Tối ưu quá trình thuỷ phân protein trên đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme alcalase và đặc trưng tính chất của dịch thuỷ phân

i



LỜI CẢM ƠN

Khoá luận tốt nghiệp là bước cuối cùng đánh dấu sự trưởng thành của một sinh
viên ở giảng đường Đại học để đóng góp những gì mình đã học được cho sự phát triển
đất nước.
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Nguyễn Thị Kim Cúc và Th.S
Ngô Thị Hoài Dương đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và truyền đạt kinh nghiệm và giúp
đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô giáo trong Viện Công Nghệ sinh học &
Môi trường. Thầy cô đã tận tình giúp đỡ, giảng dạy và truyền đạt kiến thức quý báu để
em có được nền tảng kiến thức vững chắc.
Con xin gửi tới bố mẹ sự biết ơn sâu sắc. Bố mẹ luôn bên cạnh động viên, ủng hộ
và yêu thương con nhất. Con sẽ luôn cố gắng sống tốt, xứng đáng với niềm tin yêu của
bố mẹ. Con xin cảm ơn bố mẹ!
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến chị Nguyễn Thị Minh Nhật – cán bộ quản lý
Phòng thí nghiệm Viện CNSH&MT, các bạn trong lớp 50CNSH đã quan tâm và nhiệt
tình giúp đỡ để bài luận văn được hoàn thành.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn.
Chúc tất cả mọi người sức khỏe và thành công!
Nha Trang, tháng 7 năm 2012
Sinh viên
Nguyễn Thị Chính

ii

MỤC LỤC

Trang
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3
1.1 Tổng quan phế liệu tôm 3
1.1.1 Phế liệu tôm trong chế biến thủy sản 3
1.1.2 Thành phần hóa học của phế liệu tôm 3
1.1.3 Enzyme protease của tôm [6] 5
1.1.4 Các phương pháp thu nhận protein từ phế liệu tôm 7
1.1.5 Các nghiên cứu về việc thu hồi protein bằng enzyme 8
1.2 Tổng quan về chất chống oxi hóa 10
1.2.1 Khái quát chung về gốc tự do và chất chống oxi hóa 10
1.2.1.1 Gốc tự do, và sự oxy hoá. 10
1.2.1.2 Chất chống oxi hóa 11
1.2.2 Các phương pháp xác định hoạt tính chống oxi hóa 12
1.2.2.1 Các phương pháp HAT 12
1.2.2.2 Các phương pháp ET 13
1.2.3 Tình hình nghiên cứu khả năng chống oxi hóa từ phế liệu thủy sản 14
1.2.4 Ứng dụng của chất chống oxi hóa trong thực phẩm 15
1.3 Tổng quan về enzyme protease 15
1.3.1 Phân loại và đặc điểm các loại enzyme protease 15
iii

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 18
1.3.3 Ứng dụng của enzyme protease 20
1.4 Tổng quan về enzyme Alcalase 21
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
2.1 Đối tượng nghiên cứu 22
2.1.1 Nguyên liệu đầu tôm 22
2.1.2 Hóa chất 22
2.2 Phương pháp nghiên cứu và xử lý số liệu 22
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu 22
2.2.1.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 22
2.2.1.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu 23
2.2.2 Phương pháp xử lí số liệu 27
2.3 Bố trí thí nghiệm 27
2.3.1 Quy trình nghiên cứu ảnh hưởng của việc xử lí nhiệt đối với nguyên liệu
trước khi thủy phân 27
2.3.2 Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố thủy phân 29
2.3.3 Tối ưu hóa quá trình thủy phân protein đầu tôm bằng enzyme Alcalase 33
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35
3.1 Ảnh hưởng của xử lí nhiệt trước khi thủy phân và bổ sung enzyme alcalase
đến hàm lượng protein hòa tan của dịch thủy phân 35
3.2 Ảnh hưởng của xử lí nhiệt trước khi thủy phân đến khả năng chống oxi hóa
của dịch thủy phân 36
3.3 Ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng protein hòa tan của dịch thủy
phân protein đầu tôm 37
3.4 Ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng chống oxi hóa của dịch thủy phân
protein đầu tôm 41
iv

3.5 Kết quả tối ưu quá trình thủy phân để thu dịch thuỷ phân có khả năng khử
gốc tự do DDPH 45
3.6 Đặc trưng tính chất của dịch thủy phân 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO 51
PHỤ LỤC
v



DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng 4
Bảng 2.1 Thể tích các dung dịch hóa chất cho vào ống nghiệm 25
Bảng 2.2 Thể tích của các dung dịch hóa chất cho vào ống nghiệm 26
Bảng 2.3 Ma trận thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt ban đầu 29
Bảng 2.4 Thiết kế mức thực nghiệm của các tham số trong quy trình xác định ảnh
hưởng của các yếu tố tới quá trình thủy phân 31
Bảng 2.5 Mô hình thí nghiệm xác định các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân 31
Bảng 2.6 Thiết kế mức thực nghiệm của các tham số trong tối ưu theo phương pháp
Box-Behnken 34
Bảng 2.7 Mô hình thí nghiệm tối ưu theo phương pháp Box-Behnken 34
Bảng 3.3 Kết quả phân tích mức độ ảnh hưởng của yếu tố đến hàm lượng protein
hòa tan của dịch thủy phân protein đầu tôm trên phần mềm DX8 38
Bảng 3.4 Kết quả phân tích tương tác giữa các yếu tố đến khả năng chống oxi hóa
của dịch thủy phân protein đầu tôm 41
Bảng 3.5 Kết quả nghiên cứu tối ưu theo mô hình Box-Behnken 45
Bảng 3.6 Kết quả phân tích sự tương thích của mô hình bậc hai đối với hàm lượng
protein hòa tan 46

Bảng 3.7 Kết quả phân tích sự tương thích của mô hình bậc hai đối với hàm lượng
DDPH bị khử 46
Bảng 3.8 Một số chỉ tiêu phân tích của dịch thủy phân protein từ phế liệu đầu tôm 48
Bảng 3.9 Thành phần acid amin của dịch thủy phân protein từ phế liệu đầu tôm
bằng enzyme Alcalase 49
vi



DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cơ chế hoạt động của chất chống oxi hóa [22] 11
Hình 1.3 Mô hình enzyme Protease thủy phân phân tử Protein 16
Hình 1.4 Phân loại enzyme protease [8] 16
Hình 2.1 Sơ đồ bố trí trí thí nghiệm tổng quát 23
Hình 2.3 Sự bắt màu của phản ứng Biuret 24
Hình 2.5 Quy trình nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý nhiệt trước thủy phân 27
Hình 2.6 Quy trình xem xét ảnh hưởng của các yếu tố thủy phân 30
Hình 2.7 Quy trình thí nghiệm tối ưu 33
Hình 3.2 Ảnh hưởng của xử lí nhiệt ban đầu đến hàm lượng DDPH bị khử 36
Hình 3.3 Kết quả phân tích ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng protein hòa
tan của dịch thủy phân protein đầu tôm trên đồ thị Half-Normal 38
Hình 3.4 Phân tích ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng protein hòa tan trên
phần mềm DX8 39
Hình 3.5 Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng protein hòa tan trên
phần mềm DX8 40
Hình 3.6 Kết quả phân tích Half-Normal đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến
khả năng chống oxi hóa của dịch thủy phân protein đầu tôm trên phần mềm DX8 41
Hình 3.7 Phân tích ảnh hưởng của thời gian đến hoạt tính chống oxi hóa của dịch
thủy phân bằng phần mềm DX8 42

Hình 3.8 Kết quả phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính chống oxi hóa của
dịch thủy phân trên phần mềm DX8 43
Hình 3.9 Kết quả phân tích ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hoạt tính chống oxi hóa
của dịch thủy phân trên phần mềm DX8 44
Hình 3.10 Bề mặt đáp ứng tối ưu quá trình thủy phân 47
vii



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DDPH : 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl
HAT: Hydrogen Atom Transfer
ET: Electron Transfer
AAPH: 2,2'-Azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride

1



MỞ ĐẦU

Việt Nam có bờ biển dài khoảng hơn 3.200km và hơn 236.972 ha mặt nước
nuôi trồng thủy sản đã tạo tiền đề cho ngành chế biến thủy sản phát triển mạnh mẽ.
Hiện nay, chế biến thủy sản không những đem lại lợi nhuận cao đóng góp ngân sách
cho nhà nước mà còn giải quyết công ăn việc làm cho hàng nghìn lao động. Theo
Hiệp Hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam (VASEP), trong 6 tháng đầu
năm 2011, cả nước đã xuất khẩu 10.872 tấn tôm, trị giá 971.109 triệu USD, tăng
16,9% về khối lượng và 35,2% về giá trị so với cùng kì năm 2010 và là nhóm hàng
có mức tăng trưởng cao nhất trong các nhóm hàng thủy sản xuất khẩu chủ lực của

Việt Nam. Đi đôi với việc tăng sản lượng tôm xuất khẩu là lượng phế liệu tôm thải
ra cũng tăng lên. Tuy nhiên, việc khai thác các sản phẩm có giá trị sinh học từ
protein đầu tôm chưa được đầu tư nghiên cứu nhiều ở nước ta, protein chủ yếu mới
chỉ được tận thu như một dạng sản phẩm phụ của quá trình sản xuất chitin để làm
thức ăn gia súc. Điều này không những gây lãng phí tài nguyên mà còn ảnh hưởng
lớn đến môi trường.
Min – Soo Heu và cộng sự (2003); Seymour & Li (1996) đã chỉ ra rằng dịch
thủy phân protein từ phế liệu đầu tôm có chứa thành phần acid amin khá cao và có
giá trị về mặt sinh học. Vì vậy, việc nghiên cứu tối ưu quá trình thu hồi các sản
phẩm có hoạt tính sinh học từ protein đầu tôm là rất cần thiết, vì không những vừa
nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên mà còn góp phần khuyến khích cải tiến công
nghệ sản xuất chitin ở Việt Nam theo hướng thân thiện với môi trường.
Xuất phát từ những vấn đề trên đề tài “Tối ưu quá trình thuỷ phân protein
trên đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase và đặc trưng tính chất của
dịch thuỷ phân” được thực hiện nhằm xác định chế độ thu hồi và đánh giá hoạt
tính sinh học của dịch thu được khi thủy phân đầu tôm bằng enzyme Alcalase, một
enzyme vẫn thường được dùng để thủy phân đầu tôm hiện nay, từ đó mở ra hướng
ứng dụng sản phẩm thủy phân này vào trong thực phẩm và thực phẩm chức năng.


2



Nội dung của đề tài:
 Đánh giá ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt nguyên liệu trước thủy phân.
 Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng protein hòa tan và khả
năng chống oxi hóa của dịch thủy phân đầu tôm.
 Tối ưu quá trình thuỷ phân protein bằng enzyme Alcalase để thu dịch có
hoạt tính chống oxi hóa cao trên đầu tôm thẻ chân trắng.

 Đánh giá giá trị dinh dưỡng và giá trị sinh học của dịch thuỷ phân.

3



CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan phế liệu tôm
1.1.1 Phế liệu tôm trong chế biến thủy sản
Phế liệu tôm chủ yếu là đầu, vỏ và đuôi tôm, ngoài ra còn có phần thịt tôm do
lột vỏ sai quy cách hoặc tôm biến màu. Tùy thuộc vào từng loài, sản phẩm chế biến
khác nhau mà lượng phế liệu tôm thu được khác nhau. Chẳng hạn, đối với tôm càng
xanh Macrobrachium rosenbergii, đầu tôm chiếm tới 60% trọng lượng tôm. Đầu
tôm sú Penaeus monodon cũng chiếm tới 40% trọng lượng tôm. Đối với tôm thẻ,
lượng phế liệu đầu tôm chiếm khoảng 28%. Lượng phế liệu này có thể giảm bằng
cách cải tiến thiết bị và công nghệ.
Việc tiêu thụ một lượng lớn tôm nguyên liệu của các nhà máy chế biến thủy
sản đã thải ra một lượng lớn phế liệu, chủ yếu là đầu tôm và vỏ tôm. Các loại phế
liệu này nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng
và nếu đem xử lí chất thải thì chi phí sẽ rất lớn. Ngày nay, đã có nhiều hướng
nghiên cứu sử dụng phế liệu tôm để sản xuất các chế phẩm có giá trị quan trọng như
chitin-chitosan, Asthaxanthin.
1.1.2 Thành phần hóa học của phế liệu tôm
Trong phế liệu tôm có chứa những thành phần quan trọng có giá trị như
protein, chitin, canxi cacbonate…Tỷ lệ giữa các thành phần này không ổn định,
chúng thay đổi theo giống, loài, đặc điểm sinh thái, mùa vụ…Thành phần hoá học
cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng được nghiên cứu bởi Trang Sĩ Trung (2009)
thể hiện trong bảng 1.1.

4



Bảng 1.1 Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng
STT Thành phần Hàm lượng
1 Độ ẩm (%) 77,5 ± 1,2

2 Hàm lượng tro tổng số
a
(%) 24,6 ± 0,8

3 Hàm lượng chitin
a
(%) 18,3 ± 0,9

4 Hàm lượng protein
a
(%) 47,4 ± 1,8

5 Hàm lượng lipid
a
(%) 4,7 ± 0,3

6 Hàm lượng asthaxanthin
a
(ppm) 130 ± 13,9

a
: Tính theo chất khô tuyệt đối

 Protein: Protein đầu tôm thường tồn tại ở 2 dạng chính là dạng tự do (có
sẵn trong nội tạng và phần cơ thịt còn sót lại gắn với đầu tôm) và dạng liên kết với
chitin hoặc canxi carbonate như một phần thống nhất của vỏ đầu tôm.
 Chitin: Chiếm khối lượng lớn (18,3%). Tồn tại dưới dạng liên kết với
protein, khoáng và những hợp chất hữu cơ khác.
 Hệ enzyme: Trong đầu tôm có chứa hệ enzyme hoạt động mạnh đặc biệt là
ở nội tạng, do đó rất dễ bị hư hỏng. Một số enzyme ở đầu tôm gồm:
- Protease: Là enzyme chủ yếu trong đầu tôm, phân giải protein thành
acid amin.
- Lipase: phân giải lipid thành glyceryl và acid béo
- Tyrosinase: khi có mặt của oxi không khí sẽ biến đổi tyrosine thành
melanin có màu đen ảnh hưởng tới giá trị cảm quan và chất lượng sản phẩm.
 Chất ngấm ra ở đầu tôm: Trimethylamin (TMA), Trimethylamin oxyt
(TMAO), ure, các acid amin tự do…
Ngoài các thành phần trên trong đầu tôm còn có một lượng nhỏ lipid, photpho
và sắc tố.
Như vậy, phế liệu đầu tôm vừa là nguồn giàu chitin (11% trọng lượng khô)
vừa là một nguồn protein tốt (50 – 60% trọng lượng khô), có nhiều giá trị dinh
dưỡng và nguồn enzyme.

5



Qua bảng phân tích thành phần phế liệu tôm (Bảng 1.2) cho thấy hàm lượng
protein trong phế liệu tôm là khá lớn và như chúng ta đã biết protein có rất nhiều
ứng dụng trong thực tế. Vì vậy việc thu hồi lượng protein từ phế liệu đầu tôm là rất
có nghĩa.
1.1.3 Enzyme protease của tôm [6].
Các enzyme tiêu hóa, đặc biệt các enzyme tiêu hóa ở protein ở giáp xác nói

chung và ở tôm nói riêng khá giống với enzyme có trong dạ dày của cá. Protease
của tôm không có dạng pepsin, chủ yếu ở dạng trypsin hoặc protease serin dạng
trypsin và có khả năng hoạt động rất cao. Ngoài ra còn có enzyme chymotrypsin,
astacine, collagenase…
Protease của tôm cũng như các loài động vật thủy sinh khác là các protease nội
bào, nó tập trung nhiều nhất ở cơ quan tiêu hóa, sau đó đến nội tạng và cơ thịt. Đặc
biệt ở tôm do đặc điểm hệ tiêu hóa nội tạng nằm ở phần đầu nên hệ enzyme sẽ tập
trung nhiều nhất ở phần đầu sau đó đến các cơ quan khác. Các enzyme có tác dụng
thủy phân protein, tính đặc hiệu rộng rãi, không chỉ thủy phân các liên kết peptide
mà còn thủy phân cả liên kết este, liên kết amin…. Phần lớn các enzyme thuộc
protease của tôm thường có tính chất chung của một protease:
- Hòa tan được trong nước, dung dịch nước muối sinh lý đệm phosphate
trung tính, đệm Tris-HCl và một số dung môi hữu cơ khác, nên dựa vào những đặc
tính này để tách chiết chúng.
- Bị kết tủa thuận nghịch bởi một số muối trung hòa (sulfate amonium),
ethanol, acetone…để thu nhận chế phẩm enzyme.
- Hoạt tính của enzyme có thể tăng hoặc giảm dưới tác dụng của các chất
hoạt hóa hay ức chế.
- Độ hoạt động của enzyme chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các yếu tố: Nhiệt độ,
pH môi trường.
Trypsin: Có nhiều trong dịch vị tụy tạng, có tác dụng mạnh với các loại
protid có phân tử lượng thấp ở các mối liên kết peptide, amit, este. Trypsin từ ruột
tôm có pH thích hợp là 7,8 ở 38
o
C.

6

Peptidase, ereptase, và các loại khác: Tham gia xúc tác thủy phân liên kết
peptide trong phân tử protein và các polypeptide. Khả năng tác dụng cũng như tính
đặc hiệu của các loại enzyme này tùy thuộc vào bản chất của các nhóm nằm liền kề
mối liên kết peptide.
Cacbonhydrase: Enzyme này xúc tác thủy phân các glucid và glucozit.
Hiện nay, có nhiều công trình trong và ngoài nước nghiên cứu về hệ enzyme
protease của tôm.
Phan Thị Trân Châu và cộng sự nghiên cứu protease trên tôm biển miền Bắc
Việt Nam cho thấy phạm vi hoạt động của chúng khá rộng từ pH 6 đến 9 và pH hoạt
động tối ưu là 7,5 và 8,5 [1].
Nguyễn Văn Lệ (1996) nghiên cứu về protease đầu tôm bộp cho thấy khi tách
protease đầu tôm qua cột lọc gel sephadex H – 75 thu được hai protease có nhiệt độ
thích hợp là 60
o
C và 50
o
C với pH tương ứng là 7,5 và 8,5. Tác giả còn cho thấy có
thể sử dụng protease đầu tôm bộp để thủy phân thu bột đạm từ phế liệu đầu tôm và
ứng dụng trong thủy phân cá [5].
Nguyễn Văn Truyền (2006) đã nghiên cứu chiết xuất protease từ đầu tôm càng
xanh Macrobrachium rosenbergii và thu được enzyme protease có nhiệt độ tối thích
là 55
o
C, pH tối thích là 8 [9].
Nguyễn Lệ Hà (2011) đã nghiên cứu tách chiết và ứng dụng enzyme protease
từ tôm sú Penaeus monodon vào chế biến thủy sản. Kết quả nghiên cứu đã phát
hiện hệ protease ở đầu và gan tụy tôm sú có ít nhất 5 loại khác nhau với phân tử
lượng từ 20.200 đến 40.200 Da, riêng đầu tôm còn có thêm hai protease với phân từ
lượng là 49.200 và 76.000 Da. Ba protease chiếm vai trò hoạt động chủ đạo có phân
tử lượng 20.200 đến 25.000 Da. Protease tôm sú bền nhiệt, có nhiệt độ tối thích là

62
o
C, pH hoạt động tối ưu là 7,5 với nồng độ muối ăn NaCl thích hợp cho hoạt
động là 1%. Hoạt động của protease gan tụy và đầu tôm giảm khi có mặt của một số
ion kim loại, đặc biệt là Hg
2+
. Ion Mn
2+
làm tăng hoạt tính của protease tôm sú [2].
Trên thế giới, các nhà nghiên cứu cũng dành sự quan tâm đến khía cạnh này.
Doek S.N và các cộng sự cho biết protease của thịt tôm he Ấn Ðộ (P.inducus) là

7



một protease kiềm, hoạt động cực đại ở pH 8,0 bền với nhiệt, hoạt động phụ thuộc
vào ion kim loại [11].
Shann Tzong Jiang và cộng sự đã tách chiết được Cathepsin D từ một loài tôm
nuôi ở Ðài loan, đồng thời cũng xác định được nhiệt độ, pH tối thích cho enzyme
này hoạt động, cũng như các yếu tố hoạt hóa và ức chế [17], [18].
1.1.4 Các phương pháp thu nhận protein từ phế liệu tôm
Để tách protein hiện nay người ta dùng các phương pháp sau:
 Phương pháp cơ học
Sử dụng lực cơ học để tách một phần protein ra khỏi nguyên liệu vỏ, đầu tôm.
Đầu tôm còn tươi được rửa sạch, sau đó đem ép bằng trục lăn hoặc trục vít, thu hồi
dịch protein và bảo quản. Phương pháp này cho hiệu quả thu hồi không cao và
thường được dùng kết hợp với phương pháp khác.
 Phương pháp hóa học
Phương pháp này sử dụng NaOH với các nồng độ khác nhau để khử protein

trong phế liệu. Ưu điểm của phương pháp là đơn giản, không đòi hỏi máy móc thiết
bị phức tạp, dễ áp dụng trên quy mô lớn. Tuy nhiên hạn chế của phương pháp này là
gây ô nhiễm môi trường do dịch thải thường chứa kiềm, một phần protein và các
sản phẩm thủy phân; hơn nữa sản phẩm protein bị hạn chế do các phản ứng không
mong muốn do môi trường kiềm mạnh.
 Phương pháp sinh học
Phương pháp này dựa trên dựa trên hệ enzyme có sẵn trong nội tạng đầu tôm
hoặc bổ sung enzyme thương mại (từ vi sinh vật, thực vật, động vật) để thủy phân
protein đầu tôm thành các peptide, acid amin và thu hồi chúng. Có 2 phương pháp:
phương pháp ủ xi lô và phương pháp bổ sung enzyme protease
 Phương pháp ủ xi lô
Phương pháp này dựa trên hoạt tính của enzyme protease có sẵn trong phế liệu
tôm hoặc bổ sung từ ngoài vào. Sự hóa lỏng của mô tôm là kết quả của việc thủy
phân protein nhờ hoạt động của enzyme, ngoài ra còn được hỗ trợ bằng cách bổ

8



sung các acid hữu cơ. Chất lượng của protein thu được từ phương pháp này chủ yếu
phụ thuộc vào hàm lượng các acid amin quan trọng.
Trang Sĩ Trung và cộng sự (2009) ứng dụng ủ xi lô bằng acid formic đã loại
được 83,1% protein và 66,1% khoáng từ phế liệu tôm trong quá trình chế biến chitin.
 Phương pháp bổ sung enzyme protease
Phương pháp này giống như phương pháp ủ xi lô là đều dựa trên hoạt động
thủy phân của enzyme protease để thu hồi protein. Tuy nhiên để giảm thời gian thủy
phân người ta bổ sung hàm lượng nhất định enzyme protease nhằm tăng tốc độ thủy
phân trong hỗn hợp phế liệu tôm.
 Phương pháp hóa lý
Nguyên lý dựa trên việc kết tủa protein bằng cách dùng acid để điều chỉnh pH

dung dịch chứa protein về điểm đẳng điện của protein (pH = 4 – 5,5), sau đó dùng
các phương pháp lắng, lọc để thu hồi protein. Ưu điểm của phương pháp là đơn
giản, dễ tiến hành, có thể thu hồi với hiệu suất cao, có thể ứng dụng thu hồi protein
trong nước thải của các nhà máy chế biến thực phẩm và chế biến thủy sản.
1.1.5 Các nghiên cứu về việc thu hồi protein bằng enzyme
 Trên thế giới
Trên thế giới, vấn đề thu hồi protein từ phế liệu tôm bằng enzyme thủy phân
đã được nghiên cứu từ lâu (Simpson và Haard, 1985; Synowiecki và Al-Khateeb,
2000; Mizani và cộng sự, 2005). Các enzyme như Alcalase đã được sử dụng để thủy
phân protein từ phế liệu tôm (Chabeaud, Guerard, Laroque & Dufosse, 2007;
Mizani, Aminlari, 2005) và trypsin, papain, pepsin (Synowwiecki & Al-Khateeb,
2000; Chakrabarty, 2002), neutrase và protease (Rutanapornvareeskul, 2006).
Gildberg và Stenberg, 2001 thu được 68,5% protein từ phế liệu tôm Pandalus
borealis sau 2 giờ thủy phân với enzyme Alcalase.
Whenhong Cao và cộng sự, 2008 đã nghiên cứu thu hồi protein từ phế liệu đầu
tôm thẻ chân trắng bằng cách cho đầu tôm tự thủy phân, điều chỉnh nhiệt độ bằng
cách nâng nhiệt từ 40 – 70
o
C, cứ sau 30 phút thì tăng lên 5
o
C, giữ ở pH tự nhiên.
Kết quả cho thấy tại điều kiện nhiệt độ 40
o
C, 50
o
C, 60
o
C thì hàm lượng protein thu

9

hồi tương ứng là 43,6%, 73,6%, 87,4%. Và kết quả cũng chỉ ra rằng khi nhiệt độ
tăng từ 45
o
C – 60
o
C là nhiệt độ mà enzyme nội tại hoạt động mạnh nhất thì độ thủy
phân (DH) tăng từ 0 – 48% sau 180 phút khi nâng nhiệt dần lên, lượng protein thu
hồi cao nhất là 87,4% tại 60
o
C.
Józef Synowiecki và cộng sự, 1999 nghiên cứu ứng dụng Alcalase để khử
protein của phế liệu vỏ tôm Crangon crangon nhằm thu hồi chitin và protein. Ban
đầu vỏ tôm Crangon crangon được khử khoáng sơ bộ bằng dung dịch HCl 10%,
20
o
C, 30 phút và khử protein bằng enzyme Alcalase, 55
o
C, pH 8,5. Độ thủy phân
DH cao nhất là 30%, dịch thủy phân thu được có chứa 63% protein so với hàm
lượng chất khô tuyệt đối.
 Ở Việt Nam
Trước đây, nguồn phế liệu tôm chủ yếu được cung cấp cho các nhà máy chế
biến thức ăn gia súc nhỏ lẻ. Vỏ, đầu tôm đã được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi với
các phương pháp truyền thống như: Sấy khô hoặc phơi nắng sau đó đem xay mịn bổ
sung vào thức ăn chăn nuôi. Việc sấy khô đòi hỏi năng lượng lớn, tốn kém. Phơi
nắng thì phụ thuộc vào thời tiết, mất vệ sinh và gây ô nhiễm môi trường.
Trong những năm gần đây, ngoài việc tận dụng phế liệu tôm thẻ để sản xuất

chitin – chitosan người ta còn nghiên cứu thu hồi lượng protein có giá trị trong các
quy trình sản xuất chitin – chitosan.
Đặng Thị Hiền (2008) đã sử dụng enzyme Alcalase để thủy phân phế liệu tôm
và tận thu protein, asthaxanthin trong công nghệ sản xuất chitin – chitosan. Quá
trình được tiến hành ở điều kiện nhiệt độ 54
o
C, 8 giờ, tỉ lệ enzyme bổ sung 0,22%,
pH 8, tỷ lệ nước/ nguyên liệu là 1/1. Kết quả thu được 52,7% protein.
Trang Sĩ Trung (2009) đã sử dụng enzyme Flavourzyme trong quy trình sản
xuất chitin nhằm tận thu hỗn hợp protein và asthaxanthin có tỷ lệ thu hồi hàm lượng
chất khô cao, tăng hơn 20%, chất lượng chitin, chitosan cao hơn so với phương
pháp hóa học truyền thống. Hỗn hợp protein và asthaxanthin thu được có chất lượng
cao thể hiện qua hàm lượng protein và thành phần acid amin, có thể ứng dụng trong

10



chế biến thức ăn gia súc. Ngoài ra còn giảm ô nhiễm môi trường so với phương
pháp hóa học.
Vũ Ngọc Bội, Vũ Thị Hoan (2004), đã sử dụng protease đầu tôm sú để cải
thiện khả năng chiết tách chất mùi từ phế liệu tôm và ghẹ.
Trần Lê Minh (2010), nghiên cứu sử dụng 3 loại enzyme Alcalase,
Flavourzyme và Protamex trong quá trình thu nhận phức hợp carotenoprotein từ phế
liệu đầu tôm.
Trần Thị Luyến và Đỗ Thị Bích Thủy (2006), cũng đã nghiên cứu sử dụng
Lactobacillus plantarum lên men đầu tôm sú để thu hồi chitin.
1.2 Tổng quan về chất chống oxi hóa
1.2.1 Khái quát chung về gốc tự do và chất chống oxi hóa
1.2.1.1 Gốc tự do, và sự oxy hoá.

 Gốc tự do
Nguyên tử là thành phần cơ bản nhất cấu tạo nên vật chất. Một nguyên tử bao
gồm một hạt nhân và các Nơtron. Thông thường, một cặp electron bay trên một quỹ
đạo quanh hạt nhân, giống như các hành tinh quay quanh Mặt trời.
Phân tử bao gồm các nhóm nguyên tử gắn kết với nhau bởi hoạt động của các
cặp electron này. Đôi khi trong quá trình phản ứng hóa học, một electron bị kéo ra
khỏi chỗ cố hữu của nó trong phân tử, và tạo thành một gốc tự do. Về bản chất, gốc
tự do là một electron độc thân. Các gốc tự do rất không ổn định và nhạy cảm.
Chúng tìm kiếm những electron khác để hình thành một cặp electron mới. Các gốc
tự do gây hại khi chúng kéo những electron từ các tế bào.
 Sự oxi hóa
Sự oxi hóa là loại phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển sang chất
oxi hóa, có khả năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá hủy tế
bào sinh vật.
Trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm, sự oxy hóa là nguyên nhân
hạn chế thời gian bảo quản thực phẩm.

11



1.2.1.2 Chất chống oxi hóa
Chất chống oxi hóa là một loại hóa chất giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá
trình oxi hóa chất khác. Chất chống oxi hóa ngăn chặn sự phá hủy tế bào sinh vật
bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxi hóa bằng cách oxi hóa chính chúng.
Do đó, người ta thường dùng các chất khử (như thiol hay polyphenol) làm chất
chống oxi hóa.
Cho đến cách đây 10 – 15 năm vẫn chưa có nhiều nhà nghiên cứu khảo sát về
gốc tự do và chất chống oxy hóa. Năm 1959, chỉ có vài chuyên gia nghiên cứu về
vai trò của các dưỡng chất chống oxy hóa trên tuổi tác, ung thư, bệnh tim mạch và

đối với sức khỏe nói chung. Ngày nay có đến hàng nghìn nhà khoa học nghiên cứu
về vấn đề này.
Cơ chế hoạt động của chất chống oxi hóa như sau:

Hình 1.1 Cơ chế hoạt động của chất chống oxi hóa [22]
Chất chống oxi hóa liên quan đến công nghệ thực phẩm, ngoài ra còn liên
quan đến sinh học và y học bởi vì nó bảo vệ con người trước những tác hại của phản
ứng oxi hóa. Trong thực phẩm, chất chống oxi hóa thường được hiểu là chất ngăn
chặn các gốc tự do gây ra phản ứng oxi hóa lipid. Tuy nhiên trên thực tế gốc tự do
không những chỉ gây tác hại đến lipid mà còn cả protein, DNA, và các chất khác. Vì

12



vậy, chất chống oxi hóa được định nghĩa rộng hơn là tất cả những chất mà khi ta bổ
sung với một hàm lượng nhất định vào đối tượng dễ bị oxi hóa thì sẽ ngăn chặn
đáng kể phản ứng oxi hóa xảy ra [10]. Những đối tượng dễ bị oxi hóa ở đây bao
gồm thực phẩm, các tế bào sống, protein, lipid, DNA… Định nghĩa này nhấn mạnh
hơn tầm quan trọng của các chất chống oxi hóa.
Một số chất chống oxi hóa tự nhiên được kể đến như: acid ascorbic,
tocopherol, carotene, Flavanone và flavonol. Ngoài ra còn có các chất chống oxy
hóa tổng hợp thường được sử dụng là: BHT (Butylated hydroxytoluen), BHA
(Butylate hydroxyanisole), tocopherol tổng hợp, TBHQ (Tertbutyl hydroquinone),
dodecyl gallate, propyl gallate, ascorbyl palmitate…
1.2.2 Các phương pháp xác định hoạt tính chống oxi hóa
Để xác định hoạt tính chống oxi hóa của một chất có nhiều phương pháp khác
nhau như: phương pháp dựa trên các phản ứng phức tạp, phương pháp dựa trên cơ
chất, phương pháp dựa trên những phân tử dò, hay dựa trên các điều kiện phản
ứng… Tuy nhiên, chúng có thể được chia thành 2 nhóm là HAT (Hydrogen Atom

Transfer) và ET (Electron Transfer).
1.2.2.1 Các phương pháp HAT
Phương pháp này dựa trên cơ sở trao đổi nguyên tử Hydrogen. Chất oxi hóa và
cơ chất cạnh tranh gốc peroxyl của các hợp chất azo (R-N=N-R). Một số phương
pháp dựa theo nguyên lý này gồm:
- ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity ): Khả năng hấp thụ gốc oxy
- TRAP ( Total Radical Trapping Antioxidant Parameter) :
 Phương pháp làm mất màu Crocin
 IOU (Inhibited Oxygen Uptake) : Ức chế sự hấp thu oxy
 Phương pháp dựa trên sự kìm hãm quá trình oxi hóa acid linoic
 Phương pháp dựa trên sự ức chế quá trình oxi hóa các Lipoprotein tỷ trọng
thấp (LDL).


13



1.2.2.2 Các phương pháp ET
Nguyên lý của các phương pháp này là dựa trên sự trao đổi electron để xác
định khả năng chống oxi hóa của một chất.
Probe (chất oxi hóa) + e (từ chất chống oxi hóa)  chất oxi hóa đã bị khử + chất
chống oxi hóa bị oxi hóa
Chất oxi hóa lấy 1 electron từ chất chống oxi hóa làm thay đổi màu sắc của
chất oxi hóa (probe). Mức độ thay đổi màu sắc liên quan đến nồng độ chất chống
oxi hóa. Khi nồng độ chất oxi hóa giảm thì màu sắc giảm. Phản ứng kết thúc khi
không có sự thay đổi màu sắc. Sự hấp thụ giảm dần theo đường cong phản ánh khả
năng chống oxi hóa của chất chống oxi hóa đang giảm.
 Phương pháp phenol tổng số dùng thuốc thử Folin – ciocalteu (FRC assay)
Phương pháp này đầu tiên được dành cho việc phân tích các protein nhờ hoạt

động của thuốc thử đối với tyrosine (có chứa một nhóm phenol). Nhiều năm sau,
Singleton và đồng nghiệp mở rộng xét nghiệm này để phân tích tổng số phenol
trong rượu vang, kể từ sau đó người ta đã ứng dụng rộng rãi phương pháp này.
Phương pháp này được tiến hành bằng cách đun sôi trong 10 giờ hỗn hợp
sodium tungstate (NaWO
4
.2H
2
O, 100g), sodium molybdate (Na
2
Mo
4
.2H
2
O, 25g),
HCl (100ml), H
3
PO
4

85% (50ml), và H
2
O (700ml). Sau khi sôi, cho thêm vào hỗn
hợp lithium sulfate (Li
2
SO
4
.4H
2
O, 150g) tạo thành dung dịch thuốc thử FC có màu

vàng đậm. Nếu có chất khử dung dịch sẽ chuyển thành màu xanh. Về bản chất
người ta cho rằng có sự chuyển electron từ các chất khử sang cho Mo (VI):
Mo (VI) + e Mo (V)
Không chỉ đặc hiệu với các hợp chất phenolic mà thuốc thử FC còn phản ứng với
các hợp chất không phải phenolic như vitamin C, Cu
2+
…Các hợp chất phenolic phản
ứng với FCR trong điều kiện pH = 10. Sự phân ly của một proton phenolic, tạo thành
anion phenolate, phản ứng với thuốc thử tạo thành dung dịch có màu xanh.
 Phương pháp TEAC (Trolox Equivalent Antioxidant Capacity)
Phương pháp này được báo cáo đầu tiên bởi Miller và Rice – Evan (1993). Do
tiến hành đơn giản nên phương pháp TEAC được sử dụng nhiều cho các nghiên cứu
trong phòng thí nghiệm về khả năng chống oxi hóa của các mẫu thực phẩm.

14



1.2.3 Tình hình nghiên cứu khả năng chống oxi hóa từ phế liệu thủy sản
 Trên thế giới
Ngoài hướng tận dụng phế liệu tôm để sản xuất chitin – chitosan, trên thế giới
đã có nhiều công trình nghiên cứu thu hồi dịch thủy phân protein có hoạt tính sinh
học cao, đặc biệt là khả năng chống oxi hóa.
Nghiên cứu của Gildberg & Stenberg, 2001 chỉ ra rằng sự thủy phân làm giảm
chiều dài của các chuỗi peptide, tạo ra nguồn di, tri peptide là một nguồn protein có
hoạt tính sinh học .
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về việc tận dụng nguyên liệu
còn lại trong quá trình chế biến tôm.
Các chất chống oxi hóa trong phế liệu vỏ tôm đã được nghiên cứu bởi
Seymour và Li (1996). Kết quả nghiên cứu cho thấy các chất chống oxi hóa trong

vỏ tôm là các protein mà đơn phân là các acid amin chứa gốc phenol trong đó các
acid amin sắp xếp theo một qui tắc nhất định [19].
Năm 2007, bằng các test thử về khả năng chống oxi hóa, một nhóm các nhà
nghiên cứu đã phát hiện ra chất chống oxi hóa có trong Mungoong, một món ăn
truyền thống của người Thái được làm từ dịch chiết phế liệu tôm. Qua nghiên cứu
người ta nhận thấy rằng Mungoong chứa chất chống oxi hóa. Dịch hòa tan từ sản
phẩm này có hoạt tính chống oxi hóa cao nhờ các test thử DDPH, khả năng bắt giữ
các gốc tự do ABTS và FRAP. Hoạt tính chống oxi hóa phụ thuộc vào nồng độ dịch
hòa tan từ sản phẩm này [20].
Năm 2008, S.J.Li, T.A. Seymour đã nghiên cứu ứng dụng chất chống oxi hóa
được chiết từ vỏ tôm vào việc bảo quản một loại cá mú (thường sống ở các rặng san
hô) nhằm chống sự mất màu và oxi hóa lipid của loài cá này. Kết quả cho thấy rằng
dịch chiết bằng dung môi ethanol từ phế liệu tôm khi được bổ sung vào mẫu bảo
quản lạnh sẽ có khả năng ngăn chặn sự biến màu của cá và phản ứng oxi hóa lipid
cũng xảy ra ít hơn so với các mẫu đối chứng. Tuy nhiên, các dịch chiết này thể hiện
khả năng chống oxi hóa thấp hơn so với các chất chống oxi hóa tổng hợp.

15



Năm 2009, nhóm các nhà khoa học người Thái Lan đã nghiên cứu sản phẩm
lên men truyền thống tôm và giáp xác (Kapi, Koong – Som and Jaloo). Kết quả
nghiên cứu chỉ ra rằng sản phẩm lên men này có hàm lượng protein cao và hầu hết
các sản phẩm có hoạt tính sinh học, đặc biệt là khả năng chống oxi hóa tự nhiên và
rất tốt cho sức khỏe [14].
 Ở Việt Nam
Từ trước đến nay, ở Việt Nam đã có nhiều đề tài nghiên cứu thu hồi các sản
phẩm trên phế liệu tôm. Tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu mới chỉ tập trung thu hồi
chitin – chitosan, chưa chú trọng đến việc tận thu các sản phẩm khác của phế liệu

tôm như protein, asthaxanthin. Đặc biệt là hoạt tính sinh học, hoạt tính chống oxi
hóa của dịch thủy phân protein đầu tôm chưa được quan tâm nhiều và hầu như đang
trong giai đoạn nghiên cứu bước đầu. Việc nghiên cứu về hoạt tính sinh học của
protein của phế liệu tôm trong quá trình thủy phân sẽ mở ra hướng kết hợp thu
protein có hoạt tính sinh học với sản xuất chitin – chitosan và ứng dụng vào lĩnh
vực y học, thực phẩm, làm tăng hiệu quả kinh tế trong sản xuất.
1.2.4 Ứng dụng của chất chống oxi hóa trong thực phẩm
Nhu cầu sử dụng thực phẩm của con người ngày càng tăng cao cùng với nó là
các đòi hỏi về chất lượng thực phẩm cũng tăng lên. Để đáp ứng được những nhu
cầu đó thì trong công nghiệp chế biến và bảo quản cần hạn chế những biến đổi trong
đó có quá trình oxi hóa gây ảnh hưởng nhiều đến giá trị cảm quan và giá trị dinh
dưỡng của thực phẩm. Vì vậy, sử dụng hợp lý các chất chống oxi hóa là rất cần
thiết. Chất chống oxi hóa là một loại phụ gia giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá
trình oxi hóa chất khác bằng cách khử đi các gốc tự do và oxi hóa chính chúng.
Trước đây người ta thường sử dụng các chất chống oxi hóa tổng hợp, trong đó một
số chất được cho là có nguy cơ gây ung thư và các bệnh về tim mạch. Ngày nay
người ta hướng đến việc sử dụng các chất chống oxi hóa có nguồn gốc từ tự nhiên,
các chất này an toàn hơn so với chất chống oxi hóa tổng hợp.
1.3 Tổng quan về enzyme protease
1.3.1 Phân loại và đặc điểm các loại enzyme protease
Nhóm enzyme protease xúc tác quá trình thuỷ phân liên kết liên kết peptit (-
CO-NH-)
n
trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối cùng là các axit

16



amin. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân liên kết este và vận

chuyển axit amin.

Hình 1.2 Mô hình enzyme Protease thủy phân phân tử Protein
Protease (peptidase) thuộc phân lớp 4 của lớp thứ 3 (E.C.3.4).
















Hình 1.3 Phân loại enzyme protease [8]
Theo Barret và Donald (1956), Protease được phân chia thành hai nhóm lớn là
nhóm endopeptidase và nhóm exopeptidase.
Peptidase (Protease)
(E.C.3.4)
Exopeptidase
(E.C. 3.4.11-17)
Endopeptidase
(E.C. 3.4.21-99)
Aminopeptidase

Carboxypeptidase
Serine proteinase
Cystein proteinase
Aspartic proteinase
Metallo proteinase

17



 Nhóm 1: Endopeptidase là các enzyme phân giải các liên kết nằm trong
mạch polypeptide. Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia
thành 4 nhóm:
+ Serin proteinase: Là những proteinase chứa nhóm –OH của gốc serine trong
trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của
enzyme. Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: chymotrypsin và subtilisin. Nhóm
chymotrypsin bao gồm các enzyme động vật như chymotrypsin, trypsin, elastase.
Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn như subtilisin Carlsberg,
subtilisin BPN. Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính và
thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng.
+ Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt
động. Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vật như papain, bromelin,
một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng. Các cystein proteinase thường
hoạt động ở vùng pH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng.
+ Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin.
Nhóm pepsin bao gồm các enzyme tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin,
renin. Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và
thường hoạt động mạnh ở pH trung tính.
+ Metallo proteinase: Metallo proteinase là nhóm proteinase được tìm thấy ở
vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn. Các metallo proteinase

thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của
EDTA.
 Nhóm 2: Exopeptidase. Các enzyme thuộc nhóm này có khả năng thủy
phân liên kết peptide ngoài cùng của chuỗi polypeptide hoặc đầu acid amin, hoặc
đầu cacboxyl, tuần tự tách acid amin ra khỏi chuỗi polypeptide. Dựa vào vị trí tác
động trên mạch polypeptide, exopeptidase được phân chia thành hai loại:
+ Aminopeptidase: Xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của
chuỗi polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một
tripeptide.

18



+ Carboxypeptidase: Xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi
polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide.
Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm:
- Protease acid: pH 2 – 4
- Protease trung tính: pH 7 – 8
- Protease kiềm: pH 9 – 11
1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân
Quá trình thủy phân protein tùy theo mức độ thủy phân, thời gian thủy phân
mà thu được peptide hay acid amin. Quá trình thủy phân phế liệu tôm bằng
protease có nhiều yếu tố ảnh hưởng:
 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Do bản chất của enzyme là protein nên sự thay đổi về nhiệt độ thường ảnh
hưởng tới hoạt tính enzyme và enzyme chỉ thể hiện hoạt tính cao nhất ở một giới
hạn nhiệt độ nhất định. Thông thường đối với đa số enzyme thì nhiệt độ thích hợp
nằm trong khoảng 40
o

C – 50
o
C, ở nhiệt độ lớn hơn 70
o
C đa số enzyme bị bất hoạt.
Do vậy, nhiệt độ 70
o
C được coi là nhiệt độ tới hạn của enzyme.
Theo quy luật của các phản ứng hóa học thông thường trong khoảng nhiệt độ
mà enzyme chưa bị biến tính, khi tăng nhiệt độ lên 10
o
C thì vận tốc phản ứng của
enzyme tăng lên 1,4 – 2 lần. Khi bắt đầu có sự biến tính protein thì xảy ra 2 hiện
tượng: Một mặt vận tốc phản ứng vẫn tăng theo sự tăng nhiệt độ, mặt khác vận tốc
biến tính protein xảy ra nhanh hơn. Kết quả vận tốc phản ứng giảm dần cho tới khi
đình chỉ hoàn toàn.
Nhiệt độ tối thích cho một enzyme không phải là hằng số mà nó phụ thuộc vào
nhiều yếu tố: cơ chất, pH môi trường, nồng độ enzyme…
 Ảnh hưởng của pH môi trường
pH có ảnh hưởng rất lớn tới vận tốc phản ứng enzyme, mỗi enzyme chỉ hoạt
động thích hợp nhất ở một pH xác định gọi là pH hoạt động tối thích của enzyme.
pH tối thích của đa số enzyme nằm trong vùng acid yếu, kiềm yếu hoặc trung tính,
chỉ một số ít hoạt động trong vùng acid mạnh hoặc kiềm mạnh. Phế liệu tôm có thể
bị thủy phân bởi enzyme protease có sẵn trong đầu tôm vì thế chúng ta phải chọn
enzyme nào đóng vai trò là enzyme chính xúc tác cho quá trình thủy phân để tạo