Đại Học Quốc Gia Tp . Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
FÏG

NGUYỄN MINH HẢI

“NGHIÊN CỨU TẠO BỘT TRÁI CÂY
GIÀU PROTEASE THỰC VẬT”
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Mã số : 604280

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH ,tháng 11 năm 2007


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
___________________________

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

Cán bộ chấm nhận xét 1 : ...................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2 : ...................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày .... tháng … năm . . . .

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
------------------oOo--Tp. HCM, ngày 01 tháng 11 năm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên:

NGUYỄN MINH HẢI

Giới tính : Nam.

Ngày, tháng, năm sinh :

17/ 7/ 1972

Nơi sinh : Long an

Chun ngành :

CƠNG NGHỆ SINH HỌC

Khố (Năm trúng tuyển) : Khóa 16 (năm 2005)
1- TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU TẠO BỘT TRÁI CÂY GIÀU PROTEASE THỰC VẬT”
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

Trên cơ sở quả đu đủ (Carica Papaya L.,) trồng ở Việt Nam (khu vực Đồng

bằng Sông Cữu Long), nghiên cứu tạo được bột trái cây giàu hoạt tính protease thực
vật, có cảm quan phù hợp để sử dụng làm thực phẩm chức năng với vai trị hỗ trợ
tiêu hóa. Nhiệm vụ cụ thể:
- Tổng hợp một số thông tin về đu đủ, các chế phẩm từ đu đủ có hoạt tính
protease dùng làm thực phẩm chức năng trên thế giới và trong nước.
- Nghiên cứu phương pháp để tạo được bột đu đủ mịn, màu sắc, mùi vị phù
hợp với yêu cầu về cảm quan thực phẩm.
- Tạo nguồn protease thực vật có mức độ tinh sạch không cao để bổ sung vào
chế phẩm bột đu đủ.
- Phân tích hoạt tính protease, thành phần hóa học và một số chỉ tiêu hóa lý
như độ tro, xơ … của bột thành phẩm làm cơ sở đề xuất tiêu chuẩn phuø hợp cho bột
thành phẩm
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

05/ 02/ 2007

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : .

01/ 11/ 2007.

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG.

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông
qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG


CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH


Lời cảm ơn
______________

Luận văn này hoàn thành là nhờ sự hướng dẫn và truyền đạt kiến thức của thầy
cô trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM. Tôi xin chân thành bài tỏ lòng biết ơn đối với:
- Ban lãnh đạo và các cán bộ làm công tác thử nghiệm thuộc Trung tâm Ứng
dụng Tiến bộ Khoa học Thuộc Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Long An.
- UBND tỉnh Long an, Chi cục Tiêu chuẩn- Đo lường- Chất lượng thuộc sở
Khoa học và Công nghệ Long An, đã tạo điều kiện cho tơi học tập nghiên cứu, hồn
thành luận văn này.
- Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy: PGS.TSKH Ngô Kế
Sương, người đã trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành luận văn này.
- Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và các bạn học
viên cao học CNSH 2005 đã động viên giúp đỡ tơi trong suốt khóa học.
-----------------------


TÓM TẮT
Đu đủ (Carica papaya), dứa (ananas comosus) là một trong những loại cây
ăn trái bổ dưỡng được ưa chuộng và trồng khá phổ biến ở nước ta. Các enzyme
protease từ hai loại cây này cũng được nghiên cứu và ứng dụng khá nhiều trong các
lĩnh vực thực phẩm, y học, chăn ni, làm mềm thịt ..Trong đó papain (từ đu đủ),
bromelain (từ dứa) là hai enzyme điển hình, được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong
thành phần các thực phẩm chức năng với vai trị hỗ trợ tiêu hóa nhờ vào khả năng
hoạt động trong khoảng pH khá rộng và đã được chứng minh là có hoạt tính xúc tác
trong môi trường của dạ dày cũng như ở ruột non.

Đề tài nghiên cứu tạo bột trái cây giàu protease thực vật nhằm mục đích hỗ
trợ tiêu hóa trên cơ sở quả đu đủ xanh trưởng thành trồng ở khu vực Đồng bằng
sông Cữu long và bromelain được chiết xuất từ lõi của quả dứa- phế liệu từ các nhà
máy chế biến dứa đóng hộp. Đề tài đã nghiên cứu tạo được bột đu đủ mịn, có cảm
quan khá tốt cũng như chiết tách được nguồn bromelain thô từ lõi quả dứa để bổ
sung làm giàu hoạt tính protease của bột thành phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng đến
hoạt tính enzyme, chất lượng cảm quan của bột trái cây thành phẩm thơng qua các
q trình sấy, bảo quản, tỷ lệ phối trộn bromelain vào đu đủ …cũng đã được khảo
sát, phân tích và tối ưu hóa. Các tiêu chuẩn cơ bản đối với nguyên liệu, quá trình tạo
bột, bột đu đủ thành phẩm cũng được nghiên cứu đề xuất trong điều kiện của nghiên
cứu thực nghiệm.

SUMMARY
Papaya (Carica papaya) and Pineapple (Ananas comosus) fruit are well
known to be good for balanced nutrition. Cystein proteases in these plants have
been extensively studied. Among the major applications of them are their uses in
the food industry, medicine, beer clarification, meat tenderising.., especially in
digestive aid. Papain and bromelain (the two typical proteases in papaya and
pineapple) have been used successfully as a digestive enzyme because of their wide
pH range, both of them have been showed to have protease activity in the stomach
as well as in the small intestine.
The objective of this study is to make fruit powder that’s rich in plant
protease enzyme for digestive aid purpose. Protease-rich fruit powder was made
base on green mature papaya fruit growned in Mokong Delta and stem bromelain
extracted from the pineapple stem eliminated from canned pineapple factory. The
factors that effect to the enzyme activity and sensory value of final fruit powder as
drying temperature, age of fruit, storage condition ... were surveyed, analysed and
optimized. The optimized ratio of mixture papaya and bromelain was also
established. The optimised factors for powdering process, the formular for the final
fruit powder…, were also determined and suggested under the experimental

conditions.


PHẦN I – MỞ ĐẦU
1.1- Đặt vấn đề ............................................................................................

1

1.2- Mục tiêu nghiên cứu: ..........................................................................

2

1.3- Nội dung nghiên cứu: .......................................................................... 2

PHẦN II - TỔNG QUAN
A- CÂY ĐU ĐỦ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .....................

3

2.1- Phân loại- Đặc điểm sinh học . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.1.1- Phân loại ........................................................................................... 3
2.1.2- Đặc điểm sinh học.............................................................................

4

2.1.2.1- Thân, rễ ......................................................................................


4

2.1.2.2.- Lá ..............................................................................................

5

2.1.2.3- Hoa.............................................................................................

5

2.1.2.4- Quả ............................................................................................

6

2.1.2.5- Giống .........................................................................................

7

2.1.2.6- Sinh trưởng và phát triển ..........................................................

9

2.2- Một số thành phần các chất trong đu đủ ..............................

10

2.2.1- Thành phần và hàm lượng các chất trong thịt quả đu đủ.................. 11
2.2.2- Thành phần và hàm lượng các chất trong nhựa tươ.......................... 12
2.2.3- Một số thành phần và hàm lượng các chất trong lá.........................


13

2.2.4- Một số thành phần và hàm lượng các chất trong hạt.......................

13

2.3- Một số giá trị sử dụng của cây đu đủ .................................... 14
2.3.1- Giá trị sử dụng của quả ..................................................................

14

2.3.2- Dược lý và một số ứng dụng khác mang tính dân gian từ cây đu đủ.... 16
2.3.2.1- Dược lý......................................................................................... 16
2.3.2.2- Một số sử dụng mang tính dân gian từ cây đu đủ........................ 19


B- CÁC CYSTEIN PROTEINASE TỪ ĐU ĐỦ, DỨA- MỘT SỐ ỨNG
DỤNG
2.4- Phức hợp enzyme từ nhựa đu đủ.............................................. 21
2.4.1- Papain – enzyme protease điển hình từ đu đủ .................................... 24
2.4.1.1- Các đặc điểm vật lý....................................................................

24

2.4.1.2- Các đặc điểm về hóa sinh học....................................................

25

2.4.1.3- Cấu trúc không gian...................................................................


26

2.4.1.4- Tâm hoạt động ...........................................................................

27

2.4.1.5 - Cơ chế hoạt động xúc tác .......................................................... 28
2.4.1.6- Hoạt hóa và bất hoạt enzyme...................................................... 30
2.5- Phức hợp cystein protease từ cây dứa.................................... 31
2.5.1- Một số đặc điểm- tính chất ................................................................ 32
2.5.2- Cấu tạo - hoạt tính phân giải ............................................................. 33
2.5.2.1- Cấu tạo ....................................................................................... 33
2.5.2.2- Hoạt tính phân giải - các yếu tố ảnh hưởng hoạt tính phân giải của
bromelain ..................................................................................................... 34
2.5.2.3- Các phương pháp thu nhận bromelain ........................................ 35
2.6- Ứng dụng của các cystein protease từ dứa, đu đủ ................ 38
2.6.1- Ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật ...................................................... 38
2.6.2- Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm ........................................... 38
2.6.3- Ứng dụng trong lĩnh vực y học........................................................... 39
2.6.4- Ứng dụng trong các lĩnh vực khác .................................................... 40
C- TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SẢN XUẤT CHẾ PHẨM THỰC PHẨM
HỔ TRỢ TIÊU HÓA TỪ CYSTEIN PROTEASE ĐU ĐỦ, DỨA
2.7- Tình hình nghiên cứu và ứng dụng enzyme từ dứa, đu đủ trong
sản xuất thực phẩm chức năng, hỗ trợ tiêu hóa ....................................

40

2.7.1- Tình hình nghiên cứu ngồi nước ....................................................

40


2.7.2 - Tình hình nghiên cứu trong nước ..................................................... 41
2.7.3- Tình hình sản xuất và thương mại hóa sản phẩm .............................. 42
2.7.3.1- Các dạng sản phẩm thực phẩm chức năng ...............................

42

2.7.3.2- Một số sản thực phẩm hỗ trợ tiêu hóa có papain, bromelain ....

43


PHẦN IIINGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1- Nguyên liệu nghiên cứu ........................................................... 46
3.2- Các thiết bị và hóa chất .........................................................

48

3.2.1- Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm .............................................................

48

3.2.2- Hóa chất: sử dụng ............................................................................

48

3.3- Phương pháp nghiên cứu .......................................................

49


3.3.1- Nghiên cứu phương pháp tạo bột quả cây từ quả đu đủ xanh........... 49
3.3.2- Khảo sát ảnh hưởng quá trình sấy đến hoạt tính enzyme, cảm quan của
bột đu đủ .....................................................................................................

50

3.3.3- Khảo sát ảnh hưởng của tuổi quả đu đủ đến hoạt tính enzyme và cảm
quan của bột đu đủ ...................................................................................... 50
3.3.4- Phương pháp chiết tách bromelain thô từ dứa .................................

51

3.3.5- Phối trộn bromelain tạo bột đu đủ thành phẩm ................................ 51
3.3.6- Khảo sát chất lượng của chế phẩm theo thời gian bảo quản ........... 52
3.3.7- Phương pháp xác định hoạt tính enzyme theo Kutnitz ....................... 52
3.3.7.1-Phuơng pháp xác định hoạt tính enzyme bromelain .................... 52
3.3.7.2- Phương pháp xác định hoạt tính enzyme trong bột đu đủ ........... 53
3.3.7.3- Phương pháp khảo sát thay đổi hoạt tính enzyme theo pH ........ 54
3.3.8- Các phương pháp xác định chỉ tiêu hóa lý ......................................... 55
3.4- Phương pháp xử lý số liệu ....................................................... 55


PHẦN IVKẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1- Thử nghiệm lựa chọn phương pháp xử lý nguyên liệu ........ 56
4.2- Khảo sát lựa chọn chế độ sấy .................................................. 57
4.2.1- Cảm quan bột đu đủ ở các nhiệt độ sấy khác nhau ........................... 57
4.2.2- Hoạt tính bột đu đủ ở các nhiệt độ sấy khác nhau ............................ 59
4.3- Khảo sát lựa chọn tuổi quả .................................................... 61
4.3.1- Cảm quan bột đu đủ ở các tuổi quả khác nhau ...............................


61

4.3.2- Hoạt tính bột đu đủ theo độ tuổi quả ...............................................

62

4.4- Chiết tách, khảo sát hoạt tính bromelain từ dứa .................

64

4.4.1- Chiết tách bromelain từ quả dứa ......................................................

64

4.4.2- Chiết tách bromelain từ lõi dứa.......................................................... 67
4.5- Phối trộn tạo bột thành phẩm ................................................ 69
4.5.1- Tạo bột và khảo sát hoạt tính bột đu đủ ............................................ 69
4.5.2- Phối trộn tạo bột thành phẩm ............................................................ 71
4.6- Theo dõi hoạt tính bột thành phẩm theo thời gian bảo quản 73
4.6.1- Bảo quản trong điều kiện lạnh đông .............................................. 74
4.6.2- Bảo quản trong điều kiện lạnh .......................................................... 75
4.6.3- Bảo quản trong điều kiện bình thường ............................................

76

4.7- Đề xuất tiêu chuẩn cho bột thành phẩm ................................ 77

PHẦN V- KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
5.1- Kết luận ...................................................................................


79

5.2- Kiến nghị .................................................................................

80

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................

82


HÌNH, BẢNG BIỂU
----------------------

I- HÌNH:
Hình 2.1- Cây đu đủ (Carica Papaya L,.)..................................................

4

Hình 2.2- Hoa đu đủ ..................................................................................

6

Hình 2.3- Các thành phần cơ bản của quả đu đủ .......................................

7

Hình 2.4- Mơ hình cấu trúc không gian và tâm hoạt động của papain ......

26


Hình 2.5- Vị trí tâm hoạt động thể hiện cặp ion cystein- histidine ............

27

Hình 2.6- Các sản phẩm hỗ trợ tiêu hóa được điều chế từ đu đủ ...............

45

Hình 3.7- Quả đu đủ ...................................................................................

46

Hình 3.8- Dứa trồng ở khu vực Bến Lức- Long an ....................................

47

Hình 3.9- Lõi khóm ....................................................................................

47

Hình 3.10- Quả đu đủ từ 6 – 16 tuần tuổi .................................................

50

Hình 4.11- Bột đu đủ qua các nhiệt độ sấy khác nhau ............................... 59
Hình 4.12- Bột đu đu sấy ở 750C ................................................................. 59
Hình 4.13- Sự thay đổi hoạt tính enzyme của đu đủ theo nhiệt độ sấy ......

60


Hình 4.14- Bột đu đủ từ 6 - 16 tuần tuổi .....................................................

61

Hình 4.15- Sự thay đổi hoạt tính của bột đu đủ theo độ tuổi ......................

63

Hình 4.16- Bromelain sau khi tách bằng kết tủa và ly tâm .........................

65

Hình 4.17- Hoạt tính chế phẩm bromelain quả theo pH .............................

66

Hình 4.18- So sánh hoạt tính chế phẩm bromelain lõi và bromelain quả .... 67
Hình 4.19- Chế phẩm bromelain thơ từ lõi dứa .......................................... 69
Hình 4.20- Hoạt tính bột đu đủ theo pH ...................................................... 70
Hình 4.21- So sánh hoạt tính bột đu đủ và các chế phẩm bột đu đủ 1%
3%, 5% bromelain ở các giá trị pH từ 4 – 10 .............................................. 73
Hình 4.22- So sánh mức độ suy giảm hoạt tính giữa các điều kiện bảo quản. 75
Hình 4.23- So sánh mức độ suy giảm hoạt tính giữa các điều kiện bảo quản. 75

II- BẢNG
Bảng 2.1- Một số giống và đặc tính quả đu đủ phổ biến ở các nước ..........

7


Bảng 2.2- Một số giống phổ biến và đặc điểm quả đu đủ trồng ở khu vực
ĐBSCL ....................................................................................................... 9


Bảng 2.3- Thành phần và hàm lượng các chất trên 100g quả đu đủ xanh ... 10
Bảng 2.4- Thành phần và hàm lượng các chất tính trên 100g quả đu đủ chín
Bảng 2.5- Thành phần và hàm lượng (%) một số chất trong nhựa tươi ....... 12
Bảng 2.6- Thành phần và hàm lượng một số chất trong 100g lá đu đủ ..... 13
Bảng 2.7-Thành phần và hàm lượng các chất trong 100g hạt ...................... 13
Bảng 2.8- So sánh một số thành phần dinh dưỡng quả đu đủ với các khuyến
nghị về nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày ....................................................... 15
Bảng 2.9- Tóm tắt một số sử dụng mang tính dân gian của đu đủ ............... 19
Bảng 2.10- So sánh thành phần các enzyme protease có trong chế phẩm papain
thương mại Merck và Việt Nam .................................................................. 23
Bảng 2. 11- Thành phần amino acide của papain ....................................... 25
Bảng 2.12- Các công đoạn và phương pháp cơ bản trong nghiên cứu và sản
xuất enzyme ................................................................................................. 35
Bảng 2.13- Một số tác nhân và điều kiện kết tủa enzyme bromelain ……. 37
Bảng 4.14- Đánh giá chất lượng bột đu đủ qua các phương pháp xử lý nguyên
liệu khác nhau .............................................................................................

56

Bảng 4.15- Kết quả cảm quan bột đu đủ qua các nhiệt độ sấy khác nhau...

58

Bảng 4.16 - Hoạt tính enzyme bột đu đủ (UI/g) ở nhiệt độ sấy khác nhau .. 60
Bảng 4.17- Đánh giá cảm quan bột đu đủ ở lứa tuổi quả khác nhau ........... 62
Bảng 4.18- Kết quả xác định hoạt tính bột đu đủ ở các tuổi quả khác nhau .. 63

Bảng 4.19- Một số thơng số trong q trình tách bromelain từ thịt quả dứa.
Bảng 4.20- Kết quả khảo sát hoạt tính bromelain quả theo pH ................... 66
Bảng 4.21- Một số thơng số trong q trình tách bromelain từ lõi dứa........ 67
Bảng 4.22- Kết quả khảo sát hoạt tính bromelain lõi theo pH ..................... 68
Bảng 4.23- Kết quả khảo sát hoạt tính bột đu đủ theo pH ........................... 70
Bảng 4.24- Hoạt tính bột đu đủ 1% bromelain ............................................ 71
Bảng 4.25- Hoạt tính bột đu đủ 3% bromelain ............................................. 72
Bảng 4.26- Hoạt tính bột đu đủ 5% bromelain ............................................. 72
Bảng 4.27- Thay đổi hoạt tính bột đu đủ bảo quản lạnh đơng .................... 74
Bảng 4.28- Thay đổi hoạt tính bột đu đủ bảo quản trong điều kiện t0 lạnh ... 75
Bảng 4.29- Thay đổi hoạt tính bột đu đủ bảo quản t0 thường ..................... 76
Bảng 4.30- Đề nghị một số tiêu chuẩn cho việc tạo bột và bột thành phẩm ..77


CÁC TỪ VIẾT TẮT
----------------

TCA :

Trichloroacetic acid.

EDTA :

Ethylenediamine tetraacetic acid.

USDA :

United States Department of Agricalture.

FAO :


Food and Agriculture Organisation.

WHO :

World Health Organization.

RNI

Recommended Nutrient Intakes

:


-1-

LUẬN VĂN THẠC SĨ

PHẦN I

CNSH KHÓA 2005

- MỞ ĐẦU

_______________

1.1- Đặt vấn đề.
Đu đủ, tên khoa học Carica papaya, không những được biết đến như
một loại cây ăn quả nhiệt đới bổ dưỡng, trong thành phần của đu đủ còn chứa
các chất có hoạt tính sinh học, từ lâu đã được quan tâm nghiên cứu và ứng

dụng vào trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Về khía cạnh dinh dưỡng, đu đủ là nguồn khá phong phú các chất
khoáng (Ca, K, Fe, ...), các vitamin (vitamin A, C ...) và các thành phần khác
cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng cơ thể.
Thời gian gần đây, đu đủ có xu hướng được phát triển trồng thành
vườn tại nhiều địa phương trong nước. Tuy nhiên ở nước ta hiện nay, trong
sản xuất cũng như chế biến sau thu hoạch, đu đủ chủ yếu được khai thác ở
khía cạnh ăn quả chín mà chưa có nhiều quan tâm khai thác về khía cạnh hoạt
tính sinh học của loại cây ăn quả này. Về khía cạnh hoạt tính sinh học, cùng
với các enzyme protease thực vật khác như bromelain (từ cây dứa- Anana
comosus), ficin (từ cây sung-ficus), nguồn enzyme papain từ đu đủ được
nghiên cứu ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, y học, sản xuất
công nghiệp...Đặc biệt, hướng nghiên cứu ứng dụng vào lĩnh vực thực phẩm
chức năng, trong đó papain đu đủ đóng vai trị là chất giúp thủy phân protein
có trong thức ăn, hỗ trợ tiêu hóa, đang được quan tâm nhằm đáp ứng nhu cầu
dinh dưỡng, sức khỏe ngày càng cao của con người. Do đó có thể nói, so với
các nước trên thế giới, giá trị sử dụng cũng như giá trị về kinh tế của cây đu đủ
ở nước ta cịn chưa cao.

CBHD: PGS.TSKH NGƠ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


LUẬN VĂN THẠC SĨ

-2-

CNSH KHÓA 2005


Từ các vấn đề đã được đề cập như trên, Đề tài " Nghiên cứu tạo bột
trái cây giàu protease thực vật " được thực hiện nhằm mục đích nghiên cứu
ứng dụng nguồn enzyme protease từ thực vật kết hợp với việc tận dụng các giá
trị dinh dưỡng có sẵn từ loại cây này để tạo ra chế phẩm bột trái cây có hàm
lượng protease cao đáp ứng yêu cầu thực phẩm chức năng, hỗ trợ tiêu hóa. Đề
tài được thực hiện với mong muốn góp phần vào sự đa dạng hóa sản phẩm
nơng nghiệp sau thu hoạch, nâng cao hơn nữa giá trị của loại cây ăn quả này,
vốn đang có xu hướng phát triển trồng theo quy mô rộng ở nước ta hiện nay.
1.2- Mục tiêu nghiên cứu:
- Trên cơ sở quả đu đủ, tạo được bột trái cây giàu hoạt tính protease
thực vật, có giá trị cảm quan : độ mịn, màu sắc, mùi vị … phù hợp để làm thực
phẩm. Chế phẩm tạo ra có thể được sử dụng trực tiếp hoặc làm cơ sở để tạo ra
các sản phẩm thực phẩm dùng cho mục đích bổ sung dinh dưỡng và hỗ trợ tiêu
hóa.
1.3- Nội dung nghiên cứu:
- Tổng hợp một số thông tin về đu đủ, các chế phẩm từ đu đủ có hoạt
tính protease dùng làm thực phẩm chức năng trên thế giới và trong nước.
- Nghiên cứu phương pháp để tạo được bột đu đủ mịn, màu sắc, mùi vị
phù hợp với yêu cầu dinh dưỡng và cảm quan thực phẩm.
- Tạo nguồn protease thực vật có mức độ tinh sạch không cao để bổ
sung vào chế phẩm bột đu đủ.
- Phân tích hoạt tính protease, thành phần hóa học và một số chỉ tiêu
hóa lý khác như độ tro, xơ … của bột thành phẩm làm cơ sở đề xuất tiêu chuẩn
thích hợp cho bột thành phẩm.

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI



-3-

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CNSH KHÓA 2005

PHẦN II - TỔNG QUAN
A- CÂY ĐU ĐỦ
(Papaya Carica Linn)

Đu đủ có tên khoa học là Papaya Carica Linn, là một trong những loài
cây ăn quả nhiệt đới khá phổ biến trên thế giới cũng như ở nước ta, với một số
tên gọi quốc tế thông dụng như : papaya, papaw, papaye, papayer, kepaya,
papailler... Đu đủ được cho rằng có xuất xứ từ Trung Mỹ, bắt đầu có ở Việt
Nam vào khoảng thế kỹ 17 [12]. Sản lượng đu đủ hàng năm trên thế giới ước
khoảng 5,4 triệu tấn/năm (FAO, 2001) [35], có thể kể đến một số quốc gia có
sản lượng đu đủ cao như Brazil, Nigeria, Ấn Độ, Mexico, Indonesia, Ethiopia,
Congo, Trung quốc...[35 ]
Ở nước ta, đu đủ thường được trồng xen kẻ với các loại cây trồng
khác, có nơi như Hà nội, Lâm đồng và một số tỉnh khu vực Đồng bằng sông
Cữu long, cây đu đủ cũng đã được trồng thành vườn để thu hoạch quả hoặc lấy
nhựa (papain) [12][9] phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau.

2.1- Phân loại- Đặc điểm sinh học
2.1.1- Phân loại [44]:
Giới (Kingdom)
Phân giới (Subkingdom)
Siêu ngành (Superdivision)

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG


Plantae
Tracheobionta
Spermatophyta

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


-4-

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngành (Division)
Lớp (Class)

CNSH KHÓA 2005

Magnoliophyta
Magnoliopsida

Phân lớp (Subclass)
Bộ (Order)
Họ (Family)
Chi (Genus)
Loài (Species)

Dilleniidae
Violales
Caricaceae Dum
Carica L.

Carica papaya L.

2.1.2- Đặc điểm sinh học:[12][35]
2.1.2.1- Thân, rễ:
Đu đủ thuộc loại thân mềm, bán mộc, thân già có màu xám xanh, nâu
xám hay nâu đỏ. Thân cao trùng bình từ 2- 10m, đường kính từ 10- 30cm.
Thân mang nhiều sẹo lá, sẹo phát hoa và dễ bị bọng ruột. Độ bọng ruột càng
lớn khi cây càng già. Thân cây khá giòn và mọng nước, rất dễ gãy.
Hầu hết rễ đu đủ mọc ra đều là rễ bàng, đâm nhánh ngang mạnh khi
gặp điều kiện thuận lợi, rễ mềm và mọc xuống sâu kém.

Hình 2.1 - Cây đu đủ (Carica Papaya L,.)

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


LUẬN VĂN THẠC SĨ

-5-

CNSH KHÓA 2005

2.1.2.2.- Lá :
Lá đu đủ thuộc dạng lá đơn, mọc thành chùm ở ngọn và xoắn theo
hình trơn ốc. Lá lớn có cuống dài, phiến lá rộng từ 30- 60 cm, mỏng, mềm,
chia từ 7- 11 thùy và đôi khi các thùy này chia thành nhiều thùy nhỏ. Gân lá
nổi rõ ở mặt dưới của lá. Trung bình sau 3- 5 ngày cây sẽ mọc một lá từ ngọn
thân. Lá đu đủ rất dễ gãy, rách. Số lá trên thân đu đủ tỷ lệ thuận với số phát

hoa mọc ra ở nách lá, khả năng đậu quả, độ lớn quả bà năng suất thu hoạch.
2.1.2.3- Hoa:
Hoa mọc ở nách lá. Đu đủ có 03 loại hoa: hoa đực, hoa cái và hoa
lưỡng tính. Mức độ hữu tính của hoa trên cây rất đa dạng và dễ bị ảnh hưởng
do thời tiết. Do đặc điểm mang hoa nên thơng thường có 03 loại cây đu đủ:
- Đu đủ đực: Cây chỉ mang toàn hoa đực trên phát hoa và có thể có
một ít hoa lưỡng tính. Phát hoa có cuống dài và phân nhánh. Hoa đực khơng
cuống, nhỏ, đường kính 0,4- 0,5cm, dài 4- 5cm, khơng bầu nỗn, có 01 nhị
đực với hai túi phấn trên mỗi nhị (nhụy cái không phát triển nên không cho
quả, sẽ rụng sau khi nở). Đu đủ đực thường không cho quả, chỉ một số ít hoa
lưỡng tính có cuống dài mới có khả năng cho quả, vì thế đu đủ đực thường có
thân rất cao.
- Đu đủ cái: Hầu như cây chỉ mang toàn hoa cái. Hoa cái mọc riêng
hoặc mọc thành từng chùm có từ 02- 04 hoa. Hoa dài, có bầu nỗn lớn 2- 3cm,
nuốm nhụy cái lớn, khơng có nhị đực. Hoa cái ít có khả năng tạo quả, chỉ cho
một vài quả trên cây do bầu noãn tự phát triển (dạng quả trinh sinh), nhưng
các quả này thường nhỏ và khơng có hạt.
- Đu đủ lưỡng tính: Mang hoa lưỡng tính và hoa đực. Các hoa đực ở
cây lưỡng tính cũng giống như các hoa đực ở cây đu đủ đực nhưng có cuốn
ngắn và mọc xen kẻ với hoa lưỡng tính trên cùng phát hoa. Hoa lưỡng tính có
CBHD: PGS.TSKH NGƠ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


LUẬN VĂN THẠC SĨ

-6-

CNSH KHÓA 2005


nhị đực với bao phấn vàng và nỗn hoạt động. Vịi nhụy cái của hoa cao hơn
nhị đực và sẵn sàng nhận phấn, cùng lúc bầu noãn hoạt động tốt giúp hoa đậu
quả cao. Cây lưỡng tính cho năng suất và sản lượng quả khá cao và hoa lưỡng
tính vừa có khả năng thụ phấn chéo vừa có khả năng tự thụ phấn. Thơng
thường, hoa lưỡng tính thụ phấn cho dạng quả dài, dày cơm, nhiều hạt, ngon
ngọt, năng suất cao.

Hoa cái

Hoa lưỡng tính

Hoa đực

Hình 2.2 - Hoa đu đủ [35]
2.1.2.4- Quả
Hình dạng quả đu đủ thường tùy vào loại hoa đã thụ tinh:
- Quả dạng hình trứng hay hình cầu: do hoa cái phát triển, mỏng cơm,
bọng ruột, quả lớn và tròn.
- Quả dạng hình thon dài: Do hoa lưỡng tính tạo thành, dày cơm,
nhiều hột và ngon ngọt.
- Quả đu đủ mang trung bình 300- 500 hạt. Quả đu đủ già thường có
khoảng 60- 70% hạt sẽ mọc thành cây. Hạt già có màu xám hoặc đen, bên
ngồi hạt có lớp vỏ lụa mỏng. Trọng lượng trung bình hạt vào khoảng
2g/100hạt.
- Tỷ lệ trung bình các thành phần của quả đu đủ gồm: thịt quả chiếm
79,5%; vỏ chiếm 12%, hạt chiếm 8,5%.
CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI



-7-

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CNSH KHĨA 2005

Thành
phần

Tỉ lệ
(%)

Vỏ

12

Thị quả

79,5

Hạt

8,5

Hình 2. 3 - Các thành phần cơ bản của quả đu đủ [35]
2.1.2.5- Giống:
Đu đủ có sự lai giống khá phức tạp do đó việc xác định giống thuần là
rất khó. Hiện nay trên thế giới có nhiều giống đu đủ khác nhau. Đặc biệt, nhờ

vào sự phát triển của công nghệ sinh học hiện đại, nhiều giống đu đủ biến đổi
gen được tạo thành mang nhiều đặc tính ưu việt như cho chất lượng quả tốt,
hoặc cho hàm lượng papain cao, kháng được sâu bệnh ...điển hình là giống đu
đủ CO5 của Ấn Độ có thể cho khoảng 14-15g papain khơ/ 1 quả (so với 3-4g
papain/quả như trước đây) [59].
Bảng 2.1- Một số giống và đặc tính quả đu đủ phổ biến ở các nước
Giống
Kamiya

Xuất

Đặc tính quả

xứ
Hawaii

Quả nhỏ, vỏ có màu vàng cam, thịt quả nhiều
nước và rất ngọt.
Thịt quả có màu hồng tươi hơn giống Mexican

Mexican Red

Mexico

Yellow. Quả có kích thước từ vừa đến rất to,
không ngọt bằng các giống có xuất xứ từ
Hawaii.

Mexican Yellow Mexico


Quả rất ngọt và thơm. Thịt quả có màu vàng tươi.
Kích thước từ vừa đến khá to khoảng trên 4 kg,

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


-8-

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CNSH KHĨA 2005

khơng ngọt bằng các giống của Hawaii.
Maradol Roja

Cuba

Quả có kích thước từ nhỏ đến vừa, rất ngọt và
thơm.
Kích thước quả từ vừa đến khá lớn tuỳ theo điều

Vista Solo

USA

kiện thời tiết, quả có đường kính trung bình
khoảng 12cm, dài khoảng 45cm. Vỏ vàng, thịt
quả có màu vàng đến vàng cam.

Quả có dạng hình trịn, cuốn nhỏ, trọng lượng

Waimanalo

Hawaii

trung bình 450 – 1200 gam. Vỏ láng bóng, thịt
dày có màu vàng cam, cho mùi vị và chất lượng
ngon.
Trọng lượng quả trung bình từ 600 – 750 gam

Sunrise solo

Hawaii

tùy vào điều kiện địa lý. Vỏ láng, thịt quả có màu
vàng đỏ, ngọt do hàm lượng đường khá cao. Chất
lượng quả tương đuơng giống Solo.
Quả có kích thước khơng lớn, có vỏ và thịt quả

Sunset

Hawaii

màu vàng đỏ. Thịt rất ngọt. Cây cho năng suất
khá cao.

Nguồn: De Los Santos et al., 2000 [35]
Ở nước ta hiện nay có khá nhiều giống đu đủ như giống Mexico,
giống Quảng đông (Trung quốc), giống của trường Đại học Nông nghiệp I (Hà

Nội), giống Rumani, giống Solo (nguồn gốc từ Nam Mỹ), giống Thái Lan và
nhiều giống đu đủ nội khác [48]. Riêng khu vực Đồng bằng sơng Cửu long
hiện nay có khoảng trên 10 giống được trồng phổ biến như: Đài Loan tím da
bơng, Hong Kong da sần, Hong Kong da lán, Mã Lai, Đà Lạt, đu đủ rẫy, các
giống đu đủ lai F1... Đa số các giống đều cho quả ruột đỏ, ít nhựa, thịt chắc,
khi chín độ lớn quả vừa phải (khoảng trên 1kg/quả), trong đó phổ biến nhất là
các giống đu đủ Đài Loan [12]

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


-9-

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CNSH KHÓA 2005

Bảng 2.2- Một số giống phổ biến và đặc điểm quả đu đủ trồng ở khu vực
ĐBSCL
Stt Tên giống

Xuất xứ

1

Trạng nguyên

Đài Loan


2

Hồng phi

Đài Loan

Đặc điểm cơ bản của quả
chín
- Quả có vỏ màu vàng, ruột
đỏ.
- Quả có vỏ xanh, ruột vàng
hoặc đỏ.
- Quả có vỏ xanh, ruột vàng.

3

Giống Malaysia

Malaysia

Trọng lượng quả khá lớn
(trung bình khoảng 3kg/quả)

4
5

Giống Thái Lan

Thái Lan


Giống đu đủ địa
phương

- Quả có vỏ vàng, ruột đỏ.
- Quả có vỏ xanh, ruột vàng,
trọng lượng quả nhỏ (trung
bình khoảng 1kg)

Nguồn: Tài liệu kỹ thuật của Trung tâm khuyến nông tỉnh Long an.
2.1.2.6- Sinh trưởng và phát triển :
Đu đủ thích hợp với điều kiện khí hậu nóng, ẩm, nhiều ánh sáng. Thời
gian sinh trưởng từ khi cây con đến khi trưởng thành cho quả chín kéo dài
trung bình từ 8 - 10 tháng, trong đó thời gian phát triển từ cây con đến ra hoa
trung bình từ 4- 4,5 tháng, thời gian từ ra hoa đến khi quả chín kéo dài trung
bình từ 4 - 5 tháng. Trong điều kiện sinh trưởng tối ưu, tuổi thọ của đu đủ có
thể kéo dài trên 10 năm, năng suất thu hoạch quả co thể đạt 100kg quả/năm.
Sau đây là một số điều kiện tối ưu cơ bản cho sự sinh trưởng và phát
triển của cây đu đủ:
- Nhiệt độ : 25- 300C, tuy nhiên đu đủ có khả năng chịu đựng nhiệt độ
từ 5- 400C, vượt quá phạm vi giới hạn này, đu đủ gần như ngừng sinh trưởng.

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


LUẬN VĂN THẠC SĨ

- 10 -


CNSH KHĨA 2005

- Mơi trường đất: Đu đủ phát triển tốt trong môi trường đất dày, mực
nước ngầm thấp, hàm lượng dinh dưỡng trong đất cao.
- Ánh sáng: sinh trưởng và phát triển tốt trong mơi trường có ánh sáng
mạnh, khơng thích hợp trong mơi trướng bi che ánh sáng hoặc ánh sáng tán xạ.
- Độ ẩm: sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện độ ẩm đất từ 6070%, độ ẩm khơng khí từ 85-90%.
2.2- Một số thành phần các chất trong đu đủ:
Đu đủ là loại cây ăn quả khá đặc biệt, ngồi thành phần các chất có giá
trị dinh dưỡng, đu đủ cịn có hàm lượng khá lớn các chất có hoạt tính sinh học.
Đến nay, các thành phần cũng như hàm lượng các thành phần cơ bản của đu
đủ đã được nghiên cứu và biết đến khá nhiều. Các thành phần thay đổi tùy
thuộc vào nhiều yếu tố như giống đu đủ, điều kiện sinh trưởng phát triển, lứa
tuổi cây, quả ...
Dưới đây là tổng hợp thông tin từ các nguồn khác nhau về thành phần
và hàm lượng một số chất có trong đu đủ:
2.2.1- Thành phần và hàm lượng các chất trong thịt quả đu đủ:
Bảng 2.3- Thành phần và hàm lượng các chất tính trên 100g quả đu đủ xanh
Stt

Thành phần

Đơn vị tính

Đủ đủ xanh

1

Năng lượng


calories

26

2

Nước

g

92.1

3

Protein

g

1,0

4

Lipit

g

0,1

4


Tổng carbonhydrate

g

6,2

5

Xơ

g

0,9

6

Tro

g

0,6

7

Ca

mg

38


8

P

mg

20

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


- 11 -

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CNSH KHÓA 2005

9

Fe

mg

0,3

10


Na

mg

7,0

11

K

mg

215

12

Beta-carotene

ug

15

13

Thiamine

mg

0,02


14

Riboflavin

mg

0,03

15

Niacin

mg

0,3

16

Ascorbic acid

mg

40

20. Nguồn : James A. Duke, Handbook of Energy Crops, 1983. [37]
Bảng 2.4 : Thành phần và hàm lượng các chất tính trên 100g quả đu đủ chín
Hàm
Thành phần

ÐVT


Hàm

lượng/ Thành phần

ÐVT

100g

lượng/
100g

Nước

g

88,83

Vitamin A, IU

IU

1094

Năng lượng

Kcal

39


Vitamin A, RAE

mcg

55

Năng lượng

Kj

163

Vitamin E

mg

0,73

Protein

g

0,61

Vitamin K

mcg

2,6


Lipid tổng (fat)

g

0,14

Tro

g

0,61

Lipit

Carbohydrate

g

9,81

Tổng acid béo no

g

0,043

Xơ

g


1,8

g

0,038

Đường

g

5,90

Tổng polyunsaturated g

0,031

Khoáng

Tổng acid béo chưa
no
Amino acid

Calcium, Ca

mg

24

Tryptophan


g

0,008

Iron, Fe

mg

0,10

Threonine

g

0,011

Magnesium, Mg mg

10

Isoleucine

g

0,008

Phosphorus, P

5


Leucine

g

0,016

mg

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


- 12 -

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CNSH KHÓA 2005

Potassium, K

mg

257

Lysine

g

0.025


Sodium, Na

mg

3

Methionine

g

0.002

Zinc, Zn

mg

0.07

Phenylalanine

g

0.009

Copper, Cu

mg

0.016


Tyrosine

g

0.005

Manganese, Mn

mg

0.011

Valine

g

0.010

Selenium, Se

mcg

0.6

Arginine

g

0.010


Histidine

g

0.005

Vitamin
Vitamin C, total

mg

61.8

Alanine

g

0.014

Thiamin

mg

0.027

Aspartic acid

g


0.049

Riboflavin

mg

0.032

Glutamic acid

g

0.033

Niacin

mg

0.338

Glycine

g

0.018

Pantothenic acid mg

0.218


Proline

g

0.010

Vitamin B-6

mg

0.019

Serine

g

0.015

Folate, total

mcg

38

Các chất khác

Folate, food

mcg


38

Carotene, beta

mcg

276

Folate, DFE

mcg_DFE 38

Cryptoxanthin, beta

mcg

761

Choline, tổng

mg

Lutein + zeaxanthin

mcg

75

ascorbic acid


6,1

Nguồn: Cơ sở dữ liệu của USDA, Release 20, 2007. [62]
2.2.2- Thành phần và hàm lượng các chất trong nhựa tươi:
Bảng 2. 5: Thành phần và hàm lượng (%) một số chất trong nhựa tươi :
Stt

Thành phần

Hàm lượng (%)

1

Nước

75

2

Các chất dạng caoutchouc

4,5

Ghi chú

(caoutchouc-like substances)
3

Chất pectinous và các dạng muối
(pectinous matter and salts)


4

Malic acid

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

7
0,44
HVTH: NGUYỄN MINH HẢI


- 13 -

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CNSH KHÓA 2005

5

Papain

5,5

6

Chất béo (fat)

2,4


7
Resin
2,9
Nguồn:James A. Duke, Handbook of Energy Crops, 1983.[37]
2.2.3- Một số thành phần và hàm lượng các chất trong lá :
Bảng 2.6: Thành phần và hàm lượng một số chất trong 100g lá đu đủ:
Thành phần

ĐVT

Năng lượng

Hàm
lượng

Thành phần

ĐVT

Hàm
lượng

calories 74

Fe

mg

0,8


Nước

g

77,5

Na

mg

16

Protein

g

7,0

K

mg

652

Chất béo (fat)

g

2,0


Beta-carotene

ug

11,6

Tổng
carbonhydrate

g

11,3

Thiamine

mg

0,09

Xơ

g

1,8

Riboflavin

mg

0,48


Tro

g

2,2

Niacin

mg

2,1

Ca

mg

344

Ascorbic acid

mg

140

P

mg

142


Vitamin E

mg

136

Nguồn:James A. Duke, Handbook of Energy Crops, 1983.[37]
Ngoài ra, người ta còn xác định được trong quả và lá đu đủ cịn có các
glycoside, carposide và alkaloid, carpaine. [37]
2.2.4- Một số thành phần và hàm lượng các chất trong hạt:
Bảng 2. 7 -Thành phần và hàm lượng các chất trong 100g hạt:
Thành phần

ĐVT

Protein
Chất béo (fatty
oil)

g

Hàm
lượng
24,3

g

Tổng
carbonhydrate


g

CBHD: PGS.TSKH NGÔ KẾ SƯƠNG

Thành phần

ĐVT

Xơ thô

g

Hàm
lượng
17,0

25,3

Tro

g

8,8

32,5

Lipit bay hơi (volatile
oil), glycoside, carisin
và enzyme myrosin.


%

0,09

HVTH: NGUYỄN MINH HẢI