理论教育 高静压处理在多酚氧化酶导论中的影响

高静压处理在多酚氧化酶导论中的影响

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:高压处理可以改变蛋白质的构象。与其他酶如过氧化物酶相比较,PPO对压力的抵抗力比热处理的更强,而且热处理与高压处理联合处理可以加大抑制效果。因此,PPO可分为两部分,其中一部分对高压具有较强耐受性,这部分占全酶的10%~20%,另一部分则对处理十分敏感。高压处理法被证明能有效抑制PPO纯提取物的活性。

高静压处理在多酚氧化酶导论中的影响

静压加工的果蔬产品品质较好,具有较高的安全性和较长的食品货架期。高静压处理是一种很有前景的新兴技术,它扰乱了酶蛋白的次级结构,并在不改变食品感观和营养特性的情况下,减少微生物数量,降低酶活。由于静液压不会破坏分子间的共价键,仅在生物结构的疏水作用发生改变,因此这项技术被认为可以降低热处理对食品中小分子化合物如香味物质、色素分子、维生素的破坏。高压处理的苹果-花椰菜果汁中的抗坏血酸含量对处理时间比对处理压力更敏感,而且处理后的果汁中胡萝卜素的含量在储存期间没有减少(Houška and Strohalm et al.,2006)。

高压处理可以改变蛋白质的构象。根据蛋白质的机构系统、处理压力、处理温度和高压处理时间的不同,蛋白质会发生不同程度的变性、聚集或凝胶化现象。在对食品的滋味、色泽和营养价值的影响最小且没有热分解的情况下,高压处理可以用于创造新产品(新质地或新味道)。压力同样也可以通过减少分子间距和增大链间反应来影响生化反应(Queiroz and Mendes Lopes et al.,2008)。高压处理使蛋白质变性与蛋白质构象的改变有关,这种改变可以增大或者降低酶的生物活性,或者可以改变酶的底物专一性,修饰酶的功能。

高压处理的效果取决于酶的类型、环境的pH、介质成分、处理温度、时间和处理时压力的水平。对于大对数的PPO来说,有报道显示,在较低的pH下对压力的敏感度更强。除了pH值的影响外,盐、糖和褐变抑制剂的添加也会影响压力的抑制作用(Hendrickx and Ludikhuyze et al.,1998)。

与其他酶如过氧化物酶相比较,PPO对压力的抵抗力比热处理的更强,而且热处理与高压处理联合处理可以加大抑制效果。据Bayindirli等学者报道,在酸性饮料中,高压处理灭酶活所需的时间比灭菌的时间更长。在高于400 MPa压力处理的下联合轻微的加热(50℃)能够达到最佳的抑制效果(Bayindirli and Alpas et al.,2006)。Palou等学者发现在短暂的蒸汽热处理后进行高压处理(517或689 MPa/10min)能够显著降低香蕉果泥PPO活性(Palou and López Malo et al.,1999)。Phunchaisri和Apichartsrangkoon观察到在600 MPa压力、60℃温度下处理20 min可以降低荔枝核中PPO 90%的 活 力(Phunchaisri and Apichartsrangkoon,2005)。Damaldi等学者发现在800 MPa、25℃条件下处理15 min可以降低95%的酶活,而在轻微的加热(40~50℃)下,抑制80%~100%酶活力所需的压力降低到550 MPa(Dalmadi and Rapeanu et al.,2006)。胡萝卜汁中的PPO酶活在300 MPa和70℃联合处理10 min可以降低96%的活力,生产高质量胡萝卜汁的最佳压力范围和处理时间分别是395~445 MPa和8~10 min(Kim and Park et al.,2001)。900 MPa(最大测定值)对抑制南非鳄梨PPO活性是必需的(Weemaes et al.,1998)。他们推测此时鳄梨被赋予了等动力学温度特点,高压环境延迟了酶的热钝化(鳄梨中呈指数规律)。鳄梨在高压环境下的稳定性并非与耐热性一致,且每一种多酚氧化酶对高压的响应存在差异。因此,试图将这一结果推广至其他品种存在风险的。基于鳄梨PPO纯提取物的研究试图简化该酶促反应系统,另对存贮阶段鳄梨内PPO进行3 min 600 MPa处理,以分析Hass鳄梨PPO活性。结果显示,处理过后酶残余活性维持在50.72%,约10~15 d后酶活性复原,这表明发生钝化的酶是处理敏感型同工酶,而随时间推移,有抗高压性的同工酶开始占优势(Jacobo-Velázquez and Hernández-Brenes,2010)。因此,PPO可分为两部分,其中一部分对高压具有较强耐受性,这部分占全酶的10%~20%,另一部分则对处理十分敏感。此外,他们还指出同工酶的等电点差异可能导致了不同的处理结果(Weemaes et al.,1999)。(www.daowen.com)

处理压力的水平是改变酶活性的主要因素。相关研究表明,低压处理(400MPa)可以激发覆盆子(树莓)中PPO的活性(Garcia-Palazon and Suthanthangjai et al.,2004),梨 在25℃温 度200~400 MPa压力下处理10 min(Asaka and Hayashi,1991)会有这种发生PPO的激活现象。以鳄梨片(Hass鳄梨)为实验材料,测试其PPO对高压环境(200~600 MPa处理3~6 min)的响应,结果显示酶活性非但没有受抑制,反而提升了近30%,这可能是在高压环境下,PPO与底物之间的间隔被破坏导致(Woolf et al.,2013)。

高压处理法被证明能有效抑制PPO纯提取物的活性。在抑制PPO活性的过程中必须严格控制试验变量(时间、温度、pH)(Asaka and Hayashi,2014)。另外,将该技术投入工业应用的成本较高(Gómez-López,2002)。

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