0 柑橘果胶酯酶的研究

分子量约为 36200，最适 pH 为 7.6，HMW-PE 分子
乳糖醛酸酶降解[4，5]。
年
量约为 54000，最适 pH 为 8.0。在 30℃时，PEⅠ和
3 柑橘汁果胶酯酶活性的钝化方法
第
PEⅡ的活性均达 90%以上，而在 5℃时，其活性只有
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30℃的 1%，然而 HMW-PE 在 5℃时仍有活性。Sinr
Polydera 等（2003）[5]研究了高静水压（100~800 MPa）-低温（30~60℃）处理下柑橘汁 PE 的钝化动力 学变化，研究表明，在任何的测试温度下，酶活 钝化随着压力的升高而增加，值得注意的是，在 较高的温度下，例如 60℃，在没有加压的情况下， 酶活的钝化速率比 100MPa 或 250MPa 下要快，说 明较低的高压处理时存在酶钝化拮抗作用。压力温度处理下，在较低的温度范围内（低于 60℃），存 在酶钝化协同作用，然而，在较高的温度范围内 存在酶钝化拮抗作用。在高静水压（100~800MPa） 低温（30~60℃），既高静水压（HHP）的压力-温度处 理 下 ， 酶 钝 化 存 在 协 同 作 用 。 600MPa、 40℃ 下 处 理 4min 可使压力敏感性 PE 同工酶钝化。 3.3 脉冲电场对 PE 的钝化
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综述与述评
柑橘果胶酯酶的研究
钟琳 （西南大学食品科学学院，重庆 400716）
摘要： 柑橘中含有大量的果胶酯酶（PE），可分为热稳定性果胶酯酶（TS-PE）与热不稳定性果胶酯酶（TL-PE），是由几种 同工酶组成的。PE 会引起果胶的水解，使新鲜果汁特有的浑浊状态丧失，影响柑橘果汁的色泽、美味。可以通过加热处 理、高压技术、脉冲电场、PE 抑制剂等来钝化柑橘汁中的 PE 活性。 关键词： PE；特性；机理；钝化 中图分类号： S666 文献标识码： A
出在脐橙中存在 3 种同工酶，分别为 PEⅠ、PEⅡ和
这个过程导致果汁的澄清，即果汁浑浊状态的丧
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HMW-PE，它们约占 PE 总量的 95%，其中 HMW -
失，果胶酯酶的活性还会引起浓缩果汁的凝胶化。
PE 具有有较高的分子量和热稳定性。PEⅠ和 PEⅡ， 此外，低酯化度果胶很容易被内作用酶如多聚半
Giner 等（2005）[9]研究了脉冲电场（PEF）对柑橘 PE 活性的钝化，实验取用 Signa 公司购买的柑橘 PE，溶于 水溶液，将此 溶 液 置 于 电 场 强 度 为 5 ~
20kV·cm -1 的 电 场 中 ， 其 最 大 指 数 波 形 脉 冲 为 16ms， 脉 冲 在 单 极 模 式 下 释 放 。 通 过 几 种 动 力 学 常数、利用 Bayesian 非线性衰退分析的输入电流 强度来描绘 PE 酶的钝化。结果表明，PEF 处理处 理的时间越长、电场强度越大及电流强度越大， 对 PEF 钝化效果越好。并且，电场强度的变化会引 起 PEF 钝化酶活性效果强列变化。Inoue 等（2007）[10] 的研究表明，PEF 处理中，PE 酶活性的钝化并非在 电场本身，而在 PEF 处理能在 0.05s 内迅速加热， 这一迅速加热可使处理时间减少 0.58s。而这一加 热对果汁的影响很小。钟葵等 对 [11] 脉冲电场对 PE 活性钝化的研究表明，在 PEF 处理后立即测定发 现 25kV·cm-1、1449 个脉冲时，PE 活性最高降低 了 65.3%。其研究表明 PEF 可以有效地钝化 PE 的 活性，并且改变 PE 的构像。 3.4 加入 PE 抑制剂来钝化 PE 活性
4 小结
随着人们生活水平的提高，对食品的要求也 越来越高，在保持食品外观的情况下，人们更多 地要求食品中原来的营养成分能更好的保留。对 于柑橘汁，由于它的高营养价值和诱人的感官特 征被人们大量消费。柑橘汁中 PE 的钝化，能使柑 橘汁保持其特有的浑浊状态，目前已经有一些钝 化方法不仅很好地钝化柑橘汁中的 PE，还能很好 的保留柑橘中的营养成分。对不同柑橘汁中同工 酶的研究，确定其分子量、最适 pH、热稳定性等， 有利于确立和改进其最佳钝化方法。
柑橘中含有大量的果胶酯酶（PE），或称果胶甲
下，热稳定性强的同工酶是造成柑橘汁浑浊状态
基酯酶（PME），主要存在于柑橘的外皮与汁胞组织
丧失的主要因素，虽然只占总酶的 7.9%。他们还
中，不同的柑橘品种中存在着不同的 PE，Rombouts
指出，热稳定性最强的同工酶位于白皮层与汁胞
等（1982）在报告中指出在柑桔中已发现 12 种不同
统的果胶酯酶钝化条件。Atkins and Rouse（1955）[6]
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4 种同工酶，并研究了每一种同工酶对果胶浑浊态
在不同的温度下研究 PE 活性钝化的情况，发现在
期
稳定性的作用，结果表明，在 5~10℃的保存条件
近 70℃有一个突变点，残留酶活性要在 90℃左右
[收稿日期] 2008-09-25 [作者简介] 钟 琳（1984-），女，西南大学食品科学学院，研究方向：现代食品加工理论与技术。
3.1 加热处理来钝化 PE 的活性
卷Байду номын сангаас
等[2（ ] 1996）报道，PEⅠ和 PEⅡ位于脐橙的白皮层，
PE 活性的钝化传统上采用加热方法来处理，
HMW-PE 位于脐橙的黄皮层。
也就是传统的巴氏杀菌。巴氏杀菌（90℃、1min）是传
第
Cameron 等[3（ ] 1998）在 valentia orange 中分离出
一性，也能水解聚半乳糖醛酸乙酯、丙酯和烯丙
色，还提供了美味与香气。
酯，但水解速率低与甲酯，对聚甘露糖醛酸甲酯
1 柑橘中 PE 的特性
不起作用。PE 是细胞壁胞内酶，会引起果胶脱甲 氧基形成游离羧基，然后 PE 水解果胶中残留半聚
果胶酯酶在柑橘中普遍存在，经过大量的研
半乳糖醛酸的 C6 甲酯，逐渐地降低它的酯化度，
参考文献
[1] VERSTEEG C. ROMBOUTS F M，SPAANSEN C H and PILNIK W. Thermostability and orange juice cloud destabilizing properties of multiple pectinesterases form orange[J]. Food Science 1980（45）: 9690~ 9697. [2] SNIR R，KOEHLER P E，SIMS K A and WICKER L. Total and thermostable pectinesterases in citrus juices[J]. Food Science，1996，61 （2）: 379~382. [3] CAMERON R G，BAKER R A and GROHMANN K. Multiple forms of pectinesterase from citrus peel and their effects on juice cloud stabil－ ity[J]. Food Science，1998，63（2）: 253~255. [4] JOSE V CARBONEL，PATRICIA CONTRERAS，et al. Pectin －
加热处理虽然能达到钝化酶活的目的，但是 由于在加热过程中，果汁风味和香气都会受到影 响，若是加热时间过长，果汁中的蛋白质等会受 到破坏，可能会影响口感等。 3.2 采用高压技术钝化 PE 活性
高压处理果汁，不会引起果汁不愉悦的感官 变化，高压处理常常与热处理相结合。高压处理 由于酶本身的化学性质、培养基的种类、温度、 压力的大小与持续时间及环境因素会使酶发生可 逆或不可逆、部分或完全的钝化。
D.Castaldo 等[13]发现猕猴桃的一种可以抑制 PE 的糖蛋白，钝化后制成蛋白质制剂可以用于稳定 蛋白质的浑浊，保持贮藏期柑橘汁不分层和沉淀。
单宁物质能降低 PE 活性，PE 的活性降低与 单宁的浓度有关。杨光等[14]经实验得出结论：单宁 物质在浓度为 0.294%时能抑制 95%PE 的活性，单 宁物质浓度为 0.43%时能完全抑制 PE 的活性。
组织中，因此，新鲜果汁中肯定存在热稳定性同
的 PE。PE 会引起柑橘类果汁中果胶的水解，使果
工酶。
汁中胶体和悬浮的片状果肉发生沉淀，造成新鲜 柑橘汁浑浊状态丧失以及浓缩汁中果胶的凝胶化。
2 果胶酯酶的作用机理
柑橘果汁的不透明或浑浊状态是柑橘果汁的特有
果胶酯酶对聚半乳糖醛酸甲酯具有高度的专
性质，柑橘果汁的浑浊物质不仅提供了浊度与颜
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才能被破坏。原因是 PE 不是一种唯一的酶而是几 种同工酶的混合物。柑橘中现已发现 12 种 PE，每 一种都有不同的热稳定性。70℃处理 5min 后，一 些 PE 仍有活性。Barbara 等[7]通过建立最佳的杀菌 时间、温度及动力常数来提高巴氏杀菌果汁的货 架期。最终表明，微生物与酶热处理（85℃、3min）都 不会损害花青素的稳定性，这种热处理可以在柑 橘果汁加工工业中应用。。
究，人们普遍认为柑橘中的果胶酯酶可分为热稳定
一旦达到临界的酯化度，二价离子（主要是 Ca2+）可
性 果 胶 酯 酶（TS -PE）与 热 不 稳 定 性 果 胶 酯 酶（TL -
使邻近果胶链上的游离羧基互相交联，形成不可
PE）。并由几种同工酶组成的。Versteeg 等[1（ ] 1980）指
溶的大聚合物，然后吸附浑浊物质中的其它物质，
Basak& Ramaswamy（1996）[8]对柑橘汁进行超高 压处理（100~400MPa），实验表明，柑橘汁中的酶活 性钝化受压力值、加压时间、pH 和总可溶性固形物 的影响。瞬时高压杀死率（The instantaneous pressure kill -IPK）随压力的升高而增大，而随 pH 的增大而 减 小 ：pH3.7 高 压 处 理 下 IPK 最 高 达 到 25% ，而 pH3.2 高压处理下 IPK 的变化是显著的，由 100MPa 下的 25%升高到 400MPa 50%。D 值（90%递减时间） 随 pH 的降低显著减少，pH3.7 时的 D 值由 100MPa 下 的 260min 变 为 400MPa 下 的 8250min；pH3.2 的 D 值 由 270MPa 下 的 140min 变 为 400MPa 下 的 260min。总可溶性固形物浓度（10~40°Bx）对酶活性 钝化也有影响，浓度越高，酶钝化速率降低，说 明高浓度果汁中有一些对酶活有保护作用的物质。
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methylesterase activity in juices from mandarins，oranges and hybrids[J]. Eur Food Res Technol，2006（222）: 83~87. [5] POLYDERA A C，GALANOU E，STOFOROS N G，TAOUKIS P S. Inactivation kinetics of pectin methylesterase of greek Navel orange juice as a function of high hydrostatic pressure and temperature process conditions[J]. Food Engineering，2004（62）: 291~298. [6] ROUSE A H & ATKINS C D. Pectinesterase and pectin in commer－ cial citrus juice as determined by methods used at the citrus experiment station[J]. Fra Agr Exp Sta Bull，1955（570）: 1~9. [7] BARBARA INGALLINERA，RICCARDO N BARBAGALLO，et al. Effects of thermal treatments on pectinesterase activity determined in blood oranges juices[J]. Enzyme and Microbial Technology，2005（36）: 258~263. [8] BASAK S & RAMASWAMY H S. Ultra high pressure treatment of orange juice: a kinetic study on inactivation of pectin methyl esterase[J]. Food Research International，1996，7（29）: 601~607.