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1、职业技术学院毕业论文（设计）毕 业 论 文（设计）题 目 山药褐变抑制方法的研究 指导老师 专业班级 生物技术及应用0701 姓 名 学 号 2010年5月30 日II摘要本文研究了山药加工过程的护色技术。食盐、柠檬酸、维生素C和L-半胱氨酸对鲜切山药的褐变都有抑制的作用，单因素实验结果表明：浓度2.5% 食盐， 0.6%的柠檬酸，0.22%的维生素C，0.06% L-半胱氨酸时对山药褐变抑制效果最明显。关键词：山药；多酚氧化酶；褐变；抑制目 录引言. 11材料与方法.11.1实验材料.11.2实验试剂.11.3实验仪器.21.4实验方法.21.4.1山药的处理过程. 21.4.2浸泡处理 2
2、1.4.3多酚氧化酶的提取. 21.4.4工作波长的选择 . .21.4.5护色剂对多酚氧化酶活性处理后的测定. . .22结果与分析32.1食盐对多酚氧化酶活性的影响 32.2柠檬酸对多酚氧化酶活性的影响 32.3维生素C对多酚氧化酶活性的影响42.4 L-半胱氨酸对多酚氧化酶活性的影响 53讨论 .5参考文献 .6I引言山药为薯蓣属(Dioscorea)植物薯蓣(Dioscorea opposita Thunb)地下块茎的名称，主要分布于热带和亚热带地区，全世界有600种以上，在我国就有90多种1。山药富含大量的蛋白质、糖、氨基酸及皂甙、尿囊素、胆碱、淀粉等物质及钙、磷、铁等矿质元素，不含
3、任何有害物，食用口感舒适，健脾胃、补肾肺，为当今世界绿色保健食品之王2。本草纲目，山药为补虚之要药；食物本草载，山药止泻痢；医学衷中参西录中的玉液汤，均以山药配黄芪降血糖，为治消渴的有效方剂；并具有调节或增强人体免疫功能、抗肿瘤、助消化、降压及防治心脏血管疾病、抗衰老等生理功能。在我国作为药材使用已有几千年的历史，近年的研究表明，山药多糖能增加血液中白细胞的吞噬作用，可作为肿瘤化疗的辅助药物，作为少数几种能够有效的辅助肿瘤医治的药物3，山药的价值得到越来越多的认同。但是在山药的加工过程中，由于多酚氧化酶的作用会出现褐变的情况4，严重影响山药的外观，口感。所以山药加工过程中，普遍采用硫磺熏蒸来保
4、持山药的颜色，产品的SO2残留量无法控制。虽然国家允许使用硫磺熏蒸，但随着药品和食品安全管理的加强，医药企业对山药SO2残留量的要求越来越高，低硫或者无硫山药比硫磺熏蒸山药的价格明显高许多，因此研究其它无毒的护色方法势在必行。本文研究不同护色剂对山药的褐变抑制效果，找到每种护色剂的最佳护色浓度。1 材料与方法1.1实验材料 新鲜怀山药1.2实验试剂食盐，柠檬酸：食品级；维生素C，L-半胱氨酸，无水磷酸二氢钠，磷酸氢二钠，邻苯二酚：分析纯。1.3实验仪器752N分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）KA-1000离心机（上海安亭科学仪器厂）AR2140分析天平（梅特勒-托利多称重设备系统有限公司
5、）HH-2电热恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）Y801A恒温烘箱 （中华人民共和国常州纺织仪器厂）1.4 实验方法1.4.1 山药处理过程山药清洗去皮切片提取护色处理1.4.2 浸泡处理采用不同浓度的食盐溶液、柠檬酸溶液、维生素C溶液和L-半胱氨酸溶液对山药药进行浸泡处理，时间4小时5。各种护色液的浓度分别如下：食盐浓度：0.75%，1.0%，1.25%，1.5%，1.75%，2.0%，2.25%，2.5%；柠檬酸浓度：0.4%，0.5%，0.6%，0.7%，0.8%，0.9%，1.0%；维生素C浓度：0.12%，0.14%，0.16%，018%，0.2%，0.22%，0.24%；L-半胱氨
6、酸浓度：0.02%，0.04%，0.06%，0.08%，0.1%，0.12%，0.14%；1.4.3 多酚氧化酶的提取新鲜或处理后的山药2克研磨后，加入15 mL磷酸缓冲液（pH 6.8）匀浆2分钟，8层纱布过滤后以3000转/分离心分离10分钟6，取上清液（粗酶液）待用。1.4.4 工作波长的选择2 mL磷酸缓冲液（pH6.8）、1.0 mL邻苯二酚溶液（0.8%）和0.1 mL新鲜山药粗酶液于室温迅速摇匀，在紫外分光光度计上400530 nm波长范围内测量吸光度变化，得出其最适工作波长为465 nm。 1.4.5 护色剂对多酚氧化酶活性处理后的测定2 mL磷酸缓冲液（pH6.8）、1.0
7、mL邻苯二酚溶液（0.8%）和0.1 mL由护色剂处理后的山药得到的粗酶液于室温迅速摇匀，在紫外分光光度计上以465 nm的波长测量吸光度，分析多酚氧化酶的残留活性7。2 结果与分析2.1 食盐对多酚氧化酶活性的影响食盐溶于水后，能减少水中的溶解氧，从而使酚类氧化酶难与氧直接接触。且钠离子与多酚氧化酶中的铜离子竞争，降低多酚氧化酶的活性。食盐溶液具有高的渗透压，也可以使酶脱水失活8。食盐溶液对山药多酚氧化酶的活性抑制较好，由（图2.1）而知食盐浓度越高护色效果越好；但是过高浓度的食盐溶液会影响山药的口感，对人体身体也较为不利，因此不宜采用过高浓度的食盐对山药进行处理。图2.1食盐浓度对多酚氧化
8、酶活性的影响2.2 柠檬酸对多酚氧化酶活性的影响酸性溶液既可以降低pH值，抑制多酚氧化酶的活性，酸性溶液中氧气溶解度较小而兼有抗氧化作用。柠檬酸中羰基可与多酚氧化酶中的铜离子产生比较强的螯合作用，对山药多酚氧化酶的活性有一定抑制。由（图2.2）而知柠檬酸浓度越高护色效果越好；但是过高浓度的柠檬酸溶液会影响山药的口感，因此也不宜采用多高浓度的柠檬酸对山药进行处理。5图2.2柠檬酸浓度对多酚氧化酶活性的影响2.3维生素C对多酚氧化酶活性的影响维生素C能络合多酚氧化酶辅基，直接作用于酶，同时具有很强的还原作用，能防止因氧化引起的色变、褪色、风味劣变等9。在维生素C自身氧化时消耗环境中的氧，使山药氧化
9、还原电位下降，从而有效的抑制了褐变（图2.3）。图2.3维生素C浓度对多酚氧化酶活性的影响2.4 L-半胱氨酸对多酚氧化酶活性的影响L-半胱氨酸溶液是一种多酚氧化酶抑制剂，L-半胱氨酸溶于水时溶液为酸性，1% 溶液的pH值约为1.7，0.1% 溶液pH值约为2.4，所以对山药多酚氧化酶的活性有一定抑制作用（图2.4）。图2.4 L-半胱氨酸浓度对多酚氧化酶活性的影响3 结论本实验的结果表明，山药加工过程中，2.5% 浓度的食盐，浓度为0. 6% 的柠檬酸，浓度为0.22% 的维生素C，浓度为0.06% L-半胱氨酸对其多酚氧化酶引起的酶促褐变均良好的抑制作用。但是考虑到如果护色剂溶度过高的话，
10、会影响山药的色泽、口感、质地，所以在褐变抑制过程中还要注意控制护色剂的溶度不宜过高。参考文献1 中华人民共和国药典编辑委员会. 中国药典第1部M. 北京: 化学工业出版社, 2005. 21.2 陆善旦. 山药产新缘何旺销价陡涨2003年广西山药产销调查分析J. 全国药材商情, 2003, (11): 3-4.3 赵国华, 李志孝, 陈宗道. 山药多糖RDPS-I的结构分析及抗肿瘤活性J. 药学学报, 2003, 38 (1): 37-41.4 莫开菊, 刘娜. 山药多酚氧化酶特性的研究J. 食品科学, 2004, 25 (8): 47-495 叶兴乾. 果品蔬菜加工工艺学M. 北京: 中国农业出版社, 2002. 17-27.6 王钦德, 杨坚. 食品试验设计与统计分析M. 北京:中国农业大学出版社, 2003. 85-120.7 刘晨， 周如宗. 果蔬多酚类氧化酶的抑制及褐变的防治因素J. 北京林大学报, 2009, 17 (3): 24-638 韩涛, 李丽萍. 果实和蔬菜中多酚氧化酶的作用J. 北京农学院学报, 2008, 13 (2): 115-49.9 郭伟达. 山药产品的开发研究J. 食品科技. 2001, (3): 19-20.