Ảnh minh họa: Internet

Enzyme là chất xúc tác sinh học có khả năng thúc đẩy nhanh các phản ứng hóa học và là những công cụ sinh học để nâng cao chất lượng thực phẩm, hoạt động chế biến thực phẩm. Sử dụng enzyme như một công cụ hỗ trợ có nhiều ưu điểm so với sử dụng hóa chất, trong đó có độ đặc hiệu cao, hiệu quả của xúc tác ở nhiệt độ vừa phải và thân thiện với môi trường. Trong nhóm enzyme thủy phân, protease hay còn được gọi là enzyme phân giải protein, là hệ enzyme thủy phân đứng thứ 2 (sau carbohydrases).

Enzyme protease được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghệ sữa, công nghệ chế biến thịt, công nghệ da, công nghệ tằm, hương phẩm, mỹ phẩm, y học và trong sản xuất nước mắm ngắn ngày (Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2011). Protease chiếm khoảng 60% giá trị thương mại trên thị trường enzyme thế giới (Joo and Chang, 2006). Từ trước đến nay, enzyme protease được sản xuất chủ yếu từ vi khuẩn và nấm mốc do hoạt tính và hiệu suất thu hồi cao, chỉ một số ít được thu hồi từ động vật và thực vật. Tuy nhiên, hiện nay khi vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm và ô nhiễm môi trường đặc biệt được quan tâm, các nhà nghiên cứu, nhà sản xuất và người tiêu dùng ngày càng chú trọng đến protease từ các nguồn ăn được của động vật và thực vật, nhất là các phụ phẩm trong sản xuất. Trong các phụ phẩm chứa enzyme protease dồi dào, dễ tìm và rẻ tiền phải kể đến là phụ phẩm đầu tôm được thải ra từ các nhà máy chế biến thủy sản xuất khẩu.

Chỉ tính riêng ở Việt Nam hàng năm có khoảng 200 ngàn tấn đầu và vỏ tôm được thải ra từ các nhà máy chế biến tôm đông lạnh. Các nghiên cứu ứng dụng protease gần đây đã chỉ ra vai trò tích cực của việc sử dụng các protease trong việc kiểm soát các bệnh liên quan đến sự nghẽn mạch do sự đông tụ của fibrin, khử protein trong phụ phẩm tôm, giúp quá trình chiết tách chitin, chitosan đạt hiệu quả tốt (Ali et al., 2011). Chính vì thế, khảo sát đặc điểm enzyme protease làm cơ sở để sử dụng nguồn enzyme này, góp phần nâng cao khả năng tận dụng nguồn phụ phẩm đầu tôm là hướng đi đầy hứa hẹn.

Kết quả nghiên cứu cho thấy hoạt tính của protease thể hiện cao nhất ở nhiệt độ 60°C, pH môi trường 7,0, enzyme protease bền ở nhiệt độ 55°C. Hoạt động protease đạt tối ưu ở điều kiện nhiệt độ 54,40 oC và pH = 6,96. Sự tăng nồng độ cơ chất thịt đầu tôm sẽ thúc đẩy sự gia tăng hoạt tính enzyme. Hoạt tính tăng nhanh khi tăng nồng độ cơ chất từ 0÷0,6 (g/mL), khi đó vận tốc cực đại Vmax đạt 11,70 U/phút và hằng số Km = 0,0795 g/mL.