酶促褐变
食品酶促褐变的控制实验报告
食品酶促褐变的控制实验报告酶促褐变机理和酶促褐变的控制措施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。
食品化学第9章-褐变反应
必须在加工和贮存过程中对褐变的发生进行系统的控制，有目的地促 进或控制美拉德反应的进行和色泽的加深，以符合产品对风味和颜色的要 求。
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9.3.2 焦糖化反应（Caramelization）
又称卡拉蜜尔作用 将不含氨基化合物的糖类物质加热到熔点以上温度，会发焦变黑生 成黑褐色物质（焦糖），此即为焦糖化作用。 高温下糖类形成两类物质：
抗坏血酸兼具酸性及还原性，故极易氧化分解。
Cu2+和Fe3+等 金属离子 光 发生氧化的 影响因素 pH值
热
氧浓度
水分活度
9.3.3 抗坏血酸褐变
控制措施
调节体系pH值，抗坏血酸在pH=4.0时降解速度最快 除去体系中的氧，并避免与空气接触 防止食品与金属器具接触 加工中因生产需要人为添加的抗坏血酸量不可过高，以免加深食品色泽
1/2O2-
聚合-
9.2.3 酶促褐变的抑制
A .热处理 B .调节pH值
70～90 ℃加热约7 s，可使大部分酚酶失活；在80 ℃时10～20 min 或沸水中2 min，可使酚酶完全失活。 PPO的最适pH值在6～7之间，pH值在3.0以下，PPO几乎完全 失去活性。
C. 用化学药品抑制酚酶活性
商品化焦糖色素有三种
第一种是红棕 色并含有略带 负电荷的胶体 粒子、水溶液 pH值为3~4的焦 糖色素 第二种是耐酸 焦糖色素，含 带负电荷的胶 体粒子，水溶 液pH值为2~4.5 第三种是糖与（非 酸性）铵盐混合加 热反应产生的红棕 色含有带正电荷胶 体粒子的焦糖色素
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9.3.3 抗坏血酸褐变
可能是其结构中的还原酮、烯胺或杂环类部分起作用
9.3.1.2 美拉德反应产物的抗氧化作用
预防酶促褐变的措施
预防酶促褐变的措施1. 引入抗氧化剂目的：抗氧化剂可以阻止或延缓食物中的氧化反应，从而减少酶促褐变的发生。
引入抗氧化剂可以保持食物的色泽、口感和营养价值。
实施步骤：•确定适合食物类型和工艺的抗氧化剂。
•按照生产配方将抗氧化剂添加到食品中。
•控制添加量，避免过量使用导致其他质量问题。
预期效果：•抗氧化剂能够有效抑制食物中的自由基产生，减少酶促褐变发生的可能性。
•食品保持良好的色泽、口感和营养价值。
2. 降低储存温度目的：降低储存温度可以减缓酶活性，延缓酶促褐变反应。
低温储存还有助于保持食品新鲜度和品质。
实施步骤：•确定适宜的储存温度，根据食物的特性和储存要求进行调整。
•使用冷藏设备或冷冻设备进行储存。
•定期监测储存温度，确保符合要求。
预期效果：•降低储存温度可以减缓酶活性，延缓酶促褐变反应的发生。
•食品保持较长的保质期和良好的品质。
3. 控制pH值目的：控制食物中的pH值可以影响酶活性和酶促褐变反应。
不同pH值下，酶的活性会有所差异。
实施步骤：•确定适宜的pH范围，根据食物类型和工艺要求进行调整。
•使用调味料、添加剂等调节食物中的pH值。
•定期检测食物中的pH值，确保符合要求。
预期效果：•控制食物中的pH值可以影响酶活性和酶促褐变反应。
•食品保持较长时间内稳定的色泽和品质。
4. 加工前处理目的：加工前处理可以去除或减少食材中的酶和其他与酶促褐变相关的物质，从而降低酶促褐变的风险。
实施步骤：•对食材进行清洗、削皮、切片等预处理。
•使用适当的方法，如高温短时间烫煮、漂白等，去除或减少食材中的酶和其他相关物质。
•控制处理时间和温度，避免对食材造成过度破坏。
预期效果：•加工前处理可以去除或减少食材中的酶和其他与酶促褐变相关的物质。
•食品在加工过程中减少酶促褐变反应的发生。
5. 合理包装目的：合理包装可以防止氧气、水分等外界因素对食物的影响，减少酶促褐变反应发生的可能性。
实施步骤：•选择适合食品特性和储存要求的包装材料。
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施
04
褐变现象的研究进展
褐变与基因表达的关系
总结词
褐变与基因表达之间存在密切关系，一些关 键基因在褐变过程中被激活或抑制，影响植 物组织的褐变程度。
详细描述
在植物组织培养过程中，褐变通常与某些基 因的表达水平有关。这些基因可能涉及到酚 类物质的合成、代谢和运输等过程。通过深 入研究这些基因的表达模式，可以更好地理 解褐变现象的分子机制，并寻找有效的防止 措施。
添加抗氧化剂
总结词
在培养基中添加抗氧化剂可以有效防止褐变。
详细描述
抗氧化剂可以抑制酚类物质氧化，从而减少褐变的发生。常用的抗氧化剂包括 抗坏血酸、柠檬酸、硫代硫酸钠等。在培养基中加入适量的抗氧化剂，可以有 效降低酚类物质的氧化程度，从而防止褐变。
调节光照和温度
总结词
调节光照和温度也是防止褐变的措施之一。
详细描述
光照和温度对植物组织培养中的褐变也有影响。适当降低光照强度或缩短光照时间可以减少酚类物质 的氧化，从而降低褐变发生率。同时，保持恒定的培养温度也有助于防止褐变的发生。
优化培养条件
总结词
优化培养条件是防止褐变的综合性措施 。
VS
详细描述
除了选择适当的培养基和外植体、添加抗 氧化剂、调节光照和温度等措施外，优化 培养条件也是防止褐变的重要措施。这包 括控制培养室的湿度、定期更换新鲜的培 养基、及时转移生长过快或过慢的植株等 措施。通过综合运用这些措施，可以有效 降低植物组织培养中的褐变发生率。
05
结论与展望
研究成果总结
褐变现象的机制
植物组织培养中的褐变现象是由多种因素引起的，包括酚类物质氧化、酶促反应和非酶 促反应等。这些反应导致培养基颜色变深，影响植物的正常生长和发育。
酶促褐变机理和酶促褐变的控制措施
.';. 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。
果蔬酶促褐变的控制及护色实验
实验一蔬菜加工中护色实验与果蔬酶促褐变的防备一、实验目的1.熟习果蔬酶促褐变的原理。
2.经过果蔬加工中热烫等办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假如在酸性条件下加工，因为脱镁反响的发生，发色体构造部分变化，绿色消逝，变为褐色的脱镁叶绿素。
假如在弱碱性条件下热烫，则叶绿素的酯构造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，并且比较稳固。
绿色果蔬或某些淡色果蔬，在加工过程中易惹起酶促褐变，使产品颜色发暗。
为保护果蔬原有色彩，常常先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫办理，进而达到护色的目的。
果蔬加工中，常常采纳热烫钝化酶：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）来克制酶的活性和隔断氧等方法来防备和克制酶促褐变。
三、实验资料、试剂和仪器1、实验资料：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、察看酶褐变的色彩：（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，因为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，因为多酚氧化酶存在，而使原料变为茶褐色或深褐色的络合物。
2、防备酶褐变：（1）热烫、高温能够使氧化酶类丧失活性，生产中利用热烫防备酶褐变，将马铃薯片投入开水中，待再次沸腾计时，每隔一分钟，拿出一片马铃薯用%愈疮不酚和 3%过氧化氢滴在切面上，察看其变色的速度和程度，直到不变色为止，将节余马铃薯投入冷水中实时冷却。
（2）不一样化学试剂防备酶褐变：各样不一样的化学试剂可降廉价质中的PH 值和减少溶解氧均可克制氧化酶类活性，将切片的苹果分别取3～ 5 片块投入到 %柠檬酸溶液、 %亚硫酸氢钠溶液、 %抗坏血酸溶液中护色20 分钟，拿出滴干，另取50ml 水作比较用。
实验一 果蔬酶促褐变的控制及护色实验
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。
褐变知识
褐变类型：褐变按其发生的机理分为酶促褐变（生化褐变）和非酶促褐变（非生化褐变）两大类。
酶促褐变酶促褐变多发生在水果蔬菜等新鲜植物性食物中，是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果。
植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在正常的情况下，酚和醌的互变保持着动态平衡，当组织破坏后氧就大量侵入，打破了氧化还原反应的平衡，于是发生了氧化产物醌的积累和进一步聚合及氧化，形成褐色色素。
酶促褐变的机理（影响因素）酶促褐变的发生需要3个条件，即适当的酚类底物、酚氧化酶和氧气。
水果蔬菜的酚酶底物以邻二酚类及一元酚类最丰富。
一般来说，酚酶对邻羟基酚型结构的作用快于一元酚；对位二酚也可被利用，但间位二酚不能作为底物，甚至还对酚酶产生抑制，但邻二酚的取代衍生物也不能为酚酶催化。
催化酶促褐变的酶有酚酶、抗坏血酸脱氢酶、过氧化物酶等。
酚酶的作用又需要一定的条件。
酚酶属氧化还原酶类中的氧化酶类，能直接催化氧化底物酚类，它最适pH为7，较耐热，在100度可钝化。
最终产物醌的形成需要酶和氧气的催化，所以氧气的浓度又是一个影响因素。
马铃薯切开后在空气中暴露，切面会变黑褐色，是因为其中含有酚类物质——酪氨酸，在酚酶作用发生了褐变。
酱油在发酵时变褐色，这也是原因之一。
酶促褐变的预防措施（1）热处理：热烫、巴氏杀菌和微波加热90-95℃，维持几秒钟（2）酸处理：多数酚酶的最适pH 为6-7，pH<3.0 基本失活，所以降低pH 就可以抑制酶促褐变，常用VC、柠檬酸、苹果酸来降低pH。
一般柠檬酸与亚硫酸钠混用。
（3）二氧化硫及亚硫酸钠：在pH=6 时，效果最好，10 mg/kg 的二氧化硫足以使酚酶失活，但考虑到挥发，反应损失等，一般增加为300 mg/kg，残留低于20mg/kg。
添加此类试剂会造成食品褪色和维生素B1被破坏（4）驱氧法；使用抗坏血酸，浸涂在果蔬表面，其可螯合Cu，还原醌，它比醌更容易氧化（5）底物改性：使酚形成甲基取代物。
产品褐变条件及其控制
产品褐变条件及其控制天然色素应用技术推广实验室aingw@(一)褐变作用褐变是食品中存在的一种比较普遍的现象。
所谓褐变，是指食品在加工、贮藏或受损后，色泽变暗或变褐色的现象。
食品发生褐变，在不同的场合下，将带来不同的结果。
在食品生产中，可以加以利用的褐变现象，如生产酱油、咖啡、红茶以及烘烤面包时所呈现的褐变，是人们所希望出现的褐变。
但是，大多数食品的褐变现象，往往带来不良的反应，并且使食品的风味和营养价值降低，或者产生有害成分。
根据发生的机制，褐变作用可以划分为酶促褐变(生化褐变)及非酶褐变两类。
1、酶促褐变酶促褐变是在酶的作用下，发生的褐变作用，酶促褐变发生在水果、蔬菜等新鲜植物性食物中。
一般认为，这种作用是需氧的。
在大多数情况下，酶促褐变是一种不希望出现于食物中的变化。
食品中发生酶促褐变，必须具备三个条件，即：多酚类底物或一元酚、酚氧化酶和氧。
三个条件，缺一不可。
因此，欲控制食品中的酶促褐变，只需要改变其中的任何一个条件即可达到目的。
目前采用的控制方法，主要是从酶和氧入手的。
(1)酶抑制剂法酚酶的抑制剂有二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等，在食品中加入或渗入这些抑制剂后，酚酶即可以失活。
(2)热处理方法加热食品，使酚酶失活，即可控制褐变的发生。
这种方法是使用最广泛的一类方法，其关键是要在最短时间内钝化酶而又不使食品质量下降。
(3)酸处理法酚酶的最适pH值在6～7之间，当pH<3时，酚酶失去活性。
因此，选用合适的食用酸，如柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸，使食品的pH值小于3，即可防止褐变的发生。
(4)驱氧法，无氧可以防止褐变。
最简单的方法是将食品浸没在清水、糖水或盐水中。
但是由于水中能吸附少量的氧气，所以，这种处理方法仍可以便褐变以缓慢的速度进行。
(5)底物替代法加入酚酶底物类似物肉桂酸、对位香豆酸及阿魏酸等酚酸可以对某些褐变起到控制作用。
(6)底物甲基化法利用甲基转移酶，将邻二羟基化合物进行甲基接枝，生成的这种类似愈疮木酚和阿魏酸的甲基化物，便不能被酚酶作用。
第二节食品的褐变现象
第二节食品的褐变现象褐变是食品中普遍存在的一种变色现象。
尤其是新鲜果蔬原料进行加工时或经贮藏或受机械损伤后，食品原来的色泽变暗，这些变化都属于褐变。
在一些食品加工过程中，适当的褐变是有益的，如酱油、咖啡、红茶、啤酒的生产和面包、糕点的烘烤，而在另一些食品加工中，特别是水果蔬菜的加工过程，褐变是有害的，它不仅影响风味，而且降低营养价值。
因此了解食品褐变的反应机理，寻找控制褐变的途径有着重要的实际意义。
褐变按其发生的机理分为酶促褐变（生化褐变）和非酶促褐变（非生化褐变）两大类。
一、酶促褐变酶促褐变多发生在水果蔬菜等新鲜植物性食物中，是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的结果。
植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在正常的情况下，氧化还原反应之间（酚和醌的互变）保持着动态平衡，当组织破坏后氧就大量侵入，打破了氧化还原反应的平衡，于是发生了氧化产物醌的积累和进一步聚合及氧化，形成黑色。
（一）酶促褐变的机理酚酶是以氧为受氢体的末端氧化酶，是两种酶的复合体，其一是甲酚酶（又称酚羟化酶），作用于一元酚，另一是儿茶酚酶（又称为多元酚氧化酶），作用于二元酚。
也有人认为酚酶是既能作用一元酚、又能作用于二元酚的一种特异性不强的酶。
酚酶属氧化还原酶类中的氧化酶类，能直接催化氧化底物酚类，它最适pH 为7，较耐热，在100 ℃可钝化。
马铃薯切开后在空气中暴露，切面会变黑褐色，是因为其中含有酚类物质——酪氨酸，在酚酶作用发生了褐变。
酱油在发酵时变褐色，这也是原因之一。
动物皮毛中的黑色素是通过这一机理而形成的。
虾类在冷藏过程产生黑斑的原因也是基于这一机理。
在水果中，儿茶酚分布非常广泛，它在儿茶酚酶作用下非常容易氧化成醌（邻苯醌）。
醌形成后，进一步形成羟醌（）则是个自动反应，无需酶参与，羟醌再进行聚合，依聚合程度大小由红变褐，最后形成黑褐色物质。
酚酶作用的底物主要有一元酚型、邻二酚型化合物，如前述的花青素、黄酮类、鞣质等，酚酶对邻位二酚的作用快于一元酚，对位二酚也可发生作用，但间位二酚不能作为底物，邻位二酚的取代衍生物也不能作为底物，如愈创木酚，阿魏酸。
果实酶促褐变机理及抑制措施
预 防医学 ・
果实酶促褐变机理及抑制措施
于 冠 军
【 摘
要】对不 同果实的酶促褐变机理进行综述 ， 并且对果实褐变诱 因及抑制果实褐变 的措施进行分析。
【 关键词】果实；酶促褐变； 机理； 控制途径
果 实褐变是评 定果实 品质的一个重要 指标 。伴 随果 实褐变 的发生 ，果实 的感观品质急 剧下降 ，商 业价 值大大 降低 。从果实 的褐变机理 角度来讲 ，褐 变的种类可 以分成两大类 ：第一 ，是 由多酚氧化 酶 （Ｐ ） 催化底物一 Ｐｏ 酚类 物质 氧化所 引起 的酶 促褐变 。 第二 ，是 由其它各种非酶 因素所 引起的各种化学 反 应 ，即 “ 非酶促褐变”（ 】 １。而果实在贮藏期间所 “［］ ： 发生的褐变多为前者 ， 即由多酚氧化酶催化底物氧化 所引起的酶促褐变 ， 酚类 物质可被氧化成醌而进一步 聚合成褐色物 质 ， 从而造成果实褐变 ［ 【］ … 。 … 】
５ 结果
招募 自愿 无偿机采 血小板捐 献者 的工作是一项 长期 而艰巨的任务 ，这 是 由于其 本身 的特殊性所 决 定 的。但全面贯彻 ｛血法》 不留死 角 ，无论遇 到 ｝ ｌ ｝ 多大 的困难 ，我们都要面对。在工作 中我们体会到 ： 领导的重视 、支持 、政策配套 到位 、血 站工作人 员
作者单位 ：１ ８０ 丹东市疾病预防控制 中心 １ ０２
东医药》２ ０ 年第 ３ ０８ 期
不可或缺的因素 （（】 】 ８ ９。 】 （
１１ 果实酶促褐变分子学机理 的研究 ．
・
３ ・ ５
作用 ，形成褐变产 物。而针对 同一 种类水果 不 同品 种之 间酚类物质 的种 类及含量 的差异 也很 大 ，以桃 为 例 Ｒ ｄ ｅｖｎ桃 的 Ｐ Ｏ 作 用 底 物 是 邻 苯 三 酚 、 ｅ ｈａｅ Ｐ ４ 甲基儿茶 酚 、儿茶 酚、绿原 酸和没 食子酸 ，Ｈ ｌ 一 ａ＿ ｆｒ 的 Ｐ Ｏ作用 底物 是 （）一儿 茶酚 、绿原 酸 、 ０ ｄ桃 Ｐ ＋ 咖啡酸和多 巴胺 ，大久保桃 的 Ｐ Ｏ作用底 物是儿茶 Ｐ 酚 、咖啡酸和对香 豆酸 ， “ 绿化 三号 ”桃 Ｐ Ｏ作用 Ｐ 底物是儿茶酚和咖啡酸 ｎ 。由此可见 ，对于不同种 】 类 的水果及 同种类水果 的不 同品种 问酚类物质 的差
实验四果蔬酶促褐变的控制及护色实验
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。
酶促褐变名词解释
酶促褐变名词解释酶促褐变是一种生物体代谢过程，在这个过程中，产生咖啡因和类似物质的黄褐色物质。
这种变化是由酶的作用引起的，酶是一种生物体内部产生的蛋白质，它可以加速化学反应的进行。
酶促褐变主要发生在植物和动物组织中，包括蔬菜水果的切割、煮熟、烘干、曝晒等过程中。
酶促褐变是一个复杂的过程，它涉及到许多不同的化学反应。
最常见的是一氧化物酶（Polyphenol oxidase，简称PPO）引起的氧化反应。
一氧化物酶在许多植物和动物组织中都有存在，能够催化类似物质如酚类物质的氧化反应。
当酚类物质和一氧化物酶接触时，它们会产生氧化产物，这些氧化产物往往呈现为黄褐色。
这个过程类似于铁与氧气接触产生锈的反应。
酶促褐变在食物加工和烹饪过程中具有重要的影响。
例如，在切割水果和蔬菜时，切口会破坏组织结构，使得酶和类似物质相互接触，从而引发酶促褐变。
这就是为什么苹果和香蕉等水果在切割后会变成褐色。
烹饪过程中的高温和酸碱环境也能引起酶促褐变。
比如，煮沸的白菜会变成褐色，这是因为煮沸过程中白菜中的酶和酸碱条件引起了酶促褐变。
尽管酶促褐变在食物加工和烹饪中可能影响食物的外观和品质，但它并不一定表示食物变质或不安全。
实际上，酶促褐变产生的物质被认为具有抗氧化和抗菌作用。
这些物质可以保护食物免受细菌和氧化的侵害，从而延长食物的保质期。
此外，一些研究还发现酶促褐变产生的物质对人体健康有益，如抗癌、抗炎等作用。
总的来说，酶促褐变是一种常见的生物体代谢过程，可以通过酶的作用加速化学反应的进行，产生黄褐色物质。
这种变化在食物加工和烹饪过程中常见，但并不表示食物变质或不安全。
酶促褐变产生的物质具有抗氧化和保护作用，并且对人体健康有益。
因此，了解酶促褐变的机制和影响可以帮助我们更好地处理和利用食物。
食品褐变类型及影响因素
学院农学院专业食品科学与工程学号2010204820 10 级 5 班食品中褐变的反应类型有酶促褐变和非酶促褐变（美拉德反应·焦糖化作用·抗坏血酸褐变）一·酶促褐变酶促褐变是分酶催化分类物质形成醌及其聚合物的反应过程1·条件及影响因素：①氧的存在；②酶的作用；③含Cu2+辅基的参与；④酶与底物（酚类底物）的结合2·控制措施：①钝化分酶的活性（加热处理或添加添加各种抑制酶促褐变的物质如----二氧化硫及亚硫酸盐,抗坏血酸, L-半胱氨酸,曲酸，4-乙基间苯二酚，复合抑制剂以及各种天然植物提取物等）②改变分酶作用的条件（调节PH至3以下，水分活度等）③驱除或隔绝氧气④加分酶底物的类似物，底物改性二·非酶促褐变1·美拉德反应①美拉德反应（羰氨反应）：指羰基与氨基经缩合、聚合反应生成类黑色素和某些风味物质的非酶褐变反应②反应过程A初级阶段：羰氨聚合，分子重排B中期阶段：果糖氨基脱水形成羟甲基糠醛，果糖基胺脱去胺残基重排生成还原酮，氨基酸和二羰基化合物的作用，果糖基胺的其他反应产物的生成C末期阶段：醇醛缩合，生成类黑精物质的聚合反应③影响因素：底物的影响·PH值·水分·温度·金属离子·空气2、焦糖化褐变概念：糖类尤其是单糖在没有含氨基化合物存在时加热到熔点以上的高温（一般是140~170℃或以上）糖发生脱水与降解，也会变为黑褐的色素物质，这种作用称为焦糖化作用3抗坏血酸褐变抗坏血酸氧化形成脱氢抗坏血酸，再水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脱水，脱羧后形成糠醛，再形成褐色素。
影响非酶褐变反应的因素及控制方法1·影响因素：①糖类与氨基酸的结构②温度和时间③食品体系中的pH④食品中Aw及金属离子⑤高压的影响2非酶褐变的控制（1）降温：温度相差10℃，褐变反感应的速度相差3-5 倍。
酿造酱油温度每升高5℃，着色度提高35.6%。
酶促褐变的名词解释
酶促褐变的名词解释酶促褐变是一种常见的化学反应，在自然界中广泛存在。
它是一种生物体内的酶催化过程，通过酶的作用，将一些物质转化为褐色或棕色的产物。
这种反应通常在氧气存在的条件下进行，并且需要特定的酶作为催化剂。
酶促褐变的反应机制并不完全清楚，但我们可以从化学角度来解释这一过程。
首先，褐变通常与氧气有关。
氧气是酶促褐变反应中必不可少的因素之一，它在反应过程中被还原为氢氧根离子，并参与到后续的化学反应中。
其次，酶在酶促褐变中起到了至关重要的作用。
酶是一类高度专一性的生物催化剂，能够加速特定化学反应的进行。
在酶促褐变中，酶通过降低反应活化能，提高反应速率，从而加速了底物的氧化过程，并导致色素变成褐色或棕色。
酶促褐变反应的底物可以是多种物质，包括多糖、多酚、氨基酸等。
这些底物在一定条件下，如氧气的存在、酶的催化作用和适宜的pH值等，会发生氧化反应，并逐渐转化为褐色的产物。
这些褐色产物通常是复杂的多聚合物，其结构和颜色取决于底物的种类和反应条件。
酶促褐变反应在自然界中广泛存在，并且在生物体内扮演着重要的角色。
例如，在水果的成熟过程中，酶促褐变是果肉褐色的原因之一。
水果内的酶在氧气的存在下，催化果胶等多糖分子的氧化反应，导致果肉变成褐色。
类似地，在一些食物加工过程中，酶促褐变也会发生，如茶叶的发酵和咖啡的烘焙等。
此外，酶促褐变不仅仅是在食物中发生，它还在其他领域得到广泛应用。
在纸张和木材的制造过程中，酶促褐变反应被用来改善产品的质量和性能。
在环境科学中，酶促褐变有助于降解废水中的有机物，减少对环境的污染。
总之，酶促褐变是一种在氧气存在下，通过酶的催化作用将底物转化为褐色或棕色产物的化学反应。
它在自然界中普遍存在，并在食物加工、纸张制造和环境科学等领域发挥着重要的作用。
虽然酶促褐变的详细机制还有待进一步研究，但对于我们理解生物体化学变化的过程以及应用于相关领域都具有重要意义。
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果蔬在采后，由于组织衰老、失水、低温冷害、高CO2伤害、机械损伤、病原微生物浸染或其他逆境胁迫会引起褐变，从而影响了其外观、食用和销售［1］。
本文就果蔬酶促褐变的形成条件、褐变机理以及抑制方法进行了综述。
1酶促褐变的条件
酶促褐变是指果蔬在受到机械损伤或处于异常环境（受冻、受热）下，在氧化酶作用下将酚类物质氧化形成醌，醌的多聚化以及它与其他物质的结合产生黑色或褐色的色素沉淀，从而导致果蔬的营养丢失。
酶促褐变反应的发生需要三个条件：底物、酶类物质和氧。
1.1底物
底物，即酚类物质。
酚类物质按酚羟基数目分为一元酚、二元酚、三元酚及多元酚。
酚类物质的合成途径有两条：其一是由苯丙氨酸脱氨基而形成，其二由莽草酸或与之一个的环己烷生物直接芳香化而形成。
其中，第一条途径是高等植物中最主要的途径［2］。
酚类物质的氧化是引起果蔬褐变的主要因素［1］，在果蔬贮存过程中随贮存时间的延长含量下降，一般认为是多酚氧化酶氧化的结果。
这些酚类物质一般在果蔬生长发育中合成，但若在采收期间或采收后处理不当而造成机械损伤，或在胁迫环境中也能诱导酚类物质的合成。
1.2酶类物质
催化酶促褐变反应的酶类主要为多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）。
在果蔬细胞组织中PPO存在的位置因原料的种类、品种及成熟度不同而有差异。
PPO在大多数果蔬中存在，如马铃薯、黄瓜、莴苣、梨、番木瓜、葡萄、桃、芒果、苹果、荔枝等，在擦伤、割切、失水、细胞损伤时，易引起酶促褐变［1，3，4］。
PPO 催化的酶促褐变反应分两步进行：单酚羟化为二酚，然后二酚氧化为二醌。
PPO以铜离子为辅基［3］，其活性的最适pH值范围为5～7，有一定耐热性，其活性可以被有机酸、硫化物、金属离子螯合剂、酚类底物类似物质所抑制［6］。
POD在H2O2存在条件下能迅速氧化多酚物质，可与PPO协同作用引起苹果、梨、菠萝等果蔬产品发生褐变［7］。
1.3氧
氧是果蔬酶促褐变的必要条件。
正常情况下，外界的氧气不能直接作用于酚类物质和PPO而发生酶促褐变。
这是因为酚类物质分布于液泡中，PPO则位于质体中，PPO与底物不能相互接触。
在果蔬贮存、加工过程中，由于外界因素使果蔬的膜系统破坏，打破了酚类与酶类的区域化分布，导致褐变发生［5］。
2酶促褐变的机理
2.1酚、酶的区域分布假说
质膜是活细胞与环境之间的界面和屏障，能有效保证膜内外物质交换有效的进行。
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PPO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。
一旦细胞壁和细胞膜的完整性被破坏，酶与PPO接触，在氧的参与下使酚类物质氧化成醌，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变［2，3］。
2.2自由基伤害假说
自由基袭击生物大分子和膜脂，会导致膜脂过氧化加剧，膜系统结构和功能的破坏，膜透性增大，进而导致代谢障碍和膜系统的破坏和解体。
正常情况下，由于机体内存在防御系统，故自由基代谢保持平衡。
但在干旱、高盐分、SO2、O3、低温或水分亏缺时，由于自由基产生过多，此时活性氧的产生和清除平衡体系被打破，会导致植物细胞受到伤害，从而引起褐变的发生。
2.3保护酶系统假说
通常情况下，植物组织中有较高的还原势，正常的氧化还原代谢平衡使氧化形成的醌类物质通过还原氧化或转化而未聚和。
保护酶系统包括两类物质：一是氧化酶系统，主要有超
氧化歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）等，它们可以清除自由基、活性氧，以防止其对细胞膜的攻击，防止膜脂过氧化；二是抗氧化酶系统，主要有谷胱甘肽还原酶（GSH）、抗坏血酸（ASA）、维生素E（VE），类胡萝卜素（Car）、细胞色素f（Cytf）、氢醌和含硒化合物等，它们能清除自由基和活性氧，也可以作为抗氧化剂，对酚类物质的氧化起抑制作用。
在逆境下，超氧化歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）三者作用失调，导致H2O2积累，从而引起褐变的发生［2］。
3酶促褐变的抑制
由酶促褐变的形成条件不难发现对其抑制可从以下方面考虑：（1）减少酚类物质含量。
培育抗褐变的新品种，减少采收、贮藏、加工过程中的机械损伤，以降低对PAL活性的诱导。
（2）控制PPO、POD活性。
利用PPO活性可被热、有机酸、酚类物质、硫、螯合剂、醌偶联剂等物质抑制的特性，对褐变加以控制，或者通过基因工程的方法降低PPO、POD活性。
（3）降低氧浓度。
褐变是在氧存在下发生的，因此可利用抽气、被膜、气调等方法降低环境中的氧浓度。
3.1物理方法
3.1.1低温低温可以抑制PPO等的酶活性，从而抑制果蔬的酶促褐变。
3.1.2热处理热处理包括热水、热蒸汽、热空气处理［5，9］。
3.1.3气调法由于酶促褐变需要有氧的参与，因此利用气调法控制氧的浓度。
在果蔬破碎时或向果蔬包装袋的水中充入N2、二氧化碳，或用水蒸气排除系统中的空气，可达到抑制酶促褐变的效果［3，5］。
3.2化学方法
3.2.1抗坏血酸及其衍生物抗坏血酸为还原剂，能将氧化的醌还原为酚类物质，阻止醌类物质进一步自发聚合形成色素物质［7，10-12］。
其衍生物异抗坏血酸也具有同样的抑制效果。
3.2.2酸类物质乙酸、草酰乙酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸、苹果酸、磷酸、反丁烯二酸、EDTA等，能降低产品的pH或者具有络合金属离子的作用，可抑制PPO的活性［1，3，5，9］。
3.2.3含SH化合物和二氧化硫含SH的氨基酸（如半胱氨酸、乙酰基半胱氨酸）和还原型谷胱甘肽有很强的抗褐变能力。
其抑制褐变的机制归纳起来为：一是醌类物质能与半胱氨酸形成无色的复合物，中断了醌类物质聚合形成色素物质；二是半胱氨酸可通过与PPO活性位点的铜离子不可逆结合而抑制酶活性，或者替代PPO活性位点的组氨酸残基；三是半胱氨酸并非阻止PPO氧化酚类，而是阻止酚类的聚合［13］。
此外，还可利用酚类物质、络合剂、天然抑制剂等抑制褐变的产生。
3.3生物方法
3.3.1植物提取液某些植物汁液中含有活性成分如蛋白酶、小分子多肽等，具有抑制褐变的功能。
Kim等报道用洋葱的水提取物能有效抑制鳄梨酶促褐变［12］。
3.3.2蜂蜜蜂蜜中含有如生育酚、抗坏血酸、类黄酮、酚类物质及一些酶等抗氧化成分而抑制褐变。
3.3.3乳酸菌代谢产物乳酸菌产生许多小分子代谢物质，包括酸、乙醇、丁二酮、H2O2和其它代谢产物，具有较强的络合金属离子能力和较高的抗氧化性，能有效抑制酶促褐变。
3.3.4酶法蛋白酶可导致一些促进褐变的酶系失活，从而抑制褐变的发生。
目前发现能有效抑制褐变的蛋白酶主要是木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶。
氧是果蔬褐变的关键因素，控制氧浓度可抑制酶促褐变的发生。
Parpinello等利用葡萄糖氧化酶—过氧化氢酶混合酶系统，只需120s可将苹果和梨汤中99％的氧气清除，VC达到同
样效果需要200 min，该酶系统还对果汁（如葡萄汁）的高压热处理的颜色有控制作用［11］。
3.3.5基因工程改良法目前利用基因工程方法，如反义RNA或正义共抑制的手段控制PPO 的表达，培育出抗褐变品种。
Bachem等利用转基因技术阻碍了PPO基因的表达并获得了PPO活性低的马铃薯品种；Coetzer在马铃薯中使用正义和反义RNA技术成功地降低了PPO 活性，控制了褐变［5］。
基因工程改良同时要考虑食品的安全问题［3］。
4展望
PPO的酶促褐变问题已经研究了一个多世纪，很多问题依然悬而未决，如：褐变机理［3］。
控制果蔬的酶促褐变，提高果蔬的营养价值和外观品质是人们长期关注的问题。
理化方法虽然在一定程度上控制PPO活性，但果蔬的感官品质、营养被破坏。
利用反义RNA技术、DNA杂交、PCR扩增技术和转基因技术修饰和控制转基因植株中多酚氧化酶基因的表达，成为多酚氧化酶控制活性的新手段［14］。
利用X-射线结晶和定位诱变将揭开活跃位点的复杂机理。