食品酶学-多酚氧化酶-10 PPT课件

2.温度对多酚氧化酶活力影响

不同种类、品种、部位的多酚氧化酶有
不同的热稳定性，通常最适温度在常温


加热易使酶失活
同一来源的多酚氧化酶的不同分子形式具 有不同的热稳定性 低温下多酚氧化酶的活力也有明显的下降， 但活性下降比较缓慢

四、多酚氧化酶的激活剂、抑制剂 和果蔬酶促褐变的防止

1.激活剂
第10章
多酚氧化酶
一、多酚氧化酶的 名称和自然界的分布
1、多酚氧化酶的名称

多酚氧化酶(1,2-苯二酚:氧 氧化还原酶,EC 1.10.3.1) 一类含铜的氧化还原酶，催化邻-苯二酚氧化成邻-苯二醌，也能作 用于单酚单加氧酶的底物。

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(对苯二酚氧化酶 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。


热带水果50%以上的损失都是由于酶促褐变引起的. 同时酶促褐变也是造成新鲜蔬菜例如莴苣和果汁 的颜色变化,营养和口感变劣的主要原因 控制果蔬加工和贮藏过程中酶促褐变,


例如驱除O2和底物酚类化合物以防止褐变,或者添加抗 坏血酸,亚硫酸氢钠和硫醇类化合物等,将初始产物,邻苯 醌还原为原来的底物,从而阻止黑色素的生成. 还原剂都能直接引起酶失活,从而抑制酶促褐变.这是因 为抗坏血酸能够破坏酶活性位点上的组氨酸残基,而亚 硫酸氢钠和硫醇可以除去酶活性位点中的Cu2+ 4-己基间苯二酚,苯甲酸和其他一些非底物酚类化合物, 也可作为多酚氧化酶的有效竞争性抑制剂



多酚氧化酶在植物中的含量随品种不同而有很大 变化，在众多的水果和蔬菜中，橄榄中的多酚氧 化酶活力最高。 多酚氧化酶的活力分布还取决于果蔬的成熟度。 在绿叶中，很大一部分酶活力集中在叶绿体中， 在马铃薯块茎中，几乎集中在亚细胞中；在新采 收的苹果中，多酚氧化酶几乎全部存在于叶绿体 和线粒体中。 果蔬中不同的部位的多酚氧化酶含量差别很大， 例如葡萄皮中的酶活力比果肉中高。
西瓜、香瓜、桔子、柠檬 无酚酶，不褐变。


亚硫酸类是酚酶抑制剂。
实例1：土豆的褐变
实例2：含有儿茶酚水果的褐变
褐变防止方法
酶促褐变的三个条件，缺一不可。
即：多酚类物质、酚酶、氧气 除去多酚类物质困难，不现实。 ∴一般为 降低酚酶活性、驱氧

(1)加热钝化酶活性



75～95℃、5～7S的加热处理，可使大部分 酶活性丧失。 常用的方法有：漂烫、巴氏杀菌 加工中，必须严格控制时间和温度。 加热温度过高，加热时间过长，可抑制酶褐变， 但会影响食品品质；加热不足，不能抑制酶褐 变。 微波加热，热穿透力强，迅速均匀，不影响风 味。

2.作用底物

水果、蔬菜中底物为： 一元酚类 邻二酚类（对位二酚也可） （间位二酚不作底物） 如： 水果中的儿茶酚
OH OH
土豆中的酪氨酸 HO CH2CHCOOH
NH2

重要的天然底物
三、pH和温度对多酚 氧化酶活力影响
1.pH对酶活力的影响 (1)适宜pH：4～7 (2)不同种类，甚至同一种果蔬中的不同品种得到的多 酚氧化酶，也有不同的最适pH (3)果蔬的不同部位得到的多酚氧化酶,最适pH也有差异 (4)酶的提取或分离的方法对它的最适pH也有影响 (5)测定酶活力时所采用的底物和缓冲液对酶的最适pH 也有影响 (6)大多数多酚氧化酶只有一个最适pH,在一些情况下, 有第二个最适pH
二、多酚氧化酶催化反应 及其作用底物


1.催化反应
多酚氧化酶是一种加氧酶，它催化酚的选择性羟 基化，羟基化产物继续氧化生成邻-苯醌。 多酚氧化酶的作用下氧化形成不稳定的邻-苯醌类 化合物,然后再进一步通过非酶氧化反应,聚合成 黑色素(melanin)。

羟基化
氧化反应
OH 多酚氧化酶 O2 R H 2O
Fra Baidu bibliotek

2、植物中多酚氧化酶分布



多酚氧化酶是植物中最受注意的一种酶,在葡萄, 洋李,无花果,枣,茶叶和咖啡豆中含量很高,它在 这些果实中起着人们期望的作用. 多酚氧化酶在桃,苹果,香蕉,荔枝,马铃薯,莲藕 和莴苣中的含量也是相当高,然而它对这些果实 起着不需宜的作用,易引起褐变,造成变质和腐烂, 对于新鲜果实的保藏带来极大困难 胡椒中不存在多酚氧化酶. 存在: 植物、果蔬的叶绿体、线粒体, 马铃薯 块茎 分布广泛
OH OH 多酚氧化酶 O2 R 维生素 C H 2O
O O H2O 聚合物
有机溶剂 R
R= H-, Me -, Me O -, HO H 2C -(C H 2)2-, HO C H 2-, HO (C H 2)2-, PhC O NHC 2



多酚氧化酶的作用导致香蕉,苹果,桃,马铃薯,蘑 菇,虾发生非需宜的褐变和人的黑斑形成 然而对茶叶,咖啡,葡萄干和梅干,以及人的皮肤色 素形成产生需宜的褐变 当邻苯醌与蛋白质中赖氨酸残基的ε-氨基反应, 可引起蛋白质的营养价值和溶解度下降,同样由于 褐变反应也将会造成食品的质地和风味的变化。
多酚氧化酶的活性形式是含铜的酶单体 的寡聚体，激活剂的作用是使酶蛋白以 一定的聚合度存在，才有生物活性。
SDS、 Cu2+ 、酸、尿素等

2.抑制剂和果蔬酶促褐变的防止

酶促褐变:较浅色的水果、蔬菜在受到机 械性损伤（削皮、切片、压伤、虫咬、 磨浆、捣碎）及处于异常环境变化（受 冻、受热等），在酶促（催化）下氧化 而呈褐色，称为酶促褐变
(2)螯合酶促作用的金属离子


金属（铁、铜、锡、铝等）离子是多酚氧化酶 的激活剂。Fe3+、Fe2+、Cu2+能促进褐变主 要是因为铁和铜不仅能和酚类化合物反应形成 褐色物质，而且能催化还原酮类的氧化。 柠檬酸对Cu2+有螯合作用。 EDTA是一种金属离子螯合剂，可阻止金属离 子对褐变反应的促进作用，但其与作用对象有 关，有的效果则不明显。