果蔬酶促褐变机理及其抑制研究进展

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1、果蔬酶促褐变机理及其抑制研究进展摘要：果蔬在采后，由于组织衰老、失水、低温冷害、高co?伤害、机械损伤、病原微生物浸染或其他逆境胁迫会引起褐变，从而影响了其外观、食用和销售。褐变分为酶促褐变和非酶促褐变两种。木文就果蔬酶促褐变的形成条件、褐变机理以及抑制方法进行了综述。关键词：褐变；机理；抑制；进展引言果蔬在贮藏和加工过程中，会发生酶促褐变现象，主要表现为果蔬颜色的变化，直接导致了营养的损失，对口感、质地也有所影响。果蔬的酶促褐变机理的研究对于褐变抑制具有重要的意义。1酶促褐变的概念及条件1.1概念酶促褐变是在

2、有氧条件卜；由于多酚氧化酶(PPO,EC1.10.3.1)的作用，邻位的酚氧化为醞，醞很快聚合成为褐色素而引起组织褐变。PPO是发生酶促褐变的主要酶，存在于大多数果蔬屮。在大多数情况下，由于PPO的作用，不仅有损于果蔬感观，影响产品运销，述会导致风味和品质下降，特别是在热带鲜果屮，酶促褐变导致的直接经济损失达50%。1.2酶促褐变的条件酶促褐变是指果蔬在受到机械损伤或处于异常环境(受冻、受热)下，在氧化酶作用下将酚类物质氧化形成酿，酿的多聚化以及它与其他物质的结合产生黑色或褐色的色索沉淀，从而导致果蔬的营养丢失

3、。酶促褐变反应的发生需要三个条件：底物、酶类物质和氧。1.2.1底物底物，即酚类物质。酚类物质按酚轻基数口分为一元酚、二元酚、三元酚及多元酚。酚类物质的合成途径有两条：其一是由苯丙氨酸脱氨基而形成，其二由莽草酸或与Z—个的环己烷生物直接芳香化而形成。其屮，第一条途径是高等植物屮最主要的途径。酚类物质的氧化是引起果蔬褐变的主要因素，在果蔬贮存过程屮随贮存时间的延长含量下降，一般认为是多酚氧化酶氧化的结果。这些酚类物质一般在果蔬生长发育屮合成，但若在采收期间或采收后处理不当而造成机械损伤，或在胁迫环境中也能诱导酚类

4、物质的合成。1.2.2酶类物质催化酶促褐变反应的酶类主要为多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)o在果蔬细胞组织中PPO存在的位置因原料的种类、品种及成熟度不同而有并异。PPO在大多数果蔬中存在，如马铃薯、黄瓜、萬苣、梨、番木瓜、葡萄、桃、芒果、苹果、荔枝等，在擦伤、割切、失水、细胞损伤吋，易引起酶促褐变。PPO催化的酶促褐变反应分两步进行：单酚轻化为二酚，然后二酚氧化为二醍。PPO以铜离子为辅基，其活性的最适pH值范围为5〜7,有一定耐热性，其活性可以被有机酸、硫化物、金属离子螯合剂、酚类底物类似物质所抑

5、制。POD在H2O2存在条件下能迅速氧化多酚物质，可与PPO协同作用引起苹果、梨、菠萝等果蔬产品发生褐变。1.2.3氧氧是果蔬酶促褐变的必要条件。正常情况下，外界的氧气不能直接作用于酚类物质和PPO而发生酶促褐变。这是I大I为酚类物质分布于液泡中，PPO则位于质体中，PPO与底物不能相互接触。在果蔬贮存、加工过程中，由于外界I大I素使果蔬的膜系统破坏，打破了酚类与酶类的区域化分布，导致褐变发生。2酶促褐变的机理2.1酚、酶的区域分布假说质膜是活细胞与环境Z间的界面和屏障，能有效保证膜内外物质交换有效的进行。在正

6、常发育的植物组织小，由于多酚类物质分布在细胞液泡内，而PPO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。一旦细胞壁和细胞膜的完整性被破坏，酶与PPO接触，在氧的参与下使酚类物质氧化成叫，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变。2.2自由基伤害假说自由基袭击生物大分子和膜脂，会导致膜脂过氧化加剧，膜系统结构和功能的破坏，膜透性增大，进而导致代谢障碍和膜系统的破坏和解休。止常情况下，由于机体内存在防御系统，故自由基代谢保持平衡。但在干旱、高盐分、S02.0：,、低温或水分

7、亏缺时，由于自由基产生过多，此时活性氧的产生和清除平衡体系被打破，会导致植物细胞受到伤害，从而引起褐变的发生。2.3保护酶系统假说通常情况下，植物组织中有较高的还原势，正常的氧化还原代谢平衡使氧化形成的醍类物质通过述原氧化或转化而未聚和。保护酶系统包括两类物质：一是氧化酶系统，主要有超氧化歧化酶（S0D）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢P悔（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）等，它们可以清除自由基、活性氧，以防止其对细胞膜的攻击，防止膜脂过氧化；二是抗氧化酶系统，主要有谷胱甘肽还原酶（GSH）、抗坏血

8、酸（ASA）、维生素E（VE）,类胡萝卜素（Car）、细胞色素f（Cytf）、氢醜和含硒化合物等，它们能清除自曲基和活性轧也口J以作为抗氧化剂，对酚类物质的氧化起抑制作用。在逆境下，超氧化歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）三者作用失调，导致H2O2积累，从而引起褐变的发生3酶促褐变的抑制由酶促褐变的形成条件不难发现对其抑制可从以卜•方面考虑：（1）减少酚类物质