nghiên cứu quy trình sản xuất nước chấm cá cơm bằng hai enzyme protamex và flavourzyme

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG





ĐỖ ĐỨC SINH




NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT
NƯỚC CHẤM CÁ CƠM BẰNG HAI
ENZYME PROTAMEX VÀ FLAVOURZYME




LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT







KHÁNH HÒA - NĂM 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG





ĐỖ ĐỨC SINH




NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT
NƯỚC CHẤM CÁ CƠM BẰNG HAI
ENZYME PROTAMEX VÀ FLAVOURZYME

Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH
Mã số : 60 54 01 04



LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT




Người hướng dẫn khoa học : TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

Khánh Hòa - Năm 2014
i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Kết quả nêu trong
luận văn là trung thực.


Học viên


Đỗ Đức Sinh
ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến quý thầy, cô giáo Trung tâm Thí
nghiệm - Thực hành trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cho tôi trong
quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Đồng thời, tôi cũng gửi đến Ban Giám hiệu trường Đại học Nha Trang,
Khoa Công nghệ Thực phẩm, Khoa Sau Đại học, sự kính trọng, tự hào được học
tập tại trường trong những năm qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất của tôi xin giành cho TS. Nguyễn Thị Mỹ Hương,
đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận
văn. Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo và hội đồng đánh giá luận văn thạc
sĩ đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thiện luận văn.
Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn tới ba mẹ, anh chị em và bạn bè
đã luôn động viên, cổ vũ tôi hoàn thành luận văn.

Học viên



Đỗ Đức Sinh









iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT x
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1. Tổng quan về cá cơm dùng để sản xuất nước mắm 3
1.1. Tình hình khai thác và sản lượng cá cơm 3
1.2. Các loại cá Cơm 3
1.3. Thành phần hóa học của cá Cơm 5

2. Tổng quan về enzyme protease và sự thủy phân protein bằng enzyme protease 6
2.1. Protease và cơ chế phản ứng thủy phân 6
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme
protease 6
2.3. Cơ chế của quá trình thủy phân thịt cá và các hệ enzyme tham gia phân
giải trong quá trình chế biến nước mắm 8
2.4. Một số enzyme thương mại thường được sử dụng trong quá trình thủy
phân protein 10
2.5. Thủy phân protein bằng sự kết hợp hai ezyme 12
3. Tổng quan về nước chấm 13
3.1. Các loại nước chấm 13
3.1.1. Nước mắm truyền thống 13
3.1.2. Nước mắm ngắn ngày 14
3.1.3. Mắm nêm 14
3.1.4. Mắm tôm 15
3.1.5. Nước tương 15
iv

3.2. Một số chất phụ gia thường được dùng trong quy trình sản xuất nước
chấm 16
4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về nước mắm và sự thủy phân protein
bằng enzyme protease 17
4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về nước mắm và sự thủy phân protein
bằng enzyme proteaza 17
4.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về nước mắm 17
4.1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về sự thủy phân protein bằng
enzyme proteaza 24
4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm và sự thủy phân protein
bằng enzyme proteaza 26
4.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm 26

4.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về sự thủy phân protein bằng
enzyme proteaza 28
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
I. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 30
1. Nguyên liệu cá cơm: 30
2. Enzyme 30
2.1. Enzyme Protamex 30
2.2. Enzyme Flavourzyme 30
3. Chất phụ gia thực phẩm 31
II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
1. Xác định thành phần hóa học của cá cơm thường 31
2. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tổng quát 31
3. Quy trình dự kiến sản xuất nước chấm cá cơm thường bằng enzyme
Protamex và Flavourzyme 32
4. Thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân cá cơm
bằng sự kết hợp enzyme Protamex và Flavourzyme 33
4.1. Thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân cá
cơm bằng enzyme Protamex 33
4.1.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Protamex thích hợp 33
v

4.1.2. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp cho enzyme
Protamex 35
4.1.3. Thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp cho quá
trình thủy phân cá cơm 39
4.1.4. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp đối với
enzyme Flavourzyme 41
4.1.5. Bố trí thí nghiệm xác định xác định thời gian thủy phân thích hợp
đối với enzyme Flavourzyme 43
5. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn phụ gia thích hợp 45

5.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối phối trộn thích hợp 46
5.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ sorbitol phối trộn thích hợp 47
5.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ màu caramen phối trộn thích hợp 48
5.4. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ hương mắm phối trộn thích hợp 49
6. Đề xuất quy trình sản xuất nước chấm theo các thông số thích hợp 50
7. Sản xuất nước chấm theo các thông số thích hợp đã xác định được 51
8. Phương pháp phân tích 51
8.1. Đánh giá cảm quan 51
8.2. Phân tích hóa học 51
8.3. Hiệu suất thu hồi nitơ 51
8.4. Phân tích vi sinh 52
9. Phương pháp xử lý số liệu 52
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53
1. Thành phần hóa học của cá cơm thường (stolephorus commersonii) 53
2. Xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân cá cơm bằng enzyme
protamex và flavourzyme 53
2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến quá trình thủy phân cá cơm .53
2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân trong quá trình thủy phân cá cơm bằng
enzyme Protamex 56
2.3. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân trong quá trình thủy phân cá Cơm
bằng enzyme protamex 58
2.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến quá trình thủy phân cá cơm
60
vi

2.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến quá trình thủy phân cá cơm bằng
enzyme Flavourzyme 63
2.6. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến quá trình thủy phân cá Cơm bằng
enzyme Flavourzyme 66
3. Chất lượng của dịch đạm thủy phân từ cá cơm 68

4. Kết quả xác định các tỷ lệ phụ gia thích hợp để sản xuất nước chấm 69
4.1. Kết quả xác định tỷ lệ muối thích hợp 69
4.2. Kết quả xác định tỷ lệ sorbitol thích hợp 70
4.3. Kết quả xác định tỷ lệ màu caramen thích hợp 71
4.4. Kết quả xác định tỷ lệ hương nước mắm thích hợp 72
5. Đề xuất quy trình sản xuất nước chấm và đánh giá chất lượng sản phẩm 73
5.1. Qui trình sản xuất 74
5.2. Thuyết minh qui trình 75
5.3. Kết quả đánh giá chất lượng nước chấm theo qui trình đề xuất 75
5.3.1. Kết quả đánh giá cảm quan 76
5.3.2. Kết quả xác định các chỉ tiêu hóa học và thành phần axit amin trong
sản phẩm nước chấm. 76
5.3.3. Kết quả xác định các chỉ tiêu vi sinh 78
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 79
I. KẾT LUẬN 79
II. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81
I. TIẾNG VIỆT 81
II. TIẾNG ANH 82
PHỤ LỤC I




vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của cá cơm thường Stolephorus commersonii
53
Bảng 3.2. Chất lượng cảm quan dịch đạm thủy phân

69
Bảng 3.3. Chỉ tiêu hóa học của dịch đạm thủy phân
69
Bảng 3.4. Chất lượng cảm quan của nước chấm 76
Bảng 3.5. Chỉ tiêu hóa học của nước chấm cá cơm
77
Bảng 3.6. Thành phần axit amin của nước chấm
77
Bảng 3.7. Bảng kết quả xác định các chỉ tiêu vi sinh
78










viii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cá cơm Ấn Độ 3
Hình 1.2. Cá cơm Săng 4
Hình 1.3. Cá cơm Thường 4
Hình 1.4. Cá cơm Trung Hoa 5
Hình 1.5. Sơ đồ quy trình tổng quát công nghệ sản xuất nước mắm truyền thống 13
Hình 1.6. Sơ đồ quy trình chế biến mắm nêm dạng nguyên con 14
Hình 1.7. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến mắm nêm dạng sệt . 14

Hình 1.8. Quy trình sản xuất mắm tôm 15
Hình 1.9. Quy trình sản xuất nước tương sử dụng enzym protease 15
Hình 1.10. Axit acetic 16
Hình 2.1. Sơ đồ thí nghiệm xác định thành phần hóa học của cá cơm 31
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu tổng quát 31
Hình 2.3. Quy trình dự kiến sản xuất nước chấm cá Cơm bằng enzyme Protamex
và Flavourzyme 32
Hình 2.4 .Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Protamex thích hợp 34
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp cho
enzyme Protamex 36
Hình 2.6 . Thí nghiệm xác định thời gian thủy phân bằng enzyme Protamex thích
hợp 38
Hình 2.7 .Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp 40
Hình 2.8 . Thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp đối với enzyme
Flavourzyme 42
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác thời gian thủy phân thích hợp đối với
enzyme Flavourzyme 44
Hình 2.10. Sơ đồ dự kiến xác định tỷ lệ phối trộn phụ gia thích hợp 45
Hình 2.11. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối phối trộn thích hợp 46
Hình 2.12. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ sorbitol phối trộn thích hợp 47
Hình 2.13. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ caramen phối trộn thích hợp. 48
Hình 2.14. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ hương mắm phối trộn thích hợp 49
Hình 2.15. Đề xuất quy trình sản xuất nước chấm theo các thông số thích hợp 50
ix

Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hiệu suất thu hồi nitơ 53
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hàm lượng nitơ axit amin 54
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hàm lượng nitơ amoniac 54
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ. 56
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng nitơ axit amin 56

Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac. 57
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ 58
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ axit amin 59
Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac. 59
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hiệu suất thu hồi nitơ 61
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hàm lượng nitơ axit
amin 61
Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hàm lượng nitơ
amoniac 62
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ 63
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng nitơ axit amin 64
Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac. 64
Hình 3.16. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ. 66
Hình 3.17. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ axit amin 66
Hình 3.18. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac. 67
Hình 3.19. Dịch đạm thủy phân từ cá cơm 68
Hình 3.20. Ảnh hưởng của tỷ lệ muối bổ sung đến điểm cảm quan chung của
nước chấm 69
Hình 3.21. Ảnh hưởng của tỷ lệ sorbitol bổ sung đến điểm cảm quan chung của
nước chấm 70
Hình 3.22. Ảnh hưởng của tỷ lệ màu caramen bổ sung đến điểm cảm quan chung
của nước chấm 71
Hình 3.23. Ảnh hưởng của tỷ lệ hương nước mắm bổ sung đến điểm cảm quan
chung của nước chấm 72
Hình 3.24. Qui trình sản xuất nước chấm cá cơm 74
Hình 3.25. Sản phẩm nước chấm 76
x


DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Diễn giải
H% Hiệu suất thu hồi nitơ
N
ts
Nitơ tổng số
N
aa
Nitơ axit amin
N
NH3
Nitơ amoniac
N/NL Tỷ lệ nước so với nguyên liệu
E/NL Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu




1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Nước mắm là một loại nước chấm quen thuộc, gần gũi, một sản phẩm đặc
sắc của các nước châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng. Nước mắm không chỉ
là gia vị làm cho bữa ăn hàng ngày được ngon hơn mà nó còn là một loại thực
phẩm giàu chất dinh dưỡng như : các axit amin, các vitamin, các chất khoáng cần
thiết cho sự phát triển của cơ thể.
Nước mắm được sản xuất từ nguồn nguyên liệu chính là cá, qua một quá
trình lên men ở điều kiện tự nhiên. Nghề làm nước mắm của nước ta được truyền
từ đời này sang đời khác. Tuy nhiên, sản xuất nước mắm theo phương pháp cổ

truyền thì thời gian để có thể thu được sản phẩm có chất lượng rất dài (từ 6 đến
12 tháng), đồng thời tốn nhiều nhân công và diện tích sản xuất.
Vì vậy để rút ngắn thời gian sản xuất, thu hồi vốn nhanh, đa dạng hóa các
sản phẩm nước chấm trên thị trường, và tạo ra sản phẩm mới đáp ứng yêu cầu
mới của người tiêu dùng, cần nghiên cứu sản xuất nước chấm bằng việc sử dụng
enzyme protease thương mại.
Từ những lý do trên tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất
nước chấm cá cơm bằng hai enzyme Protamex và Flavourzyme”.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Xây dựng được qui trình sản xuất nước chấm cá cơm thường (Stolephorus
commersonii) bằng enzyme Protamex và Flavourzyme. Sản phẩm tương tự như nước
mắm cá cơm truyền thống, đạt chất lượng, màu sắc, mùi vị và thành phần hóa học
tương tự như TCVN 5107 : 2003.
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:
Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu sẽ góp thêm các dẫn liệu khoa học có giá trị tham
khảo cho cán bộ khoa học kỹ thuật, các nhà sản xuất kinh doanh và sinh viên
ngành chế biến thủy sản về quá trình sản xuất nước chấm bằng enzyme proteaza
thương mại (Protamex và Flavourzyme).


2

Ý nghĩa thực tiễn:
Việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu qui trình sản xuất nước chấm cá Cơm
bằng hai enzyme Protamex và Flavourzyme” sẽ góp phần đa dạng hóa sản phẩm
nước chấm trên thị trường.
Kết quả của đề tài sẽ mở ra một hướng mới cho các doanh nghiệp sản xuất
nước chấm trong việc ứng dụng enzyme proteaza thương mại trong sản xuất
nước chấm và điều này sẽ tạo ra nhiều dòng sản phẩm, sử dụng hiệu quả hơn

nguồn nguyên liệu cá và mang lại lợi ích thiết thực về mặt kinh tế cho các doanh
nghiệp.
4. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
1) Xác định thành phần hóa học của cá cơm.
2) Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân cá
cơm bằng enzyme Protamex và Flavourzyme.
3) Nghiên cứu xác định các tỷ lệ phối trộn chất phụ gia thực phẩm thích hợp
cho việc sản xuất nước chấm.
4) Xây dựng qui trình sản xuất nước chấm bằng enzyme Protamex và
Flavourzyme.
5) Sản xuất nước chấm cá cơm theo qui trình đã xây dựng và đánh giá chất
lượng của nước chấm cá cơm.

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1. Tổng quan về cá cơm dùng để sản xuất nước mắm
1.1. Tình hình khai thác và sản lượng cá cơm
Theo báo cáo của bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn, 5 tháng đầu
năm 2012 tổng sản lượng xuất khẩu thủy sản của cả nước đạt 2.067,2 ngàn tấn,
tăng 3,9% so với cùng kì năm ngoái.

Về khai thác thủy sản, sản lượng thuỷ sản
khai thác 5 tháng đầu năm ước tính đạt 1.051 ngàn tấn, tăng 3,0% so với cùng kỳ
năm 2011; riêng khai thác biển 5 tháng ước đạt 986 ngàn tấn, tăng 3,2% so với
năm 2011. Trong đó, sản lượng cá cơm chiếm khoảng 300,6 ngàn tấn [70]. Cá
cơm được sử dụng để chế biến ra nhiều loại sản phẩm có chất lượng cao như:
chế biến nước mắm, chế biến cá cơm khô, cá cơm tẩm gia vị chiên giòn…
1.2. Các loại cá Cơm

Cá Cơm Ấn Độ:
Tên khoa học: Stolephorus indicus
Tên tiếng việt: Cá Cơm Ấn Độ
Tên tiếng Anh: Indian anchovy
Phân bố: Đông Phi, Ấn Độ, Malaixia, Iđônêxia, Trung Qốc, Việt Nam





Hình 1.1. Cá cơm Ấn Độ [15]
Đặc điểm hình thái: Thân dài hình trụ, hơi dẹp bên. Đầu tương đối dài.
Mõm tù. Chiều dài thân gấp 4,9 - 5,3 lần chiều cao thân và 4,0 - 4,9 lần chiều
dài đầu. Mắt tương đối to, không có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng,
hơi gồ lên. Mút sau cùng của xương hàm trên dài đến khe mang. Trên hàm,
xương lá mía, xương khẩu cái đều có răng nhỏ. Khe mang rộng, lược mang
nhiều, mang giả phát triển. Vẩy tròn, dễ rụng. Có một vây lưng tương đối to,
khởi điểm nằm ngang bằng với điểm giữa của khoảng cách từ vây bụng đến vây
hậu môn, vây ngực to, vây bụng nhỏ. Thân màu trắng, bên thân có một sọc dài
4

màu trắng bạc, trên đầu có một chấm màu xanh lục. Vây lưng và vây đuôi màu
xanh lục, các vây màu trắng [15].

Cá Cơm Săng:
Tên khoa học: Stolephorus tri
Tên tiếng việt: Cá cơm Săng
Tên tiếng Anh: Spined anchovy
Phân bố: Ấn Độ, Malaixia, Iđônêxia, Trung Quốc, Việt Nam

Hình 1.2. Cá cơm Săng [15]
Đặc điểm hình thái: Thân dài, dẹp bên, đầu tương đối to, mõm ngắn,
chiều dài thân gấp 4,8 lần chiều cao thân và 4,6 lần chiều dài đầu. Mắt tương đối
to, không có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng. Trên hàm, xương lá mía,
xương khẩu cái đều có răng nhỏ. Khe mang rộng, lược mang dài và nhỏ. Vẩy
tròn, nhỏ, dể rụng. Có một vây lưng, khởi điểm nằm sau khởi điểm của vây bụng,
trước khởi điểm của vây hậu môn. Thân màu trắng, bên thân có một sọc dọc màu
trắng bạc. Các vây màu trắng, riêng vây đuôi màu xanh lục [15].
Cá Cơm thường:
Tên khoa học: Stolephorus commersonii
Tên tiếng việt: Cá Cơm thường
Tên tiếng Anh: Commerson's anchovy
Phân bố: Đông Phi, Ấn Độ, Thái lan, Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Việt Nam





Hình 1.3. Cá cơm Thường [15]
5

Đặc điểm hình thái: Thân dài, dẹp bên. Đầu tương đối to. Mõm hơi nhọn.
Chiều dài thân gấp 4,4 - 5,2 lần chiều cao thân và 4,2 - 5,0 lần chiều dài đầu.
Mắt to, không có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng. Trên hàm, xương lá
mía, xương khẩu cái đều có răng nhỏ. Khe mang rộng, lược mang dẹp, mỏng và
cứng. Vảy tròn, to vừa, rất dễ rụng. Khởi điểm của vây lưng nằm ở sau khởi điểm
của vây bụng, gần ngang bằng với khởi điểm của vây hậu môn. Vây hậu môn to,

dài. Thân màu trắng, trên đầu có hai chấm màu xanh lục, bên thân có một sọc
dọc màu trắng bạc [15].
Cá Cơm Trung Hoa:

Tên khoa học: Stolephorus chinensis
Tên tiếng việt: Cá Cơm Trung Hoa
Tên tiếng Anh: Chinese anchovy
Phân bố: Trung Quốc, vịnh Bắc Bộ của Việt Nam




Hình 1.4. Cá cơm Trung Hoa [15]
Đặc điểm hình thái: Thân dài, hình trụ, hơi dẹp bên. Đầu tương đối nhỏ.
Mõm ngắn, hơi nhọn. Mắt rất to, không có màng. Khoảng cách hai mắt rộng, hơi
gồ lên. Lỗ mũi rộng ở giữa viền trước mắt với mút mõm. Miệng rộng, ở phía
dưới, xiên. Trên 2 hàm đều có răng. Khe mang rất rộng. Xương nắp mang mỏng
và trơn liền. Màng nắp mang hơi dính liền nhau. Lược mang dài và tương đối
nhiều. Có mang giả

[15].
1.3. Thành phần hóa học của cá Cơm
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá cơm (% theo khối lượng) [2]
Nước Protein Lipid Khoáng
77,4 ± 0,2 19,3 ± 0,1 1,6 ± 0,1 1,3 ± 0,1

6

2. Tổng quan về enzyme protease và sự thủy phân protein bằng enzyme
protease

2.1. Protease và cơ chế phản ứng thủy phân
Proteaza là enzyme xúc tác sự thuỷ phân các liên kết peptit (- CO – NH-)
trong phân tử protein và các cơ chất tương tự
.

H
2
N- CH – CO – NH – CH – CO - … - NH – CH - COOH


H
2
N- CH – COOH + H
2
N– CH – CO … NH – CH - COOH


Cơ chế:
Endoprotease

HO H HO H


H
2
N-CH-CO-NH-CH….NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOH
R
1
R
2

R
3

HO H
R
4
R
5
R
6

Amino peptidase

Carboxy peptidase
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme
protease
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: Khi nồng độ enzyme thấp, lượng cơ
chất lớn, vận tốc thuỷ phân phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme. Khi nồng
độ enzyme tăng, tốc độ phản ứng thuỷ phân tăng đến một giá trị giới hạn v = v
max
nếu nồng độ enzyme tiếp tục tăng, tốc độ phản ứng thuỷ phân bởi enzyme tăng
không đáng kể, thậm chí không tăng.
Ảnh hưởng của nhiệt độ: Enzyme là protein có hoạt tính xúc tác nên kém
bền với nhiệt, chúng chỉ có hoạt tính trong khoảng nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ làm
chúng biến tính. Trong khoảng nhiệt độ đó, khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng
thuỷ phân tăng. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng thuỷ phân do
enzyme xúc tác được đặc trưng bằng hệ số:
E. proteaza
R
1

R
2

R
X

R
1
R
2


R
X

7


Q
10
=

Với K
t
: Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t
K
t+10
: Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t + 10
o

C
Người ta đã xác định được hệ số Q
10
của các loại enzyme trong cơ thể cá
trong khoảng từ 2 - 3, cá biệt có thể lên đến 7 như phản ứng Hemoglobin trong
máu cá.
Vùng nhiệt độ tạo cho enzyme có hoạt độ cao nhất gọi là vùng nhiệt độ
thích hợp của enzyme, trong đó có một giá trị nhiệt độ mà ở đó, tốc độ enzyme
đạt cực đại gọi là nhiệt độ tối thích. Với đa số enzyme, vùng nhiệt độ thích hợp
trong khoảng 40 - 50
o
C. Nhiệt độ làm cho enzyme mất hoàn toàn hoạt tính gọi là
nhiệt độ tới hạn, đa số enzyme có nhiệt độ tới hạn khoảng 70
o
C; với các enzyme
bền nhiệt (bromelin, papin…), nhiệt độ tới hạn có thể cao hơn. Nhiệt độ thích
hợp đối với một enzyme có sự thay đổi khi có sự thay đổi về pH, nồng độ cơ
chất…
Ảnh huởng của pH: pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính của
enzyme vì pH ảnh hưởng đến mức độ ion hoá cơ chất, ion hoá enzyme và đến độ
bền của protein enzyme. Đa số enzyme có khoảng pH thích hợp từ 5 – 9. Với
nhiều proteaza, pH thích hợp ở vung trung tính nhưng cũng có một số proteaza
có pH thích hợp trong vùng acid (pepxin, proteaza-acid của vi sinh vật…) hoặc
nằm trong vùng kiềm (tripsin, subtilin,…). Với từng enzyme, giá trị pH thích
hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, loại cơ chất… thay đổi.
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân: Thời gian thủy phân cần thích hợp
để enzyme phân cắt các liên kết trong cơ chất, tạo thành các sản phẩm cần thiết
của quá trình thuỷ phân nhằm đảm bảo hiệu suất thuỷ phân cao, chất lượng sản
phẩm tốt. Thời gian thuỷ phân dài, ngắn khác nhau tuỳ thuộc vào loại enzyme,
nồng độ cơ chất, pH, nhiệt độ, sự có mặt của chất hoạt hoá, ức chế… Trong thực

tế, thời gian thuỷ phân phải xác định bằng thực nghiệm và kinh nghiệm thực tế
cho từng quá trình thuỷ phân cụ thể.
K
t+10
K
t

8

Ảnh hưởng của lượng nước: Nước vừa là môi trường để phân tán
enzyme và cơ chất lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng nên tỷ lệ nước có ảnh
hưởng lớn đến tốc độ, chiều hướng và là một yếu tố điều chỉnh phản ứng thuỷ
phân bởi enzyme.
Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Nồng độ cơ chất có ảnh hưởng lớn tới
tốc độ phản ứng thuỷ phân, khi càng tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng thuỷ
phân càng tăng, nhưng khi tốc độ phản ứng thuỷ phân đạt đến giới hạn v = v
max
, nếu
tiếp tục tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng thuỷ phân hầu như không tăng.
Ảnh hưởng của các chất hoạt hoá: Chất hoạt hoá là những chất khi có
mặt trong phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme, các chất này có bản
chất hoá học khác nhau, có thể là ion kim loại, anion hoặc các chất hữu cơ. Tuy
nhiên các chất hoạt hoá chỉ có tác dụng trong giới hạn nồng độ xác định. Khi
dùng quá nồng độ cho phép, hoạt độ enzyme sẽ giảm.
Ảnh hưởng của các chất kìm hãm: Chất kìm hãm (hay chất ức chế) là
những chất vô cơ hay hữu cơ mà khi có sự hiện diện của chúng, enzyme có thể bị
giảm hoặc mất hoạt tính. Với mỗi enzym ta có các chất kìm hãm khác nhau, vì
vậy khi sử dụng enzyme ta phải biết rõ các chất kìm hãm của nó để điều chỉnh
phản ứng
[3].

2.3. Cơ chế của quá trình thủy phân thịt cá và các hệ enzyme tham gia
phân giải trong quá trình chế biến nước mắm
Cơ chế của quá trình hình thành nước mắm
Đó là quá trình tác dụng của hệ enzyme proteaza trong bản thân cá từ
dạng protein qua các dạng trung gian như polypeptit, pepton, peptit và cuối cùng
là axit amin.
Protein Polypeptit Pepton Peptit Axit amin
Bên cạnh quá trình phân giải và phân hủy của protein là chủ yếu còn có
sự phân giải của đường và chất béo… thành các axit hữu cơ, rượu….
Quá trình phân giải protein trong thịt cá cũng có sự tham gia của men vi
sinh vật ở ngoài. Các vi sinh vật này có thể tiết ra proteaza thúc đẩy cho quá trình
thủy phân, nhưng cũng có thể là nguyên nhân gây thối rữa trong quá trình chế biến.
9

Cơ chế phân giải của enzyme
Quá trình phân giải thịt cá chuyển từ protit đến axit amin là một quá trình
rất phức tạp. Sự tham gia của enzyme trong quá trình thủy phân này là theo cơ
chế xúc tác theo sơ đồ sau:
E + S ES E + P
Sự hình thành và chuyển biến của hợp chất trung gian ES xảy ra qua ba
bước. Trước hết enzyme kết hợp với cơ chất tạo thành phức chất ezyme-protein,
bước này xảy ra khá nhanh và liên kết này không bền. Bước hai là sự chuyển
biến của các phân tử protein dẫn tới phá vỡ các mối liên kết đồng hóa trị tham gia
vào phản ứng. Khi đó trong phức chất ES đồng thời xảy ra hai quá trình là sự
dịch chuyển electron dẫn tới sự cực hóa của mối liên kết tham gia vào phản ứng
và sự biến dạng hình học của các mối liên kết đồng hóa trị trong phân tử protein
cũng như trong trung tâm hoạt động của enzyme, như vậy làm cho protein trở
nên hoạt động do đó quá trình thủy phân sẽ dễ dàng hơn. Bước ba là giai đoạn
tạo thành các axit amin hoặc peptit cấp thấp và giải phóng enzyme ra.
Các hệ ezyme tham gia phân giải

Aminopeptitdaza hay apaza tồn tại nhiều trong nội tạng cá, chịu được
nồng độ muối cao nên ngay từ đầu đã hoạt động rất mạnh, sang tháng thứ hai thì
giảm dần cho tới tháng thứ ba. Sau đó có tác dụng kém dần tới tháng cuối cùng.
Apaza có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại
peptit, loại này đại diện cho nhóm men thủy phân trung tính, môi trường tối thích
pH =5 – 7.
Hệ men serin-proteaza điển hình là tripsin tồn tại nhiều trong nội tạng cá,
nhất là trong tụy tạng. Ở giai đoạn đầu của quá trình chế biến, chúng có tồn tại
trong nước bổi nhưng hoạt động yếu ớt. Đến tháng thứ hai trở đi hoạt tính của
chúng tăng dần và đạt cực đại ở tháng thứ ba và thứ tư, sau đó giảm dần cho tới
khi chượp chin.
Men cathepsin bị ức chế bởi nồng độ muối cao. Vậy để cathepsin hoạt
động được ta phải áp dụng phương pháp cho muối nhiều lần, thủy phân từng đợt.
10

Hệ men axit proteaza được tìm thấy trong thịt và nội tạng cá, đại diện cho
hệ này là cathepsin D và pepsin. Hệ men này tồn tại trong thời giai đoạn ngắn của
thời kì đầu thủy phân, người ta thấy chúng có mặt trong nước bổi, khoảng 24 giờ sau
khi muối hòa tan thì hoạt tính của chúng giảm dần vì không chịu nổi mặn. Hệ men
này hoạt động mạnh nhưng bị ức chế bởi nồng độ muối cao [2].
2.4. Một số enzyme thương mại thường được sử dụng trong quá trình
thủy phân protein
Protamex
Là protease của Bacillus (Bagsvaerd, Denmark). Enzyme này có hoạt tính
endoprotease. Điều kiện hoạt động tối ưu của Protamex trong khoảng pH = 5,5–
7,5 ở nhiệt độ 35 – 60 °C. Protamex có hoạt tính 1,5 AU/g. Enzyme này bị bất
hoạt ở 85 °C hoặc cao hơn trong 10 phút và ở pH = 8 [37].
Flavourzyme
Flavourzyme mang hai hoạt tính endo và exoprotease, trong đó
exoprotease là chủ yếu, được sản xuất từ quá trình lên men chìm loài Aspergillus

oryzae. Enzyme này hoạt động thủy phân protein trong điều kiện trung tính hoặc
axít yếu. Điều kiện hoạt động tối ưu của Flavourzyme 500MG là pH = 5,0 –7,0,
nhiệt độ khoảng 50 °C – 55 °C . Flavourzyme 500MG có hoạt độ 500 LAPU/g.
Flavourzyme có thể bị ức chế hoạt động ở 90 °C trong 10 phút hoặc 120 °C trong
5 giây. Đây là một trong những enzyme khi thủy phân protein thu được dịch đạm
vị không đắng so với các loại enzyme thủy phân như Neutrase, Alcalase [46].
Alcalase 2,4 L
Là protease của Bacilluslicheniformis với hoạt tính endopeptidase. Alcalase
là enzyme thương mại thuộc nhóm serine protease subtilisin A. Hoạt độ của
Alcalase 2,4L là 2,4 AU/g, bị ức chế ở pH thấp, điều kiện hoạt động tốt nhất của
Alcalase là pH = 8, nhiệt độ 50 – 60 °C [37].
Neutrase
Là endoprotease được chiết từ vi khuẩn. Enzyme này cắt protein ở mức độ
vừa phải hoặc tạo thành các đoạn peptid. Điều kiện hoạt động tốt của Neutrase
0,8L là pH = 5,5 – 7,5 ở nhiệt độ 45–55 °C. Neutrase 0,8 L có hoạt độ 0,8 AU/g
và bị ức chế khi pH<4 [33].

11

Papain
Papain là một Cystein protease có ngồn gốc từ nhựa trái đu đủ. Papain
thủy phân protein thành các polypeptide, nó đóng vai trò vừa endoprotease vừa
exopeptidase.
Papain là enzyme chịu được nhiệt độ tương đối cao. Ở dạng nhựa khô
papain không bị biến tính trong 3 giờ ở 100
o
C. Ở dạng dung dịch, papain bị mất
hoạt tính sau 30 phút ở 82,5
o
C và nếu tăng nhiệt độ trên 100

o
C thì sẽ mất hoàn
toàn hoạt tính kể cả khi thêm lượng lớn chất hoạt hóa vào dung dịch vì cấu trúc
tâm hoạt động của enzyme đã bị phá hủy hoàn toàn.
Điều kiện hoạt động tối ưu:
Hoạt động thích hợp trong khoảng pH = 5,7-7,0
Nhiệt độ: 50 - 57
o
C [6].
Bromelain
Bromelain là một Cystein protease, bromelain có trong toàn bộ cây dứa,
nhưng nhiều nhất là trong quả dứa. bromelain thuộc nhóm endoprotease có khả
năng phân cắt các liên kết peptid nội phân tử protein để chuyển phân tử protein
thành các peptid.
Bromelain ở dạng tinh khiết thì nhạy với nhiệt độ: ở 5
o
C, pH = 4-10,
bromelain có hoạt tính tối đa trên Casein sữa trong 24 giờ; ở 55
o
C, pH = 6 trong
20 phút hoạt tính giảm 20%
Biên độ pH cho sự hoạt động của bromelain là khá rộng, từ 3-10, nhưng
pH tối ưu thường nằm trong khoảng 5-8 tùy vào cơ chất [8].
Ficin
Ficin là một protese được tìm thấy trong dịch nhựa của những cây thuộc
giống Ficus. Các cây thuộc giống Ficus có tên gọi thông thường là Sung, Vải, họ
Moraceae, bộ Urticales.
Nhiệt độ để Ficin có hoạt tính 30 – 80
o
C. Nhiệt độ tối thích 50 – 65

o
C.
Ficin không tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ, nhưng tan một phần trong
nước hoặc glycerin.
Ficin có khoảng pH hoạt động rộng 4 – 9,5. pH tối thích của enzyme ficin
phụ thuộc vào cơ chất thủy phân: với gelatin pH tối thích là 5, với casein pH tối
thích là 9,5, hay hemoglobin pH tối thích là 7.
12

Ficin dễ bị oxy hóa trong không khí ở dạng tươi, khi bị oxy hóa, dịch
enzyme chuyển sang màu hồng hoặc nâu và hoạt tính xúc tác giảm xuống. dưới
tác dụng của các tác nhân oxy hóa, ficin bị mất hoạt tính [12].
2.5. Thủy phân protein bằng sự kết hợp hai ezyme
Quá trình thuỷ phân có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một enzyme
đơn lẻ hoặc kết hợp hai enzyme. Khi thuỷ phân bằng một enzyme protease thì độ
thuỷ phân thường không cao do enzyme đó chỉ có một trong hai đặc tính, hoặc là
endoprotease hoặc là exopeptidase. Để nâng cao hiệu quả thuỷ phân cũng như
chất lượng của sản phẩm thuỷ phân cần có sự kết hợp hai enzyme. Việc sử dụng
kết hợp hai enzyme gồm một endoprotease và một exopeptidase làm tăng thêm
hiệu quả thuỷ phân và chất lượng của sản phẩm thuỷ phân tốt hơn so với chỉ sử
dụng một enzyme đơn lẻ [33, 44].
Cơ sở khoa học của việc kết hợp hai enzyme là dựa vào bản chất của mỗi
protease để kết hợp. Protease được phân thành hai dạng là endoprotease và
exoprotease. Protamex, Alcalase có bản chất endoprotease thuỷ phân các liên kết
peptit ở bên trong chuỗi polypeptit. Flavourzyme và Corolase có tính exoprotease là
chủ yếu nên cắt đứt các liên kết peptit ở hai đầu tận cùng của chuỗi polypeptit.
Exoprotease cắt liên kết peptit ở chỗ đầu mạch polypeptit có nhóm carboxyl tự do
được gọi là carboxypeptidase. Exoprotease cắt liên kết peptit ở đầu mạch polypeptit
có nhóm amin tự do được gọi là aminopeptidase. Các endoprotease và exoprotease
kết hợp rất hiệu quả trong việc thuỷ phân, trong đó chức năng chính của

endoprotease là tạo ra một lượng lớn các chuỗi peptit có nhóm carboxyl và nhóm
amin tự do để tạo điều kiện cho các exoprotease hoạt động [66]. Vì vậy khi kết hợp
giữa protease mang bản chất endoprotease và protease mang bản chất
exoprotease thì thông thường quá trình thuỷ phân được thực hiện theo trình tự
như sau: đầu tiên thuỷ phân bằng endoprotease trước, sau đó exoprotease được
bổ sung vào để tiếp tục thuỷ phân [33]. Chẳng hạn khi kết hợp Protamex với
Flavourzyme để thuỷ phân protein thì Protamex được cho vào trước, sau đó mới
cho Flavourzyme vào sau để tăng hiệu quả của quá trình thuỷ phân.
Yongsawatdigul và cộng sự đã đẩy nhanh quá trình thuỷ phân protein
trong sản xuất nước mắm cá cơm bằng việc sử dụng kết hợp 2 enzyme Alcalase
và Flavourzyme. Đầu tiên thuỷ phân cá cơm bằng Alcalase với tỉ lệ enzyme
0,25% ở nhiệt độ 60 °C trong 2 giờ, sau đó tiếp tục thuỷ phân bằng Flavourzyme
với tỉ lệ enzyme 0,5% ở nhiệt độ 50 °C trong 4 giờ [69].
13

Enzyme Flavourzyme vừa có tính endoprotease vừa có tính exoprotease,
nhưng Flavourzyme hoạt động không mạnh như một số enzyme khác như
Alcalase, Protamex. Vì vậy , để tăng quá trình thủy phân có thể kết hợp Alcalase
với Flavourzyme hoặc Protamex với Flavourzyme. Protamex và Flavourzyme có
ưu điểm là tạo ra sản phẩm không đắng [38, 46]. Do đó, trong đề tài này chúng
tôi chọn và sử dụng hai enzyme Protamex và Flavourzyme để thủy phân cá cơm
và sản xuất nước chấm
3. Tổng quan về nước chấm
3.1. Các loại nước chấm
3.1.1. Nước mắm truyền thống
Sản xuất nước mắm truyền thống là một trong những nghề khá phổ biến
của dân cư ven biển Việt Nam. Quy trình công nghệ tổng quát:

Hình 1.5. Sơ đồ quy trình tổng quát công nghệ sản xuất nước mắm
truyền thống [11]
Bã chượp lần 1
Chiết rút lần 2
Bã chượp lần 2
Chiết rút lần 3
Bã chượp lần 3
Nước mắm lần 2

Nước mắm lần 3

Cá + muối
Lên men
Chiết rút lần 1
Nước mắm nguyên chất

Pha trộn
Nước
mắm
thành
phẩm
Thức ăn gia súc,
hoặc phân bón
Bao gói, bảo quản