Sau khi tôm chết, phần đầu ngực của nó sẽ âm thầm khởi động những thay đổi sinh hóa phức tạp. Vai trò cốt lõi nằm ở một phân tử hoạt động gọi là tyrosinase. Khi cơ thể tôm bị tổn thương hoặc độ tươi giảm, enzyme và cơ chất ban đầu bị tách ra - tyrosine - bắt đầu gặp nhau. Dưới sự xúc tác của tyrosinase, tyrosine trải qua một loạt các phản ứng trùng hợp oxy hóa, và cuối cùng tạo ra một loại polymer tối màu gọi là eumelanin.

Quá trình này tương tự như quá trình chuyển màu nâu dần dần của một quả táo sau khi được cắt và tiếp xúc với không khí. Đây là phản ứng chuyển màu nâu tự nhiên không cần enzyme.

Do đó, các mảng melanin tích tụ trên đầu tôm tự thân không độc hại, mà là một hiện tượng tự nhiên và phổ biến sau khi các hoạt động sống của cơ thể tôm ngừng lại. Nó giống một dấu hiệu trực quan cho thấy tôm đã mất độ tươi hơn là bằng chứng trực tiếp của sự hư hỏng. Trong vận chuyển chuỗi lạnh tiên tiến hiện nay, ngay cả khi tôm được đông lạnh ngay sau khi đánh bắt từ biển, quá trình "tạo màu" chậm này bằng enzyme vẫn có thể xảy ra trong quá trình rã đông hoặc biến động nhiệt độ bảo quản sau đó. Một nguyên nhân đáng báo động khác gây ra hiện tượng đen đầu tôm đến từ sự can thiệp của vi sinh vật. Khi tôm rời khỏi môi trường ban đầu, nếu điều kiện bảo quản kém (chẳng hạn như nhiệt độ quá cao hoặc quá lâu), các mô nội tạng giàu protein và nước của chúng sẽ trở thành thiên đường cho vi khuẩn phát triển.

Vi khuẩn gây thối rữa như Pseudomonas và Aeromonas sinh sôi với số lượng lớn. Chúng không chỉ phân hủy protein để tạo ra amin (phát ra mùi amoniac khó chịu hoặc mùi tanh), mà một số loài còn tiết ra tyrosinase hoặc melanin của riêng chúng, làm trầm trọng thêm tình trạng melanin hóa ở mô đầu và ngực.

Hiện tượng đen do vi khuẩn gây ra thường đi kèm với việc thịt tôm mềm, mùi hôi và tổng số lượng vi khuẩn vượt quá mức cho phép, đây chính là mối đe dọa thực sự đối với an toàn thực phẩm. Làm thế nào để phân biệt hai loại "đen" này? Nếu đầu tôm có màu nâu sẫm hoặc đen một phần và đều, thân tôm vẫn săn chắc và đàn hồi, chỉ ngửi thấy mùi nước biển thoang thoảng mà không có mùi hôi thối, thì điều này thường chỉ ra hiện tượng đen do enzyme "nhẹ" hơn.

Ngược lại, nếu màu đen phân bố không đều hoặc đục, mô tôm bị xói mòn và mất tính đàn hồi, có mùi tanh hoặc mùi amoniac nồng nặc thì chứng tỏ vi sinh vật đã xâm chiếm.

Các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy tổng số vi khuẩn trong trường hợp sau thường vượt quá tiêu chuẩn an toàn hàng chục lần, thậm chí hơn, và rủi ro là hiển nhiên. Người tiêu dùng có thể phòng tránh rủi ro hiệu quả bằng cách nắm vững một vài điểm chính khi lựa chọn và xử lý tôm hàng ngày. Tính toàn vẹn của chuỗi lạnh cần được chú trọng trong quá trình mua hàng - tôm đông lạnh được phủ một lớp đá mỏng thường ức chế hoạt động của enzyme và sự sinh sản của vi khuẩn nhiều hơn so với tôm "tươi" để ở nhiệt độ phòng trong thời gian dài. Nhiệt độ thấp là cách hiệu quả nhất để trì hoãn quá trình thâm đen và hư hỏng: bảo quản tại nhà nên đảm bảo tôm được đông lạnh dưới -18°C, và quá trình rã đông cũng nên được thực hiện chậm trong môi trường lạnh.

Đối với tôm chỉ hơi bị đen do phản ứng với enzym nhưng vẫn có thịt tươi và chắc, nấu chín kỹ (nhiệt độ lõi đạt trên 75°C và duy trì trong 15 giây) là đủ để vô hiệu hóa enzym và các mầm bệnh thông thường, do đó có thể ăn một cách an toàn.

Tuy nhiên, nếu bạn nhận thấy bất kỳ mùi lạ, cảm giác nhớt hoặc mô bị xẹp, bất kể màu sắc, bạn nên loại bỏ nó ngay lập tức. Có một số khác biệt sinh học thú vị đằng sau hiện tượng đầu tôm bị đen. Các loài tôm khác nhau có tốc độ đen khác nhau do hàm lượng và hoạt động của tyrosinase trong cơ thể chúng khác nhau. Ví dụ, tôm thẻ chân trắng thường dễ bị đen hơn. Cách xử lý tôm sau khi đánh bắt cũng rất quan trọng - việc nhanh chóng loại bỏ đầu, làm sạch nội tạng và bảo quản trong nước đá có thể làm chậm đáng kể quá trình hư hỏng do enzyme và vi khuẩn, điều này giải thích tại sao "tôm không đầu" được bán trong siêu thị hiếm khi bị đen đầu nghiêm trọng.

Cho dù đó là những đốm nâu trên vỏ chuối hay sự thâm đen của khoai tây cắt lát sau khi tiếp xúc với không khí, nguyên lý cốt lõi đều giống hệt với hiện tượng thâm đen do enzyme vô hại ở đầu tôm. Hiểu được bản chất khoa học của những thay đổi sắc tố tự nhiên này có thể giúp chúng ta tìm được sự cân bằng giữa việc trân trọng thực phẩm và bảo vệ sức khỏe, đồng thời tránh lãng phí không cần thiết do quá lo sợ sự thay đổi màu sắc.