食品中多酚氧化酶

1、食品中的多酚氧化酶中国食品产业网络(2007年三月3日11:27)多酚氧化酶(p01yphenol oxidase，pp0)是自然界分布很广的氧化还原酶之一，茶中的多酚氧化酶可以调节其他酶，用质量和味道不同的各种茶叶加工。1883年yoghid发现后，日本漆树汁变硬可能与某种活性物质相关，1938年keilind。和曼宁研究了香菇多酚氧化酶的提取和纯化，得到了多酚氧化酶，称为p01yphenol oxidase。此后，多酚氧化酶一直是研究的热点，尤其是pp0的生化、生理性质方面取得了很大进展。氧化还原酶(1)苯酚酶也称为多酚氧化酶、酪氨酸酶、多酚酶、儿茶酚氧化酶、甲酚氧化酶和儿茶酚酶。最佳ph

2、值为5 7，能催化苯酚类氧化。苯酚酶广泛存在于植物界，许多蔬菜和水果的切片是空气中迅速变黑的主要原因。1、多酚氧化酶的分布及其在植物中的作用pp0是以核编码的铜金属酶在细胞质中合成的，广泛存在于植物、真菌和昆虫的质体中，pp0相当稳定，在土壤中腐烂的植物残渣中也能检测到pp0的活性。植物(马铃薯、苹果、荔枝、菠菜、马铃薯、大豆、茶叶、烟草等马铃薯块茎中，几乎所有的乙酰部分都含有pp0牙齿，含量与蛋白质部分相似，马铃薯芽、根的多酚氧化酶活性最高，幼叶和成熟球茎中活性最低，成熟叶和茎叶活性最低)。茶叶的ppo主要可以分为在细胞液中可溶性pp0存在的自由状态和束缚状态，后者主要存在于叶绿体、线粒体等

3、细胞器中，与这些细胞器膜系统或其他特异性结合，表示不溶状态，stephenthanarajs.n. (1990)研究了茶树新的中间pp。在采集的新鲜苹果中，pp0在叶绿体和线粒体中几乎存在，在牙齿两部分分别准备的pp0与底物的特异性略有不同。刘干强主张，除了pp0牙齿细胞内的叶绿体和线粒体外，细胞壁上也可以牙齿存在pp0，并会影响发酵，细胞只要轻微破损，就会起到pp0的作用。从动物(如老鼠、豁免)中也分离出pp0牙齿。多酚氧化酶是质体酶，一些研究人员认为多酚氧化酶只能存在于质体中，质体不足的组织可能没有像体管和体细胞等多酚氧化酶，但质体存在的组织可能没有像c4植物叶片这样的多酚氧化酶。含有质体

4、的植物组织不一定有多酚氧化酶，但多酚氧化酶必须在含有质体的植物组织中。1895年开始了多酚氧化酶的研究报道，但对植物组织中的功能没有充分理解，随着分子生物学的发展，番茄、苹果等多酚氧化酶的基因被复制了。浙江大学佐冬等比较了茶树多酚氧化酶的克隆及其序列。从已经克隆的多酚氧化酶的基因来看，都属于基因家族，多则属于6-7个基因。这些基因的表达具有时空差异和组织特异性(pp0在幽灵组织中表达，在成熟组织中没有表达)，表明植物中发生的作用不同。但是在高等植物组织中发生褐色变化主要是pp0活动的结果。2、水果多酚氧化酶条件果实在树上生长时不会发生褐色变化，褐色变化发生在果实采后储存的过程中，随着储存时间的

5、延长，褐色变化加剧，可见褐色变化与果实的成熟和老化有关。收获期早晚对酶褐变的影响可能是组织老化和自我保护酶系。不同产地果实的褐变程度也不同。褐变表明与果树的栽培管理和果实的营养水平有关。不同的大小果实在储存过程中褐色变化的程度不同。一般大果实比小果实更容易发生褐色变异。原因可能是果实贮藏后期释放的co2不能及时排出。通互动的结果。3、水果褐变相关酶及特性国内外研究表明，果实中的ppo是果实发生酶褐变的主要酶。ppo是一种含铜酶，催化两种茄子类型的徐璐不同反应，羟基化一元酚，生成相应的相邻二价化合物。邻苯二甲酸二酚氧化也能产生醌。对ppo的分离纯化鉴定，ppo有多种茄子存在形式，最重要的是，据推

6、测相对分子质量为64000。ppo与果实的褐色变化有密切关系。苹果开花后4 5个月，蛋白质中ppo的含量保持不变，但ppo的活性降低了。在马成熟的果实中，活性ppo大部分存在于果心部位，果心中ppo活性最高，果肉，最后与果皮，果实一起结出。对ppo的进一步研究发现ppo基于ppo同工酶存在，根据徐璐其他ph系列中ppo的激活，出现了两个或多个峰。分析了分离的ppo同工酶特性，发现同工酶之间的性质差异很大。关于ppo活动最适合的ph，研究结果存在争议。有些人认为ph 3.8牙齿最合适，有些人则认为ph 6.2:或ph5.6牙齿最合适。ppo热稳定性的研究结果比较一致，在60c以上也有一些活性。根

7、据牙齿特性，陈水扁等认为，桃加工后期发生的褐变完全不是非酶褐变，也有酶褐变的参与。3、水果ppo气质ppo的基质是酚类，水果中有很多酚类，酚类的种类和含量在果实的生长和成熟过程中发生变化，在果实储存过程中，随着储存时间的延长，含量减少，果酚类的含量减少，ppo活性增加，棕色变化增加。很多人认为果实在储存期间酚类物质的含量下降是ppo氧化的结果。ppo对相邻的比赛结构起着最强的作用，同时基团的交替位置也影响酶和基质的结合能力。总之，多种水果ppo的气质是可能的。同一种类的果实在不同的生长发育阶段，ppo气质也可能不同。研究ppo的主要基质应以牙齿基质含量在褐变前后变化的程度为主要依据。4、褐变与

8、果实成熟衰老的关系随着水果储存时间的延长，水果内部发生了一系列生理生化变化，果胶物质的分解，有机酸的减少，呼吸的增加，乙烯释放的增加，整体趋势呈老化的趋势。果实在储存过程中酶引起褐色变化的根本原因与果实老化有关，是对吴敏江等苹果梨的在储存过程中，研究了果皮棕色变化，发现储存过程中果皮酚类物质的含量下降，棕色变化加深，他们认为果皮脱水和膜脂氧化作用增加组织膜通透性、区域比分布破坏等是褐化反应的重要原因。一般认为细胞内的酶和基质是分割位置，正常的生活细胞具有完整的超微结构，各种生理生化反应可以正常进行。酚类物质主要存在于液泡中，ppo主要存在于细胞质中，细胞结构正常时不能徐璐接触，酶不会引起褐化。

9、组织老化时，由于膜系的破坏，组织结构和细胞空间分离丧失，原酶和基质的分割位置破坏，酶和基质接触，引起酶的褐变。5、多酚氧化酶提取方法及活性测定多酚氧化酶是重要的末端氧化酶，对性质、同工酶、活性、影响因子研究、生理功能、基因克隆等的研究也需要将多酚氧化酶从物体中分离出来，进行纯化。1911-1912年，bemald和welter使用了marn的酶提取方法(将苏菲粉捣碎后沉淀成酒精，最后得到的白色干分，即酶制剂)，早期分离的酶大部分不溶性和活力低。后来在学者萃取介质中添加了多酚吸附剂，分离了可溶的多酚氧化酶。也就是说，首次将聚car-at (pvp)用于茶叶酶研究，指出高效多酚吸附剂(如使用pvp

10、)对富含多酚的植物酶是必需的。c08ron等(1993)使用液氮低温冷冻萃取介质的ph=7.0，添加人吐温-80或葡聚糖凝胶g-50，就能获得活力高的水溶性多酚氧化酶。在苹果研究中，发现品种不同，酶活动也不同。为了有效控制酶棕色变化，以乳化剂(triton x100)和酚结合剂-聚乙烯非酮(pvpp)相结合的方式提取了pp0酶，解决了单纯用丙酮粉预处理的酶特性变化。在普通材料中，对pp0酶的研究多采用丙酮粉法和缓冲液均匀化法。如果进行某种学者牙齿小麦活性检测，采用缓冲液匀浆法，而枣果实多酚氧化酶性质的研究中，部分学者采用丙酮粉法。摘要多酚氧化酶一般采用(1)、丙酮粉末法(普通法)等提取方法。(

11、2)，均匀化方法；(3)，均质萃取。实验者指出，这些方法中丙酮粉法对pp0酶提取活性损失大，活性率低，但酶粉活性仍然是可能的，体积，储存方便，可以直接应用。(威廉莎士比亚、丙酮、丙酮、丙酮、丙酮、丙酮、丙酮、丙酮、丙酮、丙酮)缓冲液匀浆提取活性率高，但酵素液本身的活性高，不利于酶的应用，需要浓缩和纯化才能满足应用的需要。另外，报道了菌肠法和丙酮粉法相结合的方法是好的酶提取方法。多酚氧化酶活性的测定方法一般为(1)，检测方法是在一定温度、ph值、底物浓度下，多酚氧化氧化基质的速度与单位酶浓度和单位时间的氧消耗成正比。因此，用瓦氏呼吸系统测定氧气消耗率，就可以知道多酚氧化酶活性的高低。(2)，氧电

12、极法主要是用氧电极测定反应的氧消耗量，以表示酶活力。例如，可用于测定小麦的酶活性。(3)，比色法主要是多酚氧化酶促进邻苯二酚氧化，产生有色产物，单位时间内，有色产物与460nm的光密度和酶活性强弱成正比。(4)，碘滴定法。其中比色法操作简便，结果比较准确，目前使用最多。6、多酚氧化酶在储藏过程中的酶活性变化多酚氧化酶在氧气存在的条件下催化各种酚类物质(单宁、儿茶素、黄酮类化合物、一元酚等)，将其氧化成酮，再一次氧化，聚合成黑色素。近几十年来国内外对植物组织褐变的研究表明，组织褐变现象主要是多酚氧化酶对天然基质苯酚的作用。许多学者正在对水果和蔬菜加工和储存进行多酚氧化酶的活性变化研究。水果和蔬菜

13、采后还持续着一系列生化反应，因此水果和蔬菜中储存的物质会逐渐水解，并以酶系的催化反应为主要特征，引起色变，从而影响质量。一些学者研究了苹果材料在不同储存期后，pp0活性随着储存期的延长而降低，pp0在水果收获中保持高活性，储存期延长后，水果的生化反应增强，活性发生了变化。大枣果实采后贮藏中pp0的活性变化，官红(2000)呈上升趋势。但是对从丙酮粉末中提取的多酚氧化酶活性变化，迄今为止看到了马相关报道。多酚氧化酶活性对茶叶质量有很大影响，不同种类要求不同活性的多酚氧化酶，红茶中要求高酶，多酚氧化酶产生红茶中特有的颜色和香气。相反，绿茶要求低酶活性，减少多酚类的氧化，保持茶的绿色和新鲜特性。部分

14、学者主要关注缓冲液是否提取，哪些提取方法(酶活动的高低受提取方法等外在条件的影响)和枯萎的轻重问题等。1998年，柳中华研究表明，用丙酮粉提取的酶，与凉拌相比，酶活动大不相同，浸泡12h，酶活性提高了近两倍。但是对于茶鲜叶和丙酮粉萃取储存中的活性变化，没有看到相关报道。7、多酚氧化酶同工酶同工酶广泛存在于植物体内，多研究植物的同工酶包括过氧化物酶(pop)、多酚氧化酶(pp0)的同工酶等。茶pp0同工酶研究最初是在60年代初，1963-1966年，bendall和gregorg进行的5种同工酶，1971年pruidze等6种同工酶分离，1974年buz被捕等6种同工酶分子量的测定，最近的实验结

15、果表明，pp0的酶频谱中的酶是基因表达的产物，同工酶pp0同工酶分离一般使用聚丙烯酰胺等传记集中传记泳(垂直板传记泳)和磁盘传记泳动。同工酶分析已经广泛应用于植物种质资源、遗传育种、生理物质代谢、个人发育及适应不良环境变化的研究领域。近年来，对农作物、果树及其他木本植物pod及pp0的同工酶研究表明，pod和pp0是同工酶分析中常用的酶，与植物的生长发育过程密切相关，可以反映植物生长发育过程中基因的存在和表达，pod和pp0可以将植物体内一些有害的代谢副产品转化为无害物质，从而影响植物的生长。同工酶技术是决定物种分类和物种亲缘的重要有效手段。国内外学者利用利用同工酶技术在茶叶加工过程中生化成分

16、变化、品种间亲缘关系分析等方面做了很多工作。目前我国研究人员通过同工酶研究，探讨茶树的起源、品种的早期鉴定、加工过程中同工酶变化对质量的影响等。8、影响酶活性的因素主要有ph，作用温度，气质浓度，酶液本身的浓度，作用时间。不同的食品种类，各种因素的影响也有很大的差异。9、多酚氧化酶的应用pp0与抗病性的关系已经进行了广泛的研究。植物在抵抗医院微生物的渗透过程中，抗性相关酶起着重要作用，主要包括酚类代谢系统中的一些酶和医院相关蛋白家族pp0牙齿催化木质素及酮类化合物形成。形成保护性屏蔽，保护细胞不受病菌侵害，形成酮类物质，也可以直接起到抗病作用。目前，有很多关于植物减员过程中抗性相关酶变化的报道

17、。例如利用番茄、黄瓜等植物作为试材，对相关病菌侵染的pp0，pod，pal高抗性相关酶活性均有提高，与牙齿三种茄子酶和植物抗性的获取有明显的关系。报道了pp0催化苯酚化合物形成的酮类化合物具有更大的毒性，对多酚氧化酶和同工酶、植物抗病虫害等抗性关系进行了研究。pp0是黑色素生物合成过程的主要车速限制酶。大部分皮肤病脱色剂可以抑制牙齿酶的活性，防止皮肤黑色素的生成。从植物药中分离天然活性成分越来越受到关注。不仅临床上用于治疗黄褐色斑点、雀斑等色素增加性皮肤病，还用作美容化妆品。由于污水中苯酚的检测、方法、仪器值等原因，现场测试不方便，生物传感器-研究pp0传感器，对酚类化合物进行测量的学者，简单，有一定的灵敏度和准确度。在昆虫体内，pp0对鞘的硬化和自身的保护作用。多酚氧化酶的作用主要促进儿茶素类的氧化，形成茶黄素、番茄红素及其他氧化聚合物，同时儿茶素的氧化、氨基酸、胡萝卜素等香气前体被