Đề tài Gelatin từ da cá

proline, proline, valine và leucine hơn gelatin động vật có vú nhƣng lại nhiều hơn glycine, serine, threonine, aspartic acid, methionine và histidine. Tuy nhiên, cả gelatin từ da cá nƣớc lạnh và từ động vật có vú đều có tỷ lệ nhƣ nhau về các gốc alanine, glutamic acid, cysteine, isoleucine, tyrosine, phenylalanine, homocysteine, hydroxylysine, lysine và arginine. CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 69 Bảng 2.8 Hàm lƣợng acid amin của gelatin một vài loài cá khi so sánh với gelatin từ heo (số gốc/1000 gốc acid amin) Acid amin Da cá tuyết a Da cá Pollock Alaska b Hake a Cá megrim a Da cá rô c Da heo d Ala Arg Axs Cys Glx Gly His Hyl Hyp Ile Leu Lys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val Imino acid 96 56 52 0 78 344 8 6 50 11 22 29 17 16 106 64 25 0 3 18 156 108 51 51 0 74 358 8 6 55 11 20 26 16 12 95 63 25 0 3 18 150 119 54 59 - 74 331 10 5 59 9 23 28 15 15 114 49 22 - 4 19 173 123 54 48 - 72 350 8 5 60 8 21 27 13 14 115 41 20 - 3 18 175 123 47 48 0 69 347 6 8 79 8 23 25 9 13 119 35 24 0 2 15 198 112 49 46 0 72 330 4 6 91 10 24 27 4 14 132 35 18 0 3 26 223 Cá nƣớc lạnh: cá tuyết, cá Pollock Alaska, cá hake. Cá nƣớc ấm: cá megrim, cá rô. a Gomez-Guillen và cộng sự (2002) b Zhou và cộng sự (2006) c Sarabia và cộng sự (2000) d Eastoe and Leach (1977) CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 70 Haug và cộng sự (2004) đã so sánh tính chất lƣu biến của gelati n từ cá và động vật có vú và phát hiện rằng sự khác nhau chủ yếu giữa 2 loại gelatin là hàm lƣợng imino acid, proline và hydroxyproline, giúp làm bền sự tạo thành cấu trúc mạng lƣới gel. Hàm lƣợng thấp proline và hydroxyproline làm cho gelatin từ cá có độ chắc gel thấp cũng nhƣ nhiệt độ nóng chảy và tạo gel thấp. Cấu trúc siêu xoắn của gel gelatin rất quan trọng đối với tính chất gel đƣợc làm bền bằng sự giới hạn không gian. Sự giới hạn này là do vòng pyrrolidine của imino acid và liên kết hydro tạo thành giữa các acid amin (Te Nijenhuis, 1997). Về thành phần acid amin, tính chất chức năng của gelatin cũng bị ảnh hƣởng bởi sự phân phối khối lƣợng phân tử, cấu trúc và thành phần của các đơn vị tạo thành. Trong quá trình sản xuất gelatin, sự chuyển hóa collagen thành gelatin thu đƣợc các phân tử có khối lƣợng phân tử thay đổi do sự cắt đứt các liên kết cộng hóa trị liên chuỗi và sự phá hủy các liên kết peptide nội (Zhou, Mulvaney và Regenstein, 2006). Kết quả là gelatin thu đƣợc có khối lƣợng phân tử thấp hơn collagen và chứa hỗn hợp những phân đoạn có khối lƣợng phân tử nằm trong khoảng 80 250 kDa (Poppe, 1997). Gelatin từ cá và động vật có vú có sự phân phối khối lƣợng phân tử đa phân tán liên quan tới cấu trúc collagen và quá trình sản xuất. Ngoài những oligomer khác nhau của các tiểu phần chuỗi , các chuỗi nguyên vẹn và bị thủy phân một phần đều xuất hiện làm tăng hỗn hợp chứa các phân tử có khối lƣợng phân tử khác nhau (Schrieber và Gareis, 2007). Độ đa phân tán đƣợc tính toán là tỷ số giữa khối lƣợng phân tử trung bình so với khối lƣợng phân tử trung bình của gelatin luôn >2 (Schrieber và Gareis, 2007). Tuy nhiên, khi nghiên cứu tính chất chức năng của gelatin từ nhiều loại cá khác nhau, Gudmundsson (2002) đã thu đƣợc độ đa phân tán nằm trong khoảng 1.57 2.21. Gudmundsson (2002) cũng công bố điểm đẳng điện cho gelatin cá megrim (9.5), cá rô (9.1) vá cá tuyết (8.9). Sự kết chùm của chuỗi và trong gelatin từ cá hồi và cá pollock cũng nhƣ là trong gelatin thƣơng mại từ động vật có vú và từ cá. Hàm lƣợng lớn chuỗi và có ảnh hƣởng tiêu cực lên vài tính chất chức năng của gelatin từ cá nhƣ giảm độ nhớt, giảm nhiệt độ nóng chảy và thời gian tạo gel dài hơn (Muyonga và cộng sự, 2004). Chiou và cộng sự (2006) cũng công bố rằng gelatin từ cá hồi và cá pollock ít khác nhau về mô tả khối lƣợng phân tử so với gelatin từ heo. Ngoài ra, gelatin từ cá có chứa những chuỗi có khối lƣợng phân tử thấp không có mặt trong gelatin heo. 2.5.1.2 Tính chất lưu biến Gelatin đƣợc xếp vào loại gel vật lý tức là tƣơng tác hay liên kết giữa chuỗi có bản chất là liên kết vật lý (lực van der Waal, liên kết hydro có năng lƣợng khoảng 2 kcal/mol). Một vài gel vật lý nhƣ alginate thay đổi bất thuận nghịch do nhiệt. Tuy nhiên, năng lƣợng liên kết trong gelatin tƣơng đối yếu và kết quả là gelatin có thể hình thành gel thay đổi thuận nghịch bởi nhiệt. Ngoài gelatin, casein (một protein từ sữa có CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 71 thể tạo các kết tụ có đƣờng kính xấp xỉ 20 300 nm), agarose, pectin và carrageenan (polysaccharide trích ly từ tảo) (Papon và cộng sự, 2007) cũng có tính chất này. Độ chắc gel và nhiệt độ nóng chảy gel là tính chất vật ký quan trọng của gel gelatin. Những tính chất này bị ảnh hƣởng bởi khối lƣợng phân tử cũng nhƣ là những tƣơng tác phức tạp xác định bởi thành phần acid amin và tỷ số chuỗi / có mặt trong gelatin (Cho và cộng sự, 2004). Theo Schrieber và Gareis (2007), độ chắc gel phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ các phân đoạn có khối lƣợng phân tử xấp xỉ 100000 g/mol. Thêm vào đó, có một mối tƣơng quan chặt chẽ giữa độ chắc gel và hàm lƣợng chuỗi trong gelatin. Gelatin có hàm lƣợng chuỗi nhiều hơn sẽ có độ chắc gel cao hơn. Ngƣợc lại, một tỷ lệ cao peptide với khối lƣợng phân tử cao hơn hay thấp hơn chuỗi cũng làm giảm độ chắc gel (Liu và cộng sự, 2008). Độ chắc gel của gelatin thƣơng mại đƣợc biểu diễn bằng độ Bloom. Giá trị Bloom là khối lƣợng tính bằng g cần thiết để một piston xác định nén vào bề mặt một gel chuẩn ổn định nhiệt trong điều kiện tiêu chuẩn (Schrieber và Gareis, 2007). Độ chắc gel của gelatin thƣơng mại biến đổi trong khoảng 100 300, nhƣng gelatin có giá trị Bloom 250 260 đƣợc ƣa chuộng hơn cả (Holzer, 1996). Gelatin từ cá điển hình có giá trị Bloom thấp từ 0 270 (xác định trong điều kiện của phép đo Bloom chuẩn) khi so sánh với giá trị này của gelatin từ bò và heo có độ Bloom từ 200 240. Tuy nhiên, giá trị Bloom rất cao 426 cũng đƣợc công bố cho gelatin từ da cá ngừ vây vàng (Cho, Gu và Kim, 2005). Một vài loại gelatin cá nƣớc ấm có độ Bloom tƣơng đối cao gần với độ Bloom của heo (Gudmundsson và Hafsteinsson, 1997). Những loại gelatin có độ Bloom cao nhƣ vậy chỉ mô tả cho gelatin trích ly từ cá rô (Grossman và Bergman, 1992; Jamilah và Harvinder, 2002; Zhou và cộng sự, 2006) và cá trắm cỏ (Kasankala, Xue, Weilong, Hong, và He, 2007). Ví dụ, gelatin có độ Bloom từ 128 273 là gelatin từ cá rô (Jamilah vàHarvinder, 2002; Zhou và cộng sự, 2006). Mặt khác, gelatin cá nƣớc lạnh vẫn còn pha lỏng trong điều kiện chuẩn xác định độ Bloom ở 10oC (Norland, 1990). Giá trị độ Bloom điển hình từ 70 110 đƣợc công bố cho cá tuyết, cá hồi, cá Pollock Alaska, cá hồi và cá hake. Khoảng biến đổi rộng độ Bloom của nhiều loại gelatin khác nhau tăng do sự khác biệt hàm lƣợng proline và hydroxyproline trong collagen của những loài khác nhau nhƣng cũng liên quan tới nhiệt độ môi trƣờng sinh sống của loài cá. Badii và Howell (2006) cũng cho rằng các acid amin kỵ nƣớc (Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Phe và Met) có thể làm tăng giá trị độ Bloom của gelatin từ cá rô. Ho thấy rằng trong sản phẩm gelatin thƣơng mại không tạo gel từ cá tuyết có hàm lƣợng các acid amin kỵ nƣớc thấp hơn khi so sánh với gelatin từ cá rô và cá horse mackerel. Có thể điều kiện trích ly có thể ảnh hƣởng tới hàm lƣợng và thành phần acid amin kỵ nƣớc tác động lên tính chất vật lý của gelatin ngay cả khi hàm lƣợng imino acid nhiều hơn (Montero và Gomez-Guillen, 2000). CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 72 Ngoài những nhân tố liên quan tới nguồn gốc nguyên liệu thô, điều kiện trích ly cũng ảnh hƣởng mạnh lên điểm tạo gel và độ chắc gel. Ví dụ, khi sử dụng nồng độ cao sulfuric, sodium hydroxide và citric acid tạo nên độ Bloom thấp nhất cho gelatin cá tuyết (Gudmundsson và Hafsteinsson, 1997) chỉ ra rằng khả năng tạo gel của gelatin rất nhạy cảm với sự thủy phân acid và kiềm do cả 2 đều ảnh hƣởng lên các liên kết ngang trong collagen. Tính chất đáng chú ý nhất của gelatin là độ hòa tan trong nƣớc và khả năng hình thành gel biến đổi thuận nghịch bởi nhiệt. Do là một gel biến đổi thuận nghịch bởi nhiệt, gel gelatin sẽ bắt đầu nóng chảy khi nhiệt độ tăng tới một điểm xác định nào đó, gọi là nhiệt độ nóng chảy của gel và thƣờng thấp hơn nhiệt độ cơ thể ngƣời. Tính chất tan chảy trong miệng là một tính chất quan trọng của gel gelatin và đƣợc khai thác triệt để trong công nghiệp thực phẩm và dƣợc phẩm. Tính chất lƣu biến của gel gelatin biến đổi nhiệt thuận nghịch là một hàm theo nhiệt độ (dƣới nhiệt độ nóng chảy) và nồng độ gelatin của một loài nào đó (Zhou và cộng sự, 2006). Sự khác nhau chủ yếu của gelatin từ động vật có vú và từ cá là gelatin từ cá có nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhƣng lại có độ nhớt cao hơn gelatin từ động vật có vú (Leuenberger, 1991). Nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy điển hình cho gelatin của heo và bò là 20 25oC và 28 31oC tƣơng ứng. Nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy điển hình cho gelatin của cá là 8 25oC và 11 28oC tƣơng ứng. Khoảng dao động rộng của nhiệt độ tạo gel bị ảnh hƣởng mạnh bởi nguồn gốc nguyên liệu thô. Gomez-Guillen và cộng sự (2002) đã nghiên cứu tính chất lƣu biến (độ nhớt dẻo và độ chắc) và tính chất hóa học/cấu trúc (thành phần acid amin, phân phối khối lƣợng phân tử và cầu trúc xoắn) của gelatin trích ly từ vài loài sinh vật biển. Gelatin từ những loài cá dẹp (sole và megrim) có khả năng tạo gel tốt nhất và bền nhiệt hơn so với từ các loài cá nƣớc lạnh (cá tuyết và cá hake). Sự khác nhau này dựa trên thành phần acid amin, tỷ lệ chuổi collagen 1/ 2 và phan phối khối lƣợng phân tử. Họ chỉ ra rằng mặc dù thành phần acid amin rất quan trọng để xác định tính chất tạo gel của gelatin, khối lƣợng phân tử trung bình và sự phân phối chuỗi , , cũng quan trọng đối với tính chất vật lý của gelatin. 2.5.1.3 Tính chất nhũ hóa và tạo bọt Gelatin hay collagen đƣợc sử dụng nhƣ tác nhân nhũ hóa, tạo bọt và giữ ẩm ứng dụng trong thực phẩm, dƣợc phẩm, y học và kỹ thuật do tính chất hoạt động bề mặt của nó. Những nghiên cứu trƣớc đây cho thấy rằng gelatin có tính chất của một chất hoạt động bề mặt và nó có khả năng là một chất nhũ hóa trong hệ nhũ tƣơng dầu trong nƣớc (Lobo, 2002). Những vùng kỵ nƣớc trong chuỗi peptide tạo nên khả năng nhũ hóa và tạo bọt của gelatin (Cole, 2000; Galazka, Dickinson và Ledward, 1999). Tuy nhiên, nói chung, gelatin là chất tạo nhũ yếu hơn globular protein và gum arabic. Do CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 73 đó, khi sử dụng gelatin một mình, nó tạo thành hệ nhũ tƣơng có các hạt tƣơng đối lớn trong quá trình đồng hóa (Chesworth, Dickinson, Searle và Stainsby, 1985; Dickinson và Lopez, 2001; Lobo, 2002) và nó có thể đƣợc điều chỉnh kỵ nƣớc bằng cách gằn thêm vào các gốc không phân cực (Toledano và Magdassi, 1998) hay sử dụng kết hợp với các chất hoạt động bề mặt anion khác để nâng cao hiệu quả nhũ hóa (Muller và Hermel, 1994; Olijve, Mori và Toda, 2001; Surh, Gu, Decker và McClements, 2005). Sự đa dụng về tính chất tạo bọt và nhũ hóa của gelatin đặc biệt có giá trị trong những sản phẩm nhƣ bột nhũ hóa (Klaui, Hausheer và Huschke, 1970). Trong những sản phẩm này, tính chất hoạt động bề mặt và tạo màng của gelatin có thể đƣợc khai thác thành công trong quá trình nhũ hóa. Tính chất tạo gel và làm bền của gelatin rất có ích trong các giai đoạn sấy hay vi bao tiếp theo. Trong kẹo marshmallow, tính chất tạo gel của gelatin đƣợc sử dụng để làm bền bọt trong quá trình làm nguội. Trong hầu hết các ứng dụng, gelatin đƣợc lựa chọn không chỉ bởi vì tính chất hoạt động bề mặt của nó mà còn là do sự kết hợp độc nhất giữa các tính chất hoạt động bề mặt, tạo gel, lƣu biến và hóa học của gelatin. Surh và cộng sự (2006) đã nghiên cứu hệ nhũ tƣơng bền vật lý dầu trong nƣớc có thể đƣợc sản xuất sử dụng gelatin từ cá hay không và xác định ảnh hƣởng của khối lƣợng phân tử gelatin (gelatin có khối lƣợng phân tử thấp [LMW-FG] và gelatin có khối lƣợng phân tử cao [HMW-FG]) và ảnh hƣởng của môi trƣờng (pH, muối, nhiệt) lên độ bền của hệ nhũ tƣơng. Họ thấy rằng hệ nhũ tƣơng với phân phối kích thƣớc các tiểu phần đơn điệu và đƣờng kính các giọt nhỏ (0.35 m cho LMW-FG và 0.71 m cho HMW-FG) có thể đƣợc sản xuất bởi nồng độ protein 4% (w/w) cho 2 loại gelatin có khối lƣợng phân tử thấp và cao. Tuy nhiên, sự có mặt của một phân đoạn nhỏ của các giọt tƣơng đối lớn (>10 m) đƣợc quan sát trong hệ nhũ tƣơng ngay cả khi ở nồng độ protein tƣơng đối cao. Surh và cộng sự (2006) thấy rằng số lƣợng các giọt lớn và lƣợng dầu tách ra ít hơn trong hệ HMW-FG hơn là trong LMW-FG. Ảnh hƣởng này có thể là do độ dày của membrane gelatin hấp phụ tăng khi tăng khối lƣợng phân tử. Độ bền của hệ nhũ hóa sử dụng 2 loại gelatin trên khá bền trong điều kiện nồng độ muối cao (NaCl 250 mM), xử lý nhiệt (30 và 90oC trong 30 phút) và giá trị pH khác nhau (pH 3 9) cho thấy gelatin từ cá có giới hạn sử dụng nhƣ là một chất tạo nhũ protein cho hệ dầu trong nƣớc. Dickinson và Lopez (2001) so sánh khả năng làm bền hệ nhũ tƣơng của casein và whey protein thƣơng mại trong điều kiện pH trung tính với gelatin từ cá nhƣ là một chất nhũ hóa trong vi bao hệ dầu-vitamin tan. Khi gelatin đƣơc sử dụng nhƣ là chất tạo nhũ, tỷ lệ protein/dầu nên đƣợc tối ƣu để tránh sự có mặt của những giọt lớn có thể dẫn tới sự kết tụ đặc biệt là khi lực ion cao. Ngƣợc lại, khi protein sữa đƣợc sử dụng để thay thế gelatin thì phải chú ý tới ảnh hƣởng của sự kết bông của các giọt đƣợc bao bởi whey protein trong quá trình bảo quản. CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 74 2.5.1.4 Tính chất tạo màng Những nghiên cứu về sản xuất màng từ gelatin cá và mô tả đặc tính của nó đƣợc tiến hành và ngƣời ta thấy rằng tất cả các gelatin cá đều có tính chất tạo màng tốt (Avena-Bustillos và cộng sự, 2006; Gomez-Guillen, Ihl, Bifani, Silva và Montero, 2007; Jongjareonrak và cộng sự, 2006; Jongjareonrak, Benjakul, Visessanguan, Prodpran và Tanaka, 2006). Nói chung, màng từ gelatin của da các loài cá nƣớc ấm nhƣ cá vƣợc sông Nile có khả năng chịu áp lực và độ kéo dài ở điểm đứt gãy tƣơng tự nhƣ gelatin từ xƣơng bò (Muyonga và cộng sự, 2004). Tuy nhiên, màng gelatin từ cá có độ thấm hơi nƣớc thấp hơn gelatin bò. Ví dụ màng từ gelatin của da cá ngừ đƣợc làm mềm dẻo bằng glycerol cho thấy có độ thấm hơi nƣớc thấp hơn (water vapor permeability – WVP) khi so sánh với gelatin từ da heo (Gomez-Guillen và cộng sự, 2007). Giá trị WVP thấp hơn (khi so sánh với gelatin từ bò hay heo) của màng từ gelatin da một vài loài cá có thể đƣợc giải thích dựa vào thành phần acid amin: gelatin cá có độ kỵ nƣớc cao hơn do hàm lƣợng thấp proline và hydroxyproline vì gốc hydroxyl của hydroxyproline thông thƣờng có thể hình thành liên kết hydro với nƣớc (Avena-Bustillos và cộng sự, 2006). Màng gelatin từ cá nƣớc lạnh và cá nƣớc ấm cũng cho thấy có giá trị WVP khác nhau. Theo Avena-Bustillos và cộng sự (2006), WVP của màng bao gelatin từ da cá nƣớc lạnh thấp hơn đáng kể so với từ cá nƣớc ấm do sự tăng tính kỵ nƣớc nhờ vào sự giảm số lƣợng các gốc proline và hydroxyproline trong gelatin từ cá nƣớc lạnh. Họ cho rằng WVP thấp của màng gelatin từ cá đặc biệt hữu ích trong những ứng dụng liên quan tới thực phẩm lạnh đông và các loại dƣợc phẩm vi bao hạn chế mất nƣớc. 2.5.1.5 Tính chất cảm quan Choi và Regenstein (2000) nghiên cứu tính chất hóa lý khác nhau giữa gelatin từ heo và cá cũng nhƣ ảnh hƣởng của điểm nóng chảy lên những đặc tính cảm quan của gel gelatin trong nƣớc. Phân tích mô tả định lƣợng (Quantitative descriptive analysis – QDA) đƣợc tiến hành để xác định ảnh hƣởng của điểm nóng chảy lên tính chất cảm quan của gel gelatin. Họ cho rằng sản phẩm gel gelatin tráng miệng từ da cá có bổ sung hƣơng ít có sự mất hƣơng không mong muốn mà còn góp phần giải phóng hƣơng thơm mong muốn của sản phẩm tốt hơn là sản phẩm tƣơng tự đƣợc sản xuất từ gelatin heo có cùng độ Bloom nhƣng điểm nóng chảy cao hơn. Nhiệt độ nóng chảy thấp của gelatin từ cá góp phần giải phóng hƣơng vị trái cây trong sản phẩm. Ngƣợc lại, do sản phẩm từ gelatin heo tan chảy chậm hơn gelatin cá khi ở trong miệng nên độ nhớt thu đƣợc của gelatin heo phải cao hơn của gelatin cá trong cùng điều kiện. Choi và Regenstein (2000) còn bổ sung thêm rằng do gelatin cá có khả năng giải phóng hƣơng tốt nên có khả năng phát triển sản phẩm hơn. CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 75 2.5.2 Chỉ tiêu chất lƣợng của gelatin từ da cá 2.5.2.1 Chỉ tiêu hóa học Bảng 2.9 Chỉ tiêu hóa học của gelatin từ da cá Thông số Giá trị Phương pháp phân tích Điểm đẳng điện 8 9 Dung dịch gelatin 2%, 30 o C Hàm lƣợng protein >84% NTK N 6.25 Hàm lƣợng hydroxyproline >10% Hàm lƣợng lipid <0.1% Trích ly bằng ether 2.5.2.2 Chỉ tiêu vật lý Bảng 2.10 Chỉ tiêu vật lý của gelatin từ da cá Thông số Giá trị Phương pháp phân tích Độ bền gel 80 300 Bloom 6,67%, 10°C, 17h, plunger: AOAC Độ nhớt 20 60 mPa.s 6,67%, 60°C Độ trong suốt <50 FTU Thiết bị đo độ đục Kích thƣớc 6 70 mesh ASTM 2.5.3 So sánh các loại gelatin Bảng 2.11 So sánh tính chất của gelatin từ da cá và gelatin từ động vật có vú Tính chất Gelatin từ da cá Gelatin từ da động vật có vú Phạm vi ứng dụng Gelatin từ động vật biển không có nguy cơ bị bệnh bò điên (Bovine Spongiform Encephalopathy). Gelatin từ cá có thể chấp nhận đƣợc cho đạo Islam và có thể đƣợc sử dụng ít hạn chế hơn đối với đạo Do Thái và Hindu. Có nguy cơ bị bệnh bò điên. Không đƣợc chấp nhận cho đạo Islam, Do Thái và Hindu. CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 76 Thành phần hóa học Hàm lƣợng thấp imino acid: 17 25%. Hàm lƣợng cao hơn imino acid: 30%. Gelatin từ da cá nƣớc lạnh có ít đáng kể các gốc hydroxyproline, proline, valine và leucine hơn. Chứa nhiều các gốc hydroxyproline, proline, valine và leucine hơn. Gelatin từ da cá nƣớc lạnh chứa nhiều hơn glycine, serine, threonine, aspartic acid, methionine và histidine. Chứa ít hơn glycine, serine, threonine, aspartic acid, methionine và histidine. Tuy nhiên, gelatin từ da cá nƣớc lạnh và từ động vật có vú đều có tỷ lệ nhƣ nhau về các gốc alanine, glutamic acid, cysteine, isoleucine, tyrosine, phenylalanine, homocysteine, hydroxylysine, lysine và arginine. Tính chất lƣu biến Hàm lƣợng thấp proline và hydroxyproline làm cho gelatin từ cá có độ chắc gel thấp và biến đổi trong khoảng rộng cũng nhƣ nhiệt độ nóng chảy và tạo gel thấp. Ví dụ: Độ Bloom: 0 270 (Ngoại lệ là da cá ngừ vây vàng có giá trị độ Bloom rất cao là 426) Nhiệt độ tạo gel: 8 25oC Nhiệt độ nóng chảy gel: 11 28 o C Độ chắc gel cao cũng nhƣ nhiệt độ nóng chảy và tạo gel cao hơn gelatin từ da cá. Ví dụ: Độ Bloom: 200 240 Nhiệt độ tạo gel: 20 25oC Nhiệt độ nóng chảy gel: 28 31 o C Tính chất của màng gelatin Độ thấm hơi nƣớc thấp hơn: gelatin cá có độ kỵ nƣớc cao hơn do hàm lƣợng thấp proline và hydroxyproline vì gốc hydroxyl của hydroxyproline thông Độ thấm hơi nƣớc cao hơn. CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 77 thƣờng có thể hình thành liên kết hydro với nƣớc. Tính chất cảm quan Góp phần làm giảm sự tổn thất các cấu tử hƣơng trong sản phẩm. Nhiệt độ nóng chảy thấp của gelatin từ cá góp phần giải phóng hƣơng vị trái cây trong sản phẩm và tạo cảm giác béo trong miệng. Không giữ tốt hƣơng của sản phẩm. Bảng 2.12 So sánh tính chất của gelatin từ cá nƣớc lạnh và cá nƣớc ấm Tính chất Gelatin từ da cá nước ấm Gelatin từ da cá nước lạnh Thành phần hóa học Gelatin từ cá nƣớc ấm (nhƣ cá Nile perch, cá rô) có hàm lƣợng imino acid cao hơn: 22 25%. Gelatin từ cá nƣớc lạnh (cá tuyết) có hàm lƣợng imino acid thấp hơn: 17%. Tính chất lƣu biến Độ Bloom tƣơng đối cao gần với gelatin của heo: 200 250. Nhiệt độ nóng chảy cao hơn: 25 27oC. Nhiệt độ tạo gel cao hơn. Độ Bloom thấp hơn. Nhiệt độ nóng chảy thấp hơn. Nhiệt độ tạo gel thấp hơn: 8 10 o C. Tính chất của màng gelatin Khả năng thấm hơi cao. Khả năng thấm hơi thấp. CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 78 2.5.4 Một số hình ảnh về sản phẩm gelatin từ da cá CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 79 2.6 ỨNG DỤNG CỦA GELATIN TỪ DA CÁ Gelatin đƣợc sản xuất từ da cá nƣớc lạnh không tạo gel ở nhiệt độ phòng, nhiệt độ tạo gel của nó khoảng 8 10oC (Norland, 1990). Gelatin cá nƣớc lạnh cũng có thể đƣợc sử dụng trong những ứng dụng không đòi hỏi giá trị Bloom cao. Gelatin từ cá nƣớc lạnh có thể đƣợc sử dụng trong những sản phẩm lạnh đông đƣợc tiêu thụ nhanh sau khi lấy ra từ tủ lạnh hay sau khi tan giá. Nhiệt độ tạo gel thấp cũng tạo điều kiện ứng dụng tiềm năng cho gelatin từ cá. Gelatin có nhiệt độ nóng chảy thấp cũng có thể đƣợc sử dụng trong những sản phẩm dạng khô (nhƣ sản phẩm vi bao) và thực tế là một trong những ứng dụng chính của gelatin từ cá là vi bao vitamin và các dƣợc phẩm khác nhƣ azoxanthine. Gelatin từ cá cũng có thể đƣợc sử dụng để vi bao các hợp chất màu. Soper (1999) mô tả một phƣơng pháp vi bao các hợp chất hƣơng thực phẩm nhƣ dầu thực vật, tinh dầu chanh, hƣơng tỏi, hƣơng táo hay tiêu đen bằng gelatin từ da cá nƣớc ấm (150 300 Bloom). Quá trình vi bao đƣợc tiến hành ở 33 35 o C bằng quá trình tạo giọt phức tạp coacervation để hình thành những capsule đƣợc vi bao. Hầu hết các thiết bị vi bao đƣợc phát tr iển để ứng dụng chuyên cho gelatin từ cá và thể tích nhỏ gelatin từ cá đƣợc sử dụng để tạo những capsule từ gel mềm hơn. Việc sử dụng các capsule mềm từ gelatin cá là phổ biến nhất trong các chất bổ sung dinh dƣỡng. Nhiệt độ tạo gel thấp của gelatin từ cá nƣớc lạnh rất tốt để làm chất nền cho màng bao nhạy cảm với ánh sáng. Gelatin từ cá nƣớc lạnh là một môi trƣờng tốt để lắng các hệ nhũ tƣơng chứa muối bạc halogen do quá trình này đƣợc tiến hành trong điều kiện nhiệt độ thấp khi sử dụng gelatin cá hơn là gelatin từ động vật máu nóng (Norland, 1990). Là một protein có năng lƣợng thấp và tan chảy trong miệng tạo nên cảm giác cảm quan tốt tƣơng tự chất béo rất tốt cho những sản phẩm có hàm lƣợng béo thấp nhƣ các chất có thể phết đƣợc (bơ, phomai…) và yogurt. Gelatin từ cá nƣớc ấm có độ Bloom khoảng 200 250 g. Gelatin từ cá ngừ và cá rô có nhiệt độ nóng chảy khoảng 25 27 o C và do đó, những gelatin này phù hợp sử dụng trong những sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ phòng thấp. Chúng cũng gần giống nhƣ gelatin từ heo hay bò nóng chảy ở nhiệt độ 32 35oC. Trong cac sản phẩm tráng miệng từ gel gelatin, gelatin từ cá với nhiệt độ nóng chảy thấp giải phóng tốt các hợp chất hƣơng và cho mùi mạnh (Choi và Regenstein, 2000). Bằng cách tăng nồng độ gelatin hay sử dụng hỗn hợp gelatin, các thực phẩm tráng miệng từ gelatin cá có cấu trúc tƣơng tự nhƣ khi sử dụng gelatin từ heo có độ Bloom cao (Zhou và Regenstein, 2007). Gelatin từ cá nƣớc ấm có thể dễ dàng cạnh tranh với các loại gelatin truyền thống. Ko1odziejska và cộng sự (2004) quan sát thấy gel từ gelatin cá tạo liên kết ngang nhờ enzyme không tan chảy trong quá trình gia nhiệt trong bể nƣớc nóng. Họ cho rằng nếu cấu trúc gel không bị phá hủy ở nhiệt độ cao, gelatin từ cá có thể đƣợc sử dụng CNCB Thịt – Thủy sản Gelatin từ da cá 80 nhƣ chất tạo gel trong các sản phẩm tiệt trùng. Sự kết hợp gelatin từ cá với các hợp chất hydrocolloid thông dụng khác có thể đƣợc sử dụng để mở rộng phạm vi ứng dụng của gelatin cá nhƣ là một nguyên liệu thực phẩm. Ví dụ, gelatin từ cá và pectin đƣợc sử dụng trong các loại chất béo phết ít béo (Cheng, Lim, Chow, Chong và Chang, 2007). Sự giảm tỷ lệ gelatin cá/pectin làm tăng tỷ trọng khối, độ chắc, độ nén ép, độ bám dính, độ đàn hồi… Gelatin từ cá có thể đƣợc sử dụng trong sản xuất các chế phẩm dƣợc phẩm. Park, Joon, Bae, Kim và Cha (2007) đã mô tả một quá trình chuẩn bị các thành phần tạo màng cho các capsule cứng từ gelatin cá. Sử dụng transglutaminase đã giải quyết đƣợc vấn đề gây ra bởi tính chất tạo gel ở nhiệt độ thấp của gelatin cá. Hansen, Vilstrup và Jensen (2002) đã sử dụng gelatin từ cá (Bloom>100) làm thành phần của viên nang. 2.7 THÀNH TỰU Ứng dụng gelatin cá làm màng bao thực phẩm 2.7.1 Nguyên nhân và mục đích ứng dụng gelatin cá làm màng bao thực phẩm Bên cạnh mục đích phục vụ cho marketing và thông tin khách hàng, việc đóng gói còn tạo ra một rào cản vật lý giữa sản phẩm thực phẩm và môi trƣờng ngoài, do đó đảm bảo đƣợc vệ sinh và kéo dài thời gian sống của các sản phẩm dễ bị hƣ hỏng, đặc biệt những sản phẩm nhạy cảm với những hƣ dỏng do oxy hóa v