实验三 非酶褐变与果蔬酶促褐变的防止
果蔬采后酶促褐变的机制及控制技术研究进展
果蔬采后酶促褐变的机制及控制技术研究进展作者：闵婷谢君郑梦林易阳王丽梅王宏勋来源：《江苏农业科学》2016年第01期摘要：果蔬因其富含维生素、有机酸，无机盐以及植物纤维等营养物质，越来越受消费者青睐。
然而果蔬在采后运输，贮藏和加工过程中极易发生褐变，不仅影响产品的外观、风味、营养，而且还大大降低贮藏加工性能，因此褐变一直是果蔬采后研究的热点。
本文从果蔬褐变的原因、酶促褐变的机制、果蔬褐变控制技术3个方面综述了果蔬采后酶促褐变研究进展。
关键词：果蔬；褐变；研究进展；酶；保鲜；控制技术中图分类号：TS255.3 文献标志码：A 文章编号：1002—1302（2016）01—0273—03许多新鲜果蔬在加工、物流及销售过程中造成的损伤，易使果蔬原有色泽发生改变，这种现象称为褐变。
目前，普遍认为引起果蔬褐变表现在两方面：酶促褐变和非酶促褐变。
酶促褐变是组织中的酚类物质在酶的作用下氧化成醌类，醌类聚合形成褐色物质从而导致组织变色；非酶促褐变是指由各种非酶原因引起的化学反应而造成的果肉或果皮的褐变。
果蔬产品的褐变，不仅影响其外观，而且严重影响其风味和营养价值，已经成为制约果蔬产业发展的“瓶颈”。
1果蔬褐变的原因果蔬褐变从本质上可分为两大类，即非酶促褐变和酶促褐变。
非酶促褐变是由各种非酶原因引起化学反应导致的褐变，包括焦糖化反应、美拉德反应、维生素c氧化分解、多元酚氧化缩合反应等。
酶促褐变是果蔬组织体内的酚类物质在酶的作用下氧化成醌类，醌类再聚合形成褐色物质，从而导致组织变色。
众多研究表明果蔬褐变以酶促褐变为主。
2果蔬酶促褐变的机制酶促褐变机制一直是科学工作者研究的热点，曾先后提出乙醛乙醇毒害学说、氧自由基假说、维生素C保护假说、酚-酚酶区域分布等学说，其中酚-酚酶区域分布学说最具说服力。
在植物组织细胞中，质膜形成天然的保护屏障，能保证膜内外物质交换顺利进行，酚类物质通常分布在组织细胞液泡内，而酚酶主要存在于各种质体或细胞质内。
实验四果蔬酶促褐变的控制及护色实验
实验四果蔬酶促褐变的控制及护色实验一、实验目的1.熟悉果蔬酶促褐变的原理。
2.通过果蔬加工中热烫等处理方法和加抗坏血酸等护色实验，初步掌握果蔬加工中护色的常用方法。
二、实验原理大多数浅色果蔬，在加工过程中易引起酶促褐变，使产品颜色发暗。
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处理，从而达到护色的目的。
果蔬加工中，往往采用热烫钝化酶、控制酸度（柠檬酸、草酸、乙酸）、加抗氧化剂（如抗坏血酸）：加化学药品（亚硫酸氢钠）来抑制酶的活性等方法来防止和抑制酶促褐变。
三、实验材料、试剂和仪器1、实验材料：马铃薯、红薯2、试剂：1.5%愈创木酚、3%过氧化氢、1%邻苯二酚、0.4%亚硫酸氢钠、0.4%抗坏血酸、1%柠檬酸、1%草酸、1%抗坏血酸和1%乙酸。
3、仪器：电炉子、石棉网、镊子、刀、菜板、烧杯、滴管。
四、操作步骤1、观察酶褐变的色泽：（1）马铃薯人工去皮，切成3mm厚的圆片，取一片切面滴上2～3滴1.5%的愈创木酚再滴上2～3滴过氧化氢，由于马铃薯中过氧化物酶的存在，愈创木酚与过氧化氢经酶作用，脱氢而产生褐色的络合物。
（2）红薯人工去皮，切成3mm厚的圆片，滴1%邻苯二酚2～3滴，由于多酚氧化酶存在，而使原料变成茶褐色或深褐色的络合物。
2、防止酶褐变：（1）热烫、高温可以使氧化酶类丧失活性，生产中利用热烫防止酶褐变，将马铃薯片投入沸水中，待再次沸腾计时，每隔0.5分钟，取出一片马铃薯用1.5%愈创木酚和3%过氧化氢滴在切面上，观察0.5 1.0、1.5、2.0min后其变色的速度和程度，直到不变色为止，记录各时间段其变色程度和速度。
（2）不同化学试剂防止酶褐变：各种不同的化学试剂可降低价介质中的PH值和减少溶解氧均可抑制氧化酶类活性，将切片的红薯分别取3～5片块投入到0.4%亚硫酸氢钠溶液、0.4%抗坏血酸溶液、1%柠檬酸溶液、1%草酸溶液、1%抗坏血酸、1%乙酸溶液中，分别护色5、10、15、20分钟，取出用滤纸快速吸干表面水分，用1.5%愈创木酚（2-3滴）和3%过氧化氢（2-3滴）滴在切面上，或滴1%邻苯二酚2～3滴到切面上，用观察并记录其变色的速度和程度。
果汁非酶褐变的机制及控制措施
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水豆腐保鲜技术的研究进展
石彦国 李刚 林宇红
哈尔滨商业大学食品工程学院 哈尔滨 58’’[6
阐述了多种杀菌技术与保鲜技术在豆腐保鲜研究中所取得的成果， 分析了豆腐保鲜难的部分原因， 并展望了水 摘要： 豆腐保鲜技术的发展方向。 豆腐； 保鲜； 杀菌； 发展方向 关键词：
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果汁中的游离氨基酸在酸性条件下主要以阳离子的形式存在4因此4用大孔强酸阳离子交换树脂可以交换除去果汁中的氨基酸4从而基本上控制了果汁的非酶褐变4避免了果汁在贮藏过程中色泽加深4保持了果汁的色值小结非酶褐变对果汁的外观及营养价值造成的影响是不容置疑的目前关于褐变的研究很多但非酶褐变还是没有得到有效的控制因此必须寻找一种经济安全有效的方法来解决果汁非酶褐变的问题
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。
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施摘要：细胞受损后，由于细胞区隔作用被破坏，毒性酚类或其氧化物醌类物质毒害细胞，导致组织褐变，植物组织培养过程中培养低效或失败。
目前认为组织培养中褐变程度主要受外植体材料的基因型、生理状态、种类、大小、预处理、培养条件、培养基及培养方式的影响。
在目前的研究中控制褐变的有效方法主要有低温培养、暗培养、勤转种、添加抗氧化剂、增效剂或吸附剂于培养基中等。
关键词:植物;组织培养;褐变;防治方法褐变是植物组织培养中一种普遍存在的现象，是由于组织中多酚氧化酶被激活，使细胞酚类物质被氧化而产生棕褐色醌类物质，这种褐变现象又被称为酚污染。
多酚类物质及其氧化物醌类物质会抑制其它酶的活性，从而毒害整个外植体，严重影响外植体的脱分化、再分化和生长。
褐变这种现象与菌类污染和过度含水化(即玻璃化)并称植物组织培养的3大难题。
目前褐变已成为植物组织培养发展的一大障碍[1]。
1褐变现象的原因1.1 非酶促褐变非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或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。
诸多不利条件都可以造成细胞的程序化死亡，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不再发生。
1.2 酶促褐变多数认为，植物组织培养中的褐化现象主要是由酶促褐变引起的，即由多酚氧化酶( P PO，Polyphenol Oxidase)作用于天然底物酚类物质而引起的。
在正常条件下,细胞中的酚和醌之间保持一种动态平衡,醌类物质水平较低;而酚氧化酶及其底物分布在正常组织的不同部位，酚类物质分布在细胞的液泡内，酶则分布在各种质体或细胞质内，这种区域性分布致使底物与酶被质膜分隔开来；但当外植体或培养材料处于机械损伤等逆境，或细胞受伤或衰老时，细胞膜结构或细胞中物质区域化分布的破坏会导致酚氧化酶释放或合成，如果此时在合适的pH和温度等条件下，酚氧化酶、酚类(底物)和氧发生酶促氧化反应，形成有毒的棕褐色醌类物质,从而使组织发生褐变。
酶促褐变机理和酶促褐变的控制措施
.';. 酶促褐变食品发生酶促褐变需要有3个条件，酚酶、氧、适当的酚类物质，在某些瓜果中如柠檬、橘子、香瓜、西瓜等由于不含有酚酶，不能发生酶促褐变。
在控制酶促褐变的实践中，除去底物的可能性极小，现实的方法主要从控制酶和氧两方面入手，主要措施有：钝化酶的活性；改变酶作用的条件；隔绝氧气；使用抑制剂等。
常用的控制酶促褐变方法有：（1）加热处理因为酶是蛋白质，加热能使酚酶及其它的酶失活，加热处理时间必须严格控制，要求在最短时间内，既能达到钝化酶的要求，又不影响食品原有的风味。
如蔬菜在冷冻保藏或在脱水干制之前需要在沸水或蒸汽中进行短时间的热烫处理，以破坏其中的酶，然后用冷水或冷风迅速将果蔬冷却，停止热处理作用，以保持果蔬的脆嫩。
（2）调节pH 多数酚酶最适宜的pH范围是6～7之间，在pH为3以下时已无明显活性，降低pH来防止果蔬褐变是果蔬加工常用的方法，常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等。
柠檬酸对抑制酚酶氧化有双重作用，既可降低pH，又可与酚酶辅基的铜离子络合而抑制其活性，通常与抗坏血酸或亚硫酸联用。
苹果酸是苹果汁中的主要有机酸，它在苹果汁中对酚酶的抑制作用比柠檬酸强得多。
抗坏血酸是十分有效的酶抑制剂，无异味，对金属无腐蚀性，同时又有营养价值，它不仅能降低pH，同时还具有还原作用，能将醌还原成酚从而阻止醌的聚合。
（3）用二氧化硫及亚硫酸盐处理二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠（低亚硫酸钠）都是广泛使用的酚酶抑制剂。
在蘑菇、马铃薯、桃、苹果加工中常用二氧化硫及亚硫酸盐溶液作为护色剂。
二氧化硫气体处理水果蔬菜，渗入组织快，但亚硫酸盐溶液使用更方便。
二氧化硫及亚硫酸盐溶液在弱酸性（pH=6）条件下对酚酶的抑制效果最好。
二氧化硫和亚硫酸盐对褐变的抑制机理有几种观点，有的认为是抑制了酶，有的认为是二氧化硫把醌还原成了酚，还有认为二氧化硫和醌的加合防止了醌的进一步聚合。
用二氧化硫和亚硫酸盐处理不仅能抑制褐变，还有一定的防腐作用，并可避免维生素C的氧化，但其特点是对色素（花青素）有漂白作用，腐蚀铁罐内壁，破坏维生素B1，有不愉快的味感和嗅感，浓度高时有碍健康。
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。
【VIP专享】非酶褐变与果蔬酶促褐变的防止实验报告
华南农业大学实验报告专业班次13食工1班组别201330500107题目非酶褐变与果蔬酶促褐变的防止姓名黄俊怡日期2015.07.111、实验目的1、通过焦糖的制备及羰氨反应来了解非酶褐变以及焦糖的性质与用途。
2、通过蔬菜加工中热烫等前处理方法和加异抗坏血酸钠等护色实验，初步掌握蔬菜加工中护色的常用方法。
2、实验原理褐变反应是食品加工中最普遍存在的一种变色现象，按其发生机制分为酶促褐变和非酶褐变两大类。
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。
3、实验材料、试剂和仪器1. 实验材料蔗糖、苹果、马铃薯2. 试剂25％葡萄糖溶液、25％甘氨酸溶液、10％盐酸、10％氢氧化钠溶液、25％蔗糖溶液、柠檬酸、焦亚硫酸钠、抗坏血酸钠3. 仪器分析天平、蒸发皿、电炉、250ml容量瓶、分光光度计、试管若干支、刀、4、实验步骤（一）非酶褐变1、焦糖的制备：称取蔗糖25g放入蒸发皿中，加入1ml水，在电炉上加热到150℃左右，关去电源，温度上升至190～195℃，恒温10min左右，呈深褐色，稍冷后，加入少量蒸馏水溶解，冷却后移入250ml容量瓶中，定容。
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实验三非酶褐变与果蔬酶促褐变的防止
陈曼韵11食品营养3班201130600802
一、实验目的
通过焦糖的制备及羰氨反应来了解非酶褐变以及焦糖的性质与用途。
通过蔬菜加工中热烫等前处理方法和加异抗坏血酸钠等护色实验，初步掌握蔬菜加工中护色的常用方法。
二、实验原理
褐变反应是食品加工中最普遍存在的一种变色现象，按其发生机制分为酶促褐变和非酶褐变两大类。
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、操作步骤及实验现象
（一）非酶褐变
1．1焦糖的制备：称取蔗糖25g放入蒸发皿中，加入1ml水，在电炉上加热到150℃左右，关去电源，温度上升至190～195℃，恒温10min左右，呈深褐色，稍冷后，加入少量蒸馏水溶解，冷却后移入250ml容量瓶中，定容。
1.2 比色：分别吸取上述10％焦糖溶液5ml，分别稀释至50ml，成为1％焦糖溶
液。
吸取上述1％焦糖溶液，按下表在试管中混匀各种所需物质，然后在721型分光光度计上以520nm比色测定，记录光密度，根据光密度的大小比较不同情况下焦糖的色泽。
1.2.1数据记录及实验现象
1.3简单组分的美拉德反应
（二）酶促褐变
2.1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。
2.1．1实验现象
2.2护色剂对果蔬加工制品颜色的影响
（1）按下列各编号所列试剂的比例配制护色液
编号Ⅰ：0.2g柠檬酸溶于50ml水中。
编号Ⅱ：0.2g焦亚硫酸钠溶于50ml水中。
编号Ⅲ：0.2g异抗坏血酸钠溶于50ml水中。
编号Ⅳ：0.2g柠檬酸、0.2g焦亚硫酸钠溶于50ml水中。
编号Ⅴ：0.2g柠檬酸、0.2g异抗坏血酸钠溶于50ml水中。
编号Ⅵ：0.2g柠檬酸、0.2g焦亚硫酸钠、0.2g异抗坏血酸钠溶于50ml水中。
另取50ml水作对照用，编号为Ⅶ。
（2）用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各14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。
2.2．1实验现象
四、结论
从以上实验观察，可以得出以下结论：
1.非酶褐变受NaCl、HAc、乙醇的影响，颜色均变浅，证明褐变作用被抑制；
2. 美拉德反应属于酶促褐变，受底物、pH值、温度的影响。
由第二个实验观察结果可以知道，美拉德反应在碱性时反应快，褐变颜色深；相比于非还原糖美拉德反应在还原糖中的反应较快，褐变颜色较深，且对于不同的氨基酸反应活性也不一样；
3. 由第三个实验可以知道柠檬酸、焦亚硫酸钠、异抗坏血酸钠均具有护色作用，两两混合效果较好，三者混合护色效果更佳。