Ảnh minh họa: Internet
Hiện nay, cá ngừ là một trong số ít đối tượng thủy sản được chế biến xuất khẩu với số lượng lớn, nguồn nguyên liệu này được đánh bắt trong nước hoặc nhập khẩu để phục vụ nhu cầu nguyên liệu cho ngành chế biến thủy sản. Theo Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP, 2025), trữ lượng cá ngừ của Việt Nam ước đạt hơn 200 nghìn tấn (cá ngừ vây vàng, cá ngừ mắt to, cá ngừ vằn và các loại khác). Trong đó, cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to có trữ lượng trung bình trên 45 nghìn tấn, với sản lượng khai thác hàng năm từ 17.000 đến 21.000 tấn. Tuy nhiên, theo thông tin từ tập đoàn Hải Vương, một tập đoàn lớn chuyên về chế biến xuất khẩu cá ngừ tại Việt Nam, lượng cá ngừ khai thác đánh bắt trong nước chỉ đáp ứng khoảng 10% nhu cầu nguyên liệu của doanh nghiệp.
Mỗi năm ngành chế biến thủy sản Việt Nam tạo ra một lượng phụ phẩm rất lớn, chiếm 30 - 60% khối lượng tùy loài nguyên liệu. Đối với ngành chế biến cá ngừ đại dương, đặc biệt là cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares), phụ phẩm chiếm khoảng 34% tổng khối lượng, trong đó vây cá là nguồn phụ phẩm phổ biến nhưng chưa được khai thác theo hướng giá trị gia tăng. Phụ phẩm cá ngừ được tập trung nghiên cứu chính như da, đầu, xương và nội tạng. Trong đó, chỉ riêng vây cá ngừ chiếm 1 - 2% khối lượng phụ phẩm. Chúng chứa hàm lượng protein cao (khoảng 18,75 - 24,40%), giàu collagen và gelatin tự nhiên, có nhiều tiềm năng sản xuất peptide hoạt tính sinh học, dùng làm nguyên liệu thực phẩm, thức ăn chăn nuôi cao cấp hoặc sản phẩm dược phẩm bổsung dinh dưỡng. Nhưng hiện nay phần lớn vây cá ngừ được sử dụng ở dạng sấy khô làm thức ăn chăn nuôi hoặc thải bỏ, gây thất thoát giá trị và tạo áp lực lên môi trường.
Trong bối cảnh xu hướng phát triển công nghệ xanh - bền vững ngày càng được thúc đẩy mạnh mẽ, các phương pháp thủy phân protein sử dụng enzyme đang trở thành lựa chọn ưu tiên trong xử lý và chuyển hóa phụ phẩm thủy sản. So với phương pháp thủy phân bằng axit hoặc kiềm, thủy phân bằng enzyme có nhiều ưu điểm nổi bật như: điều kiện phản ứng nhẹ, tiết kiệm năng lượng, hạn chế tạo sản phẩm phụ không mong muốn, đồng thời giữ nguyên hoặc nâng cao chất lượng peptide thu được. Enzyme thuộc nhóm protease được dùng để thủy phân nguồn protein từ phụ phẩm thủy sản như papain hay bromelain thủy phân phụ phẩm cá đổng, cá tra (đầu, xương, vây, đuôi, da), protamex thủy phân phụ phẩm cá ngừ (đầu, nội tạng, đuôi), alcalase thủy phân thịt sẫm cá ngừ vây vàng hay thủy phân collagen, gelatin từ da cá ngừ vây vàng tạo peptide có hoạt tính chống oxy hóa,...
Hiệu quả của quá trình xử lý enzyme thủy phân protein phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH, tỉ lệ enzyme và cơ chất, và thời gian thủy phân. Biên độ xử lý của mỗi yếu tố ảnh hưởng phụ thuộc vào từng loại enzyme hay cùng một loại enzyme thì hiệu quả thủy phân còn phụ thuộc vào cơ chất được thủy phân. Đa số các enzyme protease được công bố có dải pH trung tính hoặc kiềm, nhiệt độ thủy phân phù hợp tùy loại enzyme nhưng cơ bản là trên 40 oC. Gajanan và cộng sự (2016) chỉ ra rằng khi sử dụng bromelain với tỉ lệ E/S = (0,22; 0,91 và 3,79)%, ở điều kiện 50oC và pH = 6,7 ± 0,2 thì sau một giờ thủy phân hỗn hợp phụ phẩm cá đổng (đầu, xương, vây, vẩy và đuôi cá) có hàm lượng protein thô là 18,49 ± 0,09% thì thu được sản phẩm thủy phân có hoạt tính chống oxy hóa và khả năng ức chế men chuyển (ACE) cao. Trong khi đó, trên đối tượng phụ phẩm (da, mang, nội tạng, vây và đầu) của cá ngừ vây vàng, Parvathy và cộng sự (2016) đã dùng bromelain có tỉ lệ E/S = 0,5% để thủy phân ở 55 oC tại pH = 6,5, kết quả cho sản phẩm thủy phân có hàm lượng axit amin thiết yếu cao, có hoạt tính sinh học mạnh và rất phù hợp cho những ứng dụng sản phẩm thủy phân này như một chất chống oxy hóa trong hệ thực phẩm.
Trong nhóm các enzyme protease, bromelain - được chiết xuất từ dứa, được đánh giá cao bởi tính an toàn, khả năng thủy phân mạnh mẽ với nhiều loại protein collagen và khả năng ứng dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm. Một số nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh bromelain có hiệu quả cao trong thủy phân protein từ da, xương, gân, vảy của các loài cá khác nhau, tạo ra các peptide có hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn và tăng cường sức khỏe. Tuy nhiên,nghiên cứu ứng dụng bromelain trong thủy phân vây cá ngừ vây vàng tại Việt Nam còn rất hạn chế, đặc biệt là trong việc tìm ra các thông số công nghệ phù hợp như nhiệt độ, pH, tỉ lệ enzyme, thời gian thủy phân nhằm thu được dịch thủy phân có chất lượng cao và giá trị ứng dụng tốt. Do đó, việc tìm ra quy trình thủy phân phù hợp cho vây cá ngừ vây vàng là cần thiết và có ý nghĩa khoa học - thực tiễn nhằm nâng cao giá trị nguồn phụ phẩm này. Việc thực hiện nghiên cứu này không chỉ góp phần tận dụng hiệu quả nguồn phụ phẩm từ ngành chế biến cá ngừ, mà còn hướng đến mục tiêu sản xuất các sản phẩm peptide giàu giá trị sinh học, có thể ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và thức ăn thủy sản cao cấp. Điều này phù hợp với định hướng phát triển kinh tế tuần hoàn, giảm thiểu chất thải và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên thủy sản tại Việt Nam.
Ở nghiên cứu này, việc ứng dụng enzyme bromelain để thủy phân vây cá ngừ vây vàng được chứng minh là một giải pháp công nghệ xanh hiệu quả trong xử lý phụ phẩm thủy sản. Phương pháp này không chỉ nâng cao hiệu suất thu hồi protein mà còn góp phần giải quyết vấn đề phụ phẩm trong ngành công nghiệp chế biến cá ngừ theo hướng bền vững và thân thiện với môi trường. Nhiệt độ, tỉ lệ enzyme so với vây cá và thời gian thủy phân lần lượt là 55 oC, E/S = 0,75% trong 4 giờ là những thông số thủy phân thích hợp để tác động làm chuyển hóa hiệu quả protein trong vây cá thành dịch thủy phân giàu giá trị dinh dưỡng. Dịch đạm thu được không xuất hiện vị đắng, có hàm lượng protein đạt khoảng 76 g/L và hàm lượng canxi đạt 774 mg/L. Đặc biệt, sản phẩm chứa hàm lượng đáng kể các axit amin thiết yếu như leucine, lysine, threonine và valine sẽ góp phần nâng cao giá trị sinh học của sản phẩm. Những kết quả này cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi của dịch thủy phân vây cá ngừ trong phát triển các sản phẩm thực phẩm giàu dinh dưỡng, đồng thời mở ra hướng khai thác hiệu quả và bền vững nguồn phụ phẩm thủy sản trong tương lai. |