鲜切马铃薯褐变抑制的研究（一）

马铃薯营养价值高，鲜切蛋白质含量高，马铃热量低，薯褐富含维生素和矿物质。变抑研究发现食用马铃薯可预防胃溃疡、研究慢性胃炎、鲜切便秘等病症，马铃享有“地下苹果”、薯褐“长寿食品”等美誉。变抑根据发达国家和城市的研究消费需求，目前主要将采后马铃薯加工成鲜切马铃薯作为即食食品出售，鲜切然而鲜切后导致表面细胞破坏和下层组织机械损伤，马铃在马铃薯多酚氧化酶(PPO)等的薯褐催化下极易发生酶促褐变，会对鲜切马铃薯的变抑颜色、质地、研究风味、气味和营养品质产生不利影响，所以通过钝化马铃薯PPO的活性来抑制马铃薯鲜切加工中的酶促褐变是本研究的重点内容。鲜切马铃薯工艺路线如图1所示。

一、马铃薯的酶促褐变机理

多酚氧化酶(Polyphenoloxidase，PPO)是植物体内普遍存在可被分离提纯获得的酚酶，其结构为每个亚基含有一个Cu²⁺作为辅基，以氧作为受氢体的一种末端氧化酶。酶是蛋白质构成的生化反应催化剂，PPO催化的反应分为两类：一类是羟基化作用，产生酚的邻羟基化；二类是氧化作用，使邻苯二酚氧化为邻醌。植物细胞内的酶充当呼吸作用的传递介质，保持着酚一醌的动态平衡，当细胞遭受机械损伤后，O₂大量侵入导致醌类的连续生成，造成酚和醌之间的失衡，而醌的积累使得醌进行多聚化生成黑褐色素，造成营养丢失。马铃薯邻苯二酚的氧化机制见图2。

鲜切马铃薯褐变的途径如图3所示。

二、马铃薯多酚氧化酶活性钝化效果的试验验证

1、试验材料与试验方法

（1)试验材料与试验试剂

材料选用新鲜马铃薯，购于本地超市，试验挑选新鲜饱满、无机械损伤和病虫害的马铃薯；邻苯二酚、氢氧化钠、稀盐酸、焦亚硫酸钠、异抗坏血酸钠、EDTA-2Na、CaCl₂、NaCl等均为化学纯；柠檬酸，食品级；L-半胱氨酸，生化试剂；次氯酸钠溶液等。

(2)试验仪器与设备FA2004B电子天平；BSA2201电子天平；HHS11-2数显恒温水浴锅；上海飞鸽高速离心机TGL16G；UVmini-1240紫外可见分光光度计；PHS-3D型实验室pH计；冰箱；研钵、移液器、试管等。

(3)试验方法

马铃薯粗酶液的制备：采用李全宏等试验方法加以改进，将马铃薯清洗消毒削皮切片后称取5.0g放入冷冻的研钵中，加入适量预冷的磷酸缓冲液(0.1mol／L，pH5.5)，冰浴研磨成匀浆，设定离心机转速6000r／min离心时间10min，所得上清液即为马铃薯PPO粗酶液，定容至50mL，4℃低温保存备用。

马铃薯PPO活性测定：取0.1mol／L的磷酸缓冲液(PBS，pH5.5)lmL、0.1mol／1的邻苯二酚溶液1mL、粗酶液1mL混合，在410nm波长下测定12min的吸光度值。马铃薯PPO活性定义为在测定条件下1min内引起吸光度值变化0.0l为一个多酚氧化酶的活力单位。

单因素试验：测定不同温度(25℃～60℃)、不同pH(pH3.52～pHlO.01)下反应体系的吸光度A₄₁₀，研究环境条件(温度、酸碱度)对马铃薯PPO催化的酶促褐变的影响；测定不同浓度焦亚硫酸钠(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同浓度柠檬酸(BK、0.10％、0.20％、0.30％、0.40％、0.50％)、不同浓度L一半胱氨酸(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同浓度CaCl₂(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同浓度异抗坏血酸钠(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同浓度EDTA-2Na(BK、0.05％、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30％)下反应体系的吸光度A₄₁₀，研究抑制剂(焦亚硫酸钠、柠檬酸、L-半胱氨酸、CaCl₂、异抗坏血酸钠、EDTA一2Na)对马铃薯PPO催化的酶促褐变的影响。

正交试验设计及试验验证：以柠檬酸(A)、L-半胱氨酸(B)、D-异抗坏血酸(C)和氯化钙(D)作为抑制剂，分别设置3个不同的浓度，采用L₉(3⁴)正交试验设计，以体系的褐变度为考察指标进行正交试验，如表1所示。

（4）数据处理

采用OriginPr02017和Designexpert8.0进行作图，采用SPSS进行统计学分析，P＜0.05认为有统计学显著性差异，P＜0.01认为有统计学极显著性差异。

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