NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME PAPAIN THỦY PHÂN CÁ TRA CHẾT ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC DẠNG LỎNG VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA PHÂN TRÊN CÂY CẢI XANH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME PAPAIN THỦY PHÂN CÁ TRA CHẾT ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN H

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME PAPAIN THỦY PHÂN

CÁ TRA CHẾT ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC DẠNG LỎNG VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA PHÂN

TRÊN CÂY CẢI XANH

Niên khóa : 2005 – 2009

Tháng 08/2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME PAPAIN THỦY PHÂN

CÁ TRA CHẾT ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC DẠNG LỎNG VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA PHÂN

TRÊN CÂY CẢI XANH

Hướng dẫn khoa học Sinh viên thực hiện

PGS.TS HUỲNH THANH HÙNG TRƯƠNG CÔNG PHÁT

KS NGUYỄN MINH QUANG

Tháng 08/2009

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn:

Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ

nhiệm Khoa Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả Quý Thầy Cô đã truyền đạt kiến thức

cho tôi trong suốt quá trình học tại trường

PGS TS Huỳnh Thanh Hùng, KS Nguyễn Minh Quang, ThS Lý Hồng Phát đã

tận tình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này

ThS Trương Phước Thiên Hoàng và cán bộ của Viện Nghiên Cứu Công Nghệ

Sinh Học và Môi Trường, Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã tạo điều

kiện cho tôi thực hiện tốt đề tài này

KS Trương DuyBình và ban quản lý bộ môn Nông Hóa và Thổ Nhưỡng thuộc

khoa Nông Học đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá

trình làm đề tài

Các bạn Hồ Văn Cường, Đỗ Minh Giang, Trần Quốc Dũng, Nguyễn Thế

Phương, Nguyễn Hùng Vương đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Gia đình chú Chương, anh Nhật thuộc hợp tác xã Dịch vụ sản xuất rau an toàn,

phường Trãng Dài, Tp Biên Hoà, tỉnh Đồng Nai tạo điều kiện cho tôi thực tập

Các bạn lớp Công Nghệ Sinh Học 31 đã cùng học tập, chia sẽ mọi khó khăn và

giúp đỡ tôi

Quan trọng nhất, tôi xin cảm ơn sự dạy dỗ của ông bà, cha mẹ, sự ủng hộ gia

đình để tôi được đạt được thành quả như ngày nay

Sinh viên thực hiện Trương Công Phát

TÓM TẮT

Hiện nay, việc sử dụng phân hữu cơ ngày càng được chú trọng Nước ta có điều kiện thuận lợi để phát triển nền nông nghiệp hữu cơ như: nguồn enzyme thực vật phong phú và lượng phụ phẩm nông nghiệp dồi dào Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu

sử dụng enzyme papain thủy phân cá tra chết để sản xuất phân hữu cơ sinh học dạng lỏng và khảo sát hiệu lực của phân trên cây cải xanh” được thực hiện tại Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học và Môi Trường thuộc Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh và Hợp tác xã Dịch Vụ thuộc Phường Trảng Dài, Tp Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai từ tháng 2 đến tháng 7 năm 2009

Để tối ưu hóa quá trình sản xuất phân hữu cơ, chúng tôi tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân như: tỉ lệ enzyme và cơ chất, lượng nước bổ sung, nhiệt độ và thời gian thủy phân Sau đó, sản phẩm phân hữu cơ dạng lỏng được sản xuất và đem thử nghiệm ngoài đồng ruộng để kiểm tra hiệu quả của phân trên rau

Điều kiện tối ưu để sản xuất phân hữu cơ được xác định là tỉ lệ mủ đu đủ : cơ chất cá tra là 0,18 g mủ : 30 g cơ chất (0,6 %), bổ sung 100 % nước, nhiệt độ thủy phân 550C trong 20 giờ cho sản phẩm phân tốt nhất

Sau khi xây dựng qui trình thủy phân, chúng tôi tiến hành sản xuất phân hữu cơ dạng lỏng Kết quả thử nghiệm trên cây cải xanh cho thấy nồng độ sử dụng phân thích hợp là 7 %, cây cải xanh phát triển tốt và hàm lượng nitrate an toàn cho người tiêu dùng

SUMMARY

Currently, the use of organic fertilizer is increasingly focused Our country has favourable conditions to develop organic agriculture ground as a rich source of plant enzymes and byproducts of agricultural abundance On that basis, the project "Research using the papain enzyme to hydrolyze the dead shutchi catfish for the production of

liquiform organic fertilizer and survey on it’s effect on Brassica juncea" was performed

at Research Institute of Technology Biology and Environment Technology, University

of Agriculture and Forestry, Ho Chi Minh city and Dich Vu co-operative, Trang Dai precinct, Bien Hoa city, Dong Nai province from February to July, 2009

To optimize the process of organic fertilizer production, we carried out survey of factors affecting the hydrolysis such as the rate of enzyme and substance, water added, temperature and hydrolysis time Then, the liquiform organic fertilizer were produced and tested it’s effectiveness on the vegetables at the trial yield

The optimal conditions for production of organic fertilizer is defined as the rate

of papaya latex: the substance of the dead shutchi catfish is 0,18 g latex: 30 g of substance (0,6%), additional water 100%, hydrolytic temperature 550C for 20 hours for the best product

Then creating fertilitic process, we produced biological organic fertilizer The test

results on for use the fertilizer in appropriate concentrations of 7%, Brassica juncea

grow well and safe concentration of nitrate for consumers

MỤC LỤC

TRANG

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT iv

SUMMARY v

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG x

DANH SÁCH CÁC HÌNH, CÁC SƠ ĐỒ xi

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài .1

1.3 Nội dung thực hiện 2

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu về cá tra .3

2.1.1 Thành phần dinh dưỡng 3

2.1.2 Tình hình sản xuất và sử dụng phụ phẩm cá tra 4

2.2 Sơ lược về protease 5

2.2.1 Định nghĩa 5

2.2.2 Phân loại protease 6

2.2.3 Protease thực vật 6

2.2.4 Sơ lược về enzyme papain 7

2.2.4.1 Các chất ức chế và các chất hoạt hóa papain 7

2.2.4.2 Tại sao chọn papain để thủy phân .8

2.2.5 Ứng dụng protease trong sản xuất nông nghiệp 8

2.3 Sơ lược về quá trình thủy phân 9

2.3.1 Ảnh hưởng của pH 9

2.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 9

2.3.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme và cơ chất 9

2.3.4 Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc 10

2.3.5 Ảnh hưởng của nước và thời gian .10

2.4 Sơ lược về phân hữu cơ 11

2.4.1 Định nghĩa 11

2.4.2 Phân loại phân hữu cơ 11

2.4.3 Đẩy mạnh sử dụng phân hữu cơ – xu thế tất yếu của sản xuất trồng trọt 11

2.4.4 Sơ lược về phân bón lá .12

2.4.2.1 Định nghĩa 12

2.4.2.2 Lý do áp dụng phương pháp bón phân qua lá .12

2.5 Các nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ 14

2.5.1 Nghiên cứu ngoài nước 14

2.5.2 Nghiên cứu trong nước 15

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 16

3.2 Vật liệu, hóa chất và trang thiết bị dùng trong nghiên cứu 16

3.2.1 Nguyên liệu 16

3.2.2 Hóa chất 16

3.2.3 Thiết bị 17

3.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 17

3.3.1 Nội dung 1 Khảo sát thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu 17

3.3.2 Nội dung 2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 18

3.3.2.1 Thí nghiệm 1 Xác định tỉ lệ tối ưu của cơ chất và lượng mủ đu đủ bổ sung 18

3.3.2.2 Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hưởng của lượng nước lên quá trình thủy phân 18

3.3.2.3 Thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả thủy phân .19

3.3.2.4 Thí nghiệm 4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình thuỷ phân .19

3.3.3 Nội dung 3 Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng 20

3.3.3.1 Thí nghiệm 5 Khảo sát nồng độ sử dụng chế phẩm thích hợp 20

3.3.3.2 Thí nghiệm 6 So sánh với các sản phẩm trên thị trường 22

3.4 Xử lý số liệu 25

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

4.1 Kết quả 23

4.1.1.1 Thành phần dinh dưỡng cá tra 23

4.1.2.2 Hoạt tính enzyme papain .23

4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy cá tra chết bằng enzyme papain 23

4.1.3 Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng và so sánh hiệu quả chế phẩm với các sản phẩm thương mại đã có mặt trên thị trường trên cây cải xanh 26

4.2 Thảo luận 28

4.2.1 Các thành phần của nguyên liệu 28

4.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy cá tra chết bằng enzyme papain 29

4.2.2.1 Tỉ lệ tối ưu của cơ chất và mủ đu đủ 29

4.2.2.2 Ảnh hưởng của lượng nước bổ sung lên quá trình thủy phân .29

4.2.2.3 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quá trình thủy phân .30

4.2.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình thuỷ phân 30

4.2.3 Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng và so sánh hiệu quả chế phẩm với các sản phẩm thương mại đã có mặt trên thị trường trên cây cải xanh 31

4.2.3.1 Khảo sát nồng độ sử dụng thích hợp của chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng trên cây cải xanh 31

4.2.3.2 Khảo sát hiệu quả của chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng với các sản phẩm thương mại trên thị trường 32

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 34

5.1 Kết luận 34

5.2 Đề nghị 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 PHỤ LỤC

FAO Food and Agriculture Organization

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của cá tra .3

Bảng 4.1 Thành phần dinh dưỡng trong cá tra 26

Bảng 4.2 Kết quả dựng đường chuẩn Tyrosin .26

Bảng 4.3 N tổng số của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau 27

Bảng 4.4 N tổng số của dịch thủy phân khi bổ sung lượng nước khác nhau 29

Bảng 4.5 N tổng số của dịch thủy phân ở các thời gian khác nhau .30

Bảng 4.6 N tổng số của dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau .32

Bảng 4.7 Hàm lượng dinh dưỡng của dịch thủy phân của quy trình thủy phân .34

Bảng 4.8 Ảnh hưởng của chế phẩm lên chiều cao, số lá của cây cải xanh 35

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của chế phẩm lên năng suất và dư lượng nitrate .36

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của các sản phẩm lên chiều cao, số lá của cây cải xanh 37

Bảng 4.11 Ảnh hưởng của các sản phẩm lên năng suất và dư lượng nitrate .38

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Hình thái cá tra 3

Hình 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng enzyme .9

Hình 2.3 Sự phụ thuộc vận tốc phản ứng enzyme vào nồng độ cơ chất 10

Hình 4.1 Đồ thị đường chuẩn tyrosin .27

Sơ đồ 3.1 Bố trí thí nghiệm sử dụng các nồng độ của chế phẩm 23

Sơ đồ 3.2 Bố trí thí nghiệm so sánh phân hữu cơ với các sản phẩm trên thị trường 25

Sơ đồ 4.1 Các bước sản xuất phân hữu cơ dạng lỏng 33

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Cùng với sự gia tăng dân số nhanh chóng, con người đang đứng trước thách thức

to lớn về vấn đề lương thực thực phẩm Sự tăng năng suất cũng đem đến cho con người nhiều vấn đề về tài nguyên và môi trường Việc sử dụng phân bón vô cơ, thuốc bảo vệ thực vật vô tội vạ đang làm ảnh hưởng đến môi trường và gây lãng phí nguồn tài nguyên

Việc sử dụng phân hữu cơ đang dần tháo gỡ các khó khăn trên Hiện nay, thị trường phân hữu cơ đang phát triển rầm rộ và có khả năng thay thế nguồn phân vô cơ đang dần bị cạn kiệt trong tương lai Trong đó, phân hữu cơ sinh học có triển vọng rất lớn Lĩnh vực này đang được rất nhiều cơ quan và công ty trong và ngoài nước quan tâm và đầu tư nghiên cứu

Bên cạnh đó, nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới và có thế mạnh về nông nghiệp Nguồn enzyme thực vật phong phú và sẵn có là điều kiện thuận lợi cho chúng

ta phát triển lĩnh vực phân hữu cơ sinh học Cây đu đủ là loại cây rất phổ biến, dễ trồng và cho năng suất cao Mủ đu đủ thu được cho sản lượng lớn, hoạt tính enzyme papain cao nên đây là nguồn enzyme phong phú và rẻ tiền

Hiện nay, tại đồng bằng sông Cửu Long, sản lượng cá tra được nuôi trồng rất lớn Điều này dẫn đến mối quan ngại về vấn đề môi trường khi lượng phế phẩm sau khi thu hoạch và cá chết thải ra môi trường ngày càng cao Nếu được tận dụng đây sẽ là nguồn nguyên liệu rẻ tiền để tạo ta phân hữu cơ sinh học và đem lại hiệu quả kinh tế cũng như môi trường cho người dân nơi đây

Dựa trên hiện trạng thực tế và nhu cầu cấp thiết, chúng tôi tiến hành nghiên cứu

đề tài: “Nghiên cứu sử dụng enzyme papain thủy phân cá tra chết sản xuất phân hữu

cơ sinh học và khảo sát hiệu lực của phân trên cây cải xanh”

1.2 Mục tiêu của đề tài

Xây dựng quy trình tối ưu cho việc sản xuất chế phẩm phân hữu cơ sinh học sử dụng enzyme papain thô thủy phân cá tra chết

Xác định hiệu lực của loại phân này thông qua thử nghiệm trên thực địa

1.3 Nội dung thực hiện

Nội dung 1: xác định các thành phần của nguyên liệu như: đạm, lân, kali tổng số, đạm amin Thành phần dinh dưỡng trong cá tra chết là cơ sở để lựa chọn nguồn cơ chất để thủy phân tạo sản phẩm giàu dinh dưỡng Ngoài ra, hoạt tính của enzyme cũng rất quan trọng để sử dụng thủy phân cơ chất

Nội dung 2: khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá tra sử dụng enzyme papain như: tỉ lệ enzyme: cơ chất, lượng nước bổ sung, thời gian thủy phân và nhiệt độ thủy phân Đây là cơ sở để tối ưu hóa quá trình thủy phân cho ra sản phẩm chất lượng cao

Nội dung 3: khảo sát sản phẩm phân hữu cơ dạng lỏng trên cây cải xanh Phân hữu cơ được khảo sát để xác định nồng độ sử dụng sử dụng thích hợp Đây là cơ sở để xác định hiệu quả của phân trên rau và so sánh với một số loại phân trên thị trường

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về cá tra

Cá tra có tên khoa học là Pangasianodon hypophthalmus, là một trong số 11 loài thuộc họ cá tra (Pangasiidae) đã được xác định ở sông Cửu Long (Trung tâm Tin học -

Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn 2005) Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê Kông, có mặt ở cả 4 nước Lào, Việt Nam, Campuchia và Thái lan Cá tra đang được nuôi thâm canh và bán thâm canhvới các mô hình nuôi bè, nuôi trong ao hầm và trong mấy năm gần đã phát triển nuôi cồn và đăng quần cũng cho hiệu quả cao Hiện nay, đây là mặt hàng chủ lực trong xuất khẩu của thủy sản Việt Nam

Hình 2.1 Hình thái cá tra (http://www.fistenet.gov.vn/DMSP/images/cabasa10.jpg)

2.1.1 Thành phần dinh dưỡng của cá tra

Theo số liệu của Trung tâm Tin Học Thủy Sản, Bộ NNPTNT (2005), thành phần

dinh dưỡng của cá tra ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của cá tra

Thành phần dinh dưỡng trên 100g sản phẩm ăn được

Calo Calo từ chất

béo

Tổng lượng chất béo

Chất béo bão hòa

Cholesterol Natri Protein

124,52 cal 30,84 cal 3,42 g 1,64 g 25,2 mg 70,6 mg 23,42 g

2.1.2 Tình hình sản xuất và sử dụng phụ phẩm cá tra

Năm 2008, nước ta xuất khẩu 640.000 tấn cá tra cá basa đạt giá trị 1,45 tỉ USD Việt Nam đang nhắm đến sản xuất khoảng 1,5 triệu tấn cá tra, cá basa năm 2009 (Helga Josupeit, 2009)

Tuy nhiên, thành tựu trên đang đặt ra cho đồng bằng sông Cửu Long vấn nạn về môi trường Thử làm một phép tính, với 1 triệu tấn cá tra, tỷ lệ phi lê của cá chỉ chiếm 30%, như vậy có khoảng 700.000 tấn phụ phẩm từ các nhà máy chế biến, đấy là chưa

kể tỷ lệ nuôi sống đến lúc khai thác thường chỉ đạt 70% tương đương với 428.500 tấn

cá chết Nếu biết tận dụng hợp lý nó sẽ đem lại nguồn thu rất lớn từ lượng phế phụ phẩm này, ước đạt 4000 tỷ đồng/năm (Phương Uyên, 2007)

Hiện nay, các sản phẩm từ phế phụ phẩm cá tra bao gồm: bong bóng cá, bao tử

cá, da cá được tách riêng để bán cho các nhà hàng hoặc chế biến xuất khẩu Một lượng lớn những phần còn lại chủ yếu được thu gom và đưa vào tách chiết lấy mỡ và chế biến bột cá làm thức ăn chăn nuôi

Các sản phẩm từ phụ phẩm cá tra như mỡ cá thô và bột cá hiện nay được bán cho các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi tiêu thụ Riêng sản phẩm mỡ cá tinh chế, chất lượng cao được các thương lái thu mua và xuất khẩu sang Campuchia và Trung Quốc

Giá thời điểm giữa năm 2008, với mỗi 1 kg phụ phẩm (giá 3500 – 4000 đ/kg)

có thể cho ra 0,2 kg mỡ cá (với giá bán 13000 – 14000 đ/kg) và 0,3 kg bột cá (9000 – 10000 đ/kg) Sau khi trừ các chi phí, việc chế biến phụ phẩm có thể đem lại lợi nhuận từ 500 – 1000 đ/kg (Phương Uyên, 2007) Đây cũng chính là một trong những nguyên nhân, động lực chính làm xuất hiện ngày càng nhiều các cơ sở chế biến phụ phẩm cá tra với quy mô vừa và nhỏ Đặc biệt là các lò “luyện” mỡ, chế biến bột cá thủ công gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Chính vì vậy, cần phải có các giải pháp nhằm phát triển bền vững và giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ việc chế biến, tiêu thụ phụ phẩm cá tra Một trong những biện pháp đó là cần tăng cường phối hợp giữ các cơ quan nghiên cứu, các trung tâm, trường đại học, các tổ chức khoa học trong và ngoài nước v.v để có các đề tài nghiên cứu tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng từ phụ phẩm

cá tra với công nghệ tiên tiến và thân thiện với môi trường

Một hướng nghiên cứu mới đó là phân hủy các phụ phẩm này để tạo thành phân hữu cơ Sản phẩm phân hữu cơ được phục vụ trở lại cho sản xuất nông nghiệp Điều này

2.2 Sơ lược về protease

2.2.1 Định nghĩa Protease là các enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptid

(-CO-NH-) trong phân tử protein hay các polypeptid theo cơ chế:

H2O+

Theo Barrett and Saalvesen (1986), protease được chia làm bốn nhóm nhỏ, tên các nhóm này gồm tên các axit amin quan trọng nhất có vai trò xúc tác trong trung tâm hoạt động của enzyme:

a Serine protease: là những protease có nhóm (-OH) của serine trong trung tâm hoạt động Các protease này thường hoạt động ở pH kiềm và có tính đặc hiệu tương đối rộng Các enzyme thuộc nhóm này như trypsin, chymotrypsin Chúng bị ức chế mạnh dưới tác dụng của di-iso propyl phosphat fluorid và một số protein antitrypsin

có ở đậu tương

b Cystein protease: các enzyme thuộc nhóm này có nhóm -SH của axit amin cystein trong trung tâm hoạt động Nhóm -SH này có vị trí đặc biệt trong trung tâm hoạt động xúc tác của enzyme, vì nó có khả năng phản ứng cao, tham gia nhiều biến đổi hóa học như axit hóa, phosphoryl hóa, oxy hóa v.v Các protease cystein thường hoạt động mạnh ở vùng pH trung tính và có tính đặc hiệu rộng Các chất như cystein

và axit ascorbic ở nồng độ xác định có tác dụng làm bền và hoạt hóa enzyme này Một số kim loại nặng như muối thủy ngân và các chất khác như iodoacetamid có tác dụng ức chế hoạt động của protease cystein

c Aspartic protease: là những protein chứa nhóm -COOH trong trung tâm hoạt động Các nhóm -COOH này thuộc mạch bên của aspartic hoặc glutamic hay cũng

có thể là nhóm -COOH đầu C của chuỗi polypeptid và đóng vai trò xúc tác trong trung tâm hoạt động của enzyme Các protease aspartic thường hoạt động mạnh ở vùng pH axit Chúng bị ức chế bởi diazoacetyl norleucin methyl ester (DNME)

d Protease kim loại: là những protease trong trung tâm hoạt động của chúng có các ion kim loại trực tiếp tham gia phản ứng Các protease kim loại thường hoạt động mạnh nhất ở vùng pH trung tính và có khả năng thủy phân liên kết peptid từ

đầu -NH- của các axit amin kỵ nước Các protease kim loại thường bị ức chế dưới tác dụng của EDTA

Ngoài ra protease còn được phân loại theo các cách sau:

+ Dựa vào sự phân bố có thể chia protease làm hai nhóm:

 Protease nội bào

 Protease ngoại bào

+ Dựa vào tính đặc hiệu với cơ chất:

 Endopeptidase: enzyme thủy phân peptid ở giữa mạch

 Exopeptidase: enzyme phân cắt các liên kết peptid ở đầu mạch

+ Dựa vào pH hoạt động:

người ta thường tiến hành thu nhận enzyme thô ngay tại nơi khai thác mủ đu đủ

Papain có MW 21000 Da, dài 159 amino axit, có 3 cầu nối disulphide, cysteine

có mặt trong tâm hoạt động, nguyên tử oxy tự do (H2O2, O2) và ion kim loại nặng (Hg2+, Fe3+ và Cu2+) là tác nhân ức chế hoạt tính papain Ngược lại, hoạt hóa papain Enzyme papain hoạt động ở pH tối ưu 6,5-7,8 trên cơ chất hemoglobin (Nguyễn Tiến Thắng, 2004)

b Ficin từ quả sung

Quả sung nặng khoảng 10-15 g chứa hàm lượng protease khá cao tương ứng khoảng 100-150 mg Tuy nhiên, do ficin không bền về nhiệt nên trong quá trình sấy phần lớn hoạt tính của nó bị mất Ficin là glycoprotein có MW 26.000 Da, tâm hoạt động của nó giống papain, nghĩa là có nhóm –SH, pH tối ưu đối với Casein là 6,7

(Nguyễn Tiến Thắng, 2004)

c Bromelain từ dứa

Trong dứa có 2 dạng đồng phân protease bromelain giống nhau Hiện bromelain

kĩ thuật chủ yếu được thu nhận từ thân dứa (stem bromelain) Trong nước dứa chứa hoạt tính bromelain cũng rất cao Bromelain sử dụng làm tác nhân kích thích tiêu hóa,

để chữa vết thương, để ổn định dịch lên men bia v.v

Bromelain có MW 33.000 Da, là một loại glycoprotein, enzyme hoạt động ở pH tối ưu đối với hemoglobin và casein là 6,0 - 8,0 với nhiệt độ tối ưu là 50 - 55oC

(Nguyễn Tiến Thắng, 2004)

2.2.4 Sơ lược về enzyme papain

Papain là tên gọi chung cho nhóm enzyme cystein protease, papain chiếm đa số trong tổng số protein có trong mủ đu đủ (69 - 89 %), tuy nhiên papain lại cũng là tên gọi riêng của một trong các enzyme của nhóm này Theo Zucker và ctv (1984), trong

mủ đu đủ có ít nhất bốn loại cystein protease khác nhau, đó là papain (EC.3.4.22.2), chymopapain (EC.3.4.22.6), protease III hay còn được gọi là caricain (EC.3.4.22.30)

và protease IV hay còn được gọi là glycyl endopeptidaz (EC.3.4.22.25) Trong đó, Butle và ctv (1984) cho rằng chymopapain có nhiều nhất chiếm khoảng 26-30 % trong tổng số enzyme (trích dẫn bởi Nguyễn Thị Xuân Dung, 2001) Vai trò sinh học của papain trong mủ đu đủ còn chưa rõ Ngoài papain ra trong mủ đu đủ còn có các enzyme khác như lyzozim, chitinase Người ta cho rằng chúng đóng vai trò bảo vệ cây chống lại các sinh vật gây hại như nấm, côn trùng

2.2.4.1 Các chất ức chế và các chất hoạt hóa papain

Các enzyme cystein protease có nhóm –SH nằm trong tâm hoạt động, nhóm này đóng vai trò quan trọng trong việc thể hiện hoạt tính của enzyme Nhóm –SH này dễ bị oxy hoá tạo các cầu nối disulfit (-S-S-), và như vậy enzyme sẽ bị bất hoạt Cystein protease được hoạt hóa bởi các chất khử và bị bất hoạt bởi các chất bị oxit hóa

Papain - S-S - Papain HCN, H 2S, Cystein Papain - SH + Papain - SH

I2, H2O2, O2Nhóm –SH cũng bị ảnh hưởng bởi các kim loại nặng (Helmut Uhlig và ctv, 1998) như Hg2+, Fe3+, Cu2+, các chất carbonnic (Morihara,1967), aldehid (Westerik và Wolfenden, 1972) Tia gamma trong môi trường nước tác động lên nhóm –SH làm cho nhóm này bị oxit hóa tạo thành axit sulforic, axit này sẽ tạo H2O2, làm bất hoạt enzyme (Lin và ctv 1975) Để bảo vệ enzyme không bị bất hoạt bởi các ion kim loại và đồng thời để ức chế các metalloprotease, trong môi trường trích ly enzyme người ta thường dùng EDTA, hợp chất tạo phức với ion kim loại Các chất có tính khử như ditioerytritol (DTE) hoặc ditiotreitol (DTT) được sử dụng để ngăn cản việc hình thành các cầu nối disulfit Ngoài ra cystein cũng được sử dụng để bảo vệ nhóm -SH, cystein bị oxy hóa nhanh đặc biệt có sự hiện diện của ion kim loại nặng Nhóm -SH còn được bảo vệ bởi các dẫn xuất thủy ngân như phenilmercuric acetate (Brubacher và Bender, 1966) (trích dẫn Nguyễn Thị Xuân Dung, 2005) Trong môi trường có chất bảo vệ, enzyme sẽ ổn định và bền vững, không bị bất hoạt và không xảy ra quá trình tự phân giải

2.2.4.2 Tại sao chọn papain để thủy phân

Cây đu đủ là loại cây trồng nhiệt đới được trồng phổ biến ở nước ta Đu đủ chủ yếu được trồng để lấy quả làm thực phẩm Ngoài ra, mủ đu đủ còn được sử dụng trong chế biến thịt, trong phẫu thuật, trong y học, trong công nghiệp tinh chế bia v.v Trung bình 1 kg mủ chứa khoảng 200 g papain, 1 cây đu đủ cho khoảng 0,45 kg mủ đu đủ (Nguyễn Tiến Thắng, 2004) Hoạt tính của papain lại khá cao (91,12 TU/mg – Nguyễn Thị Xuân Dung, 2005, Đại học Cần Thơ) Trong quá trình trồng đu đủ, ta có thể thu nhận mủ đu đủ từ các quả được tỉa bớt để cây nuôi những quả còn lại Như vậy, nguồn

mủ đu đủ rất dồi dào và đây là điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng mủ đu đủ để sản xuất phân bón từ cơ chất giàu đạm

2.2.5 Ứng dụng protease trong sản xuất nông nghiệp

Protease ứng dụng trong nông nghiệp chủ yếu là các sản phẩm phân hữu cơ Các phụ phẩm của quá trình chế biến thực phẩm, rác thải hữu cơ, than bùn, phụ phẩm nông nghiệp (thân cây lạc, ngô, vỏ cà phê) v.v là nguyên liệu để tạo phân hữu cơ Các nguồn nguyên

liệu được phân hủy nhờ hệ vi sinh vật tự nhiên hay các chủng vi vật chuyên biệt

2.3 Sơ lược về quá trình thủy phân

Quá trình thủy phân chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như tỉ lệ enzyme và cơ chất, nhiệt độ, pH môi trường, lượng nước bổ sung, diện tích tiếp xúc giữa enzyme và

cơ chất, thời gian thủy phân

2.3.1 Ảnh hưởng của pH

pH ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính của enzyme, do nó liên quan đến tương tác giữa enzyme và cơ chất Phản ứng xúc tác phụ thuộc vào đặc tính phân bố trên cả enzyme lẫn cơ chất, cụ thể là trên phân tử enzyme Enzyme rất nhạy cảm với sự thay đổi pH của môi trường pH quá cao hay quá thấp có thể làm enzyme bị biến tính Mỗi enzyme chỉ hoạt động mạnh nhất ở một vùng pH xác định, gọi là pH tối thích pH tối thích của mỗi enzyme không cố định, có thể thay đổi tuỳ theo tính chất và nồng độ của

cơ chất, nhiệt độ

2.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Tốc độ phản ứng tăng theo nhiệt độ có nghĩa là nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng tăng nhưng đến mức nào đó thì tốc độ phản ứng giảm xuống do enzyme bị biến tính Nhiệt độ ứng với vận tốc enzyme cực đại gọi là nhiệt độ tối thích Nhiệt độ tối thích của các enzyme khác nhau thì chúng khác nhau

Hình 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng enzyme

(Phạm Thu Cúc, 2002)

2.3.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme và cơ chất

Khi có đầy đủ cơ chất thì nồng độ enzyme tăng thì mức độ thủy phân sẽ tăng Khi giới hạn cơ chất thì tốc độ phản ứng của enzyme cũng bị giới hạn Trong quá

trình thủy phân, sản phẩm sinh ra có thể ức chế hoạt động của enzyme (Whitaker John R và ctv, 2003)

2.3.4 Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc

Trong quá trình thuỷ phân một yếu tố quan trọng thúc đẩy quá trình thuỷ phân là diện tích tiếp xúc Ta đã biết rằng enzyme là chất xúc tác sinh học có tác dụng tích cực trong việc thuỷ phân protein để cho sản phẩm cuối cùng là axit amin Để tạo điều kiện tốt hơn cho thuỷ phân của enzyme là tăng khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất, muốn vậy phải làm nhỏ kích thước cơ chất trước khi thuỷ phân cũng nhằm làm giảm thời gian thuỷ phân

2.3.5 Ảnh hưởng của nước và thời gian

Theo một số nghiên cứu thì mức độ thủy phân tăng vọt trong thời gian đầu của phản ứng, sau đó tốc độ phản ứng chậm lại Thời gian thủy phân dài hơn và sử dụng lượng enzyme lớn hơn thì mức độ thủy phân cao hơn

Nếu sử dụng hàm lượng nước thích hợp thì làm cho quá trình thủy phân của protease tăng lên, tuy nhiên mức độ hoạt động của vi sinh vật nhiều hơn Do vậy, nước cũng đóng vai trò lớn trong quá trình thủy phân

Tóm lại, quá trình thủy phân bằng protease chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố Vì vậy muốn quá trình thủy phân có hiệu quả cao phải tối ưu hóa các yếu tố này trong quá trình sản xuất

Hình 2.3 Đường biểu diễn phụ thuộc vận tốc phản ứng enzyme

vào nồng độ cơ chất (Phạm Thu Cúc, 2002) Km: Hằng số

Michalis, là nồng độ cơ chất ứng với vận tốc bằng 1/2 vận tốc V max

2.4 Sơ lược về phân hữu cơ

2.4.1 Định nghĩa

Phân hữu cơ là phân chứa những chất dinh dưỡng ở dạng những hợp chất hữu

cơ như: phân chuồng, phân xanh, phân than bùn, phụ phế phẩm nông nghiệp, phân rác v.v (Bộ NNPTNT, Cục Trồng Trọt)

2.4.2 Phân loại phân hữu cơ

a Phân chuồng là hỗn hợp chủ yếu của: phân, nước tiểu gia súc và chất độn Nó

không những cung cấp thức ăn cho cây trồng mà còn bổ sung chất hữu cơ cho đất giúp cho đất được tơi xốp, tăng độ phì nhiêu, tăng hiệu quả sử dụng phân hóa học v.v

b Phân rác là phân hữu cơ được chế biến từ: cỏ dại, rác, thân lá cây xanh, rơm rạ

v.v ủ với một số phân men như phân chuồng, lân, vôi v.v đến khi mục thành phân (thành phần dinh dưỡng thấp hơn phân chuồng)

c Phân xanh là phân hữu cơ sử dụng các loại cây lá tươi bón ngay vào đất không

qua quá trình ủ do đó chỉ dùng để bón lót Cây phân xanh thường được dùng là cây họ đậu: điền thanh, muồng, keo dậu, cỏ Stylo, điên điển v.v

d Phân vi sinh là chế phẩm phân bón được sản xuất bằng cách dùng các loại vi

sinh vật hữu ích cấy vào môi trường là chất hữu cơ (như bột than bùn) Khi bón cho đất các chủng loại vi sinh vật sẽ phát huy vai trò của nó như phân giải chất dinh dưỡng khó tiêu thành dễ tiêu cho cây hấp thụ, hoặc hút đạm khí trời để bổ sung cho đất và cây

e Phân hữu cơ sinh học là loại phân có nguồn gốc hữu cơ được sản xuất bằng

công nghệ sinh học (như lên men vi sinh) và phối trộn thêm một số hoạt chất khác để làm tăng độ hữu hiệu của phân, hoặc khi bón vào đất sẽ tạo môi trường cho các quá trình sinh học trong đất diễn ra thuận lợi góp phần làm tăng năng suất cây trồng (Bộ NNPTNT, Cục Trồng Trọt)

2.4.3 Đẩy mạnh sử dụng phân hữu cơ – xu thế tất yếu của sản xuất trồng trọt

Thực trạng sản xuất nông nghiệp ở hầu hết các vùng trong cả nước cho thấy việc

sử dụng phân bón cho cây trồng đến nay vẫn chủ yếu là sử dụng phân hóa học Việc sử dụng quá nhiều phân bón hóa học mà ít chú ý đến sử dụng phân hữu cơ đã gây ra những tổn hại to lớn cho môi trường đất về mặt chỉ tiêu độ phì nhiêu, hệ số sử dụng phân đạm, lân, kali xuống thấp, sự mất cân đối giữa các dưỡng chất trong đất tăng lên,

hệ vi sinh vật đất bị phá hủy v.v FAO đã cảnh báo về thảm hại do sử dụng nhiều phân hóa học trong 45 năm qua là 11 % đất đai bị tàn phá, 1,2 tỉ ha đất mất đi thảm thực vật,

30 % đất bị xói mòn, 10 % diện tích đất biến thành sa mạc Ngoài ra, việc chỉ sử dụng phân hóa học trong một thời gian dài còn làm gia tăng sự phát sinh gây hại của sâu bệnh, dẫn tới việc phải sử dụng nhiều hóa chất bảo vệ thực vật, gây ảnh hưởng xấu dây chuyền Kết quả một nghiên cứu khoa học ở Nhật Bản cho thấy nếu so sánh năng suất cây trồng ở một thời điểm cụ thể giữa bón phân hóa học và bón phân hữu cơ thì việc sử dụng phân hóa học có thể cho năng suất cao hơn nhưng xét về tổng thể, lâu dài thì việc bón phân hữu cơ tạo ra một lượng sinh khối lớn hơn, bền vững và lợi ích hơn

Trước thực trạng này, Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới đang có những điều chỉnh tích cực về chiến lược sử dụng phân bón Xu thế sử dụng phân hữu

cơ đang được chú ý để thay thế việc sử dụng phân hóa học

2.4.4 Sơ lược về phân bón lá

2.4.2.2 Lý do áp dụng phương pháp bón phân qua lá

a Những yếu tố giới hạn khả năng hấp thu ở bộ rễ và chuyển vận bên trong cây

Hiện tượng thiếu dinh dưỡng xảy ra khi khả năng hấp thu của bộ rễ bị giới hạn hoặc bị ngăn cản trong một thời gian, do đó không đủ để cung cấp theo nhu cầu của cây Những sự kiện liên quan tới vùng rễ có thể kể:

+ Rễ bị tổn thương: Do bị bệnh (tuyến trùng chẳng hạn) hoặc tổn thương cơ học (do xới xáo khi chăm bón làm đứt rễ)

+ Những điều kiện của đất không hữu hảo cho bộ rễ hấp thu dinh dưỡng:

 Chất dinh dưỡng bị bất động hoá do các vi sinh vật

 Bị cố định do môi trường đất và các chất hữu cơ

 Sự nhiễm mặn (độ EC quá cao sẽ giới hạn khả năng hấp thụ nước của rễ cây)

 Sự bất động liên hệ tới độ pH (sự oxy hoá gây ra cho các kim loại ở độ pH cao hoặc sự bất động của Mo ở pH thấp)

 Sự bất cân đối dinh dưỡng trong đất (sự đối kháng giữa các ion như K và Ca)

 Thiếu oxy (đất quá ướt)

 Sự hoạt động của rễ thấp (nhiệt độ thấp quanh vùng rễ trong thời kỳ ra hoa và đậu trái)

 Thiếu nước để các chất dinh dưỡng ngấm vào (quá khô)

+ Nhu cầu dinh dưỡng ở đỉnh cao: Trong suốt thời kỳ phát triển trái nhanh, nhu cầu dinh dưỡng vượt quá khả năng cung cấp mặc dù đất trồng rất màu mỡ

+ Bón phân qua lá cũng có thể được chỉ định khi nhu cầu tập trung dinh dưỡng vào các

vị trí chuyên biệt bên trong cây vượt quá khả năng phối trí dinh dưỡng bên trong cây

 Điều này thường xảy ra nhất trong những vùng trọng điểm của các loại trái cây lớn hoặc các chùm đậu và liên quan tới cả hai sự kiện là nhu cầu tập trung cao độ vào một vùng chuyên biệt nhiều nguyên tố trong trái cây như N và K và hệ quả của khả năng

cơ động thấp của các mô libe đối với một số nguyên tố nào đó, như Ca và B chẳng hạn

 Khả năng cơ động các nguyên tố bên trong cây cũng có thể bị hạn chế nếu hoa phát triển trước lá và do đó dẫn đến tình trạng hạn chế sự chuyển dịch dinh dưỡng trong các mô mao dẫn

 Trong các thời kỳ hạn hán hoặc ẩm độ không khí cao cũng có thể hạn chế sự chuyển vận trong các mạch mao dẫn và ngăn cản sự phân phối các dưỡng chất bất động bởi các mô libe

Trong các điều kiện này khi sự hấp thụ dinh dưỡng qua bộ rễ và chuyển dịch chúng bên trong cây không thể thực hiện hoặc bị hạn chế, phương pháp bón phân qua

Ngăn ngừa hiện tượng thiếu dinh dưỡng: Khi phân bón xuống đất không phát huy được hiệu quả đối với một vài nguyên tố nào đó, thí dụ Mn trong vùng đất có độ pH cao, áp dụng bón phân qua lá (với Mn) có thể ngăn ngừa được hiện tượng thiếu Mn Thay thế hoặc bổ sung cho phương pháp bón phân qua rễ: Việc bón phân qua lá

có thể phần nào thay thế phân bón qua rễ nhưng không bao giờ có thể thay thế hoàn toàn được bón phân qua lá giúp duy trì sự phát triển và mạnh khỏe của cây trồng và

làm gia tăng chất lượng của nông sản vì có thể áp dụng đúng lúc và đúng nơi, hoàn toàn độc lập với các điều kiện về đất đai và nhất là khả năng tác động nhanh của nó

Sự gia tăng năng suất ngoài mong đợi sau khi áp dụng bón phân qua lá là do sự liên hợp dẫn đến hậu qủa gia tăng sự hấp thu dinh dưỡng từ bộ rễ Sự gia tăng này là

do việc bón phân qua lá đã tạo nên sự cân bằng các chất dinh dưỡng bị thiếu mà đó lại

là yếu tố giới hạn sự quang hợp và sự sản xuất sinh học (Baier và Baierova, 1999, trích dẫn Nguyễn Văn Linh, 2003) Những nhà nghiên cứu này đã thử phun qua lá một lượng 2,69 kg N/ha và 0,96 kg Mg/ha trên cây bắp và thấy rằng khả năng hấp thu gia tăng theo thứ tự là 55 kg N/ha và 6 kg Mg/ha so với đối chứng

Gia tăng khả năng chống chịu sự phá hoại của sâu bọ và bệnh: Điều này dễ hiểu

vì một cây trồng khỏe mạnh thì ít mẫn cảm với các loài sâu bọ và các loại bệnh hơn Một công thức phân bón kết hợp giữa P và K (PK 50-30 và chất phụ gia) đã được khám phá là có các tác dụng làm cho cây cứng cáp và khỏe mạnh hơn, giúp cho cây trồng tạo được khả năng chống lại sự phá hoại của loài nấm mốc sương trên cây bông hồng, cây cà tím và cà chua

Gia tăng khả năng chống lại tuyết lạnh: bón phân qua lá có thể làm gia tăng sự tập trung các muối khoáng vào bên trong tế bào, làm hạ điểm đông của tế bào chất

2.5 Các nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ

2.5.1 Nghiên cứu ngoài nước

Theo công ty Enviromental Choices, ở Costa Rica đã có nhiều thí nghiệm về ủ phân như “Ủ phân giun và Ecoenzyma”, “Ủ vỏ quả cà phê và zymplex”, “Ủ phân gà dùng chất độn mạc cưa và Ecoenzyme” Kết quả cho thấy thời gian ủ phân được rút ngắn, hàm lượng dinh dưỡng được bảo toàn và mùi giảm một cách đáng kể Cũng theo nguồn này, ở Zambia, Tây Phi cũng có thí nghiệm về ủ phân như “Ủ phân bò khô với Enchoice dùng chất độn vỏ đậu phộng nghiền nhỏ

Năm 1995, Iizuka và ctv đã nghiên cứu phương pháp sản xuất phân bón hữu cơ bằng cách sử dụng đầu cá ngừ làm nguyên liệu thô, trong nghiên cứu này Iizuka đã sử dụng enzyme từ vi khuẩn và thử nghiệm bổ sung phân hữu cơ này trong môi trường nuôi hạt phấn cây trà Kết quả thí nghiệm cho thấy phân này đã làm tăng tốc độ tăng trưởng 180% so với hạt phấn cây trà trồng trong môi trường nuôi cấy đối chứng

Nenita và ctv vào năm 2008 đã nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ chất thải rắn và

sử dụng nó trong sản xuất rau hữu cơ Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng phân bón hữu cơ này cung cấp đủ các dưỡng chất cho các loại rau như cà chua, rau diếp

2.5.2 Nghiên cứu trong nước

Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Nông Lâm TP HCM, đứng đầu là Tiến sĩ Trần Tấn Việt, mới đây đã áp dụng thành công kỹ thuật chuyển hóa sinh học rác thải hữu cơ thành phân bón chất lượng cao, giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường Họ đã dùng sâu non của loại ruồi "lính đen” thuộc họ Stratiomyidae là tác nhân chính để phân hủy rác Sau khi phân hủy xong, sâu non sẽ được thu hồi bằng một thiết bị tự động chuyên biệt rồi làm thức ăn cho gà, vịt, cá v.v Phần rác còn lại sau khi đã phân hủy được dùng làm phân bón cho cây trồng hoặc dùng để nuôi trùn đất

Các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ sinh học đã nghiên cứu, thử nghiệm và chọn được các chủng vi sinh vật hiệu quả nhất trong việc chuyển hóa chất hữu cơ sang dạng mùn, sản xuất thành chế phẩm Micromix 3 Ủ rác với chế phẩm này đã rút ngắn

14 ngày so với ủ rác thông thường, chất lượng mùn trong sản phẩm tăng Sau đó, họ

bổ sung vào chế phẩm các giống vi sinh vật hữu ích cho cây trồng, tạo nên một loại phân bón vi sinh, có tác dụng tăng năng suất cây trồng, giảm lượng phân bón hóa học, tiết kiệm đầu tư sản xuất và giảm ô nhiễm môi trường đất, nước và thực phẩm

Hiện nay, công ty cổ phần Nông nghiệp Mekong đã sản xuất thành công phân hữu cơ sinh học từ xác cá da trơn Các phế phụ phẩm trong các nhà máy chế biến thủy sản như vây, vảy, máu cá v.v và xác cá tra, cá basa nguyên con được xay nhuyễn và phân hủy bằng men chuyên dụng Các cơ chất trên được phối trộn theo tỉ lệ thích hợp

để tạo nên các dòng sản phẩm chuyên dụng cho từng nhóm cây trồng như cây lúa, cây rau màu, cây công nghiệp, cây ăn trái v.v

Như vậy, các nghiên cứu trước đây đã sản xuất được phân hữu cơ Nguồn enzyme chủ yếu từ vi sinh vật hoặc động vật Enzyme từ thực vật rất ít được ứng dụng Sản phẩm của họ chủ yếu ở dạng rắn Vì vậy, với những thuận lợi đã nói trên, việc sử dụng enzyme papain thủy phân trên cơ chất cá tra chết là hướng nghiên cứu mới và có triển vọng

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Đề tài được thực hiện từ tháng 2/2009 đến tháng 7/2007 tại Viện Công Nghệ Sinh Học và Môi trường; Phòng Hóa Nông và Thổ Nhưỡng, Khoa Nông Học,Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh và Hợp tác xã Dịch Vụ sản xuất rau an toàn, Phường Trảng Dài, Tp Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai

3.2 Vật liệu, hóa chất và trang thiết bị dùng trong nghiên cứu

3.2.1 Nguyên liệu

Cơ chất: cá tra để nguyên con xay nhỏ, cho vào các túi ni lông nhỏ cho vào tủ lạnh trữ trong tủ -200C, khi nào cần dùng đem ra rã đông một lượng vừa đủ dùng Enzyme papain thô từ mủ đu đủ được thu nhận bằng cách dùng dao vạch từ 5- 7 rảnh, chiều sâu 1- 2 mm lên bề mặt dọc trái đu đủ xanh, mủ sẽ chảy ra, thu mủ vào ống nhựa, trữ lạnh Sau đó sấy khô trong tủ sấy ở 55OC đến ẩm độ của nhựa khô đạt < 8 %, nghiền mịn, rồi trữ mẫu ở - 20oC

Hạt giống cải xanh do Công ty Trang Nông cung cấp

Một số loại phân hữu cơ trên thị trường như:

 Phân bón lá Toponsu của Công ty TNHH sản xuất Hưng Quốc Bảo Thành phần dinh dưỡng: N: 15 %; P: 15 %, các nguyên tố trung và vi lượng 4 %

 Phân Jumb Start dạng lỏng 500 ml Thành phần dinh dưỡng: N: 0,1 %; P2O5: 0,025 %; K2O: 0,1 %; Mg: 0,05 %; Zn: 0,05 %, Fe: 0,1 % Địa chỉ cung cấp: 67, Phạm Thành Hổ, Q.6, TP Hồ Chí Minh

 Phân HPRC của Viện Sinh Học Nhiệt Đới – Xưởng sản xuất sinh học Phường Thành Lộc, Q.12, TP Hồ Chí Minh Thành phần dinh dưỡng: N: 30 %; P2O5: 10 %; K2O: 10 %

3.2.2 Hóa chất

a Hóa chất dùng xác định P 2O5 tổng số

 Dung dịch P tiêu chuẩn (pha từ KH2PO4) dung dịch có chứa 4 mg P2O5/ml

 Dung dịch molidovadanat: amon molipdat, amon metavadanat

 HNO3 đậm đặc, hỗn hợp cường thủy

b Hóa chất dùng xác định đạm NO3-

 Axit phenoldisulfonic: phenol tinh khiết, H2SO4 đậm đặc

 NaOH 10 % hoặc dung dịch NH4OH (1:1)

 Chuẩn NO3- 100 ppm: pha từ KNO3 khô tinh khiết

c Hóa chất dùng xác định đạm NH4+

Seignette 50%, dung dịch Nessler (HgCl2 + KI), dung dịch chuẩn NH4+ 0,004 mg/ml

d Hóa chất dùng xác định N tổng số

H2SO4 đậm đặc, CuSO4, K2SO4, parafin, NaOH 40 %, H3BO3 5 %, HCl 0,25 N và

chỉ thị màu Bromocresol xanh và methyl red

e Hóa chất dùng xác định K2O tổng số

HCl (2 N), K2O, dung dịch K tiêu chuẩn ( pha từ KCl tinh khiết): chứa 1 mg K/ml

f Hóa chất dùng cho chỉ tiêu đạm formol

Formol trung tính, NaOH (0,1 N), phenolphtalein 1% trong cồn, NaH2PO4 0,1 N

g Hóa chất dùng cho chỉ tiêu đạm amoniac

H2SO4 0,1 N, NaOH 0,1 N, Mg2O, methyl red

quang kế ngọn lửa, máy đo OD và một số thiết bị khác của phòng thí nghiệm

3.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Nội dung 1 Khảo sát thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu

 Nguyên liệu: cá tra chết theo dõi các thành phần:

- Đạm tổng số (phương pháp Kjeldhal - 10 TCN 304-97)

- Đạm amin = Đạm formol - Đạm amoniac

- Lân tổng số (Phương pháp Meyer)

- Kali tổng số (Phương pháp quang kế ngọn lửa)

 Enzyme papain: xác định hoạt tính theo phương pháp Anson

Mục đích: để so sánh hàm lượng dinh dưỡng trong dịch thu được sau thủy phân

cá tra chết

3.3.2 Nội dung 2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá tra chết bằng enzyme papain

Mục đích: Xây dựng qui trình thu nhận phân hữu cơ sinh học dạng lỏng

3.3.2.1 Thí nghiệm 1 Xác định tỉ lệ tối ưu của cơ chất và lượng enzyme bổ sung vào

quá trình thủy phân

a Mục đích thí nghiệm Chọn tỉ lệ mủ đu đủ (chứa enzyme papain) bổ sung vào

cơ chất cho hiệu quả thủy phân cao nhất

b Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1 yếu tố được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu

nhiên (CRD) và lặp lại 3 lần

Lượng mủ đu đủ bổ sung trong 30 g cơ chất theo các công thức:

Công thức 1: bổ sung 0,06 g mủ đu đủ tương ứng 0,2 %

Công thức 2: bổ sung 0,12 g mủ đu đủ tương ứng 0,4 %

Công thức 3: bổ sung 0,18 g mủ đu đủ tương ứng 0,6 %

Công thức 4: bổ sung 0,24 g mủ đu đủ tương ứng 0,8 %

Công thức 5: bổ sung 0,30 g mủ đu đủ tương ứng 1,0 %

Tổng số ô nghiệm thức: 5 x 3 = 15 ô

c Cách tiến hành

Cân vào bình tam giác 30 g cá tra đã xay nhuyễn, cho thêm 30 ml nước cất, cân

mủ đu đủ enzyme papain vào 0,06; 0,12; 0,18; 0,24; 0,3 g tương ứng với tỉ lệ 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 % trên 30 g cơ chất Sau đó lắc đều, đậy kính bình tam giác lại, cho vào máy lắc định ôn ở điều kiện 550C trong 24 giờ Sau khi hết giờ, lấy bình tam giác ra đun cách thủy 15 phút để bất hoạt enzyme, để nguội, tiến hành ly tâm lạnh ở 4000 vòng/phút trong 10 phút ở 40C, tách dịch thủy phân, lớp mỡ và bã riêng, đem bảo quản trong tủ mát 40C Sau cùng là đem dịch thủy phân phân tích N tổng số

d Chỉ tiêu theo dõi N tổng số theo phương pháp Kjeldahl

3.3.2.2 Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hưởng của lượng nước lên quá trình thủy phân

a Mục đích thí nghiệm Xác định lượng nước bổ sung cho hiệu quả thủy phân cao nhất

b Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1 yếu tố được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu

nhiên (CRD) và lặp lại 3 lần

Lượng nước bổ sung theo trọng lượng cơ chất được bố trí theo các nghiệm thức:

đu đủ (tương ứng tỉ lệ mủ 0,6 % ở thí nghiệm 1), lắc đều, đậy nắp lại, cho vào máy lắc

ổn định nhiệt ở nhiệt độ 550C trong 24 giờ Kết thúc quá trình thủy phân đem bất hoạt enzyme bằng cách đun cách thủy trong 15 phút Sau đó để nguội và ly tâm ở 40C, 4000

vòng/phút trong 10 phút Cuối cùng thu phần dịch để phân tích N tổng số

d Chỉ tiêu theo dõi N tổng số theo phương pháp Kjeldahl

3.3.2.3 Thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả thủy phân

a Mục đích Xác định thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân để đạt kết quả cao nhất

b Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1 yếu tố được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) và lặp lại 3 lần

Thời gian thủy phân được bố trí theo các nghiệm thức: 8, 16, 20, 24, 30 giờ Tổng số ô thí nghiệm: 5 x 3 = 15 ô

c Cách tiến hành

Cân vào bình tam giác 30 g cá tra đã xay nhuyễn, thêm 30 ml nước cất, thêm vào 0,18 g mủ đu đủ khô Lắc đều, đậy nắp lại Cho các bình tam giác vào máy lắc ở nhiệt độ

550C Đúng thời gian bố trí thí nghiệm lấy bình tam giác ra bất hoạt ezyme trong 20 phút,

để nguội và ly tâm ở 40C, 4000 vòng/phút Sau cùng lấy dịch ra phân tích N tổng số

d Chỉ tiêu theo dõi N tổng số theo phương pháp Kjeldahl

3.3.2.4 Thí nghiệm 4 Khảo sát nhiệt độ lên quá trình thuỷ phân

a Mục đích Xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp để đạt hiệu quả thủy phân cao nhất

b Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1 yếu tố được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu

chỉnh nhiệt độ theo bố trí thí nghiêm trên Sau 20 giờ (từ kết quả của thí nghiệm 3), đem bất hoạt enzyme bằng cách đun cách thủy trong 15 phút, sau đó đem ly tâm ở

40C, 4000 vòng/phút trong 10 phút Sau cùng là thu dịch để xác định N tổng số

d Chỉ tiêu theo dõi N tổng số theo phương pháp Kjeldahl

3.3.3 Nội dung 3 Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng trên cây cải xanh và so sánh hiệu quả chế phẩm với các sản phẩm thương mại đã có mặt trên thị trường

3.3.3.1 Thí nghiệm 5 Khảo sát nồng độ sử dụng thích hợp của chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng trên cây cải xanh

a Mục đích Chọn ra nồng độ sử dụng thích hợp để khuyến cáo sử dụng trong sản

xuất rau an toàn

b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm 1 yếu tố được bố trí kiểu khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD),

3 lần lặp lại với các nghiệm thức:

NT1: theo điều kiện chăm sóc của hộ trồng rau

NT2: phun phân lỏng pha loãng 1 %

NT3: phun phân lỏng pha loãng 3 %

NT4: phun phân lỏng pha loãng 5 %

NT5: phun phân lỏng pha loãng 7 %

Số ô nghiệm thức: 5 x 3 = 15 ô

Lần lặp lại 1 NT2 NT5 NT3 NT4 NT1

Lần lặp lại 2 NT1 NT2 NT4 NT3 NT5

Lần lặp lại 3 NT3 NT1 NT4 NT5 NT2

Sơ đồ 3.1 Bố trí thí nghiệm sử dụng các nồng độ của chế phẩm

c Cách tiến hành: Thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ 3.6 với các đặc điểm:

- Tổng các ô thí nghiệm: 5 x 3 = 15 ô

- Diện tích mỗi ô thí nghiệm là: 5 m2

- Khoảng cách giữa các hàng là: 0,1 m; giữa các cây là: 0,1 m

- Thời gian phun: 3 lần phun ở các thời điểm 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày sau trồng

- Phương pháp theo dõi: mỗi ô thí nghiệm theo dõi 10 cây

d Chỉ tiêu theo dõi: sau khi thu hoạch, tiến hành theo dõi các đặc điểm:

- Trọng lượng tươi của mỗi cây được chọn (g)

- Số lá trên cây của mỗi cây được chọn

- Chiều cao cây của mỗi cây được chọn (mm)

- Dư lượng NO3- (mg/kg) trên mẫu được chọn;

- Năng suất lý thuyết (tấn/ha) = (trọng lượng trung bình của cây (g) x số cây/ha);

- Năng suất thực thu (tấn/ha) = (trọng lượng cây của ô thu hoạch x 10000)/diện tích của mỗi ô

3.3.3.2 Thí nghiệm 6 Khảo sát hiệu quả của chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng

lỏng với các sản phẩm thương mại trên thị trường trên cây cải xanh

a Mục đích So sánh hiệu quả về mặt năng suất và tính an toàn của chế phẩm

phân hữu cơ sinh học với các sản phẩm trên thị trường

b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm 1 yếu tố được bố trí theo kiểu khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD), 3 lần lặp lại, theo các nghiệm thức:

NT1: Đối chứng theo điều kiện chăm sóc của hộ trồng rau

NT2: Phun chế phẩm phân hữu pha loãng với nồng độ khuyến cáo được chọn từ thí nghiệm 5 NT3: Phun phân Toponsu

NT4: Phun phân Jump Star

NT5: Phun phân HPCR

Số ô nghiệm thức: 5 x 3 = 15 ô

Lần lặp lại 1 NT1 NT4 NT2 NT5 NT3

Lần lặp lại 2 NT3 NT2 NT1 NT4 NT5

Lần lặp lại 3 NT4 NT3 NT5 NT1 NT2

Sơ đồ 3.2 Bố trí thí nghiệm so sánh phân hữu cơ với các sản phẩm trên thị trường

c Cách tiến hành Thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ 3.6 với các đặc điểm:

- Tổng các ô thí nghiệm: 5 x 3 = 15 ô;

- Diện tích mỗi ô thí nghiệm là: 5 m2;

- Tổng diện tích của thí nghiệm là: 75 m2;

- Khoảng cách giữa các hàng là: 0,1 m; giữa các cây là: 0,1 m;

- Thời gian phun: 3 lần phun ở các thời điểm 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày sau trồng;

- Phương pháp theo dõi: mỗi ô thí nghiệm theo dõi 10 cây

d Chỉ tiêu theo dõi Sau khi thu hoạch, tiến hành theo dõi các đặc điểm:

- Trọng lượng tươi của mỗi cây được chọn (g)

- Số lá trên cây của mỗi cây được chọn

- Chiều cao cây của mỗi cây được chọn (mm)

- Dư lượng NO3- (mg/kg) trên mẫu được chọn

- Năng suất lý thuyết (tấn/ha) = (trọng lượng trung bình của cây (g) x số cây/ha);

- Năng suất thực thu (tấn/ha) = (trọng lượng cây của ô thu hoạch x 10000)/diện tích của mỗi ô

3.4 Xử lý số liệu Các số liệu thu được được xử lý ANOVA bằng phần mềm thống kê

MSTATC 1.2 (1991

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả

4.1.1 Các thành phần của nguyên liệu

4.1.1.1 Thành phần dinh dưỡng cá tra

Thành phần hóa học của cơ chất rất quan trọng trong việc lựa chọn nguồn cơ chất cho quá trình thủy phân Kết quả này sẽ làm cơ sở để lựa chọn cơ chất và tính hiệu quả thủy phân của enzyme

Bảng 4.1 Thành phần dinh dưỡng trong cá tra

Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng

Bảng 4.2 Kết quả đo độ hấp phụ (OD660nm) với lượng Tyrosine khác nhau

Lượng tyrosine (μmol) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy cá tra chết bằng enzyme papain

Quá trình thủy phân chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: tỉ lệ enzyme và cơ chất, lượng nước bổ sung, thời gian và nhiệt độ thủy phân Do đó, việc xác định các điều kiện này rất quan trọng để tối ưu quy trình sản xuất phân hữu cơ sinh học Kết quả khảo sát thể hiện ở các bảng 4.3, 4.4, 4.5 và 4.6

Tỉ lệ enzyme và cơ chất là yếu tố rất quan trọng của một quá trình thủy phân Khi

cố định lượng cơ chất, hiệu quả thủy phân tăng dần khi lượng enzyme tăng Nhưng khi

tỉ lệ ezyme : cơ chất ở một mức độ nhất định, nếu ta tăng lượng enzyme thì hiệu quả thủy phân sẽ giảm Do đó, việc trước tiên là xác định tỉ lệ tối ưu enzyme: cơ chất để tiết kiệm enzyme lẫn cơ chất

Bảng 4.3 Đạm tổng số của dịch thủy phân khi bổ sung lượng

Trong cùng một cột, các số có cùng chữ cái giống nhau thì khác biệt

không có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức P < 0,05

Nước giúp các chất trộn đều vào nhau và tạo điều kiện cho các chất tiếp xúc để tạo phản ứng Nhưng lượng nước bổ sung phải hợp lý Nếu lượng nước ít thì nồng độ enzyme cũng như cơ chất quá cao có thể gây ức chế phản ứng thủy phân và ngược lại, nếu lượng nước quá cao thì nồng độ enzyme cũng như cơ chất quá thấp dẫn đến enzyme

và cơ chất khó tiếp xúc với nhau dẫn đến hiệu quả thủy phân cũng không cao Hơn nữa, sản phẩm thủy phân phải đảm bảo hàm lượng dinh dưỡng để đáp ứng nhu cầu của cây

Bảng 4.4 Đạm tổng số của dịch thủy phân khi bổ sung lượng nước khác nhau

không cao do sự phân cắt các mối nối peptid chưa triệt để, lượng axit amin sinh ra ít Ngược lại, thời gian thủy phân lâu thì các axit amin sinh ra sẽ bị phân hủy thành NH3, gây mùi thối Vì vậy, ta phải chọn thời gian thủy phân tối ưu để đạt hiệu quả kinh tế và hiệu quả thủy phân cao nhất

Bảng 4.5 Đạm tổng số của dịch thủy phân khi thủy phân

ở các thời gian khác nhau

Trong cùng một cột, các số có cùng chữ cái giống nhau thì

khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức P < 0,05

Mỗi enzyme có khoảng nhiệt độ hoạt động thích hợp riêng và trong đó có một nhiệt độ hoạt động tối ưu cho hiệu quả cao nhất Cho nên muốn đạt hiệu quả thủy phân

cao nhất phải xác định nhiệt độ tối ưu này

Bảng 4.6 Đạm tổng số của dịch thủy phân sau khi thủy phân

Trong cùng một cột, các số có cùng chữ cái giống nhau thì

khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức P< 0,05

Sau khi đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá tra chết sử dụng enzyme papain, chúng tôi xác định được các điều kiện tối ưu cho quy trình sản xuất chế phẩm phân hữu cơ sử dụng enzyme papain thủy phân cá tra chết

Các bước thủy phân cá tra chết bằng mủ đu đủ:

Chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng

Sơ đồ 4.1 Các bước sản xuất phân hữu cơ dạng lỏng

Sau khi thủy phân theo quy trình trên, chúng tôi tiến hành xác định thành phần

dinh dưỡng trong dịch lỏng thu được và bã rắn còn lại

Bảng 4.7 Hàm lượng dinh dưỡng của sản phẩm thu được khi thực hiện

quy trình thủy phân

Số liệu của bã rắn được tính dựa trên trọng lượng khô

4.1.3 Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng và so sánh hiệu quả

chế phẩm với các sản phẩm thương mại đã có mặt trên thị trường trên cây cải xanh

Để đánh giá hiệu quả của phân tạo ra, chúng tối tiến hành khảo sát hiệu lực của

dịch phân, nhằm tìm ra nồng độ sử dụng cho hiệu quả cao nhất về mặt năng suất, tính

an toàn của chế phẩm trên cây cải ngọt trong vụ hè thu năm 2009, tại hợp tác xã Dịch

Vụ sản xuất rau an toàn Phường Trãng Dài, Thành phố Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai

Trong 20 giờXay nhỏ, bổ sung nước với tỉ lệ 1:1

Tiến hành phun phân ở các nồng độ khác nhau trên cây cải ngọt Đến thời kì thu hoạch, các cây cải ngọt được lấy mẫu để xác định các chỉ tiêu để lựa chọn nồng độ

thích hợp cho cây Kết quả được trình bày ở bảng 4.8 và 4.9

Bảng 4.8 Ảnh hưởng của nồng độ phun lên chiều cao, số lá của cây cải xanh

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của các nồng độ chế phẩm lên năng suất, các yếu tố cấu thành

năng suất và dư lượng nitrate trên cây cải xanh

và sử dụng rộng rãi trên thị trường Để cho ra một sản phẩm phân hữu cơ tốt, có khả năng cạnh tranh với các sản phẩm trên đã có trên thị trường thì cần tiến hành so sánh hiệu quả của sản phẩm mới tạo ra với các sản phẩm đã có Kết quả thử nghiệm so sánh được trình bày ở bảng 4.10 và 4.11

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của chế phẩm và các loại phân hữu cơ sinh học lên chiều cao,

số lá của cây cải xanh

Bảng 4.11 Ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ và các loại phân thương mại lên năng

suất, các yếu tố cấu thành năng suất và dư lượng nitrat của cây cải xanh

Sản phẩm TLTB của cây (g) NSLT (tấn/ha) NSTT (tấn/ha) NO 3 - (mg/kg)

4.2.1 Các thành phần của nguyên liệu

Qua bảng 4.1, chúng tôi thấy rằng hàm lượng N (%) và P2O5 trong cá tra khá cao Cụ thể: N (%) = 7,36 %, tức protein tổng là 7,36x6,25 = 46 % cho thấy protein động vật có hàm lượng đạm cao, P2O5 = 6,33 % cho thấy hàm lượng xương trong nguyên liệu khá cao

Vào thời điểm làm đề tài giá cá chết khoảng 5000 đồng, nguồn cá tra chết từ các hộ nuôi ở đồng bằng Sông Cửu Long nên đây là nguồn cơ chất dồi dào và giá tương đối rẻ thích hợp cho việc thủy phân để sản xuất phân hữu cơ cho cây trồng

Kết quả xác định hoạt tính enzyme papain là 53,79 UI/g Điều này cho thấy

hoạt tính của enzyme rất cao Như vậy, enzyme papain từ mủ đu đủ thô cho hoạt tính mạnh và đây là nguồn enzyme thích hợp để thủy phân nguồn đạm cao để sản xuất