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

LÊ HUỲNH ANH DUY

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ENZYME PAPAIN
ĐẾN CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG MUỐI, ẨM VÀ ACID
SAU GIAI ĐOẠN THÍNH TRONG QUY TRÌNH
SẢN XUẤT MẮM CÁ LÓC FILLET

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 04 / 2011


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

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ENZYME PAPAIN
ĐẾN CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG MUỐI, ẨM VÀ ACID
SAU GIAI ĐOẠN THÍNH TRONG QUY TRÌNH
SẢN XUẤT MẮM CÁ LÓC FILLET

Giáo viên hướng dẫn:
TS. Nguyễn Công Hà

Sinh viên thực hiện:

kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kì công trình luận văn nào trước đây.
Tác giả luận văn

Lê Huỳnh Anh Duy

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang i


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Công Hà đã tận tình giúp đỡ em, truyền đạt
cho em những kiến thức cũng như những kinh nghiệm vô cùng quý báu giúp em
hoàn thành tốt luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã cung
cấp cho em những kiến thức bổ ích về cơ sở ngành và chuyên ngành, những tài liệu
có giá trị giúp em làm quen với việc nghiên cứu khoa học, tạo nhiều thuận lợi cho
em có thể hoàn thành luận văn của mình.
Xin chân thành cảm ơn cô Dương Thị Phượng Liên đã giúp đỡ, giải đáp cho em
những thắc mắc về những thay đổi trong quy chế học vụ giúp em hiểu rõ hơn và sắp
xếp được chương trình học hợp lý hơn trong suốt khóa học tại trường.
Em vô cùng biết ơn Ban lãnh đạo Công ty TNHH MỘT TV Bà Giáo Khỏe 55555,
cùng các cô, chú, anh, chị, em trong Công ty đã tạo điều kiện thuận lợi, cũng như
cung cấp cho em những kinh nghiệm thực tế giúp em hoàn thành luận văn tốt hơn.

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm
lượng muối và độ acid sau quá trình thính lên men chờ chín.
Mức enzyme bổ sung: 0%, 0.7%, 1.4%, 2.1% so với khối lượng cá.
Kết quả nghiên cứu cho thấy:
Việc bổ sung enzyme papain với các nồng độ 0.7%, 1.4% và 2.1% so với khối
lượng cá mang lại một số hiệu quả nhất định. Tuy nhiên, qua các số liệu thu được
về các chỉ tiêu khảo sát về hàm lượng muối, hàm ẩm, cấu trúc và acid tổng có thể
phản ánh được nồng độ enzyme bổ sung tương đối cao. Dựa vào các số liệu của các
chỉ tiêu khảo sát và những chỉ tiêu cảm quan có thể nói việc bổ sung enzyme papain
vào công đoạn thính đã rút ngắn thời gian của giai đoạn lên men chờ chín xuống
còn khoảng hai tháng.

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang iii


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................ii
TÓM LƯỢC................................................................................................................... iii
MỤC LỤC.......................................................................................................................iv
DANH SÁCH HÌNH.......................................................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG ....................................................................................................vii
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................1

Trường Đại học Cần Thơ

b. Cơ chế tác dụng của enzyme .............................................................................11
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của papain ................................................12
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................13
3.1 Phương tiện thí nghiệm..........................................................................................13
3.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm ....................................................................13
3.1.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm .........................................................................13
3.2 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................14
3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi
hàm lượng muối và acid trong quá trình bảo quản chờ chín..........................................15
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi
cấu trúc và độ ẩm trong quá trình lên men chờ chín......................................................15
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN.........................................................................16
4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm
lượng muối và acid trong quá trình bảo quản chờ chín. ............................................16
4.1.1 Sự thay đổi hàm lượng muối ............................................................................16
4.1.2 Hàm lượng acid tổng ........................................................................................19
4.2 Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm lượng ẩm, cấu
trúc thịt cá trong quá trình bảo quản chờ chín. ..........................................................24
4.2.1 Sự biến đổi hàm lượng ẩm ...............................................................................24
4.2.2 Sự biến đổi cấu trúc..........................................................................................26
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................28
5.1 Kết luận..................................................................................................................28
5.2 Đề nghị...................................................................................................................28
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................29

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang v


Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Các thành phần cơ bản (tính theo căn bản ướt) của cá.......................................4
Bảng 2: Tính chất vật lý cuả enzyme papain ...................................................................9
Bảng 3: Các amino acid trong papain............................................................................10
Bảng 4: Sự biến đổi hàm lượng muối trong xác mắm theo thời gian và nồng độ
enzyme bổ sung..............................................................................................................17
Bảng 5: Sự biến đổi hàm lượng muối trong nước bổi theo thời gian và nồng độ
enzyme bổ sung..............................................................................................................19
Bảng 6: Hàm lượng acid trong xác mắm theo thời gian và nồng độ enzyme ...............20
Bảng 7: Sự biến đổi hàm lượng acid trong nước bổi theo thời gian và nồng độ
enzyme bổ sung..............................................................................................................22
Bảng 8: Sự biến đổi hàm lượng ẩm trong xác mắm theo thời gian và nồng độ
enzyme bổ sung..............................................................................................................25
Bảng 9: Biến đổi cấu trúc cơ thịt cá theo thời gian và nồng độ enzyme bổ sung..........27

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang vii


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Tổng quan

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu về nguyên liệu cá lóc
2.1.1 Phân loại:
a. Các loại cá lóc:
Cá lóc đen (Channa striata)
Cá chành đục (Channa gachua)
Cá lóc bông (Channa micropeltes). Kích thước tối đa 150 cm.
Cá dầy (Channa lucius). Kích thước tối đa 40 cm.
Cá chèo đồi (Channa asistica)
Cá chuối (Channa maculate)
Trong đề tài này, nguyên liệu sử dụng là cá lóc bông (Channa micropeltes), thuộc
lớp Osteichthyes, bộ Perciformes, họ Ophiocephalidae, giống Channa, loài Channa
micropeltes Cuvier and Valenciennes.
b. Hình thái, tập tính sinh học và sự phân bố
Hình thái
Có từ 42 – 44 vây lưng, 17 vây ngực, 6 vây bụng, 36 – 37 vây hậu môn. Đầu dài,
mõm nhọn, ngắn, răng sắc bén xếp thành hàng phía trên. Mắt tròn, nằm hơi lệch
phía sau đầu. Thân cá dài, tròn, hơi dẹp về phía đuôi. Thân cá được bao phủ bởi lớp
vảy rất đều. Mặt lưng phía trên có màu xám, bụng cá trắng. Vây cá màu xẫm, về
cuối mút các tia vây có màu hồng nhạt.
Tập tính sinh học và sự phân bố
Cá lóc bông là loài cá ăn tạp, thích sống ở vùng nước đục, có nhiều rong cỏ. Cá
sống ở sông, kênh rạch, ao hồ, đồng ruộng ngập nước có nhiều thực vật thủy sinh.
Cá có tính thích nghi với môi trường rất mạnh.
Ở nước ta, cá lóc bông thường sống ở hệ thống sông Cửu Long, một số sống ở các
hệ thống sông ở Tây Nguyên. Ngoài ra cá còn sống ở một số nước khác như: Ấn


1. Nội mạc cơ

2. Mạng lưới cấu trúc nguyên sinh chất

3. Sợi cơ

4. Tơ cơ

5. Chất nguyên sinh

6. Vách ngăn

7. Mạng lưới cấu trúc của vách ngăn
(Phan Hoàng Thi và Đoàn Thi Ngọt, 1981)

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang 3


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

2.1.3 Thành phần hóa học của cơ thịt cá
Tương tự như các loài động vật thủy sản, trong cơ thịt cá lóc bông cũng chứa các
thành phần hóa học như: nước, protein, lipid, muối vô cơ, vitamin,… Các thành
phần này khác nhau rất nhiều, phụ thuộc vào giống loài, giới tính, điều kiện ngoại
cảnh của môi trường sinh sống. Ngoài ra, thành phần thức ăn, thời tiết và yếu tố di



lại là các chất vô cơ.
Các chất hữu cơ có đạm bao gồm:
Các hợp chất dẫn xuất của loại guanidin như acid creatinic, creatinin…
Các hợp chất thiazol như histidin, carnosin, anserin…
Các loại kiềm trimethylamin như trimethylaminoxit, betain…
Các acid amin tự do như: glutamine, alanin, prolin, tyrosin, leusin, tryptophan…
Các chất có đạm khác như bazơ purin, taurin, ure…
Các chất hữu cơ không đạm bao gồm:
Các chất béo trung tính, photpholipid, cholesterol, glycogen, acid lactic,
glucoza, inositol, acid succinic…
Những chất vô cơ: chủ yếu là acid photphoric, kali, canxi,.. phần lớn chúng ở dạng
clorua hóa. Trimethylamin (TMAO) là hợp chất tiêu biểu tạo nên mùi thơm đặc
trưng cho sản phẩm cá, nhưng ngược lại quá trình phân giải xảy ra tạo
trimethylamin (TMA), dimethylamin (DMA), formol, betain, NH3 tạo nên mùi hôi
tanh khó chịu cho sản phẩm; nhưng hàm lượng TMAO này lại có nhiều ở cá biển
hơn là cá nước ngọt.
(Đoàn Thị Kiều Tiên, 2002)

b. Các chất béo của thịt cá
Chất béo trong thịt động vật thủy sản chủ yếu là triglycerit do acid béo bậc cao hóa
hợp với glycerin tạo thành. Ngoài ra còn có các chất không phải glycerin, các chất
này được gọi là các chất không xà phòng hóa. Tương tự như các loại chất béo khác,
chất béo trong cơ thịt động vật thủy sản cũng không tan trong nước nhưng tan trong
dung môi hữu cơ. Chất béo của thủy sản thường có màu vàng nhạt, lượng vitamin A
trong chất béo càng nhiều thì màu càng sẫm. Dầu sẽ biến màu nhanh chóng, chuyển
Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang 5



- Hàm lượng glycogen thấp nên thời gian tê cứng ngắn hơn.
Sau khi chết cá tiết nhớt nhiều ra bề mặt, đây là môi trường rất thuận lợi cho vi
khuẩn sinh sống, gây ươn hỏng cá nhanh chóng.
- Cá có nhiều enzyme nội tại và hoạt tính enzyme mạnh, nên xảy ra quá trình tự
phân giải bên trong cơ thịt cá.
- Hàm lượng chất trích ly cao và là môi trường tốt cho vi khuẩn phát triển.

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

a. Sự tiết chất nhờn ra ngoài cơ thể
Khi cá còn sống, chất nhớt có tác dụng bảo vệ cơ thể cá chống lại các vi khuẩn có
hại xâm nhập vào cơ thể cá, giúp cá giảm ma sát với nước khi cá bơi lội. Tuy nhiên,
sau khi cá chết, chất nhớt là môi trường sống lý tưởng cho rất nhiều loại vi khuẩn
gây hại, chúng dần xâm nhập vào trong cơ thể cá, làm thối rữa co thịt cá. Trong giai
đoạn này, cơ thể cá rất mềm mại, cá duỗi hoàn toàn, cơ thịt cá vẫn săn chắc, đàn hồi
rất tốt.
b. Sự tê cứng của cá sau khi chết
Sau khi cá chết một thời gian, cùng với sự tiết nhớt thì quá trình tê cứng cũng bắt
đầu. Trước quá trình này, actin và myosin không kết hợp với nhau, chúng trượt
được lên nhau nên cơ thịt cá mềm mai, nhưng sau khi cá chết một thời gian, mức
năng lượng ATP trong cá giảm nhanh, actin và myosin kết hợp lại với nhau tạo
thành actomyosin không thể kéo dãn được nên gây ra hiện tượng co cứng ở cơ thịt
động vật thủy sản. Trong quá trình này cơ thể cá bắt đầu cứng dần, cơ thịt cá mất

rữa bao gồm:
Vi khuẩn nha bào hiếu khí: Bacillus subtilis, Bacillus vulgatus, những vi khuẩn
trong đất, trong khí.
Vi khuẩn không nha bào hiếu khí: E.coli, Peudomona, Fruuoresceris.
Vi khuẩn kị khí hình thành nha bào: Clostridium putificey.
Vi khuẩn gây thối rữa thịt cá: Achromabacter flaw bacterium.
Các vi khuẩn gây thối rữa biến đổi rất phức tạp nhưng chủ yếu là sự phân giải
amino acid thành các sản vật cấp thấp như: indol, fenol, acid có đạm và acid béo
sinh ra hydrosunfit, NH3, CO2; ảnh hưởng đến chất lượng, mùi vị sản phẩm khi chế
biến ngoài ra nó còn có thể gây độc tính.
Đến nữa cuối giai đoạn này, cơ thịt động vật thủy sản hư hỏng hoàn toàn, không thể
sử dụng được nữa.

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang 8


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

2.2 Giới thiệu chung về enzyme papain.
2.2.1 Sơ lược về enzyme papain
Papain (EC 3.4.22) là một loại protease thực vật có tác dụng phân giải protein.
Papain có rất nhiều trong nhựa đu đủ (Carica Papaya L.), có hiệu lực xác tác cao
trong các phản ứng sinh học và hóa học.
a. Tính chất vật lý của enzyme papain
Bảng 2: Tính chất vật lý cuả enzyme papain
Điểm đẳng điện


Trị số ma sát f/fo

1,16
(Nguyễn Đức Lượng, 2004)

Bột màu vàng hay nâu nhạt tùy thuộc vào phương pháp sấy, không tan trong hầu hết
chất hữu cơ nhưng tan một phần trong nước hay glycerine, bền nhiệt.
b. Tính chất hóa học của enzyme papain
Về mặt cấu tạo, papain là một loại endoprotease chứa 16,1%N và 1,2%S
Theo kết quả phân tích bằng tia X, papain là một chuỗi polypeptide gồm 212 amino
acid không chứa methionine, đầu N là isoleucine, đầu C là asparagines có 6 gốc
cystein tạo thành 3 cầu disulfur ở các vị trí 22 ÷ 63, 56 ÷ 95, 153÷200.

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang 9


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

Bảng 3: Các amino acid trong papain
Amino acid

Số lượng

Aminoacid


Serine

11

Glutamic acid

17

Threonine

7

Glycine

23

Tryptophan

5

Histidine

2

Tyrosine

17

Isoleucine


Trường Đại học Cần Thơ

2.2.2 Hoạt tính và cơ chế tác dụng của enzyme papain
a. Hoạt tính
Papain thủy phân protein thành các polypeptide và các amino acid, đóng vai trò vừa
như endopeptidase vừa như exopeptidase. Các endopeptidase thủy phân protein chủ
yếu thành peptide, các exopeptidase thủy phân các peptide thành các amino acid.
Do đó, so với các loại enzyme protease khác thì papain có khả năng thủy phân sâu
hơn rất nhiều.
Tính đặc hiệu của papain rất rộng, nó có khả năng phá hủy hầu hết các liên kết
peptide, ngoại trừ các liên kết với proline và các glutamic acid có nhóm carboxyl tự
do.
Papain bị kiềm hãm bởi các chất oxi hóa như:O3, O2, H2O2, Iodur acetate, cystine,
và các hợp chất disulfur. Các chất này phản ứng với nhóm –SH ở trung tâm hoạt
động của papain, làm phá vỡ cấu trúc của trung tâm hoạt động. Papain bị bất hoạt
thuận nghịch bởi không khí, cysteine ở nồng độ thấp. Tuy nhiên, papain rất bền đối
với các tác nhân gây biến tính là dung môi hữu cơ.
b. Cơ chế tác dụng của enzyme
Cơ chế tác dụng của enzyme thường đi qua 3 giai đoạn sau:
Giai đoạn thứ nhất: Enzyme sẽ kết hợp với cơ chất tạo ra phức hệ enzyme - cơ
chất (ES). Tuy nhiên liên kết trong phức hệ này là những liên kết yếu, không bền rất
dễ bị phá vỡ. Phản ứng tạo ra phức hệ này thường xảy ra nhanh, cần có một ít năng
lượng để thực hiện phản ứng.
Giai đoạn hai: lúc này cơ chất đã tạo phức với enzyme, nó làm thay đổi cấu trúc
không gian, mức độ bền vững của các liên kết, và do đó làm phá vỡ các liên kết,
phức hệ ES bị tách ra tạo thành sản phẩm. Tốc độ phản ứng trong giai đoạn này đạt
cực đại.
Giai đoạn ba: enzyme được giải phóng, hoạt động tự do.
Cơ chế xúc tác tổng quát của enzyme:
E+S

trung tâm hoạt động của enzyme đã bị phá vỡ.
pH
pH là yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme mạnh nhất. Papain hoạt
động trong khoảng pH tương đối rộng từ 4,5 ÷ 8,5. Nhưng rất dễ bị biến tính trong
môi trường acid có pH<4,5 hoặc trong môi trường kiềm mạnh có pH >12. Tùy
thuộc vào từng loại cơ chất mà papain có những khoản pH tối thích khác nhau.
Ngoài ra, các ion kim loại, trạng thái và điều kiện bảo quản cũng là những yếu tố
ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme papain.
Các ion kim loại và các chất ức chế
Các ion kim loại có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính của enzyme, chúng thường gắn
vào trung tâm hoạt động của enzyme. Bên cạnh đó thì có các chất ức chế, chất kìm
hãm, chúng thường kết hợp với nhóm SH của trung tâm hoạt động của enzyme làm
cho enzyme giảm hoặc mất hoạt tính xúc tác.
Ngoài ra điều kiện bảo quản cũng ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme.

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang 12


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Phương tiện thí nghiệm
3.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm
Địa điểm: Công ty TNHH Một TV Bà Giáo Khỏe 55555 và phòng thí nghiệm Bộ
môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng – Trường
Đại học Cần Thơ.

Nước bổi

Cá

Nấu

Rửa

Lọc

Phi lê

Để nguội

Lột da

Bổ sung enzym với

Để ráo

các tỉ lệ khác nhau
Thính

Cho vào khạp gài nén

A0

A1

A2

nhau.
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến
đổi cấu trúc và độ ẩm trong quá trình lên men chờ chín.
Mục đích: theo dõi sự thay đổi cấu trúc, hàm lượng ẩm của cơ thịt cá ứng với các tỷ
lệ bổ sung enzyme theo thời gian trong quá trình lên men chờ chín để có thể đánh
giá hiệu quả của việc bổ sung enzyme papain.
Chỉ tiêu theo dõi: độ ẩm, cấu trúc cơ thịt cá
Phương pháp phân tích: đối với chỉ tiêu cấu trúc dùng máy đo cấu trúc Texture
Analyzer, đối với chỉ tiêu ẩm ta dùng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi.
Thời gian lấy mẫu: mẫu được lấy 3 ngày 1 lần kể từ lúc thính
Cách lấy mẫu và đo mẫu: mẫu được cắt thành những phần nhỏ có kích thước tương
đối đồng đều, mẫu được đo lấy số liệu 3 lần, sau đó lấy trung bình của 3 số này. Đối
với đo độ ẩm thì dùng máy xay nhuyễn giúp đo ẩm nhanh hơn.

Ngành Công nghệ thực phẩm

Trang 15