khảo sát quá trình thủy phân protein phụ phẩm cá tra (pangasius hypophthalmus) bằng enzyme neutrase

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG








NGUYỄN HỮU TÀI





KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN
PROTEIN PHỤ PHẨM CÁ TRA
(PANGASIUS HYPOPHTHALMUS)
BẰNG ENZYME NEUTRASE







LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

2014
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG








NGUYỄN HỮU TÀI





KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN
PROTEIN PHỤ PHẨM CÁ TRA
(PANGASIUS HYPOPHTHALMUS)
BẰNG ENZYME NEUTRASE

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
TS. NGUYỄN CÔNG HÀ
ThS. PHAN NGUYỄN TRANG






2014


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm i Khoa Nông nghiệp & SHƯD
LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 3 tháng thực hiện luận văn tốt nghiệp tại phòng thí nghiệm, đề
tài “Khảo sát quá trình thủy phân protein phụ phẩm cá tra (Pangasius
hyphophthalmus) bằng enzyme Neutrase” đã được hoàn thành đúng thời hạn
với sự giúp đỡ, chỉ dẫn và chia sẻ của cán bộ hướng dẫn, các cán bộ quản lý
phòng thí nghiệm cùng tập thể các anh chị và các bạn làm việc tại phòng thí
nghiệm.

Nhân đây, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn
Công Hà cùng cô Phan Nguyễn Trang đã tận tình chỉ dẫn và truyền đạt những
kinh nghiệm cùng những góp ý quý báu trong suốt thời gian học tập và thực
nghiệm vừa qua.
Bên cạnh đó, em xin được cảm ơn anh Tạ Hùng Cường, chị Nguyễn Tố
Mai và tập thể các anh chị Cao học, các bạn cùng lớp Công nghệ Thực phẩm
khóa 37. Đồng thời, em xin được cảm ơn chị Nguyễn Phụng Tiên và các cán
bộ quản lý phòng thí nghiệm cũng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất có thể,
cho em những lời động viên giúp em hoàn thành tốt đề tài này. Hơn nữa, Em
xin được cảm ơn các anh chị phòng thí nghiệm Sinh học Đất đã hỗ trợ và giúp
đỡ em tận tình trong lúc sử dụng các thiết bị, máy móc của phòng thí nghiệm.
Em rất biết ơn sự giúp đỡ của các anh chị và các bạn. Em xin cảm ơn mọi
người rất nhiều.
Sau cùng em, xin được cảm ơn Ban quản lý Công ty CP XNK Thủy sản
Cần Thơ (CASEAMEX) đã hỗ trợ nguyên liệu cho em để thực hiện đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện



Nguyễn Hữu Tài

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm ii Khoa Nông nghiệp & SHƯD
TÓM TẮT
Nhằm khảo sát quá trình thủy phân trên cơ chất là phụ phẩm cá tra của
enzyme Neutrase, từ đó tìm ra các thông số động học K
m
, V

max
của enzyme và
ảnh hưởng của thời gian phản ứng cũng như nồng độ enzyme và cơ chất lên
hiệu suất thủy phân, đề tài đã được tiến hành với các nội dung:
 Xác định các thông số động học K
m
và V
max
của enzyme Neutrase trên
cơ chất là phụ phẩm cá tra, tìm ra tỷ lệ khối lượng enzyme: cơ chất (mg
enzyme : g protein) tại đó tốc độ phản ứng của enzyme là lớn nhất (trong một
thể tích cố định dịch đệm phosphate pH 6,5 là 10 mL).
 Khảo sát tác động của việc tăng tuyến tính đồng thời khối lượng
enzyme và cơ chất, dựa trên tỷ lệ khối lượng enzyme: cơ chất đã tìm được
(trong một thể tích cố định dịch đệm phosphate pH 6,5 là 10 mL) lên hiệu suất
thủy phân của enzyme Neutrase.
 Sau đó, đề tài đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng
đến hiệu suất thủy phân của Neutrase, nhằm tìm ra thời gian tối ưu để hiệu
suất thủy phân đạt cao nhất.
Và qua quá trình thực nghiệm, đề tài đã thu được các kết quả như sau:
 Enzyme Neutrase hoạt động trên cơ chất phụ phẩm cá tra với các
thông số động học V
max
= 0,190 μmol tyrosine/phút, K
m
= 0,254 g protein, và
với tỷ lệ khối lượng enzyme: cơ chất = 0,5 mg enzyme: 0,694 protein thì tốc
độ phản ứng của enzyme là lớn nhất.
 Việc tăng đồng thời khối lượng enzyme và cơ chất (với thể tích phản
ứng là cố định) trên cơ sở tỷ lệ khối lượng enzyme: cơ chất tối ưu đã gây ức

chế hoạt động của enzyme nên cặp khối lượng enzyme : cơ chất thích hợp
được chọn là 0,5 mg E : 0,694 g Pro.
 Khi thời gian phản ứng kéo dài từ 30 đến 240 phút, hiệu quả thủy
phân tăng nhanh vào giai đoạn đầu và sau đó tăng chậm lại cho đến khi đạt
mức cao nhất tại 240 phút (6,359 % theo tyrosine và 3,244 % theo phương
pháp OPA) nên thời gian thủy phân hiệu quả được chọn là 240 phút.

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm iii Khoa Nông nghiệp & SHƯD
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả
nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất
cứ luận văn cùng cấp nào khác.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Cán bộ hướng dẫn Người viết



TS. Nguyễn Công Hà ThS. Phan Nguyễn Trang Nguyễn Hữu Tài
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm iv Khoa Nông nghiệp & SHƯD
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
TÓM TẮT ii
LỜI CAM ĐOAN iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH BẢNG vi
DANH SÁCH HÌNH vii
Chƣơng 1 GIỚI THIỆU 1
1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1
Chƣơng 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1 Sơ lược về cá tra 2
2.2 Thành phần hóa học của cá tra 4
2.2.1 Protein 5
2.2.2 Thành phần trích ly chứa nitơ phi protein 5
2.2.3 Enzyme 6
2.2.4 Lipid 6
2.2.5 Carbohydrate 6
2.2.6 Vitamin và khoáng chất 6
2.2.7 Phụ phẩm trong chế biến cá tra 7
2.3 Sơ lược về protein 7
2.3.1 Biến tính protein 9
2.4 Sơ lược về enzyme 10
2.4.1 Cấu trúc enzyme 10
2.4.2 Động học enzyme 10
2.4.3 Cơ chế thủy phân của enzyme 11
2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động xúc tác của enzyme 12
2.4.5 Enzyme Neutrase 16
2.5 Máy quang phổ 17
2.6 Thuốc thử Folin-Ciocalteu 17
2.7 Trichloroacetic acid (TCA) 18
2.8 Phương pháp OPA 19
Chƣơng 3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20
3.1 Phương tiện nghiên cứu 20
3.1.1 Thời gian, địa điểm nghiên cứu 20
3.1.2 Nguyên liệu 20
3.1.3 Thiết bị, dụng cụ 20
3.1.4 Hóa chất 21
3.2 Phương pháp nghiên cứu 21

3.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 21
3.2.2 Phương pháp thủy phân protein bằng enzyme 22
3.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng ẩm 22
3.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng protein tổng số 22
3.2.5 Phương pháp xác định hàm lượng lipid 22
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm v Khoa Nông nghiệp & SHƯD
3.2.6 Phương pháp xác định hàm lượng tyrosine tổng số 22
3.2.7 Phương pháp xác định hiệu suất thủy phân theo lượng tyrosine sinh ra 23
3.2.8 Phương pháp xác định hiệu suất thủy phân theo hàm lượng đạm amine . 23
3.2.9 Phương pháp xử lý số liệu 23
3.3 Nội dung bố trí thí nghiệm 23
3.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định các thông số động học của enzyme Neutrase trên
cơ chất là phụ phẩm cá tra 23
3.3.2 Thí nghiệm 2 : Xác định khối lượng enzyme và cơ tối ưu dựa trên tỷ lệ
enzyme : cơ chất tối ưu 25
3.3.3 Thí nghiệm 3 : Xác định thời gian thủy phân tối ưu 27
Chƣơng 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 30
4.1 Thành phần hóa học của nguyên liệu 30
4.2 Các thông số động học của của enzyme Neutrase trên cơ chất phụ phẩm
cá tra 31
4.3 Xác định khối lượng enzyme : cơ chất tối ưu dựa trên tỷ lệ khối lượng
enzyme : cơ chất tối ưu của Neutrase trên cơ chất phụ phẩm cá tra 32
4.4 Xác định thời gian phản ứng tối ưu của quá trình thủy phân bởi enzyme
Neutrase 34
Chƣơng 5 KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 38
5.1 Kết luận 38
5.2 Đề nghị 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39
PHỤ LỤC 41

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm vi Khoa Nông nghiệp & SHƯD
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Phần trăm các phần thu được trong chế biến cá tra (Pangasius
hypophthalmus) phi lê 7
Bảng 4.1 Thành phần hóa học của nguyên liệu 30
Bảng 4.2 Thành phần hóa học của cá tra (Pangasius hypophthalmus) phi lê . 31
Bảng 4.3 Thành phần hóa học của phụ phẩm cá tra (Pangasius
hypophthalmus) 31
Bảng 4.4 Hiệu suất thủy phân (tính theo hàm lượng tyrosine) của Neutrase ở
các hệ số nhân khác nhau 33
Bảng 4.5 Hiệu suất thủy phân (tính theo phương pháp OPA) của Neutrase ở
các hệ số nhân khác nhau 33
Bảng 4.6 Hiệu suất thủy phân của Neutrase theo thời gian phản ứng 34
Bảng 5.1 Công thức hóa chất để xây dựng đường chuẩn tyrosine 43
Bảng 5.2 Phân tích phương sai (ANOVA) hiệu suất thủy phân (tính theo
tyrosine) theo các cặp enzyme: cơ chất khác nhau 48
Bảng 5.3 Kiểm định LSD Hiệu suất thủy phân theo các cặp enzyme: cơ chất
khác nhau 48
Bảng 5.4 Phân tích phương sai hiệu suất thủy phân (tính theo phương pháp
OPA) theo các cặp enzyme: cơ chất khác nhau 49
Bảng 5.5 Kiểm định LSD hiệu suất thủy phân (tính theo phương pháp OPA)
theo các cặp enzyme: cơ chất khác nhau 49
Bảng 5.6 Phân tích phương sai (ANOVA) hiệu suất thủy phân tính theo
tyrosine theo thời gian phản ứng _ thí nghiệm 3 49
Bảng 5.7 Kiểm định LSD hiệu suất thủy phân theo tyrosine theo thời gian
phản ứng _ thí nghiệm 3 49
Bảng 5.8 Phân tích phương sai (ANOVA) hiệu suất thủy phân tính theo pp
OPA theo thời gian phản ứng 50

Bảng 5.9 Kiểm định LSD hiệu suất thủy phân theo pp OPA theo thời gian
phản ứng 50

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm vii Khoa Nông nghiệp & SHƯD
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Sản phẩm cá tra (Pangasius hypophthalmus) nguyên con 3
Hình 2.2 Cá Tra (Pangasius hypophthalmus) 3
Hình 2.3 Cá Ba sa (Pangasius bocourti) 3
Hình 2.4. Đồ thị biểu diễn phương trình Michaelis-Menten 11
Hình 2.5 Phản ứng xúc tác đơn giản của enzyme 12
Hình 2.6 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến tốc độ phản ứng. 13
Hình 2.7 Sự phụ thuộc của vận tốc phản ứng enzyme vào nhiệt độ 14
Hình 2.8 Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng enzyme vào pH 15
Hình 2.9 Trichloroacetic acid 19
Hình 2.10 Phản ứng theo phương pháp OPA 19
Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 25
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 (với thuốc thử Folin-Ciocalteu) 27
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 (với thuốc thử Folin-Ciocalteu) 28
Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào lượng cơ chất
32
Hình 4.2 Hiệu suất thủy phân của Neutrase theo thời gian phản ứng 35
Hình 4.3 Ảnh chụp gel chạy điện di của dịch protein thủy phân bởi Neutrase 35
Hình 5.1 Đường chuẩn tyrosine 44




Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 1 Khoa Nông nghiệp và SHƯD

Chƣơng 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, cá tra đã và đang trở thành mặt hàng chế biến
và xuất khẩu vượt trội hơn rất nhiều so với các loài thủy sản khác ở nước ta.
Con cá tra đã góp phần giải quyết vấn đề việc làm cho người lao động với sự
xuất hiện ngày càng nhiều các nhà máy, xí nghiệp chế biến và xuất khẩu mặt
hàng thủy sản này. Tuy nhiên, bên cạnh thu về cho đất nước nguồn thu từ việc
xuất khẩu cá tra phi lê và các sản phẩm khác từ cá tra, sự tăng lên cả ở lĩnh
vực nuôi trồng lẫn chế biến cá tra xuất khẩu cũng đồng thời tạo ra một lượng
phụ phẩm, những phần còn lại sau khi thu lấy phần phi lê cá để xuất khẩu, rất
lớn. Do đó, khi quy mô sản xuất và chế biến mặt hàng cá tra ngày càng mở
rộng, lượng phụ phẩm được thải ra ngày càng nhiều hơn. Nếu lượng phụ phẩm
này không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường. Mặt
khác, nguồn phụ phẩm này vẫn còn giá trị dinh dưỡng tương đối cao. Nếu tận
dụng được nguồn phế liệu này sẽ tạo ra nguồn thu nhập cho người sản xuất,
giảm thiểu lãng phí và tăng hiệu suất thu hồi chất dinh dưỡng trong sản xuất,
chế biến sản phẩm từ cá tra.
Về hướng xử lý phụ phẩm các mặt hàng thủy sản, có thể sử dụng phần
bỏ đi sau khi chế biến cá tra phi lê để chế biến bột cá dùng trong chăn nuôi,
bong bóng cá dùng làm thực phẩm, dầu cá giàu dinh dưỡng và không chứa
cholesterol, nhiên liệu sinh học (biodiesel), … Tuy nhiên, các hướng xử lý này
vẫn chưa tận dụng được nguồn protein còn lại một cách hiệu quả. Gần đây một
hướng xử lý mới đang được quan tâm là chế biến các sản phẩm thủy phân
protein từ phụ phẩm cá, tạo ra những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, có
thể sử dụng ngay cả trong thực phẩm. Tuy nhiên, các nghiên cứu về hướng xử
lý mới này trên các loài cá khác là khá phổ biến nhưng trên cá tra vẫn còn hạn
chế.
Vì vậy, đề tài “Khảo sát sự thủy phân protein phụ phẩm cá tra
(Pangasius hypophthalmus) bằng enzyme Neutrase” đã được tiến hành.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài “Khảo sát quá trình thủy phân protein phụ phẩm cá tra (Pangasius
hypophthalmus) bằng enzyme Neutrase” được tiến hành nhằm mục tiêu tìm ra
các thông số tối ưu cho quá trình thủy phân như tỷ lệ khối lượng enzyme: cơ
chất, khối lượng enzyme và cơ chất tối đa có thể sử dụng (trên một thể tích
phản ứng) và thời gian thủy phân tối ưu để thu được hiệu suất thủy phân cao nhất.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 2 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
Chƣơng 2
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Sơ lƣợc về cá tra
Cá tra thuộc họ Pangasiidae. Họ Pangasiidae (họ cá Tra) có 3 chi: chi
Sinopangasius (1 loài), chi Helicophagus (3 loài) và chi Pangasius (27 loài).
Tuy nhiên chi và loài Sinopangasius, theo vài tài liệu như FishBase và một số
bảng từ đồng nghĩa (trích dẫn của ), được coi là từ đồng
nghĩa của Pangasius Kempfi (cá Bông Lau). Ngoài ra, trong chi Pangasius,
trong 2 bảng phân loại khoa học nêu trên có 3 cặp tên đồng nghĩa. Như vậy, có
thể kể họ Pangasiidae có 2 chi và chi Pangasius có 24 loài.
Ở Việt Nam, cá tra sống chủ yếu ở lưu vực sông Cửu Long và lưu vực
các sông lớn cực Nam. Loại cá này có thân dẹp, da trơn và râu ngắn.
Cá tra (theo Từ điển tiếng Việt, Nhà xuất bản Khoa học Xã hội, 1997,
trích dẫn của ) là loài cá nước ngọt, không vảy, giống cá trê
nhưng không ngạnh. Sự so sánh giữa cá tra và cá trê càng thêm tối nghĩa vì hai
nhóm cá này có nhiều điểm khác biệt. Bên cạnh đó, trong phân loại khoa học
chúng thuộc 2 họ khác nhau là Pangasiidae và Clariidae.
Cá thuộc họ Pangasiidae (họ cá Tra) với tên Việt có những loài sau :
Helicophagus waandersii – cá Tra Chuột
Pangasius gigas – cá Tra Dầu
Pangasius kunyit – cá Tra Bần
Pangasius hypophthalmus – cá Tra nuôi

Pangasius micronema – cá Tra
Pangasius larnaudi – cá Vồ Đém
Pangasius sanitwonsei – cá Vồ Cờ
Pangasius bocourti – cá Xác Sọc (cá Ba Sa)
Pangasius macronema – cá Xác Sọc
Pangasius pleurotaenia – cá Xác Bầu
Pangasius Conchophilus – cá Hú
Pangasius polyuranodon – cá Dứa
Pangasius krempfi – cá Bông Lau
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 3 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
Nhóm cá Cá Tra nuôi (Pangasius hypophthamus) có hình dáng đặc trưng
như trên các hình sau :

Hình 2.1 Sản phẩm cá tra (Pangasius hypophthalmus) nguyên con
(www.caseamex.com.vn)

Hình 2.2 Cá Tra (Pangasius hypophthalmus)
(www.pangasius-vietnam.com)

Hình 2.3 Cá Ba sa (Pangasius bocourti)
(www.pangasius-vietnam.com)
Trong 13 loài trên có 12 loài thuộc chi Pangasius và 1 loài thuộc chi
Helicophagus. Ngoại trừ 3 loài : cá Hú, cá Dứa và cá Bông Lau, những loài cá
trong họ cá Tra có 3 nhóm : nhóm cá Tra, nhóm cá Vồ và nhóm cá Xác.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 4 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
Trở về nguồn gốc tên Việt của 3 nhóm cá này: tên cả 3 nhóm đều thuộc
vào từ ngữ vay mượn từ tiếng Khmer : cá Tra từ chữ Trey Pra, cá Vồ từ chữ
Trey Po và cá Xác từ chữ Trey Chhwaet. Còn 3 loài còn lại thì cá Hú trong

tiếng Khmer thuộc Trey Pra (cá Tra) và cá Dứa được gọi là Trey Chhwaet (cá
Xác). Chỉ riêng cá Bông Lau, tiếng Khmer gọi là Trey Bong Lao.
Tuy còn nhiều điểm chưa thống nhất giữa hai ngôn ngữ Việt-Khmer,
nhưng việc gọi tên từng nhóm cá của người Khmer và người Việt đã khơi màu
cho vấn đề đặt tên phân chi cho chi Pangasius.
Trong số 13 loài cá này, có hai loài cá đã được ghi vào sách đỏ Việt Nam.
Loài cá Vồ Cờ (Pangasius sanitwonsei) được ghi tên trong sách đỏ từ năm
1996. Loài cá Tra Dầu (Pangasius gigas) có tên trong sách đỏ từ năm 2002.
Ngoài ra, có một số loài đã trở thành cá nuôi, vài loài được nuôi với tầm vóc
qui mô.
Trong họ cá Tra có một số loài được nuôi trong hồ từ lâu đời, đặc biệt là
cá Tra (cá Tra nuôi). Ngày nay ngành cá nuôi trở thành một ngành công
nghiệp nuôi và chế biến mà họ cá Tra là trọng điểm.
Đối với 2 loài có tên trong sách đỏ, đã có những dự kiến bảo vệ bằng
cách cấm hoàn toàn việc săn bắt và nghiên cứu phương thức để nuôi.
Về sản lượng nuôi trồng, vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long đạt mức
400.000 tấn cá Tra và cá Xác Bụng vào năm 2005 và còn nhiều tiềm năng để
gia tăng trong giai đoạn tới ().
2.2 Thành phần hóa học của cá tra
So với cơ thịt động vật máu nóng, cơ thịt cá có sự khác biệt ở một số
điểm sau:
 Hàm lượng mô liên kết trong cơ thịt cá thấp hơn.
 Nhiệt độ collagen hóa ở cá thấp hơn nhiệt độ này ở thịt hàng chục độ.
 Myosin chiếm 40% protein tổng số và rất khó tách ra khỏi actin.
Protein này rất nhạy với biến tính nhiệt và rất dễ bị thủy phân bởi protease hơn
myosin ở động vật máu nóng.
 Hiện tượng cứng và chín của thịt cá diễn ra nhanh hơn. Đặc biệt, sau
khi cá chết, pH giảm ít hơn (từ 7 xuống 6,5-6,2). Do đó, cá rất không bền đối
với vi sinh vật (Lê Ngọc Tú và ctv., 2003).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ

Ngành Công nghệ Thực phẩm 5 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
2.2.1 Protein
Protein của cá có giá trị dinh dưỡng cao hơn so với protein của các loại
ngũ cốc vì chúng giàu các amino acid không thay thế như lysine, methionine
và cysteine, trong khi hầu hết các loại ngũ cốc thường thiếu các loại amino
acid này.
Về phân loại, protein của cá có thể được phân chia làm 3 nhóm sau đây:
Protein cấu trúc:
Protein cấu trúc gồm các sợi myosin, actin, actomyosin và tropomyosin,
chiếm khoảng 65-75% tổng hàm lượng protein trong cá. Chúng có chức năng
co rút, đảm nhận các hoạt động của cơ. Trong đó, myosin và actin là các
protein tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi cơ. Các protein thuộc nhóm
này có khả năng hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá
cao (trên 0,5 M) (Phan Thị Thanh Quế, 2006).
Protein chất cơ :
Protein chất cơ bao gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các
enzyme, chiếm khoảng 25-30% hàm lượng protein trong cá. Các protein này
hòa tan trong nước, trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (dưới
0,5 M). Bên cạnh đó, hầu hết các protein chất cơ bị đông tụ khi đun nóng ở
nhiệt độ trên 50
0
C (Phan Thị Thanh Quế, 2006).
Protein mô liên kết :
Protein mô liên kết gồm có các sợi collagen, elastin. Hàm lượng collagen
ở cơ thịt cá thấp hơn ở động vật có vú, thường khoảng 1-10% tổng lượng
protein. Các protein này có trong mạng lưới ngoại bào. Chúng không tan trong
nước, trong dung dịch kiềm hoặc trong dung dịch muối có nồng độ cao.
Khi so sánh về khả năng hòa tan trong nước giữa 3 nhóm protein của cá,
các protein tương cơ là dễ hòa tan nhất. Vì vậy, khi rửa, ướp muối hoặc tan
giá, … không đúng cách có thể làm thất thoát một lượng protein đáng kể, làm

mất giá trị dinh dưỡng (Phan Thị Thanh Quế, 2006). Protein của cá có điểm
đẳng điện pI (isoelectric point) nằm trong khoảng pH 4,5-5,5. Do đó, độ hòa
tan của protein của cá có giá trị thấp nhất trong khoảng pH này (Phan Thị
Thanh Quế, 2006).
2.2.2 Thành phần trích ly chứa nitơ phi protein
Các chất trích ly chứa nitơ phi protein là nhữngthành phần hòa tan trong
nước, có vai trò rất quan trọng trong chế biến thủy sản vì chúng ảnh hưởng
đến mọi tính chất của thực phẩm như màu sắc, mùi vị, trạng thái cấu trúc, dinh
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 6 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
dưỡng, sự an toàn và sự hư hỏng sau thu hoạch. Các chất này chiếm khoảng 9-
18% tổng hàm lượng protein ở cá xương và khoảng 33-38% ở cá sụn. Nhóm
chất này có thành phần chính bao gồm các chất bay hơi (ammonia, amine,
trimethylamine, dimethylamine), trimethylamine N-oxide (TMAO),
dimethylamine N-oxide (DMAO), creatine, các amino acid tự do, nucleotide,
urea (có nhiều trong cá sụn), … (Phan Thị Thanh Quế, 2006).
2.2.3 Enzyme
Enyme tham gia vào quá trình trao đổi chất ở tế bào, quá trình tiêu hóa
thức ăn và quá trình tê cứng ở cá. Sau khi cá chết, enzyme vẫn còn hoạt động
nên gây ra quá trình tự phân giải của cá.
Trong nguyên liệu cá có nhiều enzyme khác nhau. Các nhóm enzyme
chính ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu là enzyme thủy phân và enzyme
oxy hóa khử. Nhiều loại protease được tách từ cơ thịt cá và có tác dụng làm
mềm mô cơ. Các enzyme thủy phân protein quan trọng trong nguyên liệu gồm:
cathepsin, protease kiềm, collagenase, pepsin, trypsin, chimotrypsin. Còn các
enzyme thủy phân lipid quan trọng trong cá gồm có lipase và phospholipase.
Chúng tồn tại trong các cơ quan nội tạng và trong cơ thịt (Phan Thị Thanh Quế,
2006).
2.2.4 Lipid
Cá sử dụng lipid làm nguồn năng lượng dự trữ để duy trì sự sống trong

những tháng mùa đông, khi nguồn thức ăn khan hiếm. Hàm lượng lipid trong
cá dao động nhiều (0,1-30%) (Phan Thị Thanh Quế, 2006).
2.2.5 Carbohydrate
Hàm lượng carbohydrate trong cơ thịt cá rất thấp, thường dưới 0,5%, tồn
tại dưới dạng dự trữ glycogen. Cá vừa đẻ trứng lượng carbohydrate dự trữ rất
thấp (Phan Thị Thanh Quế, 2006).
2.2.6 Vitamin và khoáng chất
Cá là nguồn cung cấp chính vitamin nhóm B (B
1
, B
2
và B
12
). Ngoài ra,
vitamin A và D có chủ yếu trong các loài cá béo. Vitamin A và D tích lũy chủ
yếu ở gan, vitamin nhóm B có nhiều trong cơ thịt cá.
Thông thường, các vitamin rất nhạy cảm với oxy, ánh sáng và nhiệt độ.
Ngoài ra, các quá trình chế biến thực phẩm như sản xuất đồ hộp, tan giá, ướp
muối, … ảnh hưởng lớn đến thành phần vitamin. Vì vậy, cần phải chú ý để
tránh tổn thất vitamin trong các quá trình chế biến.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 7 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
Về thành phần khoáng, chất khoáng của cá phân bố chủ yếu trong mô
xương, đặc biệt trong xương sống. Trong đó, calcium và phosphorus là hai
nguyên tố chiếm nhiều nhất trong xương cá còn thịt cá là thì giàu sắt, đồng,
lưu huỳnh và iodine. Ngoài ra còn có nickel, cobalt, chì, arsenic, kẽm (Phan
Thị Thanh Quế, 2006).
2.2.7 Phụ phẩm trong chế biến cá tra
Cá tra sau khi phi lê, qua các công đoạn chỉnh sửa và đi đến công đoạn
thành phẩm thì hiệu suất thu hồi chỉ đạt khoảng 38,6% (Nguyen Phuoc Minh,

2014, Bảng 2.1). Điều này có nghĩa là 61,4% còn lại của con cá tra, được xem
là phụ phẩm bao gồm đầu, xương, da, nội tạng,… chiếm một khối lượng rất
lớn.
Bảng 2.1 Phần trăm các phần thu được trong chế biến cá tra (Pangasius
hypophthalmus) phi lê
Thành phần
Phần trăm (%)
Phi lê
38,6
Da
4,9
Mỡ
3,5
Thịt dè
10,5
Nội tạng
5,8
Đầu và xương
37
(Nguyen Phuoc Minh, 2014)
Do vậy, nếu không có biện pháp xử lý lượng phụ phẩm này đúng cách
sẽ gây nguy hại đến môi trường và gây lãng phí rất nhiều, bởi vì ngoài phần
phi lê, các phần còn lại sau quá trình sản xuất cá phi lê vẫn chứa những giá trị
dinh dưỡng đáng kể.
Tuy nhiên, thực trạng trên cũng đã và đang được xã hội quan tâm. Bằng
chứng là việc tạo ra được những sản phẩm giá trị gia tăng từ những phần phụ
phẩm của con cá tra như bột cá dùng cho chăn nuôi, mỡ cá, xăng sinh học
(biodiesel), bao tử cá, bong bóng cá, vây cá,… Thế nhưng, những nhà máy chế
biến phụ phẩm vẫn còn hạn chế và những sản phẩm trên vẫn chưa phát huy hết
được tiềm năng vốn có của phụ phẩm từ con cá tra. Hiện nay, những sản phẩm

từ quá trình thủy phân phụ phẩm cá là xu hướng mới đang được quan tâm.
2.3 Sơ lƣợc về protein
Các amino acid bên cạnh tồn tại ở dạng tự do còn liên kết với nhau thông
qua liên kết peptide tạo nên những đoạn peptide. Tùy thuộc vào số lượng các
amino acid trong mạch peptide mà có di-, tri-, tetra-,… oligopeptide. Khi số
lượng amino acid trong chuỗi peptide lớn hơn 10 thì chuỗi này được gọi là
polypeptide. Protein cũng được tạo thành từ các amino acid qua liên kết
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 8 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
peptide khi số amino acid trong mạch polypeptide đạt khoảng 100 đến trên
900, với khối lượng phân từ tương ứng từ 10 đến trên 100 kDa.
Về phân loại, các protein có thể được phân loại dựa vào tính đồng thể
(homoprotein và heteroprotein) hay dựa vào chức năng của chúng trong các bộ
phận, các cơ quan sinh học (protein cấu trúc, protein chức năng và protein dự
trữ). Enzyme là những protein chức năng. Bên cạnh các protein chỉ có các
amino acid trong thành phần (protein đơn giản), còn có một số loại protein
phức tạp khác như: phosphoprotein – chứa các gốc ester với phosphoric acid
(như casein, phosvitin của lòng đỏ trứng), glycoprotein – chứa một hoặc nhiều
monosaccharide hoặc oligosaccharide trong thành phần (như một số protein
trong lòng đỏ và lòng trắng trứng, collagen của các mô liên kết, serum ở một
số loài cá) (Hoàng Kim Anh, 2007).
Về cấu trúc không gian, protein được phân thành 4 loại như sau:
Cấu trúc bậc một:
Cấu trúc bậc một của protein được hiểu là số lượng và trình tự các amino
acid trong mạch polypeptide. Các mạch này có hai đầu C-terminal (-COOH)
và N-terminal (-NH
2
), trong đó gốc amine luôn ở bên trái (Hoàng Kim Anh,
2007).
Cấu trúc bậc hai:

Cấu trúc bậc hai của protein là sự sắp xếp không gian tương ứng với
mạch polypeptide. Các cấu trúc bậc hai đã biết chủ yếu của protein là cấu trúc
xoắn α và cấu trúc tấm xếp gấp β-sheet. Khả năng tạo cấu trúc xoắn, cấu trúc
tấm xếp gấp hoặc không tạo cấu trúc này phụ thuộc vào loại amino acid. Do
đó, có thể dự đoán cấu trúc không gian cho một chuỗi polypeptide khi đã biết
trình tự các amino acid.
Ngoài ra, nhiều cấu trúc xoắn α và cấu trúc tấm xếp gấp β-sheet có thể
kết hợp lại với nhau để tạo thành siêu cấu trúc bậc hai, như trường hợp các
cuộn xoắn nhỏ nằm trong một đoạn xoắn lớn hay trường hợp cấu trúc tấm nối
tiếp cấu trúc xoắn… (Hoàng Kim Anh, 2007)
Cấu trúc bậc ba:
Cấu trúc bậc ba của protein tương ứng với sự sắp xếp không gian ba
chiều của mạch polypeptide có cấu trúc bậc hai ở các đoạn khác nhau.
Hai dạng cấu trúc chính bậc ba gồm cấu trúc dạng sợi và cấu trúc dạng
hình cầu. Các liên kết trong cấu trúc bậc ba của protein chủ yếu là liên kết
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 9 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
hydro và liên kết kỵ nước (hydrophobe). Tuy nhiên, cũng tồn tại cả liên kết
tĩnh điện và liên kết disulfide (Hoàng Kim Anh, 2007).
Cấu trúc bậc bốn :
Một phân tử protein có thể có một hoặc nhiều tiểu đơn vị (còn được gọi
là các subunit hay những chuỗi peptide độc lập – single peptide chain). Các
tiểu đơn vị này có thể liên kết với nhau nhờ các liên kết không đồng hóa trị tạo
thành cấu trúc bậc bốn của protein. Các tiểu đơn vị này có thể cùng loại hoặc
khác loại và các liên kết tạo nên cấu trúc bậc bốn bao gồm các liên kết đã tạo
nên cấu trúc bậc ba (trừ các cầu đồng hóa trị sulfide). Chính cấu trúc bậc bốn
sẽ thể hiện hoạt tính sinh học của các protein chức năng (Hoàng Kim Anh,
2007).
2.3.1 Biến tính protein
Biến tính là hiện tượng thay đổi thuận nghịch hoặc không thuận nghịch

cấu trúc không gian ban đầu của protein nhưng không làm biến đổi các liên kết
hóa trị trong phân tử (trừ liên kết disulfide). Các liên kết bị phá vỡ có thể là
các cầu hydro, liên kết kỵ nước hoặc liên kết ion. Khi protein bị biến tính, các
tính chất của chúng cũng bị thay đổi. Hiện tượng biến tính xảy ra khi có mặt
tác nhân gây biến tính và phục hồi lại (một phần hay hoàn toàn) các tính chất
của protein khi loại bỏ các tác nhân này được gọi là sự biến tính thuận nghịch.
Ngược lại, biến tính không thuận nghịch không có khả năng phục hồi lại các
tính chất ban đầu và thường xảy ra khi các cầu disulfide bị phá vỡ.
Khi các protein bị biến tính, chúng dễ bị thủy phân bởi các protease hơn
khi ở dạng chưa biến tính, còn các protein có hoạt tính sinh học như các
enzyme thì thường sẽ bị mất hoạt tính (Hoàng Kim Anh, 2007).
Các tác nhân gây biến tính protein có thể gồm những loại sau:
 Đun nóng: Đun nóng ở nhiệt độ cao sẽ dẫn đến sự phá vỡ các liên kết
hydro, làm cấu trúc bậc hai, ba và bốn của protein bị thay đổi. Hệ quả là các
tính chất lý hóa học và hoạt tính sinh học đặc hiệu cũng bị thay đổi.
 Làm lạnh: Vài enzyme bền ở nhiệt độ phòng nhưng trở nên kém bền ở
0
0
C (như L-threonine deaminase). Một số protein cũng sẽ bị biến đổi khi ở
nhiệt độ thấp hoặc ở nhiệt độ đóng băng.
 Áp suất: Xử lý áp suất cao có thể dẫn đến sự phá vỡ cấu trúc bậc bốn
của protein tạo thành các tiểu đơn vị ở áp suất từ 1000-2000 bar. Các protein
cấu tạo từ một sợi polypeptide sẽ bị mất một phần cấu trúc bậc ba ở áp suất
trên 3000 bar (có thể là do làm yếu tương tác kỵ nước và phá vỡ các cầu muối).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 10 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
 Tác nhân hóa học: Ở pH cực trị, khả năng tích điện của protein bị ảnh
hưởng dẫn đến sự giãn mạch. Urea và guanidine thì tác dụng lên liên kết hydro
và tương tác kỵ nước. Còn các chất tẩy rửa tổng hợp sẽ phá vỡ tương tác kỵ
nước và làm tăng xu hướng tháo cuộn. Bên cạnh đó, các chất khử (β-mecapto

ethanol) phá vỡ liên kết cầu disulfide.
Sự biến tính protein thường không thuận nghịch trừ trường hợp tác nhân
gây biến tính nhẹ hoặc đối với protein có phân tử lượng thấp (Nguyễn Thị Thu
Thủy, 2009).
2.4 Sơ lƣợc về enzyme
Hầu hết các phản ứng trong tế bào sống đều đòi hỏi sự có mặt của một
enzyme cụ thể. Chúng là những chất xúc tác sinh học có bản chất là protein.
Các enzyme này có chức năng xúc tác cho việc tạo ra và phá vỡ các liên kết
hóa học. Do đó, giống như bất kỳ chất xúc tác khác, các enzyme làm gia tăng
tốc độ phản ứng mà không làm thay đổi về mặt hóa học của bản thân nó
(Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011).
2.4.1 Cấu trúc enzyme
Enzyme được cấu tạo từ các L-α-amino acid nối với nhau qua liên kết
peptide. Dưới tác dụng của acid, kiềm hoặc enzyme peptidehydrolase, enzyme
sẽ bị thủy phân cho ra các đơn vị L-α-amino acid (enzyme đơn giản hay một
cấu tử). Ngoài ra, trong một số trường hợp, sau khi enzyme bị thủy phân, bên
cạnh các amino acid tạo ra, các thành phần chất khác như vitamin,
nucleotide,… cũng được tìm thấy. Các enzyme đó được gọi là enzyme đa cấu
tử hay enzyme phức tạp. Đối với enzyme đa cấu tử, phần protein được gọi là
“feron” hay “apoenzyme” còn phần phi protein được gọi là nhóm ngoại
“agon”. Khi nhóm ngoại được tách khỏi phần protein, tồn tại độc lập, chúng
được gọi là “coenzyme”.
Thông thường, các enzyme trong tế bào tồn tại dạng cấu trúc bậc bốn.
Khi chịu tác động bởi một số yếu tố nhất định, chúng sẽ phân ly thành các tiểu
đơn vị và hoạt tính của enzyme lúc này bị mất hoàn toàn. Tuy nhiên, hoạt tính
của enzyme có thể được phục hồi nếu các tiểu đơn vị này kết hợp lại với nhau
khi gặp điều kiện thuận lợi (Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011).
2.4.2 Động học enzyme
Động học của enzyme là những thông tin về cơ chế cơ bản và những
tham số khác của enzyme đặc trưng cho tính chất của chúng. Hai tham số quan

trọng trong quá trình nghiên cứu động học enzyme là V
max
và K
m
. K
m
chính là
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 11 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
hằng số phân ly hiệu quả (dissociation constant), nó thể hiện độ nhạy của một
phản ứng enzyme còn V
max
là tốc độ phản ứng cực đại. K
m
nhỏ chỉ ra rằng
enzyme chỉ cần một lượng nhỏ cơ chất để đạt trạng thái bão hòa. Do đó, tốc độ
phản ứng cực đại V
max
đạt được tại một nồng độ cơ chất tương đối thấp.
Ngược lại, K
m
lớn nói lên rằng phản ứng của enzyme cần một lượng cơ chất
lớn để có thể đạt đến tốc độ cực đại V
max
(Hình 2.4).
Các thông số động học của enzyme được biểu diễn thông qua nhiều
phương trình động học khác nhau. Trong đó, phương trình Michaelis-Menten
được sử dụng phổ biến hơn cả do dễ sử sụng trong việc đánh giá các thông số
động học của enzyme (Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011).

Hình 2.4. Đồ thị biểu diễn phương trình Michaelis-Menten
(Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011)
2.4.3 Cơ chế thủy phân của enzyme
Bản chất của cơ chế tác động bởi enzyme trong các phản ứng hóa học là
khả năng hoạt hóa cơ chất để cơ chất tham gia phản ứng mạnh hơn. Đặc biệt,
khi có sự xúc tác của enzyme thì phản cần một năng lượng hoạt hóa nhỏ hơn
so với trường hợp không có mặt enzyme. Quá trình xúc tác của enzyme gồm
ba giai đoạn:
Giai đoạn thứ nhất: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo
thành phức hợp enzyme - cơ chất không bền. Phản ứng này xảy ra rất nhanh
và cần một ít năng lượng.
Giai đoạn thứ hai: Cơ chất bị biến đổi dẫn đến làm căng và phá vỡ các
liên kết đồng hóa trị.
Giai đoạn thứ ba: Sản phẩm được tạo thành, enzyme được giải phóng,
trở lại trạng thái tự do (Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011).

Tốc độ phản ứng (v)
Nồng độ cơ chất [S]
V
max
/2
K
m
V
max

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 12 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
2.4.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt động xúc tác của enzyme
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme :

Trong trường hợp có đầy đủ cơ chất, vận tốc của phản ứng enzyme sẽ tỷ
lệ thuận với nồng độ enzyme tham gia. Nồng độ enzyme càng lớn thì lượng cơ
chất bị biến đổi càng nhiều. Tuy nhiên, cũng có trường hợp khi nồng độ
enzyme quá lớn, tốc độ phản ứng enzyme chậm (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011).
Mối liên hệ giữa vận tốc phản ứng của enzyme và nồng độ enzyme tham gia
có thể được biểu diễn qua biểu thức sau :
v = k[E]
Trong đó : v : vận tốc phản ứng
k : hằng số vận tốc
[E] : nồng độ enzyme
Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất :
Mischaelis và Menten đã giải thích tính chất động học của phản ứng
enzyme và lập được phương trình biểu diễn sự liên quan giữa vận tốc phản
ứng với nồng độ cơ chất. Trường hợp đơn giản nhất, phản ứng chỉ có một cơ
chất (S), enzyme (E) tham gia quá trình xúc tác thông qua phức hợp enzyme –
cơ chất (ES), tạo thành một sản phẩm (P), phản ứng sẽ xảy ra như minh họa
trên Hình 2.5.

Hình 2.5 Phản ứng xúc tác đơn giản của enzyme
(Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011)
Trong đó: K1 : hằng số vận tốc phản ứng tạo phức hợp ES.
K2 : hằng số vận tốc phân ly phức hợp ES về cơ chất ban đầu và
enzyme
K3 : hằng số vận tốc phản ứng phân ly phức hợp ES tạo sản
phẩm P.
Phương trình Mischaelis – Menten biểu thị sự phụ thuộc của vận tốc
phản ứng vào nồng độ cơ chất có dạng sau :
v = V
max
[S]/(K

m
+[S]) với K
m
= (K2+K3)/K1
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 13 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc phản ứng vào nồng độ cơ chất
theo phương trình Mischaelis – Menten có dạng nhánh hypecbol vuông góc
(Hình 2.6), trong đó v là hàm số của [S] (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011).

Hình 2.6 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến tốc độ phản ứng.
(Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011)
Ảnh hưởng của nhiệt độ :
Tốc độ phản ứng xúc tác của enzyme tăng khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên,
do có bản chất là protein nên enzyme kém bền với tác dụng của nhiệt độ. Đa
số enzyme bị mất hoạt tính ở nhiệt độ trên 70
0
C. Tại khoảng nhiệt độ mà
enzyme có thể tồn tại, khi nhiệt độ tăng 10
0
C thì vận tốc phản ứng tăng từ 1,4
đến 2 lần (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011).
Bên cạnh các enzyme chịu nhiệt như các enzyme được phân lập từ những
vi sinh vật ưa nhiệt, cũng có các enzyme dễ bị biến tính bởi nhiệt. Theo
Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy (2011), nhiều protein bắt đầu bị
biến tính tại nhiệt độ 45 đến 50
0
C. Ngoài ra, đối với một phản ứng enzyme,
độ hoạt động của enzyme sẽ tăng từ 50 đến 100% nếu gia tăng nhiệt độ 10
0

C.
Tuy nhiên, tốc độ phản ứng enzyme không tăng mãi khi nhiệt độ tăng, nó
chỉ tăng đến khi đạt tốc độ cực đại và sau đó bị giảm (Hình 2.7). Các phản ứng
enzyme cực kì nhạy cảm với nhiệt độ, chỉ cần thay đổi nhiệt độ phản ứng từ 1
đến 2
0
C sẽ làm thay đổi từ 10 đến 20% kết quả về hiệu quả phản ứng.
Bên cạnh đó, các enzyme nên được tồn trữ dưới 5
0
C. Tuy nhiên, một số
enzyme cũng bị mất hoạt tính ở chế độ cấp đông (Nguyễn Công Hà và Lê
Nguyễn Đoan Duy, 2011).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 14 Khoa Nông nghiệp và SHƯD

Hình 2.7 Sự phụ thuộc của vận tốc phản ứng enzyme vào nhiệt độ
(Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011)
Ảnh hưởng của pH :
Enzyme bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi pH. Mỗi enzyme hoạt động mạnh
nhất ở một pH nhất định gọi là pH tối thích (Hình 2.8). Giá trị pH thấp hay cao
ngoài điểm tối ưu sẽ dẫn đến kết quả giảm hoạt tính của hầu hết enzyme một
phần hay hoàn toàn. Đặt biệt, tại điểm đẳng điện pI (isoelectric point), enzyme
bị biến tính và không còn hoạt tính sinh học. Sự phụ thuộc của vận tốc phản
ứng enzyme vào pH có thể là do :
 Enzyme được cấu tạo từ các amino acid.
 Amino acid có các nhóm chức có khả năng tích điện dương hay âm ở
bất kỳ độ pH nhất định.
 Enzyme được hoạt hóa khi mỗi amino acid ở trung tâm hoạt động sở
hữu một điện tích nhất định. Do đó sự hoạt hóa trung tâm hoạt động
của enzyme phụ thuộc vào pH (Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan

Duy, 2011)
Tăng
hoạt
tính
Nhiệt độ
tối ưu
Biến tính
xảy ra
Tốc độ
phản
ứng
(µmol/
phút)
Nhiệt độ phản ứng (
0
C)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 15 Khoa Nông nghiệp và SHƯD

Hình 2.8 Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng enzyme vào pH
(Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011)
Ảnh hưởng của chất hoạt hóa :
Các chất hoạt hóa là những chất có tác dụng làm cho enzyme chuyển từ
trạng thái không hoạt động trở thành hoạt động hoặc từ hoạt động yếu trở nên
hoạt động mạnh hơn. Những chất hoạt hóa thường là các ion kim loại. Trong
quá trình hoạt hóa, các ion kim loại có thể tham gia tạo thành trung tâm hoạt
động. Chúng làm cầu nối giữa enzyme và cơ chất hoặc làm nhiệm vụ ổn định
cấu trúc không gian cần cho sự xúc tác của enzyme (Nguyễn Thị Thu Thủy,
2011).
Các anion, các ion kim loại tham gia hoạt hóa có thể nằm ở ô thứ 11 đến

ô thứ 55 trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev. Ngoài ra, các chất hoạt
hóa có thể là các chất hữu cơ có cấu tạo phức tạp làm nhiệm vụ chuyển hydro,
các chất có khả năng phá vỡ một số liên kết trong phần tử tiền enzyme, các
chất có khả năng phục hồi nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme
(Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011).
Ảnh hưởng của các chất kìm hãm:
Chất kìm hãm là chất có khả năng làm yếu hoặc làm chấm dứt hoàn toàn
tác dụng của enzyme. Các chất kìm hãm có thể là các ion kim loại, các anion,
các hợp chất hữu cơ có phân tử nhỏ hoặc protein. Các chất kìm hãm có khả
năng kìm hãm thuận nghịch hoặc không thuận nghịch (Nguyễn Thị Thu Thủy,
2011).
Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc:
Diện tích tiếp xúc là yếu tố quan trọng thúc đẩy quá trình thủy phân. Do
vậy, để tạo điều kiện tốt hơn cho phản ứng thủy phân của enzyme, cần làm
pH tối ưu
Tốc độ
phản
ứng
(µmol/
phút)
pH phản ứng
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm 16 Khoa Nông nghiệp và SHƯD
tăng khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất. Muốn vậy, có thể làm nhỏ
kích thước cơ chất trước khi thủy phân, đồng thời, thời gian thủy phân do đó
cũng được rút ngắn (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011).
2.4.5 Enzyme Neutrase
Enzyme Neutrase có mã số EC là 3.4.24.28. Neutrase, một sản phẩm
ngoại bào của vi khuẩn Bacillus subtilis, được phân lập lần đầu tiên vào những
năm 1950 từ loài này.

2.4.5.1 Đặc tính của enzyme Neutrase
Neutrase là một protease kim loại. Chúng phân cắt fibronectin, collagen
IV đến một mức độ thấp hơn là collagen I. Bên cạnh đó, Neutrase không phân
cắt collagen V hoặc laminin. Khi thực hiện quá trình thủy phân liên kết
peptide, Neutrase xuất phát từ đầu nhóm amine (N-terminal) không phân cực
của amino acid và ưu tiên thủy phân các protein biến tính.
Đặc biệt, trên mỗi đơn vị Neutrase, chúng liên kết với một ion kẽm và
bốn ion calcium. Ngoài việc sản sinh ra Neutrase (protease trung tính),
Bacillus subtilis còn tạo ra các protease kiềm tính. Một trong những loài vi
khuẩn khác cũng có khả năng tổng hợp Neutrase là Paenibacillus polymyxa.
2.4.5.2 Thành phần của Neutrase
Enzyme Neutrase có chứa kẽm. Nếu thành phần kẽm này được lấy đi bởi
EDTA (Ethylenediaminetetraacetic Acid) hoặc EGTA (Ethylene Glycol
Tetraacetic Acid) thì sẽ thu được một apoenzyme không hoạt động. Song song
đó, calcium cũng có vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc và ngăn
ngừa sự tự phân của enzyme này.
2.4.5.3 Đặc điểm phân tử Neutrase
Neutrase có các đặc điểm đáng chú ý sau :
Trọng lượng phân tử : 32,5 kDa
pH tối ưu : 5,9-7,0
Nhiệt độ tối ưu : 50
0
C
Điểm đẳng điện : 5,14
Trung tâm hoạt động gồm các amino acid : glutamic acid và histidine
Chất hoạt hóa : Ca
2+
, Mg
2+
, Mn

2+
, Fe
2+
, Al
3+
Chất ức chế : EDTA, EGTA, Hg
2+
, kim loại nặng, …
(www.worthington-biochem.com).