tố ảnh hưởng của công đoạn này như:

- Ảnh hưởng của thời gian chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ: hiệu suất thu hồi protein từ cơ thịt đỏ cá ngừ bằng phương pháp điều chỉnh pH phụ thuộc vào thời gian chiết.

Nguyên nhân: có sự thay đổi nhƣ vậy là do quá trình tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH bị ảnh hưởng bởi thời gian trích ly. Khi thời gian tăng lên lƣợng chất khuếch tán tăng, nhƣng thời gian phải có giới hạn. Khi đã đạt đƣợc mức độ chiết cao nhất nếu kéo dài thời gian không mang lại hiệu quả kinh tế.

- Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết lên hiệu suất hòa tan và thu hồi protein của cơ thịt đỏ cá ngừ: khi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi giảm thì tỷ lệ protein hòa tan trong dịch chiết tăng lên.

Nguyên nhân: có sự thay đổi nhƣ vậy do khi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi càng nhỏ thì sự chênh lệch nồng độ protein trong nguyên liệu và dung môi càng cao. Điều này sẽ tạo ra lực khuếch tán mạnh cho quá trình khuếch tán của các phân tử protein trong nguyên liệu, với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi càng lớn thì dung dịch sẽ nhanh đạt đến điểm cân bằng vật chất giữa dung môi và chất tan, sẽ làm chậm quá trình hòa tan.

Trong khi đó với cùng một lƣợng nguyên liệu thể tích dung môi lớn thì cần phải có một lƣợng vật chất lớn mới đạt đến điểm cân bằng.

- Ảnh hưởng của nhiệt độ dung môi chiết lên hiệu suất thu hồi protein lên thịt sẫm: nhiệt độ dung môi chiết tăng từ 10 – 300C thì tỷ lệ protein hòa tan trong thịt đỏ cá ngừ cũng tăng theo. Nhiệt độ dung môi chiết ở 100C thì hiệu suất thu hồi protein chỉ đạt 56,5%, trong khi đó ở nhiệt độ 300C thì hiệu suất đạt khoảng 67%. Nếu cứ tiếp tục tăng nhiệt độ lên cao thì hiệu suất thu hồi protein có xu hướng giảm xuống.

Nguyên nhân: có sự thay đổi nhƣ vậy là do qua trình tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của dung môi chiết. Nhiệt độ có

25

tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phần tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phần tử dung môi, tuy nhiên nhiệt độ là một yếu tố giới hạn, vì khi nhiệt độ qua cao có thể xảy ra các phản ứng khác không cần thiết gây khó cho qua trình công nghệ. Do đó, khi nhiệt độ tăng lên khả năng hòa tan protein tăng tỷ lệ thuận còn hiệu suất thu hồi giảm là do dưới tác động của môi trường kiềm cùng với nhiệt độ cao trong khoảng thời gian chiết đã làm biến tính protein làm mất đặt tính tự nhiên của protein, cắt nhỏ mạch protein tạo ra các peptit và pepton mạch ngắn.

 Ảnh hưởng của khâu nghiền trộn phụ liệu

Công đoạn này phối trộn các loại phụ liệu vào với nồng độ/ tỷ lệ thích hợp, sau đó xay và nghiền trộn đảo đều chúng trong khối gel protein. Công đoạn này có tính chất quyết dịnh đến sự tạo gel. Hàm ẩm trong công đoạn nghiền trộn dao động từ 70 – 79% [11].

Quá trình này tác dụng một lực cơ học liên tục lên thịt cá xay. Do tác động của lực cơ học và hàm ẩm, protein bị biến tính và xuất hiện các liên kết tạo gel. Lực cơ học đã làm cho sợi actin trƣợt liên tục trên sợi myosin, tạo nội lực ma sát làm cấu trúc bậc 2, 3, 4 của protein bị phá vỡ, protein duỗi ra làm xuất hiện các nút lưới gel làm cho gel dẻo dai và có độ bền chắc. Ngoài ra các phụ liệu đƣợc nghiền trộn cho vào gel cũng đóng vai trò quan trọng không nhỏ trong việc tăng độ bền chắc, độ đàn hồi cho gel protein.

Thời gian nghiền trộn có ảnh hưởng đến độ tạo gel. Nếu thời gian nghiền trộn qua ngắn, mạng lưới gel chưa hình thành sẽ có độ bền đông kết giảm. Nếu kéo dài thời gian nghiền trộn sẽ làm surimi bị sẫm màu. Nhiều tác giả cho rằng thời gian nghiền trộn từ 10 – 15 phút là thích hợp.

 Ảnh hưởng của khâu định hình

Quá trình định hình rất cần thiết và cũng là thời gian để các phụ liệu phát huy tác dụng triệt để vì nó tăng khả năng phối hợp tạo gel và đàn hồi. Nhiệt độ và thời gian định hình có ảnh hưởng đến chất lượng gel. Nếu nhiệt độ cao, thời gian định hình ngắn, nhiệt độ thấp thì thời gian định hình dài hơn.. Nếu bảo quản đông thì cần nhiệt độ định hình thấp, nếu gia nhiệt nấu chín thì định hình ở nhiệt độ cao.