多酚氧化酶的性质及其应用研究.docx

多酚氧化酶的性质及其应用研究 马胜男 王宁摘要：多酚氧化酶在食品加工生产中具有一定的有益作用阐述多酚氧化酶的类型、反应机理和底物，总结影响多酚氧化酶活力的主要因素，介绍多酚氧化酶在果蔬生产、茶加工中的应用现状及前景，以期为进一步研究和应用多酚氧化酶提供参考关键词：多酚氧化酶;性质;影响因素;应用：TS255.3 ：A ：1674-1161（2020）05-0066-02多酚氧化酶又称作儿茶酚氧化酶、酪氨酸酶、邻苯二酚氧化还原酶等，是一种金属蛋白酶，属于六大类酶中的第一大类氧化还原酶，普遍存在于植物、真菌、昆虫质体中，在腐烂植物残渣上也检测到其活性成分多酚氧化酶易使食品发生腐败变质现象，影响食品品质但多酚氧化酶在食品加工生产中也具有一定的有益作用，例如：催化氧化儿茶素类物质形成茶黄素类色素，改善茶叶的色泽和风味;根据花生霉变过程会使多酚氧化酶活力逐渐下降的原理，判定花生是否霉变;利用没有毒副作用的漆酶改善饮料、啤酒的风味和品质此外，多酚氧化酶在食用菌研究方面也具有重要作用1 多酚氧化酶的类型多酚氧化酶包括单酚氧化酶、双酚氧化酶和漆酶1） 酪氨酸酶是一种单酚氧化酶，存在于人体内，具有调控黑色素生成的作用，广泛应用于美容抗氧化防衰老领域。

2） 植物中的双酚氧化酶主要是儿茶酚氧化酶，存在于香蕉、苹果、马铃薯、红薯等暴露在空气中的切口处，新摘菌类中，以及揉捻后的茶叶中等儿茶酚氧化酶暴露在空气中会催化各种酚类氧化成醌，发生褐变反应，导致食品腐败变质3） 漆酶最早在漆树液中被发现，其存在于多种高等植物的细胞壁中，如茶叶的嫩芽等应用于实际生产的漆酶主要来源于细菌、真菌，大多数真菌能分泌漆酶国内对漆酶的应用研究主要集中在分解木质素、纸浆漂白、染料废水脱色、降解环境中有毒物质等方面2 多酚氧化酶催化反应与作用底物2.1 催化机制多酚氧化酶是一种含铜的酶，其催化反应主要有两种：一是一元酚羟基化，生成邻二羟基化合物;二是邻二酚氧化生成邻醌2.2 酶促褐变酶促褐变是指酚类物质在有氧条件下形成醌，使食品发生腐败变质现象，缩短食品的保质期，影响其销售与流通酚类物质与酶在胞内分布于不同区域，避免直接接触但高温、压力等因素破坏膜系统后，这种区域化分布被打破，酶与底物相互接触导致果蔬发生酶促褐变大部分褐变发生在颜色较浅的水果和蔬菜中，如香蕉、苹果、桃子、李子、葡萄、马铃薯、红薯等在切割、破碎、削皮或组织受到破坏时，细胞膜破裂，酚类物质与酶接触发生酶促褐变反应。

2.3 底物水果和蔬菜中含有大量的酚类物质，其中只有小部分是多酚氧化酶的底物多酚氧化酶最重要的天然底物有儿茶素、3，4-二羟基肉桂酸酯、酪氨酸等不同类型的多酚氧化酶具有不同的底物特异性，同一品种果蔬植物中不同部位的多酚氧化酶也具有不同的底物专一性3 影响多酚氧化酶活力的因素3.1 pHpH对多酚氧化酶活力的影响较为直接，尤其是最适pH，有些果蔬还有第二最适pH果蔬种类、提取部位、提取方法等都会对多酚氧化酶的最适pH造成影响3.2 温度温度对多酚氧化酶活力的影响分为温度升高酶活性升高、温度升高活性酶降低两种情况植物体的组织结构有差异，因此温度也不相同低温条件下多酚氧化酶易失活，但这种失活是可逆的，温度回升时便会恢复3.3 激活剂当前关于激活剂的研究较少有些物质能够有效激活多酚氧化酶，如阴离子激活剂有些食品加工需要激活多酚氧化酶，如SDS能激活以潜在形式存在于粗提取液中的多酚氧化酶，但酸处理法的处理时间不宜过长，以免酶活性过度激活3.4 抑制剂与激活剂相比，关于多酚氧化酶抑制剂的研究相对较多，也较为深入1） 金属鳌合剂多酚氧化酶是以金属铜作为辅基的金属酶，因此许多金属螯合剂如氰化物、一氧化碳、二巯基丙醇、叠氮化合物等，对多酚氧化酶都有抑制作用。

在这类抑制剂中，抗坏血酸和柠檬酸可用于食品加工和保藏，如柠檬酸与亚硫酸可防止脱皮马铃薯褐变，苹果酸可用作酶的钝化剂2） 竞争性抑制剂竞争性抑制剂的结构类型与某些中间产物类似，可起到竞争抑制作用3） 还原剂还原剂通过与氧化产物作用使醌被还原，起到有效阻断作用，抑制酶促褐变还原剂在抑制过程中会被消耗，但同时会使蛋白酶的含量增加，而蛋白酶可以降低褐变发生的概率4） 与酚类底物作用的化合物不溶性物质与酚类化合物发生缔合，能够消除酶反应底物还有些酶能催化酚类化合物，将酶底物转变成酶抑制剂4 防止果蔬酶促褐变的方法1） 隔绝氧气可采用糖渍或盐渍的方法去除氧气真空保藏、充氮、气调保藏也可有效抑制褐变2）低温处理低温贮藏可使果蔬的褐变现象减轻在果蔬加工中，预冷处理也能抑制酶促褐变的发生3） 控制pH避免酶的最适pH会大大降低酶促褐变的发生，如在果蔬加工中加入酸味剂4） 高温抑制酶活性大多数酶在高温下都难以存活，多酚氧化酶活性也受高温影响5） 加入抑制剂抑制剂必须无毒无害，保证消费者食用安全5 多酚氧化酶在食品加工中的应用5.1 果蔬生产为防止多酚氧化酶引起的果蔬酶促褐变，可用一些物理或化学的方法来抑制其产生。

随着现代生物技术的不断发展完善，一些生物方法逐渐用于控制多酚氧化酶的活性5.2 茶叶加工多酚氧化酶与茶叶的品质形成有关，在茶叶加工生产中可以根据需要钝化或激发酶的活性绿茶生产中，多酚氧化酶的褐变会影响其色泽和新鲜程度，一般采用高温钝化法来保证绿茶品质而红茶生产中，多酚氧化酶能催化儿茶素类物质产生茶黄素类色素，改善茶叶的色泽和香味，所以需要激活酶的活性或加入外源多酚氧化酶6 结语当前，多酚氧化酶因其独特的性质而广泛应用于果蔬、茶叶生产等领域，但关于其性质和应用发展的研究较少随着对酶工程的不断探索和生物技术水平的逐渐提高，关于多酚氧化酶性质、作用机理等的研究将不断深入，其应用将不再局限于食品领域，在其他生产制造领域和生物研究方面也会取得突出成果，促进我国食品、医学等行业的发展参考文献[1] 李斌，于国萍.食品酶学与酶工程[M].北京：中国农业大学出版社，2017.[2] 陈东生，王坤波，黄建安，等.茶樹多酚氧化酶研究进展[J].茶叶通讯，2012，39（2）：19-20.[3] 薛金金，尹鹏，张建勇，等.植物源多酚氧化酶氧化儿茶素形成茶黄素和聚酯型儿茶素的研究[J].食品工业科技，2019，40（20）：76-81.[4] 崔明月，曲亚男，蒋丽娜，等.抑制剂对杏多酚氧化酶抑制作用[J].食品工业，2019，40（6）：225-229.[5] 郭凯玲，赵君，车畅.多酚氧化酶在食品和中药领域中的应用.黑龙江医药，2013，26（6）：40-41. -全文完-。