应用SRCD和FTIR分析超高压处理对蘑菇多酚氧化酶二级结.pdf

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1、第３２卷，第２期光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．２，ｐｐ３１７－３２３２０１２年２月ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＦｅｂｒｕａｒｙ，２０１２应用ＳＲＣＤ和ＦＴＩＲ分析超高压处理对蘑菇多酚氧化酶二级结构的影响易建勇，董鹏，王永涛，姜斌廖小军，胡小松，张燕＊国家果蔬加工工程技术研究中心，北京１０００８３中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京１０００８３农业部果蔬加工重点开放实验室，北京１０００８３摘要应用同步辐射紫外真空圆二色光谱（ＳＲＣＤ）、傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）和荧光光谱研究了超高压（ＨＨＰ）处理对蘑菇多酚氧化酶（ＰＰＯ）二级结构和三

2、级结构的影响。ＨＨＰ处理使蘑菇ＰＰＯ的α－螺旋含量明显减少，二级结构发生改变。通过ＳＲＣＤ光谱和ＦＴＩＲ光谱分析得出的未处理或ＨＨＰ处理蘑菇ＰＰＯ的二级结构含量均存在一定的差异，这种差异可能是由于测量温度、酶液浓度和分析方法等多种因素造成的。荧光光谱表明，ＨＨＰ处理后，蘑菇ＰＰＯ溶液荧光光谱的强度降低，最大发射峰发生了红移，表明ＨＨＰ处理改变了蘑菇ＰＰＯ分子的三级结构。关键词同步辐射紫外真空圆二色光谱；傅里叶变换红外光谱；超高压；多酚氧化酶；二级结构中图分类号：ＴＳ２５５文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３（２０１２）０２－０３１７－０７［３］。

3、国内外关于８００ＭＰａ以下ＨＨＰ处理对没有明显降低引言ＰＰＯ钝化效果研究较多，而处理压力超过１０００ＭＰａ的研究［３－１０］。Ｇｏｍｅｓ等发现经过８００ＭＰａ超高压处理１０ｍｉｎ较少超高压（Ｈｉｇｈｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＨＨＰ）技术是一种新［１０］。Ｒａｐｅａｎｕ等发现８００后，土豆ＰＰＯ的活性仅下降４０％兴的非热加工技术，具有处理时间短、生产能耗低的特点，ＭＰａ和１０ｍｉｎ处理葡萄ＰＰＯ后，仅使其活性下降１４％［１１］。同时最大限度的保持食品原有的风味、质地、色泽和营养，Ｇａｒｃｉａ－Ｐａｌａｚｏｎ等发现８００ＭＰａ经１５ｍｉｎ处理树莓ＰＰＯ可［１］实现对食品

4、的最少加工。超高压技术是一个物理过程，通使其活性下降２９％［４］。Ｓｕｎ等发现８００ＭＰａ经１０ｍｉｎ处理过压缩物料的体积，改变物料分子或原子间的距离，使得物［７］。由于１０００ＭＰａ以下压蘑菇ＰＰＯ可使其活性下降２８％质的电子结构和空间结构发生变化。这种压缩过程仅作用于力不能完全钝化ＰＰＯ，因此需要研究更高压力下ＨＨＰ处理对生物大分子空间结构有贡献的氢键、离子键和疏水键等非对ＰＰＯ的影响，探讨ＨＨＰ对ＰＰＯ的钝化效果和机理。共价键，而对维生素、色素和风味物质等小分子化合物的共同步辐射紫外真空圆二色（ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎｒａｄｉａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｌａｒ［２］。因此，该技术可以

5、广泛应用于果汁杀价键无明显影响ｄｉｃｈｒｏｉｓｍ，ＳＲＣＤ）光谱在光强度、偏振性和准直性方面都优菌、淀粉改性、海产品脱壳和活性物质提取等领域，具有广于常规的圆二色谱仪，尤其在１９０ｎｍ以下短波长区域，能阔的发展前景。但目前商业化ＨＨＰ设备的工作压力一般低观察到更多细致的蛋白质二级结构信息。中国科学院北京同于７００ＭＰａ，在这个压力下不能完全钝化食品中的耐压酶，步辐射生物大分子晶体学光束与实验站的８００ＭｅＶ真空紫从而导致食品在储藏期中的品质降低。外圆二色谱实验站在样品处的光通量为５×１０１２ｐｈｏｔｏｎｓ·多酚氧化酶（ＰＰＯ，ＥＣ１．１４．１８．１）是果蔬中一种常见的－１，波长范

6、围１００～３２０ｎｍ，同步辐射经过正入射单色仪到ｓ耐压酶，不同原料的ＰＰＯ的耐压性存在一定的差异。达样品池，样品出光斑大小约为２ｍｍ×１ｍｍ，波长分辨率Ｈｅｒｎáｎｄｅｚ等研究发现５００ＭＰａ处理后，番茄ＰＰＯ的活性为１ｎｍ。收稿日期：２０１１－０６－０９，修订日期：２０１１－１０－０６基金项目：国家“十二五”（８６３计划）项目（２０１１ＡＡ１００８０１）和国家自然科学基金项目（３０９７２０６７）资助作者简介：易建勇，１９８３年生，中国农业大学食品科学与营养工程学院博士研究生ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｊｉａｎｙｏｎｇ５１５＠１２６．ｃｏｍ＊通讯联系人ｅ－ｍａｉｌ：ｏｈａｉ９２８＠１６３．

7、ｃｏｍ３１８光谱学与光谱分析第３２卷本文以ＳＲＣＤ和ＦＴＩＲ为主要手段，并结合同步荧光光（５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１，ｐＨ６．５）为空白溶液。谱，研究８００～１６００ＭＰａ（１．６ＧＰａ）压力条件下ＨＨＰ处理所有样品的扫描数据在扣除磷酸缓冲液空白样品的ＣＤ对蘑菇ＰＰＯ的活性和结构的影响，探讨极端压力条件ＨＨＰ信号后，利用ＣＤＴｏｏｌ软件对数据进行浓度、光程长归一处理对生物酶蛋白分子的钝化机理。化，将ＣＤ值转化为摩尔消光系数差Δε，再转化为平均残基椭圆率（ｍｅａｎｒｅｓｉｄｕｅｅｌｌｉｐ