Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme alcalase và flavourzyme

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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN ĐẦU TÔM THẺ CHÂN
TRẮNG BẰNG ENZYME ALCALASE VÀ FLAVOURZYME

Cán bộ hướng dẫn: TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ MỸ TRINH
Mã số sinh viên:

57130287

Lớp:

57TP3

Nha Trang, tháng 07 năm 2019


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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN ĐẦU TÔM THẺ CHÂN
TRẮNG BẰNG ENZYME ALCALASE VÀ FLAVOURZYME

Cán bộ hướng dẫn: TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ MỸ TRINH
Mã số sinh viên:

57130287

Lớp:

57TP3

Nha Trang, tháng 07 năm 2019


LỜI CẢM ƠN
Báo cáo tốt nghiệp với đề tài “ Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân
trắng bằng enzyme Alcalase và Flavourzyme” là kết quả của quá trình cố gắng không
ngừng của bản thân em và được sự giúp đỡ, động viên, khích lệ của các thầy cô, bạn bè
và người thân. Qua trang viết này, xin gửi lời cảm ơn của em đến các thầy cô, cán bộ
những người đã giúp đỡ em trong thời gian học tập nghiên cứu vừa qua.
Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến với Cô T.S Nguyễn Thị Mỹ Hương người đã
trực tiếp hướng dẫn và giúp em hoàn thiện đề tài này.
Em chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại Học Nha Trang khoa Công Nghệ Thực
Phẩm đã tạo điều kiện cho em thực hiện tốt công việc nghiên cứu của mình.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại Học Nha Trang đã
tận tình chỉ dạy chúng em trong suốt 4 năm vừa qua.
Vì sự hiểu biết có hạn của mình, nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em mong
nhận được sự góp ý từ phía Thầy Cô. Để em có thêm nhiều kinh nghiệm và có thể hoàn
thành tốt hơn
Sau cùng em chúc quý thầy cô, cán bộ công nhân viên chức trường Đại Học Nha
Trang sức khỏe và thành công.

Em xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện

Lê Thị Mỹ Trinh

2


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................2
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...........................................................................................9
1.1. Tổng quan về tôm .............................................................................................. 9
1.1.1.

Tôm nguyên liệu ......................................................................................9

1.1.2.

Tình hình chế biến và xuất khẩu tôm ở Việt Nam .................................12

1.2. Phế liệu tôm và hướng tận thu phế liệu tôm ....................................................15
1.2.1.

Phế liệu tôm ........................................................................................... 15

1.2.2.

Hướng tận thu phế liệu tôm ...................................................................15

1.2.3.

Thành phần hóa học của phế liệu tôm ...................................................16

1.3. Enzym và sự thủy phân protein bằng enzyme .................................................18
1.3.1.

Cơ chế của quá trình thủy phân protein bằng enzyme........................... 18

1.3.2.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân .....................................18

1.4. Sản phẩm thủy phân protein ............................................................................21
1.4.1.

Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm thủy phân. ...21

1.4.2.

Một số đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân ............................. 22

1.4.3.

Một số ứng dụng của sản phẩm thủy phân ............................................23

1.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về sự thủy phân Protein bằng
Protease ..........................................................................................................................24
1.5.1.

Tình hình nghiên cứu ngoài nước ..........................................................24

1.5.2.

Tình hình nghiên cứu trong nước ..........................................................25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 26
2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................26
2.1.1.

Đầu tôm..................................................................................................26

2.1.2.

Enzyme Alcalase....................................................................................26

2.1.3.

Enzyme Flavourzyme ............................................................................26

2.1.4.

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

2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................27
2.2.1.

Xác định thành phần hóa học của đầu tôm ............................................27

2.2.2.

Sơ đồ quy trình thủy phân đầu tôm bằng enzyme .................................28

2.2.3.
Thí nghiệm xác định chế độ thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm
bằng enzyme Alcalase ........................................................................................... 29

3


2.2.4.
Thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp và thời điểm
bổ sung Flavourzyme thích hợp khi kết hợp với Alcalase ....................................35
2.3. Phương pháp phân tích ....................................................................................37
2.3.2.

Xác định thành phần hóa học.................................................................37

2.3.2.

Xác định đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein .............38

2.1. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................39
CHƯƠNG 3 :KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 40
3.1. Kết quả xác đinh thành phần hóa học của đầu tôm .........................................40
3.2. Kết quả xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm
bằng enzyme Alcalase ...................................................................................................40
3.2.1.

Kết quả xác định tỉ lệ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân ........40

3.2.2.

Kết quả xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân ...............43

3.2.3.

Kết quả xác định thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân ..............45

3.3. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme và thời điểm bổ sung
Flavourzyme thích hợp cho quá trình thủy phân khi kết hợp với Alcalase...................47
3.4. Đề xuất quy trình sản xuất bột thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme
Alcalase và Flavourzyme. ............................................................................................. 50
3.5. Sản xuất sản phẩm thủy phân theo quy trình đề xuất và đánh giá chất lượng
cảm quan, hóa học và đặc tính chức năng của bột thủy phân protein từ đầu tôm .........51
3.5.1.
tôm

Bảng đánh giá chất lượng cảm quan của bột thủy phân protein từ đầu
...............................................................................................................52

3.5.2.

Thành phần hóa học của bột thủy phân protein từ đầu tôm ..................52

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN............................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 56

4

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Tôm thẻ chân trắng ...................................................................................... 11
Hình 1.2 Biếu đồ xuất khẩu tôm từ năm 2017 đến năm 2019 sang thị trường EU .... 13
Hình 1.3 Phế liệu đầu tôm thẻ chân trắng .................................................................. 15
Hình 2.1 Cách xác định thành phần hóa học của đầu tôm ......................................... 27
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme ............... 28
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ Alcalase thích hợp ........................... 30
Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp .................. 32
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp ................. 34
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ Flavourzyme thích hợp và thời điểm
bổ sung Flavourzyme thích hợp ................................................................................. 36
Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme Alcalase đến hiệu suất thu hồi nitơ ............... 41
Hình 3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme Alcalase đến hàm lượng nitơ amoniac .......... 41
Hình 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ.................... 43
Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu hàm lượng nitơ amoniac ...... 43
Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ .................. 45
Hình 3.6 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac ............. 45
Hình 3.7 Ảnh hưởng của tỉ lệ Flavourzyme và thời điểm bổ sung Flavourzyme đến
hiệu suất thu hồi nitơ .................................................................................................. 47
Hình 3.8 Ảnh hưởng của tỉ lệ Flavourzyme và thời điểm bổ sung Flavourzyme đến
hàm lượng nitơ amoniac ............................................................................................. 48
Hình 3.9 Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân
trắng ............................................................................................................................ 50
Hình 3.10 Bột thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng ...................................... 52

5

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của phế liệu tôm .......................................................... 17
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của đầu tôm.................................................................. 40
Bảng 3.2 Bảng đánh giá chất lượng cảm quan của bột thủy phân đầu tôm ................. 52
Bảng 3.3 Bảng thành phần hóa học của bột thủy phân đầu tôm .................................. 52
Bảng 3.4 Bảng đặt tính chức năng của bột thủy phân đầu tôm .................................... 53
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme Alcalase đến hiệu suất thu hồi nitơ và hàm
lượng nitơ amoniac ....................................................................................................... 60
Bảng 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ
amoniac ......................................................................................................................... 60
Bảng 4.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng
nitơ amoniac ................................................................................................................. 61
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme Flavourzyme và thời điểm bổ sung
Flavourzyme đến hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ amoniac ......................... 62

6


LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Tôm là mặt hàng chế biến xuất khẩu chủ lực của chế biến thủy sản Việt Nam.
Cùng với lượng tôm xuất khẩu ngày càng tăng thì phế liệu tôm tạo ra ngày càng nhiều.
Đây là nguồn rất giàu protein, chitin, astaxanthin và nhiều hợp chất sinh học
khác…nhưng nếu như không có cách xử lý nguồn phế phẩm này sẽ dẫn đến tình trạng
ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Hiện nay nguồn phụ phẩm tôm được tận thu bằng nhiều cách khác như: Sử dụng
trực tiếp làm thức ăn chăn nuôi nhưng cách này sẽ gây khó tiêu cho gia súc và ít nhiều
gây ô nhiễm môi trường vì phế liệu đầu tôm không được bảo quản đúng cách. Vì vậy
đã có những hướng tận thu phụ phẩm mới ra đời như: Tách hợp chất màu Astaxanthin
để phục vụ công nghiệp nhuộm, sản xuất Chitosan để phục vụ ngành công nghiệp,

nông nghiệp, mỹ phẩm…Bên cạnh đó công nghệ thủy phân protein từ phụ phẩm của
quá trình chế biến tôm bằng enzyme protease thương mại là một phương pháp tiên
tiến có hiệu quả trong việc thu hồi các chất dinh dưỡng từ phụ phẩm tôm đã được các
nhà nghiên cứu khoa học quan tâm.
Sản phẩm của quá trình thủy phân protein đầu tôm có rất nhiều acid amin cần
thiết cho cơ thể, có giá trị dinh dưỡng cao nên có thể được ứng dụng bổ sung vào thực
phẩm cho con người.
Từ thực tiễn đó việc nghiên cứu tận thu phế liệu đầu tôm để sản xuất sản phẩm
thủy phân protein rất cần thiết. Nghiên cứu này không chỉ giúp hạn chế mối nguy ô
nhiễm môi trường mà còn nâng cao giá trị phụ phẩm tôm lên rất nhiều.
Xuất phát từ những lí do trên đề tài “Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu tôm
thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase và Flavourzyme” với sự hướng dẫn của TS.
Nguyễn Thị Mỹ Hương được tiến hành với mong muốn tận thu được nguồn phụ phẩm
đầu tôm và ứng dụng sản xuất bột đạm bổ sung vào thực phẩm cho con người.
2. Nội dung nghiên cứu
o Xác định các thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm.

7


o Thí nghiệm xác định chế độ thủy phân thích hợp cho quá trình thủy phân đầu
tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase.
o Thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme Flavourzyme và thời điểm bổ sung
Flavourzyme thích hợp khi kết hợp với Alcalase.
o Đề xuất quy trình sản xuất bột thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng
sự kết hợp 2 enzyme Alcalase và Flavourzyme.

8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về tôm
1.1.1. Tôm nguyên liệu
Tôm Việt Nam ngày nay không những là món ăn quen thuộc đối với người dân
Việt Nam mà còn có giá trị trên thị trường thực phẩm Thế Giới. Thịt tôm Việt Nam có
hương vị thơm ngon, thành phần dinh dưỡng cao, tuy nhiên sản lượng khai thác phần
lớn là cỡ trung bình và nhỏ, cỡ lớn chủ yếu chỉ đạt tới size 26-30 hoặc lớn hơn nhưng
khối lượng không đáng kể.
Nghề nuôi tôm của Việt Nam đã và đang được phát triển mạnh và mang lại hiệu
quả kinh tế lớn đối với xuất khẩu thuỷ sản của Việt Nam. Ngoài tôm sú được nuôi phổ
biến, tôm thẻ chân trắng cũng đã được nuôi để tạo thêm sự đa dạng phục vụ nhu cầu
xuất khẩu và tiêu thụ nội địa.
-Vùng nguyên liệu: Suốt dọc bờ biển Việt Nam nơi nào cũng bắt gặp các loài tôm
thuộc các họ tôm có giá trị kinh tế và xuất khẩu cao, song tuỳ theo thời gian, địa hình
biển, thời tiết và các đối tượng đánh bắt khác nhau, hình thành các khu vực đánh bắt chủ
yếu :
+Ven bờ phía Tây Vịnh Bắc Bộ : Tập trung nhiều nhất ở Quảng Ninh và Hải
Phòng.
+Vùng biển Nam Thanh Hoá-Bắc Nghệ An là bãi tôm quan trọng thứ 2 của Tây
Vịnh Bắc Bộ, chạy từ Lạch Ghép đến Lạch Quèn và bãi tôm vịnh Diễn Châu.
+Vùng biển Nam Hà Tĩnh: Bãi tôm Cửa Hội-Cửa Sét, sản lượng không cao và mùa
vụ khai thác ngắn.
+Vùng biển miền Trung : Do đặc điểm địa hình thềm lục địa có độ dốc lớn, dòng
chảy mạnh, ít thuận lợi cho nghề kéo tôm. Các bãi tôm ở khu vực này nhỏ, hẹp nằm sát
bờ biển và trong các vụng, vịnh kín. Từ Bình Trị Thiên đến Ninh Thuận- Bình Thuận,
ngoài các bãi tôm nhỏ ven bờ, trong khu vực này có nguồn lợi tôm hùm khá phong phú.
Ngoài ra, ở biển miền Trung còn có những khu vực khai thác tôm quan trọng nữa là
vùng Đông Bắc-Đông Nam Cù Lao Thu, chủ yếu ở độ sâu 180m-205m nước và khu vực
ngoài khơi Quảng Ngãi - Bình Định ở độ sâu đánh lưới 80-100m.
9

+Vùng biền Nam Bộ: Vùng bờ phía Đông có bãi tôm Nam Vũng Tàu, từ Gò Công
đến Gành Hào, trọng điểm là cửa Cung Hầu đến cửa Định An. Khu vực Đông Nam mũi
Cà Mau là ngư trường tôm của tỉnh Minh Hải.
+Vùng biền gần bờ phía Tây (Vịnh Thái Lan): Nguồn lợi kém hơn vùng phía Đông,
ở đây có 2 bãi tôm quan trọng nhất là bãi tôm Ông Đốc- Hòn Chuối, tạo ra một khu vực
khai thác rộng lớn cho vùng phía Tây tỉnh Minh Hải. Bãi tôm Anh Đông- Nam Du, chạy
suốt từ Tây Nam quần đảo Nam Du đến Đông Nam An Thới và về phía Tây Bắc hòn
Sơn Rái.
- Mùa vụ Khai thác : Mùa đánh bắt tôm biển từ tháng 2 đến tháng 11.
- Hình thức khai thác: Ngư cụ khai thác chủ yếu là lưới kéo tôm.
- Nuôi tôm: Tôm sú là đối tượng nuôi xuất khẩu chính. Vùng nuôi tốt nhất là khu
vực nước lợ có độ mặn từ 2 ‰ đến 25‰ . Tôm được nuôi trong các ao đầm nước lợ ở
cả vùng cao và vùng triều. Một số nơi nuôi xen kẽ vụ lúa, vụ tôm và nuôi chung với cá
rô phi, cua và rong câu. Năng suất bình quân cả nước là 400kg/ha/vụ. Năng suất có nơi
đạt bình quân 4000kg/ha. Tuỳ theo vùng, miền có thể nuôi 1-2 vụ/năm.
- Mùa vụ thu hoạch : Mùa thu hoạch tôm nuôi rải rác từ tháng 4 đến tháng 9. Chính
vụ, sản lượng cao nhất vào tháng 5, 6, 7.
- Hình thức nuôi: Khu vực phía Bắc nuôi quảng canh cải tiến và bán thâm canh là
chủ yếu. Miền Trung nuôi bán thâm canh và thâm canh. Các tỉnh phía Nam nuôi bán
thâm canh và quảng canh cải tiến.
+ Các dạng tôm xuất khẩu chính:
 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.

10


 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….
Các nhà máy chế biến tôm ở Việt Nam hiện nay phần lớn đều có hệ thống trang
thiết bị hiện đại và áp dụng các công nghệ tiên tiến nhất trên thế giới với các tiêu chuẩn
chất lượng được ứng dụng theo quốc tế như Chương trình chất lượng (QMS) theo
HACCP, ISO 9001-2000, SSOP, GMP. Các hệ thống dây chuyền IQF tự động hiện đại
có khả năng sản xuất các mặt hàng giá trị cao.
Các loài tôm biển được chế biến xuất khẩu chủ yếu : Tôm sú, tôm bạc (tôm he
chân trắng), tôm sắt, tôm thẻ, tôm chì.
Dạng sản phẩm : Đông lạnh nguyên con, sơ chế đông lạnh, chế biến sẵn (bao gồm
hàng giá trị gia tăng và các sản phẩm phối chế), đồ hộp và đồ khô.
Tôm thẻ chân trắng

Hình 1. 1 Tôm thẻ chân trắng.
Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei, tên gọi trước đây Penaeus vannamei)
có nguồn gốc từ Đông Thái Bình Dương ở Trung và Nam Mỹ thường được đánh bắt
hoặc nuôi làm thực phẩm. Tôm thẻ chân trắng là loài bản địa ở đông Thái Bình Dương
từ Sonora ở México đến bắc Peru. Các nguồn cung cấp tôm thẻ chân trắng chủ yếu là
Ecuador, Mexico và Brasil. Tôm thẻ chân trắng được bán trên thị trường Mỹ chủ yếu từ
Mexico và Ecuador. Một số nhỏ hiện tại được nuôi ở Mỹ (Texas).
11


Môi trường sống: Trong thiên nhiên, ở vùng biển ấm có nhiệt độ nước biển ở
khoảng 20C. Tôm thẻ chân trắng được nuôi nhiều từ thập niên 1970, và ngày nay tại
nhiều nước nuôi truyền thống tôm sú đã chuyển gần như phần lớn sang tôm thẻ chân

trắng (Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nam...). Năm 2004 sản lượng tôm này vào khoảng
1,1 triệu tấn. Tôm trưởng thành, giao hợp, sinh đẻ trong những vùng biển có độ sâu 70
mét với nhiệt độ 26-28C, độ mặn khá cao khảng 35‰. Trứng nở ra ấu trùng và vẫn
loan quanh ở khu vực sâu này. Tới giai đoạn Potlarvae, chúng bơi vào gần bờ và sinh
sống ở đáy những vùng cửa sông cạn. Sau một vài tháng, tôm con trưởng thành, chúng
bơi ngược ra biển và tiếp diễn cuộc sống giao hợp, sinh sản làm chọn chu kỳ. Tôm chân
trắng lớn rất nhanh trong giai đoạn đầu, mỗi tuần có thể tăng trưởng 3g với mật độ
100con/m2 tại Hawaii không kém gì tôm sú, sau khi đã đạt được 20g tôm bắt đầu lớn
chậm lại, khoảng 1g/tuần, tôm cái thường lớn nhanh hơn tôm đực.
Tôm thẻ chân trắng trước tiên được những nước Trung và Nam Mỹ nuôi nhiều,
đến năm 1996 thì chúng mới được nuôi ở Trung Quốc, Đài Loan, Philippine, Indonesia,
Thái Lan, Việt Nam, Ấn độ...
Ưu điểm của loài này là có thể nuôi ở mặt độ rất dày, thời gian sinh trưởng ngắn,
và năng xuất tôm trên đơn vị diện tích cao. Sản lượng 10 tấn / ha ao nuôi ở tôm thẻ chân
trắng có thể thấy được ở nhiều ao nuôi.
1.1.2. Tình hình chế biến và xuất khẩu tôm ở Việt Nam
Thời gian qua, ngành hàng tôm xuất khẩu của Việt Nam gặp nhiều khó khăn về
rào cản thương mại từ các thị trường nhập khẩu, nhưng các doanh nghiệp làm hàng xuất
khẩu vẫn nỗ lực đáp ứng các yêu cầu khắt khe để thâm nhập các thị trường như Australia,
Mỹ, Châu Âu…
Trong nước các doanh nghiệp cũng gặp phải tình trạng thiếu tôm nguyên liệu,
nhưng nhờ nỗ lực trong 7 tháng qua đã xuất được lượng hàng trị giá 2 tỷ USD, tăng 16%
so với cùng kỳ năm 2016.
Theo Hiệp hội Chế biến và xuất khẩu Thủy sản Việt Nam (VASEP), mặc dù trong
3 tháng đầu năm 2017, ngành chế biến xuất khẩu tôm gặp nhiều khó khăn về nguồn
nguyên liệu, nhưng trong 4 tháng tiếp theo đã có bước nhảy vọt về tăng trưởng xuất

12

khẩu. Đây là tín hiệu khả quan cho toàn ngành tôm Việt Nam nói riêng và ngành chế
biến xuất khẩu thủy sản nói chung.
Theo VASEP, trong năm 2017, ngành tôm được xem là thắng lợi lớn tại thị trường
EU. Trong 11 tháng năm 2017, xuất khẩu tôm sang thị trường này đạt trên 780 triệu
USD, tăng 42,4% so với cùng kỳ năm ngoái. Với kết quả này, EU vươn lên là thị trường
nhập khẩu lớn nhất tôm Việt Nam, chiếm 22,2% tổng giá trị xuất khẩu tôm Việt Nam.
Tính riêng ở các thị trường đơn lẻ trong khối EU, Hà Lan hiện là thị trường nhập
khẩu lớn nhất tôm Việt Nam. Trong 3 thị trường nhập khẩu chính tôm Việt Nam trong
khối EU (Hà Lan, Anh và Đức), xuất khẩu sang Hà Lan tăng mạnh nhất 70,5% đạt 199,7
triệu USD; tiếp đó là Anh và Đức lần lượt có tốc độ tăng 54,5% và 5,9%.
Theo các doanh nghiệp, giá trị xuất khẩu tôm Việt Nam sang EU khá tích cực là
do người tiêu dùng EU ưa chuộng các sản phẩm thủy sản giá trị gia tăng tiện lợi và tăng
nhập khẩu để phục vụ nhu cầu các lễ hội cuối năm. Trong khi đó, nguồn tôm nước lạnh
lại đang có giá cao và nguồn cung giảm nên EU tăng cường nhập khẩu tôm từ Việt Nam.

Hình 1. 2 Biểu đồ xuất khẩu tôm từ năm 2017 đến năm 2019 sang thị trường EU.
Ngoài EU, xuất khẩu tôm sang Trung Quốc cũng có mức tăng tới 60,2% đạt 637,9
triệu USD trong 11 tháng năm 2017. Trong khi đó, xuất khẩu tôm sang Mỹ lại giảm
7,8% so với cùng kỳ năm 2016. Bên cạnh đó, Ấn Độ đẩy mạnh xuất khẩu tôm sang Mỹ
để bù đắp sự sụt giảm ở các thị trường chính khác khiến thị phần tôm Việt Nam trên thị
trường Mỹ sụt giảm.
Theo ước tính của các doanh nghiệp, với giá trị kim ngạch như hiện nay, để xuất
khẩu tôm đạt 10 tỷ USD vào năm 2025 thì tốc độ tăng trưởng xuất khẩu của ngành này
phải đạt ít nhất từ 12-15%/năm.
13


Để đạt được mục tiêu trên, các doanh nghiệp đang tập trung đẩy mạnh sản xuất và
xuất khẩu, nhất là sản xuất các sản phẩm chế biến sâu, linh hoạt xuất khẩu sang các thị
trường lớn đang có nhu cầu nhập khẩu tôm. Với đà tăng trưởng như hiện nay, VASEP

cũng dự báo xuất khẩu tôm sẽ tiếp tục tăng trưởng tích cực trong thời gian tới, nhất là ở
một số thị trường như EU, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc...
Đáng chú ý, tại thị trường Trung Quốc, sản lượng sản xuất tôm nội địa của nước
này sụt giảm do dịch bệnh và mưa lũ. Trong khi đó, nhu cầu trong nước ngày càng tăng,
do tầng lớp trung lưu và lượng khách du lịch tăng khiến gia tăng nhu cầu tiêu thụ hải
sản, nhất là mặt hàng tôm ở các nhà hàng.
Kèm theo đó, kể từ ngày 1/12/2017, xuất khẩu tôm sang Trung Quốc có lợi thế
hơn khi nước này quyết định giảm thuế nhập khẩu từ 5% xuống 2% đối với sản phẩm
tôm đông lạnh. Với đà tăng trưởng như hiện nay, Trung Quốc có khả năng vượt qua
Nhật Bản để trở thành thị trường nhập khẩu lớn thứ hai của tôm Việt Nam trong Quý
I/2018.
Mặt khác, theo VASEP, Hiệp định thương mại tự do Việt Nam – EU (EVFTA) dự
kiến có hiệu lực trong năm 2018 sẽ tạo nhiều thuận lợi cho xuất khẩu tôm. Theo lộ trình
cam kết, khi EVFTA có hiệu lực, thuế xuất khẩu tôm mã HS 03061100 (tôm hùm xanh
ướp đá; tôm sú HOSO, DP đông lạnh; tôm mũ ni vỏ…) sang EU sẽ về 0% thay vì mức
hiện tại 12,5%; thuế sản phẩm tôm mã HS 03061710 (tôm sú tươi đông lạnh, tôm sú thịt
đông lạnh, tôm thẻ thịt đông lạnh…) cũng về 0% từ mức 20% hiện nay.
Đối với sản phẩm tôm chế biến, tôm mã HS 16052110 (tôm dạng bột nhão) và tôm
mã HS 16052190 (tôm khác) sẽ được điều chỉnh từ mức 20% hiện nay về 0% sau 7 năm
kể từ khi Hiệp định có hiệu lực.
Dù có nhiều thuận lợi, tuy nhiên dự báo ngành hàng này sẽ gặp không ít khó khăn,
thách thức, kể cả vấn đề số lượng và chất lượng tôm. Với tình hình thời tiết thất thường
như hiện nay, rủi ro về thời tiết và dịch bệnh vẫn là nguy cơ lớn đối với sản xuất tôm.
Theo ông Hồ Quốc Lực, Tổng Giám đốc Công ty cổ phần Thực phẩm Sao Ta, vấn
đề thách thức nhất hiện nay của ngành tôm Việt Nam vẫn là đa phần sản xuất có quy mô
nuôi nhỏ lẻ, dẫn đến việc truy xuất nguồn gốc còn nhiều khó khăn. Trong khi đó, toàn
bộ các thị trường nhập khẩu tôm Việt Nam đều “đặt nặng” vấn đề an toàn thực phẩm và
14

truy xuất nguồn gốc sản phẩm, nhất là chương trình giám sát thủy sản nhập khẩu vào
Mỹ (SIMP) có hiệu lực từ đầu năm nay.
Để đảm bảo vấn đề an toàn thực phẩm, các nhà máy thường phải tốn thêm chi phí
kiểm tra chất lượng nguyên liệu đầu vào, khiến giá thành sản phẩm tăng lên, các doanh
nghiệp Việt khó cạnh tranh với các nguồn cung tôm khác.
Trong bối cảnh đó, việc kiểm soát chất lượng, xây dựng vùng nguyên liệu đạt
chuẩn quốc tế vẫn là những vấn đề mà ngành tôm cần tập trung thực hiện để khắc phục
điểm yếu, từ đó giúp doanh nghiệp có thể tăng tốc xuất khẩu những năm tới.
1.2. Phế liệu tôm và hướng tận thu phế liệu tôm
1.2.1. Phế liệu tôm

Hình 1. 3 Phế liệu đầu tôm thẻ chân trắng.
Ngành công nghiệp chế biến tôm đã tạo ra một lượng lớn phụ phẩm gồm đầu tôm,
vỏ tôm và một phần thịt vụn do bóc nõn không đúng kỹ thuật. Trong phế liệu tôm phần
đầu chiếm khoảng 35- 45%, phần vỏ chiếm 10- 15% trọng lượng của tôm nguyên liệu.
1.2.2. Hướng tận thu phế liệu tôm
Phế liệu tôm có thể được sử dụng trực tiếp làm thức ăn chăn nuôi. Ngoài ra còn có
thể đem sấy khô rồi xay mịn để bổ sung vào thức ăn chăn nuôi. Bên cạnh đó, việc sấy
khô đòi hỏi phải tốn kém năng lượng, sẽ làm tăng chi phí sản xuất hoặc phơi khô sẽ gây
ô nhiễm, mất vệ sinh vì mùi hôi thối. Cả hai phương pháp này không loại được khoáng
và chitin, mà hai chất này lại gây khó tiêu cho gia súc, gia cầm. Vì vậy, nếu lợi dụng
tổng hợp hai phế phẩm này để có thể tách riêng protein ở đầu tôm phục vụ cho chăn
nuôi, hoặc bổ sung vào thực phẩm cho người…Mặc khác vừa có thể tách hợp chất màu
15


(Astaxanthin ) để phục vụ ngành công nghiêp nhuộm. Bên cạnh đó còn có chế biến
Chitosan để phục vụ cho ngành nông nghiệp, công nghiệp, mỹ phẩm,y tế…Từ đó, làm
tăng giá trị phụ phẩm từ tôm lên rất nhiều. Nghiên cứu thủy phân phế liệu tôm bằng
enzyme để tận dụng protein là một hướng đi đang được rất nhiều nhà khoa học quan tâm

nghiên cứu.
1.2.3. Thành phần hóa học của phế liệu tôm
Bảng 1. 1 Thành phần hóa học của phế liệu tôm.
Phế liệu

Đầu (%)

Vỏ (%)

Protein

53,5

22,8

Chitin

11,1

27,2

Lipid

8,9

0,4

Calci

7,2

11,1

Tro

22,6

11,7

Phospho

1,68

3,16

1.2.3.1. Chitin
Chitin là một loại polysacarit từ biển điển hình được tìm thấy rất nhiều trong vỏ
động vật giáp xác (Kurita, 2006). Chitin và Chitosan dẫn xuất khử của nó đã được áp
dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như sử dụng y tế, công nghệ thực phẩm,
nhiếp ảnh, mỹ phẩm, công nghiệp giấy, xử lý nước, phân phối thuốc và công nghệ sinh
học (Kumar, 2000).
Các phương pháp truyền thống để thu được Chitin từ chất thải của tôm là
deproteinization, khử khoáng, tẩy trắng và sau đó khử sắt (Percot cùng cộng sự 2003a).
Axit clohydric thường được sử dụng trong xử lý axit để loại bỏ muối kim loại, đặc biệt
là canxi cacbonat (Kurita, 2006). NaOH thường được sử dụng trong quá trình khử
protein để loại bỏ protein (Percot và cộng sự, 2003b). Các sắc tố, chẳng hạn như Caroten
và Astaxanthin đã bị loại bỏ mạnh mẽ, các tác nhân oxy hóa như kali permanganat,
hydro peroxide và các chất hữu cơ khác như hỗn hợp dung môi (Rohyami cùng cộng sự
16

2015). Sự khử acetyl của chitin thường diễn ra trong môi trường kiềm, trong điều kiện
xử lý nhiệt thích hợp cho mục đích sản xuất công nghiệp (Benhabiles cùng cộng sự
2012).
1.2.3.2. Protein và axit amin
Bên cạnh chitin, hàm lượng protein cao trong phế phẩm của tôm ngày càng thu hút
được sự chú ý, tiếp tục được sử dụng để sản xuất các sản phẩm giá trị gia tăng (BuenoSolano cùng cộng sự 2009).
Cách đơn giản nhất để sử dụng protein từ phế thải tôm là phơi nắng làm thức ăn
cho gia súc. Okoye cùng cộng sự. (2005) đã sử dụng bột chất thải tôm làm nguồn protein
động vật cho gà. Tuy nhiên, nắng thường xuyên trên các bãi biển làm khô nhanh có thể
dẫn đến các vấn đề môi trường và kiểm soát vệ sinh trong thời gian ngắn. Do đó quá
trình này chỉ làm các sản phẩm phù hợp cho động vật sử dụng(Mathew & KG, 2006).
1.2.3.3. Các thành phần khác của phế phẩm tôm
Có những phần có giá trị khác trong phế phẩm của tôm, chẳng hạn như Carotenoids
và Phospholipids. Carotenoids là các hoạt chất sinh học tồn tại rộng rãi trong nhiều loại
sản phẩm như thực phẩm, thức ăn, mỹ phẩm và dược phẩm (Pacheco cùng cộng sự
2009). Sachindra cùng cộng sự (2006) đã sử dụng dung môi hữu cơ để thu hồi
Carotenoids từ phế phẩm của tôm. Cahus cùng cộng sự. (2012) đã trình bày một phương
pháp thu hồi protein, chitin, carotenoids và glycosaminoglycans sunfat từ phế phẩm tôm
với sự trợ giúp của các enzyme nội sinh phân giải protein. Astaxanthin là một loại
Carotenoids có nhiều trong tôm, có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn nhiều so với các
Carotenoids khác (Radzali cùng cộng sự, 2014). Khai thác Astaxanthin từ chất thải tôm
bằng lên men lactic (Armenta López cùng cộng sự 2002; Gimeno cùng cộng sự 2007).
Phospholipids là thành phần chính của tất cả các màng tế bào. Chúng được coi là
chất dinh dưỡng có ảnh hưởng quan trọng đến tiêu hóa lipid, vận chuyển và phản ứng
viêm (Cullis & De Kruijff, 1979). Hơn nữa, có lợi cho các mạch máu, tế bào thần
kinh,…(Küllenberg cùng cộng sự, 2012; Zimman cùng cộng sự 2010). Nghiên cứu đã
tiến hành chiết xuất Phospholipid từ phế phẩm của tôm. Shen và Cheung (2014) trích
xuất Phospholipids bằng cách sử dụng chiết phối hợp với vật liệu tổng hợp vỏ lõi silica
làm chất hấp thụ.

17


1.3. Enzym và sự thủy phân protein bằng enzyme
1.3.1. Cơ chế của quá trình thủy phân protein bằng enzyme
Enzyme là chất xúc tác sinh học nên chúng vẫn mang đầy đủ các đặc điểm của
chất xúc tác nói chung. Các phản ứng hóa học chỉ có thể xảy ra khi phân tử các chất
tham gia phản ứng va 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 cung cấp năng lượng cho chúng. Các chất xúc
tác và enzyme xúc tác 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 số năng lượng
hoạt hóa của chúng nhỏ hơn trường hợp không có chất xúc tác.
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 sau:
 Trong giai đoạn thứ nhất : Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành
phức enzyme cơ chất ES không bền, phản ứng này xảy ra nhanh và đòi hỏi năng lượng
hoạt hóa thấp, các liên kết yếu được hình thành giữa enzyme và cơ chất.
 Trong giai đoạn thứ hai : Xảy ra sự biến đổi cơ chất dẫn đến sự kéo căng và phá
vỡ các liên kết đồng hóa trị tham gia phản ứng. Kết quả là làm cho cơ chất được hoạt
hóa dễ dàng tham gia phản ứng hơn.
 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.
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân
Khi lập kế hoạch cho một phản ứng thủy phân, nhiều yếu tố cần được xem xét.
Thủy phân enzyme liên quan đến việc sử dụng protease để thủy phân vật liệu thành các
peptide nhỏ hơn hoặc các axit amin đơn lẻ. Vì thế các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hoạt
động của protease được chọn sẽ có tác động đến phản ứng thủy phân. Hiệu suất của
enzyme phụ thuộc vào pH và nhiệt độ vì mỗi protease có điều kiện hoạt động tối ưu
riêng mà tại đó hoạt động của nó có thể đạt mức cao nhất. Các yếu tố khác như bản chất

của chất nền, tỷ lệ nước-cơ chất, lượng enzyme sử dụng, thời gian thủy phân cũng như
các protease có thể ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của phản ứng thủy phân.
18


1.3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH
Nhiệt độ và pH là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của protease.
Cụ thể hơn, mỗi protease hoạt động tối ưu ở một phạm vi nhiệt độ và pH nhất định. Một
số nghiên cứu đã xem xét nhiệt độ và ảnh hưởng pH đến sản xuất thủy phân.
Shahidi và cộng sự (1995) đã tập trung vào ảnh hưởng của nhiệt độ để sản xuất
thuỷ phân capelin và người ta thấy rằng nhiệt độ tối ưu có liên quan đến thời gian thủy
phân. Khi chất nền được thủy phân trong một giờ, nhiệt độ tối ưu cho quá trình thủy
phân được tìm thấy là 60C trong khi đối với quá trình thủy phân 2 giờ, nhiệt độ tối ưu
là 55C.
Một nghiên cứu khác được thực hiện bởi Ravallec-Ple và cộng sự (2000) chỉ ra
rằng điều kiện thí nghiệm càng gần với độ pH tối ưu của protease thì mức độ thủy phân
càng cao. Protease được chọn cho nghiên cứu là Alcalase, có độ pH tối ưu là 8,0. Nó đã
được chứng minh rằng khi pH tăng từ 7-8, thì độ thủy phân (DH) tăng từ 8.2% lên 24.3%
trong khi pH tăng thêm từ 8 lên 8.2 không làm tăng DH.
Mặc dù bằng chứng đầy đủ, đã đề xuất nhiệt độ và pH là các thông số cần thiết để
xem xét cho điều kiện thủy phân, không nên bỏ qua chi phí năng lượng và chi phí lao
động để điều chỉnh nhiệt độ và pH. Tùy thuộc vào bản chất của chất nền, độ pH có thể
cần được điều chỉnh bằng axit hoặc bazơ để đạt độ pH tối ưu của protease, trong trường
hợp đó có thể tạo ra một lượng muối đáng kể trong phản ứng trung hòa. Muối có thể
không dễ dàng được loại bỏ khỏi sản phẩm cuối cùng vì vậy việc chấp nhận sản phẩm
cuối cùng có thể thay đổi tùy theo ứng dụng.
1.3.2.2. Tỷ lệ nước- cơ chất
Nước là một yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến phản ứng thủy phân. Nước là
môi trường tăng cường quá trình phân cắt các liên kết và là môi trường khuếch tán
enzyme và cơ chất giúp làm tăng tốc độ phản ứng.

Mặc dù tỷ lệ nước trên cơ chất không có ảnh hưởng như các yếu tố khác trong
phản ứng thủy phân, một số nghiên cứu đã ghi nhận các giá trị khác nhau cho thấy tầm
quan trọng của nó trong việc ảnh hưởng đến hiệu suất thủy phân. Nhiều nghiên cứu đã
chỉ ra việc sử dụng tỷ lệ nước trên cơ chất thấp hơn như 1: 1 (Shahidi và cộng sự 1995;
Gildberg và Stenberg 2001; Aspmo và cộng sự 2005; Dumay và cộng sự 2006), 2: 1
19


(Synowiecki và Al-Khateeb 2000; Ruttanapornvareesakul và cộng sự 2006) và 4: 1
(Nilsang và cộng sự 2005), trong khi các tác giả đã sử dụng tỷ lệ cao hơn là 9: 1
(Ravallec-Ple và cộng sự 2000), 10: 1 (Simpson và cộng sự 1998), và 50: 1 (Clemente
và cộng sự 1999). Tỷ lệ giá trị nước-cơ chất được sử dụng có thể liên quan đến bản chất
của chất nền. Tuy nhiên, không có nghiên cứu nào trong số này nghiên cứu ảnh hưởng
của nồng độ cơ chất đến chất lượng của sản phẩm thủy phân cuối cùng.
1.3.2.3. Nồng độ enzyme
Lượng protease trong phản ứng thủy phân có thể ảnh hưởng đáng kể đến các sản
phẩm cuối cùng. Các enzyme hoạt động như các tác nhân phân cắt trong phản ứng thủy
phân để phá vỡ các phân tử protein thành các peptide nhỏ hơn hoặc các axit amin tự do.
Sự gia tăng lượng protease được thêm vào sẽ làm tăng hiệu quả của quá trình thủy phân.
Diniz và Martin (1996) đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme-cơ chất (E / S)
là 2.0, 3.0 và 4.0 đối với quá trình thủy phân cơ cá da trơn. Họ thấy rằng DH tăng lên
khi tăng E / S từ 2.0 lên 3.0. Trong một nghiên cứu được thực hiện bởi Guerard và cộng
sự (2002) về ảnh hưởng của việc thay đổi nồng độ enzyme từ 0,1 đến 1,5% (protein w /
w) khi thủy phân phụ phẩm cá ngừ, đã cho thấy độ thủy phân tăng khi tăng nồng độ
enzyme, nhưng độ thủy phân không tăng nhanh khi nồng độ enzyme cao hơn 1%.
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi các chất hòa tan đã được
nghiên cứu trong quá trình thủy phân nội tạng cá tuyết Đại Tây Dương (Aspmo và cộng
sự, 2005). Khi nồng độ enzyme được tăng từ 0 đến 2% (w / w chất khô), thì hiệu suất
thu hồi chất rắn hòa tan tăng lên.
Mặc dù sự tăng tỷ lệ enzyme trên cơ chất thường mang lại mức độ thủy phân cao

hơn và khả năng thu hồi các chất hòa tan cao hơn, một lượng protease cao sẽ có nghĩa
là chi phí sản xuất cao hơn. Do đó, cần duy trì sự cân bằng giữa lượng protease được sử
dụng và mức độ thủy phân mong muốn cần đạt được để giữ chi phí sản xuất thấp.
1.3.2.4. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
Khi mà enzyme và cơ chất có điều kiện gặp nhau tốt, sẽ thuận lợi cho phản ứng
thủy phân, nó sẽ làm cho phản ứng thủy phân xảy ra nhanh hơn và hiệu suất cao hơn.
Thông thường chúng ta hay xay nhỏ nguyên liệu đến kích thước phù hợp trước khi thủy
phân.
20


1.3.2.5. Ảnh hưởng của độ tươi nguyên liệu
Độ tươi của nguyên liệu đầu tôm sẽ quyết định đến chất lượng của dịch thủy phân.
Nếu nguyên liệu có chất lượng thấp thì khi thủy phân, sản phẩm sẽ tồn tại các sản phẩm
cấp thấp như: : H2S, NH3, Scatol, Indol…chúng sẽ gây mùi khó chịu cho sản phẩm.
1.4. Sản phẩm thủy phân protein
1.4.1. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm thủy phân.
Thành phần hóa học của thủy phân đầu tôm gồm : Protein, khoáng, lipit…Thành
phần hóa học của thủy phân đầu tôm còn phụ thuộc vào các yếu tố như nguồn nguyên
liệu, điều kiện thủy phân, loại enzyme sử dụng cho việc thủy phân,…
Protein được cấu tạo từ các axit amin, các axit amin không thay thế quyết định giá
trị dinh dưỡng của thực phẩm. Các nghiên cứu cho thấy protein thực vật trong các loại
ngũ cốc thường thiếu lysine và các axit amin có chứa lưu huỳnh như methinnine,
cysteine. Trong khi đó protein tôm, cá rất giàu nguồn axit amin này.
Protein là một dưỡng chất quan trọng đối với cơ thể chúng ta và tất cả các hoạt
động sống của tế bào cũng như cấu thành nên các hệ cơ quan trong cơ thể con người và
đảm bảo các hoạt động của cơ thể, nếu thiếu protein sẽ dẫn đến những biểu hiện xấu đối
với sức khỏe như suy dinh dưỡng, hệ miễn dịch suy yêu, cơ thể phù nề,…
Protein là thành phần dinh dưỡng quan trong trọng nhất, nó quyết định chất lượng
của sản phẩm thủy phân protein. Nghiên cứu ban đầu của Grimble và cộng sự (1987)

cho rằng thành phần dipeptide và tripeptide trong sản phẩm thủy phân protein giúp cơ
thể hấp thu nhanh chóng hơn protein không được thủy phân.
Sản phẩm thủy phân protein thu được sau khi thủy phân protein bao gồm các acid
amin và peptide trong đó có các peptit ngắn mạch (dipeptide và tripeptide). Các thành
phần acid amin có vai trò quan trọng trong hoạt động sinh lý khác nhau của cơ thể con
người và ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp trong việc duy trì sức khỏe. Acid amin rất
cần thiết cho sự tổng hợp của nhiều loại protein. Sản phẩm thủy phân protein từ tôm có
chứa nhiều acid amin không thay thế quan trọng như: Lysin, Isoleucine, Leucine,
Methionine, Phenylalanine, Tryptophane, Threonine, Valine… Thành phần acid amin
khác nhau tủy theo điều kiện thủy phân, phương pháp thủy phân, loại enzyme thủy
phân….
21


1.4.2. Một số đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân
1.4.2.1. Khả năng hòa tan trong nước
Độ hòa tan là một trong những đặc tính quan trọng nhất của sản phẩm thủy phân
protein, đặc biệt đối với sản phẩm thủy phân protein được sử dụng trong các thức uống.
Nhiều đặc tính khác như khả năng tạo bọt và nhũ hóa bị ảnh hưởng bởi độ hòa tan. Sự
thủy phân protein bằng enzym làm tăng độ hòa tan của protein. Sản phẩm này có tính
tan tăng đáng kể so với nguyên liệu ban đầu, nguyên nhân chính là do quá trình thủy
phân đã tạo ra nhiều peptit nhỏ hơn và các axit amin, làm lộ ra các nhóm phân cực, như
nhóm amin (-NH2) và nhóm Carboxyl (-COOH), thúc đẩy sự tương tác với nước. Sự gia
tăng của các nhóm amin và carboxyl cuối mạch làm gia tăng lượng nước hấp thu, tăng
khả năng hòa tan trong nước của sản phẩm.
Quá trình thủy phân protein làm cắt đứt liên kết peptide của phân tử protein tạo
thành các peptide nhỏ hơn, khi thời gian thủy phân càng kéo dài, các peptide nhỏ được
tạo ra càng nhiều, làm tăng số lượng các nhóm phân cực, hình thành liên kết hydro với
nước, dẫn đến làm tăng độ hòa tan. Sản phẩm thủy phân có peptide nhỏ hơn thì dễ hòa
tan hơn (Gbogouri và cộng sự 2004).

Sản phẩm thủy phân protein thủy sản được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại thực
phẩm khác nhau. Với tính tan tốt và giá trị dinh dưỡng cao, sản phẩm này có tiềm năng
lớn được sử dụng để sản xuất thức uống giàu dinh dưỡng và các sản phẩm thay thế sữa.
Nhờ tính tan tốt trong phạm vi pH rộng, sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, an toàn và
tính sẵn có trên thị trường nên sản phẩm thủy phân protein được đưa vào thực phẩm một
cách dễ dàng và mở ra cơ hội lớn cho ngành công nghiệp thực phẩm để cải thiện chất
lượng thực phẩm.
1.4.2.2. Khả năng tạo bọt
Một kết quả tương tự của Diniz và Martin (1997) khi nghiên cứu ảnh hưởng của
mức độ thủy phân lên các đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein Cá Nhám
(Squalus acanthias). Ở đó, khi độ thủy phân tăng dần từ 6,5%; 13%; 18,8% thì khả năng
tạo bọt tương ứng là 136,3%; 66,5% và 63,5%. Khả năng tạo bọt của sản phẩm thủy
phân protein giảm khi mức độ thủy phân tăng cũng được thấy trong nghiên cứu sản

22


phẩm thủy phân protein từ thịt Cá Chỉ Vàng (Klompong và cộng sự 2007) và sản phẩm
thủy phân protein từ xương Cá Bóp (Amiza và cộng sự 2012).
Khả năng tạo bọt của sản phẩm thủy phân protein giảm khi thời gian thủy phân
hoặc độ thủy phân tăng là do kích thước nhỏ của các peptit được tạo ra khi thủy phân
kéo dài làm giảm hoạt động bề mặt của nó và do đó cản trở sự hình thành màng ổn định
xung quanh các bong bóng khí (Diniz và Martin, 1996).
1.4.2.3. Khả năng nhũ hóa
Khả năng nhũ hóa được xác định là thể tích dầu được nhũ hóa bởi sản phẩm thủy
phân protein. Khả năng nhũ hóa của sản phẩm thủy phân protein phụ thuộc vào hoạt
động bề mặt của chúng. Sản phẩm thủy phân protein là các hợp chất hoạt động bề mặt
và thúc đẩy tạo nhũ tương dầu trong nước, chúng có đặc tính tạo nhũ tương tốt.
Tính đặc hiệu của các enzym được sử dụng trong quá trình thủy phân là quan trọng,
bởi vì nó ảnh hưởng lớn đến kích thước phân tử và tính kỵ nước của polypeptit được tạo

thành. Điều này ảnh hưởng đến các tính chất bề mặt của sản phẩm thủy phân protein.
Để có hoạt tính bề mặt tốt, chiều dài các peptit không nhỏ hơn 20 axit amin (Lee và cộng
sự, 1987). Ngoài ra, các yếu tố như tốc độ khuấy trộn, nguồn protein, nhiệt độ, pH, loại
dầu và hàm lượng nước có thể ảnh hưởng đến khả năng nhũ hóa (Linder và cộng sự,
1996).
1.4.2.4. Khả năng giữ nước
Khả năng giữ nước của protein có vai trò quan trọng đối với ngành công nghiệp
thực phẩm bởi vì nó ảnh hưởng đến cả đặc tính cảm quan và kinh tế của sản phẩm. Sự
thủy phân protein làm thay đổi khả năng hấp thu và giữ phân tử nước của protein. Sự
tăng của các nhóm phân cực như -COOH và -NH2 trong quá trình thủy phân có ảnh
hưởng đáng kể đến lượng nước hấp thu. Do đó sản phẩm thủy phân protein có khả năng
liên kết và giữ nước tốt.
1.4.3. Một số ứng dụng của sản phẩm thủy phân
Thủy phân protein là nhằm phân giải các nguyên liệu có chứa các thành phần
protein ở trạng thái phân tử lượng lớn thành các peptid ngắn mạch hay acid amin để hấp
thụ cho các cơ thể sống. Quá trình thủy phân protein được thực hiện nhờ chính enzyme
23


nội tại hoặc enzyme được bổ sung từ ngoài vào. Sản phẩm thủy phân protein thường ở
hai dạng: Dịch thủy phân và bột thủy phân. Bột thủy phân protein có thể được dùng
trong việc sản xuất các sản phẩm bột dinh dưỡng cao đạm đối với bột đạm thủy phân có
chất lượng tốt. Dịch đạm cô đặc có thể được sử dụng để bổ sung trong quá trình làm
nước mắm do nó có hàm lượng acid amin cao, dùng trong sản xuất nước mắm công
nghiệp. Dịch đạm còn được dùng để sản xuất bột nêm, gia vị.
o

Trong nông nghiệp: Dùng làm phân bón.

o

Trong chăn nuôi: Sản phẩm thủy phân protein được bổ sung vào thành phần thức

ăn của động vật nuôi, giúp động vật nuôi phát triển tốt và rút ngắn thời gian chăn nuôi.
Khi phối trộn sản phẩm thủy phân protein vào thức ăn theo tỷ lệ phù hợp sẽ làm tăng vị
ngon và mùi hấp dẫn, khi nuôi thủy sản người nuôi còn dùng sản phẩm thủy phân làm
chất tăng kích thích bắt mồi cho động vật thủy sản, đặc biệt dùng khi thời tiết thay đổi
hay khi sử dụng kháng sinh trị bệnh (cá biếng ăn).
1.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về sự thủy phân Protein bằng
Protease
1.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Trên thế giới, sản phẩm thủy phân đã được biết đến từ khá lâu và đã có rất nhiều
các công trình nghiên cứu công bố về việc sử dụng enzyme để thủy phân nguyên liệu
còn lại sau chế biến để sản xuất ra các sản phẩm thủy phân.
Veeranjaneyulu và cộng sự (2013) đã nghiên cứu thu hồi sản phẩm thủy phân
protein từ phế liệu tôm và giá trị dinh dưỡng của nó. Có khoảng 35- 45% khối lượng
phế liệu tôm bị loại bỏ (chủ yếu là đầu và vỏ tôm). Phế liệu tôm được thủy phân bằng
enzyme Alcalase với tỉ lệ enzyme 3% ở nhiệt độ 60°C và pH 8,5. Kết quả thu được sản
phẩm thủy phân có hàm lượng protein cao 75,05 %, lipid thấp 2,65 % và tro 14.17%.
Gildberg và Stenberg (2001) đã sử dụng enzyme Alcalase thủy phân protein từ phế
liệu tôm và thu hồi protein với hàm lượng cao các acid amin không thay thế.
Dey và Dora (2014) sử dụng 4 enzyme (Alcalase,

Neutrase,

Protamex,

Flavourzyme) để thủy phân protein từ phế liệu đầu và vỏ tôm trong thời gian 90 phút.
Một phương trình mô hình đã được đề xuất để xác định ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, tỷ
lệ enzyme / cơ chất và thời gian đến độ thủy phân. Giá trị tối ưu được tìm thấy là nhiệt

24