蘋果梨中多酚氧化酶酶學(xué)特性的研究

1、園藝學(xué)報2002,29(3:261262Acta H orticulturae S inica 收稿日期:2001-12-24;修回日期:2002-03-25基金項目:黑龍江省自然科學(xué)基金資助項目(C9737蘋果梨中多酚氧化酶酶學(xué)特性的研究程建軍1馬鶯1楊詠麗1凌海波2焦明晶1莊嚴1(1東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,哈爾濱150030;2北大綠色科技有限公司,北京100871摘要:以蘋果梨中的多酚氧化酶為研究對象,對其酶的活性變化及其特性的研究表明,蘋果梨中的多酚氧化酶的最適pH 值是4.6,最適溫度是40;亞硫酸氫鈉、維生素C 、檸檬酸對蘋果梨中多酚氧化酶的抑制作用依次減弱,硫酸鈉幾乎無抑制作用。不

2、同底物和同底物不同濃度影響多酚氧化酶特性。關(guān)鍵詞:蘋果梨;多酚氧化酶;特性中圖分類號:S 661.2文獻標識碼:A 文章編號:05132353X (200203202612021目的、材料與方法蘋果梨是吉林特產(chǎn),品質(zhì)上等,極耐貯藏,但加工時極易褐變,影響了商品價值和經(jīng)濟價值。而梨中的多酚氧化酶(PPO 是引起褐變的主要因素之一。PPO 能催化各種酚類物質(zhì)氧化成為醌,然后再聚合成黑色素,并隨時間的延長而逐漸變黑。目前國內(nèi)對于蘋果梨褐變的研究多數(shù)處在對采前栽培的管理上,對采后的酶促褐變研究較少。作者以蘋果梨為對象,研究多酚氧化酶的最適pH 值,最適溫度和酶的熱穩(wěn)定性,不同底物和相同底物不同濃度對P

3、PO 活力的影響以及酶促褐變的抑制劑和酶反應(yīng)動力學(xué),為今后定量控制蘋果梨中酶促褐變提供理論依據(jù)。蘋果梨(Pyrus Pyrifolia Nakai 購于黑龍江省東寧。PPO 的提取、活化和測定參照文獻1。以單位時間內(nèi)單位體積的酶OD 值變化0.001為一個酶活力單位1。pH 值、溫度、底物、抑制劑對PPO活力影響的測定參照文獻13。2結(jié)果與分析2.1pH 值、溫度對PPO 活性的影響從圖1分析:蘋果梨中PPO 的最適pH 值為4.6,當pH 值低于或高于4.6時,PPO 的活性逐漸下降,但pH 值大于4.6時,其活性下降較慢,當pH 9.0時,PPO 的活性只為最大值的24%。這主要是因為蘋果

4、梨PPO 是一種含銅的蛋白質(zhì),其作用機制在于氧化還原作用。當pH 值較低時,一方面,酶中的銅被解離出來,使酶失活;另一方面,酸性較低,蛋白質(zhì)變性也使酶失活,堿性環(huán)境下銅與酶蛋白脫離,生成不溶性Cu (OH 2,也會使酶失活2,3。因此加工過程中調(diào)整pH 值可減少褐變的發(fā)生。圖1pH 值對PPO 活性的影響Fig.1E ffect of pH value on PPO 圖2溫度對PPO 活性的影響Fig.2E ffect of temperature on PPO 如圖2所示,蘋果梨PPO 活性最適溫度為40,在1025時隨著溫度的升高PPO 活性逐漸增大,3050保持較高的活性,至65時受到明

5、顯的抑制。這是因為1040PPO 酶促反應(yīng)的加快起主導(dǎo)作用,但溫度繼續(xù)升高時,高溫對酶蛋白的破壞起主導(dǎo)作用,PPO 的活性呈下降趨勢,至溫度更高時酶失去活性2,3。因此,果蔬加工中經(jīng)常采用熱燙的方法使PPO 失活,減少褐變。2.2底物對PPO 活性的影響由圖3分析:當?shù)孜餄舛仍诘头秶鷥?nèi),隨著濃度的增加,PPO 保持較高活性;底物濃度繼續(xù)增加,PPO 活性達到一個極限后呈現(xiàn)下降趨勢,這是高濃度底物對PPO 活性起了抑制作用的結(jié)果。從圖3還可以看出酶對鄰苯二酚的催化能力高于綠原酸,因為綠原酸有較大的取代基團,加強電子的誘導(dǎo)效應(yīng),使綠原酸與PPO 的結(jié)合能力變小3 。圖3底物對PPO 活性的影響Fi

6、g.3E ffect of zymolytes on PPO 圖4抑制劑對PPO 活性影響Fig.4E ffect of inh abitors on PPO2.3抑制劑對PPO 活性的影響不同抑制劑對蘋果梨PPO 的活性抑制作用有差異(圖4。NaHS O 3的抑制效果最為顯著,褐變率明顯降低。分析其原因主要是NaHS O 3在微酸條件下水解產(chǎn)生二氧化硫,有效地抑制了PPO 的活性2。但由于亞硫酸鹽及其分解產(chǎn)生的二氧化硫?qū)θ梭w的健康有害,使用上受到限制。維生素C 對蘋果梨PPO 的活性也起到了明顯的抑制作用,機理可能是將醌還原成酚或其自身被氧化,消耗了氧氣,抑制了酶促褐變的發(fā)生。且維生素C 是

7、水果中的成分,因此在工業(yè)生產(chǎn)中可以廣泛地應(yīng)用。隨著檸檬酸量的增大,蘋果梨PPO 的活性呈下降趨勢,這與許多研究結(jié)果是一致的。硫酸鈉對PPO 的活性沒有抑制作用,這是由于硫酸鈉不具有氧化還原特性。蘋果梨中PPO 的最適pH 值為4.6,最適溫度為40;當?shù)孜餄舛容^低時,隨濃度的增大,PPO 活性呈上升趨勢,但當?shù)孜锏臐舛瘸^最佳結(jié)合點時,反而對酶起抑制作用,隨底物的濃度增大,PPO 的活性降低。PPO 對鄰苯二酚的催化能力要高于綠原酸;蘋果梨中PPO 活性受抑制劑影響,維生素C 、亞硫酸氫鈉的作用強,其中亞硫酸氫鈉的作用最強,而硫酸鈉幾乎沒有作用。參考文獻:1C oseteng M Y,Lee

8、C Y.Changes in apple polyphenoloxidase and concentrations in relation to degree of browning.Journal of F ood Science ,1987,52(4:985989Study on Characteristics of Polyphenol Oxidase in Pingguoli PearCheng Jianjun 1,Ma Y ing 1,Y ang Y ongli 1,Ling Haibo 2,Jiao Mingjing 1,and Zhuang Y an 1(1Northeast A

9、gricultural Univer sity ,Food Science Department ,Harbin 150030,China ;2Peking Univer sity Green Technology Co.Ltd ,Beijing 100871,China Abstract :The experiment studied on the P olyphenol oxidase (PPO extracted from Pingguoli Pear.The change of PPO activity and characteristics showed that the optimal pH of PPO is 4.6,and optimal tem perature is40.The inhibition of the inhibitors is in the following order :s odium bisulphate ,Vitamin C ,citric acid ,s odium sulfate.The effect of differ