ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG
ENZYME LIPASE TỪ MỦ ĐU ĐỦ
ĐỂ LÀM GIÀU DHA VÀ EPA CỦA DẦU CÁ HỒI

Người hướng dẫn: PGS. TS. ĐẶNG MINH NHẬT
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ UYỂN NHI
Số thẻ sinh viên: 107130078
Lớp: 13H2A

Đà Nẵng, 6/2018


TĨM TẮT

Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương pháp để cơ lập và làm giàu omega 3,
trong đó phương pháp sử dụng enzyme mang nhiều ưu điểm vượt trội. Tuy nhiên, hầu
hết các enzyme được nghiên cứu chủ yếu là sử dụng enzyme lipase từ vi sinh vật,
trong khi đó lipase từ thực vật tuy chỉ chiếm một phần nhỏ trong nền công nghiệp sản
xuất enzyme nhưng với nhiều ưu điểm như giá thành thấp, là enzyme cố định tự nhiên
và được sử dụng trực tiếp như chất xúc tác sinh học ở dạng chế phẩm thô nên việc
nghiên cứu và ứng dụng loại enzyme này là thực sự cần thiết. Trong nghiên cứu này,
tôi tiến hành thu nhận enzyme lipase thô từ mủ đu đủ và ứng dụng những đặc tính, tính

đặc hiệu của lipase đã được xác định trong các nghiên cứu trước đó để làm giàu DHA,
EPA của dầu cá hồi.
Với mục đích làm giàu DHA, EPA dưới dạng các glyceride, đảm bảo quá trình
bảo quản đồng thời tăng khả năng hấp thụ, quá trình thực hiện gồm 3 bước: xà phịng
hóa dầu cá hồi với kiềm mạnh và axit hóa trở lại để thu nhận axit béo tự do; tiếp theo,
dùng phương pháp kết tủa bằng ure để loại bỏ các axit béo no, thu nhận các axit béo
không no nhiều nối đôi PUFA; cuối cùng, thực hiện phản ứng este hóa có xúc tác
lipase để tổng hợp glycerides có nồng độ DHA, EPA cao. Kết quả nhận được như sau:
Nồng độ EPA, DHA trước phản ứng este tương ứng là 0,176M, 0,44M. Nồng độ EPA,
DHA sau phản ứng este tương ứng là 0,061M, 0,11M. Hiệu suất chuyển hóa phản ứng
DHA, EPA lần lượt là 75,5%, 65,34%. Ngồi ra, để tăng hiệu suất chuyển hóa DHA,
EPA, các phản ứng lần lượt được thực hiện tối ưu hóa. Đầu tiên, tối ưu phản ứng tạo
phức axit béo với ure gồm 2 yếu tố: tỉ lệ ure: axit béo FFA từ 3:1 -5:1 (w/w), thời gian
phản ứng 8-24 giờ và tìm ra điều kiện tối ưu để đạt được kết tủa lớn nhất (2,76g) khi
thời gian phản ứng là 8h và tỉ lệ ure: axit béo FFA là 3:1. Tiếp theo, tiến hành khảo sát
sự ảnh hưởng hàm lượng nước ban đầu đến hiệu suất phản ứng este có lipase xúc tác
và tìm ra hàm lượng nước tối ưu là 2% (trên tổng thể tích).


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
KHOA HÓA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ UYỂN NHI
Lớp: 13H2A

Khoa: Hóa


Số thẻ sinh viên: 107130078
Ngành: Công nghệ thực phẩm

1. Tên đề tài:
Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA và EPA của
dầu cá hồi.
2. Đề tài thuộc diện: □ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quá thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
MỞ ĐẦU
Chương 1: TỔNG QUAN
Chương 2: NGUN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
KẾT LUẬN
KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):
6. Họ tên người hướng dẫn:
PGS.TS. ĐẶNG MINH NHẬT
Th.S PHAN THỊ VIỆT HÀ
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 23/01/2018
8. Ngày hồn thành đồ án:
Trưởng Bộ mơn

30/05/2018
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018
Người hướng dẫn



LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến thầy Đặng Minh Nhật, thầy đã giúp
đỡ em từ việc chọn đề tài cho đến khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong
suốt thời gian em thực hiện đồ án, thầy đã ln định hướng, góp ý và sửa chữa những
chỗ sai, để từ đó giúp em nắm bắt kĩ lưỡng, chi tiết hơn về nội dung, cũng như các vấn
đề liên quan đến đồ án, và hoàn thành đồ án một cách tốt nhất.
Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến cơ Phan Thị Việt Hà, cô đã hướng
dẫn, hỗ trợ, động viên và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt
nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm
– Sinh học, các thầy cơ ở phịng thí nghiệm và bạn bè, người thân đã giúp đỡ, tạo mọi
điều kiện thuận lợi, khích lệ và động viên em trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt
nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

i


CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đồ án “Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm
giàu DHA, EPA của dầu cá hồi” dưới sự hướng dẫn thầy Đặng Minh Nhật là cơng
trình nghiên cứu độc lập được thực hiện bởi bản thân tôi. Các số liệu, kết quả trong
luận văn là trung thực. Nếu có trích dẫn tơi đã chú thích rõ ràng. Nếu khơng đúng như
trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài của mình.
Đà Nẵng, ngày 30 tháng 5 năm 2018
Sinh viên


NGUYỄN THỊ UYỂN NHI

ii


MỤC LỤC
TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN ..........................................................................................................i
CAM ĐOAN........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH VẼ ......................................................................................... vi
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................vii
LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 3
1.1 Tổng quan về đu đủ ............................................................................................ 3
1.1.1 Hình thái và sinh lý cây đu đủ .......................................................................... 3
1.1.2 Công dụng, đặc tính dược lý của đu đủ ............................................................ 4
1.1.3 Mủ đu đủ ......................................................................................................... 4
1.2 Tổng quan về enzyme lipase ............................................................................... 5
1.2.1 Định nghĩa ....................................................................................................... 5
1.2.2 Phân loại và cấu trúc lipase .............................................................................. 5
1.2.2.1 Phân loại ....................................................................................................... 5
1.2.2.2 Trình tự amino acid ....................................................................................... 6
1.2.2.3 Cấu trúc không gian của lipase .................................................................... 6
1.2.3 Tính chất của enzyme lipase ............................................................................ 7
1.2.4 Cơ chế xúc tác ................................................................................................. 7
1.2.5 Một số phản ứng đặc trưng của enzyme lipase ................................................. 8
1.2.6 Ưu thế xúc tác lipase so với phương pháp sử dụng xúc tác hóa học ............... 10

1.2.7 Ứng dụng của lipase....................................................................................... 11
1.3 Giới thiệu về cá hồi........................................................................................... 13
1.3.1 Đặc điểm sinh học của cá hồi ......................................................................... 13
1.3.2 Đặc điểm dinh dưỡng ..................................................................................... 14
1.3.3 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi ................................................................. 14
1.4 Dầu cá và các axit béo không no đa nối đôi n-3 PUFA ..................................... 15
1.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ enzyme trong chiết xuất và làm
giàu DHA, EPA trong và ngoài nước ...................................................................... 16
Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 20
2.1 Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu ........................................................ 20
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 20
2.1.2 Hóa chất......................................................................................................... 20
2.1.3 Thiết bị sử dụng ............................................................................................. 20
2.2 Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 22
iii


2.2.1 Phương pháp phân tích................................................................................... 22
2.2.1.1 Phương pháp phân tích vật lý ...................................................................... 22
2.2.1.2 Phương pháp phân tích hóa sinh các chỉ số hóa sinh của dầu cá hồi ............ 22
2.2.1.3 Phương pháp phân tích hóa lý ..................................................................... 24
2.2.2. Phương pháp thực nghiệm ............................................................................ 24
2.2.2.1 Phương pháp thu nhận chế phẩm enzyme thô .............................................. 24
2.2.2.2 Phương pháp thu nhận dầu cá hồi................................................................ 25
2.2.2.3 Phương pháp làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi bằng xúc tác lipase ........ 26
2.2.2.4 Tối ưu hóa phản ứng tạo phức với urea của axit béo ................................... 29
2.2.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nước ban đầu đến hiệu suất phản ứng
este có enzyme lipase xúc tác ................................................................................. 30
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.................................. 31
3.1 Nghiên cứu thu nhận chế phẩm lipase thô từ mủ đu đủ ..................................... 31

3.2 Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của dầu cá hồi ........................................... 33
3.3 Xây dựng đường chuẩn xác định DHA, EPA bằng phân tích HPLC.................. 34
3.4 Nghiên cứu thử nghiệm làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi nhờ xúc tác của
enzyme lipase từ mủ đu đủ ..................................................................................... 38
3.5 Tối ưu hóa phản ứng kết tủa với urea bằng quy hoạch thực nghiệm .................. 41
3.5.1 Lập phương trình hồi quy............................................................................... 41
3.5.2 Tìm giá trị tối ưu ............................................................................................ 43
3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng hàm lượng nước ban đầu đến hiệu suất phản ứng
este ......................................................................................................................... 45
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 47
4.1. Kết luận ........................................................................................................... 47
4.2. Kiến nghị ......................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 48

iv


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Cho biết tính đặc hiệu của một số enzyme lipase ................................................ 7
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi Na Uy ....................................................... 14
Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng ............................................................................................. 20
Bảng 2.2 Giá trị mã hóa và giá trị thực nghiệm của các yếu tố thực nghiệm ................... 30
Bảng 3.1 Hiệu suất thu nhận lipase thô từ mủ đu đủ ....................................................... 33
Bảng 3.2 Chế phẩm enzyme lipase thô ............................................................................ 33
Bảng 3.3 Các chỉ tiêu chất lượng của dầu cá .................................................................. 34
Bảng 3.4 Các mức nồng độ pha loãng chất chuẩn DHA và EPA ..................................... 35
Bảng 3.5 Nồng độ DHA, EPA trong mẫu dầu trước và sau phản ứng este ...................... 39
Bảng 3.6 Hàm lượng DHA và EPA trong mẫu dầu trước và sau phản ứng este .............. 40
Bảng 3.7 Ma trận kế hoạch hóa và kết quả thực nghiệm ................................................. 41

Bảng 3.8 Kết quả phân tích thống kê ANOVA ................................................................. 42
Bảng 3.9 Phân tích phương sai ANOVA của phương trình hồi quy ................................. 43
Bảng 3. 10 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng nước ban đầu đến nồng độ DHA, EPA sau
phản ứng este.................................................................................................................. 45

v


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Cây đu đủ ........................................................................................................... 3
Hình 1.2 Cấu trúc không gian của lipase từ Candida rugosa ............................................ 6
Hình 1.3 Mơ hình hoạt động của lipase trên cơ chất hồ tan và khơng tan trong nước. .... 8
Hình 1.4 Phản ứng thủy phân ........................................................................................... 9
Hình 1.5 Phản ứng ester hóa ............................................................................................ 9
Hình 1.6 Phản ứng chuyển vị este ..................................................................................... 9
Hình 1.7 Phản ứng trao đổi giữa các este ....................................................................... 10
Hình 1.8 Cá hồi Đại Tây Dương ..................................................................................... 14
Hình 1.9 Cấu trúc của một số acid béo nhóm n-3 PUFA ................................................. 15
Hình 2.1 Lườn cá hồi ...................................................................................................... 20
Hình 2.2 Cây đu đủ ......................................................................................................... 20
Hình 2.3 Cân điện tử....................................................................................................... 21
Hình 2.4 Cân phân tích .................................................................................................. 21
Hình 2.5 Máy cơ quay .................................................................................................... 21
Hình 2.6 Tủ lắc .............................................................................................................. 21
Hình 2.7 Bể ổn nhiệt ...................................................................................................... 21
Hình 2.8 Máy đo pH ...................................................................................................... 21
Hình 2.9 sơ đồ bố trí thí nghiệm thu nhận lipase thơ ....................................................... 25
Hình 2.10 Quy trình thu nhận dầu cá hồi ........................................................................ 26
Hình 2.11 Sơ đồ quy trình làm giàu DHA và EPA của dầu cá hồi bằng xúc tác lipase .... 27
Hình 2.12 Sự hình thành mạng lưới tinh thể rỗng của urea ............................................. 28

Hình 2.13 Chuẩn bị mẫu với các hàm lượng nước khác nhau ......................................... 30
Hình 3.1 Mủ đu đủ sau khi sấy thăng hoa ....................................................................... 32
Hình 3.2 Lipase thơ......................................................................................................... 32
Hình 3.3 Dầu cá hồi........................................................................................................ 34
Hình 3.4 Mẫu chuẩn EPA với nồng độ 0,3mM ................................................................ 35
Hình 3.5 Mẫu chuẩn DHA với nồng độ 5mM .................................................................. 36
Hình 3.6 Hỗn hợp mẫu chuẩn DHA 18mM và EPA 1mM ................................................ 36
Hình 3.7 Đường chuẩn DHA........................................................................................... 37
Hình 3.8 Đường chuẩn EPA ........................................................................................... 37
Hình 3. 9 Mẫu dầu trước phản ứng este .......................................................................... 38
Hình 3.10 Mẫu dầu sau phản ứng este ............................................................................ 39
Hình 3.11 Mơ hình bề mặt đáp ứng cho q trình tạo phức axit béo với urea ................. 44
Hình 3.12 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nước ban đầu đến nồng độ DHA, EPA... 45

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DHA
EPA
FFA

: Docosahexaenoic acid
: Eicosapentaenoic acid
: Free Fatty Acid

PUFA
HPLC


: Polyunsaturated fatty acid
: High Performance Liquid Chromatography

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

vii


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

LỜI MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Acid béo omega-3 góp phần đáng kể trong việc phòng ngừa các bệnh về tim
mạch, làm giảm nồng độ triglycerides, làm hạ cholesterol [15], tăng cường miễn dịch
[16], ngăn ngừa ung thư [17] và bệnh tiểu đường [18], ngăn ngừa suy giảm trí nhớ và
giảm nguy cơ mắc bệnh Alzheimer, rất cần thiết cho sự phát triển não và thị giác của
thai nhi [19]... Do đó, có rất nhiều nghiên cứu trên thế giới về omega-3, đặc biệt là các
nghiên cứu tạo ra các sản phẩm thực phẩm chức năng.
Dầu cá hồi chứa hàm lượng lớn các acid béo không no đa nối đôi PUFAs
(polyunsaturated fatty acids), đặc biệt là nhóm axit béo bất bão hịa đa thuộc nhóm
omega 3 như DHA và EPA có vai trị quan trọng trong các lĩnh vực y, dược và công
nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên việc sử dụng dầu cá bị hạn chế vì chúng chứa một lượng
đáng kể các axit béo no và cholesterol gây ảnh hưởng đến sức khỏe [20].
Trong cơng nghiệp, q trình cơ lập, làm giàu, sản xuất hai loại axit béo thiết yếu
này vẫn sử dụng các phương pháp truyền thống (cất cuốn hơi nước, ép nhiệt) chưa
phát huy được hết hiệu quả chiết xuất, gây lãng phí nguồn nguyên liệu. Ngày nay,
những tiến bộ trong công nghệ sinh học, công nghệ enzyme có khả năng sản xuất một

lượng lớn enzyme có hoạt lực cao, ứng dụng rộng. Những nghiên cứu gần đây cho
thấy, lipase là phương án được chú ý vì chúng phản ứng ở điều kiện nhiệt độ thường,
hạn chế sự biến tính các axit béo mạch dài, đồng thời giảm thiểu lượng dung mơi hóa
chất sử dụng. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu làm giàu DHA, EPA từ dầu cá trong
nước và trên thế giới đều sử dụng lipase có nguồn gốc vi sinh vật trong khi đó lipase từ
thực vật chưa có nghiên cứu nào.
Lipase từ thực vật tuy chưa được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp
hiện nay nhưng với nhiều ưu điểm như giá thành thấp, nguồn nguyên liệu dồi dào như
từ đu đủ, sung, vả, cám gạo… ứng dụng lipase từ thực vật là một hướng nghiên cứu
tiềm năng. Trong nghiên cứu này, tôi tiến hành thu nhận enzyme lipase thô từ mủ đu
đủ và ứng dụng những đặc tính, tính đặc hiệu của lipase đã được xác định trong các
nghiên cứu trước đó để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi.
Chính vì thế, nhằm mục đích làm giàu DHA, EPA nhờ xúc tác enzyme lipase từ
mủ đu đủ, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm
giàu DHA, EPA của dầu cá hồi”. Sản phẩm của q trình làm giàu là các glycerides
có hàm lượng DHA, EPA cao, đảm bảo quá trình bảo quản đồng thời tăng cường khả
năng hấp thụ đáng kể.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

1


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

2. Mục tiêu nghiên cứu
-Xây dựng quá trình thu nhận enzyme lipsase thô từ mủ đu đủ.
-Thu nhận dầu cá từ lườn cá hồi.

-Khảo sát nghiên cứu làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi nhờ enzyme lipase xúc
tác thu nhận từ mủ đu đủ.
-Tối ưu hóa phản ứng kết tủa axit béo bằng ure trong ethanol, để tăng mức độ
tinh sạch của các axit béo bất bão hòa đa PUFA.
-Khảo sát sự ảnh hưởng hàm lượng nước ban đầu đến hiệu suất phản ứng este có
lipase xúc tác.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

2


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về đu đủ
1.1.1. Hình thái và sinh lý cây đu đủ
Đu đủ là loại quả đặc sản của vùng nhiệt đới, có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh
tế cao. Khi còn xanh, quả đu đủ chứa rất nhiều mủ, vỏ màu xanh và cứng. Khi chín,
vỏ quả chuyển thành màu vàng nhạt, vàng đậm đến cam. Trái đu đủ già chứa rất nhiều
hạt hình trứng, màu xám đen, bám nhẹ vào lớp thịt quả nhờ lớp mơ sợi mềm.

Hình 1.1 Cây đu đủ
Đu đủ thường được trồng từ hạt. Sau 2–4 tuần gieo, hạt bắt đầu nảy mầm. Đây là
loại cây phát triển nhanh và cho nhiều quả. Khoảng 10-12 tháng từ lúc nảy mầm, cây
bắt đầu ra hoa, kết trái; trái chín sau khoảng 5 tháng [21].

Một số giống đu đủ hiện nay đang được trồng ở Việt Nam bao gồm: giống đu đủ
ta, đu đủ Mêhico, đu đủ So Lo, đu đủ Trung Quốc, đu đủ Thái Lan, đu đủ Đài Loan
(Vũ Công Hậu, 1999). Ở Việt Nam đu đủ được trồng hầu hết ở các tỉnh miền Bắc và
miền Nam, chúng được trồng nhiều ở tỉnh đồng bằng, dọc theo các con sông, trên các
loại đất phù sa, dốc tụ, phù sa cổ và nhiều loại đất khác, những vùng đu đủ có thể kể
đến là Hà Tây, Hà Nam, Hưng Yên, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc (Miền Bắc), Lái Thiêu,
Tiền Giang, Sông Bé (cũ), các tỉnh Tây nguyên… (Miền Nam). Diện tích trồng đu đủ
của cả nước ước khoảng 10.000-17.000 ha với sản lượng khoảng 200-350 ngàn tấn
quả [1].
Năm 2008 vùng Daklak Việt Nam đã được công ty BPI.SA (Vương quốc Bỉ) tài
trợ dự án phát triển cây đu đủ. Toàn bộ mủ đu đủ được xuất sang Bỉ ở dạng thô
để dùng làm thuốc và chất xúc tác trong ngành hóa thực phẩm. Một đời cây đu đủ
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

3


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

giống Solo (lai giữa đu đủ Châu Phi và Thái Lan) trong điều kiện chăm sóc tốt có thể
cho 1-1,5 kg mủ khơ [2].
1.1.2. Cơng dụng, đặc tính dược lý của đu đủ
Đu đủ gồm chủ yếu là nước và carbohydrate trong thành phần, ít năng lượng
nhưng giàu vitamin và khống chất, đặc biệt là vitamin A, C và Kali.
Đu đủ thường được làm mứt, đồ chua, món tráng miệng. Quả đu đủ xanh được
dùng phổ biến ở Thái Lan và Việt Nam như một loại rau, lên men làm dưa chua hoặc
ngâm đường (Sankat, Maharaj, 1997). Ngồi ra, dịch trích từ trái và hạt đu đủ có hoạt

tính kháng khuẩn rất mạnh, có thể kháng Staphylococcus aureus, Bacillus cereus,
Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa và Shigella flexneri (Emeruwa, 1982).
Flath và Forrey (1977) đã xác định được 106 hợp chất dễ bay hơi ở đu đủ. Chinoy và
cộng sự (1994) thí nghiệm trên chuột, đã chứng minh dịch trích từ hạt đu đủ có thể
được dùng như thuốc tránh thai.
Đu đủ thường được dùng làm thuốc trong y học cổ truyền. Theo Reed (1976), mủ
đu đủ rất công dụng cho việc điều trị chứng khó tiêu, đắp vết bỏng ngồi [22]. Okeniyi
và cộng sự (2007) cho rằng trái và hạt đu đủ có thể tẩy giun sán [23]. Quả đu đủ, mủ,
phấn hoa cũng gây dị ứng tùy vào sự nhạy cảm của mỗi người (Blanca et al., 1998).
Mủ đu đủ dùng ngoài da có thể gây kích ứng, làm rộp da, nhưng khi vào cơ thể, nó lại
có tác dụng trị viêm loét dạ dày [24].
Ngồi ra, một số nhóm chất trong lá đu đủ có hoạt tính chống ung thư. Ví dụ:
nhóm glucosise bao gồm các chất benzyl glucosinolate, benzyl isothiocyanate có hoạt
tính chống nhiều dịng tế bào ung thư khác nhau [3].
1.1.3. Mủ đu đủ
Mủ cây đu đủ nằm trong các ống dẫn mủ trải rộng khắp toàn bộ cây, ngoại trừ rễ.
Quả xanh vào khoảng 10 tuần tuổi chứa nhiều mủ nhất.
Mủ cây đu đủ là một chất lỏng màu trắng đục được tạo thành bởi các hợp chất
khác nhau như: protein, alkaloid, nhựa, đường, chất béo, gum…tất cả phân tán trong
môi trường nước và đông lại khi tiếp xúc với khơng khí. Nó được tiết ra sau khi làm
tổn thương mơ. Trong đó có khoảng 15% chất khơ, 85% nước, và rất nhiều enzyme
thủy phân, chủ yếu là các protease. Hỗn hợp các enzyme khác nhau có mặt trong mủ
được cho là đóng vai trị bảo vệ cây chống lại các tác nhân bên ngồi [25].
Mủ đu đủ có chứa papain và chymopapain, hai enzyme phân giải protein quan
trọng của ngành công nghiệp. Mủ đu đủ xanh là chất làm mềm thịt kỳ diệu, sử dụng
trong điều trị vết bỏng, vết thương bị hoại tử (Starley, 1999; Hewitt et al., 2000).
Ngồi ra mủ đu đủ có hoạt tính kháng khuẩn, ức chế sự tăng trưởng của nấm, đặc biệt
là nấm Candida albicans (Giorda ni và Siepai, 1991), vì thế thường được sử dụng trị
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi


Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

4


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

bệnh eczema trên da do nấm gây ra. Ngoài papain và chymopapain, mủ đu đủ cịn
chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học khác như lipase, hydrolase [26]. Lipase này
là liên kết chặt với vật chất khơ có trong mủ quả đu đủ và do đó, nó khơng hịa tan
trong nước. Vì vậy, nó đã được coi như một enzyme "cố định một cách tự nhiên” [25].
1.2. Tổng quan về enzyme lipase
1.2.1 Định nghĩa
Lipase (triacylglycerol acylhydrdolase, EC 3.1.1.3) là enzyme xúc tác cho phản
ứng thủy phân triacylglycerol (dầu thực vật, mỡ động vật) thành di, mono glyceride
hoặc glycerol và các acid béo nhờ hoạt động trên bề mặt phân pha dầu nước (Barros et
al., 2010; gopinath et al., 2013; Villeneuve et al., 2000). Lipase xúc tác phản ứng thủy
phân lần lượt từng liên kết  - ester trong phân tử chứ khơng phải cắt đứt cả liên kết
ester cùng lúc.
Lipase có hoạt tính mạnh đối với cơ chất khơng tan trong nước, thể hiện hoạt
tính bề mặt (Couturier et al., 2009; Desai et al., 2006; Jenab et al., 2014; Lopes et al.,
2011; Wang et al., 2012). Hoạt động mạnh trong hệ nhũ hóa, đặc biệt là hệ nhũ đảo
(nước trong dầu).
1.2.2. Phân loại và cấu trúc lipase
1.2.2.1. Phân loại
❖ Theo nguồn gốc:
+ Lipase từ động vật: thu nhận thường khó và hiệu quả kinh tế không cao. Lipase
tụy heo đã được sử dụng làm enzyme kỹ thuật. Lipase từ động vật hữu nhũ được ứng
dụng nhiều trong ngành y để chữa trị các căn bệnh về trao đổi chất hoặc trực tiếp tạo

thành thuốc (Muller & Petry, 2004).
+ Lipase từ thực vật: Lipase có ở nhiều loại thực vật, nhưng những hiểu biết về
lipase thực vật vẫn còn hạn chế so với lipase từ động vật hay vi sinh vật. Enzyme từ
thực vật như đu đủ, dứa và đặc biệt là trong hạt đang nảy mầm được ứng dụng làm
chất xúc tác sinh học vì chúng thể hiện tính chọn lọc đối với acid béo (Mukherjee &
Hills, 1994).
+ Lipase từ vi sinh vật: được ứng dụng rộng rãi làm chất xúc tác sinh học trong
cơng nghiệp vì cường lực xúc tác mạnh và dễ sản xuất bằng con đường lên men và dễ
thu nhận từ canh trường. Vì thế, hầu hết enzyme từ vi sinh vật có thể dùng cho mục
đích thương mại.
❖ Theo tính chất:
+Lipase có tính đặc hiệu vị trí:
• Những enzyme khơng đặc hiệu với vị trí hoặc với cấu trúc acyl trên
mạch triglyceryl
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

5


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

• Xúc tác đặc hiệu vị trí 1,3 trên triglycerol
• Xúc tác đặc hiệu một số acid béo nhất định
+Lipase có tính đặc hiệu cơ chất: cơ chất có khả năng kết hợp vào trung tâm hoạt
động của enzyme và bị chuyển hóa dưới tác dụng của enzyme.
1.2.2.2. Trình tự amino acid
Nhiều trình tự amino acid của lipase được suy ra từ trình tự gen lipase đã tách

dịng cho thấy có những điểm tương đồng giữa những cấu trúc không gian của lipase
vi sinh vật và động vật có vú, tuy nhiên vẫn có rất ít những trình tự giống nhau hồn
tồn, ngoại trừ những trình tự vùng quanh trung tâm hoạt động. Khi so sánh trình tự
amino acid vùng quanh trung tâm hoạt động của nhóm gồm ba enzym xúc tác
protease, lipase, cutinase với esterase, người ta thấy sự tồn tại của trình tự Gly-X1-SerX2-Gly (X là một amino acid bất kỳ). Khác biệt duy nhất đã biết với trình tự trên là sự
thay thế của alanine cho glycine thứ hai trong chuỗi acid amin.
1.2.2.3. Cấu trúc khơng gian của lipase

Hình 1.2 Cấu trúc không gian của lipase từ Candida rugosa [5]
Lipase từ các nguồn gốc khác nhau, thì rất khác nhau về kích thước phân tử và có
rất ít các trình tự tương đồng. Tuy nhiên trong các lipase đã được kết tinh và nghiên
cứu đều cho thấy rằng hầu hết chúng là những protein có cấu trúc α/β với một trung
tâm hoạt động là các gấp nếp β được bao quanh bởi một số dải xoắn hilix α (Hình 1.3).
Trung tâm xúc tác được tạo bởi bộ ba Ser, His, Asp/Glu, tương tự như ở protease
serine và che đậy bằng một cấu trúc giống như nắp gồm một hoặc hai chuổi xoắn α
(Misset et al., 1994).
Bình thường trung tâm xúc tác khơng bộc lộ ra bên ngồi mơi trường, nhưng khi
tương tác với cơ chất ở bề mặt tiếp xúc giữa dầu và nước thì dạng cấu trúc thay đổi và
trung tâm hoạt động lại bộc lộ ra bên ngồi (Misset et al., 1994). Trong cấu trúc của
lipase cịn có một khung trình tự Gly-X1- Ser-X2- Gly (X là một amino acid bất kỳ),
cũng tương tự như ở protease, trình tự này nằm trong phần trung tâm hoạt tính nhưng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

6


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi


nó lại tham gia vào việc nhận biết lipid khi enzyme hoạt động bề mặt. Cấu trúc cuộn
xoắn của lipase được giữ vững bằng các cầu disulfide và nhờ mạng lưới liên kết hydro.
Số lượng cầu disulfide không cố định mà thay đổi tùy theo loại lipase có nguồn gốc
khác nhau.
1.2.3. Tính chất của enzyme lipase [27]
Lipase có hoạt tính bề mặt ở phân pha nước/ lipid và chỉ thủy phân chất
béo đã nhũ hóa. Lipase khác các enzyme esterase ở điểm esterase chỉ thủy phân các
ester tan trong nước [27]. Vì vậy, hoạt lực tối ưu của lipase chỉ được thể hiện trong hệ
nhũ tương, khi đó thì diện tích tiếp xúc giữa cơ chất và enzyme sẽ tăng lên rất nhiều.
Lipase có nhiều trong sữa, các hạt có dầu (đậu nành, đậu phộng), ngũ
cốc (lúa mạch, yến mạch), và được tìm thấy chủ yếu trong quá trình nảy mầm trong
trái cây và rau, trong hệ thống tiêu hóa của động vật và nhiều loại vi sinh vật.
Lipase có thể thủy phân 3 liên kết ester trong chất béo hoặc chỉ thủy
phân một số liên kết ester nhất định giữa gốc –OH với các gốc acyl trong phân tử acyl
lipid.
Bảng 1.1 Cho biết tính đặc hiệu của một số enzyme lipase [29,6]
Liên kết bị thuỷ phân

Nguồn lipase

Các gốc acyl ở vị trí 1,3

Tuyến tụy, sữa, Pseudomonas fragi,
Penicillium roqueforti
Yến mạch, hạt thầu dầu, Aspergillus

Các gốc acyl ở vị trí 1, 2 và 3

flavus


Acid oleic và linoleic ở vị trí 1,2 và 3

Geotrichum candidum

Kích thước của giọt dầu trong hệ nhũ tương càng nhỏ thì tổng diện tích bề mặt
phân pha dầu/nước càng lớn dẫn đến hoạt tính của lipase càng cao.
Hoạt tính lipase trong thực phẩm khơng hồn tồn dự đốn được độ bền của thực
phẩm trong q trình bảo quản, tính đặc hiệu cơ chất của lipase rất khác biệt nên các
acid béo tự do tạo ra trong quá trình thủy phân rất khó xác định. Ngưỡng giá trị cảm
nhận mùi vị của các acid béo cũng thay đổi rất khác nhau nên ảnh hưởng của lipase lên
mùi vị thực phẩm cũng rất khác biệt.
1.2.4. Cơ chế xúc tác [30]
Theo các nghiên cứu lipase có nhóm serin, histidin và acid aspastic ở
trung tâm hoạt động của nó. Với các cơ chất khơng tan trong nước, hoạt
tính của lipase đạt được cực đại chỉ khi nó được phân tán vào giữa bề mặt
phân pha dầu nước. Q trình đó được gọi là q trình hoạt hố phân pha (hình 1.4).
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

7


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

Khi không có mặt nước hoặc khi có nước với lượng nhỏ, phản ứng
este hoá và phản ứng chuyển vị este được ưu tiên. Trong trường hợp này, những đặc
tính như tốc độ xúc tác và tính đặc hiệu phụ thuộc nhiều vào điều kiện

phản ứng và bản chất cơ chất [Paul Woolley & Steffen B. Petersen, 1992].

Hình 1.3 Mơ hình hoạt động của lipase trên cơ chất hồ tan và khơng tan trong nước.
Sự thay đổi hình thể của lipase trong q trình hoạt động xúc tác (Verger, 19800)
Trong đó
E

: Lipase hồ tan khơng hoạt động

E* : Lipase hồ tan dạng hoạt động
Es* : Lipase hoạt động có hấp phụ
Eis*: Lipase không hoạt động được hấp phụ
Sw : Cơ chất tan trong nước
S

: Cơ chất không tan trong nước

E*Sw và Es*S: Phức hợp lipase- cơ chất
Lipase xúc tác cho một phản ứng hóa học qua ba bước (Hình 1.4) (Martinelle,
Hult, 1994).
o Bước 1: lipase liên kết với bề mặt tiếp xúc giữa pha dầu và pha nước, đây
có thể là bước hoạt hóa enzyme.
o Bước 2: lipase liên kết với cơ chất trên bề mặt để hình thành phức hợp
enzyme - cơ chất.
o Bước 3: Tạo thành sản phẩm, còn enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự
do.
1.2.5. Một số phản ứng đặc trưng của enzyme lipase [31]
Lipase có thể tham gia xúc tác cho rất nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Phản ứng
thủy phân là một phản ứng đặc trưng với sự tham gia của lipase. Phản ứng thủy phân
được bắt đầu khi nguyên tử O của serine tấn cơng vào ngun tử C của nhóm carboxyl

tham gia trong liên kết ester để hình thành phức hợp tứ diện trung gian. Tham gia vào
việc tạo thành phức hợp trung gian này cịn có sự tham gia của gốc histidine. Tiếp đó
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

8


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

phức trung gian được phân giải thành phức hệ acyl-enzyme. Cuối cùng nhờ có sự tham
gia của phân tử nước, lipase tự do được giải phóng cùng một acid béo. Q trình thủy
phân sẽ tạo thành acid béo và glyxerol (Hình 1.4).

Hình 1.4 Phản ứng thủy phân
Phản ứng ester hóa (Hình 1.5) là phản ứng giữa một axit béo và rượu tạo ra este.

Hình 1.5 Phản ứng ester hóa
Phản ứng chuyển vị este (Hình 1.6) là phản ứng giữa este với rượu hoặc glyxerol.

Hình 1.6 Phản ứng chuyển vị este
Phản ứng trao đổi giữa các este (Hình 1.7) là phản ứng trao đổi giữa các este
hoặc giữa este và axit béo.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà


9


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

Hình 1.7 Phản ứng trao đổi giữa các este
1.2.6. Ưu thế xúc tác lipase so với phương pháp sử dụng xúc tác hóa học [49]
Hầu hết các ứng dụng của lipase ngày nay tập trung thay thế các phản ứng xúc
tác hóa học để cải biến hoặc tạo dẫn xuất của các loại dầu mỡ. Hiện tại các
triacylglyceride mạch trung bình được sản xuất bằng cách este hóa axit béo với
glycerol ở áp suất và nhiệt độ cao (200-250oC) bằng các chất xúc tác vô cơ. Các xúc
tác vô cơ này thường khơng hiệu quả và địi hỏi phải cung cấp nguồn năng lượng rất
lớn. Sản phẩm tạo thành cần phải được tiếp tục đem tinh luyện tiếp bằng cách rữa
kiềm, tinh luyện bằng hơi nước, chưng cất phân tử, siêu lọc, hoặc sử lý bằng carbon
hoạt tính… Một qui trình sản xuất công nghiệp quan trọng hiện nay là thủy phân dầu
thực vật (dầu ô liu, dầu dừa, dầu đậu nành…) để sản xuất các axit béo và glycerol
nhằm ứng dụng rộng rãi trong cơng nghiệp chất tẩy rữa, hóa mỹ phẩm, dược phẩm và
thực phẩm. Các quá trình sản xuất hiện tại có điều kiện phản ứng cao: áp suất 30005000 kN/m2 và nhiệt độ  250oC. Trong 2h có thể thủy phân được 96-98% dầu để thu
được 12% glycerol. Các axit thu được không thể đem sử dụng ngay mà cần phải tiếp
tục đem đi chưng cất để tẩy màu và loại bỏ các sản phẩm phụ. Quá trình này sản xuất
kiểu này đòi hỏi tiêu tốn nhiều năng lượng và tạo ra rất nhiều các phản ứng không
mong muốn như là các phản ứng trùng hợp của các axit béo nhiều nối đôi và tạo thành
các ketone và hydrocarbon. Chi phí đầu tư cho q trình tách bằng hơi nước rất cao
bởi vì cột chưng tách phải có cấu tạo đặc biệt chịu được nhiệt độ và áp suất cao cũng
như khả năng chịu ăn mòn axit. Trong khi đó, do xúc tác enzyme được tiến hành ở áp
suất và nhiệt độ trung bình thấp (40 - 60oC) nên có thể tiết kiệm được chi phí năng
lượng. So với phương pháp sản xuất truyền thống, chi phí sản xuất bằng enzyme cũng
được giảm bớt nhờ các bình phản ứng khơng cần phải chịu ăn mịn cao, cũng như các
điều kiện môi trường khắc nghiệt khác. Các sản phẩm của quá trình xúc tác sinh học

cũng cho màu sắc và mùi vị tốt hơn, cũng như độ tinh khiết cao (có rất ít hoặc khơng
có phản ứng phụ). Và nhờ đó người ta cũng giảm thiểu được chi phí sản xuất do khơng
cần phải tiến hành các q trình tinh luyện tiếp theo như trong phương pháp xúc tác vô

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

10


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

cơ. Ngòai ra nhiệt độ phản ứng thấp cũng góp phần làm giảm thiểu sự phân hủy nhiệt
của sản phẩm.
Và do đó lipase được sử dụng cho tất cả các mục đích trên.
1.2.7. Ứng dụng của lipase [7]
Lipase được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất bột giặt, tổng hợp các
chất hữu cơ, trong công nghiệp chế biến sữa và phomat, cơng nghiệp sản xuất dược
phẩm, hóa cơng, mỹ phẩm và các cơng nghiệp khác. Ngồi ra lipase được sử dụng
rộng rãi trong các hoạt động biến đổi sinh học trong quá trình thủy phân cũng như quá
trình tổng hợp và kiểm sốt được các bước trong cơng nghiệp giấy, bột giấy.
1.2.7.1. Trong công nghệ thực phẩm
Lipase đã trở thành một phần quan trọng của công nghiệp thực phẩm hiện đại
(Jäeger và cs., 1994; Kirk và cs., 2002; Jäeger và Eggert; 2002). Việc sử dụng lipase
để cải thiện quá trình chế biến hoá học trong sản xuất thực phẩm đã được phát triển
trong những năm gần đây. Yoneda và cs. (1996) đã dùng lipase Pseudomonas ứng
dụng trong quá trình chế biến thực phẩm và sản xuất dầu ăn. Alcoholysis của dầu gan
cá tuyết để sản xuất omega-3. Điều này đã được khám phá khi dùng lipase

của Pseudomonas (Zuyi và Ward, 1993). Một vài loài vi khuẩn sản sinh ra este tạo mùi
ứng dụng trong công nghiệp phomai. Sản phẩm mùi do lipase của vi
khuẩn Staphylococcus warneri và Staphylococcus xylosus cũng đã được miêu tả bởi
Talon và cs. (1996). Lipase của vi khuẩn C.viscosum giúp cho việc tích trữ hương vị
tốt hơn khi tích trữ trong vịng một tháng. Trong trường hợp này, hoạt động của lipase
ngay lập tức cải thiện quá trình khử nước (Carlile và cs., 1996).
Nhiều hợp chất hương (Yadav và cs., 2008), chất hoạt động bề mặt phi ion
(Yu và cs., 2008), chất nhũ hoá đã được tổng hợp nhờ xúc tác của lipase. Ricinoleic
acid estolide (Bódalo và cs., 2008), monoacylglycerol (Esmelindro và cs., 2008;
Kittikun và cs., 2008) đã được tổng hợp để điều chỉnh độ nhớt của chocolate và nhũ
hoá cho magarin. Xin và cs. (2009) đã dùng lipase xúc tác tổng hợp olein ferulyl có tác
dụng như là chất chống oxi hoá trong thực phẩm đồng thời có tác dụng ngăn chăn
bệnh tim, chống viêm và chống ung thư.
Các polymer sinh học đã được tổng hợp nhờ xúc tác lipase. Các polymer này
được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm làm các màng bao kỵ nước.
Nhiều dạng enzym đã được thương mại hóa dùng trong cơng nghệ thực phẩm
Freshzyme®, Lipopan®, Noopazyme®, Palatase®, Novozym® 871. Một số sản phẩm
lipase đã được thương mại ứng dụng vào cơng nghiệp dầu và chất béo:
Lecitase® Novo, Lecitase®Ultra, Lipozyme®.
1.2.7.2. Trong cơng nghiệp dược và hóa chất
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

11


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi


Chất trung gian trong tổng hợp các chất trị liệu, hóa nơng và hương liệu thường
dùng là các chiral. Những chất này rất khó tổng hợp bằng các phương pháp hóa học.
Hơn nữa, chỉ 1 trong 2 đồng phân của thuốc có dược tính, việc tổng hợp nên các đồng
phân tinh khiết là một bước quan trọng của công nghiệp dược. Đây là một nguyên
nhân chính làm cho xúc tác sinh học, đặc biệt là lipase đột ngột trở thành một trong
những lĩnh vực phát triển hàng đầu.
1.2.7.3. Trong công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa
Lipase đã được thêm vào trong các chất tẩy rửa cùng với protease và cellulase
(Jars, 1992; Jäeger và cs., 1994; Kottwitz và cs., 1994; Kirk và cs., 2002; Vanhanen và
cs., 2000; Prazeres và cs., 2006). Năm 1988, lipase được cho vào chất tẩy rửa dưới tên
thương mại là Lipolase® 100T thu từ Humicola lanuginosa được sản xuất bởi Novo
Nordisk Bioindustry (Jäeger và cs., 1994). Sau đó, lipase của Pseudomonas đã được sử
dụng trong công thức của bột giặt. Lipase từ các chủng vi
khuẩn P.medocina (Lumafast ®) và Pseudomonas alcaligenes (Lipomax®) đã được
sản xuất và bổ sung vào chất tẩy rửa ở công ty Genencor international USA (Jäeger và
cs., 1994; Reetz và Jäeger 1998). Tập đoàn Novo đã thông báo về loại lipase chịu kiềm
cao, đặc hiệu với nhiều cơ chất từ dòng xạ khuẩn Streptomyces sp. đó là một giải pháp
hữu ích trong cơng nghiệp giặt ủi và công nghiệp chất tẩy rửa, làm sạch được thương
mại hóa dưới tên Lipex®, Lipolase®, LipoPrime® (Pvandey và cs., 1999). Nhiều sản
phẩm lipase từ vi sinh vật và quá trình sản xuất lipase đã được phát kiến tạo điều kiện
cho cơng nghiệp tẩy rửa phát triển.
Ngồi ra, các enzym khác như protease, amylase, peroxidase và oxidase cũng đã
được bổ sung vào trong chất tẩy rửa (Kottwitz và cs., 1994; Kasturi và cs., 1998). Việc
loại bỏ vết dầu mỡ bằng lipase có triển vọng rất lớn trong cơng nghiệp chất tẩy rửa.
Các lipase sử dụng trong công nghiệp tẩy rửa ở Việt Nam có một ý nghĩa quan trọng,
có hiệu quả kinh tế cao, thị trường tiêu thụ rộng lớn.
1.2.7.4. Trong cơng nghiệp thuộc da
Q trrình thuộc da là q trình khá phức tạp bao gồm việc loại bỏ các chất béo,
rũ lơng và làm mềm. Q trình thuộc da thường sử dụng mơi trường kiềm, vì thế qua
q trình khảo sát, người ta nhận thấy việc sử dụng các vi khuẩn ưa kiềm sẽ đem lại

hiệu quả cao. Rất nhiều dịng Bacillus sp. có thể phát triển tốt trong mơi trường kiềm
sinh tổng hợp lipase kiềm vì thế chúng rất thích hợp cho q trình thuộc da (Haalck và
cs., 1992; Wang và cs., 1995). Việc ứng dụng lipase kiềm chịu nhiệt trong quá trình
thuộc da đem lại hiệu quả kinh tế lớn (Kirk và cs., 2002). Một số sản phẩm lipase đã
được thương mại hóa sử dụng cho cơng nghệ thuộc da: Greasex®, NovoCor® ADL,
dệt: Novozym® 735, giấy: Resinase®. Lợi thế của việc sử dụng lipase là màu sắc được
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

12


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

giữ nguyên và sạch. Lipase cũng cải thiện tính khơng thấm nước của da và da không bị
vết hoan ố như sử dụng dung môi và chất hoạt động bề mặt.
1.2.7.5. Trong công nghiệp mỹ phẩm và nước hoa
Monoacylglycerol và diacylglycerol là chất được tổng hợp bởi q trình ester hóa
glycerol bằng lipase, chúng là chất hoạt động bề mặt hiệu quả được ứng dụng trong
mỹ phẩm (Pandey và cs., 1999; Kirk và cs., 2002). Việc tổng hợp monoacylglycerol
bằng enzym moacylglycerol lipase lấy từ vi khuẩn Pseudomonas sp. LP7315 đã được
thực hiện cách nay khá lâu. Izumi và cs. (1997) đã chỉ ra rằng sự chuyển vị trong q
trình ester hóa 3,7- dimethyl-4,7-octadien-1-ol bằng lipase từ nhiều chủng vi sinh vật
khác nhau là nguồn hương hoa hồng nhân tạo rẻ tiền và hiệu quả cho công nghiệp
nước hoa.
1.2.7.6. Ứng dụng lipase trong quản lý môi trường
Lipase đã được sử dụng để loại bỏ các chất chứa trong các loại phế thải như dầu
ôliu và các chất phế thải từ nhà máy dầu (Vitolo và cs., 1998). Quá trình xử lý là quá

trình rất phức tạp, quá trình này sử dụng các chủng vi khuẩn sản sinh
lipase B.thermoleovorans IHI-91(Reimann và cs., 2002). Wakelin và Forster (1997) đã
khám phá ra các vi sinh vật được phân lập từ chất thải của nhà hàng thức ăn nhanh để
loại bỏ chất béo, dầu, mỡ. Họ đã nuôi cấy vi khuẩn thuần khiết và trộn với chất thải, từ
đó vi sinh vật sẽ sản sinh ra lipase và các enzym khác. Sử dụng Acinetobacter sp. khá
hiệu quả, chúng loại được phần lớn chất béo.
Ngồi ra, lipase cịn có tác dụng phân hủy sinh học dầu diesel trong đất.
Giới thiệu về cá hồi [50]
Cá hồi là tên gọi chung cho nhiều loài cá thuộc họ Salmonidae, là nguồn lợi thủy
sản quý chứa nhiều chất có lợi cho sức khỏe như vitamin, DHA, EPA, các nguyên tố
vi chất và nhiều acid amin. Cá hồi sống dọc các bờ biển tại cả Bắc Đại Tây Dương và
Thái Bình Dương, và cũng đã từng được đưa tới Hồ lớn ở Bắc Mỹ. Ở Việt Nam, cá hồi
1.3.

được ươm, nuôi ở Sa Pa, Đà Lạt, Lạng Sơn, Bắc Giang và một số địa phương khác…
1.3.1. Đặc điểm sinh học của cá hồi
Phân loại
Ngành: Chordata,
Lớp: Actinopterygii
Bộ: Salmoniformes
Họ: Salmonidae
Loài: Salmon/Oncorhynchus spp.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

13



Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

Hình 1.8 Cá hồi Đại Tây Dương (Salmon salar)
1.3.2. Đặc điểm dinh dưỡng
Các dịng suối nước ngọt và các cửa sơng cung cấp mơi trường sống quan trọng
cho nhiều lồi cá hồi. Chúng ăn cả côn trùng sống trên cạn, côn trùng sống dưới
nước và côn trùng lưỡng cư, và các loại giáp xác khi còn nhỏ, và chủ yếu ăn các loại
cá khác khi lớn. Cá hồi là loài cá dữ và ăn những loại cá hoang dã khác cũng như sinh
vật biển. Việc nuôi cá hồi dẫn tới nhu cầu cao về cá mồi hoang dã. Cá hồi đòi hỏi
lượng tiêu thụ dinh dưỡng và protein lớn, và vì thế, cá hồi nuôi tiêu thụ nhiều cá hơn
sản phẩm cuối cùng chúng tạo ra.
1.3.3. Thành phần dinh dưỡng của cá hồi
Cá hồi được biết đến là một trong những thực phẩm giàu dinh dưỡng có giá trị
thương mại cao. Thành phần dinh dưỡng của cá hồi được thể hiện trên bảng 1.2.
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi Na Uy
Hàm lượng dinh dưỡng

Thành phần dinh dưỡng

Đơn vị đo lường

Omega – 3 ( bao gồm
DHA, EPA)

g

3.1

Carbohydrat


g

0

Chất béo

g

15.8

Protein

g

18.5

Vitamin A

µg

7.1

Vitamin D

µg

8.6

Vitamin B12


µg

4

trong 100g cá hồi Na Uy

(Nguồn: Viện Nghiên cứu Dinh dưỡng & Hải sản Na Uy)
Cá hồi được phân loại như một loại cá béo và được coi là loại thực phẩm lành
mạnh do có hàm lượng protein, các axit béo omega-3 và vitamin D cao. Thịt cá hồi
vừa ngon, vừa không sợ béo. Các loại axit béo omega-3 chứa trong cá hồi mang lại
nhiều lợi ích cho sức khỏe như: chống các dấu hiệu lão hóa, giảm mức cholesterol và
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

14


Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA của dầu cá hồi

huyết áp, kéo giảm nguy cơ bị đột quỵ, giúp giảm đau và cứng khớp gây ra bởi viêm
khớp…Ngồi ra, protein có trong cá hồi còn giúp thành lập và phục hồi các mô cơ bắp
và tất cả các tế bào trong cơ thể. Viện tim mạch Hoa Kì khuyến khích những người
khơng có lịch sử bệnh tim mạch cũng nên tiêu thụ các loài cá nhất là các loại cá béo
chứa nhiều chất béo, giàu Omega-3 như cá kiếm, cá mòi, cá hồi và cá trích ít nhất 2
lần một tuần.
1.4. Dầu cá và các axit béo không no đa nối đôi n-3 PUFA [32, 33]
Lipid (dầu cá) trong cá chủ yếu là các triglycerid, do các axit béo bậc cao kết hợp

với glycerin. Ngồi ra, cịn có thành phần khơng phải là glycerin gọi là chất khơng xà
phịng. Ở nhiệt độ thường, phần lớn chất béo này ở thể lỏng nên cịn gọi là dầu cá.
Axit béo khơng no đa nối đơi PUFA có vai trị quan trọng trong các lĩnh vực y,
dược và công nghiệp thực phẩm. Đây là những axit béo thiết yếu, không tự sinh tổng
hợp được trong cơ thể người mà phải bổ sung qua con đường thức ăn. Nếu thiếu hụt
các axit béo này thì sẽ gây ra mất cân bằng, làm rối loạn hệ thống miễn dịch và chống
viêm của cơ thể, dẫn đến hàng loạt bệnh tật phát sinh.
Các axit béo đa nối đơi mạch dài nhóm omega-3 tiêu biểu gồm có Alpha linoleic
acid (ALA C18:3n-3), Eicosapentaenoic axit (EPA C20:5 n-3), Docosahexaenoic axit
(DHA C22:6 n-3). Ngồi ra, cịn một thành phần trung gian của hai axit béo này là
Docosapentaenoic axit (DPA C22:5 n-3).

Docosahexaenoic acid (C22:6 n-3)

Eicosapentaenoic axit (EPA C20:5

n-3)
Hình 1.9 Cấu trúc của một số acid béo nhóm n-3 PUFA
Trong cơ thể, eicosapentaenoic acid (EPA) được xem là axit béo thiết yếu sẽ
chuyển hoá thành các chất sinh học quan trọng như prostaglandin, leucotrien… Loại
prostaglandin này có tác dụng ức chế sự đơng vón tiểu cầu, giảm và phịng ngừa hình
thành huyết khối, đồng thời có thể giảm bớt lượng cholesterol, giảm bớt triglyceride
trong máu làm giảm độ nhớt dính của máu, giữ cho tuần hồn được thơng thống. EPA
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi

Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà

15