i

LỜI CẢM ƠN
Báo cáo này là chuyên khảo lớn nhất để kết thúc hành trình của sinh viên, là
thành quả của 16 năm học tập và phấn đấu. Đây cũng là cơ hội để tôi bày tỏ lòng
biết ơn sâu sắc tới những người đã giúp đỡ tôi trong suốt những năm tháng qua.
Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Ngô Thị Hoài Dương,
cô Nguyễn Thị Mỹ Trang đã trực tiếp hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứu và
hoàn thiện đề tài
Xin cảm ơn các thầy cô trong bốn năm gắn bó đã trang bị nền tảng cho em
những kiến thức chuyên môn cũng như kiến thức xã hội.
Xin cảm ơn Khoa Chế Biến, Viện Công Nghệ Sịnh Học và Môi Trường đã
tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất giúp em hoàn thành đề tài này.
Xin cảm ơn Gia đình, bạn bè, đã luôn âm thầm giúp đỡ trong các năm tháng
tới trường
Cuối cùng, xin chúc tất cả mọi người lời chúc sức khỏe và hạnh phúc.

ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC BẢNG iv
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2
1.1 TỔNG QUAN VỀ PHẾ LIỆU TÔM 2
1.1.1. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN MẶT HÀNG TÔM VÀ KHẢ NĂNG TẬN
DỤNG PHẾ LIỆU TÔM Ở NƯỚC TA HỆN NAY 2

2.2.2.6. Xác định sự ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả thủy phân. 35
2.2.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu 36
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37
3.1. Hiệu suất ép 37
3.2. Thành phần hóa học cơ bản của bã ép đầu tôm 38
3.3. Thành phần hóa học cơ bản của sản phẩm thủy phân bằng Alcalase. 38
3.4. Kết quả đo pH xác định nồng độ HCl và thời điểm bổ sung enzym Pepsin 39
3.5. Kết quả thí nghiệm xác định sự ảnh hưởng của nồng độ enzym Pepsin đến hiệu
quả thủy phân 41
3.6. Kết quả thí nghiệm theo dõi sự ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả thủy
phân. 43
3.7. Quy trình đề xuất 44
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO 47
PHỤ LỤC 49 iv

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 : Thành phần trọng lượng của các loại tôm 6
Bảng 1.2 : Chỉ tiêu chất lượng cơ bản của chitin thu được theo quy trình cải tiến và
quy trinh hóa học truyền thống 19
Bảng 1.3: Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm chitin 19
Bảng 1.4: Các enzym được cố dịnh trên chitin 20
Bảng 1.5: Ảnh hưởng của các thông số lên hoạt động của enzym protease và chất
xúc tác vô cơ 22
Bảng 3.2: Thành phần hóa học cơ bản của bã ép đầu tôm. 38
Bảng 3.3: Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học cơ bản của bã thủy phân bằng
Alcalase: 38

Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn khối lượng đầu tôm, dịch ép, bã ép 37
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của pH theo thời gian 39
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của hàm lượng khoáng theo thời gian 40

vi

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hàm lượng protein còn lại trong dịch thủy phân Pepsin và
bã chiết 42
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng protein trong dịch và bã theo thời
gian 43
Hình 3.6: Đề xuất quy trình sản xuất chitin 45

vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GT: Giá trị
HL: Hàm lượng
KL: Khối lượng
NL: Nguyên liệu
TP: Thủy phân
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TS: Tiến sỹ
XK: Xuất khẩu

1

LỜI NÓI ĐẦU
Tốc độ tăng trưởng của nền kinh tế đã kéo theo hệ quả tất yếu là môi trường
đang bị chịu nhiều ảnh hưởng nặng nề. Quy mô công nghiệp hóa ở nước ta đang diễn ra
mạnh mẽ. Lượng chất thải ở các ngành công nghiệp đang là vấn đề cần giải quyết cho

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ PHẾ LIỆU TÔM
1.1.1. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN MẶT HÀNG TÔM VÀ KHẢ NĂNG TẬN
DỤNG PHẾ LIỆU TÔM Ở NƯỚC TA HỆN NAY.
1.1.1.1. Tình hình xuất khẩu tôm ở nước ta
Cùng với sự phát triến nhanh của nền kinh tế nước ta trong những năm gần đây,
thì ngành thủy sản và đặc biệt là những sản phẩm xuất khẩu từ tôm đã đem lại nguồn
ngoại tệ khổng lồ.
Các mặt hàng tôm xuất khẩu rất đa dạng, nhưng phần lớn tôm được đưa vào chế
biến dưới dạng tôm vỏ bỏ đầu hoặc tôm lột, chủ yếu bao gồm:
- 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 vỏ bỏ đầu hấp cấp đông IQF.
- Tôm PDTO hấp cấp đông IQF.
- Tôm PD, PTO xẻ bướm tẩm bột.
- 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 PDTO NOBASHI.
- Tôm NOBASHI tẩm bột (EBI FURAI).
Theo thống kê mới nhất của FAO về xuất khẩu tôm sú trên thế giới, số liệu năm
2006, Việt Nam tiếp tục 4 năm liền đứng thứ 1 về giá trị xuất khẩu, đạt 1,25 tỷ USD. Về
sản lượng Việt Nam đứng thứ 4, với 131,615 tấn sau Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia.
(VASEP). Số liệu xuất khẩu tôm của Việt Nam cho thấy ngành này vẫn tiếp tục tăn
g
trưởng mặc dù 2009 là năm hết sức khó khăn do ảnh hưởng suy thoái kinh tế toàn cầu.
Theo Hải quan Việt Nam, đến hết tháng 11 của năm 2009, số liệu xuất khẩu mặt hàng

trị XK sang một sô thị trường chính đều tăng trưởng tốt từ 2,5% - 53,8%, chỉ có giá trị
NK tôm từ Việt Nam của Canađa giảm nhẹ 0,2% so với cùng kỳ năm 2009.

4

So với tháng 11/2010, giá trị XK tôm Việt Nam sang các thi trường chính trong
tháng 12 hầu hết đều tăng, riêng giá trị XK sang Mỹ, Pháp và Ôxtrâylia giảm từ 1,6 -
24,3 triệu USD. Cũng trong tháng này, giá trị XK sang thị trường Mỹ tuy giảm mạnh tới
24,3 triệu USD so với tháng trước đó, song vẫn giữ mức tăng tưởng khá so với cùng kỳ
năm 2009, tương ứng 18,3%.[11] Hình 1.1: Biểu đồ giá trị xuất khẩu tôm của nước ta từ năm 2006-2010 Hình 1.2: Biểu đồ tỷ lệ giá trị xuất khẩu tôm sang các thị trường năm 2010
Tính đến ngày 15/4/2011, Việt Nam XK gần 52 nghìn tấn tôm sang 70 quốc gia và
vùng lãnh thổ trên thế giới, thu về 482 triệu USD. XK tôm sang Nhật Bản giảm sút kể từ
giữa tháng 3 và kéo dài sang tháng 4 do động đất và sóng thần. Tuy nhiên, mức giảm
không lớn và XK tôm sang Nhật Bản sẽ nhanh chóng tăng trưởng trở lại do nhu cầu tại
thị trường này tăng cao. XK tôm sang các nước EU trong thời gian qua cho thấy sức tăng
trưởng cao, điển hình như XK sang Đức tăng trên 139% về giá trị, sang Anh tăng 57%,
và sang Bỉ tăng gần 53%.

5

Từ đầu năm đến ngày 15/4/2011, Việt Nam XK gần 52 nghìn tấn tôm các loại, trị
giá trên 481 triệu USD, tăng 20,7% về khối lượng và 34% về giá trị so với cùng kỳ năm
ngoái. XK sang hầu hết các thị trường chính đều tăng trưởng mạnh. Riêng XK sang
Ôxtrâylia chứng kiến mức sụt giảm khá sâu kể từ đầu năm. [11]

Sắt 42.38 11.62
Hùm 63.40 5.50
Mũ ni 52.20 12.57
Vàng 31.75 13.07
* Thành phần hóa học của đầu tôm
Thành phần hóa học chiếm tỷ lệ đáng kể trong đầu tôm là protein, chitin,
khoáng, enzyme và sắc tố. Trong đó hàm lượng protein lên chiếm tới trên 50%.
- 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.
- Enzym:
Trong đầu tôm chứa một lượng không nhỏ enzym nội tại, đó là enzym 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.

7

- 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 và bị oxy hóa thành astaxin.
* Tình hình tận dụng phế liệu tôm ở nước ta hiện nay
Ở nước ta, mỗi năm có một lượng rất lớn phế liệu tôm được tạo ra, tính riêng

Việt Nam.
- Sử dụng phế liệu tôm trong 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 dạng tươi (phế liệu nghiền nhỏ) 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. Tận dụng theo hướng này mới chỉ giải quyết được 1/3 số phế liệu.
- Sử dụng phế liệu tôm sản xuất bột đạm đầu tôm:
Bột đạm 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, trong đó có 4÷5% lyzin, 2,7% methionin. 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.

9

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 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 phế liệu tôm mà còn đa
dạng hóa được sản phẩm thực phẩm.
Hình 1.4 : Sơ đồ tổng quát quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm .
Quy trình sản xuất chintin bao gồm các công đoạn: tách protein, tách khoáng, tẩy
màu. Việc tẩy màu tại các nước nhiệt đới như nước ta thường kết hợp quá trình phơi khô.
*Các phương pháp sản xuất chitin ở nước ngoài.
* Phương pháp hóa học:
Rất nhiều quy trính sản xuất chitin bằn phương pháp hóa học được nghiên cứu và
phát triển (No và cộng sự, 1989; Srikumlaithong và cộng sự, 1996; Roberts, 1998;
Stevens, 2002)Tuy nhiên có một số công đoạn xử lý khác nhau tùy theo tính chất phế
liệu, điều kiện sản xuất, quy mô sản xuất, các yếu tố kinh tế kỹ thuật và môi trường, yêu
cầu chất lượng sản phẩm.Sau đây là quy trình sản xuất chitin tổng quát:
Phế liệu
Kh
ử
protein

Kh
Hình 1.5: Quy trình sản xuất chitin tổng quát từ phế liệu thủy sản bằng phương
pháp hóa học.
Ưu điểm:
- Đơn giản, không đòi hỏi thiết bị máy móc phức tạp.
- Chi phí thấp.
- Dễ áp dụng để sản xuất lớn.
Nhược điểm:
- Chitin, chitosan thu được có độ nhớt thấp, phân tử lượng thấp.
Phế liệu tôm
Khử protein bằng NaOH
R
ử
a trung tính

R
ử
a

Rửa trung tính
Sấy
Chitin
Khử khoáng bằng HCl
Tẩy màu bằng NaOH hoăc H
2
O
2 Hình 1.6: Quy trình sản suất chitin tổng quát bằng phương pháp sinh học.
Phế liệu tôm
Kh
ử

ử
a/s
ấ
y khô14

Ưu điểm:
- Enzym được sản xuất quy mô công nghiệp.
- Hạn chế sử dụng hóa chất
- Các điều kiện sản suất không khắc nghiệt.
- Ít ảnh hưởng có hại đối với môi trường.
- Khả năng khử khoáng của các acid hữu cơ tương đối cao.
- Thủy phân protein bằng enzim cho chitin có phân tử lượng lớn và độ nhớt cao
hơn quy trình xử lý hóa học.
- Các acid hữu cơ có thể giữ được đặc tính của chitin
- Các muối hữu cơ thu được từ quá trình khử khoáng có thể dùng như chất bảo
quản thực phẩm.
- Các acid hữu cơ được sản xuất bằng các phương pháp sinh học sử dụng nguồn
nguyên liệu có giá trị thấp hoặc phế liệu của các quá trình sản xuất công nghiệp, vì thế
giá thành không cao.
Nhược điểm:
- Chi phí xử lý bằng enzym cao hơn xử lý bằng háa học.
- Hàm lượng protein và khoáng còn lại trong chintin tương đối cao.
- Chưa ứng dụng được rộng rãi trong quy mô công nghiệp.
*Phương pháp sinh học kết hợp với hóa học:
Để khắc phục nhược điểm của phương pháp hóa học và phương pháp sinh học.
Việc nghiên cứu cải tiến quy trình sán xuất chitin từ phế liệu thủy sản bằng biệc kết hợp
xử lý sinh học (dùng protease) với hóa học và thu hồi astaxanthin là rất cần thiết. Với
Hình 1.7: Quy trình sản xuất chitin cải tiến từ phế liệu tôm có kết hợp xử lý enzym
protease và thu hồi protease và astaxanthin
Ưu điểm:
- Hàm lượng protein và khoáng còn lại trên bã nhỏ hơn 1%.
- Thu hồi được protein và astaxanthin
- Ít ảnh hưởng tới môi trường.
- Tạo hướng phát triển bền vững cho công nghiệp sản suất chitin.
Phế liệu tôm
Khử protein bằng Flavourzyme
Phân riêng
Chitin
Dịch lọc 2
Khử protein còn lại bằng NaOH loãng Dịch lọc 1
Phân riêng Phổi trộn
Thu hồi hỗn hợp protein
và astaxanthin
Khử khoáng bằng HCl

16

Nhược điểm:
- Yêu cầu kỹ thuật và công nghệ cao.
*Các phương pháp sản xuất chitin ở nước ta.
Đa số các cở sở sản xuất chitin ở nước đều sản xuất chitin dạng thô có chất lượng
thấp. Phương pháp sản xuất chủ yếu là dùng hóa học. Các quy trình sản xuất theo phương
pháp sinh học và phương pháp cải tiến chủ yếu được tiến hành nghiên cứu trong phòng
thí nghiệm.
* Phương pháp hóa học:

Hình 1.8: Quy trình sản xuất chitin tổng quát từ phế liệu thủy sản bằng phương
pháp hóa học ở nước ta.
Phế liệu tôm
Khử protein bằng NaOH
Rửa trung tính
Rửa
Rửa trung tính
Phơi
Chitin Hình 1.9: Quy trình sử dụng enzym Flavourzyme trong công nghệ sản xuất chitin
từ phế liệu tôm (Trung và cộng sự, 2007)

Phế liệu tôm
Xay nh
ỏ

Kh
ử
protein b
ằ
ng Flavourzume

Thu d
ị
ch prot
ein, astaxanthin

Kh
ử
protein còn l
ạ
i b
ằ
ng NaOH loãng