酶促褐变反应的影响因素及控制方法实验探究

一、实验目的

了解水果蔬菜切分后酶促褐变的机制和影响因素，了解亚硫酸盐、温度、pH、酸、还原剂等因素对反应速度的影响，从而理解酶促褐变的控制方法。

二、实验原理

许多水果和蔬菜切开后都容易褐变，其主要机制是酶促褐变。酶促褐变是果蔬材料当中的酚酶催化多酚类底物产生醌类物质，并进一步聚合成为黑色素的反应，该反应的发生需要有活性的酶、酚类物质、氧气、恰当的温度和pH环境才能发生，其酶的最大活性发生在pH 5～7。亚硫酸盐或二氧化硫为褐变抑制剂。维生素C具有还原作用，可以将醌类物质还原为酚类物质，阻止其进一步褐变。金属螯合剂可以螯合酚氧化酶的辅基金属离子，对酶促褐变反应的发生有抑制作用。热烫可抑制酶的活性，从而抑制反应的发生。

三、实验材料、仪器与试剂

1.材料

马铃薯、甘薯、苹果等

2.仪器

天平、酒精灯、100mL烧杯、2mL烧杯、100mL量筒、滴管、搅棒、铁圈、石棉网、精密pH试纸（pH=2.7～4.7）、标签、铁架台、电炉。

3.试剂

维生素C、柠檬酸、0.5%亚硫酸氢钠水溶液、0.1mol/L盐酸、0.1mol/L氢氧化钠。

四、实验步骤

（1）材料的切分和试剂的准备

①把实验材料去皮，称取50g，切成豌豆大的碎末，分别装入4个烧杯（2～5号）当中，每个烧杯装10g，烧杯上做好号码标记。余下10g放在空气中作为对照。

②用母液稀释制备0.5%亚硫酸氢钠水溶液30mL。

③500mL蒸馏水中溶解2.5g维生素C，制成5mg/mL维生素C溶液（统一配制）。

④500mL蒸馏水中溶解10g柠檬酸和2.5g维生素C，制成5mg/mL维生素C—柠檬酸溶液（统一配制）。

（2）蒸馏水处理、酸处理、维生素C处理和亚硫酸氢钠处理

①1号杯中加入30mL蒸馏水作为对照，30min之后加入放在空气当中的对照样品。

②2号杯中加入30mL蒸馏水。pH 5～6。

③3号杯中加入30mL 0.5%亚硫酸氢钠水溶液。pH 5～6。

④4号杯中加入30mL维生素C水溶液。pH 3～4。

⑤5号杯中加入30mL维生素C—柠檬酸水溶液。pH 2～3。

⑥记录各溶液的pH和蒸馏水的pH。

⑦记录各溶液的初始透光度值。各杯放在室温下30min，漏斗过滤，计时，观察其颜色变化。

（3）热烫处理(www.xing528.com)

①称取样品10g，分成两份，各切成约1cm³的丁。

②取250mL烧杯1个，加入100mL蒸馏水，煮沸。

③在沸水当中加入一份实验样品，煮沸1min，用漏网捞起。

④煮沸后样品与同时切开的另一半实验样品一起放在空气当中30min，对比其颜色变化。

五、结果与讨论

（1）搅动浸泡了实验样品的溶液，在初始时、15min、30min时各取1mL用于比色。

（2）在波长600nm处记录各处理溶液的透光率并记录，填入表4-9、表4-10。

表4-9 处理方式对于酶促褐变反应速度的影响

表4-10 比色记录值

六、注意事项

防止褐变抑制剂（亚硫酸盐）残留超标。

思考题

1.实验材料放在空气当中褐变是什么原因？

2.为什么材料泡在水中，水会变褐？人们用水来防止蔬菜材料褐变是什么道理？

3.水中加入酸对褐变的速度有什么影响？为什么？

4.维生素C处理和维生素C—酸处理哪个比较好一些？为什么？

5.热烫前后酶促褐变的速度有何不同？为什么？

参考文献

[1]常大伟，魏送送，刘树兴，等．抑制剂对梨浊汁酶促褐变的控制研究[J].食品与机械，2016，32（2）：106-110.

[2]李莎．鲜切果蔬的酶促褐变机理和抑制方法的研究进展[J].延边医学，2014（22）：97-99.

[3]陈海英，崔政伟，田耀旗，等．不同复配抗褐变剂预浸渍对水蜜桃汁酶促褐变的影响[J].食品工业，2016，37（6）：202-205.

[4]曲留柱．香蕉多酚氧化酶特性及其催化褐变防控的研究[D].北京：北京林业大学，2014.

[5]邓雅妮，郭时印，肖航，等．果蔬中不可萃取多酚的研究进展[J].农产品加工，2018（20）：62-65.

[6]闵婷，谢君，郑梦林，等．果蔬采后酶促褐变的机制及控制技术研究进展[J].江苏农业科学，2016，44（1）：273-276.