浅谈食品中多酚氧化酶与酶促褐变的控制
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。
香蕉中多酚氧化酶性质及褐变控制
香蕉中多酚氧化酶性质及褐变控制柳素洁;杜金华;单玲克;刘伟【摘要】对香蕉果肉中多酚氧化酶(PPO)的最适温度、最适pH值以及热稳定性等性质进行了研究。
结果表明:香蕉PPO的最适温度为30℃,最适pH值为6.5。
80℃水浴处理10min后酶活力下降了50%,90℃水浴处理10min酶的失活率达到90%。
实验中还考察了柠檬酸、抗坏血酸(Vc)、二氧化硫(SO2)对PPO的酶活抑制效果,结果显示:当V。
添加范围在0.1—0.5g/kg时,对PPO酶活力的抑制率达到97.5%-98.35%,其次是SO2,在添加范围内抑制率可达11.85%-16.77%,而柠檬酸在可添加范围内对PPO的抑制效果基本可以忽略。
最后选取SO2、Vc酶处理pH值及处理时间4个因素进行中心组合设计,利用二次响应面分析对组合的抑制效果进行优化研究,结果表明:SO2浓度为0.12g/kg,Vc浓度为0.2g/kg,pH值为3.83,处理时间为12.6h,此时组合对酶的活性抑制效果最好,酶活力抑制率达到96.98%。
【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2012(038)002【总页数】5页(P126-130)【关键词】香蕉;多酚氧化酶;响应面分析;失活【作者】柳素洁;杜金华;单玲克;刘伟【作者单位】山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安271018;山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安271018;山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安271018;山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安271018【正文语种】中文【中图分类】TS255.3香蕉富含碳水化合物、β-胡萝卜素、钾钙等矿物质和多巴胺,是全世界最重要的食物资源之一[1]。
近年来,香蕉产业链不断发展扩大,但香蕉加工相对落后,究其原因,主要是因为去皮后的香蕉果肉会迅速褐变。
国内外学者一致认为果蔬的酶促褐变,主要是由多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)在有氧条件下将酚类物质氧化为醌,醌再进一步脱水、聚合,最后形成褐色物质的过程。
果蔬多酚氧化酶酶促褐变防止措施研究发展
果蔬多酚氧化酶酶促褐变防止措施研究发展摘要:果蔬在贮藏和加工过程中,会发生酶促褐变现象,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。
果蔬的酶促褐变机理的研究对于褐变抑制具有重要的意义。
酶促褐变原因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。
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比较权威的说法还是在果蔬加工过程中,完整细胞中酚类化合物和醌类化合物之间的动态平衡被破坏,由于空气中氧的侵入和原果蔬中多酚氧化酶的催化作用,多酚类物质被氧化成邻醌,然后,在酚羟基酶作用下进行二次羟基化作用,生成三羟基化合物,邻醌具有较强的氧化能力,可将三羟基化合物氧化成羟基醌,羟基醌进一步聚合而由红色变为褐色,最后变成黑褐色的黑色素物质。
多酚氧化酶PPO的结构特性PPO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。
果蔬的褐变的机理及抑制方法
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。
酶促褐变机理及其控制方法
酶促褐变机理及其控制方法我折腾了好久酶促褐变机理及其控制方法这回事,总算找到点门道。
咱先说说这酶促褐变的机理吧。
我一开始真的是一头雾水,只知道苹果啊、土豆啊这些东西一切开或者一破皮,过一会儿就变褐了。
后来看书查资料才知道,原来这里头是有酶在捣乱。
那些果蔬里本来就有酚类物质,还有多酚氧化酶,这多酚氧化酶就像个调皮的小鬼,一看到酚类物质就兴奋得很。
当果蔬的组织被破坏了,酶和酚类物质就有机会碰面了,再加上有氧气这个“帮凶”,多酚氧化酶就把酚类物质变成了醌类物质,醌类物质再进一步反应就形成了那些褐色的东西。
接下来说说控制方法。
我试过好多办法啊。
比如说,温度这个因素就特重要。
我记得有次我想让苹果不变褐,我就把苹果放到冰箱里,嘿,还真有点效果呢。
冷的环境就像让那些调皮的多酚氧化酶给冬眠了一样,它们没那么活跃了,反应就没那么快。
再就是控制氧气。
我做过试验,把苹果切成块后,装在密封袋里,挤掉空气,发现苹果变褐的速度确实慢了很多。
这就相当于把多酚氧化酶和它的“帮凶”氧气给隔开了。
不过我也有失败的时候。
我曾经试过用柠檬汁涂在苹果表面,想让苹果不变褐。
但是我那会不知道柠檬汁的量的控制很重要,我就倒了好多,结果苹果虽然没怎么褐变,但是那味道变得很奇怪。
后来我才明白,柠檬汁里的酸可以降低pH值,抑制多酚氧化酶的活性,就像给它戴了个紧箍咒一样,但是酸太多了也不行,会影响口感。
其实还有一种控制办法就是利用化学物质,像亚硫酸盐这种。
不过这个我不太敢用太多,毕竟它可能会有残留,对健康不太好。
就像你不能为了防虫用太多农药一个道理。
总之,想控制酶促褐变,温度、氧气和pH 值这几个因素把住了,就能大大减缓这个变褐的过程。
虽然我可能没完全搞透,但是这些实实在在的方法确实挺有用的呢。
我现在就觉得处理果蔬的时候心里有底多了,不会让切开的果蔬一会儿就变得褐呼呼的很难看了。
果蔬多酚氧化酶酶促褐变的控制
产物、 驱氧处理、 复合抑制等途径控制 果蔬酶促褐 变的方法。
关键 词 : 蔬 ; 果 多酚 氧 化 酶 ; 促 褐 变 ; 制 酶 控
CO TR0L 0FENZ YM A 1 BR0W l IC . G l CA’ALY l ZED BY PULY PHE UL UXl DAS E U 。 F RUI AND T VEGETABLE YANG Cha g e g H UANG a n —p n , Hu —me i
缺一不可。
旨在为搞好果蔬贮运加工过程 中酶促褐变 的抑制提供
参考 。
1 酶促褐变原理
2 酶促褐变 的控 制 由酶促褐变 的形成 条件不 难发现对其抑制可从减 少 酚类物质含量 、 控制 酚酶活性 、 降低 氧浓度三方 面考
酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其 聚合 物
的反应过程 。 一般认 为 , 果蔬 的酶促褐 变主要是 由于富 含在组 织 中的多酚氧化 酶 (o p e oO iae Pl h nl x s ,简称 y d P O) P 催化酚类物质 的氧化反应所 引起 的。 P P O能催 化
果蔬 中游离酚酸的羟基 化反应 以及羟基酚到醌 的脱 氢
虑 ,生产上 只要控制其 中一个条 件或抑制酶促反应 的
进行 , 可以抑制 酶促 褐变。 就 但在控制 酶促褐 变的实践 中, 除去底物 的途径可 能性极小 , 现实的方法 主要从原 料( 品种 、 成熟度) 的选择 、 活性 和酶促 反应 的控制 和 酶
焦糖化作用 等产 生的褐变没有酶 的参 与 ,称 为非酶褐 变。 而果蔬 中的褐变 , 以多酚氧化酶引起的酶促褐变 常 反应最为明显 。 为此 , 本文就多酚氧化酶酶促褐变产生 的原 因及其 目前所 研究 的控制途径 与方法 进行归纳 ,
果蔬褐变的机制及防止初探实验报告
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。
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食品酶促褐变的控制实验报告一、实验目的本实验旨在通过研究食品中酶促褐变的现象,探讨控制食品酶促褐变的方法,以提高食品的品质和保存性。
二、实验原理食品酶促褐变是指食品中的酚类物质在多酚氧化酶的作用下,氧化生成黑色素类物质,导致食品颜色发生变化的现象。
这种现象在水果、蔬菜等富含酚类物质的食品中较为常见。
控制食品酶促褐变的方法包括抑制多酚氧化酶的活性、降低氧气含量、去除酚类物质等。
三、实验步骤1.准备实验材料:苹果、土豆、茄子、柑橘类水果等富含酚类物质的食品,以及柠檬酸、抗坏血酸等添加剂。
2.设计实验组和对照组:分别选取同种食品的不同处理方法作为实验组和对照组,如苹果切块后分别浸泡在柠檬酸溶液和水中,土豆分别在抗坏血酸溶液和水中处理等。
3.测定多酚氧化酶的活性:分别取各组食品样本,采用分光光度法测定多酚氧化酶的活性。
4.观察酶促褐变现象:对各组食品样本进行观察,记录褐变现象的发生时间、程度等。
5.测定黑色素含量:采用分光光度法测定各组食品样本中黑色素的含量。
6.分析实验数据:对比各组实验数据,分析添加剂对多酚氧化酶活性和酶促褐变现象的影响。
四、实验结果与分析1.实验结果:通过对比各组实验数据,发现添加柠檬酸、抗坏血酸等添加剂可以有效抑制多酚氧化酶的活性,延缓酶促褐变现象的发生时间,降低黑色素的含量。
此外,实验还发现,去除酚类物质或降低氧气含量等处理方法也可有效控制食品酶促褐变。
2.结果分析:柠檬酸、抗坏血酸等添加剂具有还原性,可以提供氢离子与多酚氧化酶的铜离子结合,抑制其活性,从而控制酶促褐变现象的发生。
此外,这些添加剂还可以通过调节食品的pH值来影响多酚氧化酶的活性。
去除酚类物质或降低氧气含量等处理方法也可有效控制食品酶促褐变,这些方法直接避免了多酚氧化酶与酚类物质的接触,减少了黑色素类物质的形成。
五、结论本实验研究了食品中酶促褐变的现象,并探讨了控制食品酶促褐变的方法。
实验结果表明,添加柠檬酸、抗坏血酸等还原性添加剂可以有效抑制多酚氧化酶的活性,延缓酶促褐变现象的发生时间,降低黑色素的含量。
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。
浅谈食品中多酚氧化酶与酶促褐变的控制
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。
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法
酶促褐变的反应机理及其常用的控制酶促褐变的方法一、酶促褐变的反应机理酶促褐变是指在食品加工过程中,由于酶的作用而引起的食品色泽变黑的现象。
其机理主要涉及到以下几个方面:1. 酶催化反应:在食品加工过程中,存在一些酶类物质,如多酚氧化酶、过氧化物酶等,这些酶能够催化有机物质的氧化反应。
2. 自由基反应:当有机物质发生氧化反应时,会产生自由基。
自由基具有极强的活性,能够与其他分子发生反应,从而引起链式反应。
3. 醛类物质生成:在食品加工过程中,糖类和蛋白质会发生糖基化和蛋白质糖基化反应,生成大量的醛类物质。
这些物质具有较强的还原性和臭味,并且容易引起色泽变黑。
二、常用的控制酶促褐变的方法1. 温度控制法:在食品加工过程中,适当调节温度可以有效地控制酶促褐变的发生。
一般来说,低温下酶的活性较低,因此可以选择在低温下进行加工和储存。
2. 酸碱调节法:酸碱度对于酶的活性有很大影响。
在食品加工过程中,可以通过调节酸碱度来控制酶促褐变的发生。
一般来说,将食品调至中性或者稍微偏碱性可以有效地抑制酶促褐变。
3. 添加抗氧化剂:抗氧化剂能够有效地延缓食品的氧化反应,从而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、硫代乙醇等。
4. 添加还原剂:还原剂能够有效地降低食品中自由基和醛类物质的含量,从而减少酶促褐变的发生。
常用的还原剂包括谷胱甘肽、硫代乙二胺等。
5. 光照控制法:光照条件对于食品色泽有很大影响。
在食品加工过程中,可以通过控制光照条件来减少酶促褐变的发生。
一般来说,避免食品长时间暴露在阳光下可以有效地减少酶促褐变。
6. 水分控制法:水分对于食品的色泽有很大影响。
在食品加工过程中,可以通过控制水分含量来减少酶促褐变的发生。
一般来说,降低食品中水分含量可以有效地减少酶促褐变。
三、总结酶促褐变是一种常见的食品加工问题,在实际生产中需要采取多种措施来控制其发生。
针对不同的食品和加工过程,应该选择合适的方法进行控制,从而保证产品质量和安全性。
鲜切果蔬酶促褐变之控制
鲜切果蔬酶促褐变之控制鲜切果蔬又名轻度加工果蔬或最少加工处理果蔬,半加工果蔬,切割果蔬等,是指新鲜果蔬原料经清洗、去皮、修整、切分等工序,最后用塑料薄膜袋或将塑料托盘装外覆塑料膜包装,供消费者立即食用或餐饮业使用的一种新型果蔬加工产品。
随着现代生活节奏加快和生活水平提高,以及对自身健康的关注,人们消费模式正发生变化,传统果蔬加工品,因缺乏果蔬加工前原有的新鲜感,开始被消费者冷落,而新鲜、营养、方便、卫生、快捷的鲜切果蔬日益受到消费者的青睐,因而具有广阔的市场潜力。
但鲜切果蔬在加工过程中,由于细胞组织受到损伤,容易发生褐变,同时产生不良风味和营养成分损失,因此,在鲜切果蔬加工中,控制褐变一直是研究的热点。
1、鲜切果蔬褐变原因鲜切果蔬发生的褐变,有酶促褐变和非酶促褐变。
其中主要是酶促褐变,它是多酚类物质在酶的催化下,发生氧化造成的。
酶促褐变反应的发生需要三个条件,即酚类物质(底物)、酶和氧气。
酶促褐变过程中,参与酚类物质氧化的酶主要有多酚氧化酶(PPO)。
目前对多酚氧化酶研究一致认为:多酚氧化酶几乎存在于所有植物中,它是果蔬发生酶促褐变的主要酶;其次,是过氧化酶(POD)在有过氧化氢存在时,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;此外,苯丙氨酸解氨酶(PAL)与酶类物质生成有关,鲜切果蔬加工时,切割可诱导苯丙氨酸解氨酶的mRNA增加,使PLA活性增加,催化酶类物质合成和累和,为PPO提供催化底物,从而促进酶促褐变。
2、酶促褐变的控制酶促褐变是影响鲜切果蔬品质重要原因之一。
随着果蔬酶促褐变发生,造成产品变色外,往往还会产生不良的风味以及造成其营养成分的损失。
因此,为了保持鲜切果蔬品质和延长其货架期,探讨控制酶促褐变的方法,国内外科研工作者进行大量广泛研究,并提出了许多方法,大体上可分为物理方法、化学方法、生物方法等。
1)物理方法①低温处理低温能有效抑制果蔬的呼吸强度和酶的活性,降低体内的各种生理生化反应速度,延缓衰老和抑制褐变,延长果蔬保鲜期。
果蔬中多酚氧化酶对褐变的影响及抑制方法
❖改变PPO基因的表达
利用反义RNA技术反向表达PPO基因,修 饰转基因植株中多酚氧化酶基因的表达, 从而控制酶促褐变。
❖目前已成功利用该技术得到了无褐变的马 铃薯品系。除了对苹果、梨、茶叶、小麦 等作物的报道外,而且对于其它食品中的 多酚氧化酶的研究也日渐丰富起来。
❖1,2,4苯三酚与邻苯醌反应形成羟苯醌
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❖羟苯醌起聚合作用产生黑色物质而完成褐 变
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三、果蔬加工中酶褐变的控制的方法
❖3.1、物理控制 ❖3.2、化学控制 ❖3.3、生物技术
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❖3.1 物理控制 ❖3.1.1 热处理 ❖1)加热是最有效的杀酶方法。瞬时高温可
品在储藏过程中,产生果蔬组织颜色 变得灰暗或变成褐色的现象。褐变不 仅影响果蔬食品原有的色泽,而且影 响其风味和营养价值。
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❖对于酶促褐变机理的研究,目前国内比较 接受的是酚、酚酶的区域性假说。酚类物 质和酶在细胞内通过一系列膜系统实现区 域化分布而不能直接接触。切分、高温等 胁迫条件引起膜系统的破坏,从而打破了 区域化分布,使酶和底物相互接触而引起 果蔬褐变。
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❖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;
❖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。
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二、果蔬中多酚氧化酶的褐变机理
❖褐变机理 ❖果蔬褐变是指水果和蔬菜加工及其制
❖新鲜的苹果中,多酚氧化酶几乎全部存在 于叶绿体和线粒体中。从这两部分分别制 备的PPO,其底物专一性稍有差异。
甘薯中多酚氧化酶活性的测定及褐变控制
甘薯中多酚氧化酶活性的测定及褐变控制一、本文概述本文旨在探讨甘薯中多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)活性的测定方法,并深入研究如何控制甘薯在加工和储存过程中因PPO活性过高引发的褐变现象。
甘薯作为一种重要的农作物,其营养价值和经济价值均较高,但在加工和储存过程中,甘薯常因PPO的作用而发生褐变,这不仅影响了甘薯的外观品质,还可能降低其营养价值,甚至影响消费者的接受度。
因此,研究甘薯中PPO活性的测定方法和褐变控制技术,对于提高甘薯的加工品质和储存稳定性具有重要的理论和实践意义。
在本文中,我们将首先介绍PPO的基本性质及其在甘薯中的功能,然后详细阐述PPO活性的测定方法,包括常用的比色法、光谱法等。
接着,我们将分析甘薯褐变的原因和机理,探讨影响PPO活性的各种因素,如温度、pH值、抑制剂等。
在此基础上,我们将提出一系列控制甘薯褐变的策略和方法,如物理法、化学法和生物法等,并对各种方法的优缺点进行比较和评价。
我们将对甘薯中PPO活性的测定及褐变控制的研究前景进行展望,以期为甘薯的加工和储存提供更为有效的技术支持。
二、甘薯中多酚氧化酶的活性测定在甘薯中,多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)是一种关键的酶,参与了甘薯褐变的过程。
为了更深入地了解甘薯褐变的机制并寻找有效的褐变控制方法,对甘薯中多酚氧化酶的活性进行精确测定显得尤为重要。
测定多酚氧化酶活性的方法主要基于酶催化底物氧化产生有色产物的原理。
在本研究中,我们采用了经典的邻苯二酚法来测定甘薯中多酚氧化酶的活性。
将甘薯样品进行匀浆处理,以获得含有多酚氧化酶的酶液。
然后,将适量的酶液与底物邻苯二酚混合,并在适宜的温度和pH条件下进行反应。
随着反应的进行,邻苯二酚被多酚氧化酶催化氧化,生成有色产物。
通过测定有色产物的吸光度,可以间接反映多酚氧化酶的活性。
为了获得准确的结果,我们在测定过程中严格控制了实验条件,包括温度、pH值、底物浓度和反应时间等。
多酚氧化酶在食品中的应用
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]。
食品褐变机理与控制
酶褐变是指多酚类物质在多酚氧化酶(E.C1.14.18.1)的作用下氧化,而呈现褐色。
1 反应条件多酚类物质:邻苯二酚(儿茶酚)、绿原酸、咖啡酸、没食子酸等;多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO);氧气。
2 反应原理反应过程为:邻苯二酚类物质(PPO+O2)→邻苯醌类化合物多巴(dopa:L-B-(3、4-dihydroxy-phenine)-alanine) (PPO+O2)→多巴醌(dopaquininone) (PPO+O2)→复杂聚合物—黑素(melanin)。
3 控制方法3.1 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。
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。
3.2 驱氧通过费水烫漂、抽真空(93kPa,5~15min)、高浓度抗坏血酸溶液浸泡、气调包装设计等均可达到驱除食品内氧气的目的,从而抑制酶褐变的发生。
控制氧气含量用抽空处理技术或添加去氧剂等方法:用2%食盐+0.2%柠檬酸+0.06%偏重亚硫酸钠溶液作抽空液,在500mmHg的真空度抽空5~10min,可取得良好的护色效果。
3.3 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。
Fe+3、Fe+2、Cu+2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。
EDTANa2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,但其作用作用对象有关,有的效果则不明显。
3.4 调pHPPO酶最适pH=6~7,随着pH的下降,多酚氧化酶的活性直线下降,特别是pH在3.0以下时,高酸性环境会使酶蛋白上的铜离子解离下来,导致PPO逐渐失活,酶活性趋于最低。
加有机酸(柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸)调pH≤4~5可降低酶活性,减少偶联褐变。
3.5 酶活抑制剂3.5.1 二氧化硫、亚硫酸盐二氧化硫、亚硫酸盐等在酸性(pH=6)的条件下对PPO酶活性有抑制作用,兼有漂白、杀菌性能,可阻止黑色素的形成。
防止酶促褐变的方法
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。
果酱加工中褐变的原因及防范措施。
果酱加工中褐变的原因及防范措施。
话说有一天,老李家的果酱工坊里发生了一件趣事。
老李正忙着搅拌锅中的草莓酱,突然,他发现自己的果酱颜色怎么变得这么深了?就像夕阳下的湖面,红得发褐,还带着一丝诡异的魅力。
老李挠挠头,心想:“这果酱是打算去参加选美大赛吗?怎么自己偷偷换了件‘褐色礼服’?”这一幕,不仅让老李哭笑不得,也悄然引出了我们今天要探讨的主题——果酱加工中褐变的原因及防范措施。
一、褐变初印象:一场色彩的“叛逆”1.1 褐变的本质褐变,简单来说,就是果酱在加工或储存过程中,由于酶促或非酶促反应,导致色泽变暗、发褐的现象。
它就像是果酱界的一场“青春叛逆”,让原本鲜艳的果酱变得沉稳而深邃。
1.2 酶促褐变的“捣蛋鬼”酶促褐变,是果酱褐变的主要原因之一。
这里的“捣蛋鬼”就是多酚氧化酶和过氧化物酶。
它们一旦遇到氧气和底物(如酚类物质),就会开启“捣蛋模式”,让果酱迅速变褐。
1.3 非酶促褐变的“幕后黑手”除了酶促褐变,非酶促褐变也不容小觑。
它主要包括美拉德反应、焦糖化反应等,这些反应在高温、高糖、高酸的环境下,会让果酱的色泽发生微妙的变化,从而引发褐变。
二、防范褐变:给果酱穿上“防护服”2.1 加热灭酶:给“捣蛋鬼”来个下马威加热处理是防范酶促褐变的有效手段。
通过高温短时加热,可以破坏多酚氧化酶和过氧化物酶的活性,让它们无法再“捣蛋”。
当然,加热温度和时间要适中,否则会影响果酱的口感和风味。
2.2 抗氧化剂助力:给果酱加点“免疫力”抗氧化剂就像是果酱的“免疫力增强剂”,它们可以抑制多酚氧化酶的活性,减缓褐变速度。
常用的抗氧化剂有维生素C、抗坏血酸钠等,它们不仅安全有效,还能提升果酱的营养价值。
2.3 隔绝氧气:给果酱戴上“呼吸面罩”氧气是引发褐变的“罪魁祸首”之一。
因此,在果酱加工和储存过程中,要尽量隔绝氧气。
可以采用真空包装、充氮包装等方式,让果酱在“无氧环境”中保持鲜艳色泽。
2.4 调整pH值:给果酱调个“酸碱平衡”pH值对褐变也有重要影响。
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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。
而PPO属于酚酶,能催化酚类物质形成醌及其聚合物,被认为是酶促褐变的主要原因。
故对食品中PPO 进行相关研究,寻找能抑制或控制食品酶促褐变的方法,在食品工业中有着重要的意义。
2 PPO概述2.1 分布PPO 广泛存在于植物体的各种器官或组织中。
研究表明,有活性的PPO定位于正常细胞的质体中。
叶绿体的PPO存在于类囊体上,其它类型质体的PPO存在于各种囊泡上[3]。
同一植株内,不同成熟度、不同部位的PPO酶活性也有差异,一般幼嫩部分含量较多, 成熟部分含量较少[4]。
姜红波等[5]对茶树菇不同部位的粗酶液活性测定表明,菌柄下酶活性最小;菌盖与菌褶处酶活性较大。
此外,PPO 相当稳定,甚至在土壤中已腐烂的植物残渣上都可检测到PPO的活性。
2.2 分子结构PPO 通常先以无活性的前体形式存在。
前体一般由N-端导肽、中间高度保守的Cu结合区和C-端疏水区3部分组成。
PPO的Cu结合区是该酶的主要功能区,其他部分则对酶的构象、高级结构的形成和维持起作用。
N-端导肽是叶绿体蛋白的典型特征,它能指导PPO蛋白质前体进入类囊体膜,保守性很低。
中间高度保守的Cu结合区富含His残基,每个Cu与3个His 残基以配位键相连,形成了有特定三维结构的活性部位[6]。
而PPO的C-端是疏水性的。
有文献报道葡萄浆果PPO前体加工过程中常切掉一个16.2 kD无活性的C-端[7]。
2.3 活性的诱导通常PPO是以非活性的前体态存在于类囊体中,而它的酚底物在液泡中,这种空间隔离只有被打破引起亚细胞区域化改变时,PPO才表现出酶活性。
许多生物、非生物因素都可诱导PPO 活性,例如:机械损伤、细菌真菌感染、信号分子(如系统素、茉莉酸甲酯、水杨酸、乙烯、cAM P)处理等。
3 PPO与酶促褐变3.1 酶促褐变机理酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。
植物组织在含有酚类物质,在完整的细胞中作为呼吸传递物质,在酚-醌之间保持着动态平衡,当细胞组织破坏以后,氧就大量侵入,造成醌的形成和其还原反应之间的不平衡,于是发生了醌的积累,醌再进一步氧化聚合,就形成了褐色色素,称为黑色素或类黑精。
PPO能催化单元酚和二元酚等多元酚到联苯酚的羟基化,以及羟基酚到醌的脱氢反应。
醌在植物体内自身聚合,或与细胞内的蛋白质反应,产生黑色或褐色的沉积物,被认为是植物体酶促褐变的主要原因[8]。
3.2 酶促褐变对食品影响3.2.1 抵抗病原菌对植物而言,PPO在抵抗微生物和病毒性侵染方面发挥着作用。
植物对病原菌的防御系统大致可分为三道防线。
第一道防线是一些结构上的因素如细胞壁等;第二道防线是感染或受伤位点被局部激活来阻止病原菌的扩散。
一旦病原菌攻破这两道防线,宿主感染位点及其周围的细胞局部死亡(过敏反应),使病原菌被限制在原侵染部位不能扩散。
过敏反应通常伴随着系统获得性抗性(免疫性)的增加;免疫性就是植物防御的最后一道防线。
免疫性是通过诱导一些防御相关蛋白的形成或活性增加来获得的,PPO 就是其中很重要的一种。
即PPO在经历次级聚合反应中形成的醌产生黑色的不溶性聚合物,这些聚合物充满了植物组织,起着阻止感染蔓延的屏障作用,从而保证果蔬等农产品食品的固有品质。
3.2.2 良好感官品质的形成PPO 对食品和饮料生产也会产生重大影响,它不仅影响食品和饮料的色泽,也影响其品质,特别是在制作绿茶、红茶、烤烟和水果类饮料的过程中更为突出[9,10] 。
茶叶中所有化学成分中,儿茶素与多酚氧化酶尤为重要,除绿茶、黄茶外,各种茶叶的加工都是基于儿茶素在多酚氧化酶催化下的氧化作用,即所谓的“发酵”过程。
据文献,PPO引起的一系列次生反应是乌龙茶制造过程中特有的化学变化,是乌龙茶加工中重要的氧化还原酶类,PPO活性通过影响做青方法从而对成茶的滋味和香气形成起着重要作用[11]。
在啤酒生产过程中,由于多酚物质会影响啤酒的外观稳定性中的非生物稳定性和风味稳定性,故PPO与啤酒风味陈化也紧密相关[12]。
3.2.3 不良感官品质的形成多酚氧化酶是引起果蔬酶促褐变的主要酶类,PPO催化果蔬原料中的内源性多酚物质氧化生成黑色素,严重影响制品的营养,风味及外观品质。
如苹果由于富含酚类物质而VC 含量相对较低,所以在有高活力的多酚氧化酶(PPO)的催化作用下,苹果制品在加工中很易发生酶促褐变。
在混浊苹果汁的制备过程中,有70%以上的褐变发生在破碎过程中[13]。
酶促褐变降低了苹果的营养价值,改变了其风味[14]。
4 食品生产中酶促褐变的抑制PPO对于果蔬保鲜和采后加工具有重要意义,为避免褐变造成的食品品质下降,加工过程中PPO酶的钝化处理一直是研究的热点由于PPO抑制在防止水果和蔬菜褐变方面的重要作用,抑制PPO的活性或消除酶促反应的发生条件能较好地保持鲜果的色泽、风味及营养。
酶促褐变的发生需要三个条件:底物(多酚类物质)、氧介质、PPO[15]。
实际操作中从食品中除去PPO的底物(多酚类物质)不仅困难,而且不现实。
因此比较有效的是抑制PPO活性,其次是防止与氧接触。
4.1 温度调控瞬时高温可使包括PPO在内的酶钝化,热处理是生产中常用钝酶方法之一,通常以PPO作为热烫指示剂,常以蒸汽或热水为湿媒介,通过热烫或漂烫工艺用于压榨果汁的预处理[16],提高产品中功能成分含量,改善速冻食品的感官品质和风味,不过在工业中漂烫的最佳终点判断至关重要。
不同的果蔬品种,具体处理参数不同,适度的处理时间内亦可提高出汁率,时间过长则会导致营养成分流失[17]。
此外,冰温保藏也可以抑制PPO 酶活,减少总酚含量的下降趋势,对果蔬的保鲜有着明显的作用。
冰温保藏,是将食品贮藏在0℃以下至各自的冻结点的范围内的保鲜方式,继冷藏和气调之后,成为第三代保鲜技术。
冰温贮藏作为一种新型的物理保鲜方法,研究表明[18]其对莲藕保质期比冷藏要长,并且冰温贮藏后的果实以低温冷链方式出库后其PPO在货架期内始终处于较低水平[19],对于延长鲜食果蔬的货架寿命收效显著。
4.2 酸度调控大多PPO最适pH值在6.0—7.4范围,在pH值降至4.0以下,PPO几乎完全失去活性。
因此利用调酸降低pH值的方法抑制果蔬褐变,是果蔬加工中常用的方法。
可采用加入适量的pH调节剂如柠檬酸、苹果酸、醋酸等降低pH值,抑制褐变发生率,多为两种或两种以上复合使用,且符合食用级标准。
有报道称抗坏血酸、柠檬酸、柠檬汁和橘子汁对皇家嘎拉苹果PPO有很好的抑制作用,达极显著水平[20]。
尤其是柠檬汁和橘子汁在嘎拉苹果加工中的应用是天然的、安全无害,为利用酸度来调控天然果蔬制品的PPO活性以抑制酶促褐变提供了一定参考依据。
柠檬酸是使用最广泛的的食用酸,对酚酶有降低pH值和螯合酚酶的Cu辅基的作用,但作为褐变抑制剂来说,单独使用柠檬酸的效果不大,通常需要与抗坏血酸或亚硫酸联用。
苹果酸是苹果汁中主要有机酸,在苹果汁中对酚酶的抑制作用要比柠檬酸强得多。
乔勇进等[21]研究表明pH对贮藏梨汁褐变影响较大,随着pH降低,梨汁褐变度越大。
抗坏血酸是比柠檬酸和苹果酸更加有效的酚酶抑制剂,即使浓度极大也无异味,对金属无腐蚀作用,且作为一种维生素,其营养价值也是尽人皆知的。
Vc 不仅可降低环境pH值,它与异Vc钠既能抑制PPO本身的催化作用,同时又能还PPO形成的产物醌为酚,并且还能消耗反应体系中的氧。
在实际生产中较为理想的抑制剂是Vc,这是由于Vc 是水果中的成分,安全性高,因此在工业生产中可以广泛地应用。
4.3 二氧化硫及亚硫酸盐二氧化硫及亚硫酸盐对果蔬的酶促褐变的抑制效果很好,而且持续时间长。
它们既可以直接作用于酶本身,降低对单酚和二酚类的催化反应活性,又可与反应中生成的醌类物质结合形成无色物质。
同时,亚硫酸还有漂白和抑制微生物生长的作用[22]。
虽然二氧化硫和亚硫酸盐对果蔬中的褐变有高效的抑制作用,但是亚硫酸盐用于食品中会对人的健康产生影响,已经被限制使用,所以人们都致力于研究亚硫酸盐的替代品。
4.4 L-半胱氨酸L-半胱氨酸(L-Cys)是一种强效抑制剂,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,阻止了醌类物质聚合而不能形成的色素物质;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[23]。
但是L-Cys会产生令人不愉快的气味,破坏产品风味,所以近年来致力于研究L-Cys与其他抑制剂联合使用的效果。
周向军等人[24]以邻苯二酚为底物,在413nm处测定黑美人马铃薯多酚氧化酶(PPO)的活性,发现L-Cys对PPO酶促褐变的抑制作用强于抗坏血酸。