Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu xương cá tra bằng sự kết hợp enzyme Alcalase và Flavourzyme

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
….….



NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG
MSSV: 51131680



NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN
ĐẦU XƢƠNG CÁ TRA BẰNG SỰ KẾT HỢP
ENZYME ALCALASE VÀ FLAVOURZYME



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN


GVHD: T.S. NGUYỄN THỊ MỸ HƢƠNG




Nha Trang, tháng 7 năm 2013

i
LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp, ngoài sự nổ lực của bản thân, tôi đã nhận
đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ từ cá nhân và tập thể. Qua đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn
chân thành đến:
Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại Học Nha Trang đã tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở,
vật chất để tôi có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp.
Các thầy cô trong khoa Khoa Công nghệ Thực Phẩm đã tận tình chỉ dẫn, dạy
bảo, truyền đạt những kiến thức quý báu nhất cho em trong suốt thời gian thực hiện
đề tài.
Quý thầy cô quản lý phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, hóa – vi sinh, công
nghệ thực phẩm và công nghệ sinh học đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình
thực tập.
Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hƣơng đã rất tận
tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên cùng khóa đã nhiệt tình giúp đỡ
trong suốt thời gian thực hiện đề tài ở phòng thí nghiệm.
Và cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến cha mẹ đã luôn luôn động
viên, nhắc nhở tạo mọi điều kiện trong suốt thời gian học tập và làm đề tài tại
trƣờng.

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Kiều Trang






ii
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii
LỜI MỞ ĐẦU 1
PHẦN 1: TỔNG QUAN 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA VÀ NGUYÊN LIỆU CÒN LẠI SAU QUÁ
TRÌNH CHẾ BIẾN 2
1.1.1. Giới thiệu chung về cá Tra 2
1.1.2. Đặc điểm sinh học của cá Tra 3
1.1.3. Tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu cá Tra 5
1.1.4. Nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến cá Tra và các hƣớng tận
dụng nguyên liệu còn lại 9
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ SỰ THỦY PHÂN
PROTEIN BẰNG ENZYME 11
1.2.1. Tổng quan về enzyme protease 11
1.2.2. Tổng quan về sự thủy phân protein bằng enzyme 14
1.3. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY 18
1.3.1. Bản chất của quá trình sấy 18
1.3.2. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình sấy 19
1.3.3. Sấy phun 21
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƢỚC VỀ
SỰ THỦY PHÂN PROTEIN BẰNG ENZYME 23
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 23
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc 25
PHẦN 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 27
iii
2.1.1. Nguyên liệu đầu xƣơng cá Tra 27

2.1.2. Enzyme Alcalase và Flavourzyme 27
2.2. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 28
2.2.1. Xác định thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra 28
2.2.2. Quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu xƣơng
cá Tra 29
2.2.3. Bố trí thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy
phân đầu xƣơng cá Tra 31
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43
2.3.1. Phƣơng pháp phân tích 43
2.3.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu 44
PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45
3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẦU XƢƠNG
CÁ TRA 45
3.2. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THÍCH HỢP CHO
QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN 45
3.2.1. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Alcalase so với nguyên liệu 45
3.2.2. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu thích hợp 48
3.2.3. Kết quả xác định thời gian thủy phân giai đoạn đầu thích hợp 51
3.2.4. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp 55
3.2.5. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau thích hợp 57
3.2.6. Kết quả xác định thời gian thủy phân giai đoạn sau thích hợp 60
3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦY PHÂN 64
3.3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra 64
3.3.2. Thuyết minh quy trình sản xuất dịch thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra 65
3.4. SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦY PHÂN THEO QUY TRÌNH ĐỀ XUẤT
67
3.4.1. Các sản phẩm thu đƣợc từ sự thủy phân đầu xƣơng cá Tra 67
3.4.2. Chất lƣợng dịch thủy phân protein 68
iv
3.4.3. Chất lƣợng bột thủy phân protein 69

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
PHỤ LỤC 77

v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng của cá Tra 5
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cá Tra phi lê 5
Bảng 1.3. Thành phần dinh dƣỡng của cá Tra thành phẩm 5
Bảng 1.4. Thị trƣờng xuất khẩu cá Tra 8
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra 45
Bảng 3.2. Các sản phẩm thu đƣợc từ 1kg đầu xƣơng cá Tra 67
Bảng 3.3. Chất lƣợng cảm quan của dịch thủy phân protein 68
Bảng 3.4. Chỉ tiêu hóa học của dịch thủy phân protein 68
Bảng 3.5. Chất lƣợng cảm quan của bột protein hòa tan 69
Bảng 3.6. Kết quả xác định chỉ tiêu hóa học bột protein hòa tan 69
Bảng 3.7. Kết quả xác định thành phần acid amin của bột protein hòa tan 70

vi
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cá tra 2
Hình 1.2. Giá trị xuất khẩu và thị trƣờng nhập khẩu cá Tra, 2 tháng đầu năm 2013 7
Hình 1.3. Các sản phẩm xuất khẩu chính của Việt Nam 9
Hình 2.1. Đầu xƣơng cá Tra 27
Hình 2.2. Sơ đồ xác định thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra 28
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm thủy phân đầu xƣơng cá Tra 29
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Alcalase thích hợp 32
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu thích
hợp 34
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân giai đoạn đầu thích

hợp 36
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp 38
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau thích . 40
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân giai đoạn sau 42
thích hợp 42
Hình 3.1. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ 45
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ acid amin
47
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ amoniac
48
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi
Nitơ 49
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ acid
amin 50
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ
amoniac 51
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi
Nitơ 52
vii
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ
acid amin 53
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ
amoniac 54
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi Nitơ 55
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ acid
amin 56
Hình 3.12. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ amoniac
57
Hình 3.13. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi
Nitơ 58

Hình 3.14. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ
acid amin 59
Hình 3.15. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ
amoniac 60
Hình 3.16. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi
Nitơ 61
Hình 3.17. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ
acid amin 62
Hình 3.18. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ
amoniac 63
Hình 3.19. Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra 65
Hình 3.20. Bột protein không tan từ đầu xƣơng cá Tra trƣớc và sau khi sấy 68
Hình 3.21. Dịch thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra 68
Hình 3.22. Bột thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra 69

viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
N/NL: nƣớc trên nguyên liệu
tg: thời gian
g: gam
h: giờ
E: enzyme
l: lít
t
opt
: nhiệt độ tối thích
N
ts
: nitơ tổng số
N

NH3
: nitơ amoniac
N
f
: nitơ formol
N
aa
/N
ts
: nitơ acid amin trên nitơ tổng số
gN: gam nitơ
gN/l: gam nitơ trên lít
1
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành chế biến thủy sản của nƣớc ta hiện đang rất phát triển, đồng thời cũng
tạo ra nhiều nguồn phế liệu. Tuy nhiên hiện nay, nguồn phế liệu đƣợc tận dụng để
sản xuất ra các sản phẩm có giá trị, do đó nó đƣợc coi là nguồn nguyên liệu khá
quan trọng.
Việc tận dụng các nguồn nguyên liệu còn lại này hiện nay rất đa dạng, nhƣng
với mục đích nâng cao hơn chất lƣợng của sản phẩm thu đƣợc, đồng thời đa dạng
hóa các sản phẩm thu đƣợc từ nguồn nguyên liệu còn lại, giải quyết triệt để hơn sự
ô nhiễm môi trƣờng, từ đó mà có nhiều hƣớng nghiên cứu hơn và thực hiện trên
nhiều đối tƣợng hơn.
Đối với cá Tra, hiện nay do ngành nuôi, chế biến và xuất khẩu cá Tra đang
rất phát triển, và trở thành nguồn thủy sản xuất khẩu chủ lực của các tỉnh miền Nam
nói riêng và nƣớc ta nói chung. Do đó, lƣợng nguyên liệu còn lại vô cùng lớn, song
song đó cũng có nhiều công trình nghiên cứu tận dụng máu, mỡ, da, xƣơng,… của
cá Tra. Nhƣng để mang tính chất hoàn thiện, hƣớng nghiên cứu cần phải dựa trên
các tiêu chí về đảm bảo không ảnh hƣởng đến môi trƣờng, chính vì vậy sử dụng
enzyme trong các công trình nghiên cứu đang rất đƣợc quan tâm.

Chính vì lý do đó, đƣợc sự hƣớng dẫn của cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hƣơng, tôi
tiến hành thực hiện đề tài u ch  thng
s kt hp .
2
PHẦN 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA VÀ NGUYÊN LIỆU CÕN LẠI SAU QUÁ
TRÌNH CHẾ BIẾN
1.1.1. Giới thiệu chung về cá Tra
Cá tra là một trong số 11 loài thuộc họ cá Tra (Pangasiidae) đã đƣợc xác
định ở sông Cửu Long [20].
Cá tra có tên tiếng Anh: Shutchi catfish
Tên khoa học : Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1878).
Tên thƣơng mại: Tra catfish.
Bộ cá nheo: Siluriformes
Họ cá tra : Pangasiidae
Giống cá tra dầu : Pangasianodon
Loài cá tra : Pangasianodon hypophthalmua


1.1. Cá tra
+ Phân bố:
- Cá Tra phân bố ở lƣu vực sông Mêkong, có mặt ở cả 4 nƣớc Lào, Việt Nam,
Campuchia và Thái Lan. Ở Thái Lan còn gặp chúng ở lƣu vực sông Mêkong và
Chao phyraya.
- Ở nƣớc ta những năm trƣớc đây, khi chƣa có cá sinh sản nhân tạo, cá bột và cá
giống đƣợc vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Cá trƣởng thành chỉ thấy trên ao nuôi,
rất ít gặp trong tự nhiên. Việt nam đã thành công trong sinh sản nhân tạo và đã đáp
ứng đƣợc nhu cầu về giống cho nghề nuôi thƣơng phẩm.
- Cá Tra là một trong những loài có giá trị kinh tế phổ biến ở Đồng bằng sông
Cửu Long. Đây là loài cá có kích thƣớc lớn, dễ nuôi, tăng trọng nhanh. Hiện nay cá

3
Tra có nguồn gốc sinh sản nhân tạo đã đƣợc thả nuôi ổn định và là một trong những
đối tƣợng nuôi trồng thủy sản đang đƣợc phát triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh
đồng bằng sông Cửu Long. Năng suất nuôi cá Tra rất cao, trong ao đạt tới 60 – 70
tấn/ha, trong bè có thể đạt tới 100 – 300 kg/m
3
nƣớc bè nuôi. Tập trung nhiều tại An
Giang và Đồng Tháp, và là một trong những loài cá có giá trị xuất khẩu cao [20].
- Cá Tra ngoài tự nhiên phân bố ở những sông, hồ, kênh, rạch, mƣơng vùng nƣớc
ngọt, sống ở các thủy vực nƣớc tĩnh và nƣớc chảy. Cá cũng đƣợc nuôi với hình thức
nuôi bè, ao [20].
+ Hình thức nuôi: thâm canh, bán thâm canh với các mô hình nuôi bè, ao [20].
+ Thu hoạch: Thông thƣờng thì một vụ nuôi kéo dài khoảng 6 – 8 tháng, nếu thả cá
nhỏ thì thời gian thu hoạch dài hơn (khoảng 10 – 12 tháng).
Khi thu hoạch dùng lƣới bắt bớt cá, sau cùng tác cạn thu toàn bộ.
Khi thu hoạch kích thƣớc của cá tra khoảng 30 – 40 cm [20].
+ Vận chuyển: Cá đƣợc vận chuyển đến công ty bằng thuyền thông thủy, ở đầu
thuyền đuôi thuyền và ở mạn thuyền có lỗ cho nƣớc ra vào tự do nhƣ vậy kéo dài
đƣợc thời gian sống của cá. Để tăng hiệu quả vận chuyển nên ít dừng lại dọc đƣờng
nhƣng nếu cần đỗ lại thì đỗ ở những nơi nƣớc sạch và nƣớc chảy với tốc độ nhỏ
nhất là 0,5 m/giây, không để thuyền phơi nắng, khi đi phải từ từ tốc độ thuyền nhỏ
hơn 4 km/giờ để tránh cho cá khỏi va đập vào thành thuyền để hạn chế cá bị chết vì
cá sống là nguyên liệu chế biến lý tƣởng nhất. Vì vậy, khi vận chuyển nguyên liệu
cần tìm mọi biện pháp để vận chuyển tốt nhất. Hiệu quả vận chuyển cá sống là do
lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc quyết định, nếu lƣợng oxy quá thấp sẽ làm cho cá
ngạt thở [20].
1.1.2. Đặc điểm sinh học của cá Tra
1.1.2.1. Hình thái sinh lý
Cá Tra là cá da trơn (không vảy) thân dài, lƣng xám đen, bụng hơi bạc, miệng
rộng, có 2 đôi râu dài. Cá Tra sống chủ yếu trong nƣớc ngọt, có thể sống ở vùng

nƣớc hơi lợ (nồng độ muối từ 10 - 14%) có thể chịu đựng đƣợc nƣớc phèn với pH ≥
5. Dễ chết ở nhiệt độ thấp ≤ 15°C nhƣng chịu nóng tới 39°C [20].
4
Cá Tra có cơ quan hô hấp phụ và còn có thể hô hấp bằng bóng khí và da nên
chịu đựng đƣợc môi trƣờng thiếu oxy hòa tan, cá có ngƣỡng oxy thấp nên sống
đƣợc ở ao nƣớc bẩn [7].
1.1.2.2. Đặc điểm dinh dƣỡng
Cá hết noãn hoàng thì thích ăn mồi tƣơi sống, vì vậy chúng ăn thịt lẫn nhau
ngay trong bể ấp, thậm chí cá vớt trên sông vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt
cá bột. Chúng ăn các loại phù du động vật có kích thƣớc vừa cỡ miệng chúng.
Khi cá lớn tính ăn tạp thiên về động vật và dễ chuyển đổi loại thức ăn. Trong
ao nuôi cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn, kể cả thức ăn bắt buộc
nhƣ mùn, bã hữu cơ, động vật đáy [7].
1.1.2.3. Đặc điểm sinh trƣởng
Cá tra có tốc độ sinh trƣởng tƣơng đối nhanh, lúc còn nhỏ cá tăng nhanh về
chiều dài. Cá ƣơm trong ao sau 2 tháng đã đạt chiều dài 10 – 12cm (14 – 15g/con).
Từ khoảng 2,5 kg trở đi mức tăng trọng lƣợng nhanh hơn so với tăng chiều dài cơ
thể. Cá tra trong tự nhiên có thể sống trên 20 năm. Đã gặp cỡ cá trong tự nhiên
18kg/con hoặc có mẫu cá dài tới 1,8 m.
Nuôi trong ao một năm cá đạt 1 – 1,5kg/con. Những năm sau cá tăng trọng
nhanh hơn có khi đạt tới 5 – 6kg/con/năm. Tùy môi trƣờng sống và sự cung cấp
thức ăn cũng nhƣ loại thức ăn có hàm lƣợng đạm nhiều hoặc ít. Độ béo fulton của
cá tăng dần theo trọng lƣợng và nhanh nhất ở những năm đầu. Cá đực thƣờng có độ
béo cao hơn cá cái và độ béo thƣờng giảm đi khi vào mùa sinh sản [7].
1.1.2.4. Đặc điểm sinh sản
Tuổi thành thục: cá tra đực thành thục ở tuổi thứ 2 và cá cái tuổi thứ 3 trở lên.
Mùa sinh sản tự nhiên vào đầu tháng 5 âm lịch. Trong điều kiện nuôi vỗ tốt cá
Tra có thể tham gia sinh sản vào đầu tháng 4 dƣơng lịch. Sức sinh sản từ 100.000 –
200.000 trứng/ký, tuổi thành thục từ 3 – 4 tuổi [11].
1.1.2.5. Thành phần hóa học và dinh dƣỡng của cá Tra

5
.1Tra [3]
Thành phần dinh dƣỡng (170g/con) cá Tra pangasius hypophthalmus.
Calo
Calo từ chất béo
Tổng lƣợng chất béo
Chất béo bão hòa
Cholesterol
Na
Tổng lƣợng Carbonhydrat
Chất xơ
Protein
124,52 cal
30,84 cal
3,42g
1,64g
25,2mg
70,6mg
0g
0g
23,42g

 1.Tra phi lê [10]
Phi lê
Độ ẩm
Protein
Lipid
Khoáng
%

72,90
7,8
2,7
1,16

1.3. 21]
Thành phần dinh dƣỡng trên 100g thành phẩm ăn đƣợc
Tổng năng
lƣợng cung
cấp (calori)
Chất
đạm (g)
Tổng
lƣợng chất
béo (g)
Chất béo chƣa
bão hòa (có
DHA, EPA) (g)
Cholesterol
(%)
Natri
(mg)
170
28,03
7,02
5,00
0,022
70,6

1.1.3. Tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu cá Tra

1.1.3.1. Tình hình nuôi trồng
Tổng sản lƣợng thủy sản quý I năm 2013 ƣớc tính đạt 1151 nghìn tấn, tôm đạt
108,8 nghìn tấn. Sản lƣợng thủy sản nuôi trồng quý I ƣớc tính đạt 500 nghìn tấn,
giảm 2,3% so với cùng kì năm 2012, trong đó cá đạt 361,2 nghìn tấn, giảm 5%, tôm
đạt 79,5 nghìn tấn, tăng 4,5% [23].
6
Đối với cá tra, chủ yếu đƣợc nuôi ở các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ,
Bến Tre, thuộc đồng bằng sông Cửu Long.
Theo báo cáo của Tổng cục Thủy sản, năm 2012 diện tích nuôi cá tra đạt 5.910
ha, sản lƣợng hơn 1,28 triệu tấn [22].
Tuy nhiên, hiện nay nhiều địa phƣơng trọng điểm nuôi cá Tra đã thu hẹp diện
tích nhƣ: Trà Vinh còn 117 ha, giảm 47,5% so với cùng kỳ năm trƣớc; An Giang
779 ha, giảm 18%, Cần Thơ 667 ha, giảm 4,2%. Sản lƣợng cá Tra ba tháng đầu năm
của vùng Đồng bằng sông Cửu Long ƣớc tính đạt 210 nghìn tấn, giảm 15% so với
cùng kỳ năm 2012 [23].
Cá Tra đƣợc xuất sang 142 quốc gia và vùng lãnh thổ nhƣng trong đó các thị
trƣờng nhập khẩu chính nhƣ EU, Hoa Kỳ, ASEAN,…
1.1.3.2. Tình hình chế biến và xuất khẩu cá Tra
Cá Tra thƣờng đƣợc chế biến đông lạnh xuất khẩu dƣới dạng fillet là phổ biến
nhất, hoặc có thể có các sản phẩm nhƣ cá Tra tẩm bột, cá Tra cắt sợi, cá Tra cắt lát
vuông. Để đổi mới, đáp ứng nhu cầu của thị trƣờng về các dòng sản phẩm, hiện nay
đang có hƣớng nghiên cứu cá Tra viên và cá Tra xông khói.
Năm 2012, xuất khẩu cá Tra của Việt Nam sang các thị trƣờng chính đều sụt
giảm, trong khi xuất khẩu cá tra sang Ai Cập lại tăng trƣởng và dự kiến sẽ tiếp tục
tăng trong năm nay vì nhu cầu của thị trƣờng này vẫn lớn [25].
Giá trị xuất khẩu cá Tra của Việt Nam sang Ai Cập trong năm 2012 đạt 48,7
triệu USD, tăng 29,1% so với năm trƣớc và tăng trƣởng trong tất cả các tháng của
năm, nhất là trong quý IV tăng tới 132% đạt 8,2 triệu USD [25].
Giá trị xuất khẩu cá Tra của Việt Nam sang Ai Cập luôn tăng trƣởng trong
nhiều năm vừa qua, ngoại trừ năm 2011 bị sụt giảm so với năm 2010 [25].

Theo số liệu của Bộ Thƣơng mại Mỹ (DOC), tháng 12/2012 Mỹ nhập khẩu
hơn 11,587 triệu pao cá tra, giảm 29,4% so với 16,416 triệu pao của tháng 11/2012
và giảm 43,3% so với 20,444 triệu pao của tháng 12/2011 [26].
7
Chỉ có Việt Nam cung cấp cá Tra cho Mỹ trong tháng 12 nhƣng khối lƣợng
nhập khẩu giảm 29,4% so với 16,416 triệu pao của tháng 11/2012 và giảm 41,9% so
với 19,95 triệu pao của cùng kỳ năm 2011 [26].
Năm 2012, Mỹ nhập khẩu 213,885 triệu pao cá Tra, tăng 10,2% so với 194
triệu pao của năm 2011, chủ yếu từ Việt Nam, Trung Quốc, Thái Lan, Cămpuchia
và Malaysia. Trong đó, Việt Nam là nhà cung cấp hàng đầu với khối lƣợng 213,021
triệu pao, tăng 14,3% so với năm ngoái và chiếm tới 99% thị phần cá loài này tại
Mỹ. Nhập khẩu cá Tra từ các nƣớc khác đều giảm [26].
Tình hình xuất khẩu cá Tra Việt Nam 2 tháng đầu năm 2013

1.2. Giá tr xut khu và th ng nhp khu cá Tra, 
2013
(Nguồn: Vasep (theo số liệu Hải Quan Vn) – bản tin TMTS số 011-2013,
ngày 22/3/2013).
Theo Vasep, từ năm 2009 – 2012, giá trị xuất khẩu cá Tra đều tăng, tuy nhiên
2 tháng đầu năm 2013 giá trị xuất khẩu cá Tra giảm. Sự sụt giảm này phụ thuộc và
bị tác động bởi rất nhiều nguyên nhân, nhƣ do kinh phí đầu vào tăng, nhu cầu nhập
khẩu của các thị trƣờng lớn giảm, ngoài ra, các ngân hàng đang siết chặt tín dụng vì
sợ rủi ro, dẫn đến tình trạng không ít doanh nghiệp phải đóng cửa hoặc chỉ hoạt
động cầm chừng. Bên cạnh đó, ngày 14/3/2013, Bộ Thƣơng mại Mỹ ra phán quyết
áp đặt mức thuế chống phá giá đối với mặt hàng cá tra, cá basa fillet đông lạnh của
Việt Nam xuất khẩu sang Mỹ với mức thuế nhập khẩu cao làm cho việc sản xuất,
xuất khẩu mặt hàng này càng gặp nhiều khó khăn hơn.
8
Về thị trƣờng xuất khẩu
Tra

(Nguồn: Vasep (theo số liệu Hải Quan Vn) – bản tin TMTS số 011-2013,
ngày 22/3/2013)
Hiện nay, EU vẫn là thị trƣờng lớn của nƣớc ta về mặt hàng cá Tra nói riêng,
sau đó là Mỹ, Mexico, Brazil và khu vực ASEAN.
Trong các mặt hàng xuất khẩu nƣớc ta, cá Tra vẫn là nguồn hàng chủ lực,
chiếm hơn 30% trong các sản phẩm xuất khẩu chính.

9

1.3. 
(Nguồn: Vasep (theo số liệu Hải Quan Vn) – bản tin TMTS số 011-2013, ngày
22/3/2013)
Hiện nay tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu cá Tra gặp rất nhiều rắc
rối, bị ảnh hƣởng bởi khủng hoảng kinh tế, giá cả biến động, không đảm bảo đƣợc
nguồn ra cho bà con nuôi cá Tra, do đó ngành nuôi và chế biến cá Tra hiện nay
đang rơi vào cảnh lao đao. Do đó, cần có quy hoạch và tìm hƣớng đi mới cho mặt
hàng cá Tra.
1.1.4. Nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến cá Tra và các hƣớng tận dụng
nguyên liệu còn lại
1.1.4.1. Nguyên liệu còn lại sau quá trình chế biến
Nguyên liệu còn lại sau quá trình chế biến bao gồm: đầu, da, xƣơng, vây, nội
tạng, máu, mỡ, rẻo cá…
Nguyên liệu còn lại thủy sản trong các nhà máy chế biến thủy sản mang đặc
trƣng theo từng loại hình công nghệ chế biến thƣờng có khối lƣợng lớn do tỷ lệ
nguyên liệu còn lại trên một đơn vị thành phần cao, chịu ảnh hƣởng bởi tính mùa vụ
của nguồn nguyên liệu.
Khối lƣợng và chủng loại của nguyên liệu còn lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Công suất của nhà máy
- Loại nguyên liệu đƣợc sử dụng

- Chất lƣợng của nguyên liệu
- Trình độ công nghệ chế biến
10
- Yêu cầu của sản phẩm cuối cùng
- Tay nghề công nhân
Nguyên liệu còn lại của cá Tra sau khi fillet, lạng da thƣờng chiếm khoảng
50% so với toàn bộ khối lƣợng cá.
Tận dụng lƣợng phế liệu này không những làm tăng hiệu quả kinh tế mà còn
góp phần khép kín quy trình sản xuất, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng.
1.1.4.2. Hƣớng tận dụng
Trƣớc đây ngƣời ta dùng nguyên liệu còn lại để làm thức ăn cho gia súc hoặc
thải ra môi trƣờng (máu, mỡ cá,…). Hiện nay với công nghệ chế biến thực phẩm
thủy sản khá phát triển nên mở ra nhiều hƣớng tân dụng cho nguồn nguyên liệu còn
lại này.
Sản xuất bột cá.
Bột cá là thành phần quan trọng không thể thiếu trong thức ăn chăn nuôi gia
súc và nuôi trồng thủy sản. Việc sản xuất bột cá chăn nuôi có ý nghĩa kinh tế rất
lớn, bởi vì công nghệ này đã tận dụng đƣợc nguồn phế liệu và thủy sản kém giá trị
tạo nên sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao, cung cấp lƣợng đạm dễ tiêu hóa cho
động vật nhằm phát triển chăn nuôi cung cấp trứng, sữa, thịt cho con ngƣời. Tận
dụng nguồn phế liệu dồi dào từ công nghệ chế biến thủy sản, sản xuất ra một lƣợng
bột cá đáng kể cung cấp cho chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản.
Sản xuất gelatin, collagen.
Tận dụng phế liệu từ thủy sản nhƣ: Vảy, xƣơng, bong bóng và da cá để sản
xuất collagen, gelatin. Chúng có nhiều ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực
phẩm, dƣợc, công nghệ giấy, in dệt và một số ngành nghề khác. Trong công nghệ
thực phẩm, gelatin dùng làm phụ liệu trong sản xuất bánh điểm tâm, lạp xƣởng, độ
hộp, kem cốc, chất ổn định và chất nhũ hóa trong thực phẩm. Trong công nghiệp
điện ảnh, gelatin dùng để làm phim ảnh, phim chụp quang tuyến. Trong công
nghiệp, gelatin dùng để chế tạo mực in, các dung dịch nhuộm màu, ngoài ra còn

dụng làm diêm, giấy, thuộc da, gỗ dán, dệt…
Sản xuất các sản phẩm thủy phân.
11
Ngày nay, ngƣời ta cũng đã tận dụng phế liệu để sản xuất các sản phẩm thủy
phân nhƣ dịch đạm cô đặc, bột đạm thủy phân… Đây là những sản phẩm có giá trị
dinh dƣỡng cao, hàm lƣợng protein lớn và dễ tiêu hóa. Ta có thể sử dụng các sản
phẩm này bổ sung vào thức ăn chăn nuôi, hay dùng trong thực phẩm.
Sản xuất bột khoáng.
Tận dụng nguồn phế liệu từ đầu, xƣơng cá để tận thu bột khoáng. Đây là một
hƣớng đi mới của việc tận dụng phế liệu thủy sản. Hiện tại đã có công trình nghiên
cứu sản xuất bột canxi từ xƣơng cá tra của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản II.
Ngoài ra, phế liệu thủy sản còn đƣợc tận dụng để sản xuất ra nhiều các sản
phẩm khác nhƣ chất màu, chất mùi….
Sản xuất dầu cá.
Tận dụng nguồn phế liệu từ các loại cá béo, từ gan cá để sản xuất dầu cá. Dầu
cá có nhiều công dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau và nhất là trong thực
phẩm, y dƣợc dầu cá đƣợc sử dụng nhiều.
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ SỰ THỦY PHÂN
PROTEIN BẰNG ENZYME
1.2.1. Tổng quan về enzyme protease
1.2.1.1. Định nghĩa
Enzyme là protein có khả năng xúc tác đặc biệt cho phản ứng hóa học xảy ra ở
bên trong và bên ngoài cơ thể sinh vật.
Protease là enzyme xúc tác sự thủy phân các liên kết peptit (-CO-NH-) trong
phân tử protein và các cơ chất tƣơng tự [1].
1.2.1.2. Bản chất của enzyme
Enzyme là những protein có hoạt tính sinh học do vậy chúng có đầy đủ tính
chất của một protein
- Về khối lƣợng phân tử: enzyme là những protein có khối lƣợng phân tử lớn
từ 6000÷ 1000000 daltol. Do vậy enzyme không thể đi qua màng bán thấm.

12
- Về bản tính : Giống nhƣ các protein khác enzyme có thể hòa tan đƣợc trong
nƣớc trong dung dịch muối loãng và khi tan trong nƣớc thì tạo thành dung dịch keo
giống nhƣ protein, enzyme không hòa tan trong dung dịch phân cực.
Enzyme bị kết tủa bởi các yếu tố gây kết tủa protein, nhƣ các yếu tố vật lý, hóa
học làm kết tủa protein thì cũng làm kết tủa enzyme.
Enzyme bị mất hoạt tính khi bị tác động gây biến tính protein nhƣ nhiệt độ,
acid, kiềm đặc, hoặc muối kim loại nặng.
1.2.1.3. Các loại enzyme protease
Theo phân loại quốc tế các enzym protease đƣợc chia thành bốn nhóm phụ [1]
- Aminopeptidase: cắt đứt mối liên kết peptide ở đầu mạch polypeptide có nhóm
amin tự do.



- Cacboxypeptidase: cắt đứt mối liên kết peptide ở chỗ đầu mạch polypeptide có
nhóm cacboxyl tự do.
- Dipeptidase: thủy phân các dipeptide.
- Proteinase: xúc tác thủy phân các liên kết peptide nối mạch.
1.2.1.4. Cơ chế tác động của enzyme
Enzyme là chất xúc tác sinh học, do đó trƣớc tiên chúng mang đầy đủ các đặc
điểm của chất xúc tác nói chung. Enzyme tác động và chuyển hóa cơ chất trải qua
ba giai đoạn.
E + S ES ES* P + E
Trong đó:
E : là enzyme
S : cơ chất
ES : phức hợp enzyme cơ chất
ES* : phức chất enzyme cơ chất dạng hoạt động
P : sản phẩm

R
1


R
x

(H
2
N ─ CH
2
─ CO ─ … ─ NH ─ CH ─ COOH)
13
- Giai đoạn 1: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức
hợp enzyme - cơ chất (ES) không bền, phản ứng diễn ra nhanh nhƣng đòi hỏi năng
lƣợng thấp các liên kết chủ yếu tạo thành giữa enzyme và cơ chất trong phức hợp
ES là tƣơng tác tĩnh điện, liên kết hydro, liên kết vandecvan. Mối liên kết đòi hỏi
những điều kiện khác nhau và chịu ảnh hƣởng khác nhau khi có muối.
- Giai đoạn 2: Là giai đoạn phức tạp hóa xảy ra sự biến đổi của cơ chất dƣới
sự tác dụng của một số nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme và làm
cho cơ chất từ chỗ không hoạt động trở thành hoạt động, một số liên kết trong cơ
chất bị kéo căng và mật độ electron trong cơ chất bị thay đổi.
- Giai đoạn 3: Là giai đoạn tạo thành sản phẩm và giải phóng enzyme. Đây là
giai đoạn cuối của quá trình phản ứng từ cơ chất hoạt động sẽ hình thành sản phẩm
và giải phóng enzyme dƣới dạng tự do ban đầu.
1.2.1.5. Ứng dụng của enzyme protease
Các protease đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhƣ: công
nghiệp, nông nghiệp, y học, trong nghiên cứu khoa học… [1]
- ng dng ca protease trong công nghip.
- Trong công nghiệp thịt: protease đƣợc sử dụng để làm mềm thịt và tăng hƣơng

vị thịt sau chế biến, dùng protease khi làm xúc xích, lạp xƣởng.
- Trong quá trình chế biến sữa: ở đây chủ yếu sử dụng các proteinase có tác dụng
làm đông tụ sữa nhƣ: renin, pepsin và một số protease vi sinh vật khác trong quá
trình sản xuất phomat.
- Trong công nghiệp nƣớc giải khát: protease đƣợc sử dụng để làm trong bia và
làm trong nƣớc quả.
- Trong công nghiệp dệt: papain và protease vi sinh vật đƣợc sử dụng để làm sạch
tơ tự nhiên, tẩy hồ tơ nhân tạo.
- Trong kỹ nghệ phim ảnh: Protease vi khuẩn và xạ khuẩn đƣợc sử dụng để tái
sinh các nguyên liệu cảm quang khác nhau nhƣ phim điện ảnh, giấy ảnh…
14
- Trong công nghiệp sản xuất bột giặt và các chất tẩy rửa: protease kiềm tính
đƣợc thêm vào các chất tẩy rửa thì có khả năng làm sạch một cách có hiệu quả các
vết bẩn trên vì protease thủy phân protein thành các dạng hòa tan.
- Trong công nghic phm và y hc.
Protease đƣợc sử dụng để sản xuất các loại thuốc làm tăng khả năng tiêu hóa
protein, dùng để phân giải các cục protein trong cơ thể, chữa bệnh nghẽn tim mạch,
tiêu mủ các vết thƣơng, các ổ viêm, làm thông đƣờng hô hấp… Cũng có thể dùng
protease để thủy phân sơ bộ protein làm môi trƣờng nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất
nhiều loại thuốc.
- Trong nông nghip.
Protease đƣợc sử dụng trong chăn nuôi để phân giải sơ bộ protein trong thức
ăn, làm tăng khả năng hấp thụ thức ăn của động vật, hoặc dùng sản xuất các dịch
thủy phân giàu đạm bổ sung vào thức ăn của gia súc, gia cầm.
- ng dng ca protease trong ch bin thy sn.
Trong quá trình chế biến cá: khi làm nƣớc mắm, sản xuất bột cá… protease
vốn có trong cá sẽ thủy phân một phần protein thịt cá. Tuy nhiên quá trình này
thƣờng xảy ra rất chậm và yếu. Đƣa thêm protease từ ngoài sẽ làm tăng quá trình
thủy phân rút ngắn thời gian chế biến, làm tăng hƣơng vị của sản phẩm. Sử dụng
protease để sản xuất các dịch đạm thủy phân từ các phế liệu giàu protein nhƣ thịt

vụn, đầu cá, da…
Sử dụng protease trong việc đánh vẩy cá: Đánh vẩy cá bằng enzyme đƣợc sử
dụng trong trƣờng hợp xử lý cơ học không thể đáp ứng đƣợc. Kỹ thuật dựa trên cơ
sở sử dụng một hỗn protease của cá để phân hủy tế bào cấu trúc liên kết với vẩy cá.
1.2.2. Tổng quan về sự thủy phân protein bằng enzyme
1.2.2.1. Nguyên lý của quá trình thủy phân protein
Nguyên lý của quá trình thuỷ phân protein là quá trình biến đổi protein trong
nguyên liệu thành acid amin bằng tác nhân enzyme, theo cơ chế sau:

Protein
Polypeptid
Peptid
Acid amin
15
Nhờ tác nhân thuỷ phân, protein phân giải thành các phân tử đơn giản ngắn
mạch dần và cuối cùng thành acid amin. Mục đích của quá trình thuỷ phân protein
là giúp cho quá trình tiêu hóa dễ dàng, đồng thời tăng thêm hƣơng vị, tạo mùi vị đặc
trƣng cho sản phẩm.
Thy phân protein bng enzyme.
Nguyên lý của phƣơng pháp là sử dụng enzyme protease để thủy phân protein
thành acid amin.
Protease là các enzyme xúc tác sự thuỷ phân liên kết peptide (-CO-NH-) trong
phân tử protein và các cơ chất tƣơng tự theo cơ chế sau: [1]

Enzyme protease có thể có sẵn trong nguyên liệu hoặc bổ sung từ bên ngoài
vào [1].
Đối với enzyme có sẵn trong nguyên liệu: ngƣời ta lợi dụng nguồn enzyme sẵn
có bên trong nguyên liệu và tạo mọi điều kiện tối ƣu cho chúng phát triển rồi phát
huy tác dụng thuỷ phân nhƣ nhiệt độ, độ pH, nồng độ muối, cho thêm nƣớc, xay
nhỏ.
Đối với enzyme nhân tạo từ bên ngoài vào: Nguyên lý là bổ sung các enzyme
từ bên ngoài vào để thuỷ phân protein của nguyên liệu thành dung dịch acid amin.
Nguyên liệu đem xay nhỏ sau đó trộn đều với chế phẩm protease để thuỷ phân. Tùy
nguồn protease mà điều chỉnh pH, nhiệt độ và thời gian thủy phân thích hợp.
Enzyme protease có thể đƣợc tách chiết từ các nguồn sau: thực vật, động vật hoặc vi
sinh vật.
R
2
R
n
R
1
H
2
N-CH-CO-NH-CH-CO-…-NH-CH-COOH + (n-1)H
2
O
Protease

R
2
R
n

R
1
H
2
N-CH-COOH + H
2
N-CH-COOH +…+ H
2
N-CH-COOH
16
1.2.2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến vận tốc phản ứng của enzyme
Phản ứng do enzyme xúc tác phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: nồng độ
enzyme, nồng độ cơ chất, nhiệt độ, pH môi trƣờng, các ion kim loại, các chất vô cơ
và hữu cơ khác
- Nồng độ enzyme
Nói chung trong điều kiện thừa cơ chất, vận tốc phản ứng phụ thuộc tuyến
tính vào nồng độ enzyme
v = k [E]
v : vận tốc phản ứng
[E] : nồng độ enzyme
Cũng có trƣờng hợp khi nồng độ enzyme quá lớn, vận tốc phản ứng tăng chậm
- Nồng độ cơ chất [S]
Nồng độ cơ chất ảnh hƣởng lớn đến tốc độ phản ứng, khi tăng [S], tốc độ
phản ứng càng tăng. Nhƣng khi vận tốc phản ứng đạt vận tốc cực đại v = v
max
,
không phụ thuộc vào [S]. Nhƣ vậy nếu [S] đã đủ lớn đến mức nào đó, nếu tiếp tục
tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng sẽ không tăng theo.
- Ảnh hƣởng của các chất kìm hãm
Hoạt động của enzyme có thể bị thay đổi dƣới tác dụng của một số chất có

bản chất hóa học khác. Các chất làm giảm hoạt độ enzyme nhƣng không bị chuyển
hóa bởi enzyme đƣợc gọi là các chất kìm hãm hoặc chất ức chế. Các chất này có thể
là những ion, các phân tử vô cơ, hữu cơ kể cả các protein.
Khi có mặt của các chất kìm hãm, enzyme có thể bị giảm hoặc mất hoạt tính. Với
mỗi enzyme 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
- Ảnh hƣởng 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