Nghiên cứu ảnh hưởng việc bổ sung chượp chín cá cơm đến đặc tính cảm quan và hàm lượng đạm của nước mắm từ đầu tôm

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

NGUYỄN THỊ HỒNG TƠ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VIỆC BỔ SUNG CHƯỢP
CHÍN CÁ CƠM ĐẾN ĐẶC TÍNH CẢM QUAN VÀ HÀM
LƯỢNG ĐẠM CỦA NƯỚC MẮM TỪ ĐẦU TÔM

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

Khánh Hòa - 2015


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

NGUYỄN THỊ HỒNG TƠ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VIỆC BỔ SUNG CHƯỢP
CHÍN CÁ CƠM ĐẾN ĐẶC TÍNH CẢM QUAN VÀ HÀM
LƯỢNG ĐẠM CỦA NƯỚC MẮM TỪ ĐẦU TÔM

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

GVHD: TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

Khánh Hòa - 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp, ngoài nổ lực của bản thân còn có
sự giúp đỡ tân tình của những người đi trước, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn
đến những người đã giúp đỡ trong suốt thời gian qua, nhất là trong thời gian 3 tháng
thực tập trên phòng thí nghiệm.
Đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô TS. Nguyễn Thị
Mỹ Hương đã luôn bên em, trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá
trình thực hiện đề tài cũng như hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Đồng thời em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô trong trường, nhất là
thầy cô trong khoa công nghệ thực phẩm, bộ môn chế biến thủy sản đã trực tiếp
giảng dạy, tận tình chỉ dạy, giúp đỡ cũng như truyền đạt kiến thức trong suốt thời
gian em theo học tại trường.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới cán bộ của phòng thí nghiệm công
nghệ chế biến, phòng thí nghiệm hóa sinh, khu công nghệ cao và phòng công nghệ
sinh học và môi trường đã tạo điều kiện cho em trong quá trình nghiên cứu.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ba, mẹ kính mến cùng
những người bạn đã luôn luôn bên em, hết lòng động viên, tạo điều kiện và giúp đỡ
em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

Nha Trang, Tháng 6 năm 2015
Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THỊ HỒNG TƠ

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... i
MỤC LỤC............................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH....................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................... vii
LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về tôm và phế liệu tôm. ................................................................... 3
1.1.1. Tình hình khai thác và nuôi tôm. ................................................................ 3
1.1.2. Tình hình chế biến và xuất khẩu tôm của Việt Nam. ................................... 4
1.1.3. Phế liệu tôm và hướng tận dụng phế liệu. ................................................... 5
1.1.3.1. Thành phần khối lượng của tôm ........................................................... 5
1.1.3.2. Thành phần hóa học của phế liệu tôm. .................................................. 6
1.1.3.3. Các hướng tận dụng phế liệu tôm ......................................................... 7
1.2. Tổng quan về nước mắm................................................................................... 9
1.2.1. Khái quát chung về nước mắm. .................................................................. 9
1.2.2. Enzyme protease và sự thủy phân protein trong quá trình sản xuất
nước mắm. ........................................................................................................... 9
1.2.2.1. Enzyme protease. ................................................................................. 9
1.2.2.2. Phân loại protease................................................................................. 9
1.2.2.3. Nguồn thu nhận protease. ................................................................... 11
1.2.2.4. Hệ enzyme protease của tôm .............................................................. 11
1.2.2.5. Cơ chế của phản ứng thủy phân protein .............................................. 12
1.2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein. ...................... 13
1.2.2.7. Các loại nước mắm ............................................................................. 16
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước về nước mắm...................... 18

iii

1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về nước mắm ...................................... 18
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm ........................................ 22
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 24
2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 24
2.1.1. Đầu tôm.................................................................................................... 24
2.1.2. Enzyme Alcalase ...................................................................................... 24
2.1.3. Muối ......................................................................................................... 24
2.1.4. Chượp chín cá cơm. .................................................................................. 24
2.2. Phương pháp nghiên cứu: ............................................................................... 25
2.2.1. Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu .......................................... 25
2.2.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ chượp thích hợp bổ sung vào nước mắm. ......... 25
2.2.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm nước mắm ................................................ 27
2.3. Phương pháp phân tích ................................................................................... 28
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................ 29
3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học đầu tôm thẻ chân trắng ......................... 29
3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín đến chỉ tiêu
cảm quan và hàm lượng đạm của nước mắm từ đầu tôm. ....................................... 29
3.2.1. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến chỉ tiêu cảm
quan của nước mắm ........................................................................................... 29
3.2.1.1. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến mùi của
nước mắm ....................................................................................................... 29
3.2.1.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến vị của nước
mắm ................................................................................................................ 31
3.2.1.3. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến màu của
nước mắm ....................................................................................................... 32
3.2.1.4. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến độ trong

của nước mắm................................................................................................. 32
3.2.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến hàm lượng đạm
của nước mắm từ đầu tôm. ................................................................................. 34


iv

3.2.2.1. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến hàm lượng
nitơ tổng số trong nước mắm .............................................................................. 34
3.2.2.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến hàm lượng
nitơ acid amin trong nước mắm .......................................................................... 35
3.2.2.3. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến hàm lượng
nitơ amoniac trong nước mắm ............................................................................ 36
3.3. Kết quả xác định tỉ lệ chượp bổ sung thích hợp............................................... 37
3.3.1. Điểm cảm quan chung của nước mắm sau 60 ngày lên men ...................... 37
3.3.2. Hàm lượng đạm của nước mắm sau 60 ngày lên men. .............................. 38
3.3.2.1. Hàm lượng nitơ tổng số của nước mắm sau 60 ngày lên men. ............ 38
3.3.2.2. Hàm lượng nitơ acid amin của nước mắm sau 60 ngày lên men. ......... 39
3.3.2.3. Hàm lượng nitơ amoniac của nước mắm sau 60 ngày lên men. ........... 39
3.4. Đánh giá chất lượng của nước mắm từ đầu tôm có bổ sung 12% chượp
chín cá cơm. .......................................................................................................... 41
3.4.1. Chất lượng cảm quan của nước mắm ....................................................... 41
3.4.2. Chỉ tiêu hóa học của nước mắm ................................................................ 42
3.4.3. Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm ............................................................ 42
3.4.4. Thành phần acid amin của nước mắm ....................................................... 43
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ............................................... 44
4.1. Kết luận .......................................................................................................... 44
4.2. Đề xuất ý kiến................................................................................................. 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 45
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 49

v

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng thành phần khối lượng của tôm ....................................................... 5
Bảng 1.2. Thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm Penaeus vanamei .................... 7
Bảng 1.3. Yêu cầu cảm quan của nước mắm .......................................................... 17
Bảng 1.4. Các chỉ tiêu hóa học của nước mắm ....................................................... 17
Bảng 1.5. Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm ......................................................... 18
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng .................................... 29
Bảng 3.2. Chất lượng cảm quan về mùi của nước mắm.......................................... 30
Bảng 3.4. Chất lượng cảm quan về màu của nước mắm ......................................... 32
Bảng 3.5. Chất lượng cảm quan về độ trong của nước mắm .................................. 33
Bảng 3.6. Chỉ tiêu cảm quan của nước mắm .......................................................... 41
Bảng 3.7. Chỉ tiêu hóa học của nước mắm ............................................................. 42
Bảng 3.8. Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm ......................................................... 42
Bảng 3.9. Thành phần acid amin của nước mắm .................................................... 43


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình tổng quát công nghệ sản xuất nước mắm truyền thống ......... 16
Hình 2.1. Sơ đồ xác định thành phần hóa học của nguyên liệu đầu tôm thẻ
chân trắng. ............................................................................................................. 25
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của việc bổ sung chượp cá cơm
đến đặc tính cảm quan và hàm lượng đạm của nước mắm từ đầu tôm. ................... 26
Hình 3.1. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến hàm lượng nitơ
tổng số của nước mắm. .......................................................................................... 34

Hình 3.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến hàm lượng nitơ
acid amin của nước mắm. ...................................................................................... 35
Hình 3.3. Ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến hàm lượng nitơ
amoniac của nước mắm ......................................................................................... 36
Hình 3.4. Điểm cảm quan chung của nước mắm sau 60 ngày lên men. .................. 37
Hình 3.5. Hàm lượng nitơ tổng số của nước mắm sau 60 ngày lên men. ................ 38
Hình 3.6. Hàm lượng nitơ acid amin trong nước mắm sau 60 ngày lên men. ......... 39
Hình 3.7. Hàm lượng nitơ amoniac trong nước mắm sau 60 ngày lên men. ........... 40
Hình 3.8. Nước mắm có bổ sung chượp với tỷ lệ 12%. .......................................... 41


vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Muối/NL

Tỷ lệ muối trên nguyên liệu

Stt

Số thứ tự

h

Giờ

τ

Thời gian

l

Lít

g

Gam

Kg

Kilogam

NH3

Đạm ammoniac

Nts

Đạm tổng số

Naa

Đạm acid amin

TCVN

Tiêu chuẩn Việt nam

ĐTB

Điểm trung bình


1

LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay ở nước ta ngành chế biến thủy sản đã trở thành một trong những
ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước, chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân. Trong đó, mặt hàng tôm được coi là một trong các mặt hàng xuất khẩu
thủy sản chủ lực có mức tăng trưởng khá cao.
Với sự phát triển ngày càng cao của khoa học công nghệ, bên cạnh các sản
phẩm chính, nguyên liệu còn lại (phế liệu) bao gồm đầu và vỏ tôm cũng đã và đang
được tận dụng tách chiết astaxanthin, sản xuất chitin- chitosan... Điều này đã góp
phần to lớn trong việc xử lý ô nhiễm môi trường, nâng cao hiệu quả sử dụng phế liệu.
Trong phế liệu đầu tôm, hàm lượng protein chiếm tới 50% tính theo chất khô
[5] với đủ các thành phần axit amin không thay thế và có giá trị cao về mặt sinh
học. Vì vậy cần tận dụng protein từ đầu tôm để sản xuất nước mắm. Việc sản xuất
nước mắm bằng cách sử dụng enzyme công nghiệp bổ sung từ bên ngoài vào có ưu
điểm là rút ngắn thời gian sản xuất, tuy nhiên nước mắm không có hương thơm đặc
trưng như nước mắm được sản xuất thep phương pháp truyền thống. Do đó cần có
giai đoạn lên men gây hương cho nước mắm. Có nhiều phương pháp gây hương cho
nước mắm như cho dịch thủy phân protein chạy qua chượp chín cá cơm hoặc bổ
sung chượp chín cá cơm vào dịch thủy phân protein và để lên men tự nhiên trong
một thời gian nhất định. Tỉ lệ chượp chín cá cơm bổ sung vào dịch thủy phân
protein đầu tôm có ảnh hưởng đến chất lượng của nước mắm.
Từ những lý do trên, dưới sự hướng dẫn của cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hương,
em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng việc bổ sung chượp chín cá cơm đến
đặc tính cảm quan và hàm lượng đạm của nước mắm từ đầu tôm”.
2. Mục tiêu của đề tài

Xác định được ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến đặc tính
cảm quan và hàm lượng đạm của nước mắm từ đầu tôm và xác định được tỉ lệ
chượp cá cơm bổ sung thích hợp.


2

3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu sẽ góp thêm các dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo
cho cán bộ khoa học kỹ thuật, các nhà sản xuất kinh doanh và sinh viên ngành chế
biến thủy sản về quá trình sản xuất nước mắm từ đầu tôm có bổ sung thêm chượp chín.
Ý nghĩa thực tiễn
Thành công của đề tài góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phế liệu đầu tôm
trong quá trình chế biến tôm. Điều này không những tạo cơ hội phát triển sản xuất,
đa dạng hóa mặt hàng và tăng giá trị cho nguyên liệu mà còn góp phần thúc đẩy sự
phát triển mạnh mẽ ngành sản xuất nước mắm nói riêng và thúc đẩy nền kinh tế đất
nước nói chung.
Tận dụng nguồn phế liệu qua đó góp phần bảo vệ môi trường.
4. Nội dung đề tài
Xác định thành phần hóa học của đầu tôm.
Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung chượp chín cá cơm đến đặc tính
cảm quan và hàm lượng đạm của nước mắm từ đầu tôm, xác định tỉ lệ chượp chín
cá cơm thích hợp cho việc sản xuất nước mắm từ đầu tôm.
Đánh giá chất lượng nước mắm từ đầu tôm được bổ sung chượp chín với tỉ lệ
thích hợp.


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về tôm và phế liệu tôm
1.1.1. Tình hình khai thác và nuôi tôm
Bờ biển Việt Nam dài 3.260 km với vùng đặc quyền kinh tế 1.000.000 km2
rất thuận lợi để phát triển ngành nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản. Theo số liệu
thống kê của Tổng cục Thủy sản, tổng diện tích nuôi tôm cả nước đã tăng từ
327.194 ha năm 2005 đến 381.728 ha năm 2008. Năm 2011, diện tích nuôi tôm cả
nước đạt 656.425 ha tôm, sản lượng đạt 495.657 tấn, tăng 2,71% về diện tích và
5,48% về sản lượng so với năm 2010. Trong đó, diện tích nuôi tôm sú là 623.377
ha, đạt sản lượng 319.206 tấn, tôm thẻ chân trắng là 33.049 ha, sản lượng đạt
176.451 tấn [34].
Đồng bằng Sông Cửu Long vẫn là vùng nuôi tôm trọng điểm của cả nước với
diện tích 602.416 ha (bằng 91,8% diện tích cả nước), trong đó diện tích tôm sú là
588.419 ha, tôm thẻ chân trắng là 18.998 ha. Sản lượng thu hoạch đạt 368.983 tấn,
bằng 74,4% sản lượng của cả nước, trong đó tôm sú là 296.958 tấn, tôm thẻ chân
trắng là 71.025 tấn. Cà Mau là tỉnh có diện tích nuôi tôm lớn nhất với 266.600 ha [34].
Theo như báo cáo, phương pháp nuôi tôm phổ biến hiện nay là theo phương
pháp thâm canh, bán thâm canh và nhiều địa phương đã tiến hành nuôi tôm theo
phương pháp quảng canh cải tiến nhằm nâng cao năng suất và thân thiện hơn với
môi trường [34].
Theo Tổng cục Thủy sản, đến thời điểm 31/10/2014 cả nước đã thả nuôi
khoảng 676 nghìn ha (đạt 100,9% kế hoạch và bằng 103,6% so với cùng kỳ năm
2013), trong đó diện tích nuôi tôm sú là 583 nghìn ha, tôm chân trắng là 93 nghìn ha
(đạt 133,3% kế hoạch năm 2014, bằng 146,4% so với cùng kỳ năm 2013). Sản
lượng thu hoạch 569 nghìn tấn (đạt 103,4 kế hoạch năm 2014 và bằng 105,1% so
với cùng kỳ năm 2013), trong đó sản lượng tôm sú đạt 241 nghìn tấn, tôm chân
trắng 328 nghìn tấn [35].


4

Ngoài 3 thị trường chính, xuất khẩu tôm sang nhiều thị trường khác trong 9
tháng đầu năm 2014 cũng tăng khả quan như xuất khẩu sang Hàn Quốc tăng 84,4%,
sang Australia tăng 32,7%. Cùng với sự tăng nhanh sản xuất tôm ra thị trường thì
nguồn phế liệu do ngành này tạo ra cũng tăng lên nhanh chóng [1].
Theo thống kê của FAO thì sản lượng tôm trên thế giới khoảng trên dưới 4
triệu tấn/năm. Hầu hết sản lượng tôm trên thế giới từ các nước đang phát triển như:
Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc, Ecuador, Malaysia, Ấn Độ và Indonesia. Theo đó
đã tạo ra một lượng phế liệu tôm rất lớn, ước tính có khoảng 1,6 triệu tấn/năm.
1.1.2. Tình hình chế biến và xuất khẩu tôm của Việt Nam
Trong tiến trình hội nhập kinh tế quốc tế của Việt Nam, việc nâng cao khả
năng cạnh tranh của hàng hoá xuất khẩu mang ý nghĩa quan trọng hàng đầu. Mặt
hàng thủy sản của nước ta trong hơn 20 năm qua đã tạo lập được một vị thế khả
quan trên thị trường thế giới. Trong đó, sản phẩm tôm tuy chỉ chiếm khoảng 20% về
khối lượng xuất khẩu nhưng luôn chiếm trên 40% trong tổng doanh thu xuất khẩu
thủy sản [8].
Thủy sản là một trong những mặt hàng xuất khẩu chính của xuất khẩu Việt
Nam.Trong số đó các sản phẩm từ tôm luôn chiếm vị trí rất quan trọng, hàng năm
kim ngạch xuất khẩu của các mặt hàng này đem lại lớn. Theo thống kê mới nhất của
FAO về xuất khẩu tôm 9 tháng đầu năm 2014, xuất khẩu tôm Việt Nam đạt 2,93 tỷ
USD, tăng 42,3% so với cùng kỳ năm 2013. Mỹ tiếp tục là thị trường dẫn đầu về
nhập khẩu tôm Việt Nam trong quí III/2014 mặc dù trong quý này, nhập khẩu tôm
Việt Nam vào Mỹ giảm hơn so với nữa đầu năm. Cạnh tranh mạnh mẽ từ Indonesia
và Ecuador là tác nhân chính dẫn tới sự sụt giảm này [1].
Xuất khẩu tôm sang EU tiếp tục tăng mạnh trong quí III/2014 giúp EU trở
thành thị trường có sức tăng trưởng cao nhất trong nhóm 5 thị trường tiêu thụ chính
tôm Việt Nam trong 9 tháng đầu năm 2014. Xuất khẩu sang Đức, thị trường lớn
nhất khu vực EU tăng 63,8% và xuất khẩu sang Hà Lan tăng 255,9% [1].
Tháng 8/2014, Mỹ nhập khẩu gần 54 nghìn tấn tôm, trị giá trên 600 triệu
USD, 8 tháng đầu năm 2014, Mỹ nhập khẩu 373 nghìn tấn tôm, trị giá 4,5 tỷ USD,

5

tăng 13% về khối lượng và 40% về giá trị so với cùng kỳ năm ngoái. Việt Nam là
nguồn cung cấp lớn thứ 3 sau Indonesia và Ấn Độ và có tăng trưởng cao nhất trong
top 10 nguồn cung cấp, tăng 97% [4].
Các sản phẩm tôm xuất khẩu rất đa dạng chủ yếu là sản phẩm:
 Tôm nguyên con (HOSO) cấp đông IQF.
 Tôm vỏ bỏ đầu (HLSO) cấp đông IQF, block.
 Tôm PDTO hấp cấp đông IQF (IQF CPTO).
 Tôm vỏ bỏ đầu hấp cấp đông IQF.
 Tôm PDTO hấp cấp đông IQF.
 Tôm PDTO NOBASHI.
 Tôm NOBASHI tẩm bột ( EBI FURAI).
 Tôm PD, PTO xẻ bướm tẩm bột.
 Tôm lột PTO ( bỏ đầu, bỏ vỏ còn đuôi) cấp đông IQF, block.
 Tôm lột PD ( bỏ đầu, bỏ vỏ, bỏ đuôi) cấp đông IQF, block.
 Tôm lột PTO xiên que đông IQF.
 Tôm lột PD xiên que đông IQF.
1.1.3. Phế liệu tôm và hướng tận dụng phế liệu
1.1.3.1. Thành phần khối lượng của tôm
Bảng 1.1. Bảng thành phần khối lượng của tôm (%) [8].
Loại tôm

Đầu tôm

Vỏ tôm

He

29.80

10.00

Thẻ

28.00

9.00

Sú

31.40

8.90

Rằn

33.90

10.40

Gân

33.14

11.27

Chì

31.85

11.07

Bộp

31.55

12.15

Rảo

33.20

12.20


6

Loại tôm

Đầu tôm

Vỏ tôm

Vàng

31.75

13.70

Sắt

42.38

11.62

Càng

51.95

8.56

Hùm

63.40

5.50

Mũ ni

52.02

12.57

Phần lớn tôm được đưa vào chế biến dưới dạng tôm vỏ bỏ đầu hoặc tôm lột
PTO. Từ thực tế đó ta thấy chất thải rắn trong sản xuất sản phẩm từ tôm chủ yếu là
đầu và vỏ nhưng tỷ lệ đầu tôm cao hơn. Phần đầu thường chiếm 34- 45%, phần vỏ
10- 15% khối lượng tôm nguyên liệu. Sản lượng xuất khẩu tôm càng cao thì phế

liệu tôm thải ra càng lớn. Phụ phẩm đầu và vỏ tôm thường chiếm 50- 70% nguyên
liệu ban. Nguồn phụ phẩm này nếu biết tận dụng triệt để sẽ đem lại nguồn lợi nhuận
không lồ. Nó không chỉ đem lại giá trị kinh tế cao mà còn có ý nghĩa bảo vệ môi
trường [8].
1.1.3.2. Thành phần hóa học của phế liệu tôm
Thành phần hóa học trong đầu tôm chủ yếu gồm protein, chitin, canxi,
cacbonnat và các sắc tố. Hàm lượng các thành phần này thường không ổn định,
chúng thay đổi theo giống loài, đặc điểm sinh thái, mùa vụ khai thác.
Protein: thành phần protein trong đầu tôm tồn tại 2 dạng chính:
Dạng đơn giản: dạng này tồn tại trong nội tạng tôm hay trong cơ thịt
Dạng phức tạp: ở dạng này protein không hòa tan va thường liện kết với
chitin, canxi cacbonnat, lipid tạo thành lipoprotein, liên kết với sắc tố tạo
proteincarotenoit như một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ tôm.
Chitin: tồn tại dưới dạng phức hợp chitin- protein, liên kết vơi các hợp chất
khoáng và các hợp chất hữu cơ khác gây khó khăn cho việc tách chúng.
Khoáng: trong vỏ tôm, đầu tôm, vỏ ghẹ có chứa một lượng muối vô cơ chủ
yếu là CaCO3, ngoài ra còn có một lượng nhỏ Ca3(PO)4, lượng nhỏ muối này dễ
hình thành CaHPO4 không tan trong HCl gây khó khăn cho quá trình khử khoáng.


7

Sắc tố: trong vỏ tôm có nhiều loại sắc tố nhưng chủ yếu là astaxanthin. Chất
này kết hợp với protein một cách chặc chẽ. Nhờ liên kết này mà thành phần
astaxanthin trong vỏ được bảo vệ, khi liên kết này bị phá vỡ thì astaxanthin dễ dàng
tách ra và bị oxi hóa thành astaxin.
Chất ngấm ra ở đầu tôm
Chất ngấm ra ở đầu tôm gồm có Trymethylamin (TMA), trymethylamin
oxide (TMAO), betain, bazo purin, các acid amin tự do, urê…
Ngoài các thành phần đã nêu thì phế liệu tôm còn chứa nước, lipid,

phospho…
Bảng 1.2. Thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm Penaeus vanamei
(Trung và cộng sự, 2007) [11].
Chỉ tiêu phân tích

Giá trị

Hàm lượng khoáng (%)

24,6 ±0,8

Hàm lượng chitin (%)

18,3 ±0,9

Hàm lượng protein (%)

47,4 ±1,8

Hàm lượng lipid (%)

4,7 ±0,3

Hàm lượng astaxanthin (ppm)

130 ±13,9

Như vậy, phế liệu tôm nhất là đầu tôm là nguồn giàu chitin, protein, giàu
chất dinh dưỡng và nguồn enzyme. Hàm lượng protein trong đầu tôm cao. Vì vậy
việc tận thu protein này là cần thiết.

1.1.3.3 Các hướng tận dụng phế liệu tôm
Sản xuất chitin- chitosan
Đây là hướng sử dụng phế liệu chính không chỉ ở Việt Nam mà hầu hết các
nước trên thế giới. Sử dụng phụ phẩm tôm sản xuất chitin- chitosan mang lại lợi ích
kinh tế cao và có ý nghĩa lớn.
Trong thành phần của vỏ, đầu tôm có chứa một lượng lớn chitin, vì vậy có
thể sử dụng để sản xuất chitin- chitosan, sản xuất chitin- chitosan bao gồm các bước
tách khoáng, tách protein. Sản phẩm chitin đem thủy phân bằng NaOH đậm đặc thu


8

chitosan hoặc thủy phân bằng HCl đặc để thu glucozamine. Các sản phẩm thu được,
được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, nông nghiệp, mỹ phẩm, xây
dựng… đặc biệt là trong y học.
Sản xuất bột tôm, thức ăn chăn nuôi
Đầu tôm được sử dụng để sản xuất bột tôm làm thức ăn cho cá.
Tùy theo từng vùng mà nguồn phế liệu này được dùng làm thức ăn chăn nuôi
ở các dạng khác nhau. Ở Nha Trang thường là dạng tươi (phế liệu nghiền nhỏ) và
làm thức ăn cho tôm cá dưới dạng bột. Chất lượng bột phụ thuộc vào chất lượng
phệ liệu và phương pháp chế biến. Tận dụng theo hướng này mới chỉ giải quyết
được 1/3 số phế liệu.
Đầu và vỏ tôm đã được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi với các phương pháp
truyền thống như: Sấy khô hoặc phơi nắng sau đó đem xay mịn bổ sung vào thức ăn
chăn nuôi. Việc sấy khô đòi hỏi năng lượng lớn, tốn kém. Phơi nắng thì phụ thuộc
vào thời tiết, mất vệ sinh gây ô nhiễm môi trường. Cả hai phương pháp này không
loại được khoáng và chitin mà 2 chất này gây khó tiêu cho gia súc, gia cầm. Vậy
nếu lợi dụng tổng hợp phế thải này bằng cách tách riêng phần protein ở đầu tôm ra
phục vụ chăn nuôi, tách hợp chất màu (astaxanthin) để phục vụ công nghiệp nhuộm,
chế biến chitosan để phục vụ nông nghiệp, công nghiệp, mỹ phẩm, y tế thì giá trị

mang lại từ nguồn phế liệu tôm sẽ lớn hơn gấp nhiều lần so với chỉ đem phế liệu
tôm đi sấy khô hay phơi nắng nghiền bột cho gia súc, gia cầm. Nghiên cứu thủy
phân phế liệu đầu tôm bằng enzyme để tận dụng protein là một hướng đi cũng đang
được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.
Sản phẩm bột carotenoprotein
Sản xuất bột carotenoprotein cũng là một hướng tận dụng đầu tôm nhằm
nâng cao hiệu quả sử dụng đầu tôm.
Sản xuất sản phẩm thủy phân protein và nước mắm
Đầu tôm có hàm lượng protein khá cao nên được sử dụng để sản xuất sản
phẩm thủy phân protein và ứng dụng để sản xuất nước mắm. Việc ứng dụng phế


9

liệu đầu tôm để sản xuất nước mắm là hướng đi mới nhằm giải quyết vấn đề tận
dụng nguyên liệu còn lại trong công nghiệp sản xuất tôm đông lạnh.
1.2. Tổng quan về nước mắm
1.2.1. Khái quát chung về nước mắm
Nước mắm là dung dịch đạm hòa tan thu được từ quá trình thủy phân protein
của cá trong môi trường có nồng độ muối cao dưới tác dụng của enzyme có trong
bản thân cá. Dung dịch này có màu sắc, mùi, vị đặc trưng [6].
Nước mắm là một gia vị nhưng cũng là một loại thực phẩm có giá trị dinh
dưỡng cao và được sử dụng rất phổ biến ở các nước Châu Á nói chung và Việt Nam
nói riêng. Tùy theo mỗi nước mà có tên gọi khác nhau như: ở Việt Nam được gọi là
nước mắm, ở Nhật bản gọi là shottsuru hay senji, ở Thái Lan gọi là nam pla, ở
Trung Quốc được gọi là yu- lu hay ở Hàn Quốc gọi là aek- jeot.
Nước mắm của Việt Nam đã được phát triển từ lâu đời cùng với lịch sử dân
tộc và mang bản sắc đặc thù Việt Nam. Nước mắm hấp đẫn mọi người bởi cái
hương vị đặc biệt của nó và bởi giá trị dinh dưỡng cao [3].
1.2.2. Enzyme protease và sự thủy phân protein trong quá trình sản xuất nước mắm

1.2.2.1. Enzyme protease
Protease là enzyme xúc tác cắt đứt liên kết peptid (- CO ~ NH- ) trong phân
tử polypeptide, protein và các cơ chất tương tự thành các acid amin tự do hoặc các
peptid phân tử thấp.
Hiệu suất phản ứng của protease có thể gấp hàng trăm hàng nghìn lần so với
các chất xúc tác vô cơ khác. Mặt khác nó còn có khả năng phản ứng trong điều kiện
không hề khắc nghiệt như nhiệt độ và áp suất bình thường, pH môi trường phản ứng
gần với pH sinh lý và có khả năng xúc tác đặc hiệu cao đối với kiểu phản ứng cũng
như cơ chất tham gia phản ứng mà sản phẩm tạo ra rất thuần khiết, ít tạp chất [2].
1.2.2.2. Phân loại protease
Có thể căn cứ vào các tiêu chí sau [2] :
-

Cơ chế phản ứng của enzyme tham gia.


10

-

pH tối thích cho hoạt động của enzyme như protease acid, protease kiềm,
protease trung tính.

-

Nguồn thu các enzyme protease.

-

Tính đặc hiệu cơ chất của enzyme.

 Theo phân loại quốc tế các enzyme protease được chia thành 4 nhóm phụ:
 Aminopeptidase: enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptid ở đầu nitơ của
mạch polypeptide.
 Cacboxypeptidase: xúc tác sự thủy phân liên kết peptid ở đầu cacbon của
mạch polypeptide.
 Dipeptihydrolase: xúc tác sự thủy phân các dipeptid.
 Proteinaza: xúc tác sự thủy phân liên kết peptid nối mạch.
 Theo Barett và Donald (1956), protease được phân ra thành 2 nhóm lớn là:
 Endopeptidase: là các enzyme phân giải các liên kết nằm trong mạch
polypeptide. Chúng là những enzyme được sử dụng nhiều nhất để thủy phân
protein cho tính đặc hiệu rộng hơn.
-

Phân nhóm 1: proteinase – serin là những protease mà trong trung tâm hoạt
động của nó có nhóm (- OH) của axit amin serin. Phân nhóm này gồm các
enzyme như: Trypsin, Chymotrypsin.

-

Phân nhóm 2:proteinase – xistein là protease mà trong trung tâm hoạt động
của nó có nhóm Thiol (- SH) của axit amin xistein. Nhóm này gồm các
enzyme Cathepsin.

-

Phân nhóm 3: proteinase – aspartic là những protease mà trong trung tâm
hoạt động của nó có nhóm cacboxyl (- COOH) của aspartic như enzyme
Pepsin.

-

Phân nhóm 4: protease – kim loại. Đây là những protease mà trong trung
tâm hoạt động của nó có ion kim loại. Enzyme này hoạt động trong môi
truờng trung tính. Ví dụ như Collagenase.

 Exopeptidase (peptidase): là các enzyme có khả năng thủy phân liên kết
peptid ngoài cùng của chuỗi polypeptide hoặc đầu amin, hoặc đầu cacboxyl để


11

lần lượt giải phóng ra các axit amin tự do ra khỏi chuỗi polypeptide. Vì vậy,
chúng còn được gọi là aminopeptidase hoặc cacboxypeptidase. Ngoài ra,
những exopeptidase còn có thể liên kết với các endopeptidase để thực hiện một
sự thủy phân phức tạp hơn.
1.2.2.3. Nguồn thu nhận protease
Chủ yếu từ 3 nguồn cơ bản sau [2]:
 Từ động vật: enzyme đuợc tách ra từ các mô như: tụy tạng, dạ dày, ruột và
nội tạng của một số loài thủy sản (mực, cá…) thường là trypsin, pepsin,
chymotrypsin, cathepsin…
 Từ thực vật: có thể thu nhận được papain từ đu đủ, bromelain từ thân, lá, vỏ dứa.
 Từ vi sinh vật: đây là nguồn thu nhận enzyme rất phong phú, thường là các
loài aspergillus, bacillus, clostridium, streptomyces và một số loài nấm men.
 Trong các nguồn nguyên liệu này thì vi sinh vật là nguồn thích hợp cho
việc sản xuất enzyme ở quy mô công nghiệp vì nó có những ưu điểm sau:
- Có thể chủ động trong quá trình sản xuất.
- Chu kỳ phát triển của vi sinh vật ngắn, do đó có thể sản xuất enzyme từ vi
sinh vật trong thời gian ngắn từ 36 ÷ 60h.
- Có thể định hướng việc tổng hợp enzyme ở vi sinh vật theo hướng sản

xuất chọn lọc enzyme với số lượng lớn.
- Giá thành các chế phẩm enzyme từ vi sinh vật thấp hơn so với các nguồn
khác vì môi trường nuôi cấy vi sinh vật tương đối đơn giản, rẻ tiền.
1.2.2.4. Hệ enzyme protease của tôm
Sự tiêu hóa và trao đổi chất protein, các hợp chất nitơ khác giữa các loài giáp
xác khác nhau rất nhiều. Các enzyme tiêu hóa đặc biệt là enzyme tiêu hóa protein ở
giáp xác nói chung và của tôm nói riêng khá giống với enzyme có trong dạ dày của
cá. Protease ở tôm không có dạng pepsin, chủ yếu ở dạng trypsin và có khả năng
hoạt động rất cao. Ngoài ra, còn có enzyme chymotrypsin, actacine. Qua một số
nghiên cứu của một số tác giả cho thấy enzyme từ tôm nói chung là các protein
kiềm tính. Các enzyme này có tính chất chung:


12

-

Hòa tan trong nước, dung dịch nước muối và một số dung môi hữu cơ nên
dựa vào tính chất này để tách chiết chúng.

-

Bị kết tủa thuận nghịch bởi một số muối trung hòa, ethanol, aceton để thu
chế phẩm enzyme.

-

Hoạt tính của enzyme có thể tăng hay giảm dưới tác dụng của các chất hoạt
hóa hoặc chất ức chế.

-

Độ hoạt động của enzyme chịu ảnh hưởng lớn bởi các yếu tố: nhiệt độ, pH
môi trường.
Protease của tôm cũng như các loài động vật thủy sản khác là các enzyme

nội bào, tập trung nhiều nhất ở cơ quan tiêu hóa đến nội tạng và cơ thịt. Do đặc
điểm hệ tiêu hóa nội tạng của tôm nằm ở phần đầu nên hệ enzyme tập trung nhiều
nhất ở phần đầu.
-

Trypsin: có trong dịch vị tụy tạng, khả năng tác dụng của trypsin khá mạnh
với các loại protein có phân tử lượng thấp ở các liên kết peptid. Trypsin từ
ruột tôm có pH thích hợp là 7,8 ở 38oC.

-

Peptidase, ereptase: tham gia thủy phân liên kết peptid và các polypeptide.
Khả năng tác dụng cũng như tính đặc hiệu của enzyme này phụ thuộc vào
bản chất của các nhóm nằm liền kề bên mối liên kết peptid.
Ngoài ra, trong đầu tôm có chứa enzyme tiêu hóa chymotrypsin [7].
Đa số các enzyme nội tại trong phế liệu tôm là các enzyme có khả năng xúc

tác cho các phản ứng thủy phân cắt mạch protein, cho nên khi tiến hành quá trình
thủy phân protein đầu tôm cũng cần quan tâm đến enzyme nội tại này.
1.2.2.5. Cơ chế của phản ứng thủy phân protein
Enzyme là chất xúc tác sinh học mang bản chất là protein có tính đặc hiệu
cao, nó có khả năng tương tác lên các liên kết peptid (- CO- NH- ) trong phân tử
protein và cơ chất tương tự, làm cho các liên kết này bị suy yếu và dễ dàng bị đứt ra
khi có yếu tố nước tham gia. Thông thường enzyme tác dụng và chuyển hóa cơ chất

phải trải qua ba giai đoạn:


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 xảy ra nhanh và đòi hỏi năng
lượng thấp, các liên kết yếu tạo thành giữa enzyme và cơ chất trong phức hợp ES là
tương tác tĩnh điện, liên kết Hydrogen, liên kết Vandecvan.
H2O

E+S

H2O

ES

P+ E

Giai đoạn 2: là giai đoạn tạo phức chất hoạt hóa xảy ra sự biến đổi cơ chất,
dưới tác dụng của một số nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme làm
cho cơ chất từ chỗ không hoạt động trở thành hoạt động, một số liên kết trong cơ
chất bị kéo căng ra và mật độ electron trong cơ chất bị thay đổi.
Giai đoạn 3: là giai đoạn tạo ra sản phẩm của phản ứng và enzyme được giải
phóng ra dưới dạng tự do như ban đầu.
Quá trình thủy phân diễn ra như sau:
enzyme

Protein

polypeptide

enzyme

peptid

enzyme

axit amin

Như vậy tùy vào mức độ và thời gian thủy phân mà chúng ta thu được các
sản phẩm khác nhau.
1.2.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein
 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Bản chất của enzyme là protein nên khi tăng hay giảm nhiệt độ thường ảnh
hưởng tới hoạt tính của enzyme và enzyme chỉ thể hiện hoạt tính cao nhất ở một
giới hạn nhiệt độ nhất định. Thông thường đối với đa số enzyme thì nhiệt độ thích
hợp nằm trong khoảng 40 ÷ 50oC và nhiệt độ lớn hơn 70oC đa số enzyme bị bất hoạt.
Do vậy, nhiệt độ 70oC gọi là nhiệt độ tới hạn của enzyme. Trong khoảng
nhiệt độ thích hợp cho hoạt độ của enzyme, nếu nhiệt độ tăng 10oC thì tốc độ thủy
phân của enzyme tăng từ 1,5 – 2 lần. Nhiệt độ thích hợp đối với một enzyme có thể
thay đổi khi có sự thay đổi về pH và cơ chất [8].


14

 Ảnh hưởng của pH
Enzyme rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH. Mỗi enzyme chỉ hoạt động ở
một vùng pH nhất định gọi là pH tối thích. pH tối thích của đa số enzyme nằm trong
vùng trung tính, axit yếu hoặc kiềm yếu, chỉ rất ít enzyme hoạt động mạnh trong

vùng axit hay kiềm. Phế liệu tôm có thể bị thủy phân bởi enzyme protease có sẵn
trong đầu tôm vì thế chúng ta phải chọn enzyme nào đóng vai trò là enzyme chính
xúc tác cho quá trình thủy phân để tạo môi trường có pH thích hợp cho nó hoạt
động [8].
 Ảnh hưởng của thời gian
Thời gian thủy phân kéo dài hay rút ngắn đều ảnh hưởng đến hiệu quả của
quá trình thủy phân và chất lượng của sản phẩm. Thời gian tác dụng kéo dài thì
enzyme có điều kiện để cắt mạch triệt để, dẫn đến sự biến đổi sâu sắc của cơ chất.
Nhưng nếu kéo dài thời gian thủy phân quá mức sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật
hoạt động làm sản sinh ra nhiều sản phẩm cấp thấp như: NH3, H2S, indol,
scaptol…đồng thời khi kéo dài, hiệu quả kinh tế kém. Khi rút ngắn thời gian thuỷ
phân, sự thủy phân protein chưa triệt để dẫn đến hiệu suất thủy phân kém, gây lãng
phí nguyên liệu và gây khó khăn cho khâu lọc rửa để thu dịch protein [8].
 Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
Khi thủy phân diện tích tiếp xúc giữa enzyme và phế liệu tôm cũng ảnh
hưởng rất lớn đến tốc độ thủy phân. Để tạo điều kiện cho enzyme protease hoạt
động tốt người ta thường xay nhỏ phế liệu tôm. Khi diện tích tiếp xúc giữa enzyme
protease với protein càng lớn thì quá trình thủy phân càng dễ dàng và ngược lại [8].
 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
Trong điều kiện thừa cơ chất, nếu càng tăng nồng độ enzyme protease thì
quá trình thủy phân xảy ra càng mãnh liệt. Khi nồng độ enzyme bão hòa với nồng
độ cơ chất, dù tăng nồng độ enzyme bao nhiêu đi nữa thì vận tốc của quá trình thủy
phân cũng rất ít thay đổi [8].
 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất
Khi enzyme protease kết hợp với cơ chất là phế liệu tôm, sẽ tạo thành phức


15

trung gian enzyme và cơ chất. Phức chất này sẽ kéo căng liên kết peptid, chuyển

hóa thành sản phẩm dịch đạm và giải phóng enzyme. Quá trình này cứ tiếp tục xảy
ra đến khi cơ chất hết, nếu nồng độ cơ chất thích hợp với lượng enzyme sẽ làm cho
quá trình thủy phân diễn ra đều đặn, nhanh chóng [8].
 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung vào hỗn hợp thủy phân
Nước là yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến phản ứng thủy phân. Nó có khả
năng điều chỉnh phản ứng thủy phân, bởi lẽ nước là môi trường tăng cường quá
trình phân cắt các liên kết peptit, là môi trường khuếch tán enzyme và cơ chất tạo
điều kiện cho tốc độ phản ứng xảy ra. Do vậy, quá trình thủy phân đầu tôm nếu ta
bổ sung nước với tỷ lệ thấp sẽ hạn chế được hoạt động của vi sinh vật nhưng đồng
thời ức chế hoạt động của enzyme làm giảm hiệu suất thủy phân. Nhưng nếu bổ
sung nước với tỷ lệ quá cao, vi sinh vật hoạt động và phát triển phân hủy sản phẩm
thành các sản phẩm thứ cấp. Vì vậy ta phải xác định tỷ lệ nước bổ sung thích hợp
cho quá trình thủy phân [8].
 Độ tươi của nguyên liệu
Độ tươi của phế liệu tôm có vai trò quan trọng quyết định đến chất lượng của
sản phẩm thủy phân protein thu hồi từ quá trình thủy phân. Độ tươi của phế liệu tôm
giảm thì làm giảm chất lượng của sản phẩm thủ phân có sự phân hủy protein trong
đầu tôm tạo thành những sản phẩm cấp thấp như: indol, scaptol, NH3, H2S…gây ra
mùi khó chịu cho sản phẩm [8].


16

1.2.2.7 Các loại nước mắm
 Nước mắm truyền thống
Sản xuất nước mắm như sau:
Cá + muối

Lên men
Bã chượp lần 1

Chiết rút lần 1

Chiết rút lần 2

Nước mắm nguyên
chất (nước mắm
nhĩ)

Bã chượp lần 2
Nước mắm
lần 2

Pha trộn

Chiết rút lần 3
Nước mắm
lần 3

Bã chượp lần 3

Nước mắm
thành phẩm

Bao gói, bảo
quản

Thức ăn gia súc,
hoặc phân bón

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình tổng quát công nghệ sản xuất nước mắm
truyền thống [10].
 Nước mắm ngắn ngày
Hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu rút ngắn thời gian chế biến nước
mắm, chủ yếu dựa trên hai hướng:
Hướng thứ nhất là lợi dụng nguồn enzyme có sẵn trong nguyên liệu và tạo
mọi điều kiện tối ưu cho chúng phát triển, thúc đẩy quá trình thủy phân như nhiệt
độ, độ pH, nồng độ muối, cho thêm nước, xay nhỏ, đánh khuấy...