TR

NGă I H C C NăTH
KHOA NÔNG NGHI P

HÀ TH TH Y VY

S D NG TH Tă U TÔM TH
CHÂN TR NG (Litopenaeus vannamei)
CH BI N CH PH M GIÀU PROTEIN

LU N ÁN T T NGHI P TI NăS
NGÀNH CÔNG NGH TH C PH M

2019


TR

NGă

I H C C NăTH

KHOA NÔNG NGHI P

LU N ÁN T T NGHI P TI NăS
NGÀNH CÔNG NGH TH C PH M
Mã ngành: 62.54.01.01

S D NG TH Tă U TÔM TH
CHÂN TR NG (Litopenaeus vannamei)

CH BI N CH PH M GIÀU PROTEIN

NGHIÊN C U SINH
HÀ TH TH Y VY
MSNCS: P1114009

CỄNăB ăH

NGăD N

PGs. Ts. NGUY NăV NăM

2019

I


Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -

Tr

t2

ng

i h c C n Th

L IC MT
hoƠn thƠnh đ c lu n án nƠy, ngoƠi s n l c c a b n thơn tôi đư nh n
đ c s đ ng viên, giúp đ vƠ h tr th t quý báu t các đ n v vƠ cá nhơn trong

c ng nh ngoài tr ng. Xin đ c bƠy t lòng tri ơn chơn thƠnh vƠ sơu s c!
Xin chơn thƠnh cám n PGs.Ts. Nguy n V n M i đư t n tình h ng d n,
bao dung, tin t ng, giúp đ , cung c p ki n th c vƠ ph ng pháp lƠm vi c b
ích đ giúp tôi tìm ra nh ng h ng đi đúng đ n trong quá trình th c hi n nghiên
c u nƠy.
Nghiên c u sinh xin g i l i cám n đ n PGs.Ts. Tr n Thanh Trúc đư đ́ng
ǵp ý ki n nh m đ a ra các ph ng h ng đ phơn tích s li u, th o lu n k t
qu trong su t quá trình th c hi n lu n án.
i v i b n thơn, Tr ng i h c C n Th lƠ n i g n li n v i bao k ni m
tu i tr , tình yêu và hoài bão, lƠ n i nơng b c tôi t m t sinh viên, h c viên
cao h c đ n hi n t i lƠ m t Nghiên c u sinh. Xin đ c g i l i tri ơn chân thành
nh t đ n t t c quý Th y Cô trong B môn Công ngh th c ph m – nh ng ng i
Th y, ng i Cô luôn t n tơm truy n đ t kinh nghi m quý báu và ni m đam mê
nghiên c u, c ng nh luôn luôn giúp đ tôi trong su t ch n đ ng nghiên c u
gian nan vƠ kh́ nh c.
Chơn thƠnh c m n Ban Giám hi u, Ban Ch nhi m Khoa Nông nghi p
vƠ Sinh h c ng d ng, Khoa Sau i h c - Tr ng i h c C n Th ; đ c bi t,
chân thành c m n PGs.Ts Lê V n VƠng vƠ PGs.Ts H Quang
đư t o m i
đi u ki n cho tôi đ c s d ng trang thi t b vƠ các th t c, h s c n thi t trong
su t th i gian h c t p vƠ nghiên c u t i tr ng.
Chơn thƠnh c m n, S N i v , S GD& T, S L TBXH t nh Cà Mau
vƠ Ban Giám Hi u Tr ng TCKTKT CƠ Mau đư tin t ng, t o m i đi u ki n
vƠ th t c giúp tôi th c hi n lu n án đúng th i gian vƠ k ho ch đ ra.
Xin chơn thƠnh c m n Anh Nguy n Minh H i – Giám đ c Công ty CBTS
Hòa Trung đư t o đi u ki n t t nh t đ tôi ć đ y đ các trang thi t b vƠ nhơn
l c thu m u. C m n Ch Tr n Thanh Vơn – TPTC Công an ThƠnh ph C n
Th vƠ các ch ph́ng viên báo C n Th đư th ng xuyên giúp đ , đ ng viên đ
tôi v t qua nh ng kh́ kh n trong th i gian th c hi n đ tƠi.
Cám n Th c s Nguy n Th Xuân Dung - nguyên cán b Vi n Nghiên

c u và Phát tri n Công ngh sinh h c, các em Nguy n Th C m Tuy, Nguy n
Th H ng G m, Nguy n Th H ng Tr m, L u Th M Vi vƠ m t s sinh viên
lƠm vi c trong phòng thí nghi m D006 đư h tr tôi hoƠn thƠnh lu n án.

NgƠnh Công ngh Th c ph m

i

Khoa Nông nghi p


Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -

Tr

t2

ng

i h c C n Th

Cu i cùng, l i yêu th ng t n đáy lòng xin g i đ n đ ng sinh thƠnh vƠ t t
c các thƠnh viên trong gia đình đư đ ng viên tinh th n vƠ t o đi u ki n thu n
l i đ tôi hoƠn thƠnh ch ng trình h c Nghiên c u sinh. C m n ch ng, luôn
n m ch t tay em, giúp em v t m i kh́ kh n trong cu c s ng. c bi t, cho
con kính dơng lên linh h n cha kính yêu, ng i lƠ ni m tin, lƠ đ ng l c đ con
ć th hoƠn thƠnh tơm nguy n c a ng i.
Xin chơn thƠnh cám n!
Trơn tr ng,


NgƠnh Công ngh Th c ph m

ii

Khoa Nông nghi p


Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -

Tr

t2

ng

i h c C n Th

TÓM T T
Vi c nghiên c u thu h i vƠ s d ng protein t ph ph m trong ch bi n
tôm đông l nh d a trên các tác đ ng c h c, h́a lý vƠ sinh h c luôn đ c đ c
bi t quan tơm b i vì đơy lƠ ngu n nguyên li u r ti n, d i dƠo, ć giá tr c v
m t dinh d ng l n ho t tính sinh h c. Trong đ u tôm ch a m t l ng l n
protein, chitin, astaxanthin và các h p ch t sinh h c khác, đ c bi t lƠ h enzyme
th y phơn trong th t đ u tôm ć ho t đ khá cao. T đ́, c n xem vi c thu h i
và s d ng protein nh là m t s n ph m chính thay vì ch lƠ ph ph m c a quá
trình s n xu t chitin-chitosan nh hi n nay. Do đ́, v n đ ắNghiên c u s d ng
th t đ u tôm th chơn tr ng (Litopenaeus vannamei) đ ch bi n ch ph m giƠu
protein” đ c th c hi n b ng cách s d ng enzyme protease n i t i k t h p
enzyme th ng m i đ th y phơn th t đ u tôm th nh m t o ra ch ph m protein.
Ch ph m th y phơn giƠu protein t th t đ u tôm đ c s d ng nh m t nguyên

li u b sung nh m c i thi n m t s tính ch t ch c n ng trong quá trình ch bi n
th c ph m. T nghiên c u đư thu đ c nh ng k t qu nh sau: (1) Enzyme
protease k thu t t th t đ u tôm th chơn tr ng ho t đ ng t t nh t nhi t đ
60 °C vƠ pH 7. Ho t tính enzyme t ng nhanh khi n ng đ c ch t th t đ u tôm
t ng t 0 đ n 0,6 g/mL v i h ng s Km c a protease kh o sát lƠ 0,0795 g/mL và
giá tr Vmax đ t 11,70 µM/phút; (2) i u ki n t i u cho quá trình ti n x lý
enzyme protease tr c khi th y phơn lƠ nhi t đ 56,19 °C; pH 7,04 vƠ th i gian
3,62 phút. Hi u su t th y phơn (%DH) t ng đ n 41,12% và hƠm l ng protein
đ t 44,33 mg/100 g sau 6 gi th y phơn protein th t đ u tôm b ng protease n i
t i; (3) Các thông s t t nh t đ th y phơn th t đ u tôm b ng alcalase th ng
m i v i n ng đ 20 UI/g là pH 7,67; nhi t đ 57,99 °C; th i gian th y phơn 4
gi . Hi u su t th y phơn (%DH) là 37,6% vƠ ho t tính ch ng oxy h́a đ t
31,57%; (4) T ng t alcalase, đi u ki n t t nh t đ flavourzyme ho t đ ng là
pH 6,97; nhi t đ 51,04 °C; n ng đ enzyme là 30 UI/g vƠ th y phơn trong 3
gi . Hi u su t th y phơn (%DH) đ t 35,10% vƠ ho t tính ch ng oxy h́a là
29,50%; (5) Vi c k t h p protease th ng m i vƠ enzyme n i t i nh m m c
đích v a đ t hi u su t th y phơn cao v a ć ho t tính ch ng oxy h́a t t nh t
khi b sung flavourzyme sau 32,24 phút s d ng alcalase đi u ki n pH 7,01;
nhi t đ 54,94 °C vƠ th i gian 2,96 gi . N ng đ alcalase vƠ flavouryme b
sung l n l t lƠ 19,43 UI/g vƠ 32,09 UI/g giúp hi u qu th y phơn protein t
th t đ u tôm th đ t 90,19% và ho t tính ch ng oxy h́a là 86,16%; (6) i u
ki n t t nh t cho quá trình cô đ c chân không d ch th y phơn lƠ 45,58 °C vƠ th i
gian t ng ng lƠ 41,85 phút, khi đ́ hƠm l ng protein t ng s lƠ 20,56% vƠ
ho t tính ch ng oxy h́a đ t 65,21%, th i gian tr đông d ch cô đ c là 3 tháng;
(7) B sung ch ph m protein th y phơn d ng cô đ c ć th nâng giá tr n c

NgƠnh Công ngh Th c ph m

iii


Khoa Nông nghi p


Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -

Tr

t2

ng

i h c C n Th

m m d i 10oN lên h ng 1 vƠ h ng 2. n ng đ 3% d ch cô đ c lƠ t t nh t đ
h n ch quá trình oxy h́a s n ph m khô cá ĺc 1 n ng trong th i gian b o qu n
l nh 10 tu n. Nghiên c u đư đ́ng ǵp d n li u khoa h c v gi i pháp k t h p
h enzyme n i t i vƠ enzyme th ng m i, t o s n ph m giá tr gia t ng t ph
ph m tôm th chơn tr ng c ng nh nơng cao giá tr s d ng, t o l i th c nh
tranh cho m t hƠng tôm Vi t Nam.
T khóa: Alcalase, flavourzyme, protease n i t i, th t đ u tôm th , th y phân.

NgƠnh Công ngh Th c ph m

iv

Khoa Nông nghi p


Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -


Tr

t2

ng

i h c C n Th

ABSTRACT
Protein recovery from by-products of the frozen shrimp process and its
utility based on mechanical, physicochemical, and biological effects have
recently become an interest of research. That is because those by-products are
cheap and valuable resources for nutritious aspect and biological activity. The
shrimp head meat contains a large amount of protein, chitin, astaxanthin and
many other biological compounds. Especially, the enzyme’s activity in the
shrimp head is quite high. From that, studies on protein recovery and its
production have been considered, protein obtained from the shrimp head meat
should be a main product instead of such a by-product from the chitin-chitosan
production process. Therefore, the research ắUtility of whiteleg shrimp head
meat (Litopenaeus vannamei) for producing of protein enriched products” was
conducted by using intracellular protease enzyme and commercially available
enzyme to produce protein products. In addition, high protein products obtained
from the shrimp head meat was used to make as supplementary materials which
can improve some functional properties in food processing procedure. Results
achieved from the research have been summarized as following: (1) Protease
enzyme attained from the whiteleg shrimp head meat had a good activity at 60°C
(pH 7.0). Enzyme activity was increased rapidly when the shrimp head meat
amount was risen from 0 to 0.6 g/mL with Km constant of 0.0795 g/mL and Vmax
value was 11.70 µM/min. (2) Optimal conditions for protease pretreatment
before hydrolysis were 56.19°C, pH 7.04, and 3.62 minutes hydrolysis time.

The hydrolysis efficiency (%DH) was enhanced to 41.12% with the protein
content of 44.33 mg/100 g after 6 hours hydrolysis with internal protease. (3)
Best parameters for shrimp head meat’s hydrolysis were 57.99°C, pH 7.67, 4
hours hydrolysis time by using 20 UI/g commercial alcalase enzyme.
Hydrolysis efficiency (%DH) and antioxidant activity were 37.6% and 31.57%,
respectively. (4) Flavourzyme enzyme had good activity at 51.04 °C, pH 6.97,
3 hours hydrolysis time by using 30 UI/g flavourzyme enzyme. The hydrolysis
efficiency (%DH) and antioxidant activity were 35.10% and 29.50%,
respectively. (5) Combination of commercial protease and intracellular enzyme
have been investigated and the following results have been obtained: 54.94°C,
pH 7.01, 2.96 hours hydrolysis time by using alcalase enzyme (19.43 UI/g) and
flavouryme enzyme (32.09 UI/g). The hydrolysis efficiency (%DH) and
antioxidant activity have been improved to 90.19% and 86.16%, respectively.
(6) Good conditions to condense the high protein product were 45.58°C and
41.85 min with 20.56% total protein amount and the antioxidant activity was
65.21%. The condensed product can be stored for 3 months in frozen condition.

NgƠnh Công ngh Th c ph m

v

Khoa Nông nghi p


Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -

Tr

t2


ng

i h c C n Th

(7) This condensed product can be added into fish sauce to upgrade under 10 oN
to the 2nd and 1st grade fish sauce. It was also used to evaluate the oxidation
prevention of the dried snakehead fish with the intermedicate moisture. 3% of
the condensed product was found to be sufficient to store the dried snakehead
fish for 10 weeks in cold condition. Finally, this research has contributed to
scientific materials for solutions on combination of intracellular enzyme and
commercially available enzymes. It not only creates high value products from
by-products of the whiteleg shrimp process, but also improve the value of utility
and competitive advantage of Vietnamese shrimp.
Keywords: Alcalase, flavourzyme, hydrolysis intracellular protease, shrimp head.

NgƠnh Công ngh Th c ph m

vi

Khoa Nông nghi p



Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -

Tr

t2

ng


i h c C n Th

M CL C
L I C M T ................................................................................................................ i
TÓM T T ................................................................................................................... iii
ABSTRACT ................................................................................................................. v
L I CAM OAN ...................................................................................................... vii
M C L C ................................................................................................................. viii
DANH ŚCH H̀NH .................................................................................................. xi
DANH ŚCH B NG ............................................................................................... xvi
DANH SÁCH T VI T T T .................................................................................. xix
Ch ng 1. GI I THI U .......................................................................................... 1
1.1
t v n đ ............................................................................................................. 1
1.2 M c tiêu nghiên c u ............................................................................................. 2
1.3 N i dung nghiên c u ............................................................................................ 2
1.4
i t ng và ph m vi nguyên c u c a đ tài ....................................................... 2
1.5 Ý ngh a c a lu n án .............................................................................................. 3
1.6 i m m i c a lu n án ........................................................................................... 3
Ch ng 2. T NG QUAN TÀI LI U ...................................................................... 4
2.1 Gi i thi u v tôm th và ph ph m trong ch bi n tôm đông l nh ...................... 4
Tôm th ............................................................................................................. 4
Thành ph n dinh d ng trong tôm th chân tr ng ............................................ 4
Ph ph m tôm trong quá trình ch bi n ............................................................ 5
ng d ng ph ph m trong s n xu t .................................................................. 8
2.2 T ng quan v protease ........................................................................................ 11
Khái ni m v protease..................................................................................... 11
H Serine protease .......................................................................................... 12

H enzyme protease trong th y s n ................................................................ 13
Enzyme alcalase .............................................................................................. 14
Enzyme flavourzyme ...................................................................................... 15
Kh n ng ng d ng c a protease .................................................................... 17
2.3 T ng quan v protein .......................................................................................... 20
Protein ............................................................................................................. 20
Peptit ............................................................................................................... 21
Axit amin ........................................................................................................ 22
S th y phân protein ....................................................................................... 24
Vai trò c a protein th y phân ......................................................................... 26
2.4 Các nghiên c u có liên quan............................................................................... 31
Nghiên c u ngoƠi n c ................................................................................... 31
Nghiên c u trong n c ................................................................................... 32
Ch ng 3. PH NG PH́P NGHIÊN C U........................................................ 34
3.1 Ph ng ti n nghiên c u ...................................................................................... 34
a đi m và th i gian thí nghi m ................................................................... 34

NgƠnh Công ngh Th c ph m

viii

Khoa Nông nghi p


Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -

Tr

t2


ng

i h c C n Th

D ng c , thi t b .............................................................................................. 34
3.2 Nguyên li u s d ng ........................................................................................... 35
3.3 Ph ng pháp trích ly và tinh s ch s b enzyme protease t th t đ u tôm ........ 36
3.4 Ph ng pháp nghiên c u .................................................................................... 36
Ph ng pháp phơn tích vƠ đo đ c các ch tiêu hóa ......................................... 36
Ph ng pháp thu th p và x lý s li u............................................................ 37
3.5 Ph ng pháp b trí thí nghi m ........................................................................... 38
Xác đ nh thành ph n ban đ u c a nguyên li u ............................................... 39
Thí nghi m 1: nh h ng c a th i gian tr đông th t đ u tôm đ n quá trình
bi n đ i protease trong th t đ u tôm........................................................................... 39
N i dung 1: Xác đ nh đ c đi m enzyme protease n i t i trong th t đ u tôm th
........................................................................................................................ 40
N i dung 2: Kh o sát m t s y u t nh h ng đ n quá trình th y phân protein
t th t đ u tôm b ng enzyme n i t i ........................................................................... 42
N i dung 3: Xác đ nh đi u ki n th y phân protein (pH, nhi t đ , n ng đ
enzyme) c a th t đ u tôm b ng enzyme ngo i bào (alcalase/flavourzyme) thích h p
........................................................................................................................ 45
N i dung 4: Xây d ng quy trình ch bi n ch ph m protein th y phơn vƠ đánh
giá kh n ng b o qu n s n ph m................................................................................ 54
N i dung 5: ng d ng ch ph m d ch protein th y phân trong s n xu t th c
ph m 59
Ch ng 4. K T QU VÀ TH O LU N ............................................................. 62
4.1 Tính ch t c a nguyên li u và kh n ng tr đông th t đ u tôm th ..................... 62
Thành ph n h́a lý c b n c a th t đ u tôm th chân tr ng ............................ 62
ánh giá kh n ng tr đông th t đ u tôm đ n s n đ nh c a hi u qu th y phân
protein b ng protease n i t i ...................................................................................... 63

4.2 N i dung 1: c đi m c a enzyme protease n i t i hi n di n trong th t đ u tôm
th ............................................................................................................................ 64
Xác đ nh đ b n nhi t c a protease sau tinh s ch s b t th t đ u tôm th .. 64
nh h ng c a n ng đ c ch t đ n ho t tính enzyme protease ................... 66
4.3 N i dung 2: Các y u t có nh h ng đ n hi u qu th y phân protein c a th t đ u
tôm b ng enzyme n i t i ............................................................................................ 68
nh h ng c a nhi t đ , pH và th i gian kích ho t protease n i t i đ n quá
trình th y phân protein t th t đ u tôm th ................................................................ 68
Xác đ nh hi u su t th y phân c a protease n i t i theo th i gian................... 76
4.4 N i dung 3: Xác đ nh đi u ki n th y phân protein (pH, nhi t đ , n ng đ enzyme)
c a th t đ u tôm b ng enzyme ngo i bào (alcalase/flavourzyme) thích h p ............. 78
nh h ng c a pH và nhi t đ đ n hi u qu th y phân protein t th t đ u tôm
th b ng alcalase ........................................................................................................ 78
Xác đ nh n ng đ enzyme alcalase đ n hi u qu th y phân protein t th t đ u
tôm th ........................................................................................................................ 86

NgƠnh Công ngh Th c ph m

ix

Khoa Nông nghi p


Lu n án t t nghi p ti n s Kh́a 2014 -

Tr

t2

ng


i h c C n Th

Xác đ nh th i gian th y phân protein t th t đ u tôm th b ng enzyme alcalase
........................................................................................................................ 88
nh h ng c a pH và nhi t đ đ n hi u qu th y phân protein t th t đ u tôm
th b ng enzyme flavourzyme ................................................................................... 90
Xác đ nh n ng đ enzyme flavourzyme đ n hi u qu th y phân protein t th t
đ u tôm th ................................................................................................................. 96
Xác đ nh th i gian th y phân protein t th t đ u tôm th b ng enzyme
flavourzyme................................................................................................................ 97
K t qu t ng tác gi a th i gian b sung flavourzyme và th i gian k t thúc quá
trình th y phân khi s d ng ph i h p alcalase và flavourzyme................................. 98
K t qu t ng tác gi a n ng đ enzyme flavourzyme và enzyme alcalase .......... 104
4.5 N i dung 4: Xây d ng quy trình ch bi n ch ph m th y phân giàu protein và
đánh giá kh n ng b o qu n s n ph m ..................................................................... 111
K t qu t ng tác gi a nhi t đ , pH và th i gian th y phân khi ph i h p s
d ng enzym n i t i và 2 enzyme alcalase và flavourzyme ...................................... 111
So sánh l a ch n enzyme có kh n ng th y phân hi u qu nh t .................. 119
Kh o sát t ng tác gi a nhi t đ và th i gian cô quay đ n tính ch t c a d ch
th y phân .................................................................................................................. 123
nh h ng c a th i gian b o qu n đ n s thay đ i tính ch t và thành ph n d ch
th y phân sau cô quay .............................................................................................. 131
4.6 N i dung 5: K t qu ng d ng b sung ch ph m d ch protein th y phân t th t
đ u tôm trong quá trình s n xu t th c ph m ............................................................ 133
B sung d ch th y phơn giƠu protein vƠo n c m m ................................... 133
nh h ng c a n ng đ d ch đ m th y phơn cô đ c đ n quá trình oxy hóa khô
cá lóc m t n ng trong th i gian b o qu n ................................................................ 136
Ch ng 5. K T LU N VÀ
XU T............................................................... 146

5.1 K t lu n ............................................................................................................ 146
5.2
xu t.............................................................................................................. 147
TÀI LI U THAM KH O........................................................................................ 148
PH L C A: ĆC PH NG PH́P PHÂN TÍCH ............................................... 167
PH L C B: TH NG KÊ....................................................................................... 180
PH L C C: HÌNH NH ....................................................................................... 257

NgƠnh Công ngh Th c ph m

x

Khoa Nông nghi p