马胜男 王宁

摘要：多酚氧化酶在食品加工生产中具有一定的有益作用。阐述多酚氧化酶的类型、反应机理和底物，总结影响多酚氧化酶活力的主要因素，介绍多酚氧化酶在果蔬生产、茶加工中的应用现状及前景，以期为进一步研究和应用多酚氧化酶提供参考。

关键词：多酚氧化酶;性质;影响因素;应用

中图分类号：TS255.3    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）05-0066-02

多酚氧化酶又称作儿茶酚氧化酶、酪氨酸酶、邻苯二酚氧化还原酶等，是一种金属蛋白酶，属于六大类酶中的第一大类氧化还原酶，普遍存在于植物、真菌、昆虫质体中，在腐烂植物残渣上也检测到其活性成分。多酚氧化酶易使食品发生腐败变质现象，影响食品品质。但多酚氧化酶在食品加工生产中也具有一定的有益作用，例如：催化氧化儿茶素类物质形成茶黄素类色素，改善茶叶的色泽和风味;根据花生霉变过程会使多酚氧化酶活力逐渐下降的原理，判定花生是否霉变;利用没有毒副作用的漆酶改善饮料、啤酒的风味和品质。此外，多酚氧化酶在食用菌研究方面也具有重要作用。

1 多酚氧化酶的类型

多酚氧化酶包括单酚氧化酶、双酚氧化酶和漆酶。1） 酪氨酸酶是一种单酚氧化酶，存在于人体内，具有调控黑色素生成的作用，广泛应用于美容抗氧化防衰老领域。2） 植物中的双酚氧化酶主要是儿茶酚氧化酶，存在于香蕉、苹果、马铃薯、红薯等暴露在空气中的切口处，新摘菌类中，以及揉捻后的茶叶中等。儿茶酚氧化酶暴露在空气中会催化各种酚类氧化成醌，发生褐变反应，导致食品腐败变质。3） 漆酶最早在漆树液中被发现，其存在于多种高等植物的细胞壁中，如茶叶的嫩芽等。应用于实际生产的漆酶主要来源于细菌、真菌，大多数真菌能分泌漆酶。国内对漆酶的应用研究主要集中在分解木质素、纸浆漂白、染料废水脱色、降解环境中有毒物质等方面。

2 多酚氧化酶催化反应与作用底物

2.1 催化机制

多酚氧化酶是一种含铜的酶，其催化反应主要有两种：一是一元酚羟基化，生成邻二羟基化合物;二是邻二酚氧化生成邻醌。

2.2 酶促褐变

酶促褐变是指酚类物质在有氧条件下形成醌，使食品发生腐败变质现象，缩短食品的保质期，影响其销售与流通。酚类物质与酶在胞内分布于不同区域，避免直接接触。但高温、压力等因素破坏膜系统后，这种区域化分布被打破，酶与底物相互接触导致果蔬发生酶促褐变。大部分褐变发生在颜色较浅的水果和蔬菜中，如香蕉、苹果、桃子、李子、葡萄、马铃薯、红薯等。在切割、破碎、削皮或组织受到破坏时，细胞膜破裂，酚类物质与酶接触发生酶促褐变反应。

2.3 底物

水果和蔬菜中含有大量的酚类物质，其中只有小部分是多酚氧化酶的底物。多酚氧化酶最重要的天然底物有儿茶素、3，4-二羟基肉桂酸酯、酪氨酸等。不同类型的多酚氧化酶具有不同的底物特异性，同一品种果蔬植物中不同部位的多酚氧化酶也具有不同的底物专一性。

3 影响多酚氧化酶活力的因素

3.1 pH

pH对多酚氧化酶活力的影响较为直接，尤其是最适pH，有些果蔬还有第二最适pH。果蔬种类、提取部位、提取方法等都会对多酚氧化酶的最适pH造成影响。

3.2 温度

温度对多酚氧化酶活力的影响分为温度升高酶活性升高、温度升高活性酶降低两种情况。植物体的组织结构有差异，因此温度也不相同。低温条件下多酚氧化酶易失活，但这种失活是可逆的，温度回升时便会恢复。

3.3 激活剂

当前关于激活剂的研究较少。有些物质能够有效激活多酚氧化酶，如阴离子激活剂。有些食品加工需要激活多酚氧化酶，如SDS能激活以潜在形式存在于粗提取液中的多酚氧化酶，但酸处理法的处理时间不宜过长，以免酶活性过度激活。

3.4 抑制剂

与激活剂相比，关于多酚氧化酶抑制剂的研究相对较多，也较为深入。1） 金属鳌合剂。多酚氧化酶是以金属铜作为辅基的金属酶，因此许多金属螯合剂如氰化物、一氧化碳、二巯基丙醇、叠氮化合物等，对多酚氧化酶都有抑制作用。在这类抑制剂中，抗坏血酸和柠檬酸可用于食品加工和保藏，如柠檬酸与亚硫酸可防止脱皮马铃薯褐变，苹果酸可用作酶的钝化剂。2） 竞争性抑制剂。竞争性抑制剂的结构类型与某些中间产物类似，可起到竞争抑制作用。3） 还原剂。还原剂通过与氧化产物作用使醌被还原，起到有效阻断作用，抑制酶促褐变。还原剂在抑制过程中会被消耗，但同时会使蛋白酶的含量增加，而蛋白酶可以降低褐变发生的概率。4） 与酚类底物作用的化合物。不溶性物质与酚类化合物发生缔合，能够消除酶反应底物。还有些酶能催化酚类化合物，将酶底物转变成酶抑制剂。

4 防止果蔬酶促褐变的方法

1） 隔绝氧气。可采用糖渍或盐渍的方法去除氧气。真空保藏、充氮、气调保藏也可有效抑制褐变。2）低温处理。低温贮藏可使果蔬的褐变现象减轻。在果蔬加工中，预冷处理也能抑制酶促褐变的发生。3） 控制pH。避免酶的最适pH会大大降低酶促褐变的发生，如在果蔬加工中加入酸味剂。4） 高温抑制酶活性。大多数酶在高温下都难以存活，多酚氧化酶活性也受高温影响。5） 加入抑制剂。抑制剂必须无毒无害，保证消费者食用安全。

5 多酚氧化酶在食品加工中的应用

5.1 果蔬生产

为防止多酚氧化酶引起的果蔬酶促褐变，可用一些物理或化学的方法来抑制其产生。随着现代生物技术的不断发展完善，一些生物方法逐渐用于控制多酚氧化酶的活性。

5.2 茶叶加工

多酚氧化酶与茶叶的品质形成有关，在茶叶加工生产中可以根据需要钝化或激发酶的活性。绿茶生产中，多酚氧化酶的褐变会影响其色泽和新鲜程度，一般采用高温钝化法来保证绿茶品质。而红茶生产中，多酚氧化酶能催化儿茶素类物质产生茶黄素类色素，改善茶叶的色泽和香味，所以需要激活酶的活性或加入外源多酚氧化酶。

6 结语

当前，多酚氧化酶因其独特的性质而广泛应用于果蔬、茶叶生产等领域，但关于其性质和应用发展的研究较少。随着对酶工程的不断探索和生物技术水平的逐渐提高，关于多酚氧化酶性质、作用机理等的研究将不断深入，其应用将不再局限于食品领域，在其他生产制造领域和生物研究方面也会取得突出成果，促进我国食品、医学等行业的发展。

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