Collagen được tách chiết bằng enzyme pepsin (PSC) từ da cá được sử dụng cho các sản phẩm thực phẩm cần tăng khả năng tạo gel, kết dính, ổn định, tạo màng, thay thế chất béo hoặc tạo bọt như kẹo dẻo, marshmallow. Collagen thủy phân kết hợp với chitosan để tạo màng giúp khắc phục các lỗ rỗng trên màng.

Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được sử dụng để thực hiện tối ưu hóa quá trình thủy phân. RSM được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm để đánh giá mối quan hệ giữa các giá trị dự đoán của các biến độc lập và biến phụ thuộc. Ưu điểm chính của RSM là giảm số lượng các thí nghiệm, ít tốn thời gian để xác định giá trị của biến độc lập và sự tương tác của nó so với các phương pháp truyền thống.

Nghiên cứu này đã xác định điều kiện tối ưu độ thủy phân và hiệu suất thu hồi nitrogen. Vì collagen có bản chất là protein nên hiệu suất thu hồi nitrogen cao cũng chính là hiệu suất thu hồi collagen cao. Ngoài ra, nghiên cứu cũng xác định được sự phân bố các phân đoạn peptide trong dung dịch collagen thủy phân làm tiền đề cho việc tinh sạch và tách riêng các phân đoạn này cũng như nghiên cứu các hoạt tính sinh học và tính năng công nghệ của các phân đoạn.

Da cá ngừ vây vàng được đông lạnh ở -40 °C sau đó được bảo quản trong thùng cách nhiệt và chuyển đến phòng thí nghiệm. Enzyme pepsin (RM712) có hoạt tính 10.000 NFU/g được mua từ HIMEDIA, Ấn Độ. Axit clorua, 1 – fluoro– 2,4 – dinitrobenzene (DNFB), axit boric (H3BO3).

Da cá ngừ vây vàng được rã đông bằng nhiệt độ nước 25 °C, loại bỏ phần vảy, phần thịt bám bên ngoài và rửa sạch bằng nước lạnh 10 °C. Da cá đã làm sạch được cắt thành các miếng nhỏ (1 × 1 cm). Để loại bỏ protein phi collagen và lipid, các mẫu được ngâm với dung dịch kiềm (NaOH 0,93N) với tỷ lệ 5:1 (v/w) trong 28 giờ ở 4 °C. Sau khi các mẫu đã xử lý bằng NaOH được rửa bằng nước cất cho đến khi đạt được độ pH trung tính, để ráo trong 5 phút và được nghiền bằng máy nghiền trục vít có đường kính lỗ sàng 0,5 cm. Mẫu sau khi đã nghiền sử dụng để tách chiết collagen.

Nghiên cứu đã xác định được điều kiện tối ưu để thủy phân collagen từ da cá ngừ vây vàng sau khi đã loại bỏ tạp chất bằng enzyme pepsin với các thông số như: nồng độ enzyme là 32 NFU/g, nhiệt độ thủy phân 39,5 °C, pH 2 và thời gian thủy phân 4,5 giờ với độ thủy phân 13,65% và hiệu suất thu hồi nitrogen là 64,43%.

Sản phẩm thủy phân với 6 phân đoạn peptide collagen đã được xác định về tỷ lệ phần trăm và phạm vi khối lượng. Dữ liệu này quan trọng để tách chiết và tinh sạch các phân đoạn peptide collagen cũng như ứng dụng của từng phân đoạn.