ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA ENZYME

POLYPHENOL OXIDASE TRONG NGÓ SEN

Nhiệt độ thích hợp cho sự hoạt động của enzyme PPO không nhất định mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác, thời gian tác dụng càng dài thì nhiệt độ thích hợp càng thấp (Martinez, 1995). Nồng độ enzyme và cơ chất hoặc dạng tồn tại của enzyme cũng làm thay đổi đến nhiệt độ hoạt động thích hợp của enzyme. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính enzyme polyphenol oxydase được trình bày ở Hình 4.3.

Dựa vào kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính tương đối PPO trong ngó sen nhận thấy, có sự khác biệt đáng kể ở các nhiệt độ khác nhau và hoạt tính tương đối của PPO ngó sen cao nhất được xác định ở 30oC. Hoạt tính tương đối có xu hướng giảm khi gia tăng nhiệt độ trên 30oC. Khi tăng nhiệt độ cao hơn 60oC, hoạt tính enzyme PPO ngó sen giảm hơn 50% so với hoạt tính ở nhiệt độ tối thích và Dựa trên lý thuyết, khi gia tăng nhiệt độ các cầu nối cấu trúc bên trong của PPO bị phá vỡ và trung tâm hoạt động của enzyme bị mất ổn định. Điều này dẫn đến PPO trở nên bị vô hoạt và không thể tham gia phản ứng hóa nâu (Betrosian et al., 1960).

Trong nghiên cứu này, nhiệt độ thấp nhất được sử dụng là 25oC thể hiện hoạt tính tương đối là thấp nhất trong số các nhiệt độ khảo sát. Ở nhiệt độ thấp, PPO có năng lượng thấp để di chuyển so với các mức nhiệt độ khảo sát khác dẫn đến tốc độ phản ứng xảy ra chậm. Nhiệt độ tối thích của PPO phụ thuộc vào nguồn gốc của enzyme (Eskin et al., 1971). Đa số các enzyme thể hiện nhiệt độ tối thích trong dãy nhiệt độ từ 30oC đến 40oC.

Xử lý nhiệt là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất do khả năng làm bất hoạt enzyme và ức chế vi sinh vật (Mashall et al., 2000). Nghiên cứu của Liu et al.

(2007) cũng như các thí nghiệm thăm dò cho thấy việc áp dụng xử lý nhiệt độ cao (trên 50C) là nguyên nhân làm mất cấu trúc của nguyên liệu đồng thời tác động biến đổi màu sắc không mong muốn, ảnh hưởng đến hương vị, làm tổn thất giá trị cảm quan và dinh dưỡng khó sử dụng cho các quá trình chế biến tiếp theo.

Kết quả khảo sát cho thấy, với nhiệt độ tối thích 30°C gần như cân bằng với nhiệt độ môi trường, đồng thời khi xử lý nhiệt đến 70°C, hoạt tính của PPO từ ngó sen vẫn duy trì (gần 12% hoạt tính PPO). Điều này cho thấy, ngó sen vẫn còn là đối tượng cho hoạt động hóa nâu do tác động của PPO. Một trong những vấn đề cần được quan tâm tiếp theo là khả năng chịu nhiệt của enzyme này, từ đó việc thiết lập phương thức xử lý chống hóa nâu enzyme.

4.4 XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN NHIỆT CỦA ENZYME PPO THU NHẬN TỪ

NGÓ SEN

Tiến hành xác định khả năng chịu nhiệt của PPO từ ngó sen bằng cách ủ mẫu ở nhiệt độ khác nhau trong thời gian 1 giờ. Sự thay đổi hoạt tính của PPO khi so sánh với hoạt tính PPO ở nhiệt độ tối ưu (trường hợp khảo sát là 30C). Kết quả phân tích đánh giá sự ảnh hưởng của các nhiệt độ khảo sát theo thời gian đến sự duy trì hoạt tính tương đối của PPO trong ngó sen được thể hiện ở Hình 4.4.

Hình 4.4: Sự thay đổi hoạt tính tương đối của PPO ở các nhiệt độ khác nhau

Dựa vào kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính tương đối PPO trong ngó sen theo thời gian nhận thấy, tỷ lệ hoạt tính còn lại rất cao và không có sự khác biệt về ý nghĩa thống ở các nhiệt độ: 4oC và 30oC. Việc giảm hoạt tính khi xử lý ở nhiệt độ trên 40oC của PPO đã được nhận thấy (69,37%). Hoạt tính tương đối có xu hướng giảm mạnh khi gia tăng nhiệt độ đến 50oC, hoạt tính còn lại thấp hơn 50%. Khi nâng nhiệt độ khảo sát từ mức 50oC, lên nhiệt độ 60 oC, 70oC thì tỷ lệ hoạt tính còn lại có xu hướng giảm đều và rõ rệt tương ứng là 27,17% (60oC) và 10,89% (70oC). Ở 70oC hoạt tính tương đối giảm đáng kể, gần 90% hoạt tính enzyme PPO ngó sen bị vô hoạt. Đặc biệt khi gia nhiệt enzyme PPO ở 95oC trong thời gian 10 phút thì PPO hoàn toàn bị bất hoạt. Theo nghiên cứu của Fang et al. (2006), cũng cho rằng khi gia nhiệt PPO trong khoảng nhiệt độ 40 ÷ 80oC thì hoạt tính của PPO suy giảm nhanh chóng hoặc có thể mất hoàn toàn. Điều này được giải thích, khi gia tăng nhiệt độ các cầu nối cấu trúc bên trong của PPO bị phá vỡ và trung tâm hoạt động của enzyme bị mất ổn định, enzyme bắt đầu bị biến tính dẫn đến PPO trở nên bị vô hoạt và không thể tham gia phản ứng hóa nâu (Betrosian et al., 1960).

Ngoài ra, việc nghiên cứu ảnh hưởng của các chất ức chế và hoạt hóa có vai trò kìm hãm hay gia tăng hoạt động của PPO là rất cần thiết và bổ ích khi việc xử lý ở nhiệt độ cao làm ảnh hưởng đến cấu trúc, màu sắc cũng như các phẩm chất khác của nguyên liệu ngó sen.