nghiên cứu thu nhận và ứng dụng enzyme protease nội tạng để sản xuất bột canh tôm từ đầu tôm thẻ chân trắng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

 





NGUYỄN HOÀNG THANH











NGHIÊN CỨU THU NHẬN VÀ ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE
NỘI TẠNG ĐỂ SẢN XUẤT BỘT CANH TÔM TỪ ĐẦU TÔM THẺ
CHÂN TRẮNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Khánh Hòa - 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

 




NGUYỄN HOÀNG THANH









NGHIÊN CỨU THU NHẬN VÀ ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE
NỘI TẠNG ĐỂ SẢN XUẤT BỘT CANH TÔM TỪ ĐẦU TÔM THẺ
CHÂN TRẮNG


Chuyên ngành: Công nghệ Sau Thu Hoạch
Mã số : 60.54.01.04




LUẬN VĂN THẠC SỸ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. ĐỖ VĂN NINH

Khánh Hòa - 2013
i

LỜI CAM ĐOAN
Luận văn Thạc sỹ khoa học này được tác giả thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa
học của TS. Đỗ Văn Ninh.
Những kết quả thực nghiệm của tôi thu được trong luận văn Thạc sỹ khoa học này
là hoàn toàn mới và chưa được ai công bố chính thức. Tôi xin cam đoan đây là sự thật
và hoàn toàn chịu trách nhiệm với những kết quả mình đã công bố.
Nha Trang, ngày 11 tháng 11 năm 2013

Tác gi
ả luận văn



Nguyễn Hoàng Thanh



ii

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ

nhiệm Khoa Công nghệ thực phẩm sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên
cứu tại trường trong những năm qua.
Để hoàn thành luận văn này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Tiến sỹ Đỗ
Văn Ninh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm
quý báu cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Công nghệ thực phẩm Trường Đại
Học Nha Trang đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời
gian học tập của khóa học.
Cuối cùng tôi vô cùng biết ơn những người thân trong gia đình đã luôn hỗ trợ, động
viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.

Nha Trang, tháng 11 năm 2013


Nguyễn Hoàng Thanh



iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
DANH MỤC SƠ ĐỒ ix
MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN 3
1.1 Tổng quan về enzyme protease: 3

1.1.1 Giới thiệu chung: 3
1.1.2 Phân loại và cách gọi tên protease: 5
1.1.3 Phương pháp tách và làm sạch enzyme 6
1.2. Một số nghiên cứu và ứng dụng của protease: 10
1.2.1 Một số nghiên cứu về protease: 10
1.2.2 Ứng dụng của protease: 13
1.3. Giới thiệu tôm thẻ chân trắng và phế liệu của tôm thẻ chân trắng trong quá trình
chế biến: 14
1.3.1. Giới thiệu về tôm nguyên liệu: 15
1.3.1.1. Đặc điểm cấu tạo sinh thái của tôm thẻ chân trắng: 15
1.3.1.2. Hiện tượng hư hỏng của tôm trong quá trình chế biển và bảo quản: 17
1.3.2. Phế liệu tôm và các biện pháp tận dụng: 18
1.4. Giới thiệu về bột đạm thủy phân và phương pháp thu hồi bột đạm: 21
1.4.1. Giới thiệu về bột đạm thủy phân: 21
1.4.2 Thu hồi bột đạm bằng phương pháp sấy phun: 24
1.4.2.1 Nguyên lý của phương pháp sấy phun 24
1.4.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy sấy phun 24
1.4.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 26
1.4.2.4 Phân loại thiết bị sấy phun 27
1.4.2.5. Ưu và nhược điểm của công nghệ sấy phun 27
1.4.3. Tổng quan Dextrin – chất bổ sung trong quá trình thu hồi bột đạm thủy
phân. 28
1.4.4. Muối ăn (NaCl) 29
Chương 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.1 Nguyên vật liệu dùng trong nghiên cứu 31
iv

2.1.1 Nguyên liệu dùng để tách chiết enzyme và dùng trong quá trình thủy phân
31
2.1.2 Dụng cụ và hóa chất dùng trong nghiên cứu 31

2.2 Phương pháp nghiên cứu: 32
2.2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát: 32
2.2.2 Chiết rút thu dịch chiết (DC) và chế phẩm enzyme (CPE) từ đầu tôm thẻ
chân trắng 33
2.2.2.1 Xác định dung môi chiết và tỷ lệ dung môi chiết thích hợp 33
2.2.2.2 Xác định điều kiện kết tủa thích hợp thu CPE 36
2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ protease của CPE 39
2.2.3.1 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ protease của CPE 39
2.2.3.2 Xác định ảnh hưởng của pH đến hoạt độ của protease CPE 39
2.2.3.3 Xác định ảnh hưởng của nồng độ muối ăn đến hoạt độ protease của
CPE 40
2.2.3.4 Xác định độ bền nhiệt của protease CPE 41
2.2.4 Nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân đầu tôm thẻ chân
trắng bằng chế phẩm protease nội tạng 41
2.2.4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme đến quá trình thủy phân 41
2.2.4.2 Bố trí thí nghiệm xác định chế độ thủy phân tối ưu 42
2.2.5 Xác định tỷ lệ phối trộn bột đạm với các nguyên liệu phụ để thử nghiệm sản
xuất bột canh tôm 46
2.3 Phương pháp phân tích đã áp dụng 46
2.4 Phương pháp xử lý số liệu 46
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48
3.1. Nghiên cứu thu nhận protease và một số yếu tố ảnh hưởng đến protease thu
nhận từ đầu tôm thẻ chân trắng 48
3.1.1. Xác định dung môi chiết thích hợp: 48
3.1.2. Xác định tỷ lệ dung môi chiết thích hợp 49
3.1.3. Xác định thời gian chiết thích hợp: 50
3.1.4. Xác định tác nhân kết tủa: 51
3.1.5. Xác định nồng độ tác nhân kết tủa: 55
3.1.6 Xác định thời gian kết tủa: 58
3.1.7 Đề xuất qui trình thu nhận CPE từ đầu tôm thẻ chân trắng 60

3.2 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ của protease: 61
3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ của protease trong CPE 61
3.2.2 Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ tương đối của protease trong CPE: 62
3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ muối ăn đến hoạt độ của protease trong CPE: 64
v

3.2.4 Xác định độ bền nhiệt của CPE 65
3.3 Nghiên cứu quá trình thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng CPE tách chiết từ
đầu tôm thẻ chân trắng 67
3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hàm lượng protein hòa tan thu nhận được
từ quá tình thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng: 67
3.3.2 Kết quả tối ưu hóa quá trình thủy phân đầu tôm 68
3.4. Kết quả xác định tỷ lệ phối trộn các thành phần nguyên liệu để thử nghiệm sản
xuất bột canh tôm 73
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
PHỤ LỤC a


vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CPE: Chế phẩm enzyme
DC: Dịch chiết
DX: Design Expert
NL: Nguyên liệu
pH
opt
: pH tối thích
t

opt
: Nhiệt độ tối thích

TTHĐ: Trung tâm hoạt động




vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của đầu và vỏ phế liệu tôm [6] 19
Bảng 1.2 Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm Penaeus vannamei.[21] 19
Bảng 1.3 Các chỉ tiêu cảm quan [21] 23
Bảng 1.4. Các chỉ tiêu lý - hóa [21] 23
Bảng 1.5. Chỉ tiêu vi sinh vật [19] 23
Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm theo qui hoạch thực nghiệm với biến thực của công đoạn
thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng CPE 45
Bảng 2.2 Thành phần phối trộn nguyên liệu trong 100g bột canh tôm 46
Bảng 3.1 Tóm tắt tính phù hợp của mô hình đối với hàm mục tiêu hàm lượng
protein hòa tan 68
Bảng 3.2 Kết quả phân tích ANOVA cho mô hình đáp ứng bậc 2 của hàm mục tiêu
hàm lượng protein hòa tan của dịch thủy phân 69
Bảng 3.3 Các hệ số ảnh hưởng trong mô hình hồi qui 70
Bảng 3.4 Các thông số tối ưu được chọn cho quá trình thủy phân 72
Bảng 3.5 Chế độ tối ưu cho quá trình thuỷ phân 73
Bảng 3.6 Kết quả tối ưu cho quá trình thuỷ phân theo tiên đoán và thực nghiệm 73
Bảng 3.7 Đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm bột canh tôm với các công thức
phối trộn khác nhau 73
Bảng 3.8 Đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm bột canh tôm 74

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Sản lượng tôm thẻ chân trắng nuôi ở Châu Á. [39] 16
Hình 1.2 Sản lượng tôm nuôi trên thế giới [39] 17
Hình 1.3 : Sơ đồ hệ thống sấy phun 26
Hình 1.4 Cấu trúc Dextrin 28
Hình 3.1. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt độ của DC. 48
Hình 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi chiết đến hoạt độ của protease DC. 49
Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt độ của protease DC. 50
Hình 3.4 Ảnh hưởng của tác nhân kết tủa tới hoạt độ tương đối của protease CPE. 51
Hình 3.5 Ảnh hưởng của tác nhân kết tủa tới hoạt độ riêng của protease CPE. 52
Hình 3.6 Ảnh hưởng của tác nhân kết tủa tới Hiệu suất thu hồi CPE và độ tinh sạch
của CPE 53
Hình 3.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol/DC tới hoạt độ tương đối của protease CPE.
55
Hình 3.8 Ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol/DC tới hoạt độ riêng tương đối của CPE. 56
Hình 3.9 Ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol/DC tới hiệu suất thu hồi và độ tinh sạch. 57
Hình 3.10 Ảnh hưởng của thời gian tủa đến hoạt độ của protease trong CPE. 58
Hình 3.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ tương đối của protease trong CPE.
61
Hình 3.12 Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ tương đối của protease trong CPE. 62
Hình 3.13 Ảnh hưởng của nồng độ muối ăn đến hoạt độ tương đối của protease
trong CPE. 64
Hình 3.14 Xác định độ bền nhiệt của CPE. 65
Hình 3.15 Ảnh hưởng của tỷ lệ CPE/NL đến hàm lượng protein hòa tan trong quá
trình thủy phân đầu tôm. 67
Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan theo sự thay đổi
của nhiệt độ và nồng độ (3D) 71
Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan theo sự thay đổi

của nhiệt độ và nồng độ (đường cong) 72

ix

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát. 32
Sơ đồ 2.2 Bố trí thí nghiệm xác định dung môi chiết thích hợp. 33
Sơ đồ 2.3 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ dung môi chiết thích hợp 34
Sơ đồ 2.5 Bố trí thí nghiệm xác định tác nhân tủa thích hợp 36
Sơ đồ 2.6 Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ tác nhân kết tủa thích hợp. 37
Sơ đồ 2.7 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian tủa thích hợp. 38
Sơ đồ 2.8 Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt độ của
protease CPE. 39
Sơ đồ 2.9 Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của pH tới hoạt độ của protease
CPE. 40
Sơ đồ 2.10 Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nồng độ muối ăn tới hoạt độ
của protease CPE. 40
Sơ đồ 2.11. Bố trí thí nghiệm xác định độ bền nhiệt của protease CPE 41
Sơ đồ 2.12.Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình
thủy phân. 42
Sơ đồ 3.1 Đề xuất qui trình thu nhận CPE từ đầu tôm thẻ chân trắng. 60
Sơ đồ 3.2 Đề xuất qui trình sản xuất bột canh tôm từ đầu tôm thẻ chân trắng. 75
1

MỞ ĐẦU
 Tính cấp thiết của đề tài:
Hiện nay, tôm là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của ngành thủy sản
nước ta. Tuy nhiên chúng ta mới chỉ xuất khẩu thủy sản ở dạng thô, và phần còn lại
của nguyên liệu tôm là tương đối nhiều, chiếm khoảng 35-45% trọng lượng tôm tùy

thuộc vào từng giống loài và mùa vụ. Phần còn lại của nguyên liệu tôm chủ yếu gồm
đầu và vỏ tôm, ít mang lại giá trị kinh tế cho doanh nghiệp do chưa được tận thu và
chế biến triệt để, đồng thời chúng lại nhanh ươn thối, gây ô nhiễm cho môi trường
xung quanh, gây khó khăn cho công tác quản lý và sản xuất. Để giải quyết khó khăn
này, Việt Nam và các nước trên thế giới đang có xu hướng tận dụng phần còn lại của
nguyên liệu để chế biến thành các sản phẩm giá trị gia tăng.
Từ thực tế trên, yêu cầu cấp bách đặt ra cho các nhà công nghệ là sử dụng hợp lý,
hiệu quả phần còn lại của nguyên liệu này mà các nhà máy chế biến thủy sản thường
coi là phế liệu. Phần còn lại trong ngành chế biến tôm chủ yếu được dùng để sản xuất
chitin-chitosan theo phương pháp hoá học với các hóa chất ở nồng độ cao, thời gian xử
lý kéo dài, nếu không xử lý đúng cách thì sẽ gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra còn có
một hướng giải quyết khác là thu nhận phần nguyên liệu còn lại này để sản xuất ra bột
đạm để làm thức ăn trong chăn nuôi hay làm thức ăn cho con người, từ đó nâng cao
nâng cao được giá trị của nguyên liệu, giảm tải cho quá trình xử lí nước thải, hạn chế
gây ô nhiễm môi trường.
Với mong muốn góp phần giải quyết vấn đề trên, dưới sự hướng dẫn của TS. Vũ
Văn Ninh, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thu nhận và ứng dụng enzyme protease
nội tạng để sản xuất bột canh tôm từ đầu tôm thẻ chân trắng.” nhằm tăng giá trị kinh tế
và tận dụng triệt để hơn nguồn nguyên liệu tôm, góp phần giảm ô nhiễm môi trường,
tạo điều kiện cho ngành thủy sản Việt Nam phát triển và cạnh tranh hơn trên trường
quốc tế.
 Mục tiêu của đề tài
- Xác định các điều kiện thích hợp để tách chiết, thu nhận chế phẩm thô (CPT)
protease từ đầu tôm thẻ chân trắng.
- Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính protease của chế phẩm thu được.
- Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm protease thu được vào trong sản xuất bột canh
tôm từ đầu tôm thẻ chân trắng.
2

 Nội dung của đề tài:

- Xác định điều kiện chiết rút và thu nhận chế phẩm enzyme thô từ đầu tôm thẻ
chân trắng.
- Xác định một số đặc tính của chế phẩm enzyme thu nhận được.
- Nghiên cứu chế độ thủy phân tối ưu cho quá trình thủy phân đầu tôm thẻ chân
trắng bằng chế phẩm enzyme.
- Bước đầu thử nghiệm sản xuất bột canh tôm.
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
- Ý nghĩa khoa học: kết quả của luận án góp phần làm phong phú thêm những
hiểu biết về protease và một trong những ứng dụng của enzyme này trong lĩnh vực chế
biến thủy sản.
- Ý nghĩa thực tiễn: kết quả của luận án nếu được áp dụng vào sản xuất công
nghiệp sẽ góp phần nâng cao giá trị của nguyên liệu tôm, tiết kiệm chi phí và tăng
doanh thu cho doanh nghiệp, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, góp phần vào chương
trình “Chế biến các sản phẩm có giá trị gia tăng” của Bộ nông nghiệp.
 Tính mới của đề tài:
Tách chiết protease từ đầu tôm thẻ chân trắng và sử dụng chúng để sản xuất bột
canh tôm từ đầu tôm thẻ chân trắng.

3

Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về enzyme protease:
1.1.1 Giới thiệu chung:
Ở điều kiện bình thường ngoài cơ thể sống, các phản ứng hóa học thường rất khó
xảy ra, nhưng trong cơ thể sống, các phản ứng lại có thể xảy ra hết sức nhanh chóng,
đó là nhờ có enzyme xúc tác.
Enzyme là những protein có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học
xảy ra trong tế bào sống cũng như bên ngoài tế bào.
Enzyme là chất xúc tác sinh học, ngoài những tính chất của một chất xúc tác thông

thường, nó còn có tính chất đặc biệt khác như: tính đặc hiệu cao, hiệu suất xúc tác lớn
và có thể xúc tác cho những phản ứng xảy ra trong điều kiện bình thường.
Enzyme có hoạt lực xúc tác cao gấp nhiều lần so với các chất xúc tác vô cơ.
Ví dụ trong phản ứng thủy phân saccharose nếu dùng enzyme saccharase làm xúc
tác thì tốc độ phản ứng nhanh gấp 2x10
12
lần so với khi dùng acid làm chất xúc tác.
Quan trọng hơn nữa là enzyme có khả năng xúc tác cho những phản ứng hóa học
xảy ra trong những điều kiện bình thường về nhiệt độ, pH. Enzyme còn có khả năng
xúc tác đặc hiệu cao đối với kiểu phản ứng cũng như đối với cơ chất mà nó tác dụng
trong khi các chất xúc tác vô cơ không có khả năng này. [3]
Ví dụ: acid clohydric có thể xúc tác thủy phân cả liên kết peptid có trong protein
cung như liên kết glucozid có trong tinh bột. Trong khi enzyme protease chỉ thủy phân
đặc hiệu đối với liên kết peptid mà không cắt được liên kết glucosid trong tinh bột;
enzyme amylase lại chỉ có khả năng cắt liên kết glucosid của tinh bột mà không cắt
được liên kết peptid của protein.
Do bản chất là protein nên enzyme cũng rất nhạy cảm với các yếu tố hóa lý. Các
yếu tố này có thể hoạt hóa hoặc ức chế enzyme, chúng có bản chất hóa học rất khác
nhau: có thể là các ion kim loại, các anion, các hợp chất hữu cơ đặc hiệu, là protein
hoặc peptid,… Sử dụng các chất ức chế enzyme có thể xác định được bản chất các
nhóm định chức trong trung tâm hoạt động (TTHĐ) của enzyme.
Ngược lại với tác dụng ức chế enzyme là tác dụng hoạt hóa enzyme. Các chất hoạt
hóa làm tăng hoạt độ enzyme một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Các chất hoạt hóa gián
4

tiếp là các chất làm tăng hoạt độ của enzyme bằng cách loại trừ chất ức chế ra khỏi
hỗn hợp phản ứng mà không tác dụng trực tiếp tới phân tử enzyme.
Các chất hoạt hóa trực tiếp là các chất thường tác dụng trực tiếp vào TTHĐ của
enzyme hoặc làm biến đổi cấu hình không gian của phân tử enzyme theo hướng có lợi
cho hoạt động xúc tác.

Cơ chế tác động của enzyme:[3]
Do enzyme là chất xúc tác sinh học nên nó cũng mang đầy đủ các tính chất của một
chất xúc tác. Phương trình phản ứng như sau:



Trong đó E: enzyme; S: cơ chất; ES: phức hợp enzyme-cơ chất; P: sản phẩm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme:[3]
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi tăng hay giảm nhiệt độ thường làm ảnh hưởng đến
hoạt tính của enzyme và enzyme chỉ thể hiện hoạt tính cao nhất ở một giới hạn nhiệt
độ nhất định. Thông thường với đa số enzyme thì nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng
40-50
0
C và ở nhiệt độ lớn hơn 70
0
C đa số các enzyme bị mất hoạt tính.
- Ảnh hưởng của pH: enzyme rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH. Mỗi enzyme
chỉ hoạt động được trong một vùng pH nhất định, tại pH mà tại đó enzyme có hoạt độ
cao nhất gọi là pH tối thích.
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: trong điều kiện thừa cơ chất, nếu càng tăng
nồng độ enzyme thì tốc độ của phản ứng có enzyme tham gia càng tăng. Khi tăng nồng
độ enzyme đến một giới hạn nào đó thì sau đó dù có tăng nồng độ enzyme lên bao
nhiêu đi chăng nữa thì tốc độ của phản ứng có enzyme tham gia cũng không tăng lên
nữa.
- Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: khi tăng nồng độ cơ chất thì tốc độ của phản
ứng có enzyme tham gia sẽ tăng theo.
- Ảnh hưởng của chất hoạt hóa: khi có mặt chất hoạt hóa enzyme trong phản ứng
có enzyme tham gia thì tốc độ của phản ứng sẽ tăng lên.
- Ảnh hưởng của chất ức chế: khi có mặt của chất ức chế thì tốc độ của phản ứng
có enzyme tham gia sẽ giảm xuống hoặc ngừng hẳn. Có hai loại chất ức chế là chất ức

chế cạnh tranh và chất ức chế không cạnh tranh.
E + S ES P + E
5

- Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất: diện tích tiếp xúc
giữa enzyme và cơ chất càng tăng thì tốc độ phản ứng có enzyme tham gia càng tăng.
- Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu: mỗi loại nguyên liệu khác nhau sẽ có
thành phần các protein khác nhau, ảnh hưởng tới tính đặc hiệu của enzyme, vì thế tốc
độ của phản ứng có enzyme đối với mỗi loại nguyên liệu cũng khác nhau.
- Ảnh hưởng của tỷ lệ nước: nước là môi trường thuận lợi cho enzyme hoạt động.
Thường lượng nước ở trạng thái tự do tối thiểu là 15% để tạo điều kiện cho enzyme
hoạt động.
- Ảnh hưởng của thời gian phản ứng: thời gian phản ứng càng lâu thì phản ứng
xảy ra càng triệt để. Tuy nhiên nếu thời gian quá dài thì sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật
phát triển mạnh.
1.1.2 Phân loại và cách gọi tên protease:
Việc phân loại và gọi tên các enzyme protease cũng thay đổi qua các thời kỳ. Theo
Barrett, Protease được phân thành bốn nhóm nhỏ, tên các nhóm này bao gồm tên của
acid amin quan trọng nhất có vai trò xúc tác trong TTHĐ: Protease serine (EC.3.4.21);
Protease Cysteine (EC.3.4.22); Protease aspartic (EC.3.4.23); Protease kim loại
(EC.3.4.24)
+ Protease serin: là những Protease có gốc acid amin serin trong TTHĐ. Nhóm –
OH của gốc serin có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme.
Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ:
- Chymotrypsine: bao gồm các enzyme động vật như chymotrypsine, trypsine,
elastine.
- Nhóm subtilisine: gồm hai loại eyme vi khuẩn như subtilisine Carlsberg,
sbtilisine BPN.
Các Protease serine thường hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính, và thể hiện tính đặc
hiệu cơ chất tương đối rộng. Tính đặc hiệu của chúng thể hiện về phía gốc acid amin

kiềm chưa nhóm –CO- của liên kết bị phân giải.
+ Protease Cysteine: là những Protease có gốc acid amin Cysteine trong TTHĐ.
Nhóm –SH của Cysteine có vai trò quan trọng đối với hoạt tính của enzyme. Các
protease cystein này bao gồm các protease thực vật như papain, bremelin, một vài
protease động vật và protease kí sinh trùng. Chúng thường hoạt động ở vùng pH trung
tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng rãi.
6

+ Protease aspartic: Các protease thuộc nhóm này có chứa nhóm carboxyl ở TTHĐ
và thường hoạt động mạnh ở môi trường pH acid.
+ Protease kim loại: trong TTHĐ của các protease này chứa ion kim loại trực tiếp
tham gia phản ứng. Các protease kim loại thường hoạt động mạnh nhất ở vùng pH
trung tính và có tính đặc hiệu về phía gốc acid amin chứa nhóm –NH- của liên kết
peptid.
Các nguồn thu enzyme:
- Từ thực vật: papain trong nhựa đu đủ, bromelin trong than và quả dứa, ficin trong
nhựa sung,…
- Từ động vật: pepsin trong dạ dày, trypsin trong tụy,…
- Từ vi sinh vật: vi sinh vật thường được dùng để sản xuất chế phẩm enzyme gồm
nhiều loại: Aspergillus; Bacullus; Pencilliun; Clostridium;… và các loại nấm men.
1.1.3 Phương pháp tách và làm sạch enzyme
Các enzyme luôn có mặt trong mọi cơ thể sống, chúng có thể nằm trong tế bào
(enzyme nội bào) hay nằm ngoài tế bào (enzyme ngoại bào). Tuy nhiên, hầu hết các
enzyme nằm trong nội bào, và các enzyme không có khả năng di chuyển ra ngoài tế
bào, do vậy việc tách chúng ra ngoài môi trường là điều rất khó khăn vì phải phá vỡ
vách tế bào thì mới giải phóng được enzyme ra ngoài môi trường.
Để phá vỡ vách tế bào, người ta có thể sử dụng các phương pháp như:[30]
- Phương pháp cơ học: nghiền bi, nghiền có chất trợ nghiền như bột thủy tinh, cát
thạch anh, đồng hóa bằng thiết bị đồng hóa,…
- Phương pháp vật lý: dùng sóng âm

- Phương pháp hóa học: dùng các dung môi butylic, acetone, glycerol,
ethylacetate,…
Sau khi đã phá vỡ cấu trúc của tế bào thì enzyme được chiết bằng nước, dung dịch
muối hay bằng các dung dịch đệm thích hợp.
Khi tách chiết enzyme ra khỏi tế bào cần phải tiến hành ở nhiệt độ thấp <4
0
C, pH
thích hợp, không có mặt các chất có tác dụng kìm hãm hoạt độ của enzyme, các chất
ức chế hoạt độ của enzyme và phải tiến hành nhanh chóng vì enzyme là các chất hữu
cơ không bền, chúng dễ bị tác động bởi môi trường bên ngoài, dễ bị hư hỏng khi bảo
quản.
7

Vì enzyme có bản chất là protein nên khi tách chiết enzyme luôn gặp phải những
protein không phải là enzyme nhưng lại có nhưng đặc tính hóa lý tương đồng với các
protein enzyme, do đó, việc tách enzyme ra khỏi các loại protein luôn gặp phải những
khó khăn nhất định và không phải lúc nào cũng đạt được kết quả như mong muốn.
Enzyme chỉ chiếm một lượng rất nhỏ ở trong tế bào nên việc tách chiết, thu nhận
enzyme là một việc rất khó khăn.
Sau khi tách chiết enzyme ra khỏi tế bào theo các phương pháp trên, ta thu được
dịch chiết. Dịch chiết này bao gồm rất nhiều các thành phần như nước, enzyme,
protein không phải là enzyme và các thành phần khác của tế bào.
Để loại bỏ những thành phần không phải là enzyme, người ta thường kết hợp nhiều
biện pháp khác nhau như: phương pháp biến tính chọn lọc nhờ tác dụng của nhiệt độ
hoặc pH của môi trường, phương pháp kết tủa phân đoạn bằng muối trung tính hoặc
các dung môi hữu cơ, các phương pháp sắc ký, điện di, phương pháp lọc gel.
 Phương pháp biến tính chọn lọc:
Nhờ tác dụng của nhiệt độ hoặc pH của môi trường để làm biến tính một cách
có chọn lọc các loại protein.
Phương pháp này chỉ thích hợp với enzyme bền nhiệt hoặc bền với acid.

Dịch enzyme thu được ở giai đoạn trên được giữ ở nhiệt độ 50 – 70
0
C hay đưa
về pH = 5 hoặc nhỏ hơn trong thời gian xác định, khi đó các protein tạp bị biến tính và
được loại bỏ bằng cách lọc hoặc ly tâm.
 Phương pháp kết tủa phân đoạn:
Phương pháp này dựa trên cơ sở các protein enzyme kết tủa ở các nồng độ muối
khác nhau, thường sử dụng muối (NH
4
)
2
SO
4
. Bằng cách này, ở giai đoạn đầu của quá
trình làm sạch enzyme, người ta được một số protein tạp ra khỏi dịch enzyme.
Ngoài muối (NH
4
)
2
SO
4
người ta có thể sử dụng các dung môi hữu cơ để kết tủa
như: ethanol, acetone,…
 Phương pháp hấp phụ chọn lọc:
Có thể thêm chất hấp phụ trực tiếp vào dịch enzyme (hấp phụ “trong thể tích”)
hoặc cho dịch enzyme chảy qua cột, trong cột có chứa chất hấp phụ (sắc ký hấp phụ).
Phương pháp này có thể lựa chọn một trong 2 cách là: hấp phụ enzyme hoặc
hấp phụ protein tạp.
Để tránh làm biến tính protein, thường thực hiện quá trình hấp phụ ở 0
0

C.
8

Sau quá trình hấp phụ, người ta thường chiết enzyme bằng các dung môi thích
hợp.
Chất hấp phụ được sử dụng rộng rãi như hydrocyapatite.
 Phương pháp sắc ký:
Các phương pháp sắc ký được phân loại dựa trên các cơ sở sau:
+ Dựa trên cơ sở của phản ứng trao đổi ion giữa protein tan truong nước và tác
nhân trao đổi ion thì ta có phương pháp sắc ký trao đổi ion – IEC (Ion Exchange
Chromatography). Bản chất của phương pháp này là dựa trên sự tương tác hấp dẫn ion
thuận nghịch giữa protein và nền chất trao đổi ion ở giá trị pH qui định. Phương pháp
này có thể sử dụng bất kỳ lúc nào trong suốt quá trình, giữ lại tại giai đoạn đầu, phân
đoạn, tinh sạch sau cùng.
Các phương pháp sắc ký trao đổi ion thường được sử dụng là:
- Nhựa trao đổi ion
- Dẫn suất ester của cellulose như carboxymethyl-cellulose,
dimethylamino-ethyl-cellulose, triethylamino-ethyl-cellulose.
+ Dựa vào đặc tính phân cực của protein, có thể chia thành:
- Sắc ký hấp phụ (Adsorption Chromatography)
- Sắc ký giấy
- Sắc ký đảo pha (Reverse Phase Chromatography)
- Sắc ký tương tác kỵ nước (Hydrophobic Interaction Chromatography–
HIC). Bản chất của phương pháp này là dựa trên tương tác giữa các nhóm chức có tính
kỵ nước nằm trên bề mặt phân tử protein (thường là các acid amin có tính kỵ nước) và
chất mang thường là mạch hydrocarbon 8-18 nguyên tử C. Phương pháp này dựa trên
tính kỵ nước.
+ Dựa vào kích thước phân tử protein: sắc ký lọc gel (Gel Filtration
Chromatography). Bản chất của phương pháp này là dựa trên sự khác biệt về hình
dạng và khối lượng phân tử để tách riêng biệt các phân tử protein khi hỗn hợp protein

di chuyển dọc theo nền chất mang có kích thước lỗ qui định theo cơ chết thẩm thấu.
Phương pháp này dùng để phân đoạn, loại muối, trao đổi buffer, tinh sạch sau cùng.
+ Dựa trên các tương tác sinh học (tính đặc hiệu của ligand): sắc ký ái lực – AC
(Affinity Chromatography). Bản chất của phương pháp này là dựa trên khả năng gắn
rất đặc hiệu của phân tử protein trên bề mặt hạt chất mang thông qua những tay nối
9

ligand đặc hiệu. Phương pháp này thường được sử dụng ở các giai đoạn sau vì đắt tiền,
nhưng hầu hết mọi người thích sử dụng ở các giai đoạn trước của quá trình tinh
sạch.[30]
Các phương pháp kết tủa thường dùng: tủa bằng muối, tủa bằng dung môi
hữu cơ, lắng tủa ở điểm đẳng điện, lắng tủa bằng polymer không mang điện và lắng
tủa bằng các chất đa điện phân.
- Tủa bằng muối sulfate ở các nồng độ khác nhau:
Để tinh sạch protease ở mức độ phòng thí nghiệm, tủa bằng ammonium sulfate
thường được sử dụng ở bước đầu trong qui trình tách chiết và tinh sạch protease. Ở các
nồng độ muối khác nhau, protease sẽ bị tủa khỏi dung dịch mà không bị biến tính.
Khi cho thêm muối ammonium sulfate vào trong dịch chiết, các phân tử muối
sẽ phân ly thành các ion, chính các ion này bắt lấy các phân tử nước ra khỏi lớp vỏ
hydrate của phân tử protease, do vậy, các phân tử protease có khuynh hướng liên kết
với nhau và bắt đầu tập hợp lại. Khi nồng độ muối đủ cao thì các protease bắt đầu tủa.
Để các protease không bị biến tinh thì quá trình này phải được thực hiện trong điều
kiện nhiệt độ lạnh <4
0
C. Sau đó thu tủa bằng cách ly tâm lạnh hoặc lọc và hòa tan trở
lại trong dung dịch đệm thích hợp. Dung dịch lúc này vẫn chưa nhiều muối
ammonium sulfate, có nhiều phương pháp để rửa muối ra khỏi protease nhưng người
ta thường loại muối bằng phương pháp thẩm tích hay phương pháp lọc gel. Dung dịch
sau khi đã rửa sạch muối được bảo quản để sử dụng cho các quá trình tinh sạch và
phân đoạn tiếp theo.

- Tủa bằng dung môi hữu cơ như: acetone, isopropanol, ethanol (thường
được dùng nhiều nhất).
Ưu điểm của phương pháp này là cho kết quả tốt hơn so với phương pháp tủa
bằng muối, không cần loại muối trước khi chạy sắc ký, cách tiến hành đơn giản, dễ
dàng hơn. Nhưng khi tủa bằng dung môi hữu cơ thì phải tiến hành trong điều kiện lạnh
vì nếu tủa ở nhiệt độ thường thì sẽ làm biến tính protease. Lượng dung môi dùng để
tủa tương đối nhiều.
- Tủa bằng điểm đẳng điện: tại điểm đẳng điện, protease bị mất điện tích
nên các protease có xu hướng tụ tập lại với nhau gây tủa. Phương pháp này cho kết
quả rất cao, tuy nhiên cách tiến hành phức tạp và thường phải kết hợp với phương
pháp tủa bằng dung môi hữu cơ.
10

- Tủa bằng các loại polymer: các loại polymer thường sử dụng bao gồm:
polyacrylic acid, polysaccharide, polyphosphate. Ưu điểm của phương pháp này là có
thể tiến hành ở nhiệt độ thường, dễ thu hồi polymer, hiệu suất kết tủa cao. Nhược điểm
của pháp pháp này là chi phí cao.
- Tủa bằng chất đa điện phân: thường dùng polyethylene glycol có phân
tử lượng 6000 và 20000 Dalton. Ưu điểm của phương pháp này là chỉ cần sử dụng một
lượng chất kết tủa rất nhỏ mà hiệu suất kết tủa lại rất cao. Nhược điểm của phương
pháp này mà rất đắt tiền và dễ gây biến tính protease.
1.2. Một số nghiên cứu và ứng dụng của protease:
1.2.1 Một số nghiên cứu về protease:
Ở nước ta, đã có nhiều công trình nghiên cứu về protease được công bố về các lĩnh
vực tinh chế, tách chiết,… như:
Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Văn Ngoạn, Phạm Thị Hà, Vũ Thanh Hoan và
Nguyễn Văn Lệ (1993) công bố nghiên cứu về protease đầu tôm biển cho thấy hoạt độ
của DC cực đại ở pH 7,5 nhiệt độ 65
0
C; đối với CPE thì pHopt là 8.5 và t

opt
=55
0
C.
Cystein, iod và các ion kim loại hóa trị 2 ở nồng độ 10
-3
làm giảm hoạt độ proteolitic
của DC và CPE, tách CPE qua cột sắc ký lọc gel sephadex G-75 thu được hai loại
protease có hoạt lực chủ yếu là protease P-I và protease P-II. [4]
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
0
C và 50
0
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. [12]
Đặng Văn Hợp (2000) đã nghiên cứu chiết xuất protease từ Asppergillus pryzae A4
ứng dụng vào trong sản xuất nước mắm. [10]
Đỗ Văn Ninh (2004) đã nghiên cứu tách chiết protease từ nội tạng cá, mực và ứng
dụng vào việc sản xuất sản phẩm mới từ protein được thủy phân. Nghiên cứu này cho
thấy chế phẩm protease thu được từ nội tạng cá và gan mực là một hỗn hợp gồm nhiều
protease có nhiệt độ thích hợp từ 50-55
0
C và có thể ứng dụng protease này để thủy
phân thịt cá sản xuất bột đạm. [19]
Nguyễn Thị Mỹ Trang (2004), công bố công trình nghiên cứu protease chiết xuất
từ đầu tôm bạc nghệ (Metapenaeus brevicornis). Kết quả thu được protease có nhiệt độ
11

thích hợp là 50
0
C và pH thích hợp từ 8,5-9,5. Chế phẩm enzyme thu được dùng thủy
phân cá mối thu bột đạm. [26]
Nguyễn Văn Truyền (2006) đã nghiên cứu chiết xuất protease từ đầu tôm càng
xanh và thu được enzyme protease có nhiệt độ tối thích là 55
0
C, pH tối thích là 8. [33]
Vũ Ngọc Bội (2004) đã nghiên cứu sản xuất protease từ Bacillus và ứng dụng sản
xuất bột đạm thủy phân từ cá tạp. [1]
Nguyễn Minh Trí cùng cộng sự đã nghiên cứu “Ép tách nước protein từ đầu tôm
thẻ (Panaeus Vannamei) trong sản xuất Chitin và bổ sung vào chượp trong quá trình
sản xuất nước mắm”. Kết quả cho thấy quá trình sản xuất Chitin từ đầu tôm chưa ép
tách protein có thể áp dụng cho sản xuất chitin công đoạn ép tách. Công đoạn ép tách
protein trước khi xử lý HCl và NaOH trong sản xuất chitin đã giảm 37% lượng hóa
chất (NaOH, HCl) sử dụng. Bước đầu cho thấy có thể đưa dịch protein này vào sản
xuất nước mắm. [27]
Trần Thị Luyến đã kết hợp sử dụng enzyme papain và bromelin để khử protein
trong sản xuất chitin nhưng hiệu quả không cao.
Viện nghiên cứu hải sản cũng đã tiến hành “Nghiên cứu chế độ thủy phân phế liệu
đầu tôm bằng enzyme” bằng enzyme Neutraza, Papain và enzyme Bromelain thô. Kết
quả cho thấy khi sử dụng enzyme Neutraza để thủy phân đầu tôm thì điều kiện thủy
phân thích hợp là: tỷ lệ enzyme/cơ chất là 1,5:100 (v/v) ở nhiệt đọ 50
0
C trong 2 giờ.
Điều kiện tối ưu của enzyme Papain để thủy phân phế liệu tôm là: tỷ lệ enzyme/cơ
chất là 0,3g/100ml ở 55
0
C trong 2 giờ 30 phút. [7]

Trang Sỹ Trung và cộng sự (2006-2008) đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu kết hợp
phương pháp sinh học để nâng cao hiệu quả qui trình sản xuất chitin-chitosan từ phế
liệu vỏ đầu tôm”. Kết quả là ngoài chitin-chitosan, còn thu được hỗn hợp protein và
astaxanthin – một loại chất màu có hoạt tính sinh học cao, được ứng dụng rộng rãi
trong nuôi trồng thủy sản và thực phẩm chức năng. Đây là một hướng đi cho phương
pháp sản xuất sạch hơn. Bên cạnh đó, việc kết hợp sinh học và hóa học còn đảm bảo
vấn đề giá thành sản xuất hợp lý, cơ hội để mở rộng sản xuất với qui mô lớn. Theo
phương pháp này, nguyên liệu vỏ đầu tôm được xay nghiền và khử protein bằng
enzyme Flavuorzyme rồi tiến hành thủy phân protein. Sau khi thủy phân, phần dịch và
phần vỏ được tách ép. [28]
12

Năm 2011, Nguyễn Lệ Hà đã nghiên cứu tách chiết và ứng dụng chế phẩm enzyme
protease từ đầu tôm sú vào mục đích thủy phân phế liệu đầu và vỏ tôm sú để thu nhận
bột carotenoprotein với hàm lượng protein cao (70,7%), và carotenoid cao
(0,706mg/g). Trong qui trình này, tỷ lệ chế phẩm enzyme sử dụng là 4,5%, nhiệt độ xử
lý là 53
0
C, trong 10 giờ. Chất lượng của bột carotenoprotein được đánh giá ban đầu về
cảm quan và thành phần hóa học đạt kết quả tốt, phù hợp cho mục đích chế biến thực
phẩm. [8]
Một số công trình nghiên cứu về protease ở nước ngoài như:
Năm 1987 Doke S.N và các cộng sự cho biết protease của thịt tôm he Ấn Độ
(P.inducus) là một protease kiềm, hoạt động cực đại ở pH 8,0 bền với nhiệt, hoạt động
phụ thuộc vào ion kim loại. [38]
Năm 1994, H.R. Kim, H.H. Baek, S.P. Meyes, K.R. Cadwallader và J.S. Godber
thuộc trung tâm nghiên cứu nông nghiệp Louisiana đã nghiên cứu sử dụng “chất chiết
từ gan, tụy” của tôm nước ngọt và nhận thấy khi sử dụng chất này để xử lý phế liệu
cua có thể làm tăng khả năng chiết tách các chất tạo mùi từ phế liệu cua. [41]
Shann Tzong Jiang và cộng sự đã tách chiết được Cathepsin D từ một số loài tôm

nuôi ở Đài 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 (Shann Tzong Jiang, 1992). [46]
Nip và cộng sự cho thấy, collagenase đóng vai trò quan trọng đối với kết cấu của
cơ thịt khi bảo quản, đặc biệt là tôm ướp lạnh có thời gian bảo quản tương đối ngắn vì
sự có mặt của collagenase làm cho mô thịt tôm mềm dần (Nip, 1985) [43]. Và Huss
cùng đồng sự cho rằng, các collagenase trong tôm do các tuyến gan tụy sinh ra (Huss,
1995).
Olsen, Johansen và Myrnes đã phát hiện trong nước thải từ công đoạn rã đông
nguyên liệu tôm Pandalus borealis có chứa một số enzyme tiêu hóa (Olsen, 1990). [45]
Các ưu điểm vượt trội của enzyme từ đọng vật thủy sản khi ứng dụng vào sản xuất
thực phẩm cũng tỏ ra vượt trội hơn so với phương pháp hóa học hay cơ học truyền
thống.
Tại Iceland, các nhà khoa học đã sử dụng enzyme để loại da cá đuối Raja radiate
bằng cách ngâm nguyên liệu vào trong hỗn hợp enzyme proteolytic và glycolytic trong
4 giờ ở 25
0
C hoặc trong 10-12 giờ ở 5
0
C. [47]
13

Ứng dụng protease cũng được nghiên cứu để bóc tách da cá trích. Người ta xử lý cá
bằng dung dịch acid acetic 5% ở 10
0
C nhằm gây biến tính collagen da cá, sau đó
chuyển sang ngâm trong các bể chứa có pha protease tách chiết từ nội tạng cá tuyết.
Sau quá trình xử lý, lớp vảy và da cá được loại bỏ. [40]
Fehmerling (1973) đã sử dụng hỗn hợp các enzyme khác nhau để loại bỏ những
phần không mong muốn như da, vỏ của các loại thủy sản khác nhau như tôm, mực, cá
ngừ đại dương, cá hồi,…[39]

Strom & Raa (1993) đã sử dụng enzyme chiết xuất từ nội tạng mực để phân giải
loại bỏ da mực. [48]
Simpson và cộng sự (1994) đã dùng chymotrypsin để loại bỏ protein trong qui trình
sản xuất chitin-chitosan cho thấy đạt hiệu quả tốt ở tỷ lệ enzyme/cơ chất là 7:1000
(w/w) ở nhiệt độ 40
0
C, pH = 8, trong thời gian 72 giờ. [51]
Cano-Lopez và các tác giả khác còn cho biết nếu sử dụng trypsin từ cá tuyết
Atlantic trong quá trình tách chiết carotenoprotein từ phế liệu tôm thì có thể thu nhận
được 60% astaxanthin và 81% protein, trong khi nếu dùng trypsin từ bò thì chỉ thu
được 49% astaxanthin và 65% protein với cùng điều kiện xử lý như nhau. [36]
Trong khi Simpson, Dauphin và Smith (1992) lại thấy rằng khi sử dụng trypsin từ
tụy tạng bò để thủy phân trên vỏ tôm hùm lại cho hiệu suất thu chất màu cao hơn khi
sử dụng chế phẩm thô thu nhận từ cá tuyết. [50]
Theo Simpson và Haard (1987) thì trypsin thu được từ bò và cá tuyết Greenland
đều có tác dụng chống oxy hóa cho chất béo trong sữa. Tuy nhiên, trypsin từ cá tuyết
dễ vô hoạt hơn trong quá trình thanh trùng, dó đó sẽ không gây hư hỏng sữa trong quá
trình bảo quản. [49]
1.2.2 Ứng dụng của protease:
Protease được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: y học, hóa phân tích,
công nghệ chế biến thủy sản, công nghệ thực phẩm, …
Trong chế biến thủy sản: protease có nhiều ứng dụng đã được nghiên cứu và ứng
dụng rộng rãi như bổ sung protease vào trong công nghệ sản xuất nước mắm để rút
ngắn thời gian sản xuất nước mắm. Qui trình sản xuát mắm ngắn ngày đã được hoàn
thiện, trong đó sử dụng chế phẩm enzyme từ thực vật (bromeline, papaine) và vi sinh
vật để rút ngắn thời gian chế biến, tăng thể tích nước mắm cốt thu được, cải thiện
hương vị của nước mắm và tăng hiệu quả kinh tế. [10, 14]
14

Còn trong sản xuất bột cá nếu sử dụng protease sẽ dễ dàng tách protein ra khỏi da,

xương, rút ngắn thời gian sản xuất, hiệu quả kinh tế hơn.[1, 9, 16, 19]
Trong nông nghiệp: protease được sử dụng để xử lý các phế liệu giàu protein làm
thức ăn cho động vật, nhằm tăng khả năng tiêu hóa thức ăn và hệ số sử dụng thức ăn,
có thể tiến hành bằng cách thêm trực tiếp protease vào thức ăn hoặc dùng ptotease xử
lý sơ bộ thức ăn trước khi cho động vật ăn.
Trong công nghiệp nhẹ: protease được sử dụng để sản xuất bột giặt nhằm tăng hệ
số tẩy rửa chất bẩn có bản chất protein.
Trong y học: protease được sử dụng để sản xuất thuốc chữa bệnh kém tiêu hóa,
bệnh nghẽn tĩnh mạch, bệnh thiếu enzyme bẩm sinh,…
Trong chế biến thịt: protease được sử dụng để làm mềm các loại thịt dai như thịt bò
nhờ sự thủy phân một phẩn protein làm thịt có độ mềm thích hợp. Protease thường
được sử dụng có nguồn gốc thực vật như: papain từ đu đủ, bromelin từ dứa,…
Trong công nghiệp thực phẩm: protease được sử dụng rennin để chế biến phomat,
pepsin để làm đông tụ sữa,…
Trong công nghiệp thuộc da: protease được sử dụng để làm mềm da, tăng cường
khả năng tách lông ra khỏi da mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng của da.
Như đã nói ở trên, protease có thể được cung cấp từ các nguồn: vi sinh vật, thực vật
và từ động vật. Nhưng phần lớn protease thương mại hiện nay đang được sử dụng
được sản xuất từ vi sinh vật với số lượng lớn, ổn định, chất lượng tốt cũng nhu đồng
đều và tinh sạch. Bên cạnh đó qua công nghệ proteine, có tể tác động vào vi sinh vật
làm thay đổi cấu trúc như mong muốn để từ đó tạo ra các enzyme mới với các cấu trúc
cải biến, có các tính chất mới như mong muốn như hoạt tính được cải thiện hoặc đọ
bền nhiệt hoặc khả năng hoạt động trên cơ chất mới hoặc ở pH cao hơn.
Tuy nhiên, với lượng phế liệu đầu tôm lớn như hiện nay và có xu hướng tăng theo
như mục tiêu đề ra của hiệp hội xuất khẩu Thủy sản thì ngoài các biện pháp tận thu để
sản xuất chitin, chitosan, glucosamin thì việc chiết rút, sử dụng enzyme protease từ
đầu tôm cũng là một biện pháp góp phần đa dạng nguồn cung cấp enzyme protease,
cũng nhu góp phần giảm thải ô nhiễm môi trường và cung cấp một lượng enzyme đáng
kể đồng thời giải quyết vấn đề tận dụng tối đa phế liệu từ sản xuất.
1.3. Giới thiệu tôm thẻ chân trắng và phế liệu của tôm thẻ chân trắng trong

quá trình chế biến: