i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp, ngoài sự nỗ lực học tập, rèn luyện của bản
thân, tôi đã nhận được giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể. Qua đây tôi xin bày tỏ
lòng biết ơn chân thành nhất đến:
Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang
Ban chủ nhiệm Khoa Chế Biến
Cô TS.Nguyễn Thị Mỹ Hương người đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo
những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài.
Quý thầy cô quản lý phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, hóa sinh - vi
sinh, công nghệ thực phẩm, công nghệ lạnh và công nghệ sinh học đã tạo điều kiện
cho tôi trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động
viên, khích lệ và giúp đỡ nhiệt tình trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn
thành đồ án tốt nghiệp này.
Sinh viên
Nguyễn Thị Bích Thảo
ii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC BẢNG iv
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3
thủy phân 27
2.4.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme so với nguyên liệu 27
2.4.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 29
2.4.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp 30
2.5. Phương pháp phân tích 32
2.6. Phương pháp xử lý số liệu 32
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33
3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học của đầu cá ngừ mắt to 33
3.1.1. Kết quả: 33
3.1.2. Nhận xét và thảo luận 33
3.2. Kết quả xác định các thông số kỹ thuật tối ưu 34
3.2.1. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu 34
3.2.2. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 36
3.2.3. Kết quả xác định thời gian thủy phân thích hợp 38
3.3. Đề xuất quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân 39
3.3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu cá ngừ mắt to 40
3.3.2. Thuyết minh quy trình 41
3.4. Chất lượng của sản phẩm thủy phân từ đầu cá ngừ mắt to 42
3.4.1. Chất lượng của dịch đạm thủy phân 42
3.4.2. Chất lượng của bột đạm thủy phân 43
3.4.3. Chất lượng của các sản phẩm phụ thu được từ quá trình thủy phân 45
3.4.3.1. Bột đạm không tan 46
3.4.3.2. Sản phẩm bột khoáng 48
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 50
1. KẾT LUẬN 50
2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
PHỤ LỤC 1
iv
DANH MỤC BẢNG
Hình 1.8. Cá ngừ vằn 10
Hình 1.9. Cá ngừ vây vàng 11
Hình 1.10. Cá ngừ mắt to 11
Hình 1.11. Cá ngừ dùng làm sashimi và sushi ở Nhật Bản 12
Hình 1.12. Các mức ứng dụng của phế liệu có thể ứng dụng trong thực tế 16
Hình 2.1. Cá ngừ mắt to 23
Hình 2.2. Xác định thành phần hóa học của đầu cá ngừ mắt to 25
Hình 2.3. Quy trình thủy phân dự kiến đầu cá ngừ mắt to 26
Hình 2.4. Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme thích hợp 28
Hình 2.5. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 30
Hình 2.6. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp 31
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme đến lượng đạm trong dịch thủy phân thu
được từ 100g cá ngừ 34
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme đến tỷ lệ đạm axit amin/đạm tổng số
trong dịch đạm thủy phân thu được từ 100 g đầu cá 35
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến lượng đạm trong dịch thủy
phân thu được từ 100g cá ngừ 36
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến tỷ lệ đạm axit amin/đạm tổng
số trong dịch đạm thủy phân thu được từ 100 g đầu cá 37
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến lượng đạm trong dịch thủy
phân thu được từ 100 g đầu cá 38
vi
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến tỷ lệ đạm axit amin/đạm tổng
số trong dịch đạm thủy phân thu được từ 100g đầu cá 38
Hình 3.7. Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu cá ngừ mắt to 40
Hình 3.8. Dịch đạm thủy phân 42
Hình 3.9. Bột đạm thủy phân 43
Hình 3.10. Các sản phẩm thu được từ sự thủy phân đầu cá ngừ mắt to bằng
enzyme Flavourzyme (A: bột khoáng, B: bột đạm không tan, C: bột đạm
thủy phân, D: dầu cá) 45
1
LỜI MỞ ĐẦU
“Phế liệu thủy sản” là cụm từ mà lâu nay ta vẫn hay thường dùng để chỉ cho
các phần còn lại của quá trình chế biến như đầu, xương, vây, vẩy, nội tạng… Thế
nhưng, ngày nay nó được gọi là nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến. Chẳng
hạn như: sản xuất chitin, chitosan từ vỏ tôm có nhiều ứng dụng trong thực tiễn
mang lại hiệu quả kinh tế cao. Sản xuất bột khoáng từ xương cá tra hay chiết xuất
enzyme từ nội tạng cá, đầu tôm cũng đã đạt được những kết quả khả quan.
Việc tận thu phế liệu thủy sản thật sự cần thiết khi mà sản lượng đánh bắt
thủy sản giảm đi trong những năm gần đây do tình trạng khai thác quá mức. Cá ngừ
là mặt hàng thủy sản xếp thứ ba trong kim ngạch xuất khẩu thủy sản sau tôm và cá
tra. Theo báo cáo của tổ chức FAO, cá ngừ mắt to ở Ấn Độ Dương bắt được nhiều
nhất trong những năm 1999 vào khoảng 150.000 tấn nhưng đã giảm xuống còn
130.000 tấn trong năm 2007. Trong khi đó, nhu cầu tiêu sản phẩm thủy sản của con
người ngày càng cao. Trước kia, một số ít phế liệu thủy sản được tận dụng làm bột
cá, một phần tận dụng làm thức ăn tươi cho vật nuôi và phần lớn thải bỏ ra môi
trường vừa gây lãng phí, vừa ô nhiễm môi trường. Vì thế việc sử dụng hợp lý và
hiệu quả lượng phế liệu cá rất lớn do các nhà máy chế biến cá tạo ra hàng ngày để
sản xuất ra các sản phẩm mới có giá trị kinh tế cao là một yêu cầu cấp thiết. Chúng
vừa có thể làm tăng giá trị của phế liệu, giải quyết một lượng lớn phế liệu đang còn
tồn đọng, vừa làm giảm đáng kể ô nhiễm môi trường do thủy sản gây ra. Một trong
những hướng giải quyết yêu cầu trên là sản xuất các sản phẩm thủy phân từ phế liệu
đầu cá. Chúng có hàm lượng amin cao, lại dễ hấp thụ, tiêu hóa rất cần thiết cho
phát triển của cơ thể. Hơn nữa, mùi vị của chúng hấp dẫn, dễ dàng dẫn dụ các loài
Nguyễn Thị Bích Thảo 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tìm hiểu về nguyên liệu
1.1.1. Tình hình khai thác và chế biến cá ngừ
1.1.1.1. Tình hình khai thác cá ngừ trên thế giới và Việt Nam
Theo thống kê của FAO sản lượng cá ngừ trên thế giới đầu những năm 1950
chỉ đạt 5 trăm nghìn tấn và tăng lên gần 1 triệu tấn trong những năm 1960. Đến năm
1984 tăng lên 2 triệu tấn và hơn 4 triệu tấn vào năm 2003. Trong số 4,3 triệu tấn cá
ngừ đánh bắt năm 2005 thì có tới 65% sản lượng cá khai thác ở Thái Bình Dương,
23% ở Ấn Độ Dương, 12% ở Đại Tây Dương. Trong đó, cá ngừ vây vàng chiếm
34%, cá ngừ mắt to chiếm 10% tổng sản lượng cá ngừ trên thế giới [7].
Thống kê gần đây của FAO, năm 2008 tổng sản lượng khai thác cá ngừ chủ
yếu là cá ngừ vằn, cá ngừ vây vàng, cá ngừ mắt to, cá ngừ vây dài và cá ngừ vây
xanh không tăng cao so với những năm 2005-2006 khoảng 4,35 triệu tấn [11]. Đây
là vấn đề mà hiện nay nhiều tổ chức quan tâm. Do vậy, tháng 11/2010, Ủy ban quốc
tế về Bảo tồn Cá ngừ vây xanh Đại Tây Dương (ICCAT) đã nhất trí giảm khoảng
40% hạn ngạch khai thác năm 2011 đối với cá ngừ vây xanh tại Đông Đại Tây
Dương từ 13.500 tấn xuống còn 6.000 tấn. Ngoài ra, một số nước thành viên trong
Ủy ban Bảo tồn Cá ngừ vây xanh phương Nam (CCSBT) cũng đề xuất giảm 20%
hạn ngạch khai thác cá ngừ tại vùng này trong năm 2011 từ 11.810 tấn xuống còn
9.449 tấn [10].
Sản phẩm chế biến từ cá ngừ khá đa dạng từ dạng tươi sống (sashimi), đông
lạnh, đóng hộp và xông khói. Trong đó, nổi trội hơn hết là các sản phẩm được chế
biến dạng tươi sống và đông lạnh. Màu sắc của cơ thịt cá ngừ là một trong những
nhân tố chính quyết định chất lượng và giá của sản phẩm. Cơ thịt cá ngừ tươi
tấn và khả năng khai thác bền vững là 405.000 tấn, trong đó trữ lượng cá ngừ vằn
khoảng 618.000 tấn, cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to vào khoảng 44.853- 52.591
tấn và khả năng khai thác bền vững của cá ngừ vằn là 216.000 tấn, cá ngừ vây vàng
và cá ngừ mắt to khoảng 17.000 tấn [6].
Theo điều tra của Viện nghiên cứu Hải sản, biển Việt Nam có nhiều loài cá
ngừ vằn, cá ngừ chù, cá ngừ ồ có kích thước nhỏ. Ngư trường đánh bắt chủ yếu là
vùng giữa biển Đông, tức là vùng biển miền Trung, thuộc các tỉnh Phú Yên,
Khánh Hoà, Bình Thuận và vùng biển Đông và Tây Nam Bộ. Vịnh Bắc Bộ cũng
có cá ngừ nhưng ít hơn. Theo ước tính của các chuyên gia, sản lượng cá ngừ của
biển Việt Nam đạt trên 30.000 tấn/năm. Họ cá thu ngừ là 1 trong 5 họ cá biển có
sản lượng khai thác cao, chiếm trên 1% tổng sản lượng cá biển khai thác của cả nước.
Trong họ cá thu ngừ, cá ngừ vằn chiếm nhiều nhất tới 60,7%, tiếp đó là cá
ngừ ồ, cá ngừ chù… Ở Việt Nam, cá ngừ được khai thác bằng lưới vây, lưới rê trôi,
câu cần, câu vàng và nghề đăng. Nghề rê khơi khai thác xa bờ chiếm 48% sản lượng
5
của cả nước, chủ yếu khai thác cá ngừ vằn. Nghề câu vàng tập trung chủ yếu ở Phú
Yên, Khánh Hoà, nghề này khai thác chủ yếu cá ngừ vây vàng (chiếm 40%) [14].
Nghề lưới vây của nước ta do thiếu thiết bị dò cá và thu hút cá nên chưa đạt sản
lượng cao. Hiện đang có một số nghiên cứu để tăng công suất đánh bắt cá ngừ.
1.1.1.2. Tình hình xuất khẩu cá ngừ của Việt Nam
Theo báo cáo mới nhất của Tổng cục Hải quan Việt Nam: Quý I/2008, Việt
Nam đã xuất khẩu được 8.788 tấn cá ngừ với tổng trị giá xấp xỉ 28,4 triệu USD,
giảm 25,1% về khối lượng (KL) và 32,5% về giá trị (GT) so với cùng kỳ năm trước.
Trong đó, riêng tháng 3, cả nước đã xuất khẩu 4.837 tấn cá ngừ tương đương 16,3 triệu
USD, tăng 13,1% về lượng, nhưng giảm 4,3% về giá trị so với cùng kỳ năm trước [19].
Ba tháng đầu năm 2010, xuất khẩu cá ngừ của cả nước đạt 19,7 nghìn tấn,
đạt giá trị 84,3 triệu USD, tăng 96,8% về khối lượng và 146,2% về giá trị so với
cùng chu kỳ năm 2009. Tháng 3 năm 2010, xuất khẩu cá ngừ sang một số thị trường
chính đạt mức tăng trưởng cao về giá trị như: Mỹ (167,2%), Nhật Bản (101,2%),
Canada (137,2%) và Croatria (196,2%), LiBăng tăng mạnh với (249,6%) so với
2. Tận dụng cơ hội từ việc cắt giảm hạn ngạch khai thác cá ngừ của một
số nước
Tháng 11/2010, Ủy ban quốc tế về Bảo tồn Cá ngừ vây xanh Đại Tây Dương
(ICCAT) đã nhất trí giảm khoảng 40% hạn ngạch khai thác năm 2011 đối với cá
ngừ vây xanh tại Đông Đại Tây Dương từ 13.500 tấn xuống còn 6.000 tấn.
Ngoài ra, một số nước thành viên trong Ủy ban Bảo tồn Cá ngừ vây xanh
phương Nam (CCSBT) cũng đề xuất giảm 20% hạn ngạch khai thác cá ngừ tại vùng
này trong năm 2011 từ 11.810 tấn xuống còn 9.449 tấn. Đây là cơ hội lớn để các
doanh nghiệp đẩy mạnh xuất khẩu và mở rộng thêm thị trường mới cho cá ngừ Việt Nam.
7
3. Dự báo
Trước những thuận lợi về thị trường và giá xuất khẩu, dự báo xuất khẩu cá
ngừ của Việt Nam trong năm 2011 sẽ tiếp tục tăng và đạt giá trị khoảng 300 triệu
USD [11].
Chỉ tính riêng ba tháng đầu năm 2011, cá ngừ Việt Nam được xuất sang 66
thị trường trên thế giới. Với sự tham gia của 77 doanh nghiệp trong nước [15].
.
* Cá ngừ chù
Tên tiếng Anh: frigate mackerel
Tên khoa học: auxis thazard
9
(Lacepede,1803)
Phân bố: chủ yếu ở vùng biển Hình 1.4. Cá ngừ chù
miền Trung, Đông và Tây Nam Bộ
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới vây, rê, đăng
Kích thước khai thác: dao động 150÷310 mm, chủ yếu 250 ÷260 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói
* Cá ngừ chấm
Tên tiếng Anh: eastern little tuna
Tên khoa học: euthynnus affinis
(Canner, 1850)
Phân bố: chủ yếu bắt gặp ở vùng
biển miền Trung và Nam Bộ
Mùa vụ khai thác: quanh năm Hình 1.5. Cá ngừ chấm
Ngư cụ khai thác: lưới vây, rê, đăng
Kích cỡ khai thác: 240÷450 mm, chủ yếu 360 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp, hun khói
* Cá ngừ bò
Tên tiếng Anh: longtail tuna
Tên khoa học: thunnus tonggol
(Bleeker, 1851)
Phân bố: ở vịnh Bắc bộ, Trung
bộ, Tây Nam bộ Hình 1.6. Cá ngừ bò
11
* Cá ngừ vây vàng
Tên tiếng Anh: yellowfin tuna
Tên khoa học: thunnus albacares
(Bonnaterre, 1788)
Phân bố : ở vùng biển nhiệt đới ở vùng Hình 1.9. Cá ngừ vây vàng
biển xa bờ miền Trung và Đông Nam bộ
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê, đăng
Kích thước khai thác: đối với lưới rê, kích thước dao động 490÷900 mm, đối với
câu vàng 500÷2.000 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp
* Cá ngừ mắt to
Tên tiếng Anh: bigeye tuna.
Tên khoa học: thunnus obesus (Lowe, 1839)
Phân bố: ở vùng biển xa bờ miền
Trung và Đông Nam bộ
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: câu vàng, rê, đăng Hình 1.10. Cá ngừ mắt to
Kích thước khai thác: 600÷1.800 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp
♦ Mùa vụ khai thác
Mùa vụ khai thác cá ngừ ở vùng biển Việt Nam gồm hai vụ, vụ chính bắt đầu
từ tháng 4 đến tháng 8, vụ phụ từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau. Cá ngừ thường tập
trung thành đàn và di cư, trong đàn thường bao gồm một số loài khác nhau. Nghề
khai thác chủ yếu là lưới vây, rê, câu và đăng. Nghề câu vàng mới được du nhập từ
những năm 1990 đã nhanh chóng trở thành một nghề khai thác cá ngừ quan trọng.
12
1.1.2. Tình hình sản xuất các mặt hàng thủy sản từ nguyên liệu cá ngừ
Hiện nay, cá ngừ đại dương là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực
biến cá ngừ phải tìm cách để tận dụng các phế liệu sẵn có, làm cho chúng trở thành
những sản phẩm có giá trị, từ đó tăng thêm thu nhập cho doanh nghiệp.
Ở nước ta sản lượng cá ngừ khai thác trên 30.000 tấn mỗi năm, như vậy
lượng phế liệu cá ngừ ước tính khoảng 12.000÷18.000 tấn. Đây là một nguồn phế
liệu khá lớn, cần nhiều biện pháp thích hợp để tận dụng góp phần nâng cao giá trị
trên một đơn vị nguyên liệu. Phế liệu cá ngừ gồm vây, đầu, xương, nội tạng cá…
Đây là nguồn tài nguyên quý giá, nếu tận dụng để gia tăng giá trị thì có thể đem lại
lợi nhuận rất lớn.
Năm 2004, Srilanka đã xuất khẩu 8.000 tấn cá ngừ, trong đó khoảng 4.500
tấn sẽ trở thành phế liệu. Nhờ có dịch vụ hậu cần tốt, có khả năng truy xuất nguồn
gốc nguyên liệu và tiêu chuẩn vệ sinh cao, ngoài việc chế biến cá ngừ Srilanka có
khả năng để xử lý tốt các phế liệu cá ngừ để làm tăng giá trị sử dụng cho chúng. Cá
ngừ ủ xilô chẳng hạn, có thể làm nguyên liệu cho các công ty sản xuất thức ăn,
xương cá cho các công ty dược phẩm và thức ăn, còn da và nội tạng của cá dùng
cho các công ty dược phẩm và thực phẩm. Nếu sản lượng phế liệu ở nhà máy ít hơn
14
1÷2 tấn/ngày thì không đủ để sản xuất các sản phẩm có quy mô lớn như bột cá. Ủ
xilô cá ngừ thì không như vậy, nó không phụ thuộc vào lượng phế liệu trong chế
biến. Xilô cá là một sản phẩm dạng lỏng được làm từ cá nguyên con hoặc các bộ
phận của cá mà không cần phải bổ sung bất kỳ một nguyên liệu nào khác ngoài một
loại axit còn quá trình hóa lỏng là do enzyme có sẵn trong cá. Lợi ích của việc ủ
xilô là lượng đạm và các axit amin trong dịch cao, đặc biệt là lysine. Chính vì lý do
đó mà ủ xilô cá thường được bổ sung vào thức ăn cho lợn, gia cầm và thức ăn nuôi
thủy sản thay cho bột cá (thành phần đắt nhất trong thức ăn chăn nuôi).
Nội tạng và xương cá có thể sử dụng làm chất thủy phân protein. Các chất
thủy phân là các protein bị phân tách về mặt hóa học hoặc sinh học thành các chuỗi
peptit có kích thước khác nhau. Người ta đã tìm thấy các đặc điểm của gastrin và
cholecystokinins (các phân tử kích thích bài tiết có phạm vi hoạt động lớn từ kích
thích tổng hợp hóa học protein đến tiết ra các enzyme tiêu hóa) trong dịch thủy phân
dạ dày cá ngừ khi sử dụng Alcalase để thủy phân. Sử dụng các enzyme khác để thủy
chế biến thức ăn và công nghiệp dược phẩm, làm tăng lợi nhuận cho ngành công
nghiệp này và là một giải pháp thân thiện với môi trường, giải quyết vấn đề phế thải.
16
Như vậy ta có thể tóm tắt khả năng ứng dụng của phế liệu như sau [22]: Hình 1.12. Các mức ứng dụng của phế liệu có thể ứng dụng trong thực tế
Trong thực tế, phế liệu thủy sản được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác
nhau. Phần lớn chúng được sử dụng làm thức ăn cho nông nghiệp như tận thu phế
liệu cá để làm phân bón cho cây trồng. Nâng lên mức cao hơn nữa thì phế liệu được
ứng dụng cho chăn nuôi, thực phẩm cho con người. Và từ phế liệu người ta có thể
tạo ra các sản phẩm có giá trị cao như chitin, chitosan….có thể ứng dụng trong lĩnh
vực y học.
1.2. Enzyme và sự thủy phân bằng enzyme
1.2.1. Giới thiệu chung về enzyme
thuỷ phân saccharose nếu dùng saccarase làm chất xúc tác thì tốc độ phản ứng tăng
gấp 2.10
12
lần so với khi dùng làm chất xúc tác. Điều quan trọng nữa là enzyme có
thể thực hiện hoạt động xúc tác trong điều kiện nhẹ nhàng, ở áp suất và nhiệt độ
bình thường của cơ thể, pH môi trường gần pH sinh lý. Hơn nữa enzyme lại có khả
năng lựa chọn cao đối với kiểu phản ứng mà nó xúc tác cũng như đối với chất mà
nó tác dụng.
Do những đặc điểm trên, việc nghiên cứu và ứng dụng enzyme có ý nghĩa to
lớn về mặt lý thuyết cũng như về mặt thực tế áp dụng.
1.2.2. Giới thiệu về enzyme protease và các ứng dụng của nó trong công nghiệp
Enzyme mang đầy đủ các tính chất của một chất xúc tác, nó là một trong
những chất xúc tác sinh học có cường lực xúc tác mạnh hơn nhiều so với chất xúc
tác thông thường. Trong sản xuất công nghiệp, enzyme thường được dùng làm chất
xúc tác để giảm thiểu các chất độc hại ra ngoài môi trường thay vì sử dụng các chất
xúc tác hoá học khác. Đây cũng là cách gián tiếp hạn chế sự ô nhiễm môi trường
phù hợp với xu thế phát triển hiện nay.
Trong những năm gần đây ngành công nghệ sinh học phát triển ngày càng
mạnh mẽ và thu được nhiều lợi nhuận mang lại kinh tế cao. Một trong những lĩnh
vực được quan tâm nhiều nhất của công nghệ sinh học là công nghệ sản xuất ra các
chế phẩm enzyme trong đó có enzyme protease. Enzyme protease xúc tác quá trình
18
thủy phân các liên kết peptid (-CO-NH-) trong phân tử protein và các polipeptid.
OH
2
H
R1
O
N
H
+
♦ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân bằng enzyme
Tốc độ thuỷ phân bằng enzyme chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố, cụ thể là [4]:
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: khi nồng độ enzyme thấp, lượng cơ chất
lớn, vận tốc thuỷ phân phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme. Khi nồng độ
enzyme tăng thì tốc độ phản ứng thuỷ phân tăng đến một giá trị giới hạn v = v
max ,
nếu nồng độ enzyme tiếp tục tăng, tốc độ phản ứng thuỷ phân bởi enzyme tăng
không đáng kể, thậm chí không tăng.
- Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: nồng độ cơ chất có ảnh hưởng lớn tới tốc
độ phản ứng thuỷ phân, khi càng tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng thuỷ phân càng
tăng, nhưng khi tốc độ phản ứng thuỷ phân đạt đến giới hạn v = v
max
, nếu tiếp tục tăng
nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng thuỷ phân hầu như không tăng.
- 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 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 nhiệt độ: enzyme là protein có hoạt tính xúc tác nên kém
bền với nhiệt, chúng chỉ có hoạt tính trong khoảng nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ làm
Copyright: Tài liệu đại học ©