Nghiên cứu xác định chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme alcalase để thu dịch thủy phân protein

Mục tiêu đề tài: Xác định chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase để thu dịch thủy phân protein có chất lượng tốt, từ đó có thể ứng dụng để sản xuất nước mắm sau nà

NGUYỄN THỊ TRƯNG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN ĐẦU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG BẰNG ENZYME ALCALASE ĐỂ THU DỊCH THỦY

PHÂN PROTEIN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

NHA TRANG, 2016

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu để thực hiện đề tài tốt nghiệp, em

đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô hướng dẫn khoa học, Khoa Công nghệ Thực Phẩm, Trung tâm thí nghiệm thực hành, đã tạo

điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Và đặc biệt, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn

TS Nguyễn Thị Mỹ Hương đã hết lòng chỉ bảo, hướng dẫn tận tình và thường xuyên theo dõi quá trình thực hiện đề tài

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và Khoa công nghệ Thực Phẩm trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu bảo vệ đồ án tốt nghiệp

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè đã quan tâm, chia sẻ khó khăn và động viên để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Trong quá trình thực hiện đồ án, khó tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được

ý kiến đóng góp của các quí Thầy, Cô để em học thêm được nhiều kiến thức và giúp cho báo cáo tốt nghiệp của em hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Trưng

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM VÀ PHẾ LIỆU TÔM 3

1.1.1 Sản lượng tôm khai thác và nuôi trồng ở Việt Nam 3

1.1.2 Tình hình chế biến xuất khẩu tôm ở Việt Nam 4

1.1.3 Phế liệu tôm và hướng tận dụng phế liệu 6

1.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN BẰNG ENZYME PROTEASE 12

1.2.1 Enzyme protease 12

1.2.2 Cơ chế của phản ứng thủy phân 14

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 15

1.2.4 Ứng dụng của enzyme protease và sản phẩm thủy phân protein 19

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC VỀ SỰ THỦY PHÂN PHẾ LIỆU TÔM BẰNG ENZYME PROTEASE 22

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 22

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 23

CHƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 25

2.1.1 Nguyên liệu đầu tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) 25

2.1.2 Enzyme Alcalase 25

2.1.3 Hoá chất, trang thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 26

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.2.1 Xác định thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng 26

2.2.2 Sơ đồ dự kiến sản xuất dịch thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme Alcalase 28

2.2.3 Bố trí thí nghiệm xác định các thông số kỹ thuật thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng để thu dịch thủy phân protein 29

2.2.3.1 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm bằng enzyme Alcalase 31

2.2.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm bằng enzyme Alcalase 33

2.2.3.3 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm bằng enzyme Alcalase 35

2.2.3.4 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm bằng enzyme Alcalase 37

2.2.4 Đề xuất quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng và kiểm tra đánh giá chất lượng 38

2.2.5 Phương pháp phân tích 38

2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu 39

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40

3.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẦU TÔM 40

3.2 XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN ĐẦU TÔM BẰNG ENZYME ALCALASE 40

3.2.1 Kết quả xác định tỷ lệ nước thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm 40

3.2.2 Kết quả xác định tỷ lệ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm

44

3.2.3 Kết quả xác định tỷ lệ muối thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm 48

3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT DỊCH ĐẠM THỦY PHÂN TỪ

ĐẦU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG 55

3.3.1 Chất lượng của dịch đạm thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng 57

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 59

1 KẾT LUẬN 59

2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DH HSTH

Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn Nitơ tổng số

Nitơ acid amin

Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu Nitơ amoniac

Vi sinh vật

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần trọng lượng của tôm (%) 7

Bảng 1.2: Thành phần đầu và vỏ phế liệu tôm (%) 7

Bảng 3.1: Thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm thẻ chân trắng 40

Bảng3.2 Chỉ tiêu cảm quan dịch thủy phân 57

Bảng3.3 Chỉ tiêu hóa học của dịch thủy phân 58

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Thị trường nhập khẩu tôm 4 tháng đầu năm 2016 5

Hình 1.2 Giá trị xuất khẩu tôm 4 tháng đầu năm 2012 - 2016 5

Hình 1.3 Phản ứng thủy phân protein xúc tác bởi enzyme protease 14

Hình 2.1 Đầu tôm thẻ chân trắng 25

Hình 2.2 : Sơ đồ xác định thành phần hóa học của nguyên liệu đầu tôm thẻ chân trắng 26

Hình 2.3 Quy trình dự kiến sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase 28

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ nước thích hợp 31

Hình 2.5 Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Alcalase thích hợp 33

Hình 2.6 Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ muối thích hợp 35

Hình 2.7 Sơ đồ thí nghiệm xác định thời gian thích hợp 37

Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến độ thủy phân 41

Hình 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến hiệu suất thu hồi nitơ 41

Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến hàm lượng nitơ acid amin 42

Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến hàm lượng nitơ amoniac 42

Hình 3.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase đến độ thủy phân 44

Hình 3.6 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase đến hiệu suất thu hồi nitơ 45

Hình 3.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase đến hàm lượng nitơ acid amin 45

Hình 3.8 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase đến hàm lượng nitơ amoniac 46

Hình 3.9 Ảnh hưởng của tỷ lệ muối đến độ thủy phân 48

Hình 3.10 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme muối đến hiệu suất thu hồi nitơ 49

Hình 3.11 Ảnh hưởng của tỷ lệ muối đến hàm lượng nitơ acid amin 49

Hình 3.12 Ảnh hưởng của tỷ lệ muối đến hàm lượng nitơ amoniac 50

Hình 3.13 Ảnh hưởng của tỷ lệ thời gian đến độ thủy phân 51

Hình 3.14 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi nitơ 52

Hình 3.15 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng nitơ acid amin 52

Hình 3.16 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng nitơ amoniac 53

Hình 3.17 Sơ đồ quy trình sản xuất dịch thủy phân từ đầu tôm thẻ chân trắng 55

Hình 3.18 Hình ảnh của sản pẩm dịch thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng 57

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay ở nước ta ngành chế biến thủy sản đã trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước và được xem là nhiệm vụ chiến lược của cả nước Hàng năm cùng với quá trình chế biến đi đôi với lượng sản phẩm là một lượng lớn phế liệu Lượng chất thải ở các ngành công nghiệp đang là vấn đề cần giải quyết cho toàn xã hội Để hạn chế tối đa sự ô nhiễm môi trường, người ta đã sử dụng rất nhiều biện pháp thu hồi và xử lý phế liệu

Ở nước ta, tôm được coi là một trong các mặt hàng xuất khẩu thủy sản chủ lực

có mức tăng trưởng khá cao, đặc biệt là tôm thẻ chân trắng chiếm gần 61% tỷ trọng với 157,6 triệu USD năm 2014 [1], bên cạnh đó là một lượng lớn phế liệu bao gồm đầu và vỏ tôm Nhiều nghiên cứu đã cho thấy được giá trị của nguồn phế liệu từ tôm

và việc nghiên cứu sản xuất, ứng dụng của các sản phẩm sản xuất từ nguồn phế liệu này ngày càng được đẩy mạnh như sản xuất bột đạm, thức ăn chăn nuôi, tách chiết astaxanthin, sản xuất chitin - chitosan… Điều này đem lại lợi ích kinh tế cao và còn giải quyết được vấn đề bảo vệ môi trường

Theo Meyer và cộng sự (1986) trong đầu tôm hàm lượng protein là 53,5% so với chất khô Do đó cần tìm cách tận dụng triệt để nguồn protein của đầu tôm, làm cho chúng trở thành những sản phẩm có giá trị để từ đó tăng thêm lợi nhuận cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản, đồng thời giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường và

góp phần phát triển ngành thủy sản một cách bền vững

Sự thủy phân protein bằng enzyme protease là một trong những phương pháp thu hồi triệt để protein từ phế liệu tôm Sản phẩm thủy phân protein được tạo thành sau quá trình thủy phân có giá trị dinh dưỡng cao và có nhiều ứng dụng trong thực phẩm Một trong những ứng dụng là sử dụng dịch thủy phân protein trong việc sản

xuất nước mắm

Xuất phát từ những lý do trên và được sự hướng dẫn của cô TS Nguyễn Thị

Mỹ Hương, em thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu xác định chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase để thu dịch thủy phân protein”

2 Mục tiêu đề tài:

Xác định chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase để thu dịch thủy phân protein có chất lượng tốt, từ đó có thể ứng dụng để sản xuất nước mắm sau này

3 Nội dung nghiên cứu

- Xác định thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm thẻ chân trắng

- Xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase để thu dịch thủy phân protein được ứng dụng trong sản xuất nước mắm

- Sản xuất dịch thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng theo các thông số thích hợp đã xác định đươc và kiểm tra đánh giá chất lượng của dịch thủy thủy phân

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học:

Kết quả nghiên cứu của đề tài là dẫn liệu khoa học về chế độ thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase để thu dịch thủy phân protein được ứng dụng trong sản xuất nước mắm

- Ý nghĩa thực tiễn:

+ Đề tài này góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường do đầu tôm gây ra, mở ra một

hướng mới cho các nhà máy chế biến thủy sản về việc tận dụng phế liệu đầu tôm và mang lại lợi ích thiết thực về kinh tế

+ Đề tài góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phế liệu đầu tôm để phát triển các sản

phẩm có giá trị gia tăng như sản phẩm thủy phân protein và nước mắm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM VÀ PHẾ LIỆU TÔM

1.1.1 Sản lượng tôm khai thác và nuôi trồng ở Việt Nam

Ngành thủy sản Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển đất nước,

là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn quốc gia Trong số đó sản phẩm tôm luôn chiếm vị trí quan trọng

Diện tích nuôi tôm nước lợ năm 2014 cả nước khoảng 685 nghìn ha Sản lượng đạt 660 nghìn tấn, trong đó tôm thẻ chân trắng ước đạt 400 nghìn tấn, tôm sú ước đạt 260 nghìn tấn [19]

Theo báo cáo của Sở NN&PTNT tỉnh Khánh Hòa Về đánh bắt thủy sản: Sản lượng đánh bắt thủy sản năm 2014 đạt khoảng 85 nghìn tấn, trong đó trên 76 nghìn tấn cá, trên 1,3 nghìn tấn tôm Về nuôi trồng thủy sản: Sản lượng thủy sản nuôi trồng năm 2014 đạt 14 nghìn tấn, trong đó đạt trên 6,1 nghìn tấn tôm thẻ chân trắng, 0,43 nghìn tấn tôm sú, do nhiều hộ nuôi tôm sú đã chuyển sang nuôi tôm thẻ chân trắng có thời gian nuôi ngắn, năng suất cao, ít dịch bệnh, có hiệu quả kinh tế cao Diện tích nuôi tôm sú 330 ha, diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng 2.992,7 ha [20] Đối với tôm sú vùng Đồng bằng sông Cửu Long, sản lượng đạt 255.873 tấn Bạc Liêu sản lượng đạt 69.256 tấn, Sóc Trăng đạt 16.615 tấn, Trà Vinh đạt 13.955 tấn Trong đó, sản lượng tôm thẻ chân trắng vùng Đồng bằng sông Cửu Long năm

2015 ước đạt 218.930 tấn.[39]

Theo báo cáo của Sở NN và PTNT tỉnh Sóc Trăng, Sóc Trăng là tỉnh có thế mạnh dẫn đầu so với các địa phương khác, riêng diện tích tôm nuôi thâm canh, bán thâm canh xấp xỉ 42.000ha, chiếm 83% diện tích thả nuôi Vụ nuôi năm 2015, toàn tỉnh thả nuôi hơn 50.500 ha, sản lượng đạt 90.620 tấn Bên cạnh đó, diện tích nuôi tôm sú tăng 1,2 lần so với năm 2014, diện tích nuôi tôm thẻ giảm 13% so với năm

2014 Sản lượng tôm thu hoạch đạt và vượt 1,1 lần so năm 2014 Năm 2016, Sóc Trăng dự kiến kế hoạch thả nuôi tôm 45.500 ha, trong đó tôm sú 22.500 ha, tôm thẻ 23.000 ha Tổng sản lượng đề ra khoảng 90.000 tấn [14]

Sản lượng thủy sản quý I/2016 của Hồ Chí Minh ước đạt 14.126 tấn Trong đó, nuôi trồng 9.574,4 tấn (tôm chiếm 24,7% sản lượng nuôi trồng); khai thác 4.552

tấn [40]

1.1.2 Tình hình chế biến xuất khẩu tôm ở Việt Nam

Trong những năm gần đây, xuất khẩu có vai trò hết sức quan trọng trong việc thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế đất nước Trong đó, xuất khẩu thủy sản là một trong những ngành thế mạnh của xuất khẩu Việt Nam và xuất khẩu tôm vẫn đứng vị thế mạnh trong xuất khẩu thủy sản

Theo số liệu Hải quan và tổng hợp của VASEP, tính cả năm 2014, xuất khẩu các mặt hàng đều tăng trưởng, trong đó xuất khẩu tôm đạt tăng trưởng cao nhất 26,9%, đạt 3,95 tỷ USD, chiếm 50,38% tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản Đứng đầu về nhập khẩu tôm Việt Nam là thị trường Mỹ chiếm 26,92% tỷ trọng xuất khẩu tôm và giá trị xuất khẩu đạt 1,06 tỷ USD Tiếp theo là thị trường Nhật Bản và

EU chiếm tỷ trọng lần lượt là 18,8% và 17,27% với giá trị xuất khẩu tăng tương ứng 4,9% và 66,7%.[37]

Năm 2014, lượng hàng thủy sản xuất khẩu của Khánh Hòa đạt 83.000 tấn Trong đó tôm chiếm trên 56%, cá ngừ trên 28% còn lại là các đối tượng nhuyễn thể [38]

Năm 2015, xuất khẩu tôm của Việt Nam ước đạt gần 3 tỷ USD, giảm 25% Trong đó, xuất khẩu tôm chân trắng đạt 1,7 tỷ USD, giảm 25% so với năm ngoái, tuy nhiên vẫn chiếm tỷ trọng cao nhất 44% trong tổng XK thủy sản Xuất khẩu tôm sú đạt 977 triệu đô la Mỹ, giảm 29% Xuất khẩu sang các thị trường chính đều giảm đáng kể: Mỹ (giảm 39%), EU (giảm 19%), Nhật Bản (21%), Trung Quốc (giảm 19%), Hàn Quốc (giảm 24%) [13]

Sau một năm xuất khẩu ảm đạm, xuất khẩu tôm Việt Nam bước sang quý I/2016 đã khởi sắc, xuất khẩu tôm Việt Nam trong tháng 4/ 2016 đạt 239,6 triệu USD, tăng 7,6% so với cùng kỳ năm 2015 Lũy kế 4 tháng đầu năm nay, giá trị xuất khẩu tôm đạt 858,8 triệu USD, tăng 7,8% so với cùng kỳ năm 2015 Tôm thẻ chân trắng chiếm tỷ trọng cao nhất với 57,4%, tôm sú đứng thứ hai với 34,2% và tôm

biển xếp thứ ba với 8,4% Xuất khẩu các sản phẩm tôm thẻ chân trắng tăng 7% so với cùng kỳ năm ngoái, tôm sú tăng 12% trong khi tôm biển giảm 3% [10]

Hình 1.1 Thị trường nhập khẩu tôm 4 tháng đầu năm 2016

Hình 1.2 Giá trị xuất khẩu tôm 4 tháng đầu năm 2012 - 2016

Với sự đa dạng loài, các hệ thống, cơ cấu tổ chức, sản xuất giống và trang trại nuôi tôm biển ở Việt Nam đã và đang phát triển nhanh chóng trong vài thập kỷ qua, góp phần đáng kể vào sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước Với nhu cầu ngày càng cao của con người, công nghiệp chế biến ngày càng phát triển, sản lượng chế biến thủy sản ngày càng tăng lên, đặc biệt là các sản phẩm chế biến từ tôm

Tốc độ tăng trưởng mạnh của mặt hàng tôm đã góp phần quan trọng để duy trì nhịp độ tăng trưởng khá trong xuất khẩu của toàn ngành thủy sản, trong khi vẫn còn một số mặt hàng xuất khẩu quan trọng khác vẫn có xu hướng giảm Việt Nam cần tập trung cạnh tranh phải bằng chất lượng mới duy trì được mức tăng trưởng, duy trì

được hàm lượng giá trị gia tăng Các sản phẩm tôm phục vụ trong nước và xuất khẩu rất đa dạng chủ yếu là các sản phẩm [2] như:

Tôm nguyên con (HOSO) cấp đông IQF

Tôm vỏ bỏ đầu (HLSO) cấp đông IQF, block

Tôm PDTO hấp cấp đông IQF (IQF, CPTO)

Tôm lột PTO (bỏ đầu, bỏ vỏ còn đuôi) cấp đông IQF, block

Tôm lột PD (bỏ đầu, bỏ vỏ, bỏ đuôi) cấp đông IQF, block

Tôm lột PTO xiên que đông IQF

Tôm lột PD xiên que đông IQF

Tôm lột PD (bỏ đầu, bỏ vỏ, bỏ đuôi) cấp đông IQF, block

Tôm lột PTO (bỏ đầu, bỏ vỏ còn đuôi) cấp đông IQF, block

Tôm PD, PTO xẻ bướm tẩm bột

Tôm vỏ bỏ đầu cấp đông IQF, …

Công nghệ chế biến tôm tạo ra nhiều mặt hàng phục vụ lớn cho người tiêu dùng nhưng bên cạnh đó tạo ra một lượng lớn phế thải rắn bao gồm đầu tôm, vỏ tôm Việc xử lý lượng phế liệu tôm tiêu tốn chi phí không nhỏ, nếu không được xử lí triệt

để sẽ gây ảnh hưởng lớn đến môi trường

1.1.3 Phế liệu tôm và hướng tận dụng phế liệu

 Phế liệu tôm

 Thành phần hóa học của phế liệu tôm:

Phế liệu tôm chủ yếu là đầu, vỏ và đuôi tôm, ngoài ra còn phần thịt vụn do bóc nõn không đúng quy trình kỹ thuật Tùy thuộc vào từng loài, sản phẩm chế biến khác nhau mà lượng phế liệu tôm thu được khác nhau Trong phế liệu tôm, phần đầu thường chiếm khoảng 35 – 45%, phần vỏ chiếm 10 –15% trọng lượng của tôm nguyên liệu Tuy vậy tỷ lệ này còn phụ thuộc vào giống, loài và giai đoạn sinh trưởng [6]

Bảng 1.1 Thành phần trọng lượng của tôm (%) Loại tôm

He Thẻ

Sú Rằn Gân Chì Bộp Rảo Vàng Sắt Càng

Đầu tôm

29,8 28,00 31,40 33,90 33,14 31,85 31,55 33,20 31,75 42,38 51,95

Vỏ tôm

10,00 9,00 8,90 10,40 11,27 11,07 12,15 12,20 13,07 11,62 8,56 Theo Meyer và cộng sự (1986) thành phần hoá học của phế liệu tôm như sau:

Bảng 1.2: Thành phần đầu và vỏ phế liệu tôm theo chất khô (%)

 Các phương pháp bảo quản phế liệu tôm:

Có nhiều loại phương pháp bảo quản phế liệu khác nhau như: Phơi (hay sấy khô), làm lạnh, cấp đông, luộc hay sử dụng hóa chất bảo quản

- Làm lạnh: Là hạ nhiệt độ của phế liệu tôm xuống gần nhưng không thấp hơn nhiệt độ điểm băng Phương pháp này hạn chế được một phần sự phát triển của VSV và enzyme nhưng nhược điểm của phương pháp này là thời gian bảo quản ngắn

- Phơi hay sấy khô: Là phương pháp giảm độ ẩm của phế liệu tôm Do đó cũng góp phần kìm hãm hoạt động của enzyme và VSV

- Sử dụng hóa chất bảo quản: Đây là phương pháp đang được nghiên cứu để áp dụng rộng rãi trong thực tế Nguyên tắc chung của phương pháp này là dùng hóa chất để ức chế hoạt động của enzyme và VSV Hóa chất sử dụng có thể là axid hữu

cơ, axid vô cơ và các chất bảo quản khác Khi sử dụng các axid để bảo quản phế liệu, chúng sẽ làm giảm pH xuống, tạo môi trường bất lợi cho các tác nhân gây hư hỏng phế liệu

- Phương pháp luộc: Sử dụng nhiệt độ cao trong môi trường có nước để vô hoạt enzyme và tiêu diệt VSV, phương pháp này ít được chi phí sản xuất cao và không kéo dài được thời gian bảo quản

- Phương pháp cấp đông: Đây là phương pháp hạ thấp nhiệt độ của phế liệu xuống dưới -180C, ở nhiệt độ này có tác dụng ức chế mạnh hoạt động của enzyme và VSV

vì vậy có thể giữ được chất lượng của phế liệu tốt Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là chi phí sản xuất cao

Trong quá trình sản xuất để đảm bảo được sự liên tục thì chúng ta cần có nguồn

dữ trữ nguyên liệu đảm bảo Đối với nguyên liệu thủy sản thì việc bảo quản nguồn nguyên liệu là hết sức quan trọng bởi chúng mang những đặc thù của nguyên liệu bị

hư hỏng Việc bảo quản nguyên liệu ngoài ý nghĩa dự định nó còn có tác dụng bảo đảm nguyên liệu tốt để sản xuất ra những sản phẩm có chất lượng cao Và tùy vào đặc điểm của từng nguyên liệu mà chúng ta có các phương pháp khác nhau Đối với

phế liệu đầu tôm do có lượng nước cao và khá mềm nên công tác bảo quản rất được chú trọng Phương pháp bảo quản chính đối với phế liệu đầu tôm là bảo quản lạnh Phế liệu tôm sau quy trình sản xuất được chứa trong thùng nhựa Các thùng phế liệu sẽ được vận chuyển đến kho phế liệu, tại đây sẽ được ướp đá xay với tỷ lệ này được vận chuyển ngay về kho chứa phế liệu tại đây chúng sẽ được ướp đá xay với

tỷ lệ thích hợp chờ sản xuất Phế liệu tôm cũng có thể được bảo quản đông trong các kho bảo quản Chúng sẽ được đóng vào túi hoặc thùng các tông và chuyển vào kho lạnh, tại đây phế liệu tôm sẽ được bảo quản tốt và thời gian bảo quản có thể kéo dài hàng năm

 Hướng tận dụng phế liệu tôm

Trước đây nguồn phế liệu tôm trong chế biến chủ yếu được cung cấp cho các nhà máy chế biến thức ăn gia súc nhỏ lẻ, khi nguồn phế liệu không được tận dụng hết thì gây ảnh hưởng trầm trọng đến môi trường Những năm gần đây, sản lượng tôm thẻ ngày càng tăng nên nguồn phế liệu tôm thẻ trở thành nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin - chitosan, nhất là ở các tỉnh miền Trung đã mở ra một hướng tận dụng cho nguồn phế liệu này Tuy nhiên việc sản xuất chitin - chitosan bằng phương pháp hóa học vừa không tận thu hết sắc tố và protein trong phế liệu vừa ảnh hưởng đến môi trường do hàm lượng protein và hóa chất cao trong nước thải Việc sử dụng phương pháp sinh học để sản xuất chitin - chitosan đã và đang được quan tâm và nghiên cứu, thông qua việc sử dụng enzyme protease để tách protein giúp thu được một lúc hai sản phẩm là protein thủy phân, các sắc tố trong dịch thủy phân và chitin - chitosan Sản phẩm protein thu được thường được tận dụng bổ sung vào thức ăn gia súc Tuy nhiên, một số nghiên cứu gần đây cho thấy dịch thủy phân thu được khi thủy phân phế liệu bằng các enzyme khác nhau có hoạt tính sinh học Điều này mở ra hướng tận dụng cao hơn cho sản phẩm thủy phân, có thể ứng dụng sản phẩm thủy phân này trong thực phẩm chức năng và y dược [3]

Do hàm lượng protein trong đầu tôm cao do đó nó được làm thức ăn cho chăn nuôi Ở nước ta hiện nay đa số sử dụng tôm đông lạnh để sản xuất thức ăn chăn nuôi, rất nhiều thức ăn chăn nuôi bán chạy trên thị trường Việt Nam có chứa bột

tôm Bột tôm được chế biến tốt có thành phần acid amin tương tự như acid amin trong đậu tương hay bột cá Để sản xuất thức ăn chăn nuôi có chất lượng cao phế liệu sử dụng phải là một loại tốt và không phân hủy, nếu không sẽ cho ra sản phẩm

có chất lượng thấp Do vậy việc xử lý và chế biến phế liệu có ý nghĩa rất quan trọng [9]

Phế liệu từ các khâu chế biến cần được thu hồi và bảo quản thích hợp, cần phải thu gom riêng những loại khác nhau như đầu, vỏ… Do thành phần và tiềm năng sử dụng, giá trị sử dụng của chúng đáng kể Phế liệu tôm dễ hỏng 1 phần chứa enzyme phân giải protein, 1 phần do quá trình phân hủy vi sinh Lượng protein ở đầu tôm mất đi vì bị ươn thối có tới trên 10%, đồng thời có thể làm giảm chất lượng sản phẩm tôm Nên tiến hành ngay các công đoạn tiếp theo như cấp đông hay sấy khô

để chế biến phế liệu thành bán thành phẩm ổn định sau đó sẽ được sử dụng hay bán [9]

- Sản xuất thức ăn chăn nuôi:

Tùy theo từng vùng mà nguồn phế liệu này được dùng làm thức ăn chăn nuôi ở các dạng khác nhau Ở Nha Trang thường là phế liệu tôm tươi và làm thức ăn cho tôm, cá dưới dạng bột Chất lượng bột phụ thuộc vào chất lượng phế liệu và phương pháp chế biến

Hiện nay có 2 phương pháp được áp dụng phổ biến trong sản xuất bột tôm là phương pháp sấy khô và phương pháp ủ xỉ lô [9]:

+ Phương pháp sấy khô bằng nhiệt:

Phương pháp có ưu điểm là đơn giản, có thể chế biến nhanh lượng phế liệu tôm đông lạnh, tính kinh tế cao Nhược điểm là chất lượng kém, giá trị dinh dưỡng không cao

+ Phương pháp ủ xi lô:

Ở phương pháp này người ta sử dụng acid hữu cơ và vô cơ trong việc ủ nhằm tăng tác động của enzyme và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, Sau khi ủ tiến hành trung tính bằng các chất kiềm, chất ủ được làm thức ăn chăn nuôi Phương pháp này

có ưu điểm là chất lượng tốt nhưng giá thành cao và phức tạp

- Sản xuất chitin- chitosan

Trong thành phần của vỏ, đầu tôm có chứa một lượng lớn chitin, vì vậy có thể

sử dụng để sản xuất chitin- chitosan Đây là biện pháp sử dụng phế liệu chính không chỉ ở Việt Nam mà hầu hết các nước trên thế giới Sử dụng phế liệu tôm sản xuất chitin chitosan mang lại lợi ích kinh tế cao và có ý nghĩa lớn bởi những công dụng tuyệt vời từ sản phẩm này

Chitin là polysaccaharide có đạm, thành phần cần thiết của vỏ giáp xác Trong

vỏ tôm cua hàm lượng chitin rất cao (10-20% trọng lượng vỏ khô) Sản xuất chitin- chitosan bao gồm các bước: tách khoáng, tách protein, deacetyl bằng nồng độ cao Sản phẩm chitin đem đi thủy phân bằng NaOH đậm đặc thu chitosan hoặc thủy phân bằng HCl đặc để thu glucosamine, chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, nông nghiệp, mỹ phẩm,… đặc biệt trong y học [26]

- Sản xuất bột màu astaxanthin

Biện pháp này cũng là một hướng đi đem lại giá trị cao cho nguồn phế liệu tôm tại Việt Nam Astaxanthin là một sắc tố thuộc dòng họ xanthophylle (carotenoid), kết tinh màu tím Chất này hiện diện trong các loài giáp xác Trong các loại giáp xác thủy sản Astaxanthin chủ yếu tập trung ở phần vỏ ngoài chiếm 58- 87% tổng hàm lượng carotenoid Nó thường tồn tại dưới dạng mono- hay di- ester với các acid béo không no mạch dài, hoặc dưới dạng phức carotenoprotein của đồng phân quang học Trong vỏ giáp xác astaxanthin tham gia vào trong thành phần của lipoprotein, astaxanthin tồn tại ở dạng liên kết với protein và dễ tách ra dưới tác dụng của nhiệt

Vì vậy hiện nay vấn đề tận dụng astaxanthin trong công nghiệp chế biến phế liệu tôm là vấn đề đang được nhiều nước quan tâm [3]

- Sản xuất sản phẩm súp, gia vị, mắm tôm Ngoài ra từ phế liệu tôm có thể tận dụng để chế biến thành nhiều sản phẩm như đầu tôm sau khi được loại bỏ vỏ có thể chế biến thành mắm tôm và gia vị, nó cũng tận dụng làm nguyên liệu tạo mùi cho món súp tôm đặc, tôm vụn được dùng làm món canh tôm Nước chấm là tên gọi cho tất cả các loại sản phẩm thực phẩm dạng lỏng giàu đạm và có nồng độ muối cao Nước chấm có thể được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau và nguyên liệu

để sản xuất nước chấm cũng khá phong phú Đối với nguyên liệu đầu tôm có hàm lượng protein khá cao nên việc ứng dụng để sản xuất nước chấm khá phù hợp Việc ứng dụng đầu tôm để sản xuất nước chấm là hướng đi mới nhằm giải quyết vấn đề tận dụng nguyên liệu còn lại trong công nghiệp sản xuât tôm đông lạnh [3], [9]

1.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN BẰNG ENZYME PROTEASE

1.2.1 Enzyme protease

Protease là enzyme xúc tác quá trình thủy phân liên kết peptid (-CO-NH-)n

trong phân tử protein, polypeptid đến sản phẩm cuối cùng là các acid amin Ngoài

ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển acid amin Là một enzyme có vai trò quan trọng trong ngành công nghệ thưc phẩm [4] Hiệu suất xúc tác của nó có thể gấp hàng trăm, hàng ngàn hoặc hàng triệu lần so với các chất xúc tác vô cơ khác Quan trọng hơn nữa là nó có khả năng xúc tác cho phản ứng hóa học xảy ra trong điều kiện nhẹ nhàng, nhiệt độ và áp suất bình thường, pH môi trường gần như pH sinh lý và có khả năng xúc tác đặc hiệu cao đối với các kiểu phản ứng cũng như cơ chất mà nó tác dụng sản phẩm tạo ra tinh khiết,

ít tạp chất [4]

Có nhiều chỉ tiêu để phân loại protease, phân loại có thể căn cứ vào các chỉ tiêu [4], như sau:

- Căn cứ vào nguồn thu protease có các loại enzyme:

+ Enzyme từ thực vật như: papain từ đu đủ, bromelain từ thân và lá dứa

+ Enzyme từ động vật: enzyme được tách ra từ cá mô như: tụy tạng, dạ dày, ruột và nội tạng của một số loại thủy sản (mực, cá, ) thường là trypsin, pepsin, chymotrypsin, cathepsin…

+ Enzyme từ vi sinh vật: cũng là nguồn thu nhận enzyme rất phong phú, thường là các loài aspergillus, bacillus, clostridium, Streptomyces và một số loài nấm men

- Căn cứ vào tính đặc hiệu cơ chất của enzyme, có các loại: endopeptitdase (hay hydrolase, proteinase), Exopeptidase (hay peptidase), amino peptidase, cacboxyl peptidase, dipeptidase

- Căn cứ vào pH tối thích cho sự hoạt động của enzyme có các loại sau: protease acid, protease kiềm, protease trung tính

- Theo phân loại quốc tế các enzyme protease được chia thành 4 nhóm phụ:

+ Aminopeptidase: Enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptid ở đầu nitơ của mạch polypeptide

+ Carboxypeptidase: Xúc tác sự thủy phân liên kết pepstid ở đầu cacbon của mạch polypeptide

+ Dipeptihydrolase: Xúc tác thủy phân các dipeptid

+ Proteinaza: Xúc tác sự thủy phân liên kết peptid nối mạch

- Theo Barett và Donald (1956), protease được phân ra thành 2 nhóm lớn là:

+ Nhóm 1: Endopeptidase: Là các enzyme phân giải các liên kết nằm trong mạch polypeptid Chúng là những enzyme được sử dụng nhiều nhất để thủy phân protein cho tính đặc hiệu rộng hơn

 Phân nhóm 1: Proteinase- serin là những protease mà trong trung tâm hoạt động của nó có nhóm (-OH) của axit amin xerin Phân nhóm này gồm các enzyme như: Trypsin, Chymotrypsin

 Phân nhóm 2: Proteinase- xistein là protease mà trong trung tâm hoạt động của

nó có nhóm Thiol (-SH) của axit amin xistein Nhóm này gồm các enzyme Cathepsin

 Phân nhóm 3: Proteinase- aspartic là những protease mà trong trung tâm hoạt động của nó có nhóm cacboxyl (-COOH) của aspartic như enzyme Pepsin

 Phân nhóm 4: Protease – kim loại Đây là những protease mà trong trung tâm hoạt động của nó có ion kim loại Enzyme này hoạt động trong môi trường trung tính Ví dụ như Collagenase

+ Nhóm 2: Exopeptidase (peptidase): Là các enzyme có khả năng thủy phân liên kết peptid ngoài cùng của chuỗi polypeptid hoặc đầu amin, hoặc đầu cacboxyl để lần lượt giải phóng ra các axit amin tự do ra khỏi chuỗi polypeptid Vì vậy, chúng còn được gọi là aminopeptidase hoặc cacboxypeptidase

1.2.2 Cơ chế của phản ứng thủy phân

 Bản chất của các enzyme là: khi có sự tham gia xúc tác của các enzyme, các cơ chất sẽ được hoạt hóa mạnh, từ đó làm thay đổi tính chất hóa học của cơ chất, kết quả sau phản ứng sẽ tạo ra các sản phẩm của phản ứng.[21]

Các phản ứng hóa học chỉ có thể xảy ra khi phân tử các chất tham gia phản ứng

và chạm với nhau tại vị trí xảy ra phản ứng và phải ở trạng thái hoạt động Muốn hoạt hóa các phân tử thì cần phải cung cấp năng lượng cho chúng Năng lượng đó gọi là năng lượng hoạt hóa Các chất xúc tác nói chung và xúc tác enzyme đều có khả năng làm giảm năng lượng hoạt hóa mà phản ứng yêu cầu bằng cách tiến hành qua các phản ứng tạo phức trung gian mà tổng năng lượng hoạt hóa của chúng nhỏ hơn trường hợp không có chất xúc tác [21]

Dưới tác dụng của enzyme cơ chất có thể thay đổi không chỉ về cấu trúc hóa học, mà còn thay đổi tính chất hóa học Sự tạo thành phức enzyme, cơ chất (ES) và biến đổi phức này tạo thành sản phẩm (P) trải qua 3 giai đoạn [23], như sau:

- Giai đoạn 1: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết tạo thành phức hợp enzyme- cơ chất (ES) không bền, phản ứng xảy ra nhanh và đòi hỏi năng lượng thấp, các liên kết yếu tạo thành giữa enzyme và cơ chất trong phức hợp ES là tương tác tĩnh điện, liên kết Hydrogen, liên kết Vandecvan

- Giai đoạn 2: Là giai đoạn tạo phức chất hoạt hóa xảy ra sự biến đổi cơ chất, dưới tác dụng của một số nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme làm cho cơ chất từ chỗ không hoạt động trở thành hoạt động, một số liên kết trong cơ chất bị kéo căng ra và mật độ electron trong cơ chất bị thay đổi

- Giai đoạn 3: Là giai đoạn tạo ra sản phẩm của phản ứng và enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự do như ban đầu

E + S ES EP + H - P+ E + P - OH + H - P+

Hình 1.3 Phản ứng thủy phân protein xúc tác bởi enzyme protease

Trong đó:

 E là enzyme, S là cơ chất protein, ES là phức hợp Michaelis giữa enzyme và cơ chất

 P và P+ biểu thị kết quả các peptid có kích thước khác nhau được tách ra

Cách tác động: Endoprotease tiến hành tách các liên kết peptid ở bên trong của nhánh polypeptid, trong khi exopeptidase tách rời các axit amin ở vị trí đầu tiên và cuối cùng của nhánh polypeptid

 Qúa trình thủy phân protein diễn ra như sau:

Protease Protease Protease

Protein polypeptid peptid acid amin

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân

Trong quá trình thủy phân, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân như :

 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân:

Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến phản ứng enzyme Bản chất của enzyme là protein nên khi tăng hay giảm nhiệt độ đều làm ảnh hưởng tới hoạt tính của chúng

và nó chỉ thể hiện được hoạt tính cao nhất ở một giới hạn nhiệt độ nhất định Khi nhiệt độ cao thì làm biến tính không thuận nghịch, enzyme có nguồn gốc động vật thì khoảng nhiệt độ thích hợp từ 400C- 500C, enzyme có nguồn gốc thực vật thì khoảng 500C- 600C, enzyme có nguồn gốc vi sinh vật thì từ 300C- 400C Trong khoảng nhiệt độ thích hợp cho hoạt độ của enzyme thì nếu nhiệt độ tăng 10 thì tốc

độ phản ứng tăng lên 1,5 – 2 lần Tốc độ phản ứng của enzyme không phải lúc nào cũng tỷ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng, tốc độ phản ứng chỉ tăng lên đến một giới hạn nhiệt độ nhất định Vượt quá nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme sẽ giảm và dẫn đến mức triệt tiêu Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng cao nhất được gọi là nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ thích hợp với một enzyme có sự thay đổi khi có sự thay đổi về pH, nồng độ cơ chất,… [21], [22]

 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân:

Trong quá trình thủy phân, thời gian tác dụng của enzyme lên cơ chất dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ mịn của nguyên liệu, pH, nhiệt độ,….Thời gian thủy phân còn đủ dài để enzyme phân cắt các liên kết trong cơ chất tạo thành các sản phẩm cần thủy phân Khi cơ chất cần thủy phân đã thủy phân hết, quá trình thủy phân kết thúc Thời gian thủy phân phải thích hợp để đảm bảo hiệu suất cao đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt Nhưng nếu kéo dài thời gian thủy phân quá mức sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật hoạt động làm sản sinh ra các sản phẩm cấp thấp như: NH2, H2S, indol, scaptol… và việc kéo dài thời gian thủy phân sẽ làm giảm hiệu quả kinh tế Ngược lại nếu thời gian thủy phân ngắn thì quá trình thủy phân chưa triệt để các acid amin tạo thành còn ít trong khi các peptid còn tồn tại nhiều trong sản phẩm như vậy sẽ gây lãng phí nguyên liệu và khó khăn cho quá trình lọc để thu dịch thủy phân protein [15], [18], [21]

pH thích hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, loại cơ chất,… thay đổi Mỗi enzyme chỉ hoạt động ở một pH nhất định gọi là pH tối thích pH tối thích của đa số enzyme nằm trong vùng trung tính, acid yếu hoặc kiềm yếu, chỉ có rất ít enzyme hoạt động trong vùng acid hoặc kiềm [18], [21]

 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

Khi nồng độ cơ chất thấp, tốc độ phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ cơ chất Khi tăng nồng độ cơ chất, cơ hội cơ chất gặp được enzyme nhiều thì tốc độ phản ứng tăng theo Tuy nhiên sự liên hệ này chỉ giới hạn đến mức nào đó, nếu tiếp tục tăng tốc độ cơ chất thì tốc độ phản ứng cũng sẽ không tăng hoặc ức chế ngược lại hoạt động xúc tác của enzyme Trong các phản ứng do enzyme xúc tác trước hết tạo thành phức trung gian giữa enzyme và cơ chất Sau đó phức này chuyển hóa tiếp tục tạo thành sản phẩm cuối cùng và enzyme tự do, enzyme lại tiếp tục kết hợp các phân tử cơ chất khác Qúa trình này cứ tiếp tục diễn ra đến khi hết cơ chất, nếu nồng

độ cơ chất thích hợp với lượng enzyme thì phản ứng sẽ diễn ra đều đặn và nhanh chóng [22], [21]

 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme:

Trong điều kiện thừa cơ chất, nếu càng tăng nồng độ enzyme protease thì quá trình thủy phân còn mảnh liệt Khi nồng độ enzyme bão hòa với nồng độ cơ chất, dù tăng nồng độ enzyme bao nhiêu đi nữa vận tốc của quá trình thủy phân rất ít thay đổi Sự tăng tốc độ phản ứng trong tế bào sinh vật lại phụ thuộc rất nhiều vào khả năng điều hòa của gen Nhìn chung, tốc độ phản ứng phụ thuộc tuyến tính với lượng enzyme Nhưng nếu tăng nồng độ enzyme quá lớn, vận tốc phản ứng chậm [22], [18]

 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung vào hỗn hợp thủy phân:

Nước là yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng thủy phân Nó có khả năng điều chỉnh phản ứng thủy phân, bởi lẽ nước là môi trường tăng cường quá trình phân cắt các liên kết nhị dương, là môi trường khuyếch tán enzyme và cơ chất tạo điều kiện cho tốc độ phản ứng xảy ra Do vậy quá trình thủy phân nếu ta bổ sung nước với tỷ lệ thấp sẽ hạn chế được hoạt động của vi sinh vật nhưng đồng thời ức chế hoạt động của enzyme làm giảm hiệu suất thủy phân Nhưng nếu bổ sung nước với tỷ lệ quá cao, vi sinh vật hoạt động và phát triển phân hủy sản phẩm thành các sản phẩm thứ cấp Vì vậy, ta phải xác định tỷ lệ nước bổ sung thích hợp cho quá trình thủy phân [18], [21]

 Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc:

Khi thủy phân diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất cũng ảnh ưởng đến tốc

độ thủy phân Để tạo điều kiện cho enzyme protease hoạt động tốt người ta thường xay nhỏ phế liệu tôm Khi diện tích tiếp xúc giữa enzyme protease với protein càng lớn thì quá trình thủy phân càng dễ dàng và ngược lại [21], [22]

 Ảnh hưởng của nồng độ muối:

Muối ăn có tác dụng kìm hãm hoạt động của vi sinh vật gây thối rữa và các vi sinh vật không chịu muối, có tác dụng bảo quản nguyên liệu trong quá trình thủy phân Mặt khác, muối ăn còn điều vị mặn tùy theo lượng muối bổ sung vào, ở nồng

độ giới hạn cho phép thì thúc đẩy enzyme hoạt động mạnh, nếu vượt quá giới hạn cho phép thì sẽ kìm hãm sự hoạt động của enzyme [21]

 Ảnh hưởng của chất kìm hãm:

Chất kìm hãm là những chất làm giảm khả năng xúc tác của enzyme, có khi làm cho enzyme vô hoạt Những chất kìm hãm thường là những chất hữu cơ phân tử nhỏ, các ion lạ, đặc biệt là các ion kim loại nặng rất độc với enzyme ( Cu2+, Hg2+,

Cd2+,…) [21]

 Ảnh hưởng của chất kích hoạt:

Chất kích hoạt là những chất có khả năng làm tăng hiệu lực xúc tác của enzyme hoặc chuyển enzyme từ trạng thái không hoạt động sang trạng thái hoạt động Mỗi enzyme đòi hỏi cho mình chất hoạt hóa riêng [21]

 Vai trò của chất hoạt hóa:

Phục hồi một số nhóm chức hoạt động yếu hoặc không hoạt động thành hoạt động Các chất hoạt hóa có khả năng cắt đứt 1 vài đoạn peptid đang kìm hãm sự hình thành trung tâm hoạt động của enzyme Chất kích hoạt có thể là ion kim loại kiềm: Ba2+, Ca2+, Cl-, Br-, I-,… những ion này có vai trò làm cầu nối giữa enzyme với cơ chất, tăng diện tích tiếp xúc giữ enzyme với cơ chất, ổn định cấu trúc không gian cần cho sự xúc tác [21]

1.2.4 Ứng dụng của enzyme protease và sản phẩm thủy phân protein

 Một số ứng dụng của enzyme protease

Ngày nay cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp, nông nghiệp, y học,… thì enzyme protease được ứng dụng khá rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm Sau đây là những ứng dụng cụ thể của enzyme protease trong cuộc sống:

- Trong hóa phân tích: dùng để định tính và định lượng các chất.[7]

- Trong y học: có thể dùng enzyme để chữa bệnh, sản xuất các sinh tố và các chất kháng sinh Protease dùng làm thuốc chống tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thương, làm thông đường hô hấp, chống viêm, làm thuốc tăng tiêu hóa protein, thành phần của các loại thuốc dùng trong da liễu và mỹ phẩm Có thể dùng enzyme

để tăng thêm lượng enzyme acho cơ thể, chữa bệnh thiếu enzyme bẩm sinh hoặc dùng làm các nội quan nhân tạo Trong y học proteae cũng dùng để sản xuất môi trường dinh dưỡng nuôi cấy vi sinh vật sản xuất ra kháng sinh, chất kháng độc Ngoài ra còn dùng để cô đặc và tinh chế các huyết thanh kháng độc để chữa bệnh [6], [7]

- Trong công nghiệp:

Trong công nghiệp xà phòng dùng làm chất tẩy rửa dầu mỡ công nghiệp.Sử dụng enzyme amylase để khử hồ trên vải trong công nghiệp Sử dụng protease của Asp- oryzea 33 để khử lông trâu bò trong công nghiệp thuộc da, cho hiệu quả cao hơn phương pháp vôi sunfua Dùng enzyme thủy phân bào mòn màng cellulose để trích ly các chất keo trong rong biển Dùng enzyme để sản xuất bột giấy và giấy [8], [7]

- Trong nông nghiệp:

Có thể sử dụng các loại chế phẩm enzyme khác nhau để chuyển hóa các phế liệu, đặc biệt là các phế liệu nông nghiệp cải tạo đất phục vụ nông nghiệp Công nghệ này khá phổ biến ở nhiều quốc gia Ở nước ta việc dùng enzyme vi sinh vật góp phần trong sản xuất phân hữu cơ đang khai thác để thay thế cho phân hóa học

Có thể dùng enzyme sản xuất thức ăn cho động vật nhằm tăng giá trị dinh dưỡng cho thức ăn thô, tăng hệ số sử dụng thức ăn Các enzyme được sử dụng với mục

đích này thường là các enzyme thủy phân như amylase, protease, đặc biệt là cellulose, hemicellulose Chúng thủy phân các phân tử lớn thành dạng dễ hấp thụ hơn nên thường làm tăng hiệu quả sử dụng thức ăn lên khoảng 10%, tăng trong gia súc trung bình 10- 15%.[7]

- Trong công nghệ thực phẩm: chế phẩm enzyme được sử dụng rất rộng rãi trong công nhiệp thực phẩm [6], [7]

+ Trong công nghiệp chế biến thịt: Protease được dùng làm mềm thịt nhờ sự thủy phân protein trong thịt

+ Trong chế biến thủy sản: Chế biến nước mắm ngắn ngày rút ngắn thời gian chế biến và nâng cao hiệu quả kinh tế

+ Trong công nghiệp sữa: protease được dùng trong sản xuất fomat nhờ tác dụng làm đông tụ sữa

+ Trong sản xuất bánh mì, bánh quy protease làm giảm thời gian nhào trộn, tăng độ dẻo và làm nhuyễn bột, tạo độ xốp và độ nở tốt hơn

+ Trong sản xuất nước giải khát: làm tăng độ bền của bia và rút ngắn thời gian lọc Làm trong và ổn định nước quả, rượu vang

- Ứng dụng trong ngành sản xuất các sản phẩm từ phế liệu thủy sản:

Enzyme protease được dùng để thủy phân protein trong sản xuất chitin, astaxanthin, bột đạm… Phần lớn phế liệu tôm tại Việt Nam chủ yếu là quy trình hóa học Việc kết hợp sử dụng enzyme protease trong quá trình sản xuất chitin - chitosan có ưu thế hơn so với phương pháp hóa học truyền thống Nó giảm thiểu lượng hóa chất sử dụng và thải ra môi trường Mặt khác, quy trình cải tiến với sự vượt trội về chất lượng chitin, chitosan thu được và thu hồi sản phẩm protein- astaxanthin có giá trị dinh dưỡng và sinh học, làm hạn chế các chất hữu cơ chứa trong nước thải, giảm thiểu chi phí xử lý môi trường, góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp sản xuất chitin - chitosan từ phế liệu thủy sản Bên cạnh đó, việc kết hợp sinh học và hóa học còn đảm bảo vấn đề giá thành sản xuất hợp lý, cơ hội cho mở rộng sản xuất với quy mô lớn [7]

- Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phế liệu cá:

Enzyme protease được dùng để thủy phân phế liệu cá để sản xuất chế phẩm dẫn mùi giàu đạm dùng trong thức ăn nuôi tôm, cá hạn chế ô nhiễm môi trường Với công nghệ sản xuất đơn giản sử dụng chất xúc tác enzyme bổ sung vào phế liệu thủy sản (đầu, xương cá), protein được thủy phân Sản phẩm thủy phân trộn với thức ăn cho tôm, phân xương được làm sạch, sấy khô, nghiền thành bột dùng với thức ăn cho tôm, phần xương được làm sạch, sấy khô, nghiền thành bột dùng cho chăn nuôi gia súc.[7]

 Một số ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein

Thủy phân protein là nhằm phân giải các nguyên liệu có chứa các thành phần protein ở trạng thái phân tử lượng lớn thành các peptid ngắn mạch hay acid amin để hấp thụ cho các cơ thể sống Sản phẩm thủy phân có thể được thể hiện bằng chính enzyme nội tại hoặc bổ sung enzyme từ ngoài vào Sản phẩm của quá trình thủy phân bao gồm: dịch thủy đạm thủy phân, bột đạm thủy phân, lipid, bột khoáng Bột thủy phân protein cũng có thể được dùng trong thực phẩm sản xuất các sản phẩm bột dinh dưỡng cao đạm đối với bột đạm thủy phân có chất lượng tốt Dịch đạm cô đặc có thể được sử dụng để bổ sung trong quá trình làm nước mắm do nó có hàm lượng acid amin cao, dùng trong sản xuất nước mắm công Dịch đạm còn được dùng để sản xuất nước chấm, nước mắm, tương, chao, thức ăn bổ sung, thực phẩm chức năng [18]

Ngoài ra nó cũng có thể làm phụ gia, gia vị trong thực phẩm

- Trong nông nghiệp: Dùng làm phân bón [18], [7]

- Trong chăn nuôi: Sản phẩm thủy phân protein được bổ sung vào thành phần thức

ăn của động vật nuôi, giúp động vật nuôi phát triển tốt và rút ngắn thời gian chăn nuôi Khi phối trộn sản phẩm thủy phân protein vào thức ăn theo tỷ lệ phù hợp sẽ làm tăng vị ngon và mùi hấp dẫn, khi nuôi thủy sản người nuôi còn dùng dịch thủy phân làm chất tăng kích thích bắt mồi cho động vật thủy sản, đặc biệt dùng khi thời tiết thay đổi hay khi sử dụng kháng sinh trị bệnh (cá biến ăn) [18], [7]

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC VỀ

SỰ THỦY PHÂN PHẾ LIỆU TÔM BẰNG ENZYME PROTEASE

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới, sản phẩm thủy phân đã biết đến từ khá lâu và đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu công bố về việc sử dụng enzyme để thủy phân nguyên liệu còn lại của các nguyên liệu thủy sản để sản xuất ra các sản phẩm thủy phân

Veeranjaneyulu và cộng sự (2013) đã nghiên cứu thu hồi sản phẩm thủy phân protein từ phế liệu tôm và giá trị dinh dưỡng của nó Có khoảng 35- 45% trọng lượng phế liệu tôm bị loại bỏ (chủ yếu là đầu và vỏ tôm) Phế liệu tôm được thủy phân bằng enzyme Alcalase với tỉ lệ enzyme 3% ở nhiệt độ 60°C và pH 8,5 Kết quả thu được sản phẩm thủy phân có hàm lượng protein cao 75,05 %, lipid thấp 2,65 % và tro 14.17% [36]

Gildberg và Stenberg (2001) đã sử dụng enzyme alcalase thủy phân protein từ phế liệu tôm và thu hồi protein với hàm lượng cao các acid amin không thay thế Tổng số thu hồi của kjeldahl nitơ là 68,5% so với phương pháp thông thường.[29] Dey và Dora (2011), đã thực hiện việc tối ưu hóa quá trình sản xuất sản phẩm thủy phân protein bằng phương pháp bề mặt đáp ứng Kết quả cho thấy điều kiện đã tối ưu là nhiệt độ 59,370C, pH = 8,25, tỷ lệ enzyme = 1,84%, thời gian = 84,42 phút [27]

Dey và Dora (2014) sử dụng 4 enzyme (Alcalase, Neutrase, Protamex, Flavourzyme) để thủy phân protein từ phế liệu đầu và vỏ tôm trong thời gian 90 phút Một phương trình mô hình đã được đề xuất để xác định ảnh hưởng của nhiệt

độ, pH, tỷ lệ enzyme / cơ chất và thời gian đến độ thủy phân Giá trị tối ưu được tìm thấy là nhiệt độ 59,37°C, pH là 8,25, enzyme/cơ chất 1,84% và thời gian 84,42 phút Qúa trình thủy phân cho độ thủy phân tối đa là 33.13% tương ứng Các sản phẩm thủy phân protein thu được chứa hàm lượng protein cao (72,3%) và acid amin (529,93 mg/g) , trong đó hàm lượng axid amin không thay thế và axid amin hương

vị lần lượt là 54,67-55,93% và 39,27-38,32% [28]

Heu và cộng sự (2003) đã nghiên cứu các thành phần và chất lượng dinh dưỡng cuả phế liệu tôm Các axid amin chiếm ưu thế trong thành phần protein là: Aspartic acid, acid glutamic, phenylalanine, lysine và arginine.[32]

Synowiecki và cộng sự (2000), đã nghiên cứu thu hồi sản phẩm thủy phân protein bằng enzyme Alcalase từ phế liệu tôm Crangon crangon sử dụng enzyme alcalase tại 550C và pH = 8.5 Thu hồi sản phẩm thủy phân protein chưá 64.3% protein so với chất khô, 6.24% lipid.[34]

Herpandi và cộng sự (2012) đã nghiên cứu độ thủy phân và lượng axít amin trytophan tự do của sản phẩm thủy phân cá ngừ bằng các loại protease khác nhau Sản phẩm thủy phân protein thịt cá ngừ vằn được sản xuất bằng các loại protease (Alcalase, Protamex, Neutrase và Flavourzyme) trong thời gian 60, 120, 180 và 240

24 phút với tỷ lệ enzyme protease là 0,5, 1, 1,5 và 2% so với khối lượng của nguyên liệu Kết quả cho thấy thời gian dài với tỷ lệ enzyme cao đã làm tăng độ thủy phân Alcalase độ thủy phân cao nhất trong số tất cả các protease, tiếp theo là Protamex, Flavourzyme và Neutrase [30]

Sylla và các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến quá trình thủy phân phế liệu cá bơn Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của 4 tỷ lệ nước khác nhau (10%, 25%, 50% và 100% so với nguyên liệu) đến quá trình thủy phân bằng enzyme Protamex được so sánh Quá trình thủy phân được thực hiện ở pH = 6, nhiệt

độ 400C, thời gian thủy phân là 6h [35]

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, việc nghiên cứu sản xuất các sản phẩm thủy phân từ nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến cũng được biết đến nhiều trong những năm gần đây

Và cho đến nay đã có những công trình nghiên cứu sau:

Năm 2012, Phạm Thị Đan Phượng đã nghiên cứu phương pháp kết hợp hai enzyme protease để thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng thu hồi hỗn hợp carotene- protein có chất lượng cao ( Alcalase 0,2% trong 2h, Flavourzyme 0,1% trong 1h), quy trình thu nhận hỗn hợp carotene- protein bằng phương pháp kết hợp hai enzyme

cho phép đạt được hiệu suất thu hồi cao là 20,5%, thời gian ngắn (chỉ mất 3h) có thể ứng dụng trong ngành công nghệ thực phẩm chế biến bột nêm tôm.[17]

Trần Thanh Trúc và cộng sự (2015) đã nghiên cứu thủy phân dịch protein của đầu tôm sú bằng enzyme protease nội tại Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein như nhiệt độ, thời gian thủy phân, pH môi trường thủy phân Quá trình thủy phân protein đạt tốt nhất khi pH môi trường là 9, nhiệt độ là 50,73°C và thời gian 4,43 phút [25]

Năm 2011, Nguyễn Lệ Hà đã nghiên cứu tách chiết và ứng dụng chế phẩm enzyme protease từ đầu tôm sú vào mục đích thủy phân phế liệu đầu và vỏ tôm sú

để thu nhận carotene- protein với hàm lượng protein (70,7%) và carotenoid cao (0,706mg/g), giàu acid amin(26,99%) Thông số tối ưu: Nhiệt độ 530C, thời gian 10h, nồng độ chế phẩm enzyme: 4,5% [5]

Nguyễn Thị Ngọc Hoài (2012) đã nghiên cứu thu hồi và đặc trưng hóa tính chất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme Kết quả dịch thủy phân protein thu được đem cô quay ở nhiệt độ 450C, áp suất hút chân không là 50mbar, thời gian hút là 20 phút, nồng độ chất khô trong dịch thủy phân sau cô quay là 220

Brix Sau đó, tiến hành sấy phun dịch cô quay ở nhiệt độ 1300C, nồng độ maltodextrin bổ sung là 8%, mẫu thu được có độ ẩm là 10% , trong 1 gam bột thì hàm lượng protein hòa tan là 110,1mg [11]

Đặng Thị Hiền (2008), đã sử dụng enzyme Alcalase để tiến hành thủy phân phế liệu tôm và tận thu protein và astaxanthin trong công nghiệp sản xuất chitin-chitosan tại nhiệt độ 540C, 8 giờ, tỷ lệ enzyme bổ sung là 0,22%, pH= 8, tỷ lệ nước/nguyên liệu là 1/1 thì thu hồi được 52,7% protein so với ban đầu [8]

Nguyễn Văn Lệ (1996) nghiên cứu về protease đầu tôm cho thấy khi tách protease đầu tôm qua cột lọc gel sephade G-75 thu được hai protease có nhiệt độ thích hợp ở 500C, 600Cvà pH thích hợp tương ứng là 8,5 và 7,5 Tác giả còn cho thấy có thể sử dụng protease đầu tôm trong thủy phân thu bột đạm từ phế liệu đầu tôm và ứng dụng trong thủy phân cá [15]

CHƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU

2.1.1 Nguyên liệu đầu tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei)

Hình 2.1 Đầu tôm thẻ chân trắng

Nguyên liệu đầu tôm được mua tại phân xưởng chế biến Công ty Cổ phần Nha Trang Seafoods (F17) Yêu câù nguyên liệu đầu tôm phải tươi, không có mùi lạ, không bị biến đổi màu sắc như biến đen, biến đỏ, không lẫn tạp chất Nguyên liệu sau khi lấy cho ngay vào thùng xốp cách nhiệt có chứa đá và vận chuyển ngay về phòng thí nghiệm Nguyên liệu được nhặt phần lớp đá sau đó đem xay, cân cho vào túi nylon cột chặt miệng, mỗi túi 100g để thuận lợi cho thí nghiệm Nguyên liệu đầu tôm được xay chưa thí nghiệm ngay thì đem bảo quản đông ở điều kiện nhiệt độ -20

± 20C

2.1.2 Enzyme Alcalase

Enzyme Alcalase được sản xuất bởi công ty Novozyme, Đan Mạch Enzyme Alcalase là enzyme endoprotease và được sản xuất từ vi khuẩn Bacillus licheniformis Alcalase ở dạng lỏng, điều kiện hoạt động tối ưu của Alcalase là

nhiệt độ 55 – 700C, pH= 6,5 - 8,5 Hoạt độ của Alcalase là 2,4 AU (Anson unit)/g

[31]

2.1.3 Hoá chất, trang thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

- Hoá chất: Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu đều thuộc loại tinh khiết được dùng cho phân tích

- Trang thiết bị và dụng cụ được sử dụng trong thí nghiệm gồm có:

+ Hệ thống chưng cất đạm tự động Máy đo UV- Vis Máy ly tâm Tủ host Máy xay tôm Tủ Sấy Tủ nung Bể ổn nhiệt Cân phân tích, cân điện tử

+ Các dụng cụ thủy tinh (ống nghiệm, ống đong, pipet, cốc thủy tinh,…), cốc sấy, nung…

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Xác định thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng

Thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng được xác định theo sơ đồ như sau:

Sơ đồ:

Hình 2.2 : Sơ đồ xác định thành phần hóa học của nguyên liệu đầu tôm thẻ

chân trắng

Xay nhỏ Đầu tôm thẻ chân trắng

Xác định thành phần hóa học cơ bản:

Nước, tro, lipid, protein

Kết luận và thảo luận

Thuyết minh quy trình:

- Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy ở 1050C đến độ ẩm không đổi theo TCVN 3700- 90

- Xác định hàm lượng tro bằng phương pháp nung ở 550-6000C

- Xác định hàm lượng protein thô bằng phương pháp Kjeldahl Hàm lượng protein thô = 6,25 x Hàm lượng nitơ tổng số

- Xác định hàm lượng lipid tổng số bằng phương pháp Folch (1957)

Từ kết quả phân tích ta đưa ra kết luận về thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng

2.2.2 Sơ đồ dự kiến sản xuất dịch thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme Alcalase

Hình 2.3 Quy trình dự kiến sản xuất dịch thủy phân protein từ đầu tôm thẻ

chân trắng bằng enzyme Alcalase

Thủy phân bằng enzyme

Đầu tôm thẻ chân trắng

Enzyme Alcalase

Cặn ly tâm

Thuyết minh quy trình:

 Nguyên liệu đầu tôm thẻ chân trắng:

Đầu tôm được chọn phải tươi, không có mùi lạ, không bị biến đổi màu sắc như biến đen, biến đỏ, không lẫn tạp chất Nguyên liệu sau khi lấy cho ngay vào thùng xốp cách nhiệt có chứa đá để tránh những biến đổi ảnh hưởng đến chất lượng đầu tôm Sau đó vận chuyển ngay về phòng thí nghiệm

 Xay nhỏ:

- Xay nhỏ: Loại bỏ lớp đá dùng để bảo quản, sau đó đem đi xay nhỏ đầu tôm để tạo độ đồng nhất và tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme và nguyên liệu từ đó làm tăng tốc độ của phản ứng thủy phân Quá trình xay cần nhanh chóng để tránh đầu tôm biến đổi Tất cả đầu tôm đều xay cùng một thiết bị Sau khi xay xong cho đầu tôm vào trong tủ lạnh ở nhiệt độ 0 - 40C (ngăn mát tủ lạnh), vì nếu không bảo quản trong tủ lạnh khi chưa thực hiện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của mẫu, dẫn đến quá trình thủy phân không đạt yêu cầu

 Thủy phân bằng enzyme:

Qúa trình thủy phân bằng enzyme Alcalase

 Lọc : Lọc để tách phần bã ra khỏi dịch, đảm bảo điều kiện thuận lợi cho quá trình

ly tâm Dùng rây để lọc sau đó lấy dịch lọc đem ly tâm

 Ly tâm: Đem phần dịch lọc ở trên đi ly tâm Các thông số của máy ly tâm được cài đặt trước: Tốc độ quay 7000 vòng/phút, thời gian ly tâm 30 phút Sau khi ly tâm

ta được phần dịch thủy phân và bã ly tâm

 Bảo quản:

Bảo quản dịch thủy phân ở -20 ± 20C để đảm bảo dịch thủy phân không bị hư hỏng do vi sinh vật, điều kiện bảo quản tốt tránh dịch bị tác động của môi trường bên ngoài

2.2.3 Bố trí thí nghiệm xác định các thông số kỹ thuật thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng để thu dịch thủy phân protein

Mục tiêu của đề tài là xác định chế độ thủy phân đầu tôm bằng enzyme để sản xuất tạo ra dịch thủy phân protein ứng dụng trong sản xuất nước mắm Với mong

muốn rằng sau nghiên cứu này, sẽ tiếp tục triển khai quá trình thủy phân đầu tôm ở quy mô sản xuất công nghiệp Quá trình thủy phân phải đơn giản, tiết kiệm năng lượng, ít tốn chi phí sản xuất, phù hợp với việc triển khai thực tế với quy mô sản xuất lớn sau này Do đó trong nghiên cứu này, quá trình thủy phân được thực hiện ở nhiệt độ thường và pH tự nhiên của nguyên liệu Việc thủy phân ở nhiệt độ thường

có ưu điểm là quá trình đơn giản, tiết kiệm điện, chi phí sản xuất thấp, thích hợp khi tiến hành sản xuất với quy mô lớn Việc thủy phân ở pH tự nhiên, không điều chỉnh

pH trong quá trình thủy phân sẽ tạo điều kiện thuận lợi, đơn giản khi thực hiện quá trình thủy phân ở quy mô lớn

Do đó các thông số còn lại cần nghiên cứu là xác định tỷ lệ nước, tỷ lệ enzyme,

tỷ lệ muối và thời gian thủy phân

2.2.3.1 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước thích hợp cho quá trình thủy phân đầu tôm bằng enzyme Alcalase

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ nước thích hợp

Thủy phân (tỷ lệ enzyme Alcalase 0,1%, tỉ lệ muối 2%, nhiệt độ thường,

pH tự nhiên, thời gian 3h), tỷ lệ nước so với đầu tôm như sau:

Dịch thủy phân protein

Đánh giá chất lượng dịch thủy phân:

Độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ, hàm lượng nitơ acid amin, hàm

lượng nitơ amoniac