BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
….….
NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG
MSSV: 51131680
NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN
ĐẦU XƢƠNG CÁ TRA BẰNG SỰ KẾT HỢP
ENZYME ALCALASE VÀ FLAVOURZYME
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN GVHD: T.S. NGUYỄN THỊ MỸ HƢƠNG

Nha Trang, tháng 7 năm 2013

i
LỜI CẢM ƠN

LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii
LỜI MỞ ĐẦU 1
PHẦN 1: TỔNG QUAN 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA VÀ NGUYÊN LIỆU CÒN LẠI SAU QUÁ
TRÌNH CHẾ BIẾN 2
1.1.1. Giới thiệu chung về cá Tra 2
1.1.2. Đặc điểm sinh học của cá Tra 3
1.1.3. Tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu cá Tra 5
1.1.4. Nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến cá Tra và các hƣớng tận
dụng nguyên liệu còn lại 9
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE VÀ SỰ THỦY PHÂN
PROTEIN BẰNG ENZYME 11
1.2.1. Tổng quan về enzyme protease 11
1.2.2. Tổng quan về sự thủy phân protein bằng enzyme 14
1.3. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY 18
1.3.1. Bản chất của quá trình sấy 18
1.3.2. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình sấy 19
1.3.3. Sấy phun 21
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƢỚC VỀ
SỰ THỦY PHÂN PROTEIN BẰNG ENZYME 23
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 23
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc 25
PHẦN 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 27
iii
2.1.1. Nguyên liệu đầu xƣơng cá Tra 27

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
PHỤ LỤC 77

v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng của cá Tra 5
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cá Tra phi lê 5
Bảng 1.3. Thành phần dinh dƣỡng của cá Tra thành phẩm 5
Bảng 1.4. Thị trƣờng xuất khẩu cá Tra 8
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra 45
Bảng 3.2. Các sản phẩm thu đƣợc từ 1kg đầu xƣơng cá Tra 67
Bảng 3.3. Chất lƣợng cảm quan của dịch thủy phân protein 68
Bảng 3.4. Chỉ tiêu hóa học của dịch thủy phân protein 68
Bảng 3.5. Chất lƣợng cảm quan của bột protein hòa tan 69
Bảng 3.6. Kết quả xác định chỉ tiêu hóa học bột protein hòa tan 69
Bảng 3.7. Kết quả xác định thành phần acid amin của bột protein hòa tan 70

vi
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cá tra 2
Hình 1.2. Giá trị xuất khẩu và thị trƣờng nhập khẩu cá Tra, 2 tháng đầu năm 2013 7
Hình 1.3. Các sản phẩm xuất khẩu chính của Việt Nam 9
Hình 2.1. Đầu xƣơng cá Tra 27
Hình 2.2. Sơ đồ xác định thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra 28
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm thủy phân đầu xƣơng cá Tra 29
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Alcalase thích hợp 32
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu thích
hợp 34
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân giai đoạn đầu thích

Hình 3.14. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ
acid amin 59
Hình 3.15. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ
amoniac 60
Hình 3.16. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi
Nitơ 61
Hình 3.17. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ
acid amin 62
Hình 3.18. Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ
amoniac 63
Hình 3.19. Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra 65
Hình 3.20. Bột protein không tan từ đầu xƣơng cá Tra trƣớc và sau khi sấy 68
Hình 3.21. Dịch thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra 68
Hình 3.22. Bột thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra 69

viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
N/NL: nƣớc trên nguyên liệu
tg: thời gian
g: gam
h: giờ
E: enzyme
l: lít
t
opt
: nhiệt độ tối thích
N
ts
: nitơ tổng số
N

Chính vì lý do đó, đƣợc sự hƣớng dẫn của cô TS. Nguyễn Thị Mỹ Hƣơng, tôi
tiến hành thực hiện đề tài u ch  thng
s kt hp .
2
PHẦN 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA VÀ NGUYÊN LIỆU CÕN LẠI SAU QUÁ
TRÌNH CHẾ BIẾN
1.1.1. Giới thiệu chung về cá Tra
Cá tra là một trong số 11 loài thuộc họ cá Tra (Pangasiidae) đã đƣợc xác
định ở sông Cửu Long [20].
Cá tra có tên tiếng Anh: Shutchi catfish
Tên khoa học : Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1878).
Tên thƣơng mại: Tra catfish.
Bộ cá nheo: Siluriformes
Họ cá tra : Pangasiidae
Giống cá tra dầu : Pangasianodon
Loài cá tra : Pangasianodon hypophthalmua 1.1. Cá tra
+ Phân bố:
- Cá Tra phân bố ở lƣu vực sông Mêkong, có mặt ở cả 4 nƣớc Lào, Việt Nam,
Campuchia và Thái Lan. Ở Thái Lan còn gặp chúng ở lƣu vực sông Mêkong và
Chao phyraya.
- Ở nƣớc ta những năm trƣớc đây, khi chƣa có cá sinh sản nhân tạo, cá bột và cá
giống đƣợc vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Cá trƣởng thành chỉ thấy trên ao nuôi,
rất ít gặp trong tự nhiên. Việt nam đã thành công trong sinh sản nhân tạo và đã đáp
ứng đƣợc nhu cầu về giống cho nghề nuôi thƣơng phẩm.
- Cá Tra là một trong những loài có giá trị kinh tế phổ biến ở Đồng bằng sông
Cửu Long. Đây là loài cá có kích thƣớc lớn, dễ nuôi, tăng trọng nhanh. Hiện nay cá

nƣớc hơi lợ (nồng độ muối từ 10 - 14%) có thể chịu đựng đƣợc nƣớc phèn với pH ≥
5. Dễ chết ở nhiệt độ thấp ≤ 15°C nhƣng chịu nóng tới 39°C [20].
4
Cá Tra có cơ quan hô hấp phụ và còn có thể hô hấp bằng bóng khí và da nên
chịu đựng đƣợc môi trƣờng thiếu oxy hòa tan, cá có ngƣỡng oxy thấp nên sống
đƣợc ở ao nƣớc bẩn [7].
1.1.2.2. Đặc điểm dinh dƣỡng
Cá hết noãn hoàng thì thích ăn mồi tƣơi sống, vì vậy chúng ăn thịt lẫn nhau
ngay trong bể ấp, thậm chí cá vớt trên sông vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt
cá bột. Chúng ăn các loại phù du động vật có kích thƣớc vừa cỡ miệng chúng.
Khi cá lớn tính ăn tạp thiên về động vật và dễ chuyển đổi loại thức ăn. Trong
ao nuôi cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn, kể cả thức ăn bắt buộc
nhƣ mùn, bã hữu cơ, động vật đáy [7].
1.1.2.3. Đặc điểm sinh trƣởng
Cá tra có tốc độ sinh trƣởng tƣơng đối nhanh, lúc còn nhỏ cá tăng nhanh về
chiều dài. Cá ƣơm trong ao sau 2 tháng đã đạt chiều dài 10 – 12cm (14 – 15g/con).
Từ khoảng 2,5 kg trở đi mức tăng trọng lƣợng nhanh hơn so với tăng chiều dài cơ
thể. Cá tra trong tự nhiên có thể sống trên 20 năm. Đã gặp cỡ cá trong tự nhiên
18kg/con hoặc có mẫu cá dài tới 1,8 m.
Nuôi trong ao một năm cá đạt 1 – 1,5kg/con. Những năm sau cá tăng trọng
nhanh hơn có khi đạt tới 5 – 6kg/con/năm. Tùy môi trƣờng sống và sự cung cấp
thức ăn cũng nhƣ loại thức ăn có hàm lƣợng đạm nhiều hoặc ít. Độ béo fulton của
cá tăng dần theo trọng lƣợng và nhanh nhất ở những năm đầu. Cá đực thƣờng có độ
béo cao hơn cá cái và độ béo thƣờng giảm đi khi vào mùa sinh sản [7].
1.1.2.4. Đặc điểm sinh sản
Tuổi thành thục: cá tra đực thành thục ở tuổi thứ 2 và cá cái tuổi thứ 3 trở lên.
Mùa sinh sản tự nhiên vào đầu tháng 5 âm lịch. Trong điều kiện nuôi vỗ tốt cá
Tra có thể tham gia sinh sản vào đầu tháng 4 dƣơng lịch. Sức sinh sản từ 100.000 –
200.000 trứng/ký, tuổi thành thục từ 3 – 4 tuổi [11].
1.1.2.5. Thành phần hóa học và dinh dƣỡng của cá Tra

72,90
7,8
2,7
1,16

1.3. 21]
Thành phần dinh dƣỡng trên 100g thành phẩm ăn đƣợc
Tổng năng
lƣợng cung
cấp (calori)
Chất
đạm (g)
Tổng
lƣợng chất
béo (g)
Chất béo chƣa
bão hòa (có
DHA, EPA) (g)
Cholesterol
(%)
Natri
(mg)
170
28,03
7,02
5,00
0,022
70,6

1.1.3. Tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu cá Tra

Theo số liệu của Bộ Thƣơng mại Mỹ (DOC), tháng 12/2012 Mỹ nhập khẩu
hơn 11,587 triệu pao cá tra, giảm 29,4% so với 16,416 triệu pao của tháng 11/2012
và giảm 43,3% so với 20,444 triệu pao của tháng 12/2011 [26].
7
Chỉ có Việt Nam cung cấp cá Tra cho Mỹ trong tháng 12 nhƣng khối lƣợng
nhập khẩu giảm 29,4% so với 16,416 triệu pao của tháng 11/2012 và giảm 41,9% so
với 19,95 triệu pao của cùng kỳ năm 2011 [26].
Năm 2012, Mỹ nhập khẩu 213,885 triệu pao cá Tra, tăng 10,2% so với 194
triệu pao của năm 2011, chủ yếu từ Việt Nam, Trung Quốc, Thái Lan, Cămpuchia
và Malaysia. Trong đó, Việt Nam là nhà cung cấp hàng đầu với khối lƣợng 213,021
triệu pao, tăng 14,3% so với năm ngoái và chiếm tới 99% thị phần cá loài này tại
Mỹ. Nhập khẩu cá Tra từ các nƣớc khác đều giảm [26].
Tình hình xuất khẩu cá Tra Việt Nam 2 tháng đầu năm 2013

1.2. Giá tr xut khu và th ng nhp khu cá Tra, 
2013
(Nguồn: Vasep (theo số liệu Hải Quan Vn) – bản tin TMTS số 011-2013,
ngày 22/3/2013).
Theo Vasep, từ năm 2009 – 2012, giá trị xuất khẩu cá Tra đều tăng, tuy nhiên
2 tháng đầu năm 2013 giá trị xuất khẩu cá Tra giảm. Sự sụt giảm này phụ thuộc và
bị tác động bởi rất nhiều nguyên nhân, nhƣ do kinh phí đầu vào tăng, nhu cầu nhập
khẩu của các thị trƣờng lớn giảm, ngoài ra, các ngân hàng đang siết chặt tín dụng vì
sợ rủi ro, dẫn đến tình trạng không ít doanh nghiệp phải đóng cửa hoặc chỉ hoạt
động cầm chừng. Bên cạnh đó, ngày 14/3/2013, Bộ Thƣơng mại Mỹ ra phán quyết
áp đặt mức thuế chống phá giá đối với mặt hàng cá tra, cá basa fillet đông lạnh của
Việt Nam xuất khẩu sang Mỹ với mức thuế nhập khẩu cao làm cho việc sản xuất,
xuất khẩu mặt hàng này càng gặp nhiều khó khăn hơn.
8
Về thị trƣờng xuất khẩu
Tra

- Chất lƣợng của nguyên liệu
- Trình độ công nghệ chế biến
10
- Yêu cầu của sản phẩm cuối cùng
- Tay nghề công nhân
Nguyên liệu còn lại của cá Tra sau khi fillet, lạng da thƣờng chiếm khoảng
50% so với toàn bộ khối lƣợng cá.
Tận dụng lƣợng phế liệu này không những làm tăng hiệu quả kinh tế mà còn
góp phần khép kín quy trình sản xuất, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng.
1.1.4.2. Hƣớng tận dụng
Trƣớc đây ngƣời ta dùng nguyên liệu còn lại để làm thức ăn cho gia súc hoặc
thải ra môi trƣờng (máu, mỡ cá,…). Hiện nay với công nghệ chế biến thực phẩm
thủy sản khá phát triển nên mở ra nhiều hƣớng tân dụng cho nguồn nguyên liệu còn
lại này.
Sản xuất bột cá.
Bột cá là thành phần quan trọng không thể thiếu trong thức ăn chăn nuôi gia
súc và nuôi trồng thủy sản. Việc sản xuất bột cá chăn nuôi có ý nghĩa kinh tế rất
lớn, bởi vì công nghệ này đã tận dụng đƣợc nguồn phế liệu và thủy sản kém giá trị
tạo nên sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao, cung cấp lƣợng đạm dễ tiêu hóa cho
động vật nhằm phát triển chăn nuôi cung cấp trứng, sữa, thịt cho con ngƣời. Tận
dụng nguồn phế liệu dồi dào từ công nghệ chế biến thủy sản, sản xuất ra một lƣợng
bột cá đáng kể cung cấp cho chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản.
Sản xuất gelatin, collagen.
Tận dụng phế liệu từ thủy sản nhƣ: Vảy, xƣơng, bong bóng và da cá để sản
xuất collagen, gelatin. Chúng có nhiều ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực
phẩm, dƣợc, công nghệ giấy, in dệt và một số ngành nghề khác. Trong công nghệ
thực phẩm, gelatin dùng làm phụ liệu trong sản xuất bánh điểm tâm, lạp xƣởng, độ
hộp, kem cốc, chất ổn định và chất nhũ hóa trong thực phẩm. Trong công nghiệp
điện ảnh, gelatin dùng để làm phim ảnh, phim chụp quang tuyến. Trong công
nghiệp, gelatin dùng để chế tạo mực in, các dung dịch nhuộm màu, ngoài ra còn

12
- Về bản tính : Giống nhƣ các protein khác enzyme có thể hòa tan đƣợc trong
nƣớc trong dung dịch muối loãng và khi tan trong nƣớc thì tạo thành dung dịch keo
giống nhƣ protein, enzyme không hòa tan trong dung dịch phân cực.
Enzyme bị kết tủa bởi các yếu tố gây kết tủa protein, nhƣ các yếu tố vật lý, hóa
học làm kết tủa protein thì cũng làm kết tủa enzyme.
Enzyme bị mất hoạt tính khi bị tác động gây biến tính protein nhƣ nhiệt độ,
acid, kiềm đặc, hoặc muối kim loại nặng.
1.2.1.3. Các loại enzyme protease
Theo phân loại quốc tế các enzym protease đƣợc chia thành bốn nhóm phụ [1]
- Aminopeptidase: cắt đứt mối liên kết peptide ở đầu mạch polypeptide có nhóm
amin tự do.
- Cacboxypeptidase: cắt đứt mối liên kết peptide ở chỗ đầu mạch polypeptide có
nhóm cacboxyl tự do.
- Dipeptidase: thủy phân các dipeptide.
- Proteinase: xúc tác thủy phân các liên kết peptide nối mạch.
1.2.1.4. Cơ chế tác động của enzyme
Enzyme là chất xúc tác sinh học, do đó trƣớc tiên chúng mang đầy đủ các đặc
điểm của chất xúc tác nói chung. Enzyme tác động và chuyển hóa cơ chất trải qua
ba giai đoạn.
E + S ES ES* P + E
Trong đó:
E : là enzyme
S : cơ chất
ES : phức hợp enzyme cơ chất
ES* : phức chất enzyme cơ chất dạng hoạt động
P : sản phẩm

vị thịt sau chế biến, dùng protease khi làm xúc xích, lạp xƣởng.
- Trong quá trình chế biến sữa: ở đây chủ yếu sử dụng các proteinase có tác dụng
làm đông tụ sữa nhƣ: renin, pepsin và một số protease vi sinh vật khác trong quá
trình sản xuất phomat.
- Trong công nghiệp nƣớc giải khát: protease đƣợc sử dụng để làm trong bia và
làm trong nƣớc quả.
- Trong công nghiệp dệt: papain và protease vi sinh vật đƣợc sử dụng để làm sạch
tơ tự nhiên, tẩy hồ tơ nhân tạo.
- Trong kỹ nghệ phim ảnh: Protease vi khuẩn và xạ khuẩn đƣợc sử dụng để tái
sinh các nguyên liệu cảm quang khác nhau nhƣ phim điện ảnh, giấy ảnh…
14
- Trong công nghiệp sản xuất bột giặt và các chất tẩy rửa: protease kiềm tính
đƣợc thêm vào các chất tẩy rửa thì có khả năng làm sạch một cách có hiệu quả các
vết bẩn trên vì protease thủy phân protein thành các dạng hòa tan.
- Trong công nghic phm và y hc.
Protease đƣợc sử dụng để sản xuất các loại thuốc làm tăng khả năng tiêu hóa
protein, dùng để phân giải các cục protein trong cơ thể, chữa bệnh nghẽn tim mạch,
tiêu mủ các vết thƣơng, các ổ viêm, làm thông đƣờng hô hấp… Cũng có thể dùng
protease để thủy phân sơ bộ protein làm môi trƣờng nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất
nhiều loại thuốc.
- Trong nông nghip.
Protease đƣợc sử dụng trong chăn nuôi để phân giải sơ bộ protein trong thức
ăn, làm tăng khả năng hấp thụ thức ăn của động vật, hoặc dùng sản xuất các dịch
thủy phân giàu đạm bổ sung vào thức ăn của gia súc, gia cầm.
- ng dng ca protease trong ch bin thy sn.
Trong quá trình chế biến cá: khi làm nƣớc mắm, sản xuất bột cá… protease
vốn có trong cá sẽ thủy phân một phần protein thịt cá. Tuy nhiên quá trình này
thƣờng xảy ra rất chậm và yếu. Đƣa thêm protease từ ngoài sẽ làm tăng quá trình
thủy phân rút ngắn thời gian chế biến, làm tăng hƣơng vị của sản phẩm. Sử dụng
protease để sản xuất các dịch đạm thủy phân từ các phế liệu giàu protein nhƣ thịt


Enzyme protease có thể có sẵn trong nguyên liệu hoặc bổ sung từ bên ngoài
vào [1].
Đối với enzyme có sẵn trong nguyên liệu: ngƣời ta lợi dụng nguồn enzyme sẵn
có bên trong nguyên liệu và tạo mọi điều kiện tối ƣu cho chúng phát triển rồi phát
huy tác dụng thuỷ phân nhƣ nhiệt độ, độ pH, nồng độ muối, cho thêm nƣớc, xay
nhỏ.
Đối với enzyme nhân tạo từ bên ngoài vào: Nguyên lý là bổ sung các enzyme
từ bên ngoài vào để thuỷ phân protein của nguyên liệu thành dung dịch acid amin.
Nguyên liệu đem xay nhỏ sau đó trộn đều với chế phẩm protease để thuỷ phân. Tùy
nguồn protease mà điều chỉnh pH, nhiệt độ và thời gian thủy phân thích hợp.
Enzyme protease có thể đƣợc tách chiết từ các nguồn sau: thực vật, động vật hoặc vi
sinh vật.
R
2
R
n
R
1
H
2
N-CH-CO-NH-CH-CO-…-NH-CH-COOH + (n-1)H
2
O
Protease

R
2
R
n

bản chất hóa học khác. Các chất làm giảm hoạt độ enzyme nhƣng không bị chuyển
hóa bởi enzyme đƣợc gọi là các chất kìm hãm hoặc chất ức chế. Các chất này có thể
là những ion, các phân tử vô cơ, hữu cơ kể cả các protein.
Khi có mặt của các chất kìm hãm, 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 hƣởng 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

Trích đoạn Bản chất của quá trình sấy Kết quả xác định thời gian thủy phân giai đoạn sau thích hợp XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦY PHÂN Thuyết minh quy trình sản xuất dịch thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra Chất lƣợng bột thủy phân protein

---