酚类化合物是PPO的主要底物。不同植物来源中，天然酚类物质的种类和相对浓度差异很大。例如，儿茶素是一种重要的酚类化合物，而绿原酸则存在于苹果（Awad and de Jager et al.，2000）、马铃薯（Andre and Oufir et al.，2007）和甘薯（Teow and Truong et al.，2007）中。果肉中的酶促褐变是由于内源性PPO氧化酚类化合物、多巴胺所致。儿茶素、表儿茶素和咖啡酸衍生物被认为是水果PPO常见的天然底物。相关研究表明，不同的酚类化合物表现出不同程度的褐变。以葡萄为例，单体儿茶素和二聚原花青素的褐变颜色比其他酚类物质更深（Yilmaz and Toledo，2004）。另有相关报道称，苹果褐变的主要贡献者是儿茶素（Holderbaum and Kon et al.，2010）。

在不同的植物中，以多巴胺为底物时，PPO的活性水平有较大的变化。这些差异可能源于不同植物PPO的底物特异性。不同植物来源中各类型底物所对应的PPO活性。PPO对特异亲和该酶的底物具有高活性，一般而言，侧链的性质，羟基基团数以及它们在苯环中的位置对酶的催化活性有很大影响。苹果PPO对酪氨酸的活性比对邻苯二酚的活性要低很多（Holderbaum and Kon et al.，2010），这也是苹果PPO的典型特点。(www.daowen.com)

PPO底物特异性取决于物种及栽培品种。例如，DeChaunac葡萄PPO催化的底物中，咖啡酸比其他结构相似的底物更易于被氧化，以4-甲基邻苯二酚和绿原酸为底物时，PPO活性相对较高。然而，Koshu葡萄中，PPO对绿原酸的活性最高，咖啡酸和儿茶酸则相对较低；而对于Concord葡萄，PPO催化氧化邻苯二酚的速率高于咖啡酸。此外，在同型组织中PPO的同工酶可能表现出不同的底物特异性，并影响该酶对单酚和邻苯二酚的相对活性。例如，在香蕉芽提取物中分离出两个对多巴胺具有最大相对活性的同工酶，但它们对绿原酸、L-多巴胺和（＋）-儿茶素具有不同的活性表现（Yoruk and Marshall，2003）。