Enzyme oxy hóa trong sản xuất chè tổng quan về enzym oxy hóa khử enzyme polyphenol oxidase

Enzyme oxy hóa sản xuất chè Nhóm 12 Thành viên: Lê Thị Nga 20174975 Dương Duy Hiếu 20174692 Mục lục 01 02 03 Tổng quan enzym oxy hóa-khử Enzyme polyphenol oxidase Enzyme polyphenol oxidase sản xuất chè Menu 01 Tổng quan enzym oxy hóa –khử Enzym gì? Enzym oxy hóa – khử - Còn gọi electrontransportase - Là loại enzym xúc tác phản ứng oxy hóa khử - Vận chuyển H+ hay điện tử xúc tác cho oxy hóa sinh học chúng phổ biến mơ bào sinh vật - Có vai trị to lớn hơ hấp trao đổi lượng Sơ đồ tổng quát: AH2 + B A+ BH2 Oxydoreductase Trong : AH2 B chất nhận H+  Các Coenzym oxy hóa khử thường : NAD+ NADP+ Các loại enzym oxy hóa khử có chè ● ● ● Catalase Peroxydase Polyphenoloxydase Catalasa Tồn hai trạng thái tự do( hòa tan) liên kết( hấp phụ không tan) Xúc tác cho phản ứng phân giải hydropeoxittại nguyên tử O góp phần đẩy mạnh tác dụng men peroxydase polyphenoloxydase Peroxydase Tồn hai trạng thái tự liên kết Phenol thực vật SP ngưng tụ Peroxydase không tan, không màu, vị Tùy theo tuổi mà hoạt tính enzym giảm dần Ở chè non phần enzym peroxydase chiếm khoảng 50% chè già chuyển sang trạng thái không tan Polyphenoloxydase Tồn trạng thái tự ( tan ) liên kết (không tan) Ở trạng thái tự nằm dịch bào, trạng thái liên kết nằm dịch bào Xúc tác phản ứng phân giải hợp chất polyphenol thực vật tạo sản phẩm ngưng tụ có màu đặc trưng 10-20% men polyphenoloxydase tan nước 80-90% men polyphenoloxydase không tan nước  Cơ chế tác động PPO Qúa trình chuyển đổi chất phenolic thành 0-quinon PPO xảy bước oxy hóa:  Bước : hydroxyl hóa vị trí ortho liền kề với nhóm hydroxyl có ( tượng “ monophenol oxidase “ )  Bước : q trình oxy hóa o-dihydrobenzens thành o-benzoquinon ( gọi hoạt động catecholase oxidase ) Các yếu tố ảnh hưởng đến PPO ● Nhiệt độ: yếu tố quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến hoạt tính xúc tác PPO ảnh hưởng đến khả hịa tan oxy dẫn tới biến tính enzyme Phạm vi nhiệt độ PPO tối ưu khác nguồn thực vật khác nhau, thay đổi khoảng 25-35ᵒC ● pH: Hoạt tính PPO phụ thuộc vào pH, ảnh hưởng đến liên kết chất xúc tác, độ pH tối ưu PPO nằm khoảng đến Menu 03 Enzyme polyphenol oxidase sản xuất chè Quy trình sản xuất chè lên men  Trà đen hay chè đen loại trà Thông thường, có vị mạnh mẽ so với loại trà khác trà xanh Nó có nhiều caffin Trong quy trình sản xuất chè đen, người ta tận dụng triệt để enzym có nguyên liệu nước chè pha có màu đỏ nâu, vị đậm, cánh chè có màu đen tự nhiên Chè đen nhiều nước giới ưa chuộng  Lên men quy trình quan trọng sản xuất chè đen Sự lên men tiến hành từ vò chè hoàn chỉnh giai đoạn cuối lên men Các q trình xảy cơng đoạn q trình lên men, q trình tự oxy hóa, q trình có tác dụng vi sinh vật (q trình thứ yếu) trình tác dụng nhiệt (có tác dụng rút ngắn thời gian lên men) Điều kiện cần thiết: 24-26ᵒC; độ ẩm khơng khí 98%; thời gian từ đến 3,5h  Mục đích giai đoạn lên men tạo biến đổi sinh hóa, chủ yếu oxy hóa tanin tác dụng hệ enzyme oxy hóa khử: polyphenoloxydase peroxidase để tạo nên màu sắc, hương vị đặc trưng cho chè đen thành phẩm Cơ sở lý luận trình lên men  Sự tác dụng men Trong trình sản xuất chè đen, tác dụng chủ yếu đến biến đổi thành phần hóa học chất xúc tác men Theo M.B.Cutravaimen, peroxidase oxy hóa thành phần tanin tròn chè sâu sắc sử dụng đương lượng tanin lớn để tạo nên hương vị, màu sắc đặc trưng cho chè đen o Sự oxy hóa tanin chè Ngồi biến đổi men, biến đổi thành phần hóa học chè cịn xoy hóa thân tanin Bởi thành phần ngun liệu chè có loại tanin đặc biệt có khả tự oxi hóa, đặc biệt mơi trường nước Nhưng q trình thứ yếu oxi cần cho trình oxi háo không vượt 10% tổng lượng oxi cần dừng cho q trình oxi hóa chè có loại men ban:   Men oxy hóa (oxydaza) Polyphenoloxydaza (PPO), enzyme xúc tác cho q trình oxy hóa tanin O2 khơng khí: Tanin + O2 → chất màu, mùi, vị →Đây phản ứng mong muốn trình lên men chè  Peroxydazan(PE) : oxy hóa tanin H2O2: Tanin + H2O2 → tạo chất không màu, vị → Đây phản ứng không mong muốn trình lên men chè     Men thủy phân Proteaza: Protein + H2O → acid amin Amilaza: Tinh bột + H2O → đường Pectinaza : pectin + H2O → acid poligalacturonic + rượu metylic Những biến đổi chè vò lên men - Trong trình lên men chè,những biến đổi chủ yếu xảy biến đổi số lượng chất lượng tanin trịn chè vị Tanin bị oxy hóa để tạo sản phẩm có hương vị, màu sắc đặc trưng cho chè đen - Tuy nhiên, ngun liệu chè có nhiều protit tanin kết hợp với protit tạo sản phẩm không tan lợi cho chất lượng chè đen Do đó, ngun liệu có nhiều protit khơng có lợi cho việc sản xuất chè đen Sự biến đổi tanin q trình lên men chè vị, chủ yến hai loại men peroxydaza polyphenoloxydaza Men peroxydaza tạo sản phẩm không màu màu sữa bị oxy hóa tanin có trịn chè vị, sản phẩm định vị chè đen Còn men polyphenoloxydaza oxy hóa tanin để tạo sản phẩm có màu đò, màu đặc trưng chè đen Một số nghiên cứu enzyme polyphenoloxydaza Nguyễn Ngọc Trâm cộng (2014) Nhìn chung hoạt tính enzyme có xu hướng giảm dần sau giai đoạn chế biến trà Oolong     Mẫu trà tươi đầu vào có hoạt tính cao (100%) Hoạt tính cao giai đoạn sau làm héo (115,85%) Giai đoạn ủ lần quay thơm 2, hoạt tính enzyme giảm dần Tăng nhẹ giai đoạn ủ lần quay thơm lần Tuy đến giai đoạn quay thơm lần 2, hoạt tính enzyme PPO giảm gần nửa:   Giai đoạn sau diệt men (trên 200℃), hoạt tính enzyme giảm rõ rệt (19,1%) Hoạt tính enzym: sản phẩm 7,95% so với tươi Ảnh hưởng trình bảo quản làm héo chè tới hoạt động Polyphenoloxidase: Theo HÜLYA ÖLMEZ1 and AYSUN YILMAZ , 2010 - Do độ ẩm, hoạt tính PPO giảm trình làm héo bảo quản tươi Q trình khơ héo giảm độ ẩm cao dẫn đến giảm hoạt tính PPO từ 50– 55% (Ullah Roy 1982) - Chất lượng chè thu phương pháp ủ lạnh làm héo truyền thống khơng có khác biệt đáng kể Làm héo bảo quản lạnh lâu ngày không ảnh hưởng xấu đến chất lượng thành phẩm => bảo quản lạnh chè nguyên liệu khoảng tháng tiếp tục chế biến không bị giảm chất lượng sản phẩm chè Hoạt động enzyme thay đổi nhiệt độ lên men chè: Theo John B Cloughley, 1980 - Nhiệt độ lên men tối ưu khoảng 15 - 18 ° C - Kết họ cho thấy hoạt động peroxidase (POD) thay đổi đáng kể (Hình 1), PPO giảm nhiệt độ tăng => hoạt động enzyme giảm nhiệt độ tăng Biến động hàm lượng Poly phenol tổng tannin sản xuất chè lên men: Cùng với hoạt động PPO, hàm lượng polyphenol tổng tannin biến động tương tự + Hàm lượng polyphenol tổng tannin đạt cực đại giai đoạn làm héo + Giảm dần đến giai đoạn ủ tăng nhẹ sau giai đoạn quay thơm + Giảm sau giai đoạn diệt enzyme hình Hàm lượng polyphenol tổng tannin sau giai đoạn diệt enzyme giảm tương ứng 30,48% 55,57% so với giai đoạn làm héo => So sánh hàm lượng polyphenol tổng, tannin tổng hoạt tính PPO hình 3, giai đoạn enzyme hoạt động mạnh hàm lượng polyphenol thu cao (giai đoạn làm héo) Tài liệu tham khảo Nguyễn Thị Hiền, Công nghệ sản xuất chè cà phê cacao, NXB Lao Động, 2010 Bộ môn Cây nhiệt đới, “ Hóa sinh chè”, NXB Đại Học Bách Khoa Hà Nội G D K a M L BUZUN, "O-Diphenol oxidase of tea and quality of the raw material," Subtrop Ku’lt, 1984 A B A a S A BISWAS, "Biological and chemical factors affecting the valuation of North East Indian plains teas II Statistical evaluation of biochemical constituents and their effects on briskness, quality and cash valuations of black teas," Sci Food Agric., vol 21, 1971 M a R P ULLAH, "Effect of withering on the polyphenol oxidase level in the tea leaf," J Sci Food Agric., vol 33, 1982 H Ö a A YILMAZ, "CHANGES IN CHEMICAL CONSTITUENTS AND POLYPHENOL OXIDASE ACTIVITY OF TEA LEAVES WITH SHOOT MATURITY AND COLD STORAGE," Journal of Food Processing and Preservation, vol 39, 2010 N N T v c sự, ""Changes of phenolic compounds of tea leaves during Oolong tea process"," SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, 2014 Francesca Taranto, A (2017) Polyphenol Oxidases in Crops: Biochemical, Physiological and Genetic Aspects International Journal of Molecular Sciences, doi: 10.3390/ijms18020377 Thanks for watching! ...Mục lục 01 02 03 Tổng quan enzym oxy hóa- khử Enzyme polyphenol oxidase Enzyme polyphenol oxidase sản xuất chè Menu 01 Tổng quan enzym oxy hóa ? ?khử Enzym gì? Enzym oxy hóa – khử - Còn gọi electrontransportase... quát: AH2 + B A+ BH2 Oxydoreductase Trong : AH2 B chất nhận H+  Các Coenzym oxy hóa khử thường : NAD+ NADP+ Các loại enzym oxy hóa khử có chè ● ● ● Catalase Peroxydase Polyphenoloxydase Catalasa... men chè vò, chủ yến hai loại men peroxydaza polyphenoloxydaza Men peroxydaza tạo sản phẩm không màu màu sữa bị oxy hóa tanin có trịn chè vò, sản phẩm định vị chè đen Cịn men polyphenoloxydaza oxy