Một trong những vấn đề thƣờng xảy ra trong chế biến nguyên liệu khoai lang là sự hóa nâu và các biến đổi vật lý nhƣ mất nƣớc, dẫn đến làm giảm giá trị cảm quan cũng nhƣ chất lƣợng nguyên liệu một cách nhanh chóng. Các nghiên cứu về tính chất và hoạt động của enzyme PPO đã và đang đƣợc nhận đƣợc sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới. Deepaa Manohan và Wong Chen Wai (2012) đã nghiên cứu những ảnh hƣởng của nhiệt độ, pH, các chất ức chế tác động lên hoạt tính PPO trong khoai lang. Theo đó, nhiệt độ và pH tối ƣu tƣơng ứng là 30oC và độ pH là 7,0. Các thông số động học Km, Vmax của enzyme trong phƣơng trình động học lần lƣợt là 357,14 mM và 1000 EU/min/mL, sử dụng catechol làm cơ chất. Enzyme PPO hiện diện ở hầu hết các loại thực vật, bao gồm đu đủ, táo, đào, chuối, nho, xoài, atisô, hạt dẻ, cải bắp, rau diếp… Ngoài ra, PPO cũng đƣợc tìm thấy trong tôm và các loài thủy sản khác (Rolle et al., 1991; Chen et al., 1997). Những sản phẩm của quá trình hóa nâu có tác động kinh tế rất lớn đến ngành công nghiệp thực phẩm, ức chế PPO trong sản phẩm thủy sản đã đƣợc nghiên cứu rộng rãi (Yoruk và Marshall, 2003). Sự hoá nâu ở thực vật có thể làm chậm lại hoặc loại bỏ bằng cách hạn chế sự hiện diện của các chất phản ứng (oxy, phenolic,…) hoặc bằng cách sử dụng các phụ gia ức chế hoạt động của PPO (Dogan et al., 2001). Ngoài ra, sự ức chế enzyme hoá nâu trong thực vật là kết quả của sự vô hoạt enzyme PPO, loại bỏ những yếu tố thúc đẩy phản ứng hóa nâu và ngăn chặn sự hình thành các sản phẩm có màu (Ausin et al., 1995; McEvilly và Iyengar, 1992). Để ngăn chặn sự tiếp xúc của oxy với PPO trong khoai lang bị tác động cơ học trong quá trình thu hoạch và tồn trữ là rất hạn chế vì oxy tồn tại khắp nơi trong không khí và hiện diện trong cả tế bào thực vật. Chính vì thế, việc nghiên cứu sử dụng các loại phụ gia có khả năng hạn chế sự biến đổi màu là rất cần thiết.
Một số chất ức chế sodium bisulfite, acid ascorbic (Ausin et al., 1995, Lee et al., 1983), acid citric và acid acetic (Yang et al., 2001), L-cysteine, natri azit, acid tannic, acid benzoic và β-mercaptoethanol (Sakiroglu et al., 1996) đƣợc các nhà nghiên cứu sử dụng để ngăn chặn enzyme hoá nâu. Trong nghiên cứu, các chất ức chế hay phụ gia nhƣ acid citric, natri bisulfite, natri clorua và acid ascorbic đã đƣợc lựa chọn nhƣ các tác nhân làm giảm hoạt động của enzyme, thông qua hoạt tính của PPO khi phản ứng với cơ chất thích hợp, làm ngăn chặn tiến trình hoá nâu của PPO trong khoai lang. Sự biến đổi màu chậm lại là do sự có mặt các chất ức chế làm giảm sự hình thành quinone dƣới sự hiện diện của enzyme hóa nâu, tác động lên chính sản phẩm của quá trình hóa nâu (o-quinone) chuyển thành trạng thái ban đầu dihydroxyphenols hoặc phản ứng tạo ra các sản phẩm bền. Một số chất ức chế khác không tƣơng tác với sản phẩm sau phản ứng hóa nâu mà ảnh hƣởng trực tiếp hoạt động của enzyme PPO, vì thế cũng làm giảm hiện tƣợng hóa nâu trên rau quả sau quá trình thu hoạch, chế biến (Vamos-Vigyazo,1981).
Đối với từng loại nguyên liệu, các thông số về pH, nhiệt độ tối thích cũng nhƣ hiệu quả ức chế sự hóa nâu của các phụ gia tác động đến PPO cũng có sự thay đổi. Điển hình nhƣ giá trị pH tối ƣu cho hoạt động của PPO đƣợc ghi nhận ở dâu tây là 4,5 (Oktay et al., 1995) trong khi ở táo lại có giá trị pH tối ƣu là 9,0 (Wesche-Ebling và Montgomery, 1990). Tƣơng tự, nhiệt độ tối thích cho hoạt động của PPO cũng có sự thay đổi đáng kể, phần lớn PPO có nhiệt độ tối ƣu ở mức nhiệt độ phòng (Oktay et al., 1995), tuy nhiên đối với từng loại nguyên liệu, thậm chí thay đổi nguồn nguyên liệu trích ly, cơ chất phản ứng cũng là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ tối thích. Điển hình nhƣ nhiệt độ tối thích PPO trích ly từ hột xoài là 25°C, trong khi giá trị tƣơng ứng từ PPO có nguồn gốc là vỏ quả xoài cùng loại là 50°C (Oktay et al., 1995). Điều này đã chứng tỏ đặc điểm của PPO phụ thuộc rất lớn vào nguồn trích ly, cơ chất phản ứng và các điều kiện môi trƣờng. Chính vì vậy, việc khảo sát tính chất của PPO phải đƣợc khảo sát một cách cụ thể trên từng đối tƣợng, làm cơ sở cho các nghiên cứu và ứng dụng tiếp theo.
CHƢƠNG 3 PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU