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

Tuy nhiên để ứng dụng sản phẩm thủy phân vào thực phẩm cần yêu cầu về thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân Chính vì những lý do trên tôi quyết định làm đề tài

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong các công trình khác

Tác giả đồ án

Lê Thị Ánh Nguyệt

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

I Lý do chọn đề tài

Ngày nay ngành chế biến tôm cho việc xuất khẩu đóng vai trò rất quan trọng Tuy nhiên , quá trình chế biến tôm đã thải ra một số lượng lượng phụ phẩm tương đối lớn chiếm đến 30-40% khối lượng nguyên liệu Đây là nguồn giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, khoáng và vitamin…nhưng cũng dễ gây ô nhiễm môi trường

Công nghệ thủy phân protein từ phụ phẩm của quá trình chế biến tôm bằng enzyme protease thương mại là một phương pháp tiên tiến và có hiệu quả trong việc thu hồi các chất dinh dưỡng từ phụ phẩm của công nghiệp chế biến tôm và đã được các nhà nghiên cứu khoa học trên thế giới quan tâm Sản phẩm thủy phân protein từ tôm có nhiều acid amin cũng như khoáng và vitamin rất cần thiết cho cơ thể, có giá trị dinh dưỡng cao nên có thể được ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm cho con người Tuy nhiên để ứng dụng sản phẩm thủy phân vào thực phẩm cần yêu cầu về thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân

Chính vì những lý do trên tôi quyết định làm đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân đến thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng.”

II Các vấn đề cần nghiên cứu

1 Nghiên cứu thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm thẻ chân trắng

2 Nghiên cứu ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân đến thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng

3 Nghiên cứu ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân thủy phân đến các đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng

III Quá trình thực hiện và kết quả nghiên cứu

Sau quá trình thực hiện và tìm hiểu đề tài, tôi đã từng bước giải quyết các vấn

đề đặt ra ban đầu Quá trình tìm hiểu đề tài thông qua các tài liệu trong nước và ngoài nước, tiếp xúc các anh chị có kinh nghiệm, giúp tôi có được nhiều kiến thức bổ ích và hữu hiệu trong thời gian làm đồ án

Đề tài xác định được giá trị dinh dưỡng và một số đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein đầu tôm thẻ chân trắng Từ kết quả đó cho phép ta định

Với hàm lượng protein cao, sản phẩm thủy phân protein đầu tôm thẻ chân trắng là nguồn dinh dưỡng tốt để bổ sung vào thực phẩm

IV.Định hướng phát triển đề tài

Cần nghiên cứu ứng dụng sản phẩm thủy phân protein vào một sản phẩm cụ thể

Cần tiếp tục nghiên cứu thêm các đặc tính chức năng khác để từ đó làm sở ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm trong lĩnh vực thực phẩm

LỜI CÁM ƠN

Để hoàn thành đồ án tốt đẹp, trước tiên tôi xin gửi tới toàn thể các thầy cô trong khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nha Trang lời chúc sức khỏe, lời chào trân trọng và lời cảm ơn sâu sắc nhất

Với sự quan tâm, dạy dỗ và chỉ bảo tận tình, chu đáo của thầy cô đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gian làm báo

cáo tốt nghiệp, đến nay em đã hoàn thành báo cáo tốt nghiệp, đề tài: “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân đến thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng”

Để có được kết quả này tôi xin đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành TS.Nguyễn Thị Mỹ Hương người đã trực tiếp hướng dẫn động viên tận tình chỉ bảo và có những góp ý bổ ích cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới tập thể cán bộ các phòng thí nghiệm Trung tâm thí nghiệm và thực hành – Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của nhiều giáo viên của khoa công nghệ thực phẩm cùng gia đình và bạn bè Qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người đã giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu

Và trên hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình và những người thân yêu luôn sát cánh bên tôi, hỗ trợ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể chuyên tâm học tập, làm việc và nghiên cứu

Nha trang ngày 30 tháng 6 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Lê Thị Ánh Nguyệt

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

TÓM TẮT ĐỒ ÁN ii

LỜI CÁM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH ix

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về phụ phẩm tôm .3

1.1.1 Tình hình đánh bắt và nuôi tôm ở Việt Nam .3

1.1.2 Tình hình chế biến và xuất khẩu ở Việt Nam .5

1.1.3 Phụ phẩm đầu tôm .8

1.1.3.1 Thành phần khối lượng phụ phẩm tôm 8

1.1.3.2 Thành phần hóa học phụ phẩm tôm .8

1.1.3.3 Tận dụng phụ phẩm tôm .10

1.2 Tổng quan về thủy phân protein bằng enzyme protease .12

1.2.1 Khái niệm về enzyme protease .12

1.2.2 Đặc tính của enzyme protease .13

1.2.3 Cơ chế hoạt động của enzyme .14

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme 14

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18

2.1 Sản phẩm thủy phân và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân .18

2.1.1 Các sản phẩm thủy phân .18

2.1.2 Đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein .19

2.2 Ứng dụng của sản phẩm thủy phân .25

2.2.1 Trong công nghiệp thực phẩm .25

2.2.2 Trong dược phẩm .26

2.2.3 Trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản .27

2.3 Tình hình nghiên cứu về sự thủy phân protein và đăc tính chức năng của sản phẩm thủy phân trong và ngoài nước .28

2.3.1 Các công trình nghiên cứu nước ngoài .28

2.3.2 Các công trình nghiên cứu trong nước .29

CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .32

3.1 Đối tượng nghiên cứu .32

3.1.1 Đầu tôm .32

3.1.2 Các loại enzyme .32

3.2 Phương pháp nghiên cứu .33

3.2.1 Xác định thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng .33

3.2.2 Sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng 33

3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân khác nhau đến thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm .35

3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân khác nhau đến đặc tính chức nắng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm .36

3.2.5 Phương pháp phân tích hóa học 37

3.2.6 Phương pháp xác định đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein 37

3.2.6.1 Xác định độ hòa tan của sản phẩm thủy phân protein theo Klompong và cộng sự ( 2006) 37

3.2.6.2 Xác định khả năng tạo bọt và khả năng ổn định bọt theo Amiza và cộng sự (2012) được mô tả như sau: 37

3.2.6.3 Xác định khả năng giữ nước của sản phẩm thủy phân protein theo phương pháp ly tâm được mô tả bởi Diniz and Martin (1997) 38

3.2.6.4 Xác định khả năng tạo nhũ tương theo Diniz và Martin, 1997 .38

3.2.7 Phương pháp xử lý số liệu .39

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40

4.1 Thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng 40

4.2 Ảnh hưởng của loại enzyme đến thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng .40

4.3 Ảnh hưởng của enzyme đến đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein tôm thẻ chân trắng .42

4.3.1 Ảnh hưởng của loại enzyme đến độ hòa tan của sản phẩm thủy phân protein đầu tôm thẻ chân trắng .42

4.3.2 Ảnh hưởng của loại enzyme đến khả năng tạo bọt của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng .43

4.3.3 Ảnh hưởng của loại enzyme đến khả năng tạo nhũ hóa của sản phẩm thủy phân

protein từ đầu tôm thẻ chân trắng .45

4.3.4 Ảnh hưởng của loại enzyme đến khả năng giữ nước của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng .48

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

KẾT LUẬN 50

ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

Tài liệu tiếng Việt 52

Tài liệu tiếng Anh 53

Trang web 56

PHỤ LỤC 57

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Kết quả sản xuất thủy sản năm 2017 4 Bảng 1.2: Thành phần khối lượng cơ bản của phụ phẩm tôm thẻ chân trắng 8 Bảng1.3: Thành phần hóa học cơ bản của phụ phẩm tôm thẻ chân trắng 9 Bảng 1.4: Mức độ ứng dụng của một số enzyme quan trọng trên thế giới (theo

Nguyễn Đức Lượng, 2004) 12 Bảng 4.1: Thành phần hóa học của đầu tôm 40 Bảng 4.2: Ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân đến thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng 40 Bảng 4.3: Khả năng tạo nhũ hóa của một số sản phẩm thủy phân protein từ cá 47

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 :Quá trình hydrat hóa của một protein ở trạng thái thô 23 Hình 3.1: Sơ đồ xác định thành phần hóa học của đầu tôm thẻ chân trắng 33 Hình 3.2: Quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ tôm thẻ chân trắng 34 Hình 3.3: Sơ đồ thí nghiệm ghiên cứu ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân khác nhau đến thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm 35 Hình 3.4: Sơ đồ thí nghiệm ghiên cứu ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân khác nhau đến thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm 36 Hình 4.1: Ảnh hưởng của loại enzyme đến độ hòa tan của sản phẩm thủy phân protein

từ đầu tôm thẻ chân trắng 42 Hình 4.2: Ảnh hưởng của loại enzyme đến độ tạo bọt của sản phẩm thủy phân protein đầu tôm thẻ chân trắng .44 Hình 4.3: Ảnh hưởng của loại enzyme đến khả năng tạo nhũ hóa của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng .46 Hình 4.4: Ảnh hưởng của loại enzyme đến khả năng giữ nước của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng .48

LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài

Hiện nay, ở nước ta ngành chế biến thủy sản đã trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn, chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Trong

đó, mặt hàng tôm được coi là một trong các mặt hàng xuất khẩu thủy sản chủ lực có mức tăng trưởng khá cao Tuy nhiên đi đôi với quá trình chế biến, một lượng phụ phẩm lớn được thải ra Đây là nguồn giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, khoáng

và vitamin…nhưng cũng dễ gây ô nhiễm môi trường Nếu không có cách xử lý nguồn nguyên liệu này sẽ dẫn đến ô nhiễm môi trường trầm trọng.Trước đây nó được xem và

xử lý như một loại chất thải Chi phí xử lý lượng phụ phẩm này rất lớn nhưng hiệu quả

xử lý thì không cao và kết quả nó vẫn ảnh hưởng đáng kể đến môi trường Ngày nay, với sự phát triển ngày càng cao của khoa học công nghệ, bên cạnh các sản phẩm chính, nguyên liệu còn lại bao gồm đầu và vỏ tôm cũng đã và đang được tận dụng một cách tối đa và hiệu quả như sản xuất bột đạm, thức ăn chăn nuôi, tách chiết astaxanthin, sản xuất chitin-chitosan Điều này không chỉ đem lại nguồn lợi ích to lớn cả về kinh tế

mà còn cả lợi ích xã hội và đặc biệt giải quyết được vấn đề môi trường

Công nghệ thủy phân protein từ phụ phẩm của quá trình chế biến tôm bằng enzyme protease thương mại là một phương pháp tiên tiến và có hiệu quả trong việc thu hồi các chất dinh dưỡng từ phụ phẩm của công nghiệp chế biến tôm và đã được các nhà nghiên cứu khoa học trên thế giới quan tâm

Sản phẩm thủy phân protein từ tôm có nhiều acid amin cũng như khoáng và vitamin rất cần thiết cho cơ thể, có giá trị dinh dưỡng cao nên có thể được ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm cho con người Khi sử dụng sản phẩm thủy phân protein bổ sung vào thực phẩm thì ứng với mỗi loại thực phẩm khác nhau, yêu cầu về thành phần hóa học và các đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân cũng khác nhau, vì vậy việc nghiên cứu thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân có thể nói là tiền đề cho các ứng dụng khác nhau của sản phẩm thủy phân protein đồng thời có thể giải quyết được lượng nguyên liệu còn lại sau chế biến và có thể tăng thêm giá trị nguyên liệu còn lại

Xuất phát từ những lý do trên và được sự hướng dẫn của T.S Nguyễn Thị Mỹ

Hương, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân đến

thành phần hóa học và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng”

Nội dung nghiên cứu

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

- Nghiên cứu ảnh hưởng của 4 loại enzyme thủy phân: Alcalase, Protamex, Flavourzyme và Tegalase đến thành phần hóa học của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng

- Nghiên cứu ảnh hưởng của 4 loại enzyme thủy phân: Alcalase, Protamex, Flavourzyme và Tegalase đến đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về phụ phẩm tôm

1.1.1 Tình hình đánh bắt và nuôi tôm ở Việt Nam

Thủy sản là một trong những mặt hàng xuất khẩu chính của xuất khẩu Việt Nam Theo báo cáo của Tổng cục Thủy sản, cả năm 2017, tổng sản lượng thủy sản đạt hơn 7,28 triệu tấn, tăng 5,6% so với năm 2016, bao gồm sản lượng thủy sản khai thác đạt gần 3,42 triệu tấn, tăng 5,7%; sản lượng thủy sản nuôi trồng trên 3,86 triệu tấn, tăng 5,5%; diện tích nuôi trồng 1,1 triệu ha Tỷ trọng sản lượng nuôi trồng chiếm 53,0% tổng sản lượng (năm 2016 là 54,2%).Trong số đó các sản phẩm từ tôm luôn chiếm vị trí rất quan trọng, hàng năm kim ngạch xuất khẩu của các mặt hàng này đem lại lớn Trong những năm gần đây, diện tích và sản lượng tôm nuôi không ngừng tăng, năm 2017, diện tích nuôi tôm nước lợ cả nước đạt 721,1 nghìn ha; tăng 3,8% so với năm 2016 trong đó diện tích tôm sú là 622,4 nghìn ha; tăng 3,7% và diện tích tôm chân trắng là 98,7 nghìn ha; tăng 4,7% so với năm 2016 [47]

Sản lượng tôm nước lợ năm 2017 đạt 683,4 nghìn tấn, tăng 4% so với năm

2016 trong đó sản lượng tôm sú 256,4 nghìn tấn; giảm 2,8% và sản lượng tôm chân trắng 427 nghìn tấn, tăng 8,5% so với năm 2016 [47]

Số lượng các cơ sở sản xuất giống tôm (Giống tôm nước lợ): Tính đến 31/10/2017, cả nước có 2.422 cơ sở sản xuất giống tôm nước lợ, trong đó 1.865 cơ sở sản xuất giống tôm sú và 566 cơ sở sản xuất giống tôm thẻ chân trắng.Tình hình nhập khẩu tôm bố mẹ và cung ứng giống: Tính đến ngày 10/11/2017, đã có tổng số 183.421 con tôm giống bố mẹ nhập khẩu được kiểm tra chất lượng (tương ứng với 337 lô hàng của 162 cơ sở nhập khẩu) Số lượng tôm bố mẹ được cung cấp chủ yếu từ Công ty SIS Hawaii, SIS Singaporevà Công ty CP - Thái Lan [47]

Bảng 1.1: Kết quả sản xuất thủy sản năm 2017 [47]

Đơn vị tính: Sản lượng (1.000 tấn), Diện tích: (1.000 ha), Số lượng tàu thuyền

(1.000 chiếc), Số lượng người (1.000 người), Giá trị kim ngạch (triệu USD),

GTSX (tỷ đồng)

TT Chỉ tiêu Kế hoạch

năm 2017

Thực hiện

2016

Ƣớc thực hiện

Đơn vị tính: Sản lượng (1.000 tấn), Diện tích: (1.000 ha), Số lượng tàu thuyền

(1.000 chiếc), Số lượng người (1.000 người), Giá trị kim ngạch (triệu USD),

GTSX (tỷ đồng)

TT Chỉ tiêu Kế hoạch

năm 2017

Thực hiện

2016

Ƣớc thực hiện

1.1.2 Tình hình chế biến và xuất khẩu ở Việt Nam

Theo VASEP, trong năm 2017, ngành tôm đƣợc xem là thắng lợi lớn tại thị

triệu USD, tăng 42,4% so với cùng kỳ năm ngoái Với kết quả này, EU vươn lên là thị trường nhập khẩu lớn nhất tôm Việt Nam, chiếm 22,2% tổng giá trị xuất khẩu tôm Việt Nam

Tính riêng ở các thị trường đơn lẻ trong khối EU, Hà Lan hiện là thị trường nhập khẩu lớn nhất tôm Việt Nam Trong 3 thị trường nhập khẩu chính tôm Việt Nam trong khối EU (Hà Lan, Anh và Đức), xuất khẩu sang Hà Lan tăng mạnh nhất 70,5% đạt 199,7 triệu USD; tiếp đó là Anh và Đức lần lượt có tốc độ tăng 54,5% và 5,9% [45]

Ngoài EU, xuất khẩu tôm sang Trung Quốc cũng có mức tăng tới 60,2% đạt 637,9 triệu USD trong 11 tháng năm 2017 Trong khi đó, xuất khẩu tôm sang Mỹ lại giảm 7,8% so với cùng kỳ năm 2016 Sự sụt giảm này chủ yếu là do thuế chống bán phá giá trong POR11 tăng cao Bên cạnh đó, Ấn Độ đẩy mạnh xuất khẩu tôm sang

Mỹ để bù đắp sự sụt giảm ở các thị trường chính khác khiến thị phần tôm Việt Nam trên thị trường Mỹ sụt giảm [45]

Sau khi tăng trưởng tốt trong năm 2017, xuất khẩu tôm 2018 tiếp tục đi lên ấn tượng Tháng 1, 2018 Việt Nam xuất khẩu tôm qua 49 thị trường, với kim ngạch xuất khẩu khoảng 264,8; tăng 33,2% so với cùng kì năm 2017.Xuất khẩu tôm sang tất cả các thị trường chính đều tăng trưởng dương trong đó xuất khẩu sang Australia tăng mạnh nhất 169,7% Hàn Quốc cũng là thị trường có mức tăng trưởng cao 81,3% Ba thị trường lớn nhất (EU, Mỹ, Nhật Bản) tăng trưởng lần lượt 13,4%; 12,1% và 3,7% [46]

Xuất khẩu tôm trong tháng đầu năm tăng trưởng tốt nhờ nhu cầu thị trường vẫn cao, giá tôm thế giới ổn định và có xu hướng tăng

Tôm chân trắng vẫn chiếm vị trí chủ đạo trong cơ cấu các sản phẩm tôm xuất khẩu của Việt Nam, chiếm 68,9%, tôm sú chiếm 18,5% và tôm biển 12,6% Trung Quốc là thị trường nhập khẩu tôm sú lớn nhất của Việt Nam với giá trị nhập khẩu 15,2 triệu USD tôm sú từ Việt Nam trong tháng 1 năm nay Trong khi Mỹ là thị trường nhập khẩu tôm chân trắng lớn nhất của Việt Nam với 29,4 triệu USD trong tháng 1 năm nay [46]

Đối với tôm chân trắng, giá trị xuất khẩu tôm chân trắng chế biến và tôm chân trắng sống/tươi/đông lạnh đều tăng 43% Đối với tôm sú, giá trị xuất khẩu tôm sú chế biến giảm 27% và tôm sú sống/tươi/đông lạnh giảm 4% [46]

EU vẫn là thị trường nhập khẩu lớn nhất của tôm Việt Nam, chiếm 18,6% tổng xuất khẩu tôm Việt Nam đi các thị trường Xuất khẩu tôm sang thị trường này trong tháng 1 năm nay đạt 49,4 triệu USD, tăng 13,4% so với cùng kỳ năm ngoái Xuất khẩu sang 3 thị trường chính trong khối (Hà Lan, Đức và Bỉ) đều tăng trưởng ở mức 2 con

số Xuất khẩu sang Hà Lan và Đức tăng lần lượt 65,1% và 62,2% trong khi xuất khẩu sang Bỉ tăng trưởng thấp hơn đạt 29% [46]

EU được coi là thị trường hoạt động sôi nổi nhất của tôm Việt Nam trong năm

2017 Bước sang năm 2018, xuất khẩu sang thị trường này vẫn duy trì xu hướng đi lên Xuất khẩu tôm Việt Nam sang thị trường EU hiện khá thuận lợi do tôm Ấn Độ (đối thủ chính của Việt Nam tại EU) bị cảnh báo nhiễm kháng sinh và đối mặt với nguy cơ

EU cấm nhập khẩu nên tôm Việt Nam được lựa chọn thay thế Bên cạnh đó, tôm Việt Nam có lợi thế được hưởng GSP từ EU mà Thái Lan và Trung Quốc không có Hiện tại, mức thuế GSP mà EU dành cho Việt Nam đối với tôm nguyên liệu đông lạnh là 4,2%; tôm chế biến đông lạnh là 7% [46]

Đặc biệt, Hiệp định Thương mại Tự do Việt Nam với Liên minh Châu Âu (EVFTA) đang trong giai đoạn chuẩn bị có hiệu lực Việt Nam sẽ có thêm cơ hội đẩy mạnh XK tôm sang EU sau khi Hiệp định này có hiệu lực Theo cam kết, sau khi Hiệp định có hiệu lực, hàng hóa Việt Nam trong đó có mặt hàng tôm sẽ được hưởng thuế ưu đãi đặc biệt [46]

Nhật Bản là thị trường nhập khẩu tôm lớn thứ hai của Việt Nam, chiếm 17% tổng kim ngạch xuất khẩu tôm của Việt Nam đi các thị trường Giá trị xuất khẩu sang Nhật Bản trong tháng 1 năm nay đạt gần 45 triệu USD, tăng 3,7% so với cùng kỳ năm 2017.Nhật Bản được coi là thị trường có sức tiêu thụ ổn định nhất trong số các thị trường chính nhập khẩu tôm Việt Nam Thị trường Nhật Bản đang có nhu cầu nhập khẩu cao đối với tôm Việt Nam, tỷ giá đang có lợi khiến cho tôm nhập khẩu từ Việt Nam rẻ hơn các nước khác Bên cạnh đó, các doanh nghiệp xuất khẩu có nhiều cải thiện về chất lượng và quy cách chế biến sản phẩm nên chinh phục được thị trường Nhật Bản [46]

Trong tháng 1/2018, Mỹ vươn lên vị trí thứ 3 từ vị trí thứ 4 trong năm 2017 Xuất khẩu sang Mỹ trong tháng này đạt 40,7 triệu USD, tăng 12% so với cùng kỳ năm

2017 [46]

Xuất khẩu sang Mỹ sụt giảm do các doanh nghiệp bị áp thuế chống bán phá giá khi xuất khẩu vào thị trường này Bên cạnh đó, Ấn Độ đẩy mạnh xuất khẩu tôm sang

Mỹ để bù đắp sự sụt giảm ở các thị trường chính khác khiến thị phần tôm Việt Nam trên thị trường Mỹ sụt giảm [46]

Trong tháng 1 năm nay, xuất khẩu tôm sang Australia tăng trưởng ấn tượng 169,7% đạt gần 11 triệu USD Nhu cầu nhập khẩu tôm từ thị trường khá lớn do sản lượng tôm đánh bắt và chế biến trong nước hạn chế vì nhân công cao Tiêu thụ tôm tăng nhanh trong khi nguồn cung trong nước không đủ đáp ứng nhu cầu [46]

Mới đây, Bộ Nông nghiệp và Tài nguyên Australia đã cử đoàn công tác sang Việt Nam để đánh giá quy trình, chất lượng sản xuất tôm của Việt Nam Chất lượng sản phẩm tôm Việt Nam được phía nhà nhập khẩu Australia đánh giá là rất tốt Những đánh giá ban đầu về quy trình sản xuất an toàn, chất lượng đã cho thấy triển vọng xuất khẩu tôm nguyên con của Việt Nam sang Australia [46]

1.1.3 Phụ phẩm đầu tôm

1.1.3.1 Thành phần khối lượng phụ phẩm tôm

Phụ phẩm tôm bao gồm đầu tôm, vỏ tôm và đuôi tôm Ngoài ra trong quá trình sản xuất còn có các mảnh tôm đứt gẫy nhưng số lượng ít Chủ yếu vẫn là đầu tôm và vỏ tôm

Bảng 1.2: Thành phần khối lượng cơ bản của phụ phẩm tôm thẻ chân

1.1.3.2 Thành phần hóa học phụ phẩm tôm

Thành phần hóa học của dịch ép đầu tôm thẻ chân trắng:

 Protein trong đầu tôm tồn tại ở 2 dạng:

+ Dạng tự do: dạng này tồn tại trong nội tạng tôm hay trong cơ thịt

+ Dạng liên kết: đây là protein không hòa tan, thường liên kết với chitin, calci carbonate, với lipid tạo thành lipoprotein, sắc tố tạo proteincarotenoid như một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ tôm

 Enzyme:

Trong đầu tôm chứa một lượng không nhỏ enzyme nội tại, đó là enzyme protease Nó tồn tại trong nội tạng nên chủ yếu nằm trong đầu tôm Hoạt độ enzyme protease của đầu tôm khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/g tươi Ngoài ra còn có enzyme alkaline phosphatesa, chitinase, -N-acetyl glucosamidase

 Chitin: tồn tại dưới dạng liên kết với protein, khoáng và những hợp chất hữu cơ khác

 Khoáng: trong thành phần đầu tôm có chứa một lượng muối vô cơ, chủ yếu là calci carbonate

 Sắc tố: sắc tố trong đầu tôm cũng như vỏ tôm chủ yếu là astaxanthin Chất này kết hợp với protein một cách chặt chẽ Nhờ liên kết này mà thành phần astaxanthin trong vỏ được bảo vệ, khi liên kết giữa astaxanthin và protein không còn nữa thì astaxanthin dễ dàng tách ra ô trạng thái tự do và bị oxy hóa thành astaxin

 Chất ngấm ra ở đầu tôm: Trymethylamin ( TMA), Trymethylaminoyt (TMAO), Betain, Bazo purin, các acid amin tự do, ure

 Ngoài các thành phần trên trong đầu tôm còn có nước, lipid, photphat

Bảng1.3: Thành phần hóa học cơ bản của dịch ép tôm thẻ chân trắng [15]

Chỉ tiêu phân tích Giá trị(% theo chất khô

Từ kết nghiên cứu cho thấy, hàm lượng protein trong phụ phẩm rất lớn Protein tôm là protein hoàn hảo Vì vậy việc tận thu protein này là cần thiết

1.1.3.3 Tận dụng phụ phẩm tôm

a) Sản xuất thức ăn chăn nuôi

Hiện nay ở nước ta đa số sử dụng phụ phẩm tôm đông lạnh để sản xuất thức ăn chăn nuôi Rất nhiều các sản phẩm thức ăn chăn nuôi nổi tiếng trên thị trường đều chứa thành phần chủ yếu là bột tôm, chiếm tới 30% Bột tôm được chế biến tốt có chứa axit amin tương tự như axit amin trong đậu tương hay trong bột cá Do vậy việc

xử lý và chế biến phụ phẩm có ý nghĩa rất quan trọng trong sản xuất bột tôm có chất lượng cao Công nghệ chế biến không phù hợp thì sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

Có 2 phương pháp hiện đang được sử dụng để chế biến phụ phẩm:

Phương pháp sấy khô bằng nhiệt: phương pháp này 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, gia trị dinh dưỡng không cao

Phương pháp ủ xi lô: ở phương pháp này người ta sử dụng axit hữu cơ và vô cơ trong việc ủ nhằm tăng tác động của enzyme khử trùng và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật Sau khi ủ tiến hành trung tính bằng các chất kiềm, chất ủ được dùng làm thức

ăn chăn nuôi Phương pháp này có ưu điểm là chất lượng tốt nhưng giá thành cao và phức tạp

b) Sản xuất bột màu astaxanthin

Biện pháp này cũng là một hướng đi đem lại giá trị cao cho nguồn phụ phẩm 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 (như cua, tôm càng, tôm sú, tôm hùm), cá hồi, cá tráp hồng, một số cá có màu đỏ và trong lông của một số loài chim 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 ester với các acid béo không no mạch dài, hoặc dưới dạng phức carotenoprotein của

di-đồng phân quang học (3S, 3‟S) Hàm lượng astaxanthin trong vỏ tôm, cua thay đổi đáng kể tùy theo loài ( từ 10 – 140mg/kg trọng lượng ướt)

Trong vỏ giáp xác astaxanthin tham gia vào trong thành phần của lipoprotein, astaxanthin tồn tại ở dạng liên kết với protein và dễ bị tách ra dưới tác dụng của nhiệt

Astaxanthin có màu đỏ, hòa tan trong dung môi hữu cơ: ete, aceton, cồn và dễ

bị tách ra dưới tác dụng của nhiệt, oxy không khí

c) Sản xuất chitin-chitosan

Đây là biện pháp sử dụng phụ phẩm chính không chỉ ở Việt Nam mà hầu hết các nước trên thế giới Sử dụng phụ phẩm 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

Trong động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn Chitin

có cấu trúc thuộc họ polysaccharide, hình thái tự nhiên ở dạng rắn

Nó là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza Cấu trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza Trong động vật bậc cao monome của chitin là một thành phần chủ yếu trong mô da nó giúp cho sự tái tạo và gắn liền các vết thương ở da Trong thực vật chitin có ở thành tế bào nấm họ zygenmyctes, các sinh khối nấm mốc, một số loại tảo

d) Sản xuất bột đầu tôm

Sản xuất bột đầu tôm Bột đầu tôm được sản xuất từ nguồn phế liệu tôm và những nguồn nguyên liệu tôm chất lượng thấp như tôm đứt gẫy, tôm đã bắt đầu biến màu và tôm nhỏ, tôm vụn Đây là một nguồn protein động vật tốt cho gia súc Bột đầu tôm có khoảng 33 – 34% protein Ngoài ra bột đầu tôm giàu canxi 5,2%, photpho 0,9% và các nguyên tố vi lượng khác

Bột đầu tôm hiện nay được chế biến bằng cách thủ công Nếu là tôm lớn thì người ta dùng tay để bóc vỏ và đầu ra khỏi thân tôm Phần thịt tôm được sấy hoặc phơi khô là phần chính phẩm, còn phần vỏ và đầu được phơi nắng là phần phụ phẩm được dùng cho chăn nuôi Còn nếu là tôm loại nhỏ thì tôm được cho vào bao 50 kg rồi dùng

cây để đập dập cho đầu tôm tách khỏi thân tôm Phần thân tôm được tách riêng bằng cách cho tất cả lên một sàn lớn, rồi dùng tay chà xát để tách riêng ra từng phần một

Bột đầu tôm có những phần đen với những màu khác nhau như: vàng nhạt, hồng, cam và có mùi rất đặc trưng Có hai loại bột đầu tôm, loại có nhiều vỏ và loại có nhiều thịt

Bột đầu tôm chứa nhiều vỏ là loại bột sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi như thức ăn cho tôm, cá Bột đầu tôm có nhiều thịt và được sản xuất với công nghệ cao hơn được ứng dụng trực tiếp làm thực phẩm cho người Các sản phẩm như bột canh tôm hay các sản phẩm từ surimi có bổ sung bột tôm vừa tăng giá trị dinh dưỡng vừa tạo mùi đặc trưng của sản phẩm Ứng dụng bày không chỉ nâng cao được giá trị cho phụ phẩm tôm mà còn đa dạng hóa được sản phẩm thực phẩm

1.2 Tổng quan về thủy phân protein bằng enzyme protease

1.2.1 Khái niệm về enzyme protease

Enzyme là chất xúc tác sinh học mang bản chất protein do tế bào sinh ra, có khả năng xúc tác cho các phản ứng hóa học xảy ra nhanh chóng trong điều kiện sinh lý bình thường của cơ thể sống và chỉ cần một lượng nhỏ cũng xúc tác để chuyển hóa một lượng cơ chất lớn Bản thân enzyme không bị thay đổi khi phản ứng hoàn thành

Enzyme có hoạt tính mạnh, tốc độ phản ứng nhờ xúc tác enzyme rất lớn, thường gấp 109 – 1011 lần tốc độ của các phản ứng nhờ xúc tác hóa học

Từ khi phát hiện ra enzyme protease và khả năng chuyển hóa của nó, người ta

đã ứng dụng nó vào nhiều trong công nghiệp và sản xuất

Bảng 1.4: Mức độ ứng dụng của một số enzyme quan trọng trên thế giới (theo

Qua số liệu bảng 1.4 cho thấy, protease là enzyme được sử dụng nhiều trên thế giới, đây là một hướng cải tiến chất lượng sản phẩm thủy phân từ protein Tính chất và chất lượng của các sản phẩm thủy phân được xác định thông qua độ thủy phân và cấu trúc của các peptid tạo thành Điều này phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của protein và tính đặc hiệu của enzyme sử dụng cũng như việc kiểm soát các thông số của quá trình thủy phân như nhiệt độ, pH… nó sẽ làm giảm các phụ phẩm của quá trình thủy phân

và cải thiện các tính chất của sản phẩm thủy phân này Giá trị dinh dưỡng của protein được giữ nguyên hay tăng lên khi thủy phân bằng enzyme, protein bị cắt mạch tạo thành các peptid hay các axit amin

1.2.2 Đặc tính của enzyme protease

Đặc tính của enzyme: enzyme có tính đặc hiệu cao

Tính đặc hiệu là khả năng chọn lọc cao của enzyme khi xúc tác Đây là đặc tính khác biệt rõ nhất của nó so với các chất vô cơ khác Tính đặc hiệu này thể hiện:

- Đặc hiệu kiểu phản ứng: là enzyme chỉ xúc tác một kiểu phản ứng nhất định để

chuyển hóa một chất nhất định Phần nhiều mỗi enzyme đều có tính đặc hiệu với một loại phản ứng nhất định Những chất có khả năng xảy ra nhiều loại phản ứng hóa học thì mỗi loại phản ứng ấy phải do một enzyme đặc hiệu xúc tác[8] Ví dụ: amino acid

có khả năng xảy ra phản ứng khử carboxyl, phản ứng khử amin bằng cách oxy hóa và phản ứng vận chuyển nhóm amin, mỗi phản ứng ấy cần có một enzyme đặc hiệu tương ứng xúc tác theo thứ tự là decarboxylase, aminoacid oxydase và aminotransferase

- Đặc hiệu cơ chất: mỗi enzyme chỉ xúc tác cho sự chuyển hóa một hoặc một số

chất nhất định Mức độ đặc hiệu cơ chất của các enzyme khác nhau không giống nhau Với cơ chất enzyme đòi hỏi ở hai mức độ:

 Đặc hiệu cơ chất tuyệt đối: Là khả năng xúc tác của enzyme đồi với một

cơ chất nhất định Ngoài cơ chất này ra, enzyme này không có khả năng xúc tác đối với một cơ chất nào khác nữa.[8]

 Đặc hiệu cơ chất tương đối: Là khả năng xúc tác của enzyme tác dụng lên một liên kết hóa học nhất định [8]

- Đặc hiệu quang học (đặc hiệu lập thể): Hầu như tất cả các enzyme đều có tính

đặc hiệu không gian rất chặt chẽ, nghĩa là enzyme chỉ tác dụng với một trong

hai dạng đồng phân không gian của cơ chất Enzyme chỉ tác dụng với một trong hai dạng đồng phân quang học của các chất [8]

1.2.3 Cơ chế hoạt động của enzyme

Enzyme là chất xúc tác sinh học nên trước tiên chúng vẫn mang đầy đủ các đặc điểm của chất xúc tác nói chung

Các phản ứng hóa học chỉ có thể xảy ra khi phân tử các chất tham gia phản ứng phải va 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 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 số năng lượng hoạt hóa của chúng nhỏ hơn trường hợp không có chất xúc tác [2]

Sự tạo thành phức enzyme và cơ chất (ES) và biến đổi phức này tạo thành sản phẩm (P) trải qua 3 giai đoạn sau [2]:

- Trong giai đoạn thứ nhất : enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết

yếu tạo thành phức enzyme cơ chất ES không bền, phản ứng này xảy ra

nhanh và đòi hỏi năng lượng hoạt hóa thấp

- Trong giai đoạn thứ hai : xảy ra sự biến đổi cơ chất dẫn đến sự kéo

căng và phá vỡ các liên kết đồng hóa trị tham gia phản ứng này Kết

quả là làm cho cơ chất được hoạt hóa dễ dàng tham gia phản ứng hơn

- Trong giai đoạn thứ ba : sản phẩm được tạo thành và enzyme được

giải phóng dưới dạng tự do

Quá trình thủy phân protein diễn ra như sau [2]:

Protein enzyme protease polypeptide enzyme peptid enzyme axit amin

Như vậy tùy vào mức độ và thời gian thủy phân mà chúng ta thu được các sản phẩm khác nhau

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme

Trong quá trình thủy phân đầu tôm bằng enzyme protease, các yếu tố ảnh

hưởng tới quá trình thủy phân như nhiệt độ, pH, thời gian, diện tích tiếp xúc, nồng độ enzyme, nồng độ cơ chất

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Bản chất của enzyme là protein nên khi tăng hay

giảm nhiệt độ thường ảnh hưởng tới hoạt tính của enzyme và Enzyme chỉ thể hiện hoạt tính cao nhất ở một giới hạn nhiệt độ nhất định Thông thường đối với đa số enzyme thì nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 40 † 50oC, khi nhiệt độ lớn hơn

70oC đa số enzyme bị mất hoạt tính Do vậy nhiệt độ 70oC gọi là nhiệt độ tới hạn của enzyme

Trong khoảng nhiệt độ thích hợp cho hoạt độ của enzyme, nếu nhiệt độ tăng 10oC thì tốc độ thủy phân của enzyme tăng từ 1,5 - 2 lần Nhiệt độ thích hợp đối với một enzyme có thể thay đổi khi có sự thay đổi về pH và cơ chất

- Ảnh hưởng của pH: Enzyme rất nhạy cảm đối với sự thay đổi của pH

Mỗi enzyme chỉ hoạt động ở một vùng pH nhất định gọi là pH tối thích pH tối thích của đa số enzyme nằm trong vùng trung tính, axit yếu hoặc kiềm yếu, chỉ rất ít enzyme hoạt động mạnh trong vùng axit hay kiềm Phế liệu tôm có thể bị thủy phân bởi enzyme protease có sẵn trong đầu tôm vì thế chúng ta phải chọn enzyme nào đóng vai trò là enzyme chính xúc tác cho quá trình thủy phân để tạo môi trường có

pH thích hợp cho nó hoạt động và hạn chế ảnh hưởng của các enzyme khác

- Ảnh hưởng của thời gian: Thời gian thủy phân ảnh hưởng đến hiệu quả của

quá trình thủy phân và chất lượng của sản phẩm thu được Thời gian tác dụng kéo dài thì enzyme có điều kiện để cắt mạch triệt để, dẫn đến sự biến đổi sâu sắc của cơ chất Nhưng nếu kéo dài thời gian thủy phân quá mức sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động làm sản sinh ra nhiều sản phẩm cấp thấp như: NH2, H2S, indol, skatol, …đồng thời làm giảm hoạt tính sinh học của dịch thủy phân Nhưng khi rút ngắn thời gian thủy phân, sự thủy phân protein chưa triệt để dẫn tới độ thủy phân thấp, gây lãng phí nguyên liệu và gây khó khăn cho khâu lọc để thu dịch protein Vì vậy, tùy vào mục đích sử dụng sản phẩm thủy phân protein mà có thời gian thủy phân thích hợp

- Ảnh hưởng của các chất hoạt hoá: Chất hoạt hoá là những chất khi có mặt

trong phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme, các chất này có bản chất hoá học khác nhau, có thể là ion kim loại, anion hoặc các chất hữu cơ Tuy nhiên các chất hoạt hoá chỉ có tác dụng trong giới hạn nồng độ xác định Khi dùng quá nồng độ

cho phép, hoạt độ enzyme sẽ giảm

- Ảnh hưởng của các chất kìm hãm: Chất kìm hãm (hay chất ức chế) là những

chất vô cơ hay hữu cơ mà khi có sự hiện diện của chúng, enzyme có thể bị giảm hoặc mất hoạt tính Với mỗi enzyme ta có các chất kìm hãm khác nhau, vì vậy khi sử dụng enzyme ta phải biết rõ các chất kìm hãm của nó để điều chỉnh phản ứng

- Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: Khi thủy phân diện tích tiếp xúc giữa

enzyme và cơ chất cũng ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân Để tạo điều kiện cho enzyme protease hoạt động tốt người ta thường xay nhỏ phụ phẩm tôm Khi diện tích tiếp xúc giữa enzyme protease với protein càng lớn thì quá trình thủy phân càng dễ dàng và ngược lại

- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: Trong điều kiện thừa cơ chất, nếu càng

tăng nồng độ enzyme protease thì quá trình thủy phân xảy ra càng mãnh 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

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Khi enzyme protease kết hợp với cơ chất là

phế liệu tôm, sẽ tạo thành phức trung gian enzyme và cơ chất Khi cơ chất protein đầu tôm tạo phức với enzyme protease sẽ bị thay đổi cả cấu trúc không gian, cả về mức độ bền vững của liên kết Kết quả là các liên kết bị phá vỡ và tạo ra sản phẩm thủy phân và giải phóng enzyme Quá trình này cứ tiếp tục xảy ra đến khi cơ chất hết, nếu nồng độ cơ chất thích hợp với lượng enzyme sẽ làm cho quá trình thủy phân diễn

ra đều đặn, nhanh chóng

Độ tươi của nguyên liệu: Độ tươi của phế liệu tôm có vai trò quan trọng quyết

định đến chất lượng của dịch thủy phân, sản phẩm protein thu hồi từ quá trình thủy phân và chitin, đặc biệt hoạt tính sinh học của sản phẩm thủy phân giảm đi đáng kể

Độ tươi của phế liệu tôm giảm thì chất lượng của protein giảm do có sự phân hủy protein trong đầu tôm tạo thành những sản phẩm cấp thấp như: indol, scaptol, H2S,

NH3…gây ra mùi khó chịu cho sản phẩm

Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung vào hỗn hợp thủy phân: Nước là yếu tố ảnh

hưởng quan trọng 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 nguyên liệu đầu tôm 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

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Sản phẩm thủy phân và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân

2.1.1 Các sản phẩm thủy phân

 Dịch thủy phân protein

Dịch thủy phân protein là sản phẩm của quá trình thủy phân, khi cô đặc thì chúng sẽ thành dịch protein cô đặc

Dịch thủy phân thường có màu vàng nhạt, trong suốt, có mùi thơm đặc trưng, thoảng mùi cá

Thành phần chủ yếu của dịch thủy phân protein là các acid amin, các peptid Ngoài ra thì trong dịch thủy phân protein còn chứa một lượng nhỏ khoáng và lipid

 Bột thủy phân protein

Bột thủy phân protein cũng là một trong các dạng của quá trình thủy phân từ tôm

và cá Dịch thủy phân protein được đem đi sấy phun hoặc sấy chân không thăng hoa thì thu được bột thủy phân protein (bột protein hòa tan) Thực chất của quá trình sản xuất bột protein từ tôm bằng phương pháp sử dụng protease là quá trình thủy phân protein để tạo các peptide và các acid amin dưới tác động của hệ protease nội tại và enzyme bổ sung từ ngoài vào

Bột thủy phân protein có hàm lượng protein cao, có giá trị dinh dưỡng cao, dễ hấp thu

Bột thủy phân protein có màu trắng ngà, vàng nhạt hay vàng nâu tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu Mùi thơm đặc trưng, khi cho vào nước dễ tan

Bột thủy phân protein thường được sản xuất từ các loài cá kém giá trị kinh tế hoặc

từ các phụ phẩm

 Các sản phẩm phụ từ quá trình thủy phân protein

Bột protein không tan: Là lớp dưới cùng sau khi ly tâm hỗn hợp sau thủy phân, được đem đi sấy khô và xay nghiền Trong bột cặn chứa phần lớn là protein không tan, lipid và chất khoáng

Bột khoáng: Là phần xương thu được sau quá trình thủy phân Sau khi thủy phân hỗn hợp được đem đi lọc để tách xương và rửa sạch Sau đó đem đi sấy khô và xay

nghiền thành bột khoáng Trong bột khoáng có chứa các nguyên tố Ca, Mg, P…

Đối với sản phẩm thủy phân protein từ cá còn có dầu cá: Là lớp trên cùng thu được sau khi ly tâm hỗn hợp sau thủy phân Lượng dầu thu được phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu Trong dầu cá có chứa các acid béo như docosahexaenoic (DHA) và eicosapentaenoic (EPA)… rất tốt cho sức khỏe

2.1.2 Đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein

Nguồn phụ phẩm từ công nghiệp chế biến thủy sản là nguồn giàu protein Chúng thường được chế biến thành các sản phẩm như bột đầu tôm, dùng làm thức ăn gia súc, nuôi trồng thủy sản hoặc sản xuất thành sản phẩm thủy phân protein

Sản phẩm thủy phân protein từ tôm giàu giá trị dinh dưỡng với hàm lượng acid amin cao và có các đặc tính chức năng mà có thể ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm nên được các nhà khoa học chú ý tới Ngày nay nhờ việc nghiên cứu giá trị dinh dưỡng và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein mà phạm vi ứng dụng của chúng được mở rộng trong công nghiệp thực phẩm sử dụng cho con người

Một số đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein là: Độ hòa tan, khả năng tạo bọt và ổn định bọt, khả năng giữ nước, khả năng tạo nhũ tương, khả năng chống oxy hóa… Mỗi đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nguyên liệu thủy phân, phương pháp thủy phân (sinh học, hóa học), chế độ thủy phân…

Quá trình thủy phân bằng enzyme còn đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng đến các đặc tính chức năng khác như khả năng tạo bọt, khả năng tạo nhũ tương…[35]

Bằng việc nghiên cứu sự ảnh hưởng và kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính chức năng ta sẽ tạo ra được sản phẩm thủy phân protein thích hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau trong thực phẩm, y học…

 Độ hòa tan:

Độ hòa tan là một trong những đặc tính quan trọng nhất của sản phẩm thủy phân protein, đặc biệt đối với sản phẩm thủy phân protein được sử dụng trong các thức uống Nhiều đặc tính khác như khả năng nhũ hóa và tạo bọt bị ảnh hưởng bởi độ hòa tan

Sự thủy phân protein bằng enzym làm tăng độ hòa tan của protein Sản phẩm này có tính tan tăng đáng kể so với nguyên liệu ban đầu, nguyên nhân chính là do quá trình thủy phân đã tạo ra nhiều peptit nhỏ hơn và các axit amin, làm lộ ra các nhóm phân cực, như nhóm amin (-NH2) và nhóm carboxyl (-COOH), thúc đẩy sự tương tác với nước Sự gia tăng của các nhóm amin và carboxyl cuối mạch làm gia tăng lượng nước hấp thu, tăng khả năng hòa tan trong nước của sản phẩm

Độ hòa tan của protein dưới một tập hợp các điều kiện là trạng thái nhiệt động lực học của trạng thái cân bằng giữa protein/protein và protein/sự tương tác của dung môi Nó có liên quan đến sự thay đổi năng lượng tự do phát sinh từ sự tương tác của các phần kỵ nước và ưa nước trên bề mặt protein với xung quanh dung môi Các yếu

tố ảnh hưởng đến khả năng hòa tan protein bao gồm các thuộc tính của cả protein và dung môi, nồng độ, pH của môi trường, cường độ ion và nhiệt độ Thay đổi pH sẽ làm thay đổi lực hút và lực đẩy của các protein và khả năng liên kết giữa protein với nước[44]

Đặc tính hòa tan rất hữu ích để xác định điều kiện tối ưu cho việc chiết xuất và tinh chế protein từ các nguồn tự nhiên và phân chia các protein khác nhau Ngoài

ra khả năng hòa tan trong các điều kiện khác nhau còn dự báo cho các ứng dụng tiềm năng khác của protein

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hòa tan của protein:[14]

Nhóm COOH của acid aspartic, acid glutamic Nhóm NH2 của lysine

Nhóm OH của Serine, Threonine

- Bản chất dung môi:

Dung môi có vai trò làm thay đổi khả năng ion hóa do đó làm thay đổi độ hòa tan của protein Các dung môi như etanol, axeton khi thêm vào dung dịch nước protein sẽ làm giảm hằng số điện môi của môi trường Các lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử protein sẽ giảm do đó làm protein tập hợp lại và kết tủa

-Nồng độ muối trung tính:

Muối trung tính và protein có sự cạnh tranh lớp vỏ hydrat do đó tùy thuộc vào nồng độ muối trung tính sẽ ảnh hưởng mức độ hòa tan của protein Các ion muối trung tính (0,5–1M) sẽ tác dụng với các phần tích điện của protein do đó làm giảm lực hút tĩnh điện giữa các nhóm tích điện ngược dấu đứng cạnh nhau Ngoài ra sự sonvat hóa phân tử protein nhờ các ion muối cũng sẽ làm tăng tính tan của protein

Ở nồng độ muối cao (trên 1M), các phân tử nước không đủ để sonvat hóa protein

vì chúng đã liên kết gần hết với muối Tương tác protein – protein sẽ trội hơn tương tác protein – nước, protein sẽ tập hợp và kết tủa.[10]

- Nhiệt độ và pH:

Độ hòa tan của protein tăng khi nhiệt độ tăng từ 0 đến 50oC Ở nhiệt độ cao hơn

50oC, chuyển động nhiệt của các phân tử protein đủ lớn để phá vỡ các liên kết vốn làm bền cấu trúc bậc 2 và 3 của protein do đó protein sẽ tập hợp lại

Khi pH cao hoặc thấp hơn điểm đẳng điện, protein sẽ tích điện âm hoặc dương, khi đó các phân tử nước sẽ tương tác với những phần tích điện này do đó góp phần làm cho protein hòa tan Quá trình thủy phân làm gia tăng số lượng các nhóm phân cực, thúc đẩy sự tương tác với nước hay nói cách khác ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của sản phẩm thủy phân protein [35]

Thông thường, các thực phẩm dạng lỏng và giàu protein thì người ta mong muốn protein phải ở trạng thái hòa tan cao Vì vậy, độ hòa tan là một chỉ số rất quan trọng đối với protein được sử dụng trong đồ uống Chẳng những thế người ta còn mong muốn các protein này tan được trong các pH khác nhau và bền nhiệt Biết được khả năng hòa tan của protein trong các điều kiện khác nhau cũng sẽ là những gợi ý tốt trong việc định hướng ứng dụng protein này

 Khả năng tạo bọt

Bọt thực phẩm là hệ phân tán của các bọt khí trong một pha liên tục lỏng hoặc bán rắn có chứa một chất hoạt động bề mặt hòa tan Trong nhiều trường hợp, khí là không khí, thường là khí cacbonic và pha liên tục là một dung dịch hoặc một huyền phù nước chứa protein Sự hình thành bọt có liên quan đến sự di chuyển, khuếch tán

và sắp xếp lại cấu trúc của các phân tử protein tại bề mặt nước-không khí [43]

Sự hình thành bọt bao gồm sự khuếch tán các protein hòa tan đến bề mặt liên pha không khí/nước Tại đây chúng tự giãn mạch, tự tập trung và tự trãi ra một cách nhanh chóng để làm giảm sức căng bề mặt liên pha Thường thì các phân tử mềm dễ uốn nghèo cấu trúc bậc hai và bậc ba (chẳng hạn casein β) sẽ có tác dụng một cách có hiệu quả như là một chất hoạt động bề mặt Một sự giãn mạch thích hợp các protein hình cầu bằng cách gia nhiệt vừa phải bởi các tác nhân biến tính sẽ làm tăng khả năng tạo bọt Thường có một mối liên quan trực tiếp giữa độ ưa béo bề mặt của một protein và khả năng làm giảm sức căng bề mặt liên pha của nó Các dẫn xuất ưa béo của các casein và protein khác có khả năng tạo bọt rất tốt vì chúng định hướng và trãi

ra ở bề mặt liên pha không khí/nước rất dễ dàng [14]

Còn để có bọt bền thì màng mỏng protein tạo thành xung quanh mỗi bọt khí phải dày, cố kết, đàn hồi liên tục và không thấm khí Dường như các protein hình cầu có khối lượng phân tử cao và khó bị giãn mạch ở bề mặt sẽ tạo được những màng hấp thụ dày do đó làm cho bọt bền Có thể để tạo ra lớp bọt mỏng bền như thế thì nhiều lớp protein đã bị giãn mạch từng phần trước tiên phải tự liên hợp lại với nhau ở bề mặt liên pha bằng các tương tác ưa béo và có thể bằng liên kết hydro và liên kết tĩnh điện nữa [14]

Các tính chất như khả năng tạo bọt và khả năng ổn định bọt quyết định các ứng dụng trong công nghiệp của sản phẩm thủy phân protein Trong ngành công nghiệp thực phẩm, việc dự đoán chính xác các đặc tính tạo bọt có một tác động đáng kể vào quá trình chế biến và chất lượng của một số sản phẩm

Một số sản phẩm thực phẩm thường được chuyển đổi sang pha bọt trước khi được tiếp tục xử lý Bước sấy khô của bột sữa, bột cà phê và bột trứng phụ thuộc phần lớn vào giai đoạn tạo bọt trước đó [44]

khô

Hấp thụ các phân tử nước bởi các phần

có cực

Hấp thụ nước thành một lớp dày

Ngưng tụ thành nước lỏng

Trương

nở

Sonvat

hóCác hạt

không tan

và bị trương phồng

và phân tán

Dung dịch

 Khả năng giữ nước

Khả năng giữ nước của protein có vai trò quan trọng đối với công nghiệp thực phẩm bởi vì nó ảnh hưởng đến cả đặc tính cảm quan và kinh tế của sản phẩm Sự thủy phân protein làm thay đổi khả năng hấp thu và giữ phân tử nước của protein Sự tăng của các nhóm phân cực như -COOH và -NH2 trong quá trình thủy phân có ảnh hưởng đáng kể đến lượng nước hấp thu Do đó sản phẩm thủy phân protein có khả năng liên kết và giữ nước tốt

Quá trình hydrat hóa của một protein ở trạng thái khô thể hiện trên hình 2.1 như sau:

Rất nhiều sản phẩm thực phẩm là những hệ thống chất rắn ngậm nước do đó tính chất lý hóa, tính chất lưu biến và cả tính chất cảm quan của chúng sẽ phụ thuộc vào

sự tương tác của protein và các hợp phần khác với nước nghĩa là phụ thuộc vào khả năng hydrat hóa Hơn nữa các sản phẩm thực phẩm protein dạng khô khi sử dụng cũng phải được hydrat hóa Như vậy quá trình hydrat hóa và tái hydrat hóa là rất phổ biến trong thực phẩm

Hình 2.1 :Quá trình hydrat hóa của một protein ở trạng thái thô [14]

Bốn giai đoạn đầu của quá trình hydrat hóa có liên quan với các hiện tượng như trương nở, thấm nước, giữ nước, cố kết và bám dính Giai đoạn cuối sẽ tạo ra độ phân tán độ nhớt hoặc độ đặc Khi protein có độ hòa tan tức thời có nghĩa là các giai đoạn đầu xảy rất nhanh chóng

Các yếu tố như nồng độ, pH, nhiệt độ, thời gian, lực ion và sự có mặt của các hợp phần khác sẽ ảnh hưởng đến tương tác protein và protein – nước

Nước hấp thụ tổng số sẽ tăng cùng với nồng độ protein

Khi thay đổi pH sẽ làm thay đổi sự ion hóa và sự tích điện của phân tử protein

do đó sẽ làm thay đổi lực hút và lực đẩy giữa các protein cũng như khuynh hướng của protein liên hợp với nước

Ở điểm đẳng điện các tương tác giữa protein – protein là cực đại do đó khả năng giữ nước và trương nở là cực tiểu

Khi tăng nhiệt độ sẽ làm giảm các liên kết hydro do đó khả năng hấp thụ nước của protein cũng giảm theo Khi đun nóng sẽ gây biến tính và tập hợp protein làm cho bề mặt của phân tử protein bị giảm do đó khả năng giữ nước của các nhóm có cực ở protein cũng giảm

Bản chất và nồng độ các ion có ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ nước, khả năng trương nở và hòa tan của protein Giữa nước, muối và các nhóm bền acid amin thường có một mối quan hệ cạnh tranh Ở nồng độ muối thấp khả năng giữ nước của các protein có thể tăng, nhưng khi nồng độ muối cao thì các tương tác giữa muối và nước trội hơn các tương tác giữa nước và protein do đó khử nước của protein [14]

Quá trình thủy phân cũng làm thay đổi khả năng hấp thụ và kết nối giữa các phân tử nước từ đó ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của sản phẩm thủy phân protein Điều này được giải thích là do sự gia tăng của các nhóm carboxyl và amino cuối mạch làm gia tăng lượng nước hấp thu [35]

Sự hấp thụ và giữ nước của protein có vai trò rất lớn đến tính chất và kết cấu của nhiều thực phẩm như bột nhào làm bánh mì… khi nước hấp thụ vào nhưng không làm protein hòa tan sẽ làm cho protein trương lên do đó cũng sẽ tạo cho thực phẩm có độ đặc, độ nhớt và bám dính

 Khả năng tạo nhũ tương:

Khả năng nhũ hóa được xác định là thể tích dầu được nhũ hóa bởi sản phẩm thủy phân protein.Khả năng nhũ hóa của sản phẩm thủy phân protein phụ thuộc vào hoạt động bề mặt của chúng Sản phẩm thủy phân protein là các hợp chất hoạt động

bề mặt và thúc đẩy tạo nhũ tương dầu trong nước, chúng có đặc tính tạo nhũ tương tốt Khả năng nhũ hóa và ổn định nhũ tương của sản phẩm thủy phân protein phụ

thuộc vào đặc điểm phân tử peptit, chiều dài chuỗi peptit [28]

Các protein là những chất làm bền nhũ tương trong thực phẩm Các protein được hấp thu vào bề mặt liên pha giữa các giọt dầu bị phân tán và pha nước liên tục,

sẽ tạo ra những tính chất cơ lý độ dày độ nhớt, độ đàn hồi, độ cứng có tác dụng chống lại sự hợp giọt Sự ion hóa của các acid amin mạch bên của protein cũng tạo ra lực đẩy tĩnh điện làm cho độ bền của nhũ tương tăng lên Có thể là do bản chất háo nước của đa số protein nên khi được hấp thụ thì phần lớn nhất của phân tử sẽ nằm về phía nước của bề mặt liên pha [14]

Ngoài sự ảnh hưởng của đặc điểm phân tử peptit, chiều dài chuỗi peptit đến khả năng tạo nhũ tương [28], các yếu tố như tốc độ khuấy trộn, nguồn protein, nhiệt

độ, pH, loại dầu và hàm lượng nước cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng nhũ hóa

2.2 Ứng dụng của sản phẩm thủy phân

Protein đóng vai trò rất quan trọng, nó là một thành phần không thể thiếu đối với mọi cơ thể sống và là vật chất xây dựng nên các tổ chức cơ thể sống Protein là chất dinh dưỡng cần thiết để duy trì sự sống của sinh vật Protein cùng với mỡ và carbohydrat tạo ra năng lượng cho cơ thể, ngoài ra nó còn là nguồn năng lượng dự trữ Do đó nó được tập trung nghiên cứu nhiều hơn so với các thành phần dinh dưỡng khác

2.2.1 Trong công nghiệp thực phẩm

Sản phẩm thủy phân protein thủy sản có nguồn gốc tự nhiên, an toàn, có hàm lượng protein, axit amin không thay thế cao, dễ dàng được hấp thụ, tiêu hóa và có các peptit có hoạt tính sinh học, cho nên có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng sản phẩm thủy phân protein thủy sản làm nguồn protein cho dinh dưỡng con người và mở ra cơ hội lớn cho ngành công nghiệp thực phẩm để cải thiện chất lượng thực phẩm Sản phẩm thủy phân protein có nhiều đặc tính chức năng quan trọng như khả năng hòa tan, khả năng tạo bọt, khả năng nhũ hóa protein, khả năng giữ nước và khả năng hấp thụ dầu nên chúng được sử dụng trong nhiều hệ thực phẩm

Sản phẩm thủy phân protein đã được thử nghiệm thành công bổ sung vào các

hệ thực phẩm khác nhau như trong chế biến thủy sản sử dụng sản phẩm thủy phân để chế biến nước mắm ngắn ngày rút ngắn thời gian chế biến và nâng cao hiệu quả kinh

tế 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

Nhờ tính tan tốt trong phạm vi pH rộng, sản phẩm thủy phân protein được sử dụng để sản xuất thức uống giàu dinh dưỡng và các sản phẩm thay thế sữa như phomat ở dạng rắn là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu, rất phổ biến với kết cấu hình thù và tính cảm vị đặc trưng với khẩu vị của người Châu Âu, Châu Mỹ, dạng hạt đơn điệu như trong các sữa bột, dạng đặc mịn màng như trong sữa chua, dạng lỏng như trong các sữa cô đặc với đường

Sản phẩm thủy phân protein có khả năng tạo bọt và làm bền bọt, do đó chúng

có thể được sử dụng làm thành phần để hỗ trợ trong việc hình thành và ổn định bọt trong một số sản phẩm như bia, kem tươi

Nhờ giá trị dinh dưỡng cao và tính chất dễ tiêu hóa nên sản phẩm thủy phân protein được sử dụng làm thành phần chính trong các công thức dinh dưỡng dành cho người già, vận động viên thể thao, người bệnh trong thời kỳ dưỡng bệnh hay hồi sức, người ăn kiêng hoặc người cần bổ sung dinh dưỡng Ngoài ra, dịch thủy phân protein

từ đầu cá chẽm ( Latescalcarifer ) cũng được sử dụng để sản xuất bột nêm canh gia

vị [12] [13] Bột nêm này có các axit amin không thay thế rất cần thiết cho cơ thể

Ngoài ra, hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân cá cũng có thể được ứng dụng để hạn chế sự oxy hóa lipit trong sản phẩm thực phẩm và kéo dài thời hạn sử dụng thực phẩm Sự oxy hóa lipit gây ra mùi vị khó chịu và tạo ra các sản phẩm có tiềm ẩn gây độc hại Các chất chống oxy hóa không chỉ cải thiện sự ổn định lipit và các sản phẩm chứa lipit mà còn được sử dụng để bảo quản sản phẩm thực phẩm bằng cách làm chậm sự biến màu và sự hư hỏng gây ra do sự oxy hóa Điều này góp phần làm tăng thời hạn sử dụng thực phẩm Sản phẩm thủy phân protein từ cá rô phi có thể được sử dụng để hạn chế sự oxy hóa lipit trong miếng cá nục phi lê

Sản phẩm thủy phân protein từ thủy sản là nguồn peptit có hoạt tính chống oxy hóa, hạ huyết áp

Sản phẩm thủy phân protein có khả năng chống oxy hóa, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe, hạn chế tác hại do quá trình oxy hóa gây ra Một số peptit trong sản phẩm thủy phân protein từ phế liệu thủy sản có khả năng chống oxy hóa có 3 đến 16 axit amin đã được xác định Ngoài ra, một số axit amin, chẳng hạn như tyrosine, methionine, histidine, lysine và tryptophan cũng có khả năng chống oxy hóa [27]

2.2.3 Trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản

Cùng với sự phát triển nuôi trồng thủy sản, nhu cầu bột cá ngày càng tăng cao, trong khi đó việc sản xuất bột cá không đáp ứng đủ nhu cầu này nên các nhà máy sản xuất thức ăn cho thủy sản đã phải nhập khẩu bột cá Vì vậy, việc tìm các nguồn protein khác để thay thế một phần bột cá trong thức ăn nuôi trồng thủy sản để giảm lượng bột cá nhập khẩu là hết sức cần thiết Trong số các nguồn protein này thì sản phẩm thủy phân protein cá là thành phần thức ăn tiềm năng mà có thể được sử dụng trong thức ăn như một nguồn cung cấp protein, một chất hấp dẫn tôm, cá và làm tăng

sự ngon miệng Các peptit trong sản phẩm thủy phân protein cá ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và tình trạng miễn dịch của ấu trùng cá chẽm [30]

Việc bổ sung sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng vào thức ăn cũng đã làm tăng đáng kể tốc độ tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm thẻ chân trắng Nguyễn Thị Mỹ Hương (2011, 2013) đã nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn có bổ sung sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ lên sự sống và phát triển của tôm

thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) [5] Đối với tôm thẻ chân trắng, hàm lượng

lipit tối ưu trong thức ăn là 6-7,5% [18] Nếu hàm lượng lipit của thức ăn quá cao

sẽ làm giảm sự sống và phát triển của tôm do sự mất cân bằng dinh dưỡng và giảm khả năng tiêu hóa của thức ăn Ngoài ra, nếu hàm lượng axit béo no trong thức ăn cao có thể dẫn đến sự rối loạn trao đổi chất và ảnh hưởng sự sống và phát triển của động vật nuôi

Ngoài việc sử dụng bột protein thủy phân từ đầu cá ngừ để sản xuất thức ăn cho tôm, dịch thủy phân protein từ cá thu cũng được sử dụng trong việc sản xuất

protein cá thu vào thức ăn với tỉ lệ 2% Ngoài ra, dịch thủy phân protein từ phế liệu cá cũng được ứng dụng trong sản xuất thức ăn cho tôm, cá [16]

2.3 Tình hình nghiên cứu về sự thủy phân protein và đăc tính chức năng

của sản phẩm thủy phân trong và ngoài nước

2.3.1 Các công trình nghiên cứu nước ngoài

Liceaga-Gesualdo và Li-Chan (1999) nghiên cứu đặc tính chức năng của sản

phẩm thủy phân protein từ cá trích (Clupea harengus) Thực hiện ở các mốc thời gian

0; 5; 10; 20; 30; 45 và 60 phút thủy phân để đo độ thủy phân Các tính chất chức năng kiểm tra là khả năng tạo nhũ tương, khả năng tạo bọt và ổn định bọt của thủy phân Tại độ thủy phân 36% sản phẩm thủy phân protein có sự ổn định nhũ tương tốt (> 120 phút) và khả năng tạo bọt cao (142%) so với mẫu không thủy phân[31]

Picot và công sự, 2006; Hsu và cộng sự, 2011 đã kết luận sản phẩm thủy phân protein thủy sản còn có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư Những nghiên cứu ban đầu cho thấy rằng sản phẩm thủy phân protein thủy sản có thể là một nguồn peptit tiềm năng chống ung thư hữu ích [36] [26]

Sản phẩm thủy phân protein cá còn được sử dụng làm thành phần trong sản phẩm cá tẩm bột chiên và bánh cá chiên Sự hấp thụ dầu của cá tẩm bột chiên có thể được giảm từ khoảng 7% xuống 4,5% bằng cách thay thế 1% bột nhão bằng sản phẩm thủy phân protein cá Sự hấp thu dầu của bánh cá chiên có thể được giảm đáng kể từ khoảng 11% đến khoảng 1% bằng cách thay thế 1% thịt cá xay bằng sản phẩm thủy phân protein cá [25]

Sản phẩm thủy phân được sử dụng làm chất chống biến tính protein thịt cá trong quá trình đông lạnh để duy trì chất lượng của cá đông lạnh, ví dụ như sản phẩm thủy phân protein cá tuyết có thể thay thế hỗn hợp đường và sorbitol với tỉ lệ 1:1 để hạn chế sự mất nước, chống biến tính protein của thịt cá xay đông lạnh [21]

Souissi và cộng sự (2007) nghiên cứu đặc tính hóa sinh và chức năng của dịch

thủy phân đầu và nội tạng cá mòi (Sardinella aurita) bằng enzyme Alcalase [63] Sản

phẩm thủy phân protein với các mức độ thủy phân khác nhau (6,62%; 9,31% và

10,16%) được sản xuất từ đầu và nội tạng của cá mòi (Sardinella aurita) xử lý bằng

Alcalase Dung dịch thủy phân được sấy phun, sản phẩm sau sấy phun chứa 73-75% protein và chứa hàm lượng lipid thấp Một số thuộc tính chức năng của các sản phẩm