菊苣根多酚氧化酶的酶学特性研究

【目的】研究菊苣根多酚氧化酶(PPO)酶学特性的影响因素,为菊苣根加工过程中酶促褐变的控制提供参考。【方法】以菊苣新鲜根为材料,从供试的3种三元酚、5种二元酚和4种单元酚底物中选出最佳反应底物,分析所选择底物的浓度、PPO提取液添加量、pH、温度及抑制剂对菊苣根PPO活性的影响,同时研究PPO的酶促动力学特征。【结果】菊苣根PPO的最适底物为焦性没食子酸,其最佳浓度为40mmol/L,菊苣根PPO的最适粗酶液添加量为0.4mL,最适pH和反应温度分别为7.0和35℃。PPO酶促反应动力学符合米氏方程,酶促反应的动力学米氏常数为0.39mmol/L,最大反应速率为217.39U/min。控制pH在4.8以下,采用0.4mmol/L柠檬酸和0.8mmol/L L-抗坏血酸复配,90℃处理10min或者100℃处理6min,均可基本抑制菊苣根PPO的活性。【结论】通过选择合适的pH和温度,同时结合化学抑制剂调控菊苣根PPO活性,可以减少菊苣根加工过程中的酶促褐变,从而提高加工产品的品质。     

漆酶对苹果酚类物质的催化特性

【目的】研究白腐菌漆酶对苹果多酚类物质的催化特征,为开发新型具有生物活性的色素物质提供理论依据。【方法】采用单因素和正交组合试验确定白腐菌漆酶对苹果多酚酶促氧化的最佳条件,并对氧化产物的稳定性进行分析;然后对酚类氧化产物进行HPLC分析,初步确定产物组分,最后分析了苹果多酚及其氧化产物对.OH和DPPH.的清除作用。【结果】①漆酶对苹果多酚的最佳酶促氧化条件为:反应温度55℃,pH 5.5,苹果多酚质量浓度2.5 mg/mL,漆酶浓度3.5 U/mL。②氧化产物在363 nm处有最大吸收峰,对温度和光照不敏感,随着pH增大颜色加深。③HPLC分析表明,模式底物儿茶酚、表儿茶素、儿茶素分别能产生2,2,4种氧化产物。④抗氧化活性研究表明,质量浓度较高时,苹果多酚氧化产物对.OH和DPPH.的清除作用强于苹果多酚,且在一定质量浓度范围内呈现量效关系。在氧化产物质量浓度为500μg/mL时,对.OH的清除率最高,达85.42%;在氧化产物1 000μg/mL、反应时间为60 min时,对DPPH.的清除率最高,达94.32%。【结论】优化了漆酶催化苹果多酚氧化的工艺条件,苹果酚类物质经漆酶催化氧化后形成了新的可溶性、光热稳定性的有色产物,高质量浓度下产物的抗氧化活性较原提取物增强。     

无核白绿葡萄干清洗前后酚类物质变化及其与酶促褐变的关系

【目的】分析无核白绿葡萄干清洗前后酚类物质含量变化及其与酶促褐变的关系,为研究葡萄干清洗褐变机理提供理论依据。【方法】检测无核白绿葡萄干清洗前后酚类物质的含量变化,分析酚类物质与葡萄干多酚氧化酶反应的活性变化,判断参与酶促反应的底物,采用相关性方法,分析影响葡萄干清洗褐变的主要酚类物质。【结果】无核白绿葡萄干清洗前后有质量变化的酚类物质有槲皮素、儿茶素、咖啡酸、山奈酚、P-香豆酸、绿原酸、阿魏酸、原儿茶酸、香草酸、龙胆酸、芥子酸、丁香酸、没食子酸。其中槲皮素、绿原酸、咖啡酸、P-香豆酸、山奈酚、儿茶素为葡萄干清洗前后参与酶促褐变的主要酚类物质。【结论】无核白绿葡萄干清洗前后,葡萄干褐变度与槲皮素,咖啡酸,山奈酚,儿茶素含量呈显著性相关。     

多酚氧化酶酶促氧化白藜芦醇研究

以白藜芦醇作为PPO的底物进行氧化反应,利用HPLC检测氧化产物,探究白藜芦醇的酶促反应的最适条件和代谢产物的生物活性.结果表明酶促反应的最佳条件为pH值5.5、温度5℃、底物浓度7.2 mmol/L.氧化产物比较多,可能为醌类物质,但结构不是很稳定.     

浓缩苹果汁酶促褐变及其控制

酶促褐变是引起苹果浓缩汁色值降低、品质劣变的主要原因之一。介绍了浓缩苹果汁酶促褐变的三个必要生化条件：酚类物质、多酚氧化酶(PPO)和氧气，并综述了浓缩果汁生产中酶促褐变的控制方法，加热钝化酶、调节pH值、添加酶或底物的抑制剂、使用吸附树脂、添加漆酶等，均能有效控制浓缩果汁的酶促褐变，提高浓缩果汁的品质。     

根皮苷对平邑甜茶幼苗生理特性的影响

 【目的】探讨不同浓度根皮苷对平邑甜茶幼苗生理特性的影响。【方法】以平邑甜茶幼苗为试材，研究砂培条件下，不同浓度根皮苷对幼苗生物量和生理特性的影响。【结果】根皮苷浓度为0.001 mmol•L-1时促进幼苗生长，浓度达到1 mmol•L-1时开始抑制幼苗的生长，降低了干物质积累。随着处理浓度的增加，抑制作用加强。用浓度为1 mmol•L-1的根皮苷处理幼苗，叶片和根尖的超微结构受到破坏。保护性酶活性在处理初期提高，随着根皮苷浓度的增加和处理时间的延长，超氧化物歧化酶（SOD）活性一直增加，过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性先上升后下降，丙二醛（MDA）含量增加，造成细胞膜伤害，膜脂过氧化。高浓度根皮苷降低了幼苗的光合速率和蒸腾速率。【结论】高浓度根皮苷对幼苗的生长有抑制作用，是造成重茬障碍的重要因素。     

多酚氧化酶在荔枝果皮花色素苷降解中的作用

 【目的】荔枝果皮褐变与花色素苷含量、多酚氧化酶（PPO）活性的关系极为密切,本研究的目的是探讨PPO催化花色素苷降解而引起果皮褐变的机理。【方法】利用纯化的荔枝果皮PPO、花色素苷、花色素、花色素的降解产物及固定化PPO,探讨PPO在花色素苷降解中的作用。【结果】纯化的荔枝果皮PPO虽不能催化花色素苷降解,但在邻苯二酚存在下,花色素苷被PPO迅速降解,并形成褐色产物;PPO可直接催化氧化荔枝果皮花色素及其降解产物并形成褐色产物;利用固定化PPO建立了PPO-酚-花色素苷反应系统,表明花色素苷的降解不依赖于PPO,而仅依赖于PPO催化形成的醌类物质。【结论】在荔枝果皮褐变过程中,首先是PPO催化氧化酚类物质、花色素及其降解产物形成相应的醌类物质,醌类物质进一步氧化花色素苷,导致花色素苷含量降低、褪色或变色。     

油包水(W/O)型微乳液中m-6菌木质素降解酶的研究

【目的】研究W/O十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系中,m-6菌株固态发酵后产生的胞外木质素降解酶漆酶(Lac)、木质素过氧化物酶(Lip)、锰过氧化物酶(Mnp)酶促反应的最佳反应条件。【方法】通过分别对Lip(以2,2′-连氮-二(3-乙苯基并噻唑-磺酸)为底物)、Mnp(以MnSO4为底物)和Lac(以藜芦醇为底物)3种木质素降解酶在W/O型CTAB微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系中的酶活测定,研究不同温度、pH和底物浓度对酶促反应的影响,探讨最佳反应条件,并比较两种反应体系下的酶活。【结果】在W/O型CTAB微乳液体系中,Lip、Mnp和Lac 3种酶酶促反应的最佳条件为:温度37℃、pH分别为4.5,4.5和3.5;在HAc-NaAc缓冲液体系中,3种酶酶促反应的最佳反应条件为:温度37℃,pH分别为5.0,5.0和4.0;在两种反应体系中的最佳反应底物浓度相同,即藜芦醇、MnSO4、2,2′-连氮-二(3-乙苯基并噻唑-磺酸)浓度分别为0.053,0.116,0.492 mmol/L。在W/O型CTAB微乳液中,Lip和Mnp酶活比其在HAc-NaAc缓冲液体系中分别提高了81.45%和36.75%,但Lac酶活却减少了2.914倍。【结论】得到了Lac、Lip和Mnp酶3种木质素降解酶在W/O型CTAB微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系中的最佳反应条件,为木质纤维素的生物降解奠定了基础。     

耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达及酶学性质研究

【目的】研究耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达,并检测其酶学性质,为耐热β-半乳糖苷酶的应用和工业化生产奠定基础。【方法】利用基因工程的原理和方法,将来源于嗜热脂肪芽孢杆菌的耐热β-半乳糖苷酶基因(bgaB)克隆到大肠杆菌pET表达系统(pET-28a(+)),并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达。将构建的重组菌(pET28a-bgaB)在含硫酸卡那霉素的液体LB培养基中以IPTG为诱导剂,对表达产物的最适反应温度、最适反应时间I、PTG诱导浓度、热稳定性及酶促动力学进行检测。【结果】成功构建了表达载体pET28a-bgaB,并测得耐热β-半乳糖苷酶的最适反应温度为65℃,最适反应时间为6 h,IPTG的最佳诱导浓度为1 mmol/L,且具有良好的热稳定性;在诱导后6 h,耐热β-半乳糖苷酶的表达量占菌体总可溶性蛋白的20%,表达效率较高;对透析蛋白进行蛋白质定量,蛋白质量浓度为0.75 mg/mL,透析蛋白的耐热β-半乳糖苷酶活性为75 U/mL,比活性为100 U/mg;酶促动力学研究表明,耐热β-半乳糖苷酶的反应常数为0.398μmol/mL,最大反应速度为27.435μmol/(min.mL)。【结论】耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中得到成功表达,并且在很大程度上提高了耐热β-半乳糖苷酶的活性。     

根皮苷对平邑甜茶根系TCA循环酶的影响

【目的】研究平邑甜茶根系TCA循环对根皮苷的响应,为深入探讨根皮苷等酚酸类物质在苹果连作障碍中造成的伤害机理提供参考。【方法】以根皮苷和根皮苷﹢KMnO4(两者摩尔浓度比4﹕1)处理盆栽平邑甜茶植株,测定根系呼吸速率、TCA循环相关的9种酶活性、根皮苷的含量。【结果】4 mmol•L-1根皮苷处理抑制了根系基础呼吸速率,显著抑制了柠檬酸合酶(CS)、顺乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶 (ICDH)、琥珀酸硫激酶(SCS)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、延胡索酸酶(FUM)、苹果酸脱氢酶(MDH)的活性。根皮苷﹢KMnO4处理显著提高了CS、顺乌头酸酶、MDH活性,分别是对照的3.79倍、1.27倍、1.11倍;也不同程度地提高了SCS、ICDH、SDH和FUM活性。4 mmol•L-1根皮苷处理显著提高了α-酮戊二酸脱氢酶系(α-KGDH)和丙酮酸脱氢酶系(PDH)的活性,而根皮苷﹢KMnO4处理明显降低了α-KGDH和PDH的活性但仍明显高于对照水平。根皮苷﹢KMnO4处理土壤中根皮苷的含量显著低于根皮苷处理。【结论】4 mmol•L-1根皮苷抑制平邑甜茶根系呼吸速率,降低根系TCA循环7种酶活性,1 mmol•L-1 KMnO4能缓解上述不利影响。     

苹果加工品种果实中的酚类物质与褐变

 【目的】研究加工苹果品种的酚类物质组成及其与果实褐变的关系，为选择加工品种和加工工艺提供依据。【方法】利用Folin-C法和高效液相色谱法等测定分析了10个苹果加工品种（4个酿酒品种、6个制汁品种）的果实酚类物质组成、果实褐变度及多酚氧化酶活性。【结果】果实中酚类物质的含量和比例因品种类型而异，苦涩酿酒苹果总酚含量高于甜或酸苹果。原花青素、绿原酸、表儿茶素及儿茶素是苹果果肉中含量较高的酚类物质，苹果特征酚类物质根皮苷在苦绯甘品种中大量存在。果实的褐变度与总酚、原花青素、儿茶素和根皮苷相关性较高，绿原酸与果实的褐变度相关性较低。【结论】酚类物质含量与苹果加工品种类型有关，酿酒品种的总酚含量高于制汁品种。果实中黄烷-3-醇含量对褐变度影响较大。     

基于代谢组学分析丝瓜果肉褐变过程酚酸类物质变化

【目的】褐变是影响丝瓜商品价值的主要因素,酚酸类物质代谢是导致褐变的主要原因。研究丝瓜褐变过程酚酸类物质变化有助于深入了解丝瓜褐变的生理机制,为丝瓜的贮藏和加工、品种选育和种质资源利用提供依据。【方法】以耐褐变丝瓜品种‘2D-2’和易褐变丝瓜品种‘35D-7’为试验材料,测定其鲜切后放置不同时间的褐变程度、总酚含量和多酚氧化酶活性,并借助超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）联用的方法对沸水浴褐变前后的丝瓜果肉样品进行代谢组学分析。【结果】鲜切褐变处理后,2个品种丝瓜果肉中的多酚含量及多酚氧化酶活性均有所增加。与‘2D-2’相比,丝瓜品种‘35D-7’的褐变程度较重,放置24 h后的总酚含量约为‘2D-2’的3倍以上;多酚氧化酶活性在放置12 h时最高,达174.23 U·g^-1·min^-1。通过代谢组学对易褐变丝瓜品种‘35D-7’酶促褐变反应底物及褐变前后的差异代谢物进行分析,经检测共获得420种代谢物,其中229种为差异代谢物。经褐变处理后,140种差异代谢物含量显著下降,89种升高。KEGG通路富集分析结果表明,苯丙素类生物合成、脯氨酸代谢和类黄酮生物合成等代谢途径中的代谢物含量发生了显著变化。代谢组定性定量分析结果发现,供试样品丝瓜果肉中鉴定出的酚酸类物质中对香豆酸含量最高,其次是松柏苷和龙胆酸。经褐变处理后,共有35种差异代谢物被鉴定为酚酸类代谢物。其中,松柏醛、3-氨基水杨酸和咖啡酸苯乙酯的含量下降最明显。相反地,紫丁香苷、2,5-二羟基苯甲酸O-己糖苷和异绿原酸A的含量显著提高,log2变化倍数达10以上。【结论】易褐变丝瓜品种‘35D-7’果肉中的主要酚类物质为对香豆酸,参与丝瓜‘35D-7’果肉褐变过程的主要酚酸类代谢物有松柏醛、紫丁香苷和异绿原酸A等。     

Polyphenolic Compound and the Degree of Browning in Processing Apple Varieties

Polyphenolic compound in processing apple （Malus domestica Borkh.） varieties and the relationship between polyphenol content and enzymatic browning were studied to provide reference for raw material selection and processing method optimization. The content of polyphenol compound in 10 processing apple varieties （4 cider and 6 juice varieties） were analyzed using the Folin-Ciocalteu method and HPLC. The degree of browning and the activities of polyphenol oxidase were also studied. The content and proportion of the polyphenol varied depending on the variety. Bitter varieties globally showed a higher polyphenol concentration than sweet or acid varieties. Proanthocyanidins, chlorogenic acid, （＋）-catechin, （-）-epicatechin were high-concentrated polyphenols in apple fruits. Phloridzin, the unique polyphenol of apple, was abundant in the bitter variety Frequin rouge fruit. Total polyphenols, proanthocyanidins, （＋）-catechin, and phloridzin had higher correlations with browning. The correlation was low between chlorogenic acid and browning. The polyphenolic profiles were correlated with the apple types. Cider apples contained more polyphenol than juice apple varieties. The content of flavan-3-ol has a close relationship with fruit browning.     

新疆葡萄干多酚超声波辅助提取工艺响应面法优化研究

【目的】研究Box-Behnken试验设计结合响应面分析法优化葡萄干中多酚的提取工艺。【方法】在超声波辅助条件下,采用单因素试验确定乙醇浓度、料液比、提取时间、提取温度的最佳范围,采用响应面法设计,测定以上4个因素3水平的多酚提取率,得到多酚超声波辅助提取的最佳工艺并进行验证。【结果】葡萄干多酚最佳提取工艺乙醇浓度为54%、料液比68∶1(mL/g)、提取时间35 min、提取温度75℃。验证试验中葡萄干多酚的含量为3.599 2 mg/g,差值为0.064 2 mg/g。暗反应时间确定为40 min。葡萄干中SP522含量最高,达到3.94 mg/g,主要品种中无核紫葡萄干含量最高,达到2.08 mg/g。【结论】优化的葡萄干多酚提取工艺易操作、合理。     

UV-C处理对鲜切‘皇冠’梨褐变的影响

【目的】探索UV-C预处理后鲜切和鲜切后UV-C辐照两种方式对鲜切梨褐变的控制效果及其生理机制,为鲜切梨的贮藏保鲜以及扩大UV-C在果蔬方面的应用提供理论依据。【方法】以鲜切‘皇冠’梨为研究对象,分别在鲜切前、后采用UV-C（有效波长254 nm）辐照处理5 min,分析在5℃贮藏过程中,两种方式UV-C处理后鲜切梨的褐变程度（BI）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、总酚含量、抗氧化相关酶（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化酶APX、谷胱甘肽还原酶GR）活性、H₂O₂和丙二醛（MDA）含量以及非酶抗氧化能力（DPPH、ABTS自由基清除能力和还原能力）的变化。【结果】与对照相比,两种UV-C处理均能显著抑制鲜切梨的褐变,其中鲜切后UV-C处理控制效果更好。两种UV-C处理均不同程度提高鲜切梨的PPO活性、降低PAL活性和总酚含量,同时提高鲜切梨的抗氧化酶活性以及非酶抗氧化能力,抑制了H₂O₂和MDA的积累。相关性分析显示,鲜切梨的BI值与CAT、APX和GR活性以及非酶抗氧化能力呈极显著负相关（P<0.01）,与H₂O₂和MDA含量呈极显著正相关（P<0.01）。【结论】UV-C处理主要通过提高鲜切梨的抗氧化防御能力从而延缓贮藏过程中的表面褐变,两种处理方式相比,鲜切后UV-C处理更能有效提高鲜切梨的抗氧化能力,对褐变控制效果更好。     

赛买提杏多酚氧化酶特性的研究

[目的]多酚氧化酶(PPO)会对杏加工生产产生重大影响,它不仅影响杏加工产品如杏酱等的色泽,而且也影响其品质,特别是在制作杏茶、杏汁饮料的过程中更为突出.所以,准确测定PPO活性,具有重要的生理和现实意义.[方法]以新疆主栽赛买提鲜杏为原料,对杏组织中PPO的特性进行了研究.[结果]杏多酚氧化酶最适反应pH为6.0,最适反应温度为25℃;杏多酚氧化酶的最适反应波长为400 nm,最适反应时间为6 min,当酶加入量为0.4 mL时,酶活性最大;60～80℃处理10 min,酶基本失活.[结论]丙酮粉与pH为6.0的磷酸缓冲液反应6 min,离心后制得粗酶液;一定量的磷酸缓冲液和邻苯二酚在25℃下保温10 min,添加0.4 mL酶液,在400 nm波长下,测定的PPO活性较为准确.     

D-异抗坏血酸钠在橄榄汁中的护色效果

【目的】探讨D-异抗坏血酸钠在橄榄果汁中的护色效果,为橄榄果饮料、橄榄果酒等的生产提供科学依据。【方法】以新鲜橄榄为原料,经破碎、取汁后用D-异抗坏血酸钠进行处理,通过单因素试验和正交试验优化D-异抗坏血酸钠的使用浓度、处理温度、处理时间和pH等抑制橄榄果汁褐变的工艺参数。【结果】一定浓度的D-异抗坏血酸钠可有效抑制橄榄果汁发生褐变,而处理温度、时间及pH对D-异抗坏血酸钠的作用效果也有较大影响,其最佳工艺条件为：D-异抗坏血酸钠浓度180 mg/L,温度35℃,时间50 min,pH 3。经护色处理后可获得色泽黄褐、清澈透明的橄榄果汁。【结论】在一定的浓度、温度、时间和pH条件下,D-异抗坏血酸钠对橄榄果汁有明显的防褐变作用,为橄榄果饮料、橄榄果酒等产品的进一步开发奠定了基础。     

酶法制备杏皮渣汁工艺条件的研究

【目的】研究利用果胶酶和纤维素酶酶解杏皮渣制备皮渣汁最佳工艺条件。【方法】采用单因素试验和正交试验,研究果胶酶用量、纤维素酶用量、酶解温度、酶解时间对杏皮渣出汁率、浸提汁可溶性固形物含量的影响。【结果】杏皮渣制汁的最佳条件是:果胶酶用量0.5%、纤维素酶用量2%、酶解温度49℃、酶解时间4h。出汁率为73.41%,比空白提高15.75%,可溶性固形物质量为22.88 g,比空白对照相比提高9.14 g。【结论】采用果胶酶和纤维素酶,能提高杏皮渣出汁率和可溶性固形物含量,改善杏皮渣制汁效果。