Prévention du brunissement enzymatique de l’aubergine violette (Solanum melongena L.) par traitement thermique : analyses cinétiques et thermodynamiques Prevention of enzymatic browning of violet eggplant (Solanum melongena L.) by heat treatment: kinetic and thermodynamic analyses

Abstract

Le brunissement enzymatique est associé à l'action des polyphénol oxydases (PPO) et des peroxydases (POD). Les produits de ces enzymes provoquent des changements indésirables de couleur et de saveur des aubergines transformées. Une dopamine oxydase responsable du brunissement enzymatique a été isolée de l’aubergine violette (Solanum melongena L.). Ainsi, l’inactivation thermique et l’analyse thermodynamique ont été étudiées sur une base cinétique afin de contrôler ce phénomène physiologique. Les études cinétiques ont montré que l’inactivation thermique de l’activité dopamine oxydase de l’aubergine violette suivait une cinétique de premier ordre aux températures comprises entre 35 – 80 °C, avec des constantes de vitesse (k) comprise entre 0,0101 ± 0,0001 et 0,0865 ± 0,0004 min-1. Les temps de réduction décimale (D) et k ont diminué et augmenté respectivement avec l’augmentation de la température, indiquant une inactivation plus rapide de la dopamine oxydase à des températures plus élevées. Les résultats suggèrent que dopamine oxydase est une enzyme relativement thermostable avec une constante de résistance (Z) de 50.25 ± 0,7 °C et une énergie d'activation (Ea) de 40.65 ± 0,6 kJmol-1. Les résultats thermodynamiques ont indiqué que les réactions d'oxydation étaient : non spontanées (ΔG > 0), légèrement endothermiques (ΔH > 0) et réversibles (ΔS < 0). Ces données cinétiques peuvent être utilisées dans la prévention du brunissement enzymatique de la pulpe d’aubergine violette par l'inactivation thermique de l'enzyme.

Enzymatic browning is associated with the action of polyphenol oxidases (PPO) and peroxidases (POD). The products of these enzymes cause undesirable changes of color and flavor of processed eggplant products. A dopamine oxidase responsible for enzymatic browning was isolated from violet eggplant (Solanum melongena L.). Thus, thermal inactivation and thermodynamic analysis were studied on a kinetic basis to control this physiological phenomenon. Kinetic studies showed that thermal inactivation of dopamine oxidase activity in purple eggplant followed first-order kinetics at temperatures between 35 - 80 °C, with speed constants (k) values between 0.0101 ± 0.0001 and 0.0865± 0.0004 min-1. The decimal reduction times (D) and k values decreased and increased, respectively, with increasing temperature, indicating more rapid inactivation of dopamine oxidase at higher temperatures. The results suggest that dopamine oxidase is a relatively thermostable enzyme with a resistance constant (Z) value of 50.25 ± 0.7 °C and an activation energy (Ea) of 40.65 ± 0.6 kJmol-1. Thermodynamic results indicated that the oxidation reactions were: non-spontaneous (ΔG > 0), slightly endothermic (ΔH > 0), and reversible (ΔS < 0). These kinetic data can be used in the prevention of enzymatic browning of purple eggplant pulp by thermal inactivation of the enzyme.