Nghiên cứu xác định chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme alcalase để thu dịch thủy phân protein

NGUYỄN THỊ TRƯNG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ THỦY
PHÂN ĐẦU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG BẰNG
ENZYME ALCALASE ĐỂ THU DỊCH THỦY
PHÂN PROTEIN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

NHA TRANG, 2016


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu để thực hiện đề tài tốt nghiệp, em
đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô hướng dẫn
khoa học, Khoa Công nghệ Thực Phẩm, Trung tâm thí nghiệm thực hành, đã tạo
điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Và đặc biệt, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn
TS. Nguyễn Thị Mỹ Hương đã hết lòng chỉ bảo, hướng dẫn tận tình và thường
xuyên theo dõi quá trình thực hiện đề tài.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và Khoa công nghệ
Thực Phẩm trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá
trình học tập và nghiên cứu bảo vệ đồ án tốt nghiệp.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè đã quan tâm,
chia sẻ khó khăn và động viên để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện đồ án, khó tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được
ý kiến đóng góp của các quí Thầy, Cô để em học thêm được nhiều kiến thức và giúp
cho báo cáo tốt nghiệp của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!.

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Trưng

i


MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................3
1.1.

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM VÀ PHẾ LIỆU TÔM. ...............3

1.1.1.

Sản lượng tôm khai thác và nuôi trồng ở Việt Nam. .....................................3

1.1.2.

Tình hình chế biến xuất khẩu tôm ở Việt Nam. ............................................4

1.1.3.

Phế liệu tôm và hướng tận dụng phế liệu. .....................................................6

1.2.

TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ QUÁ TRÌNH THỦY

PHÂN PROTEIN BẰNG ENZYME PROTEASE ...................................................12
1.2.1.

Enzyme protease ..........................................................................................12

1.2.2.

Cơ chế của phản ứng thủy phân ..................................................................14

1.2.3.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân ...........................................15

1.2.4.

Ứng dụng của enzyme protease và sản phẩm thủy phân protein. ...............19

1.3.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC VỀ

SỰ THỦY PHÂN PHẾ LIỆU TÔM BẰNG ENZYME PROTEASE. ....................22
1.3.1.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới. .............................................................22

1.3.2.

Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................23

CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....25
2.1.

NGUYÊN VẬT LIỆU .................................................................................25

2.1.1.

Nguyên liệu đầu tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) ..........................25

2.1.2.

Enzyme Alcalase .........................................................................................25

2.1.3.

Hoá chất, trang thiết bị và dụng cụ thí nghiệm...........................................26

2.2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................26

ii


2.2.1.

Xác định thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng ..........................26

2.2.2.

Sơ đồ dự kiến sản xuất dịch thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme

Alcalase. ....................................................................................................................28
2.2.3.

Bố trí thí nghiệm xác định các thông số kỹ thuật thích hợp cho quá trình

thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng để thu dịch thủy phân protein. ............................29
2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước thích hợp cho quá trình thủy phân đầu
tôm bằng enzyme Alcalase........................................................................................31
2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân
đầu tôm bằng enzyme Alcalase .................................................................................33
2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối thích hợp cho quá trình thủy phân đầu
tôm bằng enzyme Alcalase........................................................................................35
2.2.3.4. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân đầu
tôm bằng enzyme Alcalase........................................................................................37
2.2.4.

Đề xuất quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng

và kiểm tra đánh giá chất lượng. ...............................................................................38
2.2.5.

Phương pháp phân tích ................................................................................38

2.2.6.

Phương pháp xử lý số liệu ...........................................................................39

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................40

3.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẦU TÔM ..................................................40
3.2. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN
ĐẦU TÔM BẰNG ENZYME ALCALASE. ...........................................................40
3.2.1.

Kết quả xác định tỷ lệ nước thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm....40

3.2.2.

Kết quả xác định tỷ lệ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm ...
.....................................................................................................................44

3.2.3.

Kết quả xác định tỷ lệ muối thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm ...48

3.2.4.

Kết quả xác định thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm ....51
iii


3.3.

ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT DỊCH ĐẠM THỦY PHÂN TỪ

ĐẦU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG ............................................................................55
3.3.1. Chất lượng của dịch đạm thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng. ....................57
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .....................................................................59
1. KẾT LUẬN...........................................................................................................59

2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN...............................................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................60

iv


KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DH

Độ thủy phân

HSTH

Hiệu suất thu hồi

Bộ NN&PTNT

Bộ nông nghiệp và phát triển nông

NTS

thôn Nitơ tổng số

Naa

Nitơ acid amin

E/NL

Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu

NNH3

Nitơ amoniac

VSV

Vi sinh vật

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần trọng lượng của tôm (%)..........................................................7
Bảng 1.2: Thành phần đầu và vỏ phế liệu tôm (%).....................................................7
Bảng 3.1: Thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm thẻ chân trắng.........................40
Bảng3.2. Chỉ tiêu cảm quan dịch thủy phân .............................................................57
Bảng3.3 . Chỉ tiêu hóa học của dịch thủy phân.........................................................58

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Thị trường nhập khẩu tôm 4 tháng đầu năm 2016. .....................................5
Hình 1.2. Giá trị xuất khẩu tôm 4 tháng đầu năm 2012 - 2016. .................................5
Hình 1.3. Phản ứng thủy phân protein xúc tác bởi enzyme protease. .......................14
Hình 2.1. Đầu tôm thẻ chân trắng .............................................................................25
Hình 2.2 : Sơ đồ xác định thành phần hóa học của nguyên liệu đầu tôm thẻ chân
trắng ...........................................................................................................................26
Hình 2.3. Quy trình dự kiến sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng

bằng enzyme Alcalase ...............................................................................................28
Hình 2.4. Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ nước thích hợp .......................................31
Hình 2.5. Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Alcalase thích hợp ....................33
Hình 2.6. Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ muối thích hợp .......................................35
Hình 2.7. Sơ đồ thí nghiệm xác định thời gian thích hợp .........................................37
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến độ thủy phân ............................................41
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến hiệu suất thu hồi nitơ ...............................41
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến hàm lượng nitơ acid amin. .......................42
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến hàm lượng nitơ amoniac. .........................42
Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase đến độ thủy phân .........................44
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase đến hiệu suất thu hồi nitơ ............45
Hình 3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase đến hàm lượng nitơ acid amin. ...45
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase đến hàm lượng nitơ amoniac .......46
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ muối đến độ thủy phân ............................................48
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme muối đến hiệu suất thu hồi nitơ ...............49
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ muối đến hàm lượng nitơ acid amin......................49

vii


Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ muối đến hàm lượng nitơ amoniac ........................50
Hình 3.13. Ảnh hưởng của tỷ lệ thời gian đến độ thủy phân ....................................51
Hình 3.14. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi nitơ ..............................52
Hình 3.15. Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng nitơ acid amin........................52
Hình 3.16. Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng nitơ amoniac ..........................53
Hình 3.17. Sơ đồ quy trình sản xuất dịch thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng .......55
Hình 3.18. Hình ảnh của sản pẩm dịch thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng .
...............................................................................................................................57

viii

ĐẶT VẤN ĐỀ
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 và được xem là nhiệm vụ chiến lược của cả
nước. Hàng năm cùng với quá trình chế biến đi đôi với lượng sản phẩm là một
lượng lớn phế liệu. Lượng chất thải ở các ngành công nghiệp đang là vấn đề cần
giải quyết cho toàn xã hội. Để hạn chế tối đa sự ô nhiễm môi trường, người ta đã sử
dụng rất nhiều biện pháp thu hồi và xử lý phế liệu.
Ở nước ta, tôm được coi là một trong các mặt hàng xuất khẩu thủy sản chủ lực
có mức tăng trưởng khá cao, đặc biệt là tôm thẻ chân trắng chiếm gần 61% tỷ trọng
với 157,6 triệu USD năm 2014 [1], bên cạnh đó là một lượng lớn phế liệu bao gồm
đầu và vỏ tôm. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy được giá trị của nguồn phế liệu từ tôm
và việc nghiên cứu sản xuất, ứng dụng của các sản phẩm sản xuất từ nguồn phế liệu
này ngày càng được đẩy mạnh như sản xuất bột đạm, thức ăn chăn nuôi, tách chiết
astaxanthin, sản xuất chitin - chitosan…. Điều này đem lại lợi ích kinh tế cao và còn
giải quyết được vấn đề bảo vệ môi trường.
Theo Meyer và cộng sự (1986) trong đầu tôm hàm lượng protein là 53,5% so
với chất khô. Do đó cần tìm cách tận dụng triệt để nguồn protein của đầu tôm, làm
cho chúng trở thành những sản phẩm có giá trị để từ đó tăng thêm lợi nhuận cho các
doanh nghiệp chế biến thủy sản, đồng thời giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường và
góp phần phát triển ngành thủy sản một cách bền vững.
Sự thủy phân protein bằng enzyme protease là một trong những phương pháp
thu hồi triệt để protein từ phế liệu tôm. Sản phẩm thủy phân protein được tạo thành
sau quá trình thủy phân có giá trị dinh dưỡng cao và có nhiều ứng dụng trong thực
phẩm. Một trong những ứng dụng là sử dụng dịch thủy phân protein trong việc sản
xuất nước mắm.

1

Xuất phát từ những lý do trên và được sự hướng dẫn của cô TS. Nguyễn Thị
Mỹ Hương, em thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu xác định chế độ thủy phân đầu
tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase để thu dịch thủy phân protein”.
2. Mục tiêu đề tài:
Xác định chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase để thu
dịch thủy phân protein có chất lượng tốt, từ đó có thể ứng dụng để sản xuất nước
mắm sau này.
3. Nội dung nghiên cứu
- Xác định thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm thẻ chân trắng.
- Xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng
bằng enzyme Alcalase để thu dịch thủy phân protein được ứng dụng trong sản xuất
nước mắm.
- Sản xuất dịch thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng theo các thông số thích
hợp đã xác định đươc và kiểm tra đánh giá chất lượng của dịch thủy thủy phân.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
- Ý nghĩa khoa học:
Kết quả nghiên cứu của đề tài là dẫn liệu khoa học về chế độ thủy phân đầu tôm
thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase để thu dịch thủy phân protein được ứng dụng
trong sản xuất nước mắm.
- Ý nghĩa thực tiễn:
+ Đề tài này góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường do đầu tôm gây ra, mở ra một
hướng mới cho các nhà máy chế biến thủy sản về việc tận dụng phế liệu đầu tôm và
mang lại lợi ích thiết thực về kinh tế.
+ Đề tài góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phế liệu đầu tôm để phát triển các sản
phẩm có giá trị gia tăng như sản phẩm thủy phân protein và nước mắm.

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM VÀ PHẾ LIỆU TÔM.
1.1.1. Sản lượng tôm khai thác và nuôi trồng ở Việt Nam.
Ngành thủy sản Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển đất nước,
là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn quốc gia. Trong số đó sản phẩm tôm
luôn chiếm vị trí quan trọng.
Diện tích nuôi tôm nước lợ năm 2014 cả nước khoảng 685 nghìn ha. Sản lượng
đạt 660 nghìn tấn, trong đó tôm thẻ chân trắng ước đạt 400 nghìn tấn, tôm sú ước
đạt 260 nghìn tấn. [19]
Theo báo cáo của Sở NN&PTNT tỉnh Khánh Hòa. Về đánh bắt thủy sản: Sản
lượng đánh bắt thủy sản năm 2014 đạt khoảng 85 nghìn tấn, trong đó trên 76 nghìn
tấn cá, trên 1,3 nghìn tấn tôm. Về nuôi trồng thủy sản: Sản lượng thủy sản nuôi
trồng năm 2014 đạt 14 nghìn tấn, trong đó đạt trên 6,1 nghìn tấn tôm thẻ chân trắng,
0,43 nghìn tấn tôm sú, do nhiều hộ nuôi tôm sú đã chuyển sang nuôi tôm thẻ chân
trắng có thời gian nuôi ngắn, năng suất cao, ít dịch bệnh, có hiệu quả kinh tế cao.
Diện tích nuôi tôm sú 330 ha, diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng 2.992,7 ha. [20]
Đối với tôm sú vùng Đồng bằng sông Cửu Long, sản lượng đạt 255.873 tấn.
Bạc Liêu sản lượng đạt 69.256 tấn, Sóc Trăng đạt 16.615 tấn, Trà Vinh đạt 13.955
tấn. Trong đó, sản lượng tôm thẻ chân trắng vùng Đồng bằng sông Cửu Long năm
2015 ước đạt 218.930 tấn.[39]
Theo báo cáo của Sở NN và PTNT tỉnh Sóc Trăng, Sóc Trăng là tỉnh có thế
mạnh dẫn đầu so với các địa phương khác, riêng diện tích tôm nuôi thâm canh, bán
thâm canh xấp xỉ 42.000ha, chiếm 83% diện tích thả nuôi. Vụ nuôi năm 2015, toàn
tỉnh thả nuôi hơn 50.500 ha, sản lượng đạt 90.620 tấn. Bên cạnh đó, diện tích nuôi
tôm sú tăng 1,2 lần so với năm 2014, diện tích nuôi tôm thẻ giảm 13% so với năm
2014. Sản lượng tôm thu hoạch đạt và vượt 1,1 lần so năm 2014. Năm 2016, Sóc
Trăng dự kiến kế hoạch thả nuôi tôm 45.500 ha, trong đó tôm sú 22.500 ha, tôm thẻ
23.000 ha. Tổng sản lượng đề ra khoảng 90.000 tấn. [14]

3


Sản lượng thủy sản quý I/2016 của Hồ Chí Minh ước đạt 14.126 tấn. Trong đó,
nuôi trồng 9.574,4 tấn (tôm chiếm 24,7% sản lượng nuôi trồng); khai thác 4.552
tấn. [40]
1.1.2. Tình hình chế biến xuất khẩu tôm ở Việt Nam.
Trong những năm gần đây, xuất khẩu có vai trò hết sức quan trọng trong việc
thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế đất nước. Trong đó, xuất khẩu thủy sản là một trong
những ngành thế mạnh của xuất khẩu Việt Nam và xuất khẩu tôm vẫn đứng vị thế
mạnh trong xuất khẩu thủy sản.
Theo số liệu Hải quan và tổng hợp của VASEP, tính cả năm 2014, xuất khẩu
các mặt hàng đều tăng trưởng, trong đó xuất khẩu tôm đạt tăng trưởng cao
nhất 26,9%, đạt 3,95 tỷ USD, chiếm 50,38% tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản.
Đứng đầu về nhập khẩu tôm Việt Nam là thị trường Mỹ chiếm 26,92% tỷ trọng xuất
khẩu tôm và giá trị xuất khẩu đạt 1,06 tỷ USD. Tiếp theo là thị trường Nhật Bản và
EU chiếm tỷ trọng lần lượt là 18,8% và 17,27% với giá trị xuất khẩu tăng tương
ứng 4,9% và 66,7%.[37]
Năm 2014, lượng hàng thủy sản xuất khẩu của Khánh Hòa đạt 83.000 tấn.
Trong đó tôm chiếm trên 56%, cá ngừ trên 28% còn lại là các đối tượng nhuyễn thể.
[38]
Năm 2015, xuất khẩu tôm của Việt Nam ước đạt gần 3 tỷ USD, giảm 25%.
Trong đó, xuất khẩu tôm chân trắng đạt 1,7 tỷ USD, giảm 25% so với năm
ngoái, tuy nhiên vẫn chiếm tỷ trọng cao nhất 44% trong tổng XK thủy sản.
Xuất khẩu tôm sú đạt 977 triệu đô la Mỹ, giảm 29%. Xuất khẩu sang các thị trường
chính đều giảm đáng kể: Mỹ (giảm 39%), EU (giảm 19%), Nhật Bản (21%), Trung
Quốc (giảm 19%), Hàn Quốc (giảm 24%). [13]
Sau một năm xuất khẩu ảm đạm, xuất khẩu tôm Việt Nam bước sang quý
I/2016 đã khởi sắc, xuất khẩu tôm Việt Nam trong tháng 4/ 2016 đạt 239,6 triệu
USD, tăng 7,6% so với cùng kỳ năm 2015. Lũy kế 4 tháng đầu năm nay, giá trị xuất

khẩu tôm đạt 858,8 triệu USD, tăng 7,8% so với cùng kỳ năm 2015. Tôm thẻ chân
trắng chiếm tỷ trọng cao nhất với 57,4%, tôm sú đứng thứ hai với 34,2% và tôm

4


biển xếp thứ ba với 8,4%. Xuất khẩu các sản phẩm tôm thẻ chân trắng tăng 7% so
với cùng kỳ năm ngoái, tôm sú tăng 12% trong khi tôm biển giảm 3%. [10]

Hình 1.1. Thị trường nhập khẩu tôm 4 tháng đầu năm 2016.

Hình 1.2. Giá trị xuất khẩu tôm 4 tháng đầu năm 2012 - 2016.
Với sự đa dạng loài, các hệ thống, cơ cấu tổ chức, sản xuất giống và trang trại
nuôi tôm biển ở Việt Nam đã và đang phát triển nhanh chóng trong vài thập kỷ qua,
góp phần đáng kể vào sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Với nhu cầu ngày
càng cao của con người, công nghiệp chế biến ngày càng phát triển, sản lượng chế
biến thủy sản ngày càng tăng lên, đặc biệt là các sản phẩm chế biến từ tôm.
Tốc độ tăng trưởng mạnh của mặt hàng tôm đã góp phần quan trọng để duy trì
nhịp độ tăng trưởng khá trong xuất khẩu của toàn ngành thủy sản, trong khi vẫn còn
một số mặt hàng xuất khẩu quan trọng khác vẫn có xu hướng giảm. Việt Nam cần
tập trung cạnh tranh phải bằng chất lượng mới duy trì được mức tăng trưởng, duy trì

5


được hàm lượng giá trị gia tăng. Các sản phẩm tôm phục vụ trong nước và xuất
khẩu rất đa dạng chủ yếu là các sản phẩm [2] như:
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 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.
Tôm lột PD (bỏ đầu, bỏ vỏ, bỏ đuôi) cấp đông IQF, block.
Tôm lột PTO (bỏ đầu, bỏ vỏ còn đuôi) cấp đông IQF, block.
Tôm PD, PTO xẻ bướm tẩm bột.
Tôm vỏ bỏ đầu cấp đông IQF, …
Công nghệ chế biến tôm tạo ra nhiều mặt hàng phục vụ lớn cho người tiêu dùng
nhưng bên cạnh đó tạo ra một lượng lớn phế thải rắn bao gồm đầu tôm, vỏ tôm.
Việc xử lý lượng phế liệu tôm tiêu tốn chi phí không nhỏ, nếu không được xử lí triệt
để sẽ gây ảnh hưởng lớn đến môi trường.
1.1.3. Phế liệu tôm và hướng tận dụng phế liệu.
 Phế liệu tôm
 Thành phần hóa học của phế liệu tôm:
Phế liệu tôm chủ yếu là đầu, vỏ và đuôi tôm, ngoài ra còn phần thịt vụn do bóc
nõn không đúng quy trình kỹ thuật. Tùy thuộc vào từng loài, sản phẩm chế
biến khác nhau mà lượng phế liệu tôm thu được khác nhau. Trong phế liệu tôm,
phần đầu thường chiếm khoảng 35 – 45%, phần vỏ chiếm 10 –15% trọng lượng của
tôm nguyên liệu. Tuy vậy tỷ lệ này còn phụ thuộc vào giống, loài và giai đoạn sinh
trưởng. [6]

6


Bảng 1.1 Thành phần trọng lượng của tôm (%)
Loại tôm

Đầu tôm

Vỏ tôm

He

29,8

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

Vàng

31,75

13,07

Sắt

42,38

11,62

Càng

51,95

8,56

Theo Meyer và cộng sự (1986) thành phần hoá học của phế liệu tôm như sau:
Bảng 1.2: Thành phần đầu và vỏ phế liệu tôm theo chất khô (%)
Phế liệu

Đầu

Vỏ

Protein

53,5

22,8

Chitin

11,1

27,2

Lipid

8,9

0,4

Tro

22,6

11,7

Calci

7,2

11,1

Phospho

1,68

3,16

Thành phần hóa học trong phế liệu tôm gồm protein, chitin, canxi cacbonat và
các sắc tố. Tỷ lệ các thành phần này thường không ổn định, chúng thay đổi theo
giống loài, đặc điểm sinh thái, mùa vụ khai thác. [16]

7


 Các phương pháp bảo quản phế liệu tôm:

Có nhiều loại phương pháp bảo quản phế liệu khác nhau như: Phơi (hay sấy
khô), làm lạnh, cấp đông, luộc hay sử dụng hóa chất bảo quản.
- Làm lạnh: Là hạ nhiệt độ của phế liệu tôm xuống gần nhưng không thấp hơn
nhiệt độ điểm băng. Phương pháp này hạn chế được một phần sự phát triển của
VSV và enzyme nhưng nhược điểm của phương pháp này là thời gian bảo quản
ngắn.
-

Phơi hay sấy khô: Là phương pháp giảm độ ẩm của phế liệu tôm. Do đó cũng

góp phần kìm hãm hoạt động của enzyme và VSV.
-

Sử dụng hóa chất bảo quản: Đây là phương pháp đang được nghiên cứu để áp

dụng rộng rãi trong thực tế. Nguyên tắc chung của phương pháp này là dùng hóa
chất để ức chế hoạt động của enzyme và VSV. Hóa chất sử dụng có thể là axid hữu
cơ, axid vô cơ và các chất bảo quản khác. Khi sử dụng các axid để bảo quản phế
liệu, chúng sẽ làm giảm pH xuống, tạo môi trường bất lợi cho các tác nhân gây hư
hỏng phế liệu.
- Phương pháp luộc: Sử dụng nhiệt độ cao trong môi trường có nước để vô hoạt
enzyme và tiêu diệt VSV, phương pháp này ít được chi phí sản xuất cao và không
kéo dài được thời gian bảo quản.
-

Phương pháp cấp đông: Đây là phương pháp hạ thấp nhiệt độ của phế liệu xuống

dưới -180C, ở nhiệt độ này có tác dụng ức chế mạnh hoạt động của enzyme và VSV
vì vậy có thể giữ được chất lượng của phế liệu tốt. Tuy nhiên phương pháp này
cũng có nhược điểm là chi phí sản xuất cao.

Trong quá trình sản xuất để đảm bảo được sự liên tục thì chúng ta cần có nguồn
dữ trữ nguyên liệu đảm bảo. Đối với nguyên liệu thủy sản thì việc bảo quản nguồn
nguyên liệu là hết sức quan trọng bởi chúng mang những đặc thù của nguyên liệu bị
hư hỏng. Việc bảo quản nguyên liệu ngoài ý nghĩa dự định nó còn có tác dụng bảo
đảm nguyên liệu tốt để sản xuất ra những sản phẩm có chất lượng cao. Và tùy vào
đặc điểm của từng nguyên liệu mà chúng ta có các phương pháp khác nhau. Đối với

8


phế liệu đầu tôm do có lượng nước cao và khá mềm nên công tác bảo quản rất được
chú trọng. Phương pháp bảo quản chính đối với phế liệu đầu tôm là bảo quản lạnh.
Phế liệu tôm sau quy trình sản xuất được chứa trong thùng nhựa. Các thùng phế
liệu sẽ được vận chuyển đến kho phế liệu, tại đây sẽ được ướp đá xay với tỷ lệ này
được vận chuyển ngay về kho chứa phế liệu tại đây chúng sẽ được ướp đá xay với
tỷ lệ thích hợp chờ sản xuất. Phế liệu tôm cũng có thể được bảo quản đông trong
các kho bảo quản. Chúng sẽ được đóng vào túi hoặc thùng các tông và chuyển vào
kho lạnh, tại đây phế liệu tôm sẽ được bảo quản tốt và thời gian bảo quản có thể kéo
dài hàng năm.
 Hướng tận dụng phế liệu tôm.
Trước đây nguồn phế liệu tôm trong chế biến chủ yếu được cung cấp cho các
nhà máy chế biến thức ăn gia súc nhỏ lẻ, khi nguồn phế liệu không được tận dụng
hết thì gây ảnh hưởng trầm trọng đến môi trường. Những năm gần đây, sản lượng
tôm thẻ ngày càng tăng nên nguồn phế liệu tôm thẻ trở thành nguồn nguyên liệu
chính để sản xuất chitin - chitosan, nhất là ở các tỉnh miền Trung đã mở ra một
hướng tận dụng cho nguồn phế liệu này. Tuy nhiên việc sản xuất chitin - chitosan
bằng phương pháp hóa học vừa không tận thu hết sắc tố và protein trong phế liệu
vừa ảnh hưởng đến môi trường do hàm lượng protein và hóa chất cao trong nước
thải. Việc sử dụng phương pháp sinh học để sản xuất chitin - chitosan đã và đang
được quan tâm và nghiên cứu, thông qua việc sử dụng enzyme protease để tách

protein giúp thu được một lúc hai sản phẩm là protein thủy phân, các sắc tố trong
dịch thủy phân và chitin - chitosan. Sản phẩm protein thu được thường được tận
dụng bổ sung vào thức ăn gia súc. Tuy nhiên, một số nghiên cứu gần đây cho thấy
dịch thủy phân thu được khi thủy phân phế liệu bằng các enzyme khác nhau có hoạt
tính sinh học. Điều này mở ra hướng tận dụng cao hơn cho sản phẩm thủy phân, có
thể ứng dụng sản phẩm thủy phân này trong thực phẩm chức năng và y dược. [3]
Do hàm lượng protein trong đầu tôm cao do đó nó được làm thức ăn cho chăn
nuôi. Ở nước ta hiện nay đa số sử dụng tôm đông lạnh để sản xuất thức ăn chăn
nuôi, rất nhiều thức ăn chăn nuôi bán chạy trên thị trường Việt Nam có chứa bột

9


tôm. Bột tôm được chế biến tốt có thành phần acid amin tương tự như acid amin
trong đậu tương hay bột cá. Để sản xuất thức ăn chăn nuôi có chất lượng cao phế
liệu sử dụng phải là một loại tốt và không phân hủy, nếu không sẽ cho ra sản phẩm
có chất lượng thấp. Do vậy việc xử lý và chế biến phế liệu có ý nghĩa rất quan
trọng. [9]
Phế liệu từ các khâu chế biến cần được thu hồi và bảo quản thích hợp, cần phải
thu gom riêng những loại khác nhau như đầu, vỏ… Do thành phần và tiềm năng sử
dụng, giá trị sử dụng của chúng đáng kể. Phế liệu tôm dễ hỏng 1 phần chứa enzyme
phân giải protein, 1 phần do quá trình phân hủy vi sinh. Lượng protein ở đầu tôm
mất đi vì bị ươn thối có tới trên 10%, đồng thời có thể làm giảm chất lượng sản
phẩm tôm. Nên tiến hành ngay các công đoạn tiếp theo như cấp đông hay sấy khô
để chế biến phế liệu thành bán thành phẩm ổn định sau đó sẽ được sử dụng hay bán.
[9]
- Sản xuất thức ăn chăn nuôi:
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 phế liệu tôm tươi và làm thức ăn cho
tôm, cá dưới dạng bột. Chất lượng bột phụ thuộc vào chất lượng phế liệu và phương

pháp chế biến.
Hiện nay có 2 phương pháp được áp dụng phổ biến trong sản xuất bột tôm là
phương pháp sấy khô và phương pháp ủ xỉ lô [9]:
+ Phương pháp sấy khô bằng nhiệt:
Phương pháp có ưu điểm là đơn giản, có thể chế biến nhanh lượng phế liệu tôm
đông lạnh, tính kinh tế cao. Nhược điểm là chất lượng kém, giá trị dinh dưỡng
không cao
+ Phương pháp ủ xi lô:
Ở phương pháp này người ta sử dụng acid hữu cơ và vô cơ trong việc ủ nhằm tăng
tác động của enzyme và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, Sau khi ủ tiến hành
trung tính bằng các chất kiềm, chất ủ được làm thức ăn chăn nuôi. Phương pháp này
có ưu điểm là chất lượng tốt nhưng giá thành cao và phức tạp.

10


- Sản xuất chitin- chitosan
Trong thành phần của vỏ, đầu tôm có chứa một lượng lớn chitin, vì vậy có thể
sử dụng để sản xuất chitin- chitosan. Đây là biện pháp sử dụng phế liệu chính không
chỉ ở Việt Nam mà hầu hết các nước trên thế giới. Sử dụng phế liệu tôm sản xuất
chitin chitosan mang lại lợi ích kinh tế cao và có ý nghĩa lớn bởi những công dụng
tuyệt vời từ sản phẩm này.
Chitin là polysaccaharide có đạm, thành phần cần thiết của vỏ giáp xác. Trong
vỏ tôm cua hàm lượng chitin rất cao (10-20% trọng lượng vỏ khô). Sản xuất chitinchitosan bao gồm các bước: tách khoáng, tách protein, deacetyl bằng nồng độ cao.
Sản phẩm chitin đem đi thủy phân bằng NaOH đậm đặc thu chitosan hoặc thủy
phân bằng HCl đặc để thu glucosamine, chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
như thực phẩm, nông nghiệp, mỹ phẩm,… đặc biệt trong y học. [26]
- Sản xuất bột màu astaxanthin
Biện pháp này cũng là một hướng đi đem lại giá trị cao cho nguồn phế liệu tôm
tại Việt Nam. Astaxanthin là một sắc tố thuộc dòng họ xanthophylle (carotenoid),

kết tinh màu tím. Chất này hiện diện trong các loài giáp xác. Trong các loại giáp xác
thủy sản. Astaxanthin chủ yếu tập trung ở phần vỏ ngoài chiếm 58- 87% tổng hàm
lượng carotenoid. Nó thường tồn tại dưới dạng mono- hay di- ester với các acid béo
không no mạch dài, hoặc dưới dạng phức carotenoprotein của đồng phân quang học.
Trong vỏ giáp xác astaxanthin tham gia vào trong thành phần của lipoprotein,
astaxanthin tồn tại ở dạng liên kết với protein và dễ tách ra dưới tác dụng của nhiệt.
Vì vậy hiện nay vấn đề tận dụng astaxanthin trong công nghiệp chế biến phế liệu
tôm là vấn đề đang được nhiều nước quan tâm. [3]
- Sản xuất sản phẩm súp, gia vị, mắm tôm. Ngoài ra từ phế liệu tôm có thể tận
dụng để chế biến thành nhiều sản phẩm như đầu tôm sau khi được loại bỏ vỏ có thể
chế biến thành mắm tôm và gia vị, nó cũng tận dụng làm nguyên liệu tạo mùi cho
món súp tôm đặc, tôm vụn được dùng làm món canh tôm. Nước chấm là tên gọi cho
tất cả các loại sản phẩm thực phẩm dạng lỏng giàu đạm và có nồng độ muối cao.
Nước chấm có thể được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau và nguyên liệu

11


để sản xuất nước chấm cũng khá phong phú. Đối với nguyên liệu đầu tôm có hàm
lượng protein khá cao nên việc ứng dụng để sản xuất nước chấm khá phù hợp. Việc
ứng dụng đầu tôm để sản xuất nước chấm là hướng đi mới nhằm giải quyết vấn đề
tận dụng nguyên liệu còn lại trong công nghiệp sản xuât tôm đông lạnh. [3], [9]
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN
PROTEIN BẰNG ENZYME PROTEASE
1.2.1. Enzyme protease
Protease là enzyme xúc tác quá trình thủy phân liên kết peptid (-CO-NH-)n
trong phân tử protein, polypeptid đến sản phẩm cuối cùng là các acid amin. Ngoài
ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển acid
amin. Là một enzyme có vai trò quan trọng trong ngành công nghệ thưc phẩm. [4]
Hiệu suất xúc tác của nó có thể gấp hàng trăm, hàng ngàn hoặc hàng triệu lần so

với các chất xúc tác vô cơ khác. Quan trọng hơn nữa là nó có khả năng xúc tác cho
phản ứng hóa học xảy ra trong điều kiện nhẹ nhàng, nhiệt độ và áp suất bình
thường, pH môi trường gần như pH sinh lý và có khả năng xúc tác đặc hiệu cao đối
với các kiểu phản ứng cũng như cơ chất mà nó tác dụng sản phẩm tạo ra tinh khiết,
ít tạp chất. [4]
Có nhiều chỉ tiêu để phân loại protease, phân loại có thể căn cứ vào các chỉ tiêu
[4], như sau:
- Căn cứ vào nguồn thu protease có các loại enzyme:
+ Enzyme từ thực vật như: papain từ đu đủ, bromelain từ thân và lá dứa.
+ Enzyme từ động vật: enzyme được tách ra từ cá mô như: tụy tạng, dạ dày, ruột và
nội tạng của một số loại thủy sản (mực, cá,...) thường là trypsin, pepsin,
chymotrypsin, cathepsin…
+ Enzyme từ vi sinh vật: cũng là nguồn thu nhận enzyme rất phong phú, thường là
các loài aspergillus, bacillus, clostridium, Streptomyces và một số loài nấm men.
- Căn cứ vào tính đặc hiệu cơ chất của enzyme, có các loại: endopeptitdase (hay
hydrolase, proteinase), Exopeptidase (hay peptidase), amino peptidase, cacboxyl
peptidase, dipeptidase.
12


- Căn cứ vào pH tối thích cho sự hoạt động của enzyme có các loại sau: protease
acid, protease kiềm, protease trung tính.
- 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.
+ Carboxypeptidase: Xúc tác sự thủy phân liên kết pepstid ở đầu cacbon của mạch
polypeptide.
+ Dipeptihydrolase: Xúc tác 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:

+ Nhóm 1: Endopeptidase: Là các enzyme phân giải các liên kết nằm trong mạch
polypeptid. 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 xerin. 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 trường trung
tính. Ví dụ như Collagenase.
+ Nhóm 2: Exopeptidase (peptidase): Là các enzyme có khả năng thủy phân liên kết
peptid ngoài cùng của chuỗi polypeptid hoặc đầu amin, hoặc đầu cacboxyl để lần
lượt giải phóng ra các axit amin tự do ra khỏi chuỗi polypeptid. Vì vậy, chúng còn
được gọi là aminopeptidase hoặc cacboxypeptidase.

13


1.2.2. Cơ chế của phản ứng thủy phân
 Bản chất của các enzyme là: khi có sự tham gia xúc tác của các enzyme, các cơ
chất sẽ được hoạt hóa mạnh, từ đó làm thay đổi tính chất hóa học của cơ chất, kết
quả sau phản ứng sẽ tạo ra các sản phẩm của phản ứng.[21]
Các phản ứng hóa học chỉ có thể xảy ra khi phân tử các chất tham gia phản ứng
và chạm với nhau tại vị trí xảy ra phản ứng và phải ở trạng thái hoạt động. Muốn
hoạt hóa các phân tử thì cần phải cung cấp năng lượng cho chúng. Năng lượng đó
gọi là năng lượng hoạt hóa. Các chất xúc tác nói chung và xúc tác enzyme đều có

khả năng làm giảm năng lượng hoạt hóa mà phản ứng yêu cầu bằng cách tiến hành
qua các phản ứng tạo phức trung gian mà tổng năng lượng hoạt hóa của chúng nhỏ
hơn trường hợp không có chất xúc tác. [21]
Dưới tác dụng của enzyme cơ chất có thể thay đổi không chỉ về cấu trúc hóa
học, mà còn thay đổi tính chất hóa học. Sự tạo thành phức enzyme, cơ chất (ES) và
biến đổi phức này tạo thành sản phẩm (P) trải qua 3 giai đoạn [23], như sau:
- Giai đoạn 1: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết 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.
- 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.

E+S

ES

EP + H - P+

E + P - OH + H - P+

Hình 1.3. Phản ứng thủy phân protein xúc tác bởi enzyme protease

14

Trong đó:
 E là enzyme, S là cơ chất protein, ES là phức hợp Michaelis giữa enzyme và cơ
chất.
 P và P+ biểu thị kết quả các peptid có kích thước khác nhau được tách ra.
Cách tác động: Endoprotease tiến hành tách các liên kết peptid ở bên trong của
nhánh polypeptid, trong khi exopeptidase tách rời các axit amin ở vị trí đầu tiên và
cuối cùng của nhánh polypeptid.
 Qúa trình thủy phân protein diễn ra như sau:

Protease
Protein

Protease
polypeptid

H 2O

Protease
peptid

H2 O

acid amin
H2 O

Qúa trình thủy phân protein là quá trình phân cắt một số liên kết nhị dương trong
hợp chất hữu cơ thành các thành phần đơn giản dưới tác dụng của các chất xúc tác
và có sự tham gia của các yếu tố nước trong phản ứng. Như vậy sản phẩm thủy
phân protein gồm các polypeptid, pepton, peptid và acid amin. Tùy thuộc vào từng
loại enzyme protease khác nhau cũng như chế độ thủy phân khác nhau mà sản phẩm

thủy phân thu được các thành phần có tỷ lệ cũng khác nhau. [23]
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân
Trong quá trình thủy phân, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân
như :
 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân:
Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến phản ứng enzyme. Bản chất của enzyme là
protein nên khi tăng hay giảm nhiệt độ đều làm ảnh hưởng tới hoạt tính của chúng
và nó chỉ thể hiện được hoạt tính cao nhất ở một giới hạn nhiệt độ nhất định. Khi
nhiệt độ cao thì làm biến tính không thuận nghịch, enzyme có nguồn gốc động vật
thì khoảng nhiệt độ thích hợp từ 400C- 500C, enzyme có nguồn gốc thực vật thì
khoảng 500C- 600C, enzyme có nguồn gốc vi sinh vật thì từ 300C- 400C. Trong
khoảng nhiệt độ thích hợp cho hoạt độ của enzyme thì nếu nhiệt độ tăng 10 thì tốc

15


độ phản ứng tăng lên 1,5 – 2 lần. Tốc độ phản ứng của enzyme không phải lúc nào
cũng tỷ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng, tốc độ phản ứng chỉ tăng lên đến một giới
hạn nhiệt độ nhất định. Vượt quá nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme sẽ giảm và
dẫn đến mức triệt tiêu. Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng cao nhất được gọi là
nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ thích hợp với một enzyme có sự thay đổi khi có sự thay
đổi về pH, nồng độ cơ chất,… [21], [22]
 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân:
Trong quá trình thủy phân, thời gian tác dụng của enzyme lên cơ chất dài hay
ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ mịn của nguyên liệu, pH, nhiệt độ,….Thời
gian thủy phân còn đủ dài để enzyme phân cắt các liên kết trong cơ chất tạo thành
các sản phẩm cần thủy phân. Khi cơ chất cần thủy phân đã thủy phân hết, quá trình
thủy phân kết thúc. Thời gian thủy phân phải thích hợp để đảm bảo hiệu suất cao
đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt. Nhưng nếu kéo dài thời gian thủy phân
quá mức sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật hoạt động làm sản sinh ra các sản phẩm

cấp thấp như: NH2, H2S, indol, scaptol… và việc kéo dài thời gian thủy phân sẽ làm
giảm hiệu quả kinh tế. Ngược lại nếu thời gian thủy phân ngắn thì quá trình thủy
phân chưa triệt để các acid amin tạo thành còn ít trong khi các peptid còn tồn tại
nhiều trong sản phẩm như vậy sẽ gây lãng phí nguyên liệu và khó khăn cho quá
trình lọc để thu dịch thủy phân protein. [15], [18], [21]
 Ảnh hưởng của pH
pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính enzyme vì pH ảnh hưởng đến mức độ
ion hóa cơ chất, ion hóa enzyme và đến độ bền của protein enzyme. Đa số enzyme
có khoảng pH thích hợp từ 5-9. Với nhiều protease, pH thích hợp ở vùng trung tính
nhưng cũng có một số protease có pH trong vùng acid (pepsin, protease acid của vi
sinh vật,…) hoặc nằm trong vùng kiềm (tripsin, subtilin…) với từng enzyme, giá trị
pH thích hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, loại cơ chất,… thay đổi. Mỗi enzyme chỉ
hoạt động ở một pH nhất định gọi là pH tối thích. pH tối thích của đa số enzyme
nằm trong vùng trung tính, acid yếu hoặc kiềm yếu, chỉ có rất ít enzyme hoạt động
trong vùng acid hoặc kiềm. [18], [21]

16