Luận văn nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
Ngày tháng năm
Giáo viên hướng dẫn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................
Ngày tháng năm
Giáo viên phản biện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC
BK
TP.HCM
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU THU NHẬN ENZYME
TỪ PHẾ LIỆU CÁ
SVTH : PHẠM THỊ HỒNG NGA
MSSV : 60301761
CBHD : TS. TRẦN BÍCH LAM
BỘ MÔN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
TP Hồ Chí Minh, 01/2008
i
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
Lời cảm ơn
Để hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ từ rất nhiều
phía. Trước hết, tôi xin cảm ơn Bộ môn Kỹ thuật Thực phẩm, Khoa Kỹ
thuật Hoá học, trường Đại học Bách khoa Tp HCM đã tạo môi trường cho
tôi học tập và nghiên cứu trong thời gian thực hiện luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến q thầy cô đã truyền đạt
những kiến thức và kinh nghiệm làm việc quý báu trong gần năm năm ngồi
ghế giảng đường.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến cô Trần Bích
Lam đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em trong thời gian làm luận văn
vừa qua.
Con xin cảm ơn ba mẹ đã hết lòng yêu thương, chăm sóc và cổ vũ
tinh thần cho con.
Cuối cùng tôi xin gửi lòng biết ơn đến tất cả các bạn trong khoa đã
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm luận văn này.
Ngày 5 tháng 1 năm 2008
Phạm Thò Hồng Nga
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang ii
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
Tóm tắt luận văn

Đề tài “Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá” nhằm khảo sát hoạt tính
của các enzyme trong nội tạng cá tra (Pangasius hypophthalmus) và nghiên cứu thu
nhận chế phẩm enzyme thô.
Các số liệu thực nghiệm về việc so sánh giữa mẫu nội tạng có mật và bỏ mật
cho thấy ở mẫu có mật hoạt tính riêng của enzyme amylase thấp hơn; hoạt tính
riêng enzyme protease cao hơn; và hoạt tính riêng của enzyme lipase thì cao hơn
mẫu bỏ mật.
Đáng chú ý là hoạt tính riêng lipase cao nên việc thu nhận chế phẩm tập trung
theo hướng tối ưu hóa điều kiện trích ly enzyme này.
Quá trình trích ly tiến hành ở nhiệt độ 30
0
C; thời gian trích ly là 2,5 h; pH dung
môi trích ly (dung dòch Na
2
CO
3
) là 9; tỷ lệ nội tạng và dung môi trích ly là 1 : 2,5
(theo khối lượng) thu được dòch trích ly có hoạt tính riêng của lipase cao nhất
1,4257 µmol/h.mg.
Sử dụng dung môi kết tủa là ethanol với tỷ lệ dòch trích ly và ethanol (theo thể
tích) là 50 : 50 cho tủa có hoạt tính riêng của lipase cao nhất là 7,5187 µmol/h.mg.
Trong quá trình bảo quản lạnh đông, hoạt tính riêng của enzyme lipase giảm
theo hàm số mũ (với y là hoạt tính riêng lipase, x là ngày bảo
quản).
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang iii
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
MỤC LỤC
TRANG BÌA.................................................................................................................I
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN...............................................................................................

LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................II
TÓM TẮT LUẬN VĂN.............................................................................................III
MỤC LỤC..................................................................................................................IV
DANH SÁCH HÌNH VẼ..........................................................................................VII
DANH SÁCH BẢNG BIỂU...................................................................................VIII
LỜI MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
TỔNG QUAN..............................................................................................................3
1.1 Nguyên liệu ..................................................................................................... 4
1.1.1 Cá da trơn ................................................................................................ 4
1.1.2 Cá tra ....................................................................................................... 5
1.1.3 Tình hình sản xuất tại Việt Nam .............................................................. 7
1.1.4 Lượng phế liệu và tận dụng phế liệu ....................................................... 8
1.2 Enzyme hệ tiêu hóa ....................................................................................... 10
1.2.1 Đặc điểm chung của enzyme hệ tiêu hóa .............................................. 10
1.2.2 Sự sản sinh enzyme hệ tiêu hóa ............................................................. 11
1.2.3 Đặc điểm và tính chất của một số enzyme hệ tiêu hóa .......................... 12
1.2.4 Enzyme trong hệ tiêu hóa của cá và hoạt động của chúng .................... 19
1.3 Ứng dụng của chế phẩm enzyme hệ tiêu hóa ............................................... 22
1.4 Các phương pháp thu nhận chế phẩm enzyme [3] ......................................... 23
1.4.1 Phương pháp trích ly và kết tủa bằng muối ............................................ 23
1.4.2 Phương pháp trích ly và kết tủa enzyme bằng dung môi hữu cơ ............ 24
1.4.3 Phương pháp sử dụng pH ........................................................................ 25
1.4.4 Các quy trình thu nhận chế phẩm enzyme ............................................. 25
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang iv
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
1.4.5 Phương pháp tách và làm sạch enzyme ................................................. 28
1.4.6 Một số chế phẩm enzyme từ động vật [3] .............................................. 30
1.5 Các phương pháp xác đònh hoạt tính enzyme ................................................ 32
1.5.1 Một số điểm cần lưu ý khi xác đònh hoạt tính enzyme [3] ..................... 32

1.5.2 Enzyme amylase ..................................................................................... 32
1.5.3 Enzyme protease ................................................................................... 34
1.5.4 Enzyme lipase [11] ................................................................................. 34
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................................................45
1.6 Nguyên liệu ................................................................................................... 46
1.7 Hóa chất ........................................................................................................ 46
1.8 Thiết bò sử dụng trong nghiên cứu ................................................................. 46
1.9 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 47
1.9.1 Sơ đồ nghiên cứu .................................................................................... 47
1.9.2 Quy trình và thuyết minh ........................................................................ 48
1.10 Phương pháp xác đònh hàm lượng protein .................................................... 50
1.11 Phương pháp xác đònh hoạt tính enzyme ..................................................... 51
1.11.1 Hoạt tính enzyme amylase [2, 4] .......................................................... 51
1.11.2 Hoạt tính enzyme protease [1] ............................................................. 52
1.11.3 Hoạt tính enzyme lipase ....................................................................... 54
1.11.4 Hoạt tính riêng của enzyme ................................................................. 55
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.....................................................................................57
1.12 Xây dựng đường chuẩn ............................................................................... 58
1.13 So sánh mẫu có mật và không có mật ......................................................... 60
1.14 Tối ưu quá trình trích ly ............................................................................... 70
1.14.1 Khảo sát thời gian trích ly .................................................................... 70
1.14.2 Khảo sát tỷ lệ dung môi trích ly ........................................................... 74
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang v
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
1.14.3 Khảo sát pH dung môi trích ly .............................................................. 78
1.14.4 Khảo sát nhiệt độ trích ly. ................................................................... 83
1.14.5 Tối ưu quá trình trích ly ........................................................................ 86
1.15 Khảo sát quá trình kết tủa thu enzyme thô .................................................. 91
1.16 Sự giảm hoạt tính của enzyme theo thời gian .............................................. 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................100
1.17 Kết luận ..................................................................................................... 101
1.18 Kiến nghò ................................................................................................... 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................102
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang vi
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
DANH SÁCH HÌNH VẼ
HÌNH 2.1. CÁ TRA ....................................................................................................5
HÌNH 2.2. MỘT SỐ ENZYME TRONG HỆ TIÊU HÓA CỦA ĐỘNG VẬT........12
HÌNH 2.3. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN HOẠT TÍNH CỦA ENZYME
AMYLASE. ................................................................................................................13
HÌNH 2.4. ẢNH HƯỞNG CỦA KETENE LÊN HOẠT TÍNH CỦA ENZYM
AMYLASE. ................................................................................................................13
HÌNH 2.5. HOẠT TÍNH AMYLASE Ở CÁ DA TRƠN RĂNG NHỌN..................20
HÌNH 2.6. HOẠT TÍNH PROTEASE Ở CÁ DA TRƠN RĂNG NHỌN................20
HÌNH 2.7. HOẠT TÍNH CỦA ENZYME HỆ TIÊU HÓA CỦA CÁ DA TRƠN Ở
BRAZIN......................................................................................................................21
HÌNH 2.8. SƠ ĐỒ THU NHẬN ENZYME BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÁCH
CHIẾT VỚI ACETON...............................................................................................26
HÌNH 2.9. SƠ ĐỒ TÁCH CHIẾT ENZYME BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA
BẰNG MUỐI (NH4)2SO4..........................................................................................27
HÌNH 3.10. CẤU TẠO CÁ........................................................................................46
HÌNH 4.11. ĐƯỜNG CHUẨN PROTEIN.................................................................58
HÌNH 4.12. ĐƯỜNG CHUẨN TYROSIN.................................................................59
HÌNH 4.13. SỰ TÁCH LỚP CỦA MẪU SAU TRÍCH LY THỰC HIỆN QUÁ
TRÌNH LY TÂM (1-LỚP BÃ, 2-LỚP DỊCH TRÍCH LY, 3-LỚP MỢ, 4-LỚP
DẦU)...........................................................................................................................61
HÌNH 4.14. NỒNG ĐỘ PROTEIN TRONG MẪU M VÀ MẪU BM.....................62
HÌNH 4.15. SO SÁNH HOẠT TÍNH ENZYME AMYLASE CỦA MẪU M, VÀ

MẪU BM....................................................................................................................64
HÌNH 4.16. SO SÁNH HOẠT TÍNH ENZYME PROTEASE CỦA MẪU M, VÀ
MẪU BM....................................................................................................................65
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang vii
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
HÌNH 4.17. SO SÁNH HOẠT TÍNH ENZYME LIPASE CỦA MẪU M, VÀ MẪU
BM...............................................................................................................................66
HÌNH 4.18. SO SÁNH HOẠT TÍNH RIÊNG ENZYME CỦA MẪU M, VÀ MẪU
BM...............................................................................................................................69
HÌNH 4.19. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH PROTEASE KIỀM Ở MỘT SỐ LOÀI
CÁ [19].......................................................................................................................70
HÌNH 4.20. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY ĐẾN HOẠT TÍNH
RIÊNG ENZYME LIPASE.......................................................................................74
HÌNH 4.21. ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NỘI TẠNG VÀ DUNG MÔI TRÍCH LY
ĐẾN HOẠT TÍNH RIÊNG ENZYME LIPASE......................................................78
HÌNH 4.22. ẢNH HƯỞNG CỦA PH DUNG MÔI TRÍCH LY ĐẾN HOẠT TÍNH
RIÊNG ENZYME LIPASE.......................................................................................82
HÌNH 4.23. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ TRÍCH LY ĐẾN HOẠT TÍNH
RIÊNG ENZYME......................................................................................................86
HÌNH 4.24. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY, TỶ LỆ DUNG MÔI
TRÍCH LY VÀ NỘI TẠNG LÊN HOẠT TÍNH ENZYME LIPASE.....................91
HÌNH 4.25. ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ DỊCH TRÍCH LY VÀ ETHANOL LÊN
NỒNG ĐỘ PROTEIN TAN.......................................................................................93
HÌNH 4.26. ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ DỊCH TRÍCH LY VÀ ETHANOL LÊN
HOẠT TÍNH CỦA ENZYME LIPASE....................................................................94
HÌNH 4.27. ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ DỊCH TRÍCH LY VÀ ETHANOL LÊN
HOẠT TÍNH RIÊNG CỦA ENZYME LIPASE. ....................................................96
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
B NG 2.1. THÀNH PHẦN THỨC ĂN TRONG RUỘT CÁ TRA NGOÀI TỰẢ

NHIÊN ........................................................................................................................7
B NG 2.2. KHỐI LƯNG CÁC PHẦN KHÁC NHAU CỦA CÁ TRA.Ả ................7
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang viii
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
B NG 2.3. LƯNG ENZYME CỦA TUYẾN TỤY.Ả ...............................................31
B NG 4.4. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN PROTEIN.Ả ..........................................58
B NG 4.5. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN TYROSIN.Ả ..........................................59
B NG 4.6. NỒNG ĐỘ PROTEIN TRONG DỊCH TRÍCH LY CỦA MẪU CÓẢ
MẬT (M) VÀ MẪU BỎ MẬT (BM).........................................................................61
B NG 4.7. HOẠT TÍNH ENZYME AMYLASE TRONG NỘI TẠNG CÁ, SOẢ
SÁNH GIỮA MẪU M VÀ MẪU BM........................................................................63
B NG 4.8. HOẠT TÍNH ENZYME PROTEASE TRONG NỘI TẠNG CÁ, SOẢ
SÁNH GIỮA MẪU M VÀ MẪU BM........................................................................64
B NG 4.9. HOẠT TÍNH ENZYME LIPASE TRONG NỘI TẠNG CÁ, SO SÁNHẢ
GIỮA MẪU M VÀ MẪU BM...................................................................................65
B NG 4.10. HOẠT TÍNH RIÊNG CỦA CÁC ENZYME TRONG NỘI TẠNGẢ
CÁ, SO SÁNH GIỮA MẪU M VÀ MẪU BM..........................................................67
B NG 4.11. SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ PROTEIN THEO THỜI GIAN TRÍCHẢ
LY (T)..........................................................................................................................72
B NG 4.12. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH LIPASE (HTL) THEO THỜI GIANẢ
TRÍCH LY..................................................................................................................72
B NG 4.13. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH RIÊNG LIPASE (HTRL) THEO THỜIẢ
GIAN TRÍCH LY.......................................................................................................73
B NG 4.14. SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ PROTEIN THEO TỶ LỆ NỘI TẠNG VÀẢ
DUNG MÔI TRÍCH LY............................................................................................74
B NG 4.15. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH LIPASE THEO TỶ LỆ NỘI TẠNG VÀẢ
DUNG MÔI TRÍCH LY............................................................................................76
B NG 4.16. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH RIÊNG LIPASE THEO TỶ LỆ NỘIẢ
TẠNG VÀ DUNG MÔI TRÍCH LY.........................................................................77

B NG 4.17. SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ PROTEIN THEO PH DUNG MÔIẢ
TRÍCH LY..................................................................................................................79
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang ix
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
B NG 4.18. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH LIPASE THEO PH DUNG MÔIẢ
TRÍCH LY. ................................................................................................................81
B NG 4.19. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH RIÊNG LIPASE THEO PH DUNGẢ
MÔI TRÍCH LY. .......................................................................................................82
B NG 4.20. SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ PROTEIN THEO NHIỆT ĐỘ TRÍCHẢ
LY (T)..........................................................................................................................83
B NG 4.21. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH LIPASE THEO NHIỆT ĐỘ TRÍCHẢ
LY................................................................................................................................85
B NG 4.22. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH RIÊNG LIPASE THEO NHIỆT ĐỘẢ
TRÍCH LY..................................................................................................................85
B NG 4.23. BỐ TRÍ QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM.Ả ..........................................87
B NG 4.24. NỒNG ĐỘ PROTEIN.Ả ..........................................................................87
B NG 4.25. HOẠT TÍNH LIPASE.Ả ..........................................................................88
B NG 4.26. HOẠT TÍNH RIÊNG LIPASE.Ả ............................................................88
B NG 4.27. MA TRẬN QUY HOẠCH THỰC NGHIỆMẢ ......................................89
B NG 4.28. Ý NGHĨA CỦA CÁC HỆ SỐ ĐƯC KIỂM ĐỊNH THEO TIÊUẢ
CHUẨN T...................................................................................................................89
B NG 4.29. SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ PROTEIN THEO TỶ LỆ DỊCH TRÍCHẢ
LY VÀ ETHANOL.....................................................................................................92
B NG 4.30. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH LIPASE THEO TỶ LỆ DỊCH TRÍCHẢ
LY VÀ ETHANOL.....................................................................................................94
B NG 4.31. SỰ THAY ĐỔI HOẠT TÍNH RIÊNG LIPASE THEO TỶ LỆ DỊCHẢ
TRÍCH LY VÀ ETHANOL.......................................................................................95
SVTH: Phạm Thò Hồng Nga
Trang x

Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 1 Lời mở đầu
Lời mở
đầu
Trang 1
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 1 Lời mở đầu
Hàng năm, sản lượng khai thác thủy hải sản trên thế giới đạt tới hàng trăm triệu
tấn, 50% trong số đó được dùng để chế biến làm thức ăn cho con người. Nhưng chỉ
khoảng 30% của sản lượng này thật sự được con người tiêu thụ, phần còn lại là phế
phụ phẩm [23].
Trong những năm gần đây diện tích và sản lượng nuôi trồng thủy sản ở nước ta
tăng cao, đặc biệt là nuôi cá tra và cá basa đạt một doanh thu đáng kể, đem lại
nhiều lợi nhuận cho các doanh nghiệp. Trong năm 2006, sản lượng cá tra cả nước
tăng, đạt hơn 1,5 triệu tấn . Sản lượng tăng cao thì mối quan tâm về nguồn phế liệu
cũng tăng cao. Theo thống kê, mỗi ngày các nhà máy chế biến tung ra thò trường
hơn 2000 tấn phế phụ phẩm gồm xương, đầu, mỡ, da cá...; trong đó nội tạng chiếm
12,04% về khối lượng, khoảng 240 tấn.
Phụ phẩm từ ngành công nghiệp chế biến cá bao gồm đầu, nội tạng, da, vây và
xương cá. Chúng được tận dụng để chế biến bột cá, dầu cá và một số dưỡng chất
có giá trò khác. Bột cá là thường dùng làm thức ăn gia súc, gia cầm, trong khi dầu
cá và các dưỡng chất khác có những ứng dụng to lớn trong nhiều lónh vực khác
nhau như công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và y học. Vì vậy, việc tận thu phụ
phẩm cá là một việc làm đúng đắn và cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng
nguồn nguyên liệu cũng như góp phần giảm thiểu nguồn chất thải từ ngành công
nghiệp chế biến cá.
Một sản phẩm thương phẩm có giá trò cao trong nội tạng cá chưa được quan tâm
đó là enzyme tiêu hóa của cá gồm có enzyme protease như pepsin, trypsin …,
enzyme amylase, và enzyme lipase … , Nếu tận thu được nguồn nguyên liệu dồi
dào và rẻ tiền này sẽ mang lại một giá trò kinh tế lớn đồng thời giảm thiểu ô
nhiễm môi trường vốn là vấn đề bức xúc tại các khu vực chế biến cá.
Xuất phát từ thực tế này chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu

thu nhận enzyme từ phế liệu cá”. Trong khuôn khổ luận văn, chúng tôi đã tiến
hành nghiên cứu các nội dung sau:
- Khảo sát hoạt tính của các enzyme trong nội tạng cá tra (Pangasius
hypophthalmus).
- Khảo sát các thông số của quá trình trích ly enzyme.
- Tối ưu hóa quá trình trích ly.
- Thu nhận chế phẩm enzyme thô.
Trang 2
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
Tổng
quan
Trang 3
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
1.1 Nguyên liệu
1.1.1 Cá da trơn
Phân loại khoa học
Gi i (ớ regnum) :
Animalia
Ngành (phylum) :
Chordata
L p (ớ class) :
Actinopterygii
Siêu bộ (superordo) :
Ostariophysi
B (ộ ordo) :
Siluriformes
Bộ Cá da trơn hay bộ Cá nheo (danh pháp khoa học: Siluriformes) là một
bộ cá rất đa dạng trong nhóm cá xương. Các loài cá trong bộ này đa dạng về kích
thước và cách thức sinh sống, gồm loài nặng nhất như cá tra dầu (Pangasius gigas)
ở Đông Nam Á, loài dài nhất như cá nheo châu Âu (Silurus glanis), những loài chỉ

ăn xác các sinh vật chết ở lớp nước đáy, hay các loài cá ký sinh nhỏ bé như
Vandellia cirrhosa. Về cấu tạo nói chung, chúng không có vảy, có hoặc không có
tấm xương bảo vệ, và chỉ có một số loài cá da trơn có râu. Các đặc trưng để xác
đònh bộ cá da trơn trên thực tế là các đặc điểm chung của hộp sọ và bong bóng.
[38]
Bộ cá này có tầm quan trọng kinh tế đáng kể; nhiều loài được nuôi ở quy
mô lớn để cung cấp cá thực phẩm, một vài loài được nuôi thả như là cá câu thể
thao. Nhiều loài cá nhỏ, cụ thể là các loài trong chi Corydoras, được nuôi làm cá
cảnh trong các bể cá. [38]
Cá da trơn thuộc về siêu bộ gọi là Ostariophysi. Tại thời điểm năm 2007,
người ta công nhận khoảng 36 họ cá da trơn còn tồn tại với khoảng 3.023 loài. Điều
này làm cho bộ cá da trơn trở thành bộ động vật có xương sống đứng hàng thứ hai,
thứ ba về sự đa dạng; trên thực tế, khoảng 1 trên 20 loài động vật có xương sống là
cá da trơn.
Trang 4
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
1.1.2 Cá tra
Hình 2.1. Cá tra
Cá tra là m t trong số 11 loài thuộc họ cá tra ộ (Pangasiidae) đã được xác đònh ở
sông Cửu long. Tài liệu phân loại gần đây nhất của tác giả W.Rainboth xếp cá tra
nằm trong giống cá tra dầu. Cá tra dầu rất ít gặp ở nước ta và còn sống sót rất ít ở
Thái lan và Campuchia, đã được xếp vào danh sách cá cần được bảo vệ nghiêm
ngặt (sách đỏ). Cá tra của ta cũng khác hoàn toàn với loài cá nheo Mỹ (Ictalurus
punctatus) thuộc họ Ictaluridae.
 Phân bố
Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê kông, có mặt ở cả 4 nước Lào, Việt Nam,
Campuchia và Thái lan. Ở Thái Lan còn gặp cá tra ở lưu vực sông Mê kông và
Chao Phraya. Ở nước ta những năm trước đây khi chưa có cá sinh sản nhân tạo, cá
bột và cá tra giống được vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Cá trưởng thành chỉ thấy
trong ao nuôi, rất ít gặp trong tự nhiên đòa phận Việt Nam, do cá có tập tính di cư

ngược dòng sông Mê kông để sinh sống và tìm nơi sinh sản tự nhiên. Khảo sát chu
kỳ di cư của cá tra ở đòa phận Campuchia cho thấy cá ngược dòng từ tháng 10 đến
tháng 5 và di cư về hạ lưu từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm.
 Hình thái, sinh lý
Trang 5
Phân loại khoa học [41]
Bộ cá da trơn :
Siluriformes
Họ cá tra :
Pangasiidae
Giống cá tra dầu :
Pangasius
Loài cá tra : Pangasius hypophthalmus (Sauvage 1878)
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
Cá tra là cá da trơn (không vẩy), thân dài, lưng xám đen, bụng hơi bạc, miệng
rộng, có 2 đôi 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 chòu đựng được nước phèn với pH>5,
dễ chết ở nhiệt độ thấp dưới 15
o
C, nhưng chòu nóng tới 39
o
C. Cá tra có số lượng
hồng cầu trong máu nhiều hơn các loài cá khác. Cá có cơ quan hô hấp phụ và còn
có thể hô hấp bằng bóng khí và da nên chòu đựng được môi trường nước thiếu oxy
hòa tan. Tiêu hao oxy và ngưỡng oxy của cá tra thấp hơn 3 lần so với cá mè trắng.
[2]
Cá tra có ngưỡng oxi thấp hơn cá basa (do cá basa không có cơ quan hô hấp
phụ), nên chòu đựng tốt hơn cá basa ở môi trường nước có hàm lượng oxy hòa tan
thấp. Nhìn chung cá tra chòu đựng được với môi trường khắc nghiệt hơn cá basa.
Cá tra ở ĐBSCL, chúng sống ở sông rạch, mương, ao, hồ vùng nước ngọt, sống

ở thuỷ vực nước tónh và nước chảy. Cá cũng sống được ở nước lợ với nồng độ muối
thấp. pH thích hợp cho cá tra từ 6,5 – 8, cá có thể sống được pH 4,5. Cá tra sống
được ở môi trường chật hẹp, nước giàu các chất hữu cơ, cá sống được ở nơi có oxi
hoà tan rất thấp (có khi bằng 0), cá tra có cơ quan hô hấp là bóng khí, thở được khí
trời. Nhiệt độ thích hợp cho cá tra 26 – 30
0
C.
Cơ quan tiêu hoá của cá tra gồm miệng, răng hàm, gai mang, dạ dày to hình chữ
U, cơ rất phát triển. Túi mật lớn, ruột ngắn. Cá tra là loài cá ăn tạp, song có nhiều
đặc điểm của loài cá ăn thòt, nhưng cá tra là loài cá hiền, chúng không đuổi bắt
mồi, mồi ăn chủ yếu là những loài động vật yếu vận động.
 Đặc điểm dinh dưỡng:
Cá tra khi hết noãn hoàng thì thích ăn mồi tươi sống, vì vậy chúng ăn thòt lẫn
nhau ngay trong bể ấp và chúng vẫn tiếp tục ăn nhau nếu cá ương không được cho
ăn đầy đủ, thậm chí cá vớt trên sông vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt cá bột.
Ngoài ra khi khảo sát cá bột vớt trên sông, còn thấy trong dạ dày của chúng có rất
nhiều phần cơ thể và mắt cá 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. Dạ dày to và ruột ngắn là đặc điểm của cá
thiên về ăn thòt. Ngay khi vừa hết noãn hoàng cá thể hiện rõ tính ăn thòt và ăn lẫn
nhau. Trong quá trình ương nuôi thành cá giống trong ao, chúng ăn các loại phù du
động vật có kích thước vừa cỡ miệng của chúng và các thức ăn nhân tạo. Khi cá
lớn thể hiện tính ăn rộng, ăn đáy và ăn tạp thiên về động vật nhưng dễ chuyển đổi
Trang 6
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
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 nuôi 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.
Bảng 2.1. Thành phần thức ăn trong ruột cá tra ngoài tự nhiên
Cá tra (Theo D.Menon và P.I.Cheko (1955))
Nhuyễn thể 35,4%
Cá nhỏ 31,8%
Côn trùng 18,2%
Thực vật dương đẳng 10,7%
Thực vật đa bào 1,6%
Giáp xác 2,3%
B ng ả 2.2. Khối lượng các phần khác nhau của cá tra.
Trọng lượng
cá (g)
Thành phần (%)
Fillet
không da
Da Thòt bụng Mỡ lá
Nội tạng
Đầu, xương,
vây, đuôi
550-700
755-845
850-950
980-1060
1105-1310
1356-1647
1695-1925
1985-2450
2570-2980
3050-3650
39.5

39.3
39.0
38.9
38.7
38.6
37.1
38.0
38.0
38.1
4.4
4.8
4.9
4.9
4.9
5.0
5.1
5.1
5.2
5.5
9.8
9.9
10.1
10.1
10.2
10.4
10.5
10.5
10.9
11.0
1.2

1.3
1.5
2.0
3.1
4.1
4.4
4.9
5.1
5.2
5.1
5.2
5.4
6.0
6.1
6.2
6.2
6.6
6.7
6.7
39.3
38.8
38.3
37.4
36.8
35.3
35.1
34.6
33.6
32.5
Trung bình 38.52 4.98 10.34 3.28

6.02
36.17
1.1.3 Tình hình sản xuất tại Việt Nam
Với tiềm năng to lớn, ĐBSCL có diện tích nuôi thủy sản chiếm 71,4%, sản
lượng thủy sản chiếm 69,86% và kim ngạch xuất khẩu mặt hàng này chiếm đến
Trang 7
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
61,4% so với cả nước. Nổi bật nhất là con cá tra đang phát triển nhanh trong những
năm gần đây. [40]
Tính từ năm 2006, sản lượng cá tra nuôi ở ĐBSCL đạt 800.000 tấn, xuất khẩu
được 292.800 tấn, thu về kim ngạch xuất khẩu 773,64 triệu USD, chiếm 23,4% so
với xuất khẩu thủy sản của cả nước. Trong 6 tháng đầu năm 2007, diện tích nuôi cá
tra toàn vùng ĐBSCL đã lên đến 3.642 ha, tăng 1.256 ha so với năm trước. Từ đó,
sản lượng cá tra đạt 380.489 tấn, khối lượng cá tra xuất khẩu được 173.100 tấn, đạt
kim ngạch xuất khẩu 462,4 triệu USD, tăng 32% về lượng và 38,9% kim ngạch so
với cùng kỳ năm 2006. Cá tra, ba sa của Việt Nam đã được xuất khẩu sang 76 quốc
gia và vùng lãnh thổ, tăng 6 thò trường so cùng kỳ. Đã có 209 doanh nghiệp của
Việt Nam có hoạt động xuất khẩu cá tra, ba sa. Riêng ĐBSCL năm 2006 có 136
nhà máy chế biến thủy sản, thì trong đó có 70 nhà máy chế biến cá tra xuất khẩu,
công suất 1,5 triệu tấn/năm. Chỉ tại TP Cần Thơ cũng đã có 15 nhà máy chế biến
cá tra xuất khẩu, công suất chế biến khoảng 400.000 tấn cá tra nguyên liệu.
1.1.4 Lượng phế liệu và tận dụng phế liệu
1.1.4.1 Lượng phế liệu [43]
Hiện nay, ĐBSCL đang có 70 nhà máy chế biến mặt hàng phi-lê cá tra với khả
năng tiêu thụ khoảng 4000 tấn nguyên liệu/ngày. Với sản lượng này, mỗi ngày các
nhà máy chế biến tung ra thò trường hơn 2000 tấn xương, đầu, mỡ, da cá... Năm
2006, với 800.000 tấn cá nguyên liệu được đưa vào chế biến, các nhà máy chỉ thu
được chưa đầy 300.000 tấn phi-lê và loại ra hơn 500.000 tấn phế phẩm. Năm 2007,
nếu sản lượng cá nguyên liệu đạt 1 triệu tấn như dự báo của VASEP thì các nhà
máy chế biến phải thải ra thò trường hơn 600.000 tấn phế phẩm cá tra. Theo giới

chuyên môn, hiện nay một kg phi-lê cá xuất khẩu có giá hơn 3 USD thì giá cá tra
mất phi-lê chỉ dao động ở mức từ 2.000 - 4.000 đồng/kg. Đây sẽ là một nguồn
nguyên liệu cho các ngành công nghiệp tận dụng.
1.1.4.2 Tận dụng phế liệu [44, 37]
 Cá tra sau khi lấy phi lê xuất khẩu thì phần còn lại gồm có da cá, mỡ cá,
đầu, xương, nội tạng … Hiện nay chúng đã và đang được nghiên cứu tận dụng
gần như toàn bộ.
Trang 8
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
Da cá đang được nghiên cứu chế biến gelatin để sử dụng trong ngành
công nghiệp dược (làm vỏ thuốc con nhộng thay thế nguyên liệu da heo) và mỹ
phẩm.
Mỡ cá - chiếm từ 15 - 20% trọng lượng – ban đầu được các cơ sở chế
biến nấu thành mỡ nước cung ứng cho thò trường, sau đó được các doanh nghiệp
nghiên cứu để sản xuất 2 loại dầu: loại nhẹ có thể trích ly DHA (omega 3) sử dụng
trong công nghệ dược phẩm, thực phẩm; loại nặng sản xuất dầu biodiesel sử dụng
cho động cơ. Phải nhìn nhận là việc nghiên cứu sản xuất dầu biodiesel từ mỡ cá có
triển vọng rất lớn, phù hợp với xu thế thời đại bởi càng ngày nguồn nhiên liệu hoá
thạch (dầu mỏ, than đá...) càng cạn kiệt, nhu cầu sử dụng nhiên liệu tái tạo, không
gây ô nhiễm như dầu biodiesel là rất lớn. Thêm nữa, nghề nuôi cá tra, basa ở
ĐBSCL đang phát triển mạnh nên nguồn nguyên liệu phục vụ chế biến dầu
biodiesel rất dồi dào, các quốc gia lân cận không thể có được ưu thế này.
Đầu, xương sống, ruột … chế biến thành thức ăn công nghiệp phục vụ
chăn nuôi sau khi đã nấu lấy mỡ. Theo ông Trần Hữu Thích, giám đốc Công ty
STECG, với sản lượng nguyên liệu cá ước tính khoảng 700.000 tấn/năm, những
phụ phẩm của công nghệ chế biến cá (đầu, vi, bụng, xương) sẽ lên đến khoảng
450.000 - 480.000 tấn/năm. Từ 480.000 tấn phụ phẩm thô, chúng ta có thể làm ra
khoảng 96.000 tấn bột cá.
Bong bóng cá bán cho những đại lý chuyên thu mua sấy khô cung cấp
cho các nhà hàng nấu súp. Bao tử cá làm sạch bán cho các quán ăn đặc sản. Ngoài

ra, con cá tra còn một nguồn protein rất quan trọng mà lâu nay người ta bỏ phí là
máu cá.
 Một số công ty nghiên cứu tận dụng nguồn phế liệu:
Tại An Giang, Agifish là công ty nghiên cứu sản xuất thành công dầu
biodiesel từ mỡ cá tra, basa. Trong quy trình sản xuất còn thu được glycerol và
muối kali dùng sản xuất phân bón và mỡ bôi trơn động cơ.
Ở Phước Thới, Ô Môn (TP Cần Thơ), ông Trònh Minh Tú - giám đốc
công ty TNHH Minh Tú cho biết từ cuối năm 2004, công ty ông đã nghiên cứu quy
trình sản xuất biodiesel từ mỡ cá, có thể sản xuất 300 lít dầu biodiesel mỗi giờ.
Từ phụ phẩm thô, Công ty CP ứng dụng công nghệ thích hợp (STECG
J.S.C) làm ra bột cá đạt > 45
o
đạm, sản xuất ra mỡ sạch, và đã tiếp tục nghiên cứu
làm ra các sản phẩm có giá trò cao hơn như dầu biodiesel (giá thành khoảng
Trang 9
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
6.500đ/l) hoặc các chất nền dùng trong mỹ phẩm, và đang xem xét nghiên cứu
chiết suất DHA từ mỡ cá để sử dụng trong chế biến thực phẩm và chăn nuôi …
 Phần còn lại cá tra sau khi lấy phi lê được sử dụng hầu như toàn bộ, nhưng
phần nội tạng cá (ngoại trừ dạ dày) thì vẫn chưa được nghiên cứu sử dụng.
Đây là bộ phận tiêu hóa chính của cá tra, chứa nhiều enzyme tiêu hóa, nên
cần thiết nghiên cứu và tận thu nguồn enzyme này.
1.2 Enzyme hệ tiêu hóa
1.2.1 Đặc điểm chung của enzyme hệ tiêu hóa
Sự tiêu hóa thức ăn ở động vật gồm chủ yếu là một chuỗi những quá trình hóa
sinh học xảy ra ở miệng, dạ dày, ruột làm giảm kích thước phân tử và làm hòa tan
các thành phần thức ăn bằng các enzyme tiêu hóa. [36,28]
Thực phẩm của chúng ta bao gồm thành phần chính là protein, cacbonhydrat,
chất béo, nước, khoáng, và một lượng nhỏ những nguyên tố khác. Cơ chế chính xác
của sự tiêu hóa chúng (sự tiêu hóa, hấp thụ, và sử dụng) rất phức tạp, và enzyme

tiêu hóa góp phần cần thiết vào trong quá trình này. Một vài enzyme tiêu hóa: [15]
 Enzyme pepsin được tiết dạng pepsinogen không hoạt động trong môi
trường HCl, nó được hoạt hóa thành pepsin. Pepsin tác động lên các
protein trong thức ăn tạo chuỗi peptit ngắn chứa khoảng 4-12 axit amin.
 Enzyme trypsin được bài tiết dưới dạng tiền enzyme trypsinogen, tiền
enzyme này gặp enzyme enterokinase của ruột thì biến thành trypsin
hoạt động (trypsinogen bò cắt mất 6 đoạn peptit sau cùng biến thành
trypsin). Trypsin lại có tác dụng tự xúc tác.
 Enzyme chymotrypsin của tụy cũng được bài tiết dưới dạng tiền enzyme
chymotrypsinogen. Tiền enzyme này gặp trypsin sẽ biến thành
chymotrypsin.
o Cả hai enzyme trypsin và chymotrypsin đều có tác dụng giống nhau, tức
là ở môi trường có độ pH gần bằng 8 thì hai men này thủy phân protein
thành các loại peptit. Riêng chymotrypsin còn có tác dụng gây đông sữa.
o Trong phần trên của tá tràng độ pH gần bằng 5 tức là không thuận lợi
lắm cho tác dụng của trypsin và chymotrypsin đối với protein, nhưng ở đó
hai enzyme này bền vững hơn là môi trường kiềm (môi trường kiềm dễ
làm phân hủy trypsin và chymotrypsin).
Trang 10
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
 Enzyme cacboxypeptidase có tác dụng cắt các axit amin sau cùng có
mang - COOH của các chất peptit.
 Enzyme aminopeptidase cắt các axitamin có mang -NH
2
tự do ở cuối
mạch của các polipeptit.
 Enzyme lipase của tụy là một enzyme tiêu hóa mỡ rất mạnh. Tác dụng
của lipase là thủy phân mỡ thành một hỗn hợp glyxerit và axit béo
(glyxerit đơn giản: monoglyxerit).
 Enzyme amylase của tụy tác động lên tinh bột giống như enzyme ptyalin

của nước bọt, nhưng tác dụng của men amylase tụy mạnh hơn, và
enzyme này có thể tiêu hóa tinh bột sống. Cũng như ptyalin nước bọt,
amylase tụy cần có nhiều ion Cl
-
để phát huy tác dụng. Độ pH tối thiểu
cho enzyme này là 6,5 đến 7. Một phần nhỏ amilase tụy bài tiết ra được
chuyển sang máu, làm cho máu cũng có một tác dụng là tiêu hóa tinh
bột.
 Enzyme mantase của tụy biến mantose thành glucose.
 Enzyme nuclease của tụy phân hủy các axit nucleic, giải phóng những
đoạn nucleotit đơn giản.

1.2.2 Sự sản sinh enzyme hệ tiêu hóa
Enzyme tiêu hóa được sản sinh ra bởi những tuyến khác nhau như: tuyến nước
bọt, tuyến trong dạ dày, tụy tạng, và những tuyến trong ruột non. [16,17,18]
Tuyến nước bọt ở động vật có vú tiết ra enzyme α-amylase, giúp thủy phân tinh
bột.
Enzyme được tiết ra từ dạ dày gồm có: pepsin. Từ tuyến tụy có enzyme trypsin,
chymotrypsin, amylase. Trong ruột non thì có enzyme lipase, maltase, isomaltase,
lactase …
Trang 11
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
Hình 2.2. Một số enzyme trong hệ tiêu hóa của động vật
Những enzyme chính trong hệ tiêu hóa là lipase, amylase, protease.
1.2.3 Đặc điểm và tính chất của một số enzyme hệ tiêu hóa
1.2.3.1 Enzyme amylase
Amylase được sản xuất bởi tụy ngoại tiết và tuyến nước bọt để tiêu hóa tinh
bột. Nó cũng được sản xuất bởi niêm mạc ruột non, gan. [ 29, 25, 34]
Enzyme amylase ở mật và tụy tạng cá có nhiệt độ tối ưu là 35
0

C, pH tối ưu là
7,2. Nồng độ NaCl là cần thiết để hoạt hóa hoàn toàn amylase, đối với cá cao hơn
so với động vật có vú, với amylase của cá là 0,5 N. Tốc độ thủy phân tinh bột tỷ lệ
nghòch với nồng độ enzyme khi lượng enzyme quá lớn. [16, 19]
Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme amylase: thời gian thủy
phân càng dài thì hoạt tính enzyme càng giảm, tỉ lệ giữa enzyme và cơ chất, nhiệt
độ phản ứng, pH, nồng độ ion.[16, 19]
Trang 12
Dạ dày
Dòch dạ dày
HCl Pepsinogen+
Tế bào đỉnhTế bào vách
Pepsin
Tụy tạng
Dòch tụy tạng
Lipase
Amylase
Trypsin
Chymotrypsin
Aminopeptidase
Carboxypeptidase
Nghiên cứu thu nhận enzyme từ phế liệu cá Chương 2 Tổng quan
Hình 2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính của enzyme amylase.
Trục tung: 200-T (phút). Với T là thời gian phản ứng đến khi dung dòch
không còn cho màu xanh với thuốc thử iot.
x : amylase trong tuyến nước bọt của con người; : amylase trong tuyến tụy∆
của rùa nước ngọt; °: amylase trong tuyến tụy của cá mòi dầu.
Dưới cùng điều kiện phản ứng thì nhiệt độ tối ưu của enzyme amylase ở tuyến
nước bọt của người cao hơn trong tuyến tụy của rùa biển và cá mòi dầu.
Những yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ tối ưu của enzyme amylase trong hệ tiêu

hóa của động vật: tỉ lệ enzyme và cơ chất càng cao thì nhiệt độ tối ưu càng cao,
thời gian thủy phân càng lâu thì nhiệt độ tối ưu càng thấp.
Hình 2.4. Ảnh hưởng của ketene lên hoạt tính của enzym amylase.
Trang 13