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多酚氧化酶在食品中的研究进展
摘要：多酚氧化酶（PPO）存在于许多种类的食品中，是引起食物褐变的主要
因素，酶促褐变严重影响了食品的感官品质，使得食品的保质期缩短和价值显著降低，不少新鲜食品的销售市场因此受到限制[1]。本文介绍了多酚氧化酶的酶学性质以及相应的抑制方法，并对其应用做出论述。
关键词：多酚氧化酶；性质；抑制方法；应用
多酚氧化酶（PPO）是自然界中分布十分广泛的一类末端氧化酶，属于铜金属酶类，其化学性质稳定，是植物叶子、果实等发生褐变的主要作用酶类[2]。此外，还会引起食品的褐变，损害食品的感官风味质量[3-4]。PPO普遍存在于植物、昆虫和真菌之中，甚至在腐烂的植物残渣上都还可以检测到它的存在。因此该酶与果蔬的加工品质密切相关，科学家们很早就开始对它进行深入彻底的研究[5-6]。
农产品的酶促褐变与多酚氧化酶活性和含量密切相关。这方面研究很多，酶促褐变不仅影响产品外观、风味、营养和加工性能，而且大大降低耐贮性，尤其对肉色较浅且容易碰伤的水果和蔬菜影响更为严重，产生的经济损失更大[7-9]。通常 PPO 与底物被区域化分开，PPO 在质体中以潜伏状态存在，而PPO 的底物存在于液泡中。只有当植物体内发生生理紊乱或组织受损时，PPO 与底物的亚细胞区域化才被打破，PPO 底物被激活产生黑色或褐色的沉积物，这是果蔬等农产品酶促褐变的主要原因[10]。
1、多酚氧化酶的酶学性质
与多酚氧化酶酶学性质的主要研究内容有：酶的分离和纯化、测定酶促反应的速度、了解影响酶促反应的因素等等[11]。
在分离和纯化时，一般是进行纯化，再将纯度高的PPO酶液进行酶学的性质研究[12-13]。PPO活性检测则一般通过测定产物生长速度（初速度）来测定，通过采用分光光度法，即在一定波长下测定从醌生成的色素的吸光度，再根据吸光度来定义酶的活性大小[14]。目前，已知的影响PPO酶促反应速度的因素主要有：温度、同一底物不同浓度、不同的底物、pH值、激活剂、抑制剂等[15]。
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2、抑制多酚氧化酶褐变的常用方法
2.1 热处理法
PPO的活性在70℃以上的短时间高温条件下即可被有效钝化。目前，短时间高温处理是最常使用的抑制褐变的方法。但如果不能在极短的时间内达到钝化酶的要求，就会因为加热过度而影响成品质量。如果热处理不彻底，则该法不能起到抑制褐变的作用，因为它有助于酶和底物的接触[16]。 2.2 超高压处理
超高压又称液态高静压，以水和矿物油作为传递压力的介质，施加高静压( 100-1000MP) ，并维持一定时间后可以改变食品的物化特性和化学反应速度，达到杀菌和改变酶活性的一种加工方法。和热协同处理可以减少果蔬中热敏物质的流失，低温热处理即可达到显著性钝化PPO的效果，但不同的压力可对PPO的活性产生抑制或激活作用[17-19]。 2.3 酸处理
大多PPO的最适pH都在6.0-7.4。在pH值不断下降的过程中，多酚氧化酶的活性也逐渐下降。当pH小于3.0时，其活性几乎完全丧失，故用调酸的方法降低pH值也可以有效抑制多酚氧化酶的褐变[20]。 2.4 振动
振动胁迫在一定程度上也对PPO有抑制作用，肖丽娟等研究发现水蜜桃果实在贮藏过程中，振动处理组PPO活性始终高于对照组，并且振动时间越长PPO活性越高，茶叶初制加工过程中，经振动处理的茶鲜叶PPO活性会迅速降低，振动强度越大，下降越快[21-22]。 2.5 加入适量抑制剂
Vc、L-Cys、异Vc钠都对PPO表现出极强的抑制效果。因此，加入适量的抑制剂来抑制PPO的活性是控制酶促褐变的有效途径之一[23-24]。 2.6 脉冲电场
脉冲场通过电场强度的变化改变PPO的二级结构，影响其构象从而使酶灭活，而且酶的残余活性随着磁场强度和脉冲数的增加而逐渐降低，最高灭活率可达 90%以上[25-26]。 2.7 SO2或亚硫酸盐处理
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SO2会抑制多酚氧化酶的活性，将醌还原为酚，此外，SO2与羰基会发生加成反应而防止了羰基化合物的进一步聚合，但是SO2及亚硫酸盐必需是在安全合理的范围内使用，否则会造成对机体的伤害[27]。 2.8 微波辐照
微波灭酶处理具有热特性和非热特性。辐照对茶叶中PPO活性的抑制程度受剂量影响，低于或高于最佳剂量均不能达到理想的效果，辐照处理协同理化因子调控可提高对酶活力的抑制程度，研究表明3kCy 辐照剂量与适宜pH复合处理能够抑制梨汁中 92%的PPO活性，微波作用改变酶液中的键合作用，从而改变蛋白质的构象，体系在生物效应和热效应的双重作用下，PPO活性被迅速钝化
[28-31]
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3、多酚氧化酶的应用
3.1 在微生物层面的多酚氧化酶—漆酶的应用
因为漆酶没有毒副作用，所以可以将它应用于食品工业的研究。漆酶不仅可以改善饮料、啤酒的风味和质量问题，在食用菌研究方面也有很大的价值，使食用菌的液体培养成为可能[32]。
3.2 多酚氧化酶在红茶制作中的重要作用
多酚氧化酶可以催化氧化儿茶素类物质形成茶黄素类色素，茶黄素类色素对红茶色、香、味等品质的形成具有关键作用。此外，在制作速溶红茶时，添加适量的PPO可增加可溶性物质的含量，提高红茶制作率。同时，可以减轻红茶的苦涩味，提高速溶红茶的风味品质[33-34]。 3.3 可作为花生是否发生霉变的评价依据
当花生的霉变等级为0级阶段时，其多酚氧化酶的活力最高，随着花生霉变过程的进行，花生多酚氧化酶的活力也逐渐降低，并出现负增长趋势。当霉变等级达到1级时，酶的活力减少率达到38.5%，故可以通过测定花生中的PPO活力来判断花生是否发生霉变[35]。 3.4 在烟草农业研究热点方面
可以考虑开发既能适当抑制PPO对酚类物质的催化氧化，又可增加PPO抗性的抑制剂。目前，全球对烟草病毒病常规抑制剂的研究进展十分缓慢，在次情况下，从PPO这种特殊病程相关蛋白入手开发新的农药可以为烟草病害的防治
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提供新的方法[36]。
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