第29卷 第2期 西南大学学报(自然科学版) 2007年2月Vol.29 No.2Journal of Sout hwest University(Nat ural Science Edition)Feb.2007
文章编号:1000-2642(2007)02-0118-04
郑莲姬1, 钟 耕2, 张盛林3
11重庆食品工业研究所，重庆400020;21西南大学食品科学学院，重庆400716;
31西南大学园艺园林学院，重庆400716
摘要：白魔芋在干燥脱水过程中发生酶褐变，影响魔芋粉的质量.研究了温度、p H值、底物浓度对白魔芋多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)活性的影响，设计了不同的护方案，以确立白魔芋的最佳无硫护条件.结果表明：白魔芋中PPO活性最适温度为35℃，在90℃以上的温度可以抑制白魔芋PPO活性；最适p H值为515,p H 小于2和大于8时可以完全抑制PPO活性;L-半胱氨酸01006%以上能有效地抑制白魔芋PPO的活性. 关 键 词：白魔芋；多酚氧化酶；活性；护
中图分类号:Q949171+712文献标识码:A
白魔芋[1](A mor p hop hall us albus Liu et Chen)是天南星科魔芋属(A mor p hop hall us Blume)的多年生草本植物，为中国特有，分布于金沙江河谷地区，主要在四川南部及云南北部.其葡甘露聚糖的含量达60%，泽洁白，质量最佳[2]33.魔芋粉是将魔芋经干燥、粉碎、筛理、洗涤等工序处理而得到的，已经广泛应用于现代食品、医药、农业、环保、日化以及化工等行业[3].花魔芋、白魔芋在鲜魔芋干燥脱水初加工过程中，均由于去皮和切片导致组织细胞破裂，使细胞内的化学成分在酶的作用下发生反应，迅速产生褐变[2]287，引起外观泽的变化，降低魔芋干片的商品价值，进一步影响到加工成魔芋粉的外观和商品价值，而魔芋粉的白度、粘度、二氧化硫和粒度是衡量魔芋粉质量高低的重要指标[4].为了抑制魔芋在干燥过程中引起的褐变，传统的魔芋初加工过程中普遍采用熏硫的方法，这种方法既污染初加工环境，又会导致最终的魔芋粉SO2含量超标，使后续的处理过程复杂和成本增加，严重影响了我国魔芋粉在国际市场上的竞争能力.
国内外对白魔芋多酚氧化酶活性研究较少，对魔芋采用无硫护处理也未见报道.本文研究了引起白魔芋褐变的多酚氧化酶的活性，并对采用无害试剂抑制酶促褐变进行了探讨，为提高我国魔芋粉的安全品质提供理论基础和实际可行方法.1 实验材料和方法
111 材 料
白魔芋(来源于四川省屏山县)，由西南大学魔芋研究中心提供.化学试剂为Na2HPO4・12H2O、Na H2PO4・2H2O、儿茶酚、植酸、V C、柠檬酸、L -半胱氨酸等，除注明外，均为分析纯.
112 仪 器
冷冻离心机(G L220G2II，上海安亭科学仪器厂)；紫外可见分光光度计(S53/54，上海棱光技术有限公司)；高速万能粉碎机(XA21，江苏姜堰银河实验仪器厂)；精密电子天平(FA1004，上海精科天平厂);p H 测定仪(Z11型，北京哈纳科仪科技有限公司)；电热恒温水浴锅(K DM，宁波机电工业研究院).
113 方 法
11311 白魔芋中酚类物质含量的测定
酚类物质的含量测定采用4-氨基安替比林法[5].
酚类物质的提取：取材料5g加入10mL乙醇,1mL10%的三，于研钵中匀浆，将匀浆液全部转入25mL容量瓶中，用10%三洗涤研钵并定容至刻度，静止30min，过滤，收集滤液于试管中.
酚类物质的测定：取滤液1mL，加入5mL试剂1(1g Na2CO3溶于50mL011mol/L NaO H溶
①收稿日期:2006-09-11
作者简介：郑连姬(1978-)，女，吉林图们人，硕士，工程师，主要从事食品检测与加工工作.
通讯作者：张盛林，副研究员.
液中，另将015g CuSO 4・5H 2O 溶于100mL 1%酒石酸钾钠溶液中，将两种溶液按50∶1的比例混合即为试剂1)，混匀,25℃下保温30min ，用分光光度计在500nm 处测定样品的吸光度，利用标准曲线即可得到待测样品中酚类物质的含量，建立的标准曲线见图
1.
图1 总酚含量的标准曲线
Fig 11 Standard Curve of Total Phenolic Content
11312 白魔芋PPO 活性测定
(1)PPO 粗酶液的提取：鲜白魔芋放入
4℃冰箱中预冷30min ，取出洗净、去皮.取5g 上述魔芋加入5mL 磷酸盐缓冲液(0105mol ・L -1、p H 515)，于冰浴中研磨后低温下离心20min (12000r ・min -1、
4℃
)，取出上清液后，再加入10mL 磷酸盐缓冲液重复离心，合并两次上清液于25mL 容量瓶中，用磷酸盐缓冲液定容，即得粗酶液.
(2)PPO 活性的测定：反应体系中加入1
19mL 磷酸缓冲液和1mL 011mol/L 儿茶酚溶液，在37℃下保温10min 后，倒入1cm 比皿中，迅速加入011mL 酶液，记录410nm 下的吸光度变化(每30s 记录一次吸光值，共记录3min )，重复测3次.
位(01001ΔA/min ).
(3)p H 对PPO 活性的影响：配制p H 值210～910的系列缓冲液，按上述方法分别测定不同p H 值的缓冲液与酶液及底物混匀后的吸光度，也即在试管中加入已配好的不同p H 值的缓冲溶液115mL ,PPO 粗酶液015mL ,011mol/L 的儿茶酚110mL ，混匀后在室温下测定PPO 的活性.
(4)温度对PPO 活性的影响：以011mol/L 的儿茶酚110mL 为底物，在10℃-100℃范围内的温度梯度下保温10min ，然后分别于410nm 处比测定PPO 活性.
(5)PPO 热稳定性[4]：将酶液在70℃、80℃、90℃、100℃不同温度下保温30min ，每隔5min 按酶活力测定方法，测定酶活力.11313 白魔芋护剂处理效果研究
(1)护液对白魔芋PPO 活性的影响：在酶反应体系中(37℃、p H 515)加入不同浓度的植酸(015‰～110‰)、L -半胱氨酸(0101‰～011‰
)、柠檬酸(1‰～20‰)、抗坏血酸(0103‰～0112‰
)等护剂，按酶活力测定方法测定酶活力.
(2)护液对白魔芋片颜和白魔芋粉粘度的关系：把洗净、去皮、切条的魔芋浸泡在不同浓度的单一抑制剂溶液中5min ，取出沥干水分后，放入60℃烘箱中烘烤12h.烘烤后按魔芋干片泽程度，用百分制计分，其计分标准如表1所示.魔芋干片粉碎后的粗粉用150目的筛子过筛，取筛下物，分别测定魔芋粉的水分和粘度值[4].
表1 魔芋干制品泽计分标准
Table 1 Color Scoring Standard of Dried K onjac
颜洁白
白
灰白
浅黑、微红黑、特红
计分
>90
90～80
79～70
69～60
<60美国经济简介
2 结果与讨论
211 酚类物质含量随贮藏时间的变化
从图2可以看出，白魔芋中的总酚含量在测定时间内，随贮藏时间的延长呈上升趋势.
图2 总酚含量随贮藏时间的变化图
Fig 12 Changes of Total Phenolic Content to Storage Time
212 白魔芋PPO 活性随贮藏时间的变化
彭述之会计研究
由图3可以看出，整个储藏过程中白魔芋的PPO 活力从采收到11月下旬为止，经历一个月左右的时间，处于上升趋势.从11月下旬到12月中旬为止，白魔芋PPO 活力处于下降的趋势，从12月中旬开始，魔芋PPO 活力又处于缓慢上升的趋势.
这种现象跟魔芋贮藏期的生理活动有关，魔芋块茎在贮藏期的生理过程大致分为4个阶段：后熟期、休眠期、休眠解除期和芽伸长期[6].
图3 PPO 活力随贮藏时间的变化
Fig 13 Changes of PPO Activity to Storage Time
9
11第2期 郑莲姬，等：白魔芋中多酚氧化酶活性测定及其护研究
213 pH 与PPO 活性的关系
图4表明，白魔芋中多酚氧化酶活力随p H 值升高而增强，到p H 515时活力最高，继续升高p H 值，
酶活力下降.p H 值对PPO 活性影响显著，通过调节p H 值能有效抑制PPO 的活力，在对白魔芋进行护时必须考虑到p H 值对护效果的影响,p H 值为3时白魔芋丧失5712%左右的活力,p H 值212以下时会完全丧失其活力，以p H 值212～3时较为适宜
.
图4 pH 值对PPO 活力的影响
Fig 14 Effect of p H Value on PPO Activity
214 温度与PPO 活性的关系
图5表明，白魔芋中PPO 活力随温度的升高而增强,35℃时活力最高，当温度继续上升时其活力开始下降.同时可以看出，温度的变化影响了酶的活力，酶的活力随温度下降到20℃后显著降低，因此贮藏过程中应采用低温贮藏.温度达到70℃时白魔芋丧失8313%左右的活力；到100℃时，白魔芋丧失100%的活力
.
图5 温度对PPO 活力的影响
Fig 15 Effect of Temperature on PPO Activity
215 温度对白魔芋PPO 热稳定性的影响
图6表明，白魔芋70℃保温30min 后，其相对
活力降低了60%，其半衰期为约为27min ;80℃、
90℃、100℃、保温30min 后，其相对活力分别降低了64%、86%、95%，其半衰期分别为17min 、10min 、315min.这表明只有达到100℃以及以上温度时，才能短时间内达到钝化白魔芋球茎中多酚氧化酶活性的效果.魔芋初加工过程中也常采用100℃的温度钝化酶处理
.
图6 温度对白魔芋PPO 热稳定性的影响Fig 16 Effect of Temperature on PPO Stability
216 护剂对白魔芋PPO 活性的影响
采用单一护剂对白魔芋PPO 活性的影响见表2.由表2可知，当植酸浓度达到016%时，有少量PPO 残余活力；柠檬酸浓度为110%，仍有一定的残余活力；而当抗坏血酸浓度达到0112%、L -半胱氨酸浓度达到0104%时,PPO 活力丧失.因此，可以用单一护剂处理白魔芋完全抑制其PPO 活性，而L -半胱氨酸在较低用量下就能获得预期效果.217 护剂对白魔芋品质干片颜及白魔芋粉粘
度的影响
从图7可知，对魔芋烘烤中护效果最好的是L -半胱氨酸，其次是植酸和柠檬酸，而抗坏血酸护效果不理想，可能是因植物体内含有抗坏血酸氧化酶，当果蔬组织破坏，又与空气接触时，能使抗坏血酸迅速被破坏，而且抗坏血酸本身即可被氧化而造成褐变.当抗坏血酸浓度提高到一定程度后，抗坏血酸浓度越高，褐变程度会更高.L -半胱氨酸浓度0101%，或植酸浓度015%，或柠檬酸浓度3%时，对白魔芋烘烤效果均能达到90分以上.所以，在白魔芋的烘烤中可以使用单因子抑制剂来处理抑制它的褐变.
表2 不同浓度护剂对白魔芋PPO 活性的影响
Table 2 Effect of Different Anti 2Browning Agents on PPO Activity
植酸浓度/%PPO 残余活性/%柠檬酸浓度/%PPO 残余活性/%抗坏血酸浓度/%PPO 残余活性/%L -半胱氨酸浓度/%PPO 残余活性
/%0101001000101001000100100010010001287150012501000.04501000.016817501450100014371500.06311250.02431750166125016181750.08121500.03311250181188018121500.1031130.040100110
丙烷
016311051630.1201000.050100
21西南大学学报(自然科学版) 第29卷
图7 单一护剂对白魔芋脱水干燥效果的比较
Fig 17 Comparison of Single
Anti 2Browning Agent on Dried K onjac
茂名px事件对部分经处理得到的魔芋粉粘度的测定结果见表3.表3说明，各处理后的魔芋粉粘度均有所下降，但用浓度为0101%L -半胱氨酸处理的1号魔芋粉粘度与对照差异最小.
表3 白魔芋处理后的粘度变化Table 3 Changes of Viscosity of A morphophall us albus After Treatment
对照样一号二号三号水分/%10178111031112010121粘度/(mPa ・S )
三围地图19640
19560
19240
18600
注：对照样：洗净、去皮切片后60℃烘烤.一号处理样:0101%L -半胱氨酸浸泡5min 后60℃烘烤；二号处理样:3%柠檬酸浓度的单因子抑制剂浸泡5min 后60℃烘烤；三号处理样:015%植酸浓度的单因子抑制剂浸泡5min 后60℃烘烤.
3 结 论
(1)白魔芋从当年11月采挖到次年1月上旬,
贮藏过程中魔芋球茎中的总酚类物质处于上升趋势.
(2)白魔芋从采收到11月下旬,PPO 活力处于上升趋势；从11月下旬到12月中旬,PPO 活力处于下降的趋势；之后魔芋PPO 活力又处于上升的趋势.
(3)白魔芋PPO 最适p H 值为515，最适温度为35℃.
(4)对白魔芋采用0101%L -半胱氨酸浓度的单一护剂浸泡5min ，并在60℃下烘烤，所得白魔芋干片颜很白，效果较好，所得魔芋粉的粘度与对照差异最小.
参考文献:
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PPO Activity Determination and Anti 2brow ning
Measure for Amor phophallus albus
ZH EN G Lian 2ji , ZHON G Geng , ZHAN G Sheng 2lin
11Institute of Food Industry of Chingqing ,Chongqing 400020,China ;21School of Food Science ,Southwest University ,Chongqing 400716,China ;
31School of Horticulture and Lands cap e Arcnitecture ,Southwest University ,Chongqing 400716,Ch
ina
Abstract :Enzymatic browning normally occurs during dehydration of A mor p hop hall us albus wit h hot air ,and t he quality of t he konjac flour is affected.In t his st udy ,t he effect s of temperat ure ,p H and t he con 2cent ration of t he subst rate o n PPO (Polyp henol oxidase )activity were investigated and ,based on t he re 2sult s ,t he optimum conditions for sulp hur 2free anti 2browning were selected.PPO activity in A 1albus was highest at a temperat ure of 35℃and a p H of 515.Wit h a p H of <2or >8,or a temperat ure over 90℃,PPO activity was effectively suppressed.Ascorbic acid ,cit ric acid ,p hytic acid and cysteine were found to be able to inhibit PPO activity.
K ey w ords :A mor p hop hall us albus ;polyp henol oxidase ;activity ;anti 2browning
责任编辑 欧 宾
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21第2期 郑莲姬，等：白魔芋中多酚氧化酶活性测定及其护研究
