Luận án Nghiên cứu sản xuất Oligochitosan và ứng dụng trong bảo quản tôm nguyên liệu sau thu hoạch

 bổ sung vi khuẩn, mẫu 2: bổ sung 5% dịch 
sinh khối vi khuẩn, mẫu 3: bổ sung 10% dịch vi khuẩn, mẫu 4: 15%, mẫu 5: 20%,..., 
mẫu 8: bổ sung 35% dịch vi khuẩn (v/w). Quá trình lên men tiến hành ở nhiệt độ phòng, 
trong 6 ngày với pH ban đầu 7,0. Sau khi lên men, rửa sạch mẫu vỏ tôm, sấy khô đến 
cùng độ ẩm là 12,3% và phân tích hàm lượng protein còn lại trong mẫu. Kết quả thể 
hiện ở hình 3.7. 
Hình 3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch sinh khối vi khuẩn đến hàm lượng protein còn 
lại ở đầu vỏ tôm 
Kết quả trình bày ở hình 3.7 cho thấy cả 3 chủng vi khuẩn lactic sử dụng để nghiên 
cứu khử protein đầu vỏ tôm đều có khả năng khử protein ở đầu vỏ tôm. Sau 6 ngày xử 
lý các chủng vi khuẩn đã sử dụng đều có khả năng khử protein ra khỏi nguyên liệu với 
hiệu suất khử đều đạt xấp xỉ 50% lượng protein ban đầu. Trong đó, chủng vi khuẩn L. 
48.5
24.6
21.1
18.1
15.7
13.8 13.7 13.7
48.5
25.2 24.5
21.7
18.7
16.1 16.0 15.8
48.5
24.9 24.0
21.4
17.3 16.6 16.0 16.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
0 5 10 15 20 25 30 35
H
àm
 l
ư
ợ
n
g
 p
ro
te
in
 c
ò
n
 l
ại
 (
%
)
Tỷ lệ dịch sinh khối vi khuẩn bổ sung (%)
L. plantarum
L. bulgaricus
L. thermophillus
68 
plantarum có hoạt tính mạnh nhất khi làm giảm hàm lượng protein trong đầu vỏ tôm từ 
28,5% xuống chỉ còn 13,7% sau 6h xử lý. Kết quả thí nghiệm cũng chỉ ra càng tăng tỷ 
lệ dịch sinh khối vi khuẩn bổ sung thì lượng protein bị khử khỏi đầu vỏ tôm càng lớn và 
lượng protein còn lại trong đầu vỏ tôm càng thấp. Khi tỷ lệ dịch sinh khối vi khuẩn bổ 
sung đạt mức từ 25% trở lên thì hàm lượng protein bị khử khỏi đầu vỏ tôm tăng rất chậm 
chứng tỏ khả năng khử protein của vi khuẩn đã ở mức ổn định nên hàm lượng protein 
còn lại trong nguyên liệu giảm chậm. 
Như vậy, tỷ lệ dịch sinh khối vi khuẩn lactic bổ sung vào hỗn hợp đầu vỏ tôm để 
thực hiện quá trình lên men khử protein phù hợp là 25% khi đó hàm lượng protein khử 
khỏi đầu vỏ tôm nhiều nhất. Do đó, tỷ lệ dung dịch sinh khối vi khuẩn lactic bổ sung để 
thực hiện việc khử protein đầu vỏ tôm được lựa chọn là 25% (v/w). 
* Xác định thời gian lên men 
Tiến hành 9 mẫu thí nghiệm sử dụng dịch sinh khối vi khuẩn: L. plantarum VTCC-
B 431, L. bulgaricus VTCC 703, L. thermophillus để khử protein đầu vỏ tôm với tỷ lệ 
bổ sung 25% (v/w). Quá trình lên men tiến hành ở nhiệt độ phòng, pH tự nhiên 7,0, các 
mẫu đều sử dụng 5kg đầu vỏ tôm với thời gian khác nhau: mẫu 1 lên men trong 3 ngày, 
mẫu 2: 3,5 ngày, mẫu 3: 4 ngày,..., mẫu 9: 7 ngày. Sau khi lên men, rửa sạch mẫu vỏ 
tôm và sấy khô đến cùng độ ẩm là 12,4% và lấy mẫu phân tích hàm lượng protein còn 
lại. Kết quả thể hiện ở hình 3.8. 
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hàm lượng protein còn lại ở đầu vỏ tôm 
Kết quả trình bày ở hình 3.8 cho thấy ở cùng một tỷ lệ dịch sinh khối vi khuẩn bổ 
48.5
25.6
23.1
19.1
16.7
14.5 13.9 13.9 13.9
48.5
26.2
23.5
21.7
18.7
17.2
16.1 16.0 15.7
48.5
25.9
24.1
21.4
18.3
16.6 16.0 15.9 15.8
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
H
àm
 l
ư
ợ
n
g
 p
ro
te
in
 c
ò
n
 l
ại
 (
%
)
Thời gian lên men (ngày)
L. plantarum
L. bulgaricus
L. thermophillus
69 
sung, thời gian lên men càng dài thì hàm lượng protein bị khử ra khỏi đầu vỏ tôm càng 
lớn tức hàm lượng protein còn lại ở đầu vỏ tôm càng nhỏ. Thời gian lên men ≥ 6 ngày 
thì hàm lượng protein trong đầu vỏ tôm bị khử bởi các loại vi khuẩn L. plantarum 
VTCC-B 431, L. bulgaricus VTCC 703, L. thermophillus giảm ở mức ổn định và chỉ 
còn tương ứng 13,9%, 16,1% và 16,0% so với ban đầu. Khi đó, nếu tăng thời gian lên 
men thì hàm lượng protein bị khử khỏi đầu vỏ tôm hầu như không tăng tức là hàm lượng 
protein còn lại hầu như không giảm. Kết quả phân tích cũng cho thấy trong 3 chủng vi 
khuẩn lactic đã sử dụng, chủng vi khuẩn L. plantarum VTCC-B 431 vẫn thể hiện khả 
năng khử protein đầu vỏ tôm tốt hơn 2 chủng đã thử nghiệm còn lại. Như vậy, thời gian 
lên men 6 ngày là phù hợp. 
* Xác định pH lên men 
Tiến hành 6 mẫu thí nghiệm khử protein đầu vỏ tôm bằng dung dịch sinh khối vi 
khuẩn: L. plantarum VTCC-B 431, L. bulgaricus VTCC 703, L. thermophillus. Các mẫu 
thí nghiệm đều sử dụng 5kg đầu vỏ tôm, bổ sung vi khuẩn với tỷ lệ 25% (v/w) và lên 
men ở pH khác nhau: mẫu 1: pH 5,5; mẫu 2: pH 6;..., mẫu 6: pH 8. Quá trình lên men 
tiến hành ở nhiệt độ phòng trong 6 ngày. Sau khi lên men, rửa sạch mẫu vỏ tôm và sấy 
khô đến cùng độ ẩm là 12,3%. Sau đó phân tích hàm lượng protein còn lại trong mẫu. 
Kết quả thể hiện ở hình 3.9. 
Hình 3.9. Ảnh hưởng của pH môi trường đến hàm lượng protein còn lại ở đầu vỏ tôm 
Kết quả trình bày ở hình 3.9 cho thấy pH ban đầu sử dụng cho quá trình lên men 
có ảnh hưởng lớn tới khả năng khử protein ra khỏi đầu vỏ tôm của vi khuẩn. Kết quả 
phân tích cũng cho thấy ở pH môi trường ≥ 7, hàm lượng protein khử khỏi đầu vỏ tôm 
28.5
26.6
25.1
12.7 12.8 12.8
28.5
26.7
24.6
14.2 14.1 14.1
28.5
26.9
24.4
15.4 15.5 15.2
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0
H
àm
 l
ư
ợ
n
g
 p
ro
te
in
 c
ò
n
 l
ại
 (
%
)
pH 
L. plantarum
L. bulgaricus
L. thermophillus
70 
lớn nhất tức hàm lượng protein còn lại ở đầu vỏ tôm thấp nhất. Ở pH 7, hàm lượng 
protein còn lại ở đầu vỏ tôm bị khử protein bằng các chủng L. plantarum VTCC-B 431, 
L. bulgaricus VTCC 703, L. thermophillus tương ứng là: 12,7%, 14,2% và 15,4%. Như 
vậy, tại pH nằm trong vùng kiềm ≥ 7 các mẫu đầu vỏ tôm khử protein bằng các chủng 
vi khuẩn lactic đã nghiên cứu luôn có hàm lượng protein còn lại thấp nhất so với các 
quá trình khử protein ở các giá trị pH thấp hơn. Kết quả này có thể lý giải là ở môi 
trường pH thấp, vi khuẩn lactic cũng bị ức chế hoạt động nên hàm lượng protein bị khử 
thấp. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Mỹ Trang về protease đầu tôm bạc nghệ [21], Nguyễn 
Thị Lệ Hà về enzyme protease đầu tôm sú [8] đều cho thấy protease nội tại có ở đầu tôm 
có pH thích hợp nằm ở pH kiềm nhẹ (pH 7,0 - 8,5) - chính các enzyme này sẽ cùng với 
vi khuẩn khử protein ra khỏi đầu vỏ tôm. Khi pH thấp hơn 7, quá trình khử protein đầu 
vỏ tôm cho hiệu quả không cao còn là do enzyme protease đầu tôm hoạt động kém ở 
môi trường pH thấp. Như vậy, khoảng pH thích hợp cho quá trình khử protein đầu vỏ 
tôm là pH 7 ÷ 7.5. Mặt khác kết quả phân tích cũng cho thấy chủng vi khuẩn L. 
plantarum VTCC-B 431 luôn có khả năng khử protein đầu vỏ tôm tốt hơn các chủng 
khác. Hàm lượng protein còn lại ở đầu vỏ tôm khi sử dụng chủng vi khuẩn L. plantarum 
VTCC-B 431 để khử luôn thấp hơn hàm lượng protein còn lại ở đầu vỏ tôm khử protein 
bằng các chủng L. bulgaricus VTCC 703, L. thermophillus. 
Từ các phân tích ở trên thấy trong 3 chủng vi khuẩn lactic đã sử dụng để khử 
protein ở đầu vỏ tôm, chủng L. plantarum VTCC-B 431 luôn thể hiện khả năng khử 
protein tốt hơn so với 2 chủng lactic: L. bulgaricus VTCC 703, L. thermophillus. Do vậy 
chủng L. plantarum VTCC-B 431 được lựa chọn sử dụng để nghiên cứu quá trình khử 
protein ra khỏi đầu vỏ tôm thẻ. 
3.2.2.2. Nghiên cứu sản xuất chitin từ đầu vỏ tôm bằng phương pháp sử dụng 
vi khuẩn lactic L. plantarum VTCC-B 431 để khử protein và các tạp chất 
3.2.2.2.1. Xác định điều kiện thích hợp cho việc sử dụng vi khuẩn L. plantarum 
VTCC-B 431 khử protein đầu vỏ tôm 
* Xác định tỷ lệ dịch sinh khối vi khuẩn L. plantarum VTCC-B 431 
Trên cơ sở nghiên cứu ở trên, chúng tôi tiến hành nhân giống vi khuẩn L. plantarum 
VTCC 431 và thu dịch sinh khối vi khuẩn có mật độ tế bào 2.109 cfu/ml để dùng cho 
quá trình nghiên cứu khử protein đầu vỏ tôm. Tiến hành 8 mẫu thí nghiệm mỗi mẫu 5kg 
đầu vỏ tôm bổ sung dịch sinh khối vi khuẩn L. plantarum VTCC 431 với tỷ lệ bổ sung 
71 
khác nhau: mẫu 1: không bổ sung dịch vi khuẩn (v/w); mẫu 2: bổ sung 2% dịch vi khuẩn 
(v/w); mẫu 3: bổ sung 4% dịch vi khuẩn (v/w); ; mẫu 8: bổ sung 14% dịch vi khuẩn 
(v/w). Quá trình lên men khử protein và khoáng chất đầu vỏ tôm được thực hiện ở nhiệt 
độ phòng, trong 6 ngày ở pH 7. Sau khi lên men ép tách vỏ, rửa sạch, cân, sấy khô đến 
độ ẩm 12,4% và tiến hành phân tích xác định hàm lượng protein, hàm lượng khoáng 
chất còn lại trên đầu vỏ tôm. Kết quả thể hiện ở hình 3.10. 
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch vi khuẩn L. plantarum VTCC-B 431 bổ sung 
đến hiệu quả khử khoáng và protein đầu vỏ tôm 
(Các chữ cái: a, b, c.... biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê). 
Kết quả trình bày ở hình 3.10 cho thấy trong cùng điều kiện thí nghiệm tỷ lệ dịch 
vi khuẩn lactic sử dụng trong quá trình khử khoáng và protein ở đầu vỏ tôm có ảnh 
hưởng lớn đến hiệu quả khử khoáng và hiệu quả khử protein ở đầu vỏ tôm. Tỷ lệ dịch 
vi khuẩn bổ sung càng lớn thì lượng protein và khoáng chất còn lại trên đầu vỏ tôm càng 
thấp tức hiệu quả khử khoáng và hiệu quả khử protein càng lớn. Khi xử lý đầu vỏ tôm 
bằng vi khuẩn L. plantarum VTCC-B 431 với tỷ lệ dịch vi khuẩn bổ sung 10%, hiệu quả 
khử khoáng và hiệu quả khử protein tương ứng là 72,96% và 75,04% so với ban đầu. 
Khi tăng tỷ lệ dịch dịch vi khuẩn bổ sung lên 12% và 14% thì hiệu suất khử protein và 
khoáng chất từ đầu vỏ tôm tăng không đáng kể so với hiệu suất khử protein và khoáng 
chất ở đầu vỏ khi sử dụng tỷ lệ vi khuẩn là 10%. Kết quả này cũng phù hợp với một số 
nghiên cứu trước đây về khả năng khử khoáng cũng như khử protein của các chủng vi 
khuẩn lactic đã nghiên cứu (trong đó có vi khuẩn L. plantarum VTCC 431) [86]. 
G
F
E
D
C
B AB A
f f
e
d
c
b b a
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10 12 14
H
iệ
u
 q
u
ả 
k
h
ử
 k
h
o
án
g
 -
H
iệ
u
 q
u
ả 
k
h
ử
p
ro
te
in
 (
%
)
Tỷ lệ dịch vi khuẩn bổ sung %
Khoáng
Protein
72 
Như vậy tỷ lệ dịch sinh khối vi khuẩn bổ sung vào đầu vỏ tôm 10% là phù hợp cho 
quá trình khử protein và khoáng có trong đầu vỏ tôm. Do vậy tỷ lệ dịch sinh khối vi 
khuẩn bổ sung vào đầu vỏ tôm thẻ để thực hiện việc khử protein và khoáng chất được 
lựa chọn là 10% (v/w). 
* Xác định thời gian lên men 
Tiến hành 9 mẫu thí nghiệm khử khoáng và protein ở đầu vỏ tôm bằng L. 
plantarum VTCC 431, mỗi mẫu 5kg đầu vỏ tôm với tỷ lệ dịch vi khuẩn bổ sung là 10% 
(v/w). Quá trình khử protein và khoáng chất ở đầu vỏ tôm thực hiện ở pH 7 và ở nhiệt 
độ phòng với thời gian lên men khác nhau: mẫu 1: lên men trong 3 ngày; mẫu 2 trong 
3,5 ngày; mẫu 3 trong 4 ngày; ; mẫu 9 trong 7 ngày. Sau khi lên men, rửa sạch mẫu 
đầu vỏ tôm và sấy khô đến cùng độ ẩm là 12,4% và lấy mẫu đánh giá hàm lượng protein, 
khoáng còn lại trong đầu vỏ tôm. Kết quả thể hiện ở hình 3.11. 
Hình 3.11. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hiệu quả khử khoáng và protein 
đầu vỏ tôm bằng vi khuẩn L. plantarum VTCC-B 431 
(Các chữ cái: a, b, c,.. biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê) 
Kết quả trình bày ở hình 3.11 cho thấy thời gian lên men đầu vỏ tôm bằng vi khuẩn 
L. plantarum VTCC-B 431 có quan hệ đồng biến với hiệu quả khử khoáng và hiệu quả 
khử protein. Trong giai đoạn từ 3 ÷ 6 ngày lên men, hiệu suất khử khoáng và protein 
đầu vỏ tôm dưới tác động của vi khuẩn tăng đều đặn theo thời gian lên men. Tuy nhiên 
khi thời gian lên men tăng lên tới 6; 6,5 và 7 ngày, hiệu suất khử khoáng và protein đầu 
H
G
F
E
D
C
B AB
A
h
g
f
e
d
c b
ab a
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7
H
iệ
u
 q
u
ả 
k
h
ử
 k
h
o
án
g
 -
H
iệ
u
 q
u
ả 
k
h
ử
p
ro
te
in
 (
%
)
Thời gian lên men (ngày)
Khoáng
Protein
73 
vỏ tôm có xu thế ổn định và không tăng. Cụ thể, ở giai đoạn sau 6 ngày lên men, hiệu 
suất khử khoáng và khử protein ra khỏi đầu vỏ tôm đạt tương ứng là 79,96% và 76,89%. 
Như vậy khi lượng protein và lượng khoáng tách khỏi đầu vỏ tôm ở mức ổn định thì dù 
có kéo dài thời gian lên men thì hiệu suất khử khoáng và hiệu suất khử protein không 
tăng thêm. 
Như vậy thời gian khử khoáng và protein từ đầu vỏ tôm bằng L. plantarum VTCC-
B 431 thích hợp là 6 ngày. 
* Xác định pH lên men 
Tiến hành với 7 mẫu thí nghiệm, mỗi mẫu 5kg đầu vỏ tôm, tỷ lệ dịch vi khuẩn bổ 
sung 10% (v/w) và lên men ở nhiệt độ phòng trong thời gian 6 ngày với pH môi trường 
lên men được điều chỉnh khác nhau: mẫu 1: pH 5, mẫu 2: pH 5,5; mẫu 3: pH 6; ; mẫu 
7: pH 8. Sau khi lên men, rửa sạch mẫu đầu vỏ tôm và sấy khô đến cùng độ ẩm là 12,4%. 
Sau đó, lấy mẫu phân tích hàm lượng protein, khoáng còn lại trong mẫu. Kết quả thể 
hiện ở hình 3.12. 
Hình 3.12. Ảnh hưởng của pH môi trường tới hiệu quả khử khoáng và protein 
đầu vỏ tôm bằng vi khuẩn L. plantarum VTCC-B 431 
(Các chữ cái: a, b, c, biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê). 
Kết quả trình bày ở hình 3.12 cho thấy trong khoảng pH từ 5 ÷ 6,5, càng tăng pH 
E
D
C
A B AB A
e
d
c
b ab a ab
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
5 5.5 6 6.5 7 7.5 8
H
iệ
u
 q
u
ả 
k
h
ử
 k
h
o
án
g
 -
H
iệ
u
 q
u
ả 
k
h
ử
 p
ro
te
in
 (
%
)
pH môi trường
Khoáng
Protein
74 
thì hiệu suất khử protein và khoáng chất càng tăng. Khi pH môi trường là 6,5 thì hiệu 
quả khử khoáng và hiệu quả khử protein cao nhất và đạt mức 72,53% và 79,79%. Ở pH 
< 6,5 thì hiệu khử protein và hiệu quả khử khoáng ở đầu vỏ tôm bằng vi khuẩn lactic 
giảm rõ rệt. Khi pH cao hơn 6,5 thì hiệu quả khử protein và hiệu quả khử khoáng tăng 
không đáng kể. Kết quả này có thể lý giải là do đặc tính sinh lý của vi khuẩn lactic khi 
pH acid chúng có xu thế giảm hoạt động. Mặt khác ở pH thấp thì các enzyme protease 
có trong đầu tôm và của vi khuẩn sản sinh cũng bị giảm hoạt động nên hiệu quả khử 
protein giảm. 
Từ các phân tích ở trên cho thấy pH thích hợp cho quá trình xử lý protein, khoáng 
ở đầu vỏ tôm bằng vi khuẩn L. plantarum là pH > 6,5 và để thuận tiện cho quá trình 
nghiên cứu luận án chọn pH =7. Kết quả này cũng phù hợp với chỉ số pH của môi trường 
lên men khi thử nghiệm sử dụng 3 chủng vi khuẩn lactic để khử protein đầu vỏ tôm đã 
nghiên cứu ở phần trên. 
* Xác định tỷ lệ rỉ đường bổ sung 
Đường là nguồn carbon cung cấp cho hoạt động sống của vi khuẩn. Do vậy, tiến 
hành 7 mẫu thí nghiệm bổ sung rỉ đường với tỷ lệ khác nhau vào đầu vỏ tôm để tạo điều 
kiện cho vi khuẩn phát triển: mẫu 1: 0% rỉ đường, mẫu 2: 5% rỉ đường; mẫu 3: 10% rỉ 
đường; ; mẫu 7: 30% rỉ đường. Các mẫu thí nghiệm đều sử dụng 5 kg đầu vỏ tôm với 
tỷ lệ dịch sinh khối vi khuẩn bổ sung 10% và lên men ở nhiệt độ phòng trong 6 ngày, ở 
pH 6,5. Sau khi lên men, rửa sạch đầu vỏ tôm và sấy khô đến cùng độ ẩm là 12,4%. Sau 
đó phân tích hàm lượng protein, khoáng còn lại trong mẫu. Kết quả thể hiện ở hình 3.13. 
Kết quả trình bày ở hình 3.13 cho thấy khi thay đổi tỷ lệ rỉ đường bổ sung thì hàm 
lượng khoáng và protein bị khử ở đầu vỏ tôm cũng thay đổi. Trong khoảng tỷ lệ rỉ đường 
bổ sung từ 5 ÷ 10% (w/w), tỷ lệ rỉ đường sử dụng càng cao thì tỷ lệ khoáng và protein bị 
khử khỏi đầu vỏ tôm càng cao và đạt cao nhất khi tỷ lệ rỉ đường bổ sung là 10%, khi đó 
hiệu quả khử khoáng và hiệu quả khử protein ở đầu vỏ tôm đạt mức 80,24% và 75,79%. 
Kết quả phân tích cũng cho thấy khi tỷ lệ rỉ đường bổ sung tăng lên tới 15% thì hàm 
lượng khoáng và protein bị khử ở đầu vỏ tôm hầu như không tăng. Tuy nhiên, khi tăng 
tỷ lệ rỉ đường từ 20 ÷ 30% thì hiệu quả khử khoáng và protein ở đầu vỏ tôm có xu hướng 
giảm nhẹ. Kết quả này có thể giải thích là do nồng độ đường cao làm hoạt độ nước giảm 
gây ức chế hoạt động của vi khuẩn lactic nên hàm lượng khoáng và protein bị khử giảm. 
Như vậy tỷ lệ rỉ đường bổ sung để lên men đầu vỏ tôm phù hợp là 10% (w/w). 
75 
Hình 3.13. Ảnh hưởng tỷ lệ rỉ đường bổ sung đến hiệu quả khử khoáng và protein 
đầu vỏ tôm bằng vi khuẩn L. plantarum VTCC-B 431 
(Các chữ cái: a, b, c,.. biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê) 
3.2.2.2.2. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình khử protein ở đầu vỏ tôm bằng vi 
khuẩn L. plantarum VTCC-B 431 
Tiến hành tối ưu hóa công đoạn lên men khử protein đầu vỏ tôm bằng vi khuẩn L. 
plantarum VTCC-B431 theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm Box - Behnken thể 
hiện ở bảng 3.10. 
Bảng 3.10. Quy hoạch thực nghiệm 3 yếu tố theo mô hình Box - Behnken 
Nhân tố 
Các yếu tố ảnh 
hưởng 
Đơn vị 
Mức 
Mức thấp 
Mức trung 
bình 
Mức cao 
X1 Tỷ lệ rỉ đường % -1 0 +1 
X2 Tỷ lệ dịch vi khuẩn % -1 0 +1 
X3 Thời gian lên men ngày -1 0 +1 
Các thông số cố định của quá trình khử protein: vi khuẩn sử dụng lên men đầu vỏ 
tôm: vi khuẩn L. plantarum VTCC-B431; Các yếu tố cố định: tỷ lệ nước/nguyên liệu = 
1/1 (v/w), nhiệt độ phòng, pH 7,0; bổ sung 1% (w/v) NaCl. 
Các yếu tố cần tối ưu: 
D
A
C C
B
A A
e
d
c c
b
a a
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25 30
H
iệ
u
 q
u
ả 
k
h
ử
 k
h
o
án
g
 -
H
iệ
u
 q
u
ả 
k
h
ử
 p
ro
te
in
 (
%
)
Tỷ lệ rỉ đường bổ sung (%)
Khoáng
Protein
76 
Tỷ lệ rỉ đường (X1) : 5÷20% (w/w) 
Tỷ lệ dịch vi khuẩn (X2) : 8÷12% (v/w) 
Thời gian lên men (X3) : 5÷7 ngày 
Hiệu quả khử protein (Y) : (%) 
Các mức -1, +1 của từng yếu tố là 2 giá trị biên của khoảng tối ưu đã được xác 
định từ các thí nghiệm ở trên. Số thí nghiệm là 15. Phương trình hồi quy bậc 2 có dạng: 
Y = b0 + b1X1 + b2X2+ b3X3+ b12X1X2+ b23X2X3+ b13X1X3 + b11X12+ b22X22+ b33X32 
Trong đó: 
b0 : hệ số tự do 
b1,b2,b3 : hệ số bậc 1 
b11,b22,b33 : hệ số bậc 2 
b12,b23,b13 : hệ số của từng cặp yếu tố 
X1,X2,X3 : các biến 
Y : hàm mục tiêu. 
Bảng 3.11. Bố trí thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm với biến ảo của quá 
trình lên men khử protein bằng vi khuẩn L. plantarum VTCC-B431 
STT 
Nhân tố Biến đáp ứng 
X1 X2 X3 Y (%) 
1 -1 -1 0 
2 1 -1 0 
3 -1 1 0 
4 1 1 0 
5 -1 0 -1 
6 1 0 -1 
7 -1 0 1 
8 1 0 1 
9 0 -1 -1 
10 0 1 -1 
11 0 -1 1 
12 0 1 1 
77 
13 0 0 0 
14 0 0 0 
15 0 0 0 
Bảng 3.12. Quy hoạch thực nghiệm với biến thật của quá trình lên men khử 
protein đầu vỏ tôm bằng vi khuẩn L. plantarum 
STT 
Nhân tố Biến đáp ứng 
Tỷ lệ rỉ đường 
(A) (%) 
Tỷ lệ vi khuẩn 
(B) (%) 
Thời gian lên men 
(C) (ngày) 
Y: hiệu quả khử 
protein (%) 
1 5 8 6 21,110 
2 20 8 6 24,854 
3 5 12 6 27,232 
4 20 12 6 60,520 
5 5 10 5 19,862 
6 20 10 5 21,938 
7 5 10 7 12,007 
8 20 10 7 44,585 
9 12.5 8 5 14,174 
10 12.5 12 5 36,730 
11 12.5 8 7 28,138 
12 12.5 12 7 40,552 
13 12.5 10 6 79,042 
14 12.5 10 6 79,870 
15 12.5 10 6 79,450 
* Xác định mô hình hồi quy 
Xử lý số liệu bằng phần mềm Design-Expert 9.0.3, kết quả xác định mô hình hồi 
quy biểu diễn mối liên hệ giữa hiệu quả khử protein và các yếu tố tỷ lệ rỉ đường, tỷ lệ vi 
khuẩn, thời gian lên men được thể hiện trong phương trình (1): 
Y = 8,83 - 0,13A + 0,37B + 0,19C + 0,091AB + 0,099AC + 0,034BC - 0,78A2 - 
0,36B2 - 0,33C2 (1) 
78 
Kiểm định ý nghĩa của các hệ số và kiểm định tính phù hợp của mô hình cho thấy 
mô hình hồi quy là phù hợp. Các hệ số: b0, b1, b2, b3, b12, b13, b11, b22, b33 có giá trị p < 
0,05. Vì vậy, các hệ số này có ý nghĩa và tồn tại trong phương trình hồi quy, hệ số b23 
có p > 0,05 nên không có ý nghĩa và bị loại khỏi phương trình hồi quy. 
Phương trình hồi quy (1) là phương trình bậc hai nên mặt đáp ứng sẽ là mặt cong có 
điểm cực trị. Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của tỷ lệ rỉ đường, tỷ lệ vi khuẩn, thời gian 
lên men đến hiệu quả khử protein, xét các hệ số của phương trình (1) thể hiện như sau: 
Hệ số b1 < 0 chứng tỏ khi tăng tỷ lệ rỉ đường sẽ làm tăng hiệu quả khử protein đến 
vùng cực đại, sau đó tiếp tục tăng tỷ lệ rỉ đường thì hiệu quả khử protein giảm xuống. 
Hệ số b2, b3 > 0, có nghĩa là sự tăng hay giảm tỷ lệ vi khuẩn hay thời gian lên men thì 
hiệu quả khử protein cũng tăng hay giảm theo. 
Độ lớn của các hệ số b1, b2, b3 thể hiện mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu 
quả khử protein. Vì b2 > b3 > b1 nên tỷ lệ dịch vi khuẩn ảnh hưởng đến hiệu quả khử 
protein nhiều nhất sau đó đến thời gian lên men và cuối cùng là tỷ lệ rỉ đường. 
Hệ số b12, b13 > 0, nghĩa là tư