多酚氧化酶的制备和性质研究
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。
实验二 细胞破碎及多酚氧化酶制备

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多酚氧化酶的催化作用:
酶液 邻苯二 水
试
酚
管
号
观察颜色变化
1 15滴 15滴 -
2 15滴 - 15滴
3
- 15滴 15滴
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思考题:
• 酶的分离提取过程中要注意哪些事项? • 在酶制备过程中加入硫酸铵的目的是什么?
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• 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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• ⑶酶、氧及邻二酚形成的复合物与二个氢离子在氧桥上结 合,并释放出苯醌。
• ⑷间氧型酶与第二个邻二酚分子结合,结合位点与第一步 相同, 但两个铜原子之间的一个OH基与氢离子结合,生 成一分子水和一个氢离子。
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• ⑸间氧型酶与邻二酚的复合物与另一个H+ 结合(即两个铜原子之间的另一个OH基与 结合),生成一分子水,同时释放出第二 分子的苯醌,但氧化前后二个邻二酚的变 化并不完全相同。
溶液,混合均匀。 • 管2:加入15滴酶抽提液和15滴水,混合均匀。 • 管3:加入15滴0.01mol/L的邻苯二酚溶液和15滴水,
混合。 • 3、把3只试管放于37℃水浴中。 • 4、每隔5min震荡试管并观察每管中溶液颜色的变化,共
反应25min。 • 5、观察现象并记录实验数据。
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。
多酚氧化酶的分离纯化、蛋白质含量、活性测定及电泳

多酚氧化酶的分离纯化、蛋白质含量、活性测定及电泳博哥(中山大学化学与化学工程学院,广州510275)摘要多酚氧化酶与植物组织培养的酶促褐变以及果蔬品质密切相关。
本实验选取蘑菇、茄子、马铃薯为实验材料,提取PPO的粗酶液,再通过考马斯亮兰法法测定蛋白质含量,并采用邻苯二酚、L-多巴为底物,测定PPO活性,最后,进行了聚丙烯酰胺凝胶电泳。
结果显示,马铃薯酶液中PPO含量最多为15766 μmol·L-1,其次是蘑菇为13931 μmol·L-1,茄子酶液PPO最少,含量为4061μmol·L-1。
但是,以邻苯二酚或多巴为底物时,茄子的比活力最高,蘑菇与马铃薯酶液的比活力相近。
聚丙烯酰胺凝胶电泳显示,茄子酶液中存在较多同工酶,蘑菇与马铃薯则较少。
关键词多酚氧化酶考马斯亮兰法聚丙烯酰胺凝胶电泳1引言多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO,EC.1.10.3.1)是植物体内普遍存在的一类铜结合酶。
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。
多酚氧化酶与植物组织培养的酶促褐变以及果蔬品质密切相关。
因此,研究多酚氧化酶(酪氨酸酶)的抑制,对防止水果、蔬菜的褐变,化妆品中的皮肤增白,以及因酪氨酸酶催化产生黑色素引起的疾病(黄褐斑等色素沉着性皮肤病等),具有非常重要的治疗意义。
本实验选取蘑菇、茄子、马铃薯为实验材料,通过组织细胞破碎匀浆、过滤、离心、硫酸铵沉淀、透析等步骤获得PPO的粗酶液。
多酚氧化酶制备与性质

多酚氧化酶制备与性质多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)是存在于多种植物、真菌和动物体内的一种酶类。
它主要参与生物体内多酚类物质的氧化反应,是一种铜酶,催化氧化物质依靠两种配位的单核铜中心。
多酚氧化酶具有高度的催化活性和种类多样的底物适应性,常用于食品产业、医药业和环境污染治理等方面。
多酚氧化酶分离、纯化和制备是开展其相关研究和应用的前提。
其制备方法可分为传统分离、分子生物学技术和重组工程等三种方法。
传统分离方法是采用离心、滤纸剖分、离子交换层析、凝胶过滤层析或超滤等方法,通过化学检测和活性检测手段获得多酚氧化酶。
但这种方法存在着操作麻烦、纯化度低、产率不高等缺点。
分子生物学技术则是利用基因克隆和表达工具,从源头上获得多酚氧化酶基因序列进行提取和纯化。
目前研究中常用的是PCR扩增、应用大肠杆菌或酵母菌实现异源表达等方法。
重组工程方法是指将多酚氧化酶基因定向插入宿主细胞中,结合合理培养条件,利用重组合成技术得到具有高活性和高特异性的多酚氧化酶。
这种方法的优势在于产量高、纯度高且结构相对稳定。
多酚氧化酶性质的主要特点包括多酚类物质的高效氧化反应、菌落变色和储存特性。
多酚类物质的高效氧化反应:多酚氧化酶主要针对多酚类物质进行高效氧化反应。
例如,多酚氧化酶可以催化咖啡因氧化成黑色物质,其颜色变化的过程符合米氏方程(Michaelis-Menten equation),表现出一定的反应速率和反应程度。
菌落变色特性:多酚氧化酶具有天然菌落颜色的变色特性,这是因为多酚氧化酶可以催化多酚类物质氧化成黑色色素,从而产生的颜色变化可以用于分析检测和实验研究。
储存特性:多酚氧化酶可以保存在含钾的磷酸盐缓冲液中,并且可以在冷藏条件下保持其催化活性和稳定性。
但是为了避免酶的降解和变性,一般应该避免恶劣的环境和条件。
综上,多酚氧化酶是一种广泛存在于生物体内的酶类,具有高效催化和底物适应性等优势。
其制备方法包括传统分离、分子生物学技术和重组工程等三种方法。
草莓多酚氧化酶实验报告

一、实验目的1. 掌握多酚氧化酶(PPO)的提取方法;2. 了解多酚氧化酶的活性测定原理及操作方法;3. 探讨草莓多酚氧化酶的活性与温度、pH值等因素的关系。
二、实验原理多酚氧化酶(PPO)是一种含铜的酶,主要存在于植物组织中,参与植物组织的褐变过程。
本实验通过提取草莓中的多酚氧化酶,测定其活性,并探讨其活性与温度、pH值等因素的关系。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:新鲜草莓、无水乙醇、蒸馏水、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、硫酸铜、铁氰化钾等。
2. 实验仪器:离心机、分光光度计、恒温水浴锅、研钵、天平等。
四、实验方法1. 多酚氧化酶提取(1)将新鲜草莓洗净,用组织捣碎机捣碎,取适量匀浆;(2)加入适量的无水乙醇,搅拌均匀,室温下放置30分钟;(3)将匀浆转入离心管中,以3000r/min离心10分钟;(4)取上清液,加入适量的硫酸铜和铁氰化钾,室温下放置30分钟;(5)将反应液转入离心管中,以3000r/min离心10分钟;(6)取上清液即为多酚氧化酶提取液。
2. 多酚氧化酶活性测定(1)取一定量的多酚氧化酶提取液,加入适量的磷酸缓冲液(pH值6.8);(2)将反应液置于分光光度计中,在470nm波长下测定吸光度;(3)以磷酸缓冲液为空白,计算多酚氧化酶活性。
3. 温度对多酚氧化酶活性的影响(1)将多酚氧化酶提取液分别置于不同温度(20℃、30℃、40℃、50℃、60℃)的水浴锅中;(2)每5分钟测定一次酶活性,共测定30分钟;(3)比较不同温度下酶活性的变化。
4. pH值对多酚氧化酶活性的影响(1)将多酚氧化酶提取液分别置于不同pH值(4.0、5.0、6.0、7.0、8.0)的磷酸缓冲液中;(2)每5分钟测定一次酶活性,共测定30分钟;(3)比较不同pH值下酶活性的变化。
五、实验结果与分析1. 多酚氧化酶提取通过实验,成功提取了草莓中的多酚氧化酶,提取液呈现蓝色。
2. 多酚氧化酶活性测定通过测定,得到草莓多酚氧化酶的活性为(以每分钟吸光度变化表示)。
多酚氧化酶的配置与性质研究

0.2mol.L-1
二:多酚氧化酶的制备 1.取50g去皮切丁的土豆与60ml丙酮混合, 粉碎,抽滤滤渣,用-20℃的丙酮酸冲洗至白 色,室温下晾干。2.取5g土豆干粉与40ml粗 酶提取液混合。搅拌、离心与1500r/min的离 心机上,静置,取上清液。3.加入等体积的 饱和(NH4)2SO4溶解离心、静置、取沉淀 物。4.加入磷酸缓冲液(PH=6.0) 15ml溶解,再次离心精置,取上清液,即为 多酚氧化酶。
二:ph对多酚氧化酶的影响 配置磷酸缓冲液PH=5.8、6.0、6.4、 6.5、6.6、7.0、7.5一系列不同P H值的缓冲液,先将1ml0.2mol/L的 领苯二酚溶液加入1cm的玻璃比色皿中,在将 2ml粗酶液与4ml0.2mol/L不同p h值的磷酸缓冲液混合。然后取出1.5ml迅 速加入到已加了的邻苯二酚比色皿中,在室温下, 于420nm处测定OD值,蒸馏水作为空白对 照,加入酶夜后开始计时,记录OD值的时间间 隔为30″,以最初直线的斜率(△OD/△t)计 算酶活力。每分钟引起吸光度改变0.001所 需的酶量为一个酶活力单位。即可得到最适ph 值。以OD值为纵坐标,以不同PH值为横坐标, 在坐标纸上绘制标准曲线。
多酚氧化酶的配置与性质研究
小组成员:张海兵(1002011012) 李 杰(1002011011) 黄平飞(1002011034 ) 徐20型)、高 速离心机 • 43gNa2HPO4.2H2O,16gNaH 2PO4 .2H2O,50g土豆,0.22g领 苯二酚。 邻苯二酚溶液的配置 将0.22g领苯二酚溶于10ml水溶液中,即可得 到0.2mol.L-1的领苯二酚溶液。
试剂的配置
缓冲液的配置:Na2HPO4.2H2O相对分子质量=178,0.2mol.L-1溶液为85.61 g.L-1;NaH2PO4 .2H2O相对分子质量=156, 0.2mol.L-1溶液为31.21g.L-.
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多酚氧化酶的制备与性质研究
10级生物工程(2)第二组1002012025姜文能 1002012022鲍仕伟 1002012011杜敏 1002012002张强 1002012039肖辉
摘要: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。
关键字:多酚氧化酶系统、提取、性质研究
多酚氧化酶的简介
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。
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。
活性测定
常用检压法和分光光度法。
前者应用多酚氧化酶(PPO)可催化儿茶素等底物在有氧条件下的氧化还原反应,根据底物的氧化速率与单位酶浓度和单位时间内的耗氧量成正比这一原理,用瓦氏呼吸仪测定反应过程中的耗氧量求得PPO活性的大小,此方法设备简便,但操作复杂,误差较大。
后者利用邻苯二酚和D-儿茶素在PPO催化下生成有色产物.其显色物质在460纳米处有最大吸收,吸收值在单位时间内的变化和单位酶活性成正比,计算PPO活性强度。
操作方法简便,重现性好。
与检压法原理相似的方法有氧电极法,应用也较多。
苹果中多酚氧化酶了解:(苹果、多酚氧化酶、褐变、抑制剂)苹果的果皮、果芯中均含有较多的多酚物质,在苹果榨汁过程中,大部分多酚物质随果皮和果芯而转移到果渣中,因此苹果渣中含有较多的多酚物质。
苹果中的多酚氧化酶是引起苹果及苹果酒褐变的重要
原因之一,用乳化剂及酚结合剂从苹果中提取多酚氧化酶(PPO),研究其酶学性质:不同底物的Km、Vm,反应的最适温度、pH及两种底物同时存在时的酶学效应.结果表明:4-甲基儿茶酚为最适底物,其最适温度30 ℃,最适pH 4.5,不同浓度咖啡酸对酶的影响不同,儿茶素对不同浓度绿原酸的酶促反应影响也不同.研究几种效应物对酶活力的影响表明:偏重亚硫酸钠、半胱氨酸、抗坏血酸为强烈抑制剂,羧酸类对酶具有抑制效应,肉桂酸比同一结构形式的苯甲酸抑制效果强.
苹果中多酚氧化酶的提取:
1、材料选用优质苹果
2、仪器分光光度计、家庭用果汁捣碎机、台式高速离心机
3、方法
多酚氧化酶(PPO)的提取
①苹果洗净后在4℃保温,再去皮后取果肉200.0克,立即加人冷冻丙酮500ml,用高速组织捣碎机匀浆2min;用纱布过滤,滤饼用200ml 冷冻丙酮再次提取抽滤,白色粉末冷冻真空干燥,即得PPo丙酮粉。
②称取丙酮粉O.5g,溶于250m1 0.05mol/L.pH的预冷(4℃)磷酸盐缓冲溶液,用磁力搅拌器搅拌20min,5000r/min离心10min,上清液过滤,即得PP0粗酶液。
苹果中多酚氧化酶性质研究:(含量、温度对含量的影响研究)
含量:
试剂:0.2mol/L磷酸盐缓冲溶液
0.1mol/L邻苯二酚
仪器:分光光度计
含量测定:在1 m1磷酸盐缓冲液中,用lml 0.1mol/L的邻苯二酚为底物,加1ml酶提取液,反应3min后,在分光光度仪上扫描并观察300-450nm波长范围内的吸收峰情况。
测定时以蒸馏水为空白对照,以热失活的粗酶提取液代替酶提取液在同样条件下测定为对照。
温度影响:
多酚氧化酶对热敏感,其最适温度为25 ℃,处理1min酶基本钝化。
苹果多酚氧化酶的催化氧化邻苯二酚的产物,在400nm处有一最大吸收峰。
测定产物在1min内400nm处吸光值的变化反映多酚氧化酶的活性。
不同温度对PP0活性的影响:
绘制标准曲线:以400nm为纵坐标,温度为横坐标,在坐标纸上绘制标准曲线。
曲线样图:
参考文献:《多酚氧化酶》,百度网
结论:多酚氧化酶的活性受温度的影响,在25℃之前酶的活性随温度的上升而渐渐增加,25℃是酶的最适温度,之后酶的活性随温度的升高渐渐下降,大约在30℃附近多酚氧化酶失活。