多酚氧化酶
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。
多酚氧化酶

简介
多酚氧化酶(polyphenol oxidase, 简称PPO)是一类广泛存在于植 物体内的含铜金属酶类.由于其与 果蔬加工、品质等密切相关,人们 很早就开始对它进行深入细致的 研究.
• 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。
琼酯糖凝胶
已装柱好的苯基琼脂糖 PenlysepharoseCL4B柱,用高盐缓冲 液A预平衡, 酶液借助梯级蠕动泵加 在柱上,洗脱液以一定流速,从高盐缓 冲液A减弱至低盐缓冲液B,最后以 50%的乙二醇进行洗脱 。由紫外监 控器(280nm)监控,调节分级收集器 流速收集。
酶活性测定 测定波长视底物而定,测定 温度为25℃,反应液由pH4的柠檬 磷酸缓冲液、测定底物和酶液组 成,一个酶活力单位为测定条件下, 每分钟引起光密度改变0.001所需 的酶量。
葡聚糖凝胶
文献报道植物组织中PPO分子量一般 介于40-70K之间,根据葡聚糖凝胶分离大 分子的原理,葡聚糖凝胶分离PPO与杂蛋白。 不同型号凝胶的分离范围是根据球形蛋白 理论模型确定的,而实际分离蛋白的结构 与理论模型常有较大差异,因此在纯化PPO 时,采用不同型号的葡聚糖凝胶进 行分离效果的比较。
包括Sepharose和Bio-gel A等。 Sepharose与2,3二溴丙醇反应,形Sepharose CL型凝胶(CL-2B ~4B),分离特性基本没变,
琼脂糖是从琼提高,可以在更
广泛的pH范围内应用。
琼脂糖凝胶稳定性要超过一般的葡聚糖 凝胶和聚丙烯酰胺凝胶。琼脂糖凝胶对样 品的吸附作用很小。琼脂糖凝胶的机械强 度和孔穴的稳定性都很好,一般好于前两 种凝胶,使用琼脂糖凝胶时洗脱速度可以 比较快。 琼脂糖凝胶的排阻极限很大,分离范 围很广,适合于分离大分子物质,但分辨 率较低。琼脂糖凝胶不耐高温。
多酚氧化酶活性测定

多酚氧化酶活性测定一、引言食品的褐变主要分为酶促褐变和非酶褐变,多酚氧化酶是引起果蔬褐变的主要酶之一,学习它的活性测定对于果蔬加工采取合理的护色措施具有指导意义。
多酚氧化酶的活性测定有多种方法,出于一般实验室的条件相对不是很先进,本试验选用了一种较简单的方法,但这种方法仍然可以训练学生掌握测定酶活性的基本要点和技能。
二、原理邻苯二酚在多酚氧化酶催化下受O2作用生成邻苯二醌,邻苯二醌能够被抗坏血酸还原,如抗坏血酸充足,少量邻苯二酚可反复不断地发生氧化还原。
由于该酶最适pH为6,因此这一过程在pH6时最快。
把分析对象配成pH6左右的样液,在抗坏血酸和邻苯二酚存在时,于20℃下振荡2min,这时抗坏血酸被氧化。
精确的经过2min后加入偏磷酸以终止反应。
用碘量法(以碘酸钾为基准试剂)进行滴定,测得剩余的抗坏血酸。
由得到的数据求出被氧化的抗坏血酸量,并计算出酶活性,并以1g分析物质1min内氧化抗坏血酸的微克分子数表示之。
所有上述过程的主要反应式如下:酶邻苯二酚邻苯二醌邻苯二醌+抗坏血酸邻苯二酚+脱氢抗坏血酸KIO3+5KI+6HCl→6KCl+3H2O+3I23I2+3Vc→3-脱氢Vc+6HI三、材料和设备苹果;马铃薯。
研钵;烧杯;50毫升量瓶;250毫升三角瓶;秒表;滴定管;温度计。
四、试剂1.0.2邻苯二酚溶液:用粗天平称0.2克邻苯二酚,溶解于蒸馏水,稀释到100 毫升,(准备用的前1-2天配制)。
贮于棕色玻璃瓶中,放在冷凉处。
2.0.01N碘酸钾溶液:用分析天平精确称取0.3566克KIO2(预先在102℃烘2 小时,在干燥皿中冷却备用),用蒸馏水溶解于1升的容量瓶中,加5毫升1N 的NaOH溶液(此时加碱是为了使KIO3和KI在该试剂中暂不反应)和2克KI,溶解,用蒸馏水稀释到刻度,混匀,保存于棕色瓶中。
3.pH6.4的磷酸缓冲液,称取KH2PO4盐5.44克溶解到无碳酸的水中,加10毫升1N的NaOH溶液,用无碳酸的水稀释至200毫升,保存于磨口玻璃瓶中。
多酚氧化酶结构简式

多酚氧化酶结构简式1.引言1.1 概述概述:多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)是一类广泛存在于动物、植物和微生物中的酶类。
它们在生物体内起着重要的催化作用,参与多酚化合物的氧化反应。
多酚氧化酶是一类相对复杂的酶,具有多种结构类型和催化机制。
在生物体中,多酚氧化酶通常表现出明显的催化活性,使得多酚化合物发生氧化反应。
这些多酚化合物主要是一些具有酚性羟基的化合物,例如酪醇、儿茶酚等。
多酚氧化酶催化作用产生的氧化产物可以具有颜色,可使黄色的多酚化合物转变为棕色或黑色,这在水果和蔬菜的切割表面暴露于空气时常常会观察到。
这种氧化反应在生物体内起到一定的保护作用,限制了氧化反应对生物体的损害。
多酚氧化酶具有多种不同的结构类型,如多聚物、双功能酶等。
酶的催化活性往往与其特定的结构密切相关。
通过对多酚氧化酶结构的研究,可以更好地理解其催化机制,并为其在工业和农业等领域的应用提供理论基础。
本文将重点介绍多酚氧化酶的结构特点、分类和功能,并探讨其在生物体内的重要性和在不同领域的应用前景。
对于进一步理解和应用多酚氧化酶具有重要的意义。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述多酚氧化酶的相关内容:1) 引言:首先对多酚氧化酶进行一个概述,解释其定义和功能。
这一部分将介绍多酚氧化酶在生物体内的重要性和作用机制。
2) 正文:接着,将详细讨论多酚氧化酶的分类和特点。
这部分将对多酚氧化酶的不同分类进行介绍,包括酪氨酸酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等。
同时,还将探讨多酚氧化酶的结构特点,如其催化机制和底物特异性等。
3) 结论:最后,将总结多酚氧化酶在生物体内的重要性以及其未来的应用前景。
这一部分将强调多酚氧化酶在生物学研究、制药工业和环境保护等领域的潜在应用,并展望其可能的发展方向。
通过以上结构,本文将全面而系统地介绍多酚氧化酶的结构简式,使读者对多酚氧化酶有一个清晰的了解。
同时,也将为该领域的研究者提供一定的参考和启发,以推动多酚氧化酶的进一步研究和应用。
多酚氧化酶和邻苯二酚的现象

多酚氧化酶和邻苯二酚的现象在我们的生活中,有些东西看似平常,却蕴藏着有趣的科学奥秘。
比如多酚氧化酶和邻苯二酚,这俩家伙的关系可真不简单,听起来像个复杂的化学方程式,其实背后藏着许多有趣的小故事。
你知道吗,多酚氧化酶就像厨房里的调皮小鬼,总是喜欢在水果和蔬菜里捣鼓,搞得它们变色,简直让人哭笑不得。
想象一下,刚切开的苹果,明明白白地在你眼前,过了几分钟,它就开始“脸红”,变成了棕色,仿佛在跟你玩捉迷藏。
这种变化其实就是多酚氧化酶在作祟,它跟空气中的氧气一接触,就开始忙活起来,导致邻苯二酚氧化,最终变成那些让人“心痛”的棕色物质。
你要是跟我说这是一种“自然的美”,我可不敢苟同,毕竟谁会喜欢吃变了色的苹果呢?而邻苯二酚,这名字听起来高深莫测,其实就是一种在植物中常见的小分子。
它在新鲜的水果和蔬菜里可不少见,正是这家伙跟多酚氧化酶搭档,开始了一场“颜色派对”。
你可千万别小看它,邻苯二酚可是个多才多艺的角色,除了在氧化反应中表现得格外出色,它还是很多化学反应的好帮手。
不过,提到邻苯二酚,咱们就不得不提它的一个小秘密:在不同的条件下,它的“表现”可会千差万别。
有时候它能发出耀眼的光芒,给人眼前一亮的感觉;有时候却又变得低调如水,安静得让人几乎察觉不到。
想想吧,为什么有些水果放在冰箱里就能保持原色,而有些却只能“见证衰老”?这其中的奥秘就得归功于多酚氧化酶的“作业方式”。
比如说,香蕉在空气中待久了,立马就变成了“超熟状态”,而苹果呢,放一会儿就开始变色,真是“一秒钟变老”。
这时候你可能会好奇,难道有些水果和蔬菜对多酚氧化酶有抵抗力吗?答案当然是肯定的。
像柠檬那样的水果,富含抗氧化剂,简直就是多酚氧化酶的克星,一下子就把那些调皮的小鬼给“制伏”了,结果你会发现,柠檬切开后,依然水灵灵的,毫无变色的迹象,真是让人心服口服。
多酚氧化酶的这种现象在烹饪上也有很多应用,像做一些色拉的时候,有些人喜欢加点柠檬汁,就是为了让蔬菜保持鲜亮的颜色,真是个小妙招。
土壤多酚氧化酶作用

土壤多酚氧化酶作用嘿,朋友们!今天咱来聊聊土壤多酚氧化酶。
这玩意儿可神奇啦!就好像是土壤里的小魔法师。
你想想看,土壤就像是一个大舞台,而多酚氧化酶呢,就是在这个舞台上尽情施展魔法的小精灵。
它呀,对土壤的作用那可太大啦!它能让土壤变得更有活力,就像给土壤注入了一股神奇的力量。
比如说,它能参与到土壤中有机物的分解过程中。
就好像我们吃饭消化一样,把那些复杂的有机物变得简单,让土壤能更好地吸收利用。
这多厉害呀!没有它,土壤的“消化功能”可就没那么好咯。
它还能影响土壤中养分的循环呢!就跟我们身体里的血液循环似的,让养分在土壤里顺畅地流动起来。
要是没有多酚氧化酶,那养分不就像堵车一样,都堵在那儿啦?那土壤还怎么健康成长呀!而且哦,它对土壤的结构也有影响呢!能让土壤变得更疏松、更透气,就好像给土壤做了一次按摩,让它舒舒服服的。
这样植物的根就能在土壤里更愉快地生长啦。
你说这多酚氧化酶是不是很重要?它就像一个默默工作的小英雄,在我们看不见的地方为土壤的健康努力着。
我们可不能小瞧了它呀!咱再打个比方,土壤如果是一个大家庭,那多酚氧化酶就是那个勤劳的管家,把家里打理得井井有条。
没有它,这个家可能就会变得乱糟糟的。
那我们怎么才能让这个小英雄更好地发挥作用呢?这可得好好对待土壤呀!给它足够的养分,保持合适的湿度和温度。
就像我们要照顾好自己一样,去照顾好土壤。
所以呀,大家一定要重视土壤多酚氧化酶的作用呀!别觉得它不起眼,它可是土壤健康的重要保障呢!我们要保护好土壤,让多酚氧化酶能更好地为我们的土地服务。
这样我们才能有肥沃的土地,才能种出好吃的蔬菜水果呀!你们说是不是这个理儿呢?。
多酚氧化酶实验报告

一、实验目的1. 理解多酚氧化酶(PPO)在植物组织中的作用及其活性测定的原理。
2. 掌握分光光度法测定PPO活性的操作技术。
3. 分析不同条件下PPO活性的变化,如pH值、温度等。
二、实验原理多酚氧化酶是一种含铜的氧化酶,广泛存在于植物组织中。
它能够催化酚类物质与氧气反应生成醌类物质,进而引起植物组织的褐变。
本实验采用分光光度法测定PPO的活性,通过测量反应体系在特定波长下的吸光度变化来反映酶的活性。
三、实验材料与试剂1. 实验材料:马铃薯、茶叶、茶叶提取物等。
2. 试剂:0.03M磷酸缓冲液(pH 6.0)、0.01mol/L邻苯二酚溶液、5%三氯乙酸溶液、0.01mol/L的间苯二酚溶液、0.01mol/L的NaF溶液、pH 6.8的磷酸盐缓冲液、硫脲等。
四、实验步骤1. 酶提取:取一定量的马铃薯或茶叶,加入适量磷酸缓冲液(pH 6.0),用匀浆机充分匀浆,过滤,收集滤液。
2. 酶活性测定:取适量酶液,加入0.01mol/L邻苯二酚溶液,在410nm波长下测定吸光度。
3. 酶活性计算:根据吸光度变化计算酶活性,公式如下:\[ 酶活性 = \frac{ΔA}{Δt} \times V_{底物} \]其中,ΔA为吸光度变化,Δt为反应时间,V_{底物}为底物体积。
4. 影响因素实验:分别考察pH值、温度、底物浓度等因素对PPO活性的影响。
五、实验结果与分析1. 酶活性测定:通过分光光度法测定,得到不同样品的酶活性数据,如表1所示。
表1 不同样品的酶活性| 样品 | 酶活性(U/mg) || -------- | -------------- || 马铃薯 | 1.23 || 茶叶 | 0.98 || 茶叶提取物 | 1.57 |从表1可以看出,茶叶提取物的酶活性最高,马铃薯次之,茶叶最低。
2. 影响因素实验:(1)pH值:在pH 4.0~7.0范围内,PPO活性随pH值升高而增加,在pH 6.0时达到最大值,随后逐渐下降。
多酚氧化酶

一、多酚氧化酶研究概况多酚氧化酶(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。
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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。
在茶儿茶素氧化PPO底物儿茶素(eatechin)类能和许多金属离子络合,Cu2+离子形成的配位物中的配位数为4或6,可以从配位体的配位键来阐明PPO的催化生化机理。
PPO的多肽链通过自身的折叠卷曲,形成具有一定构象的高级结构。
Cu2+与多肽链上的氨基酸残基以配位键相连。
主要有His—His和Cys—His残基作为铜离子的配基,形成具有特定立体结构的活件部位[4]。
当邻苯二酚基和底物存在时,由于其“靠近”及“定向”效应,使多肽链和底物的空间构象发生改变,相互契合,从而使底物进入活性中心,邻苯二酚基上的二个羟基与多肽链上的氨基酸残基以氢键相连,形成酶与底物的复合物,由于复合物的不稳定性,多肽链构象发生扭曲,氢键断裂,H被附着在多肽链上,酶与底物不再契合,两者都同时发生构象转变,于是产物脱离了活性部位.成为邻醌。
邻醌可发生一系列次生氧化作用,形成了多种氧化产物。
酶又通过脱氢作用,发生构象回转,恢复以前的天然构象,重新成为具有催化能力的蛋白质。
4多酚氧化酶的生理功能高等植物组织发生褐变主要是PPO活动的结果。
PPO催化单酚羟基化为邻二酚,二羟酚氧化为邻醌。
醌聚合并与细胞内蛋白质的氨基酸反应,结果发生黑色或褐色色素沉淀,最终导致水果、蔬菜等经济作物营养丢失和经济损失。
PPO 作为一种氧化还原酶还在光合作用中发挥作用。
如调节叶绿体中有害的光氧化反应速度,参与其中电子传递;PPO还可促进伤口的愈合[5]。
也可增加植物对病原体的抗性。
如烟草对炭疽病、黄瓜对黑星病、苹果对轮纹病、棉苗对枯萎病菌、水稻对自叶枯病菌和细菌性条斑病以及番茄对小昆虫的抗性等。
PPO与水果和作物的褐变有关,为了防止水果褐变保持水果的新鲜性,生产上运用多种方法来降低水果中的PPO含量,例如涂以抗坏血酸、柠檬酸为主剂的复合护色剂等[6]。
5多酚氧化酶活性的抑制食品发生酶促褐变大多是不利的,甚至会带来严重的不良后果,对食品中的酶促褐变通常是要防止的。
人们通过对PPO研究发现许多条件能影响酶促褐变的发生。
必需具备的条件有三个:底物(多酚类物质)、氧和多酚氧化酶。
这三个条件缺一不可[7]。
有些果蔬如桔子、柠檬、西瓜等,由于不含多酚氧化酶,所以不会发生酶促褐变。
但是如前所述,PPO分布广泛,酶促褐变也很普遍,因此控制褐变的发生条件,从而控制、抑制褐变显得十分重要。
实际操作中从食品中除去PPO的底物(多酚类物质)不仅困难,而且不现实。
因此比较有效的是抑制PPO 活性,其次是防止与氧接触[8]。
5.1作用于酶辅基的抑制剂PPO是以铜元素做为辅基的一种蛋白质,因此,它能被金属络合物所抑制,如氰化物、氟化物、CO、二乙基二硫氨基甲酸钠(DIECA)、巯基苯噻、二琉基丙醇、叠氮化物、甲基黄原酸钾等,其中有些物质也可以与PPO催化所产生的醒类物质发生反应[9]。
乙二胺四乙酸或其钠盐、焦磷酸钠、多聚磷酸盐等也可以络合金属离子,用作抗褐变剂时一般与其它物质配合使用[10]。
上述抑制剂对不同来源(叶绿体、线粒体和可溶性)PPO的作用存在明显差异.线粒体和可溶性PPO 的脱氢活性能被甲基黄原酸钾、硫脲和DIECA抑制,而相应的叶绿体PPO则不被黄原酸盐所抑制,仅在一定程度上受到DIECA的作用;DIECA对经基化活性的抑制作用可因添加一二酚(咖啡酸、儿茶酸原和儿茶酚)而完全丧失.抗坏血酸也可以络合PPO的辅基,因而可直接作用于此酶[11]。
5.2作用于酶蛋白的抑制剂以无或亚硫酸盐是预防果蔬酶促褐变最常使用的物质,它们对PPO—多酚系统的作用比较复杂,既可直接作用于酶本身,降低它对单酚和二酚类的催化反应活性,又可与第一步反应生成的醌类物质发生不可逆的结合,形成无色物质;对亚硫酸盐作用的深入研究发现,其对PPO不可逆抑活的直接原因是它能与酶蛋白发生键连,修饰了蛋白质结构[12]。
用多肽酶的激活剂处理可以抑制PPO活性,是因为多肽酶可破坏PPO蛋白质.根据此机理,琥珀酸—2,2—二甲基酰肼可阻止蘑菇的酶促变色,同时,该多肽酶的激活剂还能和PPO作用的底物结合,也可减轻褐变.无花果蛋白酶能抑制果实褐变也是由于其对PPO有分解作用[13]。
蜂蜜能抑制苹果片和葡萄汁褐变的原因是所含的低聚肽(分子量约600Da)对PPO有抑制作用。
4—已基间苯二酚作用于PPO,化学性质稳定,无毒、无致癌性、也无致突变性,它已被推荐用于防治果蔬产品酶促褐变,具有良好的应用前景。
5.3竞争或非竞争性抑制剂苯甲酸和一些取代肉桂酸是甜樱桃、苹果、梨、杏、葡萄和马铃薯PPO最具竞争性的抑制剂,Ki值依次增加的顺序是肉桂酸<p—香豆酸<m—香豆酸<o—香豆酸<苯甲酸,表明PPO有不同的底物和抑制结合位点.芳香酸抑制剂直接需要在苯环上或在共扼位置上有一个游离梭基,开链酸至少有两个共扼乙烯基团.甲基化既可降低抑制作用,又可降低Ki值,因此,抑制剂苯核上甲基化或轻基化均能影响催化位点的竞争性[14]。
6前景调节PPO表达是未来研究热点.一方面因为受伤或衰老会导致黑色素的形成,负调节PPO能大量提高作物的质量;另一方面PPO的过度表达能减少害虫对作物的侵害,或通过影响植物蛋白形成抗营养机制,或在毛状体渗出液中通过它启动聚合作用捕获昆虫[15]。
因此负调节PP0表达或调节PPO使其过度表达在生产及应用方面都具有很好的前景及重要的实际意义。
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