Tận dụng phế phẩm cá tra và vỏ dứa để sản xuất phân bón lá

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH
BAN CHẤP HÀNH TP. HỒ CHÍ MINH
----------------------

CƠNG TRÌNH DỰ THI

GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA
LẦN THỨ XX NĂM 2018

TÊN CÔNG TRÌNH:
TẬN DỤNG PHẾ PHẨM CÁ TRA VÀ VỎ DỨA ĐỂ SẢN XUẤT
PHÂN BÓN LÁ

LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: Lĩnh vực Tài ngun và Mơi trường
CHUN NGÀNH: Mơi Trường

Mã số cơng trình: …………………………….


i

MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG .......................................................................................v
DANH SÁCH CÁC HÌNH..................................................................................... vii
TĨM TẮT ..................................................................................................................1
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................2
ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................2

1.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU ...........................................................4
1.1.

Giới thiệu về cá tra. .....................................................................................4

1.1.1.

Đặc điểm sinh học cá tra. ......................................................................4

1.1.2.

Các đặc điểm hóa học của cá. ...............................................................6

1.1.3.

Tình hình ni cá tra trong nước. ........................................................7

1.1.4.

Ảnh hưởng của phế phẩm cá đối vối môi trường ................................8

1.2.

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

1.3.

Giới thiệu về enzyme bromelain. ..............................................................14

1.3.1.

Đặc điểm enzyme bromelain................................................................14

1.3.2.

Tính chất enzyme bromelain. ..............................................................15

1.3.3.

Các yếu tố ảnh hưởng của enzyme bromelain. ..................................17

1.4.

Nghiên cứu trong và ngoài nước trong việc sử dụng enzyme protease

thủy phân protein cá. ...........................................................................................18
1.4.1

Quá trình thủy phân cá. .....................................................................22

1.4.2

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá. ..........................23

1.5

Tình hình sản xuất rau quả ở Việt Nam. .................................................26

1.6

Giới thiệu về rau. .......................................................................................29

1.6.1

Giới thiệu về cây cải. ............................................................................29

1.6.2

Giới thiệu về cây đậu bắp. ...................................................................30

1.7

Một số nghiên cứu về sử dụng phân bón trên cây trồng. .......................33

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................36


ii

2.1.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu. ...........................................................36

2.2.

Nội dung nghiên cứu..................................................................................36

2.2.1.

Đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào (phụ phẩm cá tra). .........36

2.2.2.

Xác định hoạt tính enzyme bromelain cơng nghiệp và enzyme

bromelain có trong thành phần vỏ dứa. ...........................................................36
2.2.3.

Khảo sát hiệu quả thuỷ phân của enzyme bromelain công nghiệp và

enzyme bromelain từ vỏ dứa. ............................................................................37
2.2.4.

Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân phụ phế

phẩm cá tra. .......................................................................................................38
2.2.5.

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân phụ phế

phẩm cá tra. .......................................................................................................39
2.2.6.

Khảo sát ảnh hưởng của pH thủy phân phụ phế phẩm cá tra. .........39

2.2.7.

Ổn định dịch thủy phân bằng sorbic acid...........................................40

2.2.8.

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

đồng.

...............................................................................................................43

2.2.9.

Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cây đậu bắp trồng ngoài

đồng.

...............................................................................................................43

2.2.10. Xử lý số liệu ..........................................................................................44
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................45
3.1.

Đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào (phụ phế phẩm cá tra). .......45

3.2.

Xác định hàm lượng enzyme bromelain cơng nghiệp và enzyme

bromelain có trong thành phần vỏ dứa bằng phương pháp Anson cải tiến...45
3.3.

Khảo sát hiệu quả thuỷ phân của enzyme bromelain công nghiệp và

enzyme bromelain vỏ dứa. ..................................................................................46
3.4.

Ảnh hưởng của thời gian thủy phân phụ phế phẩm cá tra. ..................47

3.5.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra
.....................................................................................................................49

3.6.

Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra. ....50


iii

3.7.

Kết quả định lượng các chất trong dịch thủy phân phụ phế phẩm các

tra bằng enzyme. ..................................................................................................51
3.8.

Ổn định dịch thủy phân bằng sorbic acid ...............................................51

3.9.

Phối chế dung dịch thủy phân thành phân bón lá để dùng cho rau. ....55

3.10. Chi phí sản xuất của chế phẩm phân bón lá từ dịch thủy phân cá tra
bằng enzyme có trong vỏ dứa .............................................................................55
3.11. Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cải xanh trồng ngoài đồng. ..57
3.12. Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho đậu bắp trồng ngồi đồng. ..67
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................75
4.1.

Kết luận. .....................................................................................................75

4.2.

Đề nghị. .......................................................................................................75

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................76


iv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT

THUẬT NGỮ TIẾNG VIỆT

ĐC

Đối chứng

ĐVT

Đơn vị tính

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

NT

Nghiệm thức

NTS

Nitơ tổng số


v

DANH SÁCH CÁC BẢNG
SỐ

TÊN BẢNG SỐ LIỆU

TRANG

1.1

Thành phần dinh dưỡng trong cá tra (trên trọng lượng khơ).

7

1.2

Thành phần có trong phế phẩm fillet cá tra.

7

1.3

Thành phần dinh dưỡng của phụ phẩm cá.

11

1.4

Thành phần dinh dưỡng của cá trong chế biến fillet.

12

1.5
1.6
1.7

Tỷ lệ khối lượng, hàm lượng chất khô tổng số và hoạt lực protease
các phần quả dứa.
Hoạt tính phân giải casein của bromelain.
Hoạt tính phân giải Benzoyl – L – Arginine amide (BAA) của
bromelain.

14
16
17

1.8

Tình hình xuất khẩu rau quả của Việt Nam.

28

1.9

Lượng phân bón cho cải xanh.

30

1.10

Lượng phân bón cho đậu bắp.

32

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

Nghiệm thức khảo sát hiệu quả thuỷ phân của enzyme bromelain
công nghiệp và enzyme bromelain từ vỏ dứa.
Nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thuỷ
phân phụ phế phẩm cá tra.
Nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thuỷ
phân phụ phế phẩm cá tra.
Nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình thuỷ phân
cá tra.
Nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của sorbic acid trong việc ổn
định dung dịch thuỷ phân.
Nghiệm thức khảo nghiệm phân bón lá cho cây cải xanh ngồi
đồng.
Nghiệm thức khảo nghiệm phân bón lá cho cây đậu bắp ngoài
đồng.

37

38

39

40

41

43

44


vi

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5
3.6
3.7

Kết quả phân tích N tổng số và Protein tổng số của ngun liệu
đầu vào.
Hoạt tính enzyme bromelain có trong vỏ dứa và enzyme công
nghiệp.
Hiệu quả thủy phân phụ phẩm cá tra của của enzyme bromelain
công nghiệp và enzyme bromelain trong vỏ dứa.
Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm
cá tra.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá

tra.
Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra.
Ảnh hưởng của nồng độ sorbic acid đến độ ổn định của dịch thủy
phân.

45

45

46

47

49
50
51

3.8

Hàm lượng các chất trong dịch thủy phân trước phối trộn.

52

3.9

Chi phí sản xuất chế phẩm (1L) từ dịch thủy phân cá tra.

56

3.10

Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến chiều cao cây rau cải.

57

3.11

Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến số lá cây rau cải.

58

3.12

3.13

3.14

3.15
3.16

Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến trọng lượng và năng
suất cây cải.
Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến ngày ra hoa đầu tiên và
ngày thu hoạch đầu tiên của cây đậu bắp.
Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến chiều cao của cây đậu
bắp.
Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến số lượng quả và trọng
lượng trung bình của cây đậu bắp.
Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến năng suất cây đậu bắp.

59

67

68

69
70


vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH
SỐ

TÊN HÌNH ẢNH

TRANG

1.1

Cá tra.

4

1.2

Cấu trúc sợi hydrate carbon của bromelain.

16

1.3

Trình tự acid amin trong phân tử bromelain.

16

1.4

Quá trình thủy phân cá.

23

3.1

3.2
3.3
3.4

Hiệu quả của enzyme bromelain cơng nghiệp và enzyme
bromelain trong vỏ dứa
Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm
cá tra.
Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân phụ phế phẩm cá tra.
Ảnh hưởng của nồng độ sorbic acid đến độ ổn định của dịch thủy
phân.

46

48

50
52

3.5

Chế phẩm phân sinh học cá.

56

3.6

Khối lượng trung bình của cải.

60

3.7

Năng suất lý thuyết của cải.

60

3.8

Năng suất thực thu của cải.

61

3.9

Chiều cao cây rau cải sau khi trồng10 ngày.

62

3.10

Chiều cao cây rau cải sau khi trồng 18 ngày.

63

3.11

Chiều cao cây rau cải sau khi trồng 26 ngày.

64

3.12

Cây cải xanh ở các cơng thức thí nghiệm

65 – 66

3.13

Năng suất cây đậu bắp.

70

3.14

Cây đậu bắp ở ngày thứ 42.

71

3.15

Cây đậu bắp ở ngày thứ 57.

72

3.16

Cây đậu bắp ở ngày thứ 72.

73

3.17

Cây đậu bắp ở các công thức.

74


1

TĨM TẮT
Đề tài “Tạo bón lá từ phụ phế phẩm cá tra và vỏ dứa” đã được tiến hành từ
tháng 10/2017 đến hết tháng 7/2018. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là sử dụng
enzyme bromelain có trong vỏ dứa (thơm) để thủy phân phế phẩm cá tra (đầu,
xương da, nội tạng) tạo phân bón lá, nhằm tận dụng các nguồn phế liệu này để sử
dụng trong nông nghiệp, giảm nguồn chất thải ra môi trường và tiết kiệm chi phí

nhập khẩu phân bón trong nơng nghiệp. Đề tài được thực hiện trong phịng thí
nghiệm để tìm ra các thơng số kỹ thuật cho quy trình sản xuất phân bón lá từ nguồn
phế phẩm và thử nghiệm chế phẩm phân bón lá ngồi đồng ruộng.
Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy: Khả năng thủy phân của dịch ép từ vỏ
dứa tương đương với enzyme bromelain công nghiệp. Sử dụng enzyme có trong vỏ
dứa để thủy phân cá tra tối ưu trong điều kiện pH = 5,5, nhiệt độ 50℃, thời gian
thủy phân là 150 phút với vỏ dứa là 56g dứa (tương đương 35IU) hay 15ml dịch
enzyme thô từ vỏ dứa và 10g phụ phẩm cá tra.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Xác định chất lượng của nguồn nguyên liệu phế phẩm.
- Xác định hiệu quả thủy phân phụ phế phẩm cá tra của enzyme bromelain công
nghiệp và enzyme bromelain trong vỏ dứa.
- Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, pH đến hiệu quả thủy phân phụ phế
phẩm cá tra của enzyme bromelain có trong vỏ dứa.
- Tạo chế phẩm phân bón lá từ phụ phế phẩm cá tra và enzyme bromelain có trong
vỏ dứa.
- Xác định hiệu quả đối với cây trồng của dịch thủy phân và chế phẩm từ vỏ dứa
và phế phẩm cá tra.


2

MỞ ĐẦU
1.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sản xuất nơng nghiệp đóng vai trị quan trọng trong nền kinh tế của Việt Nam.
Trong sản xuất nơng nghiệp, phân bón là yếu tố góp phần tăng năng suất cây trồng.
Hàng năm nước ta đã tốn một khoản ngoại tệ lớn để nhập khẩu phân bón. Theo Bộ

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT), ước tính khối lượng nhập khẩu
phân bón các loại 5 tháng đầu năm 2018 đạt 1,83 triệu tấn và 524 triệu USD (báo
Công thương ngày 30/05/2018) chủ yếu là phân vô cơ. Trong tổng số 7.711 loại
phân bón, có 4.683 loại phân bón lá, chiếm 60,1% tổng số các loại phân bón. Đây là
con số rất lớn, song lại chưa được quan tâm đến chất lượng và hướng dẫn sử dụng
(Cục Trồng trọt - Trung tâm Khuyến nông Quốc gia, 2007). Tuy nhiên, sử dụng
phân hóa học thiếu khoa học khơng chỉ làm lãng phí tiền của mà cịn ảnh hưởng
nghiêm trọng đến mơi trường và vấn đề an tồn thực phẩm. Do đó, nền sản xuất
nơng nghiệp thế giới đang quay trở lại vào con đường sản xuất nông nghiệp hữu cơ,
trong đó phân bón vơ cơ được thay bằng phân bón hữu cơ. Nhằm tạo ra những sản
phẩm phân bón lá chất lượng, tăng năng suất sản phẩm và đảm bảo an toàn cho con
người, các nhà khoa học đã nghiên cứu một số chế phẩm sinh học hiệu quả cao
được sử dụng làm phân bón lá như: phân bón lá làm từ trùn quế, phân bón lá từ dịch
thủy phân protein cá bằng acid hoặc bằng enzyme (N. Wisuthiphaet, S. Klinchan, và
S. Kongruang, 2016; Bhaskar và Mahendrakar, 2008; Phạm Đình Dũng và Trần
Văn Lâm, 2013),...
Trong những năm gần đây xuất khẩu thủy hải sản đang trở thành ngành xuất
khẩu mũi nhọn lớn nhất trong kim ngạch toàn ngành của đất nước. Theo Tổng cục
Thủy sản tính đến ngày 30/9/2017, cả nước có 104 cơ sở sản xuất giống cá tra và có
23 nhà máy chế biến cá tra được Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA) công nhận đủ điều
kiện xuất khẩu vào Mỹ. Sản lượng thu hoạch 11 tháng đầu năm 2017 đạt 1.207,5
ngàn tấn (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2017). Lượng phụ phẩm sau phi
lê bao gồm: thịt vụn, đầu, xương, vây,…tăng tỷ lệ thuận với lượng cá fillet xuất
khẩu. Trung bình sản xuất 1kg thành phần cá fillet đông lạnh cần khoảng 2,6kg cá


3

nguyên liệu. Như vậy, lượng phụ phẩm từ công nghiệp chế biến cá tra fillet đông
lạnh khoảng 450.000 - 480.000 tấn phụ phẩm/năm. Đây là nguồn chất thải có nguy

cơ gây ơ nhiễm mơi trường rất lớn nếu khơng có biện pháp tận dụng và xử lý. Trước
tình hình hiện tại, việc nghiên cứu tận dụng phụ phẩm cá tra sau fillet là rất cần
thiết.
Bên cạnh đó, hằng năm ở nước ta, một lượng lớn phế phẩm dứa cũng được thải
bỏ. Với 15 nhà máy chuyên về sản xuất các sản phẩm từ dứa và sản lượng dứa hằng
năm đạt khoảng 300 nghìn tấn. Trong đó, lượng phế phẩm (lõi, chồi, vỏ và lá)
chiếm đến 70% tổng khối lượng nguyên liệu đầu vào đã trở thành một vấn đề đối
với các nhà máy chế biến (Nguyễn Bá Mùi, 2002; Lại Thị Ngọc Hà, 2009). Đặc
biệt, enzyme bromelain có mặt trong tồn bộ quả dứa (Lại Thị Ngọc Hà, 2009).
Bromelain có thể phân huỷ protein và được sử dụng trong nhiều ngành cơng nghiệp.
Liệu có thể sử dụng nguồn phế phẩm từ vỏ dứa thay cho enzyme công nghiệp để
thủy phân phụ phẩm cá tra sau fillet để tạo phân bón hữu cơ giảm lượng phân bón
hóa học sử dụng trong nơng nghiệp. Xuất phát từ thực tiễn trên, nhóm sinh viên tiến
hành đề tài “Tận dụng phế phẩm cá tra và vỏ dứa để sản xuất phân bón lá”.
Đối tượng nghiên cứu
-

Vỏ dứa: Vỏ dứa lấy từ chợ TP. Hồ Chí Minh đem ép bằng máy ép trái cây để
lấy dịch enzyme thô.

-

Phụ phế phẩm cá tra lấy từ công ty cổ phần Gò Đàng GODACO – SEAFOOD
TP. Mỹ Tho, tỉnh Tiền Giang.

-

Enzyme bromelain công nghiệp do Viện Sinh học Nhiệt đới cung cấp.

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU
1.1.

Giới thiệu về cá tra.

-

Tên tiếng anh: Pangasius catfish.

-

Tên khoa học: Pangasius hypophthalmus.

-

Chi: Pangasius.

-

Họ: Pangasidae.

-

Bộ: Siluriformes.

-

Lớp: Actinopterygi.

-

Ngành: Chordata.
Cá tra có đặc điểm phân loại như sau:

-

Bộ cá nheo Silurformes.

-

Họ cá tra Pangasiidae.

-

Giống cá tra dầu Pangasianodon.

-

Loài cá tra Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage, 1878).

1.1.1. Đặc điểm sinh học cá tra.

Hình 1.1. Cá tra.
Nguồn:

Cá tra là cá da trơn (không vẩy), thân dài, lưng xám đen, bụng hơi bạc, miệng
rộng, có hai đơi râu dài. Cá tra sống chủ yếu trong nước ngọt, có thể sống được ở
vùng nước hơi lợ (nồng độ muối 7 - 10), có thể chịu được nước phèn với pH > 5, dễ

chết ở nhiệt độ thấp dưới 150C, nhưng chịu nóng tới 390C (Nguyễn Chung, 2007).


5

Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê Kông bao gồm các nước Lào, Việt Nam,
Cam-pu-chia và Thái Lan. Ở Thái Lan còn gặp cá tra ở lưu vực sông Mê Kông và ở
sông Chao Praya. Ở nước ta những năm trước đây khi chưa có cá sinh sản nhân tạo,
cá bột và cá giống Tra được vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Cá trưởng thành chỉ
thấy trong ao ni, rất ít gặp trong tự nhiên địa phận Việt Nam, do cá có tập tính di
cư ngược dịng sơng Mê Kơng để sinh sống và tìm nơi sinh sản tự nhiên. Khảo sát
chu kỳ di cư của cá tra ở địa phận Cam-pu-chia cho thấy cá ngược dòng từ tháng 10
đến tháng 5 và di cư về hạ lưu từ tháng 5 đến tháng 9 hằng năm (Nguyễn Chung,
2007).
Cá tra thích ăn mồi tươi sống, vì vậy chúng ăn thịt lẫn nhau khi còn nhỏ và
chúng vẫn tiếp tục ăn nhau nếu không được cho ăn đầy đủ. Ngồi ra, khi khảo sát cá
bột vớt trên sơng, cịn thấy trong dạ dày của chúng có rất nhiều phần cơ thể và mắt
cá con của các loài cá khác.
Dạ dày của cá phình to hình chữ U và co giãn được, ruột cá tra ngắn, không gấp
khúc lên nhau mà dính vào màng treo ruột ngay dưới bóng khí và tuyến sinh dục, là
đặc điểm của cá thiên về ăn thịt. Cá lớn thể hiện tính ăn rộng, ăn đáy và ăn tạp thiên
về động vật nhưng dễ chuyển đổi loại thức ăn. Trong điều kiện thiếu thức ăn, cá có
thể sử dụng các loại thức ăn bắt buộc khác như mùn bã hữu cơ, thức ăn có nguồn
gốc động vật. Trong ao ni cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn
khác nhau như cám, rau, động vật đáy. Khi phân tích thức ăn trong ruột cá đánh bắt
ngoài tự nhiên, cho thấy thành phần thức ăn khá đa dạng, trong đó cá tra ăn tạp
thiên về động vật.
Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều
dài. Cá ương trong ao sau 2 tháng đạt chiều dài 10 - 12cm. Từ khoảng 2,5kg trở đi,
mức tăng trọng lượng nhanh hơn so với tăng chiều dài cơ thể. Cỡ cá trên 10 tuổi tự

nhiên (ở Cam-pu-chia) tăng trọng rất ít. Cá tra trong tự nhiên có thể sống trên 20
năm hoặc có mẫu cá dài tới 1,8m. Độ béo Fulton của cá tăng dần theo trọng lượng
và nhanh nhất ở những năm đầu, cá đực thường có độ béo cao hơn cá cái và độ béo
thường giảm đi khi vào mùa sinh sản (Nguyễn Chung, 2007).


6

1.1.2. Các đặc điểm hóa học của cá.
Thành phần hóa học của cá phụ thuộc vào vùng đánh bắt vào thời gian trong
năm và độ lớn của cá. Thành phần hóa học của cơ thịt cá gồm có nước, protein,
lipid, glucid, muối vơ cơ, vitamin, enzyme, hormone.
Với thành phần hóa học của da cá: nước 60 - 70%, một ít chất vơ cơ cịn chủ
yếu là protein và chất béo. Protit của da cá gồm nguyên keo, elastin, keratin,
albulin, albumin trắng và albumin đen. Da cá dùng để nấu keo (Phạm Đình Dũng và
Trần Văn Lâm, 2013).
Thành phần hóa học của vây cá: tương tự như xương sụn, protein trong vây cá
chủ yếu là chondromucoid, collagen, chondroalbumin, đối với vây cá sau khi chế
biến các chất tan phân ly thành arginin, histidin và lysine chiếm 1/3 tổng lượng acid
amin. Thường lấy vây đi, bụng, ngực của một số lồi cá nhám để đem chế biến
thành sản phẩm vây cá. (Phạm Đình Dũng, Trần Văn Lâm, 2013).
Thành phần hóa học của xương cá: xương cá được chia làm hai nhóm, đó là
xương cứng và xương sụn.
-

Xương sụn gồm: thành phần chủ yếu là protein phức tạp, keo và albumin; chất
vô cơ nhiều nhất là Na, Ca, K, Mg, Fe…Các acid amin cấu tạo thành protein
trong xương sụn chủ yếu là acid amin tính bazơ như arginin, histidin, lysin…
(Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm, 2013).

-

Xương cứng gồm: lượng chất hữu cơ và vô cơ tương đương, muối vô cơ chủ
yếu là Ca3(PO4)2 ngồi ra cịn có CaCO3, Ca(OH)2,… (Phạm Đình Dũng và
Trần Văn Lâm, 2013).
Thành phần hóa học của bong bóng cá: chủ yếu là collagen, dùng để nấu keo

hoặc phơi khô làm dược phẩm (Viện Cisdoma, 2005).


7

Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng trong cá tra (trên trọng lượng khô).
Chỉ tiêu

Kết quả

Protein thô (%)

46

N (%)

7,36

Đạm amin (%)

0,56

K2O (%)

1,07

P2O5 (%)

6,33
Nguồn: Phạm Đình Dũng và Trần Văn Lâm (2013).

Bảng 1.2. Thành phần có trong phế phẩm fillet cá tra.
Loại phân tích

Kết quả

Độ ẩm (%)

67,05 ± 5.13

Hàm lượng tro (%)

0,82 ± 0.31

Hàm lượng chất béo (%)

18,00 ± 1.00

Hàm lượng protein (%)

12,51 ± 10.5
Nguồn: Chaijana và cộng sự (2010).

1.1.3. Tình hình nuôi cá tra trong nước.
Đồng bằng sông Cửu Long vốn có truyền thống ni cá tra từ lâu đời. Cá tra
được nuôi phổ biến trong ao, đăng quầng, bãi bồi và nuôi lồng bè trên các con sông
lớn thuộc tỉnh An Giang, Đồng Tháp.Trong những năm qua, ngành hàng cá tra có
sự phát triển nhanh chóng, đóng góp lớn cho phát triển ngành thuỷ sản nói chung
cũng như phát triển kinh tế - xã hội vùng đồng bằng sông Cửu Long nói riêng. Theo
báo cáo của Bộ Nơng nghiệp và Phát triển Nông thôn tính đế n 30/11/2016, (Bộ
NN& PTNT, 2016) diện tích ni cá tra thương phẩm tính đến hết tháng 11/2016
đạt 4.552 ha, sản lượng đạt 1,047 triệu tấn. Ước tính diện tích ni cả năm có thể
đạt gần 5.000 ha, sản lượng ước đạt 1,2 triệu tấn (tăng 9% so với 2015). Ước tổng
giá trị xuất khẩu năm 2016 đạt 1,67 tỷ USD, tăng 6,6% so với năm 2015.
Kết quả điều tra tại các nhà máy chế biến, phần phụ phẩm và phế phẩm như:
xương, da, thịt vụn, nội tạng, mỡ, dè cá,… tăng tỷ lệ thuận với lượng fillet xuất
khẩu. Hầu hết các ngành thủy sản chỉ sử dụng phần thịt cá khoảng 40% trọng lượng


8

cá, phần còn lại là phụ phế phẩm từ cá chiếm khoảng 50% - 60% tổng trọng lượng
cá (DGAF – Tổng cục thủy sản Jakarta, 2013). Theo ước tính, mỗi năm ngành cơng
nghiệp cá sau khi chế biến fillet có khoảng 75% tổng trọng lượng cá được xuất khẩu
còn lại 25% tổng trọng lượng vẫn giữ nguyên phụ phế phẩm ở dạng da và xương bị
loại bỏ tương đương khoảng 21,72 triệu tấn (FAO, 2014). Mặc dù, phần phụ phế
phẩm này là một nguyên liệu tuyệt vời để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao bao
gồm thực phẩm protein. Chất thải của cá là một nguồn protein tốt (Arnesen và
Gildberg, 2006), nhưng một lượng rất lớn vẫn đang bị thải bỏ gây ô nhiễm nghiêm
trọng cho môi trường sống (Kristinsson và Rasco, 2002). Theo nghiên cứu của
Nesse và cộng sự (2011) sản phẩm thủy phân protein được tạo ra từ các protein cá
có khả năng bổ sung dinh dưỡng tốt vì hợp chất có hoạt tính sinh học, dễ dàng hấp
thụ và được sử dụng cho các hoạt động trao đổi chất khác nhau. Ngoài ra, sản phẩm

thủy phân protein cá cịn có những đặc tính quan trọng khác như khả năng giữ nước,
khả năng hấp thụ dầu, khả năng hịa tan protein, hoạt động keo hóa, khả năng tạo
bọt và khả năng nhũ hóa (Chalamaiah và cộng sự, 2010).
Do đó, nghiên cứu khả năng sử dụng nguồn phụ và phế phẩm này là một yêu
cầu cấp thiết nhằm gia tăng giá trị sử dụng của cá da trơn và giữ gìn mơi trường
sống của cộng đồng.
1.1.4. Ảnh hưởng của phế phẩm cá đối vối môi trường
Hiện nay vấn đề ô nhiễm ngày càng thu hút sự chú ý của cộng đồng, đặc biệt là
trong vài năm qua. Trong tình hình ngành cơng nghiệp phát triển nhanh chóng,
trong đó có ngành chế biến cá tra. Do vậy, việc xử lý phụ phẩm cá khơng thích hợp
đã và đang là một trong những vấn đề có ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường
(Steven E. Yeo và cộng sự, 2004; Ghaly AE và cộng sự 2013; TahaTaiek và cộng
sự 2014; Marnis và cộng sự, 2016; BB Sahu và cộng sự, 2017). Chất thải lỏng từ
nước rửa khi xử lý cá trước khi chế biến và chất thải rắn ở dạng đầu, vây, đuôi,
xương, ruột và mỡ bụng chiếm khoảng 40-60% (Marnis và cộng sự, 2016). Ngồi
ra, cá khơng bán được mỗi ngày từ chợ và cá vụn được coi có giá trị thấp và không
cần thiết. Chất thải chế biến cá chiếm 50% tổng số lượng cá được sử dụng cho con


9

người (Kristinsson và Rasco, 2000). Nhìn chung, các doanh nghiệp chế biến chưa
áp dụng nguyên tắc sản xuất sạch, trong đó chất thải rắn phát sinh vẫn tích tụ tại địa
điểm gây ô nhiễm môi trường. Lượng rác thải từ các nhà máy chế biến lên tới 20
triệu tấn tương đương với 25% tổng sản lượng của thế giới từ nghề đánh cá biển.
Nghề đánh bắt hải sản biển chiếm hơn 50% tổng sản lượng cá thế giới. Khoảng
70% cá được chế biến trước khi bán, dẫn đến 20-80% lượng cá thải phụ thuộc vào
mức độ chế biến và loại cá (National programme of Action, Atlatic regional team,
Enviroment Canada Atlantic Region, 2003).
Phần lớn chất thải của cá được thải bỏ trong đại dương. Các vi khuẩn hiếu khí

có mặt trong nước phân hủy chất hữu cơ có trong oxy dẫn đến làn giảm lượng oxy
đáng kể trong nước. Ngoài ra cịn có việc q tải N, P và NH3, dẫn đến biến đổi pH,
tăng độ đục của nước và sự phân hủy của tảo. Việc giảm hàm lượng oxy trong nước
tạo điều kiện yếm khí dẫn đến việc giải phóng các khí hơi như hydrogen sulfide và
amoniac, các acid hữu (Tchoukanova N và cộng sự, 2012; McKenzie Barnett,
2017). Góp phần gây nên hiện tượng làm nóng lên tồn cầu do tạo khí metan qua
q trình phân hủy xảy ra trong bãi rác hoặc đáy lịng sơng và dịng suối. Khí
metan tạo sự nóng lên tồn cầu cao gấp 21 lần so với carbon dioxide và có thể ảnh
hưởng nghiêm trọng môi trường nếu không được quản lý đúng cách. Môi trường
biển xung quanh các của nhà máy chế biến cá có nguy cơ suy giảm oxy, xuất hiện
tảo có hại và các tác hại khác (Binod Bihari Sahu và cộng sự, 2017). Ngồi ra, cịn
ảnh hưởng đến mơi trường sống và làm thay đổi hệ sinh thái ở các vùng ven biển,
do đó làm giảm sinh khối, mật độ và sự đa dạng của sinh vật đáy, sinh vật phù du
(Gowen, 1991; Pillay, 1991). Việc xử lý và tái sử dụng chất thải chế biến cá từ lâu
đã là một thách thức đối với ngành chế biến cá.
Tuy nhiên, những phụ phẩm này chứa nhiều chất dinh dưỡng. Theo Ghaly AE
và cộng sự (2013) có thể được sử dụng làm thức ăn lên men, bột cá và nước mắm.
Chất thải cá cũng có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm giá trị khác như
protein, dầu, acid amin, khống chất, enzyme, peptide hoạt tính sinh học, collagen
và gelatin. Các protein cá được tìm thấy trong tất cả các phần của cá. Có ba loại


10

protein trong cá: protein cấu trúc, protein sacroplasmic và protein mơ liên kết. Các
protein cá có thể được chiết xuất bằng q trình hóa học và enzyme. Trong phương
pháp hóa học, các muối (NaCl và LiCl) và dung môi (isopropanol và isopropanol
aezotropic) và các enzyme trong tách chiết (alcalase, neutrase, protex, protemax và
flavorzyme) được sử dụng để trích xuất protein từ cá. Những protein cá này có thể
được sử dụng như một thành phần chức năng trong nhiều mặt hàng thực phẩm vì

tính chất của chúng (khả năng giữ nước, hấp thụ dầu, hoạt động keo, khả năng tạo
bọt và các đặc tính nhũ hố. Các acid amin là các phân tử xây dựng của protein. Có
16 - 18 amino acid có trong protein cá. Các acid amin có thể được sản xuất từ
protein cá bằng các quá trình enzyme hoặc hóa học. Q trình thủy phân enzyme
liên quan đến việc sử dụng các chất nền protein trực tiếp và các enzyme như
alcalase, neutrase, carboxypeptidase, chymotrypsin, pepsin và trypsin. Trong q
trình thủy phân hóa học, acid hoặc kiềm được sử dụng để phân tích protein để trích
xuất các acid amin. Những bất lợi chính của phương pháp này là sự phá hủy hoàn
toàn của tryptophan và cysteine và phá hủy một phần của tyrosine, serine và
threonine. Các acid amin có trong cá có thể được sử dụng trong thức ăn gia súc dưới
hình thức bột cá và nước sốt hoặc có thể được sử dụng trong sản xuất dược phẩm
khác nhau. Dầu cá có chứa hai acid béo khơng bão hòa quan trọng được gọi là EPA
và DHA hoặc được gọi là acid béo omega - 3. Các acid béo omega - 3 này có các
hoạt tính sinh học có lợi bao gồm phòng ngừa xơ vữa động mạch, bảo vệ chống lại
bệnh suyễn và các loại thuốc khác. Dầu cá cũng có thể được chuyển đổi thành dầu
diesel sinh học không độc hại, phân hủy sinh học, thân thiện với mơi trường sử
dụng q trình chuyển hóa hóa học hoặc enzyme. Các chất thải này có thể được sử
dụng để sản xuất protein cá, dầu cá và các enzyme (như pepsin và chymotrypsin)
cũng như các sản phẩm giá trị gia tăng khác. Dầu cá được sử dụng cho các sản
phẩm như bơ thực vật, acid béo omega - 3 và dầu diesel sinh học.
Thành phần của cá thay đổi tùy theo loại lồi, giới tính, tuổi tác, tình trạng dinh
dưỡng, thời gian trong năm và sức khỏe. Hầu hết cá có chứa 15-30% protein, 0-25%
chất béo và 50-80% độ ẩm (Murray J và cộng sự, 2001; Ghaedian R và cộng sự,


11

1998). Theo Suvanich và cộng sự báo cáo rằng thành phần của cá da trơn, cá tuyết,
cá bơn, cá thu và cá hồi khác nhau tùy theo loài (bảng 1.3).
Bảng 1.3. Thành phần dinh dưỡng của cá trong chế biến fillet.

Loại cá

Chất béo (%)

Tro (%)

Protein (%)

Độ ẩm (%)

Cá tra

7,7

0,9

15,4

76,3

Cá tuyết

0,1

1,1

18,2

80,8

Cá bơn

0,7

1,3

14,0

84,6

Cá thu

11,7

1,1

18,8

69,0

Cá hồi

1,6

1,1

23,5

74,3

Nguồn: Suvanich V và cộng sự (2006).

Cá thu có hàm lượng chất béo cao nhất (11,7%) và cá tuyết có hàm lượng chất
béo thấp nhất (0,1%). Cá hồi có hàm lượng protein cao nhất (23,5%) và cá bơn là
thấp nhất (14%). Độ ẩm của 5 loài cá dao động từ 69 đến 84,6% nhưng hàm lượng
tro của tất cả các loài là tương tự nhau.
Phụ phẩm cá bao gồm đầu, đuôi, da, ruột, vây và khung. Những sản phẩm này
của các ngành chế biến cá có thể là nguồn cung cấp protein và acid amin, collagen
và gelatin, dầu và enzyme như trong bảng 1.4 (Esteban MB và cộng sự, 2007;
Disney GJ và cộng sự, 1977). Những chất thải này chứa protein (58%), chất béo
(19%) và khống chất. Ngồi ra, các acid đơn bão hòa, acid palmitic và acid oleic
có nhiều trong chất thải của cá (22%).


12

Bảng 1.4. Thành phần dinh dưỡng của phụ phẩm cá.
Chất dinh dưỡng

Lương chất thải cá

Chất đạm thô (%)

57.92 ± 5.26

Chất béo (%)

19.10 ± 6.06

Chất xơ(%)

1.19 ± 1.21

Tro (%)

21.79 ± 3.52

Canxi (%)

5.80 ± 1.35

Photpho (%)

2.04 ± 0.64

kali (%)

0.68 ± 0.11

natri (%)

0.61 ± 0.08

Magie (%)

0.17 ± 0.04

Sắt (ppm)

100.00 ± 42.00

Kẽm (ppm)

62.00 ± 12.00

Mangan (ppm)

6.00 ± 7.00

Đồng (ppm)

1.0

1.00

Nguồn: Esteban MB và cộng sự (2007).

Cá chứa một lượng lớn protein. Những protein cơ này rất bổ dưỡng và dễ tiêu
hóa. Do đó, protein từ phần này của chất thải cá có thể được chiết xuất bằng thủy
phân enzyme hơn là bị loại bỏ như chất thải (Venugopal V và cộng sự, 1996).
Protein có nguồn gốc từ cá có chất dinh dưỡng cao hơn khi so sánh với các nguồn
thực vật. Protein này có một sự cân bằng tốt hơn của các acid amin thiết yếu so với
tất cả các nguồn protein động vật khác (Friedman K, 1996; Yanez E và cộng sự,
1976).
Bên cạnh đó, phụ phẩm cá cũng có nhiều ứng dụng trong đó quan trọng nhất là
thức ăn chăn nuôi, thực phẩm chức năng (chitosan), các ứng dụng bao bì thực phẩm
(chitosan), mỹ phẩm (collagen), Cr cố định, phân bón đất và bảo dưỡng độ ẩm trong
thực phẩm (thủy phân) (Ioannis S. Arvanitoyannis và Aikaterini Kassaveti, 2008).
Đặc biệt, Phân bón cá tự nhiên hoặc thủy phân cá có nhiều dinh dưỡng và chất
kích thích sinh học chứa hơn 40 khống chất và ngun tố vi lượng. Chất thải chế

13

biến từ cá chưa được tận dụng là nguồn nguyên liệu tuyệt vời cho sản xuất hoặc
phân bón hữu cơ. Việc tận dụng phụ phế phẩm cá không chỉ giải quyết các vấn đề
môi trường về xử lý chất thải mà cịn cải thiện kinh tế tổng thể của ni trồng thủy
sản thương mại một cách bền vững (Berge, 2007).
1.2.

Giới thiệu về cây dứa.

-

Tên gọi khác: Thơm, khóm.

-

Tên tiếng Anh: Pineapple.

-

Tên khoa học: Ananas comosus (L.) Merr.
Hiện nay, trên thế giới dứa là một loại cây trồng phổ biến. Khoảng 90% sản

lượng dứa của thế giới được trồng ở các nước đang phát triển và xuất khẩu tới các
nước phát triển EU (Anh, Bỉ, Đức,...), Mỹ, Nhật Bản,… Năm 2004 tổng cộng có
gần 130 quốc gia xuất khẩu dứa. Mặt hàng dứa tươi chiếm vị trí đầu trong cơ cấu
sản phẩm quả tươi trên thị trường (trên 50%, theo số liệu của FAO 2004), trong đó
phần lớn là dứa Cayenne. Dứa là một trong những loại cây ăn quả quan trọng trên

thế giới đứng hàng thứ 3 sau chuối và cây có múi, với tổng sản lượng dứa đạt 20
triệu tấn/năm. Trong đó, châu Á chiếm 50% sản lượng, châu Mỹ chiếm khoảng
33% sản lượng… Tại Việt Nam, dứa được trồng khắp từ Bắc đến Nam, trên diện
tích khoảng 40.000 ha, với sản lượng trên 500.000 tấn/năm, 90% diện tích tập trung
ở phía Nam. Các tỉnh có diện tích trồng dứa lớn gồm: Tiền Giang (14.800 ha), Kiên
Giang (10.000ha), Hậu Giang (gần 1.600 ha), Long An (1.000 ha)…(Theo Mai
Thành Phụng, 2013).
Các giống dứa (thơm) và vùng trồng tại Việt Nam gồm: Nhóm hồng hậu
(Queen), nhóm Cayen (Cayenne), nhóm dứa Tây Ban Nha (Spanish).
Thực tế cho thấy lượng phế phẩm (lõi và vỏ dứa) luôn là một vấn đề đối với các
nhà máy chế biến bởi cho đến nay chúng ta vẫn chưa có hướng xử lý thích hợp đối
với lượng phế phẩm chiếm đến 2/3 tổng khối lượng nguyên liệu đầu vào này. Cứ 1
tấn dứa đưa vào trong quy trình chế biến dứa đơng lạnh cho ra 0,25 tấn chính phẩm
và 0,75 tấn phụ phẩm, tức là cứ 4kg dứa nguyên liệu sau khi chế biến cho ra 1kg
dứa thành phẩm; một tấn dứa đưa vào quy trình đóng hộp cho ra 0,35 tấn chính


14

phẩm và 0,65 tấn phụ phẩm (Phạm Thị Hồng, 2013). Phụ phế phẩm dứa chiếm
71,14% khối lượng của dứa trong đó vỏ quả chiếm 51,94%. Hiện nay, tất cả các phụ
phẩm này chưa được tận dụng mà được thải bỏ ra môi trường như một nguồn rác
thải hữu cơ, gây ô nhiễm môi trường. Nhưng đây là nguồn nguyên liệu quan trọng
để thu nhận enzyme bromelain một dạng enzyme protease (Phạm Thị Hồng, 2013).
Theo Lại Thị Ngọc Hà (2009) enzyme protease có trong tất cả các phần phụ của
dứa và hoạt tính enzyme protease ở vỏ dứa là 0,4236 U/g.
Bảng 1.5. Tỷ lệ khối lượng, hàm lượng chất khô tổng số và hoạt lực protease các
phần quả dứa.
Tỷ lệ khối lượng

Chất khô tổng số

Hoạt lực protease

(%)

(%)

(U/g)

Chồi ngọn

2,11

10,37

0,6170a

Vỏ

51,94

13,12

0,4236b

Lõi quả

4,16

11,30

0,2804c

Thịt quả

28,86

14,70

0,2238d

Lá

12,93

Bộ phận

Nguồn: Lại Thị Ngọc Hà (2009).

1.3.

Giới thiệu về enzyme bromelain.

1.3.1. Đặc điểm enzyme bromelain.
Bromelain là tên gọi chung cho nhóm enzyme thực vật chứa nhóm sulfhydryl,
có khả năng phân giải protein và nhiều ứng dụng trong y học và thực phẩm.
Bromelain là một hỗn hợp protease thiol có trong thực vật họ Bromeliaceae trong
đó có cây dứa (Hebbar và cộng sự, 2008). Trong y học, bromelain có thể ngăn chặn
tăng huyết áp, tình trạng máu vón cục, xơ vữa động mạch, các cơn đau tim và đột

quỵ, trị viêm họng, giảm các triệu chứng dị ứng và can thiệp vào sự tăng trưởng của
các tế bào ác tính, hữu hiệu trong việc chữa lành vết thương, giảm chứng phù,
chứng viêm khớp và tăng cường hấp thu thuốc (Tochi và cộng sự, 2008). Trong
công nghiệp thực phẩm, bromelain được sử dụng như một tác nhân làm mềm thịt;
thủy phân gan bò; làm đông tụ sữa; phá đục bia; thủy phân protein gluten trong sản


15

xuất bánh mỳ làm khối bột nhào mềm dẻo hơn, tăng hương và chất lượng bánh (Lê
Thanh Mai và Nguyễn Kiêu Hùng, 2005; Rabelo và cộng sự, 2004; Đặng Thị Thu
và cộng sự, 2004; Lê Ngọc Tú, 2004).
Bromelain có mặt trong phế phụ phẩm của dứa như lõi, chồi, vỏ và lá. Phần phế
phụ phẩm này chiếm 70% của lượng dứa nguyên liệu đưa vào chế biến (Nguyễn Bá
Mùi, 2002). Trên thế giới nhiều cơng trình nghiên cứu đã tiến hành chiết tách, tinh
sạch bromelain từ phế phụ phẩm bằng nhiều cách khác nhau như kết tủa bằng
amoni sulfat, sắc kí trao đổi ion, đơng khơ, sấy phun (Devakate và cộng sự, 2009;
Evens, 2006); tách bằng dùng màng ái lực cố định kim loại (immobilizedmetal
affinity membrance) (Huali và cộng sự, 2008), chiết hai pha lỏng - lỏng (Ravindra
và cộng sự, 2008), nhiều chế phẩm thương mại đã ra đời. Tuy nhiên, ở Việt Nam,
một đất nước nhiệt đới có sản lượng dứa lớn, việc tách bromelain từ phế phụ phẩm
tạo chế phẩm thương mại ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm chưa nhiều (Lại
Thị Ngọc Hà, 2009).
Bromelain chiếm 50% protein trong quả dứa. Nó có khả năng thủy phân khá
mạnh và hoạt động tốt ở pH từ 6 – 8. Bromelain có hoạt tính xúc tác sự phân giải
protein tương tự như papain trong mủ đu đủ hay ficin trong cây họ Sung (Nguyễn
Ích Tuấn, 2014).
1.3.2. Tính chất enzyme bromelain.
Thành phần chủ yếu của bromelain có chứa nhóm sulfhydryl thủy phân protein.
Trong dịch chiết bromelain cịn có chứa một ít peroxidase, acid phosphatase và chất

cản protease.
 Cấu tạo hóa học của bromelain.
Polypeptide của bromelain trích từ thân cây dứa có acid amin đầu –NH2 là
valine và đầu carboxyl là glycine; còn đối với bromelain quả, acid amin đầu –NH2
là alanine (Nguyễn Đức Lượng, 2004).


16

Hình 1.2. Cấu trúc sợi hydrate carbon của bromelain.
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng (2004).

Khi phân tích cấu trúc bậc một của enzyme bromelain Murachi và Busan
nhận thấy cách sắp xếp acid amin trong phân tử bromelain như hình 1.3 (Nguyễn
Đức Lượng, 2004).

Hình 1.3. Trình tự acid amin trong phân tử bromelain.
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng (2004).

 Hoạt tính phân giải của bromelain.
Đối với cơ chất là casein, hoạt tính phân giải của bromelain trong thân cao hơn
trong quả xanh và quả chín.
Bảng 1.6. Hoạt tính phân giải casein của bromelain.
Cơ chất
Casein

Hoạt tính phân giải casein (UI/mg)
Bromelain thân

Bromelain quả xanh

Bromelain quả chín

7,4

4,0

3,0
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng (2004).


17

Nghiên cứu khả năng phân giải cơ chất nhân tạo Benzoyl - L - Arginine amide
(BAA) của bromelain (Nguyễn Đức Lượng, 2004) cho biết bromelain quả xanh có
hoạt tính phân giải cao (9,1 UI/mg) hơn trong thân (7,2 UI/mg) và quả chín (3,7
UI/mg).
Bảng 1.7. Hoạt tính phân giải Benzoyl – L – Arginine amide (BAA) của bromelain.
Cơ chất
BAA

Hoạt tính phân giải BAA (UI/mg)
Bromelain thân

Bromelain quả xanh

Bromelain quả chín

3,7

9,1

7,2
Nguồn: (Nguyễn Đức Lượng (2004).

1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng của enzyme bromelain.
Giống như các cấu trúc xúc tác sinh học khác, bromelain chịu ảnh hưởng của
các yếu tố như: loại cơ chất, nồng độ cơ chất, nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH, ion
kim loại, thời gian phản ứng một số nhóm chức của enzyme và độ tinh khiết của
enzyme...
 Ảnh hưởng bởi cơ chất: Trên những loại cơ chất khác nhau, bromelain có hoạt
tính khác nhau. Nếu là cơ chất hemoglobin thì khả năng phân giải của
bromelain mạnh hơn papain 4 lần. Nếu cơ chất là casein thì hoạt tính của
bromelain tương tự papain. Đối với các cơ chất tổng hợp như: BAA (Benzoyl –
L – Arginine amide), BAEE (Benzoyl – L – Arginine ethyl ester) thì khả năng
phân giải của bromelain yếu hơn papain (Nguyễn Đức Lượng, 2004).
 Ảnh hưởng bởi nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme.
Enzyme có bản chất là protein nên nó khơng bền dưới tác dụng của nhiệt độ, đa
số các enzyme bị mất hoạt tính trên 700C. Nhiệt độ của phản ứng xúc tác còn
chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố đặc biệt là thời gian phản ứng. Thời gian tác
dụng càng dài thì nhiệt độ sẽ có những tác động làm ảnh hưởng đến hoạt tính
của enzyme, nồng độ enzyme, nồng độ cơ chất, dạng tồn tại của enzyme
(Nguyễn Đức Lượng, 2004).