Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định động học quá trình

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HĨA Q TRÌNH THỦY PHÂN
DẦU CÁ HỒI BẰNG ENZYME LIPASE TỪ MỦ ĐU ĐỦ VÀ
XÁC ĐỊNH ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ HỒNG PHÚC
Số thẻ sinh viên: 107150107
Lớp: 15H2A

Đà Nẵng – Năm 2019


TĨM TẮT
Tên đề tài: Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ
mủ đu đủ và xác định động học quá trình
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc
Số thẻ sinh viên: 107150107

Lớp: 15H2A

Lipase thu nhận từ thực vật có rất nhiều tính năng nổi bật và được ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong đó, chúng được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu xúc
tác cho các phản ứng thủy phân và tổng hợp chất béo. Trong nghiên cứu này chúng tôi
đã tiến hành nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase
từ mủ đu đủ. Kết quả cho thấy phương trình hồi quy thể hiện ảnh hưởng của các yếu tố
đến hiệu suất thủy phân như sau Y = -252,913 + 180,516X1 + 7,115X3 – 42,110X12 –

0,077X32 trong đó Y là hiệu suất q trình thủy phân, X1 là nồng độ enzyme (%), X2 là
tỉ lệ dung môi/cơ chất (w/w), X3 là nhiệt độ thủy phân ( oC). Khoảng tỉ lê dung môi/cơ
chất khảo sát nằm trong vùng tối ưu nên thay đổi X2 trong [0,5 ÷ 1,5] khơng ảnh hưởng
nhiều đến hiệu suất thủy phân cực đại. Các điều kiện tối ưu cho hiệu suất thủy phân cao
nhất là nồng độ enzyme: 1,68%, tỉ lệ dung môi/ cơ chất: 0,97 (w/w) và nhiệt độ: 36,6 oC.
Với điều kiện tối ưu, hiệu suất thu được khi thủy phân 1 giờ là 35,7%.
Thời gian thủy phân đạt hiệu suất thủy phân cao đồng thời đạt hiệu quả về kinh tế
là trong vòng 48 giờ.
Nghiên cứu này cũng xác định các thông số động học của phản ứng thủy phân dầu
cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ, Vmax và KM tìm được lần lượt là 266,4 (µmol
FFAs/giờ.ml) và 293,3 (µmol FAs/ml), năng lượng hoạt hóa E = 43,6 KJ/mol.
Nghiên cứu này sẽ là tiền đề cho nghiên cứu ứng dụng quá trình thủy phân dầu cá
hồi bằng lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA trong dầu cá hồi phục vụ cho ngành
sản xuất thực phẩm chức năng.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HĨA

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: LÊ THỊ HỒNG PHÚC
Lớp: 15H2A

Số thẻ sinh viên: 107150107

Khoa: Hóa

Ngành: Cơng nghệ thực phẩm

1. Tên đề tài đồ án:
“Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ
đu đủ và xác định động học quá trình”.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục
5. Các bản vẽ: Không
6. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS. Đặng Minh Nhật
ThS. Phan Thị Việt Hà
7. Ngày giao nhiệm vụ
8. Ngày hoàn thành nhiệm vụ

: 18/08/2019
: 16/12/2019

Thông qua bộ môn
Đà Nẵng, ngày........tháng........năm 2019

Đà Nẵng, ngày........tháng........năm 2019

TRƯỞNG BỘ MÔN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

PGS.TS. Đặng Minh Nhật

PGS.TS. Đặng Minh Nhật


LỜI NÓI ĐẦU
Sau gần 4 tháng nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu
cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định động học quá trình”, được sự hướng
dẫn tận tình của thầy Đặng Minh Nhật, cùng với sự giúp đỡ của cô Phan Thị Việt Hà,
các thầy cô bộ môn và các bạn sinh viên trong phịng thí nghiệm, em đã hồn thành đồ
án tốt nghiệp của mình.
Trước hết cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất đến thầy
Đặng Minh Nhật, thầy đã giúp đỡ em từ việc chọn đề tài cho đến khi hoàn thành đồ án
tốt nghiệp của mình. Trong suốt thời gian em thực hiện đồ án, thầy đã ln định hướng,
góp ý và sửa chữa những chỗ sai, để từ đó giúp em nắm bắt kĩ lưỡng, chi tiết hơn về nội
dung, cũng như các vấn đề liên quan đến đồ án, và hoàn thành đồ án một cách tốt nhất.
Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến cô Phan Thị Việt Hà, cô đã hướng
dẫn, hỗ trợ và động viên em, tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hồn thành tốt đồ án tốt
nghiệp. Nhờ cô mà em được tiếp xúc với môi trường thực hành cùng những trang thiết
bị hiện đại tại trường Đại học Duy Tân. Cơ ln nhắc nhở và góp ý đúng lúc giúp em
tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm cho bản thân mình.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ thực phẩm,

các thầy cơ ở phịng thí nghiệm và tất cả bạn bè, người thân đã giúp đỡ, tạo mọi điều
kiện thuận lợi, khích lệ và động viên em trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp
của mình.
Cuối cùng cho em xin được cảm ơn các thầy cô trong Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp
đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét cho đồ án của em.

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn
thực tế trên cơ sở các số liệu thực tế và được thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên
hướng dẫn. Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới và là thành quả của riêng tôi, không
sao chép theo bất cứ đồ án tương tự nào. Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều
được trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo. Mọi sao
chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm.

Sinh viên thực hiện

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................................... ii
MỤC LỤC............................................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ .....................................................................................v

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. viii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU ..............................................................3
1.1. Tổng quan về đu đủ ...................................................................................................3
1.1.1. Nguồn gốc và phân bố..........................................................................................3
1.1.2. Hình thái và sinh lý cây đu đủ.............................................................................4
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng, ý nghĩa kinh tế và đặc tính dược lý của đu đủ ................4
1.1.4. Mủ đu đủ ................................................................................................................5
1.2. Tổng quan về enzyme lipase.....................................................................................6
1.2.1. Định nghĩa .............................................................................................................6
1.2.2. Nguồn gốc..............................................................................................................6
1.2.3. Cấu tạo của lipase .................................................................................................7
1.2.4. Cơ chế động học xúc tác của lipase....................................................................8
1.2.5. Một số phản ứng đặc trưng ..................................................................................9
1.3. Tổng quan về cá hồi ................................................................................................ 11
1.3.1. Phân bố và đặc điểm.......................................................................................... 11
1.3.2. Thành phần dinh dưỡng của cá hồi.................................................................. 13
1.3.3. Tình hình khai thác, chế biến và xuất khẩu cá hồi trên thế giới .................. 13
1.4. Tổng quan về dung môi iso-octan ........................................................................ 14
1.4.1. Tính chất vật lý .................................................................................................. 15
1.4.2. Tính chất hóa học............................................................................................... 15
1.4.3. Ứng dụng ............................................................................................................ 16
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 17
2.1. Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu........................................................ 17
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................ 17
2.1.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng ............................................................. 21
2.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 22
iii

2.2.1. Phương pháp đánh giá chất lượng dầu cá hồi ................................................ 22
2.2.2. Phương pháp xác định hiệu suất thủy phân dầu cá hồi xúc tác bởi enzyme
lipase từ mủ đu đủ ........................................................................................................ 22
2.2.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng
enzyme lipase mủ đu đủ .............................................................................................. 22
2.2.4. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ
mủ đu đủ ........................................................................................................................ 24
2.2.5. Xác định động học của quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase
từ mủ đu đủ.................................................................................................................... 26
2.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân. 30
2.2.7. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 30
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN......................................... 31
3.1. Xác định các chỉ số dầu ban đầu .......................................................................... 31
3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng
enzyme lipase mủ đu đủ................................................................................................. 31
3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thủy phân ............ 31
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất thủy phân... 32
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân .......................... 34
3.3. Tối ưu hóa nồng độ enzyme, tỉ lệ dung mơi/cơ chất, nhiệt độ q trình thủy
phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ................................................... 35
3.4. Xác định động học của quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase
từ mủ đu đủ ...................................................................................................................... 40
3.4.1. Xác định các thông số động học KM và Vmax ................................................. 41
3.4.2. Xác định năng lượng hoạt hóa E...................................................................... 43
3.5. Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân . 44
KẾT LUẬN ........................................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 48
PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

Danh sách các bảng
Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng có trong 100g đu đủ ...............................................................5
Bảng 1.2 Đặc điểm các loại cá hồi...................................................................................... 11
Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi trong 100g. ............................................... 13
Bảng 2.1 Khoảng biến thiên các yếu tố thực nghiệm ........................................................25
Bảng 2.2 Ma trận quy hoạch thực nghiệm ......................................................................... 26
Bảng 3.1 Hiệu suất thủy phân ở các nống độ enzyme khác nhau ....................................31
Bảng 3.2 Hiệu suất thủy phân ở các tỉ lệ dung môi/cơ chất khác nhau .......................... 33
Bảng 3.3 Hiệu suất thủy phân ở các mức nhiệt độ khác nhau ......................................... 34
Bảng 3.4 Hiệu suất của phản ứng thủy phân qua các thí nghiệm.................................... 35
Bảng 3.5 Giá trị các hệ số b trong phương trình hồi quy, kiểm định T và xác suất p tương
ứng........................................................................................................................................... 36
Bảng 3.6 Vận tốc phản ứng ban đầu thu được ở các nồng độ cơ chất khác nhau trong
thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase thô từ mủ đu đủ trong thời gian 1 giờ......... 42
Bảng 3.7 Kết quả thu được sau khi nghiên cứu động học cho quá trình thủy phân dầu cá
hồi bằng enzyme lipase thô từ mủ đu đủ tho mô hình động học Michaelis-Menten .... 42
Bảng 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng số tốc độ (k)............................................... 43
Bảng 3.9 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân ................... 44
Danh sách các hình vẽ
Hình 1.1 Cây đu đủ ..................................................................................................................4
Hình 1.2 Cấu trúc khơng gian của lipase từ Candida rugosa .............................................8
Hình 1.3 Mơ hình cơ chế xúc tác của lipase ở bề mặt tiếp xúc giữa hai pha dầu – nước
....................................................................................................................................................8
Hình 1.4 Sự hoạt hóa enzyme .................................................................................................9
Hình 1.5 Hình thành phức hợp enzyme - cơ chất.................................................................9
Hình 1.6 Phản ứng thủy phân .............................................................................................. 10

Hình 1.7 Phản ứng este hóa.................................................................................................. 10
Hình 1.8 Phản ứng trao đổi giữa các este ........................................................................... 10
Hình 1.9 Phản ứng chuyển este ........................................................................................... 10
Hình 1.10 Cá hồi Đại Tây Dương ....................................................................................... 11
Hình 1.11 Sản lượng cá hồi Đại Tây Dương năm 2005 – 2020 ...................................... 14
Hình 1.12 Cấu tạo của iso-octan.......................................................................................... 15
v


Hình 2.1 Vườn thu nhận mủ đu đủ.......................................................................................17
Hình 2.2 Sơ đồ thu nhận chế phẩm lipase thơ ................................................................... 18
Hình 2.3 Enzyme lipase thô từ mủ đu đủ sau khi sấy thăng hoa..................................... 19
Hình 2.4 Lườn cá hồi thu mua tại Cơng ty TNHH chế biến thực phẩm D&N.............. 20
Hình 2.5 Sơ đồ thu nhận dầu cá hồi.................................................................................... 20
Hình 2.6 Dầu cá hồi thu được.............................................................................................. 21
Hình 2.7 Máy ly tâm ............................................................................................................. 21
Hình 2.8 Máy sấy thăng hoa ................................................................................................ 22
Hình 2.9 Máy khuấy từ......................................................................................................... 22
Hình 2.10 Sơ đồ khảo sát quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu
đủ ............................................................................................................................................. 23
Hình 2.11 Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất......................................... 28
Hình 2.12 Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ c ơ chất theo Lineweaver-Burk
................................................................................................................................................. 28
Hình 3.1 Sản phẩm thu được sau 1 giờ thủy phân ở các mẫu...........................................31
Hình 3.2 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất của phản ứng
thủy phân ................................................................................................................................ 32
Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất phản ứng
thủy phân ................................................................................................................................ 33
Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng thủy phân 34
Hình 3.5 Biểu đồ đường mức (contour plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ enzyme và

nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân ......................................................................................... 37
Hình 3.6 Biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ enzyme và nhiệt
độ đến hiệu suất thủy phân ................................................................................................... 37
Hình 3.7 Biểu đồ đường mức (contour plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ enzyme và
tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất thủy phân ................................................................. 38
Hình 3.8 Biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ enzyme và tỉ lệ
dung môi/cơ chất đến hiệu suất thủy phân ......................................................................... 38
Hình 3.9 Biểu đồ đường mức (contour plot) biểu thị ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ
chất và nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân............................................................................ 39
Hình 3.10 Biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất
và nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân .................................................................................... 39
Hình 3.11 Điểm tối ưu của phản ứng.................................................................................. 40
Hình 3.12 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi tốc độ phản ứng theo thời gian trong thủy phân
dầu cá hồi bằng enzyme lipase mủ đu đủ ........................................................................... 41

vi


Hình 3.13 Biểu đồ Lineweaver-Burk thủy phân dầu cá bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ
................................................................................................................................................. 42
Hình 3.14 Đồ thị Arrhenius thủy phân dầu cá bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ.......... 44
Hình 3.15 Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân .... 45

vii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

PUFA(s): Acid béo không no có nhiều nối đơi
DHA: Docosahexaenoic acid

EPA: Eicosapentaenoic acid
TG: Triglyceride
DG: Diglyceride
MG: Monoglyceride
FFA(s): Acid béo tự do
FA(s): Acid béo
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

viii


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

MỞ ĐẦU

Khoa học hiện đại đã chứng minh các acid béo không no chứa nhiều nối đơi
(PUFAs) đóng một vai trị hết sức quan trọng đối với sức khỏe con người. Gần đây, các
nghiên cứu cho thấy các n-3PUFA có nguồn gốc từ cá là EPA (Eicosapentaenoic acid)
và DHA (Docosahexaenoic acid) rất quan trọng cho sự phát triển của thai nhi và trẻ em,
bao gồm chức năng thần kinh, võng mạc và chức năng miễn dịch. EPA và DHA ảnh
hưởng đến nhiều khía cạnh của chức năng tim mạch, chúng ngăn ngừa các bệnh về tim
mạch, nguy cơ gây xơ vữa động mạch và đột quỵ. EPA và DHA có tác dụng phịng
ngừa, kiểm sốt chức năng nhận thức ở những người mắc bệnh Alzheimer. Tuy nhiên,
cơ thể chúng ta không thể sản sinh ra các acid béo này mà phải thu nhận từ cá và các
sản phẩm dầu cá [1].
Cá hồi đã được biết đến là một trong những thực phẩm giàu chất dinh dưỡng nhất,
đặc biệt là chứa tỉ lệ các acid béo chưa bão hòa như DHA và EPA cao. Năm 2010, một
nghiên cứu trong ngành cá hồi Na Uy cho thấy, trong số 45.800 tấn đầu cá, xương, vây
bụng và thịt thừa thải ra từ 5 công ty lớn nhất, chỉ 24% trong số đó (11.000 tấn) là được

tận dụng phục vụ cho con người, phố biến nhất vẫn là tận dụng thịt vụn để làm chả hoặc
xúc xích, cịn lại đều được chế biến làm thức ăn chăn nuôi [2]. Vậy tại sao ta lại không
tận dụng nguồn phụ phẩm rẻ tiền từ chế biến thủy sản đó để tạo ra các chế phẩm giàu
DHA và EPA phục vụ cho nhu cầu dinh dưỡng của con người, đặc biệt là thế hệ trẻ.
Trong công nghiệp chế biến chất béo trước đây, thơng thường người ta sử dụng
các phương pháp hóa học để thủy phân dầu mỡ thành glycerol và các acid béo, sau đó
sử dụng phương pháp vật lý để tinh sạch. Những năm gần đây, phương pháp làm giàu
acid béo bằng xúc tác enzyme thường được lựa chọn để thu nhận và tinh sạch các acid
béo không no nhiều nối đơi, do chúng dễ bị oxy hóa và phân hủy ở nhiệt độ cao trong
các quá trình chưng cất truyền thống. Chính vì vậy, enzyme lipase đóng một vai trị hết
sức quan trọng đối với nhóm phương pháp này [3].
Phần lớn lipase được sử dụng trong các nghiên cứu tính đến thời điểm này có
nguồn gốc chủ yếu từ vi sinh vật. Cho đến nay, ở Việt Nam chưa có cơng trình nghiên
cứu nào ứng dụng enzyme lipase từ thực vật để làm giàu DHA và EPA trong dầu cá. Vì
vậy, sử dụng enzyme lipase từ thực vật (đu đủ) để thủy phân dầu cá hồi nhằm tạo nên
sản phẩm giàu DHA và EPA có thể nói là một định hướng mới và hứa hẹn cho kết quả
khả quan, bởi các enzyme từ thực vật có những ưu thế riêng so với enzyme từ các nguồn
khác như giá thành thấp, là enzyme cố định tự nhiên và được sử dụng trực tiếp như chất
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

1


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

xúc tác sinh học ở dạng chế phẩm thơ [4]. Bên cạnh đó, cây đu đủ được trồng nhiều ở

nước ta chủ yếu chỉ để thu nhận papain từ phần protein tan trong nước, còn phần khơng
tan trong nước có chứa lipase được coi như phế thải. Ta có thể tận dụng phần phế thải
khơng tan trong nước này để thu nhận enzyme lipase ứng dụng trong thủy phân dầu cá
để làm giàu DHA và EPA [5].
Mục đích của nghiên cứu này là tìm ra điều kiện tối ưu thủy phân dầu cá hồi bằng
enzyme lipase thô từ mủ đu đủ và xác định các thông số động học của phản ứng để biết
được ảnh hưởng của nồng độ cơ chất và enzyme đến phản ứng thủy phân. Từ lý do đó
tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme
lipase từ mủ đu đủ và xác định động học quá trình”.

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

2


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

1.1. Tổng quan về đu đủ
1.1.1. Nguồn gốc và phân bố
❖ Nguồn gốc
Đu đủ có tên khoa học là Carica papaya L., được cho là có nguồn gốc ở miền nam
Mexico, Trung Mỹ và hiện đang có mặt ở khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Đu
đủ được mô tả lần đầu tiên vào năm 1526 bởi nhà sử học người Tây Ban Nha, Oviedo,
người tìm thấy đu đủ đầu tiên trên bờ biển Panama và Colombia. Quả được nhân giống

nhanh chóng trong vùng nhiệt đới nhờ có lượng hạt dồi dào. Cây trồng đã thích nghi khá
tốt đến các khu vực nhiệt đới với đất đai màu mỡ và lượng mưa dồi dào [6].
Hiện nay đu đủ được trồng ở các nước vùng nhiệt đới và Á nhiệt đới ấm trong
phạm vi 32° Bắc – 32° Nam ở những nơi có nhiệt độ bình qn trong năm không thấp
hơn 15°C. Tuy nhiên với những tiến bộ trong công tác tạo và chọn giống đã tạo ra một
số giống tương đối chịu lạnh có thể trồng trong vùng phân bố của chúng ở độ cao so với
mặt biển 600 – 1000m [7].
❖ Phân bố
Cây đu đủ được phân bố rộng khắp thế giới, trừ châu Âu ra các nơi cịn lại đều có
trồng đu đủ:
• Châu Á: có các nước trồng đu đủ như Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam, Thái Lan,
Philippines, Mianma, Malaysia...
• Châu Phi: có Tanzania, Uganda.
• Châu Mỹ: gồm các nước thuộc Nam Mỹ và Trung Mỹ, ở Bắc Mỹ có Hoa
Kỳ...[8].
Theo tổ chức Nơng Lương Quốc Tế (FAO), mỗi năm thế giới sản xuất khoảng
6.634.580 tấn đu đủ, trong đó 95% dùng ăn tươi, số cịn lại phục vụ cho ngành cơng
nghiệp chế biến đồ hộp và sản xuất nhựa mủ [9].
Ở Việt Nam chưa xác định được nguồn gốc, xuất xứ của cây đu đủ, nhưng đến nay
hầu hết các tỉnh từ Bắc vào Nam đều có trồng đu đủ, nhiều nhất là các tỉnh miền Đô ng
Nam Bộ và Tây Nguyên [8].
Cây đu đủ được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng, dọc theo các con sông, trên các
loại đất phù sa, dốc tụ, phù sa cổ và nhiều loại đất khác, những vùng đu đủ có thể kể đến
là Hà Tây, Hà Nam, Hưng Yên, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc (Miền Bắc), Lái Thiêu, Tiền
Giang, Sông Bé (cũ), các tỉnh Tây nguyên… (Miền Nam). Diện tích trồng đu đủ của cả
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

3


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

nước ước khoảng 10.000 – 17.000 ha với sản lượng khoảng 200 – 350 nghìn tấn quả [7].
1.1.2. Hình thái và sinh lý cây đu đủ
Đu đủ là cây thân thảo to, khơng hoặc ít khi
có nhánh, cao từ 3 – 10 m. Lá to hình chân vịt,
cuống dài, đường kính 50 – 70 cm, có khoảng 7
khía. Hoa trắng hay xanh, đài nhỏ, vành to năm
cánh. Quả đu đủ to trịn, dài, khi chín mềm, hạt
màu nâu hoặc đen tùy từng loại giống, có nhiều hạt
[10].
Quả đu đủ có hình oval hoặc gần trịn, dài 15
– 50cm, bề dày 10 – 20cm và trọng lượng có thể
đạt 9kg. Khi cịn xanh, quả đu đủ chứa rất nhiều
mủ, vỏ quả xanh và cứng. Khi chín, vỏ quả chuyển
thành màu từ vàng nhạt đến cam. Quả đu đủ già
chứa rất nhiều hạt hình trứng, màu xám đen, bám
nhẹ vào lớp thịt quả nhờ lớp mô sợi mềm [11].
Hình 1.1 Cây đu đủ [10]
Đu đủ thường được trồng từ hạt, hạt nảy mầm trong 2 – 4 tuần sau khi gieo, 6 – 8
tuần sau khi nảy mầm sẽ được cây con [11]. Thời gian quả sinh trưởng và phát triển kéo
dài 3 – 4 tháng tùy thuộc vào mùa vụ và giống [7].
Đu đủ được coi là cây đa tính vì trong cùng một giống tồn tại nhiều kiểu cây có
giới tính khác nhau. Người ta thường phân biệt ra 3 kiểu hình cây là cây đực, cây cái và
câu lưỡng tính [7].
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng, ý nghĩa kinh tế và đặc tính dược lý của đu đủ

Đu đủ là loại cây dễ trồng, ra quả sớm, sản lượng cao, chu kỳ kinh tế ngắn, đồng
thời toàn bộ thân lá, quả của cây được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau: quả ăn
tươi, nguyên liệu chế biến, trồng để lấy nhựa, chăn nuôi [12].
Quả đu đủ chín chứa ít calo và lượng lớn vitamin C (51,2mg/100g), tiền chất
vitamin A bao gồm carotene (232,3g/100g) và cryptoxanthin (594,3g/100g), cũng như
magie (19,2 – 32,7mg/100g) [13].
Còn đu đủ xanh, ngồi các chất có trên cịn có chứa 4% chất nhựa latex màu trắng
đục là hỗn hợp của nhiều protease (loại men tiêu hóa chất đạm), trong đó chất chủ yếu
là papain. Men papain đu đủ có tác dụng như men pepsin của dạ dày, giống men trypsin
của tuyến tuỵ trong tiêu hóa các chất thịt. Đặc biệt nó cịn có thể ức chế sự phát triển
của vi khuẩn. Papain cịn có tác dụng làm đơng sữa và tác dụng làm giảm độc đối với
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

4


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

toxin và toxanpunin [12].
Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng có trong 100g đu đủ [14]
Thành phần
Đu đủ chín
Đu đủ xanh
1. Protein

0,6g

0,7g

2. Khống sản

0,5g

0,5g

3. Xơ

0,8g

0,9g

4. Chất béo

0,1g

0,2g

5. Carbohydrate

7,2g

5,7g

32Kcal

27Kcal

6. Năng lượng

Lá đu đủ chứa ancaloit carpain làm chậm nhịp tim, diệt amíp. Hạt đu đủ có glucozit
caricin và myrosin [12]. Năm 1994 Chinoy và cộng sự đã thí nghiệm trên chuột, đã
chứng minh dịch trích từ hạt đu đủ có thể được dùng như thuốc tránh thai [15].
Đu đủ được làm mứt, đồ chua, món tráng miệng. Quả đu đủ xanh được dùng phổ
biến ở Thái Lan, Việt Nam như một loại rau, lên men làm dưa chua hoặc ngâm đường
[12].
1.1.4. Mủ đu đủ
Mủ cây đu đủ là một chất lỏng màu trắng đục được tạo thành bởi các hợp chất khác
nhau như: protein, nhựa, đường, chất béo, gum… tất cả phân tán trong môi trường nước
và đông lại khi tiếp xúc với mơi trường khơng khí. Nó được tiết ra sau khi mơ bị tổn
thương. Trong đó có khoảng 15% chất khơ, 85% nước, và nhiều enzyme thủy phân, chủ
yếu là các protease. Hơn nữa, các thành phần protein khác nhau đã được báo cáo là phụ
thuộc vào độ tuổi hay giới tính của cây, cũng như trên thời gian trong ngày mà việc khai
thác mủ được thực hiện. Hỗn hợp các enzyme khác nhau có mặt trong mủ được cho là
đóng vai trị bảo vệ cây chống lại các tác nhân bên ngồi [16].
Mủ thơ của Carica papaya L. đã được biết đến để cung cấp rất nhiều lợi ích và
tiềm năng đặc biệt là trong nông nghiệp, công nghiệp và sức khỏe con người [17].
Enzyme phân giải protein như papain và chymopapain có trong mủ đu đủ có tác dụng
kháng virut, kháng nấm và kháng khuẩn. Papain là thành phần chính của mủ đu đủ, được
ứng dụng trọng việc làm mềm thịt và trong ngành mỹ phẩm, dược phẩm [13]. Ngoài
papain và chymopapain, mủ đu đủ còn chứa các enzyme khác như lipase, hydrolase [5].
Lipase từ mủ đu đủ liên kết chặt với vật chất khơ có trong mủ quả đu đủ và do đó,
nó khơng hịa tan trong nước. Vì vậy, nó đã được được coi như “enzyme cố định tự
nhiên”. Các hoạt động của lipase là hoàn toàn độc lập với các protease khác hiện diện
trong mủ. Lipase tinh chế một phần được thu được bằng hịa tan papain thơ trong nước
rồi bỏ pha nước sau khi ly tâm [5].
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

5


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

1.2. Tổng quan về enzyme lipase
1.2.1. Định nghĩa
Lipase (triacylglycerol ester hydrolase, EC 3.1.1.3) là các enzyme xúc tác thủy phân
toàn bộ hoặc một phần chất béo và dầu, giải phóng acid béo tự do, diacylglycerol,
monoacylglycerol và glycerol [18].
Lipase chỉ thủy phân cơ chất không tan trong nước và hoạt tính được tăng cường
khi ở bề mặt phân chia pha cơ chất – nước. Vì vậy hoạt tính tối ưu của lipase chỉ được
thể hiện trong hệ nhũ tương, khi đó thì diện tích bề mặt tiếp xúc giữa cơ chất và enzyme
sẽ tăng lên rất nhiều. Lipase hoạt động mạnh ở những hệ nhũ là nước trong dầu và dầu
trong dung môi hữu cơ [19].
Nhờ đặc tính độc đáo của chúng, lipase được sử dụng rộng rãi trong các ngành công
nghiệp khác nhau các lĩnh vực, như thực phẩm, dược phẩm, nhiên liệu sinh học, hóa dầu,
dệt, hóa chất nơng nghiệp, sản xuất giấy, mỹ phẩm và nhiều ngành khác. Trong ngành
công nghiệp thực phẩm, lipase có thể là được sử dụng làm chất điều chế hương vị bằng
cách tổng hợp các este và rượu béo chuỗi ngắn, và để thu được các sản phẩm có giá trị
dinh dưỡng tăng lên bằng cách điều chỉnh triacylglycerol cấu trúc để xen kẽ hoặc
transester hóa. Trong cơng nghiệp bánh, lipase là ứng cử viên tiềm năng thay thế cho chất
nhũ hóa. Trong ngành cơng nghiệp rượu vang, các enzyme này được sử dụng để sản xuất
este rượu đặc trưng. Ngồi ra, lipase có thể được sử dụng trong nhiều q trình, như để
tổng hợp chất béo ít calo trong sữa và trong phô mai [18].

1.2.2. Nguồn gốc
Lipase phân bố rộng rãi từ vi sinh vật, thực vật, đến động vật có vú. Ở động vật có
vú, lipase đóng vai trị như chìa khóa trong q trình tiêu hóa lipid (lipase ở tuyến tụy, dạ
dày), trong quá trình đồng hóa và dị hóa (lipase ở ruột, gan, lysosome và lipoprotein) [20].
Trong thực vật, lipase được tìm thấy ở các mô dự trữ của các hạt chứa dầu như: hạt
thầu dầu, hạt ngũ cốc, hạt hướng dương, và chủ yếu được tìm thấy trong quá trình nảy
mầm [20].
Lipase vi sinh vật phân bố rộng rãi từ vi khuẩn, nấm men đến nấm mốc. Hầu hết
lipase ứng dụng thương mại có nguồn gốc vi khuẩn. Vi sinh vật tổng hợp lipase được tìm
thấy trong nhiều nguồn như nước thải cơng nghiệp, nhà máy chế biến dầu thực vật, sữa,
hạt có dầu, thực phẩm thối rữa, than đá, và suối nước nóng [20].
Lượng lớn lipase trong công nghiệp được sản xuất từ các loại vi sinh vật: vi khuẩn
(Streptomyces rimous, Pseudomonas cepacia), nấm mốc (Aspergillus, Rhizopus tách từ
quả dừa, Rhizopus oryzae phân lập từ dầu dừa, Pythiumnltimum trong dung dịch hữu cơ
và Mucor sp humicola lamuginosa), nấm men (Candida rugosa) [21].

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

6


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

1.2.3. Cấu tạo của lipase
1.2.3.1. Trình tự acid amin
Thành phần acid amin của lipase từ các nguồn khác nhau cũng khác nhau, nhưng

nhiều trình tự acid amin được suy ra từ trình tự của lipase tách dịng, từ đó cho thấy có
những điểm tương đồng giữa những cấu trúc không gian của lipase [21].
Khi so sánh trình tự amino acid vùng quanh trung tâm hoạt động của nhóm gồm
ba enzyme xúc tác protease, lipase, cutinase với esterrase, người ta thấy sự tồn tại của
trình tự Gly – X1 – Ser – X2 – Gly (X là một amino acid bất kỳ). Khác biệt duy nhất đã
biết với trình tự trên là sự thay thế của alanine cho glycine thứ hai trong chuỗi acid amin.
Khơng một trình tự cố định nào được tìm thấy quanh gốc histidine hoặc glutamic acid của
trung tâm hoạt động trừ trường hợp trong các enzyme tương đồng từ các loài họ hàng rất
gần. Nói chung có rất ít những trình tự giống nhau hồn tồn, ngoại trừ những trình tự
quanh vùng trung tâm hoạt động [21].
1.2.3.2. Cấu trúc không gian của enzyme lipase
Cấu trúc ba chiều của lipase được coi là cơ sở để hiểu được phản ứng động học,
đặc hiệu cơ chất, tiên đoán những đặc điểm sinh hoá và hoạt động của lipase tại bề mặt
phân pha dầu nước [21].
Lipase từ Rhizomun miehei là enzyme thuỷ phân đầu tiên có cấu trúc bậc 3 được
xác định bởi tinh thể học tia X. Dùng phương pháp tia X đã phát hiện cấu trúc α/β. Liên
kết β song song làm cầu nối với cấu trúc xoắn ốc α để hình thành cấu trúc phức tạp. Các
cầu disunfua được tìm thấy trong phân tử lipase có lẽ nhằm làm ổn định cấu trúc gấp
nếp của enzyme. Trong cấu trúc này protein hình cầu chứa một nhân kị nước tạo nên
một chuỗi không cực ở cạnh có ý nghĩa quan trọng cho sự ổn định phân tử. Bên cạnh đó
cịn có vài nhóm có cực và những phân tử được liên kết. Sự có mặt của những phân tử
nước đã làm tăng lực liên kết của Vander Wall và lực phân tán trong nhân, vì vậy sự ổn
định về cấu trúc khơng gian của phân tử enzyme được tăng lên [21].
Nhóm quan trọng nhất tạo thành trung tâm hoạt động của lipase là bộ ba
Asp…His…Ser. Lipase tham gia vào vị trí xúc tác với proteinase và esterase. Đối lập
với proteinase, trung tâm xúc tác của nó khơng phân bố ở bề mặt ngồi mà nằm dưới
chuỗi xoắn bề mặt. Vị trí hoạt động của mọi lipase đều có Ser, His và Asp (hoặc Glu)
và hoàn toàn bị che khuất bởi một đoạn nắp cấu tạo bởi một hoặc hai chuỗi xoắn. Bề
mặt mang Trypsin hồn tồn khơng cực và tác động qua lại với đầu kị nước bao quanh
trung tâm hoạt động. Trong hầu hết cấu trúc lipase, đầu serin hoạt động trong chuỗi

pentapeptit có trình tự Gly – X1 – Ser – X2 – Gly cấu trúc đó cũng được tìm thấy ở
protease serin [21].

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

7


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học q trình

Hình 1.2 Cấu trúc khơng gian của lipase từ Candida rugosa [21]
1.2.4. Cơ chế động học xúc tác của lipase
Theo các nghiên cứu lipase có nhóm serin, histidin và acid aspastic ở trung tâm
hoạt động của nó. Với các cơ chất khơng tan trong nước, hoạt tính của lipase đạt được
cực đại chỉ khi nó được phân tán vào giữa bề mặt phân pha dầu nước. Q trình đó được
gọi là q trình hoạt hố phân pha [21].

Hình 1.3 Mơ hình cơ chế xúc tác của lipase ở bề mặt tiếp xúc giữa hai pha dầu – nước
[19]
Trong đó: E

: lipase hịa tan có hoạt tính

E* : lipase hoạt động được hấp thu
S

: cơ chất không tan trong nước

E*S: các phức hệ cơ chất lipase
P

: sản phẩm thủy phân

Khi khơng có mặt nước hoặc khi có nước với lượng nhỏ, phản ứng este hoá được
ưu tiên. Trong trường hợp này, những đặc tính như tốc độ xúc tác và tính đặc hiệu phụ
thuộc nhiều vào điều kiện phản ứng và bản chất cơ chất [21].
Lipase xúc tác cho một phản ứng hóa học qua ba bước [19].
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

8


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

Bước 1: Lipase thủy phân liên kết este của lipid tại bề mặt phân pha giữa lipid và
nước. Trong nước trung tâm hoạt động chứa serine bị khóa lại bởi vịng xoắn helix (Hình
1.4) [19].

Hình 1.4 Sự hoạt hóa enzyme [19]
Bước 2: Khi lipase gắn vào bề mặt phân pha thì vịng xoắn helix di chuyển, cho
phép cơ chất gắn vào trung tâm hoạt động (Hình 1.5) [19].

Hình 1.5 Hình thành phức hợp enzyme - cơ chất [19]
Bước 3: Tạo thành sản phẩm, còn enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự do [19].
1.2.5. Một số phản ứng đặc trưng
Lipase có thể tham gia xúc tác cho rất nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Đặc
biệt là phản ứng thủy phân và este hóa. Phản ứng thủy phân là một phản ứng đặc trưng
với sự tham gia của lipase. Quá trình thủy phân sẽ tạo thành acid béo và glycerol (Hình
1.6).
Phản ứng este hóa (Hình 1.7) là phản ứng giữa một acid béo và rượu tạo ra este.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

9


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

Hình 1.6 Phản ứng thủy phân [20]

Hình 1.7 Phản ứng este hóa [20]
Phản ứng trao đổi giữa các este (Hình 1.8) là phản ứng trao đổi giữa các este hoặc
giữa este và acid béo.

Hình 1.8 Phản ứng trao đổi giữa các este [20]
Phản ứng chuyển este (Hình 1.9) là phản ứng giữa este với rượu hoặc glycerol.

Hình 1.9 Phản ứng chuyển este [20]

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

10


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học quá trình

1.3. Tổng quan về cá hồi

Hình 1.10 Cá hồi Đại Tây Dương [22]
Cá hồi là tên chung cho nhiều loài cá thuộc họ Salmonidae
Tên tiếng anh: Salmon
Ngành: Chordata
Lớp: Actinopterygii
Bộ: Salmoniformes
Họ: Salmonidae
1.3.1. Phân bố và đặc điểm
Cá hồi sống dọc các bờ biển tại cả Bắc Đại Tây Dương và Thái Bình Dương [22].
Đa số các lồi cá hồi sinh ra ở nước ngọt, sau đó di cư ra biển đến giai đoạn trưởng
thành thì quay trở lại vùng nước ngọt, nơi chúng được sinh ra để tiếp tục duy trì nịi
giống. Tuy nhiên, cũng có nhiều loài cá hồi sống cả đời trong vùng nước ngọt. Tất cả
các lồi này đều chết trong vịng vài ngày hay vài tuần sau khi đẻ trứng [23].
Bảng 1.2 Đặc điểm các loại cá hồi [22],[23]
Cá hồi Thái Bình Dương và Đại Tây Dương
Tên
Họ

thường

Tên khoa học

Đặc điểm hình thái

gọi
Có những điểm hình dấu X trên
đường bên, có thể có hoặc không
Salmo

Cá hồi

(Cá hồi Đại

Đại Tây

Tây Dương)

Dương

những điểm này trên đuôi. Hàm trên
Salmo salar

khơng rộng q phía sau mắt. Có
những điểm đen lớn phủ trên mang
để phân biệt với cá hồi Đại Tây
Dương. Tia vây hậu môn: 8 – 12.

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

11


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học q trình

Có màu xanh lá – xanh dương trên
Cá hồi

Oncorhynchus

lưng và trên đỉnh đầu với hai bên
mình màu bạc và bụng màu trắng.

Chinook

tshawytscha

Chúng có những điểm màu đen trên
đi và phân nửa thân phía trước,
miệng của chúng màu xám đậm.

Cá hồi

Oncorhynchus

Chum

keta

Có chiều dài khoảng 58cm, trọng
lượng 15,9kg và tuổi thọ tối đa là 7
năm.
Có thân thon dài, cá đực thành thục

Cá hồi

Oncorhynchus

Coho

kisutch

thường có một cái bướu nhỏ. Hàm
trên kéo dài đến sau mắt. Lược mang
18 – 25, vây lưng 8 – 10, vây hậu
mơn 12 – 14.
Có màu bạc sáng ở đại dương. Sau
khi trở về dòng suối, màu sắc thay

Oncorhynchus

đổi sang màu xám nhạt ở mặt sau

(Cá hồi Thái

với bụng màu trắng hơi vàng (mặc

Bình Dương)

dù một số biến màu sắc tổng thể màu
xanh lá cây đục). Như với tất cả cá
Cá hồi

Oncorhynchus

hồi, ngoài các vây lưng, chúng cũng

hồng

gorbuscha

có một vây mỡ. Cá hồi hồng được
đặc trưng bởi một cái miệng màu
trắng với đen nướu răng, khơng có
răng trên lưỡi, điểm lớn hình bầu
dục màu đen trên lưng và đi hình
chữ V, và vây đi có 13 – 17 vây
tia mềm.

Cá hồi

Oncorhynchus

Sockeye

nerka

Có chiều dài khoảng 58cm, trọng
lượng 7,7kg.
Có lưng màu tối, và các sọc trên mặt

Cá hồi

Oncorhynchus

Masu

masou

cơ thể trở thành màu đỏ tươi với pha
đỏ thẫm kết hợp vào bụng vào một
dải phổ biến theo chiều dọc có màu
sắc nhẹ hơn.

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

12


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học q trình

Cá hồi là lồi cá ơn đới, thích hợp với khí hậu lạnh, nhiệt độ thích hợp là 10 –
20 oC.

Chúng có thể chịu được nhiệt độ cao hơn trong thời gian ngắn, nhưng khi nhiệt

độ lên quá cao, cá hồi không sống được [23].
1.3.2. Thành phần dinh dưỡng của cá hồi
Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi trong 100g [24].
Thành phần

Hàm lượng dinh dưỡng

Đơn vị đo

dinh dưỡng

trong 100g cá hồi

lường

Chất béo

6,34

g

Protein

19,84

g

Canxi

12

mg

Sắt

0,80

mg

Phốt pho

200

mg

Kali

490

mg

Natri

44

mg

Kẽm

0,64

mg

Nước

68,5

g

Cá hồi được coi là loại thực phẩm lành mạnh do hàm lượng protein của cá cao, các
acid béo omega-3 và vitamin D cao. Thịt cá hồi cũng là một nguồn cholesterol tốt với
từ 23 – 214mg/100g tùy thuộc vào loài. Thịt cá hồi vừa ngon, vừa không sợ béo. Các
loại acid béo omega-3 chứa trong cá hồi mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như: chống
các dấu hiệu lão hóa, giảm mức cholesterol và huyết áp, kéo giảm nguy cơ bị đột quỵ,
giúp giảm đau và cứng khớp gây ra bởi viêm khớp…[24]
Ngồi ra, protein có trong cá hồi cịn giúp sinh và phục hồi các mô cơ bắp và tất
cả các tế bào trong cơ thể. Thịt cá hồi có thể giảm tác hại của thuốc lá do acid béo
omega-3 có khả năng hạn chế tác hại gây ra bởi thuốc lá [24].
Thịt cá hồi có màu từ da cam đến đỏ do chứa sắc tố, chủ yếu là astaxanthin và
canthaxanthin [24].
1.3.3. Tình hình khai thác, chế biến và xuất khẩu cá hồi trên thế giới
Sản lượng cá hồi khai thác được trên thế giới thấp nhưng lại có giá trị thương mại
cao, xuất khẩu đạt hơn 14 tỷ USD trong năm 2013. Sở dĩ cá hồi có giá trị thương mại
cao do sản xuất chỉ tập trung ở một số ít nước như Na Uy, Chi Lê, Canada và Anh. Cá

hồi đánh bắt tự nhiên tại Mỹ và Nga được chế biến ở châu Á, chủ yếu là Trung Quốc
[25].
Na Uy hiện đang là nước xuất khẩu cá hồi lớn nhất thế giới, khoảng 1 triệu tấn/năm
và là nước cung cấp cá hồi chính cho thị trường EU và Nga. Cá hồi Na Uy xuất khẩu
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

13


Nghiên cứu tối ưu hóa q trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định
động học q trình

sang EU có giá trị thương mại lớn nhất trong ngành thuỷ sản [25].

Hình 1.11 Sản lượng cá hồi Đại Tây Dương năm 2005 – 2020 (dự báo)
(Nguồn: Rabobank, Uncommtrade, Eurostat, 2015)
Cá hồi Chi Lê đứng thứ hai, xuất khẩu khoảng 500.000 tấn và xuất khẩu chủ yếu
sang Mỹ, Nhật Bản và Brazil. Từ khi lệnh cấm nhập khẩu của Nga năm 2014, luồng
thương mại cá hồi đã có sự thay đổi. Chi Lê tăng xuất khẩu cá hồi sang Nga, trong khi
Na Uy tăng xuất khẩu sang các thị trường khác như EU, Mỹ và một số thị trường mới
nổi ở châu Á và Trung Đơng [25].
1.4. Tổng quan về dung mơi iso-octan
Có 2 mơi trường thủy phân dầu thường gặp là thủy phân trong hệ 1 pha chỉ có
nước và thủy phân trong hệ 2 pha nước – dung môi không phân cực.
Trong nghiên cứu mới đây, Aditi Sharma đã sử dụng iso-octan làm dung mơi cho
q trình thủy phân dầu cá bằng chế phẩm enzyme Lipase B Candida antarctica (CALB) từ vi sinh vật giúp đem lại hiệu suất thủy phân cao vì dung mơi này có thể làm giảm
sự ức chế hoặc bất hoạt enzyme. Hoạt động của lipase bị ảnh hưởng rất lớn bởi nồng độ

iso-octan làm dung môi. Iso-octan hoạt động như một pha hữu cơ trong hệ thống phản
ứng hai pha và giúp tách sản phẩm thủy phân ra khỏi hỗn hợp phản ứng một cách dễ
dàng vì sản phẩm được tạo thành sau phản ứng có xu hướng hịa tan trong dung mơi do
đó hạn chế được ảnh hưởng của sản phẩm thủy phân đến hoạt động của enzyme nhưng
dùng dư iso-octan sẽ làm giảm khả năng tiếp xúc giữa enzyme với cơ chất [26].

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật
Phan Thị Việt Hà

14