Nghiên cứu sản xuất dịch đạm thủy phân từ ruốc biển bằng phương pháp sử dụng enzym alcalase phối hợp với enzym bromelin thô

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
------------

PHAN THỊ HƯƠNG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT DỊCH ĐẠM THỦY
PHÂN TỪ RUỐC BIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SỬ DỤNG ENZYM ALCALASE PHỐI HỢP
VỚI ENZYM BROMELIN THÔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Nha Trang – 2014


BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
------------

PHAN THỊ HƯƠNG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT DỊCH ĐẠM THỦY
PHÂN TỪ RUỐC BIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SỬ DỤNG ENZYM ALCALASE PHỐI HỢP
VỚI ENZYM BROMELIN THÔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành : Công nghệ sau thu hoạch
: 60540104

Mã số

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Vũ Ngọc Bội
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

KHOA SAU THU HOẠCH

Nha Trang - 2014


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi được hoàn thành
dưới sự tài trợ của Chủ nhiệm đề tài cấp nhà nước“Nghiên cứu ứng dụng công
nghệ enzym để sản xuất bột đạm thủy phân giàu axít amin từ moi và cá nục ứng
dụng trong sản xuất nước mắm công nghiệp”. Các số liệu, kết quả nêu trong
luận văn là trung thực, chưa từng được công bố trong các công trình khác và đã
được Lãnh đạo Viện Nghiên cứu Hải sản Hải Phòng cùng với Chủ nhiệm đề tài
cho phép sử dụng.
Tác giả luận văn
PHAN THỊ HƯƠNG


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Luận văn này

Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban
Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm và Khoa Sau đại học sự kính trọng,
niềm tự hào được học tập và nghiên cứu tại trường trong những năm qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy: TS. Vũ Ngọc Bội Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi
trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Lãnh đạo Viện Nghiên cứu Hải sản Hải
Phòng đã tạo điều kiện và cho phép tôi được đi học để nâng cao trình độ.
Xin cám ơn quý thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm, Lãnh đạo
phòng Công nghệ Sau thu hoạch Viện Nghiên cứu Hải sản Hải Phòng và bạn bè
đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian
thực hiện luận văn vừa qua.
Xin cám ơn các thầy cô phản biện đã cho tôi những lời khuyên quí báu để
công trình nghiên cứu được hoàn thành có chất lượng.
Xin cảm ơn NCS. ThS. Lê Hương Thủy - phòng Công nghệ Sau thu hoạch
- Viện Nghiên cứu Hải sản Hải Phòng đã luôn động viên, hỗ trợ nhiệt tình, cung
cấp tài liệu và hỗ trợ kinh phí thực hiện đề tài nghiên cứu này từ nguồn kinh phí
thực hiện đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzym để sản
xuất bột đạm thủy phân giàu axít amin từ moi và cá nục ứng dụng trong sản
xuất nước mắm công nghiệp”.
Đặc biệt xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của gia đình và bạn bè luôn
luôn chia sẻ kịp thời cùng tôi trong quá trình nghiên cứu.


iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN............................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii

DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG..................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................. viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................... 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ RUỐC BIỂN .................................................................................. 3
1.2. Phản ứng thủy phân bằng enzyme protease .............................................................. 10
1.2.1. Bản chất, cơ chế của quá trình thủy phân .............................................................. 10
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân ...................................................... 12
1.3. Giới thiệu về enzym alcalase và bromelin ................................................................ 14
1.3.1.Alcalase ................................................................................................................. 14
1.3.2.Giới thiệu về enzymBromelin ................................................................................ 15
1.4. Quá trình tạo hương trong sản xuất nước mắm ......................................................... 19
1.4.1. Ảnh hưởng của quá trình ủ chín đến chất lượng và hương vị nước mắm ............... 19
1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chín của chượp.............................................. 21
1.4.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ chín của chượp trong quá trình ủ và tiêu chuẩn nước
mắm thành phẩm ............................................................................................................ 23
1.5. Tình hình nghiên cứu ứng dụng enzym Alcalase thương mại và enzym Bromelin
thô trong quá trình thủy phân .......................................................................................... 28
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................................ 28
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .......................................................................... 30
CHƯƠNG 2 .................................................................................................................. 33
NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 33
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ............................................................................................. 33
2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 33
2.2.1. Bố trí thí nghiệm tổng thể...................................................................................... 33


iv
2.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân . 34

2.2.3. Tối ưu hóa quá trình thủy phân moi bằng enzym alcalase phối hợp với enzym
bromelin thô ................................................................................................................... 36
2.2.4. Sản xuất dịch đạm thủy phân từ nguyên liệu moi và đánh giá chất lượng dịch
đạm thủy phân. ............................................................................................................... 38
2.2.5. Thử nghiệm sử dụng dịch đạm thủy phân moi bằng enzym alcalase phối hợp với
enzym bromelin thô trong quá trình sản xuất nước mắm. ................................................ 38
2.3. Các phương pháp phân tích ...................................................................................... 41
2.4. Thiết bị và hóa chất .................................................................................................. 41
2.5. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................................ 41
CHƯƠNG 3 .................................................................................................................. 42
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 42
3.1. Xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phânruốc biển bằng enzym
alcalase phối hợp với bromelin thô ................................................................................. 42
3.1.1. Xác định tỷ lệ enzym alcalase và bromelin thô ...................................................... 42
3.1.2. Xác định nhiệt độ thủy phân.................................................................................. 45
3.1.3. Xác định thời gian thủy phân ................................................................................ 48
3.1.4. Xác định tỷ lệ nước bổ sung .................................................................................. 50
3.2. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH THỦY PHÂN MOI BĂNG ENZYME ALCALASE
PHỐI HỢP VỚI ENZYME BROMELIN THÔ............................................................... 59
3.3. Sản xuất dịch đạm thủy phân từ moi biển và đánh giá chất lượng dịch đạm thủy
phân ................................................................................................................................ 61
3.4. Sơ bộ thử nghiệm dịch đạm thủy phân từ moi biển trong sản xuất nước mắm .......... 62
3.4.1. Xác định tỷ lệ muối bổ sung .................................................................................. 62
3.4.2. Xác định tỷ lệ chượp gây hương bổ sung............................................................... 66
3.4.3. Thử nghiệm sản xuất nước mắm moi .................................................................... 69
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ........................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 72


v

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Tổng sản lượng moi trên thế giới (FAO Fishery Statistic) .............................. 5
Hình 1.2. Sản lượng moi từ các vùng nuôi (FAO Fishery Statistic) ................................ 5
Hình 1.3. Cấu trúc phần hydratcacbon của bromelin (Yasuda và cộng sự, 1970).......... 16
Hình 2.1. Nguyên liệu moi biển ................................................................................... 33
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát ................................................................. 34
Hình 2.3. Bố trí thí nghiệm xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy
phân moi .................................................................................................................... 355
Hình 2.4. Sơ đồ bố thí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân moi........................ 377
Hình 2.5. Sơ đồ bố thí thí nghiệm tổng quát thử nghiệm sản xuất nước mắm ............. 399
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm bổ sung muối trong công đoạn ủ chín ...................... 40
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm bổ sung tác nhân gây hương .................................... 40
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzym đến hàm lượng Naa trong
dịch thủy phân ............................................................................................................. 43
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzym đến hàm lượng Nts trong
dịch thủy phân ............................................................................................................. 43
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzym đến hàm lượng NNH3 trong
dịch thủy phân ............................................................................................................. 43
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng Naa của dịch thủy phân moi
bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ........................................................................... 46
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng Nts của dịch thủy phân moi
bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ........................................................................... 46
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng NH3 của dịch thủy phân moi
bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ......................................................................... 466
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng Naa của dịch thủy phân moi
bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ......................................................................... 488
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng Nts của dịch thủy phân moi
bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ......................................................................... 489

Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng NH3 của dịch thủy phân moi
bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ......................................................................... 499


vi
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến hàm lượng Naa của dịch thủy
phân moi bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ........................................................... 51
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến hàm lượng Naa của dịch thủy
phân moi bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ........................................................... 51
Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến hàm lượng NH3của dịch thủy
phân moi bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ........................................................... 52
Hình 3.13. Đồ thị đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian
thủy phân đến tỉ lệ Naa/Nts của dịch đạm thủy phân ...................................................... 56
Hình 3.14. Đồ thị 3D biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thủy phân
đến tỉ lệ Naa/Nts của dịch đạm thủy phân .................................................................... 566
Hình 3.15. Đồ thị đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ enzym alcalase
và bromelin thô so với nguyên liệu moi đến tỷ lệ Naa/Nts của dịch đạm thủy phân ..... 577
Hình 3.16. Đồ thị 3D biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ enzym alcalase và bromelin
thô so với nguyên liệu moi đến tỷ lệ Naa/Nts của dịch đạm thủy phân ......................... 577
Hình 3.17. Sơ đồ quy trình thủy phân moi biển bằng hỗn hợp enzym alcalase và
bromelin thô ................................................................................................................ 60
Hình 3.18. Sự biến đổi hàm lượng NH3 theo thời gian lên men ở ngoài trời của
các mẫu gây hương dịch đạm moi với tỷ lệ muối bổ sung khác nhau ........................... 63
Hình 3.19. Sự biến đổi hàm lượng NH3 theo thời gian lên men ở trong nhà của
các mẫu gây hương dịch đạm moi với tỷ lệ muối bổ sung khác nhau ........................... 63
Hình 3.20. Sự biến đổi của chất lượng cảm quan của dịch đạm moi theo thời gian
ủ chượp ở ngoài trời của các mẫu gây hương với tỷ lệ muối bổ sung khác nhau......... 644
Hình 3.21. Sự biến đổi của chất lượng cảm quan của dịch đạm moi theo thời gian
ủ chượp ở trong nhà của các mẫu gây hương với tỷ lệ muối bổ sung khác nhau ........... 64
Hình 3.22. Ảnh hưởng của tỷ lệ chượp gây hương bổ sung đến sự thay đổi hàm

lượng NH3 theo thời gian lên men dịch đạm từ moi ................................................... 677
Hình 3.23. Ảnh hưởng của tỷ lệ chượp gây hương bổ sung đến sự thay đổi chất
lượng cảm quan theo thời gian lên men dịch đạm từ moi ........................................... 677


vii

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Chỉ tiêu cảm quan…………………………………………………………24
Bảng 1.2. Chỉ tiêu lý – hoá……………………………………………………………24
Bảng 1.3. Các chỉ tiêu cảm quan đánh giá chượp chín………………………………24
Bảng 1.4. Chỉ tiêu cảm quan của nước mắm………………………………………….25
Bảng 1.5. Chỉ tiêu hóa học của nước mắm……………………………………………25
Bảng 1.6. Chỉ tiêu vi sinh vật…………………………………………………………26
Bảng 1.7. Bảng xếp loại chất lượng sản phẩm theo điểm cảm quan…………………26
Bảng 1.8. Bảng phân cấp chất lượng chượp theo điểm cảm quan……………………27
Bảng 1.9. Bảng phân cấp chất lượng nước mắm theo điểm cảm quan………………27
Bảng 3.1. Bảng mô tả cảm quan sản phẩm thủy phân khi kết hợp giữa alcalase và
bromelin thô .............................................................................................................. 42
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến trạng thái cảm quan của dịch thủy phân
moi bằng enzym alcalase phối hợp với enzym bromelin thô .................................... 455
Bảng 3.3. Bảng mô tả cảm quan ảnh hưởng của thời gian đến quả trình thủy phân
moi bằng enzyme alcalase phối hợp với enzyme bromelin thô ................................... 48
Bảng 3.4.Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến trạng thái cảm quancủa dịch
thủy phân moi bằng hỗn hợp alcalase - bromelin thô ................................................. 51
Bảng 3.5. Bảng ma trận thực nghiệm với biến ảo.......................................................53
Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm của mô hình 2k ............................................................ 54
Bảng 3.7. Kết quả xử lý số liệu trên phần mềm DX6 ................................................. 55
Bảng 3.8. Kết quả dự đoán tối ưu cho tỷ lệ Naa/Nts theo mô hình 2k ......................... 588

Bảng 3.9. Kết quả kiểm chứng tối ưu theo tiên đoán và thực nghiệm ....................... 588
Bảng 3.10. Kết quả thủy phân protein moi ở nồi lên men 10 lít/mẻ ............................ 61
Bảng 3.11. Thành phần axit amin của dịch đạm thủy phân moi .................................. 61
Bảng 3.12. Bảng đánh giá cảm quan sản phẩm nước mắm moi ................................ 699
Bảng 3.13. Bảng kết quả phân tích hóa học sản phẩm nước mắm moi...................... 699


viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Naa: Nitơ acidamin
Nts: Nitơ tổng số
NNH3: Nitơ amoniac
Tỷ lệ E/S: tỷ lệ enzyme so với cơ chất
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
H.HD.QT 046 : phương pháp phân tích sắc kí lỏng hiệu năng cao sử dụng dẫn xuất
carbamate 6-aminoquinolyl-N-hydroxysuccinimidyl


1

MỞ ĐẦU
Ruốc biển (moi biển) (Acetes japonicus) là loại động vật có trữ lượng lớn vào
khoảng 160 triệu tấn, tập trung nhiều ở vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó
có vùng biển nước ta. Sản lượng khai thác ruốc ở Việt Nam hiện nay vào khoảng 40
nghìn tấn. Ruốc biển là loại động vật có hàm lượng protein tổng số khá cao, chiếm từ
16,5 đến 17,0% khối lượng tươi. Mặt khác, protein ruốc biển có chứa khá đầy đủ các
acid amin thiết yếu (acid amin không thay thế); Cụ thể trong protein ruốc biển có chứa
7 trong tổng số 8 acid amin không thay thế cần thiết cho con người và hàm lượng acid
amin không thay thế trong ruốc biển chiếm tới 28,8% tổng số acid amin. Do vậy, ruốc

biển được cho là nguồn protein tự nhiên hữu ích đối với con người. Tuy vậy, hiện ruốc
biển chủ yếu được dùng làm mắm ruốc (mắm tôm), phơi khô hay dùng để ăn tươi.
Lượng ruốc biển dùng làm thức ăn cho con người vào khoảng 30% và một phần xuất
khẩu dưới dạng tươi nhưng đem lại hiệu quả kinh tế chưa cao (Nguyễn Văn Thoa,
1995). Vì vậy việc nghiên cứu chế biến ruốc biển để mở rộng đầu ra và nâng cao giá
trị sử dụng của ruốc biển, tránh lãng phí nguồn tài nguyên phong phú là rất cần thiết.
Một trong các hướng chế biến ruốc biển đó là sản xuất dịch đạm thủy phân bằng
phương pháp sử dụng enzym. Dịch đạm thủy phân từ ruốc biển có thể được sử dụng
làm nguyên liệu sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau như: snack (bim bim), súp gia
vị, nước chấm công nghiệp, thực phẩm dinh dưỡng cho trẻ em, người già. Do vậy, việc
thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất dịch đạm thủy phân từ ruốc biển bằng
phương pháp sử dụng enzym alcalase phối hợp với enzym bromelin thô” là cấp thiết.
* Mục đích của đề tài
Sản xuất dịch đạm thủy phân từ ruốc biển bằng phương pháp enzym để thử
nghiệm sử dụng trong sản xuất nước mắm.
* Nội dung của đề tài
1) Nghiên cứu xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân ruốc
biển bằng enzym alcalase phối hợp với bromelin thô.
2) Sản xuất dịch đạm thủy phân từ ruốc biển và đánh giá chất lượng dịch đạm
thủy phân.
3) Sơ bộ thử nghiệm sử dụng dịch đạm thủy phân tư ruốc biển trong quá trình
sản xuất nước mắm.


2
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học:
Số liệu của đề tài có thể dùng để tham khảo cho học viên, sinh viên, cán bộ công
tác trong lĩnh vực thủy sản.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Sự thành công của đề tài là cơ sở để sản xuất dịch đạm thủy phân dùng cho việc
chế biến các sản phẩm có gía trị gia tăng từ dịch đạm thủy phân như: snack, bột canh,..
Sự thành công của đề tài sẽ góp phần đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng trong và
ngoài nước, đem lại lợi nhuận cao cho các công ty Chế biến Thủy sản cũng như tạo
công ăn việc làm cho người lao động.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ RUỐC BIỂN
Ruốc biển (hay còn gọi là tép biển, moi biển). Ruốc biển theo định nghĩa của từ
điển Sinh học là một loài tôm nhỏ (hay một loài tép nhỏ) thuộc chi động vật Acetes, họ
Sergestidae. Theo phân loại của FAO, có đến 14 loài, trong đó chỉ những loài tại Á
châu là có những giá trị kinh tế, được dùng làm thực phẩm và là nguồn cung cấp chất
đạm quan trọng cho dân địa phương. Sau đây là một số loài ruốc biển phổ biến và
vùng phân bố. (FAO Fisheries & Aquacullture - Species Fact sheets).
+ Acetes japonicus
Tên gọi có khác nhau theo các vùng lãnh thổ: Akiami paste shrimp; Chevrette
akiami (Pháp); Camaroncillo akiami (Tây Ban Nha). Ở Việt Nam, ruốc thông thường
được gọi là tép nhỏ, còn được gọi dưới những tên địa phương như khuếch hay khuyết
(miền Trung, Huế), moi (Hà Tĩnh), ruốc vịt (Gành hào, Bạc liêu), tép săm (Bắc Bộ).
Phân bố trong vùng biển Ấn độ - Tây Thái Bình Dương: từ Tây Ấn sang đến
Triều Tiên, Nhật, Trung Hoa và Indonesia. Tại Việt Nam gặp suốt dọc duyên hải từ
Bắc xuống Nam, cả trong vùng Vịnh Thái Lan. Ruốc biển thường di chuyển vào gần
bờ tại Việt Nam vào khoảng tháng 5 đến tháng 8 (âm lịch) hàng năm.
Ruốc sinh sống nơi vùng biển cạn, đáy có nhiều bùn, con đực dài từ 11 đến 24
mm, con cái từ 15 đến 30 mm.
Đây là loài bị đánh bắt nhiều nhất, tổng sản lượng thế giới theo FAO (2008) lên
đến trên 600 ngàn tấn, Nam Hàn là quốc gia có số lượng đánh bắt cao nhất.

+ Acetes chinensi
Tên gọi: Northern mauxia shrimp; Penicillated shrimp, Maoxia (Trung Hoa),
Back-ha (Nam Hàn). Ở Việt Nam thì gọi là moi, tép biển, ruốc theo từng địa phương
Phân bố trong các vùng biển Triều tiên, Trung Hoa, Taiwan, Nhật xuống đến Bắc
Việt Nam, sinh sống tại những vùng biển cạn.
Kích thước tương đối lớn, ruốc đực từ 20-35 mm, ruốc cái 25-42 mm.
Đây là loài ruốc quan trọng tại vùng ven biển Trung Hoa (riêng trong vùng biển
Po-hai, lượng đánh bắt lên đến 70 ngàn tân mỗi năm), được dùng làm thực phẩm, dưới
các dạng phơi khô, làm mắm.


4
+ Acetes indicus
Tên gọi: Tsivakihini paste shrimp. Kwei-kung (Thái Lan), Alamang
(Philippines), Jawla pasta shrimp (Ấn Độ).
Phân bố: Loài này thường sống nơi biển cạn, thường bơi trên bề mặt, phân bố
trong vùng biển Tây Ấn độ, qua đến Thái lan, Indonesia, có mặt trong vùng ven biển
Việt Nam.
Ruốc đực có kích thước từ 15-25 mm, ruốc cái từ 23-40 mm. Ruốc chỉ sống
trong vòng 4-6 tháng. Đây là nguồn thực phẩm quan trọng cho các vùng Bombay,
Madras (Ấn độ) và là nguyên liệu chính để chế tạo mắm ruốc tại Thái lan. Số lượng
đánh bắt mỗi năm tại Ấn Độ lên đến 50.000 tấn. Ngoài ra còn một số loài ít quan trọng
hơn, thường chỉ là những nguồn thực phẩm cho các loài cá lớn.
+ Acetes americanus: Phân bố trong vùng biển Tây Đại Tây Dương, kích thước
từ 10-24 mm.
+ Acetes australis: Có tên gọi là Australian paste shrimp, Chevrette australienne.
Kích thước từ 18-34 mm, sống trong vùng biển Úc từ Townsville (Queensland) sang
đến Port Hacking.
+ Acetes sibogae: Có kích thước 13-25 mm, dùng làm mắm tại Philippines.
* Tình hình khai thác và tiêu thụ ruốc biển:

Ruốc là loài tôm nổi nhỏ sống chủ yếu ở cửa sông và vùng nước cạn ven biển của
các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ruốc phân bổ ở nhiều nơi trên thế giới như
Biển Vàng, Biển Đông, Vịnh Thái Lan, Biển Java, eo biển Malacca và nhiều nơi khác.
Hai loài chính đánh được ở Đông Nam Á là Acetes indicus và Acetes japonicus. Chúng
phân bố từ bờ tây Ấn Độ sang Thái Lan, Nam Dương, biển Đông và ngược lên Đài
Loan, Nhật Bản (Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, 2009).
Theo số liệu của FAO thì sản lượng khai thác ruốc biển trên thế giới trong những
năm gần đây được tăng lên rõ rệt. Trong khoảng thời gian từ 1950 – 1970 sản lượng
khai thác ruốc biển trên thế giới chỉ dao động trong khoảng 100 nghìn tấn. Từ 1970 –
1980 sản lượng ruốc dao động mạnh, đăc biệt trong các năm 1973 – 1976 sản lượng
khai thác ruốc biển trên thế giới gần như không đáng kể. Từ năm 1990 đến nay thì sản
lượng khai thácđều tăng qua các năm, năm 1999 sản lượng khai thác ruốc đạt 598602
tấn, 2008 sản lượng khai thác đạt trên 600.000 tấn. Tuy nhiên, sản lượng ruốc đánh bắt


5
được từ các vùng nuôi trồng thủy sản chiếm tỷ lệ rất ít so với tổng sản lượng moi trên
thế giới. Đối tượng ruốc được khai thác từ các vùng nuôi bắt đầu từ những năm những
năm 1980, sản lượng rất ít không đáng kể. Sang đếm những 1990 thì sản lượng nuôi
được tăng lên đáng kể, dao động trong khoảng từ 1500 – 4000 tấn/năm. Trong những
năm gần đây thì sản lượng ruốc biển từ các vùng nuôi bị giảm mạnh so với sản lượng
đánh bắt tự nhiên.

Hình 1.1. Tổng sản lượng moi trên thế giới (FAO Fishery Statistic)

Hình 1.2. Sản lượng moi từ các vùng nuôi (FAO Fishery Statistic)
Tại Việt Nam, sản lượng khai thác ruốc biển ở Việt Nam hiện nay khoảng 40.000
tấn. Sản lượng Acetes japonicus trong biển có khoảng 160 triệu tấn, tập trung chủ yếu
ở vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó có vùng biển nước ta. Sản lượng khai
thác từ các vùng nuôi hầu như không có. Hiện nay ngoài mục đích sử dụng làm mắm,

phơi khô thì một số vùng đã xuất khẩu được ruốc biển sang các thị trường: Nhật Bản,
Hàn Quốc, Trung Quốc. Năm 2008, Bạc Liêu đã xuất khẩu được 600 tấn ruốc tươi


6
thương phẩm sang thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc với giá 7 – 7,5
triệu/tấn (Vasep, 2008). Năm 2010, ngư dân trong cả nước khai thác ruốc bán cho các
doanh nghiệp xuất khẩu với giá 8.000 đ/kg moi tươi, 25.000 đ – 40.000 đ/kg ruốc khô
(Nguyễn Bảy, 2010). Đầu năm 2012 phần lớn sản lượng ruốc xuất khẩu sang các nước
như Trung Quốc, Nhật Bản... nhờ vậy mà giá ruốc đạt từ 65.000-70.000 đồng/kg, cao
gấp 3 lần so với năm 2011.
* Một số sản phẩm từ ruốc biển
Tại Việt Nam, và một số quốc gia Á châu như Thái Lan, Triều Tiên, Phi, Mã
Lai, ruốc biển là một nguồn thực phẩm quan trọng cung cấp chất đạm, ngoài khả năng
tiêu thụ tại chỗ dưới dạng tươi sống, moi còn được luộc, nấu canh rau, canh khoai,
phơi khô để dự trữ, khô tẩm gia vị, làm nước mắm và làm mắm tùy phương thức chế
biến có thể thành mắm tròn, mắm chua.
Ngoài ra ruốc phơi khô được đóng gói và xuất cảng dưới tên Dried baby shrimp,
đặc biệt hơn là sản xuất “mắm”. Riêng Việt Nam, có những tên gọi giúp phân biệt rõ
ràng về nguyên liệu để làm thành mắm như mắm ruốc, mắm tép, mắm tôm. Tên gọi
chung tại Á châu là Shrimp paste và người tiêu thụ sẽ chỉ biết là mắm ruốc khi nhãn có
ghi là làm từ acetes. Tại Việt Nam, mắm ruốc hay mắm tôm đã trở thành món ăn quen
thuộc.
Mắm ruốc tại một số nước trong khu vực Châu Á:
Tại Trung Quốc, Nhật Bản, Malaysia ngoài một phần nhỏ ruốc tiêu thụ dưới
dạng tươi, phần lớn được phơi khô trực tiếp dưới nắng hay luộc chín trước khi phơi
hoặc chế biến bằng cách bỏ vỏ, ngâm dấm hay muối và thông thường nhất là làm thành
mắm.
Tại Nhật Bản: Akiami paste là sản phẩm làm từ acetes, được FAO ghi nhận là
chứa 16.2 % chất đạm và 1.3 % chất béo.

Tại Malaysia: Belachan là mắm ruốc được người dân địa phương chế biến từ
ruốc loài acetes như A. japonicus, A.erythraeus, A. indicus. Belachan chứa khoảng
27% nước, gần 30% chất đạm. Phải cần đến gần 3.7 kg ruốc tươi để được 1 kg
belachan. Malaysia sản xuất mỗi năm từ 4-5000 tấn và xuất cảng cả sang Singapore,
Thái Lan (trị giá đến gần 500 ngàn USD).


7
Tại Ấn Độ: Ruốc tươi (acetes) được chế biến với ớt bột, nghệ và me ăn kèm
với bánh mì hay cơm. Món “bhajeeya” là ruốc tươi giã nhuyễn trộn với hành và bột rồi
chiên thảnh bánh. Ruốc có thể phơi khô thành 'sookat' để nấu cà ri.
Thái Lan: Mắm Gafi được chế biến từ ruốc Acetes. Tỷ lệ muối sử dụng là 3-5:1.
Thời gian lên men để tạo mắm kéo dài đến 2 tháng. Kapi chứa độ ẩm 36-49%, độ
muối 19- 24 %, khoảng trên 24 % chất đạm.
Tại Philippines: Tên Bagoong được dùng chung cho mọi loại mắm làm từ cá và
tôm tép và Alamang Bagoong là mắm làm từ ruốc acetes. Các nghiên cứu tại
Philippines, so sánh giữa các loại mắm địa phương đưa đến kết quả đáng chú ý là mắm
alamang có tỷ lệ acid béo Omega-3 cao nhất.
Tại Hàn quốc: Có sản phẩm Saeujeot là mắm đượ chế biến từ tép nhỏ loài Acetes
chinensis.
* Một số ứng dụng của các sản phẩm từ ruốc biển:
Hiện nay, đang có nhiều nghiên cứu khoa học nhằm sử dụng ruốc acetes thành
những thành phẩm có giá trị kinh tế cao hơn như thành 'bột chất đạm', bột “gia vị” để
nấu canh, trích lấy chitosan, làm nguyên liệu cho dược phẩm và làm thực phẩm để
nuôi tôm tại các trại dưỡng ngư. Ruốc Acetes còn là nguồn dược liệu nhiều triển vọng.
Ruốc acetes, ngoài vai trò thực phẩm, hiện đang được nghiên cứu để có thể dùng làm
nguyên liệu giúp chế tạo thành một số dược phẩm như thuốc trị huyết áp cao, chitosan.
Thuốc trị huyết áp cao: Các nghiên cứu trong phòng thi nghiệm, tại ĐH
Shandong, Jinan (Trung Hoa) ghi nhận thành phẩm lên men từ ruốc Acetes chinensis
bằng vi khuẩn Bactobacillus fermentum SM605 có hoạt tính ức chế men ACE

(Angiotensin-I-converting Enzym) khá cao. Trị số IC50 của chế phẩm thô là
0.98mg/ml và chế phẩm tinh chế là 0.22mg/ml. Các peptides ức chế ACE cũng đã
được phân lập và tinh chế. Các thông số kỹ thuật về quy trình lên men sau đó đã được
thử nghiệm sản xuất trong những quy mô nhỏ và thu hoạch được thành phẩm dùng sử
dụng để đánh gíá hoạt tính giúp hạ huyết áp (in vivo). Kết quả ghi nhận huyết áp nơi
chuột (bị gây tăng huyết áp bất thường) giảm được18.3-38.6mm Hg. Hoạt tính hạ
huyết áp này tùy thuộc vào liều lượng sử dụng trong khoảng 100-1200 mg/kg/mỗi
ngày (Bioresource Technology Số 99-2008) (Thuốc ức chế Men hoán chuyển ACE


8
đang được dùng khá phổ biến để trị huyết áp cao, có thể dưới các tên như lisinopril,
enalapril, benazepril.
Nguyên liệu chế tạo Chitosan: Chitin và chitosan cũng được trích ly tương đối dễ
dàng từ các thành phẩm lên men Acetes. Chitin là một polysaccharide có rất nhiều
trong vỏ tôm và tép, ruốc. Chitin được sử dụng trong nhiều công nghiệp như để lọc
nước, dùng làm chất ổn hóa thực phẩm (stabilizer), công nghiệp làm giấy, làm mau
lành vết thương. Chitosan được sản xuất bằng cách “khử acetyl” (deacetylation)
chitine. Chitosan và chất chuyển hóa Trimethylchitosan có nhiều công dụng trong kỹ
nghệ, nông nghiệp và y-dược.
Mắm ruốc và cholesterol: Một nghiên cứu khá đặc biệt tại ĐH Seoul National
University, Seoul, Nam Hàn dùng thành phẩm SG-GN3, hợp chất ly trích tử mắm ruốc
làm từ Acetes japonicus, thử nghiệm về hoạt tính làm hạ cholesterol nơi chuột (bị gây
tình trạng cao cholesterol bằng Triton WR-1339 hay bằng cách cho ăn những thực đơn
cao cholesterol). Kết quả ghi nhận SG-GN3 có khả năng làm hạ cholesterol tổng cộng
tất rõ rệt.
Khả năng chống oxy-hóa của mắm ruốc: Các nghiên cứu tại Thái Lan trên mắm
ruốc (Kappi) ghi nhận các peptides trong mắm ruôc có khả năng chống oxy hóa khá
mạnh bằng cách ức chế các phản ứng per-oxyhóa các lipid, và bảo vệ các tế bào chống
lại các hư hại gây ra bởi các gốc tự do. Hoạt tính chống oxy-hóa còn được gia tăng

thêm khi thêm vào môi trường lên men các men protease từ vi khuẩn Bacillus.
Sung He Choi và cộng sự (1982). đã sử dụng phương pháp lên men để tiến hành
nghiên cứu thành phần dinh dưỡng của moi nguyên liệu và sản phẩm lên men. Kết quả
cho thấy: Moi chứa nhiều đạm và canxi nên được dùng làm thức ăn trong gia đình.
Hàm lượng đạm tổng số là 16,5-17,0%. Hàm lượng axit amin có trong moi A.
japonicus rất cao và đa dạng (chiếm 48% nitơ tổng số), đặc biệt là hàm lượng axit
amin cần thiết (moi có 7 trong số 8 axit amin cần thiết), chiếm 28,8% tổng số axit
amin. Các sản phẩm lên mem từ moi có hàm lượng axit amin cần thiết tăng khá cao
31,4%, đồng thời quá trình lên men moi sẽ làm tăng hàm lượng axit amin gấp 2 lần so
với nguyên liệu. (Sung He Choi et al., 1982)
Cao Wenhong Zhang và cộng sự (2003) phân tích giá trị dinh dưỡng của Acetes
Chinensis. Kết quả cho thấy hàm lượng protein thô của A. chinensis tương đối cao


9
chiếm 72.9% (vật chất khô). Trong đó, axit amin chiếm 83% giá trị protein tổng. Các
axit amin có hàm lượng cao Glu, Asp, gly, Ala, Lys và Arg. Kết quả phân tích cho
thấy A. Chinensis rất giàu khoáng và vitamin K, Ca, Mg, Fe, P và Se, Vitamin B5 và
Vitamin E (Cao Wenhong Zhang et al., 2003)
Tại Việt Nam
Đặng Văn Hợp và cộng sự (1994) đã nghiên cứu sản xuất bột thực phẩm giàu
chất dinh dưỡng từ cá tạp và con moi biển. Tác giả đã sử dụng enzym để thuỷ phân
protein moi thành bột thực phẩm nhưng lại sử dụng phương pháp cơ học kết hợp nhiệt
để sản xuất bột thực phẩm từ con moi khô. Quy trình công nghệ như sau: Moi khô →
Loại tạp → Xử lý mùi khai → Hấp chín → Làm tơi → Nghiền, sàng → Bao gói, bảo
quản. Trong đó, công đoạn khử mùi khai, tác giả đã dùng acid acetic 0,2%, với tỷ lệ
dung dịch/mẫu là 6/1, trong thời gian ngâm là 30 phút, nhiệt độ rửa là 25 – 30 0C, sau
đó thì ngâm trong nước sạch 10 phút, vớt ra để ráo. Với công đoạn hấp chín, tác giả sử
dụng nhiệt độ là 90 -100 0C, trong 12 phút. Nhiệt độ sấy khô là 80-90 0C trong 30
phút. Kết quả là sản phẩm bột moi thu được có hàm lượng protein tổng số là 75,8%, có

chỉ tiêu cảm quan tốt, giá thành thấp, chỉ khoảng 4.200 đ/kg (tính theo thời giá tháng
6/1992) (Đặng Văn Hợp, 1994).
Năm 1995, Nguyễn Văn Thoa và cs đã tiến hành nghiên cứu quy trình công nghệ
sản xuất mắm ruốc ăn liền. Sản phẩm thu được có giá trị cảm quan tốt, có hàm lượng
nitơ toàn phần là 30 – 40g/kg, hàm lượng muối là 14 – 18 %, hàm lượng nước là 25 –
30%, hợp vệ sinh an toàn thực phẩm (Nguyễn Văn Thoa và cs, 1995).
Năm 1997, Trần Bích Lam đã nghiên cứu sản xuất bột protein concentrat từ con
moi (Acetes japonicus). Tác giả đã sử dụng nguyên tắc của phương pháp phân ly vỏ
thịt thường thực hiện trên các nguyên liệu có lớp vỏ mỏng, giòn. Nguyên liệu được
loại bỏ các tạp chất, cát sạn, cá tạp. Được sấy ở 50 0C trong 30 phút sao cho vỏ đã giòn
nhưng thịt vẫn chưa khô, khi chà xát, đầu, vỏ bị vỡ vụn, được phân ly bằng sàng. Thịt
được rửa kiềm loãng 0,1 N và nước tiếp tục để loại bỏ tạp. Ly tâm, loại nước. Sấy khô
và nghiền mịn. Bột protein thu được có màu trắng ngà, mịn, mau tan, có vị ngọt và
mùi thơm của tôm, hàm lượng protein tổng số là 73,13%, trong đó protein hoà tan
chiếm 78,6% protein tổng số (Trần Bích Lam, 1997).


10
Cũng trong năm 1997, Trần Bích Lam và cs đã nghiên cứu sử dụng protein con
ruốc vào sản xuất mì sợi với tỷ lệ pha trộn là 10% bột protein, 40% bột sắn và 50% bột
mì, hay 8% bột protein concentrat, 23% bột sắn và 60% bột mì. Chất lượng của các
sản phẩm này tương đương các sản phẩm cùng loại sử dụng các nguồn protein cao cấp
như: thịt, trứng và có hàm lượng protein cao (13%) (Trần Bích Lam, 1997).
1.2. Phản ứng thủy phân bằng enzyme protease
1.2.1. Bản chất, cơ chế của quá trình thủy phân
Thực chất của quá trình sản xuất dịch thuỷ phân chính là quá trình thuỷ phân
protein để tạo ra các peptid và các acid amin dưới tác động của hệ enzym protein nội
tại và enzym protease bổ sung từ ngoài vào.
Qúa trình thủy phân là quá trình phân cắt một số liên kết nhị dương trong hợp
chất hữu cơ thành các đơn phân dưới tác dụng của chất xúc tác có sự tham gia của

nước trong phản ứng.
H2N – CH – CO – NH – CH –CO – NH –

Liên kết nhị dương

H2N – CH – COOH

protease

R2

R1

H2 O

(Protein)

+

H2N – CH – CO – NH –

R1
(Acid amin)

R2
(Peptid)

Enzym là chất xúc tác mang bản chất protein, enzym có khả năng tương tác lên
các liên kết nhị dương và làm thay đổi các liên kết thủy phân trong phân tử cơ chất,
làm cho các liên kết này bị suy yếu và dễ dàng bị đứt ra khi có yếu tố nước tham gia.

 Cơ sở lý thuyết về tác dụng của enzym thủy phân vào liên kết nhị dương
Đa số enzym thủy phân (hydrolase) không có nhóm ngoại.Trong trung tâm hoạt
động của chúng có chứa gốc amino acid đặc hiệu.Đối với hydrolase thường chứa hai
nhóm chức.
Ví dụ: + Vòng imidazol của histidin
+ Nhóm hydroxyl (một số amino acid: serine, threonine)
Sự tương tác giữa hai nhóm đặc hiệu (-OH, - imidazol) đã hình thành tâm ái
nhân. Xung quanh trung tâm hoạt động của hydrolase còn chứa nhiều các amino acid,
vai trò của serine có chứa nhóm – OH có tác động rất lớn làm thay đổi trung tâm hoạt
động theo hướng có lợi cho hoạt động xúc tác của enzym. Do cấu trúc bậc 3 của phân


11
tử protein-enzym mà nhóm hydroxyl của serine và vòng imidazol của histidin gần gũi
nhau, tạo ra liên kết hydroxyl giữa gốc – OH của serine với nitơ bậc 3 của histidin.
Nhờ quá trình đó mà nhóm hydroxyl xuất hiện tính chất ái nhân và có thể tương tác
được với liên kết nhị dương của cơ chất như sau:
O++
H
E

N

Sự thủy phân của enzym càng dễ dàng khi sự khuyết điện tử trong liên kết nhị
dương càng lớn, vì sự gắn tâm ái nhân của enzym vào liên kết nhị dương càng mạnh mẽ.
Sự khuyết điện tử có thể được tăng lên khi tăng tổng điện tích dương của hai
nguyên tử tạo thành liên kết hóa học hoặc chỉ tăng điện tích của một trong hai khi cơ
chất tương tác với enzym.
Nếu trong hai phân tử cơ chất có nhiều liên kết giống nhau thì liên kết nào nhị
dương hơn cả sẽ bị phân ly thủy phân trước bởi enzym (với điều kiện không có án ngữ

không gian và đặc hiệu lập thể của từng liên kết).
 Cơ chế tác dụng của enzym hydrolase lên cơ chất bị thủy phân cũng tuân theo
cơ chế chung sau:
E -+

S+

ES

P + E

Trong đó: E là enzym, S là cơ chất, ES là phức hợp enzym và cơ chất, P sản
phẩm tạo thành.
Giai đoạn đầu có sự hình thành phức hợp trung gian ES, sự tạo thành phức hợp
này có thể theo hai kiểu sau:
Kiểu cơ chế thứ nhất: Là kiểu hình thành đơn giản, tâm ái nhân (-) của enzym
tương tác nhanh với một trong hai nguyên tử tích điện dương của liên kết nhị dương.
Sau khi tương tác sẽ làm thay đổi mật độ electron (e) và làm suy yếu liên kết nhị
dương tạo điều kiện cắt đứt liên kết.Các nhà nghiên cứu cho rằng kiểu cơ chế này xảy
ra khi tâm ái nhân của enzym mạnh và sự khuyết điện tử của liên kết nhị dương lớn.


12
Kiểu cơ chế thứ hai: Lúc đầu các nguyên tử khuyết điện tử trong liên kết nhị
dương chưa thể đính trực tiếp vào tâm ái nhân của trung tâm hoạt động của enzym mà
cơ chất gắn vào tâm ái nhân bằng một phản ứng hóa học nào đó giữa tâm ái nhân ở
trung tâm hoạt động enzym với một nhóm hóa học ở vị trí liền kề với liên kết nhị
dương trong cơ chất. Dưới ảnh hưởng của trung tâm hoạt động của enzym sẽ dần dần
làm tăng mức độ khuyết điện tử vốn đã tồn tại trước đó, bằng cách tạo liên kết tương
ứng với cơ chất ở những vị trí gần gũi với liên kết nhị dương. Nhờ vậy, làm cho sự

phân bố điện tử trong phân tử cơ chất bị thay đổi theo chiều hướng cần thiết, khiến cho
liên kết nhị dương được tăng cường và có thể tương tác với các ái nhân của trung tâm
hoạt động của enzym và tiến hành làm yếu liên kết, dẫn đến liên kết bị thủy phân khi
có yếu tố nước tham gia.
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân
Khâu thuỷ phân được coi là khâu then chốt trong sản xuất dịch thuỷ phân. Tuỳ
điều kiện thuỷ phân mà có thể thu được peptid hay acid amin. Nếu quá trình thuỷ phân
thịt moi không tốt thì vi sinh vật hoạt động tạo cho sản phẩm có mùi hôi khó chịu và
sinh ra nhiều sản phẩm thứ cấp, đạm thối tăng nhiều. Trong quá trình thuỷ phân thịt
moi bằng enzym protease có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân, cụ thể là:
* Ảnh hưởng của nhiệt độ: Bản chất của enzym là protein nên kém bền với
nhiệt, khi tăng hay giảm nhiệt độ thường ảnh hưởng tới hoạt tính của enzym. Enzym chỉ
thể hiện hoạt tính cao nhất ở một giới hạn nhiệt độ nhất định.Với đa số enzym, vùng nhiệt
độ nằm trong khoảng 40÷50oC, khi nhiệt độ lớn hơn 70oC đa số enzym bị mất hoạt tính.
Do vậy 70oC gọi là nhiệt độ tới hạn của enzym. Trong khoảng nhiệt độ thích hợp cho hoạt
độ của enzym, nếu nhiệt độ tăng 10oC thì tốc độ thủy phân của enzym tăng từ 1,5 – 2
lần.Với các enzym bền nhiệt (bromelin, papain…) nhiệt độ tới hạn có thể cao hơn.
Nhiệt độ thích hợp đối với một enzym có thể thay đổi khi có sự thay đổi về pH và cơ chất…
* Ảnh hưởng của pH: pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính enzym vì pH
ảnh hưởng đến mức độ ion hoá cơ chất, ion hoá enzym và đến độ bền của proteinenzym. Mỗi enzym chỉ hoạt động ở một vùng pH nhất định gọi là pH tối thích, pH tối
thích của đa số enzym nằm trong vùng trung tính, acid yếu hoặc kiềm yếu, chỉ rất ít
enzym hoạt động mạnh trong vùng acid hoặc kiềm. Thịt moi có thể bị thủy phân bởi
enzym protease có sẵn trong thịt moi vì thế chúng ta phải chọn enzym nào đóng vai trò


13
là enzym chính xúc tác cho quá trình thủy phân để tạo môi trường có pH thích hợp cho
nó hoạt động và hạn chế ảnh hưởng của các enzym khác. Với từng enzym, giá trị pH
thích hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, nồng độ cơ chất… thay đổi.
* Ảnh hưởng của nồng độ enzym: Trong điều kiện thừa cơ chất nếu tăng nồng

độ enzym protease thì quá trình thuỷ phân xảy ra càng mãnh liệt. Khi nồng độ enzym
bão hoà với nồng độ cơ chất, dù tăng nồng độ enzym bao nhiêu đi nữa vận tốc quá
trình thuỷ phân rất ít thay đổi.
* Ảnh hưởng của thời gian: Thời gian thuỷ phân kéo dài hay rút ngắn đều ảnh
hưởng lớn đến hiệu quả của quá trình thuỷ phân do enzym tác động vào chất lượng của
sản phẩm. Thời gian tác động kéo dài thì enzym có điều kiện để cắt đứt mạch triệt để,
dẫn đến sự biến đổi sâu sắc của cơ chất. Nhưng nếu kéo dài thời gian thuỷ phân quá
mức sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động làm sản sinh ra nhiều sản phẩm thứ cấp
như: NH3, H2S, indol, scaptol…đồng thời khi thời gian kéo dài hiệu quả kinh tế kém.
Tuy nhiên nếu rút ngắn thời gian thuỷ phân thì quá trình thuỷ phân thịt moi diễn ra
chưa triệt để dẫn tới hiệu suất thuỷ phân kém.
* Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung: Nước là môi trường để phân tán enzym
và cơ chất, là môi trường tăng cường quá trình phân cắt các liên kết nhị dương nên tỷ
lệ nước có ảnh hưởng lớn đến tốc độ, chiều hướng và là một yếu tố điều chỉnh phản
ứng thủy phân bởi enzym. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, điều kiện để các loại
enzym hoạt động được là môi trường phải có nước và lượng nước bổ sung ở trạng thái
tự do tối thiểu là 15%. Do vậy, trong môi trường thuỷ phân thịt moi nếu bổ sung nước
với tỷ lệ thấp thì hạn chế được sự hoạt động của vi sinh vật nhưng đồng thời cũng ức
chế hoạt động của enzym làm giảm hiệu suất thuỷ phân. Nhưng nếu bổ sung nước với
tỷ lệ quá cao thì chính nước là môi trường thuận lợi để vi sinh vật hoạt động và phân
huỷ sản phẩm thành các sản phẩm thứ cấp, ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm
thuỷ phân. Vận dụng sự ảnh hưởng của yếu tố nước vào quá trình thủy phân mà ta có
thể điều chỉnh tốc độ phản ứng thủy phân bằng cách tăng hay giảm lượng nước cho
phù hợp.
* Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Khi enzym protease kết hợp với cơ chất là
thịt moi sẽ tạo thành phức trung gian enzym - cơ chất. Phức chất này sẽ kéo căng liên
kết peptid, chuyển hoá thành dịch đạm và giải phóng enzym. Quá trình này cứ tiếp tục


14

xảy ra đến khi cơ chất hết, nếu nồng độ cơ chất thích hợp với lượng enzym se làm cho
quá trình thuỷ phân diễn ra đều đặn, nhanh chóng.
* Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: Khi thuỷ phân diện tích tiếp xúc giữa
enzym và thịt moi có ảnh hưởng lớn đến tốc độ thuỷ phân. Để tạo điều kiện cho enzym
hoạt động tốt người ta thường xay nhỏ, nghiền nhỏ thịt moi. Khi diện tích tiếp xúc
giữa enzym protease với protein trong thịt moi càng lớn thì quá trình thuỷ phân càng
dễ dàng và ngược lại.
* Ảnh hưởng của chất hoạt hoá: Chất hoạt hoá là những chất khi có mặt trong
phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính enzym. Các chất này có bản chất hóa học
khác nhau, có thể là ion kim loại, anion hoặc các chất hữu cơ. Tuy nhiên, các chất hoạt
hoá chỉ có tác dụng trong một giới hạn nồng độ xác định.Khi dùng quá nồng độ cho
phép, hoạt độ của enzym sẽ giảm.
1.3. Giới thiệu về enzym alcalase và bromelin
1.3.1.Alcalase
Alcalase là một enzymthuộc nhóm serine proteasedùng để thủy phân protein,
được sản xuất từmột chủngLicheniformisBacillus bằng cách lên men chìm. Đặc trưng
của alcalase là hoạt động bề mặt rất rộng.Nói cách khác,nó có thể thủy phân hầu hết
các liên kết peptide trong một phân tử protein.
Điều kiện hoạt động: Alcalase là một enzym có tính kiềm nên pH hoạt động
trong khoảng từ 6,5 - 8,5. Nhiệt độ hoạt động từ 45 - 65°C và hoạt động mạnh ở 60°C
tùy thuộc vào cơ chất, ở trên khoảng nhiệt độ này 45 - 65°C thì hoạt tính giảm xuống
nhanh chóng. Theo Chen và cộng sự thì alcalase có thể duy trì hoạt động và sự ổn định
trong các dung môi hữu cơ. Nhưng ứng dụng của alcalase trong tổng hợp hữu cơ đã
được hạn chế, mặc dù nó là một chất xúc tác mạnh và không tốn kém (Chen et al.,
1986; Roper et al., 1983). Cơ chế xúc tác phản ứng thủy phân của alcalase thông qua 2
bước chính:
Bước 1 - acyl hóa: hình thành liên kết cộng hóa trị giữa nhóm -OH của serine
với nguyên tử cácbon trong nhóm cácboxyl của phân tử cơ chất nhờ có hỗ trợ của
nhóm imidazole từ histidine. Kết quả phản ứng này là tạo ra một hợp chất trung gian
và một ion imidazolium (phản ứng cộng). Hợp chất trung gian không bền này nhanh

15
chóng bị thủy phân thành một acyl-enzym, vòng imidazole và một amine (phản ứng
khử) (Fastrez & Fersht, 1973).
Bước 2 - khử acyl hóa: phức hệ acyl - enzym bị thủy phân bởi phân tử H2O
theo chiều ngược lại của bước một. Trong đó, nhóm imidazole chuyển proton của gốc
-OH từ serine cho nhóm amine để tái sinh lại enzym .
1.3.2.Giới thiệu về enzymBromelin
 Đặc điểm của enzym bromelin
Bromelin là protein – enzym tên gọi chung cho nhóm enzym thực vật có chứa
nhóm –SH, có khả năng phân giải protein, có thể thay thế cho các enzym tiêu hóa như
pepsin và trypsin, nó được thu nhận từ họ Bromeliaceae , đặc biệt là ở cây dứa (thân,
chồi, trái, vỏ). Bromelain chiếm trên 50% protein trong quả dứa và thân dứa, do đó
enzym bromelin còn được gọi là ‘enzym dứa’. Có khả năng thủy phân mạnh và hoạt
động tốt ở pH = 6 – 8, trọng lượng phân tử khoảng 33000 Da và chứa 285 gốc axit
amin. Bromelin có nhiều cơ chất tự nhiên và có thể thủy phân cả cơ chất tự nhiên lẫn
cơ chất tổng hợp. Trong dịch chiết có chứa một ít peroxydase, photphatase acid và
chất cản protease.
 Cấu tạo hóa học của bromelin
Bromelin là một glycoprotein, mỗi phân tử có 2,1% hydratcacbon gồm 3 manose,
2 glucosamine, 1 xylose và 1 fructose. Sợi hydrate carbon này liên kết hoán vị với sợi
polypeptide. Bromelin có thành phần amino acid thay đổi trong khoảng 321-144
amino acid (thân), 283-161 amino acid (quả). Bromelin thân là một sợi polypeptide có
amino acid ở đầu amin là valine và ở đầu carbonhydrate là glycine. Bromelain quả có
amino acid ở đầu amin là alanine