Những ứng dụng của enzyme từ động vật thủy sản trong công nghệ thực phẩm

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2014
216 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VAÁN ÑEÀ TRAO ÑOÅI
NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TỪ ĐỘNG VẬT THỦY SẢN
TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
APPLICATIONS OF ENZYME FROM FISH AND AQUATIC INVERTEBRATES 
IN FOOD TECHNOLOGY
Nguyễn Lệ Hà1
Ngày nhận bài: 01/12/2013; Ngày phản biện thông qua: 20/3/2014; Ngày duyệt đăng: 13/8/2014
TÓM TẮT
Bài viết điểm lại những kết quả nghiên cứu về ứng dụng của enzyme thu nhận từ nhiều loại thủy sản khác nhau vào 
chế biến thực phẩm, các điều kiện thích hợp để phản ứng xảy ra, ưu nhược điểm của sản phẩm thu được so với sản phẩm 
chế biến theo phương pháp truyền thống. Một số loại enzyme từ thủy sản tỏ ra rất có triển vọng, mở ra nhiều cơ hội ứng 
dụng, một số khác vẫn còn cần thêm nhiều nghiên cứu để có được giải pháp phù hợp cho chế biến. 
Từ khóa: enzyme, protease, ứng dụng của enzyme, thủy sản 
ABSTRACT
The article reviews research results relating to applications of enzymes from fi sh and invertebrates in food technology, 
the optimal conditions for processing, advantages and disadvantages of enzymatic method and fi nal product as compared 
to traditional one. Some enzymes originated from fi sh and invertebrates showed potential possibilities and offered a wide 
range of applications, while others required further investigation before coming to successful solutions in food technology.
Keywords: enzyme, protease, application of enzymes, fi sh and aquatic invertebrates
1 TS. Nguyễn Lệ Hà: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. Hồ Chí Minh
I. MỞ ĐẦU
Enzyme đã được sử dụng như phương tiện trợ 
giúp hiệu quả ở rất nhiều lĩnh vực sản xuất và ngày 
càng đóng vai trò quan trọng hơn trong công nghệ 
thực phẩm. Trước đây, người ta chỉ chú trọng đến 
việc điều khiển hoạt động của các enzyme có sẵn 
trong thực phẩm, vì vậy, ứng dụng vào sản xuất thực 
phẩm của enzyme vẫn chỉ mới giới hạn ở phạm vi 
một số sản phẩm lên men nhờ enzyme nội tại và 
hệ vi sinh vật tự nhiên như nước mắm, cá muối 
hay dịch thủy phân làm thức ăn gia súc hoặc ứng 
dụng vào xử lý nước thải của các nhà máy chế biến 
thủy sản để làm giảm độ nhớt (Haard, Stefansson
& Steigrimsdottir, 1990). Một số nghiên cứu mới ở 
Canada, Đan mạch, Ailen, Nhật, Hàn quốc, Nauy 
và Mỹ đã chú trọng phát triển những ứng dụng 
mới vào lĩnh vực thực phẩm. Người ta đã tinh sạch 
được nhiều enzyme như deoxyribonuclease, lipase, 
carboxypeptidase A và B, trypsin, chymotrypsin 
và elastase từ cá tuyết Atlantic để ứng dụng vào 
mục đích thực phẩm. Các enzyme cũng đóng vai trò 
quan trọng trong việc cải thiện năng suất và thông 
số kỹ thuật ở nhiều công đoạn sản xuất.
II. NỘI DUNG
1. Ứng dụng của enzyme vào phân giải có chọn 
lọc mô thịt cá và thủy sản
Do bản chất sinh hóa khác nhau giữa lớp da và 
cơ thịt động vật thủy sản, người ta có thể sử dụng 
enzyme để thực hiện quá trình phân giải một cách 
có định hướng, sao cho tế bào da cá bị hòa tan 
nhưng lại không gây ảnh hưởng đến cơ thịt (Strom 
& Raa, 1982, 1993). Điều này cho phép sử dụng 
enzyme như một công cụ đặc biệt vào công nghệ 
chế biến thực phẩm nhằm loại bỏ hoặc biến đổi có 
chọn lọc một số bộ phận nhất định ở nguyên liệu 
động vật thủy sản cần chế biến.
1.1. Loại da cá bằng phương pháp dùng enzyme
Có thể sử dụng các enzyme protease nội 
bào tách chiết từ cá với mục đích loại lớp da của 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 217
nguyên liệu này. Đây là phương pháp ưu việt hơn 
hẳn các phương pháp cơ, hóa học thường gây 
thương tổn và làm giảm hiệu suất thu sản phẩm 
(Haard & Simpson, 1994).
Ở Iceland, hàng năm có khoảng 2000 tấn cá 
đuối bị thải trở lại biển vì công đoạn loại da thật sự 
quá khó khăn, thường phải thực hiện thủ công. Mặc 
dù có nhiều loại máy bóc/tách da cá nhưng hiệu quả 
không cao, nhiều trường hợp phải lặp lại nhiều lần, 
và sau cùng vẫn cần kiểm tra và loại da lần cuối 
bằng thủ công. Quá trình đó làm hao hụt khá nhiều 
cơ thịt cá và vì vậy có hiệu quả kinh tế thấp. Một số 
phòng thí nghiệm ở Iceland đã thử loại da cá đuối 
Raja radiate bằng enzyme. Đầu tiên, người ta biến 
tính collagen da cá bằng cách xử lý nước ấm trong 
thời gian ngắn, tiếp đó ngâm trong hỗn hợp chứa 
enzyme proteolytic và glycolytic 4 giờ ở 250C hoặc 
10 - 12 giờ ở 50C (Stefanson, 1988), cuối cùng rửa 
sạch lớp da hòa tan này bằng nước.
Cá trích cũng đã được thử nghiệm bóc tách da 
ở Nauy (Jokimsson, 1984). Người ta xử lý cá bằng 
dung dịch acid acetic 5% ở 100C nhằm biến tính 
collagen da cá, sau đó chuyển sang ngâm trong các 
bể chứa có pha protease acid tách chiết từ nội tạng 
cá tuyết (Gilberg, 1993). Sau quá trình xử lý như 
vậy, lớp vảy và da phía ngoài được loại ra để lại bề 
mặt màu bạc rất mỏng. Đối với cá thu, cá ngừ bò 
và cá ngừ đại dương cũng có thể loại da bằng cách 
tương tự (Borresen, 1992).
Fehmerling (1973) đã sử dụng dung dịch hỗn 
hợp gồm nhiều enzyme khác nhau như proteolytic, 
glycoside, hydrolase và lypolytic với nồng độ khác 
nhau 0,003 - 3% để loại bỏ da, vỏ, những phần 
không mong muốn của nhiều loại thủy sản khác 
nhau như hàu, hến, tôm, mực, nghêu, cá da trơn, 
cá ngừ đại dương, cá hồi, cá tuyết và một số loài cá 
mình dẹt khác.
Kim, Byun, Choi, Roh, Lee và Lee (1993) 
cũng đã thử dùng collagenase tách chiết từ nội 
tạng cá để loại phần da từ các miếng fi llet cá 
Novoden modestrus. Thí nghiệm cho thấy, quá trình 
thủy phân có thể thực hiện tốt ở 180C trong 4 giờ 
bằng dung dịch enzyme thô 0,3% (w/w) sau khi đã 
xử lý sơ bộ bằng dung dịch acid acetic 0,5 M trong 
10 phút.
1.2. Dùng enzyme để bóc da mực
Tính chất cơ học, lý học và hóa sinh của cơ 
thịt mực cũng như lớp da của nó rất khác so với 
cá (Nilsen, Viana, & Raa, 1989; Raa, 1990). Mặc 
dù thành phần chủ yếu của lớp da mực dày chứa 
sắc tố phía ngoài là collagen nhưng nó lại không 
đóng vai trò quyết định để tạo nên độ bền cơ học 
của lớp da đó, có những thành phần khác chiếm tỉ 
lệ khối lượng ít hơn nhưng quan trọng hơn, ví dụ 
như proteoglycans chẳng hạn (Raa và ctg, 1985). 
Ở nhiều nơi, người tiêu dùng cho rằng da mực quá 
dày và dai nên không muốn dùng nó để chế biến 
thực phẩm. Điều này là do mực có lớp màng dưới 
da cấu tạo từ mô liên kết dày đặc, lớp màng này 
vẫn còn nguyên trên thân mực sau khi bóc da và co 
lại lúc nấu tạo cho các miếng mực độ dai cứng khó 
nhai nuốt. Trong sản xuất thường lột lớp da như cao 
su của mực bằng phương pháp thủ công, nhưng 
đây là công việc không dễ dàng. Khi sản xuất mực 
ống lột da, thường người ta cũng chỉ loại lớp da 
ngoài cùng có chứa sắc tố bằng cách dùng máy, 
những máy này không loại được lớp da ở dưới 
không chứa sắc tố bao trùm cả bên trong lẫn bên 
ngoài thân mực. Để giải quyết vấn đề này, một số 
nhà nghiên cứu cho rằng, có thể dùng enzyme để 
phân giải có chọn lọc da mực mà không ảnh hưởng 
đến cơ thịt của nó (Strom & Raa, 1993). Hơn thế 
nữa, sản phẩm mực ống chế biến có sử dụng 
enzyme còn có khác biệt đáng kể so với sản phẩm 
thu nhận bằng máy hay thủ công ở chỗ nó không 
có lớp vỏ dai dày bao bọc. Mực ống lột da bằng 
phương pháp này có hình dạng như bình thường 
sau khi gia nhiệt và đặc biệt là không hề có lớp màng 
dai bên ngoài, đây thực sự là một ưu điểm đáng kể. 
Tuy nhiên, các glucosidase và collagenase thương 
mại lại hiếm và tương đối đắt, do đó thích hợp ứng 
dụng trong dinh dưỡng, còn các protease thương 
mại như trypsin, fi cin hay papain lại không thể phân 
giải được collagen nguyên thủy của lớp màng bọc 
thân mực, thêm vào đó, chúng lại có khả năng tấn 
công hữu hiệu vào cơ thịt mực, ảnh hưởng đáng kể 
đến chất lượng bảo quản, mùi và vị của nó. Tuy vậy, 
có thể bổ sung có kiểm soát thêm protease vào quá 
trình chế biến mực theo cách thông thường, cơ thịt 
mực sẽ mềm mại hơn, đặc biệt là phần ria mực, và 
làm cho nó dường như ngon hơn (Nilsen và các tác 
giả, 1989; Strom & Raa, 1993).
Strom & Raa (1993) nhận thấy trong nội tạng 
mực có mặt một số enzyme có khả năng phân giải 
da mực và đã sử dụng chúng để loại da một số loại 
như mực ống Illex, Todarodes, Nototodarus và mực 
nang. Phương pháp này đơn giản và không đòi hỏi 
chi phí cao. Quá trình thực hiện như sau: rửa mực 
đã moi ruột bằng nước lạnh, sau đó làm mềm da 
mực bằng enzyme trong bể ở nhiệt độ thấp (Raa 
và các tác giả, 1985). Các tác giả này cũng đã thử 
xử lý mực bằng cách ngâm trước trong dung dịch 
muối 5%, sau đó gia nhiệt nhẹ (450C, 10 phút) để 
hoạt hóa enzyme nội tại của mực và nhờ vậy làm 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2014
218 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
mềm lớp da dai dày của nó. Leuba và ctg (1987) 
cũng đề xuất một phương pháp loại da mực bằng 
cách dùng chiết xuất gan mực trong dung dịch muối 
ăn 0,2 - 2%.
1.3. Dùng enzyme để đánh vảy cá và sản xuất cốt 
ngọc trai 
Ở một số thị trường, người ta ưa chuộng fi llet 
cá còn da nhưng đã loại sạch vảy. Các nhà nghiên 
cứu đã đề xuất qui trình làm sạch vảy cá bằng cách 
ứng dụng enzyme nhằm đạt hiệu suất cao và chất 
lượng tốt so với sản phẩm loại vảy bằng phương 
pháp cơ học. Quá trình xử lý bằng enzyme còn loại 
được cả các vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu, 
nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản (Raa, 1997). 
Khi đánh vảy theo cách cơ học, một số loài cá 
như cá tuyết Melanogrammus aeglefi nus thường 
bị dập nát vì thịt chúng rất mềm (Stefansson & 
Steingrimsdottir, 1990). Các thí nghiệm thực hiện 
tại phòng thí nghiệm thủy sản Iceland đã chỉ ra 
rằng, nếu sử dụng enzyme thì có thể tránh được 
các tổn thương cho da và thịt cá, toàn bộ quá trình 
chỉ bao gồm xử lý nguyên liệu cá bằng dung dịch 
enzyme ở 00C, sau đó rửa sạch bằng cách phun tia 
nước (Stefansson, 1988).
Hiện nay, có rất nhiều nhà nghiên cứu thực hiện 
các thí nghiệm khám phá thành phần hóa học của 
vảy cá nhằm tìm ra ứng dụng mới cho các protein 
dạng sợi thu được sau khi tách chiết phần cốt ngọc, 
sắc tố, các protein hòa tan và collagen (Raa, 1997). 
Có một sáng chế đã được cấp bản quyền ở Canada 
là sáng chế tách vảy và loại da cá bằng enzyme 
keratolytic kết hợp với một hay nhiều loại hợp chất 
hoạt động bề mặt (anion, lưỡng tính hoặc không 
mang điện tích) trong môi trường ít nước (Rudolf, 
1990). Ở Nhật bản, người ta đã sử dụng phần cốt 
ngọc thu nhận từ vảy cá trích, cá mòi, hay cá hồi vào 
sản xuất ngọc trai nhân tạo và nhiều sản phẩm khác 
từ khá lâu. Thành phần tạo nên hợp chất có ánh 
xà cừ màu trắng bạc ở vảy cá là quanin (Tanikawa, 
1985), hợp chất này có mặt ở lớp da ngoài hoặc 
lớp vảy của các loài cá sống nơi tầng nước mặt 
(Ockerman, 1992). Trong vảy cá, quanin kết hợp với 
collagen và calcium phosphate tạo nên màu trắng 
bạc óng ánh xà cừ. Người ta gọi dịch huyền phù có 
những tinh thể quanin lơ lửng là “cốt ngọc”. Có thể 
thu được cốt ngọc từ vảy cá bằng cách dùng các 
enzyme proteolytic như trypsin chẳng hạn (Windsor 
& Barlow, 1981).
1.4. Dùng enzyme để bóc tách các màng và cơ 
quan nội tạng thủy sản
Trong sản xuất gan cá tuyết đóng hộp, việc bóc 
tách lớp màng gan cá là một nhiệm vụ quan trọng 
nhằm ngăn ngừa dòi phát triển ở lớp màng collagen 
bao bọc gan cá làm hư hỏng sản phẩm. Ở Iceland, 
người ta đã thử nghiệm bóc lớp màng này bằng 
phương pháp sử dụng enzyme và thu được kết quả 
khả quan: phương pháp này giúp tăng hiệu suất 
thu gan cá 20 - 30% so với phương pháp thủ công 
(Stefansson, 1990).
Sản phẩm bong bóng cá tuyết muối rất được 
ưa chuộng ở một số nơi, tuy nhiên việc chế biến 
ra loại sản phẩm có màu trắng đẹp mà người tiêu 
dùng ưa chuộng lại thật sự khó thực hiện do lớp 
màng đen bao quanh bong bóng cá. Ở Iceland, 
thử nghiệm ứng dụng với enzyme đã cho kết quả 
rất đáng khích lệ: hiệu suất loại màng đen bằng 
enzyme cao hơn so với phương pháp thủ công ít 
nhất tám lần (Stefansson & Steingrimsdottir, 1990). 
Collagen thu được từ bong bóng cá tuyết còn được 
sử dụng như chất làm trong khi sản xuất bia rượu ở 
Nhật bản (Oshima, 1996).
2. Sử dụng enzyme protease trong tách chiết 
carotenoprotein từ phế liệu của quá trình chế 
biến các loài giáp xác
Việc phát triển ngành chế biến thủy sản trong đó 
có chế biến tôm luôn song hành cùng với lượng lớn 
các phế liệu mà nếu được sử dụng một cách có hiệu 
quả và kinh tế sẽ giúp nâng cao lợi nhuận và giảm 
thiểu ô nhiễm môi trường. Các carotenoprotein,
loại phụ phẩm thu nhận từ quá trình chế biến tôm 
thường được sử dụng như chất bổ sung cho sản 
xuất thức ăn chăn nuôi hoặc chất tạo màu trong 
công nghệ thực phẩm. Nếu tách carotenoid bằng 
dung môi hữu cơ hoặc dầu sẽ có tác dụng làm 
giảm lượng chitin và tro, nhờ đó hiệu suất thu chất 
màu cao. Tuy nhiên sản phẩm thu được bằng cách 
như vậy không đi kèm với protein nên giảm tính ổn 
định do dễ bị oxy hóa (Haard, 1992). Trong phế liệu 
chế biến thủy sản, protein chiếm khoảng 1/3 hàm 
lượng chất khô, vì vậy, người ta đã thử nghiệm dùng 
enzyme để tận thu chúng song song với quá trình 
thu nhận carotenoid ở dạng carotenoprotein nguyên 
thủy. Quá trình tách chiết carotenoprotein từ các 
phế liệu thủy sản như tôm, cua, tôm hùm đạt hiệu 
quả cao nếu trong dung dịch đệm để tách chiết có 
mặt trypsin (Cano-Lopez, Simpson & Haard, 1987). 
Cano-Lopez và các tác giả khác còn cho biết, nếu 
sử dụng trypsin từ cá tuyết Atlantic trong quá trình 
tách chiết carotenoprotein từ phế liệu tôm thì có thể 
thu nhận được 64% astaxanthin và 81% protein, 
trong khi nếu dùng bovine trypsin thì chỉ có thể thu 
được 49% astaxathin và 65% protein trong cùng 
điều kiện như nhau. Khi thực hiện trên vỏ tôm hùm 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 219
thì Simpson, Dauphin và Smith (1992) lại thấy rằng, 
trypsin từ tụy tạng bò cho hiệu suất thu chất màu 
cao hơn so với khi sử dụng chế phẩm thô từ phế 
thải chế biến cá tuyết Atlantic.
3. Sử dụng protease trong việc thu nhận chitin 
và protein từ phế thải chế biến tôm
Phế liệu tôm là nguồn cung cấp chitin dồi dào. 
Phế liệu tôm ướt có chứa 4 - 5% chitin. Để thu nhận 
chitin từ phế liệu cần phải loại bỏ các protein còn 
dính sót lại, sau đó khử khoáng. Người ta thường 
dùng kiềm để loại protein, nhưng cách này có thể 
gây nên hiện tượng deacetyl một phần và thậm chí 
thủy phân mạch polymer, do đó sản phẩm thu được 
sẽ có tính chất không bền. Các enzyme protease 
có thể cho hiệu quả rất tốt khi dùng để thực hiện 
quá trình loại protein từ phế liệu tôm. Simpson và cs 
(1994) đã dùng chymotrypsin để loại protein và đạt 
hiệu quả tốt khi tỉ lệ enzyme: cơ chất là 7:1000 (w/w) 
ở pH 8, thời gian xử lý là 72 giờ ở 400C. 
4. Ứng dụng protease chiết rút từ cá và thủy sản 
thay thế rennet trong sản xuất phomai
Rennet chiết xuất từ dạ dày bò là một chế phẩm 
đóng vai trò quan trọng trong công nghệ chế biến 
phomai. Lượng trâu bò giết mổ giảm trong khi nhu 
cầu tiêu dùng phomai trên thế giới lại tăng nhanh 
chóng đã đặt ra cho các nhà nghiên cứu một yêu 
cầu cấp bách tìm chất thay thế rennet vốn không 
rẻ lại hiếm hoi. Người ta đã tìm ra nhiều loại 
enzyme có tác dụng làm đông sữa từ nguồn thực 
vật, động vật và cả vi sinh vật. Tuy nhiên, cho đến 
hiện tại, pepsin bò và lợn vẫn là loại được sử dụng 
rộng rãi nhất vì có hoạt tính proteolytic cao. Mặc 
dù loại enzyme thay thế rennet thu nhận từ vi sinh 
vật đã được cho phép s ... á nguyên con hay một phần nào đó của cá, 
trong quá trình sản xuất có bổ sung acid và sự phân 
giải cá là do các enzyme nội tại có mặt trong cá 
thực hiện. Gildberg và Almas (1986) thông báo rằng 
hai protease pepsin I và pepsin II là các enzyme 
chiếm ưu thế trong nội tạng cá tuyết hoạt động 
tốt ở điều kiện acid trong pha lỏng. Theo Arason, 
Thoroddson và Valdimarsson (1990), có thể sản 
xuất dịch cá ủ chua bằng cách dùng nội tạng, phế 
thải từ công đoạn fi llet và các loại cá tạp, cá nổi. 
Ngày nay, người ta cho rằng, ủ chua cá là phương 
cách hữu hiệu để giải quyết vấn đề phế thải trong 
chế biến cá. Quá trình sản xuất cá ủ chua gồm một 
số công đoạn chính như sau: xay nhỏ phế liệu cá, 
bổ sung lượng acid thích hợp để bảo quản, khuấy 
đảo đều sao cho các enzyme nội tại ở cá được tạo 
điều kiện acid thích hợp để hoạt động (đôi khi người 
ta tạo ra môi trường lên men là bazơ thay vì acid, 
tuy nhiên trường hợp này hiếm khi xảy ra) (Arason, 
1994). Raa và Gildberg (1976) đã ghi nhận môi 
trường acid lý tưởng để sản xuất cá ủ chua là pH 4. 
Các tác giả này cũng cho rằng, các yếu tố như hoạt 
độ enzyme trong nguyên liệu lúc ban đầu, điều kiện 
sinh lý của cá khi đánh bắt, pH, nhiệt độ và môi 
trường acid bảo quản đóng vai trò quan trọng cho 
quá trình chín sau đó. Môi trường pH thấp là yếu tố 
quan trọng để ngăn ngừa vi sinh vật phát triển, và 
sau thời gian nhất định cần phải vô hoạt enzyme 
bằng cách gia nhiệt trong thời gian ngắn chừng 10 
phút ở 800C (Arason, 1994).
Các nhà nghiên cứu Raa, Gildberg và Strom 
(1983) đã đề nghị phương pháp ủ chua cá bằng 
cách phối trộn với hỗn hợp acid formic và propionic 
1,5 - 2% và giữ trong ba ngày ở nhiệt độ 30 - 350C. 
Quá trình tự phân giải như vậy có tác dụng tạo điều 
kiện thuận lợi cho việc tách lớp mỡ ra khỏi dịch 
cá. Tuy nhiên, Backoff (1976) nhận thấy rằng, sau 
một tuần ở nhiệt độ 23 - 300C, chỉ có khoảng 80% 
protein trong hỗn hợp ủ chua hòa tan và quá trình 
ủ chua diễn ra chậm là do các enzyme tham gia có 
hoạt độ proteolytic thấp.
Sau một tuần bảo quản, hỗn hợp dịch cá ủ thường 
lắng thành ba tầng: tầng bề mặt là dịch lipid - protein,
tầng giữa là dịch lỏng chứa các chất hòa tan và tầng 
cặn ở dưới. Thành phần acid amin hầu như giữ 
nguyên không đổi sau khi kết thúc quá trình ủ chua, 
tuy nhiên, tryptophan có thể bị phân giải ở điều kiện 
môi trường acid. Raa & Gildberg (1976) cũng nhận 
ra rằng thành phần của lớp hòa tan trong thùng cá 
ủ chua khác so với lớp cặn, trong lớp cặn không có 
hydroxyproline nhưng giàu cysteine/cystine, hàm 
lượng amino acid tạo mùi ở đây cũng khá cao.
Raa (1997) thông báo rằng, có một số peptids 
sinh ra trong quá trình ủ chua có tác dụng kích thích 
hệ miễn dịch, nhiều hợp chất giúp cải thiện sức 
khỏe của các động vật sử dụng dịch cá ủ chua làm 
thức ăn bổ sung. Nguyên nhân của điều này có lẽ 
là do một số chất kháng sinh thực chất là các peptid 
mạch ngắn và quá trình ủ chua đã tạo ra các sản 
phẩm tương tự (Shahidi, 1994).
9. Sử dụng protease trong sản xuất bột đạm cá 
thủy phân
Dùng protease xử lý để sản xuất bột đạm cá 
thủy phân là cách tốt để sử dụng nguồn nguyên liệu 
cá tạp rẻ tiền, phụ phẩm từ qui trình chế biến cá 
fi llet và cả phế thải cá nhằm tạo ra các sản phẩm 
mới với những tính chất chức năng vượt trội (Mohr, 
1980; Shahidi, 1995; Stefansson, 1990). Phương 
pháp này được sử dụng rộng rãi nhằm cải thiện tính 
hòa tan và một số tính chất chức năng phụ thuộc 
độ hòa tan của protein cá (Mohr, 1980; Shahidi và 
cs, 1995).
Các nghiên cứu sản xuất bột đạm cá thủy phân 
đã bắt đầu từ những năm 1960 và đạt được kết quả 
đáng khích lệ. FDA (Food and Drug Administration 
- Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm của Mỹ) 
đã thông qua tên gọi bột đạm cá thủy phân “fi sh 
protein concentrate” thay cho tên gọi trước kia đơn 
giản là bột cá “fi sh powder”. Protein cá có thể dùng 
để bổ sung giá trị dinh dưỡng cho các sản phẩm 
từ ngũ cốc, cũng có thể dùng như một nguyên liệu 
thành phần cho sản xuất các loại bột và dịch uống 
cho người ăn kiêng, hoặc sản xuất thức ăn gia súc. 
Đây cũng là một giải pháp đầy hứa hẹn để sản xuất 
ra dịch thay thế sữa mẹ cho các vật nuôi còn nhỏ 
và tạo nên những tính chất ưu việt cho chế độ dinh 
dưỡng vật nuôi (Strom & Raa, 1991). Onodenalore 
và Shahidi (1996) thông báo rằng, quá trình thủy 
phân protein cá bằng enzyme đóng vai trò thật sự 
quan trọng để tạo ra các sản phẩm với tính chất 
chức năng độc đáo và có lợi cho sức khỏe.
Để sản xuất bột đạm cá thủy phân, có thể áp 
dụng một trong hai qui trình cơ bản: tự phân giải 
kiểu truyền thống hoặc qui trình ngắn ngày. Ở cả hai 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2014
222 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
quy trình này, các enzyme proteolytic xúc tác thủy 
phân cắt liên kết peptid trong phân tử protein và các 
polypeptid để sản sinh ra các peptid thấp phân tử 
và amino acid. Cả hai qui trình này đều khá đơn 
giản: cá sau khi xay nhỏ được trộn đều với enzyme 
(có thể là enzyme của bản thân cá hoặc từ nguồn 
thực vật, động vật, vi sinh vật bên ngoài), sau đó 
ủ ở điều kiện tối ưu cho enzyme hoạt động (Mohr, 
1980; Owens & Mendoza, 1985). Loại enzyme sử 
dụng và thông số của quá trình chế biến sẽ quyết 
định đặc tính của sản phẩm thu được. Hơn thế nữa, 
điều kiện phân giải nhẹ nhàng (thời gian thủy phân 
ngắn, nhiệt độ vừa phải) là thật sự quan trọng để 
thu được sản phẩm với tính chất như hệ nhũ tương 
dạng gel (Sikorski và cs, 1995). Venugopal và 
Shahidi (1995) thông báo rằng, quá trình thủy phân 
kéo dài và thiếu kiểm soát có thể sẽ tạo ra sản phẩm 
peptid ngắn mạch thiếu các tính chất chức năng của 
protein nguyên thủy và làm sản phẩm bị đắng. Như 
vậy, mức độ thủy phân protein đóng vai trò quan 
trọng trong việc thu nhận sản phẩm. 
Trong nghiên cứu của Đỗ Văn Ninh (2004), 
protease nội tạng cá (thu, ngừ) và gan mực ống đã 
được ứng dụng thành công khi thủy phân thịt cá 
mối để thu dịch đạm đậm đặc và bột đạm cá. Sản 
phẩm thu được có các chỉ tiêu hóa học không khác 
nhau nhiều, nhưng dịch đạm và bột đạm thu được 
khi sử dụng protease từ cá thu cho giá trị cảm quan 
cao nhất.
Nhìn chung, quá trình thủy phân protein cá có 
bổ sung enzyme từ nguồn ngoài phức tạp hơn và 
cũng đắt hơn vì chi phí cho lượng enzyme cần bổ 
sung chiếm tỉ lệ đáng kể trong giá thành sản phẩm. 
Một vấn đề nữa liên quan đến qui trình ngắn ngày là 
sự tạo thành của các peptid không ưa nước tạo nên 
vị đắng (Simpson & Haard, 1987a). Haard (1998) 
cũng đã thông báo rằng, ruột các loài thủy sản 
không xương sống có chứa nhiều loại amino- và 
carbopeptidase có thể ứng dụng để khử đắng cho 
sản phẩm thủy phân từ cá. So với các protease từ 
nguồn vi sinh vật đang được áp dụng, các protease 
nội tại cá có tính đặc hiệu khá độc đáo và chuyên 
biệt, vì vậy, có thể đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của 
qui trình sản xuất đạm cá thủy phân (Han, 1993).
III. KẾT LUẬN
Như vậy, so với các enzyme đang được sử 
dụng trong sản xuất thực phẩm, ứng dụng của các 
enzyme có nguồn gốc thủy sản còn rất hạn chế. 
Cho dù được coi là một trong những phương tiện 
hữu ích đầy hứa hẹn và đã được ứng dụng thành 
công trong một số lĩnh vực, việc nghiên cứu về 
các enzyme từ nguyên liệu thủy sản vẫn đang đòi 
hỏi sự đầu tư nghiên cứu nghiêm túc. Việc tận thu 
enzyme ở qui mô công nghiệp cũng mới đang trong 
giai đoạn thử nghiệm và cần được nghiên cứu tiếp 
tục. Để có hướng phát triển tốt, chúng ta rất cần đầu 
tư để có thêm hiểu biết không chỉ về enzyme mà cả 
các qui trình sản xuất đang áp dụng và phát triển 
các công nghệ mới để đáp ứng các yêu cầu khác 
nhau của nhiều loại thực phẩm.
Bên cạnh mong muốn tận dụng các enzyme 
vào mục đích chế biến thực phẩm, cần phải chú 
trọng đến khía cạnh kinh tế của quá trình, cần kiểm 
chứng về khả năng ứng dụng vào thực tế. Điều này 
chủ yếu liên quan đến giá thành của các sản phẩm 
được sản xuất bằng cách ứng dụng enzyme, vì việc 
tách chiết chúng ra khỏi nguồn tự nhiên trước khi sử 
dụng là một hạn chế lớn làm tăng giá thành. Chúng 
ta sẽ cần thực hiện nhiều nghiên cứu để nhận diện 
được loại enzyme nào là đặc chủng nhất, tiềm năng 
nhất và các điều kiện hoạt động tối ưu của chúng, 
khi đó sẽ có nhiều hy vọng ứng dụng loại enzyme ấy 
vào sản xuất và tạo ra sản phẩm giá thành rẻ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
 Tiếng Việt
1. Đỗ Văn Ninh, 2004. Tối ưu hóa quá trình phân giải protein của proteza trong thịt cá và thử nghiệm sản xuất sản phẩm mới từ 
protein được thủy phân. Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật. Trường Đại học Thủy sản Nha Trang.
 Tiếng Anh
2. An, H., Peters, M.Y., & Seymour, T.A., 1996. Role of endogenous enzymes in surimi gelation. Trends in Food Science & 
Technology, 7: 321-327.
3. Beddows, C.G., & Ardeshir, A.G., 1979. The production of soluble fi sh protein solution for use in fi sh sauce manufacture I. 
The use of added enzyme. Journal of Food Technology, 14: 603-612.
4. Borresen, T., 1992. Biotechnology, by-products and aquaculture. In E. G.Bligh (Ed.). Seafood science and technology. 
Oxford, UK: Maston Book Services Ltd.: 278-287
5. Brewer, P., Helbig, N., Haard, N.F., 1984. Atlantic cod pepsin. Characterization and use as a rennet substitute. Canadian 
International Food Science and Technology Journal, 17: 38-43.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 223
6. Cano-Lopez, A., Simpson, B.K., & Haard, N.F., 1987. Extraction of carotenoprotein from shrimp process wastes with the aid 
of trypsin from Atlantic cod. J. Food Science, 52: 503-504, 506.
7. Chaveesuk, R., Smith, J.P, & Simpson, B.K., 1993. Production of fi sh sauce and acceleration of sauce fermentation using 
proteolytic enzymes. J. Aquatic Food Product Technology, 2 (3): 59-77.
8. Chuapoehuk, P., & Raksakulthai, N., 1992. Use of papain and bromelin in the production of oyster. Asean Food Journal, 7: 
196-199.
9. De-Vecchi, S.D., & Coppers, Z., 1996. Marine fi sh digestive proteases- relevance to food industry and south-west Atlantic 
region- a review. J. Food Biochemistry, 20: 193-214.
10. Fehmerling, G.B. Separation of edible tissue from fl esh of mariine creatures, 1973,US Patent 3729324.
11. Haard, N.F., 1986. Atlantic cod protease. Characterization with casein and milk subtrate and infl uence of separose immobilization
on salt activation, temperature characteristics and milk clotting reaction. Journal of Food Science, 51: 313-316, 326.
12. Haard, N.F., 1992. A review of proteolytic enzymes from marine organisms and their application in the food industry. Journal 
of Aquatic Food Product Technology, 1 (1): 17-35.
13. Haard, N.F., 1998. Speciality enzymes from marine organisms. Food Technology, 53 (7): 64-67.
14. Haard, N.F., Simpson,B.K. & Sikorski, Z.E., 1994. Biotechnological applications of seafood proteins and other nitrogenous 
compounds. In Z.E. Sikorski, B.S.Pan & F.Shahidi (Eds.), Seafood proteins. New York, NY: Chapman and Hall: 194-216.
15. Han, X.Q., & Shahidi, F., 1995. Extraction of darp seal gastric proteases and their immobilization on chitin. Food chemistry, 52: 71-76.
16. Kim, S. K., Byun, H. G., Choi, K. D., Roh, H. S., Lee, W. H., & Lee, E.H., 1993. Removal of skin from fi lefi sh using enzymes. 
Bulletin of the Korean Fisheries Society, 26: 159-172.
17. Mohr, V., 1980. Enzymes technology in the meat and fi sh industries. Proc. Biochem.: 18-21, 32.
18. Nilsen, K., Viana, M. T., & Raa, J., 1989. Biotechnology in squid processing: removing skins enzymatically. Infofi sh 
International, 2: 27-28.
19. Ockerman, H. W., 1992. Fishery by-products. In G. M. Hall (Ed.), Fish processing technology. Glasgow, UK: Blackie 
Academic and Professional: 155-192.
20. Orejana, F. M., & Liston, J., 1981. Agents of proteolysis and its inhibition in patis (fi sh sauce) fermentation. Journal of Food 
Science, 47: 198-203, 209.
21. Oshima, T., 1996. By-products and seafood production in Japan. Journal of Aquatic Food Product Technology, 5 (4): 27-42.
22. Owens, J. D., & Mendoza, L. S., 1985. Enzymically hydrolysed and bacterially fermented fi shery products. Journal of Food 
Technology, 20: 273-293.
23. Patton, J. S., & Nevenzel, J. C., 1974. Fat digestion in fi sh. Journal of American Oil Chemists Society, 51 (abstr. No. 85).
24. Raa, J., 1990. Biotechnology in aquaculture and the fi sh processing industry: a success story in Norway. In M. N. Voigt, & J. R. 
Botta (Eds.). Advances in fi sheries technology for increased profi tability. Lancaster, PA: Technomic Publication Company: 509-524.
25. Raa, J., 1997. Newcommercial products from waste of the fi sh processing industry. In A. Bremner, C. Davis and B. Austin 
(Eds.) Making the most of the catch. Proceedings of the Seafood Symposium, AUSEAS, Brisbane, Australia: 33-36 .
26. Rudolf, E., 1990. Process for the preparation of fi sh skin. Canadian Patent 1267753.
27. Shahidi, F., 1994. Proteins from seafood processing discards. In Z.E. Sikorski, B. S. Pan, & F. Shahidi (Eds.). Seafoods 
proteins. NewYork, NY: Chapman and Hall: 171-193.
28. Shamsuzzaman, K., & Haard, N. F., 1983. Evaluation of harp seal gastric protase as a rennet substitute for cheddar cheese. 
Journal of Food Science, 48: 179-182.
29. Shamsuzzaman, K., & Haard, N. F., 1984. Purifi cation and characterization of a chymosin-like protease from gastric mucosa 
of harp seal (Paophilus groenlandicus). Canadian Journal of Biochemistry and Cell Biology, 62: 699-708.
30. Simpson, B. K., & Haard, N. F. (a), 1984. Trypsin fromGreenland cod as a food-processing aid. Journal of Applied 
Biochemistry, 6: 135-143.
31. Simpson, B. K., & Haard, N. F. (b), 1984. Trypsin from Greenland cod, Gadus ogac. Isolation and comparative properties. 
Comparative Biochemistry and Physiology, 79B: 613-622.
32. Simpson, B. K., & Haard, N. F., 1987. Cold-adapted enzymes from fi sh. In D. Knorr (Ed.), Food Biotechnology. New York, 
NY: Marcel Dekker: 495-527.
33. Simpson, B. K., Marshall, M. R., & Otwell, W. S., 1988. Phenoloxidases from pink and white shrimp: kinetic and other 
properties. Journal of Food Biochemistry, 12: 205-217.
34. Simpson, B. K., Smith, J. P., & Haard, N. F., 1991. Marine enzymes. In Y. H. Hui (Ed.), Encyclopedia of Food Science and 
Technology. NewYork, NY: John Wiley and Sons: 1645-1653.
35. Simpson, B. K., Simpson, M. V., & Haard, N. F., 1989. On the mechanism of enzyme action: digestive proteases from selected 
marine organisms. Biotechnology and Applied Biochemistry, 11: 226-234.
36. Simpson, B. K., Dauphin, L., & Smith, J. P., 1992. Recovery and characterization of carotenoprotein from lobster (Homarus 
americanus) waste. Journal of Aquatic Food Product Technology, 1 (3): 129-146.
37. Stefansson, G., 1988. Enzymes in the fi shing industry. Food Technology, 42 (3): 64-65.
38. Strom, T., & Raa, J. A., 1982. Newprocessing method for small pelagic fi shes. Infofi sh Marketing Digest, 3: 24-27.
39. Strom, T., & Raa, J., 1982. Marine biotechnology in Norway. Journal of Marine Biotechnology, 1: 3-7.
40. Venugopal, V., & Shahidi, F., 1993. Value-added products from underutilized fi sh species. Critical Reviews in Food Science 
and Nutrition, 35:, 431-453.
41. Windsor, M., & Barlow, S., 1981. Introduction to fi shery by-products. Farnham, UK: Fishing News Books.