理论教育 多酚氧化酶导论:预防食品工业中的酶促褐变及加热过程的影响

多酚氧化酶导论:预防食品工业中的酶促褐变及加热过程的影响

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:预防或抑制酶促褐变一直是食品工业中的一项重要课题。PPO诱导水果、蔬菜和海鲜发生的有害褐变造成巨大的经济影响,为了保证产品质量以及延长产品贮藏寿命,控制褐变发生非常必要。同时,加热过程也会破坏食品组分。然而,这项技术的发展将取决于实验者对不同的植物来源的PPO基因的了解程度,并且还必须同时消除消费者对转基因食品的抵制。

多酚氧化酶导论:预防食品工业中的酶促褐变及加热过程的影响

预防或抑制酶促褐变一直是食品工业中的一项重要课题。每年因酶促褐变致使数百万美元的农作物损失。PPO诱导水果蔬菜海鲜发生的有害褐变造成巨大的经济影响,为了保证产品质量以及延长产品贮藏寿命,控制褐变发生非常必要。

植物多酚氧化酶向来以活性高、抗抑制剂能力强而著称。因此,如果我们能了解诸多变量是如何互作并影响褐变反应系统,或能研发出有针对性的措施来控制其他物种内PPO的作用时期(收获、加工和储存)(Weemaes et al.,1998)。

根据氧化反应过程中所需要的几个基本要素(酶、底物、氧分子),不少学者尝试将氧化反应体系的一种或多种基本组分进行消除,比如清除氧、酶、铜(PPO的金属活性中心)或(多)酚。

因为褐变是一种氧化反应,氧气在触发褐变反应中不可或缺,因此在食品加工过程中控制氧气渗入,可以延长水果和蔬菜的储藏寿命。比如,可以通过去除果蔬切面的分子氧来延缓褐变的发生;可以将果蔬浸泡在缺氧的水、糖浆和盐水中;或采用真空或改善气调包装(modified atmospheric packing,MAP);或采用可食用涂层对产品进行涂布来隔绝氧这一反应物。这些方法可能花费相对较高,或者不太实用,并且产品一旦接触到氧,则褐变反应会立即发生。(www.daowen.com)

对于酶,最有效的方法是在热处理的条件下钝化PPO,可以在食品冷冻或运输之前,通过蒸汽热烫的方法使酶失活,这一过程对于罐藏和冷冻果蔬非常实用,但对于新鲜的食品则并不适用,并且这一过程可能会引起新鲜食品的不良的风味和质地的变化。因为加热的过程会破坏细胞结构,使细胞与细胞之间的连接变得松散,从而导致食品的软化。同时,加热过程也会破坏食品组分。其他物理方法,包括冻结、冷藏、脱水、辐射和高压等也可以抑制褐变反应。然而这些方法或多或少存在一定缺陷,例如,可能发生亚细胞结构的破坏使酶-底物接触,造成品质的降低。

分子生物学家尝试研究转基因作物中的反义PPO的mRNA技术,以抑制新鲜水果中的酶促褐变。利用反义RNA策略控制作物体内PPO表达量,达到降低褐变反应和提高作物品质的方法逐渐发展起来。这种方法的思路如下,反义基因编码的mRNA与内源基因编码的mRNA发生杂交,终止了基因翻译(Martinez and Whitaker,1995)。近年来,在杜绝食品添加剂的情况下,如何利用分子生物学和遗传学知识实现对PPO基因表达的操纵或调节,从而削弱PPO水果和蔬菜的不利影响成为一大挑战。PPO反义下调在土豆中已经实现(Coetzer and Corsini et al.,2001);遗传转化也取得成功,相关研究表明,转基因苹果(Malus x domesrica)芽中的PPO表达远低于对照材料的表达,且转基因品种的褐变程度更低(Murata and Haruta et al.,2000)。然而,这项技术的发展将取决于实验者对不同的植物来源的PPO基因的了解程度,并且还必须同时消除消费者对转基因食品的抵制。

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