i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM















PHẠM THỊ KIM QUYÊN


NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN ĐẦU CÁ MÓ
(Scaridae) BẰNG ENZYME PROTAMEX


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Nha Trang, tháng 7 năm 2013

ii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM















PHẠM THỊ KIM QUYÊN



NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN ĐẦU CÁ MÓ
(Scaridae) BẰNG ENZYME PROTAMEX


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



GVHD:ThS. ÑOÃ TROÏNG SÔN




Nha Trang, tháng 7 năm 2013

iii

LỜI CẢM ƠN

Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Th.S Đỗ Trọng
Sơn, người đã hướng dẫn trực tiếp em thực hiện đề tài này. Em cảm ơn thầy
suốt thời gian qua rất nhiệt tình chỉ bảo, định hướng, thường xuyên nhắc nhở
và góp ý cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Ngoài ra, trong thời gian hơn 3 tháng làm đề tài tốt nghiệp, em đã nhận
rất nhiều sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong Khoa Công nghệ thực
phẩm, Trung tâm thí nghiệm thực hành, Viện Công nghệ sinh học và Môi
trường.

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nha Trang
và Khoa Công nghệ Thực Phẩm đã tạo mọi điều kiện cho em trong suốt quá
trình trên.
Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình em đã quan
tâm, hỗ trợ tốt về tình thần và vật chất giúp em thực hiện đề tài.

Sinh viên thực hiện
Phạm Thị Kim Quyên









iv

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
DANH MỤC CÁC BẢNG x
LỜI MỞ ĐẦU 1
PHẦN 1.TỔNG QUAN 3
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ MÓ 3
1.1.1 Đặc điểm sinh thái, phân bố của cá Mó. 3

1.1.1.1.Đặc điểm sinh thái 3
1.1.1.2 Phân loại cá Mó 4
1.1.1.3 Đặc điểm phân bố. 5
1.1.1.4 Tình hình nuôi trồng và chế biến cá Mó. 6
1.1.1.5 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá Mó 6
1.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTAMEX VÀ QUÁ TRÌNH
THỦY PHÂN PROTEIN 7
1.2.1. Enzyme Protease 7
1.2.2.Một số enzyme protease thương mại 8
1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân protein 9
1.2.4. Các dạng sản phẩm thủy phân 11
1.2.4.1.Dịch đạm thủy phân 11
1.2.4.2 Bột đạm thủy phân 12
1.2.5. Ứng dụng của các sản phẩm thủy phân protein 12
1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN PROTEIN TRÊN
THẾ GIỚI VÀ ỨNG DỤNG. 12
v

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 12
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 14
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 17
2.1.1Nguyên liệu đầu cá Mó 17
2.1.2 Enzyme Protamex 17
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
2.2.1. Xác định thành phần hóa học của đầu cá Mó 18
2.2.2. Thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy
phân đầu cá Mó bằng enzyme Protamex 18
2.2.3 Thí nghiệm thăm dò xác định các thông số thích hợp cho quá
trình thủy phân đầu cá Mó bằng enzyme Protamex 20

2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme/ nguyên liệu (E/NL). 20
2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp. 23
2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định thời gianthủy phân thích hợp. 25
2.2.4. Phương pháp phân tích 27
2.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 27
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀTHẢO LUẬN 28
3.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC ĐẦU CÁ MÓ. 28
3.2XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH THỦY
PHÂN ĐẦU CÁ MÓ BẰNG ENZYME PROTA MEX 28
3.2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến quá trình thủy
phân đầu cá Mó 28
3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến quá trình thủy phân đầu
cá Mó 31
3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến quá trình thủy phân
đầu cá Mó. 34
vi

3.3 CHẤT LƯỢNG CỦA DỊCH ĐẠM THỦY PHÂN TỪ ĐẦU CÁ MÓ 38
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 44
1.KẾT LUẬN 44
2.ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
















vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DH Độ thủy phân
N
TS
Nitơ tổng số
N
aa
Nitơ axít amin
N
NH3
Nitơ amoniac
N/NL Tỷ lệ nước so với nguyên liệu
E/NL Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu












viii

DANH MỤC CÁC HÌNH


Hình 1.1. Cá Mó 3
Hình 1.2. Cá Mó đầu khum 4
Hình 2.1. Nguyên liệu đầu cá Mó 17
Hình 2.2. Sơ đồ xác định thành phần hóa học của đầu cá Mó 18
Hình 2.3. Quy trình dự kiến sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá Mó 19
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Protamex thích hợp 22
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 24
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp 26
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến độ thủy phân. Giá
trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, với các chữ cái
khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05). 29
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hiệu suất thu hồi
nitơ. Giá trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, với các
chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05). 29
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hàm lượng NH
3
.
Giá trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, với các chữ
cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05). 30
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến độ thủy phân (DH).

Giá trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, với các chữ
cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05) 32
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi Nitơ.
Giá trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, với các chữ
cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05) 32
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng Nitơ
amoniac. Giá trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, với
các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05) 33
ix

Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân DH. Giá
trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, với các chữ cái
khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05) 35
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi Nitơ
(%). Giá trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, với các
chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05) 35
Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ
amoniac (gN/l). Giá trị được trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch
chuẩn, với các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống
kê (p< 0,05). 36
Hình 3.13. Dịch đạm thủy phân từ đầu cá Mó 39



x

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Thành phần hóa học cơ bản của đầu cá Mó. 28
Bảng 3.2. Chất lượng cảm quan dịch đạm thủy phân. 40
Bảng 3.3. Chỉ tiêu hóa học của dịch đạm thủy phân 40

Bảng 3.4. Chỉ tiêu vi sinh vật của dịch đạm thủy phân. 40
Bảng 3.5. Thành phần axít amin của dịch đạm thủy phân từ đầu cá Mó. 42












1

LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thủy sản là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của cả nước ta
trong những năm gần đây.Theo thống kê của Tổng cục Hải quan Việt Nam,
trong nhiều năm qua, hàng thủy sản luôn là một trong những mặt hàng xuất
khẩu chủ lực của Việt Nam ra thị trường thế giới. Cụ thể trong năm 2012,
xuất khẩu ngành hàng này chiếm tỷ trọng 5,3% trong tổng kim ngạch xuất
khẩu tất cả các mặt hàng cả nước[32]. Vì thế, ngành thủy sản thực sự là ngành
kinh tế mũi nhọn trong cả nước. Trong đó, một trong những mặt hàng chủ
chốt và xuất khẩu rất nhiều sang các nước trên thế giới là các sản phẩm chế
biến từ cá. Bên cạnh sự phát triển đó thì có một lượng không nhỏ nguyên liệu
còn lại thải ra sau quá trình chế biến sản phẩm từ cá như đầu, xương, nội
tạng… chiếm khoảng từ 40- 60% tổng khối lượng cá (Tạp chí thông tin khoa
học công nghệ kinh tế Thủy Sản, 7/2006) và rất dễ gây ô nhiễm môi trường

nếu không có biện pháp xử lý[34].
Hiện nay, nguyên liệu cá Mó là một trong những nguyên liệu đang được
quan tâm và xuất khẩu sang các nước với sản lượng khá cao với các mặt hàng
xuất khẩu như cá Mó nguyên con đông lạnh, cá Mó philê đông lạnh hoặc sản
xuất chả cá từ cá Mó. Vì thế, lượng nguyên liệu còn lại từ quá trình chế biến
cá Mó thải ra hằng ngày là rất lớn, chủ yếu dùng làm thức ăn chăn nuôi dạng
thô hoặc sản xuất bột cá nên chưa được tận dụng triệt để. Tuy nhiên, hiện nay
cũng đã có rất nhiều hướng nghiên cứu để tận dụng lượng nguyên liệu còn
lạinhưng chưa được hiệu quả. Vì vậy, cần phải tăng cường nghiên cứu hơn
nữa để nâng cao giá trị sử dụng của nguyên liệu còn lại này. Một trong những
hướng nghiên cứu đó là thủy phân protein từ đầu cá, thu được dịch đạm thủy
phân, từ đó nâng cao được ứng dụng hơn nữa trong chăn nuôi và thực phẩm.
Xuất phát từ những yêu cầu trên, tôi chọn hướng đề tài như sau:
“Nghiên cứu thủy phân đầu cá Mó (Scaridae) bằng enzyme Protamex”.
2

2.Mục tiêu của đề tài:
Xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu cá Mó bằng
enzyme Protamex.
3.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
- Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu sẽ góp thêm các dẫn liệu khoa học có giá trị tham
khảo cho cán bộ khoa học kỹ thuật, các nhà sản xuất kinh doanh và sinh viên
ngành Chế biến thủy sản về quá trình thủy phân đầu cá Mó để sản xuất sản
phẩmthủy phân đạt chất lượng cao.
- Ý nghĩa thực tiễn:
+ Kết quả của đề tài sẽ mở ra một hướng mới cho các nhà máy chế biến
thủy sản, cơ sở sản xuất các mặt hàng cá Mó về việc tận dụng nguyên liệu còn
lại và điều này sẽ mang lại lợi ích thiết thực về mặt kinh tế.
+ Thành công của đề tài góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phần

nguyên liệu còn lại trong quá trình chế biến cá Mó. Điều này không những tạo
cơ hội phát triển sản xuất, đa dạng hóa mặt hàng và tăng giá trị cho nguyên
liệu mà còn góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ ngành sản xuất kinh
doanh thực phẩm nói riêng và thúc đẩy nền kinh tế đất nước nói chung.
4.Nội dung của đề tài:
- Xác định thành phần hóa học của đầu cá Mó.
- Thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân
đầu cá Mó bằng enzyme Protamex.
- Đề xuất quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá Mó bằng
enzyme Protamex theo các thông số thích hợp và xác định các chỉ tiêu đánh
giá chất lượng của dịch đạm thủy phân.


3

PHẦN 1. TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ MÓ
1.1.1 Đặc điểm sinh thái, phân bố của cá Mó
1.1.1.1.Đặc điểm sinh thái
Tên khoa học:Scaridae [35]
Có hệ thống phân loại sau:
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygii
Bộ: Perciformes
Họ: Cheilininae
Giống: Cheilinus
Loài: Cheilinus undulatus (Ruppell, 1835).


Hình 1.1 Cá Mó

Cá Mó hay họ cá Mó là tên gọi chỉ chung những loài cá thuộc Phân bộ
Bàng Chài, đây là loài cá sống trong môi trường nước mặn. Chúng có màu sắc
khá bắt mắt, thân hình dẹp, có vị thịt ngọt, béo, tính hiền, có thể phù hợp với
mọi thể trạng của con người.[35]
4

1.1.1.2. Phân loại cá Mó
Theo Danh mục cá biển Việt Nam, cá Mó có 43 loài khác nhau. Phân bố
chủ yếu ở các vùng biển Nha Trang, Cù Lao Cau, Côn Đảo, An Thới và
Trường Sa[13]. Trong đó có 8 loài thường gặp là cá Mó đen, cá Mó phoste, cá
Mó vàng, cá Mó vây đỏ, cá Mó chấm đen, cá Mó vằn vên, cá Mó vệt bụng, cá
Mó trán đen.[15]
Trong đó,cá Mó đầu khum (Cheilinus undulatus, Ruppell 1835) là loài
cá rạn san hô có giá trị kinh tế rất cao, quí hiếm, nằm trong sách đỏ của thế
giới cũng như của Việt Nam – được đánh giá đang ở mức độ nguy cấp EN
(IUCN, 2010). [33]
Cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào về sinh trưởng của cá Mó được
công bố để xác định tuổi thọ của chúng. Fourmanoir & Labout (1976) cho
rằng cá Mó đầu khum là loài lớn nhất trong họ Labridae, chiều dài lớn nhất
có thể đạt được 229 cm, khối lượng 191 kg, sống khoảng 32 năm. Qua nghiên
cứu của Choat và cộng sự (2005) đã xác định cá cái có thể sống ít nhất 32
năm và 25 năm đối với cá đực. Ở rạn đá ngầm lớn của Australia đã thu được
con cá có chiều dài 100 cm sống 28 năm (Pogonoski, 2002). Trong nghiên
cứu của McPherson đã thu 27 con cá Mó từ 3 – 23 tuổi, con lớn nhất có kích
thước 135 cm. Tại Hong Kong và New Caledonia có 3 con cá sống ít nhất là
16, 20 và 21 năm.[33]

Hình 1.2 Cá Mó đầu khum
5


1.1.1.3. Đặc điểm phân bố
Trên thế giới, cá Mó phân bố rộng ở các vùng biển nhiệt đới Ấn Độ -
Thái Bình Dương, từ 30
0
Bắc đến 23
0
Nam (Myers, 1999). Cá Mó có kích
thước trên 100 cm rất hiếm. Randall và cộng sự (1978) đã thu 72 mẫu cá có
kích thước dao động trong khoảng 38 – 111 cm. Cá Mó lớn nhất thu được ở
Queensland - Australia là 229 cm, 190,5 kg và 250 cm, 191 kg (Choat và
cộng sự, 1994). Ở quần đảo Marshall, Schultz (1960) tìm thấy có những con
cá chiều dài trên 200 cm. Đây là loài cá quý hiếm, chúng sống ở tầng nước
sâu và sản lượng không nhiều nên khả năng bắt gặp rất ít.
Ở Việt Nam, cá Mó được tìm thấy nhiều ở các vùng biển Kiên Giang,
Khánh Hòa và Côn Đảo…[13].
Mặc dù cá Mó có kích thước lớn nhưng trong tự nhiên chúng rất thận
trọng trong khi di chuyển và thường sống đơn độc, khi đến mùa sinh sản
chúng tập trung thành nhóm nhỏ và tham gia sinh sản. Các cá thể chỉ xuất
hiện trong một vị trí nhất định, đối với những cá thể có kích thước lớn thường
có phạm vi hoạt động ít nhất khoảng 1000 m
2
và những con cá nhỏ hơn sống
chung trong các vùng này. Về đêm chúng ngủ trong các hang hoặc khe đá
(Lieske và Myers, 2001).
Thức ăn chủ yếu của cá Mó là động vật thân mềm và nhiều loại nhuyễn
thể cũng như giáp xác, nhím biển, sao biển, tôm, cua, sò Chúng dùng răng
nghiền nát các vỏ cứng (Myers, 1991). Đôi khi cá Mó cũng ăn những con mồi
có tính độc như sao biển gai (Acanthaster planci), cá hòm (Ostraciidae) (Jonh
& Phillip. 1993). Trong dạ dày cá Mó có tới 72 loài động vật thân mềm, đặc
biệt là loài chân bụng, lớp chân dìu, nhím biển và giáp xác, các loại cá nhỏ

(Randall và cs 1978). Cá Mó ăn cả loài động vật bậc thấp trong các đám san
hô chết như giun, trai biển (Dalzell. 1992). [34]

6

1.1.1.4. Tình hình nuôi trồng và chế biến cá Mó
Việt Nam đã bắt đầu sản xuất các giống cá biển từ những năm 93-94.
Trong những năm gần đây, chúng ta đang chú trọng nghiên cứu sản xuất một
số loài cá rạn san hô, trong đó có cá Mó.
Ở nước ta, cá Mó được xem là giống cá mới có tiềm năng lớn trong
tương lai. Chúng ta đã và đang nghiên cứu sâu hơn về giống cá này. Hiện nay,
trong hoàn cảnh cá tra và cá basa có khuynh hướng bão hòa, nguyên liệu tôm
đang gặp khó khăn do dịch bệnh và khó kiểm soát về dư lượng kháng sinh
trong nguyên liệu thì cá Mó được xem là mặt hàng có tiềm năng đem lại hiệu
quả kinh tế cao.Hiện tại trên cả nước có rất nhiều công ty chế biến thủy sản
đưa ra thị trường các sản phẩm cá Mó như: Doanh nghiệp tư nhân Hải Phú –
Lô 12 KCN Quảng Ngãi, Thành phố Quảng Ngãi, công ty TNHH Năm Thuận
– 12/21 Phan Văn Hới, P. Xuân Thới Thượng, Q.Hóc Môn, Tp. HCM. Riêng
ở tỉnh Khánh Hòa có các công ty như: Công ty TNHH Tín Thịnh ở KCN Suối
Dầu, Khánh Hòa, công ty cổ phần Nha Trang Seafood F17, thành phố Nha
Trang.
Hằng ngày, các công ty trên sản xuất và cung cấp ra thị trường trong và
ngoài các sản phẩm từ cá Mó như cá Mó nguyên con đông lạnh, cá Mó phi lê
đông lạnh với số lượng lớn. Vì thế, lượng nguyên liệu còn lại từ quá trình chế
biến cá Mó thải ra một lượng lớn. Chính vì vậy, cần phải có những hướng
nghiên cứu để tận dụng lượng nguyên liệu còn lại này.
1.1.1.5. Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá Mó
Thành phần hóa học của cá thường khác nhau theo giống loài nhưng
trong cùng một loài có môi trường sống khác nhau thì thành phần hóa học
cũng khác nhau. Thành phần hóa học của cá còn phụ thuộc vào trạng thái sinh

lý, mùa vụ, thức ăn, thời tiết[36]. Dưới đây là thành phần hóa học và dinh
dưỡng của cá Mó được trình bày ở Bảng 1.1.
7

Bảng 1.1. Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá Mó.
Thành phần dinh dưỡng trong 100g thực phẩm ăn được
Năng
lượng

Thành phần chính Muối khoáng Vitamin
Nước

Protein
Lipid
Tro
Calci
Phospho
Sắt

Natri
Kali
A

B
1
B
2
PP

Kcal


G mg µg mg
98 74,9

20,8 2,2 1,7

44 206 2,1

56 279

25

0,07

0,26

2,7


1.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ QUÁ TRÌNH THỦY
PHÂN PROTEIN
1.2.1. Enzyme Protease
Protease là enzyme thủy phân liên kết peptid của phân tử protein.
Enzyme protease được phân thành hai dạng là endoprotease và exoprotease.
Các endoprotease như trypsin, chymotrypsin, chymosin thủy phân các liên kết
peptide ở bên trong chuỗi polypeptid. Các exoprotease cắt các liên kết ở hai
đầu tận cùng của chuỗi polypeptide, các exoprotease cắt vào đầu có nhóm
carboxyl tận cùng được gọi là carboxylpeptidase còn những enzyme tác dụng
vào đầu có nhóm amin tận cùng gọi là aminopeptidases [30].
Các endoprotease và exoprotease kể trên cộng tác một cách rất có hiệu

quả trong việc phân giải protein. Có thể nói rằng, chức năng chính của
endoprotease tạo ra một lượng lớn các chuổi peptid có đầu C và đầu N tự do
để tạo điều kiện cho các exoprotease hoạt động [26,29].
Tuy nhiên, tác dụng của các protease rất phức tạp, bản chất của các
mạch nhánh của axít amin ở bên cạnh các liên kết peptid có ảnh hưởng mạnh
đến hoạt động của các enzyme. Trên thực tế, các protease rất đặc hiệu và tỷ lệ
những liên kết peptid trong một phân tử protein bị bẻ gãy bởi một protease là
không cao. Ví dụ, trypsin chỉ thủy phân liên kết peptid giữa lysine và
arginine, Chymotrypsin chỉ thủy phân những liên kết peptid giữa tyrosine,
phenylalanine, tryptophan. Thậm chí chymosin chỉ thủy phân liên kết peptid
8

giữa Phe105- Met106 của kappa- casein [30].
Hiện nay, có rất nhiều loại protease đã được phát hiện và chúng được
chia thành 4 nhóm cơ bản: serine protease (EC 3.4.21), cysteine protease
(EC 3.4.22), aspartic protease (EC 3.4.23) và metalloprotease (EC 3.4.24)
[29].
1.2.2.Một số enzyme protease thương mại
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại protease, một số loại protease
được sử dụng phổ biến hiện nay là: Protamex, Flavourzyme, Alcalase,
Neutrase…
Protamex là protease của Bacillus (Bagsvaerd, Denmark). Enzyme này
có hoạt tính endoprotease. Điều kiện hoạt động tối ưu của protamex trong
khoảng pH 5,5–7,5 ở nhiệt độ 35–60 °C. Protamex có hoạt tính 1,5 AU/g.
Enzyme này cũng bức chế ở 85
o
C trong 10 phút và ở pH thấp (Liaset,
2002)[21].
Flavourzyme là peptidase mang cả hai hoạt tính endo và exoprotease
(aminopeptidase), được sản xuất từ quá trình lên men chìm loài Aspergillus

oryzae. Enzyme này hoạt động thủy phân protein trong điều kiện trung tính
hoặc axít yếu. Điều kiện hoạt động tối ưu của Flavourzyme 500L là pH 5,0–
7,0, nhiệt độ khoảng 50
0
C. Flavourzyme 500L có hoạt tính 500 LAPU/g.
Flavourzyme có thể bị ức chế hoạt động ở 90°C trong 10 phút hoặc 120°C
trong 5 giây. Đây là một trong những enzyme khi thủy phân protein thu được
dịch đạm vị không đắng so với các loại enzyme thủy phân như Neutrase,
Alcalase hay Protamex (Nilsang, 2005).
Neutrase là endoprotease được chiết từ vi khuẩn được sử dụng để thủy
phân protein. Enzyme này chỉ cắt protein ở mức độ vừa phải hoặc tạo thành
các đoạn peptid. Điều kiện hoạt động tốt của Neutrase 0,8L là pH 5,5–7,5 ở
nhiệt độ 45–55
0
C. Neutrase 0,8 L có hoạt tính 0,8 AU/g và bị ức chế khi pH
<4 (Kamnerdpetch, 2007).
9

Alcalase 2,4 L (Novo Nordisk, Bagsvaerd, Denmark) là protease của
Bacillus licheniformis với hoạt tính endopeptidase. Alcalase là enzyme
thương mại thuộc nhóm serine protease subtilisin A. Hoạt tính của Alcalase
2,4L là 2,4 AU/g, bị ức chế ở pH thấp, điều kiện hoạt động tốt nhất của
Alcalase là pH = 8, nhiệt độ 50 – 60
0
C (Liaset, 2002).[21]
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân protein bằng enzyme.
- Tốc độ thủy phân bằng enzyme chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố
[1], cụ thể là:

- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: Khi nồng độ enzyme thấp,

lượng cơ chất lớn, vận tốc thủy phân phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ
enzyme. Khi nồng độ enzyme tăng, tốc độ phản ứng thủy phân tăng đến một
giá trị giới hạn v = v
max
thì nếu nồng độ enzyme tiếp tục tăng, tốc độ enzyme
phản ứng thủy phân bởi enzyme tăng không đáng kể, thậm chí không tăng.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Enzyme là protein có hoạt tính xúc tác nên
kém bền với nhiệt, chúng chỉ có hoạt tính trong khoảng nhiệt độ thấp hơn
nhiệt độ làm chúng biến tính. Trong khoảng nhiệt độ đó, khi nhiệt độ tăng tốc
độ phản ứng thủy phân tăng. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng
thủy phân do enzyme xúc tác được đặc trưng bằng hệ số:
Q
10
=
k
K
t 10+

Với K
t
: Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t
K
t+ 10
: Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t + 10
0
C
Người ta đã xác định được hệ số Q
10
của các loại enzyme trong cơ thể
cá trong khoảng từ 2 – 3, cá biệt có thể lên đến 7 như phản ứng Hemoglobin

trong máu cá.
Vùng nhiệt độ tạo cho enzyme có nhiệt độ cao nhất gọi là vùng nhiệt độ
thích hợp của enzyme, trong đó có một giá trị nhiệt độ mà ở đó, tốc độ
enzyme đạt cực đại gọi là nhiệt độ tối thích. Với đa số enzyme, vùng nhiệt độ
10

thích hợp trong khoảng 40 - 50
0
C. Nhiệt độ làm cho enzyme mất hoàn toàn
hoạt tính gọi là nhiệt độ tới hạn, đa số enzyme có nhiệt độ tới hạn khoảng
70
0
C, với các enzyme bền nhiệt (bromelin, papin…), nhiệt độ tới hạn có thể
cao hơn. Nhiệt độ thích hợp với một enzyme có sự thay đổi khi có sự thay đổi
về pH, nồng độ cơ chất…
- Ảnh hưởng của thời gian thủy phân: Thời gian phản ứng thích hợp
giúp enzyme cắt mạch triệt để làm cho cơ chất bị thủy phân hoàn toàn hơn.
Nhưng nếu kéo dài thời gian thủy phân quá mức sẽ tạo điều kiện cho vi sinh
vật hoạt động làm sản sinh ra các sản phẩm cấp thấp như: NH
3
, H
2
S, indol,
scatol…và việc kéo dài thời gian thủy phân sẽ làm giảm hiệu quả kinh tế.
Ngược lai nếu thời gian thủy phân ngắn thì quá trình thủy phân chưa triệt để
các axít amin tạo thành còn ít trong khi các peptit còn tồn tại nhiều trong sản
phẩm như vậy sẽ gây lãng phí nguyên liệu và khó khăn cho quá trình lọc để
thu dịch thủy phân protein.
- Ảnh hưởng của pH: pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính
enzyme vì pH ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, ion hóa enzyme và đến

độ bền của protein enzyme. Đa số enzyme có khoảng pH thích hợp từ 5 – 9.
Với nhiều protease, pH thích hợp ở vùng trung tính nhưng cũng có một số
protease có pH trong vùng axít (pepsin, protease axít của vi sinh vật…) hoặc
nằm trong vùng kiềm (tripsin, subtilin…). Với từng enzyme, giá trị pH thích
hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, loại cơ chất … thay đổi.
- Ảnh hưởng của lượng nước: Nước vừa là môi trường phân tán
enzyme và cơ chất lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng nên tỷ lệ nước có ảnh
hưởng lớn đến tốc độ và chiều hướng và là một yếu tố điều chỉnh phản ứng
thủy phân bởi enzyme.
11

- Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: Diện tích tiếp xúc lớn tức là
enzyme và cơ chất có điều kiện gặp nhau tốt hơn, như vậy sẽ thuận lợi cho
phản ứng thủy phân nó sẽ làm cho phản ứng thủy phân diễn ra nhanh hơn.
- Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Nồng độ cơ chất có ảnh hưởng lớn
đến tốc độ phản ứng thủy phân, khi càng tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản
ứng thủy phân càng tăng, nhưng khi tốc độ phản ứng thủy phân đạt đến giới
hạn v = v
max
nếu tiếp tục tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng thủy phân
hầu như không tăng.
- Ảnh hưởng của các chất kiềm hãm: Chất kiềm hãm (hay chất ức
chế) là những chất vô cơ hay hữu cơ mà khi có sự hiện diện của chúng,
enzyme có thể bị giảm hoặc mất hoạt tính. Với mỗi enzyme ta có các chất kìm
hãm khác nhau, vì vậy khi sử dụng enzyme ta phải biết rõ các chất kiềm hãm
của nó để điều chỉnh phản ứng.
- Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa: Chất hoạt hóa là những chất khi
có mặt trong phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme, các chất này
có bản chất hóa học khác nhau, có thể là ion kim loại, anion hoặc các chất
hữu cơ. Tuy nhiên các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng trong giới hạn nồng độ

xác định. Khi dùng quá nồng độ cho phép, hoạt độ enzyme sẽ giảm.
1.2.4. Các dạng sản phẩm thủy phân
1.2.4.1.Dịch đạm thủy phân
Dịch đạm thủy phân là sản phẩm của quá trình thủy phân. Khi cô đặc
thì chúng sẽ thành dịch đạm cô đặc.
Dịch đạm thủy phân có màu vàng nhạt, trong suốt, có mùi đặc trưng
của sản phẩm thủy phân.
Thành phần chủ yếu của dịch đạm thủy phân là các axít amin, các
peptid. Ngoài ra trong dịch đạm thủy phân còn chứa một lượng nhỏ khoáng
và lipid.
12

1.2.4.2 Bột đạm thủy phân
Bột đạm thủy phâncũng là một trong những dạng sản phẩm của quá
trình thủy phân protein. Dịch đạm thủy phân được đem đi cô đặc và sấy phun
hoặc sấy chân không thăng hoa thì thu được bột đạm thủy phân (bột đạm hòa
tan).
Bột đạm thủy phân có hàm lượng protein cao, rất có giá trị dinh dưỡng.
Bột đạm thủy phân có màu trắng ngà, vàng nhạt hay nâu tùy thuộc vào
nguyên liệu ban đầu. Mùi thơm đặc trưng, khi cho vào nước dễ tan.
1.2.5. Ứng dụng của các sản phẩm thủy phân protein
Dịch đạm thủy phân và bột đạm thủy phân có thể được ứng dụng trong
sản xuất thức ăn chăn nuôi, đặc biệt là trong nuôi trồng thủy sản. Sản phẩm
với hàm lượng protein cao, gồm hỗn hợp các axít amin cần thiết cho sự phát
triển của tôm, cá. Khi phối trộn sản phẩm vào viên thức ăn thì thức ăn dễ tiêu
hóa. Bột đạm thủy phân cũng có thể được dùng trong thực phẩm sản xuất các
sản phẩm bột dinh dưỡng cao đạm đối với bột đạm thủy phân có chất lượng
cao.
Dịch đạm cô đặc còn có thể sử dụng để bổ sung trong quá trình làm
nước mắm do nó có hàm lượng axít amin cao, làm tăng độ đạm của nước

mắm. Dịch đạm thủy phân có thể dùng trong sản xuất nước mắm công nghiệp
hoặc được sử dụng để sản xuất bột nêm canh gia vị[14].
1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN PROTEIN TRÊN THẾ
GIỚI VÀ TRONG NƯỚC
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Năm 2003, Bojorn Liaset và cộng sự đã nghiên cứu thủy phân phế liệu
(phần xương sau khi phi lê tách thịt) cá hồi bằng enzyme Protamex ở điều
kiện nhiệt độ 55
0
C, pH tự nhiên là 6,5, nồng độ enzyme là 11,1 AU/kg protein
13

thô với tỷ lệ phế liệu/nước là 1,14. Sau 6 giờ thủy phân, kết quả thu được hỗn
hợp thủy phân giàu các axít amin thiết yếu và axít béo [17].
Gonchar Am và Auslender VI (1996) đã hiến hành nghiên cứu cố định
các protease của vi khuẩn B.subtilis trên 1,4 – polykylene oxid bằng phương
pháp chiếu chùm tia electron và chỉ ra rằng các protease cố định bền với nhiệt
hơn các protease dạng tự nhiên[20].
Luan và Li- jiao (2009) đã nghiên cứu công nghệ thủy phân thịt sò bằng
sự kết hợp các loại enzyme proteaza. Giai đoạn đầu thịt sò được thủy phân
bằng sự kết hợp giữaproteazatrung tínhvà trypsin, giai đoạn sau được thủy
phân bằng Flavourzyme. Kết quả cho thấy tỷ lệ kết hợp tối ưu của protease
trung tính và trypsin là 3:1 và các điều kiện thủy phân tối ưu của Flavourzyme
như sau: nồng độ enzyme 1000U/g nguyên liệu, nhiệt độ thủy phân 55
0
C, thời
gian 5 giờ và pH=5. Với điều kiện này độ thủy phân là 55,97% [22].
Motamedzadegan và cộng sự (2010) đã nghiên cứu tối ưu hóa chế độ
thủy phân nội tạng cá ngừ vây vàng Thunnusalbacares bằng enzyme
Neutrase. Kết quả chỉ ra rằng khi sử dụng enzyme Neutrase để thủy phân nội

tạng cá ngừ vây vàng Thunnusalbacares thì các thông số tối ưu lànồng độ
enzyme37 AU / kg protein, pH tự nhiên của bản thân nguyên liệu, nhiệt độ từ
50°C, và thời gian 60 phút thì độ thủy phân (DH) đạt 35%, sản phẩm thủy
phân có hàm lượng protein cao 74,56% và hàm lượng lipid thấp 1,86% và
được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản và làm thức ăn cho chăn nuôi [23].
Ovissipour và cộng sự (2009) đã nghiên cứutối ưu hóa sự thủy phân
phế liệu cá tầmbằng enzyme Alcalase. Kết quả nghiên cứu đã xác định được
các điều kiện tối ưu là: 50°C, 120phút. Chế độ thủy phân này cho sản phẩm
thủy phân có hàm lượng protein tương đối cao(66,43%) vàlipidthấp(1,34%) [27].
Ovissipour và cộng sự (2010) đã nghiên cứusản xuất sản phẩm thủy
phân proteintừ đầu cá ngừ vây vàng Thunnusalbacaressử dụng enzyme
14

Alcalase và Protamex. Đầu cá ngừ vây vàng thu được từ quá trình sản xuất cá
ngừ đóng hộp được thủy phân với các thông số sau: cho thấy theo thời gian
thủy phân thì độ thủy phân càng cao. Độ thủy phân, hàm lượng protein và axít
amin trong sản phẩm thủy phân thu được khi sử dụng enzyme Alcalase nồng
độ enzyme sử dụng là 1,5%, pHtự nhiên, tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1:1. Kết
quả cao hơn so với enzyme Protamex [28].
Yang Xiu – min và cộng sự (2011) đã nghiên cứu tối ưu hóa quá trình
sản xuất bột nêm từ sản phẩm thủy phân sò điệp. Với điều kiện thủy phân sò
điệp được xác định như sau: Flavourzyme với liều lượng 1200AU/g nguyên
liệu và tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1:4 (g/ml) trong thời gian thủy phân 5 giờ ở
nhiệt độ 45
0
C. Dịch đạm thủy phân thu được đem phối trộn với muối, đường
và bột ngột ở tỷ lệ thích hợp sau đó tối ưu hóa chế độ sấy phun bằng phương
phương pháp bề mặt đáp ứng, thiết kế thí nghiệm theo Box – Benken. Sản
phẩm bột nêm thu được có hàm lượng protein thô là 82,89%, chất béo là
1,55%, đường tổng số 6,82% và sản phẩm có độ ẩm 4,09% [31].

1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Vũ Ngọc Bội(2004) đã nghiên cứu quá trình thủy phân cá bằng enzyme
protease từ B.subtilis S5. Chế phẩm protease kỹ thuật này có nhiệt độ thích
hợp là 55
0
C, pH thích hợp là 6,0 và có thể sử dụng rất tốt trong thủy phân cơ
thịt cá tạp để sản xuất bột đạm thủy phân và thủy phân cá cơm trong sản xuất
nước mắm ngắn ngày [3].
Huỳnh Dự (2010) đã nghiên cứu quá trình thủy phân phế liệu mực bằng
enzyme protease và thử nghiệm bổ sung dịch thủy phân vào thức ăn nuôi cá.
Kết quả chỉ ra rằng qua ba loại enzyme Alcalase, Protamex và Neutrase sử
dụng thủy phân phế liệu mực thì Alcalase hiệu quả hơn so với hai loại
enzyme còn lại. Và điều kiện thích hợp nhất với enzyme Alcalase là nồng độ
15

enzyme là 5% so với trọng lượng chất khô của phế liệu mực, pH = 7,6, nhiệt
độ 53
0
C, thời gian thủy phân 2 giờ [4].
Nguyễn Thị Ngọc Hoài (2012) đã nghiên cứu thu hồi và đặc trưng hóa
tính chất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme. Kết quả dịch
thủy phân protein thu được đem cô quay ở nhiệt độ 45
0
C, áp suất hút chân
không là 50mbar, thời gian hút là 20 phút, nồng độ chất khô trong dịch thủy
phân sau cô quay là 22
o
Brix. Sau đó, tiến hành sấy phun dịch cô quay ở nhiệt
độ 130
o

C, nồng độ maltodextrin bổ sung là 8%, mẫu thu được có độ ẩm là
10%, trong 1 gam bột thì hàm lượng protein hòa tan là 110,1mg [8].
Nguyễn Thị Mỹ Hương (2011) đã nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy
phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng và sử dụng sản phẩm thủy phân này
trong thức ăn cho tôm. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, việc bổ sung bột
protein thủy phân từ đầu cá ngừ vào trong thức ăn cho tôm đã cải thiện sự
tăng khối lượng của tôm, hệ số chuyển hóa thức ăn và hiệu quả sử dụng
protein [9,10].
Trần Thị Hồng Nghi và cộng sự (2011) đã nghiên cứu sử dụng enzyme
protease từ vi khuẩn (Bacillus subtilis) để thủy phân phụ phẩm cá tra và ứng
dụng sản phẩm thủy phân trong việc sản xuất nước mắm. Điều kiện tối ưu cho
việc thủy phân phụ phẩm cá Tra bằngenzyme protease từ vi khuẩn Bacillus
subtilis như sau: nhiệt độ 50
0
C, pH = 7,6; tỷ lệ nước 30%, nồng độ muối 2%,
hoạt độ enzyme 50UI và thời gian thủy phân là 18 giờ. Sản phẩm nước mắm
thu được sau khi ủ ở tỷ lệ bã chượp 20% có hàm lượng đạm formol 14,5 g/l,
đạm tổng số 16 g/l, đạm NH
3
1,49 g/l và axít amin 12,81 g/l [7].
Đỗ Văn Ninh (2004) đã nghiên cứu thu nhận protease từ nội tạng cá và
gan mực. Kết quả cho thấy rằng chế phẩm protease thu được từ nội tạng cá và
gan mực có nhiệt độ thích hợp từ 50 - 55
0
C và hoàn toàn có thể sử dụng