食品中多酚氧化酶
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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。
有关于苹果中多酚氧化酶的实验原理:多酚氧化酶是引起果蔬酶促褐变的主要酶类。
在苹果中,酶促褐变主要是因多酚氧化酶氧化内源的酚类物质生成邻醌,邻醌再相互聚合或邻醌与蛋白质,氨基酸等作用生成高分子络合物而导致褐色素的生成,色素分子量愈高,颜色愈暗,严重影响制品的营养、风味及外观品质。
PPO的来源不同,它们的理化性质也存在较大的差异,因而对同一物理或化学处理的敏感性不同。
在生产实践中,根据原料的不同种类,来源和加工特点,合理选择PPO活性的抑制方法,对提高产品质量有重要作用。
材料:无伤痕,无病害,品质良好的成熟苹果,品种为酸王,于4℃贮藏备用。
试剂:丙酮,磷酸盐缓冲溶液,邻苯二酚溶液,PVPP,Triton-100.Triton X-100(聚乙二醇辛基苯基醚) 免疫细胞化学中,Triton X-100常用浓度为1%和0.3%,但通常是先配制成30%的Triton X-100储备液,临用时稀释至所需浓度。
30% Triton X-100的配制:试剂:Triton X-100 :28.2ml, 0.05mol/L PBS(pH6.8) 72.8ml配制方法:取Triton X-100及PBS混合,置37℃~40℃水浴中2~3h,使其充分溶解混匀。
用前取该储备液稀释至所需浓度。
所需实验测出的数据及相关内容:ph对PPO的影响及其稳定性,最适反应温度及其它的热稳定性,对底物专一性的高低,不同抑制剂对反应的抑制程度,PPO的酶促动力学参数。
实验步骤设计:(1)苹果洗净后在4℃保温,再去皮后取果肉200g,立即加入冷冻丙酮500ml,用高速组织捣碎机匀浆2min;用布氏漏斗抽滤,滤饼用200ml冷冻丙酮再次提取抽滤,白色粉末在蒸发皿中,在室温下干燥,即得PPO丙酮粉。
(2)称取丙酮粉0.5g,溶于250ml 0.05mol/L.ph6.8的预冷磷酸盐缓冲液溶液,用磁力搅拌器搅拌20min,5000r/min离心10min,上清液过滤,即得苹果PPO粗酶液。
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。
浅谈食品中多酚氧化酶与酶促褐变的控制摘要:多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase, PPO)是一类广泛分布于植物体中,由核基因编码,能与铜相结合的一种金属蛋白酶。
植物多酚氧化酶是许多果蔬等农产品酶促褐变的主要原因,对农产品食品品质有重要影响。
本文概述了多酚氧化酶的分布、分子结构及活性诱导特点,PPO与酶促褐变的关系及对食品的影响,介绍了食品工业生产中酶促褐变的抑制方法,并展望了今后PPO及酶促褐变的研究方向,以对食品中PPO及在酶促褐变中的应用作浅析。
关键词:食品;多酚氧化酶;酶促褐变;控制1 前言多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase, PPO) 是植物体内普遍存在的一类铜结合酶。
它早在1895 年就被发现,直至1937 年才被分离得到。
随着研究的深入,将其分为单酚单氧化酶(酪氨酸酶(tyrosinase) ,EC. 1. 14. 18. 1)、双酚氧化酶(儿茶酚氧化酶(catechol oxidase) , EC. 1. 10. 3. 2)、漆酶(laccase , EC. 1.10. 3. 1)[1,2]。
现在所说的多酚氧化酶一般是指儿茶酚氧化酶和漆酶的统称。
食品在贮藏加工过程中,经常会发生褐变现象,其中以酶引起的褐变作用非常迅速,酶促褐变需要和氧接触,由酶催化,故称之为酶促褐变。
这是由于水果、蔬菜等新鲜植物食物在采摘后,组织中仍在进行活跃的代谢活动。
在正常情况下,完整的果蔬组织中氧化还原反应是偶联进行的,但当发生机械性的损伤(如削皮、切开、压伤、虫咬、磨浆等)及处于异常的环境条件下(如受冻、受热)时,便会影响氧化还原作用的平衡,发生氧化产物的积累,造成变色。
大多数情况下,酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化,如香蕉、苹果、梨、马铃薯等园艺产品均很容易在削皮切开后褐变,不仅有损于感观,且影响产品的运销,还可使产品的营养价值降低。
另一方面,适当的褐变又是形成如茶叶、可可豆、某些干果等食品良好风味与色泽所不可缺少的。
食品中的多酚氧化酶中国食品产业网(2007年3月3日11:27)多酚氧化酶(P01yphenol Oxidase,PP0)是自然界分布极广的一种氧化还原酶,茶叶中的多酚氧化酶通过控制不同的酶活可以加工成品质与滋味迥异的各类茶叶。
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KeilinD.和MannG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p01yphenol Oxidase。
之后多酚氧化酶一直是研究的热点,尤其是在PP0的生化、生理学性质方面取得了较大的进展。
氧化还原酶(1)酚酶又称多酚氧化酶、酪氨酸酶、多酚酶、儿茶酚氧化酶、甲酚酶、儿茶酚酶。
最适 pH为5~7,可以催化酚类物质氧化。
酚酶在植物界中存在广泛,是许多蔬菜、水果的切面在空气中迅速变黑的主要原因。
1、多酚氧化酶的分布与在植物中的作用PP0是核编码的的铜金属酶,是在细胞质中合成的,普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中,PP0相当稳定,甚至在土壤中已腐烂的的植物残渣上都可检测到PP0的活性。
在植物(如土豆、苹果、荔枝、菠菜、马铃薯、豆类、茶叶、烟草等)组织中,PP0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酶活被活化,从而表现出活性,在果蔬细胞组织中,PP0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PP0活性大部分存在于叶绿体内;马铃薯块茎中几乎所有的亚细胞部分都含有PP0,含量大约与蛋白质部分相同,马铃薯芽、根的多酚氧化酶的活性最高,幼叶和成熟块茎中活性中等,成熟叶和茎叶活性最低;在茶叶中的PPo可分为游离态和束缚态,前者主要存在于细胞液中属可溶态PP0,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,StePhenThanarajS.N. (1990)研究了茶树新稍中PP0活性及多酚含量对红茶品质的影响,发现PP0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。
多酚氧化酶失活温度多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)是一种广泛存在于植物和动物中的酶类。
它在生物催化反应中起着重要的作用,特别是在食品加工和酿造过程中。
然而,多酚氧化酶的活性受到温度的影响,高温会导致其失活。
本文将探讨多酚氧化酶失活的温度范围及其影响。
多酚氧化酶的活性受到温度的调控,不同的多酚氧化酶对温度的敏感程度有所差异。
一般而言,多酚氧化酶的活性在较低温度下较低,随着温度的升高,活性逐渐增强,直到达到一个最适温度。
然而,当温度进一步升高时,多酚氧化酶的活性开始下降,最终失活。
多酚氧化酶的失活温度范围与其来源和性质有关。
一些研究表明,植物中的多酚氧化酶失活温度一般在60-70摄氏度之间。
例如,苹果中的多酚氧化酶在65摄氏度左右失活。
而动物组织中的多酚氧化酶失活温度范围可能更高,可达到70-80摄氏度。
以豆科植物中的多酚氧化酶为例,其失活温度约为75摄氏度。
多酚氧化酶失活的温度范围对食品加工和酿造过程具有重要意义。
在食品加工中,多酚氧化酶的活性会导致食品的褐变,降低食品的品质。
因此,在高温处理食品时,需要注意控制温度,以避免多酚氧化酶的活性过高而引起食品品质的下降。
在酿造过程中,多酚氧化酶的活性可以促进酒类中花青素的氧化反应,从而影响酒类的色泽和风味。
因此,合理控制多酚氧化酶的失活温度,能够保证酿造产品的品质。
多酚氧化酶失活的机制与其蛋白质结构的改变有关。
当温度升高时,多酚氧化酶的蛋白质结构发生变化,导致其活性中心的构象发生改变,从而影响酶的催化效率。
此外,高温也会引起酶蛋白质的部分变性和聚集,进一步导致酶失活。
因此,温度是影响多酚氧化酶活性的重要因素之一。
除了温度,其他因素如pH值、金属离子和抑制剂等也会对多酚氧化酶的活性产生影响。
在实际应用中,需要综合考虑这些因素,以达到最佳的酶反应条件。
多酚氧化酶在一定的温度范围内活性逐渐增强,但当温度超过一定范围时,多酚氧化酶会失活。
食品中多酚氧化物的降解与生成机制研究随着人们对健康饮食的重视,食品中的多酚氧化物成为了一个备受关注的话题。
多酚氧化物是一类具有多个酚基团的化合物,含有丰富的抗氧化剂活性,对人体有多种益处。
然而,在食品的生产、储存和加工过程中,多酚氧化物往往会发生降解或生成,从而影响食品的品质和营养价值。
本文将从食品中多酚氧化物的降解和生成机制两个方面进行探讨。
食品中的多酚氧化物往往在受热、光照、氧气和酶等外界条件的作用下发生降解。
首先,热力学稳定性是影响多酚氧化物降解的重要因素。
在高温下,多酚氧化物的化学键易发生断裂,从而导致其结构的改变和降解。
例如,茶叶中的儿茶素在高温下会发生水解反应,从而降解为儿茶酸和儿茶醛等低分子化合物。
其次,光照也是多酚氧化物降解的重要影响因素。
紫外线和可见光可以引发多酚氧化物的电子激发和断裂,从而使其发生氧化反应,降解为低分子酚类化合物。
此外,氧气存在于食品中的氧化过程也是多酚氧化物降解的重要因素。
氧气与多酚氧化物发生氧化反应,形成氧化产物和自由基,导致多酚氧化物的降解。
最后,食品中有些酶也能促使多酚氧化物的降解。
例如,在水果的储存和加工过程中,果胶酶和多酚氧化酶常常会使果胶和花色苷等多酚类化合物发生降解。
与多酚氧化物的降解相反,食品中也存在多酚氧化物的生成机制。
一方面,多酚氧化物的生成往往与食品的生理过程密切相关。
例如,果实的成熟过程中,多酚氧化物会逐渐发生合成,从而形成进一步成熟的风味。
另一方面,多酚氧化物的生成也与食品的加工过程有关。
例如,在酿造红酒的过程中,葡萄中的花色苷会通过发酵和氧化反应生成多酚氧化物,为红酒赋予特殊的色泽和口感。
综上所述,食品中多酚氧化物的降解和生成机制是一个相当复杂的过程。
多酚氧化物的稳定性、外界条件的影响、酶的作用等都会影响多酚氧化物的降解和生成。
了解食品中多酚氧化物的降解和生成机制对于保持食品的品质和提升其营养价值具有重要意义。
此外,对多酚氧化物的降解和生成机制的深入研究也有助于制定合理的食品加工和保存方法,从而更好地保持多酚氧化物的活性和效用。
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。
多酚氧化酶在食品中的应用多酚氧化酶在食品中的研究进展摘要:多酚氧化酶(PPO)存在于许多种类的食品中,是引起食物褐变的主要因素,酶促褐变严重影响了食品的感官品质,使得食品的保质期缩短和价值显著降低,不少新鲜食品的销售市场因此受到限制[1]。
本文介绍了多酚氧化酶的酶学性质以及相应的抑制方法,并对其应用做出论述。
关键词:多酚氧化酶;性质;抑制方法;应用多酚氧化酶(PPO)是自然界中分布十分广泛的一类末端氧化酶,属于铜金属酶类,其化学性质稳定,是植物叶子、果实等发生褐变的主要作用酶类[2]。
此外,还会引起食品的褐变,损害食品的感官风味质量[3-4]。
PPO普遍存在于植物、昆虫和真菌之中,甚至在腐烂的植物残渣上都还可以检测到它的存在。
因此该酶与果蔬的加工品质密切相关,科学家们很早就开始对它进行深入彻底的研究[5-6]。
农产品的酶促褐变与多酚氧化酶活性和含量密切相关。
这方面研究很多,酶促褐变不仅影响产品外观、风味、营养和加工性能,而且大大降低耐贮性,尤其对肉色较浅且容易碰伤的水果和蔬菜影响更为严重,产生的经济损失更大[7-9]。
通常PPO 与底物被区域化分开,PPO 在质体中以潜伏状态存在,而PPO 的底物存在于液泡中。
只有当植物体内发生生理紊乱或组织受损时,PPO 与底物的亚细胞区域化才被打破,PPO 底物被激活产生黑色或褐色的沉积物,这是果蔬等农产品酶促褐变的主要原因[10]。
1、多酚氧化酶的酶学性质与多酚氧化酶酶学性质的主要研究内容有:酶的分离和纯化、测定酶促反应的速度、了解影响酶促反应的因素等等[11]。
在分离和纯化时,一般是进行纯化,再将纯度高的PPO酶液进行酶学的性质研究[12-13]。
PPO活性检测则一般通过测定产物生长速度(初速度)来测定,通过采用分光光度法,即在一定波长下测定从醌生成的色素的吸光度,再根据吸光度来定义酶的活性大小[14]。
目前,已知的影响PPO酶促反应速度的因素主要有:温度、同一底物不同浓度、不同的底物、pH值、激活剂、抑制剂等[15]。
多酚氧化酶灭酶新方法摘要:一、引言二、多酚氧化酶的作用与影响三、传统灭酶方法的局限性四、新型灭酶方法的研究与发展五、新型灭酶方法的优点与实用性六、结论正文:一、引言在食品工业、制药行业以及生物技术领域,多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)发挥着重要作用。
PPO是一种广泛存在于植物细胞中的酶,它能催化植物中酚类物质的氧化反应。
然而,PPO在某些加工过程中可能导致产品颜色变化、品质降低,甚至引发过敏反应。
因此,研究如何有效灭酶具有重要意义。
二、多酚氧化酶的作用与影响多酚氧化酶是一种铜离子酶,其主要作用是将植物中的酚类物质氧化为醛、酮等产物。
PPO活性过高会导致果蔬加工过程中颜色加深,降低产品品质。
此外,PPO还与过敏性疾病有关,如苹果、桃子等水果中的PPO可导致过敏性皮炎。
因此,研究灭酶方法有助于提高食品品质、降低过敏风险。
三、传统灭酶方法的局限性目前,常用的灭酶方法包括热处理、酸碱处理、臭氧氧化等。
但这些方法存在一定局限性,如温度过高会导致产品营养成分损失,酸碱处理会影响产品口感,臭氧氧化会产生有害副产物。
因此,寻求一种环保、高效、安全的灭酶方法具有重要意义。
四、新型灭酶方法的研究与发展近年来,研究者针对新型灭酶方法开展了大量研究。
其中包括:1.超声波辅助灭酶:利用超声波的高频振动和空化效应破坏PPO分子结构,降低酶活性。
2.微波灭酶:通过微波辐射产生的热效应和非热效应协同作用,迅速破坏PPO分子结构。
3.亚临界流体灭酶:采用亚临界水作为介质,通过氧化、分解等作用降低PPO活性。
五、新型灭酶方法的优点与实用性新型灭酶方法具有以下优点:1.高效:能快速降低PPO活性,提高灭酶效果。
2.环保:避免使用有害化学物质,降低环境污染。
3.安全:对产品营养成分影响较小,保证食品安全。
4.易于操作:设备简单,易于实现工业化生产。
六、结论新型灭酶方法的研究为食品、制药等领域的安全生产提供了新思路。
多酚氧化酶的作用机理多酚氧化酶(polyphenol oxidase,简称PPO)是一种广泛存在于植物和动物中的酶,它在许多生物体内发挥着重要的作用。
它引起了许多食物和植物的颜色变化,如水果和蔬菜的变黑,茶叶的氧化等。
多酚氧化酶的作用机理主要与其催化氧化反应有关。
多酚氧化酶的催化反应是一个复杂的过程。
首先,多酚氧化酶通过与底物分子结合,形成酶底物复合物。
然后,酶底物复合物发生氧化反应,将底物分子中的酚类化合物氧化为醌类化合物。
最后,醌类化合物可以进一步反应或分解,形成新的产物。
多酚氧化酶的催化反应主要通过两个关键过程实现:氧化和聚合。
在氧化过程中,多酚氧化酶通过将氧分子与底物分子结合,将底物分子中的酚类化合物氧化为醌类化合物。
氧化反应是多酚氧化酶的主要催化反应,也是多酚氧化酶起作用的关键步骤。
在聚合过程中,多酚氧化酶通过将氧化后的醌类化合物聚合成高分子化合物,进一步改变底物的颜色。
这一过程也被称为聚合酶活性。
聚合反应可以使底物分子中的多酚类化合物聚合成具有更高分子量的聚合物。
多酚氧化酶的作用机理还涉及到一些辅助物质,如金属离子和辅酶。
金属离子可以作为多酚氧化酶的辅助因子,促进催化反应的进行。
辅酶则可以增强多酚氧化酶的催化活性,使其更有效地催化反应。
多酚氧化酶通过催化氧化和聚合反应,改变底物的颜色和性质。
它的作用机理主要与其催化氧化反应有关,通过与底物结合、氧化和聚合等关键过程实现。
多酚氧化酶在生物体内起着重要的作用,对于食物和植物的颜色变化具有重要意义。
对于深入了解多酚氧化酶的作用机理,还有许多待研究的问题,需要进一步的研究和探索。
防止酶促褐变的方法酶促褐变是指在食品加工、储存和加热过程中,由于酶的作用而导致食品颜色变化的现象。
酶是生物催化剂,能够加速化学反应的速度,但同时也会对食品的品质产生影响。
酶促褐变会使食品变色、变质,影响口感和营养价值,因此防止酶促褐变是食品加工中的重要问题。
一、酶促褐变的原理酶促褐变是由多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)引起的。
多酚氧化酶是一种铜酶,能够氧化多酚类物质,使其变为褐色。
多酚类物质广泛存在于植物和动物组织中,如水果、蔬菜、肉类等。
在食品加工过程中,当多酚类物质与氧气接触时,多酚氧化酶就会催化其氧化反应,产生褐色产物,从而导致食品变色。
过氧化物酶是一种氧化酶,能够将一些物质氧化成具有氧化性的自由基,从而引起一系列反应。
在食品加工过程中,过氧化物酶会与其他酶或物质发生反应,产生自由基,从而引起酶促褐变。
二、防止酶促褐变的方法1. 选择合适的加工方法不同的加工方法对食品的酶促褐变有不同的影响。
如高温短时加热能够破坏多酚氧化酶和过氧化物酶,从而减少酶促褐变的发生。
而长时间低温加热则会使酶的活性增加,促进酶促褐变的发生。
因此,在食品加工过程中应选择合适的加工方法,减少酶促褐变的发生。
2. 降低氧气浓度氧气是酶促褐变的主要原因之一,因此降低氧气浓度可以减少酶促褐变的发生。
在食品加工和储存过程中,可以采用真空包装、气调包装等方法,减少氧气的接触,从而降低酶促褐变的发生。
3. 添加抗氧化剂抗氧化剂是一种能够抑制氧化反应的物质,可以减少酶促褐变的发生。
常用的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、多酚类物质等。
在食品加工过程中,可以适量添加抗氧化剂,减少酶促褐变的发生。
4. 调节pH值多酚氧化酶对pH值敏感,酸性环境能够抑制其活性,从而减少酶促褐变的发生。
因此,在食品加工过程中,可以适当调节食品的pH值,减少酶促褐变的发生。
5. 使用保鲜剂保鲜剂可以抑制微生物的生长和代谢,延长食品的保质期,同时也能减少酶促褐变的发生。
氧化酶对食品中多酚类化合物稳定性的影响多酚类化合物是天然植物中广泛存在的一类化合物,例如茶叶中的儿茶素、水果中的花青素等。
它们不仅赋予了食物独特的颜色和味道,还具有许多益处,如抗氧化、抗炎和抗肿瘤等。
然而,由于多酚类化合物容易受到氧化作用的影响,其稳定性成为一个重要而复杂的问题。
在食品加工和储存过程中,氧化酶是一个重要的因素,它对多酚类化合物的稳定性有着明显的影响。
首先,氧化酶可以通过催化氧化反应损害多酚类化合物的结构。
氧化酶在食品组织中普遍存在,并且可以与空气中的氧气反应,产生氧化产物。
这些氧化产物可以与多酚类化合物发生复杂的化学反应,导致其结构的改变和失活。
例如,某些儿茶素在氧化酶作用下会发生聚合反应,导致其颜色变暗、味道变差,并降低其抗氧化活性。
其次,氧化酶还可以通过与金属离子相互作用影响多酚类化合物的稳定性。
在食品中,常常存在一些金属离子,如铁离子、铜离子等。
这些金属离子可以与氧化酶结合,形成金属酶复合物。
金属酶复合物对多酚类化合物的氧化反应具有催化作用,导致多酚类化合物的降解和失活。
此外,金属离子的存在还可能导致多酚类化合物的氧化反应发生放大效应,加速其降解速率。
然而,并不是所有的氧化酶都对多酚类化合物稳定性产生负面影响。
一些研究表明,适量的氧化酶可以促进多酚类化合物的稳定性。
在一些水果和蔬菜中,氧化酶的存在可以提高其抗氧化活性。
这是因为氧化酶可以通过催化反应将多酚类化合物氧化为醛或酮化合物,从而增加其稳定性。
此外,一些酶类还可以与多酚类化合物发生共价结合,形成酶-多酚复合物,极大增加了多酚类化合物的抗氧化能力。
因此,针对食品中多酚类化合物稳定性的影响,我们需要在食品加工和储存过程中注重抑制氧化酶的活性。
有几种方法可以实现这一目标。
首先,可以采用适当的加工方法,如高温处理和酸碱调整,来降低氧化酶的活性。
其次,可以引入抗氧化剂,如维生素C和硫代硫酸钠,来抑制氧化酶的活性。
此外,还可以通过封装技术和微生物处理等方法来提高多酚类化合物的稳定性。
食品中的多酚氧化酶中国食品产业网(2007年3月3日11:27)多酚氧化酶(P01yphenol Oxidase,PP0)是自然界分布极广的一种氧化还原酶,茶叶中的多酚氧化酶通过控制不同的酶活可以加工成品质与滋味迥异的各类茶叶。
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KeilinD.和MannG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p01yphenol Oxidase。
之后多酚氧化酶一直是研究的热点,尤其是在PP0的生化、生理学性质方面取得了较大的进展。
氧化还原酶(1)酚酶又称多酚氧化酶、酪氨酸酶、多酚酶、儿茶酚氧化酶、甲酚酶、儿茶酚酶。
最适 pH为5~7,可以催化酚类物质氧化。
酚酶在植物界中存在广泛,是许多蔬菜、水果的切面在空气中迅速变黑的主要原因。
1、多酚氧化酶的分布与在植物中的作用PP0是核编码的的铜金属酶,是在细胞质中合成的,普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中,PP0相当稳定,甚至在土壤中已腐烂的的植物残渣上都可检测到PP0的活性。
在植物(如土豆、苹果、荔枝、菠菜、马铃薯、豆类、茶叶、烟草等)组织中,PP0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酶活被活化,从而表现出活性,在果蔬细胞组织中,PP0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PP0活性大部分存在于叶绿体内;马铃薯块茎中几乎所有的亚细胞部分都含有PP0,含量大约与蛋白质部分相同,马铃薯芽、根的多酚氧化酶的活性最高,幼叶和成熟块茎中活性中等,成熟叶和茎叶活性最低;在茶叶中的PPo可分为游离态和束缚态,前者主要存在于细胞液中属可溶态PP0,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,StePhenThanarajS.N. (1990)研究了茶树新稍中PP0活性及多酚含量对红茶品质的影响,发现PP0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。
在采摘的鲜苹果中,PP0几乎存在叶绿体和线粒体中,从这两部分分别制备的PP0,其底物专一性稍有差异。
刘乾刚认为,PP0在细胞内除了存在于叶绿体及线粒体上外,细胞壁也可能存在PP0,且对发酵产生影响,细胞只要轻微破损便有PP0的作用。
在动物中(如鼠、免),PP0也得到了分离。
多酚氧化酶是一种质体酶,有些研究人员认为多酚氧化酶可能仅存在于质体中,缺乏质体的组织就不存在多酚氧化酶,例如筛管和筛胞等,但是有质体的组织也可能没有多酚氧化酶,如C4植物叶。
含有质体的植物组织不一定都存在多酚氧化酶,而多酚氧化酶一定在含有质体的植物组织中。
虽然从1895年就开始了多酚氧化酶的研究报道,但其在植物组织中的功能并未充分了解,随分子生物学的发展,象西红柿、苹果等的多酚氧化酶的基因已被克隆。
浙江大学赵东等对茶树多酚氧化酶的克隆及其序列进行了比较。
从已经克隆的多酚氧化酶的基因看,均属于基因家族,多则6—7个基因。
这些基因的表达具有时空差异和组织特异性(PP0在幼龄组织中表达,在成熟组织中不表达),表明了植物中所起的作用不同。
但在高等植物组织发生褐变主要是PP0活动的结果。
2、果实中多酚氧化酶的作用条件果实在树上生长时不会发生褐变,褐变发生在果实采后贮藏过程中,而且随贮藏时间的延长褐变加重,说明褐变与果实成熟衰老有关。
采收期的早晚对酶促褐变的影响可能是组织衰老和自身保护酶系。
不同产地果实的褐变程度也不同,说明褐变与果树的栽培管理和果实的营养水平有一定关系。
不同大小的果实在储藏过程中的褐变程度不同,一般大果实比小果实易发生褐变,原因可能与果实储藏后期果心释放出来的CO2不能及时排出有关。
统互相作用的结果。
3、果实中与褐变有关的酶及特点国内外的研究一致认为果实中的PPO是果实发生酶促褐变的主要酶。
PPO 是一种含铜酶,能催化两类不同的反应,可以使一元酚羟基化,生成相应的邻二经基化合物;也可以氧化邻苯二酚生成醌。
对PPO进行分离纯化鉴定,认为PPO有几种不同的存在形式,最重要的是相对分子质量为64000的一种。
PPO 与果实褐变有密切的关系,在苹果开花后的4—5个月内,蛋白质中PPO的含量保持不变,但PPO的活性降低了,在末成熟的果实中,有活性的PPO大多存在于果心部位,果心处的PPO活性最高,其次是果肉,最后是果皮,这与果实从果心向果皮的褐变过程吻合。
对PPO的进一步研究发现PPO有同工酶存在,依据是在不同PH系列下PPO的活性出现两个以上的峰。
对分离的PPO同工酶性质进行分析,发现同工酶间的性质差别较大。
关于PPO活性最适宜的PH,研究结果存在争议,有人认为pH 3.8最适宜,也有人认为pH 6.2:或pH5.6最适宜。
对PPO热稳定性的研究结果比较一致,在60℃以上仍有部分活性。
根据这一特性,陈秀芳等认为桃加工后期发生的褐变,不完全是非酶褐变,也可能有酶促褐变的参与。
3、果实中PPO的底物PPO的底物是酚类物质,果实中的酚类物质很多,酚类物质的种类和含量在果实生长和成熟过程中会发生变化,在果实贮藏过程中随贮藏时间的延长含量下降,同时随果实酚类物质含量的下降,PPO活性增加,褐变增加。
一般认为果实在储藏期间酚类物质含量的下降是被PPO氧化的结果。
PPO对邻经基结构作用最强,同时取代基团的取代位置也影响酶与底物的结合能力。
总之,不同种类的果实PPO的底物可能不同,同一类果实在不同的生长发育阶段,PPO底物也可能不同。
研究PPO主要底物应以该底物含量在褐变前后发生变化的程度为主要依据。
4、褐变与果实成熟衰老的关系随着果实贮藏时间的延长,果实内部发生了一系列的生理生化变化,表现为果胶物质的分解,有机酸的下降,呼吸增加,乙烯释放增加,总的趋势是趋于衰老。
果实在贮藏过程中发生酶促褐变的根本原因与果实衰老有关,吴民江等对苹果梨贮藏过程中果皮褐变进行了研究,发现在贮藏过程中果皮酚类物质含量降低,褐变加深,他们认为,果皮失水及膜脂氧化作用导致组织膜透性增大、区域比分布破坏是褐变反应的重要原因。
一般认为,细胞内酶与底物是分区定位的,正常的生活细胞具有完整的超微结构,能保证各种生理生化反应正常进行。
酚类物质主要存在于液泡中,PPO 主要存在于细胞质中,在细胞结构正常时二者不能互相接触,不会发生酶促褐变;当组织衰老时,由于膜系统的破坏导致组织结构和细胞空间区划丧失,使原来酶与底物的分区定位遭到破坏,从而酶与底物接触,诱发了酶促褐变。
5、多酚氧化酶的提取方法及活性测定多酚氧化酶是一种重要的末端氧化酶,不管是对其进行性质、同工酶、活性以及影响因子的研究,还是对生理功能、基因克隆等方面的研究,都需要把多酚氧化酶从物体中分离纯化出来。
1911—1912年间Bemald和Welter沿用Marn的酶提取方法(鲜叶加兽皮粉捣碎,再以酒精沉淀,最后得到的白色干燥粉,即为酶制剂),早期分离得到的酶大多数是不溶性,活力很低。
后来学者在提取介质中加人多酚吸附剂,才分离出可溶的多酚氧化酶,即首次将Polycar—AT(PVP)用于茶叶酶学研究,并指出高效多酚吸附剂,如PVP的使用对任何富含多酚的植物酶学都是有必要的。
C08Ron等(1993)采用液氮低温冷冻提取介质的PH=7.0,加人吐温—80或葡聚糖凝胶G—50,该改良方法可获得活力较高的可溶性多酚氧化酶。
在苹果研究中,发现品种不同,酶活亦不同,为了有效的控制酶促褐变,有学者利用乳化剂(Triton X100)和酚结合剂—聚乙烯毗咯烷酮(PVPP)相结合的方式提取PP0酶,从而解决了单纯用丙酮粉法预处理而导致的酶特性的改变。
在一般材料中的PP0酶的研究多采用丙酮粉法和缓冲液匀浆法。
如有的学者进行小麦活性检测采用的是缓冲液匀浆法,而在枣果实多酚氧化酶性质的研究中有的学者,则采用的是丙酮粉法。
综上所述,多酚氧化酶一般采用如下几种提取方法:(1)、丙酮粉法(常规法);(2)、匀浆法;(3)、匀浆浸提法。
在这些方法中,有实验者表明丙酮粉法对PP0酶提取活性损失较大,活性得率较低,但其酶粉活性尚可、体积小和便于贮存,可直接应用;缓冲液匀浆液提取活性得率较高,但酶液本身活性较高,不利于酶的应用,尚需进行浓缩、提纯才能达到应用的要求。
另据报道采用匀浆法和丙酮粉法二者结合的方法,是一种很好的提酶方法。
多酚氧化酶活性的测定方法一般是:(1)、检压法就是在一定的温度、PH值和基质浓度下,多酚氧化酶氧化基质的速率与单位酶浓度和单位时间内的耗氧量成正比。
因此用瓦氏呼吸计测定耗氧率知多酚氧化酶活性的高低。
(2)、氧电极法主要是利用氧电极测定反应中的耗氧量来表示酶活力,例如可以用来测小麦的酶活。
(3)、比色法主要是多酚氧化酶催化邻苯二酚氧化生成有色产物,单位时间内有色产物在460nm处的光密度与酶活性强弱成正比。
(4)、碘量滴定法。
其中比色法操作简便,结果较准确,目前最常用。
6、多酚氧化酶贮藏过程中的酶活变化多酚氧化酶在氧气存在的条件下,催化各种酚类(单宁、儿茶酸、黄酮、一元酚等)使之氧化成酮,再进一步氧化聚合成黑色素。
近几十年来,国内外对植物组织的褐变进行研究的结果一致表明,组织的褐变现象主要是多酚氧化酶作用于天然底物酚类物质所致。
不少学者对果蔬加工和贮藏进行多酚氧化酶的活性变化研究。
因为果蔬在采摘后仍然进行着一系列的生化反应,果蔬中贮存的物质逐渐被水解,并以酶系的催化反应为主要特征,从而会出现色变,影响品质。
有的学者研究了苹果材料在不同贮藏期后,PP0活性随贮期延长而下降,PP0在果实采收时保持有较高活性,而随着贮期延长,果实中的生化反应加强,从而活性发生了变化。
关于枣果实采后贮存中PP0的活性变化,冠小红(2000)认为呈上升趋势。
但关于丙酮粉提取的多酚氧化酶活性变化到目前为止末见到相关的报道。
多酚氧化酶活性对茶叶的品质影响较大,并且不同类型的茶叶要求不同活性的多酚氧化酶,红茶中要求较高的酶活,使多酚氧化酶氧化生成红茶中特有的色泽和香味。
而绿茶则要求较低的酶活性,减少多酚类的氧化,以保持茶叶的绿色和鲜爽的特点。
一些学者对于茶叶中多酚氧化酶活性变化主要着重缓冲液浸提与否,何种提取方法(因为对于酶活的高低,受到提取方法等外在条件的影响)和萎凋轻重问题等。
在1998年刘仲华研究表明,用丙酮粉提取的酶浸提与不浸提相比,酶活有很大的不同,浸提12h,酶活力几乎高一倍。
但对于茶鲜叶和丙酮粉提取贮藏中活性变化未见到相关报道。
7、多酚氧化酶的同工酶同工酶在植物体内广泛存在,植物中研究较多的同工酶有过氧化物酶(POP),多酚氧化酶(PP0)的同工酶。
茶PP0同工酶的研究最早是60年代初,1963—1966年,Bendall和Gregorg分离了5种同工酶,1971年Pruidze等人分离出6种同工酶,1974年Buz抓等人测定了这6种同工酶的分子量,近年的实验结果表明PP0的酶谱中,多的可达10条。