莲藕采后生理及保鲜技术研究进展

莲藕采后生理及保鲜技术研究进展

作者：汤钦林

来源：《食品安全导刊·中旬刊》2020年第11期

贮藏期间莲藕变褐和衰老是由于其组织中的多酚氧化酶催化酚的氧化形成黑色素。本文总结了莲藕多酚氧化酶催化反应的动力学特征，以及pH值、温度和金属离子等条件对酶活性的影响效果，并对采收后莲藕中多酚氧化酶活性对组织变褐、呼吸和衰老等采后生理过程的作用，并以此为基础进行保鲜技术的研究。

莲藕多酚氧化酶（PPO）

催化反应动力学。采收后的莲藕直接暴露在空气中，表皮或受损部位将迅速变成褐色。这是由于在有氧条件下，邻苯二酚被PPO催化形成醌，然后醌聚合形成黑色素。在PPO催化反应中，但PPO浓度是固定的，在底物浓度低的情况下，反应速率与底物浓度成正比例的变化，当底物的浓度超过一定浓度时，反应速率缓慢增加，当底物浓度高得多时，反应速率达到最大不再增加，此时PPO的利用率最高。当底物的浓度是固定的并且PPO的浓度降低时，酶-底物复合物的浓度也降低，即，莲藕PPO的催化反应速率降低。同样，当PPO和底物的浓度固定时，反应浓度发生改变，酶-底物复合物的浓度也相应地改变。如上所述，改变反应体系中任何物质的浓度都会在某种程度上影响催化反应或影响PPO。此外，邻苯二酚浓度对反应速率的影响远大于氧气浓度的影响。然而，当酶的浓度增加到一定量时，即使酶的浓度增加，酶的活性也不再增加。如果酶溶液的浓度太高，则会降低酶的活性。即，在酶溶液的浓度和反应速率之间存在最佳比例。

pH值对PPO活性的影响。PPO对pH值非常敏感，强酸和强碱环境下PPO的催化反应速率较低，这是由于PPO是一种含有铜元素的蛋白质，当PPO处于酸性环境中时，PPO中的Cu2+会解离使酶失活，但当处于碱性介质中时，酶蛋白将与Cu2+分离并变成不溶的氢氧化铜使酶失活，接近中性的pH值是保持莲藕PPO活性的最佳方法。蓝碧锋等人研究发现，当pH 值约为6.8时，莲藕PPO表现出最高的活性，而当pH值升高至8.0时，其活性仅为最大活性的87%。当pH值降至约5.6时，其活性仅为其最大活性的45%。

温度对PPO活性的影响。温度对PPO的催化反应影响很大。如果将莲藕放在干净的水中，在低温和常温下对比放置30天，观察其生理变化的情况。结果表明，在常温下莲藕变褐的程度明显超过低温下的情况，可以看出，低温抑制了PPO的活性。罗海莉等研究发现PPO 活性的最适温度约为30℃。随著温度降低或升高，PPO活性会逐渐降低，但温度过高时PPO 会失活，研究发现当在70℃下热处理PPO酶时，酶的相对活性降至45%。当在95℃热处理18秒或在100℃热处理10秒时，酶被完全灭活。另外，当在相同温度下温度高于50℃时，随着处理时间的增加，酶的相对活性下降得更快。