第1頁，課件共44頁，創作于2023年2月一、過氧化物酶（POD

Peroxidase）過氧化物酶是存在于各種動物、植物和微生物體內的一類氧化酶。催化由過氧化氫參與的各種還原劑的氧化反應。過氧化物酶是由單一肽鏈與一個鐵卟啉輔基結合構成的血紅蛋白。多數植物過氧化物酶與碳水化合物結合成為糖基化蛋白。糖蛋白有避免蛋白酶降解和穩定蛋白構象的作用。第2頁，課件共44頁，創作于2023年2月1過氧化物酶作用方式及分布1.1過氧化物酶作用方式過氧化物酶（供體：過氧化氫氧化還原酶）催化過氧化氫分解時，同時有氫供體參加。

H2O2+AH2

2H2O+A酚類、胺類化合物、某些雜環化合物和一些無機離子等都可以作為過氧化物酶的供氫體。第3頁，課件共44頁，創作于2023年2月1.2過氧化物酶的分類（1）含鐵過氧化物酶①正鐵血紅素過氧化物酶：含有正鐵血紅素Ⅲ（羥高鐵血紅素）為輔基，存在于高等植物、動物和微生物中。②綠過氧化物酶：綠過氧化物酶的輔基也含有一個鐵原卟啉基團，這類酶存在于動物器官和乳中（乳過氧化氫酶）。

（2）黃蛋白過氧化物酶：含有黃素腺嘌呤二核苷酸作為輔基，這類酶存在于微生物和動物組織中。第4頁，課件共44頁，創作于2023年2月1.３分布：過氧化物酶在植物細胞中以兩種形式存在：①以可溶形式存在于細胞漿中②以結合形式在細胞中與細胞壁或細胞器相結合第5頁，課件共44頁，創作于2023年2月

辣根是過氧化物酶最重要的一個來源。辣根中20%的過氧化物酶（POD）與細胞壁結合，用2mol/LNaCl(高離子強度)才能提取出來。辣根中過氧化物酶活力為569,000單位/g組織（蘑菇僅240單位/g組織）。第6頁，課件共44頁，創作于2023年2月2過氧化物酶在食品加工中的應用（速凍蔬菜）（2）

過氧化物酶的活力與果蔬產品，特別是非酸性蔬菜在保藏期間形成的不良風味有關。（1）

過氧化物酶是果蔬成熟和衰老的指標。如蘋果氣調貯藏中，過氧化物酶出現兩個峰值，一個在呼吸轉折（成熟），一個在衰老開始。（3）過氧化氫酶屬于最耐熱的酶類，在果蔬加工中常被當作熱處理是否充分的指標。第7頁，課件共44頁，創作于2023年2月方法：將已熱處理的原料中抽取樣品，橫切，隨即放入愈創木酚或聯苯胺溶液中，然后取出，在切面上滴0.3%H2O2，數分鐘后，用愈創木酚處理的樣品變為褐色，聯苯胺變為深藍色，說明過氧化氫酶未被破壞，熱處理時間不夠，如果均不變色，則表示熱處理效果良好。POD的測定方法：第8頁，課件共44頁，創作于2023年2月3過氧化物酶最適pH和最適溫度3.1最適pH過氧化物酶一般都含有多種同功酶，因此最適pH范圍較寬。酸性狀態，過氧化物酶血紅素和蛋白質部分分離，酶蛋白從天然狀態轉變到可逆變性狀態，活力下降，且熱穩定性低；在中型和堿性狀態，酶處于天然狀態，蛋白質結構含α－螺旋結構，穩定，酸化后α－螺旋結構破壞，產生β－結構。如青刀豆：pH5.0-5.4，有可溶態，離子結合，共價結合。第9頁，課件共44頁，創作于2023年2月3.2最適溫度

差異較大：35-60℃。不同來源的過氧化物酶在最適作用溫度上存在著很大的差別。例如，馬鈴薯和花菜（均漿）中過氧化物酶的最適溫度分別為55℃和35～40℃。第10頁，課件共44頁，創作于2023年2月4過氧化物酶的熱穩定性4.1.熱失活概念①雙向性：POD中含有不同的耐熱性質部分，不耐熱部分在熱處理時很快地失活，而耐熱部分在同樣的溫度緩慢地失活。第11頁，課件共44頁，創作于2023年2月在88℃熱處理時甜玉米中過氧化物酶的失活

（用鄰-苯二胺作為氫體底物測定酶活力）第12頁，課件共44頁，創作于2023年2月②可逆性：經熱處理后的酶液在室溫或較低溫度下保藏，它的活力部分可以再生。例如：辣根過氧化物酶在70℃加熱1小時后，在30℃下再生的酶活力可達到處理前的30-40%，而在50℃下不能再生，如再降低到40℃時，酶活力又開始提高。第13頁，課件共44頁，創作于2023年2月4.2.過氧化物酶冷凍增活效應果蔬熱燙后，有多少殘余活力或再生活力被允許留在被保藏的產品中，殘余酶活力在冰凍保藏后，質量比酶完全失活時要高。速凍蔬菜能否永久保藏？第14頁，課件共44頁，創作于2023年2月4.3.非脂肪氧合酶作用在熱失活中過氧化物酶分子聚集成寡聚體，分子量增加一倍，這個過程包括酶分子展開和展開的酶分子進一步堆積，血紅素基暴露，增加了血紅素蛋白非酶催化脂肪氧化的能力，導致不良風味的產生，這一過程非脂肪氧合酶作用（熱燙鈍化）。第15頁，課件共44頁，創作于2023年2月問題：經熱燙的罐裝或冷凍蔬菜在保藏期間產生的不良風味的原因？第16頁，課件共44頁，創作于2023年2月5影響過氧化物酶熱失活的因素5.1.不同來源的POD具有不同的耐熱性。一般來說，植物的過氧化物酶活力越高，它的耐熱性也越高。比如馬鈴薯和花菜勻漿中的過氧化物酶在95℃加熱10min就完全而不可逆地失活。而甘藍中的過氧化物酶在120℃加熱10min仍然有0.3%活力保存下來。第17頁，課件共44頁，創作于2023年2月5.2.低水分含量，POD耐熱性增加：例如：水分含量低于40%時，谷類中過氧化物酶的熱穩定性與水分含量成反比。對于加工脫水果蔬有重要參考價值。第18頁，課件共44頁，創作于2023年2月5.3.外加因素：降低pH，增加NaCl濃度。以辣根中過氧化物酶為例，加入羥高鐵血紅素能降低酶的熱失活速度(pH7.0、76℃)而升高溫度能提高酶的熱失活速度。在pH7時酶熱失活的速度最低，在pH4.0和pH10時酶熱失活的速度分別提高到8倍和2倍。酶失活的初速度正比于NaCl的濃度(pH7.0、NaCl濃度低于0.6mo1／L)，糖能提高蘋果和梨中過氧化物酶的熱穩定性。第19頁，課件共44頁，創作于2023年2月5.4.加熱方式：pH確定，T確定，T變長，導致酶失活后可能性變大，HTST易導致酶再生。第20頁，課件共44頁，創作于2023年2月5.5.結合處理：微波和離子照射能降低在熱燙過程中使酶失活所需的熱處理強度。微波處理沸水處理1.5min3min2min2min1min5min馬鈴薯過氧化物酶的微波處理完全失活所需的時間第21頁，課件共44頁，創作于2023年2月輻射處理

在采用結合處理時，先使用輻射處理，再使用熱處理。輻射時酶分子的聚集和單體的改性而使酶的熱穩定性顯著降低，且不會出現活力再生（輻射誘導水產生自由基二次進攻的結果）。第22頁，課件共44頁，創作于2023年2月6化學試劑對過氧化氫酶的影響6.1.使POD失活的作用方式：與酶結合失活作用于底物或產物第23頁，課件共44頁，創作于2023年2月6.2.化學試劑種類

6.2.1SO2和亞硫酸鹽：SO2的作用僅僅是破壞H2O2

SO2+H2O2→H2O+SO30.1-0.15%的焦亞硫酸鹽能防止豌豆產生不良風味第24頁，課件共44頁，創作于2023年2月6.2.2氰化物、疊氰化物和氟復合物：能與血紅素結合，為可逆抑制。6.2.3表面活性化合物：如單甘脂，卵磷脂等，顯著失活。6.2.4高分子物質：如果膠在pH5.5時，使POD顯著失活；pH低，使POD完全失活。果膠的存在還能使POD最適pH從5.5移動至8.0，大多數果膠pH在酸性范圍。這在食品加工中很重要。第25頁，課件共44頁，創作于2023年2月二、多酚氧化酶多酚氧化酶（鄰－二酚：氧氧化還原酶；E1,10,3,1）在植物界乃至動物界分布廣泛，由于其檢測方便，是被最早研究的幾類酶之一。第26頁，課件共44頁，創作于2023年2月引起食品酶促褐變的主要酶類果蔬食品在加工及貯藏過程中存在褐變反應，而褐變的原因有非酶性的和酶性的，多酚氧化酶是引起食品酶促褐變的主要酶類，因此研究多酚氧化酶的特性對制定食品的加工與保藏工藝有非常重要的意義。第27頁，課件共44頁，創作于2023年2月有害：新鮮、冷凍、干制和罐藏產品的褐變。有利：紅茶生產，蘋果濃縮汁除澀三要素：底物、O2、酶第28頁，課件共44頁，創作于2023年2月1多酚氧化酶在自然界的分布（1）廣泛存在于自然界，植物、微生物及動物器官。植物品種不同，含量變化很大。果蔬中以橄欖含量最高。（2）PPO在植物細胞中分布取決于品種和年齡，果蔬而言還取決成熟度，如線粒體，葉綠體。（3）PPO在果蔬的不同部分含量存在很大差異。大多數水果中PPO以結合狀態存在。葡萄皮中PPO活力高，葡萄成熟時PPO活力下降幅度最大。第29頁，課件共44頁，創作于2023年2月2多酚氧化酶催化的反應及其作用底物2.1.催化反應：兩類反應都需要有分子氧參加。

(1)一元酚羥基化：蘑菇中單酚。

(2)鄰－二酚氧化，生成鄰－醌。第30頁，課件共44頁，創作于2023年2月

多酚氧化酶催化的氧化反應的最初產物鄰－醌將繼續變化。①相互作用生成高分子量聚合物。②與氨基酸或蛋白質作用生成高分子絡合物。③氧化哪些氧化－還原電位較低的化合物，生成無色化合物。其中①②導致褐色素的生成，反應③的產物是無色的。第31頁，課件共44頁，創作于2023年2月2.2.作用底物

2.2.1果蔬中四類

①兒茶素

②3,4－二羥基肉桂酸酯

③3,4－二羥基苯丙氨酸

④ 酪氨酸第32頁，課件共44頁，創作于2023年2月

2.2.2特點PPO的最佳底物并非和酶同時存在于同一植物中。

PPO只能催化在對位上有一個大于－CH2的取代基的一元酚羥基化，即PPO對底物具有特異性要求。不同的品種果蔬，同一品種不同部位中PPO具有不同的底物特性。多酚氧化酶在植株幼嫩階段及生長旺盛期活性最高。第33頁，課件共44頁，創作于2023年2月3pH對多酚氧化酶活力的影響PPO的最適pH4-7之間波動。不同種類，同一種果蔬不同品種的PPO，具不同最適pH。不同部位，pH也有差異。酶的提取或分離方法對最適pH也有影響。測定酶活力時，采用的底物和緩沖液對酶最適pH有影響?？赡艽嬖谕っ?，PPO具有一個最適pH外，可能有第二個最適pH。第34頁，課件共44頁，創作于2023年2月4溫度對多酚氧化酶活力的影響酶活力最適溫度逐步提高降低，如桃中PPO，從3℃開始隨溫度升高，至37℃最高，后下降。不同底物表現出不同的PPO酶活力最適溫度：如馬鈴薯，底物為兒茶素，最適溫度22℃。底物為焦醅酚，最適溫度15－35℃，線性上升。熱失活溫度70-90℃/短時間。低溫狀態酶失活是可逆的。微量的多酚氧化酶也能導致果蔬褐變，冷凍食品生產中熱處理是必要的。第35頁，課件共44頁，創作于2023年2月5多酚氧化酶抑制效應酶促褐變三因素：酶，底物，O2。為什么柑桔榨汁后不會發生酶促褐變？第36頁，課件共44頁，創作于2023年2月（1）對酶的抑制：PPO以銅為輔基的金屬蛋白，金屬螯合物，如抗壞血酸、檸檬酸、EDTA、果膠、氰化物。第37頁，課件共44頁，創作于2023年2月（2）與酶催化生成的反應產物作用①同鄰－二酚氧化產物醌作用的還原劑，如抗壞血酸、SO2、偏重亞硫酸鹽。②醌偶合劑：與醌作用，生成穩定的無色化合物，如半胱氨酸、谷胱甘肽、SO2、偏重亞硫酸鹽。第38頁，課件共44頁，創作于2023年2月（3）清除酶作用的底物與酚類底物作用的化合物：PVPP（聚乙烯吡咯烷酮）與酚強烈締合，消去底物。（無甲醛啤酒的生產）隔