Quá trình thủy phân protein tùy theo mức độ thủy phân, thời gian thủy phân mà thu được peptide hay acid amin. Quá trình thủy phân phế liệu tôm bằng protease có nhiều yếu tốảnh hưởng:
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Do bản chất của enzyme là protein nên sự thay đổi về nhiệt độ thường ảnh hưởng tới hoạt tính enzyme và enzyme chỉ thể hiện hoạt tính cao nhất ở một giới hạn nhiệt độ nhất định. Thông thường đối với đa số enzyme thì nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 40oC – 50oC, ở nhiệt độ lớn hơn 70oC đa số enzyme bị bất hoạt. Do vậy, nhiệt độ 70oC được coi là nhiệt độ tới hạn của enzyme.
Theo quy luật của các phản ứng hóa học thông thường trong khoảng nhiệt độ mà enzyme chưa bị biến tính, khi tăng nhiệt độ lên 10oC thì vận tốc phản ứng của enzyme tăng lên 1,4 – 2 lần. Khi bắt đầu có sự biến tính protein thì xảy ra 2 hiện tượng: Một mặt vận tốc phản ứng vẫn tăng theo sự tăng nhiệt độ, mặt khác vận tốc biến tính protein xảy ra nhanh hơn. Kết quả vận tốc phản ứng giảm dần cho tới khi đình chỉ hoàn toàn.
Nhiệt độ tối thích cho một enzyme không phải là hằng số mà nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: cơ chất, pH môi trường, nồng độ enzyme…
Ảnh hưởng của pH môi trường
pH có ảnh hưởng rất lớn tới vận tốc phản ứng enzyme, mỗi enzyme chỉ hoạt động thích hợp nhất ở một pH xác định gọi là pH hoạt động tối thích của enzyme. pH tối thích của đa số enzyme nằm trong vùng acid yếu, kiềm yếu hoặc trung tính, chỉ một số ít hoạt động trong vùng acid mạnh hoặc kiềm mạnh. Phế liệu tôm có thể bị thủy phân bởi enzyme protease có sẵn trong đầu tôm vì thế chúng ta phải chọn enzyme nào đóng vai trò là enzyme chính xúc tác cho quá trình thủy phân để tạo
19
môi trường có pH thích hợp cho nó hoạt động và hạn chế ảnh hưởng của các enzyme khác.
Ảnh hưởng của thời gian
Thời gian thủy phân kéo dài hay rút ngắn đều ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình thủy phân và chất lượng của sản phẩm thủy phân. Hoạt tính sinh học của sản phẩm thủy phân phụ thuộc lớn vào đội dài của các mạch peptide trong sản phẩm thủy phân. Thời gian kéo dài, enzyme có điều kiện để cắt mạch triệt để, dẫn đến sự biến đổi sâu sắc của cơ chất. Tuy nhiên, nếu kéo dài thời gian thủy phân quá mức sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động, sản sinh nhiều sản phẩm cấp thấp: NH3, H2S, indol… đồng thời làm giảm hoạt tính sinh học của dịch thủy phân. Khi rút ngắn thời gian thủy phân, sự thủy phân protein chưa triệt để dẫn tới hiệu suất thủy phân kém, gây lãng phí nguyên liệu và khó khăn trong quá trình lọc rửa thu dịch thủy phân.
Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
Khi thủy phân diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất cũng ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân. Diện tích tiếp xúc càng lớn tốc độ thủy phân càng dễ dàng và ngược lại. Do đó, để tạo điều kiện cho enzyme protease hoạt động tốt người ta thường xay nhỏ phế liệu tôm.
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
Nói chung trong điều kiện thừa cơ chất thì khi nồng độ enzyme tăng vận tốc tăng, khi nồng độ enzyme bão hòa với nồng độ cơ chất thì nồng độ enzyme tăng vận tốc không thay đổi.
Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất
Khi enzyme protease kết hợp với cơ chất là phế liệu tôm trước hết sẽ tạo thành phức trung gian của enzyme và cơ chất. Khi cơ chất đầu tôm tạo phức với enzyme protease sẽ bị thay đổi cả cấu trúc không gian và mức độ bền vững của các liên kết. Kết quả là các liên kết bị phá vỡ và tạo ra sản phẩm thủy phân và giải phóng enzyme. Quá trình cứ tiếp tục xảy ra cho đến khi cơ chất hết. Nếu nồng độ cơ chất thích hợp với lượng enzyme sẽ làm cho quá trình thủy phân diễn ra đều đặn, nhanh chóng.
20
Độ tươi của phế liệu tôm có vai trò quan trọng quyết định đến chất lượng của dịch thủy phân, sản phẩm protein thu hồi từ quá trình thủy phân protein và chitin. Độ tươi của phế liệu giảm làm giảm chất lượng của protein do có sự phân hủy protein trong đầu tôm tạo thành các sản phẩm thứ cấp như: indol, NH3, H2S…gây ra mùi khó chịu cho sản phẩm.
Ảnh hưởng của tỷ lệ nước / nguyên liệu
Nước là yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến phản ứng thủy phân. Nó có khả năng điều chỉnh phản ứng thủy phân do nước là môi trường tăng cường quá trình phân cắt các liên kết nhị dương, là môi trường khuếch tán enzyme và cơ chất tạo điều kiện cho phản ứng thủy phân xảy ra. Do vậy, nếu bổ sung nước vào quá trình thủy phân nguyên liệu đầu tôm với tỷ lệ thấp sẽ hạn chế được hoạt động của vi sinh vật nhưng đồng thời ức chế hoạt động của enzyme làm giảm hiệu suất thủy phân. Nhưng nếu bổ sung nước với tỷ lệ quá cao, vi sinh vật hoạt động và phân hủy sản phẩm thành các sản phẩm thứ cấp. Vì vậy, cần phải xác định tỷ lệ nước bổ sung cho phù hợp.