TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG PHAN THỊ BÍCH NGỌC
NGHIÊN CỨU TRÍCH LY PROTEASE
TỪ THỊT ĐẦU TÔM SÚ Luận văn tốt nghiệp đại học
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Cần Thơ, 12/2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG


hội đồng chấm luận văn thông qua.

Cần Thơ, ngày 09 tháng 12 năm 2013
Người hướng dẫn Người viết Nguyễn Văn Mười Phan Thị Bích Ngọc Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng -ii-
LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
Thầy Nguyễn Văn Mười và cô Trần Thanh Trúc, những người đã trực tiếp hướng
dẫn, giúp đỡ em tận tình. Đồng thời cung cấp nhiều kiến thức và tạo điều kiện thuận
lợi cũng như giải đáp những thắc mắc của em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Cô Nguyễn Thị Hoàng Minh, cán bộ phòng thí nghiệm D006 đã tạo điều kiện thuận

của tỷ lệ nguyên liệu và dung môi (w/v) trích ly, điều kiện pH của môi trường, đặc
biệt là tác động tương tác của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hiệu quả thu nhận
protease từ thịt đầu tôm sú đã được khảo sát theo phương pháp bề mặt đáp ứng với
cấu trúc có tâm. Kết quả khảo sát cho thấy, dịch chiết protease thu được từ thịt đầu
tôm sú có hoạt tính tối ưu là 13,48 U/g CKNL (chất khô nguyên liệu) khi sử dụng
dung dịch đệm glycine - NaOH với pH 9 làm dung môi trích ly với tỷ lệ nguyên liệu
và dung môi là 1: 4 (w/v). Việc áp dụng phương pháp bề mặt đáp ứng đã xác định
được điều kiện nhiệt độ và thời gian ủ tối ưu lần lượt là 46 °C và 44,6 phút.
Từ khóa: nhiệt độ, pH, protease, thịt đầu tôm sú, thời gian, tỉ lệ dung môi.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng -iv-
MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
TÓM TẮT iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH HÌNH vi
DANH SÁCH BẢNG vii
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT viii
Chương 1 TỔNG QUAN 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2
Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3
2.1 THỊT ĐẦU TÔM SÚ - NGUỒN NGUYÊN LIỆU LY TRÍCH ENZYME
PROTEASE 3
2.1.1 Tôm sú – nguồn thủy sản lạnh đông xuất khẩu 3
2.1.2 Thực trạng xử lý và tiêu thụ thịt đầu tôm sú ở nước ta 5
2.2 KHÁI QUÁT VỀ PROTEASE VÀ HỆ PROTEASE TRONG THUỶ SẢN 6
2.2.1 Tổng quan về protease 6

phù hợp 23
3.3.4 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của pH môi trường đến hiệu quả trích ly
protease 24
3.3.5 Thí nghiệm 3: Xác định tương tác của nhiệt độ và thời gian ủ đến hiệu quả trích ly
protease 26
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29
4.1 THÀNH PHẦN HÓA LÝ CƠ BẢN CỦA THỊT ĐẦU TÔM 29
4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NGUYÊN LIỆU VÀ DUNG MÔI ĐẾN QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY ENZYME PROTEASE TỪ THỊT ĐẦU TÔM SÚ 30
4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC ĐIỀU CHỈNH pH MÔI TRƯỜNG ĐẾN HIỆU QUẢ
TRÍCH LY PROTEASE 31
4.4 ẢNH
HƯỞNG
CỦA TƯƠNG TÁC NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN TRÍCH LY ĐẾN
HIỆU QUẢ THU NHẬN PROTEASE TỪ THỊT ĐẦU TÔM SÚ 32
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38
5.1 KẾT LUẬN 38
5.2 ĐỀ NGHỊ 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39
PHỤ LỤC 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ix
PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ THỐNG KÊ xiii
PHỤ LỤC 3 SỐ LIỆU XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN TYROSINE xix
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng -vi-
DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Tôm sú Penaeus monodon 4
Hình 2.2 Phản ứng thủy phân liên kết peptide do tác động của protease 6
Hình 2.3 Cơ chế xúc tác của endopeptidase và exopeptidase 7
Bảng 2.2 Một số serine protease có nguồn gốc động vật thông dụng hiện nay 8

trình hồi quy 33
Bảng PL1 Xây dựng đường chuẩn nồng độ tyrosine ix
Bảng PL2 Phương pháp xác định lượng tyrosine trong mẫu x
Bảng PL3 Bố trí thí nghiệm xây dựng đường chuẩn tyrosine xix
Bảng PL4 Số liệu xây dựng đường chuẩn tyrosine xix

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng -viii-
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

CCD Central Composite Design
CKNT Chất khô nội tạng
CKTĐT Chất khô thịt đầu tôm
CPE Chế phẩm enzyme
DC Dịch chiết
DFP Diisopropyl Fluoridate Phospho
Đvtn Đơn vị thí nghiệm
EDTA Ethylene Diamine Tetraacetic Acid
EMS Early Mortality Syndrome
HLSO Head Less Shell On
IUBMB International Union of Biochemistry and Molecular Biology
LysNA Lys-β- Naphthylamide
PMSF Phenyl Methane Sulfonyl Flouride (PMSF)
SBTI Soya Bean Trypsin Inhibitor
RSM Response Surface Methods
TCA Trichloacetic acid
U/g Units per weight (gam) of substrate
U/mL Units per volume (mL) of substrate
VASEP Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers
W/v Weight/volume

(Prasertsan và Prachumratana, 2013), khử protein trong phụ phẩm tôm, giúp quá
trình chiết tách chitin, chitosan đạt hiệu quả tốt (Nedra et al., 2011). Chính điều này
đã mở ra triển vọng cho việc nghiên cứu trích ly enzyme protease từ thịt đầu tôm sú,
giúp tận dụng triệt để lượng phụ phẩm của tôm trong quá trình chế biến và tăng hiệu
quả kinh tế cho ngành thủy sản nói chung, ngành xuất khẩu tôm nói riêng.
Với tỷ lệ đầu tôm được loại bỏ trong quá trình chế biến khoảng 34% khối lượng
ban đầu (Tran et al., 2011), trung bình hàng năm Việt Nam có khoảng 35.000 ÷
46.000 tấn đầu tôm được thải ra từ các nhà máy. Hiện nay, lượng đầu tôm chủ yếu
dùng làm phân bón, thức ăn gia súc, thủy sản. Tuy nhiên giá trị thành phẩm của
các sản phẩm này chưa cao. Việc nghiên cứu sản xuất chitosan từ vỏ đầu tôm
trong thời gian gần đây là một hướng mới nhằm sử dụng có hiệu quả nguồn đầu
tôm phụ phẩm, đây được xem như là một loại bao bì có tính năng bảo vệ và có thể
sử dụng như thực phẩm mà không hề ảnh hưởng đến môi trường chung quanh
(Trung et al., 2003). Tuy nhiên, việc sản xuất chitosan đòi hỏi phải loại bỏ lượng
thịt trong đầu tôm (chiếm đến 15,25% khối lượng đầu tôm và 5,5% so với nguyên
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và SHƯD
2
liệu tôm sú tươi), tạo ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường. Chính vì thế, yêu cầu
đặt ra là nghiên cứu biện pháp sử dụng nguồn nguyên liệu giàu protein và enzyme
protease nhằm nâng cao giá trị thương phẩm của tôm sú, đồng thời làm giảm tác
động ô nhiễm môi trường do quá trình xử lý đầu tôm gây ra là vấn đề có tính cấp
thiết.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục đích chung của đề tài là xác định một số yếu tố cơ bản có ảnh hưởng đến hiệu
quả trích ly protease từ thịt đầu tôm sú. Để đạt được mục tiêu đã được đặt ra, đề tài
tập trung vào các nội dung cụ thể sau:
 Xác định tỷ lệ nguyên liệu và dung môi (w/v) trích ly protease thích hợp.
 Xác định pH của dung môi thích hợp giúp gia tăng hiệu quả trích ly protease
 Tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian trích ly protease từ thịt đầu tôm sú.

(Holthuis, 1980)
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và SHƯD
4 Hình 2.1 Tôm sú Penaeus monodon
(Ngun:
2.1.1.2 Tình hình sản xuất tôm đông lạnh ở Việt Nam
Tôm đông lạnh đã và đang là một mặt hàng xuất khẩu có kim ngạch cao ở Việt Nam
và đang cạnh tranh mạnh mẽ với thị trường xuất khẩu lớn trên thế giới đặc biệt Thái
Lan đang gặp khó khăn do vấn đề tôm bệnh. Hơn thế nữa, nguồn cung tôm thế giới
bị hạn chế bởi sản lượng tôm từ Thái Lan giảm mạnh do ảnh hưởng của EMS khiến
giá tôm tăng trên toàn cầu. Nhờ đó, giá trị xuất khẩu tôm Việt Nam sang các thị
trường lớn tăng lên.
Trong đó, tôm sú là sản phẩm chính, chiếm hơn 50% tổng lượng tôm xuất khẩu
trong cả nước. Theo số liệu của VASEP (2010), tổng khối lượng xuất khẩu của mặt
hàng tôm sú là 121.399 tấn, chiếm 10,44% tổng giá trị xuất khẩu thủy sản trong cả
nước và 56,7% tổng giá trị xuất khẩu ngành tôm. Đến cuối tháng 6 năm 2013, tổng
lượng xuất khẩu tôm sú có sụt giảm, nhưng vẫn là ngành hàng chủ lực nhất. Trong
đó, mặt hàng tôm sú bỏ đầu HLSO là sản phẩm được ưa chuộng trên nhiều thị

(Ngun: Tran et al., 2011)
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là sử dụng đầu tôm trong chế biến chitin,
chitosan. Ngô Thị Hoài Dương et al., 2008 cũng đã nghiên cứu đưa ra giải pháp tiền
xử lý bằng acid formic trong quy trình sản xuất chitosan từ đầu tôm nhằm giảm
thiểu lượng hóa chất và chất thải gây ô nhiễm môi trường. Nguyễn Văn Thiết và Đỗ
Ngọc Tú (2008) đã nghiên cứu tách chiết chitin từ đầu – vỏ tôm bằng các phương
pháp sinh học (sử dụng Bromelanin trong dịch ép vỏ dứa). Nhiều nghiên cứu trong
nước đã tận dụng nguồn đầu tôm chủ yếu cho chế biến thức ăn gia súc. Phan Thị
Bích Trâm và Phạm Thu Cúc (2004) đã xác nhận thành công của việc xử lý vỏ đầu
tôm với rỉ đường và enzyme dùng làm thức ăn cho gia súc, gia cầm. Trịnh Ngọc
Vinh (2006) đã tiến hành ủ chua đầu vỏ tôm có thêm vi khuẩn Lactobacillus spp.
giúp quá trình lên men được nhanh hơn. Sau đó, khảo sát nồng độ đường, nồng độ
muối, nồng độ vi khuẩn Lactobacillus spp. thích hợp trong việc bảo quản đầu vỏ
tôm bằng phương pháp lên men ủ chua. Qua đó, góp phần tạo ra sản phẩm thức ăn
gia súc có chất lượng cao hơn, có tính phổ biến rộng rãi, giá trị kinh tế cao và giảm
thiểu việc gây ô nhiễm môi trường. Phạm Thị Đan Phượng và các cộng sự (2008)
cũng đã nghiên cứu xử lý carotenoprotein thu hồi từ quá trình sản xuất chitin và
bước đầu thử nghiệm phối trộn thức ăn cá.
Các nghiên cứu này đều cho thấy tầm quan trọng của việc ứng dụng một hệ
enzyme protease nhằm trợ giúp cho quá trình thủy phân dịch protein có sẵn trong
nguồn nguyên liệu đầu tôm này là cần thiết. Đặc biệt, việc trích ly enzyme
protease có sẵn trong nội tại của đầu tôm là vấn đề có ý nghĩa quan trọng.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và SHƯD
6
2.2 KHÁI QUÁT VỀ PROTEASE VÀ HỆ PROTEASE TRONG THUỶ SẢN
2.2.1 Tổng quan về protease
2.2.1.1 Khái niệm enzyme protease
Protease là nhóm enzyme xúc tác phản ứng thủy phân liên kết peptide của protein:
Hình 2.2 Phản ứng thủy phân liên kết peptide do tác động của protease

ion kim loại trực tiếp tham gia phản ứng, chúng tác động lên liên kết
peptidase tạo phức hợp trung gian bằng liên kết không cộng hóa trị giống
như nhóm aspartic peptidase. Nhóm kim loại peptidase hoạt động mạnh nhất
ở vùng pH trung tính và bị giảm hoạt tính dưới tác dụng của EDTA.
- Serine peptidase: Là những protease có nhóm hydroxyl (-OH) của serine
trong trung tâm hoạt động. Các peptidase serine này thường là hoạt động ở
vùng pH khá rộng từ trung tính đến kiềm, nhóm –OH của serine tác động lên
nhóm –CO của liên kết peptide tạo hợp chất trung gian acyl-enzyme. Các
enzyme thuộc nhóm này thông dụng nhất là trypsin và chymotrypsin. Chúng
bị ức chế bất thuận nghịch dưới tác dụng diisopropyl-phosphofluoridate
(DFP), phenylmethanesulfonyl flouride (PMSF), coumarin và một số chất ức
chế thuận nghịch như antitrypsin ở đậu nành (SBTI), aprotinin, chymostatin.
Trong các nhóm protease được phân loại, ứng dụng rộng rãi ở nhiều lãnh vực
nhất là nhóm serine protease do chúng có khả năng thích ứng trong khoảng
pH khá rộng từ trung tính đến kiềm mạnh đã làm tăng khả năng ứng dụng
nhóm enzyme này so với các nhóm protease khác. Đặc biệt được ứng dụng
rộng rãi trong các ngành công nghiệp thuộc da và chất tẩy rửa. Hiện nay
nhóm serine protease đã được phát hiện và nghiên cứu trên nhiều đối tượng
khác nhau với các tên thông dụng ở bảng 2.2.

Hình 2.3 Cơ chế xúc tác của endopeptidase và exopeptidase
(Ngun: Đặng Thị Đăng Phương, 2005)
2.2.2 Hệ serine protease
Serine protease có chung nhóm phân loại EC 3.4.21 là một trong số các enzyme
được nghiên cứu khá rộng rãi ngoài khả năng thủy phân protein trong quá trình
tiêu hóa của động vật phổ biến nhất là trypsine, chymotrypsine và elastase. Serine
protease còn tham gia vào nhiều hiện tượng sinh lý trong cơ thể như phá cục máu
nghẽn và hoạt hóa các bổ thể (Phan Thị Bích Trâm, 2011; Gupta et al., 2002).
Trung tâm hoạt động của nhóm enzyme này chứa các amono acid aspartic,
histidine và serine trong đó serine giữ vai trò trực tiếp gắn với cơ chất theo cơ chế
được trình bày ở Hình 2.4.

Hình 2.4 Sơ đồ các bước xúc tác cơ bản của nhóm serine protease
(Ngun: Phan Thị Bích Trâm, 2011) Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và SHƯD
9
Cơ chế theo hình 2.4 gồm 3 phản ứng:
Phản ứng 1: Nhóm –OH của serine trong trung tâm hoạt động enzyme kết hợp với
nhóm C=O của liên kết peptide trong chuỗi polypeptide tạo phức hợp chuyển tiếp
tứ diện (tretahedral complex).
Phản ứng 2: Ở trạng thái phức hợp chuyển tiếp tứ diện thường kém bền nên
chuyển diện tích lên O tạo nhóm C=O mới làm đứt liên kết peptide giải phóng
mạch polypeptide đầu N và hình thành các hợp chất trung gian acyl-enzyme mới.
Phản ứng 3: Với sự có mặt của nước sẽ giải phóng mạch polypeptide đầu C còn lại
và khôi phục trung tâm hoạt động của serine protease.
Như vậy, ngoài cơ chế chung các enzyme thuộc nhóm này có tính chất cắt riêng
biệt là do trong phân tử protein có một “túi” (pocket) luôn được định vị gần trung
tâm hoạt động nhóm serine (Hình 2.5).


biệt ở tôm do đặc điểm hệ tiêu hoá nội tạng nằm ở phần đầu nên hệ enzyme sẽ tập
trung nhiều nhất ở phần đầu sau đó đến các cơ quan khác.
Phần lớn các nhóm enzyme thuộc protease của tôm thường có tính chất chung của
một enzyme:
- Hòa tan được trong nước, dung dịch nước muối sinh lý đệm phosphate trung
tính, đệm Tris-HCl và một số dung môi hữu cơ nên dựa vào những đặc tính
này để tách chiết chúng.
- Bị kết tủa thuận nghịch bởi một số muối trung hòa (sulfate amonium),
ethanol, acetone… để thu nhận chế phẩm enzyme.
- Hoạt tính của enzyme có thể tăng hoặc giảm dưới tác dụng của các chất hoạt
hóa hay ức chế.
- Độ hoạt động của enzyme chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các yếu tố: Nhiệt độ,
pH môi trường.
Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Thị Trân Châu (1993) về protease đầu tôm biển
và Nguyễn Thị Mỹ Trang (2004) về protease đầu tôm bạc nghệ cho thấy các
enzyme tiêu hoá protein là các enzyme hoạt động mạnh trong môi trường kiềm.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và SHƯD
11
Theo Nguyễn Việt Dũng (1999) thì protease của tôm sú lại thể hiện hoạt tính cao ở
môi trường gần trung tính.
Để ly trích protease từ đầu tôm sú, môi trường được sử dụng tương tự nhau. Theo
một số nghiên cứu cho thấy, hoạt tính protease trên một đơn vị khối lượng nội tạng
cao hơn nhiều so với đầu tôm ở cùng chế độ tách chiết (gấp từ 3,41 ÷ 4,33 lần).
Điều này dễ hiểu vì nội tạng tôm là cơ quan tiêu hóa nên tập trung nhiều enzyme,
còn đầu tôm thì lại có thêm cả phần vỏ và thịt tôm có ít hoạt tính sinh học. Hoạt tính
protease cao của nội tạng tôm cũng giúp giải thích, sự hư hỏng xảy ra thường thấy
nhất ở tôm là hiện tượng long đầu, và thời gian bảo quản tôm đã bỏ đầu, tách chỉ
bao giờ cũng dài hơn tôm nguyên con ở cùng điều kiện chế biến và bảo quản
(Nguyễn Lệ Hà, 2011).

protease còn được sử dụng trong các lĩnh vực chế biến thực phẩm khác như
làm phomat, làm mềm thịt…
- Trong y học: Một số protease như trypsine, -chymotrypsine dùng sản xuất
thuốc chữa bệnh kém tiêu hóa, tiêu mủ các ổ viêm, làm thông đường hô hấp
rất thông dụng trên thị trường dược phẩm. Nghiên cứu chế phẩm protease có
tên gọi “prozimabo” trong điều trị bỏng giúp giả mạc rụng nhanh, vết bỏng
nhanh khỏi. Đặc biệt hiện nay protease được ứng dụng trong điều trị bệnh
tim mạch, chúng rất đa dạng và có nguồn gốc khác nhau: Từ động vật, thực
vật, đến vi sinh vật, chúng thuộc nhóm serine protease có khả năng thủy
phân fibrin, fibrinogen.
- Trong nông nghiệp: Protease được bổ sung vào thức ăn động vật nuôi nhằm
tăng khả năng tiêu hóa, chúng được xử lý trực tiếp vào thức ăn trước khi sử
dụng hoặc xử lý sơ bộ thức ăn. Hiện nay, các chế phẩm vi sinh chứa hỗn hợp
protease và các enzyme thủy phân khác cũng được sử dụng cho ngành nuôi
trồng thủy sản làm tăng hệ số tiêu hóa, làm giảm thiểu sự ô nhiễm môi
trường nước nuôi.
Ngoài ra protease còn ứng dụng rộng rãi trong một số ngành khác như công nghiệp
thuộc da để làm mềm da, tăng cường khả năng tách lông ra khỏi da nhưng không
làm ảnh hưởng đến chất lượng da. Trong công nghệ sản xuất xà phòng làm tăng khả
năng tẩy vết bẩn có thành phần là protein.
(Phan Thị Bích Trâm, 2011)
2.2.4.2 Ứng dụng của protease kiềm ngun gốc động vật
Protease ưa kiềm là nguồn cung cấp enzyme chủ yếu trên thị trường enzyme thế
giới (Godfrey và West, 1996). Bên cạnh nguồn protease ưa kiềm nguồn gốc vi
khuẩn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, điển hình như
Alkazym (Novodan, Conpenhagen, Đan Mạch), Tergazyme (Alconox, NewYork,
USA), Ultrasil (Henkel, Dusseldorf, Đức), còn có nhiều enzyme nguồn gốc động
vật, điển hình như Pronod 153 L được ly trích từ máu, keratin protease (trích ly từ
da, lông heo) cũng được biết đến với nhiều ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất xà
phòng, xử lý chất thải, ứng dụng trong chế biến thức ăn gia súc nhờ vào việc thủy

.
A
Az AB
dx
JD
dz

(2.1)
Trong đó:
J*
Az
: Thông lượng chất khuếch tán A theo phương z, kgmolA/ m
2
.giây.
D
AB
: Hệ số khuếch tán của chất A vào B (dung môi), m
2
/giây.
x
A
: Phân mol chất A trong hệ thống.
z: Khoảng cách khuếch tán (m).
Dấu (-) về mặt vật lý nghĩa là quá trình khuếch tán xảy ra theo chiều giảm nồng độ
của chất khuếch tán.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và SHƯD
14
Nói cách khác, vận tốc truyền của một quá trình truyền tỷ lệ thuận với động lực của
quá trình và tỷ lệ nghịch với trở lực của quá trình (McCabe et al., 1993). Động lực

khuếch tán chất tan (enzyme) vào dung môi. Hơn nữa, một lượng dung môi sẽ
được giữ lại trong nguyên liệu cũng là nguyên nhân làm giảm hiệu quả thu nhận
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và SHƯD
15
chất tan (Rao, 2010), hiệu quả thu nhận enzyme thấp. Tuy nhiên, tỷ lệ dung môi và
nguyên liệu cao, không những hoạt tính enzyme bị pha loãng mà còn tạo điều kiện
thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động làm ảnh hưởng đến chất lượng của protein hay
enzyme trích ly.
2.3.2.2 Ảnh hưởng của pH môi trường
Sự thay đổi pH ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính enzyme do liên quan đến sự tương
tác giữa enzyme và cơ chất. Phản ứng xúc tác phụ thuộc vào diện tích phân bố trên
cả enzyme lẫn cơ chất, cụ thể là trung tâm hoạt động của phân tử enzyme. Mỗi
enzyme chỉ hoạt động mạnh nhất ở một pH xác định, gọi là pH tối ưu. pH tối ưu cho
hoạt động của các enzyme có nguồn gốc động vật, điển hình như protease từ nội
tạng cá tra (Trần Quốc Hiền và Lê Văn Việt Mẫn, 2006) hay từ thịt đầu tôm sú
(Nguyễn Lệ Hà, 2011) vào khoảng 7. Giá trị pH quá cao hay quá thấp có thể làm
enzyme bị biến tính. Giá trị pH tối ưu của mỗi enzyme có thể thay đổi trong một
khoảng nhất định tùy theo tính chất và nồng độ cơ chất, nhiệt độ và bản chất của các
loại dung dịch đệm (Phan Thị Bích Trâm, 2010).
2.3.2.3 Tác động của nhiệt độ và thời gian trích ly
Bản chất của enzyme là protein do đó nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến vận tốc
phản ứng. Nhiệt độ tăng kéo theo tốc độ phản ứng tăng nhưng đến mức nào đó thì
tốc độ phản ứng giảm xuống do enzyme bị biến tính. Đa số enzyme có nhiệt độ tối
ưu khoảng 40 ÷ 50 °C. Ở nhiệt độ trên 70 °C, phần lớn enzyme đều mất hoạt tính.
Nhiệt độ tối ưu của các enzyme khác nhau thì không giống nhau, chúng tùy thuộc
vào nguồn gốc sản sinh ra chúng. Phần lớn nhiệt độ tối ưu của enzyme từ vi sinh
vật, thực vật cao hơn động vật. Nhiệt độ tối ưu của những enzyme không cố định
mà thay đổi theo thời gian thủy phân, nồng độ enzyme, cơ chất phản ứng và dạng
tồn tại của enzyme (Rao, 2010).