Sản xuất phân bón lá từ phụ phế phẩm nông nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SẢN XUẤT PHÂN BÓN LÁ TỪ PHỤ PHẾ PHẨM
NÔNG NGHIỆP

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn :TS.NGUYỄN THỊ HAI
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1311100411

:PHẠM THỊ YẾN LOAN
Lớp: 13DSH06

TP. Hồ Chí Minh, 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của sinh viên. Các số liệu, kết quả
nêu trong đồ án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Đồ án này
đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Đồ án đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.

Sinh viên thực hiện Đồ án
PHẠM THỊ YẾN LOAN
ĐỖ THÀNH KỲ

i


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên của Đồ án tốt nghiệp này em xin trân trọng gửi đến quý
Thầy Cô lời cảm ơn chân thành nhất!
Trong suốt thời gian học tập tại trƣờng, dƣới sự dìu đắt tận tình của
các thầy cô khoa Công nghệ sinh học thực phẩm và môi trƣờng các khoa
khác của trƣờng Đại Học Công Nghệ TP.HCM đã truyền đạt cho em
những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu trong chuyên môn cũng
nhƣ trong nhiều lĩnh vực khác. Sự tận tụy, say mê, lòng nhân ái nhiệt
thành của quý thầy cô là động lực giúp em cố gắng trau dồi thêm kiến
thức và vƣợt qua những khó khăn trong học tập.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô TS.Nguyễn Thị Hai đã tận
tình hƣớng dẫn, gúp đỡ em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này.
Sau cùng em xin cảm ơn gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi và là
chỗ dựa cho em trong suốt những năm dài học tập. Đồng thời cũng xin
cảm ơn đến tất cả bạn bè đã gắn bó cùng nhau học tập và giúp đỡ nhau
trong suốt thời gian qua, cũng nhƣ trong suốt quá trình thực hiện Đồ án
này.

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................................. 1
2. Tình hình nghiên cứu ................................................................................................. 2
2.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc về sử dụng enzyme bromelin trong thủy
phân protein ............................................................................................................ 2
2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc về sử dụng enzym bromelin trong thủy
phân protein ............................................................................................................ 4
2.3. Một số nghiên cứu về sử dụng phân bón trên cây trồng ................................ 5
3. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................. 7
4. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................................ 8
4.1. Phƣơng pháp tổng hợp tài liệu ....................................................................... 8
4.2. Phƣơng pháp thu thập và xử lí số liệu ........................................................... 8
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 8
6. Kết quả đạt đƣợc ....................................................................................................... 9
7. Ý nghĩa đề tài ............................................................................................................ 9
8. Kết cấu đồ án .......................................................................................................... 10
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... 11
1.1.

1.2.

GIỚI THIỆU VỀ CÁ TRA ................................................................................ 11
1.1.1.

Đặc điểm sinh học cá tra ......................................................................... 11

1.1.2.

Thành phần hóa học của cá tra ................................................................ 11

1.1.3.

Tình hình nuôi cá trong nƣớc .................................................................. 12

Giới thiệu về cây dứa ......................................................................................... 13
i


1.3.

Giới thiệu enzym Bromelin ................................................................................ 14

1.4.

Nghiên cứu ngoài nƣớc về sử dụng enzym trong thủy phân protein ................. 17

1.5.

Nghiên cứu trong nƣớc về sử dụng enzym trong thủy phân protein ................. 18

1.6.

Quá trình thủy phân cá ....................................................................................... 20

1.7.

1.6.1.

Các hệ enzym tham gia phân giải............................................................ 21

1.6.2.

Sự tham gia của vi sinh vật trong quá trình phân giải ............................. 21

1.6.3.

Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân cá .................................. 22

Tình hình xuât khẩu rau quả ở Việt Nam........................................................... 23
1.7.1.

Giới thiệu về cây cải xanh ....................................................................... 25

1.7.2.

Một số nghiên cứu về sử dụng phân bón trên cây trồng ......................... 26

CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 29
2.1.

2.2.

VẬT LIỆU ......................................................................................................... 29
2.1.1.

Dụng cụ và thiết bị .................................................................................. 29

2.1.2.

Hóa chất ................................................................................................... 29

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................................................... 30
2.2.1.

2.3.

Xác định đạm tổng số bằng phƣơng pháp Kjeldahl ................................ 30

2.2.1.1.

Vô cơ hóa ................................................................................... 30

2.2.1.2.

Phƣơng pháp Kjeldahl ............................................................... 30

2.2.2.

Xác định đạm formol bằng phƣơng pháp Sorensen ................................ 31

2.2.3.

Xác định hoạt tính enzym bromelin bằng phƣơng pháp Anson cải tiến .32

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................................. 35
2.3.1.

Khảo sát quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra bằng enzym bromelin

trong dứa. .............................................................................................................. 35
2.3.1.1.

Xác định hoạt tính enzym bromelin có trong các thành phần của

cây dứa.. .................................................................................................... 35

ii


2.3.1.2. Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ dứa đến quá trình thủy phân phụ phế
phẩm cá tra. .................................................................................................. 36
2.3.1.3. Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ mẫu (dứa,cá) và nƣớc đến quá trình
thủy phân. .................................................................................................... 37
2.3.1.4. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm
cá tra….. ...................................................................................................... 38
2.3.1.5. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra
bằng enzym bromelin trong phế phẩm dứa ................................................. 39
2.3.1.6. Ổn định dung dịch thủy phân bằng rỉ đƣờng ................................ 40
2.3.2.

Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cây cải xanh trồng ngoài

dồng…. ................................................................................................................. 40
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 42
3.1.

Khảo sát quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra bằng enzym bromelin trong

dứa…. ............................................................................................................................ 42
3.1.1.

Xác định hoạt tính enzym bromelin có trong các thành phần của quả dứa..
................................................................................................................. 42

3.1.2.

Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ dứa đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm

cá tra… ................................................................................................................. 43
3.1.3.

Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ mẫu (dứa,cá) và nƣớc đến quá trình thủy

phân….. ................................................................................................................ 46

iii


3.1.4.

Khảo sát ảnh hƣởng của ph đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá

tra…… ................................................................................................................. 49
3.1.5.

Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra bằng

enzym bromelin trong phế phẩm dứa…. .............................................................. 52
3.1.6.
3.2.

Ổn định dung dịch thủy phân bằng rỉ đƣờng........................................... 53

KHẢO NGHIỆM CHẾ PHẨM PHÂN BÓN LÁ TỪ PHỤ PHẨM CÁ TRA

CHO RAU CẢI NGOÀI ĐỒNG RUỘNG. .................................................................. 57
3.2.1.

Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cải xanh trồng ngoài đồng…. 57

CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................... 65
4.1.

Kết luận .............................................................................................................. 65

4.2.

Đề nghị ............................................................................................................... 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 66
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 69

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
NT

Nghiệm thức

ĐC

Đối chứng

TN

Thí nghiệm

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
1.1
1.2
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7

Tên
Thành phần dinh dƣỡng trên 100g thành phẩm ăn đƣợc
Tình hình xuất khẩu rau quả của Việt Nam
Kết quả phân tích nguyên liệu đầu vào (%)
Hoạt tính enzym bromelin có trong các thành phần của quả dứa
Lƣợng N tổng số (g/l), N formol (g/l) ở các nghiệm thức
Tỷ lệ (%) N formol/N tổng số ở các nghiệm thức
Lƣợng N tổng số và N formol trên số gam phế phẩm cá ở các
nghiệm thức
Tỷ lệ N formol/ N tổng số ở các nghiệm thức
Hàm lƣợng N tổng số và N formol ở các nghiệm thức

3.8

Tỷ lệ (%) N formol/N tổng số ở các nghiệm thức

50

3.9

Ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình thủy phân protein cá Tra

52

3.10

Ảnh hƣởng của nồng độ rỉ đƣờng bổ sung.

54

3.11

Ảnh hƣởng của phân bón lá đến chiều cao của cây cải

57

3.12

Ảnh hƣởng của phân bón lá đến số lá rau cải

59

3.13

Ảnh hƣởng của chế phẩm phân bón lá đến năng suất

60

v

Trang
12
24
42
42
43
45
46
48
49


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Hình
3.1

Tên
Lƣợng N formol (g/l) của các nghiệm thức

Trang
44

3.2
3.3
3.4
3.5

Tỷ lệ (%) N formol/N tổng số ở các nghiệm thức
Hàm lƣợng N formol trên số gam phế phẩm cá
Tỷ lệ (%) N formol/N tổng số ở các nghiệm thức
Hàm lƣợng N formol ở các nghiệm thức

45
47
48
49

3.6

Tỷ lệ (%) N formol/N tổng số ở các nghiệm thức

51

3.7

Hàm lƣợng N formol và N tổng số (g/l) ở các nghiệm thức

52

3.8
3.9

Tỷ lệ (%) N formol/N tổng số ở các nghiệm thức
Ảnh hƣởng của nồng độ rỉ đƣờng bổ sung đến lƣợng đạm tổng số

53
54

sau thời gian bảo quản
3.10

Chiều cao cây cải ở các nghiệm thức

58

3.11

Số lá/cây ở các nghiệm thức

59

3.12

Khối lƣợng trung bình của cây cải

60

3.13

Năng suất thực thu của cây cải ở các nghiệm thức

61

3.14

Cây cải đƣợc 10 ngày tuổi (A: phun nƣớc; B: phun dịch chiết thô

62

2%; C: phun chế phẩm 2%; D: phun phân bón Sen Trắng 2%)
3.15

Cây cải đƣợc 17 ngày tuổi (A: phun nƣớc; B: phun dịch chiết thô

63

2%; C: phun chế phẩm 2%; D: phun phân bón Sen Trắng 2%)
3.16

Cây cải đƣợc 30 ngày tuổi (A: phun nƣớc; B: phun dịch chiết thô
2%; C: phun chế phẩm 2%; D: phun phân bón Sen Trắng 2%)

vi

64


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây ngành thủy sản ở nƣớc ta ngày càng phát triển mạnh
mẽ. Năm 2016 diện tích nuôi cá tra thƣơng phẩm đạt 4.552 ha, sản lƣợng đạt 1,047

triệu tấn (tăng 9% so với 2015). So với cùng kỳ 2015, mặc dù số lƣợng giống thả nuôi
giảm -11,1%, diện tích thả nuôi tăng 3,1%, nhƣng sản lƣợng tăng 8,9% so với cùng kỳ
năm 2015. Ƣớc tổng giá trị xuất khẩu năm 2016 đạt 1,67 tỷ USD, tăng 6,6% so với
năm 2015. Vùng nuôi cá tra tập trung ở các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Vĩnh
Long, Bến Tre, Sóc Trăng, Tiền Giang, Hậu Giang và Trà Vinh. Theo ƣớc tính, phần
phụ phẩm của cá Tra trong chế biến philê chiếm đến từ 65 - 70% tổng khối lƣợng cá.
Điều này đồng nghĩa với việc phát sinh một lƣợng phụ phẩm rất lớn khoảng 700.000 800.000 tấn gồm đầu, xƣơng, ruột, vi cá ... Đây là nguồn chất thải có nguy cơ gây ô
nhiễm môi trƣờng rất lớn nếu không có biện pháp xử lý thích hợp. Nếu biết cách xử lý
với công nghệ phù hợp thì chúng ta có thể thu đƣợc một lƣợng lớn nguồn đạm dễ hấp
thu có giá trị nhằm sản xuất phân bón lá phục vụ trong sản xuất nông nghiệp. Hiện nay
thì phƣơng pháp xử lý nguồn phụ phẩm cá bằng các biện pháp sinh học đang rất đƣợc
quan tâm, đặc biệt là sử dụng enzym thủy phân để tạo ra những sản phẩm có nhiều
công dụng nhƣ làm phân bón lá (Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm, 2013). Việc sử
dụng các enzym protease để thủy phân protein phụ phẩm cá đã đƣợc ứng dụng rất phổ
biến trên thế giới do những ƣu điểm là rút ngắn đƣợc thời gian thủy phân và tận dụng
đƣợc các nguồn phụ phẩm của cá.
Dứa là một trong những cây ăn trái quan trọng trên thế giới đứng thứ ba sau chuối
và cây có múi, dứa tiêu thụ chủ yếu qua chế biến và ăn tƣơi. Ở Việt Nam, dứa đƣợc
trồng ở khắp nơi, Chỉ tính riêng ở huyện Tiên Phƣớc, tỉnh Tiền Giang diện tích dứa với
hơn 15.000 ha, sản lƣợng khoảng 250 ngàn tấn/năm (Trung tâm xúc tiến thƣơng mại
tỉnh Tiền Giang). Còn ở miền Bắc, vùng dứa Đồng Dao và vùng dứa Lào Cai với tổng
1


diện tích khoảng 5000 ha với sản lƣợng 70 ngàn tấn/ năm đƣợc coi là đáng kể để cung
cấp nguyên liệu cho các nhà máy chế biến. Huyện Đồng Giáo, tỉnh Ninh Bình, dứa
cũng đƣợc trồng khá phổ biến với sản lƣợng ƣớc tính 47.000 tấn/námThế nhƣng, 50%
sản lƣợng của 2 vùng dứa này đƣợc ghi nhận chỉ có thể đáp ứng khoảng 50% nhu cầu
cho chế biến xuất khẩu, số còn lại phục vụ tiêu thụ tƣơi trong nƣớc. Nhƣ vậy, sản
lƣợng dứa của Việt Nam hàng năm > 300.000 tấn, chủ yếu phục vụ ăn tƣơi và chế biến

xuất khẩu. Lƣợng phế phẩm của dứa chiếm hơn 30% sản lƣợng dứa. Khảo sát 2 giống
dứa trồng phổ biến ở Việt Nam là giống Queen và gióng Cayenne, Nguyễn Thị Cẩm Vi
(2011), cho biết, enzyme bromelain một loại enzyme protease có mặt ở hầu hết các bộ
phận của trái dứa nhƣ: vỏ, lá, chồi, cuống, lõi và thịt quả. Nhƣ vậy, khi sử dụng trái
dứa để chế biến và ăn tƣơi, chúng ta đã bỏ phí một lƣợng rất lớn enzyme bromelain nếu
sử dụng lƣợng enzyme này để thuỷ phân phụ phế phẩm từ ngành chế biến cá tra không
những giúp làm giảm ô nhiễm môi trƣờng mà còn tạo ra đƣợc một lƣợng phân hữu cơ
quý giá phục vụ cho nền sản xuất nông nghiệp sạch của nƣớc nhà. Đó là lý do để nhóm
sinh viên thực hiện đề tài “Sản xuất phân bón lá từ phụ phế phẩm nông nghiệp”.
2. Tình hình nghiên cứu
2.1.

Tình hình nghiên cứu trong nƣớc về sử dụng enzyme bromelin trong
thủy phân protein
Theo Nguyễn Thị Nếp (2005), tỷ lệ enzym protease từ Bacillus subtilis S5

sử dụng để thủy phân với cơ chất là phụ phẩm đầu xƣơng cá tra đạt hiệu quả cao
là 2,5 ÷ 3 %, nhiệt độ thủy phân thích hợp là 50 0C, pH = 8,0 và trong thời gian là
10 giờ, hiệu suất thủy phân cao nhất là 25,68 %.
Theo Đặng Thị Mộng Quyên (2006) và Trần Thị Xô (2006), để thủy phân
cá phèn, cá ngân dạng cá phế liệu thu đƣợc sau công đoạn fillet bằng phƣơng
pháp thủy phân kết hợp, thủy phân bằng enzym trƣớc, thủy phân bằng acid sau.
Trong đó, sử dụng chế phẩm enzym protease từ vi khuẩn B. subtilis C10. Kết quả

2


với điều kiện thủy phân bằng enzym: tỷ lệ muối 3%, tỷ lệ dịch chiết enzym 20 %
(dạng lỏng), tỷ lệ nƣớc 30 %, nhiệt độ 50 0C, điều kiện thủy phân bằng acid: tỷ lệ
muối 3 %, nhiệt độ thủy phân 90 0C, thể tích HCl 7N là 20 %, trung hòa bằng

Na2CO3 20 % cho hiệu quả thủy phân cao. Dịch đạm thu đƣợc có hàm lƣợng
đạm tổng số 39 g/l, đạm formol 21,6 g/l, đạm amoniac 3,95 g/l.
Dƣơng Thị Hƣơng Giang (2006), sử dụng enzym papain thô ly trích trực
tiếp từ mủ đu đủ để thủy phân bánh dầu đậu nành tạo sản phẩm có giá trị dinh
dƣỡng cao ứng dụng trong chăn nuôi. Kết quả thí nghiệm cho thấy điều kiện tối
ƣu cho enzym papain trên cơ chất bánh dầu đậu nành là nhiệt độ 55oC và pH 7,0.
Với tỉ lệ enzym:cơ chất là 0,75:100 (w:w), hoạt tính đặc hiệu của enzim là 91,12
TU/mg, thời gian thủy phân là 24 giờ cho hiệu suất thủy phân cao nhất 11,8%.
Lê Công Toàn (2007), phối trộn phế phẩm cá và mùn cƣa theo các tỷ lệ 4
cá : 1 mùn cƣa; 3 cá : 1 mùn cƣa và 9 cá : 4 mùn cƣa sau đó phun chế phẩm
PMET vào các mẫu đã phối trộn với liều lƣợng 1 lít/m3 và đem ủ kị khí. Trong
quá trình ủ có đảo trộn và phun PMET định kỳ. Kết quả cho thấy các mẫu phân
phối rộng theo tỷ lệ 3 : 1 và 9 : 4 đều đạt tiêu chuẩn quy định trong sản xuất phân
bón về hàm lƣợng chất hữu cơ và axit humic. Tuy nhiên cũng có một vài chất
không đạt nhƣ hàm lƣợng kali vì vậy các tác giả khuyến cáo cần bổ sung thêm
chất này trong quá trình ủ phân.
Võ Thị Hạnh đã nghiên cứu chế phẩm sinh học từ trùn quế để làm thức ăn
cho gia súc, gia cầm, làm phân bón cho cây... Một ƣu điểm nổi trội của các chế
phẩm này là vẫn giữ nguyên mùi trùn tƣơi, các chất dinh dƣỡng không bị mất đi
hoặc biến chất theo thời gian. Chế phẩm BIO-BL, đã đƣợc dùng để bón cho cây
trà ô long và một số cây hoa màu, cây kiểng...Kết quả sau khi sử dụng cho thấy
búp trà tƣơi, màu sắc đẹp hơn, mùi hƣơng của trà cũng thơm hơn. BIO-BL đƣợc
tạo thành từ trùn quế tƣơi phối trộn với hỗn hợp vi sinh vật hữu ích và enzym

3


dùng trong trồng trọt, lên men tạo sản phẩm có mùi trùn, giàu đạm protein và
amin cao, enzym tiêu hóa có hoạt lực cao, vi khuẩn có lợi.
Nhóm tác giả cho biết ƣu điểm của phƣơng pháp chế biến trùn quế bằng

công nghệ vi sinh là không cần dùng thiết bị đông lạnh hay thiết bị sấy nên không
tốn chi phí điện, năng lƣợng, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Với công nghệ đơn
giản, các hộ nông dân ở các vùng xa xôi có thể áp dụng dễ dàng. Việc có thêm
các chế phẩm sinh học mới có giá thành rẻ góp phần làm cho ngành chăn nuôi,
nuôi trồng thủy sản và trồng trọt phát triển tốt hơn.
Hiện nay, để xử lý các loại phế phẩm nông nghiệp, rác thải sinh hoạt thì có
các chế phẩm nhƣ BIMA (Trichoderma), Active cleaner (xạ khuẩn Streptomyces
sp., nấm Trichoderma sp., vi khuẩn Bacillus sp.) đƣợc sử dụng để ủ phân gia súc,
chất thải hũu cơ nhƣ rơm, rạ, rác thải sinh hoạt hữu cơ (đã tách riêng rác vô cơ).
Việc sử dụng chế phẩm có thể giúp rút ngắn thời gian ủ hoai phân chuồng, phân
xanh, rác từ 2 - 3 lần so với cách ủ thông thƣờng.
Trung tâm công nghệ sinh học thành phố Hồ Chí Minh đã tạo 4 loại phân
bón: Bio trùn quế 01; Bio trùn quế 02; Bio trùn quế 03 và Bio trùn quế 04 có
thành phần chủ yếu là dịch chiết từ trùn quế tƣơi với hàm lƣợng axit amin cao
(Aspartic acid – 2.000 ppm; Leucine – 1.200 ppm; Alanine – 1.000 ppm;
Glutamic acid – 1.000 ppm; Valine – 800 ppm). Ngoài ra còn chứa một số
nguyên tố đa lƣợng và vi lƣợng cần thiết. Đa lƣợng: N – 5.0 %; P – 1.0 %; K –
3.0 %. Vi lƣợng: B – 200 ppm; Zn – 200 ppm; Mg – 120 ppm; Ca – 120 ppm; Fe
– 100 ppm. Chúng có tác dụng kích thích tăng trƣởng, ra hoa và tăng tỷ lệ đậu
trái.
2.2.

Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc về sử dụng enzym bromelin trong
thủy phân protein
Trong những năm gần đây, có nhiều nghiên cứu để thủy phân phụ, phế

phẩm từ ngành thủy sản tạo ra sản phẩm hữu ích. Trong đó có hai nhóm phƣơng

4

pháp chính là phƣơng pháp hóa học và phƣơng pháp sinh học. Phƣơng pháp sinh
học chủ yếu là dùng các enzym protease để thủy phân. Nguồn protease có thể từ
động vật, thực vật và vi sinh vật.
Bromelin là tên gọi chung cho nhóm enzym thực vật chứa nhóm
sulfhydryl, có khả năng phân giải protein đƣợc thu nhận từ họ Bromeliaceae đặc
biệt là ở cây dứa (Ananas comusus L.). Bromelin chiếm 50% protein trong quả
dứa, có khả năng thủy phân mạnh và hoạt động tốt ở pH từ 5 – 8. Bromelin có
trọng lƣợng phân tử 33kdalton, có tâm hoạt động chứa cystein với cầu nối S-S
giữa 2 sợi peptid với nhau. Bromelin hoạt động ở nhiệt độ từ 45 – 650C và mất
hoạt tính ở 700 C, biên độ pH từ 3 –9 tùy thuộc vào loại cơ chất. Các chất có tác
dụng hoạt hóa bromelin gồm cystein, muối bisulfite, NaCN, H2S, Na2S và
benzoate. Bromelin trong quả xanh có hoạt tính phân giải casein cao nhất, kế đến
là trong quả chín và cuối cùng là bromelin trong thân. Đây là enzym đƣợc sử
dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nhƣ giúp làm mềm thịt,
làm rƣợu bia, thủy phân các nguồn protein khác nhau để thu hồi sản phẩm hòa tan
là các axit amin có giá trị dinh dƣỡng cao. Giống nhƣ các cấu trúc sinh học khác,
bromelin chịu ảnh hƣởng bởi các yếu tố nhƣ: cơ chất, nồng độ cơ chất, nồng độ
enzym, nhiệt độ, pH...Trên những loại cơ chất khá nhau thì bromelin có hoạt tính
khác nhau. Đối với cơ chất tổng hợp nhƣ BAA (Benzoyl-L-Arginine amide),
BAEE (Benzoyl-L-Arginine ethyl ester) thì khả năng thủy phân của bromelin yếu
hơn papain.
2.3.

Một số nghiên cứu về sử dụng phân bón trên cây trồng
Theo Neri (2002), phun phân bón lá có các thành phần hữu cơ hoặc axit

humic giúp duy trì khả năng phát triển của cây ở giai đoạn cuối của quá trình sinh
trƣởng. Axit humic thể hiện vai trò quan trọng trong việc kích thích sự hình thành
và tích lũy các sắc tố trong lá, tích lũy lƣợng diệp lục tố cao hơn và làm lá xanh

hơn (Hancock, 1999). Nghiên cứu sử dụng phân bón lá chiết xuất từ rong biển

5


(seaweed) của nhiều tác giả cho thấy: phun seaweed làm tăng năng suất thực thu
của đậu đỗ lên trung bình khoảng 24% (Temple, 1989), cho thời gian thu trái sớm
hơn ở dƣa leo trồng trong nhà kính (Passam và ctv, 1995), tăng tổng khối lƣợng
tƣơi của trái cà chua trồng trong nhà kính lên 17% (Crouch và Van Staden, 1992).
Nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả Chen và Aviad, 1990; Fagbenro và
Agboole, 1993 đều cho thấy phun các chế phẩm chứa axit humic giúp cây tăng
khả năng hấp thu các nguyên tố đa và vi lƣợng.
Theo Gopi (2005), việc xử lý Triazole đã làm tăng sự phát triển của bộ rễ
ở dƣa leo và từ đó làm tăng lƣợng Cytokinin nội sinh. Lƣợng Cytokinin nội sinh
tăng đã dẫn đến làm tăng quá trình phân chia tế bào từ đó làm tăng khối lƣợng
chất khô.
Theo Cồ Khắc Sơn việc bổ sung phân bón lá hữu cơ sinh học (K-humate
và Fish emulsion) có chiều hƣớng làm tăng trọng lƣợng trái, năng suất trái thƣơng
phẩm đối với một số loại rau. Sử dụng phối hợp giữa các loại phân hữu cơ sinh
học bón gốc (Biorganic, Fish fertilizer) và phân bón lá (Fish emulsion và KHumate) có tác dụng làm tăng năng suất trái từ 11,2 đến 11,3% đối với cây cà
tím; 15 đến 18,7 % với dƣa leo; 15,5 đến 15,9% với khổ qua và 14,3 đến 14,9%
đối với đậu đũa.
Công ty Hƣng Trung đã sản xuất và đƣa ra thị trƣờng chế phẩm phân bón
lá chiết xuất từ Trùn quế (HT5). Chế phẩm HT5 hiệu quả cao trên nhiều loại cây
trồng, phù hợp với sản xuất nông nghiệp an toàn. Ngoài ra công ty còn sản xuất ra
nhiều sản phẩm khác nhƣ phân hữu cơ vi sinh, hữu cơ khoáng...
Sở khoa học và công nghệ Đăklăk đã nghiên cứu và sản xuất phân bón lá
từ trùn quế và than bùn. Sản xuất phân bón lá theo các công thức phối trộn N, P,
K vi lƣợng, kích thích sinh trƣởng cho cây lúa (5:10:5), cây ngô (8:3:3; 3:5:7) và
rau (7:1:1). Phân bón lá BM05 do công ty Ban Mai sản xuất đƣợc chiết xuất từ

phế thải chế biến thực phẩm động vật, có hàm lƣợng NPK: 4:4:3 ; Mg : 0,5%; Cu:

6


0,07; Zn: 0,05; Mn; 0,02; B: 0,05 và axit amin 1500 ppm. Công ty Ni Việt có
nhiều sản phẩm phân bón lá cho rau, cây ăn quả và cây công nghiệp nhƣ: GugoL: 3 – 0 – 10 + 10% hữu cơ và một số vi lƣợng B: 100ppm; Mn: 330 ppm; Cu: 1
ppm. GRO: 30 – 10 – 10; B 100ppm; Mn: 330ppm; Zn: 200ppm; Cu: 1ppm; Mo:
12 ppm và Fe: 500ppm. TC- MOBI: 18 – 2 – 20; B 250ppm; Mn 250 ppm; Zn 28
ppm; Cu 12 ppm; Fe 120ppm.
Trần Thanh Dũng đã nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi khuẩn Bacillus
subtilis thủy phân phụ phẩm cá da trơn tạo ra dịch đạm cao làm phân bón sinh
học phục vụ sản xuất rau sạch và an toàn. Sử dụng dịch đạm thủy phân làm phân
bón lá và phân bón viên bón cho cây hẹ, đánh giá năng suất và hàm lƣợng nitrat
so với kiểu bón phân của nông dân và một số phân bón khác. Kết quả tỷ lệ tối ƣu
giữa các thành phần bổ sung chế phẩm vi khuẩn Bacillus subtilis là 1,4%, muối
7% và pH = 5,2 cho thấy mật số vi khuẩn thủy phân protein cao và hàm lƣợng
lƣợng đạm formol đạt cao nhất (49,88 g/kg chất khô), đạm amoniac thấp nhất (5,0
g/kg chất khô) vào ngày thủy phân thứ 10. Dịch đạm thủy phân này phù hợp để
làm phân bón. Khi sử dụng phân bón này cho cây hẹ đã cho năng suất cao (2,61
kg/m2 ) và hàm lƣợng nitrat thấp (281,95mg/kg rau tƣơi) ở nghiệm thức phân bón
lá của dịch đạm thủy phân, (2,54 kg rau tƣơi/m2 ) và hàm lƣợng nitrat (268,36
mg/kg rau tƣơi) ở nghiệm thức phân bón viên của dịch đạm thủy phân, đạt tiêu
chuẩn rau an toàn.
3. Mục đích nghiên cứu
Mục tiêu của Đồ Án bao gồm:
-

Xác định hiệu quả thủy phân phụ phế phẩm cá Tra của enzym
bromelin có trong xác bã cây dứa.

-

Tạo chế phẩm phân bón lá từ phụ phế phẩm cá Tra và enzym
bromelin có trong xác bã cây dứa.

7


-

Xác định hiệu quả của chế phẩm phân bón lá từ dịch thủy phân cá Tra
trên cây rau cải.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1.

Phƣơng pháp tổng hợp tài liệu
Nghiên cứu thu thập tài liệu tham khảo, tài liệu internet liên quan đến đề tài.
Tổng hợp lựa chọn các đề tài liên quan đến mục tiêu đề tài

4.2.

Phƣơng pháp thu thập và xử lí số liệu
-

Ghi nhận số liệu trực tiếp từ các thí nghiệm bố trí khảo sát.

-

Xử lý số liệu bằng phần mềm Statistical Analysis System 9.4 (SAS
9.4).

5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng:
-

Phụ phẩm cá tra là sản phẩm sau khi chế biến phile tại công ty khi lấy
về từ nhà máy phụ phẩm đƣợc xử lý ngay bằng cách phân loại mỡ,
xay nhuyễn và tiến hành thí nghiệm.

-

Phế phẩm dứa lá sản phẩm chế biến đóng hộp tại các công ty, khi lấy
về thì phụ phẩm dứa đƣợc đem xay nhuyễn và tiến hành thí nghiệm

Phạm vi nghiên cứu
-

Phụ phế phẩm cá tra và phế phẩm dứa thu từ các nhà máy chế biến.

-

Sử dụng enzym có trong phế phẩm dứa để thủy phân phụ phế phẩm
cá tra tối ƣu trong điều kiên pH, khoảngthời gian và tỷ lệ dứa và cá
Tra trong nhiệt độ phòng thí nghiệm. Bảo quản dich thủy phẩn bằng
cách bổ sung rỉ đƣờng.

-

Khảo nghiệm dịch sau khi thủy phân phụ phế phẩm cá Tra tạo thành
chế phẩm sau đó tiến hành khảo nghiệm trên cải xanh và so sánh với
nƣớc, dịch chiết và phân bón lá đang sử dụng trên thị trƣờng.
8


6. Kết quả đạt đƣợc
-

Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy: Sử dụng enzym có trong phế
phẩm dứa để thủy phân cá Tra tối ƣu trong điều kiên pH = 6, nhiệt độ
bình thƣờng phòng thí nghiệm khoảng 370C, thời gian là 12 ngày và
tỷ lệ dứa và cá Tra là 0,75 : 1.

-

Dịch sau khi thủy phân phụ phế phẩm cá Tra tạo thành chế phẩm với
nồng độ 2% sau đó tiến hành khảo nghiệm trên cải xanh.

-

Khi khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá trồng ngoài đồng ruộng thì
chế phẩm với nồng độ 2% (20ml/lít) cho hiệu quả cao nhất trên rau
cải xanh so với nƣớc, dịch chiết 2% và phấn bón lá Sen Trắng trên thị
trƣờng.

7. Ý nghĩa đề tài
-

Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy: Sử dụng

enzym có trong phế phẩm dứa để thủy phân phụ phế phẩm cá tra tối
ƣu trong điều kiên pH = 6, nhiệt độ bình thƣờng phòng thí nghiệm,
khoảng thời gian là 12 ngày và tỷ lệ dứa và cá Tra là 0,75 : 1.

-

Ý nghĩa thực tiễn: Việc sử dụng phụ phế phẩm cá tra và phế phẩm
dứa để tạo chế phẩm phân bón lá sẽ giảm ô nhiễm môi trƣờng, cung
cấp phân bón sạch cho nền nông nghiệp hữu cơ, giảm tiêu tốn ngoại
tệ cho việc nhập phân bón từ nƣớc ngoài.

9


8. Kết cấu đồ án
Phần mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu – nội dung chƣơng đề cập đến các nội dung liên
quan đến tài liệu nghiên cứu.
Chƣơng 2: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu – nội dung chƣơng đề cập đến
các dụng cụ , thiết bị và các phƣơng pháp nghiên cứu trong đồ án.
Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận – nội dung chƣơng đƣa ra những kết quả mà đề
tài thực hiện đƣợc và đƣa ra những thảo luận biện chứng cho kết quả thu đƣợc.
Chƣơng 4: Phần kết luận và đề nghị: nội dung tóm tắt lại những kết quả mà đề tai
đạt đƣợc và đề nghị cho những hƣớng cần cải thiện thêm trong đề tài

10


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

GIỚI THIỆU VỀ CÁ TRA
-

Tên tiếng Anh: Pangasius

-

Tên khoa học: pangasius hypophthalmus

-

Tên thƣơng mại: Pangasius

1.1.1. Đặc điểm sinh học cá tra
Cá tra là cá da trơn (không vẩy), thân dài, lƣng xám đen, bụng hơi bạc, miệng
rộng, có hai đôi râu dài. Cá Tra sống chủ yếu trong nƣớc ngọt, có thể sống đƣợc ở vùng
nƣớc hơi lợ (nồng độ muối 7-10), có thể chịu đƣợc nƣớc phèn với pH > 5, dễ chết ở
nhiệt độ thấp dƣới 150C, nhƣng chịu nóng tới 390C.
Cá Tra phân bố tự nhiên ở vùng hạ lƣu sông Mekong bao gồm các nƣớc:
Cambodia, Lào, Thái Lan, Việt Nam và chúng cũng đƣợc phát hiện ở sông Chao Praya
– Thái Lan.
Cá Tra có tình ăn rộng, ăn đáy và ăn tạp thiên về động vật nhƣng dễ chuyển đổi
loại thức ăn. Trong điều kiện thiếu thức ăn, cá có thể sử dụng các loại thức ăn bắt buộc
khác nhƣ mùn bã hữu cơ, thức ăn có nguồn gốc động vật. Cá tra có tốc độ tăng trƣởng
tƣơng đối nhanh. Cá tra trong tự nhiên có thể sống trên 20 năm, cỡ cá trong tự nhiên
18kg hoặc có mẫu cá dài tới 1,8m.
1.1.2. Thành phần hóa học của cá tra
Thành phần hóa học của cơ thịt cá gồm có nƣớc, protein, lipid, glucid, muối vô
cơ, vitamin, enzym, hormone.

Với thành phần hóa học của da cá: nƣớc 60 ÷ 70 %, một ít chất vô cơ còn chủ
yếu là protein và chất béo. Protein của da cá chủ yếu là collagen, elastin, keratin, rutin,
globulin và albulmin. Công dụng của da cá chủ yếu là nấu keo, loại da dày nhƣ cá voi,
cá nhám dùng trong công nghiệp thuộc da.
Thành phần hóa học của vây cá: tƣơng tự nhƣ xƣơng sụn, protein trong vây cá
chủ yếu là chondromucoid, collagen, chondroalbumin, đối với vây cá sau khi chế biến

11


các chất tan phân ly thành arginin, histidin và lysine chiếm 1/3 tổng lƣợng acid amin.
Thƣờng lấy vây đuôi, bụng, ngực của một số loài cá nhám để đem chế biến thành sản
phẩm vây cá.
Thành phần hóa học của xƣơng cá: xƣơng cá đƣợc chia làm hai nhóm, đó là
xƣơng cứng và xƣơng sụn. Xƣơng sụn: thành phần chủ yếu là protein phức tạp, keo và
albumin; chất vô cơ nhiều nhất là Na, Ca, K, Mg, Fe…Các acid amin cấu tạo thành
protein trong xƣơng sụn chủ yếu là acid amin tính bazơ nhƣ arginin, histidin,
lysin…Xƣơng cứng: lƣợng chất hữu cơ và vô cơ tƣơng đƣơng, muối vô cơ chủ yếu là
Ca3(PO4)2 ngoài ra còn có CaCO3, Ca(OH)2,…
Thành phần hóa học của bong bóng cá: chủ yếu là collagen, dùng để nấu keo
hoặc phơi khô làm dƣợc phẩm (Viện Cisdoma, 2005).
Bảng 1.1 : Thành phần dinh dƣỡng trên 100g thành phẩm ăn đƣợc
Tổng năng

Chất

Tổng lƣợng

Chất béo

Cholesterol

Natri

lƣợng cung cấp

đạm

chất béo

chƣa bão hòa

(%)

(mg)

(calori)

(g)

(g)

(có DHA, EPA)

0,025

70,6

(g)
124,52

23,42

3,42

1,78

1.1.3. Tình hình nuôi cá trong nƣớc
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tháng 11 năm 2016 diện
tích nuôi cá Tra thƣơng phẩm của nƣớc ta ƣớc đạt 4,552 ha, sản lƣợng đạt 1,047
triệu tấn. Ƣớc tính, diện tích nuôi cá Tra trong cả năm có thể đạt gần 5,000 ha
với sản lƣợng khoảng 1,20 triệu tấn (tăng 9% so với 2015). Tổng giá trị xuất
khẩu năm 2016 ƣớc đạt 1,67 tỷ USD, tăng 6,6% so với năm 2015. Hiện nay Việt
Nam xuất khẩu cá tra sang 140 thị trƣờng trên thế giới, tăng 4 thị trƣờng so với
năm 2015, đạt kim ngạch 1,466 tỷ USD. Các thị trƣờng xuất khẩu chính của
Việt Nam gồm có: Mỹ, Liên minh châu âu (EU), Trung Quốc, ASEAN, Mexico,

12


Brazil, Colombia…Vùng nuôi cá Tra tập trung ở các tỉnh An Giang, Đồng
Tháp, Cần Thơ, Vĩnh Long, Bến Tre, Sóc Trăng, Tiền Giang, Hậu Giang và Trà
Vinh. Theo ƣớc tính, phần phụ phế phẩm của cá Tra trong chế biến philê chiếm
đến 65 – 70% tổng khối lƣợng cá.
Cá Tra: Trong thị trƣờng xuất khẩu giảm, việc tiêu thụ khó khăn, giá cá
tra nguyên liệu giảm, thấp hơn giá thành sản xuất là các khó khăn mà ngƣời
nuôi cá tra đang phải đối mặt. Giá cá tra thịt trắng (loại 0,7 – 0,8 kg/con) hiện
dao động ở mức từ 18.000 – 19.200 đồng/kg, thấp hơn so với cùng kỳ năm 2015
là 800 – 1.000 đồng/ kg và thấp hơn so với những tháng đầu năm 2016 từ 5.000
– 1.000 đồng/kg. Diện tích cá tra 9 tháng đầu năm của các tỉnh Đồng bằng sông

Cửu Long ƣớc đạt 5.146 ha, giảm 2,3% so với cùng kỳ. Sản lƣợng thu hoạch
ƣớc đạt 860.911 tấn, tăng 2,5% so với cùng kỳ do sản lƣợng của một số tỉnh
tăng khá lớn nhƣ Đồng Tháp 285.554 tấn (+6,8%), Cần Thơ 118.035 tấn
(+27,2%).
Thị trƣờng cá tra nguyên liệu tại các tỉnh ĐBSCL trong tháng 9/2016 có
dấu hiệu khởi sắc do các doanh nghiệp đẩy mạnh mua vào phục vụ cho các đơn
hàng ký mới phục vụ nhu cầu cuối năm.
1.2.

Giới thiệu về cây dứa
Hiện nay, trên thế giới, dứa là một loại cây trồng phổ biến. Mặt hàng dứa
tƣơi chiếm vị trí đầu trong cơ cấu sản phẩm quả tƣơi trên thị trƣờng (trên 50%,
theo số liệu của FAO 2004), trong đó phần lớn là dứa Cayenne. Ở Việt Nam,
giống dứa đƣợc trồng chủ yếu là dứa Queen, dứa Cayenne mới đƣợc du nhập và
trồng ở nƣớc ta trong khoảng 10 năm trở lại đây. Sản lƣợng dứa hàng năm ở
nƣớc ta đạt khoảng 300 nghìn tấn. Cả nƣớc cũng có đến 15 nhà máy chuyên về
sản xuất các sản phẩm từ dứa Cayenne nhƣ dứa cắt khoanh đóng hộp, nƣớc ép
từ quả dứa đóng hộp, nƣớc ép dứa cô đặc... Thực tế cho thấy lƣợng phế phẩm
(lõi và vỏ dứa) luôn là một vấn đề đối với các nhà máy chế biến bởi cho đến nay

13


chúng ta vẫn chƣa có hƣớng xử lý thích hợp đối với lƣợng phế phẩm chiếm đến
2/3 tổng khối lƣợng nguyên liệu đầu vào này.
Quả dứa có các thành phần sau đây: nƣớc 75,7%, protid 0,68%, lipid
0,06%, glucid 18,4% (saccharose 12,43%, glucose 3,21%), chất chiết xuất
4,35%, cellulose 0,57%, tro 1,24%. Còn có acid citric, acid malic và các vitamin
A, B, C. Đặc biệt là bromelin có thể thuỷ phân vài phút một lƣợng protein bằng
1000 lần trọng lƣợng của nó và so sánh đƣợc với pepsin và papain. Ngoài ra còn

có iod, magnesium, mangan, kalium, calcium, phosphor, sắt, lƣu huỳnh.
1.3.

Giới thiệu enzym Bromelin
 Đặc điểm enzym Bromelin
Bromelin là tên gọi chung cho nhóm enzyme thực vật chƣa nhóm
sulfhydryl, có khả năng phân giải protein đƣợc thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc
biệt là ở cây dứa. Bromelin chiếm 50% protein trong quả dứa. Nó có khả năng
thủy phân khá mạnh và hoạt động tốt ở pH từ 6 – 8. Bromelin có hoạt tính xúc tác
sự phân giải protein tƣơng tự nhƣ papain trong mủ đu đủ hay ficin trong cây họ
Sung.
 Tính chất enzym Bromelin
Thành phần chủ yếu của bromelin có chứa nhóm sulfhydryl thủy phân
protein. Trong dịch chiết bromelin còn có chứa một ít peroxidase, axit
phosphatase và chất cản protease.
 Cấu trúc không gian của Bromelin
Bromelin là một protease trong tâm hoạt động có chứa cysreine và
hai sợi polypeptide lien kết với nhau bằng cầu nối –S – S-. Phân tử có
dạng hình cầu do có cách sắp xếp phức tạp.
 Hoạt tính phân giải của Bromelin
Bromelin có ba hoạt tính khác nhau: peptidase, amidase và esterase.
Bromelin thân có nhiều cơ chất tự nhiên và có thể thủy phân cả cơ chất tự

14


nhiên lẫn cơ chất tổng hợp. Đối với cơ chất là casein, hoạt tính phân giải
của Bromelin thân cao hơn Bromelin quả xanh và Bromelin quả chín.
Việc sử dụng các enzym protease để thủy phân protein phụ phẩm cá
đã đƣợc ứng dụng rất phổ biến trên thế giới do những ƣu điểm là rút ngắn

đƣợc thời gian cho quá trình sản xuất, tăng lƣợng protein không hòa tan
chuyển thành protein hòa tan và tận dụng đƣợc các nguồn phụ phế phẩm
của cá. Trong điều kiện thủy phân thích hợp, các mô cá đƣợc biến đổi
nhanh chóng thành chất lỏng. Phản ứng thủy phân thƣờng bao gồm 2
bƣớc: bƣớc đầu là những phân tử enzym kết hợp với protein của cơ chất
và bƣớc 2 là sự thủy phân xảy ra dẫn tới sự phóng thích các polypeptid và
axit amin tự do.
Nhiều loài vi sinh vật có khả năng tổng hợp mạnh protease. Protease
phân bố chủ yếu ở vi khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn… Bao gồm nhiều loài
thuộc Aspergillus, Bacillus, Penicillium, Clotridium, Streptomyces và
một số loại nấm men. Các enzym này có thể ở trong tế bào (Protein nội
bào) hoặc đƣợc tiết vào trong môi trƣờng nuôi cấy (Protease ngoại bào).
Cho đến nay các protease ngoại bào đƣợc nghiên cứu kỹ hơn các protease
nội bào. Một số protease ngoại bào đã sản xuất trong quy mô công nghiệp
và đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ nghệ khác nhau trong
nông nghiệp và trong y học. Có thể thu nhận protease từ nhiều loài vi
khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc. Hiện nay trên thế giới sản xuất khoảng trên
600 tấn protease tinh khiết từ vi sinh vật, trong đó có 500 tấn từ vi khuẩn
và 100 tấn từ nấm mốc. Nhịp độ sản xuất enzym vi sinh vật ở qui mô
công nghiệp ở các nƣớc phát triển tăng trung bình hàng năm từ 5% - 15%
và doanh thu sản xuất hàng năm ở các nƣớc này khoảng 1,5 tỉ USD.
Những nƣớc có công nghệ sản xuất và ứng dụng protease tiên tiến nhất
trên thế giới hiện nay là: Nhật Bản, Mỹ, Anh, Pháp, Hà Lan, Trung quốc,

15


Đan Mạch, Đức, Áo…Các nƣớc này đầu tƣ thích đáng cho công tác
nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng các chế phẩm protease của vi sinh vật.
Nguồn nguyên liệu rất dồi dào để sản xuất enzym nói chung và protease

nói riêng.
Ngƣời ta sử dụng protease để sản xuất các dịch đạm thủy phân từ các
phế liệu giàu protein nhƣ thịt vụn, đầu cá, da …. Dùng protease để thủy
phân protein thƣờng ít bị hao hụt acidamin nhƣ khi dùng phƣơng pháp hóa
học. Thủy phân protein bằng acid thƣờng mất 10-25% các acidamin nhƣ
tryptophan, tyrosin, cystein, arginin, histidin, serin, treonin. Vi khuẩn có
khả năng sinh ra cả hai loại enzym endopeptidase và exopeptidase, do đó
protease của vi khuẩn có tính đặc hiệu cơ chất cao. Chúng có khả năng
phân hủy tới 80% các liên kết peptide trong phân tử protein. Các chủng vi
khuẩn có khả năng tổng hợp mạnh protease là Bacillus subtilis, Bacillus
mesentericus,

Bacillus thermorpoteoliticus và một số loài thuộc

Clostridium. Trong đó, B. subtilis có khả năng tổng hợp protease mạnh
nhất. Các vi khuẩn thƣờng tổng hợp các protease hoạt động thích hợp ở
vùng pH trung tính và kiềm yếu. Các protease trung tính của vi khuẩn hoạt
động ở khoảng pH hẹp (pH 5 - 8) và có khả năng chịu nhiệt thấp. Các
protease trung tính tạo ra dịch thủy phân protein thực phẩm ít đắng hơn so
với protease động vật và tăng giá trị dinh dƣỡng. Nhiều loại nấm mốc có
khả năng tổng hợp một lƣợng lớn protease đƣợc ứng dụng trong công
nghiệp thực phẩm nhƣ các chủng Aspergillus oryzae, A. terricola, A.
fumigatus, A. satoi, Penicillium chysogenum… Các loại nấm mốc này có
khả năng tổng hợp cả ba loại protease acid, kiềm và trung tính. Nấm mốc
có bào tử đen tổng hợp chủ yếu các protease acid, có khả năng thủy phân
protein ở pH 2,5 - 3.

16