Tài liệu Khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao chiết trái cây nhàu (morinda citrifolia l.)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ‫٭٭٭٭‬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH SINH HỌC KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ENZYME α-AMYLASE CỦA CAO CHIẾT TRÁI CÂY NHÀU (Morinda citrifolia L.) Cán bộ hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. ĐÁI THỊ XUÂN TRANG MÃ THANH TÒNG KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN MSSV: 3092381 BỘ MÔN SINH HỌC Lớp: SINH HỌC KHÓA 35 Cần Thơ, 5/2013 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 LỜI CẢM TẠ Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đại học này, trong thời gian vừa qua ngoài sự cố gắng của bản thân, em còn nhận được sự hướng dẫn, chỉ dạy tận tình của quý thầy cô trường Đại Học Cần Thơ, nhất là thầy cô Khoa Khoa Học Tự Nhiên đã giúp em tiếp thu được nhiều kiến thức bổ ích bao gồm cả lý thuyết lẫn thực tế trong suốt thời gian học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn cô Đái Thị Xuân Trang, người đã trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tốt bài luận văn của mình. Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô phòng thí nghiệm Sinh học phân tử của Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, phòng thí nghiệm bộ môn Hóa và bộ môn Sinh – Khoa Khoa Học Tự Nhiên đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện tốt đề tài. Do kiến thức còn hạn hẹp, thời gian tìm hiểu nghiên cứu chưa sâu nên đề tài này chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý kiến của quý thầy cô để đề tài này hoàn thiện hơn. Em xin kính chúc quý thầy cô và các bạn sinh viên nhiều sức khỏe và công tác tốt. Cần Thơ, ngày 19 tháng 5 năm 2013 Mã Thanh Tòng i Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn này được hoàn thành dựa trên kết quả nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của Cô Đái Thị Xuân Trang. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được cá nhân nào công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây. Cần thơ, ngày 19 tháng 5 năm 2013 Mã Thanh Tòng ii Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 PHẦN KÝ DUYỆT DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………….. Cần Thơ, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN tháng năm 2013 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Ts. Đái Thị Xuân Trang iii Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ .................................................................................................................. i LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... ii PHẦN KÝ DUYỆT ........................................................................................................ iii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................................... vii DANH SÁCH BẢNG................................................................................................... viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................................... ix TÓM LƯỢC.................................................................................................................... x CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU .............................................................................................. 1 CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU.......................................................................... 3 2.1. BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG .................................................................................... 3 2.1.1. Định nghĩa bệnh đái tháo đường .......................................................................... 3 2.1.2. Phân loại bệnh đái tháo đường ............................................................................ 3 2.1.2.1. Bệnh đái tháo đường type 1 ......................................................................... 3 2.1.2.2. Bệnh đái tháo đường type 2 ......................................................................... 4 2.1.3. Nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh ....................................................................... 4 2.1.3.1. Bệnh đái tháo đường type 1 ......................................................................... 4 2.1.3.2. Bệnh đái tháo đường type 2 ......................................................................... 5 2.2 KHÁI QUÁT VỀ TINH BỘT .................................................................................... 6 2.2.1 Giới thiệu về tinh bột ........................................................................................... 6 2.3 SƠ LƯỢC VỀ ENZYME .......................................................................................... 7 2.3.1 Enzyme -amylase .............................................................................................. 7 iv Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 2.3.1.1 Giới thiệu chung về α-amylase ..................................................................... 7 2.3.1.2 Đặc tính của enzyme α-amylase ................................................................... 7 2.3.1.3 Cơ chế tác dụng của enzym α-amylase trong phản ứng thủy phân ................ 8 2.4.1 Phân loại .............................................................................................................. 9 2.4.2 Đặc điểm hình thái ............................................................................................... 9 2.4.3 Phân bố ................................................................................................................ 9 2.4.4. Thành phần hóa học và dược chất ..................................................................... 10 2.4.4.1. Thành phần hóa học của trái Nhàu............................................................. 10 2.4.4.2 Thành phần hóa học của rễ Nhàu ................................................................ 11 2.4.5 Tình hình nghiên cứu về cây Nhàu (Morinda citrifolia L.) .................................. 11 2.4.5.1 Các nghiên cứu trong nước ......................................................................... 11 2.4.5.2 Các nghiên cứu ngoài nước ........................................................................ 12 CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN PHƯƠNG PHÁP ........................................................ 13 1. Phương tiện ............................................................................................................... 13 1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện ............................................................................ 13 1.2. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị .......................................................................... 13 1.2.1 Mẫu vật ......................................................................................................... 13 1.2.2 Các thiết bị sử dụng ...................................................................................... 13 1.2.3 Hóa chất........................................................................................................ 13 2. Phương pháp thí nghiệm ............................................................................................ 14 2.1 Phương pháp trích cao trái Nhàu bằng dung môi ethanol....................................... 14 2.2 Khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase của acarbose. .................................. 15 2.3 Khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao trái Nhàu. ........................... 15 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 17 v Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 1. Phương pháp ly trích ................................................................................................. 17 1.1 Xác định độ ẩm của mẫu trái. ................................................................................ 17 1.2 Kết quả sau khi cô quay ........................................................................................ 17 2. Kết quả khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase của thuốc acarbose .................. 18 3. Kết quả khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao chiết trái xanh ở các nồng độ khác nhau............................................................................................................ 19 4. Kết quả khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao chiết trái chín ở các nồng độ khác nhau .................................................................................................................... 23 5. So sánh khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao trái xanh và cao trái chín .......... 26 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. 27 1. Kết luận .................................................................................................................... 27 2. Kiến nghị .................................................................................................................. 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 28 vi Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Cô quay trái Nhàu loại ethanol dưới áp suất thấp .......................................14 Hình 2: Khả năng ức chế của thuốc acarbose đến hoạt động của enzyme α-amylase ............................................................................................18 Hình 3: Đường chuẩn khả năng ức chế của acarbose đến hoạt động của enzyme α-amylase ............................................................................................19 Hình 4: Khả năng ức chế của cao trái xanh đến hoạt động của enzyme α-amylase ..................................................................................................21 Hình 5: Khả năng ức chế của cao trái chín đến hoạt động của enzyme α-amylase ............................................................................................24 vii Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Độ ẩm của các mẫu trái Nhàu ....................................................................17 Bảng 2: Hiệu suất ly trích các mẫu cao trái Nhàu.. .................................................17 Bảng 3: Kết quả khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao trái xanh ..................20 Bảng 4: So sánh lượng chất ức chế có trong cao chiết trái xanh với lượng acarbose tương đương ..................................................................................22 Bảng 5: Kết quả khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao trái chín ...................23 Bảng 6: So sánh lượng chất ức chế có trong cao chiết trái chín với lượng acarbose tương đương ..................................................................................25 viii Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT WHO: World Health Organization HLA: Human Leucocyte Antigen ĐTĐ: Đái tháo đường TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh NXB: Nhà xuất bản DMSO: Dimethyl sulfoxid ix Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 TÓM LƯỢC Đái tháo đường là căn bệnh phổ biến của xã hội hiện nay, chữa khỏi bệnh đái tháo đường là mong đợi của nhiều người mắc bệnh. Hiện nay, bệnh ĐTĐ được kiểm soát bằng nhiều biện pháp song việc điều trị ĐTĐ bằng những dược liệu tự nhiên được xem là phổ biến hiện nay. Cây Nhàu (Morinda citrifolia L.) được dân gian biết đến như một loại thảo dược có thể chữa được nhiều bệnh. Do đó đề tài “Khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao chiết trái Nhàu (Morinda citrifolia L.)” được thực hiện nhằm đánh giá một cách khoa học về khả năng điều trị bệnh ĐTĐ của trái Nhàu. Các thí nghiệm về khả năng ức chế enzyme của cao chiết trái Nhàu được khảo sát và đánh giá với hai loại trái xanh và chín, thực hiện ở các mức nồng độ tăng dần như sau: 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20; 22,5; 25 mg/ml và nghiệm thức đối chứng nồng độ cao chiết bằng 0. Kết quả thí nghiệm cho thấy cao trái xanh ở mức nồng độ 25 mg/ml thì ức chế được 56,06 ± 2,274% enzyme α-amylase, trong khi đó ở mức nồng độ này thì cao trái chín cho hiệu suất ức chế enzyme α-amylase lên đến 86,24 ± 0,233%. Qua đó chứng minh cao chiết trái Nhàu có khả năng ức chế enzyme α-amylase với cao trái chín (86,24 ± 0,233%) cho hiệu suất ức chế cao hơn cao trái xanh (56,06 ± 2,274%), từ đó cho thấy có thể sử dụng cao chiết từ trái Nhàu để hỗ trợ điều trị bệnh ĐTĐ. Từ khóa: Bệnh đái tháo đường, enzyme α-amylase, cây Nhàu (Morinda citrifolia L.), acarbose. x Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU Bệnh đái tháo đường là một bệnh rối loạn chuyển hóa carbohydrate khi insulin của tụy bị thiếu hay giảm tác động trong cơ thể, biểu hiện bằng mức đường trong máu luôn cao. Bệnh ĐTĐ hiện là một trong những căn bệnh mãn tính nguy hiểm, ảnh hưởng đến sức khỏe của hàng triệu người và có tốc độ phát triển nhanh trên toàn cầu. Hậu quả nghiêm trọng của bệnh ĐTĐ là những biến chứng mà nó gây ra cho người bệnh, phần lớn người bệnh phải đối mặt với biến chứng mãn tính như biến chứng mạch máu, thần kinh và nhiều biến chứng khác, để lại cho gia đình và bản thân gánh nặng về chi phí điều trị. Theo công bố của tổ chức y tế thế giới (WHO) năm 2000 có khoảng 177 triệu người mắc bệnh ĐTĐ trên toàn thế giới, ước tính con số này sẽ tăng lên khoảng 215,6 triệu người mắc bệnh ĐTĐ vào năm 2010 (Tạ Văn Bình, 2006). Hiện nay, bệnh ĐTĐ được kiểm soát bằng nhiều cách như dùng thuốc duy trì lượng glucose ổn định trong máu, dùng thuốc hoạt hóa tiết insulin, ức chế tiêu hóa và hấp thu tinh bột… Một trong những loại thuốc điều trị bệnh ĐTĐ hiện nay là voglibose, acarbose, biguanie,… Tuy nhiên, nhìn chung các liệu pháp này cho hiệu quả thấp và gây nhiều tác dụng phụ. Ngày nay, việc sử dụng các loại thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên ngày càng được ưa chuộng bởi nó mang lại hiệu quả cao, ít tác dụng phụ cho người bệnh. Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên có hệ thực vật phong phú, trong đó có nhiều loài có dược tính chữa bệnh. Theo kinh nghiệm dân gian, cây Nhàu là một trong những cây có dược tính chữa bệnh. Đặc biệt trái Nhàu có tác dụng điều trị một số bệnh như cao huyết áp, đau bụng kinh, viêm khớp, bong gân, viêm loét dạ dày (Wang and Su., 2002), bên cạnh đó trái Nhàu còn có tác dụng hạ đường huyết. Do đó, đề tài “Khảo sát khả năng ức chế enzyme α-amylase của cao chiết trái cây Nhàu (Morinda citrifolia L.)” đã được thực hiện nhằm có đánh giá một cách khoa học về khả năng hạ đường huyết của trái Nhàu, với mục tiêu là “khảo sát khả năng ức chế 1 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 enzyme α-amylase của cao chiết trái Nhàu trong quá trình sinh hóa biến đổi tinh bột thành glucose”. 2 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG 2.1.1. Định nghĩa bệnh đái tháo đường Bệnh đái tháo đường là một bệnh rối loạn chuyển hóa nội tiết, đặc trưng bởi tình trạng tăng đường huyết mãn tính do tác dụng của insulin không hiệu quả hoặc khiếm khuyết tiết insulin của tụy (Đỗ Trung Quân, 2001). Đặc trưng của bệnh là tăng đường huyết mãn tính cùng với các rối loạn chuyển hóa carbohydrate, lipid, protein do thiếu insulin. Các rối loạn này có thể dẫn đến các tổn thương nhiều cơ quan như thận, mắt, thần kinh, tim và mạch máu (Nguyễn Huy Cường, 2005). 2.1.2. Phân loại bệnh đái tháo đường Bệnh ĐTĐ được chia làm hai loại là bệnh ĐTĐ type 1 và bệnh ĐTĐ type 2 (Nguyễn Huy Cường, 2005). 2.1.2.1. Bệnh đái tháo đường type 1 Bệnh đái tháo đường type 1, trước đây thường được gọi là đái tháo đường phụ thuộc insulin (IDDM), là một bệnh tự miễn. Hệ thống miễn dịch của cơ thể đã sinh ra các kháng thể chống lại và phá hủy tế bào β của tiểu đảo tụy sản xuất ra insulin. Sự thiếu hụt insulin dẫn đến tăng glucose máu và thường dẫn đến những biến chứng lâu dài (Nguyễn Thị Bay, 2007). Bệnh đái tháo đường type 1 là một trong những bệnh nguy hiểm phổ biến nhất ở lứa tuổi trẻ. Tỷ lệ mới mắc bệnh ĐTĐ type 1 ở lứa tuổi dưới 20 cao hơn tỷ lệ mắc các bệnh khác như ung thư, xơ hóa túi mật, cơ cứng bì, viêm khớp dạng thấp… Tỷ lệ mới mắc bệnh ĐTĐ type 1 hàng năm trong số người thuộc quần thể dưới 15 tuổi, thay đổi theo vùng địa lý và các yếu tố nòi giống, cao nhất khoảng 40/10.000 người ở Phần Lan đến 1/100.000 người ở các nước như Nhật Bản và Mexico. Những điều 3 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 tra ở Australia cho thấy tỷ lệ mắc bệnh là 14/100.000 người và có bằng chứng cho thấy tỷ lệ mới mắc bệnh ở khu vực này đang tăng lên, đến tuổi 20 có xấp xỉ 1/1.500 người và ở lứa tuổi trên 20 đã tăng lên đến 1/500 người (Tạ Văn Bình, 2007). Theo kết quả điều tra dịch tễ về bệnh ĐTĐ năm 2005 cho thấy tỷ lệ bệnh ĐTĐ ở Việt Nam là 4%, tỷ lệ rối loạn dung nạp glucose là 5,1% và tỷ lệ tiền ĐTĐ là 38,5% (Tạ Văn Bình, 2006). 2.1.2.2. Bệnh đái tháo đường type 2 Bệnh đái tháo đường type 2 được đặc trưng bởi sự kháng insulin (Zimmet et al., 2001), đối với những người mắc bệnh ĐTĐ type 2 thì cơ thể vẫn tiết insulin bình thường nhưng cơ thể không sử dụng được. Bệnh đái tháo đường type 2 thường không được chẩn đoán trong nhiều năm vì mức độ tăng glucose máu không trầm trọng, nhiều trường hợp chỉ được phát hiện tình cờ và bệnh thường xảy ra ở những người trên 40 tuổi (Nguyễn Thị Bay, 2007). 2.1.3. Nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh 2.1.3.1. Bệnh đái tháo đường type 1 Có các yếu tố dẫn đến bệnh ĐTĐ type 1 bao gồm yếu tố di truyền và yếu tố môi truờng (Đỗ Thị Minh Thìn, 2010).  Yếu tố di truyền Bệnh ĐTĐ type 1 được phát triển qua hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Tạo đáp ứng tự miễn hằng định với tế bào đảo tụy, biểu hiện bởi sự xuất hiện các tự kháng thể GAD65, IAA, ICA, IA-2 (Đỗ Thị Minh Thìn, 2010). Giai đoạn 2: Bệnh tiến triển từ đáp ứng tự miễn với tế bào đảo tụy sang ĐTĐ type 1. Kháng nguyên bạch cầu DR3, DR4 có liên quan với ĐTĐ type 1 châu Á, châu Phi và châu Mỹ La tinh. Hệ thống kháng nguyên bạch cầu người (Human Leucocyte 4 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 Antigen: HLA) DR3 hoặc DR4 gặp ở 95% ĐTĐ type 1 so với 45-50% nhóm chủng tộc da trắng (Đỗ Thị Minh Thìn, 2010). Nghiên cứu những cặp sinh đôi đồng hợp tử cho thấy ảnh hưởng di truyền ở ĐTĐ type 1 ít gặp hơn là ở type 2. Chỉ có 30% những cặp sinh đôi giống hệt nhau bị ĐTĐ type 1 sẽ phát triển thành bệnh. Điều này cũng cho thấy yếu tố môi trường liên quan đến bệnh ĐTĐ. Ngược lại, cặp sinh đôi giống nhau của ĐTĐ type 2 dễ xảy ra trong vòng năm đầu tiên bị bệnh nhiều hơn là anh chị em ruột (Đỗ Thị Minh Thìn, 2010).  Yếu tố môi trường Bệnh ĐTĐ type 1 là hậu quả của sự nhiễm trùng, nhiễm độc làm tổn thương tụy, hệ thống miễn dịch tấn công và phá hủy tế bào β tụy. Yếu tố môi trường kết hợp với tổn thương chức năng tế bào đảo tụy bao gồm virus (quai bị, rubella, virus coxsackie B4), tác nhân độc hóa học và các chất độc hủy hoại tế bào khác như hydrogen cyanide (Đỗ Thị Minh Thìn, 2010). 2.1.3.2. Bệnh đái tháo đường type 2 Các yếu tố dẫn đến bệnh ĐTĐ type 2 bao gồm: yếu tố di truyền và yếu tố môi trường (Đỗ Thị Minh Thìn, 2010).  Yếu tố di truyền Yếu tố di truyền được xem như là một nguyên nhân dẫn đến bệnh ĐTĐ type 2 sau khi nghiên cứu ở các cặp song sinh giống nhau, nếu một người mắc bệnh ĐTĐ thì 100% người còn lại cũng mắc bệnh ĐTĐ (Đỗ Thị Minh Thìn, 2010).  Yếu tố môi trường Bệnh ĐTĐ type 2 thường xảy ra ở quần thể có nguy cơ cao khác nhau, bao gồm đề kháng insulin, gia tăng bất thường mô mỡ, như tăng insulin khi đói và sau ăn. Sự đề kháng insulin trong ĐTĐ type 2 là hậu quả của nhiều cơ chế bệnh sinh khác nhau. 5 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 Phần lớn cơ chế này có lẽ do hậu quả của rối loạn chuyển hoá như tăng glucose máu, tăng acid béo không – ester hoá. Những nghiên cứu gần đây trên quần thể tiền ĐTĐ, thấy rằng sự đề kháng insulin ở mô cơ xảy ra rất sớm trong quá trình phát triển của bệnh. Insulin receptor kinase hoặc phosphatase liên quan tới hoạt động insulin, chất chuyển vận glucose và tổng hợp glycogene (Đỗ Thị Minh Thìn, 2010). 2.2 KHÁI QUÁT VỀ TINH BỘT 2.2.1 Giới thiệu về tinh bột Tinh bột là chất trong nhóm carbohydrate, có chủ yếu trong các loại củ như khoai lang, khoai tây, khoai mì… Trong các hạt ngũ cốc, các loại hạt và có công thức tổng quát là (C6H12O6)n. Các loại tinh bột đều có 20-30% amylose và 70-80% amylopectin. Trong thực vật, tinh bột được xem là chất dự trữ năng lượng quan trọng (Nguyễn Đức Lượng, 2004). Amylose có trọng lượng phân tử 50.000 – 160.000 Da, được cấu tạo từ 200-1000 phân tử D-glucose nối với nhau bởi liên kết α-1,4-glucoside tạo thành một mạch xoắn dài không phân nhánh. Amylopectin có trọng lượng phân tử 400.000 đến hàng chục triệu Da, được cấu tạo từ 600-6000 phân tử D-glucose, nối với nhau bởi liên kết α-1,4-glycoside và α1,6-glycoside tạo thành mạch có nhiều nhánh. Tinh bột không tan trong nước lạnh nhưng khi bị đun nóng thì tinh bột sẽ bị hồ hóa và được gọi là hồ tinh bột. Dưới tác dụng của enzyme amylase, tinh bột bị thủy phân do các liên kết glycoside bị phân cắt. Sự thủy phân tinh bột bởi enzyme amylase xảy ra theo 2 mức độ dịch hóa và đường hóa. Kết quả của sự dịch hóa là tạo ra sản phẩm trung gian dextrin và khi dextrin tiếp tục bị đường hóa thì sản phẩm là maltose và glucose (Nguyễn Đức Lượng, 2004). Carohydrate trong thực phẩm là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng trong cơ thể con người. Rau và quả cũng là nguồn cung cấp tinh bột và tinh bột này một phần 6 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 đã được chuyển hóa thành disaccharide và glucose. Carbohydrate có mặt trong hầu hết các loại thực phẩm nhưng nguồn cung cấp chủ yếu là đường và tinh bột (Nguyễn Đức Lượng, 2004). 2.3 SƠ LƯỢC VỀ ENZYME 2.3.1 Enzyme -amylase 2.3.1.1 Giới thiệu chung về α-amylase Tên thay thế: 1,4-α-glucan 4-glucanhydrolase Mã số enzyme: EC 3.2.1.1 α-amylase (EC 3.2.1.1) là một enzyme quan trọng trong hệ thống tiêu hóa và xúc tác bước đầu tiên trong thủy phân tinh bột với một hỗn hợp của oligosaccharids nhỏ hơn bao gồm maltose, maltotriose, và một số α-(l-6) và α-(1-4) oligoglucans (Suha et al., 2011), do sự tác động lên các liên kết 1,4-O glycoside (Nguyễn Đức Lượng, 2004). 2.3.1.2 Đặc tính của enzyme α-amylase α-amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần acid amin khác nhau, mỗi loại α-amylase có một tổ hợp acid amin đặc hiệu riêng. Enzyme α-amylase là một protein giàu tyrosine, tryptophan, acid glutamic và aspartic. Tâm hoạt động chứa các nhóm -COOH, -NH2. α-amylase là một metaloenzyme, mỗi phân tử α-amylase đều có chứa 1-30 nguyên tử gam Ca/mol, nhưng không ít hơn 1-6 nguyên tử gam/mol. Canxi tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc 2 và bậc 3 của enzyme. Nếu phân tử α-amylase bị loại bỏ hết canxi thì nó sẽ hoàn toàn bị mất hết khả năng thủy phân cơ chất. Do đó, canxi còn có vai trò duy trì sự tồn tại của enzyme khi bị tác động bởi các tác nhân gây biến tính và sự phân hủy bởi các enzyme khác (Nguyễn Đức Lượng, 2004). 7 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 2.3.1.3 Cơ chế tác dụng của enzym α-amylase trong phản ứng thủy phân α-amylase có khả năng cắt đứt liên kết α-1,4 glycoside ở bất kỳ vị trí nào trên mạch tinh bột. Do đó α-amylase được gọi là enzyme nội phân (endoenzyme). Quá trình thủy phân tinh bột của enzyme α-amylase như sau: Giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa) chỉ một số cơ chất bị thủy phân nhanh tạo thành một lượng lớn dextrin phân tử thấp, độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh; Giai đoạn 2 (giai đoạn đường hóa) các dextrin phân tử thấp vừa được tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine. Các chất này bị thủy phân rất chậm bởi α-amylase cho tới disaccharide và monosaccharide (Nguyễn Đức Lượng, 2004). Dưới tác dụng của α-amylase, amylose bị thủy phân khá nhanh tạo thành olygosaccharide. Các olygosaccharide này bị phân cắt tiếp tục tạo ra các sản phẩm maltotetrose, maltotriose và maltose. Sau một thời gian dài, sản phẩm thủy phân của amylose chứa 13% glucose và 87% maltose (Nguyễn Đức Lượng, 2004). Tác dụng của α-amylase lên amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vì không phân cắt được liên kết α-1,6-glycoside ở chỗ mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu thì sản phẩm cuối cùng ngoài các đường nói trên (72% maltose và 19% glucose) còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose 8% (Nguyễn Đức Lượng, 2004). Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase, dung dịch hồ tinh bột sẽ bị làm loãng nhanh chóng và các dextrin sẽ được tạo thành cho phản ứng màu với iodine. Do đó, có thể xác định hoạt tính enzyme bằng cách đo độ nhớt của dung dịch hồ tinh bột hoặc xác định lượng tinh bột đã bị phân giải dựa vào phản ứng màu với iodine (Nguyễn Đức Lượng, 2004). 8 Luận văn tốt nghiệp đại học Sinh học k35 2.4 CÂY NHÀU (Morinda citrifolia L.) 2.4.1 Phân loại Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Phân lớp: Lamiidae Bộ: Gentianales Họ: Rubiaceae Giống: Morinda Loài: Morinda citrifolia L. Tên thuờng dùng: Nhàu (Đỗ Huy Bích, 2003). 2.4.2 Đặc điểm hình thái Nhàu là cây thân gỗ, có thể cao từ 6 m – 8 m. Lá Nhàu màu xanh lá cây sáng bóng dài khoảng 10 cm, rộng khoảng 7 cm, hơi dầy thịt, hình xoan hoặc bầu dục. Hoa Nhàu màu trắng hợp thành nhóm hoa đầu, đơn độc, nhỏ hình ống, mọc ở nách lá, vành hoa có lông. Trái Nhàu thuộc loại quả nhân cứng, có hình trứng, dài từ 3 – 6 cm rất nhiều thịt và có màu trắng ngà khi chín. Rễ Nhàu có chứa chất glucoside anthraquinonie gọi là morindin (C28H30O15) ở dạng tinh thể màu vàng, không tan trong ether, tan trong dung dịch kiềm cho màu vàng cam (Đỗ Tấn Lợi, 2005). 2.4.3 Phân bố Cây Nhàu có nguồn gốc từ Nam Á (Indonesia) và Úc Châu, phân bố ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam… Cây thường mọc ở độ cao từ 0 m – 500 m tính từ mực nước biển. Ở nước ta, cây Nhàu mọc nhiều ở những vùng ẩm thấp dọc theo bờ sông, suối, ao hồ hoặc mương rạch ở khắp các tỉnh miền Nam và một số tỉnh miền Trung (Đỗ Tấn Lợi, 2005). 9