酶促褐变的影响
酶促褐变的实验报告
一、实验目的1. 了解酶促褐变的发生机理和影响因素；2. 掌握酶促褐变的实验方法；3. 分析实验结果，探讨控制酶促褐变的措施。
二、实验原理酶促褐变是指在植物性食品中，酚类物质在酚氧化酶（PPO）的催化作用下，氧化生成醌及其聚合物，进而形成褐色色素的过程。
该过程受到酚类物质、氧气、温度、pH值等因素的影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：苹果、柠檬、葡萄、香蕉等水果；2. 实验仪器：电子天平、研钵、pH计、恒温水浴锅、移液器、紫外-可见分光光度计等。
四、实验方法1. 酶促褐变实验（1）取苹果、柠檬、葡萄、香蕉等水果，分别切成薄片；（2）将水果薄片放入研钵中，加入适量的蒸馏水，研磨成浆；（3）用pH计测定水果浆的pH值，调整至适宜范围；（4）将水果浆置于恒温水浴锅中，在不同温度下保温一段时间；（5）每隔一定时间，取出水果浆，用紫外-可见分光光度计测定其在特定波长下的吸光度值；（6）根据吸光度值，绘制酶促褐变曲线。
2. 影响因素实验（1）pH值对酶促褐变的影响：在适宜温度下，将水果浆的pH值分别调整为3.0、5.0、7.0、9.0，观察并记录酶促褐变曲线；（2）温度对酶促褐变的影响：在适宜pH值下，将水果浆在不同温度（如30℃、40℃、50℃、60℃）下保温一段时间，观察并记录酶促褐变曲线；（3）氧气对酶促褐变的影响：在适宜pH值和温度下，将水果浆分别置于有氧和无氧环境中，观察并记录酶促褐变曲线。
五、实验结果与分析1. 酶促褐变曲线通过实验，得到不同水果在特定温度下的酶促褐变曲线，结果显示苹果、柠檬、葡萄、香蕉等水果均发生酶促褐变，且随着保温时间的延长，吸光度值逐渐增加，说明酶促褐变程度加深。
2. 影响因素实验结果（1）pH值对酶促褐变的影响：在不同pH值下，酶促褐变曲线呈现出不同的趋势。
当pH值为3.0时，酶促褐变程度较低；随着pH值逐渐升高，酶促褐变程度逐渐加深；当pH值达到9.0时，酶促褐变程度达到最高。
外植体褐变及解决措施
外植体褐变及解决措施褐变是指外植体在培养过程中，自身组织向表面培养基释放褐色物质，以致培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。
非酶促褐变是由于细胞受胁迫或者其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或者自然发生的细胞死亡，即坏死形成的褐变现象，并不涉及酚类物质的产生。
徐振彪等将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl 的培养基中，组织周围特别是接触培养基部份发生褐变，但培养基中没有看到扩散的褐化物质。
当温度升高时继代保存时间过长，也会发生此类现象。
但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就再也不发生了。
2.酶促褐变目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的，培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的。
酶促褐变如同普通的酶促反应，其发生必须具备三个条件，即酶、底物和氧。
引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。
从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和 PPO 的活性来看，表明 PPO 活性的高低是引起培养材料褐变的关键。
引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物，按其组成可分成 3 类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等)，苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等)，第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等)，但并非所有的酚类物质都是 PPO 的底物。
在正常发育的植物组织中 ,底物、氧气、 PPO 同时存在并不发生褐变，是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内，而PPO则分布在各种质体或者细胞质中，这种区域性分布使底物与PPO 不能接触。
而当细胞膜的结构发生变化和破坏时，则为酶创造了与 PPO 接触的条件，在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变。
二、褐变产生的影响因素1.植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。
酶促褐变和非酶促褐变的机理
酶促褐变和非酶促褐变的机理褐变现象在我们生活中随处可见，尤其是在食物方面。
想想你那刚切开的苹果，没多久就开始变成棕色了，真让人心疼。
到底是什么原因让它从鲜嫩的白色变得如此“老态龙钟”？这其中，酶促褐变和非酶促褐变这两个小家伙可是大有乾坤，让我们一起来拆解一下吧。
1. 酶促褐变1.1 酶的角色酶就像食物里的“魔法师”，它们在自然界中承担着许多重要的角色。
简单来说，酶是一种蛋白质，专门负责加速化学反应的。
就拿酚类物质来说，当我们切开某些水果，比如苹果或者香蕉，细胞壁破裂，酚类物质暴露在空气中。
然后，这些酚类物质在酶的“帮助”下，迅速与氧气反应，生成了棕色的色素——黑色素。
哎呀，想想都觉得心疼，原本清新可口的水果，转眼就像经历了一场时光的风暴，变得有些“风尘仆仆”。
1.2 酶促褐变的例子说到酶促褐变，不能不提我们的香蕉和苹果。
这些家伙一旦暴露在空气中，酶就开始忙碌起来，没几分钟，香蕉就像打了个喷嚏，皮肤上出现了斑点，变得斑斑驳驳。
而苹果更是，一切都在一瞬间，时间好像在它们身上加速，白白嫩嫩的果肉一瞬间就成了褐色。
难怪人们常说“时间就是金钱”，这小小的变化可让人心痛无比，真是让人有点“痛心疾首”啊。
2. 非酶促褐变2.1 非酶的反应与酶促褐变不同，非酶促褐变的“主角”是一些化学反应。
这种反应不需要酶的参与，而是依靠一些小伙伴，比如热、光、酸等。
比如在烤面包的时候，面包的表面由于高温会发生美拉德反应，形成诱人的金黄色。
这可不是偶然，里面的化学反应就像舞蹈，热量刺激着糖和氨基酸相互作用，创造出各种香气和颜色，真是让人垂涎欲滴。
2.2 非酶促褐变的影响但是，非酶促褐变的副作用也不小，比如在一些水果和蔬菜中，长时间存放后就会变得黑乎乎的，吃起来口感也会差很多。
想想那些在冰箱里呆得久了的土豆，表面一层黑色的“保护膜”简直让人心生敬畏，仿佛它们在说：“我也有故事要讲！”不过，别指望这些黑乎乎的土豆能变得美味可口，它们的命运往往就是被扔进垃圾桶。
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施
04
褐变现象的研究进展
褐变与基因表达的关系
总结词
褐变与基因表达之间存在密切关系，一些关 键基因在褐变过程中被激活或抑制，影响植 物组织的褐变程度。
详细描述
在植物组织培养过程中，褐变通常与某些基 因的表达水平有关。这些基因可能涉及到酚 类物质的合成、代谢和运输等过程。通过深 入研究这些基因的表达模式，可以更好地理 解褐变现象的分子机制，并寻找有效的防止 措施。
添加抗氧化剂
总结词
在培养基中添加抗氧化剂可以有效防止褐变。
详细描述
抗氧化剂可以抑制酚类物质氧化，从而减少褐变的发生。常用的抗氧化剂包括 抗坏血酸、柠檬酸、硫代硫酸钠等。在培养基中加入适量的抗氧化剂，可以有 效降低酚类物质的氧化程度，从而防止褐变。
调节光照和温度
总结词
调节光照和温度也是防止褐变的措施之一。
详细描述
光照和温度对植物组织培养中的褐变也有影响。适当降低光照强度或缩短光照时间可以减少酚类物质 的氧化，从而降低褐变发生率。同时，保持恒定的培养温度也有助于防止褐变的发生。
优化培养条件
总结词
优化培养条件是防止褐变的综合性措施 。
VS
详细描述
除了选择适当的培养基和外植体、添加抗 氧化剂、调节光照和温度等措施外，优化 培养条件也是防止褐变的重要措施。这包 括控制培养室的湿度、定期更换新鲜的培 养基、及时转移生长过快或过慢的植株等 措施。通过综合运用这些措施，可以有效 降低植物组织培养中的褐变发生率。
05
结论与展望
研究成果总结
褐变现象的机制
植物组织培养中的褐变现象是由多种因素引起的，包括酚类物质氧化、酶促反应和非酶 促反应等。这些反应导致培养基颜色变深，影响植物的正常生长和发育。
酶促褐变的概念
酶促褐变的概念
酶促褐变是一种酶催化反应，是由于酶的参与而产生的褐色化合物。
这种反应通常在植物和动物细胞组织和器官中发生，是一种自然陈化和分解的过程。
当细胞死亡或受到损伤时，酶开始分解细胞中的物质，其中包括氨基酸、糖类和脂肪等。
这些分解产物会与酶产生的自由基发生反应，形成一系列的咖啡酸和多酚类物质，这些物质都有着褐色的颜色。
酶促褐变是一种复杂的过程，本质上是生物降解的过程。
在这个过程中，酶在细胞死亡或受到损伤后开始分解细胞质，形成的分解产物会与酶催化产生自由基，因此，酶促褐变和自由基反应密切相关，正是这种反应导致了许多的生物质变成了褐色。
酶促褐变现象广泛存在于食品加工、医学、生态等多个领域，例如，在加工食品的过程中，面包、蛋糕、糖果等甜品会因为酶促褐变而出现褐色，这种褐色使食品看起来更加美味；同样地，在草原或森林等环境中，枯萎的植物和树叶也会因为酶促褐变而变成褐色，这样就能更好地协调环境与生物之间的关系。
但是酶促褐变也会带来一些不利影响。
例如，酶促褐变的现象使得果汁、水果和蔬菜中的营养物质降低，使得食物的味道和营养质量降低；同时，在医学领域中，酶促褐变现象也会导致疾病的产生。
总之，酶促褐变是一种自然而然的现象，在生物学的范畴里也是很重要的一个领域，无论是美食的营养还是生态学中环境的协调，都有着非常重要的作用。
我们可以通过对酶促褐变的研究，来加深我们对自然和生物的认识。
浅谈食品中多酚氧化酶与酶促褐变的控制
浅谈食品中多酚氧化酶与酶促褐变的控制摘要：多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase, PPO）是一类广泛分布于植物体中，由核基因编码，能与铜相结合的一种金属蛋白酶。
植物多酚氧化酶是许多果蔬等农产品酶促褐变的主要原因，对农产品食品品质有重要影响。
本文概述了多酚氧化酶的分布、分子结构及活性诱导特点，PPO与酶促褐变的关系及对食品的影响，介绍了食品工业生产中酶促褐变的抑制方法，并展望了今后PPO及酶促褐变的研究方向，以对食品中PPO及在酶促褐变中的应用作浅析。
关键词：食品；多酚氧化酶；酶促褐变；控制1 前言多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase, PPO) 是植物体内普遍存在的一类铜结合酶。
它早在1895 年就被发现，直至1937 年才被分离得到。
随着研究的深入，将其分为单酚单氧化酶（酪氨酸酶(tyrosinase) ,EC. 1. 14. 18. 1）、双酚氧化酶（儿茶酚氧化酶(catechol oxidase) , EC. 1. 10. 3. 2）、漆酶（laccase , EC. 1.10. 3. 1）[1,2]。
现在所说的多酚氧化酶一般是指儿茶酚氧化酶和漆酶的统称。
食品在贮藏加工过程中，经常会发生褐变现象，其中以酶引起的褐变作用非常迅速，酶促褐变需要和氧接触，由酶催化，故称之为酶促褐变。
这是由于水果、蔬菜等新鲜植物食物在采摘后，组织中仍在进行活跃的代谢活动。
在正常情况下，完整的果蔬组织中氧化还原反应是偶联进行的，但当发生机械性的损伤（如削皮、切开、压伤、虫咬、磨浆等）及处于异常的环境条件下（如受冻、受热）时，便会影响氧化还原作用的平衡，发生氧化产物的积累，造成变色。
大多数情况下，酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化，如香蕉、苹果、梨、马铃薯等园艺产品均很容易在削皮切开后褐变，不仅有损于感观，且影响产品的运销，还可使产品的营养价值降低。
另一方面，适当的褐变又是形成如茶叶、可可豆、某些干果等食品良好风味与色泽所不可缺少的。
酶促褐变的机理
酶促褐变的机理
酶促褐变是指一些食物在加热过程中发生颜色变化，这种变化往往与酶的作用有关。
下面就让我们来了解一下酶促褐变的机理吧！
一、酶促褐变的基本过程
酶促褐变是一种非酶促氧化咖啡因衍生物的过程，它的产生需要三个因素：酶、底物和空气。
在加热的过程中，酶作用于底物，催化氧气与底物反应，从而产生褐色的终产物。
二、酶促褐变的类型
酶促褐变可以分为两类，一类是叫做酰基转移型酶促褐变，另一类是非酰基转移型酶促褐变。
酰基转移型酶促褐变一般发生在高温下，例如面包、蛋糕等加热后出现的褐色，而非酰基转移型酶促褐变则常常发生在低温下，例如苹果、香蕉等水果暴露在空气中后发生的褐变。
三、酶促褐变的影响因素
酶促褐变可以受到很多因素的影响，例如温度、pH值、底物浓度、酶的浓度、氧气浓度等。
其中，温度是影响酶促褐变最为重要的因素，一般来说，酶促褐变反应速率随着温度的升高而增大。
四、如何预防酶促褐变
酶促褐变虽然不影响食品的安全，但会影响其美观度和口感，因此预
防酶促褐变是很有必要的。
常用的预防方法包括：尽量减少加热时间和温度、选择酶促褐变反应较慢的底物、使用抗氧化剂等。
酶促褐变是一种普遍存在于加热食物过程中的化学反应，它的机理和影响因素相当复杂，需要我们在烹饪过程中加以注意和控制。
食品基础知识——褐变
食品基础知识——褐变食品基础知识——褐变褐变是食品中存在的一种比较普遍的现象。
所谓褐变，是指食品在加工、贮藏或受损后，色泽变暗或变褐色的现象。
食品发生褐变，在不同的场合下，将带来不同的结果。
在食品生产中，可以加以利用的褐变现象，如生产酱油、咖啡、红茶以及烘烤面包时所呈现的褐变，是人们所希望出现的褐变。
但是，大多数食品的褐变现象，往往带来不良的反应，并且使食品的风味和营养价值降低，或者产生有害成分。
根据发生的机制，褐变作用可以划分为酶促褐变(生化褐变)及非酶褐变两类。
酶褐变酶褐变是指多酚类物质在多酚氧化酶（E.C1.14.18.1）的作用下氧化，而呈现褐色。
酶褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。
一般认为，这种作用是需氧的。
在大多数情况下，酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化。
食品中发生酶促褐变，必须具备三个条件，即：多酚类底物或一元酚、酚氧化酶和氧。
三个条件，缺一不可。
非酶褐变非酶褐变是指没有酶参与的一类褐变。
这种褐变作用，大多发生在食品的热加工及长期贮存过程中。
非酶褐变反应的机制一般可分成4种类型：焦糖化反应、美拉德反应、抗坏血酸氧化分解、多元酚氧化缩合反应。
非酶褐变影响因素一般而言，反应温度越高，时间越长，反应物浓度越高，则非酶褐变反应越严重，且反应速度也越快。
并与食品贮存温度、时间、浓度和美拉德反应的反应速率呈正相关。
最大褐变反应的Aw随食品的种类不同而有差异。
Aw增加，会稀释反应物浓度，降低化学反应速率；而Aw下降，也会因粘度增加而降低反应速率。
一般而言，酸碱值越高，非酶褐变反应越严重。
金属离子对褐变反应速率影响大小为Li>Na>K>=Cs，其中LiCl 对褐变反应速率有促进作用，其他碱金属阳离子则有抑制褐变反应的效果。
1、非酶褐变反应1）焦糖化反应焦糖化反应是指糖类经直接加热所产生的脱水及热分解反应。
反应条件：高温、碱性及高糖浓度。
在酸性条件下，由于加热作用使得糖分解形成furfural及HMF，它们与氨基化合物能继续反应，并参与美拉德反应后阶段的缩合反应形成类黑精色素，furfural及HMF含量高低与食品风味改变有显著的相关性，所以也可将其作为非酶褐变的指标。
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酶促褐变的影响因素
一、实验目的
1.了解水果蔬菜切分后酶促褐变的机理和影响因素；
2.了解亚硫酸盐、温度、pH值、酸度、还原剂等因素对反应速度的影响；
3.理解酶促褐变的控制方法。
二、实验原理
果蔬材料中的酚酶催化多酚类第五产生醌类物质，并进一步聚合成黑色素。
很多因素可以影响酶促褐变，其影响的机理也各不相同。
非酶促褐变:非酶褐变又可分为以下三种类型
1、当还原糖与氨基酸混合在一起加热时会形成褐色“类黑色素”，该反应称为羰氨反应，又称“美拉德反应”。
非还原糖在不发生水解的条件下不会发生美拉德反应。
2、糖类在无氨基化合物存在下加热到其熔点以上，也会生成黑褐色的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。
3、柑桔类果汁在贮藏过程中色泽变暗，放出二氧化碳，抗坏血酸含量降低，这是由于抗坏血酸自动氧化而产生的褐变。
酶促褐变：酶促褐变是发生在水果、蔬菜等植物性食物中的由酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。
果蔬发生酶促褐变后，产品颜色发暗。
为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫过程，从而达到护色的目的。
除热烫外，也可通过控制酸度、添加抗氧化剂(如异抗坏血酸钠)、亚硫酸盐类物质(如二氧化硫、焦亚硫酸钠)来抑制酶活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。
三、实验材料与试剂
马铃薯、苹果、将马铃薯和苹果去皮后切成豌豆大小的碎块。
0.5%维生素C溶液、0.5%维C-2%柠檬酸混合液、0.5%亚硫酸氢钠溶液
四、实验过程
1、温度对果蔬酶促褐变的作用
用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各4小片，各分成两份，一份放在室温下，另一份切好后立即投入沸水中，热处理5~ 10min,取出置于室温下，每隔20min观
察一次，共观察四次，记录切片颜色的变化。
2、护色剂对果蔬加工制品的影响
按下列所列试剂编号配置护色剂
A、0.5%维生素C溶液
B、0.5%维C-2%柠檬酸混合液
C、0.5%亚硫酸氢钠溶液
D、蒸馏水
用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各8小片，每一编号溶液放苹果、马铃薯各2小片，注意让溶液淹没切片，处理20min后，取出置于室温下，每隔30min观察一次，共观察四次，记录切片颜色的变化。
3、隔氧实验
用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各6小片，4片浸入一杯清水中，两片置于空气中，处理10min后，观察记录切片颜色的变化。
尔后又从杯中取出两片置于空气中，10min后观察并记录现象。
五、实验结果
1、温度对果树酶促褐变的影响
时间
室温热处理
马铃薯苹果马铃薯苹果
20min
40min
60min
80min
2、护色剂对果树加工的影响
30min 60min 90min 120min
A
B
C
D
（*表示没变化，+数量表示颜色深度）
3、隔氧实验
时间苹果马铃薯
0min 水空气水-空气水空气水-空气10min
20min
（描述颜色是否变化）
六、思考题
1、实验材料放在空气中褐变是何原因？
2、人们用水来防止果蔬褐变是什么道理？
3、水中加入亚硫酸盐对褐变的速度有何影响？为什么？
4、热处理前后酶促褐变有何变化，为什么？。