Nghiên cứu thủy phân Cacbonhydrat từ rong nâu (Sargassum polycystum) bằng phương pháp hóa học và ứng dụng dịch thủy phân trong sản xuất Ethanol sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
=====***=====



LÊ TRỌNG KIÊN



NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN CACBONHYDRAT TỪ RONG NÂU (SARGASSUM
POLYCYSTUM) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ ỨNG DỤNG DỊCH
THỦY PHÂN TRONG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM




Nha trang, tháng 06 năm 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
=====***=====


LÊ TRỌNG KIÊN



NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN CACBONHYDRAT TỪ RONG NÂU (SARGASSUM
POLYCYSTUM) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ ỨNG DỤNG DỊCH
THỦY PHÂN TRONG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM


GVHD: ThS. LÊ THỊ TƯỞNG




Nha trang, tháng 06 năm 2013

i

LỜI CẢM ƠN

Sau 3 tháng thực tập tại phòng thí nghiệm trường Đại học Nha Trang, cùng với

sự cố gắng nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ tận tình và quý báu của Thầy, Cô giáo, sự
động viên khích lệ của bạn bè tôi đã hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình.
Trước hết cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng, sự biết ơn đến Ban Giám
Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, nơi
tôi học tập trong những năm vừa qua.
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo Lê Thị Tưởng, người
đã tận tình định hướng và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô giáo phụ trách các phòng thí
nghiệm: Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Chế biến, Bệnh học Thủy sản và phòng
Thực hành hóa đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành tốt đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo trong trường và đặc biệt là các thầy,
cô giáo Khoa Công nghệ Thực phẩm đã trang bị cho tôi kiến thức bổ ích về chuyên
ngành đào tạo trong thời gian qua để tôi có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Cảm ơn sự giúp đỡ, góp ý và cộng tác của các bạn cùng khóa.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cha mẹ, anh, chị, em
và những người thân đã luôn ở bên cạnh và động viên tôi trong suốt khóa học.


Nha Trang, tháng 6 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Lê Trọng Kiên





ii

MỤC LỤC

Trang
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC CÁC HÌNH vi
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về rong biển 3
1.1.1. Giới thiệu chung về rong biển 3
1.1.2. Hình thái – phân loại rong biển 4
1.1.3. Nguồn lợi rong biển 6
1.1.3.1. Nguồn lợi rong biển thế giới 6
1.1.3.2. Nguồn lợi rong biển Việt Nam 6
1.2. Rong nâu 7
1.2.1. Đặc điểm chung của rong nâu 7
1.2.2. Thành phần hóa học của rong nâu 8
1.2.2.1. Sắc tố 8
1.2.2.2. Cacbonhydrat 8
1.2.2.3. Protein 10
1.2.2.4. Chất khoáng 10
1.2.3. Rong nâu Sargassum polycystum 10
1.2.4. Tình hình chế biến và nghiên cứu ứng dụng của các sản phẩm
từ rong nâu 11
1.3. Tìm hiểu quá trình thủy phân 12
1.3.1. Quá trình thủy phân 12
1.3.2. Các phương pháp thủy phân 14
1.3.2.1. Thủy phân bằng phương pháp hóa học 14
1.3.2.2. Thủy phân bằng enzyme 16

iii

1.4. Tổng quan về ethanol 19
1.4.1. Giới thiệu chung về quá trình lên men 19
1.4.1.1. Khái quát chung 19
1.4.1.2. Vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men ethanol 20
1.4.1.3. Cơ chế chuyển hóa của quá trình lên men ethylic 22
1.4.2. Các phương pháp sản xuất ethanol sinh học 22
1.4.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về thủy phân cacbonhydrat và sản xuất
ethanol sinh học từ rong biển 23
1.4.3.1. Các nghiên cứu ngoài nước 23
1.4.3.2. Các nghiên cứu trong nước 28
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
2.1. Đối tượng nghiên cứu 30
2.1.1. Rong nâu khô Sargassum polycystum 30
2.1.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae 31
2.1.3. Dụng cụ và hóa chất 31
2.1.3.1. Dụng cụ 31
2.1.3.2. Thiết bị 31
2.1.3.3. Hóa chất 35
2.2. Nội dung nghiên cứu 36
2.3. Phương pháp nghiên cứu và xử lý số liệu 36
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu 36
2.3.1.1. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu 36
2.3.1.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 37
2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu 37
2.4. Bố trí thí nghiệm 38
2.4.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát 38
2.4.1.1. Quy trình nghiên cứu dự kiến 38
2.4.1.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình 39
2.4.2. Bố trí thí nghiệm chi tiết 40

iv

2.4.2.1. Bố trí thí nghiệm xác định chế độ thủy phân 40
2.4.2.2. Bố trí thí nghiệm sản xuất thử nghiệm ethanol sinh học từ dịch rong nâu
thủy phân 48
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 54
3.1. Kết quả xác định hàm lượng cacbonhydrat trong rong nâu
Sargassum polycystum (S.polycystum) 54
3.2. Kết quả xác định chế độ thủy phân cacbonhydrat trong rong nâu S.polycystum 55
3.2.1. Kết quả xác định acid thủy phân cacbonhydrat trong rong nâu S.polycystum 55
3.2.2. Kết quả xác định nồng độ acid thủy phân cacbonhydrat trong rong nâu
Sargassum polycystum 57
3.2.3. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân cacbonhydrat trong rong nâu S.polycystum 60
3.2.4. Kết quả xác định thời gian thủy phân cacbonhydat trong rong nâu S.polycystum 61
3.3. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm sản xuất ethanol sinh học từ dịch thủy phân 64
3.3.1. Kết quả xác định tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp 64
3.3.2. Kết quả xác định pH môi trường lên men thích hợp 66
3.3.3. Kết quả xác định thời gian lên men thích hợp 68
3.5. Đề xuất quy trình sản xuất ethanol sinh học từ rong nâu Sargassum polycystum
bằng phương pháp hóa học 71
3.5.1. Quy trình sản xuất 71
3.5.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình 72
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 74
Kết luận 74
Đề xuất ý kiến 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Một số thiết bị sử dụng trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp 33
Bảng 2.2. Một số hóa chất sử dụng trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp 35
Bảng 3.1. Sự thay đổi hàm lượng đường khử ở các mẫu bổ sung nấm men với các
tỷ lệ khác nhau 64
Bảng 3.2. Sự thay đổi hàm lượng đường khử trước và sau lên men ảnh hưởng bởi
các môi trường có pH lên men khác nhau 66
Bảng 3.3. Sự biến đổi hàm lượng đường khử trước và sau lên men dưới tác động
của thời gian lên men 68

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Một số loại rong biển (A) Macrocystis pyrifera;
(B) Laminaria digitata 5
Hình 1.2. Một số loài rong Đỏ phổ biến tại Nha Trang 5
Hình 1.3. Một số loài rong Lục tại Nha Trang 5
Hình 1.4. Lên men ethanol trực tiếp bằng nấm men từ cellulose được tiền xử lý chất
lỏng ion 26
Hình 2.1. Các loại rong nâu được sử dụng trong nghiên cứu (a) S.micropolycystum,
(b) S.binderi, (c) S.mcclurei, (d) S.polycystum 30
Hình 2.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae 31
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình dự kiến thu nhận ethanol sinh học từ dịch rong nâu thủy
phân bằng acid 38
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định loại acid thủy phân thích hợp 41
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ acid thủy phân thích hợp 43
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 45
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp 47
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp 49
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH môi trường lên men thích hợp 51
Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men thích hợp 53
Hình 3.1. Hàm lượng cacbonhydrat của một số loại rong nâu tại vùng biển Nha Trang 54
Hình 3.2. Sự thay đổi hàm lượng đường khử khi thủy phân bằng các loại acid khác nhau 55
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ acid đến hàm lượng đường khử tạo thành của quá

trình thủy phân rong nâu 68
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân tới hàm lượng đường khử tạo thành 60
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến sự biến đổi hàm lượng đường khử
tạo thành 64
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung đến sự biến đổi hàm lượng đường
khử còn lại sau lên men 65

vii

Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng đường khử còn lại sau quá trình lên men 67
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian đến sự biến đổi hàm lượng đường khử còn lại
sau lên men 69
Hình 3.8. Sơ đồ quy trình sản xuất hoàn thiện 71











1

LỜI MỞ ĐẦU
Nhu cầu năng lượng của con người đã hiện diện cách đây hàng trăm ngàn
năm và ngày nay nhu cầu năng lượng cũng không ngừng gia tăng theo sự phát triển
kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng của mỗi quốc gia. Theo tính toán của các

chuyên gia năng lượng, dầu mỏ và khí đốt hiện chiếm khoảng 60-80% cán cân năng
lượng thế giới. Với tốc độ tiêu thụ năng lượng như hiện nay và trữ lượng dầu mỏ
hiện có, nguồn năng lượng này sẽ nhanh chóng bị cạn kiệt trong vòng 40-50 năm
nữa. Hơn nữa, các chất đốt hóa thạch làm tăng lượng carbon dioxide trong khí
quyển, góp phần làm nhiệt độ trái đất ngày càng nóng lên[25],vốn là một vấn đề mà
nhiều tổ chức, quốc gia muốn tìm cách hạn chế trong nhiều năm qua.
Tại Việt Nam, Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg ngày 20 tháng 11 năm 2007
của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến
năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025 do Bộ Công thương chủ trì với mục đích thay
thế một phần nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch, góp phần bảo đảm an ninh năng
lượng và bảo vệ môi trường.[31]
Tuy nhiên, theo số liệu của FAO, hiện nay những cây lương thực chính của
thế giới ước tính khoảng 3.6 tỷ tấn, trong đó khoảng 10% dùng vào sản xuất chất
đốt sinh học. Mặt khác, theo tính toán của các chuyên gia năng lượng, sản xuất chất
đốt sinh học từ lương thực mới chỉ đáp ứng được khoảng 1% nhu cầu năng lượng
thế giới hiện nay. Vì vậy, việc sử dụng các cây lương thực để sản xuất chất đốt sinh
học không phải chiến lược tương lai của Việt Nam và thế giới vì nó góp phần làm
thiếu lương thực toàn cầu. Do vậy, sản xuất chất đốt sinh học từ các nguồn nguyên
liệu khác phải được nghiên cứu và phát triển.[25]
Rong biển là loại sinh vật tự dưỡng nhờ quá trình quang hợp, chúng phát
triển mạnh, tăng sinh khối nhanh. Theo các tài liệu đã công bố, sản lượng rong biển
thế giới hiện nay khoảng 15 triệu tấn/năm và dự tính khoảng 22 triệu tấn vào năm
2020 với giá thành rẽ. Tuy nhiên, con người chỉ mới quan tâm khai thác rong biển
phục vụ vào mục đích thực phẩm, y dược mà chưa quan tâm khai thác triệt để
nguồn polysaccharide từ rong biển để sản xuất chất đốt sinh học. Lượng rong biển

2

chưa khai thác sử dụng hết đã bị phân hủy gây lãng phí tài nguyên và gây ô nhiễm
môi trường[5].

Với yêu cầu cấp bách như vậy, được sự hướng dẫn tận tình của cô Lê Thị
Tưởng và được sự đồng ý của Khoa Công nghệ Thực phẩm, tôi đã thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu thủy phân cacbonhydrat từ rong nâu (Sargassum polycystum) bằng
phương pháp hóa học và ứng dụng dịch thủy phân trong sản xuất ethanol sinh
học” nhằm mục đích tạo sản phẩm từ nguồn thực vật tự nhiên, đồng thời góp phần
giải quyết vấn đề năng lượng, lương thực và tình trạng ô nhiễm môi trường.
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm những phần sau:
- Xác định hàm lượng cacbonhydrat trong rong nâu Sargassum polycystum.
- Xác lập các điều kiện thủy phân tối ưu bằng một số loại acid.
- Xác lập các điều kiện lên men ethanol tối ưu từ dịch thủy phân.
- Chưng cất thu nhận ethanol từ dịch lên men.
Mặc dù bản thân có nhiều cố gắng song do đây là lần đầu tiên làm quen với
công tác nghiên cứu khoa học, kiến thức, kinh nghiệm và điều kiện thực hiện còn
hạn chế, thời gian thực tập khá ngắn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót.
Rất mong sự chỉ bảo của quý thầy cô và ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên để
đồ án được hoàn thiện hơn.

Nha trang, tháng 6 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Lê Trọng Kiên

3

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN
1.1.1. Giới thiệu chung về rong biển.[12]
Rong biển hay tảo biển có tên khoa học là marine-alage, marine plant hay
seaweed. Rong biển là thực vật thủy sinh có đời sống gắn liền với nước. Chúng có
thể đơn bào, đa bào sống thành quần thể. Chúng có kích thước hiển vi hoặc có khi

dài hàng chục mét. Hình dạng của chúng có thể là hình cầu, hình sợi, hình phiến lá
hay hình thù rất đặc biệt.
Rong biển thường phân bố ở các vùng nước mặn, nước lợ, cửa sông, vùng
triền sâu, vùng biển cạn…Rong biển hấp thụ một lượng thức ăn phong phú chảy trôi
dạt từ lục địa ra. Đời sống của rong biển phụ thuộc vào các yếu tố sinh thái như: địa
bàn sinh trưởng, nhiệt độ, ánh sáng, độ muối, độ pH, muối dinh dưỡng, khí hòa tan,
mức triều, sóng, gió, hải lưu.
Rong biển là loại thực vật biển quý giá được dùng làm nguyên liệu chế biến
thành các sản phẩm có giá trị trong công nghiệp và thực phẩm. Giá trị dinh dưỡng
của rong biển là cung cấp đầy đủ các chất khoáng đặc biệt là các nguyên tố vi
lượng, các axit amin cần thiết cho cơ thể, các loại vitamin (đặc biệt là thuộc nhóm
A, B, C, E, …), các cacbonhydrat đặc trưng (mono-, olygo- và polysacaride) và các
chất hoạt tính sinh học (lectin, sterol, antibiotics,…) có lợi cho sức khỏe và có khả
năng phòng bệnh tật (huyết áp, nhuận tràng, béo phì, đông tụ máu, xơ vữa động
mạch,…). Vì vậy ngày nay rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng
(functional food) và ngày càng được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới. Các sản
phẩm hữu cơ từ rong biển ngày nay được sử dụng hết sức rộng rãi trong các ngành
công nghiệp như: thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, công nghệ dệt, nông nghiệp,
công nghệ sinh học, nghiên cứu khoa học,
Ngày nay, nhiều công dụng khác của rong biển còn đang được các nhà
nghiên cứu tiếp tục khám phá.



4

1.1.2. Hình thái - phân loại rong biển
Tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, thành phần sắc tố, đặc điểm hình thái, đặc
điểm sinh sản mà rong biển được chia thành 9 ngành sau:
1. Ngành rong Lục (Chlorophyta).

2. Ngành rong Trần (Englenophyta).
3. Ngành rong Giáp (Pyrophyta).
4. Ngành rong Khuê (Bacillaareonphyta).
5. Ngành rong Kim (Chryrophyta).
6. Ngành rong Vàng (Xantophyta).
7. Ngành rong Nâu (Phaeophyta).
8. Ngành rong Đỏ (Rhodophyta).
9. Ngành rong Lam (Cyanophyta).
Trong đó, ba ngành có giá trị kinh tế cao là rong Lục, rong Nâu, rong Đỏ.
 Ngành rong Lục: có trên dưới 360 chi và hơn 5,700 loài, thành phần sống
trong nước ngọt, nét đặc trưng của loài rong này là có màu lục, sản phẩm quang hợp
là tinh bột. Rong có dạng tế bào đơn giản hoặc phức tạp, nhiều tế bào hình phiến
hay dạng sợi, chia nhánh hoặc không chia nhánh. Trừ một số trường hợp rong chỉ là
tế bào trần không có vỏ còn lại đại đa số có vỏ riêng như chất pectin hay Cellulose.
 Ngành rong Nâu: Có trên 190 chi, hơn 900 loài, phần lớn sống ở biển, số
chi, loài tìm thấy trong nước ngọt không nhiều lắm. Rong có cấu tạo nhiều tế bào
dạng màng giả, dạng phiến, dạng sợi đơn giản, một hàng tế bào chia nhánh, dạng
ống hoặc phân nhánh phức tạp hơn thành dạng cây có gốc, rễ, lá, thân. Rong sinh
trưởng ở đỉnh, ở giữa, ở gốc các lóng. Ngoài ra, do các tế bào rong dạng phiến chia
cắt sinh trưởng khuếch tán gọi là sinh trưởng bề mặt.
 Ngành rong Đỏ: Có 2,500 loài, gồm 400 chi, thuộc nhiều họ, phần lớn
sống ở biển, có cấu tạo từ nhiều tế bào, trừ một số dạng từ một tế bào hay quần thể.
Rong có dạng hình trụ dẹp dài, phiến chia hoặc không chia nhánh. Sinh trưởng chủ
yếu ở đỉnh, ở giữa đốt hay phân tán. Đặc trưng của loài này là chứa nhiều sắc tố đỏ,
giữa các tế bào có chứa nhiều chất keo (Agar).

5

Hình 1.1. Một số loại rong biển (A) Macrocystis pyrifera; (B) Laminaria digitata.



Hình 1.2. Một số loài rong Đỏ phổ biến tại Nha Trang.



Hình 1.3. Một số loài rong Lục tại Nha Trang.

6

1.1.3. Nguồn lợi rong biển
1.1.3.1. Nguồn lợi rong biển thế giới
Rong biển là sinh vật tự dưỡng nhờ quá trình quang hợp mà sinh trưởng,
phát triển nên sản lượng rong biển trên thế giới rất dồi dào. Theo số liệu của tổ chức
FAO, năm 2006 thống kê, nguồn rong biển tự nhiên ở các vùng biển trên thế giới
rất lớn, có thể sử dụng nguồn này để sản xuất ethanol sinh học thay thế cho các
nguồn lương thực khác, như Trung Quốc sản lượng rong tươi hằng năm là 323
nghìn tấn/năm, Chile là 305 nghìn tấn/năm, NaUy là 145 nghìn tấn/năm, Nhật Bản
là 113 nghìn tấn/năm, Pháp là 75 nghìn tấn/năm và Ireland là 29 nghìn tấn/năm.
Ngoài ra, tổ chức FAO cũng thống kê các nước trồng rong lớn nhất thế giới thuộc
vào các nước Châu Á, như Trung Quốc là 10,800 nghìn tấn/năm, Philippin là 1,300
nghìn tấn/năm, Indonesia là 900 nghìn tấn/năm và những nước khác là 2,000 nghìn
tấn/năm.[20]
Nguồn lợi rong biển trên thế giới rất lớn, song sản lượng rong được khai thác
và sử dụng hằng năm không đều. Châu Á là khu vực cung cấp rong Đỏ. Nguồn lợi
rong Nâu chủ yếu tập trung ở các nước châu Âu và Bắc Mỹ. Mỗi năm trên thế giới,
rong Nâu được khai thác khoảng 1.3 triệu tấn, sản lượng này có thể tăng lên 12 lần
nếu tiếp tục khai thác dọc bờ Đại Tây Dương kể cả biển Đen và Địa Trung Hải.[12]

Rong biển rất nhiều khắp thế giới, sản lượng rong biển hàng năm khoảng 15
triệu tấn và dự tính khoảng 22 triệu tấn vào năm 2020.[5]
1.1.3.2. Nguồn lợi rong biển Việt Nam
Với đường bờ biển trải dài, cùng với nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi đã
tạo cho Việt Nam có một hệ sinh thái biển đa dạng và phong phú. Ở nước ta có
khoảng 794 loài rong biển, phân bố ở vùng biển miền Bắc 310 loài, miền Nam 484
loài, 156 loài tìm thấy ở cả hai miền. Trong đó có các đối tượng quan trọng là: rong
Câu (Gracilaria), rong Mơ (Sargassum), rong Đông (Hypnea), rong Mứt
(Porphyza), rong Bún (Enteromorpha).
Nguồn rong trồng bao gồm chủ yếu các loại rong Đỏ. Trong đó rong Câu chỉ
vàng và rong Câu (G.asiatica) được trồng ở vùng nước lợ từ năm 1970 ở phía Bắc,

7

phía Nam từ 1980 với tổng diện tích 1,000 ha đạt sản lượng khoảng 1,500 ÷ 2,000
tấn khô/năm. Rong Câu cước cũng được trồng ở vùng thủy triều, vịnh, ao, đìa với
diện tích khoảng 100 ha, sản lượng khoảng 150 ÷ 200 tấn khô/năm.
Nguồn rong mọc tự nhiên chủ yếu là rong Nâu, với trữ lượng khoảng 10,000
tấn khô/năm. Nguồn rong Đỏ tự nhiên cũng có khoảng 1,500 ÷ 2,000 tấn khô/năm.
Rong biển mọc tự nhiên trải khắp bờ biển các tỉnh từ Quảng Ninh đến Cà Mau,
Minh Hải, Hà Tiên. Nhưng Bình Trị Thiên cũ là một vựa rong của Việt Nam.
Nguồn rong Nâu có trữ lượng lớn và chất lượng cao chủ yếu ở khu vực miền
Trung và Nam Trung Bộ. Trong đó rong Nâu phân bố tại vùng biển Quảng Nam –
Đà Nẵng không nhiều so với vùng biển Khánh Hòa và Ninh Thuận.Vùng biển
Khánh Hòa là vùng có diện tích rong Mơ mọc cao nhất, tổng diện tích có rong lên
tới 2,000,000 m
2
, trữ lượng có thể khai thác được hàng năm có thể ước tính hơn
11,000 tấn rong tươi. Khánh Hòa có nhiều vùng rong như Hòn Chồng, Bãi Tiên,
bán đảo Cam Ranh, Hòn Tre và một số đảo khác.

1.2. RONG NÂU
1.2.1. Đặc điểm chung của rong nâu
Rong nâu là một trong các loại rong biển, sinh sống ở biển là chủ yếu. Rong
nâu có nhiều loài, có độ đậm nhạt của màu nâu khác nhau do sự khác nhau về các
thành phần sắc tố trong cấu tạo. Cây rong sẽ tùy vào từng loại sẽ có độ dài khác
nhau nhưng đều là loài rong to, mọc thành bụi, gồm vài chục chính quanh nhánh,
nhánh mang phiến có dạng lá, phiến có răng mịn, hầu như các loài rong nâu đều có
phao, tuy nhiên số lượng và kích thước của phao khác nhau, hình dạng của phao là
hình cầu hay trái xoan, đường kính của phao nhỏ khoảng 0.5-0.8 mm, phao lớn
khoảng 5-10 mm. Phao có thể mang cánh hoặc không.
Là loài mọc ở những vùng biển ấm nóng, trên nền đá vôi, san hô chết, nơi
sóng mạnh và nước trong, nhất là ven các đảo. Chúng mọc trên tất cả các loài vật
bám cứng, trên vách đá dốc cứng, các vách đá dốc đứng, các bãi đá tảng, các vùng
có đá ngầm hay rạn san hô ngầm, nhưng thích nghi nhất là trên vật bám đá san hô.

8

Trên các bờ dốc đứng, chúng phân bố thành các đai hẹp ở các mức thủy triều
thấp đến sâu khoảng 0.5 m. Ở các bờ biển đá tảng nằm trên nền cát hay đá cuội,
chúng mọc thành các khóm dày trên các tảng đá.
Đa số các loài rong đều thích mọc nơi có sóng mạnh. Ở các đảo, bờ phía
Đông chúng mọc dày và phong phú hơn bờ phía Tây. Ở các bãi đá hướng ra biển
khơi, chúng phát triễn mạnh và sinh lượng nhiều hơn so với các bãi trong các vũng,
vịnh yên sóng.
Chúng sinh trưởng mạnh vào các tháng 2-3, đa số các loài có kích thước tối
đa vào tháng 3, 4 và hình thành cơ quan sinh sản, sau đó bị song biển nhổ tấp vào
bờ và tàn lụi. Đến tháng 7 các bãi rong đều trơ trụi. Một số loài mọc lên cao như
S.mcclurei, S.kjellmanianum, S.polystum phát triển và tàn lụi sớm. Còn các loài mọc
ở vùng dưới triều như S.binderi, S.microcystum, … mọc chậm hơn. Một số loài
thích nghi trong các vũng, vịnh yên sóng có thể tồn tại và phát triển tốt vào tháng 7

như S.polycystum và S.longicaulis.[12]
1.2.2. Thành phần hóa học của rong Nâu
1.2.2.1. Sắc tố.
Sắc tố trong rong nâu là diệp lục tố (Chlorophyl), diệp hoàng tố (Xantophyl),
sắc tố màu nâu (Fucoxanthin), sắc tố đỏ (Caroten). Tùy theo tỷ lệ các loại sắc tố mà
rong có màu từ nâu - vàng nâu - nâu đậm - vàng lục. Nhìn chung sắc tố của rong
nâu khá bền.
1.2.2.2. Cacbonhydrat
a. Monosacaride
Monosaccharide quan trọng trong rong nâu là đường mannitol được
Stenhouds phát hiện ra năm 1884 và được Kylin (1913) chứng minh thêm.
Mannitol: có công thức là HOCH
2
-(CHOH)
4
-CH
2
OH.
Mannitol tan được trong Alcol, dễ tan trong nước có vị ngọt.
Hàm lượng mannitol trong rong nâu dao động từ 14-25% trọng lượng rong
khô tùy thuộc vào hoàn cảnh địa lý và nơi sinh sống. Theo kết quả nghiên cứu của
Viện Hải Dương học Nha Trang năm 1979, xác định sự biến động hàm lượng

9

mannitol trên 2 đối tượng rong nâu S.mcclurie và S.kjellmanianum tại vùng biển
Hòn Chồng, Nha Trang lần lượt là 15.79 ÷ 16.36 (từ tháng 3 đến tháng 5); 12.40 ÷
13.82 (từ tháng 3 đến tháng 4). Còn kết quả nghiên cứu của Trần Thị Luyến,
Nguyễn Anh Tuấn, Trường Đại học Nha Trang, xác định hàm lượng mannitol vào
tháng 4 trong rong nâu S.mcclurie ở vùng biển Quảng Nam-Đà Nẵng, Bình Định,

Khánh Hòa, Ninh Thuận lần lượt là 15.6; 11.3; 15.4 và 14.8. Nếu rong bảo quản
không tốt, độ ẩm cao làm cho mannitol bị phá hủy. Hàm lượng mannitol trong rong
nâu ở vùng biển Khánh Hòa được phân tích có hàm lượng trung bình vào khoảng
6.3 ÷ 11.35% trọng lượng rong khô tuyệt đối. Trong đó, loài S.mcclurei có hàm
lượng cao hơn cả. Tháng 4 và 5 là lúc rong nâu đã trưởng thành, có kích thước lớn
nhất, hàm lượng acid alginic và mannitol cao nhất.[12]
b. Polysaccharide
Polysaccharide trong rong nâu chủ yếu là alginic, hàm lượng alginic dao
động từ 13 ÷ 15% trọng lượng rong khô. Hàm lượng này phụ thuộc vào loài rong và
vị trí địa lý môi trường rong sinh sống. Theo các tài liệu tổng kết của Miyake
(1995) cho thấy hàm lượng alginic trong các loài rong nâu ở các vùng biển Liên Xô
cũ dao động từ 13 ÷ 40%. Theo tài liệu phân tích các chuyên gia Bộ Thủy sản cho
thấy hàm lượng alginic trong các loại rong nâu ở Hải Phòng dao động từ 22 ÷ 40%.
Theo số liệu nghiên cứu của Viện Hải Dương học năm 1979, hàm lượng alginic
trong rong S.mcclurie và S.kjellmanianum ở vùng biển miền trung Việt Nam dao
động từ 39.24 ÷ 44.40% so với rong khô tuyệt đối từ tháng 3 đến tháng 5. Còn kết
quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trường Đại học Nha Trang năm 1998 - 2000,
hàm lượng alginic trong rong S.mcclurie và S.kjellmanianum ở vùng biển miền
trung Việt Nam trong tháng 4 dao động từ 35.9 đến 39.4% so với trọng lượng rong
khô tuyệt đối.[12]
Fuccoidan: là sulfate polysaccharide dị hợp. Hàm lượng khoảng 8-10% rong
khô tuyệt đối.
Laminarin: Laminarin là β)1→3,1→6 glucan. Laminarin có hàm lượng từ
10-15% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại rong, vị trí địa lý và môi trường

10

sinh sống của rong Nâu, thường mùa hè hàm lượng laminarin giảm vì phải tiêu hao
cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây xanh.
Cellulose: là thành phần tạo nên vỏ cây rong. Hàm lượng cellulose trong

rong nâu nhiều hơn trong rong đỏ.
1.2.2.3. Protein
Protein của rong nâu không cao nhưng khá hoàn hảo. Do vậy rong nâu có thể
dùng làm thực phẩm. Protein của rong nâu thường ở dạng kết hợp với Iod tạo nên
Iod hữu cơ như: MonoIodInzodizin, DiIodInzodizin. Iod hữu cơ rất có giá trị trong
y học. Do vậy rong nâu còn được dùng làm thuốc phòng bệnh bướu cổ.
Hàm lượng protein rong nâu vùng biển Nha Trang dao động Từ 8.05 -
21.11% so với trọng lượng rong khô. Hàm lượng acid amin cũng đáng kể và có giá
trị cao trong protein của rong biển.
1.2.2.4. Chất khoáng
Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong rong nâu thường lớn hơn nước biển.
Hàm lượng khoáng của các loài rong nâu Nha Trang dao động từ 15.51- 46.30%
phụ thuộc vào mùa vụ và thời kỳ sinh trưởng. Ngoài ra trong rong nâu còn có mặt
các chất khác như acetogenin, polyphenolic, terpenoids, lipid… Rong nâu phân bố
tại Việt Nam chủ yếu là rong mơ bao gồm các loài sargassum và turbinaria.[12]
1.2.3. Rong nâu S.polycystum
Hệ thống phân loại Sargassum trên thế giới rất phức tạp, năm 1753 ba loài
thuộc chi Fucus: Fucus natans, F.acinarius và F.lendigerus do Linnaeus mô tả lần
đầu tiên nay được thay thế bằng chi Sargassum. Giữa những năm 1808 đến 1819,
36 loài rong thuộc chi Fucus được mô tả ngày nay cũng được chuyển sang chi
Sargassum, năm 1820 J.Agardh giới thiệu chi Sargassum với số loài lúc này là 62
loài. Sau thời gian đó rất nhiều tác giả khác tiếp tục giới thiệu về Sargassum như
Yendo (1907), Reinbold (1913), Grunow (1915, 1916) và Setchell (1931). Số loài
sargassum lên đến 230. Năm 1954 Womersley công bố hệ thống phân loại
sargassum của mình ở Úc, cùng với các tác giả đương thời ở nhiều vùng khác nhau
trên thế giới như Phạm Hoàng Hộ của Việt Nam, Chou, Chiang của Taiwan và Ang,

11

Trono của Philippin, đến nay tổng số loài của chi Sargassum đã lên đến hơn 500.

Sargassum tại Việt Nam hiện nay có khoảng 70 loài (thực vật chí Việt Nam), với
sản lượng khai thác ước tính đạt trên 10,000 tấn khô/năm, tương đương với 400 đến
100 tấn fucoidan thô. Số lượng loài Sargassum phân bố trên các nước luôn thay đổi
theo các nghiên cứu gần đây nên khó có thể kết luận hiện nay Sargassum phân bố
nhiều nhất ở nước nào. Riêng tính đến 1998 thì nhiều nhất là ở Ấn Độ, Philippin và
Việt Nam.
Rong Sargassum polycystum mọc thành bụi to có khi dài 2 m. Đĩa bám hình
nón to cỡ 1cm, có các rễ bò phân nhánh, phát triển nhiều. Trục chính hình trụ dài
0.5 – 1 cm, mang theo 3 – 5 nhánh chính hình trụ to 1 – 2 mm có nhiều gai nhỏ, đơn
hay kép, đầu thường phù ra, các nhánh bên mọc dày. Lá hình bầu dục dài 2 – 4 cm,
nhánh và lá rất dày. Phao nhiều, hình cầu to 2 mm, phao luôn luôn có cánh nhỏ,
cánh này nhiều khi chỉ là một mũi nhỏ ở đầu hay nhiều gai nhỏ. Rong khô có màu
nâu. Đây là loài rong gặp phổ biến khắp nơi, thích nghi rộng ngoại trừ những nơi có
sóng mạnh, chúng có khả năng mọc gần cửa sông. Chúng bao phủ các vùng san hô
chết từ phía trên mực thủy triều cho đến nhiều mét sâu hơn. Các cá thể ở vùng trên
thường bị bày khô nhiều giờ khi triều xuống. Rong trưởng thành phóng thích giao
tử vào tháng 4. Vào lúc phần lớn các loài rong biển hay rong Mơ khác tàn lụi (tháng
9, 10), ta vẫn gặp các quần thể S.polycystum. Nhờ hệ thống rễ bò phát triển, chúng
có thể sinh sản sinh dưỡng. Các rễ như những nhánh có mang các lá nhỏ, ở các nách
lá sẽ nãy chồi cho ra cây mầm và đĩa bám, bám vào vật bám cho ra cây mới.
1.2.4. Tình hình chế biến và nghiên cứu ứng dụng các sản phẩm từ rong nâu
Rong biển được sử dụng chế biến rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, thức
ăn chăn nuôi, hóa học, mỹ phẫm và dược phẩm. Công nghệ chế biến các sản phẩm
từ rong biển chủ yếu ở các nước ở châu Á như: Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc,
Triều Tiên, Indonesia… Mỹ, Canada và một số nước châu Âu như Pháp, Đức đang
cố gắng thiết lập sản xuất rong biển ở quy mô lớn.[15]
Đã từ lâu rong biển được tạo ra các sản phẩm ứng dụng vào đời sống. Từ
những năm 1870, người ta đã điều chế xà phòng từ các chất K
2
O, Na

2
O lấy từ rong

12

biển (rong nâu). Trong rong nâu, Iod chiếm với tỷ lệ lớn. Đến năm 1812, Iod đã
được điều chế từ rong nâu với giá trị dược học cho con người. Năm 1914 – 1915
Mỹ, Đức dùng rong nâu để điều chế KCl, than hoạt tính. Năm 1930 công nghệ chế
biến các chất như: Alginate, Manitol, Agar phát triển mạnh và ngày càng ứng dụng
nhiều trong thực tế.[12][16]
Giá trị công nghiệp của rong biển là cung cấp các chất keo quan trọng như
Agar, Alginate, Carrageenan, Furcellazan dùng cho thực phẩm và nhiều ngành công
nghiệp khác. Các loại keo rong biển là các loại polysaccharide có tính keo khi hòa
tan trong nước, được chiết suất từ rong biển. Từ rong nâu có thể chiết suất được:
Alginic, Alginate, Laminarin.
Keo Alginate, Agar và Carrageenan được chiết rút từ khoảng 1,300,000 tấn
rong tươi các loại. Tổng sản lượng keo rong biển gồm: 35,000 tấn Alginate, 25,000
tấn Carrageenan và 10,000 tấn Agar, với tổng giá trị lên đến 750 triệu USD.
Ở nước ta cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng các hợp chất
được chiết rút từ rong nâu. Cụ thể là các đề tài “Nghiên cứu sử dụng Iod chiết rút từ
rong nâu để phối chế nước mắm Iod”, “Nghiên cứu hoàn thiện và cải tiến quy trình
công nghệ sản xuất Alginate Natri” của tác giả Trần Thị Luyến.
Ngày nay, các hợp chất khác có hoạt tính sinh học của rong nâu như Manitol,
Fuccoidan cũng đang được nghiên cứu rộng rãi.
1.3. Tìm hiểu quá trình thủy phân
1.3.1. Quá trình thủy phân
Quá trình thủy phân có bản chất là quá trình phân cắt các hợp chất cao phân
tử thành hợp chất đơn giản hơn dưới tác dụng của các chất xúc tác và có sự tham
gia của nước trong phản ứng.[10]
Là phản ứng phổ biến và quan trọng trong công nghệ thực phẩm và công

nghệ sinh học. Người ta đã ứng dụng phản ứng thủy phân để sản xuất hàng loạt các
sản phẩm mới có tính chất khác xa với tính chất nguyên liệu ban đầu ví dụ sản xuất
glucose, mạch nha, sản xuất nước chấm, tương chao, nước chấm lên men… Sau
phản ứng thủy phân chất lượng cảm quan và dinh dưỡng của thực phẩm có thể tăng

13

lên đáng kể. Tuy nhiên trong một số trường hợp phản ứng thủy phân lại gây sự hư
hỏng thực phẩm trong bảo quản thịt, cá, trứng, sữa, dầu, mỡ…
Phản ứng thủy phân là phản ứng mở đầu cho hang loạt các phản ứng khác
tiếp diễn. Ví dụ: protit sau khit hủy phân thành acid amin, sau đó acid amin bị phân
giải sâu xa hơn như dezamin hóa, decarboxyl hóa… Cuối cùng tạo ra sản phẩm có
hại về mặt cảm quan và dinh dưỡng của thực phẩm. Polysaccharide sau khi thủy
phân tạo monosacaride (monoza); các monoza tiếp tục oxy hóa sâu xa hơn tạo 1 loạt
sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối là CO
2
và H
2
O. Lipit bị thủy phân tạo acid
béo và glixerin, acid béo tiếp tục bị oxy hóa, tạo sản phẩm có mùi vị khó chịu (sự ôi
của chất béo).
Trong những trường hợp có hại trên, ta phải tạo điều kiện hạn chế phản ứng
thủy phân như bảo quản lạnh, sấy khô… vô hoạt enzyme thủy phân.
Còn trong trường hợp phản ứng thủy phân có lợi, ta phải tạo điều kiện để tốc
độ phản ứng xảy ra tối đa và tìm cách ứng dụng chúng trong mỗi lịch vực tạo ra các
sản phẩm tốt, có lợi ích trong đời sống. Ngày nay phản ứng thủy phân ngày càng
được ứng dụng rộng rãi – trong nhiều lĩnh vực sản xuất – đặc biệt là công nghệ thực
phẩm. Trong công nghệ thực phẩm, thông thường tác nhân thủy phân có thể là acid,
kiềm, hay enzyme, trong đó đặc biệt được dung rộng rãi và có hiệu quả là enzyme
thủy phân từ vi sinh vật.[3]

1.3.2. Các phương pháp thủy phân
1.3.2.1. Thủy phân bằng phương pháp hóa học
a. Khái quát chung
Đây là phương pháp thủy phân cổ điển nhất, quá trình thủy phân có thể được
thực hiện trong các môi trường: acid vô cơ (HCl, H
2
SO
4
…); acid hữu cơ (acid
citric, acid ascorbic …) và kiềm (NaOH, KOH …). Điều kiện của quá trình thủy
phân phải đảm bảo nhiệt độ cao và thời gian dài.[10]
Đun nóng lâu cellulose với dung dịch acid sunfuric, các liên kết β-glucozit bị
đứt tạo thành sản phẩm cuối cùng là glucose:
(C
6
H
10
O
5
)
n
+ nH
2
O → nC
6
H
12
O
6
(xúc tác H

+
, t
0
)

14

Phản ứng này áp dụng trong sản xuất ethanol công nghiệp, xuất phát từ
nguyên liệu chứa cellulose (vỏ bào, mùn cưa, tre, nứa, v.v ).[32]
Phương pháp thủy phân bằng acid có ưu điểm là rẻ và nhanh, hiệu suất thủy
phân cao từ 85 – 90%, thời gian và quy trình sản xuất được rút ngắn. Nhược điểm
của phương pháp này là: chi phí năng lượng và thiết bị cao do phải chịu nhiệt và
chống acid ăn mòn, việc sử dụng HCl đặc độc hại và gây ô nhiễm môi trường.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân bằng xúc tác vô cơ
Tốc độ phản ứng thủy phân khi có xúc tác vô cơ được tính theo công thức:
v=
τ
d
dx
= k(a-x)
Trong đó:
x: lượng cơ chất được thủy phân trong thời gian τ.
a: lượng cơ chất ban đầu.
k: hằng số tốc độ phản ứng thủy phân.
Hằng số tốc độ phản ứng k là đại lượng phụ thuộc vào nhiều yếu tố và được
biểu diễn qua phương trình sau:
k=f(α, N, δ, t
0
, τ, m)
Trong đó:

α: hoạt độ của chất xúc tác vô cơ.
N: nồng độ đương lượng tác nhân (mol đương lượng/lít dung dịch).
δ: tính chất của cơ chất bị thủy phân.
t
0
: nhiệt độ của phản ứng.
τ: thời gian của phản ứng.
m: hệ số modul
 Ảnh hưởng của hoạt độ xúc tác (α) đến hằng số phản ứng:
Acid sử dụng làm tác nhân xúc tác phản ứng thủy phân có hệ số phân ly càng
mạnh thì phản ứng thủy phân xảy ra càng mạnh, HCl có hoạt độ lớn nhất nên được
sử dụng phổ biến. Tuy nhiên, mặc dù H
2
SO
4
có hoạt độ bằng một nửa hoạt độ của
HCl nhưng vẫn được dùng, vì giá thành rẻ hơn, ít bay hơi, ít gây độc cho người sản

15

xuất, ít ăn mòn thiết bị vì khả năng phân ly yếu hơn.
 Ảnh hưởng của chất xúc tác và nồng độ xúc tác:
Nồng độ xúc tác càng cao và lượng chất xúc tác càng nhiều thì tốc độ phản
ứng thủy phân xảy ra càng nhanh. Nhưng các đại lượng này chỉ cho phép tăng đến
một giá trị nào đó để quá trình thủy phân xảy ra triệt để, sản phẩm thủy phân ít phân
hủy, ít ăn mòn thiết bị, ít độc hại. Dựa vào cơ chế của phản ứng thủy phân và kiểm
tra sản phẩm tạo thành mà định lượng chất xúc tác.
 Ảnh hưởng của cơ chất thủy phân:
Tốc độ phản ứng thủy phân phụ thuộc vào tính chất của cơ chất thủy phân,
nồng độ cơ chất, độ tinh khiết của nguyên liệu. Nếu nồng độ cơ chất tăng thì năng

suất thủy phân tăng lên, song nồng độ cơ chất càng nhỏ thì phản ứng thủy phân xảy
ra càng triệt để hơn, do đó tùy theo yêu cầu chất lượng sản phẩm mà khống chế
nồng độ cơ chất thủy phân thích hợp. Độ tinh khiết của nguyên liệu càng cao thì
phản ứng thủy phân xảy ra càng nhanh và chất lượng sản phẩm đạt cao hơn.
 Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân, nếu thủy phân ở nhiệt
độ càng cao thì tốc độ phản ứng thủy phân càng mạnh. Nhưng nếu thủy phân ở
nhiệt độ quá cao sẽ làm thủy phân một số hợp chất hữu cơ khác gây tổn thất sản
phẩm thực phẩm và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm sau thủy phân.
 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân:
Dưới tác dụng của chất xúc tác các liên kết nhị dương trong cơ chất bị phân
cắt, sau đó sản phẩm thủy phân được tách ra khỏi cơ chất và khuếch tán vào trong
dung dịch. Thời gian này phụ thuộc nhiều vào nồng độ vật chất trong dung dịch và
trong nguyên liệu, phụ thuộc vào mức độ nghiền nhỏ của nguyên liệu và nhiệt độ
của quá trình. Trong thực tế người ta lựa chọn thời gian thủy phân dựa trên những
thí nghiệm thăm dò điều kiện thực hiện phản ứng thủy phân và trên kinh nghiệm
thực tế sao cho đảm bảo chất lượng sản phẩm và đảm bảo hiệu suất thủy phân của
phản ứng là cao nhất.


16

 Ảnh hưởng của modul:
Modul là đại lượng đặc trưng cho tính chất nguyên liệu được định nghĩa theo
công thức sau:
Khối lượng dung dịch đã được thủy phân
M =
Khối lượng nguyên liệu (tính theo chất khô)
Từ công thức trên cho thấy modul là giới hạn của quá trình thủy phân, nếu
thấp hơn giá trị của modul thì quá trình thủy phân không diễn ra. Ví dụ với thủy

phân cellulose M = 3÷5 thì quá trình thủy phân không diễn ra, và với quá trình thủy
phân protein, lipit thì M = 6÷10.[10]
1.3.2.2. Thủy phân bằng enzyme[10]
a. Khái quát chung
Phương pháp thủy phân bằng enzyme là phương pháp sử dụng tác nhân hóa
sinh. Enzyme là những protein giữ chức năng xúc tác các phản ứng sinh hóa học.
Nhờ enzyme xúc tác mà các phản ứng sinh hóa học cần thiết cho sự sống và sự sinh
sản của tế bào diễn ra.
Enzyme có nguồn gốc từ các nguồn như: thực vật (dứa, nhựa đu đủ, sung,
hạt ngũ cốc); động vật (tụy tạng, màng nhầy dạ dày lợn, dạ dày bê và nội tạng
khác); vi sinh vật và các chế phẩm enzyme thương mại.
Đây là phương pháp an toàn, giảm chi phí năng lượng, thời gian thủy phân
ngắn. Thủy phân bằng enzyme có nhiều ưu điểm hơn phương pháp thủy phân bằng
kiềm và acid:
- Không tạo thành sản phẩm phụ nên dịch thủy phân có độ thuần khiết.
- Phản ứng tiến hành ở điều kiện nhẹ nhàng hơn.
- Khi thủy phân bằng enzyme thì cường lực xúc tác lớn và ít tốn năng lượng.
Tuy nhiên, phương pháp này lại có một số nhược điểm như:
- Thời gian thủy phân dài dẫn đến chu kỳ sản xuất kéo dài.
- Muốn có hiệu suất cao và chất lượng sản phẩm tốt thì phải có chế phẩm
enzyme tinh khiết.