全 文 ：山竹果皮多酚氧化酶酶学特性及抑制效应的研究
张福平， 张少英
（韩山师范学院生物系，广东 潮州 521041）
摘 要：多酚氧化酶是酶促反应的关键酶，研究了山竹果皮中多酚氧化酶的活性及不同抑制剂的抑制效果。 结果表明：山竹果
皮多酚氧化酶的最适 pH 为 5.5，最适温度为 30℃，底物浓度与酶活性成正相关；抗坏血酸、亚硫酸氢钠、四硼酸钠、柠檬酸等对该酶
表现出不同的抑制作用，抑制作用大小为抗坏血酸＞亚硫酸氢钠＞四硼酸钠＞柠檬酸，抗坏血酸的浓度越高，对酶的抑制效果越明
显。
关键词：山竹果皮； 多酚氧化酶； 活性； 抑制剂
中图分类号:TS255.36 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2011）08-0080-03
Study on polyphenol oxidase（PPO）character and inhibiting
effects of Garcinia mangostana pericarp
ZHANG Fu-ping , ZHANG Shao-ying
(Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041,China)
Abstract: Polyphenol oxidase (PPO) is the key enzyme of enzymatic reaction. The activity of PPO in the pericarp of Garcinia
mangostana and its inhibition effect of different inhibitors were studied. The results showed that the optimum pH and temperature of PPO
were 5.5 and 30℃ . The PPO activity was positively correlated to substrate concentration and various inhibition effects of Vc, NaHSO3,
sodium tetraborate and citric acid were found towards this enzyme and decrease in the following order: Vc>NaHSO3> sodium tetraborate >
citric acid. The higher the Vc concentration was, the more obvious the inhibitory effect was.
Key words: pericarp of Garcinia mangostana; polyphenol oxidase; activivty; inhibitors
山竹（Garcinia mangostana L.）又称山竹子，原名莽吉
柿、凤果，为藤黄科藤黄属种间杂交的异源多倍体果树 [1]，
原产马来西亚，现分布于菲律宾、泰国、缅甸、印度等热带
地区。 我国海南、广西、广东、福建、云南等地也有种植 [2]。
山竹果实可食部分占 29%~45%，果皮紫褐色，占单果鲜重
的 52%~68%。 果皮中含有大量的粗纤维和果胶；此外，研
究表明山竹果皮还含有丰富的植物多酚类物质， 可以入
药。 山竹果皮被广泛用于腹痛、腹泻、痢疾、感染性创伤、
化脓、慢性溃疡等疾病治疗和抗溃疡、抗炎、抗白血病和
败血病等 [3]。 山竹作为一种具有发展潜力的热带水果，素
有“果中皇后”之称，越来越受到人们的重视，目前已开展
了很多关于山竹及其生物活性的研究 [4-6]。 多酚氧化酶
（PPO） 是植物体中广泛分布的核基因编码的质体铜金属
酶，在细胞质中合成。 受伤果蔬组织中发生的酶褐变现象
主要是由于 PPO催化富含在果实中的酚类物质的氧化反
应所引起的。 因此，开展 PPO的纯化及其特性研究，受到
了国内外学者的广泛关注[7-11]。 然而，迄今为止，尚未发现
有关山竹果皮 PPO特性研究的报道。 本试验分析了山竹
果皮 PPO的活性，并考察不同抑制剂对其的抑制效果，为
山竹的贮藏保鲜提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试新鲜山竹购自潮州市区水果市场。试剂包括焦性
没食子酸、对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、抗坏血酸、柠檬
酸、柠檬酸磷酸缓冲液、四硼酸钠、亚硫酸氢钠、磷酸缓冲
液（各种缓冲液的配置参照王秀奇等[12]的方法），均为分析
纯。
试验仪器包括 UV-2800 紫外分光光度计〔尤尼柯(上
海)仪器有限公司〕、16R 高速冷冻离心机（珠海黑马医学
仪器有限公司）、电子天平（上海民桥精密科学仪器有限公
司）、PHS-3CA 精密酸度计（上海大中分析仪器厂）、电热
恒温水浴锅 （江苏金坛亿通电子有限公司）、 恒温干燥箱
（上海实验仪器厂有限公司）。
1.2 试验方法
1.2.1 PPO 酶液的制备 称取新鲜山竹果皮 0.5 g 于研
钵中，加入少量的冷柠檬酸磷酸缓冲液（pH7.0），低温快速
研磨至匀浆， 于 4℃下 16 000 r/min， 高速冷冻离心 10
min，吸取上清液，用冷柠檬酸磷酸缓冲液定容到 25 mL，
制得粗酶提取液，0～4℃保存备用。
1.2.2 底物专一性 分别以 0.1 mol/L 酚类物质 （焦性
没食子酸、邻苯二酚、对苯二酚、间苯二酚）为底物，吸取
冷柠檬酸磷酸缓冲液 3 mL，分别加入 PPO 粗酶提取液
0.2 mL，摇匀 ，30℃保温 15 min，加入 60 μL 浓盐酸终
止反应。 在 420 nm 波长下测定其吸光值并计算 PPO 活
性。
1.2.3 PPO 酶活性的测定 参照杨昌鹏等 [11]的分光光度
计比色法 （略有修改）， 以焦性没食子酸为底物进行 PPO
活性测定。 反应体系由柠檬酸磷酸缓冲液 （pH 7.0） 3
mL、0.1 mol/L 焦性没食子酸 2 mL 和酶液 0.2 mL 组成。
收稿日期：2010-11-18
基金项目：广东省科学事业费计划项目（2008B071101032）
作者简介：张福平(1966-），男，高级实验师，E-mail:hsfpzh@
126.com
广东农业科学 2011 年第 8 期80
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2011.08.022
12
10
8
6
4
2
0
10 20 30 40 50 60 70 80
PP
O
活
性
（ U
）
温度（℃）
图 3 温度对 PPO 活性的影响
30
25
20
15
10
5
0
PP
O
活
性
（ U
）
0.02 0.06 0.10 0.14 0.18
底物浓度（mol/L）
图 2 底物对 PPO 活性的影响
将混合液在 30℃下反应 15 min，在 420 nm 波长下测定其
吸光度的变化。 将每毫升酶液反应后每分钟吸光度值
（ΔA420）增加 0.01定义为 1个酶活单位（U）。 相对酶活性
的测定是以酶活力最大的组为 100%，其他组相对于最大
组来计算的相对值。
1.2.4 pH 值对 PPO 活性的影响 分别取不同 pH 值
（3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5）缓冲溶
液 3 mL，0.1 mol/L 焦性没食子酸溶液 2 mL 和 PPO 粗酶
提取液 0.2 mL，摇匀，30℃保温 15 min，加入 60 μL 浓盐
酸终止反应。 在 420 nm 波长下测定其吸光值并计算 PPO
活性。
1.2.5 底物浓度对 PPO 活性的影响 分别以浓度为
0.02、0.06、0.10、0.14、0.18 mol/L 的焦性没食子酸溶液作
为底物，吸取冷柠檬酸磷酸缓冲液（pH=6.5）3 mL，分别加
入 PPO 粗酶提取液 0.2 mL，摇匀，30℃保温 15 min，加入
60 μL浓盐酸终止反应。 在 420 nm 波长下测定其吸光值
并计算 PPO活性。
1.2.6 温度对 PPO 活性的影响 按 PPO 活性测定方法
取样，分别在不同温度（10～70℃）下保温 15 min，冷却至
室温，然后在 420 nm 波长下测定其吸光值并计算 PPO活
性。
1.2.7 抑制剂对 PPO活性的影响 分别取冷磷酸缓冲液
（pH6.5）3 mL 于 4 个小锥形瓶中，加入浓度为 0.05 mol/L
抑制剂（抗坏血酸 、四硼酸钠、亚硫酸氢钠、柠檬酸）1.5
mL、0.2 mol/L焦性没食子酸溶液 2 mL，再加入粗酶液 0.2
mL， 摇匀，30℃保温 15 min， 加入 60 μL 浓盐酸终止反
应。 在 420 nm 波长下测定 PPO活性。 按这一方法研究抗
坏血酸浓度（0.0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05 mol/L）对 PPO
活性的影响。
2 结果与分析
2.1 PPO 的底物专一性
以山竹果皮 PPO 催化焦性没食子酸的酶活性为
100％，催化邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚的相对酶活性
分别为 21.28％、2.12％和 13.28％。山竹果皮 PPO能迅速地
催化焦性没食子酸， 催化邻苯二酚的反应速率不到焦性
没食子酸的 1/4，而对对苯二酚和间苯二酚则其催化活性
较低。 这表明山竹果皮 PPO的主要氧化底物为三酚类物
质的焦性没食子酸。 这与本课题组曾报道的佛手瓜 PPO
的主要氧化底物 [8]相同。 据报道，作用于三酚类物质的
PPO 有冬枣 PPO（底物为没食子酸）、甘蓝 PPO（底物为间
苯三酚）。 而枇杷 PPO的主要氧化底物为绿原酸，香蕉和
桃 PPO的主要氧化底物分别为二酚类的多巴胺和儿茶酚
（邻苯二酚）。 可见，不同果蔬 PPO的氧化底物不尽相同，
有的甚至相差很大。
2.2 pH值对 PPO活性的影响
PPO活性与 pH是密切相关的，由于 PPO是含酮氧化
酶，pH值越高或越低都会导致 Cu2+解离及蛋白质的变性，
从而使 PPO失去活性。由图 1可知，山竹果皮中的 PPO活
性在酸、碱性较强的情况下都受到抑制，在 pH 值为 3.0～
5.5 时 PPO 活性随着 pH 值的升高而上升；当 pH 值为 5.5
时，山竹果皮 PPO出现活性高峰；当 pH 值大于 5.5 时，山
竹果皮 PPO活性随着 pH值的升高而不断下降， 说明 pH
值 5.5为山竹果皮 PPO的最适 pH值。
2.3 底物浓度对 PPO 活性的影响
从图 2 可以看出，当底物浓度为 0.02～0.10 mol/L 时，
PPO 活性随着底物浓度的增加而上升， 当底物浓度大于
0.10 mol/L 时，PPO活性的增加速度逐渐变小、趋于平缓。
这是由于底物浓度较低时， 有一些酶活性部位并未与底
物结合，随着底物浓度的升高，越来越多的酶活性部位与
底物结合，当酶活性部位被底物饱和时，进一步提高底物
浓度也不能提高酶活性，酶活性达到最大值。
2.4 温度对 PPO 活性的影响
温度对 PPO活性有双重影响，一方面，温度升高加快
酶催化反应速度；另一方面，促使酶蛋白变性。 因此，温度
对 PPO活性的影响是以上两种对抗效应的综合反映。 从
图 3可以看出，山竹果皮 PPO活性的最适温度为 30℃，当
60
50
40
30
20
10
0 3 4 5 6 7 8 9
PP
O
活
性
（ U
）
pH值
图 1 pH 值对 PPO 活性的影响
81
120
100
80
60
40
20
0
抗坏血酸 亚硫酸氢钠 四硼酸钠 柠檬酸
PP
O
相
对
活
性
（ %
）
图 4 抑制剂对 PPO 活性的影响
120
100
80
60
40
20
0
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
PP
O
相
对
活
性
（ %
）
抗坏血酸浓度（mol/L）
图 5 抗坏血酸对 PPO 活性的影响
温度大于 40℃时， 山竹果皮 PPO活性随着温度上升而急
剧下降。说明山竹果皮 PPO的耐高温能力较差，因此为抑
制山竹的褐变， 在加工过程中是否可采用热烫的方法使
PPO失活，有待于今后进一步试验加以证实。
2.5 抑制剂对 PPO 活性的影响
由图 4 可知， 不同的抑制剂对山竹果皮 PPO 活性的
抑制效果不同，抑制作用大小表现为：抗坏血酸＞亚硫酸
氢钠＞四硼酸钠＞柠檬酸。
由图 5 可知， 抗坏血酸对山竹果皮 PPO 活性表现出
明显的抑制作用， 不同浓度的抗坏血酸对 PPO的活性有
不同的抑制作用， 并且这种抑制作用随着抗坏血酸浓度
的提高而加强。 当抗坏血酸浓度为 0.01 mol/L时，山竹果
皮 PPO 的相对活性为 76.60%；当抗坏血酸浓度达到 0.05
mo1/L时，PPO的相对活性为 52.13%。 抗坏血酸在生物体
内不但是很多酶的辅助因子，而且是一种抗氧化剂，能够
清除损伤膜和酶分子结构的自由基， 对植物防御活性氧
的毒害、维持细胞膜的完整性、延缓衰老有重要作用。 在
本试验中， 抗坏血酸对山竹 PPO活性的抑制效果非常明
显，且抗坏血酸是水果中的成分，因此在生产中可广泛应
用。
3 结论
本试验结果表明，山竹果皮中 PPO的最适 pH为 5.5。
在过酸或过碱的条件下，PPO活性受到有效抑制。 当底物
浓度小于 0.1 mol/L时， 酶的活性随着底物浓度的增加而
上升， 当底物浓度继续增大时，PPO活性的增加速度逐渐
变小并趋于平缓。 PPO最适温度为 30℃，当温度大于 40℃
时，山竹果皮 PPO活性随着温度上升而急剧下降，而在低
温时PPO 活性也不大。 抗坏血酸、柠檬酸、四硼酸钠和亚
硫酸氢钠等均是山竹果皮 PPO的有效抑制剂， 以抗坏血
酸的抑制效果最为明显，而柠檬酸的抑制效果最弱。 在相
同浓度下， 各抑制剂对山竹果皮 PPO的抑制效果依次为
抗坏血酸＞亚硫酸氢钠＞四硼酸钠＞柠檬酸。 在低浓度下，
抗坏血酸浓度与 PPO活性成反比关系。 在实际生产中较
为理想的抑制剂是抗坏血酸， 抗坏血酸处理作为一种新
型、安全、方便的处理方式，对保持果实的贮藏品质和减
少损失有重要意义，因此在生产上可广泛应用。
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