鲜切苹果片褐变抑制剂的筛选报告(

鲜切苹果片褐变抑制剂的筛选

立题报告

国内外研究进展

国内主要是化学抑制法，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 Cu2 +而降低酶的活力 ,改变酶作用的酸碱环境 ,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。

在酚类结构研究方面，国内仅有苹果中主要几种多酚及其在苹果中含量的报道。在褐变方面，国内目前仅对以儿茶酚为底物时影响苹果多酚氧化酶活性的因素进行了有限的研究，同时有报道关于绿原酸、儿茶素和表儿茶素与褐变度的关系，即高含量的上述物质更易产生褐变现象，而并未深入涉及多酚在酶作用下的反应机理及产物形式。我国食品行业的发展较晚，在这方面的研究技术还落后于国外很多国家。但由于这两年来国内食品行业事故频发，使得人们对于食品添加剂的材料及用量更加重视。越来越多的国内学者开始重视研究食品添加剂对控制鲜切苹果褐变的效应 ,同时也研究添加剂复合使用时对鲜切苹果的褐变抑制效果 ,以期为深入研究鲜切苹果的生理生化变化提供理论依据和技术参数。

而国外对此已有大量较为深入的研究。值得一提的是，国外运用

曲酸抑制褐变。曲酸是一种能进行工业化发酵生产，对人体安全无毒的曲霉和青霉的代谢产物，被用作食品增味剂乙基麦芽酚合成原料。近年来曲酸的应用领域在不断扩大，由于它在较低浓度下具有抑菌和对人体皮肤的各类斑痕有良好的消除和增白作用而被广泛用于日用增白化妆品中。同时人们研究还发现，曲酸对各类果蔬和虾类产品的多酚氧化酶和酪氨酸酶具有很强的抑制作用。Saruma 等 (t 9 7 9) 指出．当曲酸浓度在0—80 ug/ml范围内，对酪氨酸酶的抑制呈直线上升．Applewhite等 (1990)发现，曲酸对甲壳类黑色素的形成具有强烈地抑制作用。Masshall 等 (1991)从蘑菇、苹果、马铃薯、对虾、龙虾和藻虾中分别提取和纯化各类多酚氧化酶和酪氨酸酶，使用不同底物，对这些酶进行酶活分析和酶促动力学研究，并详尽地探讨了曲酸对多种植物及甲壳类动物多酚氧化酶抑制影晌。研究结果表明，曲酸能在极低浓度抑制酪氮酸酶和多酚氧化酶活力。曲酸浓度为20ug/ml 时，对蘑菇酪氨酸酶和龙虾多酚氧化酶的抑制率就可达到70—80℅；当曲酸浓度为80ug/ml 时，抑制率可达90%以上。对苹果多酚氧化酶来说，曲酸的有效性稍差，当曲酸浓度在600ug/ml 时，对酶的抑制率可达90％。

曲酸对多酶氧化酶酶促褐变的抑制是通过对酶促反应的多要素的控制来完成的。首先，曲酸对多种金属离子有螯合作用，其次它能千扰多酚氧化酶酶促反应对氧的吸收；同时它能还原多酚氧化酶酶促反应形成黑色素的底物醌类化合物为联醌而阻止黑色素的形成。此外，曲酸对某些细菌和真菌亦具有抗菌活性，因此，曲酸是一种具

有潜力的控制果蔬及甲壳类食品酶促褐变的食品添加剂。日本政府已经批准将曲酸与其它有机酸如柠檬酸、抗坏血酸混合用于控制酪氨酸酶和多酚氧化酶所引起的食品酶促褐变。

螯合剂通过与酶分子的铜结合防止褐变，大多数螯合剂是有毒的，不宜在食品中使用，但EDTA在美国可在浓度限度内使用，如在熟香肠中使用EDTA-2Na为36ppm，冷冻土豆中使用浓度为lO0ppm，豆类中使用浓度为165ppm。EDTA=钠钙也能被使用，在罐装蛤中为340ppm，罐装虾中为250ppm，罐装蘑菇中为200 ppm。

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。

实验的设计与操作

一、研究目的

（一）通过对抗褐变剂的组合筛选，获得货架期明显延长的苹果褐变抑制剂配方，以期为鲜切苹果加工产业提供参考。

（二）学习实验设计的方法以及培养学生的动手能力。

二、研究内容

结合查阅的文献资料，我们选择了 L-半胱氨酸、VC、植酸和氯化钠四种试剂，并按不同的用量配制成几组褐变抑制剂，通过对比筛选出能使鲜切苹果货架期延长的最佳组合配方。

三、实验方法

1．实验材料

(1)苹果：新鲜、大小均匀(70 mm)、无病虫害和机械损伤。苹果切片均厚5—10mm。

(2)仪器：透明门冷藏箱、试管等。

(3)试剂：L-半胱氨酸、VC、植酸、EDTA-2Na、柠檬酸、亚硫酸钠、氯化钙、氯化钠、、醋酸。

2．实验步骤

2.1 探究能抑制苹果褐变的试剂

a.新鲜苹果自来水清洗、去皮、横切成6块苹果片。

b.分别配制5%（质量分数）Nacl、CaCl2、醋酸、柠檬酸、亚硫酸钠溶液盛于试管，另在一支试管中盛放蒸馏水作对比,且编号备用。（固液比应为1:1:5）

c.将刚切成块的苹果肉立即投入这六个烧杯中，此时果肉均为新鲜的黄白色。浸泡5 min。

d将烧杯中溶液小心倾倒去，24h露置于空气中。

观察六个烧杯中苹果片的颜色变色情况。若有变色情况出现，则仔细对比浸泡在不同试剂中的苹果片的变色程度，哪一溶液效果最佳。

2.2 不同浓度的抑制剂对苹果褐变的抑制效应

a.分别配制质量分数为0.1%、0.3%、0.5%和1.0%的L-半胱氨酸、VC、植酸、EDTA-2Na溶液盛于试管中。另外一支试管中盛放蒸馏水做对比,编号备用。

b.新鲜苹果用自来水清洗、去皮、横切成16块苹果片。

c.将切好的苹果片立即置于烧杯中（注意：标记好相应试剂和浓度；动作要快，尽量减少在空气中与氧气接触的时间。）浸泡5min。

d.将烧杯中的溶液小心倾倒出来，12h露置于空气中。

观察不同浓度下苹果片褐变的程度，且观察哪种抑制剂的哪一浓度效果最佳，分析其原因。并采用数字化评分方法来记录褐变抑制剂的保鲜效果，其中7～9分极好、新鲜、几乎无缺陷；5～7分较好、新鲜、有褐变迹象；3～5分尚好、明显褐变；1～3分褐变较重，不可食用；1分以下极差、不可食用。

注：“%”表示各组分与水的质量百分比

蒸馏水浸泡作对照。

2.3复合抑制剂对苹果褐变的抑制效应

根据查阅资料，估计经过氯化钠、氯化钙和亚硫酸钠处理过的苹果片抗褐变反应效果较好。

故

a.将5%CaCl2、NaCl和亚硫酸钠溶液分别加入以上不同浓度的褐变抑制剂中，混合均匀。