黑龙江东方学院

食 品 化 学 综 合 设 计 实 验

实验题目：果蔬褐变机制及其防止初探

果蔬褐变机制及其防止初探

摘　　要

介绍酶促褐变的机理及与褐变相关的酶,并从物理、化学等方面介绍了一些新近发展的酶促褐变抑制方法。鲜切马铃薯由于切分造成机械损伤导致组织细胞破裂,使细胞内的化学成分在酶的作用下相互作用,迅速产生褐变,引起外观色泽的变化,同时改变风味,造成营养物质损失,降低鲜切马铃薯的商品价值和食用价值。本实验研究选用新鲜马铃薯为试材,探讨引起鲜切马铃薯褐变的多酚氧化酶的部分特性,有针对性的配合控制鲜切马铃薯褐变的护色剂和控制微生物生长的化学和物理方法,延长鲜切马铃薯的贮藏期。

关键词：鲜切马铃薯；酶促褐变；机理；控制

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目　　录

摘　　要....................................................................................................................................... I

1 前言.......................................................................................................................................... 1

1.1 褐变................................................................................................................................... 1

1.1.1 酶褐变的酶类............................................................................................................ 1

1.1.2 酶促褐变的条件........................................................................................................ 1

1.2 研究的目的和意义........................................................................................................... 2

1.2.1 研究目的.................................................................................................................... 2

1.2.2 研究意义.................................................................................................................... 2

2 材料与方法.............................................................................................................................. 3

2.1 实验材料........................................................................................................................... 3

2.1.1 实验原料.................................................................................................................... 3

2.1.2 实验试剂.................................................................................................................... 3

2.2 实验设备........................................................................................................................... 3

2.3 实验方法........................................................................................................................... 3

2.3.1 多酚酶（PPO）液的提取和分离............................................................................ 3

2.3.2 PPO活力的测定........................................................................................................ 4

3 结果与讨论.............................................................................................................................. 5

3.1 热烫对鲜切马铃薯褐变的影响....................................................................................... 5

3.2 亚硫酸钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响....................................................................... 5

3.3 抗坏血酸溶液对鲜切马铃薯褐变的影响....................................................................... 6

3.4 氯化钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响........................................................................... 7

结　　论...................................................................................................................................... 8

参考文献...................................................................................................................................... 9

致　　谢.................................................................................................................................... 10

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果蔬褐变机制及其防止初探

1   前言

1.1   褐变

褐变反应是食品加工中最普遍存在的一种变色现象，按其发生机制分为酶促褐变和非酶褐变两大类。对酶促褐变机理的研究，目前国内外比较接受的是酚、酚酶的区域性分布假说。酚类物质和酶在细胞内通过一系列膜系统实现区域划分布，使酶和底物相互接触而引起果蔬褐变。褐变多发生在较浅色的水果和蔬菜中，如苹果、香蕉、杏、樱桃、葡萄、梨、桃、草莓和土豆等，在组织损伤、削皮、切开时细胞膜破裂，相应的酚类底物与酶接触，在有氧情况下，发生酶促褐变。介绍与你所做实验内容有关的知识或资料。

1.1.1 酶褐变的酶类

催化酶促褐变的酶类主要为多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）。PPO活性的最适PH值为5.0~7.0，有较强的耐热性，可被有机酸、硫化物、金属离子螯合剂、酚类底物类似物所抑制。POD在H2O2存在下迅速氧化多酚物质，可与PPO协同作用加剧果蔬褐变。

1.1.2   酶促褐变的条件

酶促褐变主要取决于果蔬中丹宁的含量，果汁中丹宁含量0.045%以下时，在空气中静置3h~4h时并不变色，而当其含量超过0.11%时，在空气中变色迅速。酶促褐变必须同时具备3个条件，即酚类物质、多酚氧化酶和氧。如柠檬、柑橘、菠萝、葡萄柚、西瓜、番茄等，因缺少诱发褐变的酶，故不易发生酶促褐变。

含有多酚类的果蔬在多酚氧化酶的催化下，首先氧化成邻醌；然后邻醌或未氧化的邻二酚在酚羟基酶催化下进行二次羟基化作用，生成三羟基化合物；邻醌再将三羟基化合物氧化成羟基醌；羟基醌易聚合而生成黑色素。 

1.2   研究的目的和意义

1.2.1 研究目的

1.                观察加工过程中物料的褐变状况。要求采用不同的防止褐变措施，观察防止褐变的结果。

2.                通过实验进一步认识食品在贮存和加工过程中各类型褐变的机理、反应的途径，防止褐变应采用的措施。

1.2.2 研究意义

过去鲜切蔬菜的酶研究集中于酶活性的测定，但传统PPO酶活性的测定受到PPO酶易氧化失活及过氧化物酶的干扰等因素的影响，本研究从编码褐变关键酶基因mRNA含量的角度研究褐变抑制与酶的关系，深入揭示了褐变抑制机理，为进一步从分子生物学研究鲜切蔬菜褐变奠定了基础。

2   材料与方法

2.1   实验材料

2.1.1   实验原料

新鲜的马铃薯：哈尔滨当地购买

2.1.2   实验试剂

2.2   实验设备

2.3   实验方法

2.3.1 多酚酶（PPO）液的提取和分离

将马铃薯快速去皮，切成厚度1~2mm的簿丝。

1.称取马铃薯样品5g，共5份，至于烧杯中，放入60摄氏度水浴锅中热烫，时间分别为0s,30s,45s,60s,75s;

2.称取5g马铃薯样品，共5份，放入预先配置的一定浓度（分别为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%)的抗坏血酸溶液，浸渍两分钟后取出，

3.称取5g马铃薯样品，共5份，放入预先配置的一定浓度（分别为0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%）的亚硫酸钠溶液，浸渍2分钟后取出；

4.称取马铃薯样品5g，共5份，放入预先配置的一定浓度（分别为0、1%、1.5%、2.0%和2.5%）的NaCl溶液，浸渍2分钟后取出。

将以上处理后的马铃薯取出，加少许预先冷藏的混合磷酸盐缓冲液（PH值为6.0），水浴研磨，然后加入10ml磷酸盐缓冲液，于4摄氏度静置20min，上清液即为PPO粗酶液。

粗酶液先经10ml丙酮沉淀，取沉淀，然后往沉淀中加入磷酸盐缓冲液50ml，制成纯酶液并置低温4摄氏度下备用

2.3.2 PPO活力的测定

取混合磷酸缓冲液（PH值为6.0）1.5ml，加入1ml浓度为0.02mol/L的邻苯二酚溶液，先于30摄氏度保温5min，再加1ml的待测酶液，迅速混匀后在波长410nm处测定吸光度。每隔1min记录1次吸光度，共记录3min，重复测定3次。一个活力单位（U）定义为测定条件下每分钟引起吸光度改变0.001所需的酶量。

3   结果与讨论

3.1  热烫对鲜切马铃薯褐变的影响

热烫对鲜马铃薯褐变的结果见表3-1。

表3-1 热烫对鲜切马铃薯褐变的影响

图3-1 热烫对鲜切马铃薯褐变的影响.      

由表3-1可知热烫为1分钟时抑制马铃薯褐变效果最好。

3.2   亚硫酸钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响

亚硫酸钠溶液对鲜马铃薯褐变结果见表3-2。

表3-2 亚硫酸钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响

图3-2 亚硫酸钠溶液浓度对鲜切马铃薯褐变的影响    

由表3-2可知，当亚硫酸钠溶液浓度为2.0%时抑制马铃薯褐变的效果最好。

3.3   抗坏血酸溶液对鲜切马铃薯褐变的影响

抗坏血酸溶液对鲜切马铃薯褐变结果见表3-3

表3-3 抗坏血酸溶液对鲜切马铃薯褐变的影响

图3-3 抗坏血酸对马铃薯褐变的影响     

从表3-3中可知,抗坏血酸溶液对鲜切的马铃薯褐变的效果不明显.

3.4 氯化钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响

 氯化钠溶液对鲜切马铃薯褐变结果见表3-4

表3-4 氯化钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响

图3-4 氯化钠溶液的浓度对鲜切马铃薯褐变的影响

从表3-4可知，当氯化钠溶液为2.5%，时抑制马铃薯褐变效果最好。

千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。

结　　论

研究了马铃薯褐变机制的条件，得出了如下结论：

（1）热烫1分钟对马铃薯褐变抑制的效果最好。

（2）亚硫酸钠溶液浓度为2.0%时抑制马铃薯褐变的效果最好。

 (3) 氯化钠溶液浓度为2.5%时抑制马铃薯褐变的效果最好。

通过结论，做出成品：

将马铃薯快速去皮，切成1~2mm的薄片，先热烫1分钟，然后依次浸渍在浓度为2.0%的亚硫酸钠溶液，2.5%的氯化钠溶液中2分钟，再烘干，制成成品土豆干。效果如下图片。

(烘干前)

（烘干后）

参考文献

[1] 付湘晋．我国天然黑色素资源研究概况[J]．粮食与油脂，2005（12）：42-45

[2] 王平，孙慧．黑米、黑豆、黑芝麻中几种微量元素含量的测定[J]．鞍山师范学院学报，2000（2）：95-98

[3] 赵晋府.食品工艺学[M].中国轻工业出版社，2001：108-137

［4］何国庆，丁立孝。食品酶学[M]。北京：化学工业出版社，

致　　谢

感谢指导老师姚晶老师为我们组指导了此次实验，纠正了我们的不足。感谢同组艾丽娜同学，为我们查找资料，做PPT。感谢同组初晓宇同学，为我们讲PPT并带领同组人做实验。感谢同组人的认真努力，因为有了合作的精神才把实验做好。更感谢指导老师和同班同学给予我们组的支持。

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