复合护色剂对多个品种苹果干制过程中褐变相关酶活性的影响

李新明 李群 高忠东 王峰 田志芳 徐琳 王贤萍 刘森

摘要[目的]评估复合护色剂对苹果干制过程中褐变的抑制效果。[方法]使用复合护色剂处理不同品种的苹果片，然后在3个不同的时间点取样检测果片中的酶活性指标。[结果]复合护色剂处理显著提高了红富士、秦冠、嘎拉和国光苹果片中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性，抑制了多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性。[结论]复合护色剂对多个苹果品种的干制褐变有着良好的抑制作用。

关键词复合护色剂；苹果；抗氧化酶；褐变

中图分类号TS202.3文献标识码A文章编号0517-6611（2017）16-0089-02

Effect of Compound Colourprotective Reagents on Browning Related Enzymes Activities in Different Varieties of Apple during Drying Process

LI Xinming， LI Qun， GAO Zhongdong et al

（Institute of Agricultural Products Processing， Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Taiyuan， Shanxi 030031）

Abstract[Objective] To evaluate the inhibiting effect of compound colourprotective reagent on apple browning during the drying process. [Method] Compound colourprotective reagent was used to treat different varieties of apple slices. Apple samples were taken at three different time points， and enzymes activities in fruits were analyzed. [Result] Compound colourprotective reagent significantly increased SOD and CAT activities， and inhibited PPO and POD activities in Red Fuji， Qinguan， Gala and Guoguang apple slices. [Conclusion] Compound colourprotective reagent is effective to brown inhibition in different varieties of apple slices during drying process.

Key wordsCompound colourprotective reagent；Apple；Antioxidant enzyme；Browning

隨著人们生活水平的提高及水果消费需求的多元化，丰富的水果及其加工产品市场已经形成并将深入发展。酚类物质是引起果实酶促褐变的重要因素，酚类物质在多酚氧化酶（PPO）的催化下氧化形成褐色物质。酶促褐变不仅影响加工制品的外观、风味，而且还会造成营养物质的丢失，甚至导致食品变质[1-2]。

苹果在干制加工过程中易发生褐变，但常被忽视的问题是果肉的褐变，它深深影响着干制品的品质。苹果褐变分为酶促褐变和非酶促褐变2类。研究发现，在干制过程中，苹果果肉中引起酶促褐变的主要酶类，如PPO、过氧化物酶（POD），随着干制温度的升高活性也变大[3]。另外因热烘干作用，氧含量少，酶促反应速度渐慢，非酶促褐变又是苹果果肉褐变的重要因素[4]。

在前期的研究中，笔者合成了一种复合护色剂，能有效抑制红富士苹果干制过程中果肉的褐变。在该研究中，笔者检测了复合护色剂对不同品种苹果干制过程中褐变相关酶活性的抑制效果。

1材料与方法

1.1材料

复合护色剂为山西省农业科学院农产品加工研究所实验室试制；红富士、秦冠、嘎拉和国光苹果购自太原市场。

1.2苹果处理和干制

以红富士、秦冠、嘎拉和国光苹果作为原料，洗净后，4组苹果分别切片，然后浸泡在复合护色液中6 h，捞出，沥干水分，另外4组切片不做处理，8组苹果切片放入通风干燥烘箱中，温度为40 ℃，分别于0、4、8 h取出样品，研磨，加1 mL蒸馏水、少量石英砂和少许聚乙烯吡咯烷酮，在冰浴中研磨匀浆，4 ℃、9 000 r/min下离心30 min，取上清液置冰箱中保存，用于酶活性测定。

1.3酶活力测定

1.3.1超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性测定。

参照 Zhao等[5]氮蓝四唑法测定 SOD 活性，于波长560 nm 处测定吸光度值，结果以抑制氮蓝四唑的 50%为 1 个SOD 活性单位，单位U/g（FW）。参照Zhao等[5]紫外吸收法测定 CAT 活性，于波长240 nm 处每隔 30 s 记录吸光度值，连续监测 2.5 min，结果以减少 0.01 吸光度值为 1 个 CAT 活性单位，单位U/g（FW）。

1.3.2

PPO活性的测定。

①取干燥后的苹果切片 5.0 g 置于研钵中，分别加入 2.5 g 的聚乙烯吡咯烷酮以及45 mL的磷酸缓冲液（pH为7），同时加入海砂，研钵棒研磨，将研钵置于碎冰中，保持低温环境，抑制酶的活性。

②将研磨液用滤纸滤过，在 4 ℃低温下，以转速 130 000 r/min 离心10 min。

③提取上清液后，向 6 个比色杯中分别加入1.0 mL 样品上清液，再加入 1.0 mL 磷酸缓冲液（pH 5.8，浓度为100 mmol/L）。

④向其中一只比色杯中加入 1.0 mL 蒸馏水，作为空白试验对照，开始测定后，向置于分光光度计中的测定样品滴加质量分数 1%的邻苯二酚溶液1.0 mL，并开始计时，观察其活性变化值。

⑤利用分光光度计，在波长 420 nm 处，记录1 min PPO 吸光度的变化值，观察 5 min。

⑥测定值每变化 0.001 个单位时为1个吸光度单位 U，PPO 的活性值为 U/min。

1.3.3POD活性测定。

酶反应检测液组成：0.2 mol/L pH 5.0醋酸缓冲液1.95 mL，0.1%邻甲氧基苯酚1.00 mL，酶液0.02 mL，0.08%的过氧化氢溶液1.00 mL，加入过氧化氢30 s后在波长470 nm下测OD值。

2结果与分析

2.1复合护色剂对干制苹果片中SOD活性的影响

如表1所示，随着干制时间的延长，干制苹果片的SOD活性持续降低，干制时间8 h时SOD活性达到最低。与对照组相比，4种苹果在各处理点的酶活性均较高（4和8 h）。

2.2复合护色剂对干制苹果片中CAT活性的影响

如表2所示，随着干制时间的延长，干制苹果片的CAT活性迅速降低，到8 h时达到最低。与对照组相比，4种苹果在各处理点的酶活力均较高（4和8 h）。

2.3复合护色剂对干制苹果片中PPO活性的影响

如表3所示，随着干制时间的延长，干制苹果片的PPO活性迅速增加，到4 h时达到最大，之后PPO活性又开始下降，這可能与果肉中含水量降低，酶的活性被抑制有关。与对照组相比，4种苹果在各处理点的酶活性均较低。

2.4复合护色剂对干制苹果片中POD活性的影响

如表4所示，随着干制时间的延长，干制苹果片的POD活性迅速增加，到4 h时达到最大，之后POD活性又开始下降。与对照组相比，4种苹果在各处理点的酶活性均较低。

3结论与讨论

在该研究中，复合护色剂处理显著地提高了红富士、秦冠、嘎拉和国光苹果片中的SOD和CAT活性，抑止了PPO和POD活性。SOD是一种源于生命体的活性物质，广泛分布于各种生物体内，如动物、植物、微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由基的首要物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。CAT是催化过氧化氢分解成氧和水的酶，存在于细胞的过氧化物体内。CAT是过氧化物酶体的标志酶，约占过氧化物酶体酶总量的40%。几乎所有的生物机体都存在CAT，其普遍存在于能呼吸的生物体内，主要存在于植物的叶绿体、线粒体、内质网、动物的肝和红细胞中，其酶促活性为机体提供了抗氧化防御机理[6]。在干制过程中，氧化呼吸酶活性增加，一些与褐变相关的代谢产物如自由基迅速蓄积，而抗氧化酶如SOD、CAT活力迅速降低，结果果肉中的多酚类及氨基酸类等物质被氧化褐变；复合护色剂的处理能在一定程度上抑制抗氧化酶的活力衰减，有效抑制果肉的褐变[7]。

植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在酚-醌中保持着动态平衡，當细胞组织被破坏后，氧就大量侵入，造成醌的形成和其还原反应之间的不平衡，于是发生了醌的积累，醌再进一步氧化聚合，就形成了褐色素，称为黑色素或类黑精。PPO是发生酶促褐变的主要酶，存在于大多数果蔬中。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，还会导致风味和品质下降，特别是在热带鲜果中，酶促褐变导致的直接经济损失达50%。在4种被复合护色剂处理的苹果中，PPO的活性均被有效抑制，这表明多酚的氧化能被有效地抑制[8-9]。在4种被复合护色剂处理的苹果中，POD的活性均被有效抑制，PPO能催化过氧化氢氧化酚类，产物为醌类化合物，此化合物进一步缩合或与其他分子缩合，产生颜色较深的化合物，这表明多酚类等易褐变的物质的氧化能被有效地抑制[10-11]。

参考文献

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