果蔬中多酚氧化酶对褐变的影响及抑制方法
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法(一)

酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法(一)酶促褐变什么是酶促褐变酶促褐变现象是指在生物体内,由于酶的作用,导致蛋白质分子发生变化,褪色、变褐,使得原来的颜色消失,同时也影响到了食品的口感。
酶促褐变的反应机理什么是酶酶是一种生物催化剂,催化生物内化学反应的发生及加速。
在生物体内,酶促褐变主要是多酚氧化酶的催化作用。
多酚氧化酶是存在于水果、蔬菜、肉类等食品中的一种酶。
酶促褐变的反应路径酶促褐变的反应机理较为复杂,其反应路径大致如下:1.多酚与O2发生氧化反应2.氧化的多酚分子与其他物质结合3.产生棕色物质存在的原因酶促褐变是因为食品内的多酚氧化酶与含氧物质接触时,多酚氧化酶就会催化氧化的发生,并产生了褐色的氧化产物。
常见的控制酶促褐变的方法温度控制酶促褐变是需要一定的温度才能发生的,温度越高,反应速率越快。
因此,将食品贮存于低温环境中可降低食品的褐变。
pH值控制多酚氧化酶的催化机理涉及到过氧化物的产生,而这种过氧化物主要是在酸性条件下产生。
因此,将食品的pH值调制至7以上,可以有效降低褐变的产生。
添加抗氧化剂抗氧化剂可抑制氧气和自由基等对多酚的氧化,从而达到稳定食品色泽的目的。
常用的抗氧化剂有柠檬酸、抗坏血酸等。
减少氧气接触将食品置于无氧气环境中,或用密封包装的方法,减少食品接触氧气的机会,也可以达到减少酶促褐变的效果。
结论综合而言,要控制食品的酶促褐变,需要从多方面入手,调节食品温度、PH值,添加适量的抗氧化剂等方法。
另外,以下是一些补充的控制酶促褐变的方法:加工处理通过一些加工处理,如切、削、蒸、煮等,可以破坏褐变反应所需要的酶或多酚等物质的组织结构,从而降低酶促褐变的发生。
勾芡在烹饪中,通过加入淀粉质的原料进行勾芡,可以有效降低酶促褐变的发生。
勾芡的本质是将多酚固定在淀粉粒子中,避免其与其他物质接触引起氧化反应。
降低金属离子含量食品中的金属离子,如铁、铜等,可以催化多酚的氧化反应。
因此,通过一些方法降低食品中金属离子的含量,如在加工生产过程中加入螯合剂、减少金属容器的使用等,也能达到降低酶促褐变的效果。
果蔬多酚氧化酶酶促褐变防止措施研究发展

果蔬多酚氧化酶酶促褐变防止措施研究发展摘要:果蔬在贮藏和加工过程中,会发生酶促褐变现象,主要表现为果蔬颜色的变化,直接导致了营养的损失,对口感、质地也有所影响。
果蔬的酶促褐变机理的研究对于褐变抑制具有重要的意义。
酶促褐变原因自由基伤害假说自由基袭击生物大分子和膜脂,会导致膜脂过氧化加剧,膜系统结构和功能的破坏,膜透性增大,进而导致代谢障碍和膜系统的破坏和解体。
正常情况下,由于机体内存在防御系统,故自由基代谢保持平衡。
但在干旱、高盐分、SO2、O3、低温或水分亏缺时,由于自由基产生过多,此时活性氧的产生和清除平衡体系被打破,会导致植物细胞受到伤害,从而引起褐变的发生。
保护酶系统假说通常情况下,植物组织中有较高的还原势,正常的氧化还原代谢平衡使氧化形成的醌类物质通过还原氧化或转化而未聚和。
保护酶系统包括两类物质:一是氧化酶系统,主要有超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等,它们可以清除自由基、活性氧,以防止其对细胞膜的攻击,防止膜脂过氧化;二是抗氧化酶系统,主要有谷胱甘肽还原酶(GSH)、抗坏血酸(ASA)、维生素E(VE),类胡萝卜素(Car)、细胞色素f(Cytf)、氢醌和含硒化合物等,它们能清除自由基和活性氧,也可以作为抗氧化剂,对酚类物质的氧化起抑制作用。
在逆境下,超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)三者作用失调,导致H2O2积累,从而引起褐变的发生比较权威的说法还是在果蔬加工过程中,完整细胞中酚类化合物和醌类化合物之间的动态平衡被破坏,由于空气中氧的侵入和原果蔬中多酚氧化酶的催化作用,多酚类物质被氧化成邻醌,然后,在酚羟基酶作用下进行二次羟基化作用,生成三羟基化合物,邻醌具有较强的氧化能力,可将三羟基化合物氧化成羟基醌,羟基醌进一步聚合而由红色变为褐色,最后变成黑褐色的黑色素物质。
多酚氧化酶PPO的结构特性PPO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。
果蔬的褐变的机理及抑制方法

果蔬的褐变的机理及抑制方法果蔬的褐变指的是果蔬在加工、切割或保存过程中,由于酶的作用而导致颜色变暗、变褐的现象。
褐变不仅给果蔬带来观感上的不美观,还对食品的营养品质和口感产生不利影响。
因此,了解果蔬褐变的机理,并采取相应的抑制方法,对于保持果蔬的品质至关重要。
1.酶类作用:果蔬中含有一些酶类物质,如多酚氧化酶、过氧化物酶等,它们在氧气存在的条件下可以催化多酚类物质的氧化反应,从而引起颜色的变化。
2.多酚类物质:果蔬中含有丰富的多酚类物质,如酚酸、黄酮类化合物等,它们是果蔬颜色的主要成分。
多酚类物质在加工、切割或保存过程中易氧化变质,从而引起褐变。
3.酸碱度:果蔬的酸碱度对褐变的程度也有一定影响。
酸性条件下,果蔬中铁离子的溶解度较高,易与多酚类物质形成络合物,从而加快褐变的速度。
为了抑制果蔬的褐变,可以采取以下几种方法:1.降低酶活性:通过加热、冷冻、短时高温处理等方法,可以有效降低果蔬中的酶活性,从而减缓酶催化引起的褐变反应。
2.酸碱调节:通过控制果蔬的酸碱度,可以改变铁离子的溶解度,减少与多酚类物质的络合反应,从而减缓褐变的速度。
3.氧气限制:果蔬的褐变反应需要氧气存在,因此可以通过采取真空包装、气调包装等方法,减少果蔬与氧气的接触,从而减缓褐变反应。
4.添加抑制剂:可以向果蔬中添加一些抑制剂,如抗氧化剂、酶抑制剂等,来抑制酶的活性,减缓褐变的发生。
5.温湿度控制:果蔬的保存温度和湿度对褐变也有一定影响。
通常来说,较低的温度和较高的湿度可以减缓果蔬的褐变速度。
总之,了解果蔬褐变的机理,并采取相应的抑制方法,可以有效延缓果蔬的褐变,保持其营养品质和口感。
在果蔬加工和保存过程中,需要根据不同的果蔬种类、加工方式和保存条件来选择合适的抑制方法,并加以实施和调控。
酶促褐变机理及其控制方法

酶促褐变机理及其控制方法我折腾了好久酶促褐变机理及其控制方法这回事,总算找到点门道。
咱先说说这酶促褐变的机理吧。
我一开始真的是一头雾水,只知道苹果啊、土豆啊这些东西一切开或者一破皮,过一会儿就变褐了。
后来看书查资料才知道,原来这里头是有酶在捣乱。
那些果蔬里本来就有酚类物质,还有多酚氧化酶,这多酚氧化酶就像个调皮的小鬼,一看到酚类物质就兴奋得很。
当果蔬的组织被破坏了,酶和酚类物质就有机会碰面了,再加上有氧气这个“帮凶”,多酚氧化酶就把酚类物质变成了醌类物质,醌类物质再进一步反应就形成了那些褐色的东西。
接下来说说控制方法。
我试过好多办法啊。
比如说,温度这个因素就特重要。
我记得有次我想让苹果不变褐,我就把苹果放到冰箱里,嘿,还真有点效果呢。
冷的环境就像让那些调皮的多酚氧化酶给冬眠了一样,它们没那么活跃了,反应就没那么快。
再就是控制氧气。
我做过试验,把苹果切成块后,装在密封袋里,挤掉空气,发现苹果变褐的速度确实慢了很多。
这就相当于把多酚氧化酶和它的“帮凶”氧气给隔开了。
不过我也有失败的时候。
我曾经试过用柠檬汁涂在苹果表面,想让苹果不变褐。
但是我那会不知道柠檬汁的量的控制很重要,我就倒了好多,结果苹果虽然没怎么褐变,但是那味道变得很奇怪。
后来我才明白,柠檬汁里的酸可以降低pH值,抑制多酚氧化酶的活性,就像给它戴了个紧箍咒一样,但是酸太多了也不行,会影响口感。
其实还有一种控制办法就是利用化学物质,像亚硫酸盐这种。
不过这个我不太敢用太多,毕竟它可能会有残留,对健康不太好。
就像你不能为了防虫用太多农药一个道理。
总之,想控制酶促褐变,温度、氧气和pH 值这几个因素把住了,就能大大减缓这个变褐的过程。
虽然我可能没完全搞透,但是这些实实在在的方法确实挺有用的呢。
我现在就觉得处理果蔬的时候心里有底多了,不会让切开的果蔬一会儿就变得褐呼呼的很难看了。
果蔬多酚氧化酶酶促褐变的控制

产物、 驱氧处理、 复合抑制等途径控制 果蔬酶促褐 变的方法。
关键 词 : 蔬 ; 果 多酚 氧 化 酶 ; 促 褐 变 ; 制 酶 控
CO TR0L 0FENZ YM A 1 BR0W l IC . G l CA’ALY l ZED BY PULY PHE UL UXl DAS E U 。 F RUI AND T VEGETABLE YANG Cha g e g H UANG a n —p n , Hu —me i
缺一不可。
旨在为搞好果蔬贮运加工过程 中酶促褐变 的抑制提供
参考 。
1 酶促褐变原理
2 酶促褐变 的控 制 由酶促褐变 的形成 条件不 难发现对其抑制可从减 少 酚类物质含量 、 控制 酚酶活性 、 降低 氧浓度三方 面考
酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其 聚合 物
的反应过程 。 一般认 为 , 果蔬 的酶促褐 变主要是 由于富 含在组 织 中的多酚氧化 酶 (o p e oO iae Pl h nl x s ,简称 y d P O) P 催化酚类物质 的氧化反应所 引起 的。 P P O能催 化
果蔬 中游离酚酸的羟基 化反应 以及羟基酚到醌 的脱 氢
虑 ,生产上 只要控制其 中一个条 件或抑制酶促反应 的
进行 , 可以抑制 酶促 褐变。 就 但在控制 酶促褐 变的实践 中, 除去底物 的途径可 能性极小 , 现实的方法 主要从原 料( 品种 、 成熟度) 的选择 、 活性 和酶促 反应 的控制 和 酶
焦糖化作用 等产 生的褐变没有酶 的参 与 ,称 为非酶褐 变。 而果蔬 中的褐变 , 以多酚氧化酶引起的酶促褐变 常 反应最为明显 。 为此 , 本文就多酚氧化酶酶促褐变产生 的原 因及其 目前所 研究 的控制途径 与方法 进行归纳 ,
果蔬褐变的机制及防止初探实验报告

果蔬褐变的机制及防止初探实验报告标题:果蔬褐变的原因及防止初探实验报告引言:果蔬褐变是指果蔬在切割、加工或储存过程中表面颜色变为褐色的现象。
这种变色不仅影响了果蔬的外观美观,还可能降低其营养价值和口感。
为了探究果蔬褐变的机制,本文进行了一系列实验,并提出了一些防止果蔬褐变的方法。
一、果蔬褐变的机制1. 酶促反应果蔬中存在一种叫做多酚氧化酶的酶类物质,它在果蔬受到切割或损伤后会被激活,进而催化多酚类物质的氧化反应,导致果蔬表面产生褐色物质。
2. 多酚类物质的存在果蔬中富含多酚类物质,如鞣质、类黄酮等,这些物质在受到氧化作用后会生成褐色产物,导致果蔬表面变色。
3. 氧化反应果蔬与空气中的氧气接触,会引发氧化反应,产生氧化产物,进而导致果蔬表面发生褐变。
二、防止果蔬褐变的实验方法及结果1. 酶活性抑制剂实验本实验选取了苹果和香蕉作为实验材料,通过在切割后分别浸泡在酶活性抑制剂溶液和普通水中进行对比观察。
实验结果显示,浸泡在酶活性抑制剂溶液中的果蔬褐变程度较轻,表面颜色更加鲜亮。
2. 酸碱性调节实验本实验选取了土豆和洋葱作为实验材料,通过在切割后分别浸泡在酸性溶液和碱性溶液中进行对比观察。
实验结果显示,浸泡在酸性溶液中的果蔬褐变程度较轻,表面颜色接近原色。
3. 抗氧化剂实验本实验选取了番茄和柠檬作为实验材料,通过在切割后分别喷洒抗氧化剂和普通水进行对比观察。
实验结果显示,喷洒抗氧化剂的果蔬褐变程度较轻,表面颜色更加鲜亮。
结论:通过以上实验结果可以得出以下结论:1. 果蔬褐变是由酶促反应、多酚类物质的存在以及氧化反应共同作用导致的。
2. 在实验中,酶活性抑制剂、酸性溶液和抗氧化剂的使用可以有效抑制果蔬的褐变现象,保持其外观的鲜亮。
展望:本文只进行了初步的实验探索,未来还可以进一步研究果蔬褐变的机制,并探索更多有效的防止果蔬褐变的方法。
此外,还可以结合真实的果蔬加工和储存场景,进行更加细致和实用的实验研究。
抑制果汁褐变方法

如何防止和抑制果蔬制品的酶褐变?问题:我们应如何防止和抑制果蔬制品在生产和储存过程中酶褐变的发生?回答:通过《健鹰食品科技问答(三十四)》,我们已经知道,果蔬发生酶褐变必须同时具备三个条件:即多酚类、多酚氧化酶和氧,这三个条件缺一不可。
防止酶褐变,必须消除多酚类、多酚氧化酶和氧三者中任何一个因素。
而消除多酚类是不现实的,比较有效的是抑制多酚酶的活性,其次是防止果蔬原料与氧的接触。
1.加热处理法适当加热可使酚酶及其他所有的酶类失去活性,故生产中常采用原料的烫漂和高温短时间迅速杀菌等方法灭酶。
来源不同的多酚氧化酶对热的敏感性不同。
然而,在70~95℃加热约7秒钟,可使大部分多酚氧化酶失活;而使多酚氧化酶完全失活,需要在80℃时10~20分钟,或沸水中2分钟。
但加热处理也有缺点:因水果和蔬菜经加热后,会影响原有风味。
所以必须严格控制加热灭酶的温度和时间,尽可能达到灭酶目的而又不影响产品风味。
如采用微波加热法,能达到较好效果。
2.抑酶剂处理法二氧化硫及亚硫酸盐,如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和偏亚硫酸钠等,都是多酚氧化酶的强抑制剂。
它们被广泛应用于对果蔬的喷洒、浸渍处理抑酶。
10PPm的二氧化硫几乎可完全抑制酶的活性。
气态的二氧化硫渗入果蔬中较快,所以是一种较好的抑制酶方法。
果蔬中酶活性愈高,组织愈致密,需要二氧化硫的剂量越大。
应注意,只有游离的二氧化硫和亚硫酸盐才能有效地抑制酶。
加到原料中的药剂有大部分和醛、酮作用,而起不到抑制酚酶的作用,所以在加入这些抑酶剂时,应考虑到这方面的抵消作用。
采用亚硫酸及其盐类,不仅不需加热以免破坏果蔬的风味,并可避免维生素C的氧化,同时有一定防腐效果。
但其对色素有漂白作用,故含花青素的水果不能用此法;它对硫胺素(维生素B1)也有破坏。
其一般使用量以SO2计不超过0.7毫克/公斤。
添加健鹰牌护色剂-F(果蔬抑酶防褐剂)可以有效地抑制酶褐变。
其成本低廉,使用方便,而又不影响食品的感官品质。
果蔬褐变的机制及防止初探实验报告

果蔬褐变的机制及防止初探实验报告以果蔬褐变的机制及防止初探实验报告为标题,本文将从果蔬褐变的机制和防止措施两个方面进行探讨。
果蔬褐变是指果蔬在贮藏或加工过程中,由于氧化酶的作用,导致色素发生变化,从而使果蔬变成褐色或黑色。
果蔬褐变的机制主要有以下几个方面:1. 酶促氧化:果蔬中的酶促氧化酶在空气中与氧气接触,会使果蔬中的酚类化合物氧化,从而产生褐色物质。
2. 酸碱反应:果蔬中的酸碱度会影响果蔬的颜色,当果蔬的酸度过高或过低时,会使果蔬变色。
3. 金属离子:果蔬中的金属离子会与果蔬中的色素结合,从而影响果蔬的颜色。
防止果蔬褐变的措施为了防止果蔬褐变,我们可以采取以下措施:1. 降低果蔬的酸碱度:可以通过加入适量的酸或碱来调节果蔬的酸碱度,从而防止果蔬褐变。
2. 加入抗氧化剂:抗氧化剂可以抑制果蔬中的氧化酶的活性,从而减少果蔬的褐变。
3. 降低果蔬的温度:将果蔬存放在低温环境中,可以减缓果蔬中的酶促氧化反应,从而防止果蔬褐变。
实验过程为了验证以上措施的有效性,我们进行了以下实验:实验材料:新鲜的苹果、柠檬汁、维生素C、冰箱。
实验步骤:1. 将苹果切成两半,其中一半涂上柠檬汁,另一半不涂。
2. 将两半苹果放在室温下贮藏24小时。
3. 取出两半苹果,观察其颜色变化。
4. 将另一批苹果切成两半,其中一半涂上维生素C溶液,另一半不涂。
5. 将两半苹果放在冰箱中贮藏24小时。
6. 取出两半苹果,观察其颜色变化。
实验结果:经过24小时的贮藏,未涂柠檬汁的苹果变成了褐色,而涂柠檬汁的苹果仍然保持了原来的颜色。
涂维生素C溶液的苹果也没有发生褐变,而未涂维生素C溶液的苹果变成了褐色。
结论:通过实验可以得出,涂柠檬汁和加入维生素C溶液可以有效地防止果蔬褐变。
同时,将果蔬存放在低温环境中也可以减缓果蔬中的酶促氧化反应,从而防止果蔬褐变。
总结:果蔬褐变是由于氧化酶的作用导致的,可以通过调节果蔬的酸碱度、加入抗氧化剂和降低果蔬的温度来防止果蔬褐变。
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3.3 生物技术 通过对果蔬基因改良,选育抗褐变新品种,达 到抑制褐变的目的。目前较成功的是反义 RNA。由于生物技术可以免除繁琐的灭酶 工艺,避免使用抗氧化剂带来的潜在隐患,具 有广阔的前景。
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四、问题与展望
关于果实酶促褐变方面的研究很多,褐变 机理也比较复杂,目前尚未完全弄清。关 键问题集中在对PPO及其底物的研究以及 采后贮藏环境对酶促褐变的影响。有关果 实贮藏前的营养状况(主要决定于果树栽培 的外界气候及土壤条件)与酶促褐变的关系 研究较少。酶促褐变与果实衰老有密切关 系,衰老过程中酶与底物的分区定位遭到 破坏是导致酶促褐变的主要原因。PPO合 成基因的表达可能与衰老有关。对PPO的 深入研究有望从分子水平上搞清酶促褐变 的机理,为控制酶促褐变提供新方法。
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3)比色法:主要是多酚氧化酶催化邻苯二 酚氧化生成有色产物,单位时间内有色产 物在460nm处的光密度与酶活性强弱成正; 4)碘量滴定法 其中比色法操作简便,结果较准确,目前 最常用。
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二、果蔬中多酚氧化酶的褐变机理 褐变机理 果蔬褐变是指水果和蔬菜加工及其制 品在储藏过程中,产生果蔬组织颜色 变得灰暗或变成褐色的现象。褐变不 仅影响果蔬食品原有的色泽,而且影 响其风味和营养价值。
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绿叶中PPO活性大部分存在于叶绿体内。 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。 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。
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5.1 多酚氧化酶的提取方法 1)丙酮粉法(常规法) 2)匀浆法 3)匀浆浸提法
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丙酮粉法对PPO酶提取活性损失较大,活 性得率较低,但其酶粉活性尚可、体积小 和便于贮存,可直接应用; 缓冲液匀浆液提取活性得率较高,但酶液 本身活性较高,不利于酶的应用,尚需进 行浓缩、提纯才能达到应用的要求; 采用匀浆法和丙酮粉法二者结合的方法, 是一种很好的提酶方法。
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果蔬中多酚氧化 酶对褐变的影响 及抑制方法
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Contents
1
2 3
多酚氧化酶的简介
果蔬中多酚氧化酶的褐变机理
果蔬加工中酶褐变的控制的方法
4
问题与展望
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一、多酚氧化酶简介
1. 多酚氧化酶定义 英文名称:polyphenol oxidase 定义:编号为EC1.10.3.1,是一类含铜的氧 化还原酶,催化领苯二酚氧化成邻苯二醌, 也能作用于单酚单加氧酶的底物。 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, 是六大类酶控制 3.1.1 热处理 1)加热是最有效的杀酶方法。瞬时高温可 在短时间钝化酶的活性,抑制褐变。Mikal E.Saltveit等发现莴笋切分后24 h PAL酶活 提高6倍到12倍,迅速发生褐变,而在切分前4 h或切分后2 h 45℃热处理90 s,则可防止酶 活升高,控制莴笋褐变。
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Thanaraj S.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。 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。
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但热处理有严重不足之处。高温会刺激并 加速果蔬的呼吸作用,破坏营养,缩短货架期。 因此处理时间一般应少于2 min,并迅速冷却 至0℃以下。 2)低温贮藏。低温下有效降低PPO活性,延 缓呼吸高峰的出现,控制果蔬褐变,延长货架 期。ShiPingTian等实验证明3℃储藏荔枝在 降低总酚含量、抑制褐变方面有很好的效 果。
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5.2 多酚氧化酶的纯化方法 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。
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5.3 多酚氧化酶活性的测定方法 1)检压法:就是在一定的温度、PH值和 基质浓度下,多酚氧化酶氧化基质的速率 与单位酶浓度和单位时间内的耗氧量成正 比。因此用瓦氏呼吸计测定耗氧率知多酚 氧化酶活性的高低; 2)氧电极法:主要是利用氧电极测定反应 中的耗氧量来表示酶活力,例如可以用来 测小麦的酶活;
儿茶酚继续在自发反应下形成1,2,4苯三 酚
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1,2,4苯三酚与邻苯醌反应形成羟苯醌
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羟苯醌起聚合作用产生黑色物质而完成褐 变
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三、果蔬加工中酶褐变的控制的方法
3.1、物理控制 3.2、化学控制 3.3、生物技术
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现以苹果等果蔬含单宁物质的酶促褐变为 例,概述引起褐变的过程 多酚在有氧条件下由氧化酶被氧化成过氧 化儿茶酚
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过氧化儿茶酚与水作用,形成过氧化氢
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儿茶酚在过氧化酶的作用下,受过氧化氢 中的氧化,形成相应的邻苯醌
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四、问题与展望
改变PPO基因的表达 利用反义RNA技术反向表达PPO基因,修 饰转基因植株中多酚氧化酶基因的表达, 从而控制酶促褐变。 目前已成功利用该技术得到了无褐变的马 铃薯品系。除了对苹果、梨、茶叶、小麦 等作物的报道外,而且对于其它食品中的 多酚氧化酶的研究也日渐丰富起来。
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对于酶促褐变机理的研究,目前国内比较 接受的是酚、酚酶的区域性假说。酚类物 质和酶在细胞内通过一系列膜系统实现区 域化分布而不能直接接触。切分、高温等 胁迫条件引起膜系统的破坏,从而打破了 区域化分布,使酶和底物相互接触而引起 果蔬褐变。
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含有多酚类的果蔬在多酚氧化酶的催化下, 首先氧化成邻醌;然后邻醌或未氧化的邻 二酚在酚羟基酶催化下进行二次羟基化作 用,生成三羟基化合物;邻醌再将三羟基 化合物氧化成羟基醌;羟基醌易聚合而生 成黑色素。
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3.2.5 酸处理 抗坏血酸及其衍生物:抗坏血酸还原醌类,阻 止它们转化为有色物质。它不太稳定,其 稳定的衍生物如抗坏血酸脂肪酸酯(如十二 酸酯,葵酸,棕榈酸抗坏血酸酯)及抗坏血酸2-磷酸盐也有很好的抗褐变作用。抗坏血酸 钙已广泛应用于抑制鲜切果蔬褐变,取得很 好效果,但其缺点是价格较贵。
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3.2.6 其他 一些络合物也是很好的褐变抑制剂,如乙二 胺四乙酸(EDTA)。Na+在较高浓度下所带电 荷使酶蛋白发生了盐析,从而抑制PPO活性, 控制果蔬褐变。其有效浓度为10 g/kg~16 g/kg。NO短时低剂量地熏蒸果蔬可抑制褐 变。Xiaolin Zheng等报道使用10μg/l的NO 熏蒸苹果1 h,对抑制苹果褐变有较好效果且 无毒害。
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3.2 化学控制 3.2.1 亚硫酸盐 亚硫酸盐是传统的褐变抑制剂。但它破坏 营养,使组织软化并产生异味,且有害健康,美 国FDA已对其使用做出限制。因此寻找安 全的亚硫酸盐替代品已成为趋势,多糖的硫 酸盐已被证明有抗褐变能力。
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3.2.2 4-己基间苯二酚(4-HR) 作为新型抗褐变剂,获得专利的芳香族抗氧 剂,已证实无系统性毒性。大量实验发现可 抑制微生物生长与果蔬褐变,延长贮藏期。 Monsalve等使用0.025%的4-HR浸渍苹果片, 可保持30 d不明显褐变。
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4.2.2 微生物酪氨酸酶 酪氨酸酶,又叫单酚氧化酶,它可以氧化 L-酪氨酸合成L-多巴和黑色素。在高等动 物和人类中酪氨酸酶的活性高低与黑色素 的形成速率有关,缺乏此酶活性将引起白 化病。
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5. 多酚氧化酶的提取方法及活性测定 多酚氧化酶是一种重要的末端氧化酶,不 管是对其进行性质、同工酶、活性以及影 响因子的研究,还是对生理功能、基因克 隆等方面的研究,都需要把多酚氧化酶从 物体中分离纯化出来。
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4.2 微生物中的多酚氧化酶 4.2.1微生物漆酶 漆酶是三大类多酚氧化酶中作用底物最广的一类。 最早是在1883年由Yoshida首先从漆树液中发现的, 后来人们又从大量的真菌体中发现了漆酶。 漆酶来源很多,结构各异,不同来源的漆酶表现 出来的催化特性相差较大。即便是同一来源,如 同一白腐菌菌种,也可分泌出不同性质的漆酶组 分,包括氧化能力、最适pH、底物专一性等,因 此催化氧化作用也各不相同。
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3.2.3 1-甲基环丙烯(1-MCP) 1-MCP是乙烯受体的竞争性抑制剂,延缓了 组织软化、衰老和褐变,且无毒、用量低。 EduardoV.de B.等研究证明10℃使用 (1μl/L)1-MCP熏蒸6 h可延缓芒果和柿子的 褐变。
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3.2.4 天然抑制剂 天然抑制剂更易被消费者接受,近年来成为 研究的热点。John Sh等研究发现外源花青 素可抑制采后荔枝果皮脂质的过氧化反应, 一定程度维持果皮组织的膜完整性,减轻褐 变。A.G.Ponce等报道丁香精油、茶树油能 抑制莴苣等的POD活性,抑制褐变。
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铜是酶的活性中心,从蛋白质中除去一部 分或全部铜,将引起酶活性下降或完全失 活,若添加铜的话,酶活又能恢复。不同 果蔬中的PPO铜辅基的数量会有所不同, 如蘑菇中PPO含4个铜原子,而扁豆的PPO 含1个铜原子。