TÓM TẮT:
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng thời gian định hình đến đặc tính tạo dai của thịt cá đổng Nemipterus furcosus (Valenciennes, 1830) xay nhuyễn nhằm mục đích xác định được thời gian định hình có thể ứng dụng vào sản xuất chả cá hữu cơ. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng khi tăng thời gian định hình dẫn đến tăng độ đàn hồi và độ biến dạng của gel chả cá. Khi tăng thời gian định hình từ 0 giờ đến 9 giờ, thì độ đàn hồi của gel tăng từ 5.51N đến 17.6N. Đồng thời, các vạch protein myosin trên SDS-PAGE mờ dần tương đồng với tăng về độ đàn hồi của gel khi tăng thời gian định hình.
Từ khóa: Độ dai, chả cá hữu cơ, thời gian định hình, cá đổng, myosin.
1. Giới thiệu
Chả cá (kamaboko) được xem là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng và tốt cho sức khỏe bởi giàu protein và ít cholesterol, trong khi đó nó lại được sản xuất từ nhiều loài cá khác nhau kể cả các loài có giá trị kinh tế thấp. Những loài cá có giá trị kinh tế thấp thường sẽ bị bỏ đi ngay khi đánh bắt vì giá vận chuyển về chợ rất cao so với giá bán. Tuy nhiên, khi chúng được chế biến thành sản phẩm chả cá có giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao sẽ góp phần cho việc sử dụng hiệu quả nguồn lợi thủy sản và nâng cao thu nhập, đời sống cho người dân (Shimizu et al., 1981; Matsuoka et al., 2013). Chính vì vậy, ở Nhật Bản, chả cá được nghiên cứu, chế biến theo một kỹ thuật đặc biệt từ cách đây hơn 200 năm, đó là công nghệ sản xuất tạo gel dựa trên đặc tính tự nhiên của các protein tạo dai có sẵn trong cá. Khả năng tạo gel của thịt cá xay nhuyễn (surimi) là tính năng quan trọng nhất để tạo sản phẩm mô phỏng của nó như chả cá, xúc xích, giả cua,… trong công nghiệp chế biến thủy sản (Seki et al., 1990). Đặc tính này phụ thuộc vào sự hoạt động của protein myofibrillar tơ cơ, chủ yếu là myosin có mặt trong cơ của cá. Sự hình thành gel của thịt cá xay nhuyễn xảy ra ở nhiệt độ trung bình gọi là suwari. Trong quá trình này, dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc thời gian các myosin sẽ phản ứng với nhau tạo các mạng lưới gel liên kết khi thịt cá được xay nhuyễn với muối (Shimizu et al., 1981). Các mạng lưới gel này liên quan đến quá trình mở xoắn của các myosin để thiết lập các cầu nối giữa chúng. Đó có thể là cầu nối hydro, cầu nối giữa các phân tử có nhóm kị nước, cầu nối disulphide hay cầu nối cộng hóa trị tạo nên sự đa dạng trong quá trình tạo mạng lưới (Lanier, 1992). Sau quá trình là sự hợp lại của các chuỗi nặng myosin tạo mạng lưới gel vững chắc và đồng nhất, có thể xảy ra ở nhiệt độ mát (4oC) từ 1-10 tiếng hoặc 20 - 40oC, hoặc 60oC trong 30 phút trước khi nấu chín ở 85 - 90oC (Matsuoka et al., 2013). Soottawat và đồng tác giả (2002) cũng đã chứng minh rằng khi tăng thời gian định hình (0 - 8h) ở 25oC dẫn đến lực phá vỡ và độ đàn hồi tăng lên cho tất cả các gel của surimi cá nhồng, cá sơn thóc, cá đù. Ngoài ra, enzyme transgluminase (TGase) cũng đóng góp trong việc xúc tác cho quá trình polyme hóa của myosin (Seki et al., 1990). Sự đáp ứng với quá trình tạo gel này khác nhau ở các loài khác nhau (Shimizu et al., 1981) do liên quan đến môi trường sống của chúng (Morales et al., 2001). Vì vậy, chả cá đã trở thành ngành công nghiệp hàng đầu của Nhật Bản từ năm 1980 và hiện nay có hơn 900 công ty sản xuất chả cá và có tới 200 sản phầm chả cá các loại.
Tại Việt Nam, để cải thiện độ dai của chả cá, hầu hết người sản xuất thường bổ sung các chất phụ gia tăng khả năng tạo gel của protein cơ thịt cá. Nhược điểm chính của việc sử dụng các chất phụ gia thực phẩm là có thể làm thay đổi hoặc mất đi đặc tính tự nhiên của sản phẩm. Thậm chí, một số hóa chất phụ gia hóa chất độc hại như hàn the cũng đã được sử dụng khiến cho người tiêu dùng càng ngày càng e dè với chả cá. Nguyên nhân chính là do Việt Nam chưa chú trọng đến những nghiên cứu chuyên sâu về bản chất tạo dai của protein trong thịt cá xay nhuyễn. Một số nghiên cứu về qui trình sản xuất chả cá đã được tiến hành, nhưng chỉ tập trung về cách phối trộn các thành phần bột biến tính, gia vị với thịt cá để tạo sản phẩm (Đào Trọng Hiếu, 2010). Đáng chú ý, trong nghiên cứu về ảnh hưởng của thời gian lên hoạt động của myosin trong quá trình tạo gel của thịt cá đỏ củ xay nhuyễn ở nhiệt độ phòng, kết quả này được ứng dụng sản xuất thành công chả cá sạch, không phụ gia từ cá đỏ củ mà vẫn đảm bảo dộ dai, giòn tối ưu (Nguyễn Thu Hồng et al., 2015).
Như vậy, việc nghiên cứu tạo ra sản phẩm sạch an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng đồng thời vẫn đảm bảo độ dai, giòn cho sản phẩm chả cá là nhu cầu thiết yếu hiện nay. Từ thực tế trên, chúng tôi tiếp tục nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng thời gian đối với đặc tính gel của thịt cá đổng Nemipterus furcosus (valenciennes, 1830) xay nhuyễn”.
2. Vật liệu và phương pháp
2.1. Thu mẫu và chuẩn bị thịt cá xay nhuyễn
Cá đổng tươi được thu tại cảng Bình Đại, Bến Tre, (n = 30) có khối lượng (205,80 ± 38,30g) và kích thước (25,67 ± 1,48 cm). Cá được bảo quản bằng đá lạnh và vận chuyển về phòng thí nghiệm. Cá được rửa sạch, bỏ đầu, rồi phi lê lấy thịt cá. Thịt cá sau đó được rửa sạch và xay nhuyễn tạo thành thịt cá xay nhuyễn bảo quản trong tủ đông (-20oC) đến khi làm thí nghiệm.
2.2. Chuẩn bị gel cho thí nghiệm
Thịt cá xay nhuyễn trộn với NaCl với tỷ lệ 30 gam NaCl/ kg thịt cá rồi tiếp tục xay nhuyễn và sau đó được quết trong các hộp nhựa (cao 25mm, bán kính 40mm) để cố định gel ở thời gian khác nhau. Mẫu thí nghiệm sẽ được ủ ở các nhiệt độ phòng trong thời gian 0,5 giờ, 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 6 giờ và 9 giờ trước khi hấp chín ở 85oC trong 20 phút. Mẫu đối chứng sẽ không có thời gian ủ (thời gian ngủ = 0) mà hấp chín ở 85oC trong 20 phút.
2.3. Phương pháp xác định đặc tính của gel
Đặc tính của gel được thể hiện qua hai thông số độ đàn hồi (N) và độ biến dạng (%) của gel. Hai thông số này được xác định trên máy đo lưu biến (Model CR - 200D, Sun Scientific Co.Ltd, Tokyo, Japan) bằng chế độ PEAK với đường kính trụ nén 5 mm, độ dài trụ 10 cm, tốc độ di chuyển đầu trụ là 60 mm/phút theo phương pháp của (Shimizu et al., 1981). Mỗi mẫu được lặp lại ít nhất 3 lần.
2.4. Xác định sự biểu hiện của protein myosin bằng SDS-PAGE
Sự biểu hiện của protein liên quan đến đặc tính gel được quan sát trên gel polyacryamide dựa vào mức độ biểu hiện đậm và nhạt của vạch myosin (200 kDa) xuất hiện trên gel điện di SDS-PAGE.
Gel sau khi được đun chín được cắt thành miếng nhỏ để tách chiết protein bằng 20mm Tris-HCl pH 8,0 chứa 8M urea, 2% sodium dodecyl sulfate (SDS) và 2% 2 - mercaptethanol), sau đó đun sôi trong 2 phút.
Điện di SDS-PAGE được tiến hành theo phương pháp của Weber và Osborn (1969), sử dụng 3% gel polyacrylamide. Sau khi gel được tạo bản xong, 50 µg protein ở các mẫu thí nghiệm trên được cho vào các giếng trên bản gel để tiến hành điện di. Gel đã được nhuộm màu với Commasive Brilliant Blue R -250 và rửa giải với 7% acid acetic chứa 25% methanol sau khi kết thúc quá trình điện di.
2.5. Phân tích thống kê
Trong báo cáo này, số liệu được xử lí thống kê bằng phần mềm JMP 10.0. Vẽ đồ thị bằng Exel 2010.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của thời gian định hình đến đặc tính gel của thịt cá đổng Nemipterus furcosus (Valenciennes, 1830) xay nhuyễn tại nhiệt độ phòng thí nghiệm
Quá trình định hình thịt cá xay nhuyễn ở nhiệt độ phòng thí nghiệm dẫn đến sự gia tăng cả lực phá vỡ (độ đàn hồi) và độ biến dạng của gel từ thịt cá đổng.
Hình 1. Ảnh hưởng của thời gian định hình đến độ đàn hồi của thịt cá đổng
Hình 2. Ảnh hưởng của thời gian định hình đến độ biến dạng của thịt cá đổng
Kết quả đo cấu trúc, độ đàn hồi được thể hiện qua Hình 1 cho thấy:
Thời gian định hình mẫu tăng từ 0 giờ đến 9 giờ thì độ bền chả cá tăng từ 5.51 N tăng đến 17.6 N, nghĩa là độ đàn hồi của gel tăng khi thời gian định hình tăng.
Các mẫu được định hình với các khoảng thời gian 0 giờ; 0.5 giờ và 1 giờ độ biến dạng thấp và không có sự khác biệt có ý nghĩa (độ tin cậy 95%). Vì đây là thời gian đầu gel chưa ổn định, các protein chưa giãn mạch hoàn toàn, chưa xuất hiện các nhóm phản ứng hoặc chuỗi polypepetide chưa kịp sắp xếp để liên kết lại với nhau (Lanier, 1992) nên chúng rời rạc làm cho gel có cấu trúc mềm, không chắc (lực phá vỡ nhỏ).
Ở các mẫu có thời gian định hình dài hơn từ 2 giờ đến 9 giờ thì đã có sự khác biệt rõ ràng, độ đàn hồi lớn hơn rất nhiều. Cụ thể mẫu định hình 3 giờ và 9 giờ có độ đàn hồi lớn hơn lần lượt là 2 và 3 lần so với mẫu không được định hình. Kết quả này có thể lý giải, giai đoạn tập hợp các chuỗi polypeptide càng chậm so với giai đoạn giãn mạch protein thì càng có điều kiện để các protein bậc cao giãn mạch hoàn toàn làm lộ ra các nhóm phản ứng dễ dàng định hướng lại khi tập hợp, liên kết có thời gian tạo ra nhiều hơn.
Từ Hình 2, cho thấy: Thời gian định hình mẫu tăng từ 0 giờ đến 9 giờ thì độ biến dạng của gel tăng từ 64.6% tăng đến 84.33%.
Ở thời gian ổn định ban đầu như mẫu 0 giờ; 0.5 giờ và 1 giờ độ biến dạng nhỏ và giữa chúng không có sự khác biệt có ý nghĩa (độ tin cậy 95%). Khi thời gian định hình tăng 2-9 giờ thì các liên kết đã được hình thành nên độ biến dạng đã tăng lên rõ rệt và có sự khác biệt có ý nghĩa giữa chúng.
Khi thời gian định hình tăng, độ biến dạng lớn hơn độ đàn hồi cho thấy giai đoạn biến tính protein (protein tháo xoắn, duỗi thẳng) diễn ra nhanh hơn giai đoạn hình thành liên kết để tạo độ đàn hồi cho mạng lưới gel.
Tóm lại, đặc tính gel (lực phá vỡ và độ biến dạng) từ thịt cá đổng tăng khi có sự gia tăng thời gian định hình. Kết quả này tương tự đối với cá đỏ củ đã được nghiên cứu bởi Nguyễn Thu Hồng và đồng tác giả (2015), nhưng độ bền gel khi định hình 9 giờ ở cá đổng là 17.6N cao hơn so với cá đỏ củ là 12.7N. Sự khác biệt này cho thấy, TGase tác động đến liên kết ngang của myosin chuỗi nặng khác nhau, tùy thuộc vào loài. Numakura và đồng tác giả (1985) cũng đã phát hiện ra rằng, đặc tính gel từ cá Minh Thái Alaska tăng khi gia tăng thời gian định hình ở nhiệt độ khoảng 20oC đến 30oC do sự gia tăng liên kết ngang của myosin chuỗi nặng. Đối với các loài cá sống tại vùng nhiệt đới (cá nhồng, cá sơn thóc, cá đù) gel của chúng cũng tăng độ đàn hồi khi tăng thời gian định hình đến 8 giờ ở nhiệt độ 25oC (Soottawat et al., 2002). Một khía cạnh khác, bề mặt gel của các mẫu có sự khác biệt về cảm quan. Các gel không định hình và định hình với khoảng thời gian ngắn như 0.5 giờ và 1 giờ có bề mặt thô, ướt, không mịn. Ba mẫu gel định hình ở 2 giờ, 3 giờ, 6 giờ có bề mặt mịn, không thô cứng, còn gel định hình 9 giờ bề mặt gel vẫn mịn nhưng bị thô cứng và khô.
Mặc dù, gel định hình ở 9 giờ có độ đàn hồi và độ biến dạng lớn nhất nhưng bề mặt gel có giá trị cảm quan không tốt. Do đó, có thể tăng độ dai và bề mặt có tính cảm quan tốt cho gel cá đổng khi định hình chúng trong khoảng thời gian 2-6 giờ.
3.2. Biểu hiện của myosin chuỗi nặng myosin (MHC) trên SDS-PAGE
Các vạch xanh đặc trưng cho myosin chuỗi nặng (MHC) nhạt dần từ mẫu không được định hình đến mẫu được định hình 9 giờ. Ở các mẫu có thời gian định hình ngắn như 0; 0.5; 1 giờ thì các vạch xanh đậm và không có sự khác biệt rõ ràng giữa các mẫu. Còn ở các mẫu được định hình với thời gian dài hơn như 2; 3; 6; 9 giờ thì vạch xanh đã nhạt đi rõ rệt, MHC trong các mẫu này thấp và giảm dần từ mẫu định hình 2 giờ đến mẫu định hình 9 giờ là nhạt nhất. Từ kết quả này cho thấy độ nhạt của MHC liên quan đến việc tăng độ đàn hồi và độ biến dạng của gel (Hình 1, 2 ), MHC càng ít bị phân hủy thì độ bền và độ đàn hồi của gel càng thấp. Sự mờ của vạch MHC là chuẩn bị cho quá trình tạo cầu nối chéo của các protein trong quá trình định hình, tương tự như các nghiên cứu Shimizu et al. (1981) và Matsuoka et al. (2013). Như vậy, kết quả của chúng tôi cho thấy đối với cá đổng có thể tăng độ dai cho gel của chả cá khi định hình trong khoảng 2-9 giờ ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (26 ± 0.20C).
Hình 3. Các vạch trên SDS-PAGE của các mẫu sau khi hấp ở 85oC trong 20 phút. Mẫu đối chứng sẽ không có bước định hình trước khi hấp (Cont). Mẫu thịt cá xay sẽ không được hấp (SM)
4. Kết luận
Đặc tính dai của gel cá đổng tăng dần khi thời gian định hình trong khoảng từ 0 đến 9 giờ ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (26 ± 0.20C). Sự tăng dần về độ dai (đồ bền và độ đàn hồi) liên quan mật thiết đến sự giảm dần của myosin thể hiện trên vạch của SDS-PAGE.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
Tài liệu tiếng Việt:
1. Đào Trọng Hiếu, 2010. Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất chả cá Thát Lát. Bản tin Quý số 18 - Tháng 10/2010. Viện Nghiên cứu Thủy sản http://www.rimf.org.vn/bantin/tapchi_newsdetail. asp?TapChiID=39&muctin_id=2&news_id=2681.
2. Nguyễn Thu Hồng, Ngô Thị Ty Na, Lê Thị Thu Thảo, Phan Bảo Vy, Đoàn Thị Thiết, Nguyễn Phương Anh, Lê Hồ Khánh Hỷ, Phạm Xuân Kỳ và Đào Việt Hà (2015) Ảnh hưởng của thời gian đến sự hoạt động của protein myosin tạo dai của thịt cá đỏ củ Pterocaesio digramma (Bleeker, 1864) xay nhuyễn tại nhiệt độ phòng. Tuyển tập nghiên cứu biển (21): 41 - 49.
Tài liệu tiếng Anh:
3. Lanier TC, Kamath GG, Foegeding EA, Hamann DD (1992) Nondisulfide covalent cross-linking myosin heavy chain of print setting of Alaska pollock and Atlantic croaker surimi. The Journal of Food Biochemistry 16 (2): 151 - 172.
4. Matsuoka Y, Wan J, Ushio H, Watabe S (2013) Thermal gelation properties of white croaker, walleye polack and deepsea bonefish surimi after suwari treatment at variuos temperature. Fisheries Science 79: 715 - 724.
5. Morales OG, Ramirez JA, Vivanco DI, Vazquez M (2001) Surimi of fish species from the gulf of mexico: evaluation of the setting phenomenon. Food Chemistry 75 (1): 43 - 48.
6. Numakura T, Seki N, Kimura I, Toyoda K, Fugita T, Takama K, Arai K (1985) Cross-linking reaction of myosin in the fish paste during setting (suwari). Bulletin of the Japanese Society of Fisheries Scientific 51 (9): 1559 - 1565.
7. Seki N, Uno H, Lee NH, Kimura I, Toyoda K, Fujita T, Arai K (1990) Transglutaminase activity in Alaska pollack muscle and surimi and its reaction with myosin B. Nippon Suisan Gakkaishi 56:125 - 132.
8. Shimizu Y, Machida R (1981) Species variations in the gelforming characteristictv of fish meat paste. Nippon Suisan Gakkaishi 47: 95 - 104.
9. Soottawat B, Chakkawwat C, Wonnop V (2002) Effect of medium temperature setting on gelling characteristictv of surimi from some tropical fish. Food Chemistry 82: 567 - 574.
10. Weber K, Osborn M (1969) The reliability of molecular weight determination by sodium doodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis. Jounal Biology Chemistry 244: 4406 - 4412.
EFFECT OF SETTING TIME ON GELLING CHARACTERISTICS
OF MEAT FISH FROM THREADFIN BREAM NEMIPTERUS FURCOSUS
(VALENCIENNES, 1830)
● NGUYEN THU HONG - PHAM THI XUAN KY - DOAN THI THIET
Institute of Oceanography, VAST
● NGUYEN THI DIEM SUONG - NGO THI TY NA
Ho Chi Minh City University of Agriculture and Forestry, Vietnam
● NGUYEN THANH BINH
Ha Noi Medical University, Vietnam
ABSTRACT:
In this study, we investigated the effect of time setting on the gelling properties of meat fish paste of Threadfin bream nemipterus furcosus (valenciennes, 1830) at room temperature to apply for producing organic fish cake. The results indicated that increasing setting time leaded to increase the breaking force and deformation of gel. The gel elasticity was increased 5.51N to 17.6N under above time setting. Similarity, the myosin patterns on SDS-PAGE showed that myosin heavy chain gradually decreased in gel via setting time.
Keywords: Elasticity, organic fish cake, setting time, threadfin bream, myosin.
Xem tất cả ấn phẩm Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ số 11 tháng 10/2017 tại đây
