Ngày nay tốc độ ơ nhiễm mơi trƣờng đang gia tăng, các phƣơng pháp xử lý hố học và sinh học thơng thƣờng ngày càng khĩ đạt đƣợc mức độ cần thiết để loại bỏ các chất ơ nhiễm này. Do đĩ, những phƣơng pháp xử lý nhanh hơn, rẻ hơn, đáng tin cậy hơn đƣợc đƣa vào áp dụng. Hiện nay ngƣời ta đã biết nhiều loại enzyme khác nhau của thực vật và vi sinh vật. Số lƣợng enzyme đã biết đạt tới con số hơn 3000 enzyme. Trong đĩ cĩ enzyme protease – một enzyme quan trọng trong xử lý protein.
Protease thuộc nhĩm enzyme thủy phân protein đƣợc sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp thực phẩm nhƣ trong chế biến cá và thịt. Protease cĩ thể thủy phân các protein cĩ trong chất thải, để sản xuất các dung dịch đặc hoặc các chất rắn khơ cĩ giá trị dinh dƣỡng cho cá hoặc vật nuơi. Protease thủy phân các protein khơng tan thơng qua nhiều bƣớc, ban đầu chúng đƣợc hấp thụ lên các chất rắn, cắt các chuỗi
polypeptit tạo thành các liên kết lỏng trên bề mặt. Sau đĩ, quá trình hồ tan những phần rắn xảy ra với tốc độ chậm hơn phụ thuộc vào sự khuếch tán enzyme lên bề mặt cơ chất và tạo ra những phần nhỏ. Chính vì tính chất trên mà protease đƣợc sử dụng một mặt để tận dụng các phế thải từ nguồn protein để những phế thải này khơng cịn là các tác nhân gây ơ nhiễm mơi trƣờng, một mặt để xử lý các phế thải protein tồn đọng trong các dịng chảy thành dạng dung dịch rửa trơi khơng cịn mùi hơi thối.
• Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phế liệu thủy sản.
- Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phế liệu tơm, cua, ghẹ...:
Enzyme protease đƣợc dùng để thủy phân protein trong sản xuất chitin, astaxanthin, bột đạm...Phần lớn phế liệu tơm tại Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới hiện nay đang chủ yếu đƣợc sử dụng để sản xuất chitin – chitosan, một ứng dụng cĩ ý nghĩa lớn. Cơng nghệ sản xuất chitin, chitosan cịn đang gặp nhiều bất cập khi các quy trình sản xuất chitin-chitosan quy mơ lớn tại Việt Nam chủ yếu là quy trình hĩa học. Việc sử dụng hĩa chất với nồng độ cao dẫn đến lƣợng chitin-chitosan thu đƣợc chƣa cao và nhiều tạp chất. Mặt khác, các quy trình này chỉ tập trung vào việc thu nhận chitin-chitosan chƣa chú trọng đến việc tận thu các sản phẩm khác của phế liệu tơm nhƣ protein, chất màu. Các hĩa chất và chất hữu cơ chƣa đƣợc tận thu thải ra gây ơ nhiễm mơi trƣờng.
Việc kết hợp sử dụng enzyme protease trong quá trình sản xuất chitin- chitosan cĩ ƣu thế hơn so với phƣơng pháp hĩa học truyền thống. Nĩ giảm thiểu lƣợng hĩa chất sử dụng và thải ra mơi trƣờng. Mặt khác, quy trình cải tiến với sự vƣợt trội về chất lƣợng chitin, chitosan thu đƣợc và thu hồi sản phẩm protein- astaxanthin cĩ giá trị dinh dƣỡng và sinh học, làm hạn chế các chất hữu cơ chứa trong nƣớc thải, giảm thiểu chi phí xử lý mơi trƣờng. Điều này cĩ ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết vấn đề ơ nhiễm mơi trƣờng trầm trọng do các cơ sở chế biến chitin-chitosan gây ra, gĩp phần phát triển bền vững ngành cơng nghiệp sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu thủy sản. Đây là một hƣớng đi cho phƣơng pháp sản
xuất sạch hơn. Bên cạnh đĩ, việc kết hợp sinh học và hĩa học cịn đảm bảo vấn đề giá thành sản xuất hợp lý, cơ hội cho mở rộng sản xuất với quy mơ lớn. Chitin - chitosan thu đƣợc cĩ chất lƣợng cao hơn so với phƣơng pháp hĩa học, đặc biệt là độ nhớt và phân tử lƣợng. Đồng thời, giảm hơn 50% lƣợng hĩa chất sử dụng so với phƣơng pháp hĩa học truyền thống. [28]
- Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phế liệu cá:
Enzyme protease đƣợc dùng để thủy phân phế liệu cá để sản xuất chế phẩm dẫn mùi giàu đạm dùng trong thức ăn nuơi tơm, cá hạn chế ơ nhiễm mơi trƣờng. Với cơng nghệ sản xuất đơn giản sử dụng chất xúc tác enzyme của vi khuẩn đã phân lập đƣợc bổ sung vào phế liệu thủy sản (đầu, xƣơng cá), chúng sẽ tự tách phần thịt ra khỏi xƣơng. Với phần thịt đƣợc cơ đặc giàu chất đạm trộn với thức ăn cho tơm, phần xƣơng đƣợc làm sạch, sấy khơ, nghiền thành bột dùng cho chăn nuơi gia súc.
Biện pháp khơng những xử lý ngay đƣợc chất thải rắn với chi phí thấp, mà cịn mang lại hiệu quả kinh tế từ việc sản xuất ra thức ăn dùng cho chăn nuơi đƣợc ngƣời tiêu dùng chấp nhận.
• Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phế liệu khác.
Ngồi ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phế liệu tơm cua, phế liệu cá enzyme protease cịn đƣợc ứng dụng sản xuất các sản phẩm từ phế liệu khác nhƣ: Sử dụng enzyme Pectinase trong chiết rút các chất màu, tanin và các chất hịa tan khác do đĩ làm tăng chất lƣợng thành phẩm và tận dụng tối đa lƣợng nguyên liệu trái cây sản xuất dịch quả.