全 文 ：饮 料 工 业
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第
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摘 要：从雪莲果块茎中提取多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，PPO），采用分光光度法对其最大吸收波长最适反应
温度进行研究，还研究了 VC、氯化钠、柠檬酸、柠檬汁、橘子汁对雪莲果 PPO活性的影响。结果表明：雪莲果多酚氧
化酶最大吸收波长为 400nm，最佳反应温度为 30℃。氯化钠、抗坏血酸、柠檬酸、柠檬汁、橘子汁都有抑制褐变的效
果。组合抑制剂抑制褐变效果比单一抑制剂好且最佳组合抑制剂为 1.5%氯化钠 +0.5%抗坏血酸 +1.5%柠檬酸 +10%
柠檬汁。
关键词：雪莲果；多酚氧化酶；褐变抑制剂；护色效果
Study on Anti-Browning Technology of Smallanthus Sonchifolius
WANG Shao-jiao，HUANG Hui-fu
（Institute of biological resources and environmental science，Qujing Normal University，Qujing 655011，China）
Abstract: Polyphenol exidas（PPO） is extracted from smmallanthus sonchifolius tuber，and it’s maximum absorption
wavelength and optimal reaction temperature are studied though spectrophotometric method. Also，effects of VC，
sodium chloride，citric acid，lemon juice，orange juice on the tuber of PPO activity were studied. The results show that
the maximum absorption wavelength of tuber polyphenol oxidase is 400 nm; the optimal reaction temperature is 30 ℃.
Sodium chloride，citric acid，ascorbic acid，lemon juice，and orange juice all have the effect of anti-Browning.
Composite inhibitors inhibit Browning better than single inhibitors dose and optimal combination of inhibitors is: 1.5%
sodium chloride + 0.5% ascorbic acid + 1.5% citric acid + 10% lemon juice.
Key words: saussurea fruit；polyphenol oxidase；browning；color protection
中图分类号：TS255.3 文献标志码：A 文章编号：1007-7871（2014）09-0045-05
收稿日期：2014-08-07
作者简介：王绍娇（1989—)，女，学士学位，研究方向为食品工艺及食品安全。Email:huihui4140@sina.com
通讯作者：黄慧福，女，副教授，硕士研究生，研究方向为食品工艺及食品安全。
雪莲果防褐变技术的研究
王绍娇，黄慧福 *
（曲靖师范学院生物资源与环境科学学院，云南 曲靖 655011）
雪莲果含有丰富的矿质元素、纤维素、维生素、多
酚和大量的糖类，特别是低脂果糖含量很高，占干物质
的 70%～80%，在已知所有蔬菜水果中含量最高[1，2]。
目前国内对雪莲果的研究开发主要集中在深加工方
面。但雪莲果水分含量大，不易储藏和运输，鲜切雪莲
果的褐变问题成为雪莲果深加工过程中影响其品质的关
键问题[3]。如何控制鲜切雪莲果褐变是鲜切雪莲果保鲜
的首要问题。本实验研究了五种食品抑制剂及其复合使
用对鲜切雪莲果的褐变抑制效果，采用实验设计法对多
种抑制剂护色效果的综合选优，以期为雪莲果加工过程
中防止褐变、提高产品质量提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
雪莲果、橘子、柠檬曲靖市售；氯化钠、磷酸氢二
钠、邻苯二酚、柠檬酸、抗坏血酸、氯化钠均为国产分
析纯。
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1.2 仪器与设备
80-2台式低速离心机 上海医疗器械（集团） 有限
公司手术器械厂；DK-8AB 型电热恒温循环水槽 上
海—恒科技有限公司；722S可见分光光度计 上海箐
华科技仪器有限公司；CP214 天平 奥豪斯仪器 （上
海） 有限公司制造；海尔冰箱 青岛海尔股份有限公
司。
1.3 方法
1.3.1 试剂的配制
1.3.1.1 磷酸缓冲液 （pH6.6） 配制，取磷酸二氢钠
0.68g加 0.1mol/LNaOH溶液 15.2mL用水稀释到 100mL
1.3.1.2 邻苯二酚 （0.1mol/L） 溶液的配制，称取邻苯
二酚 1.1g，加水溶解，并稀释至 100mL即可
1.3.2 残存酶活的计算
处理后雪莲果中多酚氧化酶活力的计算用残存酶活
来表示，处理后残存酶活的定义：残存酶活 =处理后样
品活力 /处理前样品活力。而样品活力主要表现在所测
出的吸光度值[4，5]。空白样品是指没有经任何处理的雪莲
果粗酶液放置 20min后所测得吸光度值。残存酶活越大
说明处理后样品活力越大，也就说明了该试剂处理样品
不能很好的抑制酶的活性。
1.3.3 雪莲果中多酚氧化酶的提取
雪莲果果实洗净去皮，按 5∶6（W/V） 比例加入预
冷的 1/15mol/L pH6.6磷酸盐缓冲溶液，冰浴捣碎至匀
浆，置冰箱浸提 30min，取出解冻至室温 （16℃），
4000r/min离心 10min。由于雪莲果果胶含量丰富，影响
吸光度的测量，需再用纱布过滤，得上清液作为粗酶提
取液，0～4℃保存备用[6]。
1.3.4 雪莲果 PPO最适波长的确定
取 2mL pH6.6 的磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲溶液于
2mL0.1mol/L的邻苯二酚，并加入 1mL 雪莲果中 PPO
粗酶液，稳定 10min 后，将酶与底物的反应产物在
400～600nm波长下进行吸收波长的扫描，最大吸光度
所对应的波长即为最大吸收波长[7]。
1.3.5 温度对雪莲果 PPO活性的影响
在 2mL0.1mol/L的邻苯二酚中加入 2mLpH6.6的磷
酸氢二钠—柠檬酸缓冲溶液和 0.1mL的雪莲果 PPO粗
酶液，使反应体系在分别置于 20，25，30，35，40，
45，50，55，60，70℃下恒温 5min 后，在常温 400nm
下进行吸光度值的测定[8]，并计算残存酶活。
1.3.6 NaCl对雪莲果 PPO活性的影响
用一定浓度的氯化钠溶液对雪莲果粗酶液处理，原
因是用氯化钠溶液处理过的粗酶液，能减少水中溶解
氧，从而抑制酶促褐变。
在加有 2mLpH6.6 磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲溶液、
2mL0.1mol/L的邻苯二酚和 1mL的雪莲果 PPO粗酶液
的反应体系中，加入 2mL 浓度分别为 0.5%、1.0%、
1.5%、2.0%、2.5%的氯化钠溶液，室温下静置 5min后，
在常温 400nm下进行吸光度值的测定[8]，并计算残存酶
活。
1.3.7 柠檬酸对雪莲果 PPO活性的影响
柠檬酸是一种有机酸，它既有还原性又是螯合剂，
多酚氧化酶的催化活性中心为铜离子，Richrd等认为氧
是通过与铜离子形成桥式键合在酶上，柠檬酸分子具有
三个羧基，羧基氧与酶中铜离子发生配位反应，抑制了
铜离子的催化活性，所以柠檬酸对多酚氧化酶活性具有
抑制作用[9]。
在加有 2mLpH6.6 磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲溶液、
2mL0.1mol/L的邻苯二酚和 1mL的雪莲果 PPO粗酶液
的反应体系中，加入 2mL浓度分别为 0.10%、0.25%、
0.50%、1.00%、1.50%的柠檬酸水溶液，室温下静置
5min后，在常温 400nm下进行吸光度值的测定，并计
算残存酶活。
1.3.8 柠檬汁对雪莲果 PPO活性的影响
在加有 2mLpH6.6磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲溶液、
2mL0.1mol/L的邻苯二酚和 1mL的雪莲果 PPO粗酶液
的反应体系中，加入 2mL浓度分别为 1%、5%、10%、
15%、20%的柠檬汁溶液，室温下静置 5min后，在常温
400nm下进行吸光度值的测定，不计算残存酶活。
1.3.9 橘子汁对雪莲果 PPO活性的影响
在加有 2mLpH6.6磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲溶液、
2mL0.1mol/L的邻苯二酚和 1mL的雪莲果 PPO粗酶液
的反应体系中，加入 2mL浓度分别为 5%、10%、15%、
20%、25%的橘子汁溶液，室温下静置 5min后，在常温
400nm下进行吸光度值的测定，并计算残存酶活。
1.3.10 VC对雪莲果 PPO活性的影响
抗坏血酸对多酚氧化酶活性的抑制机理主要是将
Cu2+还原成 Cu+，同时抗坏血酸具有还原性，能把酶促
反应的中间产物邻苯醌还原成邻苯二酚而抑制褐变。
在加有 2mLpH6.6磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲溶液、
2mL0.1mol/L的邻苯二酚和 1mL的雪莲果 PPO粗酶液
的反应体系中，加入 2mL浓度分别为 0.25%、0.50%、
1.00%、1.50%、2.0%VC，室温下静置 5min后，在常温
400nm下进行吸光度值的测定，并计算残存酶活。
1.3.11 正交实验确定鲜切雪莲果的最佳护色剂组合
氯化钠 （0.5%、1.0%、1.5%）、柠檬酸 （0.50%、
1.00%、1.50%）、柠檬汁（5%、10%、15%）、抗坏血酸
（0.25%、0.50%、1.00%） 进行四因素三水平的正交实
验，在加有 2mLpH6.6 磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲溶液
2mL0.1mol/L的邻苯二酚和 1mL的雪莲果 PPO粗酶液
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的反应体系九支试管中，分别加入 2mL组合护色剂：
处理号为 1至 9，四种护色剂各取 0.5mL，室温下静置
5min后，在常温 400nm下进行吸光度值的测定，并计
算残存酶活。以上每个处理均重复 3次，取其平均值。
2 结果与分析
2.1 空白实验
空白实验是指没有经过任何处理的雪莲果粗酶液放
置 20min后所测得吸光度值的平均值，实验测定结果：
处理前样品酶活为 1.028。
2.2 不同温度对雪莲果 PPO活性的影响
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
残
存
酶
活
0 10 20 30 40 50 60 70
温度 /℃
图 1 不同温度对雪莲果酶促褐变影响
Fig.1 Effect of temperature on enzymatic browning curve of yacon
图 1表明，雪莲果中 PPO活力随温度的升高而增
强，30℃时残存酶活最高。由图可以看出，雪莲果中多
酚氧化酶活力最高时的温度在 30℃左右，酶的活力随
温度的下降到 20℃后显著降低。在雪莲果的贮藏加工
中要考虑温度的影响，应低于 20℃。
2.3 不同浓度 NaCl对雪莲果 PPO活性的影响
由图 2可以看出当氯化钠浓度超过 1.2%时，酶的
活力也会随着上升。当氯化钠浓度为 1.0%时，残存酶
活最小，说明 1.0%浓度的 NaCl对雪莲果中多酚氧化酶
活性能起到较好的抑制作用。
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
残
存
酶
活
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
NaCl溶液浓度 /%
图 2 不同浓度 NaCl溶液对雪莲果酶促褐变影响
Fig. 2 Effect of NaCl solutions of different concentration on browning effect
of smallanthus sonchifolius enzyme
2.4 不同浓度柠檬酸对雪莲果 PPO活性的影响
由图 3可以看出，随着柠檬酸浓度的升高，所测得
的吸光度和残存酶活都在逐渐减小。说明柠檬酸浓度的
增加可以有效地控制雪莲果中多酚氧化酶的褐变。但是
柠檬酸有很强的酸味如果浓度过高会影响雪莲果汁的口
感。因此，在 1.00%或 1.50%的浓度为较合适的浓度。
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
残
存
酶
活
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60
柠檬酸溶液浓度 /%
图 3 不同浓度柠檬酸溶液对雪莲果酶促褐变影响
Fig.3 Effects of different concentration of citric acid solution on browning
effect of smallanthus sonchifolius enzyme
2.5 不同浓度柠檬汁对雪莲果 PPO活性的影响
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
残
存
酶
活
0 5 10 15 20 25
柠檬汁溶液浓度 /%
图 4 不同浓度柠檬汁溶液对雪莲果酶促褐变影响
Fig.4 Effect of different concentrations of lemon juice solution
on browning effect of smallanthus sonchifolius enzyme
柠檬汁主要是提供酸性环境，使 PPO偏离其最适
pH，同时柠檬汁的三个羧基能够鳌合 PPO中的铜离子。
从图中可以看出 10%的柠檬汁处理雪莲果粗酶液，PPO
活性相对低于对照的其他浓度，在浓度大于或低于 10%
时，反而使残存酶活升高。说明 10%的柠檬汁有效地抑
制了多酚氧化酶活性。
2.6 不同浓度抗坏血酸对雪莲果 PPO活性的影响
VC对多酚氧化酶的抑制作用是因为 VC不仅是多
酚氧化酶辅基铜离子的螯合剂，而且也是多酚氧化酶作
用底物的竞争性抑制剂。此外，VC还可以还原多酚氧
化酶作用所形成的醌。VC是目前防止多酚氧化酶酶促
褐变的最常见、使用最广泛的物质，作为果蔬的防褐变
剂具有广阔的应用前景[10]。在所配制的五种浓度中，不
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试验号
芦根大青叶
浸提液
/mL
金银花，杭白胎
菊，枸杞子混合液
/mL
糖液
/mL
酸液
/mL
感官评价
（满分 100）
1 1 1 1 1 84.7
2 1 2 2 2 86.7
3 1 3 3 3 89
4 2 1 2 3 87
5 2 2 3 1 90.3
6 2 3 1 2 85.7
同浓度的氯化钠对雪莲果粗酶液处理后，多酚氧化酶活
性也不同。综合来看 1.00%的抗坏血酸对雪莲果中的酶
促褐变抑制作用较好。
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
残
存
酶
活
0 5 10 15 20 25
VC溶液浓度 /%
图 5 不同浓度 VC溶液对雪莲果酶促褐变影响曲线
Fig.5 Effect of Vc solutions of different concentration on browning effect of
smallanthus sonchifolius enzyme
2.7 不同浓度橘子汁对雪莲果 PPO活性的影响
0.33
0.325
0.32
0.315
0.31
0.305
0.3
0.295
0.29
0.285
残
存
酶
活
0 5 10 15 20 25 30
橘子汁溶液浓度 /%
图 6 不同浓度橘子汁溶液对雪莲果酶促褐变影响
Fig.6 Effect of different concentrations of orange juice solution on
browning effect of smallanthus sonchifolius enzyme
从图 6中可以看出 17%的橘子汁处理雪莲果粗酶液
PPO活性极显著低于对照的其他浓度，在浓度大于 15%
橘子汁处理时，反而使残存酶活升高。说明 15%的橘子
汁处理控制了底物酚酶类物质氧化，有效地抑制了多酚
氧化酶活性。
2.8 单因素实验结果
以残存酶活为指标，表 1中实验测得的吸光度值与
残存酶活越小越好，吸光度越小抑制剂抑制雪莲果褐变
的效果越好，单因素实验中抑制雪莲果粗酶液褐变的最
优条件：1.0%的氯化钠，1.0%的柠檬酸，10%的柠檬
汁，1.0%的抗坏血酸，15%的橘子汁护色效果最佳。且
雪莲果中多酚氧化酶受柠檬酸浓度影响较大。即护色效
果比较为：1.0%NaCl>1.0%VC>1.0%柠檬酸 >10%柠檬
汁 >15%橘子汁。
表 1 五种护色剂护色效果比较
Table 1 Comparison of five kinds of color protection agent of color
protection
抑制剂及浓度 吸光度
1.0%NaCl 0.020
1.0%VC 0.036
1.0%柠檬酸 0.163
10%柠檬汁 0.203
15%橘子汁 0.289
2.9 复合护色剂各组分最佳配比的确定
在单因素实验的基础上，利用单因素时能较好抑制
多酚氧化酶活性的浓度，采用正交实验确定复合抑制剂
中氯化钠、柠檬酸、柠檬汁、抗坏血酸的用量。正交实
验如表 2所示。由于实际生产中温度一般是控制在最适
温度上下，波动不会太大，所以温度对褐变效果的影响
研究价值相对不是很大，橘子汁对雪莲果褐变抑制效果
在五种抑制剂中效果较差，所以在正交试验确定复合护
色剂各组分最佳配比中不考虑温度并舍去橘子汁的正交
研究。
表 2 正交实验因素水平表
Table 2 factors and levels of orthogonal experiment table
编号
因素
A
氯化钠浓度
/%
B
柠檬酸浓度
/%
C
柠檬汁浓度
/%
D
抗坏血酸浓度
/%
1 0.5 0.50 5 0.25
2 1.0 1.00 10 0.50
3 1.5 1.50 15 1.00
以表 2为基准，选用上述四种试剂的三个不同浓度
阶层做正交实验的分析，利用不同试剂的不同浓度进行
配比，以得到较好能抑制多酚氧化酶活性的复合试剂。
表 3 正交实验分析
Table 3 analysis of orthogonal experiment
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对鲜榨雪莲果汁使用 NaCl、柠檬酸、VC、柠檬汁
进行正交实验的护色效果及数据统计结果见表 3。鲜榨
雪莲果汁护色效果的评价指标中，以最终的残存酶活大
小为指标。通过对 R（极差） 的分析可知，对鲜榨雪莲
果汁酶促褐变影响的主次因素依次为 D>A>C>B，即对
鲜榨雪莲果汁酶促褐变影响的最优条件是抗坏血酸，其
次为氯化钠和柠檬汁，柠檬酸作用最小。
由表 3可以看出，考察了 A因素（氯化钠浓度） 进
行的褐变度比较三组实验中，B（柠檬酸），C（柠檬
汁），D（抗坏血酸） 三种因素的各水平都只出现了一
次，但由此表可以看出残存酶活实验的结果与正交实验
的分析结果不一致，残存酶活实验得出的最优组合为
A3B1C3D2，而正交实验的分析组合为 A3B3C2D2，用残存
酶活实验的最优组合与正交分析的最优组合再做实验。
通过实验得出本实验的最佳组合为 A3B3C2D2，即氯化钠
浓度为 1.5%，柠檬酸浓度为 1.50%，柠檬汁浓度为
10%，抗坏血酸浓度为 0.5%。
3 结论
3.1 雪莲果多酚氧化酶最大吸收波长为 400nm，最佳反
应温度为 30℃。
3.2 氯化钠、抗坏血酸、柠檬酸、柠檬汁、橘子汁都有
抑制褐变的效果，但橘子汁抑制褐变的效果相对较弱，
柠檬汁和橘子汁可作为天然抑制剂应用于雪莲果加工
中。
3.3 通过单因素实验得出氯化钠、抗坏血酸、柠檬酸、
柠檬汁、橘子汁五种抑制剂的最佳浓度为 1.0%的氯化
钠；1.0%的柠檬酸；10%的柠檬汁；1.0%抗坏血酸；
15%的橘子汁。
3.4 通过正交试验得组合抑制剂抑制褐变效果比单一
抑制剂好且最佳组合抑制剂为 1.5%氯化钠 +0.5%抗坏血
酸 +1.5%柠檬酸 +10%柠檬汁。
参考文献：
[1] 王琼波，魏永义，王玲玲. 雪莲果多酚氧化酶性质及其抑制方法研
究[J]. 研究简报，2011（8）：49-51.
[2] 蔡文韬，夏延斌. 鲜切雪莲果护色效果的研究[J]. 现代食品科技，
2012，28（3）：274-277.
[3] 嵩明着力发展特色农产品[J]. 村实用技术，2007，1：5-8.
[4] 郝燕燕，张美霞，我国雪莲果栽培现状及发展前景[J]. 山西农业科
学，2011，39（4）：383-385.
[5] 赵光远，丛伟，杨公明. 超高压处理对鲜榨苹果汁中多酚氧化酶活
力的影响[J]. 湖北农业科学，2007，1146（6）.
[6] 谢岩黎，李富丽，鲜切马铃薯褐变控制方法的研究[J].食品与机械，
2008，5：13-15.
[7] 杨波，杨光，陈佳雯.鲜切雪莲果护色保鲜工艺的研究[J].食品工业
科技，2009，4：239-242.
[8] 周向军，高义霞，张生财. 雪莲果过氧化物酶的特性和抑制研究[J].
中国酿造，2011，1：109-112.
[9] 史云东，贾琳，李祥，等. 雪莲果多酚氧化酶活性及褐变控制的研
究[J]. 粮油食品科技，2011（2）：46-49.
[10] 刘姝，王渊，方佳，等. 天山雪莲果多酚氧化酶的特性研究[J]. 安
徽农学通报，2012，18（17）：37-40.
7 3 1 3 2 90.3
8 3 2 1 3 83.3
9 3 3 2 1 86.7
k1 86.800 87.333 84.567 87.233
k2 87.667 86.767 86.800 87.567
k3 86.767 87.133 89.867 86.433
R 0.900 0.566 5.300 1.134
最佳组合 A2B1C3D2
续表 3
试验报告与理论研究
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