Hoạt tính enzyme polyphenol oxidase từ một số loại nấm ăn ở Việt Nam

Nấm ăn là một nguồn thực phẩm bổ dưỡng đã được sử dụng lâu đời trong các bữa ăn của con người. Bài viết Hoạt tính enzyme polyphenol oxidase từ một số loại nấm ăn ở Việt Nam được nghiên cứu nhằm góp phần làm rõ nguyên nhân gây nên hiện tượng biến đen của nấm ăn sau thu hoạch.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 10(71).2013 HOẠT TÍNH ENZYME POLYPHENOL OXIDASE TỪ MỘT SỐ LOẠI NẤM ĂN Ở VIỆT NAM POLYPHENOLOXIDASE ACTIVITY OF SEVERAL EDIBLE MUSHROOM SPECIES IN VIETNAM Nguyễn Xuân Duy Trường Đại học Nha Trang Email: duy.ntu.edu@gmail.com TÓM TẮT Hoạt tính enzyme polyphenoloxidase (PPO) bảy loại nấm ăn tiêu thụ phổ biến Việt Nam nghiên cứu, gồm: Nấm rơm (NR), Đông cô (ĐC), Bào ngư (BN), Kim châm (KC), Đùi gà (ĐG), Linh chi trắng (LCT) Hải sản (HS) Thêm vào đó, khả chịu nhiệt PPO xác định Kết nghiên cứu cho thấy tất loại nấm có hoạt tính PPO hoạt tính khác phụ thuộc theo lồi NR có hoạt tính PPO cao 2.959 đơn vị, theo sau LCT (406), HS (333), ĐG (306), BN (208), ĐC (193) KC (19) Dịch chiết PPO chịu ảnh hưởng đáng kể nhiệt độ, đặc biệt nhiệt độ lớn 80oC Ở 80oC, hoạt tính PPO giảm gần 97,3% sau 30 phút gần hồn tồn hoạt tính 100oC sau 10 phút Kết nghiên cứu có tiềm ứng dụng ngành công nghiệp chế biến nấm sản phẩm từ nấm ăn Từ khóa: Nấm ăn; polyphenoloxidase; khả chịu nhiệt; Việt Nam; enzyme ABSTRACT Polyphenoloxidase (PPO) activity of seven edible mushrooms consumed commonly in Vietnam was investigated They included Straw mushroom, Shiitake listen, Oyster mushroom, Winter Mushroom, King Oyster Mushroom, Crab mushroom and seafood mushroom In addition, the thermal stability of PPO was also determined Research results showed that all of mushrooms had PPO activity and their activity is different depending on each species Straw mushroom had the highest PPO activity with 2,959 units, followed by Crab mushroom (406), seafood mushroom (333), King Oyster Mushroom (306), Oyster mushroom (208), Shiitake listen (193) and Winter Mushroom (19) The PPO extract was influenced significantly by temperature, particularly at over 80oC At 80oC, the PPO activity decreased approximately 97.3% for 30 mins and its activity was nearly zero at 100oC for 10 mins Research results have some application potentials in the edible mushroom and mushroom products processing industry Key words: Edible mushroom; polyphenoloxidase; thermal stability; Vietnam; enzyme Đặt vấn đề Nấm ăn nguồn thực phẩm bổ dưỡng sử dụng lâu đời bữa ăn người Mối quan tâm sử dụng nấm ăn tăng lên gần kết nghiên cứu cho thấy nấm ăn chứa nhiều thành phần dinh dưỡng qúy giá, có tác dụng tốt cho sức khỏe (Xiaofei Xu cộng sự, 2011) Nấm thường sử dụng dạng tươi dạng chế biến khác khả bảo tồn chất dinh dưỡng quý nguyên liệu Tuy nhiên, việc sử dụng nấm ăn dạng tươi thường đối mặt với số bất lợi, chẳng hạn thời hạn sử dụng ngắn, nấm dễ bị biến đổi chất lượng, làm giảm giá trị cảm quan gây tổn thất mặt kinh tế Một hư hỏng thường gặp nấm tươi 98 nấm bị thâm đen trình bảo quản sau thu hoạch Hiện tượng báo cáo số nhà chế biến nấm tươi nước Người ta tin nấm thường dễ bị biến đen sau thu hoạch phản ứng sinh hóa xảy nguyên liệu sau thu hoạch, có liên quan đến hoạt động enzyme thân nguyên liệu Nhằm góp phần làm rõ vấn đề xác nhận nguyên nhân gây nên tượng sẫm màu nấm ăn sau thu hoạch, tiến hành nghiên cứu xác định hoạt tính enzyme polyphenoloxidase số loại nấm ăn tiêu thụ phổ biến Việt Nam Nghiên cứu góp phần làm rõ nguyên nhân gây nên tượng biến đen nấm ăn sau thu hoạch TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 10(71).2013 Giải vấn đề 2.2 Hóa chất 2.1 Nguyên liệu nấm ăn L-DOPA(L-3,4-dihydroxyphenylalanine) tinh khiết mua từ công ty Sigma Aldride, USA NaH2PO4 Na2HPO4 sử dụng loại tinh khiết, hạng phân tích (Merck, Đức) Bảy loại nấm ăn, gồm: Nấm rơm, nấm đông cô, nấm bào ngư, nấm kim châm, nấm đùi gà, nấm linh chi trắng nấm hải sản tuyển chọn để nghiên cứu Tất loại nấm mua từ chợ Vĩnh Hải siêu thị Maximax thành phố Nha Trang 12/2012 Nấm sử dụng loại nấm tươi, có chất lượng tốt Chi tiết tiết loại nấm trình bày Hình Bảng Bảng Các loại nấm sử dụng nghiên cứu Tên thường gọi Tên tiếng Anh Tên khoa học Straw mushroom Nấm rơm Volvariella volvacea Nấm châm kim Winter Mushroom Flammulina velutipes Nấm ngư bào Oyster mushroom Pleurotus ostreatus Nấm linh chi Crab mushroom trắng Tremella fuciformis Nấm đùi gà Nấm Nấm hải sản Hoạt tính enzyme polyphenoloxidase xác định theo phương pháp Chen Cubo (2002) với vài hiệu chỉnh nhỏ Tóm tắt: 0,5 ml dịch chiết chứa enzyme PPO trộn với 1,5 ml nước cất trước thêm 0,5 ml chất L-DOPA (1 mg/ml pha nước cất) Độ hấp thu quang học đo bước sóng 475 nm máy quang phổ kế UV-Vis (Genesys 20, Thermo scientific, Germany) Một đơn vị hoạt độ enzyme PPO định nghĩa tăng lên 0,001 đơn vị độ hấp thu quang học bước sóng 475 nm/phút điều kiện tiến hành thí nghiệm Lentinus edodes Seafood mushroom Hyspatys marrcus 2.5 Xác định khả chịu nhiệt polyphenoloxidase Nấm ăn xay nhỏ máy nghiền (Super Blender, MX - T2GN, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd, Japan) trước thực trình chiết enzyme polyphenoloxidase (PPO) Dung dịch chiết PPO sử dụng đệm phosphate pH 6,8, tỷ lệ nguyên liệu so với dung dịch chiết 1:5 (g/ml) Qúa trình chiết thực thiết bị đồng hóa (IKA, T18B, Ultra – Turax, Germany), với tốc độ 10.000 rpm thời gian phút Hỗn hợp thu tiến hành ly tâm tốc độ 8.000 rpm 15 phút 4oC (Centrifuge, Labentech, Mega 17R, Germany) Phần dịch thu sau ly tâm chứa PPO, đem xác định hoạt tính 2.4 Xác định hoạt tính polyphenoloxidase King Oyster Pleurotus Mushroom eryngii đơng Shiitake listen 2.3 Chiết enzyme polyphenoloxidase Hình Bảy loại nấm ăn sử dụng nghiên cứu 1: Nấm rơm, 2: Nấm đông cô, 3: Nấm bào ngư, 4: Nấm kim châm, 5: Nấm đùi gà, 6: Nấm linh chi trắng, 7: Nấm hải sản Khả chịu nhiệt enzyme polyphenoloxidase xác định nhiệt độ 30 o C, 45oC, 60oC, 80oC 100oC sử dụng bể ổn nhiệt (Elma, S 300H, Elmasonic, Germany) Hoạt tính PPO xác định sau 10 phút điều kiện nhiệt độ Phần trăm hoạt tính PPO cịn lại tính tốn Mối quan hệ hoạt tính enzyme cịn lại so với thời gian cho biết tính ổn định nhiệt PPO nhiệt độ nghiên cứu 99 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 10(71).2013 2.6 Xác định độ ẩm Hàm lượng ẩm nấm ăn xác định theo phương pháp AOAC 952.08 (1990) 2.7 Xử lý số liệu Các thí nghiệm tiến hành lặp ba lần, kết báo cáo giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn Hàm lượng ẩm, hoạt tính enzyme polyphenoloxidase loại nấm xử lý phần mềm Statistica 8.0 (Stasoft, Tulsa, OK, USA) Tiêu chuẩn Tukey’s HSD sử dụng để đánh giá khác biệt giá trị với p < 0,05 Kết nghiên cứu bình luận khơng khác đáng kể (p > 0,05), với hoạt độ dao động từ 306 đến 406 đơn vị Hoạt độ PPO nấm Đông cô Bào ngư khơng có khác biệt đáng kể (p > 0,05), với giá trị chúng 193 208 đơn vị Từ kết nghiên cứu cho phép dự đốn nấm rơm dễ bị biến đen so với loại nấm khác trình bảo quản sau thu hoạch Điều xác nhận qua thực tế Kết nghiên cứu cho thấy tất loại nấm có hoạt tính PPO, điều lý giải nấm sau thu hoạch thường bị biến đen điều kiện bảo quản không phù hợp thời gian kéo dài 3.1 Hàm lượng ẩm loại nấm ăn Bảng trình bày hàm lượng ẩm bảy loại nấm Nhìn chung, hàm lượng ẩm nấm cao, dao động từ 82,8% (nấm Đùi gà) đến 89,4% (nấm rơm) Nấm đùi gà có hàm ẩm thấp nên có cấu trúc thịt cứng dai Ngược lại, nấm rơm nấm Hải sản có hàm lượng ẩm cao (89,4% 89,2%) nên có cấu trúc thịt mềm lỏng lẻo Do đó, bảo quản chế biến loại nấm dễ bị tổn thương học hư hỏng loại nấm lại Bảng Hàm lượng ẩm bảy loại nấm ăn Loại nấm Hàm lượng ẩm (%) Nấm rơm (NR) Đông cô (ĐC) 89,36 ± 0,29a 85,38 ± 0,25c Bào ngư (BN) 82,80 ± 0,90d Kim 87,41 ± 0,32b châm (KC) Đùi gà (ĐG) Linh chi trắng (LCT)Hải sản (HS) 84,46 ± 0,18 c 87,40 ± 0,23b 89,18 ± 0,03a Chữ khác theo cột khác p < 0,05 3.2 Hoạt tính enzyme polyphenoloxidase Hoạt tính enzyme polyphenoloxidase (PPO) bảy loại nấm ăn trình bày Hình Bảng Như dự đốn từ trước, nấm rơm có hoạt tính PPO cao với 2.959 đơn vị hoạt độ, nấm kim chi có hoạt độ thấp với 19 đơn vị hoạt độ Nấm Linh chi trắng, nấm Hải sản nấm Đùi gà có hoạt tính PPO 100 Hình Động học phản ứng oxi hóa L-DOPA dịch chiết nấm ăn điều kiện thí nghiệm: 0,5 ml dịch chiết nấm ăn + 1,5 ml đệm pH 6,8 + 0,5 ml L-DOPA (1 mg/ml) Bảng Hoạt độ polyphenoloxidase bảy loại nấm ăn Loại nấm PPO (Đơn vị/g w.w) Nấm rơm (NR) Đông cô (DC) Bào 315 ± a 7,128,3 ± c 0,426,2 ± 2959,1 a ± 66,4 193,3 ± c 2,6 207,7 ± ngư Kim (BN)chi c 0,22,1 ± d 0,152,6 ± cd 2,019,3 ± e 1,2 305,6 ± b 0,851,1 ± b 1,651,7 ± b 4,7 405,7 ± b 12,4 332,9 ± (KC) Đùi gà (DG) Linh chi trắng Hải sản (LCT) (HS) b PPO (Đơn vị/g d.b) b 0,4= khối lượng chất 2,4khô, w.w = khối lượng ướt, d.b chữ khác theo cột khác p < 0,05 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 10(71).2013 3.3 Khả polyphenoloxidase chịu nhiệt nhiệt độ Hoạt tính tương đối ổn định 30oC giảm nhẹ 45oC sau 40 phút (giảm 16,6%) Tuy nhiên, tăng nhiệt độ lên 60 oC hoạt tính PPO giảm 42,3% gần hồn tồn hoạt tính nhiệt độ 80 oC sau 30 phút (giảm 97,3%) Hoạt tính PPO gần hồn toàn sau gần 10 phút 100 oC (hoạt tính giảm 98,6%) Sở dĩ nhiệt có khả bất hoạt PPO chất PPO protein nên gia nhiệt làm biến tính protein nên enzyme bị hoạt tính Kết đạt từ nghiên cứu cho thấy sử dụng nhiệt độ để bất hoạt enzyme PPO nấm ăn Kết luận Hình Động học trình bất hoạt polyphenoloxidase dịch chiết nấm rơm điều kiện thí nghiệm: 0,5 ml dịch chiết nấm +1,5 ml đệm pH 6,8 + 0,5 ml L-DOPA (1 mg/ml) Khả chịu nhiệt enzyme polyphenoloxidase trình bày Hình Kết cho thấy hoạt tính PPO chịu ảnh hưởng Bảy loại nấm ăn có hoạt tính enzyme polyphenoloxidase hoạt tính chúng xếp theo thứ tự giảm dần sau: Nấm rơm > nấm Linh chi trắng > nấm Hải sản > nấm Đùi gà > nấm Bào ngư > nấm Đông cô > nấm Kim chi Hoạt tính enzyme polyphenoloxidase ảnh hưởng nhiệt độ sử dụng nhiệt độ cao để bất hoạt enzyme Cụ thể: 80oC 30 phút 100oC 10 phút Kết nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực cho ngành công nghiệp chế biến nấm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Helrich K, editor, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, 5th ed Arlington, Va.: AOAC Inc, 1990 [2] Qing-Xi Chen and Isao Kubo, “Kinetics of mushroom tyrosinase by quercetin”, J Agric Food Chem., 50, 2002, pp 4108-4112 [3] Xiaofei Xu, Huidan Yan, Jian Chen, Xuewu Zhang, “Bioactive proteins from mushrooms”, Biotechnology Advances, 29, 2011, pp 667–674 (BBT nhận bài: 20/07/2013, phản biện xong: 03/09/2013) 101 ... 3.2 Hoạt tính enzyme polyphenoloxidase Hoạt tính enzyme polyphenoloxidase (PPO) bảy loại nấm ăn trình bày Hình Bảng Như dự đốn từ trước, nấm rơm có hoạt tính PPO cao với 2.959 đơn vị hoạt độ, nấm. .. polyphenoloxidase hoạt tính chúng xếp theo thứ tự giảm dần sau: Nấm rơm > nấm Linh chi trắng > nấm Hải sản > nấm Đùi gà > nấm Bào ngư > nấm Đông cô > nấm Kim chi Hoạt tính enzyme polyphenoloxidase... chiết nấm +1,5 ml đệm pH 6,8 + 0,5 ml L-DOPA (1 mg/ml) Khả chịu nhiệt enzyme polyphenoloxidase trình bày Hình Kết cho thấy hoạt tính PPO chịu ảnh hưởng Bảy loại nấm ăn có hoạt tính enzyme polyphenoloxidase