H2O2处理对魔芋多酚氧化酶及相关底物的影响研究

论文摘要

褐变在果蔬的加工、处理和贮藏过程中是一个非常严重的问题。多酚氧化酶（PPO）被广泛地报道为引起褐变的主要因素。在魔芋精粉的加工过程中,为使产品洁白,针对新鲜魔芋中的多酚氧化酶,采用添加SO2的方法进行护色,而魔芋精粉中SO2残留会对产品产生消极的影响。因此,找到一种合适的SO2替代品具有重要的意义。近年来,在一些食品添加剂的制备过程中常常使用H2O2进行漂白与脱色处理。研究表明,过氧化氢（H2O2）对鲜切果蔬有一定的抑制作用,但对H2O2抑制褐变的机理尚不够清楚。本研究探讨了H2O2处理对魔芋PPO及多酚类物质的影响,为H2O2抑制褐变的反应机理研究提供一定的理论依据,对改善魔芋精粉的品质,开拓其应用领域具有重要的理论与实际意义。本论文从白魔芋中提取纯化魔芋PPO及多酚类物质入手,获到纯品,在此基础上用H2O2分别与其进行处理,探讨H2O2处理对魔芋PPO及魔芋多酚的影响,主要研究结果如下:（1）魔芋多酚氧化酶的纯化:采用新鲜白魔芋制作魔芋丙酮粉,用pH 6.8的0.2moL/L磷酸盐缓冲溶液提取PPO粗酶液,经饱和度40%-80%硫酸铵分级沉淀、Sephacryl S200和DEAE-Cellulose-52离子交换树脂纯化后,可得到纯化的PPO,其纯化倍数达到18.65。经SDS-PAGE凝胶电泳鉴定为1条分子量约为31.0kDa的蛋白带。（2）魔芋多酚最佳提取工艺为:加入9倍体积的50%乙醇溶液,于80℃浸提3h,浸提液中魔芋多酚提取率可达10.64 mg/g原料。其中,各因素对魔芋多酚提取的影响效果主次顺序为:浸提温度＞乙醇浓度＞料液比＞浸提时间。（3）通过静态吸附与解吸实验对5种大孔树脂进行筛选,结果表明:H103型大孔树脂表现出最好的吸附性能和解吸效果,是较好的富集魔芋多酚的树脂。当上样速度为2BV/h左右,上样浓度控制在4.85mg/mL左右时,H103树脂对魔芋多酚的吸附量较大。当用6BV的80%乙醇以1-3BV/h的速度洗脱时,该树脂对魔芋多酚有较好的解吸效果。（4）魔芋PPO在pH为6.0、30℃处有最大酶活性,且在该温度下魔芋PPO稳定性较好。在此条件下,用H2O2分别对PPO和多酚进行处理,结果表明:H2O2对魔芋PPO有较为明显的破坏作用。当魔芋PPO在H2O2与70%乙醇水溶液中反应时,在H2O2和70%乙醇水溶液的双重影响下,魔芋PPO的活性几乎丧失。但H2O2处理魔芋多酚时,它们的吸光度随着H2O2加入量的增加而增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 魔芋概况
• 2 多酚氧化酶与褐变底物
• 3 多酚氧化酶的催化机理
• 4 PPO及多酚类物质的分离纯化
• 5 过氧化氢的消毒、漂白特性
• 5.1 过氧化氢消毒特性的应用
• 5.2 过氧化氢漂白作用的应用
• 6 过氧化氢对果蔬褐变的抑制作用
• 7 研究目的和主要研究内容
• 第二章 魔芋多酚氧化酶的提取、纯化
• 1.引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料与试剂
• 2.2 主要仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 魔芋丙酮粉的制备
• 2.3.2 魔芋PPO粗酶液的提取
• 2.3.3 PPO活性的测定
• 2.3.4 蛋白质含量的测定
• 2.3.5 硫酸铵盐析
• 2.3.6 透析除盐
• 2.3.7 聚乙二醇（PEG）浓缩
• 2.3.8 Sephacryl S200凝胶层析
• 2.3.9 DEAE-Cellulose-52离子交换层析
• 2.3.10 PPO的SDS-PAGE检测
• 3 结果与分析
• 3.1 硫酸铵沉淀结果
• 3.2 Sephacryl S200凝胶层析
• 3.3 DEAE-Cellulose-52离子交换层析
• 3.4 提纯步骤效率计算
• 3.5 PPO纯度电泳检测
• 4 小结与讨论
• 第三章 魔芋多酚的提取及初步纯化
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料与试剂
• 2.2 主要仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 总多酚含量的测定
• 2.3.1.1 Folin-Ciocalteus显色剂的配制
• 2.3.1.2 总酚含量标准曲线的建立
• 2.3.1.3 魔芋多酚提取率的测定
• 2.3.2 魔芋多酚提取工艺的研究
• 2.3.2.1 提取方法
• 2.3.2.2 单因素试验
• 2.3.2.3 正交试验
• 2.3.3 魔芋多酚的纯化工艺的研究
• 2.3.3.1 魔芋多酚的纯化工艺路线
• 2.3.3.2 检测方法
• 2.3.3.3 静态吸附量与解吸率的测定
• 2.3.3.4 静态吸附、解吸动力学特性测定
• 2.3.3.5 H103树脂的动态吸附解吸研究
• 2.3.3.6 动态吸附量及解吸量的计算
• 3 结果与分析
• 3.1 魔芋多酚提取工艺的优化
• 3.1.1 单因素试验
• 3.1.2 正交试验
• 3.2 魔芋多酚纯化工艺的研究
• 3.2.1 树脂的筛选
• 3.2.1.1 各种树脂的静态吸附量与解吸率
• 3.2.1.2 静态吸附动力学与解吸动力学曲线
• 3.2.2 H103树脂的动态吸附解吸研究
• 3.2.2.1 动态吸附特征
• 3.2.2.2 上样速度对吸附量的影响
• 3.2.2.3 上样浓度对吸附量的影响
• 3.2.2.4 洗脱流速对解吸效果的影响
• 3.2.2.5 乙醇浓度对解吸效果的影响
• 3.2.2.6 洗脱体积对解吸效果的影响
• 4 小结与讨论
• 2O₂处理对魔芋PPO活性及多酚的影响研究'>第四章 H₂O₂处理对魔芋PPO活性及多酚的影响研究
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料与试剂
• 2.2 主要仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 魔芋PPO部分酶学特性的研究
• 2.3.1.1 pH对PPO活性的影响
• 2.3.1.2 温度对PPO活性的影响及酶的温度稳定性
• 2O₂对魔芋PPO活性的影响效果'>2.3.2 乙醇溶液及H₂O₂对魔芋PPO活性的影响效果
• 2O₂对魔芋多酚的影响效果'>2.3.3 H₂O₂对魔芋多酚的影响效果
• 3 结果与分析
• 3.1 魔芋PPO部分酶学特性的研究
• 3.1.1 pH对PPO活性的影响
• 3.1.2 温度对PPO活性的影响及酶的温度稳定性
• 2O₂对魔芋PPO活性的影响效果'>3.2 乙醇水溶液及H₂O₂对魔芋PPO活性的影响效果
• 2O₂对魔芋多酚的影响效果'>3.3 H₂O₂对魔芋多酚的影响效果
• 4 小结与讨论
• 第五章 结论
• 1 魔芋多酚氧化酶的提取、纯化
• 2 魔芋多酚的提取及初步纯化
• 2O₂处理对魔芋PPO活性及多酚的影响研究'>3 H₂O₂处理对魔芋PPO活性及多酚的影响研究
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文