nghiên cứu quá trình thủy phân dịch ép đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme protamex

i

LỜI CẢM ƠN
Đồ án này là chuyên khảo mang tính tổng hợp cuối cùng của thời sinh viên, để
tôi hoàn thành chương trình đại học của mình. Đây cũng như một cơ hội cuối cùng để
tôi có thể bày tỏ tấm lòng của mình đến với những người luôn trong suy nghĩ của tôi.
Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành và kính trọng đến với Th.S Ngô Thị
Hoài Dương - người đã tận tình hướng dẫn, góp nhiều ý kiến quý giá, thiết thực và
đã để lại trong tôi bao kỉ niệm đẹp trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy, cô Viện công nghệ sinh học & môi
trường, Bộ môn hóa sinh – vi sinh thực phẩm – Khoa chế biến - Trường Đại học
Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành đề tài. Đồng
gửi đến những người thân, bạn bè đã chân thành giúp đỡ và gắn bó với tôi trong
suốt quãng đời sinh viên.
Xin chúc Bố mẹ, các Thầy cô và những người đã đồng hành cùng tôi lời
chúc sức khoẻ và có nhiều niềm vui trong thời gian sắp tới.

Nha Trang, tháng 07 năm 2010
Sinh viên thực hiện


Đào Thị Tuyết Mai
ii

MỤC LỤC.


LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC. ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG. v

DANH MỤC HÌNH. vi
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2
1.1. PHẾ LIỆU TÔM VÀ KHẢ NĂNG TẬN DỤNG 2
1.1.1 Xuất khẩu tôm ở Việt Nam và tận dụng phế liệu 2
1.1.2. Thành phần tính chất của phế liệu tôm 6
1.1.3. Biện pháp sử dụng phế liệu tôm tại Việt Nam 7
1.2. ENZYME PROTEASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ PHẾ LIỆU 14
1.2.1 Đặc tính của Enzyme protease 14
1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của Enzyme protease. 15
1.2.3 Nguồn thu nhận Enzyme protease 20
1.2.4 Ứng dụng của Enzyme protease trong xử lý phế liệu 23
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 29
2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 29
2.1.1 Dịch đầu tôm. 29
2.1.2 Enzyme Protamex 29
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 30
2.2.1 Phương pháp thu nhận mẫu 30
2.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 31
2.2.2.1 Xác định hiệu suất thu dịch ép 33
2.2.2.2 Xác định thành phần hóa học cơ bản của dịch tôm. 34
2.2.2.3 Xác định chế độ thủy phân dịch tôm. 35
iii

2.2.3 Phương pháp xác định các chỉ tiêu 37
2.2.4 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu. 37
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. 38
3.1 Hiệu suất thu dịch ép đầu tôm từ phế liệu 38
3.2 Thành phần hóa học cơ bản của dịch tôm thẻ. 39
3.3 Kết quả nghiên cứu hiệu quả thủy phân dịch tôm bằng Enzyme Protamex. 40

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 49
4.1 Kết luận. 49
4.2 Đề xuất ý kiến 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 50
PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.
KL : Khối lượng.
HL : Hàm lượng.
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam.
NL : Nguyên liệu.
TP : Thủy phân.
v

DANH MỤC BẢNG.
Bảng 1.1 Thành phần trọng lượng của tôm (%) 4
Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm theo qui hoạch thực nghiệm với biến ảo của quá trình
thủy phân bằng enzyme Protamex 36
Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm tại tâm phương án 36
Bảng 3.1. Thành phần hóa học cơ bản của dịch tôm thẻ chân trắng 39
Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm ma trận quy hoạch thực nghiệm 41
Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm tại tâm phương án 42
Bảng 3.4 Kết quả kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số phương trình hồi quy 43
Bảng 3.5 Bảng kết quả kiểm định sự tương thích của phương trình hồi quy. 43
Bảng 3.6 Kết quả tối ưu hóa quá trình thủy phân dịch ép đầu tôm bằng Enzyme
Protamex 46
vi

DANH MỤC HÌNH.

Hình 1.1 Cấu trúc chitin 7
Hình 1.2 Cấu trúc chitosan. 8
Hình 1.3 Chất kìm hãm cạnh tranh. 17
Hình 1.4 Chất kìm hãm không cạnh tranh 18
Hình 1.5 Chất kìm hãm hỗn tạp. 18
Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát. 31
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hiệu suất thu dịch ép đầu tôm 33
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng chất khô trong dịch tôm 34
Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng khoáng tổng số trong dịch
tôm 35
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng protein trong dịch tôm. 36
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đạm acid amin trong dịch
tôm 37
Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất thu dịch ép 38
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn mức độ thủy phân protein ở các điều kiện. 46
Hình 3.3 Quy trình thủy phân dịch đầu tôm bằng Enzyme Protamex đề xuất 48



1

LỜI MỞ ĐẦU
Ngành chế biến thủy sản trong nước và trên thế giới hàng năm đã thải ra một
lượng lớn các phế liệu. Trước đây nó được xem và xử lý như một loại chất thải. Chi
phí xử lý lượng phế liệu này rất lớn nhưng hiệu quả xử lý thì không cao và kết quả
nó vẫn ảnh hưởng đáng kể đến môi trường. Ngày nay khoa học phát triển, nhiều
nghiên cứu đã cho thấy được giá trị của nguồn phụ phế phẩm thủy sản và việc
nghiên cứu sản xuất, ứng dụng các sản phẩm sản xuất từ nguồn phế liệu này ngày

càng được đẩy mạnh. Điều này không chỉ đem lại nguồn lợi ích to lớn cả về kinh tế
mà còn cả lợi ích xã hội và đặc biệt giải quyết được vấn đề môi trường.
Một trong những phế liệu thủy sản có sản lượng rất lớn và có chứa nhiều hợp
chất giá trị cao đó là phế liệu từ tôm. Phế liệu tôm đã được sử dụng là nguyên liệu
sản xuất chitin – chitosan có ứng dụng lớn trong nhiều ngành như công nghiệp,
nông nghiệp, y học, thực phẩm ngoài ra phế liệu đầu tôm còn ứng dụng để thu bột
đạm sản xuất thức ăn chăn nuôi nâng cao giá trị dinh dưỡng hay thu các chế phẩm
Enzyme nội tạng ứng dụng trong quá trình thủy phân. Theo nghiên cứu cơ bản cho
thấy trong phế thải tôm chứa một lượng dịch khá lớn và cụ thể là dịch đầu tôm có
chứa hàm lượng protein cao nhưng chưa được tận dụng. Đây là một nguồn lợi lớn
cần được nghiên cứu và ứng dụng. Vì thế em đã chọn đề tài “nghiên cứu quá trình
thủy phân dịch ép đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Protamex” để có thể áp
dụng kiến thức đã học nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số tới quá trình thủy
phân dịch đầu tôm, từ đó nâng cao hiệu suất thu hồi protein từ phế liệu tôm.
Nội dung đề tài:
- Tổng quan về enzyme protease và quá trình thủy phân protein.
- Xác định thành phần hóa học cơ bản của dịch ép đầu tôm thẻ chân trắng.
- Xác định các thông số tối ưu cho quá trình thủy phân dịch ép đầu tôm bằng
Enzyme Protamex .



2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 PHẾ LIỆU TÔM VÀ KHẢ NĂNG TẬN DỤNG
1.1.1 Xuất khẩu tôm ở Việt Nam và tận dụng phế liệu
* Xuất khẩu tôm ở Việt Nam
Thủy sản là một trong những mặt hàng xuất khẩu chính của xuất khẩu Việt
Nam. Trong số đó các sản phẩm từ tôm luôn chiếm vị trí rất quan trọng, hàng năm

kim ngạch xuất khẩu của các mặt hàng này đem lại lớn. Theo thống kê mới nhất của
FAO về xuất khẩu tôm sú trên thế giới, số liệu năm 2006, Việt Nam tiếp tục 4 năm
liền đứng thứ 1 về giá trị xuất khẩu, đạt 1,25 tỷ USD. Về sản lượng Việt Nam đứng
thứ 4, với 131,615 tấn sau Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia. ( VASEP)
Số liệu xuất khẩu tôm của Việt Nam cho thấy ngành này vẫn tiếp tục tăng
trưởng mặc dù 2009 là năm hết sức khó khăn do ảnh hưởng suy thoái kinh tế toàn
cầu. Theo Hải quan Việt Nam, đến hết tháng 11 của năm 2009, số liệu xuất khẩu
mặt hàng tôm đi các thị trường của Việt Nam đạt: 190.490,000 tấn, trị giá 1,518 tỷ
USD. Cả nước có hơn 300 doanh nghiệp tham gia xuất khẩu tôm, trong đó có 60
doanh nghiệp dẫn đầu chiếm hơn 80% kim ngạch; 120 doanh nghiệp có giá trị xuất
khẩu tôm hơn 1 triệu USD. Chủ yếu xuất cho các thị trường lớn như Nhật, Hoa Kỳ,
Úc, Anh, Belgium, Canada, Trung Quốc, Đức, Đài Loan và Nam Triều Tiên.
Về loài tôm, trên thị trường thế giới từ chỗ tôm sú là sản phẩm chủ lực và dẫn
đầu về giá trị xuất khẩu trong các mặt hàng thủy sản đông lạnh thì đến nay theo tính
toán của một số tổ chức thủy sản quốc tế tiêu thụ tôm thẻ chân trắng đang chiếm 2/3
tiêu thụ tôm toàn cầu. Năm 2009, xuất khẩu tôm được giữ vững, phần nhiều nhờ
công đóng góp của con tôm thẻ chân trắng. Tỷ lệ tôm thẻ chân trắng vẫn tiếp tục xu
hướng tăng dần lên trong cơ cấu chung bởi loại tôm này có năng suất cao, chất
lượng tương đương mà giá thành nuôi lại rẻ hơn. Hơn nữa người tiêu dùng trên thế
giới đang thắt chặt chi tiêu, cần mua tôm giá rẻ tôm thẻ chân trắng càng có lợi thế
bứt phá. Mặt khác Việt Nam có lợi thế ở thị trường tôm chân trắng cỡ nhỏ do có
nguồn lao động. Thống kê năm 2009 cho thấy, Nhật Bản gia tăng nhập khẩu tôm
chân trắng, chiếm 18% khối lượng, Mỹ thị trường nhập khẩu tôm chân trắng lớn
3

nhất chiếm 28%. Theo thống kê sơ bộ, xuất khẩu tôm thẻ chân trắng năm 2009 đạt
hơn 50,000 tấn với kim ngạch hơn 300 triệu USD.
Năm 2009, theo hiệp hội VASEP riêng ngành tôm đạt khối lượng xuất khẩu
gần 210 nghìn tấn với kim ngạch xuất khẩu trên 1,67 tỷ USD, so với năm 2008 tăng
9,4% về khối lượng và 3% về giá trị. Cũng theo tổng thư kí hiệp hội VASEP năm

2010 xuất khẩu tôm chân trắng của Việt Nam dự kiến đạt 500 triệu USD, sản lượng
đạt khoảng 150 000 tấn, tăng gấp đôi năm ngoái. Cùng với sự tăng nhanh sản lượng
xuất khẩu sản phẩm tôm ra thị trường thì nguồn phế liệu do ngành này tạo ra cũng
tăng lên nhanh chóng.
Theo thống kê của tổ chức Nông Lâm thế giới FAO thì sản lượng tôm trên thế
giới khoảng trên dưới 4 triệu tấn /năm. Hầu hết sản lượng tôm trên thế giới từ các
nước đang phát triển như: Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc, Ecudo, Malaysia, Ấn
Độ, và Indonexia. Theo đó đã tạo ra một lượng phế liệu tôm rất lớn, ước tính có
khoảng 1,6 triệu tấn/năm. [1]
Các sản phẩm tôm xuất khẩu rất đa dạng chủ yếu là sản phẩm:
- Tôm nguyên con (HOSO) cấp đông IQF.
- Tôm vỏ bỏ đầu (HLSO) cấp đông IQF, block.
- Tôm PDTO hấp cấp đông IQF (IQF CPTO).
- Tôm vỏ bỏ đầu hấp cấp đông IQF.
- Tôm PDTO hấp cấp đông IQF.
- Tôm PDTO NOBASHI.
- Tôm NOBASHI tẩm bột ( EBI FURAI).
- Tôm PD, PTO xẻ bướm tẩm bột.
- Tôm lột PTO ( bỏ đầu, bỏ vỏ còn đuôi) cấp đông IQF, block.
- Tôm lột PD ( bỏ đầu, bỏ vỏ, bỏ đuôi) cấp đông IQF, block.
- Tôm lột PTO xiên que đông IQF.
- Tôm lột PD xiên que đông IQF.
Phần lớn tôm được đưa vào chế biến dưới dạng tôm vỏ bỏ đầu hoặc tôm lột
PTO. Từ thực tế đó ta thấy chất thải rắn trong sản xuất sản phẩm từ tôm chủ yếu là
4

đầu và vỏ nhưng tỷ lệ đầu tôm cao hơn. Phần đầu thường chiếm 34 ÷ 45%, phần vỏ
10 ÷ 15% trọng lượng tôm nguyên liệu [10]. Sản lượng xuất khẩu tôm càng cao thì
phế liệu tôm thải ra càng lớn. Phế liệu đầu và vỏ tôm thường chiếm 50 – 70%
nguyên liệu ban đầu (Đỗ Văn Nam và cộng sự, 2005; Shahidi và Synowiecki, 1991).

Nguồn phế liệu này nếu biết tận dụng triệt để sẽ đem lại nguồn lợi nhuận khổng lồ.
Nó không chỉ đem lại giá trị kinh tế cao mà còn có ý nghĩa bảo vệ môi trường.
Bảng 1.1 Thành phần trọng lượng của tôm (%) [10]
Loại tôm Đầu tôm Vỏ tôm
He 29,80 10,00
Thẻ 28,00 9,00
Sú 31,40 8,90
Rằn 33,90 10,40
Gân 33,14 11,27
Chì 31,85 11,07
Bộp 31,55 12,15
Rảo 33,20 12,20
Vàng 31,75 13,07
Sắt 42,38 11,62
Càng 51,95 8,56
Hùm 63,40 5,50
Mũ ni 52,02 12,57

* Tận dụng phế liệu tôm.
Phế liệu tôm đã được nghiên cứu tận dụng khá sớm và việc tận dụng ngày càng
triệt để hơn. Có nhiều nghiên cứu thành công trong lĩnh vực này và bước đầu đã
được chuyển khai sản xuất thực tế khá hiệu quả trên nhiều nước. Những nghiên cứu
tận dụng phế liệu tôm được ứng dụng phổ biến hiện nay là sản xuất chitin – chitosan
và các dẫn xuất của nó, đồng thời thu hồi chất màu axtaxanthin, protein, khoáng
Các nước ở châu Á như Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nam và Ấn Độ việc chế
biến và xuất khẩu tôm phát triển nên khả năng sản xuất chitin và chitosan rất phong
5

phú. Theo số liệu thống kê của Viện Công nghệ châu Á (AIT), sản lượng khai thác
tôm của các nước Đông Nam Á là 900.000 tấn, một nửa trong số đó là phế thải. Các

phế thải cho đến nay chủ yếu bỏ phí, chỉ một lượng nhỏ được xuất sang Nhật Bản để
sản xuất chitosan làm phụ gia thức ăn. Lượng chitin ở tôm ở các vùng nhiệt đới
nhiều hơn 30-60% so với tôm ở các vùng khí hậu ôn hòa và khí hậu lạnh.
Hiện nay đi đầu trong lĩnh vực này là Nhật và Mỹ đã sản xuất theo thứ tự là
600 tấn/năm và 400 tấn/năm chitosan. Ngoài ra còn có các nước như Trung Quốc,
Ấn Ðộ, Pháp cũng sản xuất sản phẩm này nhưng với số lượng thấp (khoảng 2
tấn/năm).
Ở Việt Nam, tháng 6 năm 2002, dự án sản xuất thử chất chitosan bắt đầu được
thực hiện tại trường Đại học Thủy sản Nha Trang. Quy trình sản xuất chất chitosan
của trường Đại học Thủy sản khá đơn giản. Vỏ tôm, cua, ghẹ được đưa vào bể xử lý
- chúng là nguyên liệu để làm ra chất chitin. Từ chitin qua xử lý thu được chitosan
rất có giá trị. Phần lớn phế liệu tôm ở Việt Nam đều được dùng làm nguyên liệu để
sản xuất chitin – chitosan. Thực tế đã có nhiều công ty chuyên sản xuất các sản
phẩm chitin - chitosan như: công ty Phương Duy, khu công nghiệp và khu chế xuất
Cần Thơ, công ty TNHH kỹ nghệ sinh hóa Quốc Thành Việt Trung - những doanh
nghiệp tiên phong trong xử lý phế liệu thủy sản. Hàng năm tiêu thụ gần 30000 tấn
phế liệu thủy sản.
Tuy nhiên các công ty này phần lớn chỉ tập chung vào sản xuất chitin mà chưa
quan tâm đến việc thu hồi các phụ phẩm có giá trị như: protein, astaxanthin…Các
phụ phẩm này đặc biệt là protein khi thải ra ngoài cùng với các hóa chất xử lý sẽ gây
ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Vì vậy việc nghiên cứu tận thu lượng protein
trong phế liệu tôm là cần thiết, vừa nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu vừa góp
phần bảo vệ môi trường tốt hơn.
Ngoài ra phế liệu tôm được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi theo các phương
pháp truyền thống, làm thủ công. Hiện nay phế liệu tôm được sử dụng sản xuất thức
ăn chăn nuôi theo hướng cải tiến hơn. Nâng cao chất lượng sản phẩm và tận dụng
tối đa được giá trị của nguồn phế liệu tôm có sẵn.
6

1.1.2. Thành phần tính chất của phế liệu tôm

* Thành phần phế liệu tôm
Phế liệu tôm bao gồm đầu tôm, vỏ tôm và đuôi tôm. Ngoài ra trong quá trình
sản xuất còn có các dạng phế liệu như các mảnh tôm đứt gẫy, tôm biến đỏ, biến đen
nhưng số lượng ít. Chủ yếu vẫn là đầu tôm. Đối với tôm thẻ phế liệu đầu tôm chiếm
29%, phế liệu vỏ tôm chiếm 9%. Đầu tôm được loại bỏ qua quá trình sơ chế ngay
ban đầu. Vì vậy phế liệu đầu được tách riêng và tập trung còn vỏ tôm được loại qua
quá trình xử lý tùy theo từng dạng sản phẩm.
* Thành phần hóa học của đầu tôm
Thành phần hóa học chiếm tỷ lệ đáng kể trong đầu tôm là protein, chitin,
khoáng, enzyme và sắc tố. Trong đó hàm lượng protein lên chiếm tới trên 50%.
- Protein trong đầu tôm tồn tại ở 2 dạng:
+ Dạng tự do: dạng này tồn tại trong nội tạng tôm hay trong cơ thịt.
+ Dạng liên kết: đây là protein không hòa tan, thường liên kết với chitin,
calci carbonate, với lipid tạo thành lipoprotein, sắc tố tạo proteincarotenoid như
một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ tôm.
- Enzyme:
Trong đầu tôm chứa một lượng không nhỏ enzyme nội tại, đó là enzyme
protease. Nó tồn tại trong nội tạng nên chủ yếu nằm trong đầu tôm. Hoạt độ enzyme
protease của đầu tôm khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/g tươi. Ngoài ra còn có enzyme
alkaline phosphatesa, chitinase, -N-acetyl glucosamidase.
- Chitin: tồn tại dưới dạng liên kết với protein, khoáng và những hợp chất
hữu cơ khác.
- Khoáng: trong thành phần đầu tôm có chứa một lượng muối vô cơ, chủ yếu
là calci carbonate.
- Sắc tố: sắc tố trong đầu tôm cũng như vỏ tôm chủ yếu là astaxanthin. Chất
này kết hợp với protein một cách chặt chẽ. Nhờ liên kết này mà thành phần
astaxanthin trong vỏ được bảo vệ, khi liên kết giữa astaxanthin và protein không còn
nữa thì astaxanthin dễ dàng tách ra khỏi đầu tôm và bị oxy hóa thành astaxin.
7

1.1.3. Biện pháp sử dụng phế liệu tôm tại Việt Nam.
Sản lượng tôm xuất khẩu ngày càng tăng nhanh kéo theo nguồn phế liệu tôm
tạo ra càng lớn, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Giải quyết vấn đề này nước
ta bước đầu cũng đã có các nghiên cứu tận dụng phế liệu tôm:
* Sử dụng phế liệu tôm trong sản xuất chitin – chitosan.
Đây là biện pháp sử dụng phế liệu chính không chỉ ở Việt Nam mà hầu hết các
nước trên thế giới. Sử dụng phế liệu tôm sản xuất chitin chitosan mang lại lợi ích
kinh tế cao và có ý nghĩa lớn bởi những dụng tuyệt vời từ sản phẩm này.
Trong động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một số
động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn.
Chitin có cấu trúc thuộc họ polysaccharide, hình thái tự nhiên ở dạng rắn.
Nó là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza. Cấu
trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza. Trong động vật bậc cao monome
của chitin là một thành phần chủ yếu trong mô da nó giúp cho sự tái tạo và gắn liền
các vết thương ở da. Trong thực vật chitin có ở thành tế bào nấm họ zygenmyctes,
các sinh khối nấm mốc, một số loại tảo
Cấu tạo chitin:
Chitin được cấu tạo từ nhiều đơn vị N-acetyl--D glucosamin liên kết với nhau
thông qua cầu nối -1,4 glucoside. Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử,
liên kết với nhau bởi các cầu nối glucoside và hình thành một mạng lưới các sợi có
tổ chức.

Hình 1.1 Cấu trúc chitin.
Tính chất:
- Chitin có màu trắng.
8

- Không tan trong nước, trong môi trường kiềm, acid loãng và các dung môi
hữu cơ như: rượu, ether
- Tan tốt trong các dung dịch đặc nóng như NaOH, thioxianat Liti (LiSCN)

và thioxianat canxi Ca(SCN)
2
.
- Phản ứng với NaOH.
- Phản ứng với HCl.
- Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc thì chitosan được tạo
thành.
Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl nhưng tan được trong dung dịch
acid. Giống như cellulose chitosan là chất xơ, không giống chất xơ thực vật chitosan
có khả năng tạo màng và có các tính chất của cấu trúc quang học. Chitosan có khả
năng tích điện dương do đó nó có khả năng kết hợp với những chất tích điện âm như
chất béo, lipid và acid mật.
Cấu tạo:
Chitosan được cấu tạo từ nhiều đơn vị -D glucosamin liên kết với nhau bằng
liên kết -1,4 glucoside.

Hình 1.2 Cấu trúc chitosan.
Tính chất:
- Chitosan là polysacharide có đạm không độc hại, khối lượng phân tử lớn,
xốp nhẹ, không mùi vị.
- Chitosan có thể tồn tại ở hai dạng: ở dạng bột thì có màu trắng ngà, ở dạng
vảy thì có màu trắng hoặc hơi vàng.
- Chitosan có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước, trong kiềm nhưng tan
trong các acid loãng ( pH = 6), tạo dung dịch keo trong.
9

- Khi kết hợp chitosan với aldehyde trong điều kiện thích hợp sẽ hình thành gel.
- Có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 - 311
o
C.

Ứng dụng của chitin chitosan:
Chitin, chitosan và các dẫn xuất của chúng có nhiều đặc tính quý báu như: có
hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, có khả năng tự phân huỷ sinh học cao, không
gây dị ứng, không gây độc hại cho người và gia súc, có khả năng tạo phức với một
số kim loại chuyển tiếp như: Cu(II), Ni(II), Co(II) Do vậy chitin và một số dẫn
xuất của chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: Trong lĩnh vực xử lý
nước thải và bảo vệ môi trường, dược học và y học, nông nghiệp, công nghiệp, công
nghệ sinh học, trong công nghiệp thực phẩm như: là tác nhân kết hợp, gel hóa, tác
nhân ổn định…
- Trong y dược: từ chitosan vỏ cua, vỏ tôm có thể sản xuất ra một loạt các
dược phẩm có giá trị như: Glucosamin ( một dược chất quý dùng để chữa khớp đang
phải nhập khẩu ở nước ta), chito-olygosaccarid, chỉ phẫu thuật tự tiêu, kem chống
khô da, kem dưỡng da ngăn chặn tia cực tím phá hoại da, thuốc chữa bệnh viêm loét
dạ dày tá tràng, hay bào chế dược phẩm, thuốc giảm béo. Chế tạo kính áp tròng, làm
bọc nang thuốc. Chitosan còn được dùng làm da nhân tạo đắp lên vết thương rất
mau lành. Vải làm từ chitosan có tác dụng giải quyết vấn đề lây nhiễm vi khuẩn từ
môi trường, vi khuẩn bám vào vải chitosan sẽ bị tiêu diệt; người ta dùng vải
chitosan để may khẩu trang, áo blouse
Nhờ vào tính ưu việt của chitosan cộng với đặc tính không độc, hợp với cơ thể,
tự tiêu huỷ được, nên chitosan được ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả trong kỹ nghệ
bào chế dược phẩm, làm thuốc chữa bỏng, giảm đau, thuốc hạ cholesterol, thuốc
chữa bệnh dạ dày, chống đông tụ máu, tăng sức đề kháng, chữa xương khớp và
chống bệnh ung thư
- Trong công nghiệp: chitosan không chỉ có ứng dụng lớn trong lĩnh vực y
dược mà còn ứng dụng trong rất nhiều các ngành công nghiệp khác như: công
nghiệp giấy, dệt, xây dựng Cụ thể: vải col dùng cho may mặc, vải chịu nhiệt,
chống thấm. Vải chitosan dùng cho may quần áo diệt khuẩn trong y tế. Làm tăng độ
10

bền của giấy. Dùng làm thấu kính tiếp xúc. Góp phần tăng tính bền của hoa vải. Sử

dụng trong sản xuất sơn chống mốc và chống thấm.
- Trong nông nghiệp: chitosan dùng để bảo quản quả, hạt giống mang lại
hiệu quả cao. Ngoài ra nó còn dùng như một thành chính trong thuốc trừ nấm bệnh
(đạo ôn, khô vằn). Hay dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng cho lúa, cây
công nghiệp, cây ăn quả, cây cảnh…
- Trong phim ảnh: phim chitosan có độ nét cao.
- Trong công nghệ in ấn: chitosan được dùng làm mực in cao cấp trong
công nghệ in. Nó có tác dụng tăng cường độ bám dính của mực in.
- Trong công nghệ môi trường: chitosan ứng dụng xử lý nước thải công
nghiệp rất hiệu quả. Nó dùng để xử lý nước thải trong công nghiệp nhuộm vải và xử
lý nước trong công nghiệp nuôi tôm, cá.
- Trong công nghệ sinh học: chitosan được sử dụng là chất mang cố định
enzyme và cố định tế bào.
- Trong công nghệ thực phẩm: [20]
+ Chất làm trong: ứng dụng trong công nghiệp sản xuất nước quả.
Trong sản xuất nước quả, việc làm trong là yêu cầu bắt buộc. Chitosan là tác
nhân tốt loại bỏ đi đục, giúp điều chỉnh acid trong nước quả. Đối với dịch quả táo,
nho, chanh, cam không cần qua xử lý pectin, sử dụng chitosan để làm trong. Đặc
biệt nước táo, độ đục có thể giảm tối thiểu chỉ ở mức xử lý với 0.8 kg/ m3 mà không
gây ảnh hưởng xấu tới chỉ tiêu chất lượng của nó.
+ Sử dụng trong thực phẩm chức năng.
Chitosan có khả năng làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu và còn được
xem là chất chống đông tụ máu hiệu quả.
+ Thu hồi protein
Chất thải của trong công nghiệp sản xuất format có chứa lượng lớn lactose và
protein ở dạng hòa tan. Nếu thải trực tiếp ra ngoài nó gây ô nhiễm môi trường, còn
nếu xử lý nước thải thì tốn kém trong vận hành hệ thống mà hiệu quả kinh tế không
cao. Việc thu hồi protein trong chất thải này bằng chitosan được xem là biện pháp
11

làm tăng hiệu quả kinh tế của sản xuất format. Protein khi thu hồi được bổ sung vào
đồ uống, thịt băm, và các loại thực phẩm khác.
Ngoài ra còn sử dụng chitosan trong thu hồi các acid - amin trong nước của sản
xuất đồ hộp, thịt, cá…
+ Phân tách rượu - nước.
Chitosan đã được xử lý đặc biệt để tạo ra dạng màng rỗng. Màng này được sử
dụng trong hệ thống phản ứng đòi hỏi không dùng nhiệt độ không quá cao. Việc
phân tách này chỉ loại đi nước, kết quả là hàm lượng ethanol có thể lên đến 80 %.
+ Ứng dụng làm màng bao bảo quản hoa quả.
Lớp màng không độc bao quanh bên ngoài bao toàn bộ khu cư trú từ bề mặt
khối nguyên liệu nhằm, hạn chế sự phát triển vi sinh vật bề mặt - một nguyên nhân
chính gây thối hỏng thực phẩm.
Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, ức chế hoạt động
của một số loại vi khuẩn như E.Coli, diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt,
đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài.
* Sử dụng phế liệu tôm trong tách chiết astaxanthin.
Biện pháp này cũng là một hướng đi đem lại giá trị cao cho nguồn phế liệu tôm
tại Việt Nam.
Astaxanthin có công thức hoá học là dihydroxy -3, 3’ dioxo -4, 4’ -caroten,
một sắc tố thuộc dòng họ xanthophylle (carotenoid), kết tinh màu tím. Chất này hiện
diện trong các loài giáp xác (như cua, tôm càng, tôm sú, tôm hùm), cá hồi, cá tráp
hồng, một số cá có màu đỏ và trong lông của một số loài chim. Trong các loại giáp
xác thủy sản astaxanthin chủ yếu tập trung ở phần vỏ ngoài chiếm 58 ÷ 87% tổng
hàm lượng carotenoid. Nó thường tồn tại dưới dạng mono – hay di-ester với các
acid béo không no mạch dài, hoặc dưới dạng phức carotenoprotein của đồng phân
quang học (3S, 3’S). Hàm lượng astaxanthin trong vỏ tôm, cua thay đổi đáng kể tùy
theo loài ( từ 10 – 140mg/kg trọng lượng ướt).
12

Trong vỏ giáp xác astaxanthin tham gia vào trong thành phần của lipoprotein,

astaxanthin tồn tại ở dạng liên kết với protein và dễ bị tách ra dưới tác dụng của
nhiệt.
Astaxanthin có màu đỏ, hòa tan trong dung môi hữu cơ: ete, aceton, cồn và dễ
bị tách ra dưới tác dụng của nhiệt, oxy không khí.
Ứng dụng của astaxanthin:
- Sử dụng astaxanthin trong y dược là chủ yếu bởi những tác dụng to lớn của
nó như: chống oxy hóa, bảo vệ phospholipid của màng tế bào khỏi sự peroxid hóa.
Làm giảm triệu chứng của viêm loét dạ dày do Helicobacter pylori, tăng cường
miễn dịch cho cơ thể, ngăn ngừa tác nhân gây ung thư bàng quang, vòm họng. Hay
tác dụng hữu ích đối với tim mạch bằng cách thay đổi nồng độ LDL và HDL cũng
đồng thời làm giảm phản ứng viêm. Astaxanthin bảo vệ võng mạc khỏi bị oxy hóa,
cải thiện những tổn thương ở võng mạc. Ngoài ra astaxanthin còn có chức năng
chống lại các tia tử ngoại nhờ khả năng bắt giữ các gốc tự do hình thành do sự
quang hóa.
- Astaxanthin được dùng làm thức ăn tạo màu cho cá cảnh, làm tăng sắc tố
cho lòng đỏ trứng gà. Ngoài ra còn làm thức ăn của cá, tạo màu cần thiết cho một số
sản phẩm như cá ướp đông, cá khô, sản phẩm thủy phân, thịt cá hồi.
* Sử dụng phế liệu tôm trong sản xuất thức ăn chăn nuôi.
Tùy theo từng vùng mà nguồn phế liệu này được dùng làm thức ăn chăn nuôi ở
các dạng khác nhau. Ở Nha Trang thường là dạng tươi (phế liệu nghiền nhỏ) và làm
thức ăn cho tôm cá dưới dạng bột. Chất lượng bột phụ thuộc vào chất lượng phế liệu
và phương pháp chế biến. Tận dụng theo hướng này mới chỉ giải quyết được 1/3 số
phế liệu.
Có 2 phương pháp :
Ủ xilo: sử dụng hỗn hợp acid hữu cơ và vô cơ làm tăng tác dụng của enzyme,
khử trùng và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Sau khi ủ trung tính bằng kiềm
chất ủ được làm thức ăn chăn nuôi.
13

Sấy khô bằng nhiệt: phương pháp này đơn giản và có thể chế biến một lượng

lớn nhưng lại cho sản phẩm có chất lượng kém hơn.
Phương pháp sinh học: lên men lactic. Phế liệu nghiền nhỏ phối trộn cơ chất có
bổ sung vi khuẩn hoặc không rồi đem ủ được sản phẩm dạng sệt.
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 gây ô nhiễm môi trường. Cả hai phương pháp này không
loại được khoáng và chitin mà 2 chất này gây khó tiêu cho gia súc, gia cầm. Vậy
nếu lợi dụng tổng hợp phế thải này bằng cách tách riêng phần protein ở đầu tôm ra
phục vụ chăn nuôi, tách hợp chất màu (astaxanthin) để phục vụ công nghiệp nhuộm,
chế biến chitosan để phục vụ nông nghiệp, công nghiệp, mỹ phẩm, y tế thì giá trị
mang lại từ nguồn phế liệu tôm sẽ lớn hơn gấp nhiều lần so với chỉ đem phế liệu
tôm đi sấy khô hay phơi nắng nghiền bột cho gia súc, gia cầm. Nghiên cứu thủy
phân phế liệu tôm bằng Enzyme để tận dụng protein là một hướng đi cũng đang
được nhiều các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.
* Sử dụng phế liệu tôm sản xuất bột đạm đầu tôm
Bột đạm đầu tôm được sản xuất từ nguồn phế liệu tôm và những nguồn nguyên
liệu tôm chất lượng thấp như tôm đứt gẫy, tôm đã bắt đầu biến màu và tôm nhỏ, tôm
vụn. Đây là một nguồn protein động vật tốt cho gia súc. Bột đầu tôm có khoảng 33 –
34% protein, trong đó có 4 – 5% lyzin, 2,7% methionin. Ngoài ra bột đầu tôm
giàu canxi 5,2%, photpho 0,9% và các nguyên tố vi lượng khác.
Bột đầu tôm hiện nay được chế biến bằng cách thủ công. Nếu là tôm lớn thì
người ta dùng tay để bóc vỏ và đầu ra khỏi thân tôm. Phần thịt tôm được sấy hoặc
phơi khô là phần chính phẩm, còn phần vỏ và đầu được phơi nắng là phần phụ
phẩm được dùng cho chăn nuôi. Còn nếu là tôm loại nhỏ thì tôm được cho vào bao
50 kg rồi dùng cây để đập dập cho đầu tôm tách khỏi thân tôm. Phần thân tôm được
tách riêng bằng cách cho tất cả lên một sàn lớn, rồi dùng tay chà xát để tách riêng ra
từng phần một.
14

Bột đầu tôm có những phần đen với những màu khác nhau như: vàng nhạt,
hồng, cam và có mùi rất đặc trưng. Có hai loại bột đầu tôm, loại có nhiều vỏ và loại
có nhiều thịt.
Bột đầu tôm chứa nhiều vỏ là loại bột sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi như
thức ăn cho tôm, cá. Bột đầu tôm có nhiều thịt và được sản xuất với công nghệ cao
hơn được ứng dụng trực tiếp làm thực phẩm cho người. Các sản phẩm như bột canh
tôm hay các sản phẩm surimi có bổ sung bột tôm vừa tăng giá trị dinh dưỡng vừa
tạo mùi đặc trưng của sản phẩm. Ứng dụng bày không chỉ nâng cao được giá trị cho
phế liệu tôm mà còn đa dạng hóa được sản phẩm thực phẩm.
1.2 ENZYME PROTEASE VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ PHẾ LIỆU.
1.2.1 Đặc tính của enzyme protease.
Enzyme là chất xúc tác sinh học mang bản chất protein do tế bào sinh ra, có
khả năng xúc tác cho các phản ứng hóa học xảy ra nhanh chóng trong điều kiện sinh
lý bình thường của cơ thể sống và chỉ cần một lượng nhỏ cũng xúc tác để chuyển
hóa một lượng cơ chất lớn. Bản thân enzyme không bị thay đổi khi phản ứng hoàn
thành.
Enzyme có hoạt tính mạnh, tốc độ phản ứng nhờ xúc tác enzyme rất lớn,
thường gấp 109 – 1011 lần tốc độ của các phản ứng nhờ xúc tác hóa học.
Đặc tính của enzyme: enzyme có tính đặc hiệu cao.
Tính đặc hiệu là khả năng chọn lọc cao của enzyme khi xúc tác. Đây là đặc
tính khác biệt rõ nhất của nó so với các chất vô cơ khác. Tính đặc hiệu này thể hiện:
- Đặc hiệu kiểu phản ứng: là enzyme chỉ xúc tác một kiểu phản ứng
nhất định để chuyển hóa một chất nhất định. Phần nhiều mỗi enzyme đều có tính
đặc hiệu với một loại phản ứng nhất định. Những chất có khả năng xảy ra nhiều loại
phản ứng hóa học thì mỗi loại phản ứng ấy phải do một enzyme đặc hiệu xúc tác. Ví
dụ: amino acid có khả năng xảy ra phản ứng khử carboxyl, phản ứng khử amin bằng
cách oxy hóa và phản ứng vận chuyển nhóm amin, mỗi phản ứng ấy cần có một
enzyme đặc hiệu tương ứng xúc tác theo thứ tự là decarboxylase, aminoacid
oxydase và aminotransferase.
15

- Đặc hiệu cơ chất: mỗi enzyme chỉ xúc tác cho sự chuyển hóa một
hoặc một số chất nhất định. Mức độ đặc hiệu cơ chất của các enzyme khác nhau
không giống nhau. Với cơ chất enzyme đòi hỏi ở hai mức độ:
+ Đặc hiệu cơ chất tuyệt đối: enzyme chỉ xúc tác cho một kiểu liên
kết nhất định và đòi hỏi rất khắt khe các nhóm nguyên tử xung quanh liên kết mà
enzyme tác dụng.
+ Đặc hiệu cơ chất tương đối: enzyme chọn một kiểu liên kết để
xúc tác nhưng đòi hỏi không quá khắt khe với nhóm nguyên tử xung quanh liên kết
mà nó tác dụng.
Đặc hiệu quang học (đặc hiệu lập thể): Hầu như tất cả các enzyme đều có tính
đặc hiệu không gian rất chặt chẽ, nghĩa là enzyme chỉ tác dụng với một trong hai
dạng đồng phân không gian của cơ chất. Enzyme chỉ tác dụng với một trong hai
dạng đồng phân quang học của các chất.
1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme protease.
Enzyme mang bản chất protein, yếu tố ảnh hưởng đến chúng là: nhiệt độ, pH
môi trường, chất kìm hãm, chất hoạt hóa và nồng độ cơ chất Hoạt lực của enzyme
sẽ cao khi tất cả các yếu tố trên là phù hợp với hoạt động của enzyme đó và ngược
lại. Chỉ cần thay đổi một trong số các yếu tố ảnh hưởng sẽ làm giảm khả năng xúc
tác hoặc bất hoạt enzyme đó. Cụ thể như:
* Ảnh hưởng của nhiệt độ.
Enzyme hoạt động trong một vùng nhiệt độ gọi là nhiệt độ hoạt động của
enzyme. Giá trị nhiệt độ thấp nhất hoặc cao nhất mà tại đó enzyme mất hoạt tính gọi
là nhiệt độ tới hạn của enzyme. Giá trị nhiệt độ mà enzyme thể hiện cao nhất khả
năng xúc tác của mình gọi là nhiệt độ tối thích. Trong thực tế nhiệt độ tối thích của
enzyme là một vùng lân cận hẹp. Nhiệt độ tối thích của một enzyme không phải là
một hằng số, nó còn phụ thuộc vào pH môi trường, nồng độ cơ chất. Đặc biệt xúc
tác với thời gian dài nhiệt độ tối thích giảm. Nhiệt độ môi trường hoạt động của
enzyme quá cao khiến enzyme biến tính không thuận nghịch. Nhiệt độ thấp enzyme
biến tính thuận nghịch.

16

Enzyme mang bản chất protein. Khi ta tăng nhiệt độ lên trên 40-50
0
C xảy ra
quá trình phá hủy chất xúc tác. Sau nhiệt độ tối thích tốc độ phản ứng do enzyme
xúc tác sẽ giảm. Nhờ tồn tại nhiệt độ tối ưu người ta phân biệt phản ứng hóa sinh
với các phản ứng vô cơ thông thường.
Mỗi enzyme có một nhiệt độ tối thích khác nhau, phần lớn phụ thuộc nguồn
cung cấp enzyme, thông thường ở trong khoảng từ 40-60
0
C, cũng có enzyme có
nhiệt độ tối thích rất cao như enzyme của những chủng ưa nhiệt.
* Ảnh hưởng của thời gian.
Thời gian cũng có ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của enzyme. Khi enzyme
tiếp xúc với cơ chất trong thời gian ngắn hiệu quả thấp vì khi đó enzyme và cơ chất
chưa tiếp xúc triệt để. Trong thời gian enzyme tác dụng với cơ chất sẽ tạo ra sản
phẩm. Ở mỗi thời gian khác nhau sản phẩm tạo ra sẽ khác nhau. Ví dụ khi thủy phân
protein, thời gian enzyme thủy phân cắt mạch cơ chất ngắn sản phẩm thủy phân sẽ
là các đoạn mạch dài peptid, thủy phân không hoàn toàn. Thời gian thủy phân dài
sản phẩm thủy phân là các đoạn mạch ngắn hay là các acid amin. Vì vậy tùy theo
mục đích thủy phân mà ta chọn thời gian thủy phân khác nhau.
* Ảnh hưởng của pH.
Giá trị pH có vai trò tạo trạng thái ion hóa cho enzyme và cơ chất. Sự phân li
khác nhau của một phân tử protein ở các giá trị pH khác nhau làm thay đổi tính
chất của trung tâm liên kết cơ chất và hoạt động ở phân tử enzyme, dẫn đến giá trị
xúc tác khác nhau phụ thuộc vào giá trị pH. Giá trị pH tối thích là giá trị pH mà tại
đó cả enzyme lẫn cơ chất đạt đến trạng thái ion hóa phù hợp nhất. Chúng dễ dàng
tương tác với nhau nên vận tốc enzyme xúc tác tăng. Độ pH môi trường cũng liên
quan đến độ bền của enzyme. Môi trường quá acid hay quá kiềm enzyme đều kém

bền. Hầu hết các enzyme hoạt động tốt ở môi trường pH xấp xỉ 7. Cùng 1 loại
enzyme lấy từ các nguồn khác nhau pH tối thích cũng khác nhau.
* Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất.
Nồng độ cơ chất có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của enzyme. Tại nồng độ
nhất định enzyme tiếp xúc với cơ chất triệt để, tốc độ phản ứng nhanh. Dưới nồng
17

độ cơ chất đó, enzyme và cơ chất khó tiếp xúc phản ứng thủy phân xảy ra chậm
chạp không hiệu quả. Khi nồng độ enzyme và cơ chất bão hòa tăng nồng độ enzyme
hiệu quả thủy phân không tăng.
* Ảnh hưởng của nồng độ enzyme.
Trong điều kiện thừa cơ chất, vận tốc phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng
độ enzyme. Cũng có trường hợp nồng độ enzyme quá lớn vận tốc phản ứng tăng
chậm.
* Ảnh hưởng của chất kìm hãm.
Là chất làm giảm khả năng xúc tác hoặc vô hoạt enzyme, chất kìm hãm kết
hợp thuận nghịch với enzyme. Chúng là các chất hữu cơ phân tử thấp, ion kim loại,
phi kim. Nó có thể là chất kìm hãm thuận nghịch hay bất thuận nghịch. Kìm hãm
thuận nghịch có thể là cạnh tranh, không cạnh tranh hay hỗn tạp.
- Chất kìm hãm thuận nghịch:
+ Chất kìm hãm cạnh tranh.

Hình 1.3 Chất kìm hãm cạnh tranh.
Chất kìm hãm cạnh tranh xảy ra với enzyme thiếu tính đặc hiệu cơ
chất tuyệt đối. Enzyme không nhận ra chất lạ nên kết hợp với trung tâm hoạt động
của chất lạ đó chiếm chỗ cơ chất chính. Sản phẩm sinh ra ít hơn. Khi cơ chất dư
thừa, nồng độ chất kìm hãm thấp thì có thể loại bỏ tác dụng của chất kìm hãm, còn
nồng độ cơ chất thấp và nồng độ cơ chất cao thì lại có tác dụng kìm hãm hoàn toàn.
Trường hợp đặc biệt chất kìm hãm cạnh tranh là kìm hãm bằng sản
phẩm. Trường hợp này xảy ra khi một sản phẩm phản ứng tác dụng trở lại enzyme

và chiếm vị trí hoạt động của phân tử enzyme.
18

+ Chất kìm hãm không canh tranh. Là chất không kết hợp vào trung tâm
hoạt động mà kết hợp vào các điểm dị không gian làm thay đổi cấu trúc trung tâm
hoạt động của enzyme không có lợi cho quá trình xúc tác. Đặc trưng của kiểu kìm
hãm này là chất kìm hãm chỉ liên kết với phức hợp ES mà không liên kết với
enzyme tự do.


Hình 1.4 Chất kìm hãm không cạnh tranh.
+ Chất kìm hãm hỗn tạp.

Hình 1.5 Chất kìm hãm hỗn tạp.
Là chất kìm hãm không những liên kết với enzyme tự do mà còn liên kết với cả
phức hợp ES tạo thành phức hợp EIS không tạo được sản phẩm P. Hiện tượng kìm
hãm chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất kìm hãm.
Trường hợp kìm hãm enzyme bằng nồng độ cao của cơ chất gọi là kìm hãm cơ chất.
19

Kìm hãm bất thuận nghịch là chất kìm hãm có tác dụng bất thuận nghịch. Đôi
khi khó để phân biệt giữa thuận nghịch và bất thuận nghịch và chất kìm hãm có thể
hiểu như chất kìm hãm thuận nghịch không cạnh tranh.
Nhìn chung hiệu quả kìm hãm phụ thuộc nồng độ chất kìm hãm, nồng độ
enzyme, thời gian tác dụng.
* Ảnh hưởng của chất kích hoạt, chất hoạt hóa.
Là chất làm tăng hoạt động của enzyme, enzyme từ không hoạt động sang hoạt
động hoặc hoạt động ít chuyển sang hoạt động nhiều. Chất hoạt hóa có tác dụng cắt
một vài đoạn peptid đang ức chế hoạt động của enzyme để hình thành lại trung tâm
hoạt động của enzyme và enzyme trở nên hoạt động. Mỗi enzyme đòi hỏi một số

chất hoạt hóa mang bản chất khác nhau. Chất hoạt hóa có thể là các ion kim loại, phi
kim làm cầu nối giữa enzyme và cơ chất hoặc làm tăng diện tích tiếp xúc giữa
enzyme và cơ chất.
Chất hoạt hóa có thể kết hợp vào các điểm dị không gian giúp trung tâm hoạt
động biến đổi theo hướng có lợi với chất xúc tác. Ngoài ra chất hoạt hóa, chất kích
hoạt còn có vai trò phục hồi nhóm chức chưa hoạt động hoặc hoạt động ít trở nên
hoạt động mạnh mẽ hơn.
* Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung
Nước có khả năng điều chỉnh phản ứng thủy phân, nước là môi trường tăng
cường quá trình phân cắt các liên kết nhị dương là môi trường khuyếch tán enzyme
và cơ chất tạo điều kiện cho phản ứng xảy ra
* Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc.
Diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất cũng ảnh hưởng đến quá trình thủy
phân. Diện tích tiếp xúc càng lớn thì quá trình thủy phân xảy ra càng nhanh. Vì vậy
đối với nguyên liệu có kích thước lớn thường được làm nhỏ để hiệu quả thủy phân
cao hơn.
* Ảnh hưởng của các yếu tố khác.
+ Ánh sáng: Có ảnh hưởng khác nhau đến từng loại enzyme, các bước sóng
khác nhau có ảnh hưởng khác nhau, thường ánh sáng trắng có tác động mạnh nhất,