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1、细胞破碎及多酚氧化酶的制备Contents多酚氧化酶的基本概况1果蔬中多酚氧化酶的褐变机理2果蔬加工中酶褐变的控制的方法3实验内容4概念多酚氧化酶（polyphenoloxidase,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。广义上，PPO可分为单酚氧化酶、双酚氧化酶、漆酶植物微生物土豆的褐变含有儿茶酚水果的褐变1.植物中的多酚氧化酶在植物(如苹果、荔枝、菠菜、马铃薯、豆类、茶叶、桑叶、烟草等)组织中
2、，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。在高等植物组织发生褐变主要是PP0活动的结果。2.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。在真菌中，漆酶大多分布在担子菌(Basidimycetes)、多孔菌(Polyporus)、子囊菌(A-somycetes)、脉孢菌(Neurospora)、柄孢壳菌(Po-dospora)和曲霉菌(Aspergillus)等真菌中。担子菌中的白腐菌是目前获得漆酶的主要来源。3.微生物酪氨酸酶酪
3、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，缺乏此酶将引起白化病。果蔬中多酚氧化酶的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。其分为二种类型的酶：①邻二酚氧化酶（包括有儿茶酚氧化酶、多酚氧化酶）和单酚氧化酶。多酚氧化酶催化的类型②对二酚氧化酶（有树胶氧化酶、酪氨酸氧化酶）在果蔬中，除了具有活性的多酚氧化
4、酶外，还有某些非活性形式或潜在形式。包括酶原形式，已在番茄和马铃薯中发现。细胞膜结合酶部分，使用离子净化剂可增加PPO活性或激活酶本身。PPO的催化反应的机理⑴酶活性中心的两个铜原子与O2结合，以氧原子为桥，两个氧原子仍有键连，酶本身由脱氧型变成含氧型。⑵含氧型酶与邻二酚结合，二个羟基中的氧分别结合在二个铜原子上，同时释放出2个氢离子。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
5、合，生成一分子水和一个氢离子。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。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。总结：果蔬加工中酶褐变的控制的方法㈠物理控制⑴热处理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
6、变。有无副作用呢？？？⑵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。⑶气调通过改变贮藏环境的气体成分,减轻褐变,保持果蔬采后品质。⑷可食膜使果蔬内部维持相当于气调的高CO2低O2状态,抑制褐变。它具有无色、无味和可食等优点,一般采用蛋白质、油脂和多糖等材料,如纤维素基质、支链淀粉、乳蛋白。㈡化学控制⑴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。⑵4-己基间苯二酚(4-HR)作为新型抗氧化剂，
7、是酪氨酸酶的有效抑制剂，其化学稳定性相当好，安全性高，对酚酶抑制力强。大量实验发现可抑制微生物生长与果蔬褐变,延长贮藏期。⑶1-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。⑷天然抑制剂有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。⑸酸处理抗坏血酸及其衍生物:抗坏血酸可还原醌类,阻止它们转化为有色物质，但不太稳定，而其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
8、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。㈢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。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。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
