Ascopyrone P和曲酸對幾種園藝產(chǎn)品褐變的影響

默書霞等

摘要：褐變是園藝產(chǎn)品加工的主要障礙，多酚氧化酶（PPO）是引起果肉或果汁褐變的主要因子，解決褐變問題有著重要的意義。以紅富士蘋果皮、生菜、蘑菇、甜櫻桃和核桃葉為材料，研究了Ascopyrone P（APP）和曲酸對這幾種園藝產(chǎn)品褐變的影響。結果表明，APP和曲酸能有效抑制PPO活性，防止果蔬褐變，其中以濃度為200 mg/L的APP抑制PPO活性的效果較好。

關鍵詞：Ascopyrone P；曲酸；園藝產(chǎn)品；褐變；多酚氧化酶

中圖分類號：TS255.3文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0321-02

隨著人們生活水平的提高，果蔬加工業(yè)日益發(fā)展起來[1]；但果肉和果汁在生產(chǎn)過程中極易發(fā)生褐變，嚴重影響產(chǎn)品的營養(yǎng)和品質(zhì)[2]，如何有效抑制褐變多年來一直是食品科學領域研究的重要課題[3]。多酚氧化酶（PPO）是引起果肉或果汁褐變的主要因子，曲酸（kojic acid）對PPO具有較好的抑制效果[4-5]，但曲酸的價格昂貴。Ascopyrone P（2-hydroxymethyl-5-hydroxy-2，3-dihydro-4H-pyran-4-one，簡稱APP）是在一些真菌和海洋紅藻中發(fā)現(xiàn)的脫水果糖（anhydrofructose，AF） 轉(zhuǎn)化的一種次級代謝物，可從淀粉經(jīng)葡聚糖裂解酶分解成脫水果糖[6]，再經(jīng)脫水酶作用得到。近年來，隨著丹麥DaniscoA/S公司對APP生物合成機制和技術研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)了一系列用于生產(chǎn)AF 和APP的新酶[7]，這使利用淀粉大規(guī)模生產(chǎn)AF 和APP成為可能。APP可以抑制果蔬采后褐變，但對蘋果、梨、香蕉、生菜等幾種園藝產(chǎn)品褐變的抑制效果及抑制機制尚未見研究報道。本研究以紅富士蘋果皮、生菜、蘑菇、甜櫻桃和核桃葉為材料，研究了APP和曲酸對這幾種園藝產(chǎn)品褐變的影響，以期對實際生產(chǎn)有一定的指導意義，為改善加工產(chǎn)品的品質(zhì)和延長其貯存壽命提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

取干凈無病變的紅富士蘋果快速削皮，液氮中冷凍保存，新鮮生菜、蘑菇、甜櫻桃和核桃葉，各加入APP（30 g/L）0.5、1、1.5、2.5 mL和曲酸（15 g/L） 1、2、3、5 mL，用蒸餾水補加到150 mL，高速搗碎。以蒸餾水為對照，3次重復。

1.2測定方法

參照文獻[8]制得酶粗提液。配制酶的反應體系中，包括2.4 mL 0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值6.5）、用0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值6.8）配置的 20 mmol/L鄰苯二酚 0.5 mL。立即于32 ℃中預熱5 min，迅速加入0.1 mL酶液，在420 nm波長下測定其光密度，每隔10 s讀取1次D420 nm值。以上測定以煮過失活的酶液為對照，3次重復。1個酶活力單位為1 min內(nèi)使D420nm值升高0.001所需要的酶量。

1.3數(shù)據(jù)分析

用Sigmaplot軟件作圖。

2結果與分析

2.1不同濃度APP和曲酸對蘋果皮多酚氧化酶的抑制效果

圖1表明，100、200 mg/L的APP對蘋果皮中的PPO活性沒有明顯影響，而300、500 mg/L的APP能明顯抑制PPO活性。高濃度曲酸能明顯抑制酶活性。500 mg/L的APP和曲酸對PPO活性的抑制效果相當，無明顯差異。

2.2不同濃度APP和曲酸對生菜多酚氧化酶的抑制效果

從圖2可知，濃度為100、200、300、500 mg/L的APP和曲酸均能明顯抑制生菜中PPO活性，且濃度為200 mg/L的APP抑制生菜中PPO活性的效果最好。各濃度的APP抑制PPO活性的效果均比曲酸的抑制效果好。

2.3不同濃度APP和曲酸對蘑菇多酚氧化酶的抑制效果

圖3表明，各濃度的APP和曲酸均能明顯抑制蘑菇中PPO的活性。APP和曲酸在100～500 mg/L濃度范圍內(nèi)，隨著濃度升高，抑制作用增強。并且發(fā)現(xiàn)，除了100 mg/L的APP抑制效果不如同濃度的曲酸的抑制效果外， 其他濃度的

APP與曲酸抑制效果相當。

2.4不同濃度APP和曲酸對甜櫻桃多酚氧化酶的抑制效果

由圖4看出，APP可以抑制PPO的活性，用濃度為200、300、500 mg/L的APP處理過的PPO的活性與對照相比均差異明顯，而濃度為100 mg/L處理過的PPO的活性與對照相比差異不明顯。APP在抑制PPO活性時有一合適濃度，即200 mg/L，且200 mg/L的APP抑制PPO活性的效果要比同濃度曲酸的抑制效果好。

2.5不同濃度APP和曲酸對核桃葉多酚氧化酶的抑制效果

由圖5可知，濃度為200、300 mg/L的APP和曲酸均能明顯抑制核桃葉中PPO活性。且濃度為200 mg/L的APP抑制其PPO活性的效果最好，與同濃度曲酸的抑制效果相當。

3討論與結論

APP能顯著地抑制蘋果皮、生菜、蘑菇、甜櫻桃和核桃葉中多酚氧化酶活性，有效地防止果蔬褐變。可見，APP作為一種酮糖能有效地抑制PPO活性、防止果蔬褐變，在食品加工業(yè)中有極高的應用價值。

各濃度的APP抑制PPO活性的效果與同濃度曲酸的抑制效果相當，可能與APP和曲酸對PPO的作用機理相似有關[9]。從兩者結構來看，APP和曲酸結構相似，這也可能是兩者對多酚氧化酶活性抑制效果相當?shù)闹饕颉?/p>

試驗結果表明，APP在抑制PPO活性時，不同的果蔬產(chǎn)品最適APP濃度不盡相同，但在生菜、甜櫻桃和核桃葉中濃度為200 mg/L的APP抑制PPO活性的效果都是最好的。這為今后APP在生產(chǎn)上應用時的濃度選擇提供了參考。

APP天然、高效、無毒，價廉易得，使用方便，作為抗褐變劑在生產(chǎn)上應用，將會產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，有著廣闊的開發(fā)前景。

參考文獻：

[1]周會玲，段長青，周存田，等. 不同品種蘋果汁的褐變及其抑制方法研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學學報：自然科學版，2001，29（1）：91-93.

[2]肖家捷，鄭耀秋，張利奮，等. 果汁和蔬菜汁生產(chǎn)工藝學[M]. 北京：輕工業(yè)出版社，1987：199-251.

[3] 凌關庭. 4-己基間苯二酚（4HR）——一種能抑制褐變的新型抗氧護色劑[J]. 食品工業(yè)，1997（3）：19-20.

[4] Chen J S，Wei C，Marshall M R. Inhibition mechanism of kojic acid on polyphenol oxidase[J]. J Agric Food Chem，1991，39：1897-1900.

[5]Chen J S，Wei C，Rolle R S，et al. Inhibition effect of kojic acid on some plant and crustacean polyphenol oxidases[J]. J Agric Food Chem，1991，39：1396-1401.

[6]Yu S，Ahmad T，Kenne L，et al. Alpha-1，4-Glucan lyase，a new class of starch/glycogen degrading enzyme. Ⅲ. Substrate specificity，mode of action，and cleavage mechanism[J]. Biochimica et Biophysica Acta，1995，1244（1）：1-9.

[7]Yu S. α-1，4-glucanlyase，a new starch processing enzyme for product ion of 1，5-anhydro-D-fructose[J]. Sugar Industries，2004，129（1）：26-30.

[8]中國科學院上海植物生理研究所，上海市植物生理學會. 現(xiàn)代植物生理學實驗指南[M]. 北京：科學出版社，1999：317-318.

[9]Yuan Y，Mo S，Cao R，et al. Examination of 1，5-anhydro-D-fructose and the enolone ascopyrone P，metabolites of the anhydrofructose pathway of glycogen and starch degradation，for their possible application in fruits，vegetables，and beverages as antibrowning agents[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2005，53（24）：9491-9497.