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酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法(一)酶促褐变什么是酶促褐变酶促褐变现象是指在生物体内，由于酶的作用，导致蛋白质分子发生变化，褪色、变褐，使得原来的颜色消失，同时也影响到了食品的口感。
酶促褐变的反应机理什么是酶酶是一种生物催化剂，催化生物内化学反应的发生及加速。
在生物体内，酶促褐变主要是多酚氧化酶的催化作用。
多酚氧化酶是存在于水果、蔬菜、肉类等食品中的一种酶。
酶促褐变的反应路径酶促褐变的反应机理较为复杂，其反应路径大致如下：1.多酚与O2发生氧化反应2.氧化的多酚分子与其他物质结合3.产生棕色物质存在的原因酶促褐变是因为食品内的多酚氧化酶与含氧物质接触时，多酚氧化酶就会催化氧化的发生，并产生了褐色的氧化产物。
常见的控制酶促褐变的方法温度控制酶促褐变是需要一定的温度才能发生的，温度越高，反应速率越快。
因此，将食品贮存于低温环境中可降低食品的褐变。
pH值控制多酚氧化酶的催化机理涉及到过氧化物的产生，而这种过氧化物主要是在酸性条件下产生。
因此，将食品的pH值调制至7以上，可以有效降低褐变的产生。
添加抗氧化剂抗氧化剂可抑制氧气和自由基等对多酚的氧化，从而达到稳定食品色泽的目的。
常用的抗氧化剂有柠檬酸、抗坏血酸等。
减少氧气接触将食品置于无氧气环境中，或用密封包装的方法，减少食品接触氧气的机会，也可以达到减少酶促褐变的效果。
结论综合而言，要控制食品的酶促褐变，需要从多方面入手，调节食品温度、PH值，添加适量的抗氧化剂等方法。
另外，以下是一些补充的控制酶促褐变的方法：加工处理通过一些加工处理，如切、削、蒸、煮等，可以破坏褐变反应所需要的酶或多酚等物质的组织结构，从而降低酶促褐变的发生。
勾芡在烹饪中，通过加入淀粉质的原料进行勾芡，可以有效降低酶促褐变的发生。
勾芡的本质是将多酚固定在淀粉粒子中，避免其与其他物质接触引起氧化反应。
降低金属离子含量食品中的金属离子，如铁、铜等，可以催化多酚的氧化反应。
因此，通过一些方法降低食品中金属离子的含量，如在加工生产过程中加入螯合剂、减少金属容器的使用等，也能达到降低酶促褐变的效果。
果蔬的褐变的机理及抑制方法果蔬的褐变指的是果蔬在加工、切割或保存过程中，由于酶的作用而导致颜色变暗、变褐的现象。
褐变不仅给果蔬带来观感上的不美观，还对食品的营养品质和口感产生不利影响。
因此，了解果蔬褐变的机理，并采取相应的抑制方法，对于保持果蔬的品质至关重要。
1.酶类作用：果蔬中含有一些酶类物质，如多酚氧化酶、过氧化物酶等，它们在氧气存在的条件下可以催化多酚类物质的氧化反应，从而引起颜色的变化。
2.多酚类物质：果蔬中含有丰富的多酚类物质，如酚酸、黄酮类化合物等，它们是果蔬颜色的主要成分。
多酚类物质在加工、切割或保存过程中易氧化变质，从而引起褐变。
3.酸碱度：果蔬的酸碱度对褐变的程度也有一定影响。
酸性条件下，果蔬中铁离子的溶解度较高，易与多酚类物质形成络合物，从而加快褐变的速度。
为了抑制果蔬的褐变，可以采取以下几种方法：1.降低酶活性：通过加热、冷冻、短时高温处理等方法，可以有效降低果蔬中的酶活性，从而减缓酶催化引起的褐变反应。
2.酸碱调节：通过控制果蔬的酸碱度，可以改变铁离子的溶解度，减少与多酚类物质的络合反应，从而减缓褐变的速度。
3.氧气限制：果蔬的褐变反应需要氧气存在，因此可以通过采取真空包装、气调包装等方法，减少果蔬与氧气的接触，从而减缓褐变反应。
4.添加抑制剂：可以向果蔬中添加一些抑制剂，如抗氧化剂、酶抑制剂等，来抑制酶的活性，减缓褐变的发生。
5.温湿度控制：果蔬的保存温度和湿度对褐变也有一定影响。
通常来说，较低的温度和较高的湿度可以减缓果蔬的褐变速度。
总之，了解果蔬褐变的机理，并采取相应的抑制方法，可以有效延缓果蔬的褐变，保持其营养品质和口感。
在果蔬加工和保存过程中，需要根据不同的果蔬种类、加工方式和保存条件来选择合适的抑制方法，并加以实施和调控。
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。
2009年3月第38卷 第1期山西林业科技SHA N XI F O REST RY SCIEN CE AN D T ECHN O L OG Y M ar.2009V ol.38 N o.1果蔬贮藏与加工时酶促褐变的研究进展陈 婕,姚延(山西农业大学,山西 太谷 030801)摘 要:酶促褐变是导致果蔬贮藏和加工时营养损失的主要原因之一。
介绍了果蔬酶促褐变的概念、主要影响因素及其发生的条件;综述了果蔬贮藏与加工时酶促褐变的抑制方法:物理方法主要从控制氧气浓度和温度入手,化学方法是添加PP O 抑制剂、还原剂、螯合剂、天然抑制剂等,而生物方法则是利用基因工程选育抗褐变的蔬菜和水果。
关键词:果蔬;酶促褐变;抑制方法中图分类号:S 609+.3 文献标识码:A 文章编号:1007-726X (2009)01-0037-03Advances on Enzymatic Browning of Fruits and Vegetablesduring Storage and ProcessingChen Jie ,Yao Yantao(S hanxi A g ric ultural Univ er sity ,030801T aig u ,China )Abstract :Enzy matic bro wning is one of the major facto rs to cause nut ritio n loss o f fr uits a nd v eget ables during stor ag e and pr ocessing .In this paper ,t he no tio n and the main influence facto rs of enzyma tic br ow ning wer e de-scr ibed;T he metho ds o f inhibiting enzymatic bro w ning during sto r age and pr ocessing w er e also summarized:phy s-ical m ethods including the co nt ro l to o xy gen co ncentr atio n and temper ature,chemical metho ds co mprised by adding PP O -inhibito r ,reducing ag ent ,chelato r o r natural inhibito r et c .,and bio lo gical metho ds to br eed bro wning -r esis-tant veg etables and fruit s by genetic eng ineering .Key words :fruit s and veg etables;enzy matic bro w ning ;inhibitio n m ethods收稿日期:2008-11-20作者简介:陈 婕(1982- ),女,山西太原人,山西农业大学在读硕士研究生。
.';. 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。
2019年第2期现代园艺鲜切苹果褐变机理及物理保鲜技术研究进展宋欣纯，管磬馨，陈晨*，胡文忠，孙小渊（大连民族大学，辽宁大连116600）鲜切苹果具有方便、即食等特点，深受消费者的喜爱。
但鲜切所造成的机械伤害会破坏苹果的组织结构，其感官品质会极大下降，尤其会出现褐变等问题。
传统的保鲜方法已不能满足消费者对鲜切食品的高品质追求，物理控制技术因其处理条件易于操作、保鲜效果明显、绿色安全等优势，在果蔬贮藏保鲜中应用广泛。
本文综述了鲜切苹果褐变机理及物理保鲜技术在提高其贮藏品质方面的研究进展，以期为鲜切苹果的贮藏保鲜提供借鉴。
鲜切苹果；褐变机理；物理控制技术UV 辐照对鲜切苹果的杀菌保鲜效果与苹果品种、辐照剂量、辐照时间等均有关。
有报道认为适量UV 辐照，能有效抑制鲜切苹果中霉菌、酵母菌等腐败菌的生长繁殖，降低鲜切苹果的褐变程度，从而明显延长鲜切苹果的货架期[7]。
因为UV 辐照能促使鲜切苹果表面形成干燥的可食保护性薄膜，有利于抑制微生物的生长繁殖和防止离子渗漏，并有助于清除不良异味；尤其是在抑制褐变方面。
例如，经过UV 处理的鲜切富士苹果，褐变程度明显改善[8]。
2.2高压脉冲电场处理高压脉冲电场处理是一种新式的非热处理技术，它是以较高的电场强度、较短的脉冲宽度和较高的脉冲频率对食品进行处理[9]。
Shayanfar 等[10]研究表明，高压脉冲电场处理能在贮藏过程中杀灭微生物，并有效控制微生物的生长繁殖，保持鲜切苹果的固有颜色，降低褐变程度。
2.3超高压处理超高压处理就是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中，在高静压条件（一般100MPa 以上）下处理一段时间，从而抑制微生物的生长甚至杀死微生物，达到贮藏保鲜的目的。
PPO 被认为是导致鲜切苹果褐变的主要作用酶，超高压处理对PPO 活性的抑制或激活会影响苹果切片的褐变程度[11]。
如Weemaes 等[12]研究发现，室温下，600MPa 处理会钝化PPO 活性。
食品工艺学实验实验一蔬菜加工中护色实验与果蔬酶促褐变的防止一、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异抗坏血酸钠等护色实验,初步掌握果蔬加工中护色的常用方法。
二、实验原理新鲜绿色蔬菜如果在酸性条件下加工，由于脱镁反应的发生，发色体结构部分变化，绿色消失，变成褐色的脱镁叶绿素.如果在弱碱性条件下热烫,则叶绿素的酯结构部分水解生成叶绿酸（盐）、叶绿醇和甲醇,叶绿酸盐为水溶性，仍呈鲜绿色，而且比较稳定。
绿色果蔬或某些浅色果蔬，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:用控制酸度：加抗氧化剂（如异抗坏血酸钠）：加化学药品（如二氧化硫、焦亚硫酸钠）来抑制酶的活性和隔绝氧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：绿色青菜、苹果、马铃薯2、试剂：1～5％愈疮木酚(或联苯胺）、3％过氧化氢、1％邻苯二酚、焦亚硫酸钠、异抗坏血酸钠柠檬酸氢氧化钠盐酸3、仪器：烧杯微波炉电热鼓风干燥箱四、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%滴愈疮木酚（或联苯胺）再滴上2～3滴过氧化氢，由于马铃薯中过氧化物酶的存在,愈疮木酚与过氧化氢经酶作用，脱氢而产生褐色的络合物。
（2）苹果人工去皮，切成3mm厚的圆片,滴1%邻苯二酚（或用邻苯三酚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，每隔一分钟，取出一片马铃薯用1.5％愈疮不酚和3％过氧化氢滴在切面上，观察其变色的速度和程度,直到不变色为止，将剩余马铃薯投入冷水中及时冷却。
（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，将切片的苹果分别取3～5片块投入到0.4％柠檬酸溶液、0。
果蔬加工贮藏中的褐变现象及其研究进展果蔬加工贮藏中的褐变现象及其研究进展摘要：果蔬在贮藏和加工过程中，会发生褐变现象，主要表现为果蔬颜色的变化，直接导致了营养的损失，对口感、质地也有所影响。
果蔬的褐变机理的研究对于褐变抑制具有重要的意义。
果蔬的褐变是困扰农产品加工企业的一大技术难题，实践证明单独使用一种褐变抑制剂效果不太理想，通过探索不同物质控制褐变的机理，利用彼此的增效协同作用进行抑制剂的复配，能够达到更有效地防止果蔬褐变的目的。
关键词：果蔬，褐变现象，机理引言果实褐变以酶促褐变为主，一直是采后研究的重点。
在果蔬加工过程中, 净菜加工和果汁加工极易发生褐变现象, 不仅影响产品外观与风味, 而且还会造成营养物质损失, 甚至引起食品腐烂变质。
水果、蔬菜的褐变是果蔬成熟老化生理衰退的特征之一。
造成褐变的原因是多方面的，从本质上可分为两大类，即非酶褐变和酶促褐变。
非酶褐变又包括美拉德( Maillard) 反应、酚类物质氧化变色、焦糖化褐变和抗坏血酸氧化褐变等几种类型。
1 果蔬加工贮藏中的褐变现象食品除了天然色素的颜色变化或消退外，也可能在生长、采摘、加工或烹调、贮藏过程中因非食品色素发生化学变化伴随食品色泽的转化变深，这种现象称为食品的褐变。
大多数农产品在加工贮藏过程中都会发生褐变，如莲藕是一种多年生水生植物，含水量高，皮薄，容易损伤，加之生长在水中，收获后由于改变了生存条件，生理变化加剧，在一般条件下放置3d～5d就会出现表皮褐变、萎蔫等现象，严重时内部可食部分也出现褐变，同时组织纤维化，严重影响食用品质；板栗在加工过程中常常会发生果肉褐变，严重地影响了产品的品质、风味和营养成分，制约了板栗的深加工增值阁；另外还有荔枝、马铃薯、萝卜、白菜、苹果、梨等等众多的水果、蔬菜在加工贮藏过程中都会发生褐变现象。
2 褐变反应的分类食品的褐变按有无酶的参与可分为酶促氧化褐变反应和非酶褐变反应两种。
前者在有酶、氧气存在的情况下发生，主要是酚类物质的酶促氧化褐变；后者无需酶的参与，在有氧或无氧条件下均会进行，包括美拉德反应、焦糖化反应和抗坏血酸氧化褐变。
基金项目:国家自然科学基金项目(编号:30771508、30671458 ; 辽宁省教育厅高等学校科研基金资助项目(编号:2005L057作者简介:程双(1984- , 女, 大连工业大学生物与食品工程学院在读研究生。
E 2mail :chsh84@126. com通讯作者:胡文忠收稿日期:2009-05-06第25卷第4期2009年7月Vol. 25,No. 4J ul . 2009鲜切果蔬酶促褐变机理及控制研究进展Research p rogress on enzymatic browning mechanism off resh 2cut f ruit s and vegetables and it s cont rol程双1C H EN G S huang1胡文忠2H U W en 2z hong2马跃3M A Yue3刘程惠2L I U 2(1. 大连工业大学生物与食品工程学院, 辽宁;2. 大连民族学院生命科学学院,3.(1. College of B io &Food Technology , y , Dalian , L iaoning 116034, China;2. College of L i f e N Universit y , Dalian , L i aoning 116600, China;3. College of Food S A g ricultural Universit y , L anz hou , Gansu 730070, China 摘要:, 并从物理、化学等方面介绍了一些新近发展的酶促褐变抑制方法。
关键词:鲜切果蔬; 酶促褐变; 机理; 控制Abstract :Enzymatic browning is one of important problems influen 2cing shelf 2life of fresh 2cut fruit s and vegetables. In t his paper , t he mechanism of enzymatic browning and enzymes of browning 2related were reviewed. Some met hods ,which deueloped recently , of control 2ling enzymatic browning for chemical and biological met hods , were introduced.K eyw ords :Fresh 2cut fruit s and vegetables ; Enzymatic browning ; Mechanism ; Cont rol1酶促褐变机理果蔬酶促褐变的研究已有60多年的历史, 曾先后提出过乙醛乙醇毒害学说、氧自由基假说、V C 保护假说、酚-酚酶区域化分布学说等理论, 其中, 酚-酚酶区域化分布学说是目前比较容易接受的解释酶促褐变的学说之一。
Mayer 和Harel 的研究[1]指出, 果蔬中的酚类物质与多酚氧化酶存在着区域性分布。
在正常发育的植物组织中, 由于多酚类物质分布在细胞液泡内, 而多酚氧化酶分布在各种质体或细胞质内, 因此, 即使它们与氧同时存在也不会发生褐变[2]。
然而, 切割加工使细胞中酚与多酚氧化酶的区域化分布状态遭到破坏, 从而引起褐变。
切割加工也能引起组织合成酚类化合物, 增强鲜切组织的褐变敏感性, 同时也增强多酚氧化酶活性及可溶性, 加速褐变反应的发生。
如鲜切莲藕气调贮藏期间绿原酸含量也会增加[3], 番薯在切割后三周内多酚氧化酶活性及总酚含量迅速上升[4]。
1. 1多酚氧化酶(PPO目前, 对PPO 的研究日趋深入, 国外已在氨基酸序列的测定、分子生物学、生理功能及基因工程技术等方面有了较多的报道。
一致认为:PPO 几乎存在于所有植物中, 它是果实发生酶促褐变的主要酶。
但不同种类、部位的果蔬PPO 活性和作用的底物差异性较大。
如莴苣切割前后PPO 活性均很高, 而鲜切苹果中PPO 活性增加导致组织快速褐变[5]。
姜绍通等[6]试验证明甘薯的表皮组织中PPO 的活性比芯部的强, 大约为2. 17倍。
对PPO 的进一步研究发现PPO 有同工酶存在, 依据是在不同p H 系列下PPO 的活性出现两个以上的峰[7]。
1. 2过氧化物酶(PODPOD 在有H 2O 2存在时, 可催化酚类、类黄酮的氧化和聚合, 参与酚类物质的代谢, 导致组织褐变。
据Padiglia 和Lamikanra 报道[8,9],POD 是造成甜瓜、柑橘和西瓜褐变的主要原因。
POD 会造成果蔬组织中谷胱甘肽和抗坏血酸的氧化、膜脂过氧化, 促进果实系统乙烯的合成, 加速成熟衰老, 因而POD 可作为果蔬成熟和衰老的一个指标。
鲜切果蔬经切割后造成的伤害, 破坏了果实膜系统的完整性, 促进了细胞壁降解, 使与膜和细胞壁结合的BPOD 释放, 成为FPOD ,371从而导致POD 、FPOD 活性及FPOD/BPOD 活性的比值上升。
这可从香蕉、荔枝等果蔬贮藏过程中膜系统完整性的破坏、细胞器的崩溃和细胞壁降解的观察中得到证实, POD 活性的上升参与酚类物质的氧化和聚合而导致褐变。
1. 3苯丙氨酸解氨酶(PALPAL 是苯丙烷类代谢酶系的关键酶, 鲜切果蔬加工时,伤害可诱导PAL 的mRNA 增加, 使PAL 活性增加, 催化酚类物质合成与累积, 为PPO 提供催化底物从而促进酶促褐变。
鲜切莴苣在切割24h 之内, PAL 活性提高6倍, 绿原酸、异绿原酸和酒石酸随后增加并积累,72h 后比未切割组织中分别增加到3,6,4倍, 褐变指数上升2倍[10]。
据Cam 2pos [11]报道, 伤害引起的酶活性增加不仅仅发生在切割表面,在距离伤害较远的部位也会出现酶活性的增加, 这可能是切割引发的伤信号转导诱发造成的。
Campos 等[11]还报道, 某些植物激素如乙烯、茉莉酸、水杨酸、脱落酸, 可能与伤信号有关, 进而提高PAL 活性。
而Loaiza 2Velarde 的研究[12]表明, 热处理可显著减少伤害诱导PAL 上升, 鲜切莴苣在45℃下热处理加;CaCl 2也可以抑制, 。
1. 4脂肪氧合酶(LOX LOX 可专一催化1,42戊二烯结构的多不饱和脂肪酸的过氧化反应, 促进植物体的成熟与加速衰老。
据报道, 抑制LOX 可推迟桃和中华猕猴桃的成熟和软化。
高敏的研究[13]表明, 苹果的褐变与LOX 的活性密切相关,LOX 启动膜脂过氧化, 破坏膜的结构, 使原本区域化的酶与底物接触而发生酶促褐变。
另外, 该酶在植物抗机械伤害、抗病抗虫等方面也起着重要作用。
2酶促褐变的控制研究果蔬褐变发生的机理, 目的在于寻找出切实可行的控制褐变的方法。
因此, 果蔬的酶促褐变及其控制方法一度成为鲜切果蔬研究中不可或缺的热点。
现在, 随着对鲜切果蔬褐变机理的广泛深入研究和先进分析检测手段的出现, 褐变控制技术的研究也在不断地进行和深入。
酶促褐变反应所需要基本条件是:与褐变相关的酶、氧气和酚类底物的存在。
现阶段, 主要是通过应用物理和化学方法来控制褐变。
在多数情况下, 通常需要利用联合处理达到更有效贮藏鲜切产品的目的。
本文重点介绍几种新近发展的褐变控制方法。
2. 1物理方法2. 1. 1热处理低温是抑制鲜切果蔬酶促褐变的传统有效方法。
但最近有报道指出, 热处理也有助于鲜切果蔬褐变的控制。
Kim 等[14]研究发现:与对照相比,45℃温水浸泡1h 处理能更好地保持鲜切苹果的颜色和质地。
热处理可以减轻褐变, 与加热能导致PPO 失活密切相关。
因为PPO 热稳定性不高, 一般当温度高于40℃就会使其钝化。
此外, 研究[10]还发现, 在45℃下急热处理90s , 可以抑制鲜切卷心莴苣PAL 活性的上升, 减少酚类化合物的生成, 从而减轻其褐变。
同时, 张秀梅[15]研究表明:在38℃的烘箱中热处理44h , 可抑制大久保桃果实LOX 活性, 延缓桃果实的成熟衰老, 提高耐贮性。
因此, 研究者认为热处理可能是控制鲜切果蔬褐变的新选择。
然而若热处理不当, 易造成果蔬营养成分、质地、色素、风味的损失。
2. 1. 2可食性涂膜可食性涂膜能在果蔬表面形成一层对水分和气体具有半透性的屏障, 从而降低呼吸、减缓褐变和水分损失, 进而抑制鲜切果蔬生理紊乱的发生, 延长货架期。
一些研究[16,17]表明:涂膜对抑制微生物和保持果蔬原有的营热点。
此。
成膜剂中加入抗氧化剂、保鲜剂也是常用的方法, 这样结合能减少试剂的使用剂量, 并且可以更有效的抑制鲜切果蔬的褐变和品质损失。
壳聚糖涂膜可显著抑制PPO 和POD 的活性, 并使LOX 活性显著降低, 对微生物的生长也具有抑制作用[18]。
彭丽桃等[19]在对鲜切荸荠的褐变抑制研究中发现:壳聚糖被膜能够降低切片氧的供应, 抑制鲜切荸荠PAL 、PPO 和POD 的活性, 有效抑制其褐变的发生。
海藻酸钠、卡拉胶等也有利于鲜切果蔬的保鲜。
杜传来等[20]选用卡拉胶、壳聚糖、海藻酸钠为涂膜主原料, 分别对鲜切马铃薯进行涂膜处理, 然后低温冷藏, 结果表明, 海藻酸钠涂膜能有效地抑制马铃薯褐变, 并优于其他涂膜材料。
2. 1. 3辐射的应用γ2射线辐射已被用于杀灭果蔬上的害虫和病原菌, 同时还可以推迟果蔬的成熟和腐烂的发生。
辐射处理对鲜切果蔬也有同样的作用。
最近几年研究[21,22]发现, 辐射处理还可以防止部分鲜切果蔬褐变。
鲜切莴苣经γ2射线辐射处理, 不仅降低了产品中微生物的数量, 同时与未经γ2射线辐射处理相比, 还极大地抑制了其PPO 活性[21]。
同样的结果在鲜切芹菜处理方面也有报道[22], 同时还发现辐射处理有效地保持了产品的感官品质。
但是Fan [23]报道, 采用γ2射线辐射处理, 增加了鲜切卷心莴苣和长叶莴苣中脉组织的褐变。
这可能是由于γ2射线辐射处理, 增加了细胞渗透性, 导致PPO 和酚类底物接触, 从而加重了褐变的发生。
2. 2化学方法化学法抑制褐变的主要手段是应用化学物质, 作用的机制主要包括通过螯合PPO 辅基Cu 2+而降低酶的活力, 改变471专论与综述2009年第4期酶作用的酸碱环境, 还原酚氧化产物(醌使其失去进一步聚合变色的能力, 与酶产生竞争性抑制, 与褐变底物酚类结合、促使酚的结构发生改变, 保持细胞膜的完整性等, 从而实现褐变抑制。
目前国内外研究较多的新型褐变抑制剂主要有42己基间苯二酚(42HR 、半胱氨酸、酚类化合物、有机钙盐、乙醇、谷胱甘肽和植物提取物等。
2. 2. 142HR 42HR 是近年来发现抑制褐变最有效的芳香族化合物, 已证实无系统性毒性并获得专利。
