9 其他氧化复原酶多酚氧化酶过氧化物酶脂肪氧合酶暨南大学食品科学与工程系暨南大学食品科学与工程系包惠燕包惠燕食品食品食品食品酶酶学学学学- -包惠燕包惠燕包惠燕包惠燕-9-9本章重点本章重点n n多酚氧化酶催化的反响及酶促褐变的防止.n n过氧化物酶催化的反响及特性.n n脂肪氧合酶催化的反响及意义.思索题思索题n n试述酶促褐变的原理及防止酶促褐变的方法。n n过氧化物酶的热失活有什么特点？n n脂肪氧合酶作用的底物是什么，此酶催化的反响对食质量量有何影响？9.1 多酚氧化多酚氧化酶酶(Polyphenol oxidases, PPO, EC1.10.3.1)n n多酚氧化酶多酚氧化酶( (邻二酚邻二酚: :氧氧氧化复原酶氧化复原酶) )广泛存在于各广泛存在于各种植物中，是一种含铜的种植物中，是一种含铜的酶。酶。n n在新颖、冷冻、干制和罐在新颖、冷冻、干制和罐藏产品，多酚氧化酶引起藏产品，多酚氧化酶引起的褐变会严重损害食品的的褐变会严重损害食品的感官质量，因此它对于果感官质量，因此它对于果蔬加工和保藏具有重要意蔬加工和保藏具有重要意义。义。9.1.1多酚氧化多酚氧化酶酶的称号和在自然的称号和在自然界的分布界的分布一、一、 酶酶的称号的称号早期的文献中早期的文献中习惯习惯称号称号“ “多酚氧化多酚氧化酶酶指的是两种不指的是两种不同的同的酶酶: :一种能作用于一种能作用于羟羟基基处处在在邻邻位的二酚和三酚化合物位的二酚和三酚化合物, ,也也能作用于能作用于单单酚酚, ,将其将其转变转变成成邻邻二酚二酚. .另一种能氧化另一种能氧化邻邻- -和和对对- -二酚二酚. .它常被称它常被称为为虫漆虫漆酶酶(laccase)(laccase)主要存在于日本的虫胶主要存在于日本的虫胶树树), ),它不能使它不能使单单酚酚羟羟基化基化. .我我们讨论们讨论第一种第一种酶酶，PPOPPO这这个个缩缩写指的就是第一种写指的就是第一种二、多酚氧化酶在自然界的分布二、多酚氧化酶在自然界的分布n n含量随种类不同，橄榄中活力最高含量随种类不同，橄榄中活力最高. .n n分布取决于种类和年龄及成熟度分布取决于种类和年龄及成熟度. .n n在果蔬的不同部分的含量差别很大在果蔬的不同部分的含量差别很大. .n n分结合的分结合的(bound)(bound)和可溶性和可溶性(soluble)(soluble)的两类，其的两类，其比例随果蔬的成熟度而变比例随果蔬的成熟度而变. .n n种类可溶态的种类可溶态的PPOPPO占总酶活力的占总酶活力的百分数百分数n n桃桃20%30%20%30%n n甜樱桃甜樱桃15%17%15%17%n n杏子杏子13%13%n n苹果苹果8%15%8%15%9.1.2 PPO催化的反响及其作用催化的反响及其作用的底物的底物一、PPO催化的反响PPO能催化两类完全不同的反响：1一元酚羟基化，生成相应的邻-二羟基化合物。2邻-二酚氧化，生成邻-醌。两类反响都要分子氧的参与。PPO催化的反响催化的反响单酚单加氧酶单酚单加氧酶Monophenol monooxygenaseEC1.14.18.1儿茶酚氧化酶儿茶酚氧化酶EC1.10.3.1n n引荐名引荐名:Catecholoxidase:Catecholoxidasen n系统名系统名:1,2-benzenediol:oxygen:1,2-benzenediol:oxygenoxidoreductaseoxidoreductasen n异名异名: :n n*Catecholase*diphenoloxidase*Catecholase*diphenoloxidasen n*dopaoxidase*o-diphenol*dopaoxidase*o-diphenoloxidoreductaseoxidoreductasen n*o-diphenolase*phenolase*o-diphenolase*phenolasen n*polyphenoloxidase*polyphenoloxidasen n*pyrocatecholoxidase*tyrosinase*pyrocatecholoxidase*tyrosinase漆酶漆酶LaccaseEC1.10.3.2n n引荐名:laccasen n系统名:benzenediol二酚:oxygenoxidoreductasen n异名:n n*benzenediol:oxygenoxidoreductasen n*diphenoloxidase*p-diphenoloxidasen n*ligininolyticoxidase*urushiol漆酚oxidase酶促褐变的原理酶促褐变的原理酶促褐变是酶促褐变是PPOPPO催化的氧化反响的最初产物邻催化的氧化反响的最初产物邻- -醌继醌继续变化的结果：续变化的结果：1 1相互作用生成高分子量聚合物；相互作用生成高分子量聚合物；2 2与氨基酸或蛋白质作用生成高分子络合物；与氨基酸或蛋白质作用生成高分子络合物；这两个非酶反响导致褐色素的生成；色素的分子量这两个非酶反响导致褐色素的生成；色素的分子量愈高，颜色愈暗。愈高，颜色愈暗。此外邻醌也可此外邻醌也可33氧化那些氧化氧化那些氧化- -复原电位较低的化合物，构成复原电位较低的化合物，构成无色的产物。无色的产物。 黑色素的构成黑色素的构成Formation of melanins from tyrosine 二、二、PPO的底物的底物PPO作用机制作用机制果蔬中普遍存在的酚类化合物果蔬中普遍存在的酚类化合物果蔬中普遍存在的酚类化合物果蔬中普遍存在的酚类化合物(续续)果蔬中普遍存在的酚类化合物果蔬中普遍存在的酚类化合物(续续)香蕉果皮中的酚类物质香蕉果皮中的酚类物质荔枝、龙眼果皮的酚类物质荔枝、龙眼果皮的酚类物质9.1.3 pH和温度和温度对PPO活力的影响活力的影响 一、一、pH对酶酶活力的影响活力的影响来源来源最适最适pHpH阐明阐明苹果苹果7.07.0组织提取液组织提取液梨梨6.26.2巴梨巴梨桃桃6.06.56.06.5红港种类，儿茶酚红港种类，儿茶酚葡萄葡萄6.56.5底物，儿茶酚底物，儿茶酚香蕉香蕉6.07.06.07.0不同的激活方式不同的激活方式马铃薯马铃薯 5.85.8丙酮提取物，底物丙酮提取物，底物 儿茶素儿茶素甘薯甘薯6.0,6.1-7.06.0,6.1-7.0从从DEAE-DEAE-纤维素分别的不纤维素分别的不同部分同部分蘑菇蘑菇5.57.05.57.0底物：儿茶素底物：儿茶素pH对对PPO活力的影响活力的影响n n1.1.多数情况下，最适多数情况下，最适pHpH在在4747之间。之间。n n2.2.从不同种类，不同种类植物的从不同种类，不同种类植物的PPOPPO具有不同的具有不同的最适最适pH.pH.n n3.3.果蔬不同部位的果蔬不同部位的PPOPPO的最适的最适pHpH也有差别。也有差别。n n4.4.酶的提取或分别方法对最适酶的提取或分别方法对最适pHpH也有影响也有影响n n5.5.测定酶活力时所采取的底物和缓冲液对酶的最测定酶活力时所采取的底物和缓冲液对酶的最适适pHpH也有影响。也有影响。n n6.6.大多数大多数PPOPPO具有一个最适具有一个最适pHpH，在一些情况下具，在一些情况下具有第二个最适有第二个最适pH.pH.二、温度对二、温度对PPO活力的影响活力的影响影响影响PPOPPO最适温度的要素最适温度的要素类类似于最适似于最适pHpH的情况。的情况。大多数情况下，在大多数情况下，在组织组织或溶液中的或溶液中的酶酶用用70907090短短时间处时间处置，已足以使其部分或全部不可逆失活。置，已足以使其部分或全部不可逆失活。PPOPPO的的热稳热稳定性与它的来源有关。定性与它的来源有关。低温下表低温下表现为现为可逆失活。可逆失活。由于冷由于冷冻冻引起的引起的细细胞破裂，使胞破裂，使酶酶与它的内源与它的内源底物接触而底物接触而导导致果蔬很快褐致果蔬很快褐变变，所以冷，所以冷冻冻前需求前需求用用热处热处置的方法使置的方法使PPOPPO失活。失活。9.1.4 PPO的激活的激活剂、抑制、抑制剂和和果蔬果蔬酶酶促褐促褐变的防止的防止一、激活剂一、激活剂尚未有系统的研讨结果报道。尚未有系统的研讨结果报道。推测推测PPOPPO激活过程中酶蛋白阅历了缔合或解离的变激活过程中酶蛋白阅历了缔合或解离的变化。化。PPOPPO的活性方式是含酮的酶单体的寡聚体。的活性方式是含酮的酶单体的寡聚体。激活剂的作用是使酶蛋白以一定的聚合度存在，激活剂的作用是使酶蛋白以一定的聚合度存在，从而具有生物活性。从而具有生物活性。一些激活剂：一些激活剂：SDSSDS，酸或脲素，酸或脲素，Cu2+Cu2+，3 3，4-4-二羟二羟基苯丙氨酸基苯丙氨酸它们分别对一些来源的它们分别对一些来源的PPOPPO有激活有激活作用作用二、二、PPO的抑制剂和酶促褐变的防止的抑制剂和酶促褐变的防止 1.酶的热失活酶的热失活从实际上讲，果蔬酶褐变的防止可以采用钝化酶、去除一个底或几个底物氧或多酚类物质、添加PPO抑制剂或黑色素构成抑制剂等方法。1.酶的热失活此法能够会产生不好的颜色或风味、质构的变化。2. 消除酶反响的一个底物消除酶反响的一个底物多酚物质可以用多酚物质可以用- -环糊精或聚乙烯聚吡咯烷环糊精或聚乙烯聚吡咯烷酮酮poly(vinylpolypyrrolidone),PVPPpoly(vinylpolypyrrolidone),PVPP, ,聚乙烯聚乙烯吡咯烷酮吡咯烷酮poly(vinylpyrrolidone),PVP),poly(vinylpyrrolidone),PVP),聚乙二聚乙二醇醇(poly(ethyleneglycol),PEG)(poly(ethyleneglycol),PEG)等除去。等除去。气调贮藏时用氮气或二氧化碳取代空气中高气调贮藏时用氮气或二氧化碳取代空气中高浓度的氧气，可以减缓或防止酶促褐变。浓度的氧气，可以减缓或防止酶促褐变。3.PPO抑制剂抑制剂许多金属螯合剂如氰化物，一氧化碳，铜锌灵，许多金属螯合剂如氰化物，一氧化碳，铜锌灵，2-2-巯基苯并噻唑，二巯基丙醇或叠氮化合物对巯基苯并噻唑，二巯基丙醇或叠氮化合物对PPOPPO都有抑制造用，其中有些还能与酶反响生成都有抑制造用，其中有些还能与酶反响生成的醌作用。的醌作用。在这类抑制剂中，对食品加工和保藏有实践价值的在这类抑制剂中，对食品加工和保藏有实践价值的是抗坏血酸，柠檬酸，亚硫酸盐，巯基化合物。是抗坏血酸，柠檬酸，亚硫酸盐，巯基化合物。4-4-己基间苯二酚是近年来发现并已被验证对酶促褐己基间苯二酚是近年来发现并已被验证对酶促褐变如马铃薯，苹果，莴苣具有较好抑制造用变如马铃薯，苹果，莴苣具有较好抑制造用的新型抑制剂。的新型抑制剂。4.其他其他n n酸性pH条件n n蛋白酶木瓜蛋白酶，无花果蛋白酶，菠萝蛋白酶处置，使PPO被破坏。n n运用复原性化合物是目前最有效的防止酶促褐变的方法。请阅读请阅读1：酶促褐变的抑制方法酶促褐变的抑制方法n n从实际上讲,果蔬的多酚氧化酶引起的酶促褐变可以经过加热钝化酶、去除一个或几个底物(O2和多酚类物质)、降低pH、添加PPO抑制剂或黑色素构成的抑制剂等方法来加以控制。目前知的PPO抑制剂有很多种,但真正有潜力能替代亚硫酸盐的不多。n n天然方法:如利用色拉酱的几种成分进展相互抑制.如菠萝汁对苹果切片的酶促褐变有很好的抑制造用;蜂蜜中分子量大于600的某些多肽对白葡萄及一些水果切片的PPO酶有很好的抑制造用.化学方法抗坏血酸化学方法抗坏血酸n n它对酶促褐变有较好的抑制造用它对酶促褐变有较好的抑制造用, ,主要是由于其能主要是由于其能把醌复原成酚类化合物把醌复原成酚类化合物, ,从而阻止了黑色素的构成从而阻止了黑色素的构成. .但假设抗坏血酸被氧化成脱氢抗坏血酸但假设抗坏血酸被氧化成脱氢抗坏血酸(DHAA),(DHAA),那那么醌类物质同样可以积累而构成黑色素么醌类物质同样可以积累而构成黑色素. .n n如用热抗坏血酸如用热抗坏血酸/ /柠檬酸溶液处置去皮土豆柠檬酸溶液处置去皮土豆, ,其货架其货架期可延伸至期可延伸至2 2周周. .n n过高浓度的抗坏血酸过高浓度的抗坏血酸(0.75%)(0.75%)会使水果有一种不愉会使水果有一种不愉快的风味快的风味. .n n抗坏血酸的衍生物抗坏血酸的衍生物, ,如异抗坏血酸、磷酸抗坏血酸、如异抗坏血酸、磷酸抗坏血酸、三磷酸抗坏血等也对褐变有很好的抑制造用三磷酸抗坏血等也对褐变有很好的抑制造用. .化学方法化学方法 柠檬酸和柠檬酸和EDTAn n柠檬酸作为一种酸化剂和螯和剂也对PPO酶有很好的抑制造用n n假设它能与抗坏血酸或其衍生物结合处置(如1%柠檬酸+0.25%抗坏血酸)对切分土豆、苹果等有更佳的抑制褐变作用n n乙二胺四乙酸(EDTA)作为一种螯和剂,与其它褐变抑制剂一同处置,对切分果蔬也有很好的抑制褐变的效果.化学方法化学方法 -已基间苯二酚已基间苯二酚n n4-4-已基间苯二酚已基间苯二酚(4-HR)(4-HR)是近年来发现的并且曾经是近年来发现的并且曾经被实验证明对酶促褐变被实验证明对酶促褐变( (如苹果、土豆、莴苣如苹果、土豆、莴苣) )有较有较好抑制造用的新型抑制剂好抑制造用的新型抑制剂. .n n4-HR4-HR能与能与PPOPPO酶结合而使酶结合而使PPOPPO酶失去催化活性酶失去催化活性, ,它的特点是在非常低的浓度下它的特点是在非常低的浓度下(0.005%)(0.005%)便能起作便能起作用用, ,况且它化学稳定性相当好况且它化学稳定性相当好, ,对褐变前存在的其它对褐变前存在的其它色素又没有漂白作用色素又没有漂白作用, ,因此它是一种很有潜力的酶因此它是一种很有潜力的酶促褐变抑制剂促褐变抑制剂, ,在美国曾经作为商品在美国曾经作为商品EverFreshEverFresh的的主要活性成分用来抑制酶促褐变主要活性成分用来抑制酶促褐变化学方法化学方法 含硫氨基酸含硫氨基酸n n含巯基氨基酸如半胱氨酸经过与醌类物质反响构成无色稳定化合物也能阻止黑色素的构成,用在土豆、苹果、莴苣等切分果蔬的褐变抑制上.n n它也成为一些防褐变的商业产品的主要活性成分之一.假设能与柠檬酸结合(如0.5%L2cys+2%柠檬酸)那么效果更佳酶法蛋白酶酶法蛋白酶n n有人有人发现发现蛋白蛋白酶对酶对土豆和苹果切片的褐土豆和苹果切片的褐变变有有较较好好的抑制造用的抑制造用. .n n这这能能够够是由于蛋白是由于蛋白酶酶使催化使催化酶酶促褐促褐变变的的酶酶水解所水解所致致. .分解蛋白分解蛋白质质的的酶酶有很多有很多, ,其中主要有其中主要有3 3种植物蛋种植物蛋白白酶酶( (无花果蛋白无花果蛋白酶酶、木瓜蛋白、木瓜蛋白酶酶和菠和菠萝萝蛋白蛋白酶酶) )被被证证明明对酶对酶促褐促褐变变抑制很有效抑制很有效. .如在如在4 4时时无花果蛋无花果蛋白白酶对酶对去皮土豆褐去皮土豆褐变变的抑制与的抑制与亚亚硫酸硫酸盐盐效果相当效果相当, ,在在44和和2424时时木瓜蛋白木瓜蛋白酶对酶对切分苹果切分苹果酶酶促褐促褐变变的抑制与的抑制与亚亚硫酸硫酸盐盐同同样样有有较较好的效果好的效果. .物理方法高氧气调包装物理方法高氧气调包装n n高氧的气调包装高氧的气调包装(MAP)(MAP)对抑制酶促褐变、抑制厌氧发酵、对抑制酶促褐变、抑制厌氧发酵、抑制好氧和厌氧细菌生长等都有较好的作用。高氧环境的抑制好氧和厌氧细菌生长等都有较好的作用。高氧环境的MAPMAP对酶促褐变的抑制能够是由于诱惑了底物对对酶促褐变的抑制能够是由于诱惑了底物对PPOPPO酶的酶的抑制或者是延续构成的高浓度无色醌类化合物对抑制或者是延续构成的高浓度无色醌类化合物对PPOPPO酶的酶的反响抑制的结果。反响抑制的结果。n n20%CO2+80%N220%CO2+80%N2的包装与柠檬酸的包装与柠檬酸/ /抗坏血酸预处置结合抗坏血酸预处置结合对切分土豆酶促褐变抑制效果很好对切分土豆酶促褐变抑制效果很好, ,在在7d7d后仍有较好的感后仍有较好的感官质量。官质量。n nCOCO气体对蘑菇的气体对蘑菇的PPOPPO酶也有抑制造用酶也有抑制造用, ,在在MAPMAP系统中运用系统中运用对抑制酶促褐变有利对抑制酶促褐变有利, ,但由于但由于COCO具有毒性具有毒性, ,运用时应特别运用时应特别留意人身平安留意人身平安. .n n此外此外, ,超越超越800MPa800MPa的高压对酶促褐变也有一定的抑制造用的高压对酶促褐变也有一定的抑制造用. .其他方法其他方法n n可食性膜对切分果蔬的酶促褐变有很好的抑制造用可食性膜对切分果蔬的酶促褐变有很好的抑制造用. .一方一方面面, ,利用可食性膜对氧气的透性使果蔬外表的氧气浓度维利用可食性膜对氧气的透性使果蔬外表的氧气浓度维持在较低程度持在较低程度, ,不但抑制了褐变也降低了果蔬的呼吸作用不但抑制了褐变也降低了果蔬的呼吸作用与乙烯的产生与乙烯的产生, ,有利于贮藏有利于贮藏; ;另一方面另一方面, ,在成膜剂中参与抗在成膜剂中参与抗氧化剂氧化剂! !抗褐变剂可以降低切分果蔬的氧化蜕变与变色抗褐变剂可以降低切分果蔬的氧化蜕变与变色. .其其中运用较多的可食性成膜剂有卡拉胶、黄原胶、改性淀粉中运用较多的可食性成膜剂有卡拉胶、黄原胶、改性淀粉等等, ,假设在成膜剂中参与抗坏血酸、柠檬酸、假设在成膜剂中参与抗坏血酸、柠檬酸、EDTAEDTA等抗褐等抗褐变剂那么效果更为明显变剂那么效果更为明显. .n n乳酸菌能产生一些低分子量的物质如酸、乙醇、乳酸菌能产生一些低分子量的物质如酸、乙醇、CO2CO2、过、过氧化氢、双乙酰等氧化氢、双乙酰等. .乳酸菌产生的杀菌剂对切分果蔬的保乳酸菌产生的杀菌剂对切分果蔬的保鲜很有潜力鲜很有潜力. .9.1.5 PPO的多种分子方式的多种分子方式PPO的多种分子方式是一个颇为复杂的问题。产生PPO多种分子方式的部分缘由和酶蛋白的缔合-解离景象有关：1类似的亚基不同程度的聚合2不同亚基不同方式的结合3酶蛋白质构象的改动4前三种情况的结合PPO的多种分子方式的多种分子方式亚基的分子量约为亚基的分子量约为3000030000香蕉香蕉12000,12000,甜菜叶绿体甜菜叶绿体PPOPPO亚基亚基10000),10000),含有一个铜离子。含有一个铜离子。酶的各种方式之间可以相互转变。导致相互转变的酶的各种方式之间可以相互转变。导致相互转变的要素：要素：酶液酶液pHpH离子强度或浓度离子强度或浓度蛋白质解离剂的作用等蛋白质解离剂的作用等PPO的多种分子方式的多种分子方式PPO不同方式之间的差别表如今底物特异性最适pH温度稳定性对抑制剂量敏感性等此外，氧化和羟基化活力之比在PPO的不同分子方式之间也有差别。9.1.6 PPO活力活力测定定1测定底物消逝的速度普通采用量压法瓦氏呼吸仪或极谱法氧电极测定氧气消逝的速度2测定产物生成的速度采用分光光度法参考文献阅读参考文献阅读参考文献阅读参考文献阅读2 2：付聿成，王妮娅，杜金华金帅苹果：付聿成，王妮娅，杜金华金帅苹果：付聿成，王妮娅，杜金华金帅苹果：付聿成，王妮娅，杜金华金帅苹果多酚氧化酶提取及部分酶学特性研讨，食品工业科多酚氧化酶提取及部分酶学特性研讨，食品工业科多酚氧化酶提取及部分酶学特性研讨，食品工业科多酚氧化酶提取及部分酶学特性研讨，食品工业科技，技，技，技，2006, 27(2): 59-622006, 27(2): 59-62金帅苹果金帅苹果金帅苹果金帅苹果PPOPPO提取及酶学特提取及酶学特提取及酶学特提取及酶学特性性性性.kdh.kdhPPOPPO提取及提取及酶酶活活测测定定 提取提取 将已将已预预冷的苹果冷的苹果样样品破碎，参与已品破碎，参与已预预冷的磷酸冷的磷酸氢氢二二钠钠+ +柠柠檬酸檬酸缓缓冲液冲液 含适量的含适量的PVPPPVPP和和TritonX100TritonX100 ，在果蔬破碎机中以，在果蔬破碎机中以1min1min为为间间隔打隔打浆浆3min3min，然后，然后40004000转转/ /分分别别心心10min10min，取，取上清液上清液0 0提取提取30min30min后再在后再在44 离心离心30min30min，得到上清液即得到上清液即为为PPOPPO粗粗酶酶液。液。参考文献阅读参考文献阅读3苹果中苹果中PPO的提取的提取PPO活性测定活性测定1pH对苹果对苹果PPO活性的影响活性的影响温度对苹果温度对苹果PPO活性的影响活性的影响咖啡酸对咖啡酸对4-甲基儿茶酚甲基儿茶酚PPO酶促酶促反响的影响反响的影响VC,CYS,焦亚硫酸钾焦亚硫酸钾(K2S2O5)等对等对PPO的抑制的抑制苯甲酸系列对苯甲酸系列对PPO的抑制的抑制肉桂酸系列对肉桂酸系列对PPO的抑制的抑制参考文献参考文献4. 食品工业科技食品工业科技2002.4马铃薯马铃薯PPO的提取的提取PPO活性测定活性测定2马铃薯马铃薯PPO的热稳定性的热稳定性温度对马铃薯温度对马铃薯PPO活性的影响活性的影响pH对马铃薯对马铃薯PPO活性的影响活性的影响底物浓度对底物浓度对PPO酶活性的影响酶活性的影响酶浓度与反响速度的关系酶浓度与反响速度的关系抑制剂对抑制剂对PPO活性的影响活性的影响-1.二巯二巯基丙醇的影响基丙醇的影响抑制剂对抑制剂对PPO活性的影响活性的影响-2.亚硫亚硫酸钠的影响酸钠的影响抑制剂对抑制剂对PPO活性的影响活性的影响-4.抗坏抗坏血酸的影响血酸的影响参考文献参考文献5酚类底物酚类底物果实中与酶促褐变有关的酶果实中与酶促褐变有关的酶香蕉果肉香蕉果肉PPO*过氧化物酶过氧化物酶POD与褐变与褐变PPO、POD与褐变与褐变酶和底物区域化分布的破坏是酶促褐变酶和底物区域化分布的破坏是酶促褐变的缘由的缘由与果实组织褐变相关的要素与果实组织褐变相关的要素荔枝果皮的褐变荔枝果皮的褐变龙眼、梨的褐变龙眼、梨的褐变果实贮藏期间的褐变果实贮藏期间的褐变9.2 过氧化物氧化物酶酶 Peroxidase催化的反响：H2O2+AH22H2O+ACf:过氧化氢酶：AH2亦为过氧化氢过氧化物酶广泛存在于自然界，可分类如下：含铁过氧化物酶正铁血红素过氧化物酶绿过氧化物酶黄蛋白过氧化物酶9.2.1 过氧化物酶在自然界的分布过氧化物酶在自然界的分布在植物细胞中以两种方式存在：1以可溶方式存在于细胞浆中2以结合方式在细胞中与细胞壁、膜或细胞器相结合而存在一些化合物能诱导过氧化物酶的产生：赤霉素，苯基硼酸，乙烯9.2.2 过氧化物氧化物酶酶在食品加工中在食品加工中的作用的作用过氧化物酶在植物生命循环中能够的作用：过氧化物酶在植物生命循环中能够的作用：过氧化物酶和木质素的生物合成有关；过氧化物酶和木质素的生物合成有关；过氧化物酶经过氧化吲哚乙酸参与植物生长调理；过氧化物酶经过氧化吲哚乙酸参与植物生长调理；过氧化物酶是果蔬成熟和衰老的目的；过氧化物酶是果蔬成熟和衰老的目的；过氧化物酶能够与果蔬成熟时叶绿素的降解有关；过氧化物酶能够与果蔬成熟时叶绿素的降解有关；一些果蔬中使胡萝卜素褪色的酶具有过氧化物酶的一些果蔬中使胡萝卜素褪色的酶具有过氧化物酶的特征。特征。过氧化物酶在果蔬加工和保藏中过氧化物酶在果蔬加工和保藏中的主要的作用的主要的作用1此酶活力与果蔬产品特别是那些非酸性蔬菜，在保藏期间构成的不良风味有关2此酶属于最耐热的酶类，它在果蔬加工中常被用作热处置能否充分的目的。9.2.3 过氧化物氧化物酶酶催化的反响催化的反响能催化四类反响：1有氢供体存在的条件下催化过氧化氢或氢过氧化物的分解，即过氧化活力2氧化作用3在没有其他氢供体存在的条件下催化过氧化氢的分解4羟基化作用9.2.4 过氧化物氧化物酶酶的最适的最适pH和最适温度和最适温度果蔬果蔬最适最适pHpH阐明阐明葡萄葡萄5.45.4柠檬酸柠檬酸- -磷酸缓冲液磷酸缓冲液4.05.04.05.0硼酸缓冲液硼酸缓冲液0.02mol/L0.02mol/L5.06.05.06.0醋酸缓冲液醋酸缓冲液0.1mol/L0.1mol/L香蕉香蕉5.06.05.06.0粗提液经凝胶过滤色谱纯化粗提液经凝胶过滤色谱纯化菠萝菠萝4.24.2和缓冲液无关和缓冲液无关青刀豆青刀豆5.05.45.05.4马铃薯马铃薯5.05.0匀浆匀浆甘蓝甘蓝5.16.35.16.3匀浆匀浆花菜花菜5.05.75.05.7匀浆匀浆过氧化物酶的最适温度过氧化物酶的最适温度n n不同来源的过氧化物酶在最适作用温度上存在很大的差别.如马铃薯和花菜的过氧化物酶的最适温度分别为55和35409.2.5 过氧化物氧化物酶酶的的稳定性定性 过氧化物氧化物酶酶的的热失活特性失活特性许多果蔬中的过氧化物酶的热失活是一个双相和部分可逆的过程.热失活的双相过程指的是过氧化物酶中含有不同的耐热性质部分.其中不耐热部分在热处置时很快失活,而耐热部分在同样温度下缓慢失活.过氧化物酶失活的部分可逆过程过氧化物酶失活的部分可逆过程n n热失活的部分可逆过程指的是经热处置后的酶液在室温或较低温度下保藏时，它的部分活性可以再生。乳过氧化酶系统用于牛奶保管TheLactoperoxidaseSystem(LP-s)ofMilkPreservation不同温度下灭活牛奶中的酶和微生物所需时间不同温度下灭活牛奶中的酶和微生物所需时间不同温度下灭活牛奶中的酶和微生物所需时间不同温度下灭活牛奶中的酶和微生物所需时间- -磷酸酶是牛奶热处置能否充分的目的磷酸酶是牛奶热处置能否充分的目的磷酸酶是牛奶热处置能否充分的目的磷酸酶是牛奶热处置能否充分的目的简化的在线过氧化物酶活力检测方法过氧化物酶实验a)溶液:1%愈疮木酚的醇溶液(1g愈疮木酚溶于50mL96%乙醇再用乙醇定容至100mL);0.3%过氧化氢溶液(1mL双氧水用蒸馏水定容至100mL.简化的在线过氧化物酶活力检测方法(续)b)取样.从资料的不同部分取样约20-30片碾碎得到均一的样品。c)检测.从样品中取10-20g于中试管;向其中倒入:20mL蒸馏水;1mL1%愈疮木酚溶液;1.6mLof过氧化氢溶液.简化的在线过氧化物酶活力检测方法(续)n n把试管内容物摇匀。n n结果判别：n n微阳性-有淡粉色渐渐出现，阐明过氧化物酶的钝化不彻底。n n阴性-五分钟后没有组织颜色的改动，阐明过氧化物酶曾经被钝化.简化的在线过氧化物酶活力检测方法(续)n n作为定性实验，检测可以更进一步简化：直接滴几滴1%愈疮木酚溶液和0.3%过氧化氢溶液于烫过并碾碎的蔬菜中.n n快而剧烈的组织呈色反响-棕红色阐明有过氧化物酶活力高阳性反响。过氧化化氢酶实验Catalasetestn n将2g脱水蔬菜压碎，与20mL蒸馏水混合，向其中参与0.5mL0.5%或1%过氧化氢溶液，假设存在过氧化氢酶活力，可察看到2-3min的剧烈的氧气生成反响。简化的在线过氧化物酶活力检测n n这些实验对检验蔬菜的热烫处置时间和温度极为重要n n酶的钝化不完全对终产品有消极影响。简化的在线过氧化物酶活力检测n n对卷心菜cabbage过氧化氢酶钝化就曾经足够，进一步热烫至过氧化物酶失活会对产质量量产生消极的影响，甚至完全褐变。n n对其它蔬菜和土豆，两种实验-过氧化物酶实验和过氧化氢酶实验，都应该为阴性阅读阅读阅读阅读: : 罗曼，邹国林，邬开朗等罗曼，邹国林，邬开朗等罗曼，邹国林，邬开朗等罗曼，邹国林，邬开朗等. .笋壳过氧化物酶提笋壳过氧化物酶提笋壳过氧化物酶提笋壳过氧化物酶提纯及综合利用研讨纯及综合利用研讨纯及综合利用研讨纯及综合利用研讨. .氨基酸和生物资源氨基酸和生物资源氨基酸和生物资源氨基酸和生物资源(J)(J)，2000,22(4):28-322000,22(4):28-329.2.6 过氧化物氧化物酶酶的运用的运用-酚酚类污染的染的处置置n n酚类可被辣根过氧化物酶HRP去除。n n酚类可被氧化为含苯氧基的自在基，后者可进一步反响生成不同的聚合物或低聚物，它们的毒性低于酚类，而且这些产物由于溶解度低，很容易从水中移去。n nHRP,H2O2,和酚作用2h,可以得到五种稳定的二聚物和一种稳定的三聚物。9.3 脂肪氧合脂肪氧合酶酶Lipoxygenase, LOX, EC1.13.11.12)9.3.19.3.1脂肪氧合酶催化的反响脂肪氧合酶催化的反响脂肪氧合酶亚油酸：氧脂肪氧合酶亚油酸：氧氧化复原酶；氧化复原酶；EC1.13.1.13EC1.13.1.13催化含顺，顺催化含顺，顺-1-1，4-4-戊二烯的不饱和脂肪酸的氢过氧化戊二烯的不饱和脂肪酸的氢过氧化作用。生成的氢过氧化物具有高反响活力，可以作用作用。生成的氢过氧化物具有高反响活力，可以作用于不同的食品中不同的组分。于不同的食品中不同的组分。LOX1_SOYBNMain-chaintrace-Chain:A(818LOX1_SOYBNMain-chaintrace-Chain:A(818residues)-K&S:42helices,16strandsresidues)-K&S:42helices,16strandsMetalsMetals1FEion1FEionLOX作用于亚油酸产生亚油酸的作用于亚油酸产生亚油酸的13-L-和和9-D-氢过氧化物衍生物氢过氧化物衍生物几种脂肪氧合酶的相对活力几种脂肪氧合酶的相对活力植物植物相对活力相对活力大豆大豆100100绿豆绿豆4747豌豆豌豆3535小麦小麦2 2花生花生1 19.3.2 脂肪氧合脂肪氧合酶酶作用的初期作用的初期产物物(氢过氧化氧化亚油酸油酸ROOH )的的进一步一步变化化包括：包括：1 1ROOHROOH的复原的复原2 2酶催化酶催化ROOHROOH异构化成多羟基衍生物和酮异构化成多羟基衍生物和酮3 3ROOHROOH的环氧化的环氧化4 4ROOHROOH在马铃薯中酶催化下生成乙烯醚在马铃薯中酶催化下生成乙烯醚5 5在无氧条件下，脂肪氧合酶催化在无氧条件下，脂肪氧合酶催化ROOHROOH发生二聚化发生二聚化反响，同时生成戊烷和氧代二烯酸等产物。反响，同时生成戊烷和氧代二烯酸等产物。6 6ROOHROOH分解生成挥发性的醛和酮。分解生成挥发性的醛和酮。ROOH 的进一步变化的进一步变化(续续)n nROOH经过上述各种途径产生数以百计的不同产物，能同时产生符合需求和不符合需求的感官质量。n n除此之外，ROOH还能与食品中非脂肪成分作用，从而进一步影响食品的质量。9.3.3 脂肪氧合酶的活力测定脂肪氧合酶的活力测定1 量压法量压法(warburg呼吸仪法，呼吸仪法，AACC方法方法)2 分光光度法分光光度法3 KI-淀粉法淀粉法文章文章文章文章阅读阅读: : : : 热烫处热烫处置置置置终终点的点的点的点的预测预测Predicting the end point of a blanching processPredicting the end point of a blanching processPredicting the end point of a blanching processPredicting the end point of a blanching processRaul L. Garrote, Enrique R. Silva, Ricardo A. Raul L. Garrote, Enrique R. Silva, Ricardo A. Raul L. Garrote, Enrique R. Silva, Ricardo A. Raul L. Garrote, Enrique R. Silva, Ricardo A. Bertone, Ruben D. Roa. Lebensm.-Wiss. u.-Technol. Bertone, Ruben D. Roa. Lebensm.-Wiss. u.-Technol. Bertone, Ruben D. Roa. Lebensm.-Wiss. u.-Technol. Bertone, Ruben D. Roa. Lebensm.-Wiss. u.-Technol. 37 (2004) 30931537 (2004) 30931537 (2004) 30931537 (2004) 3093159.3.4 pH对脂肪氧合脂肪氧合酶酶作用的影作用的影响响 n n对于大多数脂肪氧合酶，pH-酶活力曲线的最高点相当于pH7.08.0.n n但pH低于7.0时酶活力下降的部分缘由是由于亚油酸的溶解度在酸性范围内下降。n n外表活性剂吐温20对大豆脂肪氧合酶的pH-酶活力曲线有影响，它使最适pH向低pH方向挪动，并使酸性条件下的酶活力添加。9.3.5 脂肪氧合脂肪氧合酶酶的作用的作用对食食质量量的影响量量的影响一、脂肪氧合酶的作用对焙烤食质量量的影响一、脂肪氧合酶的作用对焙烤食质量量的影响在面粉中参与在面粉中参与1%1%含脂肪氧合酶的大豆粉能改含脂肪氧合酶的大豆粉能改良面粉的颜色的焙烤质量。良面粉的颜色的焙烤质量。1.1.脂肪氧合酶对胡萝卜素的漂白脂肪氧合酶对胡萝卜素的漂白2.2.脂肪氧合酶作用产生的氢过氧化物起着氧化剂的脂肪氧合酶作用产生的氢过氧化物起着氧化剂的作用，能氧化面筋蛋白质，使面筋蛋白质的巯基作用，能氧化面筋蛋白质，使面筋蛋白质的巯基被氧化成二硫键，因此强化面团中的蛋白质，有被氧化成二硫键，因此强化面团中的蛋白质，有利于面筋蛋白质构成三维网状构造。利于面筋蛋白质构成三维网状构造。脂肪氧合酶的作用对焙烤食质量量脂肪氧合酶的作用对焙烤食质量量的影响的影响(续续)3.脂肪氧合酶的重要性还在于防止脂肪的结合，保证外加酥脂肪能有效地改良面包的体积和软度。表表 大豆脂肪氧合酶对面团中结合脂肪的影响大豆脂肪氧合酶对面团中结合脂肪的影响结合脂肪占脂肪总量的结合脂肪占脂肪总量的%外加酶外加酶无无粗大豆脂粗大豆脂肪氧合酶肪氧合酶纯脂肪氧纯脂肪氧合酶合酶起酥脂肪起酥脂肪81.081.058.558.580.080.0起酥脂肪起酥脂肪+5%+5%亚油酸亚油酸66.566.5393936.236.2脂肪氧合酶的作用对面包质量改良脂肪氧合酶的作用对面包质量改良的途径的途径A.在面筋蛋白质中构成二硫键，从而改动面团的流变性质；B.经过面筋蛋白质的氧化添加面团中游离脂肪的数量。二、脂肪氧合酶的作用对于食品颜二、脂肪氧合酶的作用对于食品颜色、风味和营养的影响色、风味和营养的影响脂肪氧合酶作用的最初产物氢过氧化物具有脂肪氧合酶作用的最初产物氢过氧化物具有高度的反响才干，能作用于食品中的不同成分，高度的反响才干，能作用于食品中的不同成分，因此可以从颜色、风味和营养等方面影响食质量因此可以从颜色、风味和营养等方面影响食质量量。量。颜色方面：颜色方面：如：降解胡萝卜素，破坏叶绿素，破坏叶黄如：降解胡萝卜素，破坏叶绿素，破坏叶黄素和其他类胡萝卜素，破坏添加于食品中的色素，素和其他类胡萝卜素，破坏添加于食品中的色素，破坏一些食用鱼类皮中的色素，使保藏中的苹果破坏一些食用鱼类皮中的色素，使保藏中的苹果在外表出现褐斑。在外表出现褐斑。风味方面风味方面n n脂肪氧合酶作用于不饱和脂肪酸及脂时产生的初脂肪氧合酶作用于不饱和脂肪酸及脂时产生的初期产物，在进一步分解后生成一些挥发性化合物。期产物，在进一步分解后生成一些挥发性化合物。它们对不同的食品的风味产生截然不同的影响：它们对不同的食品的风味产生截然不同的影响：n n在一些水果和蔬菜中，如番茄、豌豆、青刀豆、在一些水果和蔬菜中，如番茄、豌豆、青刀豆、香蕉和黄瓜中，构成人们期望的风味成分；香蕉和黄瓜中，构成人们期望的风味成分；n n在冷冻蔬菜和其他加工食品中，产生不良的风味；在冷冻蔬菜和其他加工食品中，产生不良的风味；在谷类保藏过程中产生的不良风味也与此有关；在谷类保藏过程中产生的不良风味也与此有关；肉类酯败及高蛋白质食品的不良风味也与此直接肉类酯败及高蛋白质食品的不良风味也与此直接或间接相关。或间接相关。营养方面营养方面n n脂肪氧合本酶作用的产物对维生素A及维生素A原的破坏；n n脂肪氧合酶的作用减少了食品中必需不饱和脂肪酸的含量；n n酶作用的产物与蛋白质的氨基酸作用，从而降低了蛋白质的营养价值及功能性质。9.3.6 脂肪氧合脂肪氧合酶酶的抑制的抑制n n控制温度和控制温度和pHpH，n n运用抗氧化剂运用抗氧化剂n n酚类抗氧化剂能抑制脂肪氧合酶，包括：没食子酚类抗氧化剂能抑制脂肪氧合酶，包括：没食子酸丙酯酸丙酯, ,去甲二氢愈创木酸和生育酚去甲二氢愈创木酸和生育酚. .n n在实践运用中在实践运用中, ,抗氧化剂的有效性由于难以在细胞抗氧化剂的有效性由于难以在细胞破碎前将抗氧化剂引入到完好的组织中去而遭到破碎前将抗氧化剂引入到完好的组织中去而遭到限制限制.( .(正是在食品资料研磨或粉碎时正是在食品资料研磨或粉碎时, ,脂肪氧合酶脂肪氧合酶显示活力显示活力). ).