铁棍山药pal特性及褐变控制

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1、铁棍山药PAL特性及褐变控制赵喜亭１，２，３，李艳楠１，蒋丽微１，马林１，王会珍１，李明军１，２，３（１．河南师范大学生命科学学院，河南新乡４５３００７；２．河南省高校道地中药材保育及利用工程技术研究中心，河南新乡４５３００７；３．绿色药材生物技术河南省工程实验室，河南新乡４５３００７）摘要：以铁棍山药（ＤｉｏｓｃｏｒｅａｏｐｐｏｓｉｔａＴｈｕｎｂ．ｃｖ．Ｔｉｅｇｕｎ）为试材，采用分光光度法研究了其与褐变相关的山药苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）的特性以及不同抑制剂对ＰＡＬ活力的影响。结果表明，在试验范围内铁棍山药ＰＡＬ的最适ｐＨ为８．６，不耐碱，更不耐酸；最适温度为５０℃，有

2、一定的高温耐受性，即使在８０℃条件下保温３０ｍｉｎ仍有约１２％的活力残存；Ｌ－半胱氨酸盐酸盐和柠檬酸对铁棍山药ＰＡＬ活力具有明显抑制作用，植酸对ＰＡＬ的抑制作用不明显，而氯化钠能促进ＰＡＬ活力。为有效抑制ＰＡＬ引起的鲜切铁棍山药片的褐变，应在酸性（ｐＨ＜２．０）、低温（＜２０℃）或高温（＞８０℃）条件下进行山药切片的加工和贮藏，鲜切片的无硫护色剂应首选Ｌ－半胱氨酸盐酸盐，其次是柠檬酸。..关键词：铁棍山药（ＤｉｏｓｃｏｒｅａｏｐｐｏｓｉｔａＴｈｕｎｂ．ｃｖ．Ｔｉｅｇｕｎ）；苯丙氨酸解氨酶（PAL）；特性；褐变抑制中图分类号：Ｒ２８２．４文献标识码：A：0439－８114

3、（２０15）05－1169-04DOI：10.14088/j.ki.issn0439-8114.2015.05.036收稿日期：２０１４－０７－２９基金项目：国家“重大新药创制”科技重大专项子课题（２００９ＺＸ０９３０８－００２）；河南省重点科技攻关项目（１１２１０２２１０３００）；河南省教育厅自然科学基金项目（２０１０Ａ１８００１５；２０１０Ｂ３６０００２）简介：赵喜亭（１９７１－），女，河南洛阳人，副教授，博士，主要从事药用植物生物技术研究，（）０３７３－３３２６３４０（电子信箱）ｚｈａｏｘｔ０４１１＠１２６．ｃｏｍ。怀山药（ＤｉｏｓｃｏｒｅａｏｐｐｏｓｉｔａＴｈｕ

4、ｍｂ）是我国著名的“四大怀药”之一，铁棍山药（ＤｉｏｓｃｏｒｅａｏｐｐｏｓｉｔａＴｈｕｎｂ．ｃｖ．Ｔｉｅｇｕｎ）是怀山药中的一个优良品种，具有很高的药用价值和食用价值，是滋补佳品［１］，深受人们喜爱。目前，国内对铁棍山药的开发研究主要集中在深加工方面，将铁棍山药加工为饮片是一种防止块茎腐烂变质、延长贮藏期、提高产品附加值的有效途径，但在加工过程中，鲜切片褐变与否是决定其品质好坏的关键因素。研究表明，铁棍山药的褐变分为酶促褐变和非酶促褐变两种，而酶促褐变的褐变度与铁棍山药多酚氧化酶（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｏｘｉｄａｓｅ，ＰＰＯ）、过氧化物酶（Ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ，ＰＯＤ）和

5、苯丙氨酸解氨酶（Ｐｈｅｎｙｌａｌｎｉｎｅａｍｍｏｎｉａｌｙａｓｅ，ＰＡＬ）活力呈正相关，其相关性大小为ＰＰＯ＞ＰＯＤ＞ＰＡＬ［２］，另有研究证明，ＰＡＬ与酚的生成有关，表明了其与褐变的关系密切［３］。目前，对铁棍山药ＰＰＯ［４，５］和ＰＯＤ［６］已经有了较为透彻的研究，为了全面有效地控制酶促褐变，对铁棍山药ＰＡＬ进行深入全面的研究具有重要意义。ＰＡＬ是一种只存在于植物及微生物细胞内的酶，它是连接生物初级代谢和苯丙烷类代谢、催化苯丙烷类代谢第一步反应的酶，也是苯丙烷类代谢的关键酶和限速酶［７］，且ＰＡＬ的活力往往作为酚类褐变的指标，它可通过催化植物体内的次生代谢产物酚类物

6、质的产生而影响酶促褐变［８］。从２００６年开始，河南师范大学四大怀药研究室就铁棍山药切片防褐护色展开了系列研究。本研究对铁棍山药片的ＰＡＬ特性及抑制剂对其活力的影响进行分析，为全面有效抑制鲜切铁棍山药片的褐变提供理论支持。１材料与方法１．１材料与试剂供试铁棍山药由河南省温县农业科学研究所提供，收获后挑选大小一致、粗细均匀、无创伤、无病虫害的铁棍山药块茎切分成２ｍｍ左右的薄片，备用。Ｌ－苯丙氨酸、Ｌ－半胱氨酸盐酸盐、Ｌ－抗坏血酸、氯化钠、柠檬酸、ＥＤＴＡ－２Ｎａ、植酸均为分析纯。１．２方法１．２．１ＰＡＬ活力测定参照Ｋｏｕｋｏｌ等［９］的方法，有所改进。取０．６ｇ铁棍山药

7、切片，加入３ｍＬ２００ｍｍｏｌ／Ｌ的硼酸缓冲液ｐＨ８．７冰浴条件下充分研磨，然后于４℃，１２０００ｒ／ｍｉｎ下离心２０ｍｉｎ，收集上清液并立即用于酶活测定。ＰＡＬ酶活反应体系为：２ｍＬ２００ｍｍｏｌ／Ｌ的硼酸缓冲液ｐＨ８．７、２００μＬ粗酶提取液和１ｍＬ２．０ｍｍｏｌ／ＬＬ－苯丙氨酸。将该反应体系于３０℃下保温３０ｍｉｎ后，测定其在２９０ｎｍ波长处的吸光度。１个酶活力单位（Ｕ）定义为测定条件下每分钟引起Ａ２９０ｎｍ变化０．０１所需的酶量。１．２．２ｐＨ对铁棍山药ＰAL活力的影响１）最适ｐＨ。配制０．１ｍｏｌ／ＬｐＨ分别为７．０、８．０、８