Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết
quả nêu trong luận văn là trung thực.

Khánh Hòa, tháng 07 năm 2018
Tác giả luận văn

Huỳnh Chấn Tỷ

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài này, trƣớc hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trƣờng Đại
học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm sự kính trọng, niềm tự
hào đƣợc học tập và nghiên cứu tại Trƣờng trong những năm qua.
Tôi xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc tới cô giáo hƣớng dẫn TS. Nguyễn
Thị Mỹ Hƣơng- ngƣời đã hết lòng chỉ bảo những kinh nghiệm q báu và hƣớng dẫn
tận tình, góp nhiều ý kiến thiết thực trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài.
Xin cảm ơn sự quan tâm tận tình của q thầy cơ quản lý phịng thí nghiệm
Cơng nghệ chế biến, hóa sinh- vi sinh, cơng nghệ thực phẩm cùng sự giúp đỡ, động
viên, khích lệ của nhiều tập thể, cá nhân đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong suốt
q trình học tập, nghiên cứu làm đề tài tốt nghiệp.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động viên,
khích lệ và giúp đỡ nhiệt tình trong suốt q trình học tập cũng nhƣ hồn thành đồ án
tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, tháng 7 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Huỳnh Chấn Tỷ

ii


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến thành phần
hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ
chân trắng”.
I. Lý do chọn đề tài
Trong quá trình chế biến tơm sẽ thải ra một số lƣợng lƣợng phụ phẩm. Đây là
nguồn giàu chất dinh dƣỡng nhƣ protein, lipid, khống và vitamin…nhƣng cũng dễ
gây ơ nhiễm mơi trƣờng.
Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, bên cạnh các sản phẩm
chính, ngun liệu cịn lại bao gồm đầu và vỏ tôm cũng đã và đang đƣợc tận dụng một
cách tối đa và hiệu quả nhƣ sản xuất thức ăn chăn nuôi, tách chiết astaxanthin, sản xuất
chitin-chitosan và bột đạm thủy phân....
Công nghệ thủy phân protein từ phụ phẩm của q trình chế biến tơm bằng
enzyme protease thƣơng mại là một phƣơng pháp tiên tiến và có hiệu quả trong việc
thu hồi các chất dinh dƣỡng từ phụ phẩm của công nghiệp chế biến tôm và đã đƣợc
các nhà nghiên cứu khoa học trên thế giới quan tâm. Sản phẩm thủy phân protein từ
tơm có nhiều acid amin cũng nhƣ khoáng và vitamin rất cần thiết cho cơ thể, có giá trị
dinh dƣỡng cao nên có thể đƣợc ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm cho con ngƣời.
Đó chính là lý do tơi quyết định làm đề tài “Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian
thủy phân đến thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân
protein từ đầu tôm thẻ chân trắng.”
II. Các vấn đề cần nghiên cứu
1. Nghiên cứu thành phần hóa học của đầu tơm thẻ chân trắng.
2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến thành phần hóa học của
sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng.
3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến các đặc tính chức năng

của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng.
III. Quá trình thực hiện và kết quả nghiên cứu
Sau quá trình thực hiện và tìm hiểu đề tài, tơi đã từng bƣớc giải quyết các vấn
đề đặt ra ban đầu. Q trình tìm hiểu đề tài thơng qua các tài liệu trong nƣớc và ngoài
nƣớc, tiếp xúc các anh chị có kinh nghiệm, giúp tơi có đƣợc nhiều kiến thức bổ ích và
hữu hiệu trong thời gian làm đồ án.
iii


Những điều mà tôi đã làm đƣợc trong đề tài:
1. Xác định đƣợc thành phần hóa học của đầu tơm thẻ chân trắng.
2. Xác định đƣợc ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến thành phần hóa học
của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng.
3. Xác định đƣợc ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến các đặc tính chức
năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng.
IV. Định hƣớng phát triển đề tài
Với sự phát triển của công nghệ chế biến thủy sản thì lƣợng phụ phẩm càng
ngày càng nhiều cần tận dụng tối đa hiệu quả sản lƣợng phụ phẩm này trong việc sản
xuất thức ăn chăn nuôi, tách chiết astaxanthin, sản xuất chitin-chitosan và bột đam
thủy phân....
Cần tiếp tục nghiên cứu thêm việc ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein từ
đầu tôm trong lĩnh vực thực phẩm.

iv


MỤC LỤC
Đề mục

Trang

LỜI CAM ĐOAN……………………………………………………………… i
LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………….. ii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN…………………………………………………………….. iii
MỤC LỤC……………………………………………………………………… v
DANH MỤC HÌNH……………………………………………………………. viii
DANH MỤC BẢNG…………………………………………………………… ix
LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………………….. 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………………... 3
1.1. Tổng quan về tơm và phụ phẩm tơm……………………………………. 3
1.1.1. Tình hình đánh bắt và nuôi trồng nguyên liệu tôm ở Việt Nam………. 3
1.1.2. Tình hình chế biến xuất khẩu tơm ở Việt Nam………………………... 4
1.1.3. Thành phần khối lƣợng và hóa học phụ phẩm tôm……………………. 5
1.1.4. Tận dụng phụ phẩm tôm………………………………………………. 6
1.2. Tổng quan về thủy phân protein bằng enzyme protease………………… 8
1.2.1. Đặc tính của enzyme protease………………………………………….8
1.2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme
protease………………………………………………………………………. 9
1.2.3. Ứng dụng của enzyme protease trong xử lý phế liệu………………….. 12
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT………………………………………….. 15
2.1. Sản phẩm thủy phân và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân…... 15
2.1.1. Dịch thủy phân protein…………………………………………………15
2.1.2. Bột thủy phân protein…………………………………………………..15
2.1.3. Đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân………………………….. 15
2.2. Ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein……………………………... 18
2.2.1. Ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein trong lĩnh vực công nghiệp
thực phẩm…………………………………………………………………….. 18
2.2.2. Ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein trong lĩnh vực dƣợc phẩm…….19
2.2.3. Ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein trong lĩnh vực nuôi trồng thủy
sản……………………………………………………………………………. 20

v


2.3. Tình hình nghiên cứu về sự thủy phân protein và đặc tính chức năng của
sản phẩm thủy phân protein trong và ngồi nƣớc……………………………. 20
2.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới…………………………………….. 20
2.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc………………………………………22
CHƢƠNG 3: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………... 24
3.1.Đối tƣợng nghiên cứu……………………………………………………. 24
3.1.1. Đầu tôm………………………………………………………………... 24
3.1.2. Enzyme Alcalase………………………………………………………. 24
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu………………………………………………....24
3.2.1. Xác định thành phần hóa học của đầu tôm……………………………...24
3.2.2. Sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng ứng với
thờ gian thủy phân khác nhau bằng enzyme Alcalase…………………………25
3.2.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến thành phần hóa học
của sản phẩm thủy phân protenin từ đầu tôm thẻ chân trắng……………….....28
3.2.4. Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến các đặc tính chức
năng của sản phẩm thủy phân protenin từ đầu tơm thẻ chân trắng…………....28
3.2.5. Phƣơng pháp phân tích hóa học………………………………………...29
3.2.6. Phƣơng pháp xác định đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân
protein……………………………………………………………………….....29
3.2.7. Phƣơng pháp xử lý số liệu………………………………………………31
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………. .32
4.1. Kết quả xác định thành phần hóa học của đầu tơm……………………….32
4.2. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến thành phần hóa học của sản phẩm
thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng…………………………………..33
4.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến đặc tính chức
năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm……………………………..34

4.3.1. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến khả năng hòa tan của sản phẩm
thủy phân……………………………………………………………………... .34
4.3.2. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến khả năng tạo bọt của sản phẩm
thủy phân prtotein từ đầu tôm………………………………………………....36
4.3.3. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến khả năng nhũ hóa của sản phẩm
thủy phân prtotein từ đầu tôm………………………………………………....37
vi


4.3.4. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến khả năng giữ nƣớc của sản phẩm
thủy phân prtotein từ đầu tôm………………………………………………... 38
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN………………………….. 40
5.1. Kết luận………………………………………………………………….. 40
5.2. Đề xuất ý kiến…………………………………………………………… 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………….. 41
PHỤ LỤC………………………………………………………………………. 46

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Sơ đồ xác định thành phần hóa học của đầu tơm. ............................................. 24
Hình 3.2. Quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng ở
các thời gian thủy phân khác nhau. ................................................................................... 26
Hình 3.3. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến thành phần hóa
học của sản phẩm thủy phân protenin từ đầu tôm thẻ chân trắng ..................................... 28
Hình 3.4. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến các đặc tính chức
năng của sản phẩm thủy phân protenin từ đầu tôm thẻ chân trắng. .................................. 29
Hình 4.1. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến độ hòa tan của sản phẩm thủy phân
từ đầu tơm thẻ chân trắng……………………………………………………………….. . 35

Hình 3.2. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến khả năng tạo bọt của sản phẩm thủy
phân từ đầu tôm thẻ chân trắng….. .................................................................................... 36
Hình 4.3. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến khả năng nhũ hóa của sản phẩm
thủy phân từ đầu tơm thẻ chân trắng ................................................................................. 38
Hình 4.4. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến khả năng giữ nƣớc của sản phẩm
thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng. ................................................................................ 39

viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng thành phần khối lƣợng của tơm ................................................................. 5
Bảng 4.1. Thành phần hóa học của đầu tôm. .................................................................... 32
Bảng 4.2. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến thành phần hóa học của sản phẩm
thủy phân protein từ đầu tôm............................................................................................. 33

ix


LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự lớn mạnh của các ngành khoa học kỹ
thuật, ngành Thủy sản ngày càng phát triển không ngừng, sản lƣợng thủy sản ngày
càng tăng, đặc biệt là công nghiệp chế biến tơm.
Hiện nay trong q trinh chế biến, có một lƣợng phụ phẩm đƣợc thải ra. Đây là
nguồn giàu chất dinh dƣỡng nhƣ protein, lipid, khống và vitamin…nhƣng cũng dễ
gây ơ nhiễm mơi trƣờng. Chi phí xử lý lƣợng phụ phẩm này rất lớn nhƣng hiệu quả xử
lý không cao và vẫn ảnh hƣởng đáng kể đến môi trƣờng. Ngày nay, với sự tiến bộ của
khoa học công nghệ, bên cạnh các sản phẩm chính, ngun liệu cịn lại bao gồm đầu
và vỏ tôm cũng đã và đang đƣợc tận dụng một cách tối đa và hiệu quả nhƣ sản xuất
thức ăn chăn nuôi, tách chiết astaxanthin, sản xuất chitin-chitosan và bột đam thủy

phân....Điều này không chỉ đem lại nguồn lợi to lớn cả về kinh tế mà còn cả lợi ích xã
hội và đặc biệt giải quyết đƣợc vấn đề môi trƣờng.
Công nghệ thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme protease thƣơng mại là
một phƣơng pháp tiên tiến và có hiệu quả trong việc thu hồi các chất dinh dƣỡng từ
đầu tôm và đã đƣợc các nhà nghiên cứu khoa học trên thế giới quan âm. Sản phẩm
thủy phân protein từ đầu tơm có nhiều acid amin cũng nhƣ khống và vitamin rất cần
thiết cho cơ thể, có giá trị dinh dƣỡng cao nên có thể đƣợc ứng dụng trong lĩnh vực thực
phẩm cho con ngƣời. Khi sử dụng sản phẩm thủy phân protein bổ sung vào thực phẩm
thì ứng với mỗi loại thực phẩm khác nhau, yêu cầu về thành phần hóa học các đặc tính
chức năng của sản phẩm thủy phân cũng khác nhau, vì vậy việc nghiên cứu thành phần
hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân có thể nói là tiền đề cho các
ứng dụng khác nhau của sản phẩm thủy phân protein, đồng thời có thể giải quyết đƣợc
lƣợng nguyên liệu cịn lại sau chế biến và có thể tăng thêm giá trị nguyên liệu còn lại.
Với những lý do đó đề tài “Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến
thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm
thẻ chân trắng” đƣợc đề xuất thực hiện.
Mục tiêu đề tài:
- Xác định thành phần hóa học của đầu tơm thẻ chân trắng.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến thành phần hóa học của sản phẩm
thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng.

1


- Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến các đặc tính chức năng của sản
phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng.

2

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về tôm và phụ phẩm tơm.
1.1.1. Tình hình đánh bắt và ni trồng ngun liệu tôm ở Việt Nam.
Việt Nam nằm bên bờ Tây của Biển Đơng, là một biển lớn của Thái Bình
Dƣơng, có diện tích khoảng 3.448.000 km2, có bờ biển dài 3260 km. Vùng nội thuỷ và
lãnh hải rộng 226.000km2, vùng biển đặc quyền kinh tế rộng hơn 1 triệu km2 với hơn
4.000 hòn đảo, tạo nên 12 vịnh, đầm phá với tổng diện tích 1.160km2 đƣợc che chắn
tốt dễ trú đậu tàu thuyền. Biển Việt Nam có tính đa dạng sinh học (ĐDSH) khá cao,
cũng là nơi phát sinh và phát tán của nhiều nhóm sinh vật biển vùng nhiệt đới Ấn Độ Thái Bình Dƣơng với chừng 11.000 lồi sinh vật đã đƣợc phát hiện.
Nƣớc ta với hệ thống sơng ngịi dày đặc và có đƣờng biển dài rất thuận lợi phát
triển hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy sản. Sản lƣợng thủy sản Việt Nam đã duy
trì tăng trƣởng liên tục trong 17 năm qua với mức tăng bình quân là 9,07%/năm. Với
chủ trƣơng thúc đẩy phát triển của chính phủ, hoạt động ni trồng thủy sản đã có
những bƣớc phát triển mạnh, sản lƣợng liên tục tăng cao trong các năm qua, bình qn
đạt 12,77%/năm, đóng góp đáng kể vào tăng trƣởng tổng sản lƣợng thủy sản của cả
nƣớc.
Thủy sản là một trong những mặt hàng xuất khẩu chính của xuất khẩu Việt
Nam.Trong số đó các sản phẩm từ tơm ln chiếm vị trí rất quan trọng, hàng năm kim
ngạch xuất khẩu của các mặt hàng này đem lại lớn.Cả nƣớc có hơn 300 doanh nghiệp
tham gia xuất khẩu tơm, trong đó có 60 doanh nghiệp dẫn đầu chiếm hơn 80% kim
ngạch; 120 doanh nghiệp có giá trị xuất khẩu tôm hơn 1 triệu USD. Chủ yếu xuất cho
các thị trƣờng lớn nhƣ Nhật, Hoa Kỳ, Úc, Anh, Belgium, Canada, Trung Quốc, Đức,
Đài Loan và Nam Triều Tiên. Về lồi tơm, trên thị trƣờng thế giới từ chỗ tôm Sú là sản
phẩm chủ lực và dẫn đầu về giá trị xuất khẩu trong các mặt hàng thủy sản đơng lạnh
thì đến nay theo tính tốn của một số tổ chức thủy sản quốc tế tiêu thụ tơm thẻ chân
trắng đang chiếm 2/3 tiêu thụ tơm tồn cầu.
Tình hình thời tiết 6 tháng đầu năm tƣơng đối thuận lợi cho việc thả nuôi tôm
nƣớc lợ, bên cạnh đó, giá tơm nƣớc lợ ổn định, tơm ni đang phát triển tốt. Ƣớc diện
tích ni tơm nƣớc lợ 6 tháng đạt 639.761 ha, tăng 5,5% so với cùng kỳ, sản lƣợng
ƣớc đạt 216.811 tấn, tăng 14,7% so với cùng kỳ và bằng 32,9% kế hoạch năm

2017.Một số mơ hình nuôi tôm thẻ thu đƣợc lợi nhuận khá khiến diện tích ni lồi
3


này đang đƣợc mở rộng nhanh chóng. Diện tích tơm thẻ cả nƣớc 6 tháng đầu năm ƣớc
đạt 57.680 ha, tăng 32,6% so với cùng kỳ năm trƣớc, thu hoạch đƣợc 107.662 tấn, tăng
30,8%. Tuy nhiên, việc mở rộng diện tích ni q nhanh dễ dẫn đến việc phá vỡ quy
hoạch vùng nuôi, hệ thống ao nuôi chƣa đáp ứng đƣợc các tiêu chuẩn kỹ thuật dẫn đến
nguy cơ dịch bệnh bùng phát. Nuôi tôm sú tăng trƣởng ổn định, diện tích ni tơm Sú
cả nƣớc ƣớc đạt 582.080 ha, tăng 3,4% so với cùng kỳ, sản lƣợng đạt 109.149 tấn, tăng
2,2%. [42]
1.1.2. Tình hình chế biến xuất khẩu tơm ở Việt Nam.
Theo Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), xuất khẩu
tôm tiếp tục tăng trƣởng mạnh trong năm 2017, kim ngạch xuất khẩu ƣớc đạt 3,8 tỷ
USD, tăng 22% so với năm 2016. Điều này cho thấy sự nỗ lực của các doanh nghiệp
trong bối cảnh thị trƣờng diễn biến phức tạp. Với đà tăng trƣởng nhƣ hiện nay,
VASEP cũng dự báo xuất khẩu tơm sẽ tiếp tục tăng trƣởng tích cực trong thời gian tới,
nhất là ở một số thị trƣờng nhƣ EU, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc... [43]
Theo ơng Trƣơng Đình Hịe, Tổng thƣ ký VASEP, xuất khẩu tơm sang EU tăng
mạnh trong năm 2017 chủ yếu là do có lợi thế hơn so với một số đối thủ cung cấp khác
nhờ có mức thuế GSP thấp. Hiện tại, theo hệ thống ƣu đãi thuế quan phổ cập (GSP)
mà EU dành cho Việt Nam đối với tôm nguyên liệu đông lạnh (mã HS 030617) là
4,2%; tôm chế biến đông lạnh (HS 160521) là 7%. Trong khi đó, Thái Lan và Trung
Quốc lại khơng đƣợc hƣởng GSP của EU. Thêm vào đó, trên thị trƣờng EU, tơm Việt
cũng phải cạnh tranh chính với tôm Ấn Độ và Ecuador. Tuy nhiên, Ấn Độ có xu
hƣớng giảm xuất khẩu tơm cho EU, do bị dính kháng sinh và đối mặt với nguy cơ EU
cấm nhập khẩu nên tôm Việt Nam đƣợc lựa chọn thay thế. Về phía các doanh nghiệp
xuất khẩu, để đƣợc hƣởng thuế suất ƣu đãi từ EU, các doanh nghiệp mua tôm nguyên
liệu trong nƣớc dù giá cao hơn. Để tăng lợi nhuận, các doanh nghiệp đã tập trung đầu
tƣ làm hàng chế biến sâu nhằm gia tăng giá trị khi xuất khẩu. Theo các doanh nghiệp,

giá trị xuất khẩu tôm Việt Nam sang EU khá tích cực là do ngƣời tiêu dùng EU ƣa
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 tơm nƣớc lạnh lại đang có giá cao và
nguồn cung giảm nên EU tăng cƣờng nhập khẩu tôm từ Việt Nam. [44]
Các sản phẩm tôm xuất khẩu rất đa dạng chủ yếu là sản phẩm:
- Tôm nguyên con (HOSO) cấp đông IQF.
4


- Tôm vỏ bỏ đầu (HLSO) cấp đông IQF, block.
- Tôm PDTO hấp cấp đông IQF (IQF CPTO).
- Tôm vỏ bỏ đầu hấp cấp đông IQF.
- Tôm PDTO hấp cấp đông IQF.
- Tôm PDTO NOBASHI.
- Tôm NOBASHI tẩm bột (EBI FURAI).
- Tôm PD, PTO xẻ bƣớm tẩm bột.
- Tôm lột PTO (bỏ đầu, bỏ vỏ cịn đi) cấp đơng 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.
1.1.3. Thành phần khối lƣợng và hóa học phụ phẩm tơm.
a. Thành phần khối lƣợng của tôm:
Bảng 1.1. Bảng thành phần khối lượng của tơm

Loại tơm

Đầu tơm (%)

Vỏ tơm (%)

He

29,80

10,00

Thẻ

28,00

9,00

Sú

31,40

8,90

Rằn

33,90

10,40

Gân

33,14

11,27

Chì

31,85

11,07

Bột

31,55

12,15

Rảo

33,20

12,20

Vàng

31,75

13,07

Sắt

42,38

11,62

Càng

51,95

8,56

Hùm

63,40

5,50

b. Thành phần hóa học của phụ phẩm tơm:
Thành phần hóa học của đầu và vỏ tơm gồm có protein, chitin, khống, sắc tố.
Tỷ lệ các thành phần khác nhau đối với đầu, vỏ là khơng ổn định, chúng thay đổi theo
giống, lồi, đặc điểm sinh thái, sinh lý … Thành phần chitin và proteintrong vỏ tôm
tƣơi tƣơng ứng là 4,5% và 8,5%.
5


Hàm lƣợng chitin, protein, khoáng và carotenoid trong phế liệu tơm thay đổi rất
rộng phụ thuộc vào điều kiện bóc vỏ trong q trình chế biến cũng nhƣ phụthuộc vào
lồi, trạng thái dinh dƣỡng, chu kỳ sinh sản. Vỏ giáp xác chứa chủ yếu là protein (3040%), khoáng (30-50%), chitin (13-42%).
-Protein: protein đầu tơm tồn tại ở 2 dạng chính là dạng tự do và dạng liên kết
với chitin hoặc Canxi cacbonat.
- Enzyme: Enzyme của tơm có hoạt động khá mạnh cho nên tôm nhanh bị phân
giải hơn động vật trên cạn. Trong quá trình bảo quản ta phải ức chế hoạt động của
chúng để kéo dài thời gian bảo quản, nhiệt độ thích hợp cho enzyme là 25-55°C.
Hệ enzyme thƣờng có hoạt động mạnh hơn đặc biệt ở cơ quan nội tạng ởđầu
tôm nên rất dể bị hƣ hỏng. Hệ enzyme của tôm gồm:

-Protease: là enzyme chủ yếu trong đầu tôm, chủ yếu phân giải protein thành
acid amin.
-Lipaza: Phân giải lipid thành glyxeryl và acid béo.
-Tyrozinaza: Khi có mặt của oxi khơng khí thì sẽ biến Tyrozin thành Melanin
có màu đen ảnh hƣởng đến giá trị cảm quan và chất lƣợng của sản phẩm.
-Chitin: Chiếm khối lƣợng lớn, tồn tại ở dạng liên kết protein, canxicacbonat và
nhiều hợp chất khác.
- Chất ngấm ra ở đầu tôm: Trymethylamin (TMA), Trymethylaminoyt
(TMAO), Betain, Bazo purin, các acid amin tự do, ure.
-Ngoài các thành phần trên trong đầu tơm cịn có lipid, và sắc tố…
Nhƣ vậy, đầu tôm là nguồn giàu chitin (11% trọng lƣợng khô), cũng là một
nguồn protein tốt (50 – 60% trọng lƣợng khô), giàu chất dinh dƣỡng và nguồn enzyme.
Vì vậy, việc tận thu nguồn protein này là rất cần thiết.
1.1.4. Tận dụng phụ phẩm tơm
Q trình chế biến tôm tạo ra một lƣợng lớn phụ phẩm rắn bao gồm đầu tôm và
vỏ tôm, thƣờng chiếm khoảng 50% nguyên liệu ban đầu. Vỏ, đầu tôm đã đƣợc sử dụng
làm thức ăn chăn nuôi với các phƣơng pháp truyền thống nhƣ: Sấy khơ hoặc phơi nắng
sau đó đem xay mịn bổ sung vào thức ăn chăn nuôi. Việc sấy khô địi hỏi năng lƣợng
lớn, tốn kém. Phơi nắng thì phụ thuộc vào thời tiết, mất vệ sinh, và gây ô nhiễm môi
trƣờng. Cả hai phƣơng pháp này không loại đƣợc khống và chitin mà 2 chất này gây
khó tiêu cho gia súc, gia cầm. Vậy nếu lợi dụng tổng hợpphụ phẩm này bằng cách tách
6


riêng phần protein ở đầu tôm ra phục vụ chăn nuôi, tách hợp chất màu (Astaxanthin)
để phục vụ công nghiệp nhuộm, chế biến Chitosan để phục vụ nông nghiệp, công
nghiệp, mỹ phẩm, y tế thì giá trị mang lại từ nguồn phế liệu tôm sẽ lớn hơn gấp nhiều
lần so với chỉ đemphụ phẩm tôm đi sấy khô hay phơi nắng nghiền bột cho gia súc, gia
cầm.
Các hƣớng tận dụng phụ phẩm tôm:

a. Sản xuất thức ăn chăn nuôi.
Hiện nay nƣớc ta thƣờng sử dụng phế liệu tôm đông lạnh để sản xuất thức ăn chăn
nuôi. Rất nhiều thứcăn chăn ni bán chạy hiện nay có chứa bột tơm và nó chiếm 30%
thành phần thức ăn. Bột tơm đƣợc chế biến tốt có chứa acid amin tƣơng tự nhƣ amin
trong đậu tƣơng hay trong bột cá.
Hiện nay có hai phƣơng pháp phổ biến trong sản xuất bột tôm là phƣơng pháp
sây khô và phƣơng pháp ủ xi lô:
-Phƣơng pháp sấy khơ bằng nhiệt: ƣu điểmđơn giản, có thể chế biến nhanh
lƣợng phụ phẩm tơm đơng lạnh, tính kinh tế cao. Nhƣợc điểm là chất lƣợng kém, giá
trị dinh dƣỡng không cao.
-Phƣơng pháp ủ xi lô: ở phƣơng pháp này ngƣời ta sử dụng acid hữu cơ và vô
cơ trong việc ủ nhằm tăng tác động của enzyme khử trùng và hạn chế sự phát triển của
vi sinh vật. Sau khi ủ tiến hành trung tính bằng các chất kiềm, chất ủ đƣợc làm thức ăn
chăn ni. Phƣơng pháp này có ƣu điểm chất lƣợng tốt nhƣng giá thành cao và phức
tạp.
b. Sản xuất bột màu Astaxanthin.
Thành phần hóa học của tôm rất giàu protein nên trƣớc khi sản xuất chitin
chúng ta nên thu hồi protein lại. Và trong vỏ tôm cũng chứa sắc tố Astaxanthin, tuy nó
có hàm lƣợng nhỏ nhƣng giá thành lại cao trên thị trƣờng. Hơn nữa Astaxanthin cịn là
một carotenoid có tác dụng kích thích sinh trƣởng, kháng một số bệnh. Nó là chất tạo
màu nên đƣợc dùng trong kỹ thuật nuôi trồng thủy sản, thực phẩm, cơng nghiệp.
c. Sản phẩm súp và canh.
Có thể sử dụng các mẫu thừa của tôm chất lƣợng cao sau khi chế biến làm món
canh và súp tơm. Đầu tơm đƣợc sử dụng làm nguyên liệu tạo mùi cho món súp tơm
đặc biệt. Tơm vụn đƣợc sử dụng làm món canh tôm.
d. Các sản phẩm khác.
7


Thịt tơm vụn hoặc khơng đạt chuẩn có thể tận dụng làm các sản phẩm định

hình. Sản phẩm này đƣợc đình hình thành hình con tơm hay các hình dạng trang trí
nhƣ bánh trịn, viên, khoanh tơm. Bằng cách tạo ra các hình dạng khác nhau, ƣớp tẩm
gia vị hay bao bột, ta có thể làm ra rất nhiều sản phẩm tôm đẹp mắt.
Nghiên cứu thủy phân phụ phẩm tôm bằng enzym để tận dụng protein là một
hƣớng đi cũng đang đƣợc nhiều các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.
1.2. Tổng quan về thủy phân protein bằng enzyme protease.
1.2.1. Đặc tính của enzyme protease.
Enzyme là chất xúc tác sinh học mang bản chất protein do tế bào sinh ra, có khả
năng xúc tác cho các phản ứng hóa học xảy ra nhanh chóng trong điều kiện sinh lý
bình thƣờng của cơ thể sống và chỉ cần một lƣợng nhỏ cũng xúc tác để chuyển hóa
một lƣợng cơ chất lớn. Bản thân enzyme không bị thay đổi khi phản ứng hồn thành.
Enzyme có hoạt tính mạnh, tốc độ phản ứng nhờ xúc tác enzyme rất lớn, thƣờng gấp
109 – 1011 lần tốc độ của các phản ứng nhờ xúc tác hóa học.
Đặc tính của enzyme: enzyme có tính đặc hiệu cao.Tính đặc hiệu là khả năng
chọn lọc cao của enzyme khi xúc tác. Đây là đặc tính khác biệt rõ nhất của nó so với
các chất vơ cơ khác. Tính đặc hiệu này thể hiện:
- Đặc hiệu kiểu phản ứng: là enzyme chỉ xúc tác một kiểu phản ứng nhất định
để chuyển hóa một chất nhất định. Phần nhiều mỗi enzyme đều có tính đặc hiệu với
một loại phản ứng nhất định. Những chất có khả năng xảy ra nhiều loại phản ứng hóa
học thì mỗi loại phản ứng ấy phải do một enzyme đặc hiệu xúc tác. Ví dụ: amino acid
có khả năng xảy ra phản ứng khử carboxyl, phản ứng khử amin bằng cách oxy hóa và
phản ứng vận chuyển nhóm amin, mỗi phản ứng ấy cần có một enzyme đặc hiệu tƣơng
ứng xúc tác theo thứ tự là decarboxylase, aminoacid oxydase và aminotransferase.
- Đặc hiệu cơ chất: mỗi enzyme chỉ xúc tác cho sự chuyển hóa mộthoặc một số
chất nhất định. Mức độ đặc hiệu cơ chất của các enzyme khác nhau không giống nhau.
Với cơ chất enzyme đòi hỏi ở hai mức độ:
+ Đặc hiệu cơ chất tuyệt đối: enzyme chỉ xúc tác cho một kiểu liên kết nhất
định và đòi hỏi rất khắt khe các nhóm nguyên tử xung quanh liên kết mà enzyme tác
dụng.
+ Đặc hiệu cơ chất tƣơng đối: enzyme chọn một kiểu liên kết đểxúc tác nhƣng

địi hỏi khơng q khắt khe với nhóm nguyên tử xung quanh liên kết mà nó tác dụng.
8


Đặc hiệu quang học (đặc hiệu lập thể): Hầu nhƣ tất cả các enzyme đều có tính đặc hiệu
khơng gian rất chặt chẽ, nghĩa là enzyme chỉ tác dụng với một trong hai dạng đồng
phân không gian của cơ chất. Enzyme chỉ tác dụng với một trong hai dạng đồng phân
quang học của các chất.
1.2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme
protease.
Enzyme mang bản chất protein, yếu tố ảnh hƣởng đến chúng là: nhiệt độ, pH
mơi trƣờng, chất kìm hãm, chất hoạt hóa và nồng độ cơ chất... Hoạt lực của enzyme sẽ
cao khi tất cả các yếu tố trên là phù hợp với hoạt động của enzyme đó và ngƣợc lại.
Chỉ cần thay đổi một trong số các yếu tố ảnh hƣởng sẽ làm giảm khả năng xúc tác
hoặc bất hoạt enzyme đó. Cụ thể nhƣ:
* Ảnh hƣởng của nhiệt độ:
Enzyme hoạt động trong một vùng nhiệt độ gọi là nhiệt độ hoạt động của
enzyme. Giá trị nhiệt độ thấp nhất hoặc cao nhất mà tại đó enzyme mất hoạt tính gọi là
nhiệt độ tới hạn của enzyme. Giá trị nhiệt độ mà enzyme thể hiện cao nhất khả năng
xúc tác của mình gọi là nhiệt độ tối thích. Trong thực tế nhiệt độ tối thích của enzyme
là một vùng lân cận hẹp. Nhiệt độ tối thích của một enzyme khơng phải là một hằng
số, nó cịn phụ thuộc vào pH mơi trƣờng, nồng độ cơ chất. Đặc biệt xúc tác với thời
gian dài nhiệt độ tối thích giảm. Nhiệt độ mơi trƣờng hoạt động của enzyme q cao
khiến enzyme biến tính khơng thuận nghịch. Nhiệt độ thấp enzyme biến tính thuận
nghịch.
Enzyme mang bản chất protein. Khi ta tăng nhiệt độ lên trên 40-50°C xảy ra
quá trình phá hủy chất xúc tác. Sau nhiệt độ tối thích tốc độ phản ứng do enzyme xúc
tác sẽ giảm. Nhờ tồn tại nhiệt độ tối ƣu ngƣời ta phân biệt phản ứng hóa sinh với các
phản ứng vơ cơ thơng thƣờng. Mỗi enzyme có một nhiệt độ tối thích khác nhau, phần
lớn phụ thuộc nguồn cung cấp enzyme, thơng thƣờng ở trong khoảng từ 40-60°C, cũng

có enzyme có nhiệt độ tối thích rất cao nhƣ enzyme của những chủng ƣa nhiệt.
* Ảnh hƣởng của thời gian:
Thời gian cũng có ảnh hƣởng đáng kể đến hoạt động của enzyme. Khi enzyme
tiếp xúc với cơ chất trong thời gian ngắn hiệu quả thấp vì khi đó enzyme và cơ chất
chƣa tiếp xúc triệt để. Trong thời gian enzyme tác dụng với cơ chất sẽ tạo ra sản phẩm.
Ở mỗi thời gian khác nhau sản phẩm tạo ra sẽ khác nhau. Ví dụ khi thủy phân protein,
9


thời gian enzyme thủy phân cắt mạch cơ chất ngắn sản phẩm thủy phân sẽ là các đoạn
mạch dài peptid, thủy phân khơng hồn tồn. Thời gian thủy phân dài sản phẩm thủy
phân là các đoạn mạch ngắn hay là các acid amin. Vì vậy tùy theo mục đích thủy phân
mà ta chọn thời gian thủy phân khác nhau. [4]
* Ảnh hƣởng của pH:
Giá trị pH có vai trị tạo trạng thái ion hóa cho enzyme và cơ chất. Sự phân li
khác nhau của một phân tử protein ở các giá trị pH khác nhau làm thay đổi tính chất
của trung tâm liên kết cơ chất và hoạt động ở phân tử enzyme, dẫn đến giá trị xúc tác
khác nhau phụ thuộc vào giá trị pH. Giá trị pH tối thích là giá trị pH mà tại đó cả
enzyme lẫn cơ chất đạt đến trạng thái ion hóa phù hợp nhất. Chúng dễ dàng tƣơng tác
với nhau nên vận tốc enzyme xúc tác tăng. Độ pH môi trƣờng cũng liên quan đến độ
bền của enzyme. Môi trƣờng quá acid hay quá kiềm enzyme đều kém bền. Hầu hết các
enzyme hoạt động tốt ở môi trƣờng pH xấp xỉ 7. Cùng 1 loại enzyme lấy từ các nguồn
khác nhau pH tối thích cũng khác nhau.
* Ảnh hƣởng của nồng độ cơ chất:
Nồng độ cơ chất có ảnh hƣởng đến tốc độ phản ứng của enzyme. Tại nồng độ
nhất định enzyme tiếp xúc với cơ chất triệt để, tốc độ phản ứng nhanh. Dƣới nồng độ
cơ chất đó, enzyme và cơ chất khó tiếp xúc phản ứng thủy phân xảy ra chậm chạp
không hiệu quả. Khi nồng độ enzyme và cơ chất bão hịa tăng nồng độ enzyme hiệu
quả thủy phân khơng tăng.
* Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme:

Trong điều kiện thừa cơ chất, vận tốc phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng
độ enzyme. Cũng có trƣờng hợp nồng độ enzyme quá lớn vận tốc phản ứng tang chậm.
* Ảnh hƣởng của chất kìm hãm:
Là chất làm giảm khả năng xúc tác hoặc vơ hoạt enzyme, chất kìm hãm kết hợp
thuận nghịch với enzyme. Chúng là các chất hữu cơ phân tử thấp, ion kim loại, phi
kim. Nó có thể là chất kìm hãm thuận nghịch hay bất thuận nghịch. Kìm hãm thuận
nghịch có thể là cạnh tranh, khơng cạnh tranh hay hỗn tạp.
- Chất kìm hãm thuận nghịch:
+ Chất kìm hãm cạnh tranh.
Chất kìm hãm cạnh tranh xảy ra với enzyme thiếu tính đặc hiệu cơ chất tuyệt
đối. Enzyme khơng nhận ra chất lạ nên kết hợp với trung tâm hoạt động của chất lạ đó
10


chiếm chỗ cơ chất chính. Sản phẩm sinh ra ít hơn. Khi cơ chất dƣ thừa, nồng độ chất
kìm hãm thấp thì có thể loại bỏ tác dụng của chất kìm hãm, cịn nồng độ cơ chất thấp
và nồng độ cơ chất cao thì lại có tác dụng kìm hãm hồn tồn.
Trƣờng hợp đặc biệt chất kìm hãm cạnh tranh là kìm hãm bằng sản phẩm.
Trƣờng hợp này xảy ra khi một sản phẩm phản ứng tác dụng trở lại enzyme và chiếm
vị trí hoạt động của phân tử enzyme.
+ Chất kìm hãm khơng canh tranh.
Là chất khơng kết hợp vào trung tâm hoạt động mà kết hợp vào các điểm dị
không gian làm thay đổi cấu trúc trung tâm hoạt động của enzyme khơng có lợi cho
q trình xúc tác. Đặc trƣng của kiểu kìm hãm này là chất kìm hãm chỉ liên kết với
phức hợp ES mà khơng liên kết với enzyme tự do.
+ Chất kìm hãm hỗn tạp.
Là chất kìm hãm khơng những liên kết với enzyme tự do mà còn liên kết với cả
phức hợp ES tạo thành phức hợp EIS không tạo đƣợc sản phẩm P. Hiện tƣợng kìm
hãm chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất kìm hãm.
Trƣờng hợp kìm hãm enzyme bằng nồng độ cao của cơ chất gọi là kìm hãm cơ

chất.Kìm hãm bất thuận nghịch là chất kìm hãm có tác dụng bất thuận nghịch. Đơi khi
khóđể phân biệt giữa thuận nghịch và bất thuận nghịch và chất kìm hãm có thể hiểu
nhƣ chất kìm hãm thuận nghịch khơng cạnh tranh.
Nhìn chung hiệu quả kìm hãm phụ thuộc nồng độ chất kìm hãm, nồng độ
enzyme, thời gian tác dụng.
* Ảnh hƣởng của chất kích hoạt, chất hoạt hóa:
Là chất làm tăng hoạt động của enzyme, enzyme từ không hoạt động sang hoạt
động hoặc hoạt động ít chuyển sang hoạt động nhiều. Chất hoạt hóa có tác dụng cắt
một vài đoạn peptid đang ức chế hoạt động của enzyme để hình thành lại trung tâm
hoạt động của enzyme và enzyme trở nên hoạt động. Mỗi enzyme địi hỏi một số chất
hoạt hóa mang bản chất khác nhau. Chất hoạt hóa có thể là các ion kim loại, phi kim
làm cầu nối giữa enzyme và cơ chất hoặc làm tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme và
cơ chất.
Chất hoạt hóa có thể kết hợp vào các điểm dị không gian giúp trung tâm hoạt
động biến đổi theo hƣớng có lợi với chất xúc tác. Ngồi ra chất hoạt hóa, chất kích

11


hoạt cịn có vai trị phục hồi nhóm chức chƣa hoạt động hoặc hoạt động ít trở nên hoạt
động mạnh mẽ hơn.
* Ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc bổ sung:
Nƣớc có khả năng điều chỉnh phản ứng thủy phân, nƣớc là mơi trƣờng tang
cƣờng q trình phân cắt các liên kết nhị dƣơng là môi trƣờng khuyếch tán enzyme và
cơ chất tạo điều kiện cho phản ứng xảy ra
* Ảnh hƣởng của diện tích tiếp xúc:
Diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất cũng ảnh hƣởng đến quá trình thủy
phân. Diện tích tiếp xúc càng lớn thì q trình thủy phân xảy ra càng nhanh. Vì vậy
đối với nguyên liệu có kích thƣớc lớn thƣờng đƣợc làm nhỏ để hiệu quả thủy phân cao
hơn.

1.2.3. Ứng dụng của enzyme protease trong xử lý phế liệu.
Enzyme protease đƣợc ứng dụng rộng rãi trong y học, nơng nghiệp, hóa học,
cơng nghiệp dệt, mỹ phẩm, công nghiệp da, phim ảnh và đặc biệt là trong công nghiệp
thực phẩm nhƣ: công nghiệp thịt, cá, cơng nghiệp chế biến sữa, bánh mì, bánh kẹo,
bia, sản xuất sữa khơ và bột trứng. Ngồi ra enzyme protease còn đƣợc ứng dụng trong
xử lý phế liệu để thu hồi các sản phẩm có giá trị và bƣớc đầu đã đem lại hiệu quả đáng
kể. Các ứng dụng cụ thể của enzyme protease:
* Trong công nghiệp thực phẩm:
- Trong công nghiệp chế biến thịt: Protease đƣợc dùng làm mềm thịt nhờ sự
thủy phân protein trong thịt.
- Trong chế biến thủy sản. Chế biến nƣớc mắm ngắn ngày rút ngắn thời gian
chế biến và nâng cao hiệu quả kinh tế.
- Trong công nghiệp sữa: protease đƣợc dùng trong sản xuất phomat nhờ tác
dụng làm đông tụ sữa.
- Trong sản xuất bánh mì, bánh quy protease làm giảm thời gian nhào trộn, tăng
độ dẻo và làm nhuyễn bột, tạo độ xốp và độ nở tốt hơn.
- Trong sản xuất nƣớc giải khát: làm tăng độ bền của bia và rút ngắn thời gian
lọc. Làm trong và ổn định nƣớc quả, rƣợu vang.
*Trong y học:
Protease dùng làm thuốc tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thƣơng, làm thông
đƣờng hô hấp, chống viêm, làm thuốc tăng tiêu hóa protein, thành phần của các loại
12


thuốc dùng trong da liễu và mỹ phẩm. Trong y học protease cũng dùng để sản xuất
môi trƣờng dinh dƣỡng nuôi cấy vi sinh vật sản xuất ra kháng sinh, chất kháng độc.
Ngồi ra cịn dùng để cơ đặc và tinh chế các huyết thanh kháng độc để chữa
bệnh.
*Trong nông nghiệp:
- Có thể sử dụng các loại chế phẩm enzyme khác nhau để chuyển hóa các phế

liệu, đặc biệt là các phế liệu nông nghiệp cải tạo đất phục vụ nông nghiệp.
- Công nghệ này khá phổ biến ở nhiều quốc gia. Ở nƣớc ta việc dùng enzyme vi
sinh vật góp phần trong sản xuất phân hữu cơ đang đƣợc khai thác để thay thế cho
phân hóa học.
* Ứng dụng trong xử lý phế liệu:
 Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phụ phẩm thủy sản:
- Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phụ phẩm tôm, cua, ghẹ...:
Enzyme protease đƣợc dùng để thủy phân protein trong sản xuất chitin,
astaxanthin, bột đạm...Phần lớn phụ phẩm tôm tại Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới
hiện nay chủ yếu đƣợc sử dụng để sản xuất chitin – chitosan, một ứng dụng có ý nghĩa
lớn. Cơng nghệ sản xuất chitin, chitosan còn đang gặp nhiều bất cập khi các quy trình
sản xuất chitin-chitosan quy mơ lớn tại Việt Nam chủ yếu là quy trình hóa học. Việc
sử dụng hóa chất với nồng độ cao dẫn đến lƣợng chitin-chitosan thu đƣợc chƣa cao và
nhiều tạp chất. Mặt khác, các quy trình này chỉ tập trung vào việc thu nhận chitinchitosan chƣa chú trọng đến việc tận thu các sản phẩm khác củaphụ phẩm tơm nhƣ
protein, chất màu. Các hóa chất và chất hữu cơ chƣa đƣợc tận thu thải ra gây ô nhiễm
môi trƣờng. Việc kết hợp sử dụng enzyme protease trong q trình sản xuất chitinchitosan có ƣu thế hơn so với phƣơng pháp hóa học truyền thống. Nó giảm thiểu lƣợng
hóa chất sử dụng và thải ra mơi trƣờng. Mặt khác, quy trình cải tiến với sự vƣợt trội về
chất lƣợng chitin, chitosan thu đƣợc và thu hồi sản phẩm protein-astaxanthin có giá trị
dinh dƣỡng và sinh học, làm hạn chế các chất hữu cơ chứa trong nƣớc thải, giảm thiểu
chi phí xử lý mơi trƣờng. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết vấn đề
ô nhiễm môi trƣờng trầm trọng do các cơ sở chế biến chitin-chitosan gây ra, góp phần
phát triển bền vững ngành công nghiệp sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu thủy sản.
Đây là một hƣớng đi cho phƣơng pháp sản xuất sạch hơn.
- Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phụ phẩm cá:
13


Enzyme protease đƣợc dùng để thủy phân phụ phẩm cá để sản xuất chế phẩm
dẫn mùi giàu đạm dùng trong thức ăn nuôi tôm, cá. Với công nghệ sản xuất đơn giản
sử dụng chất xúc tác enzyme của vi khuẩn đã phân lập đƣợc bổ sung vào phế liệu thủy

sản (đầu, xƣơng cá), chúng sẽ tự tách phần thịt ra khỏi xƣơng. Với phần thịt đƣợc cô
đặc giàu chất đạm trộn với thức ăn cho tôm, phần xƣơng đƣợc làm sạch, sấy khô,
nghiền thành bột dùng cho chăn nuôi gia súc. Biện pháp không những xử lý ngay đƣợc
chất thải rắn với chi phí thấp, mà cịn mang lại hiệu quả kinh tế từ việc sản xuất ra thức
ăn dùng cho chăn nuôi đƣợc ngƣời tiêu dùng chấp nhận.

14


CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Sản phẩm thủy phân và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân.
2.1.1. Dịch thủy phân protein.
Dịch thủy phân protein là sản phẩm của q trình thủy phân, khi cơ đặc thì
chúng sẽ thành dịch protein cơ đặc. Dịch thủy phân protein có màu vàng nhạt, trong
suốt, có mùi đặc trƣng của sản phẩm thủy phân.
Thành phần chủ yếu của dịch thủy phân ptotein là các acid amin, các peptid.
Ngoài ra trong dịch đạm thủy phân có chứa một lƣợng nhỏ khống và lipid.
2.1.2. Bột thủy phân protein.
Bột thủy phân cũng là một dạng của sản phẩm thủy phân protein. Dịch thủy
phân đƣợc đem đi sấy phun hoặc sấy chân không thăng hoa thì thu đƣợc bột thủy phân
protein (bột đạm hịa tan).
Bột thủy phân protein có hàm lƣợng protein cao, rất có giá trị dinh dƣỡng.
Bột thủy phân protein có màu trắng ngà, vàng nhạt hay nâu tùy thuộc vào
nguyên liệu ban đầu. Mùi thơm đặc trƣng, khi cho vào nƣớc dễ hịa tan.
2.1.3. Đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân.
Một số đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein là: Độ hòa tan, khả
năng tạo bọt và ổn định bọt, khả năng giữ nƣớc, khả năng tạo nhũ tƣơng, khả năng
chống oxy hóa… Mỗi đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein phụ thuộc
rất nhiều vào nguồn nguyên liệu thủy phân, phƣơng pháp thủy phân (sinh học, hóa
học), chế độ thủy phân…

Bằng việc nghiên cứu sự ảnh hƣởng và kiểm soát các yếu tố ảnh hƣởng đến đặc
tính chức năng ta sẽ tạo ra đƣợc sản phẩm thủy phân protein thích hợp cho nhiều ứng
dụng khác nhau trong thực phẩm, y học…
*Độ hòa tan
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 đƣợc sử dụng trong các thức
uống. Nhiều đặc tính khác nhƣ khả năng nhũ hóa và tạo bọt bị ảnh hƣởng 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 ngun liệu ban đầu, ngun nhân chính là do q
trình thủy phân đã tạo ra nhiều peptit nhỏ hơn và các axit amin, làm lộ ra các nhóm
15


phân cực, nhƣ nhóm amin (-NH2) và nhóm carboxyl (-COOH), thúc đẩy sự tƣơng tác
với nƣớc. Sự gia tăng của các nhóm amin và carboxyl cuối mạch làm gia tăng lƣợng
nƣớc hấp thu, tăng khả năng hòa tan trong nƣớc của sản phẩm.
Độ pH của dung dịch có ảnh hƣởng đến sự hòa tan của sản phẩm thủy phân
protein. Sản phẩm này có độ hịa tan thấp tại điểm đẳng điện. Khi pH xa điểm đẳng
điện, protein hòa tan của sản phẩm thủy phân tăng. Độ hòa tan của sản phẩm thủy
phân phế liệu cá hồi cao hơn 75% ở phạm vi pH từ 3 - 11, cao hơn 90% ở pH 6 - 7 và
thấp nhất ở pH 3 - 4 [17]. Các sản phẩm thủy phân protein từ thịt cá chỉ vàng đƣợc sản
xuất bằng Alcalase và Flavourzyme tan ở phạm vi pH rộng từ 2 - 12 với độ hòa tan
cao hơn 85% và thấp nhất khi pH 4[25].Sản phẩm thủy phân từ phụ phẩm cá mòi có
độ hịa tan thấp nhất tại pH 3, độ hịa tan tăng lên khi pH tăng và đạt cao nhất 100%
khi pH 6 ứng với độ thủy phân 10,16% [37]. Độ hòa tan của sản phẩm thủy phân
protein từ đầu cá ngừ mắt to tăng khi thời gian thủy phân tăng. Sản phẩm thủy phân
protein có độ hịa tan cao nhất khi pH = 9 và thấp nhất khi pH = 3. Ở pH = 9, các sản
phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ mắt to ứng với thời gian thủy phân 1 giờ, 2 giờ,
3 giờ và 4 giờ có độ hịa tan lần lƣợt là 88,5%; 93,6%; 96,9% và 98,8%[8]. Độ hòa tan

của sản phẩm cũng tăng lên khi độ thủy phân tăng. Sản phẩm thủy phân protein có
peptit nhỏ hơn hay độ thủy phân cao hơn dễ hòa tan hơn [17].Độ hòa tan của các sản
phẩm thủy phân protein từ thịt cá chỉ vàng cũng tăng lên khi độ thủy phân tăng [25].
Sản phẩm thủy phân protein thủy sản đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thực
phẩm. Với tính tan tốt và giá trị dinh dƣỡng cao, sản phẩm này có tiềm năng lớn đƣợc sử
dụng để sản xuất thức uống giàu dinh dƣỡng và các sản phẩm thay thế sữa. Nhờ tính tan
tốt trong phạm vi pH rộng, sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, an tồn và tính sẵn có trên
thị trƣờng nên sản phẩm thủy phân protein đƣợc đƣa vào thực phẩm một cách dễ dàng
và mở ra cơ hội lớn cho ngành công nghiệp thực phẩm để cải thiện chất lƣợng thực
phẩm.
*Khả năng tạo bọt
Bọt thực phẩm là hệ phân tán của các bọt khí trong một pha liên tục lỏng hoặc
bán rắn có chứa một chất hoạt động bề mặt hịa tan. Trong nhiều trƣờng hợp, khí là
khơng khí, thƣờng là khí cacbonic và pha liên tục là một dung dịch hoặc một huyền
phù nƣớc chứa protein. Sự hình thành bọt có liên quan đến sự di chuyển, khuếch tán và
sắp xếp lại cấu trúc của các phân tử protein tại bề mặt nƣớc-khơng khí[40]. khả năng
16