黑龙江东方学院
食 品 化 学 综 合 设 计 实 验
实验题目：果蔬褐变机制及其防止初探
姓    名
白也
学    号
12203102
专    业
食品科学与工程（粮食工程）
年    级
2012
指导教师
姚　晶
学    部
食品与环境工程
实验日期
2014年6月11日

果蔬褐变机制及其防止初探
摘  要
介绍酶促褐变的机理及与褐变相关的酶,并从物理、化学等方面介绍了一些新近发展的酶促褐变抑制方法。鲜切马铃薯由于切分造成机械损伤导致组织细胞破裂,使细胞内的化学成分在酶的作用下相互作用,迅速产生褐变,引起外观泽的变化,同时改变风味,造成营养物质损失,降低鲜切马铃薯的商品价值和食用价值。本实验研究选用新鲜马铃薯为试材,探讨引起鲜切马铃薯褐变的多酚氧化酶的部分特性,有针对性的配合控制鲜切马铃薯褐变的护剂和控制微生物生长的化学和物理方法,延长鲜切马铃薯的贮藏期。
关键词：鲜切马铃薯；酶促褐变；机理；控制
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目  录
摘  要    I
1 前言    1
1.1 褐变    1
1.1.1 酶褐变的酶类    1
1.1.2 酶促褐变的条件    1
1.2 研究的目的和意义    2
1.2.1 研究目的    2
1.2.2 研究意义    2
2 材料与方法    3
2.1 实验材料    3
2.1.1 实验原料    3
2.1.2 实验试剂    3
2.2 实验设备    3
2.3 实验方法    3
2.3.1 多酚酶（PPO）液的提取和分离    3
2.3.2 PPO活力的测定    4
3 结果与讨论    5
3.1 热烫对鲜切马铃薯褐变的影响    5
3.2 亚硫酸钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响    5
3.3 抗坏血酸溶液对鲜切马铃薯褐变的影响    6
3.4 氯化钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响    7
结  论    8
参考文献    9
致  谢    10
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果蔬褐变机制及其防止初探
1   前言
1.1   褐变
褐变反应是食品加工中最普遍存在的一种变现象，按其发生机制分为酶促褐变和非酶褐变两大类。对酶促褐变机理的研究，目前国内外比较接受的是酚、酚酶的区域性分布假说。酚类物质和酶在细胞内通过一系列膜系统实现区域划分布，使酶和底物相互接触而引起果蔬褐变。褐变多发生在较浅的水果和蔬菜中，如苹果、香蕉、杏、樱桃、葡萄、梨、桃、草莓和土豆等，在组织损伤、削皮、切开时细胞膜破裂，相应的酚类底物与酶接触，在有氧情况下，发生酶促褐变。介绍与你所做实验内容有关的知识或资料。
1.1.1 酶褐变的酶类
催化酶促褐变的酶类主要为多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）。PPO活性的最适
PH值为5.0~7.0，有较强的耐热性，可被有机酸、硫化物、金属离子螯合剂、酚类底物类似物所抑制。POD在H2O2存在下迅速氧化多酚物质，可与PPO协同作用加剧果蔬褐变。
1.1.2   酶促褐变的条件
酶促褐变主要取决于果蔬中丹宁的含量，果汁中丹宁含量0.045%以下时，在空气中静置3h~4h时并不变，而当其含量超过0.11%时，在空气中变迅速。酶促褐变必须同时具备3个条件，即酚类物质、多酚氧化酶和氧。如柠檬、柑橘、菠萝、葡萄柚、西瓜、番茄等，因缺少诱发褐变的酶，故不易发生酶促褐变。
含有多酚类的果蔬在多酚氧化酶的催化下，首先氧化成邻醌；然后邻醌或未氧化的邻二酚在酚羟基酶催化下进行二次羟基化作用，生成三羟基化合物；邻醌再将三羟基化合物氧化成羟基醌；羟基醌易聚合而生成黑素。 
1.2   研究的目的和意义
1.2.1 研究目的
1. 观察加工过程中物料的褐变状况。要求采用不同的防止褐变措施，观察防止褐变的结果。
2. 通过实验进一步认识食品在贮存和加工过程中各类型褐变的机理、反应的途径，防止褐变应采用的措施。
1.2.2 研究意义
过去鲜切蔬菜的酶研究集中于酶活性的测定，但传统PPO酶活性的测定受到PPO酶易氧化失活及过氧化物酶的干扰等因素的影响，本研究从编码褐变关键酶基因mRNA含量的角度研究褐变抑制与酶的关系，深入揭示了褐变抑制机理，为进一步从分子生物学研究鲜切蔬菜褐变奠定了基础。
2   材料与方法
2.1   实验材料
2.1.1   实验原料
新鲜的马铃薯：哈尔滨当地购买
2.1.2   实验试剂
无水亚硫酸钠
分析纯
国药集团化学试剂有限公司
抗坏血酸
分析纯
哈尔滨市新春化工厂
磷酸氢二钠
分析纯
天津耀华化学试剂有限公司
磷酸二氢钾
分析纯
天津化学试剂三厂
丙酮
分析纯
哈尔滨蓝星石化工厂
氯化钠
分析纯
天津金汇化学试剂有限公司
2.2   实验设备
Spectrumlab54型可见分光光度计
上海棱光技术有限公司
PB3002-N型精密电子天平
美国双杰兄弟(集团)有限公司
2.3   实验方法
2.3.1 多酚酶（PPO）液的提取和分离
将马铃薯快速去皮，切成厚度1~2mm的簿丝。
1.称取马铃薯样品5g，共5份，至于烧杯中，放入60摄氏度水浴锅中热烫，时间分别为0s,30s,45s,60s,75s;
2.称取5g马铃薯样品，共5份，放入预先配置的一定浓度（分别为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%)的抗坏血酸溶液，浸渍两分钟后取出，
3.称取5g马铃薯样品，共5份，放入预先配置的一定浓度（分别为0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%）的亚硫酸钠溶液，浸渍2分钟后取出；
4.称取马铃薯样品5g，共5份，放入预先配置的一定浓度（分别为0、1%、1.5%、2.0%和2.5%）的NaCl溶液，浸渍2分钟后取出。
将以上处理后的马铃薯取出，加少许预先冷藏的混合磷酸盐缓冲液（PH值为6.0），水浴研磨，然后加入10ml磷酸盐缓冲液，于4摄氏度静置20min，上清液即为PPO粗酶液。
粗酶液先经10ml丙酮沉淀，取沉淀，然后往沉淀中加入磷酸盐缓冲液50ml，制成纯酶液并置低温4摄氏度下备用
2.3.2 PPO活力的测定
取混合磷酸缓冲液（PH值为6.0）1.5ml，加入1ml浓度为0.02mol/L的邻苯二酚溶液，先于30摄氏度保温5min，再加1ml的待测酶液，迅速混匀后在波长410nm处测定吸光度。每隔1min记录1次吸光度，共记录3min，重复测定3次。一个活力单位（U）定义为测定条件下每分钟引起吸光度改变0.001所需的酶量。
3   结果与讨论
3.1 热烫对鲜切马铃薯褐变的影响
热烫对鲜马铃薯褐变的结果见表3-1。
表3-1 热烫对鲜切马铃薯褐变的影响
0
1
2
3
4
1min
0.394
0.375
0.142
0.149
0.113
2min
0.445
0.511
0.200
0.207
0.129
3min
0.480
0.573
0.222
0.233
化学实验报告0.132
图3-1 热烫对鲜切马铃薯褐变的影响.     
由表3-1可知热烫为1分钟时抑制马铃薯褐变效果最好。
3.2   亚硫酸钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响
亚硫酸钠溶液对鲜马铃薯褐变结果见表3-2。
表3-2 亚硫酸钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响
0
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
1min
0.913
0.247
0.219
0.176
0.120
2min
1.070
0.224
0.195
0.149
0.111
3min
1.132
0.206
0.171
0.136
0.101
图3-2 亚硫酸钠溶液浓度对鲜切马铃薯褐变的影响 
由表3-2可知，当亚硫酸钠溶液浓度为2.0%时抑制马铃薯褐变的效果最好。
3.3   抗坏血酸溶液对鲜切马铃薯褐变的影响
抗坏血酸溶液对鲜切马铃薯褐变结果见表3-3
表3-3 抗坏血酸溶液对鲜切马铃薯褐变的影响
0.10%
0.15%
0.20%
0.25%
0.30%
1min
0.156
0.127
0.167
0.138
0.994
2min
0.159
0.129
0.175
0.142
0.112
3min
0.155
0.126
0.173
0.149
0.242
图3-3 抗坏血酸对马铃薯褐变的影响   
从表3-3中可知,抗坏血酸溶液对鲜切的马铃薯褐变的效果不明显.
3.4 氯化钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响
氯化钠溶液对鲜切马铃薯褐变结果见表3-4
表3-4 氯化钠溶液对鲜切马铃薯褐变的影响
0
1%
1.5%
2.0%
2.5%
1min
1.307
0.716
0.334
0.748
0.146
2min
1.301
0.877
0.418
0.284
0.167
3min
1.238
0.925
0.449
0.299
0.180
图3-4 氯化钠溶液的浓度对鲜切马铃薯褐变的影响
从表3-4可知，当氯化钠溶液为2.5%，时抑制马铃薯褐变效果最好。
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结  论
研究了马铃薯褐变机制的条件，得出了如下结论：
（1）热烫1分钟对马铃薯褐变抑制的效果最好。
（2）亚硫酸钠溶液浓度为2.0%时抑制马铃薯褐变的效果最好。
(3) 氯化钠溶液浓度为2.5%时抑制马铃薯褐变的效果最好。