馬鈴薯營養(yǎng)價值高，蛋白質(zhì)含量高，熱量低，富含維生素和礦物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)食用馬鈴薯可預防胃潰瘍、慢性胃炎、便秘等病癥，享有“地下蘋果”、“長壽食品”等美譽。根據(jù)發(fā)達國家和城市的消費需求，目前主要將采后馬鈴薯加工成鮮切馬鈴薯作為即食食品出售，然而鮮切后導致表面細胞破壞和下層組織機械損傷，在馬鈴薯多酚氧化酶(PPO)等的催化下極易發(fā)生酶促褐變，會對鮮切馬鈴薯的顏色、質(zhì)地、風味、氣味和營養(yǎng)品質(zhì)產(chǎn)生不利影響，所以通過鈍化馬鈴薯PPO的活性來抑制馬鈴薯鮮切加工中的酶促褐變是本研究的重點內(nèi)容。鮮切馬鈴薯工藝路線如圖1所示。

一、馬鈴薯的酶促褐變機理

多酚氧化酶(Polyphenoloxidase，PPO)是植物體內(nèi)普遍存在可被分離提純獲得的酚酶，其結(jié)構(gòu)為每個亞基含有一個Cu²⁺作為輔基，以氧作為受氫體的一種末端氧化酶。酶是蛋白質(zhì)構(gòu)成的生化反應(yīng)催化劑，PPO催化的反應(yīng)分為兩類：一類是羥基化作用，產(chǎn)生酚的鄰羥基化；二類是氧化作用，使鄰苯二酚氧化為鄰醌。植物細胞內(nèi)的酶充當呼吸作用的傳遞介質(zhì)，保持著酚一醌的動態(tài)平衡，當細胞遭受機械損傷后，O₂大量侵入導致醌類的連續(xù)生成，造成酚和醌之間的失衡，而醌的積累使得醌進行多聚化生成黑褐色素，造成營養(yǎng)丟失。馬鈴薯鄰苯二酚的氧化機制見圖2。

鮮切馬鈴薯褐變的途徑如圖3所示。

二、馬鈴薯多酚氧化酶活性鈍化效果的試驗驗證

1、試驗材料與試驗方法

（1)試驗材料與試驗試劑

材料選用新鮮馬鈴薯，購于本地超市，試驗挑選新鮮飽滿、無機械損傷和病蟲害的馬鈴薯；鄰苯二酚、氫氧化鈉、稀鹽酸、焦亞硫酸鈉、異抗壞血酸鈉、EDTA-2Na、CaCl₂、NaCl等均為化學純；檸檬酸，食品級；L-半胱氨酸，生化試劑；次氯酸鈉溶液等。

(2)試驗儀器與設(shè)備FA2004B電子天平；BSA2201電子天平；HHS11-2數(shù)顯恒溫水浴鍋；上海飛鴿高速離心機TGL16G；UVmini-1240紫外可見分光光度計；PHS-3D型實驗室pH計；冰箱；研缽、移液器、試管等。

(3)試驗方法

馬鈴薯粗酶液的制備：采用李全宏等試驗方法加以改進，將馬鈴薯清洗消毒削皮切片后稱取5.0g放入冷凍的研缽中，加入適量預冷的磷酸緩沖液(0.1mol／L，pH5.5)，冰浴研磨成勻漿，設(shè)定離心機轉(zhuǎn)速6000r／min離心時間10min，所得上清液即為馬鈴薯PPO粗酶液，定容至50mL，4℃低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

馬鈴薯PPO活性測定：取0.1mol／L的磷酸緩沖液(PBS，pH5.5)lmL、0.1mol／1的鄰苯二酚溶液1mL、粗酶液1mL混合，在410nm波長下測定12min的吸光度值。馬鈴薯PPO活性定義為在測定條件下1min內(nèi)引起吸光度值變化0.0l為一個多酚氧化酶的活力單位。

單因素試驗：測定不同溫度(25℃～60℃)、不同pH(pH3.52～pHlO.01)下反應(yīng)體系的吸光度A₄₁₀，研究環(huán)境條件(溫度、酸堿度)對馬鈴薯PPO催化的酶促褐變的影響；測定不同濃度焦亞硫酸鈉(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同濃度檸檬酸(BK、0.10％、0.20％、0.30％、0.40％、0.50％)、不同濃度L一半胱氨酸(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同濃度CaCl₂(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同濃度異抗壞血酸鈉(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同濃度EDTA-2Na(BK、0.05％、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30％)下反應(yīng)體系的吸光度A₄₁₀，研究抑制劑(焦亞硫酸鈉、檸檬酸、L-半胱氨酸、CaCl₂、異抗壞血酸鈉、EDTA一2Na)對馬鈴薯PPO催化的酶促褐變的影響。

正交試驗設(shè)計及試驗驗證：以檸檬酸(A)、L-半胱氨酸(B)、D-異抗壞血酸(C)和氯化鈣(D)作為抑制劑，分別設(shè)置3個不同的濃度，采用L₉(3⁴)正交試驗設(shè)計，以體系的褐變度為考察指標進行正交試驗，如表1所示。

（4）數(shù)據(jù)處理

采用OriginPr02017和Designexpert8.0進行作圖，采用SPSS進行統(tǒng)計學分析，P＜0.05認為有統(tǒng)計學顯著性差異，P＜0.01認為有統(tǒng)計學極顯著性差異。

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相關(guān)鏈接：鄰苯二酚，焦亞硫酸鈉，異抗壞血酸鈉，L-半胱氨酸