荔枝、龙眼采后酶促褐变反应化学机理研究进展

荔枝、龙眼采后果皮极易褐变,主要是果皮细胞中多酚氧化酶（PPO）与酚类底物的酶促反应所致。文章系统综述了荔枝与龙眼果实采后PPO酶促褐变机理、褐变底物种类确定与化学结构鉴定、外界条件对酚类底物性质的影响及贮藏期间底物含量变化规律等方面的研究进展,发现除花色素苷类物质外,有关荔枝、龙眼果皮中其他酚类褐变底物理化性质的研究鲜见报道。今后需进一步研究探讨有关酶促褐变底物种类及其化学结构鉴定、外界环境因素如何影响PPO底物性质和酶活性变化、外界环境因素与不同品种褐变过程差异的关系、贮运期间PPO底物含量的变化规律等,为控制荔枝、龙眼果实采后贮运过程中果皮酶促褐变提供理论依据。     

龙眼果实果皮褐变与主要褐变底物及酶活性的关系

以广西主栽龙眼品种"石硖","储良"和"大乌圆"为试材,分别研究这些品种的果实在低温条件下,贮藏期间果皮褐变度与主要褐变底物和酶活性的变化。研究结果表明:4℃冷藏条件下龙眼果皮的褐变度与褐变底物的变化和过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性的变化相一致,且PPO、POD活性高的龙眼品种果实易出现褐变。     

鸡腿菇多酚氧化酶动力学特性

以邻苯二酚(C6H6O2)为底物,采用分光光度法在波长398nm下测定鸡腿菇Coprinus comaus多酚氧化酶(PPO)活性,分析其pH值、温度及底物浓度等因素对PPO活性的影响.结果表明,鸡腿菇PPO活性的最适pH值4.0～5.0,最适温度20℃,在沸水浴30s后酶基本被钝化.鸡腿菇酶促褐变反应的动力学符合米氏方程,米氏常数Km为0.64mol·L-1,最大反应速度vmax为0.08U·min-1.对鸡腿菇不同部位的PPO活性分析表明,菌盖PPO活性＞菌柄(上)＞菌柄(下).     

浸钙、辐射和温烫处理对冷藏龙眼果皮褐变的影响

采用正交试验设计法,对龙眼(Dimocarpus longan)果实经过浸钙、紫外线B区(UV-B)辐射和温烫处理,探讨3因素处理后对低温冷藏龙眼果皮褐变的影响。结果表明,浸钙和温烫处理能有效地抑制果皮褐变,而UV-B辐射处理则在后期具有良好的抑制果皮褐变效果;各因素处理均降低了果皮丙二醛(MDA)含量;温烫处理有效抑制果皮PPO活性,浸钙处理在处理早期抑制果皮PPO活性,而UV-B辐射处理则提高了果皮PPO活性;各因素处理降低果皮过氧化物酶(POD)活性,不影响果皮过氧化氢酶(CAT)活性。可见,各因素处理能抑制果皮褐变和减轻果皮活性氧损伤,活性氧清除可能由其他非酶体系完成。     

姬松茸多酚氧化酶的动力学特性

测定了姬松茸不同部位的多酚氧化酶(PPO)活性,研究了不同pH、温度、底物浓度和抑制剂对PPO活性的影响,并建立酶促褐变反应动力学方程.结果表明:在邻苯二酚为底物的条件下,姬松茸PPO的最适pH为6.4,最适温度为30℃,米氏常数(Km)为6.23×10-3mol.L-1,最大反应速度(Vmax)为1.42 mol.L-1.min-1;柠檬酸对PPO的抑制效果不明显,NaHSO和异V-Na对PPO均有较强的抑制作用,且有效抑制的含量分别为0.18%和0.21%.     

鲜切马铃薯多酚氧化酶酶学特性及褐变抑制剂的研究

［目的］研究常用防腐、防褐抑制剂对切分马铃薯多酚氧化酶（PPO）的抑制效果及贮运品质的影响。［方法］以无公害马铃薯为试材,以邻苯二酚为底物,采用分光光度法和正交试验法,测定马铃薯中PPO的酶学特性及不同试剂作用下PPO的活性。［结果］马铃薯PPO的最适pH值为7.6,最适温度为32℃,短时高温处理能显著抑制PPO活性;PPO催化酶促褐变反应符合米氏方程,酶促反应的最大速率（Vmax）为0.2866U/（gFW·min）,米氏常数（Km）为0.032mol/L;NaHSO3、抗坏血酸能较好地抑制PPO活性,且随着浓度的升高,抑制效果增强;0.1%抗坏血酸、0.06%或0.10%CaCl2、0.08%苯甲酸钠、1.0%壳聚糖保鲜切分马铃薯丝在4℃下贮藏96h后褐变度仅为6.14%。［结论］马铃薯PPO活性受诸多因素影响,尤以pH值和温度影响最为显著;试验采用抗坏血酸等复合保鲜剂对切分马铃薯丝的褐变抑制进行了系统研究,关于不同试剂间多因素协同作用机理和抑制效应尚需做进一步研究。     

黄冠梨果皮多酚氧化酶的酶学特性

[目的]研究黄冠梨果皮中多酚氧化酶(PPO)的酶学特性,为黄冠梨的贮藏保鲜和加工提供理论基础。[方法]采用分光光度法分别测定在不同反应pH值、不同反应温度、不同底物和抑制剂条件下的PPO活性。[结果]该酶的最适温度为25℃,50℃以上PPO活力明显受抑制;最适pH值为6.0;以邻苯二酚为底物时,Km=0.031 7 mol/L;以绿原酸作为底物时,Km=0.018 9 mol/L;在选定的浓度范围内(0.2~1.0 mmol/L),所用抑制剂的抑制能力从强至弱排列为L-Cys>Vc>Na2S2O3>NaHSO3>EDTA-Na2。较高浓度的CaCl2、NaCl也可对黄冠梨果皮PPO产生抑制作用。Cu2+能提高黄冠梨果皮PPO活性。[结论]绿原酸在黄冠梨果皮酶促褐变中的作用值得重视;采取调节pH值、热烫、添加安全抑制剂可以明显控制该PPO活性。     

玫瑰花多酚氧化酶的酶学特性研究

采用紫外分光光度法测定玫瑰花(Rosa rugosa)多酚氧化酶(PPO)的酶活性,分析了pH值、温度、热稳定性、底物结合能力、底物浓度、抑制剂以及金属离子对PPO活性的影响。结果表明,PPO最适pH值为7.0,最佳反应温度为40℃,PPO在80℃及以上加热12min后酶活性基本完全丧失。玫瑰PPO与焦性没食子酸亲和力最强,底物最佳浓度为0.04mol/L,PPO催化的酶促褐变反应符合米氏动力学方程,相应动力学参数Km和Vmax分别为0.351mol/L和76.335U/min。L-抗坏血酸、亚硫酸氢钠、L-半胧氨酸和柠檬酸4种抑制剂均能抑制PPO活性,抑制剂在相同浓度下的作用由强到弱的顺序为:L-抗坏血酸亚硫酸氢钠L-半胧氨酸柠檬酸,L-抗坏血酸的抑制作用较明显。Mg~(2+)、Fe~(2+)、K~+对玫瑰花PPO活性具有一定的促进作用,Mn~(2+)、Cu~(2+)对PPO活性具有双向作用,Ca~(2+)、Zn~(2+)、Ba~(2+)对玫瑰花PPO活性具有不同程度的抑制作用。     

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。     

生物抑制剂处理结合低温冷藏对龙眼保鲜质量的影响

以提高龙眼的保鲜质量和商品率为目的,采用生物抑制剂处理龙眼进行低温气调保鲜。采用正交试验方法,分析了生物抑制剂对龙眼果皮褐变和保鲜效果的影响。结果表明,在相同的低温气调保鲜条件下,采用生物抑制剂处理,可更有效地抑制龙眼保鲜过程的呼吸作用,有效降低了酶活性的变化,延缓了龙眼果实的衰老与果皮褐变,保鲜时间长,且更好地保留了果实的营养成分,商品率高。     

拟茎点霉侵染对龙眼果实采后果皮褐变和活性氧代谢的影响

 【目的】研究拟茎点霉侵染对龙眼果实采后果皮褐变和活性氧代谢的影响。【方法】采后龙眼果实用拟茎点霉孢子悬浮液（浓度为104个孢子/mL）浸泡接种5 min,以无菌水处理的龙眼果实为对照。经过处理的果实在(28?1)℃、相对湿度90%下贮藏,贮藏期间定期测定果实病害指数、果皮褐变指数、MDA含量、 产生速率、活性氧清除酶（SOD、CAT、APX）活性和内源抗氧化物质（AsA、GSH）含量的变化。【结果】与对照果实相比,拟茎点霉侵染提高了龙眼果实病害指数和果皮褐变指数。同时,拟茎点霉侵染促进龙眼果皮 产生速率增加,且在整个侵染过程维持较高水平;拟茎点霉侵染0—2 d内的果皮GSH含量和APX活性明显下降而SOD和CAT活性快速上升,侵染2—5 d内的果皮APX活性快速上升而SOD和CAT活性快速下降,侵染5 d后的果皮SOD和APX活性快速下降;在整个侵染过程的果皮AsA含量快速下降,而MDA含量增加。【结论】拟茎点霉侵染导致龙眼果皮活性氧清除能力下降而积累大量活性氧,大量的活性氧对细胞膜结构的破坏会引起细胞区室化功能的丧失,使多酚氧化酶与酚类物质接触,其结果引起酚类物质的酶促氧化和黑褐色高聚物的形成而导致龙眼果皮褐变。     

解偶联剂DNP处理对采后龙眼果实果皮褐变和活性氧代谢的影响

 【目的】研究呼吸解偶联剂2,4-二硝基苯酚（DNP）对采后龙眼果实果皮褐变和活性氧代谢的影响。【方法】采后龙眼果实用0.1 mmol?L-1的DNP浸泡 0.5 h,以蒸馏水处理的果实为对照,果实晾干后用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋密封包装,在(28?1)℃下贮藏。定期测定贮藏期间果皮褐变指数、三磷酸腺苷（ATP）和丙二醛（MDA）含量、超氧自由基（ ）产生速率、活性氧清除酶[超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）]活性、内源抗氧化物质[还原型谷胱甘肽（GSH）和还原型抗坏血酸（AsA）]含量的变化。【结果】与对照果实相比,经DNP处理的龙眼果实果皮褐变指数增大,果皮ATP含量降低。同时,DNP处理促进龙眼果皮产生 的速率增加,且在整个贮藏期间维持较高水平。APX活性下降,SOD和CAT活性上升,内源抗氧化物质GSH和AsA含量明显下降,MDA含量增加。【结论】DNP促进龙眼果皮褐变可能是由于DNP降低活性氧清除能力、导致活性氧积累而破坏细胞膜系统,同时DNP导致的能量亏缺使细胞膜系统的损伤修复能力下降,其结果破坏细胞膜结构,使酚酶（多酚氧化酶,PPO）与酚类物质接触、酚类物质氧化而形成褐变聚合体的结果。     

贮藏荔枝果皮多酚氧化酶及过氧化物酶与褐变的研究

以“淮枝”的材料,着重研究了分析了荔枝（ＬｉｃｈｉｃｈｉｎｅｎｓｉｓＳｏｍ）贮藏过程中果皮多酚氧化酶及过氧化物酶的活性及其同工酶谱的变化,结果发现,荔枝果皮多酚氧化酶（ＰＰ）和过氧化物酶（ＰＯＤ）均具有游离态和结合态两种形式,它们在果皮褐变过程中活性的变化规律有所差别,随着果皮的褐变,ＰＰＯ和ＰＯＤ均有新的同工酶带出现,新酶带与酶活性的变化和果皮褐变程度有关。     

苹果梨果皮衰老及褐变的研究

贮藏过程中,苹果梨果皮酚类物质含量降低,褐变程度加深。果皮失水及膜脂过氧化作用导致组织膜透性增大及区域化分布破坏是褐变反应的主要原因。     

仲丁醇对采后龙眼低温贮藏特性的影响

[目的]探讨仲丁醇(2-butanol)对龙眼采后品质、抑制褐变和衰老的影响,为维持龙眼采后品质和延长贮藏期提供理论依据.[方法]以石硖龙眼果实为试验材料,研究0.05%仲丁醇处理对龙眼低温(4℃)贮藏过程中果实失重率、果皮失水率、褐变指数、果肉自溶指数、可溶性固形物含量、可定量酸含量、呼吸强度和乙烯释放量等指标变化的影响.[结果]仲丁醇处理能抑制龙眼果实失重和果皮水分损失;从贮藏的第5d开始,仲丁醇处理可延迟果皮褐变和果实自溶;在第15 d后,仲丁醇处理显著抑制可溶性固形物的分解和可滴定酸的产生(P<0.05);此外,仲丁醇处理能延缓龙眼果实呼吸作用和乙烯释放.[结论]适当浓度的仲丁醇有助于维护龙眼采后果实品质,延缓果实衰老褐变.     

龙眼果实采后呼吸强度、细胞膜透性和品质的变化

研究了采后福眼龙眼果实在(20±0.5)和(4±0.5)℃温度下的呼吸强度、细胞膜透性和品质的变化.结果表明:龙眼果实属于非呼吸跃变型果实;在(20±0.5)℃下贮藏2d,果实呼吸强度下降,之后明显上升;果实采后果皮细胞膜透性快速增加,果实易失重、衰老、腐烂和果皮褐变,贮藏后期果肉自溶;果肉可滴定酸和VC含量快速下降,总糖和蔗糖含量下降,还原糖含量先升后降,可溶性固形物含量在贮藏前期下降而后期上升,可溶性固形物和可滴定酸比值先升后降;贮藏后期果肉可滴定酸含量增加.而(4±0.5)℃低温贮藏可显著降低果实呼吸强度,抑制病原菌生长,延缓果实衰老和果皮细胞膜透性增加,延迟果皮褐变,减少果实失重和果肉营养成分变化,抑制果肉自溶,保持果实较高的品质,延长果实贮藏期.     

莲雾果实多酚氧化酶的特性及抑制剂研究

研究了莲雾(Syzygium samarangense Merr.& Perry)果实多酚氧化酶的最适底物及活性的影响因素,并建立了酶促褐变反应动力学方程,探讨了亚硫酸氢钠、EDTA二钠、抗坏血酸、柠檬酸、硫酸钠等5种抑制剂对莲雾酶促褐变的抑制效果.结果表明,莲雾果实多酚氧化酶的最适底物为邻苯二酚,最适温度为40℃,最适pH为7.5;莲雾多酚氧化酶的单底物酶促反应动力学符合米氏方程,相应的动力学参数为Km=0.035 5 mol/L,Vmax=0.7789 U/min;5种不同抑制剂对该酶表现出不同的抑制作用,抑制效果由强到弱为亚硫酸氢钠、抗坏血酸、EDTA二钠、硫酸钠、柠檬酸.