多酚氧化酶*的強(qiáng)大作用
更新時(shí)間:2017-02-08 點(diǎn)擊次數(shù):1631次多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)是自然界中分布極廣的一種金屬蛋白酶,普遍存在于植物、真菌、昆蟲的質(zhì)體中,甚至在土壤中腐爛的植物殘?jiān)隙伎梢詸z測(cè)到多酚氧化酶的活性。由于其檢測(cè)方便,是被zui早研究的幾類酶之一。自1883年Yoghid發(fā)現(xiàn)日本漆樹液汁變硬可能和某種活性物質(zhì)相關(guān),1938年Keilin D.和Mann G.研究了蘑菇多酚氧化酶的提取和純化,得到多酚氧化酶并將這類酶稱為polyphenol oxidase。多酚氧化酶又稱兒茶酚氧化酶,酪氨酸酶,苯酚酶,甲酚酶,鄰苯二酚氧化還原酶,是六大類酶中的*大類氧化還原酶。
多酚氧化酶的共同特征是能夠通過分子氧氧化酚或多酚形成對(duì)應(yīng)的醌。在廣義上,多酚氧化酶可分為三大類:?jiǎn)畏訂窝趸?酪氨酸酶tyrosinase,EC.1.14.18.1)、雙酚氧化酶(兒茶酚氧化酶catechol oxidse,EC.1.10.3.2)和漆酶(laccase,EC.1.10.3.1)。在這三大類多酚氧化酶中,兒茶酚酶主要分布在植物中,微生物中的多酚氧化酶主要包括漆酶和酪氨酸酶。
多酚氧化酶是一種蛋白體,在茶樹生命活動(dòng)和茶葉加工過程中參與一系列由酶促活動(dòng)而引起的化學(xué)變化,故又被稱為生物催化劑。茶葉中的酶種類很多,包括氧化還原酶、水解酶、裂解酶、磷酸化酶、移換酶和同工異構(gòu)酶等幾大類。酶蛋白具有一般蛋白質(zhì)的特性,在高溫或低溫條件下有易變性失活的特點(diǎn)。各類酶均有其活性的zui適溫度范圍,一般在30C~50℃范圍內(nèi)酶活性zui強(qiáng)。酶若失活、變性,則就喪失了催化能力。酶的催化作用具有專一性,如多酚氧化酶,只能使茶多酚物質(zhì)氧化,聚合成茶多酚的氧化產(chǎn)物茶黃素、茶紅素和茶褐素等;蛋白酶只能促使蛋白質(zhì)分解為氨基酸。茶葉加工就是利用酶具有的這種特性,用技術(shù)手段鈍化或激發(fā)酶的活性,使其沿著茶類所需的要求發(fā)生酶促反應(yīng)而獲得各類茶*的色香味。如綠茶加工過程中的殺青就是利用高溫鈍化酶的活性,在短時(shí)間內(nèi)制止由酶引起的一系列化學(xué)變化,形成綠葉綠湯的品質(zhì)特點(diǎn)。紅茶加工過程中的發(fā)酵就是激化酶的活性,促使茶多酚物質(zhì)在多酚氧化酶的催化下發(fā)生氧化聚合反應(yīng),生成茶黃素、茶紅素等氧化產(chǎn)物,形成紅茶紅葉紅湯的品質(zhì)特點(diǎn)。
PPO與抗病性的關(guān)系人們已進(jìn)行了廣泛的研究。植物在抵御病原微生物的侵染過程中,抗性相關(guān)酶發(fā)揮了重要作用,這主要包括了酚類代謝系統(tǒng)中的一些酶和病原相關(guān)蛋白家族PPO通過催化木質(zhì)素及醌類化合物形成,構(gòu)成保護(hù)性屏蔽而使細(xì)胞免受病菌的侵害,也可以通過形成醌類物質(zhì)直接發(fā)揮抗病作用。目前已比較成功的有:黃瓜對(duì)黑星病的抗性,蘋果對(duì)輪紋病的抗性,香蕉對(duì)束頂病的抗性,檸檬對(duì)流膠病的抗性,甘薯對(duì)蔓割病的抗性,水稻對(duì)白葉枯病的抗性等等。
茶葉中所有化學(xué)成分中,兒茶素與多酚氧化酶尤為重要,除綠茶、黃茶外,各種茶葉的加工都是基于兒茶素在多酚氧化酶催化下的氧化作用,即所謂的“發(fā)酵”過程。有的學(xué)者在紅碎茶加工中,利用茶幼果作為外源PPO的載體,以一定比例用于紅碎茶加工過程,結(jié)果發(fā)現(xiàn)能明顯提高成茶的TF含量,減少TB含量。還有的學(xué)者進(jìn)行了內(nèi)源酶發(fā)酵研究,以期望能在茶飲料中有所應(yīng)用,改善滋味。
多酚氧化酶是引起果蔬酶促褐變的主要酶類,PPO催化果蔬原料中的內(nèi)源性多酚物質(zhì)氧化生成黑色素,嚴(yán)重影響制品的營(yíng)養(yǎng),風(fēng)味及外觀品質(zhì)。這些情況對(duì)生物試劑者與消費(fèi)者均是不希望看到的,僅在少數(shù)幾種食品的生物試劑中,人們利用了PPO的作用,如茶葉、咖啡、黑葡萄中的多酚氧化酶。