BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TRẦN VĂN THANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ
SUNG ENZYME PROTAMEX VÀ TỶ LỆ MUỐI
ĐẾN HÀM LƯỢNG ĐẠM TRONG NƯỚC MẮM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CHẾ BIẾN THỦY SẢN GVHD: TS. NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

Nha Trang, 7/ 2013

LỜI CẢM ƠN


MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

Chương 1.TỔNG QUAN 2

1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ CƠM 2

1.1.1. Các loại cá cơm 2

1.1.2. Tình hình khai thác và sản lượng đánh bắt cá cơm 5

1.1.3. Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá cơm 5

1.2. Phương pháp sản xuất nước mắm cá cơm 6

1.2.1. Phương pháp chế biến nước mắm cổ truyền 6

1.2.2. Phương pháp chế biến nước mắm bằng hóa học 8

1.2.3. Phương pháp chế biến nước mắm bằng vi sinh vật 9

1.3. Tiêu chuẩn chất lượng nước mắm ( TCVN 5107-2003) 10


2.1.2. Enzym Protamex 25ii

2.1.3. Muối 25

2.2. Phương pháp nghiên cứu 26

2.2.1. Xác định thành phần hóa học của cá cơm 26

2.2.2. Bố trí thí nghiệm xác định các biến đổi của thành phần đạm của nước mắm 27

2.2.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm nước mắm 29

2.3. Thời gian ngiên cứu 29

2.4. Địa điểm nghiên cứu 29

2.5. Phương pháp phân tích 30

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học cá cơm 31

3.2. Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng đạm trong nước mắm 31

3.2.1. Biến đổi hàm lượng đạm tổng số trong nước mắm 31

3.2.2. Biến đổi hàm lượng đạm acid amin trong nước mắm 32


iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Muối/NL: Tỷ lệ muối trên nguyên liệu
Stt : Số thứ tự
h : Giờ
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
N
TS
: Đạm tổng số
NH
3
: Đạm amoniac
g : gam
Kg : kilogam
l : lít
N : Niuton
ĐTB : điểm trung bình



v

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cá cơm thường 3
Hình 1.2: Cá cơm săng 4
Hình 1.3: Cá cơm Ấn Độ 5
Hình 1.4: Sơ đồ quy trình công nghệ sản phẩm nước mắm cổ truyền 7
Hình 1.5: Sơ đồ quy trình chế biến nước mắm bằng hóa học 8
Hình 1.6: Sơ đồ quy trình chế biến nước mắm bằng phương pháp vi sinh vật 9
Hình 2.1: Cá cơm thường 26
Hình 2.2: Cá cơm đã xay 24
Hình 2.3: Sơ đồ xác định thành phần hóa học của cá cơm 26
Hình 2.4: Sơ đồ xác định biến đổi thành phần đạm của nước mắm 27
Hình 3.1: Biến đổi hàm luợng nitơ tổng số trong nước mắm theo thời gian 31
Hình 3.2: Biến đổi hàm lượng nitơ acid amin trong nước mắm theo thời gian 32
Hình 3.3: Biến đổi hàm lượng nitơ amoniac trong nước mắm theo thời gian 33
Hình 3.4: Hàm lượng nitơ tổng số của nước mắm sau 60 ngày 34
Hình 3.5: Hàm lượng nitơ acid amin trong nước mắm sau 60 ngày 35
Hình 3.6: Hàm lượng nitơ amoniac trong nước mắm sau 60 ngày 36


2
Chương 1. TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ CƠM
1.1.1. Các loại cá cơm
Chủng loại cá cơm rất đa dạng và phong phú gồm nhiều loài khác nhau:
Theo FishBase.org thì họ này bao gồm 16-17 chi và khoảng 139-142 loài.
•
Chi Pseudosetipinna.
•
Phân họ Coiliinae gồm 5 chi và 47 loài
o
Chi Coilia: 13 loài cá lành canh, sống trong môi trường nước mặn
và nước ngọt
o
Chi Lycothrissa: 1 loài
o
Chi Papuengraulis: 1 loài
o
Chi Setipinna: 8 loài
o
Chi Thryssa: 24 loài
•


3
- Nguồn nguyên liệu: khai thác
- Mùa vụ khai thác: quanh năm
- Ngư cụ khai thác: lưới vây, kéo, mành
- Kích thước khai thác: 50-70mm
- Dạng sản phẩm: cá khô, làm nước mắm
- Cá cơm là một họ các loài cá chủ yếu sống trong nước mặn (có một số loài
sống trong nước ngọt hay nước lợ), có kích thước nhỏ (chiều dài tối đa là 50cm,
nhưng phổ biến là dưới 15 cm), phổ biến là bơi thành đàn và ăn các loài sinh vật
phù du, chủ yếu là thực vật phù du, trừ một số loài ăn cả cá. Chúng phân bố khắp
thế giới. Cá cơm có thân hình trắng, dài chừng đốt ngón tay. Cá cơm chỉ có vào
mùa nước cạn, khoảng tháng ba âm lịch
[28].Hình 1.1: Cá cơm thường
1.1.1.2. Cá cơm săng
- Tên tiếng Anh: Spined anchovy
- Tên khoa học : Stolephorus tri
- Nguồn nguyên liệu: khai thác
- Vùng phân bố: Vịnh Bắc Bộ, vùng biển miền Trung và Nam Bộ
- Mùa vụ khai thác: quanh năm
- Ngư cụ khai thác: lưới vây, lưới kéo, mành
- Kích thước khai thác: 40-55mm
- Dạng sản phẩm: đông lạnh tươi , cá khô, làm nước mắm

4
- Đặc điểm hình thái: thân dài, dẹp bên. Đầu tương đối to, mõm ngắn, chiều
dài thân gấp 4,8 lần chiều cao thân và 4,6 lần chiều dài đầu, mắt tương đối to.

đầu năm 2012, tổng sản lượng xuất khẩu thủy sản của cả nước đạt 2.067,2 nghìn
tấn, tăng 3,9% so với cùng kỳ năm 2011. Về khai thác thủy sản 5 tháng đầu năm
ước tính đạt gần 1051 nghìn tấn, tăng 3,0% so với cùng kỳ năm 2011, riêng khai
thác biển 5 tháng ước đạt 986 nghìn tấn, tăng 3,2 % so với năm 2011. Trong đó,
sản lượng cá cơm và cá nục chiếm khoảng 60% tổng sản lượng khai thác (khoảng
591,6 nghìn tấn). Tình hình khai thác cá cơm những tháng đầu năm 2013 tiếp tục
trúng đậm mùa cá cơm ở nhiều nơi trên cả nước: Phú Yên, Khánh Hòa, Nghệ An,
Quảng Nam… Riêng ở Nghệ An, theo người dân cho biết, cứ mỗi thuyền ra biển
từ 3-5 ngày có thể thu hoạch được 7-10 tấn cá cơm
[29], [34] .

1.1.3. Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá cơm
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá cơm (% theo khối lượng)
[4]

Nước Protein Lipid Khoáng
77,4

19,3 1,6 1,3 6
Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng của cá cơm
[29]

Thành phần dinh dưỡng trong 100g thực phẩm ăn được

Năng lượng Kcal 81
Nước 78,9
Protein 18,5

Hiện nay, nguồn nguyên liệu cá cơm khoảng 40-60% được sử dụng chủ
yếu để sản xuất nước mắm cá cơm thông qua phương pháp sản xuất nước mắm
truyền thống như gài nén hoặc khuấy đảo. Sản phẩm nước mắm tạo ra là một loại
nước chấm quen thuộc của nước ta và không thể thiếu trong mỗi bữa ăn của
người dân Việt với giá trị dinh dưỡng cao và hấp dẫn bởi hương vị đậm đà [32].
1.2.1. Phương pháp chế biến nước mắm cổ truyền
Nguyên lý
Có 3 phương pháp chế biến nước mắm cổ truyền:
 Phương pháp đánh khuấy
- Cho muối nhiều lần
- Cho nước lã
- Đánh khuấy liên tục

7
 Phương pháp gài nén
- Cho muối một lần hoặc nhiều lần
- Không cho nước lã
- Gài nén và không đánh khuấy
 Phương pháp hỗn hợp
- Kết hợp giữa 2 phương pháp gài nén và đánh khuấy
- Lúc đầu thực hiện phương pháp gài nén
- Sau đó thực hiện phương pháp đánh khuấy
Phương pháp
Cá + muối
Ủ (2 ngày)
Lên men (6-12 tháng)
Chượp chín
Chiết rút Nước mắm cốt
Bã chượp
Lên men lần 2 (6-12 tháng) Dịch nước mắm

 Nồng độ acid sử dụng là HCl 7N.
 Nhiệt độ: cao hay thấp đều có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Nhiệt độ thích hợp nhất là 100-105
0
C, thủy phân trong thời gian 7-8 giờ.
 Lượng acid: dựa vào nguyên liệu, nếu nguyên liệu có nhiều xương
cứng, nhiều vảy cần lượng acid nhiều.
• Trung hòa: sử dụng Na
2
CO
3
nhiệt độ trung hòa 60-70
0
C, pH= 6,3-6,5.

9
• Lọc và điều chỉnh chất lượng sản phẩm:
 Vớt chất béo nổi phía trên và lọc qua vải để giữ cặn, xương và xác
chưa bị thủy phân.
 Điều chỉnh nồng độ muối về khoảng 20
0
Bé.
 Điều chỉnh nồng độ đạm bằng cách đun ở nhiệt độ 60-70
0
C hoặc phơi
nắng sau đó bổ sung bezoat Na với nồng độ 1%.
 Kéo rút nước mắm qua bã chượp tốt hoặc trộn với nước mắm cốt [32].
1.2.3. Phương pháp chế biến nước mắm bằng vi sinh vật
Nguyên lý
Sử dụng hệ enzym protease trong nấm mốc Aspergilus oryzea để thủy

• Nước mắm bị chua do tinh bột lên men lactic hoặc do sinh ra acid dễ bay
hơi khi cá bị ươn.
• Đắng do xác vi sinh vật còn tồn tại hoặc do chất lượng của muối kém, có
nhiều ion Ca2+, Mg2+ [32].
1.3. Tiêu chuẩn chất lượng nước mắm ( TCVN 5107-2003)
Các yêu cầu cảm quan của nước mắm được quy định trong Bảng 1.3. [1]
Bảng 1.3: Yêu cầu cảm quan của nước mắm
Yêu cầu Tên chỉ
tiêu
Đặc biệt Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2
1.Màu sắc Từ nâu cánh gián đến nâu vàng
2.Độ
trong
Trong, không vẩn đục
3.Mùi Thơm mùi đặc trưng của nước mắm, không có mùi lạ
4.Vị
Ngọt đậm
của đạm, có
hậu vị rõ
Ngọt của đạm,
có hậu vị rõ
Ngọt của đạm,
ít có hậu vị
Ngọt của đạm,
không mặn chát

5.Tạp chất
nhìn thấy
bằng mắt
thường

Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm được quy định trong Bảng 1.5. [1]
Bảng 1.5: Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm
Tên chỉ tiêu Mức tối đa cho phép

1.Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1ml 10
5
2.Coliforms, số khuẩn lạc trong 1ml 10
2
3.E. Coli, số khuẩn lạc trong 1ml 0
4.Cl.perfringens, số khuẩn lạc trong 1ml 10
5.S.aureus, số khuẩn lạc trong 1ml 0
6.Tổng số bào tử nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc
trong 1ml
10 12

1.4. Tổng quan về enzyme protease và sự thủy phân bằng enzyme
1.4.1. Giới thiệu chung enzyme protease
Nhóm enzyme protease (peptit-hydrolase 3,4) xúc tác quá trình thủy phân
lên liên kết peptit (-CO-NH-)
n
trong phân tử protein, polypeptit 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.
Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức
độ tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rộng rãi trên nhiều đối tượng từ
vi sinh vật (vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật (đu đủ, dứa…) và động vật
(gan, dạ dày bê…). So với protease động vật và thực vật, protease vi sinh vật có

• Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu N tự do của chuỗi
polypeptit để giải phóng ra một amino acid, một dipeptit hoặc một tripeptit.
• Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu C của chuỗi
polypeptit và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptit.
- Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành bốn
nhóm:
• Serin proteinase: là những proteinase chứa nhóm –OH của gốc serine
trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc
tác của enzyme. Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: chymotrypsin và subtilisin.
Nhóm chymotrypsin bao gồm các enzyme động vật như: chymotrypsin, trypsin,
elastase. Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn như Subtilisin
Carlsberg, Subtilisin BPN. Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng
kiềm tính và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng.
• Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt
động. Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vật như papayin, bromelin,
một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng. Các cystein proteinase
thường hoạt động ở vùng pH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng.
• Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin.
Nhóm pepsin bao gồm các enzyme tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin,
rennin. Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động
và thường hoạt động mạnh ở pH trung tính.

14
• Metallo proteinase: Metallo proteinase là nhóm proteinase được tìm thấyở
vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn. Các metallo proteinase
thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA
- Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm:
• Protease acid: pH = 2 – 4.
• Protease trung tính: pH = 7– 8.
• Protease kiềm: pH = 9 – 11 [36].

này có khả năng tổng hợp cả ba loại protease: acid, kiềm và trung tính. Nấm mốc
đen tổng hợp chủ yếu các protease acid, có khả năng thủy phân protein ở pH 2,5 – 3.
Một số nấm mốc khác như: A. candidatus, P. cameberti, P.
roqueforti…cũng có khả năng tổng hợp protease có khả năng đông tụ sữa sử
dụng trong sản xuất fomat [36].
1.4.3.3. Xạ khuẩn
Về phương diện tổng hợp protease, xạ khuẩn được nghiên cứu ít hơn vi
khuẩn và nấm mốc. Tuy nhiên, người ta cũng đã tìm được một số chủng có khả
năng tổng hợp protease cao như: Streptomyces grieus, S. fradiae, S. trerimosus
Các chế phẩm protease từ xạ khuẩn được biết nhiều là pronase (Nhật) được tách
chiết từ S. grieus, enzyme này có đặc tính đặc hiệu rộng, có khả năng thủy phân
tới 90% liên kết peptit của nhiều protein thành amino acid. Ở Liên Xô (cũ),
người ta cũng tách được chế phẩm tương tự từ S. grieus có tên là protelin. Từ S.
fradiae cũng có thể tách chiết được keratinase thủy phân karetin. Ở Mỹ, chế
phẩm được sản xuất có tên là M-Zim dùng trong sản xuất da. Protease từ S.
fradiae cũng có hoạt tính elastase cao, do đó chúng được dùng trong công nghiệp
chế biến thịt. Cũng do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nên protease vi
sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thuỷ phân triệt để và đa
dạng [36].
1.4.4. Cơ chế tác dụng của enzyme
Enzyme thường tác động vào cơ chất theo phương trình phản ứng sau:
E + S ES P + E
Trong đó: E: enzyme
S: cơ chất
ES: phức hợp enzyme – cơ chất
P: Sản phẩm
Enzyme có tác dụng và chuyển hóa cơ chất chuyển qua ba giai đoạn:

16
Giai đoạn 1: enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức

[3].
1.4.5.4. Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa
Các chất hoạt hóa là những chất có tác dụng làm tăng tính hoạt tính
enzyme. Các chất này có bản chất hóa học khác nhau, có thể là ion kim loại,

17
anion hoặc các chất hữu cơ. Tuy nhiên, các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng trong
giới hạn nồng độ xác định. Khi dùng quá nồng độ cho phép, hoạt độ của enzyme
sẽ giảm. Cơ chế của sự kích hoạt có thể là do các chất trên trực tiếp kết hợp với
enzyme, làm thay đổi cấu trúc không gian của nó theo hướng có lợi cho hoạt
động xúc tác của enzyme, hoặc có thể tác động gián tiếp như loại trừ các yếu tố ức
chế ra khỏi môi trường [10].
1.4.5.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Enzyme có bản chất protein nên kém bền với nhiệt, chúng chỉ có tác dụng
xúc tác trong một khoảng nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ làm chúng bị biến tính.
Trong khoảng nhiệt độ đó, khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng. ảnh hưởng
của nhiệt độ (trong khoảng nhiệt độ giới hạn biến tính) đến tốc độ phản ứng thủy
phân bằng enzyme được đặc trưng bởi hệ số:

Với:
K
t
: Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t
K
t+10
: Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t + 10
0
C
Vùng nhiệt độ tạo cho enzyme có hoạt độ cao nhất gọi là vùng nhiệt độ
thích hợp của enzyme, trong đó có một giá trị mà ở đó, hoạt độ của enzyme đạt

Với phản ứng thủy phân bởi enzyme thì nước vừa là môi trường để phân
tán enzyme và cơ chất, lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng. Nước có ảnh hưởng
đến tốc độ và chiều hướng của phản ứng thủy phân bởi enzyme. Vì thế, nước là
một yếu tố điều chỉnh phản ứng thủy phân bởi enzyme, nó có thể tăng cường
hoặc ức chế các phản ứng do enzyme xúc tác [10].
1.4.6. Một số enzyme thương mại thường được sử dụng trong quá trình
thủy phân protein
1.4.6.1. Papain
Papain là một Cystein protease có ngồn gốc từ nhựa trái đu đủ. Papain
thủy phân protein thành các polypeptide và các amino peptit, nó đóng vai trò vừa
như endoprotease vừa như exopeptidase.
Papain là enzyme chịu được nhiệt độ tương đối cao. Ở dạng nhựa khô
papain không bị biến tính trong 3 giờ ở 100
0
C. Ở dạng dung dịch, papain bị mất
hoạt tính sau 30 phút ở 82,5
0
C và nếu tăng nhiệt độ trên 100
0
C thì sẽ mất hoàn
toàn hoạt tính kể cả khi thêm lượng lớn chất hoạt hóa vào dung dịch vì cấu trúc
tâm hoạt động của enzym đã bị phá hủy hoàn toàn.
- Điều kiện hoạt động tối ưu:
• Hoạt động thích hợp trong khoảng pH = 5,7-7,0
• Nhiệt độ: 50-57
0
C [7].
1.4.6.2. Bromelain
Bromelain là một Cystein protease, bromelain có trong toàn bộ cây dứa,
nhưng nhiều nhất là trong quả dứa. Bromelain thuộc nhóm endoprotease có khả