全 文 ：文章编号 :100028551 (2006) 042331202
辐照对梨汁多酚氧化酶活性的抑制作用
刘　超　汪晓鸣　王　宏
(安徽省农业科学院原子能农业应用研究所 ,安徽 合肥　230031)
摘 　要 :采用60 Coγ射线辐照处理梨汁 ,研究不同辐照剂量 ,不同 pH 值 ,以及辐照与 pH 复合处理对梨汁
中多酚氧化酶活性的影响。试验结果证明 ,辐照处理和调节 pH 值对梨汁中多酚氧化酶活性都有不同
程度的抑制作用 ;3kGy 辐照与 pH 311 复合处理能抑制多酚氧化酶约 92 %的活性。
关键词 :梨汁 ;多酚氧化酶 ;辐照 ;抑制
INHIBITION EFFECT OF RADIATION ON PPO’S ACTIVITY IN PEAR JUICE
LIU Chao 　WANG Xiao2ming 　WANG Hong
( Institute of Atomic Application in Agriculture ,AAAS , Hefei ,Anhui 　230031)
Abstract :The activities of PPO in pear juice were measured when it received different dosage of 60 Coγ2rays irradiation ,
different pH , and the combination of radiation and pH condition. The results showed that , radiation treatment and decreasing
the pH value can inhibit the PPO’s activity. Combination treatment of 3kGyγ2irradiation and pH 311 can lower the activity of
PPO about 92 %.
Key words :pear juice ; PPO ; irradiation ; inhibitation
收稿日期 :2005210219
作者简介 :刘超 (19632) ,男 ,安徽省亳洲市人 ,研究员 ,主要从事农产品辐照加工保鲜研究。
　　多酚氧化酶是植物中广为存在的一种酶 ,它催化
食品原料中的内源性多酚类物质进行羟基化和氧化两
类不同的反应[1 ] 。多酚氧化酶催化一元酚羟基化形成
的邻苯二酚可以在酶的作用下进一步被氧化生成邻 -
苯醌类化合物即黑色素[2 ] 。在正常状态下 ,细胞内的
多酚氧化酶与质体、线粒体和细胞内膜结合 ,活性很
低 ,当细胞膜受到损伤后 ,潜在的多酚氧化酶可被激
活。这种酶促反应常常发生在果蔬加工过程中 ,除了
影响加工产品的色泽外 ,还会改变风味[3 ] 。
传统的钝化酶活性的方法是高温热处理或添加抑
制酶活性的化学添加剂[4 ] 。高温处理不仅影响产品的
营养成分 ,对于风味物质含量高的热敏性食品如梨汁
等 ,还影响处理后的风味、色泽。辐照处理食品是一种
食品冷加工技术 ,具有杀灭食品中的微生物 ,保持食品
原有的风味、色泽、营养成分且不用化学添加剂等多种
优点。本研究利用γ射线辐照处理梨汁 ,研究了不同
辐照剂量 ,不同 pH 值以及二者的复合处理对梨汁中
多酚氧化酶活性的影响。
1 　材料和方法
111 　材料和仪器
试验所用原料为市售安徽砀山酥梨。试剂有 :邻
苯二酚、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、柠檬酸。
主要仪器有 :榨汁机、水浴锅、酸度计、离心机和分
光光度计。
112 　方法
11211 　pH618 磷酸缓冲液 　配制 012 molΠL 的磷酸氢
二钠和磷酸二氢钠溶液 ,按 49∶51 的比例配制。
11212 　样品的制备 　选梨 →清洗 →榨汁 →过滤去渣
(4 层纱布) →梨汁 →调整试样的 pH 值。全部梨汁 1
次制作完成 ,在冰箱中冷藏待用。
辐照处理 　在安徽农业辐照中心进行 , 采用60 Co
γ射线 , 剂量率 32GyΠmin , 用 1、2、3、4、5kGy 进行辐照
处理 ,使用硫酸亚铁剂量剂进行吸收剂量跟踪。
pH调整处理 　加入一定量的柠檬酸或纯碱溶液
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调整梨汁的 pH值 ,并用酸度计测得精确值。
辐照与 pH 综合处理 　根据调整 pH 的样品酶活
性测定结果 ,选取最适 pH 的样品进行辐照处理并与
原汁辐照处理结果做对比。
11213 　多酚氧化酶的提取[5 ] 　取不同 pH 值的样品 5
个 ,各取 5ml 样品 ,加 012molΠL pH 值为 618 的磷酸缓
冲液 10ml ,3000rΠmin 离心 15min ,上清液为酶液。
11214 　最适反应底物量的确定 　量取酶液 012ml ,分
别加入 011、012、013、014、015、016、017、018ml 的邻苯二
酚 ,按照多酚氧化酶活性检测方法 ,测出相应 OD 值 ,
取标准差最小的处理为最适反应底物量。计算结果表
明最适反应底物量为 014ml。
11215 　多酚氧化酶的活性检测[6 ] 　取 514ml 012molΠL
pH值为 618 的磷酸缓冲液加入 014ml 0102molΠL 邻苯
二酚和 012ml 酶液 ,在 32 ℃下恒温水浴 15min ,冷却后
用分光光度计测吸光度值 ,每隔 1min 记录一次读数 ,
每个样记录 6 min。单位时间内每毫升酶液吸光度变
化 01001 定义为一个酶活性单位。
酶相对残留活性的计算 ( %) : (处理样品酶活性Π
未处理对照样品酶活性) ×100 %
2 　结果与分析
211 　辐照对梨汁中多酚氧化酶活性的影响
图 1 　辐照对多酚氧化酶的影响
Fig. 1 　Effect of irradiation on PPO’s activity
由图 1 可见 ,经辐照处理后 ,梨汁多酚氧化酶的活
性与对照相比显著减少。对照为 27415 个活性单位 ,
而 1～5kGy 辐照处理后 ,分别为 203、19415、17415、
16715、17015 个活性单位 ,在 4kGy 辐照条件下 ,其相对
残留活性最低为 61 %。说明γ射线对梨汁中多酚氧
化酶有抑制作用。
212 　pH值对梨汁中多酚氧化酶活性的影响
梨汁原汁的 pH值为 5130 ,由于在工业生产中 ,果
汁饮料的 pH 值一般控制为酸性 ,因此试验中我们将
梨汁的 pH 调为 513～310 之间。在 pH < 513 时 ,随着
pH值的降低 ,OD 值单位时间内变化减少 ,酶的活性逐
渐降低 ,表现为体系反应速度逐渐变慢。当 pH 为 311
时 ,OD 值单位时间内变化最小 ,PPO 的活性得到了显
著的抑制 (图 2) 。试验显示 ,调节梨汁的 pH 值 , 对多
酚氧化酶活性有很大的影响 , 当 pH为 311 时 ,可使多
酚氧化酶的相对活性降低为 32 %.
图 2 　pH值对多酚氧化酶的影响
Fig. 2 　Effect of pH adjustment on PPO’s activity
213 　辐照与 pH复合处理对梨汁中 PPO 活性的影响
图 3 　复合处理对多酚氧化酶的影响
Fig. 3 　Effect of combination treat ment
complex treat on PPO’s activity
将梨汁的 pH 值调节为 3110 ,然后使用不同剂量
的射线辐照处理。经辐照后酶的活性进一步降低 ,当
辐照剂量为 1kGy ,相对残留活性为 1217 % ,2kGy 时为
1016 % ,当辐照剂量达 3kGy 以上时 ,酶的活性不再随
剂量的增加而变化 ,相对活性保持在 614 %左右 (图
3) 。复合处理较单独处理能进一步降低果汁中多酚氧
化酶的活性 ,从而较好地达到了防止果汁褐化变色的
目的。
3 　讨论
试验表明 ,γ射线对梨汁中的多酚氧化酶有一定
的抑制作用 ,在一定范围内随着辐射剂量的增大 ,抑制
作用增强。与传统的加热、加压等钝化酶活性的方法
相比 ,辐照处理的方法抑制强度高 ,并在保持梨汁原有
风味方面有着独特的优势。
由于 PPO 是碱性蛋白质 pH 值影响酶活性催化基
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表 3 　辐照处理对西红花苗生长的影响
观测项目
辐照剂量 ( Gy)
0 5 10 15 20 25
苗高 a (cm) 22 21 15 10 8 7
苗高 b(cm) 42 3816 2516 1413 816 813
存活率 ( %) 90 (27Π30) 34(12Π35) 31(11Π35) 816 (3Π35) 0(0Π35) 0 (0Π35)
注 :表中 a 表示 11 月 29 日观测的苗高 ,b 表示 2 月 21 日的苗高 ;括号内数据为 (存活苗数Π总球茎数) 。
215 　辐照对苗生长的影响
从表 3 可以看出 ,20 和 25Gy 的球茎受辐照的影响
较大 ,苗在 11 月已基本停止生长 ,不能再生子球茎 ;5
和 10Gy 辐照的球茎存活率虽然不如对照 ,但分别达
34 %和 31 % ;5、10 和 15Gy 辐照的球茎均再生出小球
茎 ,并于第 2 年 4 月收子球茎。
表 4 对子球茎考种结果表明 5 和 10Gy 辐照处理
后收获的球茎重分别为 14 和 913g ,均有开花能力 ;
15Gy 辐照处理后收获的球茎重 717g ,只能营养生长。
表 4 　不同辐照处理后收获的子球茎
考种项目
辐照剂量 ( Gy)
0 5 10 15 20 25
收获球茎数 (个) 13 11 10 3 0 0
收获球茎总重 (g) 196 154 126 2312 0 0
种植总球茎数 (个) 30 35 35 35 35 35
收获球茎平均重 (g) 15 14 913 717 0 0
收获率 ( %) 4313 3114 2815 815 0 0
3 　结论
辐照对西红花发育的影响是全方位的。13～14g
球茎受 10～25Gy 辐照处理后 ,开花率为 10816 % ,较对 照提高了 2 个百分点 ,表明辐照处理对一定重量的球茎有刺激开花作用。但只有 5 和 10Gy 辐照处理后收获的子球茎具有开花能力 ,因此初步确定对于质量在12g 以上球茎的最佳辐射诱变剂量为 5～10Gy。参考文献 :[1 ] 　孙月芳 ,陆瑞菊 ,王亦菲 ,等. 大麦花药离体诱变及铝胁迫下的培养反应. 核农学报 ,2005 ,19 (2) :95～98[2 ] 　陈秀兰 ,包建忠 ,刘春贵 ,等. 观赏荷花辐射诱变育种初报. 核农学报 ,2004 ,18 (3) :201～203[3 ] 　劳华军 ,傅俊杰. 辐照灭菌对鱿鱼品质的影响. 核农学报 ,2004 ,18(3) :225～227[4 ] 　许德春 ,王子文 ,孟丽芬 ,等. 鲜人参辐照保鲜工艺研究. 核农学报 ,1998 ,3 :135～138[5 ] 　张　玲 ,严　雪. 诱变植物中生理活性物质的分离及纯化. 核农学报 ,2002 ,16 (4) :249～251[6 ] 　Hayashi T , Todoriki S. Sugars prevent the detrimental effects of gammairradiation on cut chrysanthemums. HortScience ,1996 ,31 (1) :117～119[7 ] 　Wit , A K H , Van de Vrie , M. Gamma radiation for post harvest controlof insects and mites in cut flowers. Med. Fac. Landbouww. Rijksuniv ,1985 ,Gent 50Π2b :697～704[8 ] 　Yang M C. Effects of gamma irradiation on the quality of shiitake(Lentinula edodes Sing) and day2lily flowers ( Hemerocallis fulva L) . MS. Thesis , Department of Horticulture , National Chung2Hsing University ,Taichung , Taiwan ( In Chinese) ,1995
(上接第 332 页)
团的解离状态 ,在较强的酸性条件下 ,辅基铜将以铜离
子的形式解离出来 ,从而使酶失活[7 ] 。调节果汁的 pH
值 ,其酶的相对活性可降为 32 % ,辐照处理果汁原汁
1kGy的剂量 ,酶的相对活性降为 74 % ,而 pH 与 1kGy
的辐照复合处理 ,其酶的相对活性约为 1217 %。因此
在实际应用中 ,将果汁先调控 pH 值后 ,再辐照处理 ,
能获得更好的抑制酶活性的效果。
参考文献 :
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