鲜切果蔬酶促褐变关键酶的研究进展

新鲜果蔬经过切割处理后,产生的机械伤害会刺激诱导表面组织发生酶促褐变反应,而使鲜切产品的感官品质下降、货架期显著缩短.鲜切果蔬的外观色泽变化主要是由酶促褐变引起的,起主要作用的关键酶有:多酚氧化酶(PPO),过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、脂氧合酶(LOX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等.本文就近几年有关鲜切果蔬酶促褐变发生中一些关键酶的作用机理进行了综述,为鲜切果蔬酶促褐变的控制和质量保持提供理论参考.     

鲜切甘薯酶促褐变调控的研究

采用不同浓度的D-异抗坏血酸钠和柠檬酸分别处理鲜切甘薯,研究其在10℃贮藏过程中的酶促褐变反应,揭示不同褐变抑制剂对鲜切甘薯酶促褐变的调控机制。结果表明,0.5%～1.5%D-异抗坏血酸钠和低浓度(0.01%～0.03%)柠檬酸均延缓了鲜切甘薯酶促褐变的发生,有效抑制了PPO和POD的活性,降低了总酚含量;但高浓度(≥0.05%)柠檬酸处理反而加速了酶促褐变反应的进行。比较两种褐变抑制剂,D-异抗坏血酸钠抑制效果更好,其最佳浓度为1.0%。     

茉莉酸甲酯处理抑制鲜切梨褐变机理的研究

为探索鲜切果蔬保鲜的新途径,以鲜切水晶梨为试材,研究了不同浓度的茉莉酸甲酯对常温下贮藏的鲜切梨酶促褐变的影响。结果表明,梨经过鲜切后,相对电导率快速上升,多酚含量和PPO活性增加而发生酶促褐变,L^＋值逐渐下降;而且切割伤害加剧了膜脂过氧化,进而诱导了POD、SOD、CAT活性的增加以清除过剩的自由基,提高果实的抗逆性。而茉莉酸甲酯处理保护了细胞膜结构,抑制了酚类物质外泄和PPO活性,减弱了酶促褐变的趋势;同时它也延缓了POD、SOD、CAT活性的上升以维持较长时间清除自由基的能力,从而推迟了膜脂过氧化的进程。尤其是1μmlol／L的茉莉酸甲酯处理更有效地保持了鲜切梨的贮藏品质,延迟了梨果实的衰老进程。     

不同贮藏温度下鲜切甘薯的生理生化变化

研究了鲜切甘薯在18、10、4℃下贮藏期间生理生化的变化。测定了呼吸强度、总酚含量、MDA、相对电导率、颜色饱和度及亮度,以及PPO、POD、PAL、CAT、SOD的活性。结果表明:切割伤害导致鲜切甘薯呼吸强度增大,引发膜脂过氧化程度加深,MDA含量和相对电导率增加。随着贮藏时间的延长,PAL活性呈现上升趋势,其催化底物总酚也随之增加,与果蔬组织褐变相关的PPO、POD等酶活性也相应增大。抗氧化体系的两种主要酶SOD、CAT变化趋势相近。低温贮藏能够有效地保持鲜切甘薯的感官品质,并能在一定程度上控制生理生化的变化。     

鲜切果蔬酶促褐变关键酶研究进展

机械伤使得鲜切果蔬在生理生化方面出现各种变化,导致果蔬贮藏期间品质下降,其中酶促褐变是导致鲜切果蔬贮藏品质下降的重要原因之一。本文主要介绍了鲜切果蔬酶促褐变过程中4个关键酶,即多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、脂肪氧合酶(LOX)和过氧化物酶(POD)的特性、作用机理以及影响酶活性的因素,以期为进一步研究鲜切果蔬酶促褐变的机理及酶促褐变的控制方法提供理论基础。     

不同贮藏温度下鲜切紫甘薯褐变相关因素研究

为研究鲜切紫甘薯的褐变条件与机理,本文对不同贮藏温度下(4和12℃)的鲜切紫甘薯的褐变程度、褐变相关酶活力以及褐变底物酚类物质进行分析。结果表明,12℃贮藏组的鲜切紫甘薯褐变度始终显著高于4℃贮藏组(P<0.05)。贮藏期间,褐变重的鲜切紫甘薯多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性更高,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量更多。2~8 d,不同贮藏温度下鲜切紫甘薯绿原酸和阿魏酸含量显著不同(P<0.05),因此推断褐变相关酶活性、膜脂过氧化程度以及酚类物质含量可能是引起鲜切紫甘薯褐变的关键因素。通过相关性分析,多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)是引起鲜切紫甘薯褐变的关键酶。绿原酸和阿魏酸是鲜切紫甘薯褐变的主要底物。     

乙醇冷藏处理对鲜切马铃薯酶促褐变的抑制及其机理研究

以鲜切马铃薯为原料,研究了乙醇处理对其多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性、褐变指数(BI)和丙二醛(MDA)含量的影响,以及酶促褐变底物L-酪氨酸和L-多巴的紫外和红外光谱图的变化来研究乙醇处理对鲜切马铃薯酶促褐变抑制机理。结果表明,分别用4%、5%、6%体积分数的乙醇溶液处理后的鲜切马铃薯在贮藏过程中,PPO活性、POD活性、BI值和MDA含量均低于对照组,且5%体积分数的乙醇溶液处理对酶促褐变的抑制效果最优;通过酶促褐变底物的紫外及红外光谱图可知,乙醇溶液处理对马铃薯酶促褐变的底物的结构没有产生影响,由此可知,乙醇溶液是通过抑制PPO、POD等相关酶的活性来抑制鲜切马铃薯的酶促褐变。     

紫甘薯贮藏期间多酚氧化酶活性及褐变强度变化的研究

紫甘薯皮部组织中PPO活性和褐变强度均高于整块和心部.两者显著正相关,相关系数r=0.9895.鲜切紫甘薯PPO活性在贮藏初期有所上升,第3d达活性高峰.此后随着贮藏时间的延长而逐渐下降.贮藏期间样品的褐变度随时间的延长而增加,前3d的褐变十分迅速.分析表明,贮藏期间BD与PPO活性负相关,相关系数r=-0.8747.可知贮藏期间紫甘薯褐变主要是由多酚氧化酶引起的酶促褐变.     

植物果蔬的褐变及抑制的研究

酚类物质、酶、活性氧是植物果蔬发生酶促褐变的物质条件,控制氧含量、减少底物浓度或降低酶活性都可以抑制酶促褐变。植物果蔬的酚类物质在多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)等酶的协同催化下发生褐变,降低营养成分,丧失商品价值,造成经济损失。鲜切果蔬行业前景广阔,近年来国内外在鲜切果蔬的护色保鲜方面取得丰硕的研究成果,但是寻找绿色安全的褐变抑制剂是一项复杂的工作,还需要深入科学研究。     

鲜切甘薯酶促褐变机理的研究

鲜切甘薯中的酚类物质以游离酚(FP)为主,占总酚(TP)的90%左右。贮藏过程中FP和TP均呈先上升后下降的变化规律,且其比值(FP/TP)稍有增加。鲜切甘薯多酚氧化酶(PPO)活性在切分后有所增加至第3d达最大而后下降直到贮藏结束,与TP和FP的变化呈同步性,而过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性则基本保持不变。鲜切甘薯PPO的最适反应温度为15.2℃,且在该温度下较为稳定,另在50℃处有一肩峰。PPO的最适pH值为4.4,pH4.0以下或者8.5以上PPO活性迅速下降。NaHSO3、CA、EDTA-2Na和VC对鲜切甘薯PPO均有不同程度的抑制效果。甘薯PPO对不同底物的酚类物质亲和力依次为儿茶酚>焦性没食子酸>绿原酸>酪氨酸>苯酚>愈创木酚。鲜切甘薯中主要的酚类物质和酶促褐变底物为绿原酸。     

鲜切甘薯不同部位褐变机理差异

以‘渝薯17’甘薯为实验材料,将鲜切甘薯分为皮部、周边以及中心3个部位。通过对冷藏过程中鲜切甘薯不同部位褐变情况、褐变底物酚类物质含量、褐变相关酶活力的比较研究,探讨鲜切‘渝薯17’不同部位的褐变机理及差异。结果表明,绿原酸是甘薯褐变的主要底物,鲜切甘薯不同部位褐变存在差异,皮部褐变最严重,周边次之,中心最弱。皮部总酚和游离酚含量均显著高于周边和中心组织(P0.05),其中主要底物绿原酸含量为周边和中心组织的3~4倍。多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)是引起皮部组织褐变的主要酶,苯丙氨酸解氨酶对酚类物质的积累起促进作用;周边组织褐变由PPO和过氧化物酶(peroxidase,POD)协同作用催化;中心组织褐变则主要由POD引起。     

硫代乙酸糠酯对鲜切茄子褐变的抑制作用

为延缓鲜切茄子在贮藏过程中的酶促褐变并延长其货架期,以鲜切茄子为试材,研究了最适浓度硫代乙酸糠酯（Furfuryl thioacetate,FT）处理对鲜切茄子感官质量评价、褐变度、褐变相关酶活性、总酚和醌含量及总抗氧化能力的影响。结果表明：0.64 mmol/L FT处理可抑制在低温贮藏条件下鲜切茄子的褐变,较好地保持其总体感官质量,延长鲜切茄子货架期至第5 d。进一步研究表明,与对照相比,0.64 mmol/L FT处理可以抑制鲜切茄子多酚氧化酶（Polyphenol oxidase,PPO）和过氧化物酶（Polyphenol oxidase,POD）的活性,提高苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonialyase,PAL）的活性和DPPH自由基清除率,降低总酚和醌的含量。因此,FT作为一种新型褐变抑制剂能较好地延缓鲜切茄子的褐变并延长其货架期。     

鲜切甘薯高效化学褐变抑制剂组合的筛选

试验筛选了鲜切甘薯能取代亚硫酸盐的化学褐变抑剂组合,分析了其对甘薯贮藏期间PPO活性和褐变度的影响。研究结果表明0.2%L-Cys+0.30%CA+0.15%EDTA-2Na+0.30NaCl组合抑制褐变效果最好,各因素对鲜切甘薯抑制褐变效果的主次顺序为A>B>C>D。该褐变抑制剂组合能够显著抑制鲜切甘薯贮藏期间PPO活性,对鲜切甘薯组织的褐变有明显延缓作用。     

Identification of the miRNAs and their target genes involved in fresh-cut potato browning inhibition by nitrogen

Browning decreases the quality and shortens the shelf life of fresh-cut potato, causing enormous economic losses. This study indicated that nitrogen treatment could inhibit this browning process. However, whether microRNAs (miRNAs) are involved in inhibiting the fresh-cut potato browning by nitrogen remains unclear. Therefore, nine small RNA libraries were constructed and performed high-throughput sequencing using fresh-cut potatoes from control and nitrogen-treated for 1 h groups at 25 °C to identify the miRNAs and their target genes involved in fresh-cut potato browning inhibition by nitrogen. The results revealed that four common differentially expressed miRNAs (DEmiRNAs) were identified as associated with browning. The correlation analysis indicated that fresh-cut potato browning was closely related to the expression of DEmiRNAs and their potential target genes. The miR172d targeting APETALA2/ethylene response factor and phospholipase D, miR482e targeting ATPase GET3-like, and PC-3p-17015_391 targeting stachyose synthase are vital in the nitrogen inhibited fresh-cut potato browning by regulating the ethylene signalling pathway, membrane lipid metabolic process, ATPase activity, and carbohydrate metabolic process. This study provides new insights into fresh-cut potato browning inhibition and helps to improve the quality of fresh-cut potato using nitrogen.     

酸性电解水对鲜切马铃薯酶促褐变抑制效果研究

研究了酸性电解水对鲜切马铃薯酶促褐变的抑制效果,并进一步探究了影响酸性电解水抑制酶促褐变效果的外因。通过比较几种方式处理的马铃薯切片在不同贮藏期的褐变度,结果表明,与无处理相比,3种指标的酸性电解水均能够显著(P<0.05)抑制鲜切马铃薯的酶促褐变,其抑制效果与草酸(20mg/L)、柠檬酸(20mg/L)相当。同时研究发现,处理时间、酸性电解水的温度、处理方式(静止浸泡、流水冲洗、振荡)对酸性电解水的褐变抑制效果均产生影响,而料液比变化对酸性电解水的褐变抑制效果影响不大。处理时间为15min,酸性电解水温度为40℃,振荡处理酸性电解水的褐变抑制效果好,且振荡速度越大,效果越好。     

热风预处理对冷藏鲜切双孢蘑菇生理生化性质的影响

为延长鲜切双孢蘑菇的货架期,研究不同时间热风预处理(40℃、相对湿度85%)对冷藏(4℃、相对湿度85%)鲜切双孢蘑菇生理生化指标的影响。结果表明,热风处理5~10 min可显著降低鲜切双孢蘑菇过氧化物酶、多酚氧化酶活性,提高苯丙氨酸解氨酶活性和总酚含量,抑制超氧阴离子自由基产生速率,显著提高超氧化物歧化酶活性和抗坏血酸含量,延缓抗坏血酸过氧化物酶活性的下降速率,以上结果表明,适宜热风处理可抑制鲜切双孢蘑菇酶促褐变的发生、抑制活性氧代谢、提高其抗氧化能力,最终延缓其衰老进程。相关性分析表明,鲜切双孢蘑菇褐变由酶促褐变和非酶促褐变所引起,而热风处理是通过抑制酶促褐变来延缓褐变发生的。     

可食性涂膜包装对鲜切马铃薯褐变抑制的研究

选用卡拉胶、壳聚糖、海藻酸钠为主要原料作为涂膜原料,对马铃薯进行涂膜处理。低温下冷藏,分别对马铃薯进行褐变度、色差值、多酚氧化酶活性及感官色泽测定。并与马铃薯护色剂处理作对照,以比较其褐变抑制效果。     

生姜提取液对鲜切马铃薯贮藏品质的影响

以鲜切马铃薯为原料,探索不同浓度的生姜提取液对其贮藏品质的影响,试验采用0.05%、0.10%、0.50%和1.00%的生姜提取液浸泡鲜切马铃薯,以蒸馏水为对照,在4℃下贮藏5 d,通过测定失重率、褐变度、可溶性固形物含量、还原糖含量和多酚氧化酶(PPO)活性来综合评价生姜提取液的最佳浓度。结果表明,0.50%生姜提取液对鲜切马铃薯的贮藏品质维持最好。0.50%生姜提取液处理能显著降低鲜切马铃薯的失重率和褐变度,减缓还原糖的上升速率,减少了可溶性固形物的损耗,有效抑制了PPO活性,较好地保持了鲜切马铃薯的品质,延缓了鲜切马铃薯的褐变。因此,生姜提取液可以作为鲜切马铃薯的护色保鲜剂。