Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức năng giàu DHA và EPA

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ THỦY PHÂN
DẦU CÁ HỒI BẰNG LIPASE MỦ ĐU ĐỦ PHỤC VỤ SẢN
XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG GIÀU DHA VÀ EPA.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Tiên
MSSV: 107150122
Lớp: 15H2A

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT
Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ
đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức năng giàu DHA và EPA.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Tiên
MSSV: 107150122

Lớp: 15H2A

GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà
Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 4: Kết luận và kiến nghị
Trong công nghiệp chế biến cá hồi phi lê, lượng phụ phẩm thải ra tương đối lớn và

không được sử dụng hiệu quả. Đặc biệt lườn cá hồi, phần phụ phẩm có chứa nhiều dầu
cá và có giá trị dinh dưỡng rất cao. Vì vậy, trong nghiên cứu này tôi đã tiến hành nghiên
cứu sản xuất dầu cá hồi từ lườn cá bằng các phương pháp khác nhau và ứng dụng enzym
lipase mủ đu đủ thủy phân dầu cá thu được để phục vụ sản xuất thực phẩm chức năng
giàu DHA và EPA. Kết quả cho thấy lượng dầu thu được ở phương pháp xay – nấu thì
cho hiệu suất thu hồi dầu cao nhất và đạt được 16,47% (so với khối lượng lườn cá sử
dụng). Do đó, sử dụng phương pháp này để sản xuất dầu cá hồi. Kết quả xác định các
chỉ tiêu chất lượng cho thấy dầu cá hồi thu được đảm bảo yêu cầu chất lượng để sử dụng.
Qua khảo sát các các yếu tố cho quá trình thủy phân, đã xác định được lượng enzym sử
dụng 1,6% (w/w), tỉ lệ dung môi/cơ chất 1/1, nhiệt độ quá trình thủy phân 35℃. Thời
gian thủy phân đạt hiệu suất cao nhất và đảm bảo tính kinh tế là 48h. Qua so sánh với
phương pháp thủy phân của nghiên cứu trước thì phương pháp sử dụng máy khuấy từ
và dùng iso – octan làm dung môi đem lại hiệu suất thủy phân cao hơn. Do đó, chọn
phương pháp này để nâng cao hiệu suất thủy phân.
Nghiên cứu này sẽ là tiền đề cho nghiên cứu ứng dụng quá trình thủy phân dầu cá
hồi bằng lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA phục vụ cho ngành sản xuất thực
phẩm chức năng.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN ĐỨC TIÊN

Lớp: 15H2A
Khoa: Hóa

Số thẻ sinh viên: 107150122
Ngành: Công nghệ thực phẩm

1. Tên đề tài đồ án:
“Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục
vụ sản xuất thực phẩm chức năng giàu DHA và EPA”.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: tự chọn
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Lời mở đầu
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 4: Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
5. Các bản vẽ: Không
6. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS. Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà
7. Ngày giao nhiệm vụ: 18/08/2019
8. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 09/12/2019
Thông qua bộ môn
Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019
Trưởng Bộ môn

PGS.TS. Đặng Minh Nhật

Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019
Người hướng dẫn

PGS.TS. Đặng Minh Nhật


LỜI NÓI ĐẦU

Sau hơn 4 tháng thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu
cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức năng giàu DHA và EPA”,
được sự chỉ dẫn tận tình của thầy Đặng Minh Nhật, cùng với sự giúp đỡ của cô Phan
Thị Việt Hà, các thầy cô bộ môn và các bạn sinh viên trong phòng thí nghiệm, em đã
hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Trước hết cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất đến thầy Đặng
Minh Nhật, thầy đã giúp đỡ em từ việc chọn đề tài cho đến khi hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình. Trong suốt thời gian em thực hiện đồ án, thầy đã luôn định hướng,
góp ý và sửa chữa những chỗ sai, để từ đó giúp em nắm bắt kĩ, chi tiết hơn về nội dung,
cũng như các vấn đề liên quan đến đồ án, và hoàn thành đồ án một cách tốt nhất.
Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến cô Phan Thị Việt Hà, cô đã hướng
dẫn, hỗ trợ, tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp. Nhờ cô
mà em được tiếp xúc với môi trường thực hành cùng những trang thiết bị hiện đại tại
trường Đại học Duy Tân. Cô luôn nhắc nhở và góp ý giúp em tích lũy thêm được nhiều
kinh nghiệm cho bản thân mình.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm
– Sinh học, các thầy cô ở phòng thí nghiệm và tất cả bạn bè, người thân đã giúp đỡ, tạo
mọi điều kiện thuận lợi, khích lệ và động viên em trong suốt thời gian thực hiện đề tài
tốt nghiệp của mình.
Cuối cùng cho em xin được cảm ơn các thầy cô trong hội đồng bảo vệ tốt nghiệp
đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét cho đồ án của em.

i


CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là thành quả từ sự nghiên cứu dựa trên cơ
sở các số liệu thực tế, được thực hiện theo sự chỉ dẫn và định hướng của giáo viên hướng
dẫn. Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới và là thành quả của riêng tôi, không sao chép
theo bất cứ đồ án tương tự nào. Mọi tài liệu, thông tin sử dụng trong đồ án đều được
trích dẫn đúng từ các nguồn tài liệu nằm trong danh mục tài liệu tham khảo.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Tiên

ii


MỤC LỤC

Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
Lời nói đầu ....................................................................................................................... i
Cam đoan ........................................................................................................................ ii
Mục lục .......................................................................................................................... iii
Danh mục các bảng biểu, hình vẽ .................................................................................. vi
Danh sách các cụm từ viết tắt ...................................................................................... viii
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN .............................................................................................3
1.1. Tổng quan về cá hồi ...........................................................................................3
1.1.1. Giới thiệu ......................................................................................................3

1.1.2. Phân loại .......................................................................................................3
1.1.3. Thành phần dinh dưỡng của cá hồi ...............................................................5
1.1.4. Tình hình nuôi trồng, khai thác và chế biến cá hồi.......................................5
1.2. Tổng quan về dầu cá hồi ....................................................................................7
1.3. Tổng quan về đu đủ ...........................................................................................8
1.3.1. Giới thiệu ......................................................................................................8
1.3.2. Thành phần hóa học và giá trị sử dụng của đu đủ ......................................10
1.3.3. Mủ đu đủ .....................................................................................................11
1.4. Tổng quan về enzym lipase..............................................................................11
1.4.1. Giới thiệu ....................................................................................................11
1.4.2. Nguồn gốc ...................................................................................................12
1.4.3. Cấu trúc enzym lipase .................................................................................12
1.4.4. Cơ chế động học xúc tác của enzym lipase ................................................13
1.4.5. Một số phản ứng đặc trưng được xúc tác bởi enzym lipase .......................14
1.5. Tổng quan về iso-octan ....................................................................................15
1.5.1. Giới thiệu ....................................................................................................15
1.5.2. Tính chất vật lí ............................................................................................15
1.5.3. Tính chất hóa học........................................................................................15
1.5.4. Ứng dụng ....................................................................................................16
1.6. Tình hình nghiên cứu .......................................................................................16
1.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .............................................................16
1.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ...............................................................17
iii


1.7. Cơ sở lựa chọn phương pháp nghiên cứu ......................................................18
1.7.1. Một số phương pháp thu dầu cá ..................................................................18
1.7.2. Thủy phân dầu cá hồi bằng enzym lipase mủ đu đủ ...................................19
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................21
2.1. Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu ....................................................21

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................21
2.1.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng ........................................................23
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................25
2.2.1. Nghiên cứu sản xuất dầu cá hồi bằng phương pháp xay – nấu ..................25
2.2.2. Nghiên cứu sản xuất dầu cá hồi bằng phương pháp cắt khúc – ép ............27
2.2.3. Lựa chọn phương pháp sản xuất dầu cá và xác định hiệu suất thu hồi dầu cá
thô .........................................................................................................................29
2.2.4. Phương pháp đánh giá chỉ tiêu chất lượng của dầu cá thô .........................29
2.2.5. Phương pháp xác định thành phần axit béo có trong dầu cá hồi ................29
2.2.6. Nghiên cứu ứng dụng enzym lipase mủ đu đủ để thủy phân dầu cá ..........29
2.2.7. So sánh hiệu suất khi thủy phân trong hệ 2 pha và trong hệ 1 pha.............31
2.2.8. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân .32
2.2.9. Phương pháp xử lý số liệu ..........................................................................32
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................33
3.1. Nghiên cứu sản xuất dầu cá hồi bằng phương pháp xay – nấu ...................33
3.1.1. Xác định thời gian thích hợp cho công đoạn nấu .......................................33
3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của muối NaCl đến hiệu suất thu hồi dầu cá .............34
3.2. Nghiên cứu sản xuất dầu cá hồi bằng phương pháp cắt khúc – ép .............34
3.3. Lựa chọn phương pháp sản xuất dầu cá và xác định hiệu suất thu hồi dầu
cá thô.........................................................................................................................36
3.4. Đánh giá chỉ tiêu chất lượng của dầu cá thô..................................................38
3.5. Xác định thành phần axit béo có trong dầu cá hồi .......................................39
3.6. Nghiên cứu ứng dụng enzym lipase mủ đu đủ để thủy phân dầu cá ...........41
3.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của lượng enzym sử dụng đến hiệu suất thủy phân ...41
3.6.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất thủy phân ..43
3.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân.........................44
3.7. So sánh hiệu suất khi thủy phân trong hệ 2 pha và trong hệ 1 pha ............46
3.8. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân.
...................................................................................................................................47
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................49

4.1. Kết luận .............................................................................................................49
iv


4.2. Kiến nghị ...........................................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................50
PHỤ LỤC

v


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

Danh mục bảng
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng có trong 100 g Cá Hồi Na Uy .................................5
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của thịt quả đu đủ chín ................................................10
Bảng 1.3. Một số tính chất vật lí đặc trưng của iso-octan.............................................15
Bảng 2.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị sử dụng ..........................................................23
Bảng 3.1. Lượng dầu thu được ở các mẫu có thời gian nấu khác nhau ........................33
Bảng 3.2. Lượng dầu thu được ở các mẫu có kích thước lát cắt khác nhau .................35
Bảng 3.3. So sánh lượng dầu thu được ở điều kiện thích hợp của phương pháp xay –
nấu và phương pháp cắt khúc – ép ................................................................................36
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu chất lượng của dầu cá ..............................................................39
Bảng 3.5. Thành phần và hàm lượng axit béo trong dầu cá hồi (đo bằng phương pháp
Sắc kí khí) ......................................................................................................................40
Bảng 3.6. Hiệu suất thủy phân ở các lượng enzym khác nhau .....................................42
Bảng 3.7. Hiệu suất thủy phân ở các tỉ lệ dung môi/cơ chất khác nhau .......................43
Bảng 3.8. Hiệu suất thủy phân ở các mức nhiệt độ khác nhau .....................................45
Bảng 3.9. Hiệu suất thủy phân của mẫu 1 và mẫu 2 ở thí nghiệm 2.2.6 ......................46
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân ...............47

Danh mục hình
Hình 1.1. Cá hồi Đại Tây Dương ....................................................................................3
Hình 1.2. Các loại cá hồi Thái Bình Dương ...................................................................4
Hình 1.3. Sản lượng nuôi trồng của các loài cá hồi từ năm 1950 – 2010 theo báo cáo
của FAO ...........................................................................................................................6
Hình 1.4. Cây đu đủ ........................................................................................................9
Hình 1.5. Mô hình enzym lipase ...................................................................................13
Hình 1.6. Cấu trúc của enzym lipase ............................................................................13
Hình 1.7. Mô hình cơ chế xúc tác của lipase ở bề mặt tiếp xúc giữa hai pha dầu – nước
.......................................................................................................................................13
Hình 1.8. Sự hoạt hóa enzyme ......................................................................................14
Hình 1.9. Hình thành phức hợp enzyme - cơ chất ........................................................14
vi


Hình 2.1. Lườn cá hồi thu mua tại Công ty TNHH chế biến thực phẩm D&N ............21
Hình 2.2. Vườn thu nhận mủ đu đủ ..............................................................................21
Hình 2.3. Sơ đồ thu chế phẩm enzym lipase thô ..........................................................23
Hình 2.4. Máy ép trục vít .............................................................................................24
Hình 2.5. Cân phân tích 4 số .........................................................................................24
Hình 2.6. Máy ly tâm ....................................................................................................24
Hình 2.7. Cân kỹ thuật điện tử ......................................................................................24
Hình 2.8. Máy khuấy từ ................................................................................................24
Hình 2.9. Sơ đồ quy trình sản xuất dầu bằng phương pháp xay – nấu .........................25
Hình 2.10. Sơ đồ quy trình sản xuất dầu bằng phương pháp cắt khúc – ép .................27
Hình 2.11. Sơ đồ quá trình thủy phân dầu cá ...............................................................30
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian nấu đến lượng dầu thu được…33
Hình 3.2. Lát cắt 1cm ....................................................................................................33
Hình 3.3. Lát cắt 2cm ....................................................................................................35
Hình 3.4. Sơ đồ quy trình sản xuất dầu cá hồi từ lườn cá.............................................37

Hình 3.5. Dầu cá hồi thu được từ lườn cá .....................................................................38
Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng enzym đến hiệu suất của phản ứng
thủy phân .......................................................................................................................42
Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất phản ứng
thủy phân .......................................................................................................................44
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng thủy phân
.......................................................................................................................................45
Hình 3.10. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phản ứng thủy phân
.......................................................................................................................................48

vii


DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

DHA: Docosahexaenoic acid
EPA: Eicosapentaenoic acid
PUFAs: Polyunsaturated fatty acids (axit béo không bão hòa nhiều nối đôi)
TAG: Triacylglycerol
FFA: Free Fatty acid (axit béo tự do)

viii


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

LỜI MỞ ĐẦU

Cá hồi (Salmo salar) là nguồn lợi thủy sản quý, chứa nhiều chất có lợi cho sức

khỏe như các vitamin, DHA, các nguyên tố vi chất và nhiều axit amin. Ở Việt Nam, cá
hồi được ươm, nuôi ở Sapa (Lào Cai), Đà Lạt (Lâm Đồng), Lạng Sơn, Bắc Giang và
một số địa phương khác,... Theo “Quy hoạch phát triển cá nước lạnh đến năm 2020, tầm
nhìn 2030” của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ước tính tổng sản lượng nuôi
cá nước lạnh đến năm 2015 đạt 3460 tấn (cá hồi là 1448 tấn), đến năm 2020, sản lượng
nuôi đạt 10000 tấn (cá hồi là 2713 tấn) [1].
Trong công nghiệp chế biến thuỷ sản, phụ phẩm thải ra từ các cơ sở chế biến cá
chiếm một lượng lớn bao gồm: đầu, lườn cá, xương, da, vụn thịt… Lườn cá, phụ phẩm
thải ra trong quá trình chế biến cá hồi phi lê có chứa lượng dầu cá lớn nhưng chúng chủ
yếu được sử dụng để sản xuất bột cá hay chế biến một số món ăn thông thường…Do
vậy, nếu tận dụng được lượng phụ phẩm này để thu dầu cá và ứng dụng dầu cá thu được
để tạo ra các sản phẩm thực phẩm chức năng thì đem lại giá trị kinh tế, thương mại cao
và làm tăng giá trị cho phụ phẩm cá hồi.
Dầu cá hồi được biết đến là nguồn giàu axit béo không bão hoà nhiều nối đôi
(PUFAs), trong đó chủ yếu là axit eicosapentaenoic (EPA) và axit docosahexaenoic
(DHA) đã được công nhận là có ảnh hưởng tích cực đối với sức khoẻ của con người.
Các axit béo có vai trò trong phòng chống các bệnh tim mạch và giảm các vấn đề về sức
khoẻ khác [2].
Hiện nay trên thế giới, một số tác giả đã sử dụng enzyme lipase để thủy phân dầu
cá nhằm làm giàu DHA và EPA phục vụ cho việc sản xuất các thực phẩm chức năng.
Nhưng chủ yếu là sử dụng enzyme lipase từ vi sinh vật vì chúng có hoạt tính cao hơn so
với lipase từ các nguồn khác, tuy nhiên giá thành của loại enzym này khá cao. Cho tới
nay, ở nước ta chưa có công trình nghiên cứu nào ứng dụng enzyme lipase từ thực vật
để thủy phân dầu cá. Lipase từ thực vật tuy có hoạt tính thấp hơn, chỉ chiếm một phần
nhỏ trong nền công nghiệp sản xuất enzyme nhưng với nhiều ưu điểm như giá thành
thấp, là enzyme cố định tự nhiên và được sử dụng trực tiếp như chất xúc tác sinh học ở
dạng chế phẩm thô nên gần đây loại enzyme này đã được quan tâm và nghiên cứu khá
nhiều [3].
Một vài nghiên cứu đã cho thấy lipase từ thực vật được ứng dụng trong các phản
ứng thủy phân hoặc ester hóa. Ðặc biệt, lipase từ mủ ở một số cây thuộc họ đu đủ như

Carica papaya được phát hiện là có hoạt tính cao trong phản ứng thủy phân và phản ứng
tổng hợp [4].
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

1


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

Do đó mục đích của nghiên cứu này là chọn ra phương pháp sản xuất dầu cá hồi
từ lườn cá sao cho đạt hiệu suất cao, có lợi về kinh tế nhất và ứng dụng enzym lipase từ
mủ đu đủ thủy phân dầu cá thu nhận được để làm tiền đề cho các quá trình nghiên cứu
làm giàu DHA và EPA sau này. Vì vậy, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản
xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA”.

SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

2


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về cá hồi
1.1.1. Giới thiệu
Cá hồi là tên gọi cho một số loài cá da trơn sống ở các nước ôn đới và hàn đới
thuộc họ Salmonidae. Cá hồi sống dọc các bờ biển tại cả Bắc Đại Tây Dương (các họ di
cư Salmo salar) và Thái Bình Dương (khoảng sáu họ của giống Oncorhynchus), và cũng
đã từng được đưa tới Hồ lớn ở Bắc Mỹ. Cá hồi được sản xuất nhiều trong ngành nuôi
trồng thủy sản ở nhiều nơi trên thế giới [5].

Hình 1.1. Cá hồi Đại Tây Dương [6]
Về đặc trưng, các hồi là cá ngược sông để đẻ: chúng sinh ra tại khu vực nước ngọt,
di cư ra biển, sau đó quay trở lại vùng nước ngọt để sinh sản. Tuy nhiên, có nhiều con
thuộc nhiều loài sống cả đời tại vùng nước ngọt [5].
1.1.2. Phân loại
Cá hồi gồm nhiều loại khác nhau nhưng chủ yếu được chia làm hai loại chính: cá
hồi Đại Tây Dương và cá hồi Thái Bình Dương.
a) Cá hồi Đại Tây Dương: có những điểm hình dấu X trên đường bên, có thể có
hoặc không những điểm này trên đuôi. Hàm trên không rộng quá phía sau mắt. Có những
điểm đen lớn phủ trên mang để phân biệt với cá hồi Thái Bình Dương.
b) Cá hồi Thái Bình Dương gồm các loại như sau:
• Cá hồi Chinook (Oncorhynchus tshawytscha) là loài cá hồi Thái Bình Dương lớn
nhất, có màu xanh lá – xanh dương và trên đỉnh đầu với 2 bên mình màu bạc và bụng
màu trắng. Chúng có những điểm màu đen trên đuôi và phân nửa thân phía trước, miệng
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

3


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

của chúng có màu xám đậm.

Hình 1.2. Các loại cá hồi Thái Bình Dương [7]
• Cá hồi Chum (Oncorhynchus keta) có chiều dài khoảng 58cm, trọng lượng
15,9kg và tuổi thọ tối đa là 7 năm.
• Cá hồi Coho (Oncorhynchus kisutch) còn goi là cá hồi bạc ở Mỹ có thân thon
dài, cá được thành thục thường có một cái bướu nhỏ. Hàm trên kéo dài đến sau mắt.
• Cá hồi hồng (Oncorhynchus gorbuscha ) có màu bạc sáng ở đại dương. Sau khi
trở về suối, màu sắc thay đổi sang màu xám nhạt ở mặt sau với bụng màu hơi vàng. Có
hương vị nhỏ và tinh tế, có mức chất béo thấp nhất trong các loại cá hồi.
• Cá hồi Sockeye (Oncorhynchus nerka) có chiều dài khoảng 58cm, trọng lượng
7,7kg và tuổi thọ tối đa là 8 năm.
• Cá hồi Steelhead (Oncorhynchus mykiss) có thân thon dài, 10 – 12 tia vây lưng,
8 – 12 tia vây hậu môn, có các chấm màu đen hình cánh sao trên thân. Khi thành thục,
trên lườn cá xuất hiện các vân màu hồng, đây là điểm đặc trưng của cá đực khi đến mùa
sinh sản.
• Cá hồi Masu (Oncorhynchus masou) có lưng màu tối và các sọc trên cơ thể trở
thành màu đỏ tươi với pha đỏ thẫm kết hợp vào bụng một dải phổ biến theo chiều dọc
có màu sắc nhẹ hơn [5].
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

4


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

1.1.3. Thành phần dinh dưỡng của cá hồi
Cá hồi được đánh giá là một nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng và có ích cho sức
khỏe của con người do giàu protein, axit béo omega 3 và vitamin…
Protein cá hồi có vai trò cực kỳ quan trọng đối với sự phát triển cân nặng và chiều
cao của cơ thể người. Lượng protein có trong cá hồi giúp cơ thể chuyển hóa chất dinh
dưỡng thuận lợi, hệ bài tiết hoạt động thải chất độc một cách hiệu quả, ít gây béo phì
hay mắc bệnh tiểu đường cho cơ thể hơn so với thành phần protein trong động vật.
Cá hồi chứa nhiều vitamin và omega-3 có lợi giúp duy trì đôi mắt sáng trong, ngừa
các căn bệnh về mắt, nhất là bệnh thoái hóa điểm vàng nguy hiểm. Thịt cá hồi chứa
nhiều chất béo lành mạnh, an toàn cho sức khỏe người dùng. Bảo vệ tim mạch hiệu quả,
ổn định huyết áp, giảm mỡ máu. Thành phần omega-3 cũng cố chức năng tim, nhịp tim,
giảm nguy cơ đột quỵ. Thịt cá hồi giúp tăng cường trí nhớ, bổ sung chất dẫn truyền xung
thần kinh. Đặc biệt tốt cho trẻ nhỏ, tăng cường phát triển não với hàm lượng DHA cao.
Ngoài ra cá hồi còn chứa nhiều nguyên tố vi lượng: magie, sắt, kali…và còn là
nguồn cung cấp selen tuyệt vời cho cơ thể người [8].
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng có trong 100 g Cá Hồi Na Uy
(Nguồn: Viện Nghiên cứu Dinh dưỡng và Hải sản Na Uy)
Hàm lượng dinh dưỡng trong

Thành phần dinh dưỡng

Đơn vị đo lường

Omega-3 (bao gồm EPA,

DPA và DHA)

g

3,1

Carbohydrat

g

0

Chất béo

g

15,8

Protein

g

18,5

Vitamin A

µg (microgram)
(1mg = 1000µg)

mỗi 100g cá hồi Na Uy

7,1

Vitamin D

µg

8,6

Vitamin B12

µg

4

Kali

mg

369

1.1.4. Tình hình nuôi trồng, khai thác và chế biến cá hồi
Trên thế giới tính đến năm 2007, nuôi trồng thủy sản của cá hồi có giá trị 10,7
tỷ USD. Nhà sản xuất hàng đầu của cá hồi nuôi là Na Uy với 33%, Chile với 31%, và
các nhà sản xuất ở châu Âu khác với 19%. Sản lượng cá hồi của Na Uy trong năm 2011
– 2012 lên tới xấp xỉ 172 ngàn tấn, bỏ xa Anh Quốc đứng hàng thứ hai với sản lượng
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

5


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

chỉ là 23 ngàn tấn rưỡi. Đối với Na Uy, nuôi trồng và đánh bắt hải sản là nguồn thu nhập
đứng hàng thứ hai khoảng 6,6 tỷ euro trong năm 2012, chỉ sau dầu lửa, trong số này,
riêng xuất khẩu cá hồi là 3,8 tỷ euro. Chỉ trong vòng 3 thập niên, Na Uy đã thúc đẩy sự
bùng nổ của thị trường rất có lãi này. Hầu như không tồn tại đầu những năm 1980, giờ
đây sản lượng cá hồi nuôi trong các trang trại trên thế giới đã vượt qua ngưỡng 2 triệu
tấn, trong số này 60% là của Na Uy [9].

Hình 1.3. Sản lượng nuôi trồng của các loài cá hồi từ năm 1950 – 2010 theo báo cáo
của FAO [9].
Ở Việt Nam, Sa Pa được mệnh danh là thiên đường của loài cá nước lạnh bởi khí
hậu đặc trưng và nguồn nước dồi dào. Loài cá nuôi ở đây là cá hồi vân (còn gọi là cá hồi
ráng) giờ được nuôi ngay dưới chân đỉnh Phanxipăng, tại thác Bạc, huyện Sa Pa (Lào
Cai)...và được nuôi ở Hà Giang, trên đỉnh Tây Côn Lĩnh [9]. Đến năm 2015, toàn huyện
Sapa có hơn 30 cơ sở nuôi cá nước lạnh với diện tích mặt nước khoảng 1,7 ha, tập trung
ở xã Bản Khoang, Tả Van, Tả Giàng Phình, Tả Phìn, Lao Chải, San Sả Hồ, thị trấn Sapa.
Hiện nay, tổng sản lượng cá hồi của địa phương đạt khoảng 700 - 800 tấn mỗi năm [10].
Các dạng sản phẩm chế biến của cá hồi bao gồm: cá hồi hun khói, chế biến phi lê
và các sản phẩm phối chế khác. Ðối với mặt hàng phi lê đông lạnh, phụ phẩm của quá
trình chế biến này gồm: đầu, xương, vây, mỡ, nội tạng…Đặc biệt là lườn cá sau khi phi
lê chiếm một lượng rất lớn và có hàm lượng dầu tương đối cao. Do đó việc tận dụng
lườn cá hồi để sản xuất dầu cá có ý nghĩa rất lớn, đem lại hiệu quả kinh tế cao và nâng
cao giá trị sử dụng của phụ phẩm.
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

6


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

1.2. Tổng quan về dầu cá hồi
Dầu cá là loại dầu có nguồn gốc từ các mô của những con cá chứa dầu như cá
hồi, cá thu, cá mòi, cá ngừ…Dầu cá có chứa các axit béo omega-3 axit eicosapentaenoic
(EPA) và axit docosahexaenoic (DHA) mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe [11].
Khác với các loại dầu cá khác thường có màu vàng, dầu cá hồi có màu đỏ cam, có
mùi riêng và đặc trưng của cá hồi. Dầu cá hồi không hề chứa carbohydrate, thay vào đó
là lượng protein vô cùng phong phú so với các loại thực phẩm khác. Đặc biệt, trong dầu
cá hồi còn chứa nhiều loại dưỡng chất rất cần thiết cho cơ thể điển hình như vitamin D,
tryptophan, vitamin B3, vitamin B6, vitamin B12, selen, photpho và magie. Bên cạnh
đó thành phần của dầu cá hồi còn chứa một loại axit béo omega-3 rất quan trọng bao
gồm EPA và DHA. Đây là nguồn dinh dưỡng hết sức cần thiết cho phụ nữ mang thai,
giúp bé phát triển toàn diện về thể chất và trí tuệ ngay khi còn trong bụng mẹ, đồng thời
còn có tác dụng giảm nguy cơ sinh non hoặc thiếu cân, hạn chế tình trạng thiếu cân, cơ
thể ốm yếu ở trẻ [12].
*Một số tác dụng của dầu cá hồi:
- Bệnh tim mạch: dầu cá hồi có khả năng phòng chống các bệnh tim mạch và các
bệnh liên quan đến tim mạch. Dầu có hồi giúp làm giảm lượng cholesterol, triglycerid –
tác nhân gây xơ cứng động mạch, đồng thời dầu có hồi còn có tác dụng ngăn ngừa triệu
chứng rối loạn nhịp tim [12].
- Phòng ngừa ung thư: dầu cá hồi còn được mệnh danh là “dung sĩ chống ung thư”

hết sức hiệu quả. Ba bệnh ung thư mà dầu cá hồi có khả năng phòng tránh là ung thư đại
tràng, ung thư tuyến vú và ung thư tuyến tiền liệt. Thành phần Omega-3 có trong dầu cá
hồi sẽ giúp nuôi dưỡng các tế bào khỏe mạnh, ngăn ngừa tình trạng biến đổi thành tế
bào ung thư [12].
- Hỗ trợ giảm cân: các nhà khoa học Nhật Bản đã tìm ra thêm một công dụng tuyệt
vời của dầu cá hồi là giúp cơ thể động vật chuyển những tế bào mỡ từ dạng dự trữ sang
dạng có thể đốt cháy, hay nói ngắn gọn dầu cá hồi chính là thứ thuốc giảm cân rất nhiều
người tìm kiếm bấy lâu [13].
- Điều trị viêm khớp: dầu cá hồi, trong đó có chứa các acid béo chống viêm omega3 đã được chứng minh trong các nghiên cứu trước đó để giảm viêm và đau do viêm khớp
dạng thấp, cho phép bệnh nhân giảm được số lượng các loại thuốc kháng viêm không
steroid (NSAIDs), như ibuprofen và naproxen [14].
- Tốt cho mắt: omega 3 có trong dầu cá hồi sẽ giúp bảo vệ cho mắt không bị mắc
các vấn đề về thoái hóa hoàng điểm và ngăn ngừa nguy cơ mắt bị khô [12].
- Rối loạn tâm thần: kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trường ĐH Vienna
(Áo) đã cho thấy đối với những người đang gặp các vấn đề về sa sút trí tuệ, bệnh
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

7


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

Alzehimer và tâm thần phân liệt thường do thiếu hụt acid béo omega-3 (một loại acid có
tác dụng bảo vệ các tế bào não chống lại sự oxy hóa). Vì vậy việc cung cấp đầy đủ acid
này từ dầu cá hồi có thể giúp ngăn ngừa căn bệnh trên [15].
- Sức khỏe mái tóc và làn da: omega-3 trong dầu cá hồi giúp giữ độ ẩm trong tế

bào da, sản sinh collagen, hạn chế nếp nhăn và giữ cho làn da luôn tươi khỏe. Hàm lượng
protein trong dầu cá hồi giúp tóc phát triển, duy trì mái tóc khỏe mạnh và mượt mà [12].
- Huyết áp cao: nhờ đặc điểm chống đông máu và chống viêm nên thành phần
Omega-3 có trong dầu cá sẽ giúp làm giảm huyết áp, chống viêm. Nhờ đó mà máu được
bơm nhanh, phân bố đều lên các bộ phận của cơ thể nên giảm áp lực lên tim và nhanh
chóng hạ huyết áp [12].
- Hen suyễn: nghiên cứu mới đây của Andreas Lopata, giáo sư đến từ Đại học
James Cook ở Úc cho thấy, axit béo n-3 trong dầu cá hồi có liên quan đáng kể đến việc
làm giảm nguy cơ mắc bệnh hen suyễn hoặc các triệu chứng giống hen suyễn lên đến
62% [16].
- Xương chắc khỏe: omega-3 trong dầu cá hồi giúp cho các khoáng chất trong
xương và mô xung quanh được cân bằng nhờ đó giúp xương ngày càng được chắc khỏe
hơn [12].
- Tốt cho thai kỳ: phụ nữ đang trong thời kì mang thai thì rất cần được bổ sung dầu
cá vì DHA trong dầu cá sẽ giúp hỗ trợ cho thị giác và não của thai nhi phát triển [12].
- Marianne Thusgaard và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tác dụng của dầu cá hồi
(PUFAs) trên lipid huyết tương, lipoprotein và các dấu hiệu viêm ở bệnh nhân nhiễm
HIV được điều trị bằng liệu pháp kháng retrovirus đã chứng mình dầu cá hỗ trợ điều trị
HIV/AIDS và giảm nồng độ triglyceric [17].
1.3. Tổng quan về đu đủ
1.3.1. Giới thiệu
Cây đu đủ (danh pháp khoa học: Carica papaya) là một cây thuộc họ đu đủ
papayaceae.
Cây đu đủ có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Châu Mỹ song nguồn gốc xuất hiện các
giống trồng trọt vẫn chưa được rõ ràng. Một số tác giả cho rằng: Mexico và Costa Rica
là nơi xuất tích của các dòng giống đu đủ đang được trồng hiện nay.
Đu đủ được trồng ở các nước vùng nhiệt đới và á nhiệt đới ẩm. Các nước trồng
nhiều có thể kể đến là Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Philippines, Myanma, Malaysia
(châu Á); Tanzania, Uganda (châu Phi); Brasil, Ecuador, Mỹ (châu Mỹ); Úc, New
Zealand (châu Đại Dương).

Ở Việt Nam đu đủ được trồng hầu hết ở các tỉnh miền Bắc và miền Nam. Tuy
nhiên, chúng được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng, dọc theo các con sông, trên các
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

8


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

loại đất phù sa, dốc tụ và nhiều loại đất khác. Những vùng đu đủ có thể kể đến như Hà
Nam, Hưng Yên, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc, Tiền Giang,… Diện tích trồng đu đủ cả
nước khoảng 10.000 – 17.000 ha với sản lượng khoảng 200 đến 350 nghìn tấn quả [18].

Hình 1.4. Cây đu đủ [19]
Đu đủ là một cây song tử diệp, nhưng thân không cứng và cũng không đâm nhánh,
trừ phi đã bắt đầu già cỗi. Cây cao chừng 3 – 7m, thân đầy sẹo của cuống lá. Lá mọc so
le ở ngọn cây, cuống lá rỗng dài 60 – 70cm, phiến lá to rộng chia làm 6 – 9 thùy, thùy
hình trứng nhọn, mép có răng cưa không đều [20].
Hoa màu trắng phớt vàng nhạt, mọc thành chùm xim ở nách những lá già. Hoa đơn
tính thường khác gốc, nhưng cũng có cây vừa mang cả hoa đực, hoa cái và hoa lưỡng
tính, hoặc có hoa cái và hoa lưỡng tính. Hoa đực ở cây đực màu hơi xanh lục, mọc từ
nách lá trên những chùm dài, nhiều nhánh. Hoa cái ờ cây cái lớn hơn, cuống rất ngắn,
mọc rải rác hay hai ba hoa ở phần trên thân [21].
Quả đu đủ bao gồm lớp vỏ mỏng bên ngoài kèm theo cuống, tiếp đến là lớp thịt
quả dày, trong cùng là phần rỗng chứa hạt. Mỗi quả có thể đạt 1000 – 1400 hạt trong
điều kiện thụ phấn, thụ tinh tốt. Hạt có màng mỏng bao quanh và chứa dầu nên dễ mất

sức nảy mầm. Quả đu đủ già chứa rất nhiều hạt hình trứng, màu xám đen, bám nhẹ vào
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

9


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

lớp thịt quả nhờ lớp mô sợi mềm. Khi còn xanh, quả đu đủ chứa rất nhiều mủ, vỏ quả
xanh và cứng. Khi chín, vỏ quả chuyển thành màu vàng nhạt đến vàng đậm, đến cam
[18].
1.3.2. Thành phần hóa học và giá trị sử dụng của đu đủ
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của thịt quả đu đủ chín [18]
Thành phần hóa học

Hàm lượng %

Thành phần hóa học

Hàm lượng

Nước

85 – 88

Vitamin B1

0,03 mg

Protein

0,6

Vitamin B2

0,04 mg

Lipid

0,1

Vitamin PP

0,33 mg

Đường

8,3

Chất xơ

0,6

Muối khoáng:
+ Canxi

30 mg/100g

Tro

0,4

Axit

0,14

+ Sắt
+ Magie

0,2 mg/100g
21 mg/100g

Vitamin A

1700 – 3500 UI

Vitamin C

60 – 122 mg%

+ Kali
+ Natri

183 mg/100g
4 mg/100g

Quả đu đủ xanh có chứa khoảng 60 – 70% các chất dinh dưỡng so với quả chín và
được sử dụng làm rau ăn cho người, làm thức ăn chăn nuôi vì vậy chúng rất được coi
trọng ở các vùng ít có điều kiện sản xuất rau cũng như các vùng nông nghiệp khó khăn.
Ngoài ra quả xanh còn là nguyên liệu để làm mứt quả, làm xalat và lấy khô làm rau dự
trữ cũng như chế biến cùng với các sản phẩm khác. Phần ruột của thân và rễ lớn của cây
ở những nơi làm nông nghiệp khó khăn cũng được làm rau và thức ăn chăn nuôi [18].
Toàn bộ cây đu đủ (trừ quả chín và rễ) đặc biệt là quả xanh có chứa nhựa mủ trong
đó chứa các enzym phân hủy protein gọi là papain, chất cao su, chất nhựa, axit malic,chất
béo, men thủy phân và các axit amin: leuxin, tyroxin...Trong men papain có tác giả thấy
rất nhiều men peroxyldaza, một ít men lipaza. Men papain có tác dụng như men pepsin
của dạ dày và nhất là giống men trypsin của tụy tạng trong sự tiêu hóa các chất thịt. Nó
làm một số vi khuẩn gram dương và gram âm ngừng phát triển. Papain còn có tác dụng
làm đông sữa và giảm độc đối với toxin và toxanbumin. Trồng với mục đích để thu
nhựa, một cây đu đủ cho khoảng 100 – 200 gram nhựa khô (tương ứng 4% trọng lượng
cây tươi hoặc 0,7 – 1,0% trọng lượng quả tươi) và 1 hecta có thể thu được 250 – 300 kg
nhựa nguyên liệu. Nhựa Papain khô được dùng trong công nghiệp chế biến thịt, chế biến
sữa, công nghiệp làm thuốc tẩy, trong ngành y và các ngành kinh tế khác vì vậy đã và
đang được một số khu vực trên thế giới quan tâm phát triển trồng đu đủ với mục đích
này như Tanzania và một số nước khác ở châu Phi [20].
Trong lá, quả, hạt (chủ yếu là ở lá) có một chất ancaloit đắng gọi là cacpain và chất
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

10


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

gluxit gọi là cacpozit. Chất cacpain làm chậm nhịp tim, có người đã dùng thay thế cho
thuốc chữa tim Digitalin. Trong hạt và các bộ phận khác có các tế bào chứa chất myrozin
và các tế bào khác chứa kali myronat [20].
Hoa, quả non của cây đu đủ cũng được sử dụng như là nguồn dược liệu trong việc
điều trị ho, viêm phế quản, tắc sữa ở các bà mẹ đang cho con bú [18].
1.3.3. Mủ đu đủ
Mủ đu đủ là một chất lỏng màu trắng đục được tạo thành từ các hợp chất khác nhau
như: protein, nhựa, đường, chất béo, gum… tất cả phân tán trong môi trường nước và
đông lại khi tiếp xúc với môi trường không khí. Mủ đu đủ chứa khoảng 85% nước, 15%
chất khô (trong đó có 25% chất khô không hòa tan, 75% chất khô hòa tan) và nhiều
enzyme thủy phân, chủ yếu là các protease. Hỗn hợp các enzyme khác nhau có mặt
trong mủ đóng vai trò bảo vệ cây chống lại các tác nhân bên ngoài [22].
Mủ đu đủ nằm trong các ống dẫn mủ trải rộng khắp toàn bộ cây, ngoại trừ rễ. Quả
xanh vào khoảng 10 tuần tuổi chứa nhiều mủ nhất [23].
Mủ đu đủ có hoạt tính kháng khuẩn, ức chế sự tăng trưởng của nấm, đặc biệt là
nấm Candida albicans (Giordani và Siepai 1991), vì thế thường được sử dụng trị bệnh
eczema trên da do nấm gây ra. Mủ đu đủ có chứa papain và chymopapain, hai enzyme
phân giải protein quan trọng của ngành công nghiệp. Mủ đu đủ xanh là chất làm mềm
thịt, sử dụng trong điều trị vết bỏng và vết thương bị hoại tử (Starley 1999; Hewitt et al
2000). Ngoài ra nó còn được dùng trong sản xuất mỹ phẩm (Singh và Sirohi 1977;
Knight 1980), công nghệ thực phẩm, công nghiệp thuốc tẩy…[23].
Ngoài papain và chymopapain, mủ đu đủ còn chứa các enzyme khác như lipase,
hydrolase. Lipase từ mủ đu đủ liên kết chặt với phần chất khô không hòa tan trong nước
có trong mủ quả đu đủ do đó nó cũng không hòa tan trong nước. Vì vậy, nó đã được
được coi như “enzyme cố định tự nhiên”. Các hoạt động của lipase là hoàn toàn độc lập
với các protease khác hiện diện trong mủ và vai trò tự nhiên của nó hiện nay chưa được
biết rõ. Không có thử nghiệm nào về đặc tính sinh hóa của nó được thực hiện, vì cho
đến nay, tất cả những nỗ lực để loại bỏ lipase từ các ma trận của chất khô để tinh sạch
đã không thành công. Lipase từ mủ đu đủ có thể tinh chế một phần bằng cách hòa tan

papain thô trong nước và bỏ pha nước sau khi ly tâm [24].
1.4. Tổng quan về enzym lipase
1.4.1. Giới thiệu

Lipase hay Triacylglycerol acylhydrolases là loại enzyme có khả năng xúc tác phản
ứng thủy phân triacylglyceride có mạch dài tạo thành diacylglyceride,
monoacylglyceride, glycerol và các acid béo tự do tại các bề mặt liên pha giữa nước và
dung môi hữu cơ [25]. Ngoài ra, lipase còn có thể xúc tác các phản ứng chuyển vị ester
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

11


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

và cả phản ứng tổng hợp ester trong môi trường ít nước.
Lipase được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau như công nghệ
thực phẩm, chất tẩy rửa, tổng hợp các chất hữu cơ, dược phẩm và cả trong sản xuất nhiên
liệu sinh học như biodiesel. Trong thị phần enzyme thế giới, lipase chiếm 7% và chỉ xếp
sau protease và carbohydrase [26].
1.4.2. Nguồn gốc
Lipase có thể được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau như thực vật, động vật và
vi sinh vật, đặc biệt là từ vi khuẩn và nấm, đã có một vài lipase thu nhận từ vi sinh vật
có giá trị thương mại.
Lipase từ thực vật được tìm thấy ở các mô dự trữ của các hạt chứa dầu như: hạt
thầu dầu, hạt ngũ cốc, hạt hướng dương và chủ yếu được tìm thấy trong quá trình nảy

mầm. Lipase thu nhận từ nguồn này hạn chế về hoạt tính lẫn khả năng bền nhiệt, đồng
thời nồng độ enzym là không cao.
Lipase từ động vật đóng vai trò là chìa khóa trong quá trình tiêu hóa lipid (lipase
ở tuyến tụy và dạ dày), trong quá trình đồng hóa và dị hóa (lipase ở ruột, gan, lyosome
và lipoprotein). Ngoài ra các lipase động vật còn được chia làm ba nhóm dựa vào sự
phân bố và hoạt tính của chúng là các lipase được tiết vào trong đường ruột bởi các tổ
chức chuyên hóa (các lipase trong tiêu hóa thực phẩm), các lipase của tuyến sữa và của
mô.
Lipase vi sinh vật phân bố rộng rãi từ vi khuẩn, nấm men đến nấm. Hầu hết lipase
ứng dụng thương mại có nguồn gốc từ vi khuẩn. Vi sinh vật tổng hợp lipase được tìm
thấy trong các môi trường phong phú như nước thải công nghiệp, nhà máy chế biến dầu
thực vật, sữa, đất lẫn dầu, hạt cọ dầu, thực phẩm thối rữa, than đá và suối nước nóng…
[27].
1.4.3. Cấu trúc enzym lipase
Cấu trúc chung của enzym lipase gồm một phiến β ở giữa được bao quanh bởi các
xoắn α với nhóm serine hoạt động nằm trong một vòng (loop) gọi là cùi chỏ xúc tác
(catalytic elbow). Trên serine là một khe kỵ nước (hydrophobic cleft) được hình thành
sau sự hoạt hóa enzyme. Khe ưa nước là một túi được kéo dài (elongated pocket) tùy
theo cơ chất gắn khít vào. Trung tâm hoạt động là bộ ba Serine, Histidine và Aspartate
(hoặc Glutamate). Đối lập với protease, trung tâm xúc tác của lipase không phân bố ở
bề mặt ngoài mà nằm dưới chuỗi xoắn bề mặt. Vị trí hoạt động của mọi lipase đều có
Ser, His, Asp (hoặc Glu) và hoàn toàn bị che khuất bởi một đoạn nắp cấu tạo bởi một
hoặc hai chuỗi xoắn. Ngoại trừ các điểm chung về khả năng xúc tác thông dụng thì lipase
từ những nguồn khác nhau có rất ít điểm chung ở cấp độ axit amin. Trong hầu hết cấu
trúc lipase, đầu serin hoạt động trong chuỗi pentapeptit có trình tự Gly–X1–Ser–X2 –
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

12


Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

Gly [28].

Hình 1.5. Mô hình enzym lipase [29]
Hình 1.6. Cấu trúc của enzym lipase [30]
1.4.4. Cơ chế động học xúc tác của enzym lipase
Trong quá trình xúc tác, một đặc điểm quan trọng của lipase là có sự thay đổi về
dạng không gian của vùng (trung tâm) hoạt động.
Theo các nghiên cứu lipase có nhóm serin, histidin và acid aspastic ở trung tâm
hoạt động của nó. Với các cơ chất không tan trong nước, hoạt tính của lipase đạt được
cực đại chỉ khi nó được phân tán vào giữa bề mặt phân pha dầu nước. Quá trình đó được
gọi là quá trình hoạt hoá phân pha.

Hình 1.7. Mô hình cơ chế xúc tác của lipase ở bề mặt tiếp xúc giữa hai pha dầu – nước
E : Là lipase hòa tan có hoạt tính
E* : Là lipase hoạt động được hấp thu
S : Là cơ chất không tan trong nước
E*S: Là các phức hệ cơ chất lipase
P : Là sản phẩm phản ứng.
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

13

Nghiên cứu quy trình sản xuất và thủy phân dầu cá hồi bằng lipase mủ đu đủ phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng giàu DHA và EPA

Khi không có mặt nước hoặc khi có nước với lượng nhỏ, phản ứng este hoá và
phản ứng este được ưu tiên. Trong trường hợp này, những đặc tính như tốc độ xúc tác
và tính đặc hiệu phụ thuộc nhiều vào điều kiện phản ứng và bản chất cơ chất.
Lipase xúc tác cho một phản ứng hóa học qua ba bước (Martinelle, Hult, 1994).
- Bước 1: lipase thủy phân liên kết ester của lipid tại bề mặt phân pha giữa lipid và
nước. Trong nước trung tâm hoạt động chứa serine bị khóa lại bởi vòng xoắn helix (Hình
1.8).

Hình 1.8. Sự hoạt hóa enzyme
- Bước 2: khi lipase gắn vào bề mặt phân pha thì vòng xoắn helix di chuyển, cho
phép cơ chất gắn vào trung tâm hoạt động (Hình 1.9).

Hình 1.9. Hình thành phức hợp enzyme - cơ chất
- Bước 3: tạo thành sản phẩm, còn enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự do
[31].
1.4.5. Một số phản ứng đặc trưng được xúc tác bởi enzym lipase
Enzym lipase xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học khác nhau và thường được chia
làm 2 loại: phản ứng thủy phân và phản ứng tổng hợp.
SVTH: Nguyễn Đức Tiên

GVHD: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

14