多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,果胶PPO)廣泛分布於植物細胞內,对多因果蔬內部組織的酚氧暴露而激活,可催化單酚羥基轉化為鄰二酚或將鄰酚氧化成醌,化酶活性而醌類物質極易受到蛋白質或氨基酸的及热親核攻擊生成黑色素,導致果蔬褐變。稳定發生褐變的影响果蔬感官品質急劇下降,營養成分被破壞,果胶難以被消費者接受。对多近年來的酚氧研究發現,高壓、化酶活性熱、及热脈衝電場及化學抑製劑等處理手段在模型體係中對PP0活性展現出較好的稳定抑製效果。然而,影响與模型體係相比,果胶相同處理手段在食品體係中的鈍酶效果具有較大差異,PP0在食品體係中對熱和高壓鈍化的抵抗性普遍強於模型體係。本課題組先前的研究發現梨(cv.Packham)PPO在模型體係(50mm01/L,pH6.0,Mcllvaine緩衝液)中經70℃加熱10min後相對活性為16.7%;在梨泥食品體係中經90℃加熱10min後,其活性仍高達37.8%同。此外,Dalmadi等發現草莓PP0在模型體係(100mm01/L,pH5.0,PBS)經500~700MPa高壓處理15min後活性急劇下降,而Terefe等報道PPO在草莓泥食品體係中經相同條件處理後活性無顯著變化。與食品體係相比,模型體係成分相對單一,食品體係中複雜的食品組分可能是這種差異形成的重要原因。
果蔬富含多種營養物質,其中果膠是一類由半乳糖醛酸及其衍生物組成的酸性雜多糖。廣泛分布於植物細胞的初生壁和中膠層中,構成果蔬堅硬的質地。果蔬在鮮切、榨汁和製作果蔬泥等加工過程中,由於機械損傷作用果膠可與PPO發生自然接觸,同時果膠作為食品添加劑也被廣泛應用於果蔬製品。另一方麵,在果蔬貯藏及澄清果蔬汁的製作過程中果膠又常被降解或除去,因此果膠是果蔬加工過程中的一個可控製因素。近年來針對食品中生物大分子問相互作用的研究逐漸興起,其中以蛋白質與多糖二元複合物為典型代表。有研究報道果膠可通過靜電相互作用、範德華力以及氫鍵等非共價作用力與蛋白質結合,從而使蛋白質性質發生改變。因此,果膠作為一種果蔬加工過程中常被添加或去除的物質,它與PPO之問的相互作用很可能影響果蔬製品中PPO活性、穩定性及酶促褐變的發生。研究果膠對PPO活性及穩定性的影響,不僅有助於控製果蔬製品酶促褐變,也為探討食品組分影響酶促褐變的機理提供理論參考。
本文以蘑菇PPO為主要研究對象,使用紫外分光光度計、熒光分光光度計等考察果膠對PPO酶促反應活性、熱鈍化動力學、熱失活構象變化以及抗壞血酸、檸檬酸、阿魏酸和水楊酸等有機酸抑製PPO活性的影響,以期從食品組分角度解釋PP0在模型體係和食品體係中出現穩定性差異的原因,為果蔬實際生產應用及褐變控製方法的選擇提供理論基礎。
雙孢蘑菇PP0(T3824-250ku,2687U/kg)、橘皮果膠(半乳糖醛酸≥74.0%),美國Sigma-A1drich公司;磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、檸檬酸,上海西隴科學股份有限公司:水楊酸,天津市永大化學試劑有限公司;抗壞血酸、阿魏酸、左旋多巴(L-DOPA),上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
UV-1600PC型紫外-可見分光光度計,上海美譜達儀器有限公司;超純水係統,法國Millipore公司:HH-4型數顯恒溫水浴鍋,江蘇省榮華有限公司;F-4500型熒光分光光度計,日本日立儀器有限公司;pH計,上海精密科學儀器有限公司。
參考果膠在飲料及鮮果中所占的比重,以50mmol/LpH6.8的磷酸緩衝液為溶劑配製不同質量濃度的果膠溶液和0.35mg/mL的PP0溶液以確保PP0活性在合適範圍內,將果膠與PP0等體積混合使果膠質量濃度最終分別為0,O.5,1,2,3,4,5,10和20mg/mL,PP0終質量濃度為0.175mg/mL並置於25℃恒溫孵育30min。
PP0活性的測定參照Liu等的方法,將0.1mL混合酶液加入到2.9mL2mm01/LL-DOPA溶液中開啟反應,使用紫外-可見分光光度計於25℃監測其在波長475nm處1min內吸光度的變化值,通過斜率可計算PP0氧化L-DOPA的活性,以未添加果膠的PP0樣品為空白對照。
參照Terefe等和周磊等的方法,分別將PP0與不同質量濃度果膠的混合溶液置於45~60℃水浴鍋中處理不同時間。以樣品中心溫度達到既定溫度時開始計時,加熱結束後立即置於冰水浴中迅速冷卻。其鈍化過程可用式(1)描述,通過線性回歸擬合可得到其鈍化動力學曲線。
式中,A0-初始酶活,U;At-時間的相對酶活性,U;k-鈍化速率,min-1;t-時間,min。
參考Liu等的方法略作修改。使用F-4500型熒光分光光度計於25℃測定樣品的內源熒光光譜,發射與激發狹縫寬均5nm,激發波長280nm,掃描波長範圍300~420nm,掃描速度1200nm/min,所有光譜均通過不含PP0的樣品光譜作為空白進行修正。
選用抗壞血酸、檸檬酸、阿魏酸和水楊酸4種常見的有機酸,用濃度分別為0.6,1.2,1.8,2.4mm01/L的抗壞血酸溶液,濃度分別為5,10,15,20mmol/L的檸檬酸溶液,濃度分別為5,7.5,10,12.5mm01/L的阿魏酸溶液和濃度分別為1,4,7,1lmmol/L的水楊酸溶液處理含5mg/mL果膠的PP0溶液,30min後測定其相對活性。
所有試驗均重複3次,結果表示為平均值±標準偏差。利用SPSS17.0和Origin8.0軟件進行統計分析,顯著性水平為0.05。
聲明:本文所用圖片、文字來源《中國食品學報》,版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題,請與本網聯係
相關鏈接:氧化酶,磷酸二氫鈉,水楊酸,阿魏酸