Chương 4: bài giảng hóa sinh trong sự hư hỏng thực phẩm

4.1 Sự nâu hóa do enzyme Các enzym tham gia vào các phản ứng nâu hóa: monophenol monoxygenase hoặc tyrosinase EC 1.14.18.1: khởi đầu diphenol oxidase hoặc catechol oxidase EC 1.10.3.2 =

Chương 4: HÓA SINH CỦA

SỰ HƯ HỎNG THỰC PHẨM

1

4.1 Sự nâu hóa do enzyme

Aged white wine with brown color

4.1 Sự nâu hóa do enzyme

Các enzym tham gia vào các phản ứng nâu hóa:

monophenol monoxygenase hoặc tyrosinase (EC 1.14.18.1): khởi đầu

diphenol oxidase hoặc catechol oxidase (EC 1.10.3.2) = polyphenol oxidase (PPO): thực hiện

laccase (EC 1.10.3.1): thực hiện

PPO phân bố rộng rãi trong các thực vật bậc cao và nấm và mô động vật

A Đặc tính của polyphenol oxidase

Gen mã hóa cho PPO có thể là một gen đơn lẻ hoặc như nhiều gen dẫn đến cónhững isozyme

Hai izoenzymes đã có mặt trong hồng, táo Fuji, cà phê và atisô

Sơn tra PPO cho thấy bốn đồng dạng

PPO phân tách từ đậu là một tetramer với khối lượng 120 kDa

dứa có ba isoenzymes, với đồng vị chính là một tetramer của các tiểu đơn vịgiống hệt nhau có khối lượng 25 kDa

Khối lượng phân tử của PPO từ các loài khác:

dâu, 65 kDa

hạt dẻ, 69 kDa

thịt quả thông, 90 kDa

A Đặc tính của polyphenol oxidase

Trung tâm hoạt động của PPO bao gồm hai nguyên tử đồng phối hợp với sáu

histidines, và tồn tại trong ba trạng thái oxy hóa: deoxy (Ed), met (Em) và oxy (Eo)

B Mechanism of Reaction

Hydroxylation of monophenol to o-diphenol

Dehydrogenation of o- diphenol to o-quinone

B Mechanism of Reaction

Sự hình thành của melanins màu nâu

- Phản ứng đầu tiên: hydroxyl thứ cấp của o-quinone hoặc o-diphenol:

- Các hợp chất tạo thành (tri phenolic trihydroxybenzene) tương tác với o-quinone

để tạo thành hydroquinone:

- Hydroxyquinones trải qua trùng hợp và chuyển đổi sang polyme đỏ rồi đến nâu, và cuối cùng đến melanin màu nâu

đỏ-B Mechanism of Reaction

Vai trò, đặc điểm của PPO

oxidase đầu cuối trong hô hấp

sinh tổng hợp lignin

sinh tổng hợp các betalain

chống lại sự nhiễm trùng do virus, vi khuẩn và nấm

tăng sức đề kháng đối với sâu ngài đêm [Spodoptera

litura (F.)] ở cà chua chuyển gen overexpressing PPO

Hoạt lực thay đổi theo độ chín và ở các bộ phận khác

B Mechanism of Reaction

Phenolic compounds

Major plant secondary metabolites: 10,000 known structures

Are substances with aromatic ring(s) bearing one or more

hydroxyl moieties, either free or involved in ester or ether bonds Contribute up > 90% of the total antioxidant capacity in most

fruits and vegetables

D Phenolic Compounds in Food Material

Lignans (C6-C2-C6)2

Flavonols

Tannins

Hydrolysable tannins

Condensed tannins

Isoflavones Flavan-3-ols Anthocyanins

Phenolic acids

1 Classification

Hydrolysable tannins

1 Classification

Hydrolysable tannins

Gallotannin

1 Classification

1 Classification

Flavonols

1 Classification

Flavones

1 Classification

Isoflavones

1 Classification

Isoflavones = phyto-oestrogens

1 Classification

Metabolism of the soy isoflavone daidzein to

O-desmethylangolensin and equol (Lampe, 2009).

Flavanones

1 Classification

Flavanols or flavan-3-ols

1 Classification

Flavanols or flavan-3-ols

1 Classification

Condensed tannins

1 Classification

Anthocyanins

1 Classification

Anthocyanins

1 Classification

Anthocyanins

1 Classification

Anthocyanins

1 Classification

1 Classification

Lignans and lignins

1 Classification

Lignans and lignins

1 Classification

Source of phenolic compounds

in the human diet

Phenolic compounds are present in all plant organs and are therefore an integral part of human diet

Phenolic content (mg/kg FW or mg/L)

Vegetables

Pepper 1730-5430 Broccoli 3370-8750 Beet root 3230

Phenolic content (mg/kg FW or mg/L)

Traditional medicine plants

Amazonian medicinal plants

Source of phenolic compounds in the

human diet

Fruits are rich in phenolics compounds and have

high antioxidant capacities

Blueberry Blackberry Raspberry

Cranberry

Berries present the highest phenolic content and antioxidant capacity

among fruits

F Properties of Polyphenol Oxidase

4.2 Polyphenol oxidase in foods and food processing

A Role in Tea Fermentation

A Role in Tea Fermentation

4.2 Polyphenol oxidase in foods and food processing

A Role in Tea Fermentation

4.2 Polyphenol oxidase in foods and food processing

B Shrimps and Crustaceans

4.3 Kiểm soát và hạn chế phản ứng nâu hóa có enzyme

A Exclusion of Oxygen

Nhúng trong nước Bảo quản trong môi trường có nồng độ oxi thấp

B Chemical Inhibitors of Polyphenol Oxidase

Chất kìm hãm cạnh tranh đối với enzyme Các chất tạo phức chelat với Cu: natri diethyldithiocarbamat (DIECA), natri azit, kali ethylxanthate và ethylenediaminetetraacetate (EDTA) Acid hữu cơ: giảm pH

Sulfide: chất khử Vitamine C: chất khử Cyclodextrins: tạo thể vùi với cơ chất phenolic Protein, peptide và axit amin: phản ứng với các o-quinon và chelating

đồ ng ở vị trí hoạt động của PPO

4.3 Kiểm soát và hạn chế phản ứng nâu hóa có enzyme

C Thermal Processing

4.3 Kiểm soát và hạn chế phản ứng nâu hóa có enzyme

D High-Pressure Processing

4.3 Kiểm soát và hạn chế phản ứng nâu hóa có enzyme

E Gamma Irradiation