枇杷果实过氧化物酶活性的抑制

詹嘉红

摘要：研究了缓冲溶液pH值、温度和3种抑制剂等因素对枇杷果实过氧化物酶（POD）活性的影响。结果表明，枇杷果实过氧化物酶的最适pH值为5.4，在pH 值3.0～7.0范围内保持较高活性；过氧化物酶的最适温度为35 ℃。维生素C、硫脲、亚硫酸钠3种物质都能较好地抑制枇杷POD活性，且随着浓度的升高，抑制效应逐渐增强，抑制效果为：维生素C>硫脲>亚硫酸钠。

关键词：枇杷；过氧化物酶；酶促褐变；抑制剂

中图分类号：TS255.3 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0316-02

果蔬的加工和贮藏常与果蔬本身存在的酶类有密切关系，其中过氧化物酶（POD）是引起果蔬加工过程及贮藏期间变色、变味的重要因素之一[1-2]。枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.），别称卢橘，是中国南方特有的珍稀水果，其果肉柔软多汁，酸甜适度，味道鲜美，被誉为“果中之皇”[3]。枇杷果实有止咳、化痰、理气的药用功效[4]。作为药食两用的枇杷水果，自古以来就倍受人们青睐。市面上以枇杷果肉为原料加工的产品种类繁多，如枇杷饮料、枇杷果酒、枇杷果酱、枇杷果脯等[5]。但枇杷鲜果不耐贮运及加工，极易产生褐变而变质。目前，针对枇杷POD活性及其对褐变影响研究报道甚少。为提高枇杷贮藏保鲜和加工品质量，本试验以新鲜枇杷果实为材料，研究了pH值、温度、3种抑制剂对枇杷果实过氧化物酶活性的影响，为枇杷加工和贮藏防褐技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

枇杷品种为解放钟，选择成熟、新鲜无损伤的枇杷果实为供试材料。

1.2 试剂与仪器

磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、柠檬酸、愈创木酚、30% 过氧化氢、亚硫酸钠、硫脲为分析纯。维生素C为生化试剂。

UV2100型紫外可见分光光度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司生产；FA2004电子天平：上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂生产；JJ-2组织捣碎匀浆机：富华仪器有限公司生产；HH-2数显恒温水浴锅：江苏省金坛市友联仪器研究所生产；GL-20G-Ⅱ型飞鸽牌低温冷冻离心机；PHS-2C型精密酸度计：上海雷磁仪器厂生产。

1.3 方法

1.3.1 枇杷POD粗酶液的制备 参照王学奎的方法[6]，略有修改。将枇杷果实去皮、去核，称取果肉10 g，加入适量 4 ℃ 预冷的磷酸盐缓冲溶液（0.05 mol/L，pH值6.0），冰浴研磨成匀浆，定容到25 mL容量瓶中，放于4 ℃冰箱里浸提30 min，10 000 r/min离心20 min，上清液即为酶的粗提液，低温保存备用。

1.3.2 枇杷POD活性的测定 参照李合生的方法[7]，略有改进。反应体系为0.05 mol/L pH值5.8磷酸缓冲液 2.5 mL、0.05 mol/L愈创木酚1.5 mL、2% H2O2 0.5 mL、0.5 mL 酶液。在室温下，于D470 nm处比色。酶液加入后开始计时，1 min后第1次读数，然后每30 s 记录1次吸光度D随时间的变化值，对照以缓冲液代替酶液，重复测3次。本试验以D470 nm的变化值表示POD活性的变化。

1.3.3 pH值对枇杷POD活性的影响 取pH值分别为20、3.0、4.0、4.4、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、7.0、8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液2.5 mL，按“1.3.2”节方法，测定不同pH值下POD 活性的变化。以最高酶活力为 100%，计算POD相对酶活性。

1.3.4 温度对枇杷POD活性的影响 将未加入酶液的反应体系先分别在5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65 ℃条件下保温10 min，加入0.5 mL酶液后继续在原来的温度条件下保温3 min，按“1.3.2”节方法测定不同温度条件下POD活性的变化。以最高酶活力为 100%，计算 POD 相对酶活性。

1.3.5 抑制剂对枇杷POD活性的影响 向反应体系分别加入各种浓度的抑制剂0.5 mL，缓冲液的量相应减少0.5 mL，按“1.3.2”节方法测定PPO活性。酶活性大小按无抑制剂时的酶活性百分比表示。各种抑制剂在反应体系中的浓度，维生素C：0.01、0.02、0.03、0.04、0.05 mmol/L；亚硫酸钠：20、40、60、80、100 mmol/L；硫脲：0.01、0.05、0.10、0.15、020 mmol/L。

2 结果与分析

2.1 pH值对枇杷POD活性的影响

从图1可见，POD 活性受环境pH值影响不大。pH值在较大范围3.0～7.0之间，POD 的相对酶活都能保持在63%以上，当pH值为 2.0、8.0 时，POD相对酶活仍有45.0%、446%。枇杷果实的最适pH值为5.4，本结果与林建城等报道的枇杷最适pH值为5.0[8]有所不同。可能与枇杷品种、酶液纯度不同等因素有关。

2.2 温度对枇杷POD活性的影响

温度对枇杷POD活性影响明显。在35 ℃以下，酶活性随着温度的上升而升高，当温度达到35 ℃时，酶活性最大，此温度为酶的最适温度，温度大于 35 ℃时，酶活性迅速下降。枇杷POD活性呈现出的这种变化与温度对其他酶活性的影响规律相符合。当反应体系温度为5、65 ℃时，POD相对活性分别为33.5%、19.3%（图2）。表明調节温度能有效抑制POD的活性，特别是在较高温度条件下这种影响更为显著。

2.3 不同抑制剂对枇杷POD活性的影响

2.3.1 维生素C对枇杷POD活性的影响 维生素C对POD活性有很好的抑制作用。随着维生素C浓度的增加，枇杷POD 活性逐渐降低，当维生素C浓度为 0.02 mmol/L 时，POD相对活性降低到57.8%，当维生素C浓度达到 0.05 mmol/L 时，POD活性基本被完全抑制（图3）。

2.3.2 硫脲对枇杷POD活性的影响 随着硫脲浓度的增加，总体抑制POD效果越来越明显。在浓度为0.01～0.10 mmol/L 范围内，硫脲对POD活性的抑制作用程度变化不大，POD相对活性仅从79.7%降低至72.9%，当硫脲浓度大于0.10 mmol/L时，随着硫脲浓度的增加，POD相对活性迅速降低，当硫脲浓度达到0.20 mmol/L时，POD 相对活性降低到 28.1%（图4）。

2.3.3 亚硫酸钠对POD活性的影响 亚硫酸钠对POD活性的抑制效果与维生素C相似。随着亚硫酸钠浓度的增加，POD活性逐渐降低，当亚硫酸钠浓度达到80 mmol/L 时，POD相对活性降低到16.8%，当浓度为100 mmol/L 时，POD相对活性降低到12.1%，酶促褐变基本得到抑制（图5）。

从3种抑制剂对POD活性影响程度可以看出，3种抑制剂的抑制效果为：维生素C> 硫脲>亚硫酸钠。目前认为，维生素C对褐变的抑制并非是直接抑制POD活性达到的，而是将POD氧化生成的有色醌类物质迅速还原成酚类物质，从而抑制初产物的生成量，最终抑制黑色素的生成[8]；硫脲抑制可能是通过对酶中二硫键的还原，使酶变性，也可能是与铁辅基络合使酶失活[9]；而亚硫酸钠抑制褐变主要是通过不可逆地与醌生成无色的加成物，与此同时降低了酶与一元酚和二元酚作用的活力[10]。

3 结论与讨论

枇杷果实POD的最适温度为35 ℃，低温5 ℃、高温 65 ℃ 均可大大降低POD活性，尤其是高温条件下影响更为显著。因此，通过高温处理可以有效控制其加工产品的酶促褐变。

枇杷果实POD的最适pH值为5.4，当 pH值为2.0、8.0时，POD的相对酶活仍有45.0%、44.6%。，因此，通过控制 pH值较难起到抑制酶活性的作用。

3种抑制剂对枇杷POD活性均有不同程度的抑制作用，且抑制作用随着处理浓度的增加而增强。3种抑制剂的抑制效果为：维生素C> 硫脲>亚硫酸钠。由于亚硫酸钠、硫脲存在一定安全隐患，生产上可选用可食性维生素C抑制剂来控制枇杷制品的酶促褐变。

参考文献：

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[3]李 磊，陈发河，吴光斌. 热激处理对冷藏“解放钟”枇杷果实木质化及相关酶活性的影响[J]. 食品科学，2010，31（16）：286-290.

[4]吴修仁. 中国药用植物简编[M]. 广州：广东高等教育出版社，1994：373.

[5]乔 方，黄略略，方长发，等. 基于枇杷果实的加工研究进展[J]. 农产品加工·学刊，2012（10）：119-123.

[6]王学奎. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 2版.北京：高等教育出版社，2006：167-168.

[7]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000：164-165.

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