植物多酚氧化酶研究综述

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植物生理科学

多酚氧化酶(PPO)是动物、植物、真菌体内普遍存在的一类铜结合酶。早在1883年Yoghid就发现日本漆树树汁变硬可能与某种活性物质有关。1894年Betrand首次研究了这种物质,发现它是一种酶蛋白。1937年Kubowitz在Warburg实验室中第1次分离出多酚氧化酶[1,2]。随着研究的不断深入,对多酚氧化酶各方面都有了更深一步的认识。笔者就多酚氧化酶的生理作用、功能、定位分布做简要介绍。

1多酚氧化酶的分布和定位

多酚氧化酶广泛存在于植物体的各种器官或组织中,如花器官、分生组织、叶片、块茎、根中,一般在幼嫩部位含量高,而成熟部位较少[2]。番茄的茎杆的韧皮部、叶片的表皮细胞、花蕾的分生组织、种子和果实中均有积累,在靠近顶端幼叶的PPO主要积累在表皮细胞和毛状体中,成熟叶片中的PPO主要积累在分化的叶肉、韧皮部、毛状体中[3]。马铃薯芽、根的多酚氧化酶的活性最高,幼叶和成熟块茎中活性中等,成熟叶和茎叶活性最低[4]。烟叶在苗期时PPO的活性较高,叶片进入旺盛生长期后PPO逐渐升高,在叶片定长时PPO达最大,进入成熟期后PPO活性开始下降,并且同一生育期烟叶PPO活性比较上部叶>中部叶>下部叶[5]。Kruger等研究了小麦籽粒发育和成熟过程中PPO活性变化,指出在籽粒早期就有PPO存在,未成熟籽粒的PPO主要存在于胚乳中,随籽粒的发育成熟,籽粒中的双酚氧化酶活性很高,在成熟后降至很低[6,7]。Thygesen等[8]报道,马铃薯匍匐茎、块茎、根和花中PPO活性高,而叶和茎中的低,在块茎发育过程中块茎的PPO活性不断升高。基因水平同样证明,

植物多酚氧化酶研究综述

代丽1,宫长荣1,史霖1,陈付军1,巩培智2

(1河南农业大学农学院,河南郑州450002;2湖北襄樊市烟草公司,湖北襄樊441003)

摘要:多酚氧化酶(PolyphenolOxidase简称PPO)是一类广泛分布于植物体中的一种铜结合酶。它是由核基因编码、多基因控制,在细胞质中合成,通过一定的方式转运至质体内而成为具酶活性的形式,对农产品品质形成有重要影响。介绍了多酚氧化酶在植物体内的存在和定位、分子结构、生理功能及调控措施等方面近年来的研究成果。

关键词:多酚氧化酶;分子结构;功能;调控措施

中国分类号:Q945文献标识码:A

PolyphenolOxidaseinPlants

DaiLi1,GongChangrong1,ShiLin1,ChenFujun1,GongPeizhi2

(1AgronomyCollegeofHenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002;

2XiangfanTobaccoCompanyofHubei,xiangfan441003)

Abstract:Polyphenoloxidase(PPO)isaubiquitouscoppermetalloproteininmanyplants,PPOisencodedbymultiplenucleicgenes,synthesizedincytoplasm,transferredintoplastidsinsomeforms,andthentheybecomeofenzymeactivity.Itisbelievedtobetheprimaryfactorforthequalityofmanycrops.Inthisarti-cle,theresearchadvancesonexistence,localization,molecularstructure,physiologicalfunction,expressionandregulationofPolyphenolOxidase.

Keywords:Polyphenoloxidase,Molecularstructure,Physiologicalfunction;Regulation

基金项目:国家烟草专卖局科技攻关项目(110200302007)。

第一作者简介:代丽,1982年出生,女,山西长治人,硕士,主要从事烟草调制生理方面的研究。通信地址:450002河南农业大学2265信箱。E-mail:1009hot@sohu.com。

通讯作者:宫长荣,男,1948年出生,河南荥阳人,河南农业大学教授,主要从事烟草教学和科研工作。E-mail:gongchr009@126.con。

收稿日期:2007-01-31,修回日期:2007-03-09。

PPOB、PPOE/F在番茄中许多器官中有丰富的转录产物,尤其在幼叶和花中有着最活跃的PPO的转录,PPOB在番茄幼叶中具有最丰富的PPOmRNA,PPOE/F在根的顶端分生组织和花序中表达水平相当高,它们的转录水平随着叶的成熟而下降[3]。小麦籽粒萌发时,PPO基因强烈表达,特别是在胚芽鞘和胚根中,活性增长了几倍到几十倍[6]。其他植物如马铃薯叶片中PPOmRNA含量不同,只有在幼嫩叶片中能测到[9]。葡萄幼嫩的正在成长的浆果、叶片、根中有高水平的PPO基因表达,而在成熟组织中却很少[10]。

亚细胞水平上的定位问题,从多酚氧化酶发现以来,一直争论不休,目前还未有统一的说法。在20世纪40年代,有研究者认为PPO是存在于叶绿体中,随后不断有人提出新的看法,如PPO是与线粒体、白色体相结合的[1];PPO存在于过氧化体中,与苹果酸脱氢酶和过氧化氢酶并存[11]。随着检测手段的提高,在前人基础上有了更深一步的认识。细胞化学与免疫细胞化学研究指出了多酚氧化酶是严格的质体酶,Tentoxin是一种专一影响质体从而导致黄化病的环状四肽毒素,生长在含Tentoxin溶液中的敏感植株的所有质体均完全缺乏多酚氧化酶活性[12]。在光合组织中质体为叶绿体,PPO位于质体类囊体中;在非光合组织中,质体PPO位于各种囊泡中。但是有质体的组织也可能没有多酚氧化酶,例如在C4植物叶中,只在叶肉组织中探测到多酚氧化酶活性,维管束鞘细胞尽管含有丰富叶绿体,却检测不到多酚氧化酶活性。目前对PPO是连接在类囊体膜上还是存在于类囊体腔中,还存有争议。有些报道认为PPO位于腔中,如马铃薯毛状体的Mr为59000的PPO[13],番茄PPOE基因产物[14],蚕豆PPO。与此相反,Soderhall和Soderhall[15]认为,萝卜的PPO最初合成时无活性,是可溶性(不与膜相连)的PPO前体,在进行分级分离时才与膜结合,从而造成与膜结合的假象。

2多酚氧化酶的分子结构

2.1PPO的基因特性

PPO是由核基因编码,多个基因控制,表现出多基因的家族性。在番茄中有7个编码PPO的核基因(PPOA、A′、B、C、D、E、F)[14];在马铃薯中,编码PPO的核基因至少有6个,分别为POT32、POT33、POT41、PT72、NOR333、P1、P2;蚕豆、苹果中至少有四个基因编码PPO;对小麦的PPO进行QTLs定位分析表明,小麦的PPO至少由3个不同的基因编码,控制PPO活性的主效基因位于2D染色体上,2A、2B、3B、3D和6B染色体上有一些微效基因[16]等等。有一例外是,从葡萄中提取纯化多酚氧化酶得到分子量为40KD的单一蛋白,且southernanalysis表明葡萄PPO是由一个基因编码的[10]。

2.2分子结构特点

2.2.1具有导肽进入叶绿体的蛋白是要通过翻译后加工,初始合成的前体要比成熟的蛋白长,导肽是负责细胞器外膜的初始识别,对细胞器蛋白的定位有重要意义。现有研究也证明PPO分子由无活性转变为有活性的过程中需要经历肽链加工。如杏果实PPO的前体Mr为67.1KD,成熟PPO的Mr为56.2KD[17];葡萄浆果PPO前体的Mr为67KD,其中包括了Mr为10.6KD的叶绿体导肽,成熟PPO的Mr为40KD[10];番茄中PPOs前体的Mr约为66 ̄71KD,成熟的PPOMr为57 ̄62KD[18];Hind等[19]报道了菠菜叶中PPO的前体Mr为64KD,成熟PPO的Mr为42.5KD,且对蛋白质测序后发现PPO的N-末端有23个氨基酸,其中前15个与LHC2Ⅱ的蛋白激酶相同,而成熟PPO蛋白却缺少规范的蛋白激酶序列,对蚕豆[20]的研究也发现了此现象。

2.2.2具有保守序列对植物PPO基因的研究过程中无一例外的发现:所研究的植物均含有保守序列-编码铜结合部位的功能区域。Shahar[21]等在比较了铜结合区域后,指出了这段区域的寡核苷酸的排序及氨基酸的序列。氨基酸序列的比较发现,PPO序列在铜结合位点附近比较一致,尤其是可能直接与铜离子结合的组氨酸,不同植物之间完全一致[22]。大部分学者认为:PPO基因序列中含有2个铜结合位点,每个Cu与3个His残基以配位键相连,形成有特定三维结构(type3coppersbridged)的活性部位[23]。但也有人认为还存在第三个铜结合区,它富含His,作用是与分子氧结合[9,24]。PPO在进化过程中变异性很小,植物之间基因序列差异不大,研究的十几种植物,有菠菜、梨、桃、蚕豆、胡萝卜、马铃薯、番茄、葡萄和苹果,发现它们的PPO具有高度的相似性(45% ̄95%),甚至发现种间的相似性要大于种内的相似性[25]。

2.2.3不存在内含子长期以来对植物PPO基因的研究,认为PPO基因是无内含子的,如马铃薯[9]、葡萄[10]、杏[17]、番茄[21]等,然而Paul[26]等在研究香蕉时,在香蕉果肉中找到一个含85bp内含子的PPO基因,其内含子富含AT(85%),并有保守的5'供体(donor)和3'受体(acceptor)的剪切位点,符合内含子5′GT...AG3'原则。

3生理功能

多酚氧化酶是一种末端氧化酶,参与生物氧化。在

PPO的作用下,底物脱氢后氢与氧结合生成水,但不产生能量ATP,目前对PPO生理意义还不清楚。可能参与了叶绿体内的能量转移,与氧结合调节胞质中的氧化还原水平,以调节叶绿体中有害的光氧化反应速度。在对多酚氧化酶深入的过程中,研究者们发现多酚氧化酶在植物抗病虫、对嫁接植物的生根扦插、果蔬加工褐变、茶叶、烟叶的香味物质形成等这些方面起作用。

3.1PPO对植物抗病性影响

植物在抵御外界病原菌伤害时,首先是天然形态结构的屏障,包括了细胞壁的角质、蜡质、木质素等,其次植物通过组织结构局部坏死,在侵染部位形成枯斑,病原菌得不到营养而死亡;植物体内本身也含有一些物质对病菌有抑制作用。Steffens.JC[27]为证明PPOs在植物中的抗病性,将马铃薯PPOs基因转移到番茄植株中,对该植株接种PseudomonasSyringaepvtomato的病原菌,试验发现:与对照相比,转化株的抗病性显著增加。Thipyapong[28]等把马铃薯的PPO反义基因导入番茄中,发现反义基因的表达使转导植株咖啡酸、多酚的氧化降低了40倍,PPO基因表达的下调不影响植株的生长、发育、繁殖,但反义基因的表达明显增加了植株对假单胞细菌的易感性。大量实验也证明:PPO在植物抗病过程中起重要作用性。接种黄瓜黑星病菌后,抗病品种叶组织中PPO活性迅速提高,明显高于对照和感病品种[29]。在葡萄的黑痘病暴发盛期时,检测到健全叶中的PPO活性比病叶高,而且表现越是抗病的,增加的幅度越大[30]。张建军等[31]研究表明在未接种的对照中,抗梭条斑花叶病毒病病品种的PPO活性比感病品种高,在接种处理中,各品种PPO活性均比未接种的对照高,且抗病品种PPO活性升高率明显大于感病品种。此外,还有棱角丝瓜对霜霉病[32]、烟草对野火病、炭疽病、水稻对白叶枯病菌及番茄对小昆虫抗性等等。PPO抗病机制主要是PPO参与植物的次生代谢,产生一些毒性物质,直接毒杀病原菌,如:O-醌等,同时O-醌还能继续聚合成黑色素的痂形成枯斑封闭感染的组织,防止病菌扩散,减少病原菌的营养物质,使病原菌得不到营养而死亡,还能促使腺毛状体分泌有粘性的物质,捕获或阻碍小的昆虫进食。

3.2对嫁接植物生根影响

有研究者发现嫁接体发育过程中的一些相关酶的活性对嫁接伤口愈合有影响。张红梅等[33]研究发现接穗苗龄越大,嫁接的成活率越低,而大苗龄接穗嫁接体的PPO活性较高,可能是PPO参与了植物伤呼吸及细胞壁木质素合成,影响到接穗的木质化程度,使嫁接面难以融合,从而影响到嫁接的成活率。对不同年限的砧木在嫁接中对成活率的影响发现:当年生砧木多酚类含量低,嫁接成活率高,多年生砧木的多酚类物质高,PPO活性增加,氧化能力增强,嫁接成活率低[34]。PPO降低嫁接植物成活率,可能是PPO加强了植物伤口的呼吸作用,通过旺盛的呼吸作用,促进伤口的愈合,加速伤口的木质化。

3.3对农产品质量影响

3.3.1引起果蔬酶促褐变农产品的酶促褐变与多酚氧化酶活性和含量密切相关。这方面研究很多,酶促褐变不仅影响产品外观、风味、营养和加工性能,而且还大大降低耐贮性,尤其对肉色较浅且容易碰伤的水果(荔枝、梨、苹果、桃、杏、木奈、葡萄、香蕉、龙眼、芒果等)和蔬菜(番茄、马铃薯、菠菜、莴苣、蘑菇、莲藕等)影响更为严重,产生的经济损失更大[35]。通常PPO与底物被区域化分开,PPO在质体中以潜伏状态存在,而PPO的底物存在于液泡中。只有当植物体内发生生理紊乱或组织受损时,PPO与底物的亚细胞区域化才被打破,PPO底物被激活产生黑色或褐色的沉积物,这是果蔬等农产品酶促褐变的主要原因。

3.3.2对烟叶、茶叶的风格品质形成起作用PPO是茶叶酶学中研究最多的一种酶,对茶叶品质形成有很重要的作用,并且不同类型的茶叶要求不同活性的多酚氧化酶。茶叶加工就是采用一些技术手段钝化或激发酶的活性,使其沿着茶类所需的要求发生酶促反应而获得各类茶特有的色香味。如绿茶加工过程中的杀青就是利用高温钝化酶的活性,在短时间内制止由酶引起的一系列化学变化,以保持茶叶的绿色和鲜爽的特点。红茶加工过程中的发酵就是激化酶的活性,促使茶多酚物质在多酚氧化酶的催化下发生氧化聚合反应,生成茶黄素、茶红素等氧化产物,生成红茶特有的色泽和香味。

烟草多酚氧化酶介导酶促棕色化反应,通过分子氧催化酚类物质氧化成醌,醌再与其他醌、氨基酸、蛋白质及化合物聚合成色素物质,不仅影响烟叶外观质量,还降低烟叶内致香物质的含量,使烟叶品质下降,工业可用性降低。烟草叶片中,多酚氧化酶含量因品种和栽培管理条件差异很大。烤烟烟株营养、水分是关键,中等肥水条件下正常落黄成熟的烟叶,多酚氧化酶活性较低,常在Vc0.2mg/(min?g)FW以下,而高肥水条件下,多酚氧化酶活性往往较高,一般在Vc0.3mg/(min?g)FW以上[36]。烟叶在烘烤过程中多酚氧化酶的活性高低是以其在大田生长期间的活性为基础的[37]。烤烟在正常调制加工过程中多酚氧化酶活是下降的,

其限制因素是烟叶水分。烘烤过程中随温度达到45 ̄47℃时,烟叶失水量超过50%,多酚氧化酶活性变的很微弱;若烟叶失水量小于50%,多酚氧化酶活性大大增强,酶促棕色化反应过度发生,多酚类物质含量大幅度下降,烟叶颜色完全褐变,使烟叶的芳香吃味变差,杂气加重[36]。烟叶中多酚类物质的含量与烟叶品质和芳香吃味是一致的。研究也表明,绿原酸和芸香苷是影响烟叶等级较大的多酚类物质。烘烤期间酶促棕色化反应是造成烟叶多酚类物质含量大幅度下降的原因之一。酶促棕色化反应还会使烟叶叶片变薄,重量减轻,弹性变差,破碎度加大,燃烧力减弱,最终使烟叶的可用性降低或者完全失去使用价值[38,39]。

4调控机制的研究

4.1PPO内在基因表达调控

PPO多基因控制表明在转录水平上稳定调控PPO活性的复杂性,因此要求人们在调控其活性时,考虑到基因表达的空间性、时间性。随着PPO研究的深入,生物技术应用已经成为控制多酚氧化酶活性的有力手段,也是未来防止农副产品褐变,提高植物体的抗病、抗逆减少伤害等研究的主要方向。利用反义RNA技术反向表达多酚氧化酶基因,修饰转基因植株中多酚氧化酶的表达,进而控制酶促褐变,已经成为多酚氧化酶研究的崭新领域。Christian等[40]运用合适的启动子使多酚氧化酶反义基因在转录水平上表达,从而有效的抑制了马铃薯块茎损伤部位的褐变。Coetzer等[41]利用CaMV35启动子构建了西红柿PPO反义基因并将其转移到马铃薯中,西红柿PPO在反义方向和有义方向的表达出现了共抑制现象,从而大大降低了马铃薯中PPO活性并抑制褐变反应的发生。

4.2PPO外在因素调控

大量的学者针对植物组织中多酚氧化酶的酶学特性及褐变调控做了研究,研究表明一般PPO活性随温度升高而加强,温度在30 ̄40℃时酶活稳定,温度高于45℃后活性迅速下降,如梨、莲藕[42]、枇杷[43]、烟叶[44]等等。不同植物随pH值变化,酶活性也有不同变化趋势。凤眼莲体内的多酚氧化酶对pH的变化十分敏感,当pH值在6.8附近时,表现最高活力,pH升高或降低均会使其酶活力降低[45];对梨和莲藕[42]研究发现PPO活性随pH的变化呈现双峰曲线的变化,4.5 ̄5.0、7.5 ̄8.0间达到峰值,升高或降低pH均能有效抑制酶活;随pH值的逐渐增加,烟草多酚氧化酶活性也逐渐增加,当pH为6时,多酚氧化酶活性达到高峰,随着pH值的继续增加,酶的活性又逐渐减弱,呈抛物型变化[46]。可能是低pH值的强酸环境,酶中的铜被解离出来,使酶失活;高pH的强碱性环境中酶蛋白与铜脱离,成为不溶性氢氧化铜,使酶失活。肖厚荣等[47]研究pH对PPO二级结构影响时,发现随着pH值的降低或提高,多酚氧化酶的二级结构发生了变化,α螺旋和反平行β-折叠含量减少,无规卷曲含量有所增加,同时色氨酸和酪氨酸残基的微环境发生了一定的变化。人们还通过喷施不同抑制剂来调节PPO活性,如一些铜离子的螯合剂(EDTA),蛋白变构剂(硫脲和巯基乙醇等)改变蛋白质的三级结构;加入还原剂(亚硫酸氢钠、抗坏血酸)将二价铜还原成一价铜,使酶失活;还可以通过加入柠檬酸,氯化钙等破坏酶促反应的生理生化环境,来抑制PPO活性。通过对多酚氧化酶酶活性质的研究,有利于人们通过一些物理、化学手段控制该酶活性,防止农产品经济价值的降低。

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(责任编辑:陶冶之)

多酚氧化酶

多酚氧化酶 1 多酚氧化酶的概念 植物多酚氧化酶是一类多基因家族表达的产物,是含Cu元素的膜结合蛋白,具有基团专一性,主要与植物色素的生成及其产品的色变有关。多酚氧化酶最早发现于1895年,1937年KubOwitz在实验室中第1次分离出多酚氧化酶。1907年Bertrand等从小麦麸皮中发现多酚氧化酶(酪氨酸酶,TyrOsinase)的存在。多酚氧化酶是一种蛋白体,在茶树生命活动和茶叶加工过程中参与一系列由酶促活动而引起的化学变化,故又被称为生物催化剂。茶叶中的酶较为复杂,种类很多,包括氧化还原酶、水解酶、裂解酶、磷酸化酶、移换酶和同工异构酶等几大类。酶蛋白具有一般蛋白质的特性,在高温或低温条件下有易变性失活的特点。各类酶均有其活性的最适温度范围,一般在30C~50℃范围内酶活性最强。酶若失活、变性,则就丧失了催化能力。酶的催化作用具有专一性,如多酚氧化酶,只能使茶多酚物质氧化,聚合成茶多酚的氧化产物茶黄素、茶红素和茶褐素等;蛋白酶只能促使蛋白质分解为氨基酸。茶叶加工就是利用酶具有的这种特性,用技术手段钝化或激发酶的活性,使其沿着茶类所需的要求发生酶促反应而获得各类茶特有的色香味。如绿茶加工过程中的杀青就是利用高温钝化酶的活性,在短时间内制止由酶引起的一系列化学变化,形成绿叶绿汤的品质特点。红茶加工过程中的发酵就是激化酶的活性,促使茶多酚物质在多酚氧化酶的催化下发生氧化聚合反应,生成茶黄素、茶红素等氧化产物,形成红茶红叶红汤的品质特点。 2 多酚氧化酶的分布 多酚氧化酶是一种由核基因编码的质体酶,普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中,即主要存在于叶绿体、黄色体和白色体等的内膜上。植物多酚氧化酶广泛存在于植物体的各种器官和组织中。各种器官和组织中PPO分布是不均匀的,具有时间和空间特异性,幼嫩部位的PPO活性较高,成熟或衰老部位活性较低。另外,环境胁迫、化学药品也能诱导PPO的表达,植株组织受到机械损伤或病虫害的侵染,该部位的PPO活性也将上升。对于小麦,从植株幼苗到成熟籽粒都含有PPO,但是其活性和种类有差异,籽粒中的PPO主要存在于麸皮中。不同生物体、同一生物体的不同部位和不同发育时期PPO的含量和种类均有所不同。20世纪60年代以来,研究者们曾从不同的植物中分离出PPO,其中以茶叶、葡萄、荔枝及番茄等中的PPO含量较为丰富,而小麦等禾谷类作物中PPO不是太丰富。虽然几乎所有的质体中都包含PPO,但在某些组织中很难检测到PPO的活性,如C4植物的维管束鞘细胞和保卫细胞的质体。 3 多酚氧化酶的生理生化特性及功能 高等植物组织发生褐变主要是PPO活动的结果。PPO催化单酚羟基化为O﹣二酚,二羟酚氧化为O﹣醌,醌聚合并与细胞内蛋白质的氨基酸反应,产生黑色或褐色色素沉淀,最终导致水果、蔬菜等经济作物外观和风味变差,营养价值下降,造成经济损失。但关于PPO 的生理功能问题,至今尚未有一个比较明确的认识。目前研究比较多的都集中在它与植物抗病性的关系上。多酚氧化酶位于质体的类囊体膜上,作为氧化还原酶,被认为与呼吸链末端的电子传递有关,能消除氧自由基的伤害,从而达到抗病的目的。随着研究的深入,人们还逐步发现了多酚氧化酶的其他生理功能。PPO参与植物色素的生成;还与植物抗逆、生长发育有关,可能促进已烯代谢;在光合作用中,可能在叶绿体内起着能量转换作用,传递光还原产生的分子氧;与植物的抗病虫等方面相关,大多数研究表明,PPO与植物的免疫抗性有关,如烟草对炭疽病、黄瓜对黑星病、苹果对轮纹病、棉苗对枯萎病、水稻对白叶枯病以

植物多酚的抑菌特性—天然防腐剂

植物多酚的抑菌特性—天然防腐剂 植物多酚对微生物的抑制作用是多种因素共同作用的结果。植物多酚与蛋白质的高度结合能力,可以改变微生物酶的活性,减少微生物对外源性蛋白质的利用;植物多酚与金属离子的络合特性可以使某些金属酶失活;植物多酚对细胞膜的作用可以影响微生物的代谢。其中,植物多酚对酶的抑制作用是其抑菌的主要原因。 早在1947年,我国对紫苏叶的抗菌性能进行了研究。结果表明紫苏叶能有效地抑制一些葡萄球菌的生长。 通过对紫苏抗菌作用的研究,发现紫苏油中的挥发性成分紫苏醛和柠檬醛具有一定的协同抗真菌能力。 研究表明紫苏精油对金黄色葡萄球菌、化脓链球菌、大肠杆菌、假结核棒状杆菌等细菌有明显的抗菌活性,不仅可以治疗牙科感染,而且可以抑制链球菌的生长。张子扬研究表明,紫苏油和桂皮油对蜂蜜的保藏存储中自然污染的霉菌和酵母菌的抑制能力明显高于尼泊金乙酯和苯甲酸。 丁香油酚和乙酰基丁香油酚及紫苏醛可以抑制绿脓杆菌的传染,等采用蒸馏法以甲醇作为提取剂提取紫苏茎叶中的精油,并对其抗菌活性进行了研究。 结果表明,紫苏的水蒸气提取物具有广谱的抗菌活性,其中的主要成分紫苏醛具有中等广谱的抗菌活性,且与水寥中的寥二醛具有较明显的协同效应。 将紫苏醛应用在肉制品防腐试验中,发现紫苏醛可以有效降低微生物的生长能力,减少其生长量‘紫苏叶水浸液、水煎液和乙醇提取液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌也具有一定的抑制能力。 在紫苏愈伤组织迷迭香酸的纯化及抗菌活性研究中发现,迷迭香酸水溶液对以大肠杆菌为代表的杆状菌和以金黄色葡萄球菌为代表的球状菌的生长均有一定程度的抑制作用。 紫苏抗菌防腐性能,紫苏不同溶剂提取物、紫苏不同提取条件提取物、紫苏不同部位提取物都对细菌、酵母菌和霉菌有一定的抑制效果,添加浓度1.25%。紫苏提取液到卤肉中的防腐效果与浓度0.5% 山梨酸钾溶液浸2min处理的效果相似,与不添加防腐剂的对照相比,均能明显延长保质期。 紫苏提取物对革兰氏阳性和阴性菌均具有不同程度的抑制能力,且酚羟基对多酚类物质的抑制作用起决定性作用。黄丹等研究了紫苏乙醇提取物对细菌、酵母菌和黑曲霉

植被遥感的现状与展望_英文_

Present Status and Perspectives of Remote Sensing of Vegetation Juhan Ross (T artu Obse r va tory,EE2444Tor a vere,T artu,Estonia) During the recent decades a new discipline of biogeophysics remote sensing of vegetation has been born.T his w as stimulated by the need to describe in more detail the energy and m ass ex chang e betw een the g round surface and atmosphere in the mathemat-i cal models of the global and reg ional climate,by the need to have rapid inform ation about biological productiv ity and yield of the vegetation over the large areas and probably to most extent by m ilitary needs, connected w ith rocket piloting.The rapid develop-ment of remote sensing has based on: i)The existence of Earth s satellites,originally constructed for military and astronom ical needs. ii)The availability of the powerful enoug h com-puter technolog y for recording,data processing and analysis. iii)The possibility to use the radiative transfer theory originally elaborated for astrophysics, atmospheric physics and neutron transport in nuclear reactors. T he main problem of remote sensing of the veg e-tation might be formulated as follow s:measuring from satellites or airplanes electromagnetic radiation in optical,therm al and microw ave spectral regions reflected from vegetation and the solv ing the inversion problem to obtain information for classification, distribution,functioning and productiv ity of different kinds of vegetation over the w hole Earth surface. Reflected from veg etation electromag netic radiation is determined by the following factors: i)Conditions of illumination above the veg eta-tion. ii)The disturbing influence of the atmosphere in propagation of the reflected radiation. iii)T he properties of the vegetation and soil in scattering of the radiation. iv)The architecture of the w hole canopy as w ell as individual plants. There ex ist different fundamental and practical difficulties which limit the solving of the m ain prob-lem. 1)Within a certain type of vegetation the varia-tion of the reflected radiation is great within pix els variations m ay ex ceed variations between pix els.T he main reason of these variations is the semiregular structure and inhomogeneity of vegetation itself. These v ariations are sm aller for cultural vegetation and greater for natural one, e.g.for forests and shrubs. 2)Nonflat relief of the g round surface changing the conditions of illum ination. 3)The existence of the cloud cover in the Earth atmosphere drastically limiting the possible time for remote sensing in optical and thermal spectral reg ions. 4)Lack of detailed enough information about3D distribution of the optical properties of the atmosphere resulting in erroneous atmospheric correction. 5)Different technical errors,connected w ith sensor calibration and stability,w ith reg istration,da-ta processing,etc. Due to these difficulties the inverse problem having the measuring data of the reflected radiation about some certain type of vegetation to determine the optical and architectural parameters of this vegetation must be m athematically treated as incorrect inverse 第1卷增刊1997年 5月 遥 感 学 报 JOURNAL OF REM OTE SENSING V ol.1,Suppl. M ay, 1997

茶多酚的研究综述

茶多酚的研究综述 摘要: 本文主要综述了国内外对茶多酚的研究进展情况,介绍了茶多酚的组成、特性及其在生物学领域的应用, 为茶叶的开发利用提供参考。 关键词:茶多酚,生物学功能。 一、前言 茶多酚是从绿茶中提取出来的最主要的对人体最有益成分,是一类存在于茶树中的多羟基酚类化合物的混合物,俗名茶单宁、茶鞣质。其主要组分为儿茶素类(黄烷醇类)、黄酮及黄酮醇类、花色素类和酚酸及缩酚酸类多化合物的复合体。茶多酚的主要成分是儿茶素类,占其总量的80%左右。茶叶中的儿茶素类主要为儿茶素(catechin,C)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,ECG)、表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)和表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)等[1]。近年来经科学研究和临床验证,表明茶多酚具有广泛的生物学功能,主要集中在消除自由基、抗氧化、免疫调节、降血脂、酶活性、杀菌抗病毒、脂类代谢、抗癌作用、等方面,本文主要综述近年来有关茶多酚的生物学研究进展。 二、茶多酚的生物学功能 1、消除自由基 人在生命代谢过程中会产生有害自由基,自由基极强的氧化能力会氧化不饱和脂肪酸形成LPO(过氧化脂质),累积的LPO会削弱生物膜的正常功能,影响活性物质的正常代谢,诱发肝炎、癌症、衰老、心血管等疾病。而TP因多酚羟基极易被氧化为醌类而产生H+,故有强抗氧化能力。清除自由基和抗氧化作用是TP 最重要的生物活性,是其抑癌抗癌药理作用的基础[2]。TP自身生成稳定的自由基中间体,抑制原来的自由基链锁反应,从而保护细胞成分不受损伤,与其他抗氧化剂相比,TP清除氧自由基具有高效性.与自由基清除剂超氧化物歧化酶(SOD)相比,1 mg TP清除O2?的效能相当于9 μg Cu,ZnSOD;与强抗氧化剂VitC,VitE相比,其清除O2?,?OH效能要高几倍甚至几十倍以上[3]。

多酚氧化酶特性研究

多酚氧化酶特性研究 摘要: 采用分光光度法, 对板栗仁多酚氧化酶( PPO) 的催化特性、最适波长、最适反应时间、最适温度、最适pH 值、热稳定性等性质进行了研究, 同时研究了Vc、EDTA、NaCl、柠檬酸4种添加剂对板栗仁多酚氧化酶活性的影响。结果表明: 板栗仁多酚氧化酶催化氧化产物的最大吸收波长为410nm, 最佳反应时间为3min, 最适反应温度为30℃ , 最适pH 值为6. 0, 米氏常数Km = 0.0694mo l/L, Vmax = 3.918OD/min。95℃水浴处理5min该酶已基本失活, 其中V c和EDTA对板栗仁多酚氧化酶酶促褐变有很好的抑制效果。 关键词: 板栗; 多酚氧化酶; 褐变; 抑制多酚氧化酶( Polyphenolox idase, PPO ) 是由核基因编码的铜金属酶, 其酶促褐变机制是: 内源性酚类物质在多酚氧化酶的催化下氧化生成醌, 醌再相互作用生成高分子聚合物, 从而导致褐色素的生成。它能催化两类不同的反应, 可以使一元酚羟基化, 生成相应的邻二羟基化合物;也可以氧化邻苯二酚生成醌[ 1]。而酚类物质是果疏组织褐变的物质基础, 不同植物、同一植物的不同组织, 同一植物的不同品种、生长环境以及不同的发育期, 其褐变的主要酚类物质均有所不同, 导致酶褐变活性也有所差异。云南富产板栗, 但对板栗仁PPO 的活性及影响活性因素的研究则未见报道。1材料与方法 1.1材料 板栗市场购外观良好, 无病虫害, 无机械损伤新鲜的云南板栗。 1.2试剂与仪器 主要试剂: 聚乙烯吡咯烷酮( PVPP)、邻苯二酚、乙酸钠、冰乙酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、甲醇、乙醛、盐酸、维生素C ( V c)、EDTA、柠檬酸、氯化钠等, 均为国产分析纯。 主要试验仪器: TGL - 16G 高速台式冷冻离心机、722W 型分光光度计、HH - 4型数显恒温水浴锅、冰箱等。 1.3试验方法 1.3.1粗酶液的制备 酶液提取参照文献[ 2] 的方法, 有所改进。称150g 冷冻鲜样, 加入PH 值6.0 的0.05mol /L冷冻磷酸缓冲液150mL 和15gPVPP, 打浆, 过滤, 于3℃下12000r /min 离心15min, 取上清液置于0~ 4℃保存备用。 1.3.2褐变度( BD) 的检测 称5g 样品加入15mL 蒸馏水中研磨, 离心( 14000r/min、15min)。沉淀溶于15mL 甲醇甲酸溶液(体积比1:1), 充分浸提15min 后离心。 将两次所得上清液混匀后用蒸水定容为25mL, 离心, 取上清液检测410nm 下的吸光值An ×10 表示。 1.3.3总酚( TP) 的提取和含量检测 称取5g 样品, 加入15mL 乙醛- 盐酸溶液( pH3.0) 研磨, 在恒温水浴中震荡1h, 取出离心15000r /min, 30min, 量取滤液体积, 吸取5mL, 用蒸水定容到50mL, 测定A 值, 用邻苯二酚做标准曲线。 1.3.4酶活性的测定 取2mL 0.2mol/L 邻苯二酚溶液和2mL一定pH值的磷酸缓冲溶液加入到试管中, 然后加入0.5ml的粗酶液, 水浴保温3min后立即倒人比色管中, 在410nm波长处测定反应混合液的吸光值变化(△A), 每30s读数1次, 共记录3min。空白用

城市遥感的应用综述

课程论文 城市遥感技术的应用与展望综述 课程名称:遥感技术导论 姓名:王旭阳 学院:草业与环境科学学院学号:220140869 指导老师:党玉 论文评分:

摘要:城市遥感技术为全面、高效、实时地了解城市的发展变化提供了有力的技术支撑,它逐渐渗透到城市建设和研究的各个领域,在城市规划管理中的巨大的作用也日益显现。该文阐述了遥感技术在城市基础数据获取、生态环境监测以及城市规划等领域的应用,同时展望了城市遥感技术发展的新趋势。 关键词:城市遥感技术数据获取数字城市 1 引言 城市是人口密集、经济活动集中和资源相对集中的空间地域。城市又是人类活动的缩影,随着社会经济的发展,城市面貌不断发生变化,需要及时地对其进行监测和分析。近20年来,我国在遥感技术的基础研究和实际应用中均取得了重大进步,遥感应用研究在抗洪、防灾、土地资源调查、农作物估产、矿产资源调查、城市综合调查等领域均取得了可喜成就,尤其在城市遥感方面所取得的成果举世瞩目。越来越多的人们认识到,遥感已成为城市规划、建设和管理不可分割的重要组成部分和技术支持,成为各级政府强有力的辅助决策工具和指导与加强地区管理的现代化手段。 因此,如何采取合理有效的技术手段对城市系统进行实时监测和有效管理,最终实现城市的可持续发展,是人类待解决的关键问题之一。另外,传统的城市基础信息获取手段由于周期长、费用高、围有限,难以及时反映城市空间发展趋势,也已成为城市建设与管理的制约因素。因此,采用新兴的信息获取技术对现代城市进行合理的规

划管理已显得十分迫切。 2 城市遥感应用的领域 2.1 制作城市图像 包括卫星遥感图像制作、航空像片镶嵌、计算机制图及彩红外正射影像图研制等。利用遥感资料使用光学或计算机技术可制作不同种类、各种比例尺的专题图或影像图,以满足不同使用者的需求。不论是规划者、建设者、管理者或决策者,均可以从图中了解所需要的信息,在图上拟定方案或对策。 2.2 城市土地利用现状调查 当前,城市用地共分为十个大类,分别是: 居住用地、公共设施用地、工业用地、仓库用地、对外交通用地、道路广场用地、市政公用设施用地、绿地、特殊用地、水域和其他用地。在实际工作中,我们可以根据不同的应用需要,进行相应类型的遥感调查,获取相应的遥感资料,然后绘制出土地利用现状图和土地利用演变图,并自动测算出该区域各种用地的面积、分布、变化情况及发展趋势。城市规划和管理者通过这些资料,可以判断城市布局是否合理?城市绿地是否足够?存在哪些不足?需要如何改进?从而因地制宜,为城市制定相应的规划、建设和管理方案。 2.3 城市人口普查 在定性、定量、定位的调查了城市各种土地利用现状后,可迅速而准确地获得城市的总建筑密度、住宅房屋密度等城市用地特征参

茶多酚的合成工艺研究进展

茶多酚的合成工艺研究进展 摘要:茶多酚是茶叶中主要的水溶性物质,是茶叶主要功能成分之一,是茶叶中多酚类物质的总称。其多分分子结构中具有活泼的羟基氢,能终止自由基的连锁反应,消除体内超氧阴离子的自由基、防治心血管疾病、抑制肿瘤等优异功能。研究表明:茶多酚卓越的抗氧化性,能阻止和延缓不饱和脂肪酸的氧化和分解。茶多酚的抗氧化能力是二丁基羟基甲苯(BHT)、丁基羟基茴香醚(BHA)的4——6倍,是Ve 的6——7倍,Vc的5——10倍,而无合成物的潜在毒副作用。我国对茶多酚的研究始于上世纪五六十年代,到七十年代初已开始专项研究,现在此方面也处于世界领先水平,确定了茶多酚天然抗氧化剂为我国食品添加剂之一。现今茶多酚的功能引起了各国的广泛重视,成为各工业化国家的技术竞争目标和研究开发热点。关键词:茶叶、茶多酚、提取、功能 正文:1.茶多酚的研究 茶多酚可分为黄烷醇类、4-羟基黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。茶多酚在茶叶中的含量一般在15%-20%,在茶多酚中各组成分中,以黄烷醇类为主,而黄烷醇类又以儿茶素类物质为主。儿茶素类物质的含量约占茶多酚总量的70%左右。 茶多酚是酚类衍生物, 呈弱酸性(pH≈6),能使蛋白质凝固或变性,有杀菌和抑制细菌生长的作用,还有抗癌、抗衰老、抗辐射、清除人体自由基、降低血糖血脂等一系列重要药理功能(1)。近年来, 茶多酚在食品加工、医药保健、日用化工、农业生产等领域有重要的应用。因此,有效地提取茶多酚,实现茶多酚的综合利用具有十分重要的意义。 茶多酚外观为棕黄、淡黄或淡黄绿色的粉末,易溶于水,可溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯,不溶于氯仿,味苦涩,在pH4-8稳定,遇强碱、强酸、光照、高热及过渡金属易变质。最高耐热温度在一个半小时内,可达250。C左右,在三价铁离子下易分解。 2.茶多酚的提取方法 2.1 溶剂萃取法 溶剂萃取法是传统的提取方法, 该法利用茶多酚易溶于水、乙醇、甲醇、丙酮、乙醚、乙酸乙酯等溶剂而不溶于氯仿的性质, 将其从茶叶中分离出来。溶剂萃取法主要有以下几种: 2.11 水提取法〔2〕,简称水法 以水为溶剂, 采用水浴加热提取多次, 合并提取液后用氯仿萃取, 分出氯仿相后改用乙酸乙酯多次萃取,合并乙酸乙酯相并减压蒸馏浓缩近干, 将其干燥后用去离子水重结晶即得产品。工艺流程为:水提-减压浓缩-溶剂萃取精制-浓缩转相-喷雾干燥。特点是设备投资小,但是排污量巨大,单位产值能耗大。 2.12 提膜浓缩萃取法,简称膜法 它是在水法基础上升级工艺,降低了环保成本。工艺流程为:水提-膜过滤-膜浓缩-溶剂萃取精制--喷雾干燥。特点是设备投资和膜运行成本大,能耗和排污较水法大幅降低。 2.13 有机溶剂萃取法〔3〕 工艺流程:茶叶--有机溶剂浸提--减压蒸馏浓缩--水+氯仿萃取--水层用乙酸乙酯进行萃取--含有茶多酚的乙酸乙酯溶液---浓缩、干燥---茶多酚粗品。该法的优点是茶多酚提取率相应提高,色素、咖啡因分别脱除,便于对茶叶进行综合利用。缺点是操作费时麻烦, 生产成本高;所用有机溶剂多,且溶剂回收、溶液浓缩能耗大,茶多酚氧化变质,产品纯度通常只能达到50%~70%〔4〕。 2.2 相转移提取法,简称酯法 工艺流程为:酯水相转移提取-浓缩-精制转相-BVD真空带式干燥机干燥。特点是:低能耗;低排污;收率高;整条工艺线路完全符合绿色环保低能耗高技术含量的产业发展政策。 2.3 树脂吸附法 树脂法是利用树脂具有吸附-解吸作用的特性来分离提纯茶叶中的茶多酚。根据其操作方法的不同可分为吸附柱分离法、离子交换柱分离法和凝胶柱分离法三种。工艺流程为:水提-树脂吸附-不同浓度乙醇洗脱-浓缩转相-喷雾干燥。特点是设备投资较大,需要乙醇精馏装置,溶剂消耗成本较高,排污量大〔5〕 2.4 超临界萃取法

多酚氧化酶6页

多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)是自然界中分布极广的一种金属蛋白酶,普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中,甚至在土壤中腐烂的植物残渣上都可以检测到多酚氧化酶的活性。由于其检测方便,是被最早研究的几类酶之一。自1883年Yoghid发现日本漆树液汁变硬可能和某种活性物质相关,1938年Keilin D.和Mann G.研究了蘑菇多酚氧化酶的提取和纯化,得到多酚氧化酶并将这类酶称为polyphenol oxidase。多酚氧化酶又称儿茶酚氧化酶,酪氨酸酶,苯酚酶,甲酚酶,邻苯二酚氧化还原酶,是六大类酶中的第一大类氧化还原酶。 多酚氧化酶的共同特征是能够通过分子氧氧化酚或多酚形成对应的醌。在广义上,多酚氧化酶可分为三大类:单酚单氧化酶(酪氨酸酶tyrosinase,EC.1.14.18.1)、双酚氧化酶(儿茶酚氧化酶catechol oxidse,EC.1.10.3.2)和漆酶(laccase,EC.1.10.3.1)。在这三大类多酚氧化酶中,儿茶酚酶主要分布在植物中,微生物中的多酚氧化酶主要包括漆酶和酪氨酸酶。现在大部分文献所说的多酚氧化酶一般是儿茶酚氧化酶和漆酶的统称。 编辑本段 二、多酚氧化酶在自然界的分布 1植物中的多酚氧化酶及作用

在植物(如苹果、荔枝、菠菜、马铃薯、豆类、茶叶、桑叶、烟草等)组织中,PPO是与内囊体膜结合在一起的,天然状态无活性,但将组织匀浆或损伤后PPO被活化,从而表现出活性。在果蔬细胞组织中,PPO存在的位置因原料的种类、品种及成熟度的不同而有差异,绿叶中PPO活性大部分存在于叶绿体内[7];马铃薯块茎中几乎所有的亚细胞部分都含有PPO,含量大约与蛋白质部分相同[8];在茶叶中的PPO 分为游离态和束缚态,前者主要存在于细胞液中属可溶态PPO,而后者则主要存在于叶绿体、线粒体等细胞器中,与这些细胞器的膜系统或其他特异部位结合呈不溶态[9],ThanarajS.N.(1990)研究了茶树新梢中PPO活性及多酚含量对红茶品质的影响,发现PPO活性强,多酚含量高,对红茶品质有利,相反则利于绿茶的生产[10];新鲜的苹果中,多酚氧化酶几乎全部存在于叶绿体和线粒体中。从这两部分分别制备的PPO,其底物专一性稍有差异[11]。刘乾刚认为,PPO在细胞内除了存在于叶绿体及线粒体上外,细胞壁也可能存在PPO,且对发酵产生影响,细胞只要轻微破损便有PPO的作用。多酚氧化酶是一种质体酶,有些研究人员认为多酚氧化酶可能仅存在于质体中[12],缺乏质体的组织就不存在多酚氧化酶,例如筛管和筛胞等,但是有质体的组织也可能没有多酚氧化酶,如C4植物叶。含有质体的植物组织不一定都存在多酚氧化酶,而多酚氧化酶一定在含有质体的植物组织中。 随分子生物学的发展,象西红柿、苹果等的多酚氧化酶的基因已被克隆。浙江大学赵东等[12]对茶树多酚氧化酶的克隆及其序列进行了比较。从已经克隆的多酚氧化酶的基因看,均属于基因家族,多则

高光谱应用研究综述

浙江师范大学 研究生课程论文封面 课程名称:遥感理论与技术 开课时间: 2014-2015年第一学期 学院地理与环境科学学院学科专业自然地理学 学号2014210580 姓名张勇 学位类别全日制硕士 任课教师陈梅花 交稿日期2015年1月21日 成绩 评阅日期 评阅教师 签名 浙江师范大学研究生学院制

高光谱遥感应用研究综述 张勇 (浙江师范大学地理环境与科学学院,浙江金华321004) 摘要:高光谱遥感是近二十年发展起来的谱像和一的遥感前沿技术。虽然发展时间不长,但由于其本身的特点,使其获得了广泛的重视和应用。本文阐述了高光谱遥感的特点、优势,以及在航空及航天领域的发展情况,列举了几种典型高光谱成像仪的光学系统原理和主要技术指标。在此基础上,概述了高光谱遥感在植被生态、大气环境、地质矿产、海洋、军事等领域的应用情况。最后对高光谱遥感发展趋势提出了几点建议,包括低反射率目标遥感、高信噪比、高空间分辨率及宽覆盖范围等方面。 关键字:高光谱遥感;应用;成像光谱以;研究综述 Conclusion application of hyperspectral remote sensing Zhang Yong (Geography and environmental sciences, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004) Abstract:Hyperspectral remote sensing, developed in the late twenty years, is the advanced technology of remote sensing. Because of its characters, Hyperspectral Remote Sensing has been attached importance to and used widly. The characteristics and advantages of hyperspectral remote sensing, and development situation are presented in the fields of aviation and aerospace. Several typical hyperspectral imager optical system principle and the main technical indicators are particularized. At the same time, the applications with hyperspectral remote sensing in vegetation ecology, atmospheric science ,geology and mineral resources, marine and military fields are summarized. The suggestions for the future development trend of hyperspectral remote sensing are given in the end,including the remote sensing of low reflectivity target, high signal-to-noise ratio, high spatial resolution and wide coverages. Keywords: hyperspectral remote sensing;application;imaging spectrometer 1 引言 遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术,是指应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。经过几十年的发展,无论在遥感平台、遥感传感器、还是遥感信息处理、遥感应用等方面,都获得了飞速的发展,目前遥感正进入一个以高光谱遥感技术、微波遥感技术为主的时代。本文系统地阐述了高光谱遥感技术在分析技术及应用方面的发展概况,并简要介绍了高光谱遥感技术主要航空/卫星数据的参数及特点。 1.1高光谱遥感简介 高光谱遥感技术又称为成像光谱技术,是指利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体

茶叶中茶多酚含量测定方法的研究

化学工程与装备 2012 年第 5 期152 Chemical Engineering amp Equipment 张妙芬:茶叶中茶多酚含量测定方法的研究2012 年 5 月分析测茶叶中茶多酚含量测定方法的研究试张妙芬(泉州市环境监测站,福建泉州 362000)张妙芬:茶叶中茶多酚含量测定方法的研 究摘要:茶多酚是茶叶中重要的成分,随着茶多酚应用的开发,其分析方法也在不断地提高和完善。该文在查阅近年来国内外相关文献的基础上,对茶多酚含量的分析测定方法进行了综述,概括介绍了用于测定茶多酚含量的光度法、色谱法、电化学法等化学分析测定方法,以期为今后茶多酚的分析测定研究提供参考。关键词:茶叶;茶多酚;测定方法茶叶源于中国,传播于世界。目前,中国茶园面积列居可分为四类:儿茶素类、黄酮及黄酮醇类、花白素和花青素世界首位,产量居世界第二位。随着科学技术发展,迄今已类、酚酸类。其中含量最高的是儿茶素,占多酚类总量的在茶叶中鉴定出 450 种以上的有机成分和 15 种以上的无机 60-80,是其众多药效的物质基础。茶叶中的儿茶素类又元素。可分为三种游离型态(Catechin,C Epicatechin,EC 以1 茶多酚,与两种酯化的没食子酸及Epigallocatechin,EGC)茶多酚(Tea Polyphenols)又称茶鞣或茶单宁,占茶(Epicatechin gallate,ECG 及(gallic acid)叶重量的 15%~30,许多生理和药理实验

表明它对人体无,后者(ECG 及 EGCG) Epigallocatechin gallate,EGCG)毒,无副作用,是一种天然、高效、安全的抗氧化剂,它还含量较多。具抗衰老、抗辐射、消除口臭、降血脂、抗菌抑菌、抑酶等茶多酚为白色晶体,易溶于水及有机溶液,味苦涩。在一系列重要作用。 pH 48 稳定,遇强碱、强酸、光照、高热及过渡金属均易茶多酚是由 30 多种含酚基的物质组成,按其化学结构变质。图 1 为茶多酚结构通式。 OH OH OH O R1,R2 -H,-OH, C OH HO O R2 OH R1 O OH 图1 茶多酚的结构通式2 茶多酚的测定方法 2.1.1 酒石酸亚铁比色法茶多酚的分析测定方法,近年来有很多报道,其中多以茶多酚总量的测定,国内文献报导中以酒石酸亚铁比色分光光度法,高效液相色谱法为主。分光光度法包括紫外- 法最为常见GB/T 83132002。该法也是测定茶多酚含量的可见分光光度法、原子吸收分光光度法等,它们广泛应用于国标方法。茶汤中茶多酚的分析。另外,气相色谱法、毛细管电泳法、其测定原理是茶多酚类物质能与亚铁离子形成紫蓝色高锰酸钾滴定法、红外吸收光谱法等亦可用来茶多酚的分析络合物,该溶液对 540nm 可见光有最大吸收,故可用分光光测定。度计测定其吸光度,通过计算确定茶水中茶多酚的含量。计2.1 分光光度法算公式为:张妙芬:茶叶中茶多酚含量测定方法的研 究153 呈良好线性关系。常用的分光光度法对浓度很高

我国农业遥感的应用现状与展望

第19卷第6期2003年11月农业工程学报 Transactions of the CSAE Vol .19 No .6Nov . 2003 我国农业遥感的应用现状与展望 邢素丽1,2,张广录2 (1.中国科学院研究生院,北京100039; 2.中国科学院石家庄农业现代化研究所,石家庄050021) 摘 要:目前,遥感技术在我国农业上主要应用在农用地资源的监测与保护、农作物大面积估产与长势监测、农业气象灾害 监测和作物模拟模型等几方面。该文对我国农业遥感上述几方面的研究、应用进行了讨论、分析与评价,认为3S 一体化、灾害预测研究、高光谱遥感、定量遥感是今后的发展方向。同时,遥感技术的应用与发展,对我国农业数字化进程的推进有不可替代的作用。关键词:遥感;农业应用中图分类号:S127 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2003)06-0174-05 收稿日期:2003-03-21 基金项目:中科院知识创新项目(KZCX2-SW -317;K ZCX2-313)作者简介:邢素丽(1966-),女,河北唐山人,硕士研究生,从事遥感农业应用研究。北京 中国科学院研究生院,100039。Email :sophi -axing @s ina .com . 1 引 言 遥感技术是20世纪60年代以来,在现代物理学(包括光学技术、红外技术、微波雷达技术、激光技术和全息技术等)、空间科学、电子计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上发展起来的一门新兴的、综合性的边缘学科,是一门先进的、实用的探测技术[1],它已越来越广泛地应用在农业、地理、地质、海洋、水文、气象环境监测、地球资源勘探、军事侦察等多个方面。在我国农业应用中,从早期的土地利用和土地覆盖面积估测研究、农作物大面积遥感估产研究开始,已扩展到目前的3S 集成对农作物长势的实时诊断研究、应用高光谱遥感数据对重要的生物和农学参数的反演研究、高光谱农学遥感机理的研究、模型的研究与应用以及草地产量估测、森林动态监测等多层次和多方面。遥感技术和计算机技术的发展和应用,已经使农业生产和研究从沿用传统观念和方法的阶段进入到精准农业、定量化和机理化农业的新阶段,使农业研究从经验水平提高到理论水平。 2 遥感技术在我国农业中的应用研究现状 2.1 农用地资源的监测与保护 在我国,由于耕地的数量减少与质量下降,耕地保护已成为实现农业可持续发展的一个重要战略任务。遥感信息因其覆盖面大、实时性和现势性强、速度快、周期性和准确可靠以及省时、省力、费用低等优点,被广泛用于测定农用地的数量与质量的动态变化[2~7]常用的土地利用遥感监测方法基本上分为两种,即:逐个像元比较法(pixel to pixel composition )和分类后比较法(post classfication composition )。前者首先是对同一区域不同年份同一时相影像的光谱特征差异进行比较,确定土地利用发生变化的位置,在此基础上,再采用分类的方法 来确定土地利用变化信息[8]。该方法优点是先确定土 地利用变化的位置,缩小分类范围,提高监测速度。后者是针对整个监测区域的逐影像系列同一位置分类结果确定土地利用类型变化的位置和所属类型,其优点是可以回避前一种方法所要求的影像系列一致的条件,以及影像间辐射纠正、匹配等问题,但需要选择合适的分类方法来改善精度。 在分类方法上,目前农业遥感中计算机自动分类的研究方法很多,主要集中在如下几种:统计方法、神经网络法、模糊法、小波变换理论分类法等。尤以统计方法和神经网络法研究和应用得最多。统计分类法又可分为“监督分类”和“非监督分类”两种实施方案。以最大似然法应用得最为广泛。最大似然法的基本前提是认为每一类的概率密度分布都是正态分布。其算法内在缺陷少、可靠性好、分类精度较高,缺陷是需要先验概率和条件概率密度函数模型,模型的精度直接影响分类精度。后来有人发展了改进的最大似然分类法,如最小距离分类结果估计先验概率法[9]、Markov 模型分类技术[10]等。 神经网络分类法[11]与传统分类方法的最大区别在于,神经网络分类法并不基于某个假定的概率分布;它在非监督分类中,从特征空间到模式空间的映射是通过网络的自组织来完成的,是一种聚类过程;在监督分类中,网络通过对训练样本的学习,获得网络的权值,形成分类器。一般可以分为前馈网络、后馈网络、自组织网络三大类。神经网络中多层前馈网络的反向传播神经算法(又称BP 算法)在遥感分类中应用得最为广泛。B P 算法的神经网络容错能力强,有较好的适应性,适于解决遥感图像中的“同物异谱”和“同谱异物”问题。 模糊分类技术比传统的最大似然法具有较高的识别精度,模糊分类认为一个像元在某种程度上属于某类而同时在另一程度上属于另一类,这种类属关系的程度用像元隶属度表示。模糊分类技术的关键是确定像元的隶属度函数。 小波变换的基本思想是将任一平方函数或能量的有限信号通过多分辨率分析表示成小波系数的叠加。小波变换在边缘检测和纹理分析中可反映出不同尺度 174

茶多酚综述

茶多酚的研究进展及在食品中的应用 摘要:茶多酚作为天然添加剂,广泛应用于食品行业,对食品有保鲜防腐、抑菌除臭等作用,对人体有抗衰老、抗癌等功能。该文综述了茶多酚的研究进展,并展望了茶多酚在食品中的的应用前景。 关键词:茶多酚;研究进展;展望 前言 茶多酚(Tea Polyphenols,TP)是从茶叶中提取的纯天然多酚类物质,又叫茶单宁,茶鞣质,是茶叶中多酚类物质的总称[1],是形成茶叶色香味的主要成份之一,也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。具有抗氧化、抗癌、抗衰老、防辐射、防腐保鲜、抑菌除臭等多种生理活性。近年来,茶多酚在油脂、食品、医疗、保健、日用化工和农业等方面均具有广阔的应用前景,茶多酚的抗氧化性在食品贮藏保鲜中的研究与应用以及保健食品的研发已有大量研究,研究表明,茶多酚不仅是一种天然的无毒的抗氧化剂,而且也是一种理想的天然药物,具有清除自由基和抗氧化等生物活性,应用于食品中,不但可以延长食品货架期,还可以为消费者带来保健作用。 一、茶多酚的性质 (一)茶多酚的化学性质 茶多酚是一类存在于茶树的树梢及其他器官中的多羟基酚类化合物的混合物,简称茶多酚或多酚类,俗名茶单宁、茶鞣质[2]。茶多酚是从茶叶中提取的全天然抗氧化食品,具有抗氧化能力强,无毒副作用,无异味等特点。茶多酚在茶叶中的含量一般在20-35%。在茶多酚中各组成份中以黄烷醇类为主,黄烷醇类又以儿茶素类物质为主,儿茶素类物质的含量约占茶多酚总量的70%左右。(二)茶多酚的毒理性质 慢性毒性试验表明[3],饲料中茶多酚含量为0.1%时,对果蝇寿命无不良影响。果蝇终生饲养和小白鼠喂养实验表明,在适量范围内添加茶多酚到饲料和饮料中,对果蝇的生长、发育和寿命,以及对小白鼠的血红蛋白、红细胞数、白细胞数、胸腺、脾脏细胞数、肝脏量及体重有促进作用。说明茶多酚在适当范围内应用到食品和化工等领域中,对人体是无害的。 二、茶多酚的抗氧化机理

多酚氧化酶

多酚氧化酶的酶学性质及其应用 摘要:本文论述了多酚氧化酶的酶学性质和它对果蔬类食品的影响,以及如何利用它的酶学性质加以控制。 关键词:多酚氧化酶性质抑制 0引言 多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)是自然界中分布极广的一种金属蛋白酶,普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中,甚至在土壤中腐烂的植物残渣上都可以检测到多酚氧化酶的活性。由于其检测方便,是被最早研究的几类酶之一。自1883年Yoghid发现日本漆树液汁变硬可能和某种活性物质相关,1938年Keilin D.和Mann G.研究了蘑菇多酚氧化酶的提取和纯化,得到多酚氧化酶并将这类酶称为polyphenol oxidase。多酚氧化酶又称儿茶酚氧化酶,酪氨酸酶,苯酚酶,甲酚酶,邻苯二酚氧化还原酶,是六大类酶中的第一大类氧化还原酶[1]。 1多酚氧化酶的结构特性 多酚氧化酶是一种含有Cu2+离子的结构蛋白,可以催化酚类上的羟基,使之转化为醌或催化多酚类变为氧合醌。因为醌类具有较强的电化学性质,会发生自动氧化、蛋白质的亲核聚合反应及一些二级反应,而这些反应都会导致酶促褐变反应的发生[2]。 多酚氧化酶的共同特征是能够通过分子氧氧化酚或多酚形成对应的醌。在广义上,多酚氧化酶可分为三大类:单酚单氧化酶(酪氨酸酶tyrosinase,EC.1.14.18.1)、双酚氧化酶(儿茶酚氧化酶catechol oxidse,EC.1.10.3.2)和漆酶(laccase,EC.1.10.3.1)。在这三大类多酚氧化酶中,儿茶酚酶主要分布在植物中,微生物中的多酚氧化酶主要包括漆酶和酪氨酸酶。 2 多酚氧化酶的来源和制备 2.1多酚氧化酶的来源 多酚氧化酶普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中。 2.2多酚氧化酶的制备 制备马铃薯丙酮粉:取50g去皮切丁的马铃薯与60mL丙酮(-20℃)混合粉碎抽滤,滤渣用-20 ℃的丙酮冲洗至白色室温下晾干。 PPO粗提液的制备:5g马铃薯干粉与40mL粗酶提取液混合搅拌1min 静止1hr,4℃离心(4℃,15000rpm,15min)过滤取上清,即得PPO粗提液,粗酶提取液为4.2g+1000mL0.2M PB。 PPO纯化之盐析:PPO的纯化常采用盐析法。盐析主要是利用酶蛋白在高浓度的盐溶液中溶解度减小而析出的原理。硫酸铵由于价廉、溶解度大,且能使蛋白质稳定,故是最常用的盐析剂。 粗酶制剂加入等体积饱和(NH4)2SO4静置1hr,4℃离心(4℃,17000rpm,10min)收集沉淀加15mL0.2MPB溶解再次离心(条件同前)收集上清,即得PPO粗酶制剂取4mL粗酶制剂于冷冻干燥机上冻干,得PPO干粉[3]。 3多酚氧化酶的催化机理 多酚氧化酶(PolyphenolOxidase,PP0)是从真菌到植物乃至哺乳动物体内都广泛存在的一类铜蛋白,它能有效催化多酚类化合物氧化形成相应的醌类物质。在

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