Tối ưu hóa quá trình thủy phân Protein trên đầu tôm thẻ chân trắng bằng Enzyme alcalase và đặc trưng tính chất của dịch thủy phân

1

LỜI CẢM ƠN

Khoá luận tốt nghiệp là bước cuối cùng đánh dấu sự trường thành cùa một sinh
viên ờ giàng đường Đại học đè đóng góp những gi mình đã học được cho sự phát triển
đất nước.
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sấc đến Th.s Nguyền Thị Kim Cúc và Th.s
Ngô Thị Hoài Dương đã tận tình hướng dần, chỉ dạy và truyền đạt kinh nghiệm và giúp
đờ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô giáo trong Viện Công Nghệ sinh học &
Môi trường. Thay cô dà tận tinh giúp dở, giảng dạy và truyền đạt kiến thức quý báu dê
cm cỏ dược nền tàng kiến thức vừng chắc.
Con xin gửi tới bò mẹ sự biết ơn sâu sắc. Bô mẹ luôn bên cạnh động viên, ùng hộ
và yêu thương con nhất. Con sẽ luôn cố găng sống tốt, xứng đáng với niềm tin yêu cũa
bỏ mẹ. Con xin cám ơn bố mẹ!
Cuôi cùng, tôi xin gửi lời cam ơn đến chị Nguyền Thị Minh Nhật - cán bộ quàn lý
Phòng thí nghiệm Viện CNSIỈ&MT. các bạn trong lớp 50CNS1I đà quan tâm và nhiệt
tình giúp đờ đề bài luận văn được hoàn thành.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn.
Chúc tất cả mọi người sức khóc và thành công!
Nha Trang, tháng 7 năm 2012
Sinh viên
Nguyễn Thị Chính


ii

MỤC LỤC

T rang

LỜI CẢM Ơ N .................................................................................................................................... ỉ
M ỤC L Ụ C ..........................................................................................................................................ii
DANH M ỤC B Ả N G ....................................................................................................................... V
DANH M ỤC H ỈN H ..................................

vi

DANH M ỤC CÁC T Ừ V IẾT T Ả T .........................................................................................vii
M Ỏ Đ À U .............................................................................................................................................1
C H Ư Ơ N G I: TỎNG Q U A N .........................................................................................................3
1.1 Tổng quan phế liệu t ô m .................................................................................................. 3
1.1.1 Phế liệu tôm trong clìế biến thủy sản.....................................................................3
1.1.2 Thành phần hóa hục của phế liệu tôm .................................................................. 3
1.1.3 Enzyme protease cùa tôm [6]................................................................................... 5
1.1.4 Các phương pháp thu nhận protein từ phế liệu tô m ........................................... 7
1.1.5 Các nghiên cứu về việc thu hoi protein băng enzym e........................................8
1.2 Tổng quan về chất chống oxi h ó a ............................................................................. 10
1.2.1 Khái quát chung về gốc tự do và chất chống oxi hóa......................................10

1.2.1. ỉ Gốc tự do, và sự oxy hoá ..............................................................................10
1.2. ỉ.2 Chat chổng oxi hóa ...........................................................................................11
1.2.2 Các phương pháp xác định hoạt tính chống oxi h ó a .......................................12

1.2.2.1 Cúc phương pháp HA T ..................................................................................12
ỉ. 2.2.2 Các phương pháp E T ........................................................................................ 13
1.2.3 Tinh hình nghiên cứu khà năng chông oxi hóa từ phế liệu thủy sân........... 14
1.2.4 ứ n g dụng cua chất chống oxi hóa trong thực phẩm........................................15
1.3 Tống quan về enzym e protease................................................................................... 15
1.3.1 Phân loại và đặc điềm các loại enzyme protease............................................ 15

Ill

1.3.2 Các yếu tổ ảnh hướng đến quá trình thủy phân................................................18
1.3.3 ứ n g dụng cùa enzyme protease........................................................................... 20
1.4 Tổng quan về enzyme A lcalase................................................................................21
C H Ư Ơ N G II: ĐÓI TƯ ỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NG H IÊN c ứ u ...........................22
2.1 Đối tượng nghiên c ứ u .................................................................................................... 22
2.1.1 Nguyên liệu đẩu tôm................................................................................................22
2.1.2 Hóa chất......................................................................................................................22
2.2 Phương pháp nghiên cứu và xử lý số liệ u ............................................................. 22
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu....................................................................................... 22

2.2.1. ỉ Phương pháp bố trí thi nghiệm ..................................................................22
2.2.1.2 Phương pháp phân tích các chi tiê u ......................................................... 23
2.2.2 Phương pháp xứ lí số liệu.......................................................................................27
2.3 Bố trí thí n g h iệm .............................................................................................................27
2.3.1 Quy trình nghiên cứu ảnh hường cua việc xừ lí nhiệt đối với nguyên liệu
trước khi thùy phân................................................................................................................. 27
2.3.2 Đánh giá ảnh hường cùa các yếu to thủy phân.................................................29
2.3.3 Tối ưu hóa quá trình thùy phân protein đầu tôm bằng enzyme Alcalase....33
C H Ư Ơ N G III: KẾT QUẢ N G H IÊN

cú u

VÀ TH ẢO L U Ậ N ...................................... 35

3.1 Ảnh hường của xứ lí nhiệt trước khi thúy phân và bố sung enzym e alcalase
đến hàm lưọng protein hòa tan của dịch thủy phân..................................................35
3.2 Ảnh hưóng của xử lí nhiệt trước khi thủy phân đến khả nãng chống oxi hóa

của dịch thủy ph ân................................................................................................................ 36
3.3 Ảnh hưởng của các yếu tố dến hàm lượng protein hòa tan của dịch thủy
phân protein đầu tô m ...........................................................................................................37
3.4 Ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng chống oxi hóa cúa dịch thủy phân
protein đầu tô m ......................................................................................................................41


IV

3.5 Ket qua tối ưu quá trình thiiy phân để thu dịch thuý phân có kha năng khử
gốc tự do D D PH ......................................................................................................................45
3.6 Dặc trưng tính chất của dịch thúy p h â n ................................................................ 48
K ÉT LUẬN VÀ KIỀN N G H Ị................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM K H Ả O .....................................................................
PHỤ LỤC

51


V

DANH M ỤC BẢNG

Bảng I. I Thành phần hóa học cơ ban cùa phế liệu tôm thẻ chân trắng.........................4
Bàng 2.1 Thể tích các dung dịch hóa chất cho vào ống nghiệm ....................................25
Bảng 2.2 Thế tích cùa các dung dịch hóa chất cho vào ống nghiệm ............................ 26
Bảng 2.3 Ma trận thí nghiệm đánh giá ảnh hường của việc xir lý nhiệt ban dâu.............. 29
Bảng 2.4 Thiết kế mức thực nghiệm cùa các tham số trong quy trình xác định ảnh
hường cùa các yếu tố tới quá trinh thúy phân.................................................................... 31
Bang 2.5 Mô hình thí nghiệm xác định các yếu tố ảnh hường tới quá trình thủy phân........ 31

Bảng 2.6 Thiết kế mức thực nghiệm cua các tham số trong tối ưu theo phương pháp
Box-Bchnken................................................................................................................................34
Bảng 2.7 M ô hình thí nghiệm tối ưu theo phương pháp B ox-B ehnken......................34
Bàng 3.3 Ket quà phân tích mức độ ảnh hương cùa yếu tố đến hàm lượng protein
hòa tan cua dịch thủy phân protein đàu tôm trên phần mềm D X 8 ...............................38
Bàng 3.4 Kết quà phân tích tương tác giữa các yếu tố đến khả năng chống oxi hóa
cua dịch thủy phân protein đầu tôm ....................................................................................... 41
Báng 3.5 Kct quả nghiên cứu tối ưu theo mô hình B ox-B chnken................................ 45
Bảng 3.6 Kct quá phân tích sự tương thích cùa mô hình bậc hai đối với hàm lượng
protein hòa tan..............................................................................................................................46
Bảng 3.7 Ket quả phân tích sự tương thích cùa mô hình bậc hai đối với hàm lượng

2

Đ D PH bị khử......................................... ....................................... .......................................... .46
Báng 3.8 Một số chi tiêu phàn tích cùa dịch thủy phân protein từ phế liệu đầu tôm.......... 48
Bảng 3.9 Thành phần acid amin của dịch thủy phân protein từ phố liệu đầu tôm
bang enzyme A lcalase...............................................................................................................49


VI

DANH M Ụ C HÌNH

Hình ì. ỉ Cơ chê hoai động của chát chông oxi hỏa [22] ................................................ 11
Hình 1.3 Mỏ hình enzyme Protease thủy phân phân từ Protein .................................... lổ
Hình 1.4 Phân loại enzyme protease [8] ............................................................................. 16
Hình 2.1 S ơ đồ hố trí trí thí nghiệm tỏng quát .................................................................... 23
Hình 2.3 Sự hắt màu cùa phàn ứng Biuret ...........................................................................24
Hình 2.5 Quy trình nghiên cửu anh hường của x ử lý nhiệt trước thủy phân ..............27

Hình 2.6 Quy trình xem xét ánh hưởng của các yếu to thủy phân ................................. 30
Hình 2.7 Quy trình thi nghiệm toi ư u .................................................................................... 33
Hình 3.2 Anh hưởng cua x ứ li nhiệt han đầu đên hàm lượng DDPH bị khử ............. 36
Hình 3.3 Kêt quả phân tích ành hưởng cua các yếu tó đến hàm lượng protein hòa
tan cùa dịch thúy phân protein dâu tôm trên dô thị Half-Normal............................... 38
llình 3.4 Phàn tích ảnh hương của thời gian đèn hàm lượng protein hỏa tan trên
phần mềm DX8 .............................................................................................................................39
Hình 3.5 Phân tích anh hướng cùa nhiệt độ đên hàm lượng protein hòa tan trên
phần mem DX8 ............................................................................................................................. 40
Hình 3.6 Ket quả phân tích Half-Normal đánh giá ảnh hưởng của các yếu to đến
khá năng chong oxi hóa cùa dịch thủy phân protein đầu tôm trên phần mem DX8 41
Hình 3 .7 Phân rích ảnh hướng cùa thời gian đến hoạt tỉnh chống oxi hỏa cùa dịch
thùy phân bằng phần mem D X8 .............................................................................................. 42
Hình 3.8 Kêt quà phàn tích ảnh hướng của nhiệt dộ đên hoạt tinh chống oxi hóa của
dịch thủy phân trên phan mem D X 8 ..................................................................................... 43
Hình 3.9 Kêt quà phân tích ảnh hường nông độ enzyme đên hoạt tính chông oxi hóa
cùa dịch thủy phân trên phẩn mêm D X 8 ............................................................................. 44
Hình 3.10 Bê mặt đáp ímg tói

UU

quá trình thủy phân .................................................... 47


vii

D A N H M U C C A C T U VI E T T A T

DDPH :

2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

HAT:

Hydrogen Atom Transfer

ET:

Electron Transfer

A A PH :

2,2'-Azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride


1

M Ở DÀU

Việt Nam có bờ biển dài khoảng hơn 3.200km và hơn 236.972 ha mặt nước
nuôi trồng thủy sản đà tạo tiền đề cho ngành chế biến thủy sản phát triển mạnh mẽ.
Hiện nay, chế biên thủy sản không những đem lại lợi nhuận cao đóng góp ngân sách
cho nhà nước mà còn giãi quyết công ăn việc làm cho hàng nghìn lao động. Theo
Hiệp Hội Chế biến và Xuất khấu Thủy sản Việt Nam (V A SEP), trong 6 tháng đầu
năm 2011, cả nước đà xuất khẩu 10.872 tấn tôm, trị giá 971.109 triệu USD, tâng
16,9% về khối lượng và 35,2% về giá trị so với cùng kì năm 2010 và là nhóm hàng
cỏ mức tăng trường cao nhất trong các nhóm hàng thũy sàn xuất khâu chũ lực cùa
Việt Nam. Di đôi với việc tăng sản lượng tôm xuất khấu là lượng phế liệu tôm thải
ra cùng tăng lên. Tuy nhiên, việc khai thác các sản phẩm có giá trị sinh học từ
protein đầu tôm chưa được đầu tư nghicn cứu nhiều ớ nước ta, protein chù yếu mới

chi được tận thu như một dạng sản phâm phụ cua quá trình sản xuất chitin đe làm
thức ăn gia súc. Điều này không nhùng gây làng phí tài nguyên mà còn ánh hướng
lớn đến môi trường.
Min - Soo Heu và cộng sự (2003); Seymour & Li (1996) đà chỉ ra rằng dịch
thủy phân protein từ phế liệu đau tôm cỏ chửa thành phần acid amin khá cao và có
giá trị về mặt sinh học. Vì vậy, việc nghiên cứu tối ưu quá trình thu hồi các sản
phấm có hoạt tính sinh học từ protein dầu tôm là rất cần thiết, vì không nhừng vừa
nâng cao hiệu quà sử dụng tài nguycn mà còn góp phẩn khuyến khích cái tiến công
nghệ sàn xuất chitin ở Việt Nam theo hướng thân thiện với môi trường.
Xuất phát từ nhừng vấn dề trên đề tài “T ối ưu quá trình thuỷ phân protein
trẽn dầu tôm thé chân trắng bằng enzym e A lcalase và dặc trưng tính chất của
dịch thuý phân” được thực hiện nhằm xác định chế độ thu hồi và đánh giá hoạt
tính sinh học của dịch thu được khi tlìùy phàn đầu tôm bang enzym e A lcalase, một
cnzvmc vẫn thường được dùng đê thúy phân đầu tôm hiện nay, từ đó mớ ra hướng
ứng dụng sàn phẩm thủy phàn này vào trong thực phẩm và thực phẩm chức năng.


2

Nội dung của đc tài:

>

Đánh giá ảnh hường của việc xử lý nhiệt nguyên liệu trước thủy phân.

>

Đánh giá ảnh hưởng cùa các yếu tố đến hàm lượng protein hòa tan và khả
năng chống oxi hóa của dịch thủy phân đâu tôm.

> Tối ưu quá trinh thuỷ phân protein băng enzyme Alcalase dê thu dịch có
hoạt tính chống oxi hóa cao trên dầu tôm thè chân tráng.
>

Đánh giá giá trị dinh dường và giá trị sinh học cua dịch thuý phân.


3

C H Ư Ơ N G I: T Ố N G Q U A N

1.1 T ồng quan phế liệu tôm
/. 1.1 Phế liệu tôm trong chế hiến thủy sán
Phế liệu tôm chù yếu là đầu, vỏ và đuôi tôm, ngoài ra còn có phần thịt tôm do
lột vo sai quy cách hoặc tôm biến màu. Tùv thuộc vào từng loài, sản phắm chế biến
khác nhau mà lượng phế liệu tôm thu được khác nhau. Chang hạn, đối với tôm càng
xanh Macrobrachium rosenbergiiy đầu tôm chiếm tới 60% trọng lượng tôm. Đau
tôm sú Penaeus monodon cũng chiếm tới 40% trọng lượng tôm. Đ ôi với tôm thè,
lượng phế liệu đầu tôm chiếm khoảng 28%. Lượng phế liệu này có thể giảm bằng
cách cài tiến thiết bị và công nghệ.
V iệc tiêu thụ một lượng lứn tôm nguyên liệu cùa các nhà máy chế biến thủy
sản đà thải ra một lượng lớn phế liệu, chú yếu là đầu tôm và vỏ tôm. Các loại phế
liệu này nếu thai trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nghicm trọng
và nếu đem xư lí chất thai thì chi phí sẽ rất lớn. Ngày nay, đă có nhiều hướng
nghiên cứu sư dụng phế liệu tôm đố sản xuất các chế phấm có giá trị quan trọng như
chitin-chitosan, Asthaxanthin.
/. 1.2 Thành phần hỏa học của p h ế liệu tôm
Trong phế liệu tôm có chứa những thành phần quan trọng có giá trị như
protein, chitin, canxi cacbonate...T ý lệ giìra các thành phần này không ổn định,
chúng thay đôi theo giống, loài, đặc điếm sinh thái, mùa vụ...Thành phần hoá học

cơ bàn của phé liệu tôm thè chân trắng được nghiên cứu bời Trang Sĩ Trung (2009)
thề hiện trong báng 1.1.


4

Bảng 1.1 T hành phần hóa học
STT

CO'

bản cùa phế liệu tôm thé chân trắng

T hành phần

Hà ni lượng

1

Độ âm (%)

77,5 ± 1,2

2

Hàm lượng tro tồng sốa (%)

3

Hàm lượng chitina(%)

18,3 ± 0 ,9

4

Hàm lượng protein" (%)

47,4 ± 1,8

5

Hàm lượng lipida(%)

6

1làm lượng asthaxanthiiT (ppm)

24,6 ± 0.8

4,7 ± 0,3
130 ± 13,9

a: Tính theo chât khô tuyệt đoi
> Protein: Protein đầu tôm thường tồn tại ờ 2 dạng chính là dạng tự do (có
sằn trong nội tạng và phan cơ thịt còn sót lại gắn với đầu tôm) và dạng liên kết với
chitin hoặc canxi carbonate như một phần thống nhất của vó đầu tôm.
> Chitin: Chiếm khối lượng lớn (18,3% ). Tồn tại dưới dạng liên kết với
protein, khoáng và nhừng hợp chất hừu cơ khác.
> H ệ enzym e: Trong đầu tôm có chứa hệ enzyme hoạt động mạnh đặc biệt là
ở nội tạng, do đó rất dề bị hư hóng. Một so enzyme ơ đầu tôm gồm:

-

Protease: Là enzym e chu yếu trong đầu tôm, phân giải protein thành

acid amin.
-

Lipase: phàn giãi lipid thành glyceryl và acid béo

- T yrosinase: khi có mặt cùa oxi không khí sồ biến dôi tyrosine thành
melanin có màu den ánh hưởng tới giá trị cám quan và chất lượng sàn phâm.
> C hất ngấm ra (ý đẩu tôm: Trimethylamin (TM A), Trimethylamin oxyt
(TM AO), ure, các acid amin tự d o ...
N goài các thành phẩn trên trong đầu tôm còn có một lượng nhỏ lipid, photpho
và sắc tố.
Như vậy, phế liệu đầu tôm vừa là nguồn giàu chitin (11% trọng lượng khô)
vừa là một nguôn protein tốt (50 - 60% trọng lượng khô), có nhiều giá trị dinh
dường và nguồn enzyme.


5

Ọua bang phân tích thành phần phế liệu tôm (Bang 1.2) cho thấy hàm lượng
protein trong phế liệu tôm là khá lớn và như chúng ta đà biết protein có rất nhiều
ứng dụng trong thực tể. Vi vậy việc thu hồi lượng protein từ phế liệu đầu tôm là rất
có nghĩa.

1.1.3 Enzyme protease của tôm Ị 6/.
Các enzyme tiêu hóa. đặc biệt các enzyme tiêu hóa ờ protein ở giáp xác nói
chung và ở tôm nói riêng khá giống với enzyme có trong dạ dày của cá. Protease

cua tôm không có dạng pepsin, chú yếu ớ dạng trypsin hoặc protease serin dạng
trypsin và có kha năng hoạt động rất cao. Ngoài ra còn có enzyme Chymotrypsin,
astacine, Collagenase...
Protease cùa tôm cũng như các loài động vật thúy sinh khác là các protease nội
bào, nỏ tập trung nhiều nhất ờ cơ quan tiêu hóa, sau đó đến nội tạng và cơ thịt. Đặc
biệt ơ tôm do đặc điểm hệ tiêu hóa nội tạng nằm ờ phần đầu nên hệ enzyme sè tập
trung nhiều nhất ờ phần đầu sau dó đến các cư quan khác. Các enzyme có tác dụng
thủy phân protein, tính đặc hiệu rộng rãi, không chì thúy phân các liên két peptide
mà còn thủy phân cà liên kết este, liên két am in .... Phần lớn các enzyme thuộc
protease cua tôm thường có tính chất chung của một protease:
-

Hòa tan dược trong nước, dung dịch nước muối sinh lý dệm phosphate

trung tính, đệm Tris-HCl và một số dung môi hữu cơ khác, nên dựa vào những đặc
tính này đồ tách chiết chúng.
- Bị kết tủa thuận nghịch bơi một số muối trung hòa (sulfate amonium),
ethanol, aceto n e...đế thu nhận ché phẩm enzyme.
-

Hoạt tính cùa enzyme có thề tăng hoặc giám dưới tác dụng cùa các chất

hoạt hỏa hay ức chế.
- Đ ộ hoạt động cua enzyme chịu ảnh hường rất lớn bởi các yếu tó: Nhiệt độ,
pH môi trường.
Trypsin: Có nhiều trong dịch vị tụy tạng, có tác dụng mạnh với các loại
protid có phân từ lượng thấp ờ các mối liên kết peptide, amit, este. Trypsin từ ruột
tôm có pH thích họp là 7,8 ờ 38°c.

6

P eptidase, ereptase, và các loại khác: Tham gia xúc tác thủy phân liên kết
peptide trong phân từ protein và các polypeptide. Khả năng tác dụng cùng như tính
đặc hiệu cùa các loại enzyme này tùy thuộc vào bàn chất của các nhóm nam liền kề
mối liên kết peptide.
C acbonhydrase: Enzyme này xúc tác thúy phân các glucid và glucozit.
Hiện nay, có nhiều công trình trong và ngoài nước nghiên cứu về hệ enzyme
protease cua tôm.
Phan Thị Trân Châu và cộng sự nghiên cứu protease trên tôm biển miền Băc
Việt Nam cho thấy phạm vi hoạt động cùa chúng khá rộng từ pH 6 đến 9 và pH hoạt
động tối ưu là 7,5 và 8,5 [1].
Nguyền Văn Lệ (1996) nghiên cứu về protease đầu tôm bộp cho thấy khi tách
protease đầu tôm qua cột lọc gel sephadex H - 75 thu được hai protease có nhiệt độ
thích hợp là 60°c và 50°c với pH tương ứng là 7,5 và 8,5. Tác giả còn cho thấy có
thề sử dụng protease đầu tôm bộp đê thủy phân thu bột đạm từ phế liệu đầu tôm và
ứng dụng trong thủy phân cá [5].
Nguyền Văn Truyền (2006) đà nghiên cứu chiết xuất protease từ đầu tôm càng
xanh Macrobrachium rosenbergii và thu được enzym e protease có nhiệt độ tối thích
là 55°c, pH tối thích là 8 [9].
Nguyền Lộ Hà (2011 ) đâ nghiên cứu tách chiết và ứng dụng enzyme protease
từ tôm sú Penaeus monodon vào chế biến thủy sản. Kết quả nghiên cứu đã phát
hiện hộ protease ờ đầu và gan tụy tôm sú có ít nhất 5 loại khác nhau với phân tử
lượng từ 20.200 đến 40.200 Da, riêng đầu tôm còn có them hai protease với phân từ
lượng là 49.200 và 76.000 Da. Ba protease chiếm vai trò hoạt động chù đạo có phân
tứ lượng 20.200 đến 25.000 Da. Protease tôm sú bền nhiệt, có nhiệt độ tối thích là

62°c, pH hoạt động tối ưu là 7,5 với nồng độ muối ăn NaCl thích hợp cho hoạt
dộng là 1%. Hoạt động của protease gan lụy và đầu tôm giảm khi có mặt cùa một số
ion kim loại, đặc biệt là Hg2'. lon Mn

làm tăng hoạt tính của protease tôm sú [2].

Trên thế giới, các nhà nghiên cứu cùng dành sự quan tâm đen khía cạnh này.
Doek S.N và các cộng sự cho biết protease của thịt tôm he An Đ ộ ( p.inducus ) là


7

một protease kiềm, hoạt động cực đại ớ pH 8,0 bền với nhiệt, hoạt động phụ thuộc
vào ion kim loại [11].
Shann Tzong Jiang và cộng sự đã tách chiết được Cathepsin D từ một loài tôm
nuôi ờ Đài loan, đồng thời cùng xác định được nhiệt độ, pH tối thích cho enzyme
này hoạt động, cùng như các yếu tố hoạt hóa và ức chế [17], [18].

1.1.4 Cúc phương pháp thu nhận protein từ p h ế liệu tôm
Đ ể tách protein hiện nay người ta dùng các phương pháp sau:

'S Phương pháp cơ học
Sừ dụng lực cơ học đe tách một phần protein ra khỏi nguyên liệu vó, đầu tôm.
Đầu tôm còn tươi được rửa sạch, sau đó đem ép bàng trục lăn hoặc trục vít, thu hồi
dịch protein và báo quan. Phương pháp này cho hiệu qua thu hồi không cao và
thường được dùng kết hợp với phương pháp khác.

c Phương pháp hóa học
Phương pháp này sử dụng NaOH với các nồng độ khác nhau đê khử protein
trong phế liệu. Ưu điềm của phương pháp là đơn giản, không đòi hỏi máy m óc thiết
bị phức tạp, dề áp dụng trên quy mô lớn. Tuy nhiên hạn chế cùa phương pháp này là
gây ô nhiễm môi trường do dịch thải thường chửa kiềm, một phần protein và các
sản phẩm thủy phân; hơn nữa sản phâm protein bị hạn chế do các phán ứng không

m ong muốn do môi trường kiềm mạnh.

c Phương pháp sinh học
Phương pháp này dựa trên dựa trên hệ enzym e có sẵn trong nội tạng đầu tôm
hoặc bố sung enzyme thương mại (từ vi sinh vật, thực vật, động vật) đô thúy phân
protein đầu tôm thành các peptide, acid amin và thu hồi chúng. Có 2 phương pháp:
phương pháp ù xi lô và phương pháp bô sung enzyme protease
•

Phương pháp ù xi lô

Phương pháp này dựa trên hoạt tinh cùa enzyme protease có sẵn trong phế liệu
tôm hoặc bồ sung từ ngoài vào. Sự hóa lòng cua mô tôm là kết qua của việc thúy
phân protein nhờ hoạt động của enzym e, ngoài ra còn được hồ trợ bàng cách bố


8

sung các acid hữu cơ. Chất lượng cua protein thu được từ phương pháp này chú yếu
phụ thuộc vào hàm lượng các acid amin quan trọng.
Trang S ĩ Tmng và cộng sự (2009) ứng dụng u xi lô bàng acid formic đã loại
được 83,1% protein và 66,1% khoáng từ phế liệu tôm trong quá trinh chế biến chitin.
•

Phương pháp bồ sung enzym e protease

Phương pháp này giống như phương pháp ù xi lô là đều dựa trên hoạt động
thủy phân của enzyme protease đê thu hoi protein. Tuv nhiên để giảm thời gian thủy
phân người ta bồ sung hàm lượng nhất định enzyme protease nhàm tăng tốc dộ thúy
phân trong hồn hợp phế liệu tôm.

'S Phương pháp hóa ỉỷ
Nguyên lý dựa trên việc kết tủa protein bàng cách dùng acid de điều chinh pH
dung dịch chứa protein về điểm đăng điện của protein (pH = 4 - 5,5), sau đó dùng
các phương pháp lắng, lọc đề thu hoi protein. Ưu điểm cua phương pháp là đơn
giản, dề tiến hành, có thê thu hồi với hiệu suất cao, có thể ứng dụng thu hoi protein
trong nước thải của các nhà máy chế biến thực phẩm và chế biến thúy sản.

1.1.5 Các nghiên cứu về việc thu hồi protein hằng enzyme
> T rên thế giói
Trên thế giới, vấn đề thu hoi protein từ phe liệu tôm băng enzyme thủy phân
dâ dược nghiên cứu từ lâu (Simpson và Haard, 1985; Synovviecki và Al-Khateeb,

2000; Mizani và cộng sự, 2005). Các enzym e như Alcalase dâ được sử dụng để thủy
phân protein từ phế liệu tôm (Chabcaud, Guerard, Laroque & Dufosse, 2007;
Mizani, Aminlari, 2005) và trypsin, papain, pepsin (Synow w iecki & Al-Khatccb,
2000; Chakrabarty, 2002), ncutrasc và protease (Rutanapomvarccskuh 2006).
Gildberg và Stenberg, 2001 thu được 68,5% protein từ phế liệu tôm Pandaỉus

borealis sau 2 giờ thủy phân với enzym e Alcalase.
W henhong Cao và cộng sự, 2008 đà nghiên cứu thu hoi protein từ phế liệu đầu
tôm thẻ chân trắng bằng cách cho đầu tôm tự thủy phân, điều chinh nhiệt độ bằng
cách nâng nhiệt từ 40 - 70°c, cứ sau 30 phút thi tăng lên 5°c, giừ ờ pH tự nhiên.
Kết quá cho thấy tại diều kiện nhiệt độ

40°c, 50°c, 60°c

thì hàm lượng protein thu

9

hồi tương ứng là 43,6%, 73,6% , 87,4%. Và kết quá cùng chỉ ra rằng khi nhiệt độ
tăng từ 45"C - 60°c là nhiệt độ mà enzym e nội tại hoạt động mạnh nhất thì độ thủy
phân (DH) tăng từ 0 - 48% sau 180 phút khi nâng nhiệt dần lên, lượng protein thu
hồi cao nhất là 87,4% tại 60°c.
Józef Synowiecki và cộng sự, 1999 nghiên cứu ứng dụng Alcalase đề khứ
protein cùa phế liệu vò tôm Crangon crangon nhẩm thu hồi chitin và protein. Ban
đầu vỏ tôm Crangon crangon được khừ khoáng sơ bộ bàng dung dịch HC1 10%,

20°c, 30 phút và khử protein bàng enzym e Alcalase, 55°c, pH 8,5. Độ thủy phân
DH cao nhất là 30%, dịch thủy phân thu được có chứa 63% protein so với hàm
lượng chất khô tuyệt đối.
> Ớ Việt N am
Trước đây, nguồn phế liệu tôm chú yếu được cung cấp cho các nhà máy chế
biến thức ăn gia súc nhò lè. Vó, đầu tôm đà được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi với
các phương pháp truyền thống như: s ấ y khô hoặc phơi nắng sau đó đem xay mịn bồ
sung vào thức ăn chăn nuôi. V iệc sấy khô đòi hỏi năng lượng lớn. tốn kém. Phơi
nắng thì phụ thuộc vào thời tiết, mất vệ sinh và gây ô nhiễm môi trường.
Trong nhừng năm gần dây, ngoài việc tận dụng phế liệu tôm thẻ dể sản xuất
chitin - chitosan người ta còn nghiên cửu thu hồi lượng protein có giá trị trong các
quy trinh sản xuất chitin - chitosan.
Dăng Thị Hiền (2008) đà sử dụng cnzvmc A lcalase đồ thủy phân phe liệu tôm
và tận thu protein, asthaxanthin trong công nghệ sản xuất chitin

chitosan. Quá

trình được tiến hành ở điều kiện nhiệt độ 54°c, 8 giờ, ti lộ enzyme bồ sung 0,22%,
pH 8, tỷ lộ nước/ nguyên liệu là 1/1. Kct quá thu được 52,7% protein.
Trang Sĩ Trung (2009) đà sử dụng enzyme Flavourzyme trong quy trình sản

xuất chitin nhằm tận thu hồn hợp protein và asthaxanthin có tỷ lệ thu hải hàm lượng
chất khô cao, tăng hơn 20%, chất lượng chitin, chitosan cao hơn so với phương
pháp hóa học truyền thống. Hồn hựp protein và asthaxanthin thu được có chất lượng
cao thề hiện qua hàm lượng protein và thành phan acid amin, có thê ứng dụng trong


10

che biến thức ăn gia súc. N goài ra còn giám ô nhiễm môi trường so với phương
pháp hóa học.
Vìi N gọc Bội, Vũ Thị Hoan (2004), đã sử dụng protease đàu tôm sú đề cái
thiện khả năng chiết tách chất mùi tử phe liệu tôm và ghẹ.
Trần Lê Minh (2010), nghiên cứu sử dụng 3 loại en/.yme Alcalase,
Flavourzyme và Protamex trong quá trình thu nhận phức hợp carotenoprotein từ phế
liệu đầu tôm.
Trần Thị Luven và Đ ỗ Thị Bích Thúy (2006), cùng đà nghiên cứu sứ dụng

Lactobacillusplantarum lên men đầu tôm sú đc thu hồi chitin.
1.2

1.2. Ị

T ống quan về chất chống oxi hóa

Khái quát chung về gốc tụ' (io và chát chống oxi hỏa

I.2.I.Ỉ Gốc tự do, và sự oxy hoá.
> Cỉốc tự do
Nguyên tử là thành phần cư bán nhất cấu tạo nên vật chất. Một nguyên tử bao
gồm một hạt nhân và các Nơtron. Thông thường, một cặp electron bay trên một quỹ

dạo quanh hạt nhân, giống như các hành tinh quay quanh Mặt trời.
Phân tử bao gồm các nhóm nguyền tứ gắn kết với nhau bới hoạt động của các
cặp electron này. Đ ôi khi trong quá trình phán ứng hóa học, một electron bị kéo ra
khỏi chỗ cố hừu cùa nó trong phân tứ, và tạo thành một gốc tự do. v ề bàn chất, gốc
tự do là một electron độc thân. Các gốc tự do rất không ôn định và nhạy cám.
Chúng tìm kiếm nhưng electron khác đe hình thành một cặp electron mới. Các gốc
tự do gây hại khi chúng kco những electron từ các té bào.
> Sự oxi hóa
Sự oxi hóa là loại phàn ứng hóa học trong đổ electron dược chuyền sang chất
oxi hỏa, có khã năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá hủy tế
bào sinh vật.
Trong san xuất, bảo quán và chế biến thực phẩm, sự oxy hóa là nguyên nhân
hạn chế thời gian báo quan thực phẩm.


11

1.2.1.2 Chat chỏng oxi hóa
Chat chống oxi hóa là một loại hóa chất giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá
trình oxi hóa chất khác. Chất chống oxi hóa ngăn chặn sự phá huy tế bào sinh vật
bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hàm sự oxi hỏa bằng cách oxi hóa chính chúng.
Do đó, người ta thường dùng các chất khừ (như thiol hay polyphenol) làm chất
chống oxi hóa.
Cho đến cách đây 10

15 năm vẫn chưa có nhiều nhà nghiên cứu khảo sát về

gốc tự do và chất chống oxy hóa. Nănì 1959, chi có vài chuyên gia nghiên cứu về
vai trò cua các dường chất chống oxy hỏa trcn tuồi tác, ung thư, bệnh tim mạch và
đối với sức khỏe nói chung. N gày nay có đến hàng nghìn nhà khoa học nghiên cứu

về vấn đề này.
Cơ chế hoạt động của chất chống oxi hóa như sau:

A N T IO X ID A N T

FREE R A D IC A L
Hình 1. Ị Cư chế hoạt dộng của chất chổng oxi hóa Ị22Ị
Chất chống oxi hóa liên quan đến công nghệ thực phẩm, ngoài ra còn liên
quan đến sinh học và y học bởi vì nỏ bão vệ con người trước nhừng tác hại của phán
ứng oxi hóa. Trong thực phẩm, chất chống oxi hóa thường được hiểu là chất ngăn
chặn các gốc tự do gày ra phàn ứng oxi hỏa lipid. Tuy nhiên trên thực tế gốc tự do
không nhùng chi gây tác hại đến lipid mà còn cả protein, DNA, và các chất khác. Vì


12

vậy, chất chống oxi hóa được định nghĩa rộng hơn là tất cá những chất mà khi ta bồ
sung với một hàm lượng nhất định vào đối tượng dề bị oxi hóa thi sẽ ngăn chặn
đáng kề phàn ứng oxi hóa xày ra [10]. Nhừng đối tượng dề bị oxi hóa ở đây bao
gồm thực phẩm, các tế bào song, protein, lipid, D N A ... Định nghĩa này nhấn mạnh
hơn tầm quan trọng của các chất chống oxi hóa.
Một số chất chống oxi hóa tự nhiên được kề đến như: acid ascorbic,
tocopherol, carotene, Flavanone và flavonol. Ngoài ra còn có các chất chống oxy
hóa tổng hợp thường dược sử dụng là: BHT (Butylated hydroxytoluen), BHA
(Butylatc hydroxyanisole), tocopherol tống hợp, TBHỌ (Tcrtbutyl hydroquinonc),
dodecyl gallate, propyl gallate, ascorbyl palm itate...

1.2,2 Các phương pháp xác định hoạt tỉnh chong oxi hóa
Đ e xác định hoạt tính chống oxi hóa cùa một chất có nhiều phương pháp khác
nhau như: phương pháp dựa trên các phan ứng phức tạp, phương pháp dựa trên cơ

chất, phương pháp dựa trên những phân tử dò, hay dựa trên các điều kiện phàn
ứ n g... Tuy nhiên, chúng có thê được chia thành 2 nhóm là MAT (Hydrogen Atom
Transfer) và ET (Electron Transfer).

1.2.2. ỉ Các phương pháp HAT
Phương pháp này dựa trên cơ sờ trao dồi nguyên tư Hydrogen. Chất oxi hóa và
cơ chất cạnh tranh gốc pcroxyl của các hợp chất azo (R-N=N-R). Một số phương
pháp dựa theo nguyên lý này gồm:
- ORAC (O xygen Radical Absorbance Capacity ): Khá năng hấp thụ gốc oxy
- TRAP ( Total Radical Trapping Antioxidant Param eter):
• Phương pháp làm mat màu Croc in
• 10U (Inhibited Oxygen u p ta k e ): u ’c chế sự hấp thu oxy
• Phương pháp dựa trên sự kim hãm quá trình oxi hóa acid linoic
• Phương pháp dựa trên sự ức chế quá trình oxi hóa các Lipoprotein tỳ trọng
thấp (LDL).


13

1.2.2.2 Các phương pháp ET
Nguyên lý của các phương pháp này là dựa trên sự trao đồi electron đề xác
định khả năng chông oxi hóa của một chât.
Probe (chat oxi hóa) + e (từ chất chống oxi hóa) -> chất oxi hóa đã bị khử + chất
chống oxi hóa bị oxi hóa
Chất oxi hóa lấy I electron từ chất chống oxi hóa làm thay đồi màu sắc của
chất oxi hóa (probe). Mức độ thay đồi màu sắc liên quan den nồng độ chất chống
oxi hóa. Khi none độ chất oxi hóa giảm thì màu sắc giảm. Phán ứng kết thúc khi
không có sự thay đồi màu sắc. Sự hấp thụ giam dần theo đường cone phan ánh kha
năng chống oxi hóa của chất chống oxi hóa đang giam.
> Phương pháp phenol tong số dùng thuốc th ử Folin - ciocalteu (FR C assay)

Phương pháp này đầu tiên được dành cho việc phân tích các protein nhờ hoạt
động của thuốc thử đối với tyrosine (có chứa một nhóm phenol). Nhiều năm sau,
Singleton vả đồng nghiệp mờ rộng xét nghiệm này đê phân tích tong so phenol
trong rượu vang, kề từ sau đó người ta đã ứng dụng rộng rãi phương pháp này.
Phương pháp này dược tiến hành bàng cách dun sôi trong 10 giờ hỗn hợp
sodium tungstate (N a W 0 4.2H20 , 100g), sodium molybdate (Na2M o4.2H20 , 25g),
HCl (100m l), H ,P 0 4 85% (5()ml), và H20 (700m l). Sau khi sôi, cho thêm vào hồn
hợp lithium sulfate (Li2S 0 4.4H20 , 150g:) tạo thành dune dịch thuốc thư FC có màu
vàng đậm. Neu có chất khứ dung dịch sẽ chuyển thành màu xanh, về bán chất
người ta cho rằng có sự chuyền electron từ các chất khử sang cho Mo (VI):
Mo (VI) + e ->M o (V)
Không chi đặc hiệu với các họp chat phenolic mà thuốc thư FC còn phán ứng với
các hợp chất khône phải phenolic như vitamin c , Cu2 ...C ác hợp chất phenolic phản
ứng với FCR trong điều kiện pH = 10. Sự phân ly của một proton phenolic, tạo thành
anion phenolate, phản ứng với thuốc thử tạo thành dung dịch có màu xanh.
>

Plnrong pháp T EA C (T rolox E quivalent A ntioxidant C apacity)
Phương pháp này dược báo cáo dầu tiên bởi Miller và Rice - Evan (1993). Do

tiến hành đơn giản nên plurơne pháp TEAC được sứ dụne nhiều cho các nehicn cứu
trong phòng thí nghiệm về khá năng chống oxi hóa cua các mẫu thực phẩm.


14

1.2.3 Tinh hình nghiên cứu khá nàng chỏng oxi hỏa từ ph ế liệu thúy sản
> T rên thế giói
Ngoài hướng tận dụng phế liệu tôm để sản xuất chitin - chitosan, trên thế giới
đã có nhiều công trình nghiên cứu thu hồi dịch thủy phân protein có hoạt tính sinh

học cao. dặc biệt là khả năng chống oxi hỏa.
Nghiên cứu cùa Gildberg & Stenberg, 2001 chỉ ra rang sự thúy phân làm giảm
chiều dài của các chuỗi peptide, tạo ra nguồn di, tri peptide là một nguồn protein có
hoạt tính sinh học .
Trên thế giới đã có nhiều cône trình nghiên cứu về việc tận dụng nguyên liệu
còn lại trong quá trình chế biến tôm.
Các chất chống oxi hóa trong phế liệu vỏ tôm đă được nghiên cứu bơi
Seymour và Li (1996). Ket quả nghiên cứu cho thấy các chất chống oxi hóa trong
vo tôm là các protein mà đơn phân là các acid amin chửa gốc phenol trong đó các
acid amin sap xếp theo một qui tắc nhất định [19].
Năm 2007, bằng các test thử về khà năng chống oxi hóa, một nhỏm các nhà
nghiên cứu dă phát hiện ra chắt chống oxi hỏa có trong M ungoong, một món ăn
truyền thốne cùa người Thái được làm từ dịch chiết phế liệu tôm. Qua nghiên cứu
người ta nhận thây răne Mungoong chứa chât chông oxi hóa. Dịch hòa tan từ sản
phẩm này có hoạt tính chống oxi hóa cao nhờ các test thừ DDPH, khá năng bắt giừ
các sốc tự do ABTS và FRAP. Hoạt tính chống oxi hóa phụ thuộc vào nồng độ dịch
hòa tan từ san phấm này [20].
Năm 2008, S.J.Li, T.A. Seymour đà nghiên cứu ứng dụng chất chổng oxi hóa
được chiết từ vỏ tôm vào việc bào quản một loại cá mú (thường sống ớ các rặng san
hô) nhăm chông sự mât màu và oxi hóa lipid cùa loài cá này. Kết quà cho thấy răng
dịch chiết bằng dung môi ethanol từ phe liệu tôm khi được bô sung vào mầu bão
quản lạnh sẻ có khả năng ngăn chặn sự biến màu của cá và phán ứng oxi hóa lipid
cùng xảy ra ít hơn so với các mẫu đối chứng. Tuv nhiên, các dịch chiết này thể hiện
kha nâng chống oxi hóa thấp hơn so với các chất chống oxi hóa tổng hợp.


15

Năm 2009, nhóm các nhà khoa học người Thái Lan đà nghiên cứu sản phầm
lên men truyền thong tôm và giáp xác (Kapi, K oong - Som and Jaloo). Két quả

nghiên cứu chi ra rằng sản phẩm lên men này có hàm lượng protein cao và hầu hết
các sản phẩm có hoạt tính sinh học, đặc biệt là kha năng chống oxi hóa tự nhiên và
rất tốt cho sức khóc [14].
> Ờ V iệt Nam
Từ trước đến nay, ơ V iệt Nam đà có nhiều đề tài nghiên cứu thu hồi các sản
phẩm trên phế liệu tôm. Tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu mới chi tập trung thu hồi
chitin - chitosan, chưa chú trọng đến việc tận thu các sản phẩm khác của phế liệu
tôm như protein, asthaxanthin. Đặc biệt là hoạt tính sinh học, hoạt tính chống oxi
hóa cùa dịch thủy phân protein đầu tôm chưa được quan tâm nhiều và hâu như đang
trong giai đoạn nghiên cứu bước đầu. V iệc nghiên cứu về hoạt tính sinh học của
protein cùa phe liệu tôm trong quá trinh thùy phân sẻ m ờ ra hướng kết hợp thu
protein có hoạt tính sinh học với sàn xuất chitin - chitosan và ứng dụng vào lĩnh
vực y học, thực phàm, làm tăng hiệu quà kinh tế trong sản xuất.

1.2.4 ứng (lụng cùa chắt chống oxi hóa trong thực phẩm
Nhu cầu sử dựng thực phẩm cùa con người ngày càng tâng cao cùng với nó là
các đòi hỏi về chất lượng thực phẩm cũng tăng lên. Đ ể đáp ứng được những nhu
cầu đó thì trong công nghiệp che biến và bao quan cần hạn ché những biến đồi trong
đó có quá trình oxi hóa gây ảnh hưởng nhiều đến giá trị cảm quan và giá trị dinh
dường của thực phâm. Vì vậy, sir dụng hợp lý các chất chống oxi hóa là rất cằn
thiết. Chat chống oxi hóa là một loại phụ gia giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá
trình oxi hóa chất khác bằng cách khư đi các gốc tự do và oxi hóa chính chúng.
Trước đây người ta thường sử dụng các chất chống oxi hóa tồng họp, trong đó một
số chất được cho là có nguy

CƯ

gây ung thư và các bệnh về tim mạch. N gày nay

người ta hướng đến việc sử dụng các chất chống oxi hóa có nguồn gốc từ tự nhiên,

các chất này an toàn hơn so với chất chống oxi hóa tống họp.
1.3 T ống quan về enzym e protease

1.3.1 Phân ỉ oại và đặc điểm các loại enzyme protease
Nhóm enzyme protease xúc tác quá trình thuỹ phân liên kết liên kết peptit (CO-NH-)n trong phân tư protein, polypeptit đến sản phẳm cuối cùng là các axit


16

aniin. N goài ra, nhiều protease cũng có khà năng thuỷ phân liên kết este và vận
chuyển axit amin.

H2N - Ç H - C O - N H - Ç H - C O 1

.1

Ri

COOH

li:<)

—

I

R2

Rx

H2N - c h - COOH 4- H2N - c h - c o ... N H - Ç H - COOH

I

R]

ĩ

R2

I

Rx

Hình 1.2 Mô lììnlt enzyme Protease thúy phản phân tử Protein
Protease (peptidase) thuộc phân lớp 4 cùa lớp thứ 3 (E.C.3.4).

Hình 1.3 Phăn ỉ oại enzyme protease Ị8/
Theo Barret và Donald (1956), Protease dược phân chia thành hai nhóm lớn là
nhóm endopeptidase và nhóm exopeptidase.


17

> N hóm 1: Endopeptidase là các enzyme phân giải các lien kết nằm trong
mạch polypeptide. Dựa vào động học cua cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia
thành 4 nhóm:
+ Serin proteinase: Là những proteinase chứa nhóm -O H cùa gốc serine trong
trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng dối với hoạt động xúc tác cùa
enzyme. Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: chymotrvpsin và subtilisin. Nhóm

chymotrypsin bao gôm các enzyme dộng vật như chymotrypsin, trypsin, elastase.
Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuân như subtilisin Carlsberg,
subtilisin BPN. Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ờ vùng kiềm tính và
thề hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng.
+ Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm -S H trong trung tâm hoạt
động. Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vặt như papain, bromelin,
một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng. Các cystein proteinase thường
hoạt động ờ vùng pH trung tính, cỏ tính dặc hiệu cơ chất rộng.
+ Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin.
Nhóm pepsin bao gồm các enzym e tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin,
renin. Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và
thường hoạt dộng mạnh ớ pH trung tính.
+ Mctallo proteinase: Mctallo proteinase là nhóm proteinase được tìm thấy ớ
vi khuẩn, nấm mốc cùng như các vi sinh vật bậc cao hơn. Các metallo proteinase
thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giam mạnh dưới tác dụng cùa
EDTA.
>

N hóm 2: Exopeptidase. Các enzyme thuộc nhóm này có khả năng thủy

phân liên kết peptide ngoài cùng cùa chuỗi polypeptide hoặc dầu acid amin, hoặc
đâu eacboxyl, tuần tự tách acid amin ra khỏi chuồi polypeptide. Dựa vào vị trí tác
dộng trên mạch polypeptide, exopeptidase dược phân chia thành hai loại:
+ Aminopeptidase: Xúc tác thủy phân liên két peptide ờ đầu N tự do cùa
chuồi polypeptide để giai phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một
tripeptide.


18

+ Carboxypeptidase: Xúc tác thủy phân liên kết pcptidc ơ đầu c cua chuồi
polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide.
N goài ra, protease được phân loại một cách đơn giàn hơn thành ba nhóm:
-

Protease acid: pH 2 - 4

-

Protease trung tính: pH 7 - 8

-

Protease kiềm: pH 9 - 11

1.3.2 Các yếu tô ảnh hướng đen quá trình thủy phân
Quá trình thủy phân protein tùy theo mức độ thủy phân, thời gian thúy phân
mà thu được peptide hay acid amin. Ọuá trinh thủy phân phế liệu tôm bàng
protease có nhiều yếu tố ánh hướng:
> Ả nh hưởng cua nhiệt dộ
Do bản chất cua enzyme là protein nên sự thay đôi về nhiệt độ thường ánh
hường tới hoạt tính enzyme và cnzvmc chi thồ hiện hoạt tính cao nhất ờ một giới
hạn nhiệt độ nhất định. Thông thường đối với đa so enzym e thì nhiệt độ thích hợp
nằm trong khoảng 40°c - 50°c, ờ nhiệt độ lớn hom 70°c đa số enzyme bị bất hoạt.
Do vậy, nhiệt độ 70°C’ được coi là nhiệt độ tới hạn cùa enzyme.
Theo quy luật cua các phản ứng hóa học thông thường trong khoảng nhiệt độ
mà enzyme chưa bị biến tính, khi tăng nhiệt độ lên 10°c thì vận tốc phàn ứng của
enzym e tang lên 1 , 4 - 2 lằn. Khi bát đầu có sự biến tính protein thì xày ra 2 hiện
tượng: Một mặt vận tốc phán ứng vần tăng theo sự tăng nhiệt độ, mặt khác vận tốc
bien tính protein xáy ra nhanh hơn. Kốt quả vận tốc phán ứng giám dần cho tới khi

đình chi hoàn toàn.
Nhiệt độ tối thích cho một enzvme không phải là hàng số mà nó phụ thuộc vào
nhiều yếu tố: cơ chất, pH môi trường, nồng độ enzym e...
> Ảnh hưởng của pH môi trư òìig
pH có ảnh hường rất lớn tới vận tốc phàn ứng enzym e, mỗi enzyme chi hoạt
động thích hợp nhất ờ một pH xác định gợi là pH hoạt động tối thích cùa enzyme,
p ll tối thích cùa đa so enzyme nằm trong vùng acid yếu, kiềm yếu hoặc trung tính,
chi một số ít hoạt động trong vùng acid mạnh hoặc kiềm mạnh. Phế liệu tôm có thê
bị thủy phân bời enzyme protease có sẵn trong đầu tôm vì thế chúng ta phải chọn
enzyme nào dóng vai trò là enzym e chính xúc tác cho quá trình thủy phân dẻ tạo