论多酚氧化酶的开发及应用前景

多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)是自然界中分布十分广泛的一类末端氧化酶,属于铜金属酶类,其化学性质稳定[1],是植物叶子、果实等发生褐变的主要作用酶类。此外,还会引起食品的褐变,损害食品的感官风味质量。PPO普遍存在于植物、昆虫和真菌之中[2-4],甚至在腐烂的植物残渣上都还可以检测它到的存在。因为该酶与果蔬的加工品质密切相关,科学家们很早就开始对它进行深入彻底的研究。基于此,阐述多酚氧化酶酶学性质研究的主要内容和现状,简要介绍控制酶促褐变的几种常用方法,并展望多酚氧化酶的应用前景。     

橄榄浓缩汁加工过程中的褐变类型

通过检测橄榄浓缩汁加工过程中的多酚氧化酶(PPO)活性,多酚、VC、5-羟甲基糠醛(5-HMF)含量和褐变度等指标,研究整个加工过程中各阶段的褐变类型,分析褐变机制.结果表明:橄榄浓缩汁在加工过程中,热烫基本抑制了橄榄汁的酶促褐变,全过程以非酶促褐变为主;VC氧化褐变持续存在,加工过程中损失了90%以上;热烫、酶解和浓缩阶段发生了美拉德反应,最终5-HMF的含量升高至0.9174 mg·L-1.     

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。     

利用内源性底物和外源性底物比较分析荔枝的多酚氧化酶活性

荔枝褐变的主要原因是多酚氧化酶的酶促褐变,以及多酚氧化酶引起的其它次生代谢物而使其发黑变质。另外,在果实衰老过程中,因膜脂过氧化破坏膜结构,为酚类物质的酶促褐变创造了条件,加速了酶促褐变。JianSun等通过硫酸铵盐析分离纯化荔枝多酚氧化酶（PPO）,利用内源性底物表儿茶素和外源性底物儿茶酚比较分析了荔枝的多酚氧化酶活性,其结果表明,内源性底物和外源性底物对荔枝多酚氧化酶活性的激活效应不同,底物中添加乙二胺四乙酸钠时,对多酚氧化酶活性的抑制效果均表现为最弱.     

白蘑菇热加工过程中护色工艺的研究

[目的]有效抑制白蘑菇加工过程中的酶促褐变与非酶褐变,提高护色效果,改善白蘑菇的加工品质。[方法]研究了不同漂烫和护色液处理对白蘑菇多酚氧化酶(PPO)活性的影响,以及不同护色液对白蘑菇热加工处理后非酶褐变的影响。[结果]试验表明,白蘑菇多酚氧化酶的耐热性较差,100℃加热2 min可以基本钝化白蘑菇中PPO的活性;L-半胱氨酸和柠檬酸对白蘑菇中的PPO具有明显的抑制效果;柠檬酸及其组合对非酶褐变具有较好的抑制作用,37℃放置3 d后褐变抑制率为64%~81%,7 d后褐变抑制率为55%~66%,可作为白蘑菇加工产品的较好护色剂。[结论]研究可为高品质白蘑菇加工和生产提供理论基础和技术参数。     

果实采后酶促褐变研究进展

综述了近年来国内外有关果实酶促褐变的研究进展。褐变主要发生在果实采后贮藏期，褐变的根本原因是果实衰老，果实褐变是多酚氧化酶氧化酚类物质的结果，用有机酸等抗氧化剂抑制多酚氧化酶活性可抑制褐变的发生，抑制衰老的物质也能减轻褐变的发生。     

植物组织培养中褐变现象的产生机理及克服方法

结合近几年研究所的新进展，从多酚氧化酶（PPO）的定位、性质及其底物出发，论述了植物组织培养过程中褐变的机理，认为褐变的主要原因是酶促褐变，即由多酚氧化酶催化多酚类物质生成褐色物质所致，褐变与多酚氧化酶的活性及酚类物质的含量密切相关，讨论了褐变的影响因子，提出了克服褐变的方法。     

果蔬酶促褐变机理及其抑制方法研究进展

从多酚氧化酶的结构及其催化反应机制出发,综述了抑制酶促褐变的物理、化学和生物学方法及其研究进展。     

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.     

不同品种梨汁酶促褐变因子及相关性

[目的]明确不同品种梨汁酶促褐变的理化因子(相关酶活性、底物组成和含量、pH),并由相关性分析探讨梨汁酶促褐变主要原因,为品种选择和褐变控制提供理论依据和技术支持.[方法]以鸭梨、长把梨等7种梨为原料,测定梨果实中多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸转氨酶(PAl.)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等5种褐变相关酶的活性,总酚含量,梨果实的pH以及鲜榨梨汁的色值(T<,440>);用HPLC法鉴定梨果实中酚类物质的种类.[结果]供试7个品种梨汁的酶促褐变程度存在很大差别,黄冠梨和黄金梨汁褐变较轻,雪梨和水晶梨汁褐变较重.不同品种梨汁酶促褐变的主要相关酶不同,并且不同品种梨果实中的酶促褐变相关酶活性存在较大区别.梨果实的总酚含量以及与梨汁褐变的相关度因品种而异;供试的梨果实中的酚类物质主要是(+)-儿茶素、绿原酸和香豆素,且不同品种的酚类组成不同.不同品种梨果实的pH存在差异,梨汁的色值与果实的pH均呈显著相关.[结论]不同品种梨汁的酶促褐变程度有很大差别.梨果实中褐变相关酶类的活性、酚类物质含量和组成以及对梨汁酶促褐变的影响程度因品种而异,梨汁的酶促褐变与酶类的相关度高于与总酚含量的相关度.梨汁酶促褐变与梨果实的pH呈显著相关.     

臭氧对鲜切莲藕酶促褐变的影响

以鲜切莲藕为原料,通过测定褐变度、失重率、总酚含量、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性,研究了臭氧处理对鲜切莲藕贮存过程中酶促褐变的影响。结果表明,随着贮存时间延长,鲜切莲藕褐变度和失重率呈增加趋势,臭氧处理可以极显著降低鲜切莲藕褐变度和失重率(P0.01),且0.3 mg/L臭氧比0.6 mg/L效果好。当贮存时间由8 d延长为12 d时,样品总酚含量和PPO、POD活性开始降低,但总酚含量变化不大,PPO和POD活性下降较快。Pearson相关性分析表明,臭氧浓度与褐变度呈负相关(P=0.024);贮存时间与失重率、褐变度、总酚含量呈极显著正相关,与PPO活性呈极显著负相关(P0.01)。鲜切莲藕用0.3 mg/L臭氧水处理12 min后,可以在0~4℃冰箱贮存8 d。     

植物组织培养中褐变的研究进展

褐变是植物组织培养中的一种常见现象,目前已成为组织培养中的一大障碍。综述了褐变机理、产生的因素,并提出了防止褐变的措施。     

荔枝果肉多酚氧化酶酶学性质研究

[目的]为研究荔枝果肉多酚氧化酶（PPO）的作用机制,控制荔枝果肉在贮藏和加工过程中的酶促褐变提供理论依据。[方法]从荔枝果肉中提取多酚氧化酶,并对其酶学性质进行研究。[结果]荔枝果肉PPO的最适反应温度为55℃,对热稳定性较强,90℃水浴保温30 min后剩余相对酶活为22.6%;pH值为7.0时该酶的活力最强,在pH值6.5~8.0范围内酶活力较稳定;邻苯二酚与该酶的结合能力最强,其次为4-甲基儿茶酚;谷胱甘肽为该酶的最好抑制剂,其次为半胱氨酸、抗坏血酸、NaF和亚硫酸钠;SnCl2和FeSO4对该酶活性有抑制作用,而CuSO4、MgC l2和CaCl2对其活性有促进作用。[结论]该研究确定了荔枝果肉多酚氧化酶的最适作用条件。     

不同温湿度处理对烤烟陈化过程中酶活性的影响

利用智能恒温恒湿培养箱通过控制温湿度条件,研究不同温湿度处理对烟叶陈化过程中多酚氧化酶、过氧化物酶、脂氧合酶和苯丙氨酸裂解酶活性的影响.结果表明:(1)随着陈化时间的延长,烟叶中各酶活性均呈现先上升后下降的趋势.(2)在不同温湿度条件下,陈化21个月时各酶活较陈化初始酶活降低幅度有所不同,其中多酚氧化酶活降幅最大,在中温高湿处理酶活下降82.93%.(3)在高温中湿、中温高湿和中温中湿条件下各酶活性在陈化前期上升幅度较大,在中后期下降幅度较大.(4)在整个陈化进程中,不同温湿度处理相比较,多酚氧化酶活降低幅度表现为中温高湿＞中温中湿＞高温中湿＞低温中湿＞中温低湿＞对照;过氧化物酶活降幅为中温高湿＞高温中湿＞中温中湿＞中温低湿＞对照＞低温中湿;脂氧合酶活降幅表现为中温中湿＞高温中湿＞中温高湿＞中温低湿＞对照＞低温中湿;苯丙氨酸裂解酶降低幅度为高温中湿＞中温高湿＞中温中湿＞中温低湿＞低温中湿＞对照.     

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。     

藕带中多酚氧化酶的酶学性质研究

[目的]研究藕带中多酚氧化酶（PPO）的酶学性质。[方法]以邻苯二酚为底物,用分光光度法研究pH值、温度和抑制剂对藕带PPO活性的影响,并建立酶促褐变动力学方程。[结果]藕带PPO的最适pH值为6.0,最适温度为30℃;Km为0.0344mol/L,Vmax为172.41U/ml,70℃热保温60minPPO的活性基本丧失;抗坏血酸、柠檬酸、L-半胱氨酸和氯化亚锡均能抑制藕带PPO的活性,其中,L-半胱氨酸和氯化亚锡为最佳抑制剂,其次是柠檬酸和抗坏血酸,0.20g/LL-半胱氨酸和氯化亚锡均能有效抑制PPO的活性。[结论]该研究可为合理利用藕带资源和科学控制其深加工过程中的酶促褐变提供了参考依据。     

不同抗锈病杨树品种防御酶活性变化的研究

选择7个抗性不同的杨树品种N177(锈病免疫树品种)、03-04-111、03-04-97、I108(抗锈病品种)、03-04-141、03-04-170(感病品种)、青13(乡土品种)为研究对象,进行了染病与健康叶片5种防御酶活性的对比分析。结果表明:不同抗性杨树品种受落叶松-杨栅锈菌浸染后,5种酶的活性均比健康叶片高,其中PAL的活性提高了2.3%～107.0%、PPO活性提高了1.7%～234.4%、POD活性提高了9.3%～104.1%、几丁质酶活性提高了10.1%～70.0%、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性提高了2.3%～66.2%;感染落叶松-杨栅锈病后,每个杨树品种的防御酶活性变化差异较大,其中抗锈病品种的PPO、PAL酶活性增量最大,锈病免疫树品种的几丁质酶活性增量最大,乡土品种的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性增量最大,而感病品种的5种酶活性变化幅度均较低。综合结果表明,在杨树抗锈病研究中,可用PPO、PAL酶活性作为选择抗性品种参考指标,几丁质酶活性作为选择免疫品种参考指标。     

凤尾菇贮藏时乙烯、酚类物质以及主要氧化酶活性的变化

从生理生化角度探讨了凤尾菇（Pleurotus sajor-caju)不同方法贮藏时，其生理活性物质乙烯和酚类物质含量，以及主要氧化酶活性的变化。结果表明：乙烯释放速率与POD和褐变度呈正相关；酚类物质与PPO和褐变度呈负相关；CAT和SOD呈无规律的变化。贮藏时，乙烯、酚类物质和褐变度是与主要氧化酶活性密度相关。     

杏果实酶促褐变机理的研究初报

以完熟期的凯特、山农凯新2号、红玉为试材,对杏果实中与酶促褐变有关的褐变度、多酚氧化酶(PPO)活性、总酚含量及酚类物质组分等多个因素进行了研究。结果表明:(1)品种不同,影响杏果实酶促褐变的主要因素不同。红玉的褐变程度最高,主要是因为其PPO活性和绿原酸含量最高,并且其褐变度与酚类物质含量及PPO活性均呈极显著正相关(r分别为0.938、0.9944);山农凯新2号总酚含量最低,且除阿魏酸外,各酚类物质组分的含量也都最低,这些因素导致其褐变程度最低。(2)利用高效液相色谱对酚类物质组分进行检测,发现表儿茶素、绿原酸、儿茶素是完熟期杏果实中主要的酚类物质,并且表儿茶素是三个品种中测得的含量最高的酚类物质组分。