不同抑制劑對鮮榨香蕉汁中多酚氧化酶活力的影響

梅 陽，吳 燕

（信陽農林學院，河南信陽 464000）

香蕉不僅可以補充人體所需的營養成分，還具有促進腸道蠕動、增強免疫力、預防心血管疾病以及抗抑郁等作用[1-2]。多酚氧化酶在酶促褐變過程中起到關鍵作用，易導致食品腐敗變質[3-4]。多酚氧化酶引起的酶促褐變一直是制約香蕉加工業的一個重要因素，因此研究抑制香蕉酶促褐變具有重要的意義[5-6]。本試驗以香蕉為試驗材料，通過對比草酸、乙二胺四乙酸二鈉（Ethylene Diamine Tetraacetic Acid Disodium Salt，EDTA-Na2）、檸檬酸及抗壞血酸4 種抑制劑對香蕉多酚氧化酶活性的影響來研究其抑制效應，從而為香蕉采后的加工保鮮提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

香蕉，食品級，校園超市；鄰苯二酚，分析純，天津市鼎盛鑫化工有限公司；三氯乙酸，分析純，天津市大茂化學試劑廠；草酸，分析純，天津市北聯精細化學品開發有限公司；乙二胺四乙酸二鈉，分析純，天津市北聯精細化學品開發有限公司；檸檬酸，分析純，天津市登峰化學試劑廠；抗壞血酸，分析純，福晨（天津）化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

榨汁機，L13-Y91S，九陽股份有限公司；電子天平，WT（C10002），哈爾濱眾匯衡器有限公司；低速離心機，TDL-40B，上海安亭科學儀器廠；冰箱，BCD-532WDPT，青島海爾股份有限公司；電熱恒溫水浴鍋，DZKW-S-6，北京市永光明醫療儀器有限公司；紫外可見分光光度計，A390，翱藝儀器上海有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 多酚氧化酶粗酶液的制備

選擇新鮮、成熟度一致的香蕉，去皮，切分成塊狀，稱取香蕉果肉100 g，以濃度為0.05 mol·L-1、pH 值 為6.8 的 磷 酸 緩 沖 液（Phosphate Buあered Solution，PBS）為提取液，加入400 mL 提取液，使用榨汁機進行打漿。每個提取水平取成熟度相似的香蕉的同一部位，以減少誤差。在室溫條件下，離心機以4 000 r·min-1離心20 min，上清液即為多酚氧化酶粗酶液，保存于4 ℃冰箱中[7]。

1.3.2 單一抑制劑對多酚氧化酶活力的影響

取若干試管，按順序加入0.1 mol·L-11 mL 鄰苯二酚及不同濃度的抑制劑，混勻，于30 ℃水浴10 min 后，分別加入酶液1 mL 于30 ℃水浴反應1 min，立即加入三氯乙酸混勻，終止反應后取出，立即在420 nm 的分光光度計下，以蒸餾水為參比，測定OD 值。計算不同濃度的單一抑制劑對多酚氧化酶活力的抑制率，并制作濃度-抑制率曲線，分析不同濃度的抑制劑對多酚氧化酶活力的抑制情況[8-9]。空白對照與試驗組處理方式基本一致，將加入的1 mL 抑制劑替換為1 mL 蒸餾水。

1.3.3 抑制率的計算方法

以蒸餾水為參比，用UV-2000 紫外可見分光光度計在420 nm 下測定不同濃度抑制劑的OD 值，考察抑制劑的濃度對多酚氧化酶活力的影響。用抑制率反映抑制劑對多酚氧化酶的抑制程度，抑制率越高說明試劑對多酚氧化酶的抑制效果越好。抑制率計算公式為

式中：A0為不添加抑制劑的吸光值；A 為添加抑制劑的吸光值。

2 結果與分析

2.1 草酸對多酚氧化酶活力的影響

不同濃度的草酸對多酚氧化酶活性的影響如圖1 所示，隨著草酸濃度的升高，對多酚氧化酶活性的抑制率逐漸升高，多酚氧化酶的活性逐漸降低，草酸濃度超過0.2%后，抑制多酚氧化酶活性的效果變化不明顯。草酸濃度增大，成本隨之升高，添加劑的安全風險也隨之增大，因此選擇0.2%為草酸抑制多酚氧化酶活性的最佳濃度。草酸是羧酸類物質，主要通過改變體系pH、螯合銅輔基等抑制多酚氧化酶活性。羧酸作為酸化劑能降低體系pH，使體系pH偏離酶的最適pH 范圍或使酶變性[10]。草酸是食品工業中常用的金屬螯合劑，與Cu2+具有較高的親和性，可形成螯合物，在抑制酶活性方面效果顯著，同時也會降低酶與底物的親和力[11]。

圖1 草酸濃度對多酚氧化酶活性抑制率的影響

2.2 乙二胺四乙酸二鈉對多酚氧化酶活力的影響

不同濃度的乙二胺四乙酸二鈉對多酚氧化酶活性的影響如圖2 所示。隨著乙二胺四乙酸二鈉添加濃度的增大，多酚氧化酶的活性逐漸降低，是因為乙二胺四乙酸二鈉是一種很強的螯合劑，通過螯合多酚氧化酶的活性部位銅離子從而抑制多酚氧化酶的活性。乙二胺四乙酸二鈉對多酚氧化酶活性的抑制率隨著添加濃度的增加而升高，當抑制劑濃度超過0.6%后，曲線趨于平緩。因此，選擇0.6%為乙二胺四乙酸二鈉抑制多酚氧化酶活性的最佳濃度。

圖2 乙二胺四乙酸二鈉濃度對多酚氧化酶活性抑制率的影響

2.3 檸檬酸對多酚氧化酶活力的影響

不同濃度的檸檬酸對多酚氧化酶活性的影響如圖3 所示。檸檬酸能降低環境體系pH，從而降低多酚氧化酶的活性。同時，檸檬酸有3 個羧基，具有很強的螯合金屬離子的作用，其他抗氧化劑的抗氧化作用也會因為檸檬酸的存在而增強，隨著檸檬酸濃度的增大，多酚氧化酶的活性逐漸降低，抑制率隨檸檬酸濃度的增大而逐漸升高。在檸檬酸濃度達到0.5%后，抑制率曲線趨于平緩。因此，選擇0.5%為檸檬酸抑制多酚氧化酶活性的最佳濃度。

圖3 檸檬酸濃度對多酚氧化酶活性的抑制率的影響

2.4 抗壞血酸對多酚氧化酶活力的影響

不同濃度的抗壞血酸對多酚氧化酶活性的影響如圖4 所示，抗壞血酸濃度為0.1%～0.3%時對多酚氧化酶活性的抑制率逐漸升高，抗壞血酸濃度為0.3%～0.5%時對多酚氧化酶活性的抑制率逐漸降低。抗壞血酸可以改變環境體系的pH，使環境體系的pH偏離多酚氧化酶作用的最適pH，從而降低酶活性；其還能將食品中的醌類物質還原為酚類物質，使食品氧化發生的色澤劣變被有效阻止[12-13]。但抗壞血酸的抑制褐變效果并不與濃度成正比，高濃度處理的樣品抑制率反而會下降，抗壞血酸濃度高于0.3%時抑制率下降明顯，可能是由于抗壞血酸的添加過量，多余的抗壞血酸會被氧化成脫氫抗壞血酸，易與氨基酸反應產生非酶褐變，導致褐變加深[14]。因此，選擇0.3%為抗壞血酸抑制多酚氧化酶的最佳濃度。

圖4 抗壞血酸濃度對多酚氧化酶活性抑制率的影響

3 結論

單一抑制劑對多酚氧化酶的抑制能力依次是0.3%抗壞血酸＞0.2%草酸＞0.5%檸檬酸＞0.6%乙二胺四乙酸二鈉，抑制率分別為85.4%、76.8%、73.9%、71.9%。本文僅對單一抑制劑對多酚氧化酶活力的影響進行了研究，對于抑制劑的復配是否具有協同作用從而起到更好的抑制作用還有待進一步研究。