山药褐变抑制方法的研究 论文正文

毕业论文（设计）题目山药褐变抑制方法的研究指导老师专业班级生物技术及应用0701姓名学号2010年5月30日摘要本文研究了山药加工过程的护色技术。食盐、柠檬酸、维生素C和L半胱氨酸对鲜切山药的褐变都有抑制的作用，单因素实验结果表明浓度25食盐，06的柠檬酸，022的维生素C，006L半胱氨酸时对山药褐变抑制效果最明显。关键词山药；多酚氧化酶；褐变；抑制目录引言11材料与方法111实验材料112实验试剂113实验仪器214实验方法2141山药的处理过程2142浸泡处理2143多酚氧化酶的提取2144工作波长的选择2145护色剂对多酚氧化酶活性处理后的测定22结果与分析321食盐对多酚氧化酶活性的影响322柠檬酸对多酚氧化酶活性的影响323维生素C对多酚氧化酶活性的影响424L半胱氨酸对多酚氧化酶活性的影响53讨论5参考文献6引言山药为薯蓣属DIOSCOREA植物薯蓣DIOSCOREAOPPOSITATHUNB地下块茎的名称，主要分布于热带和亚热带地区，全世界有600种以上，在我国就有90多种1。山药富含大量的蛋白质、糖、氨基酸及皂甙、尿囊素、胆碱、淀粉等物质及钙、磷、铁等矿质元素，不含任何有害物，食用口感舒适，健脾胃、补肾肺，为当今世界绿色保健食品之王2。本草纲目，山药为补虚之要药；食物本草载，山药止泻痢；医学衷中参西录中的玉液汤，均以山药配黄芪降血糖，为治消渴的有效方剂；并具有调节或增强人体免疫功能、抗肿瘤、助消化、降压及防治心脏血管疾病、抗衰老等生理功能。在我国作为药材使用已有几千年的历史，近年的研究表明，山药多糖能增加血液中白细胞的吞噬作用，可作为肿瘤化疗的辅助药物，作为少数几种能够有效的辅助肿瘤医治的药物3，山药的价值得到越来越多的认同。但是在山药的加工过程中，由于多酚氧化酶的作用会出现褐变的情况4，严重影响山药的外观，口感。所以山药加工过程中，普遍采用硫磺熏蒸来保持山药的颜色，产品的SO2残留量无法控制。虽然国家允许使用硫磺熏蒸，但随着药品和食品安全管理的加强，医药企业对山药SO2残留量的要求越来越高，低硫或者无硫山药比硫磺熏蒸山药的价格明显高许多，因此研究其它无毒的护色方法势在必行。本文研究不同护色剂对山药的褐变抑制效果，找到每种护色剂的最佳护色浓度。1材料与方法11实验材料新鲜怀山药12实验试剂食盐，柠檬酸食品级；维生素C，L半胱氨酸，无水磷酸二氢钠，磷酸氢二钠，邻苯二酚分析纯。13实验仪器752N分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）KA1000离心机（上海安亭科学仪器厂）AR2140分析天平（梅特勒托利多称重设备系统有限公司）HH2电热恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）Y801A恒温烘箱（中华人民共和国常州纺织仪器厂）14实验方法141山药处理过程山药清洗去皮切片提取护色处理142浸泡处理采用不同浓度的食盐溶液、柠檬酸溶液、维生素C溶液和L半胱氨酸溶液对山药药进行浸泡处理，时间4小时5。各种护色液的浓度分别如下食盐浓度075，10，125，15，175，20，225，25；柠檬酸浓度04，05，06，07，08，09，10；维生素C浓度012，014，016，018，02，022，024；L半胱氨酸浓度002，004，006，008，01，012，014；143多酚氧化酶的提取新鲜或处理后的山药2克研磨后，加入15ML磷酸缓冲液（PH68）匀浆2分钟，8层纱布过滤后以3000转/分离心分离10分钟6，取上清液（粗酶液）待用。144工作波长的选择2ML磷酸缓冲液（PH68）、10ML邻苯二酚溶液（08）和01ML新鲜山药粗酶液于室温迅速摇匀，在紫外分光光度计上400530NM波长范围内测量吸光度变化，得出其最适工作波长为465NM。145护色剂对多酚氧化酶活性处理后的测定2ML磷酸缓冲液（PH68）、10ML邻苯二酚溶液（08）和01ML由护色剂处理后的山药得到的粗酶液于室温迅速摇匀，在紫外分光光度计上以465NM的波长测量吸光度，分析多酚氧化酶的残留活性7。2结果与分析21食盐对多酚氧化酶活性的影响食盐溶于水后，能减少水中的溶解氧，从而使酚类氧化酶难与氧直接接触。且钠离子与多酚氧化酶中的铜离子竞争，降低多酚氧化酶的活性。食盐溶液具有高的渗透压，也可以使酶脱水失活8。食盐溶液对山药多酚氧化酶的活性抑制较好，由（图21）而知食盐浓度越高护色效果越好；但是过高浓度的食盐溶液会影响山药的口感，对人体身体也较为不利，因此不宜采用过高浓度的食盐对山药进行处理。000005010015020025030035040000050100150200250300食盐浓度（）吸光度图21食盐浓度对多酚氧化酶活性的影响22柠檬酸对多酚氧化酶活性的影响酸性溶液既可以降低PH值，抑制多酚氧化酶的活性，酸性溶液中氧气溶解度较小而兼有抗氧化作用。柠檬酸中羰基可与多酚氧化酶中的铜离子产生比较强的螯合作用，对山药多酚氧化酶的活性有一定抑制。由（图22）而知柠檬酸浓度越高护色效果越好；但是过高浓度的柠檬酸溶液会影响山药的口感，因此也不宜采用多高浓度的柠檬酸对山药进行处理。000005010015020025030035000020040060080100120柠檬酸浓度（）吸光度图22柠檬酸浓度对多酚氧化酶活性的影响23维生素C对多酚氧化酶活性的影响维生素C能络合多酚氧化酶辅基，直接作用于酶，同时具有很强的还原作用，能防止因氧化引起的色变、褪色、风味劣变等9。在维生素C自身氧化时消耗环境中的氧，使山药氧化还原电位下降，从而有效的抑制了褐变（图23）。000005010015020025030035040000005010015020025030维生素C浓度（）吸光度图23维生素C浓度对多酚氧化酶活性的影响24L半胱氨酸对多酚氧化酶活性的影响L半胱氨酸溶液是一种多酚氧化酶抑制剂，L半胱氨酸溶于水时溶液为酸性，1溶液的PH值约为17，01溶液PH值约为24，所以对山药多酚氧化酶的活性有一定抑制作用（图24）。000005010015020025030035040000002004006008010012014016L半胱氨酸浓度（）吸光度图24L半胱氨酸浓度对多酚氧化酶活性的影响3结论本实验的结果表明，山药加工过程中，25浓度的食盐，浓度为06的柠檬酸，浓度为022的维生素C，浓度为006L半胱氨酸对其多酚氧化酶引起的酶促褐变均良好的抑制作用。但是考虑到如果护色剂溶度过高的话，会影响山药的色泽、口感、质地，所以在褐变抑制过程中还要注意控制护色剂的溶度不宜过高。参考文献1中华人民共和国药典编辑委员会中国药典第1部M北京化学工业出版社,2005212陆善旦山药产新缘何旺销价陡涨2003年广西山药产销调查分析J全国药材商情,2003,11343赵国华,李志孝,陈宗道山药多糖RDPSI的结构分析及抗肿瘤活性J药学学报,2003,38137414莫开菊,刘娜山药多酚氧化酶特性的研究J食品科学,2004,25847495叶兴乾果品蔬菜加工工艺学M北京中国农业出版社,200217276王钦