1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

HỒ PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN ĐẦU CÁ NGỪ
BẰNG SỰ KẾT HỢP ENZYME PROTAMEX VÀ
FLAVOURZYME

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Nha Trang, tháng 6 năm 2013

i
LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực tập đồ án tốt nghiệp, nhờ có sự giúp đỡ nhiệt tình của nhiều
cá nhân và tập thể mà tôi có thể thực hiện xong đồ án tốt nghiệp. Qua đây, tôi xin
chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình đến từ:
Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang.
Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Thực Phẩm.
Cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hương người đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo những
kiến thức và kinh nghiệm vô cùng 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 sinh học và công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời
gian thực tập tốt nghiệp.
Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã quan
tâm giúp đỡ, động viên, khích lệ tinh thần trong suốt quá trình học tập và thực tập
đồ án tốt nghiệp.
Xin trân trọng cảm ơn!
Sinh viên
Hồ Phương Thảo

THỦY PHÂN PROTEIN 21
1.4.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới 21
iii
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 25
CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 27
2.1.1. Cá Ngừ vây vàng, đầu cá Ngừ vây vàng 27
2.1.2. Enzyme Protamex và Flavourzyme 28
2.1.2.1 Enzyme Protamex 28
2.1.2.2 Enzyme Flavourzyme 29
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
2.2.1. Xác định thành phần hóa học của phế liệu đầu cá ngừ 29
2.2.2. Quy trình dự kiến sản xuất bột protein từ đầu cá Ngừ 30
2.2.3. Bố trí thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân 33
2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định các thông số thích hợp đối với enzyme Protamex ở giai
đoạn đầu 33
a) Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme protamex/ nguyên liệu 33
b) Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp đối với enzyme Protamex 35
c) Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp đối với enzyme Protamex 37
2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định các thông số thích hợp đối với enzyme Flavourzyme ở giai
đoạn sau 39
a) Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme/nguyên liệu 39
b) Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp đối với enzyme Flavourzyme 41
c) Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp đối với enzyme Flavourzyme
43
2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 45
2.3.1. Phương pháp phân tích 45
2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu 45
CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46
3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẦU CÁ NGỪ 46

PHỤ LỤC 82

v
DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1. Thành phần hóa học của đầu cá Ngừ 46
Bảng 3.2. Các sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân và hiệu suất thu hồi sản phẩm 70
Bảng 3.3 . Chất lượng cảm quan của dịch đạm thủy phân 71
Bảng 3.4. Chỉ tiêu hóa học của sản phẩm dịch đạm thủy phân 72
Bảng 3.5 . Chất lượng cảm quan của sản phẩm bột protein 72
Bảng 3.6. Chỉ tiêu hóa học của sản phẩm bột protein 73
Bảng 3.7. Thành phần acid amin của bột thủy phân protein được sản xuất theo quy
trình đề xuất 74
vii
Hình 2.10. Bố trí thí nghiệm xác định thích hợp tỷ lệ enzyme Flavourzyme/nguyên
liệu thích hợp 40
Hình 2.11. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 42
Hình 2.12. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp 44
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hiệu suất thu hồi Nitơ…… 47
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hàm lượng Nitơ acid amin. . 48
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hàm lượng Nitơ amoniac. 49
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi Nitơ 50
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng Nitơ acid amin. 51
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng Nitơ amoniac. 52
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi Nitơ 53
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian đến đến hàm lượng Nitơ acid amin. 54
Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến đến hàm lượng Nitơ amoniac. 55
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hiệu suất thu hồi Nitơ. 56
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hàm lượng Nitơ acid
amin. 57
Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme hàm lượng Nitơ amoniac. . 58
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi Nitơ. 59
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng Nitơ acid amin. 60
Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng Nitơ amoniac. 61
Hình 3.16. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi Nitơ. 62
Hình 3.17. Ảnh hưởng của thời gian đến đến hàm lượng Nitơ acid amin. 63
Hình 3.18. Ảnh hưởng của thời gian đến đến hàm lượng Nitơ amoniac. 64
Hình 3.19. Sơ đồ quy trình sản xuất bột protein từ đầu cá Ngừ 66
Hình 3.20. Sơ đồ thể hiện các sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân 69
Hình 3.21. Dầu thu được từ quá trình thủy phân đầu cá Ngừ 69
Hình 3.22. Bột protein không tan từ quá trình thủy phân đầu cá Ngừ 69
Hình 3.23. Bột xương từ quá trình thủy phân đầu cá Ngừ 70
Hình 3.24. Dịch thủy phân protein từ đầu cá Ngừ 71

ix
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

N/NL: nước trên nguyên liệu
τ: thời gian
G: gam
E: enzyme
E/NL: enzyme trên nguyên liệu
N: nước
N/NL: nước trên nguyên liệu
Opt: optimal
L: lít
T
opt
: nhiệt độ thích hợp
τ
opt
: thời gian thích hợp
E/NL
opt
: tỷ lệ enzyme/nguyên liệu thích hợp
N
ts
: nitơ tổng số
N
NH3
: nitơ amoniac
N
aa
: nitơ acid amin

Tra. Cùng với các mặt hàng thủy sản khác, thì cá Ngừ được tiêu thụ nhiều tại Mỹ,
Nhật bản, EU Tình trạng các nhà máy đua nhau sản xuất các sản phẩm từ cá ngừ
có giá trị cao càng nhiều nhưng chưa thật sự chú trọng sử dụng hợp lý nguồn
nguyên liệu còn lại tận thu chúng, phần lớn là sản xuất bột cá, một phần sản xuất
thức ăn tươi phục vụ cho chăn nuôi thủy sản Việc chú trọng tận thu triệt để nguồn
nguyên liệu còn lại này là rất cần thiết đặc biệt khi các doanh nghiệp thủy sản đang
hướng tới mục tiêu phát triển bền vững trong tương lai. Lựa chọn đầu cá ngừ để sản
xuất sản phẩm thủy phân là một trong những giải pháp góp phần giải quyết các vấn
đề trên, tạo ra các sản phẩm mới đạt hiệu quả kinh tế hơn.
Dưới sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Mỹ Hương, tôi đã thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu cá Ngừ bằng sự kết hợp enzyme Protamex và
Flavourzyme”.
2

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu sự thủy phân và sản xuất sản phẩm thủy phân
từ đầu cá Ngừ.
Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Tạo ra dẫn liệu khoa học ban đầu làm tài liệu tham khảo cho sinh viên, các
nhà chế biến thủy sản.
- Dẫn liệu thu được là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng thực
tiễn về sản xuất sản phẩm thủy phân.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là giúp các doanh nghiệp có khả năng sản xuất ra
sản phẩm có giá trị cao hơn từ đầu cá Ngừ, làm tăng tổng doanh thu của ngành mà
còn đóng vai trò không nhỏ trong việc bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lí nguồn
tài nguyên từ biển.
Nội dung của đề tài bao gồm:
- Tìm hiểu về cá Ngừ, Đầu cá Ngừ.
- Xác định thành phần hóa học của đầu cá Ngừ.
- Nghiên cứu chế độ thủy phân đầu cá Ngừ bằng enzyme Protamex và
Flavourzyme.

những năm 1990 đã nhanh chóng trở thành một nghề khai thác cá ngừ quan trọng
[12]
- Cá Ngừ nhỏ, phân bố địa phương
Đây là các loài cá Ngừ có kích cỡ nhỏ (từ 20÷70 cm, trọng lượng từ 0,5÷4 kg),
có giá trị kinh tế thấp, chủ yếu tiêu thụ nội địa.
 Cá Ngừ ồ
Tên tiếng Anh: Bullet tuna
Tên khoa học: Auxis rochei (Risso, 1810)

4
Hình 1.1. Cá Ngừ chù
Phân bố: vùng biển miền Trung
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới vây, vó, rê, đăng
Kích thước khai thác: từ 140÷310mm, chủ yếu 260 mm
Dạng sản phẩm: ăn tươi, phơi khô, đóng hộp, hun khói
 Cá Ngừ chù
Tên tiếng Anh: Frigate mackerel
Tên khoa học: Auxis thazard (Lacepede,1803)
Phân bố: chủ yếu ở vùng biển miền Trung, Đông và Tây Nam Bộ


Phân bố: ở vịnh Bắc bộ, Trung bộ, Tây Nam bộ
Hình 1.4. Cá Ngừ bò
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: lưới rê, câu, đăng, vây
Kích thước khai thác: 400÷700 mm 6

Dạng sản phẩm: ăn tươi, đóng hộp
 Cá Ngừ sọc dưa
Tên tiếng Anh: Striped tuna.
Tên khoa học: Sarda orientalis

Hình 1.5. Cá Ngừ sọc dưa (Temminek & Schlegel, 1844)
Phân bố: vịnh Bắc bộ, vùng biển miền Trung
Mùa vụ khai thác: quanh năm
Ngư cụ khai thác: đăng, rê, vây, câu, mành

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.
8

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 1.8. 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 khai thác và chế biến cá Ngừ trên thế giới và Việt Nam
Trong tổng số 4 triệu tấn cá Ngừ đánh bắt được hàng năm trên thế giới, có tới
65% sản lượng khai thác ở Thái Bình Dương, 21% ở Ấn Độ Dương và 14% ở Đại
Tây Dương, trong đó, cá Ngừ vây vàng chiếm đến 30% và cá Ngừ mắt to chiếm
khoảng 10% tổng sản lượng cá Ngừ thế giới (Joseph, 2003) [17].
Theo báo cáo của tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO),
trong năm 2005, tổng sản lượng khai thác cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) trên

với năm 2008 [2].

10

Hình 1.9. Xuất khẩu cá ngừ (mã HS 03 và 16) từ ngày 1/1 đến 15/12/2012

Hình 1.10. Giá trị xuất khẩu cá ngừ của Việt Nam ở các thị trường trên thế
giới (1/1 đến 15/12/2012)
Giá trị xuất khẩu cá ngừ ở các thị trường lớn cũng có xu hướng tăng trong năm
2012 so với năm 2011, cụ thể Mỹ (+51%), EU (+50,6%), Nhật Bản (+32,4%) Đặc
biệt Hàn Quốc (+1299%), Canada (+42,2%), Mexico (+407,2%) [1].
Trong giai đoạn 2008-2012 thì giá trị xuất khẩu cá Ngừ có xu hướng tăng đáng
kể từ 188,6 triệu USD đến 544,694 triệu USD [1].
11
Hình 1.11. Giá trị xuất khẩu cá ngừ từ Việt Nam đến một số các thị trường
vào 2 tháng đầu năm giai đoạn 2009-2013

Hình1.12. Giá trị xuất khẩu cá ngừ sang các nước từ năm 2009-2013

tâm và chú trọng.
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME
1.2.1. Giới thiệu chung về enzyme
1.2.1.1. Khái niệm
Enzyme là những protein có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa
học chúng không những có khả năng cho các phản ứng xảy ra trong tế bào sống mà
khi tách khỏi tế bào chúng vẫn có thể xúc tác cho các phản ứng hóa học [7].
1.2.1.2. Tính chất
- Enzyme là những protein có khối lượng phân tử lớn, đa số có khối lượng phân
tử trung bình 6000 – 1000000 dalton do vậy enzyme không thể đi qua màng bán
thấm.
- Enzyme có thể hòa tan trong nước, dung dịch muối loãng, các dung dịch đệm,
khi hòa tan thì tạo thành dung dịch keo và enzyme không tan trong dung môi không
phân cực.
- Enzyme cũng bị kết tủa bởi các tác nhân gây kết tủa protein. Các tác nhân vật
lý và hóa học làm biến tính protein thì cũng làm biến tính enzyme. Vậy enzyme
cũng bị bất hoạt tính khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính protein do nhiệt
độ cao, kiềm đặc hoặc acid, muối kim loại nặng [7].
1.2.1.3. Trung tâm hoạt động enzyme
Trung tâm hoạt động của enzyme là một phần nhỏ trong cấu trúc của enzyme có
nhiệm vụ tham gia với cơ chất và chuyển hóa cơ chất.
14
Trung tâm hoạt động của enzyme bao gồm nhiều nhóm chức khác nhau của acid
amin, phân tử nước liên kết và trong nhiều trường hợp có cả ion kim loại, các nhóm
chức của coenzyme [7].
Có những enzyme có một trung tâm hoạt động nhưng cũng có enzyme có 2 hay
nhiều trung tâm hoạt động [7].
Ví dụ: alcol – dehydrogenase của gan động vật có 2 trung tâm hoạt động còn
alcol – hydrogenase của nấm men có tới 4 trung tâm hoạt động, trung tâm hoạt động
có thể giống nhau nhưng có thể khác nhau về cấu tạo.