理论教育 温度对PPO活性的影响-多酚氧化酶导论

温度对PPO活性的影响-多酚氧化酶导论

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:温度是另一个显著影响PPO催化活性的因素。温度的变化也可能影响氧气的溶解度,而氧气是PPO进行催化活性所必需的底物。也有例外,当温度为80和100℃时,葵花籽PPO活性的丧失并不遵循一级反应动力学;当温度低于65℃时却遵循一级反应动力学。对葡萄PPO热稳定性研究表明,65℃,20 min后酶活性降低50%,75℃15 min后酶完全失活。在60℃下,苹果PPO的半衰期为30 min。

温度对PPO活性的影响-多酚氧化酶导论

温度是另一个显著影响PPO催化活性的因素。众所周知,低温下反应物分子的动能减少,导致较慢的反应;而高温则破坏酶分子三维结构的完整性,严重时可以使酶变性。温度的变化也可能影响氧气的溶解度,而氧气是PPO进行催化活性所必需的底物。

不同植物来源的PPO其最适温度不同。苹果香蕉和芒果中的PPO活性在30℃达到最佳;可可豆向日葵在特定的实验条件下,最适温度为45℃;生菜和葡萄PPO最适温度分别在25~35℃和25~45℃变化。在最适温度点以上或以下,酶活性逐渐降低。与其他植物来源相比较,草莓和黄瓜的PPO有较高的最适温度。反应底物也会影响最适反应温度。在野蔷薇提取液中,以单酚为底物时最适反应温度高于以二元酚和三元酚底物,该酶与儿茶酚反应最适温度为25℃,焦性没食子酸为15℃,酪氨酸为60℃,对甲酚为65℃。

不同来源的PPO热失活过程大多遵循一级反应动力学(iyido an and Bayindirli,2004)。也有例外,当温度为80和100℃时,葵花籽PPO活性的丧失并不遵循一级反应动力学;当温度低于65℃时却遵循一级反应动力学。相关研究对一系列苹果品种栽培中的PPO分别加热至68、73和78℃以研究苹果的热钝化动力学,结果显示PPO活性先上升,这应该是潜伏态形式激活所致,然后随加热继续酶活性降低,并遵循一级动力学模型;这一研究结果还突出了各苹果品种的热稳定性差异,如阿马西PPO热稳定性低于红星苹果PPO;此外,在组织中酶的多重形式也导致了热稳定性差异,如图2-3所示。

(www.daowen.com)

图2-3 pH和SDS对PPO活性的影响

4-MC,4-methylcatechol;TBC,tert-butylcatechol;without(·)and with(o)SDS for apple assays(from Marques et al.,1995);with(·)and without(o)SDS for broad bean assays(from Jimenez and Garcia-Carmona 1996).

在不同的植物来源中酶失活所需的时间和温度差异显著。对葡萄PPO热稳定性研究表明,65℃,20 min后酶活性降低50%,75℃15 min后酶完全失活。在60℃下,苹果PPO的半衰期为30 min。莴苣和可可豆PPO具有相对热稳定性,70℃热处理5 min尚未影响生菜PPO活性,而在90℃,5 min后酶完全失活(Gawlik-Dziki and Złotek et al.,2008)。芒果皮PPO也相对稳定,需要在80℃下超过15 min,才会丧失50%活性(Cheema and Sommerhalter,2015)。PPO热稳定性还受测定酶活性时所用底物性质的影响,猕猴桃提取物中PPO以(+)儿茶素为底物时热稳定性强于以邻苯二酚底物(Park and Luh,1985),在反应体系所含的蔗糖和盐对甘薯PPO酶的热变性具有保护作用(Lourenco and Neves et al.,1992)。

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