馬鈴薯酶促褐變機(jī)理研究.pdf

1、馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)具有產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)豐富及綜合加工用途廣泛等特點(diǎn),是世界上重要的四大糧食作物之一。馬鈴薯加工是農(nóng)產(chǎn)品高值化的最重要環(huán)節(jié),加工過(guò)程中的褐變嚴(yán)重影響馬鈴薯深加工產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此,研究褐變發(fā)生機(jī)理以及抑制技術(shù)對(duì)馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義深遠(yuǎn)。本課題研究了馬鈴薯加工過(guò)程中的酶促褐變機(jī)理,并建立體外褐變數(shù)學(xué)模型,為馬鈴薯加工中抑制褐變研究提供理論依據(jù)。本研究的內(nèi)容及結(jié)論如下:
　

2、　 首先,建立馬鈴薯塊莖組織褐變度與多酚氧化酶和酚酸的相關(guān)性,確定色澤劣變的主導(dǎo)因素。采用分光光度法測(cè)定馬鈴薯塊莖褐變程度、PPO活力,高效液相色譜法測(cè)定塊莖中綠原酸含量,SPSS軟件分析三者在加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化,并進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明不同溫度相關(guān)性差異顯著,30℃時(shí)褐變度與PPO、總酚、綠原酸的相關(guān)系數(shù)r分別為-0.972、-0.947、-0.966;45℃為-0.924、-0.605、-0.856;60℃則為-0.794、-

3、0.715、-0.858。表明褐變度與多酚氧化酶活力及酚酸含量呈負(fù)相關(guān),且溫度越高相關(guān)性越差,60℃下相關(guān)系數(shù)僅為0.794,表明高溫條件下由PPO引起的酶促褐變已經(jīng)不是馬鈴薯塊莖加工中色澤劣變的主要原因。
　　 其次,建立馬鈴薯多酚氧化酶熱穩(wěn)定性模型,預(yù)測(cè)多酚氧化酶活力的變化趨勢(shì)。利用分光光度法測(cè)定不同加熱溫度和加熱時(shí)間處理下多酚氧化酶的殘存酶活,Matlab軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式模型擬合。二元三次多項(xiàng)式模型擬合度較高,其中R2

4、=0.981,P＜0.01表明模型具有極顯著性。回歸方程如下:Z=24.54+6.116X+3.406Y-0.02689X2-0.2361XY-0.03509Y2-0.0002836X3+0.001326X2Y+0.0012XY2。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明,殘存酶活在30％-80%范圍時(shí),誤差在5%左右。模型能夠較準(zhǔn)確的反映并預(yù)測(cè)熱加工中PPO活力的變化趨勢(shì)。
　　 再次,研究多酚氧化酶酶促動(dòng)力學(xué),包括動(dòng)力學(xué)方程的建立、底物特異性研究和褐變

5、活化能的測(cè)定。通過(guò)Hanes-Woolf法作計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù)Vmax和Km,由阿倫尼烏斯(Arrhenius)公式計(jì)算酶促褐變活化能Ea。綠原酸、咖啡酸、L-多巴和酪氨酸的Vmax值分別為:0.2060、0.2897、0.1251和0.0098mol/L·min,Km值分別為10.3845、15.8274、18.0205和5.5913mrnol/L,褐變活化能Ea分別為:37.165、20.716、37.877、31.269KJ/mol,

6、馬鈴薯多酚氧化酶不能催化對(duì)苯二酚和阿魏酸。不同酚酸單體與馬鈴薯PPO親和力(Vmax/Km)大小依次為:綠原酸＞咖啡酸＞L一多巴＞酪氨酸,馬鈴薯PPO最適底物為綠原酸,它主要催化具有鄰位酚羥基結(jié)構(gòu)的底物。溫度的變化對(duì)綠原酸Km值影響最大,表明高溫下與酶的親和力更大。最后,建立雙底物褐變模型,預(yù)測(cè)底物組成差異對(duì)褐變的影響。采用分光光度法測(cè)定不同底物組成下褐變度的改變,利用Matlab軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式(Y=bo+61X2+62Y