基金项目:国家自然科学基金项目(编号:30771508、30671458 ; 辽宁 省教育厅高等学校科研基金资助项目(编号:2005L057
作者简介:程双(1984- , 女, 大连工业大学生物与食品工程学院在 读研究生。E 2mail :chsh84@126. com 通讯作者:胡文忠 收稿日期:2009-05-06 第25卷第4期2009年7
月Vol. 25,No. 4J ul . 2009
鲜切果蔬酶促褐变机理及控制研究进展
Research p rogress on enzymatic browning mechanism of f resh 2cut f ruit s and vegetables and it s cont rol 程 双1 C H EN G S huang
1 胡文忠2 H U W en 2z hong 2 马 跃3 M A Yue 3 刘程惠2 L I U 2
(1. 大连工业大学生物与食品工程学院, 辽宁; 2. 大连民族学院生命科学学院, 3.
(1. College of B io &Food Technology , y , Dalian , L iaoning 116034, China; 2. College of L i f e N Universit y , Dalian , L i aoning 116600, China;
3. College of Food S A g ricultural Universit y , L anz hou , Gansu 730070, China 摘要:, 并从物理、化
学等方面介绍了一些新近发展的酶促褐变抑制方法。关键词:鲜切果蔬; 酶促褐变; 机理; 控制
Abstract :Enzymatic browning is one of important problems influen 2cing shelf 2life of fresh 2cut fruit s and vegetables. In t his paper , t he mechanism of enzymatic browning and enzymes of browning 2related were reviewed. Some met hods ,which deueloped recently , of control 2ling enzymatic browning for chemical and biological met hods , were introduced.
K eyw ords :Fresh 2cut fruit s and vegetables ; Enzymatic browning ; Mechanism ; Cont rol
1 酶促褐变机理
果蔬酶促褐变的研究已有60多年的历史, 曾先后提出过乙醛乙醇毒害学说、氧自由基假说、V C 保护假说、酚-酚酶区域化分布学说等理论, 其中, 酚-酚酶区域化分布学说是目前比较容易接受的解释酶促褐变的学说之一。Mayer 和Harel 的研究
[1]
指出, 果蔬中的酚类物质与多酚氧化酶存
在着区域性分布。在正常发育的植物组织中, 由于多酚类物质分布在细胞液泡内, 而多酚氧化酶分布在各种质体或细胞质内, 因此, 即使它们与氧同时存在也不会发生褐变
[2] 。然
而, 切割加工使细胞中酚与多酚氧化酶的区域化分布状态遭
到破坏, 从而引起褐变。切割加工也能引起组织合成酚类化合物, 增强鲜切组织的褐变敏感性, 同时也增强多酚氧化酶活性及可溶性, 加速褐变反应的发生。如鲜切莲藕气调贮藏期间绿原酸含量也会增加[3], 番薯在切割后三周内多酚氧化酶活性及总酚含量迅速上升[4]。
1. 1 多酚氧化酶(PPO
目前, 对PPO 的研究日趋深入, 国外已在氨基酸序列的测定、分子生物学、生理功能及基因工程技术等方面有了较多的报道。一致认为:PPO 几乎存在于所有植物中, 它是果实发生酶促褐变的主要酶。但不同种类、部位的果蔬PPO 活性和作用的底物差异性较大。如莴苣切割前后PPO 活性均很高, 而鲜切苹果中PPO 活性增加导致组织快速褐变[5]。姜绍通等[6]试验证明甘薯的表皮组织中PPO 的活性比芯部的强, 大约为2. 17倍。对PPO 的进一步研究发现PPO 有同工酶存在, 依据是在不同p H 系列下PPO 的活性出现两个以上的峰[7]。
1. 2 过氧化物酶(POD
POD 在有H 2O 2存在时, 可催化酚类、类黄酮的氧化和 聚合, 参与酚类物质的代谢, 导致组织褐变。据Padiglia 和 Lamikanra 报道[8,9],POD 是造成甜瓜、柑橘和西瓜褐变的主
要原因。POD 会造成果蔬组织中谷胱甘肽和抗坏血酸的氧化、膜脂过氧化, 促进果实系统乙烯的合成, 加速成熟衰老, 因而POD 可作为果蔬成熟和衰老的一个指标。鲜切果蔬经切割后造成的伤害, 破坏了果实膜系统的完整性, 促进了细胞壁降解, 使与膜和细胞壁结合的BPOD 释放, 成为FPOD ,
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从而导致POD 、FPOD 活性及FPOD/BPOD 活性的比值上升。这可从香蕉、荔枝等果蔬贮藏过程中膜系统完整性的破坏、细胞器的崩溃和细胞壁降解的观察中得到证实, POD 活性的上升参与酚类物质的氧化和聚合而导致褐变。
1. 3 苯丙氨酸解氨酶(PAL
PAL 是苯丙烷类代谢酶系的关键酶, 鲜切果蔬加工时,
伤害可诱导PAL 的mRNA 增加, 使PAL 活性增加, 催化酚类物质合成与累积, 为PPO 提供催化底物从而促进酶促褐变。鲜切莴苣在切割24h 之内, PAL 活性提高6倍, 绿原酸、异绿原酸和酒石酸随后增加并积累,72h 后比未切割组织中分别增加到3,6,4倍, 褐变指数上升2倍[10]。据Cam 2
pos [11]报道, 伤害引起的酶活性增加不仅仅发生在切割表面,
在距离伤害较远的部位也会出现酶活性的增加, 这可能是切割引发的伤信号转导诱发造成的。Campos 等[11]还报道, 某些植物激素如乙烯、茉莉酸、水杨酸、脱落酸, 可能与伤信号有关, 进而提高PAL 活性。而Loaiza 2Velarde 的研究[12]表明, 热处理可显著减少伤害诱导PAL 上升, 鲜切莴苣在45℃下热处理加;CaCl 2也可以抑制, 。
1. 4 脂肪氧合酶(LOX LOX 可专一催化1,42戊二烯结构的多不饱和脂肪酸的 过氧化反应, 促进植物体的成熟与加速衰老。据报道, 抑制 LOX 可推迟桃和中华猕猴桃的成熟和软化。高敏的研究[13]
鲜切果蔬酶促褐变机理及控制研究进展解析
