- Một số nguyên tố khoáng được phân tích tại viện hoá học thuộc viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3.2.8.Động thái của một số enzim theo tiến trình phát triển của quả na da
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2.8.Động thái của một số enzim theo tiến trình phát triển của quả na da
na dai
Quá trình sinh trưởng, phát triển của quả là kết quả của sự trao đổi chất diễn ra thường xuyên trong quả dưới tác động xúc tác của các enzim.
Enzim là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein, hoạt động hiệu quả cao trong điều kiện bình thường của cơ thể sống, có tính chuyờn hoỏ cao.
Trong tế bào, enzim ở dạng hoà tan hoặc dạng liên kết. Chúng có thể phân bố ở vách tế bào, bào tương, nhân, lưới nội chất hạt, ribụxụm, lục lạp, ti thể... [33].
Sự biến đổi hoá sinh của quả có liên quan đến hoạt động của rất nhiều enzim. Trong phạm vi của đề tài, chúng tôi mới chỉ dừng lại nghiên cứu ở 4 loại enzim:
-
Amylaza: Enzim thuỷ phân tinh bột
-
- Catalaza và peroxidaza: Enzim phân giải H2O2.
3.2.8.1. Hoạt độ của amylaza
Amylaza có khả năng thuỷ phân tinh bột tạo thành các dextrin có khối lượng phân tử khác nhau. Amylaza xúc tác cho phản ứng thuỷ phân tinh bột, glycogen, các polixaccarit tương tự. Amylaza được chia làm 3 loại: α- amylaza, β-amylaza và glucoamylaza. Trong đó α-amylaza phân giải liên kết 1,4 glycozit ở giữa chuỗi polixaccarit tạo thành các dextrin phân tử thấp, nó bền với nhiệt nhưng kém bền với axit. β-amylaza phản ứng thuỷ phân liên kết 1,4 glycozit ở đầu không có tính khử tạo ra chủ yếu là các mantozơ và các dextrin phân tử lớn. α và β-amylaza hoạt động luân phiên với nhau. Glucoamylaza xúc tác cho phản ứng thuỷ phõn liờn kiết 1,4 và 1,6 glycozit bắt đầu từ đầu không có tính khử của chuỗi polixaccarit. Sản phẩm chủ yếu là glucozơ và dextrin [20].
Như vậy, sản phẩm thuỷ phân của các enzim amylaza góp phần cung cấp nguyên liệu cho hô hấp, sinh năng lượng cho sự phát triển của quả. Hoạt động của amylaza làm tăng sự chuyển hoá tinh bột thành đường tạo ra hương vị đặc trưng của quả khi chín.
Trong quả na dai, hàm lượng tinh bột tương đối nhiều và có sự biến đổi lớn qua các thời kì phát triển (bảng 9). Tương ứng với sự biến đổi đó là sự biến đổi hoạt độ của enzim amylaza. Vì vậy, chúng tôi tiến hành phân tích xác định hoạt độ của enzim amylaza trong quả na dai theo tiến trình sinh trưởng, phát triển. Kết quả phân tích được trình bày trong hình 16, bảng 16 (phụ lục).
So sánh số liệu trong các bảng 8, 9, 16 và cỏc hỡnh 9, 16 cho thấy có sự biến đổi tương ứng giữa hoạt độ enzim amylaza với sự biến đổi hàm lượng tinh bột và đường trong quả na dai.
Thời kì 3 tuần tuổi, hoạt độ của amylaza thấp (0,0321UI/g/h) tương ứng với hàm lượng tinh bột dự trữ và lượng đường khử trong quả lúc này chưa nhiều.
Hình 16: Hoạt độ của enzim amylaza trong thịt quả na dai qua các thời kì sinh trưởng, phát triển.
Từ 5-7 tuần tuổi, hoạt độ enzim amylaza tăng, giúp phân giải tinh bột tạo vật chất và năng lượng cho sự sinh trưởng dãn dài của tế bào dẫn đến sự gia tăng kích thước và khối lượng của quả (bảng 2, 3, 4, 5), vì vậy hàm lượng tinh bột giảm, hàm lượng đường cũng giảm.
Từ 7-13 tuần tuổi, hàm lượng diệp lục tăng (bảng 6), làm tăng quá trình quang hợp ở vỏ quả, góp phần làm gia tăng lượng đường khử, là nguyên liệu cho tế bào tăng cường hoạt động tích luỹ tinh bột (lượng tinh bột tăng gấp 8,759 lần) phù hợp với sự gia tăng nhanh sinh khối khô trong quả na dai đến mức cao nhất đạt 31,112% quả tươi (bảng 5) trong khi đó lượng đường khử chỉ tăng 2,496 lần. Vì vậy, hoạt độ của enzim amylaza giảm mạnh (bảng 16, hình 16).
Từ 13-15 tuần tuổi, hàm lượng tinh bột sau khi đạt đến giá trị cao nhất ở 13 tuần tuổi rồi giảm trong quá trình quả chín. Ngược với sự biến động của hàm lượng tinh bột trong thời gian đó, hàm lượng đường khử tăng mạnh, so
với thời điểm 13 tuần tuổi, hàm lượng đường khử ở 15 tuần tuổi đã tăng gấp 5,295 lần; quả đang trong thời kì chuẩn bị chín, lúc này hoạt độ của enzim amylaza lại tăng cao xúc tác cho quá trình chuyển hoá nhanh chóng tinh bột thành đường.
Từ 15-16 tuần tuổi, quả bước vào giai đoạn chín mềm và tăng độ ngọt sắc. Hàm lượng tinh bột tiếp tục bị phân giải nhanh tạo thành đường, dẫn đến hàm lượng tinh bột giảm thấp chỉ còn 1,795% chất tươi, hàm lượng đường khử tăng cao và đạt cực đại là 13,557g% chất tươi (bảng 8, 9 hình 9). Tương ứng với sự chuyển hóa đó, hoạt độ enzim amylaza cũng tăng mạnh, gấp 2,798 lần (bảng 16, hình 16).
Như vậy, amylaza góp phần tạo nên giá trị dinh dưỡng và vị ngọt đặc trưng cho quả.
Trong quá trình chín của quả, không chỉ có sự chuyển hóa tinh bột thành đường mà các hợp chất cao phân tử khác cũng bị chuyển đổi trong đó có protein (bảng 10). Sự chuyến hóa protein được enzim proteaza xúc tác. Do vậy chúng tôi khảo sát động thái của enzim này trong quá trình phát triển của quả na dai.
3.2.8.2. Hoạt độ của proteaza
Proteaza là enzim thuỷ phân protein tạo thành các axit amin tự do. Các axit amin tự do này có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất tạo năng lượng hoặc tái tạo protein mới, tổng hợp các enzim cung cấp cho các phản ứng hóa sinh.
Số liệu phân tích cụ thể sự biến đổi hoạt độ proteaza trong quả na dai được khái quát trong hình 17 và được trình bày trong bảng 17 (phụ lục).
Kết quả cho thấy, hoạt độ proteaza tăng từ 3 đến 7 tuần tuổi và đạt giá trị cực đại lúc quả 7 tuần tuổi (5,182mg%). Sau đó, hoạt độ proteaza giảm dần cho đến khi quả 15 tuần tuổi rồi tăng nhẹ16 tuần tuổi.
Thời kì 3 tuần tuổi, có thể protein chủ yếu tham gia vào cấu trúc tế bào nờn ớt bị phân giải, hoạt độ của proteaza thấp (1,197mg%).
Hình 17: Hoạt độ enzim proteaza trong thịt quả na dai theo tiến trình sinh trưởng, phát triển.
Từ 5 đến 7 tuần tuổi, hoạt độ proteaza tăng và đạt cực đại. Ở thời kì này hoạt động trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ, hàm lượng protein giảm nhanh (từ 11,175% chất khụ lỳc 3 tuần tuổi giảm còn 8,718% lúc 7 tuần tuổi). Điều này tương ứng với sự gia tăng kích thước (bảng 4) và khối lượng (bảng 5) của quả na dai.
Từ 7 đến 15 tuần tuổi, hàm lượng protein giảm chậm (từ 8,718% chất khô giảm xuống còn 7,181%) nên hoạt độ của proteaza giảm giúp cho quả dự trữ một lượng protein nhất định, tạo nên giá trị dinh dưỡng của quả. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ở thời kì tiếp theo (16 tuần tuổi), quả chuyển sang chín mềm, hàm lượng protein giảm nhanh hơn, còn 6,150% chất khô, quá trình hô hấp của quả diễn ra mạnh mẽ, hoạt độ proteaza lại tăng nhẹ làm giảm một phần hàm lượng protein trong quả.
Như vậy, sự biến động hoạt độ enzim proteaza gắn liền với sự biến động hàm lượng protein trong quả.
Sự chuyển hóa, trao đổi chất dẫn đến hình thành các peroxit, một sản phẩm độc cho tế bào. Trong cơ thể, tế bào được giải độc nhờ hoạt động phân giải của enzim catalaza và peroxidaza.
Catalaza phân giải H2O2 thành H2O và O2. Catalaza
2H2O2 2H2O + O2
Ngoài ra, catalaza còn xúc tác cho các phản ứng oxi hoá khử các loại rượu peroxit nhưng yếu hơn [20].
Nhiều bằng chứng cho thấy catalaza được cư trú trong các bào quan và được chuyển tới peroxixom [33].
Catalaza hoạt động bằng cách kết hợp với một oxidaza mà chúng được cho là những enzim peroxixom liên quan đến sản xuất etylen (hoocmon của sự chín).
Kết quả phân tích hoạt độ enzim catalaza trong thịt quả na dai theo tiến trình sinh trưởng phát triển được trình bày trờn hình 18 bằng đồ thị và trong bảng 18 (phụ lục).
àMH2O2/g/phỳt
Hình 18: Hoạt độ của enzim catalaza trong thịt quả na dai theo tiến trình sinh trưởng, phát triển.
Kết quả phân cho thấy: Hoạt độ của catalaza biến đổi không ngừng, gắn liền với quá trình trao đổi chất trong quả.
Thời kì 3-5 tuần tuổi, hoạt độ catalaza chưa cao, đạt 2,083 - 2,917 àMH2O2/g/phỳt. Thời kì 7-9 tuần tuổi, hoạt độ catalaza tăng cao, đạt 6,792 - 10,833 àMH2O2/g/phỳt. Ở thời kì này trong quả xảy ra quá trình oxi hoá mạnh các chất vì vậy lượng H2O2 tạo ra nhiều dẫn đế sự gia tăng hoạt độ catalaza. Điều này phù hợp với sự giă tăng kích thước và khối lượng quả (bảng 4, 5), cũng như sự giảm hàm lượng tinh bột (bảng 9), đường khử (bảng 8), protein (bảng 10) và lipit (bảng 11).
Thời kì 9-11 tuần tuổi, hoạt độ catalaza lại giảm mạnh, còn 5,542àMH2O2/g/phỳt. Có thể do quả chuyển sang thời kỡ tớch luỹ các chất dinh dưỡng như tinh bột (bảng 9)…, sự oxi hoỏ cỏc chất giảm mạnh, thể hiện rõ ở sự giảm lượng axit hữu cơ (bảng 12) nên lượng H2O2 tạo ra không nhiều.
Từ 13 tuần tuổi đến khi quả chín, quá trình chuyển hóa các chất diễn ra mạnh mẽ làm giảm hàm lượng các hợp chất hữu cơ cao phân tử như tinh bột (bảng 9), protein (bảng 10) và lipit (bảng 11) kéo theo sự giă tăng lượng đường khử (bảng 8) do đó tạo ra nhiều H2O2 và hoạt độ của catalaza lạ tăng cao.
3.2.8.4. Hoạt độ của peroxidaza
Enzim peroxidaza rất phổ biến trong cơ thể động vật và thực vật. Nó đóng vai trò quan trọng trọng quá trình oxi hoá. Peroxidaza xúc tác cho các phản ứng oxi hoá nhiều poliphenol và amin thơm với sự tham gia của H2O2
tạo thành các sản phẩm khác nhau. Peroxidaza
AH2 + H2O2 A + H2O Trong đó:
AH2 là chất mang hidro (chất khử) như poliphenol, amin thơm... A là chất mang ở dạng oxi hoá.
Vậy, cả catalaza và peroxidaza đều có vai trò phân giải H2O2 nhưng theo những cơ chế khác nhau và có sự cạnh tranh. Khi nồng độ H2O2 cao thì catalaza hoạt động mạnh. Ngược lại, khi nồng độ H2O2 thấp và có mặt của chất khử thì peroxidaza hoạt động mạnh [20].
Phân tích hoạt độ của enzim peroxidaza qua tiến trình sinh trưởng, phát triển của quả na dai, chúng tôi thu được các số liệu cụ thể trong bảng 19 (phụ lục) và khái quát trên đồ thị hình 19:
Hình 19: Hoạt độ của enzim peroxidaza trong thịt quả na dai theo tiến trình sinh trưởng, phát triển
Kết quả phân tích cho thấy, hoạt độ của enzim peroxidaza có sự gia tăng liên tục trong quá trình sinh trưởng, phát triển của quả.
Từ tuần thứ 3-9, hoạt độ của enzim peroxidaza tăng dần, nhưng không cao. Ở thời kì này, xảy ra quá trình oxi hoá mạnh các chất, lượng H2O2 tạo ra nhiều, nhưng sự phân giải H2O2 chủ yếu do catalaza đảm nhận. Các hợp chất vòng như tanin, các axit amin chưa tham gia chuyển hoá nhiều nên hoạt độ peroxidaza chưa cao.
Từ 11 tuần tuổi đến khi quả chín mềm (16 tuần tuổi), hoạt độ của enzim peroxidaza tăng cao do quá trình chuyển hoỏ cỏc chất diễn ra mạnh mẽ. Điều này rất quan trọng, nú giỳp chuyển hoá nhanh một số hợp chất phức tạp
mạch vũng, cỏc indo, các axit amin thơm, đồng thời phân giải tanin, xenlulozơ trong quả (bảng 15, 14). Mặt khỏc nó liên quan đến việc hình thành etylen kích thích quá trình chín của quả [15, 16].