馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，蛋白質(zhì)含量高，熱量低，富含維生素和礦物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)食用馬鈴薯可預(yù)防胃潰瘍、慢性胃炎、便秘等病癥，享有“地下蘋果”、“長(zhǎng)壽食品”等美譽(yù)。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家和城市的消費(fèi)需求，目前主要將采后馬鈴薯加工成鮮切馬鈴薯作為即食食品出售，然而鮮切后導(dǎo)致表面細(xì)胞破壞和下層組織機(jī)械損傷，在馬鈴薯多酚氧化酶(PPO)等的催化下極易發(fā)生酶促褐變，會(huì)對(duì)鮮切馬鈴薯的顏色、質(zhì)地、風(fēng)味、氣味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)產(chǎn)生不利影響，所以通過鈍化馬鈴薯PPO的活性來抑制馬鈴薯鮮切加工中的酶促褐變是本研究的重點(diǎn)內(nèi)容。鮮切馬鈴薯工藝路線如圖1所示。

一、馬鈴薯的酶促褐變機(jī)理

多酚氧化酶(Polyphenoloxidase，PPO)是植物體內(nèi)普遍存在可被分離提純獲得的酚酶，其結(jié)構(gòu)為每個(gè)亞基含有一個(gè)Cu²⁺作為輔基，以氧作為受氫體的一種末端氧化酶。酶是蛋白質(zhì)構(gòu)成的生化反應(yīng)催化劑，PPO催化的反應(yīng)分為兩類：一類是羥基化作用，產(chǎn)生酚的鄰羥基化；二類是氧化作用，使鄰苯二酚氧化為鄰醌。植物細(xì)胞內(nèi)的酶充當(dāng)呼吸作用的傳遞介質(zhì)，保持著酚一醌的動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)細(xì)胞遭受機(jī)械損傷后，O₂大量侵入導(dǎo)致醌類的連續(xù)生成，造成酚和醌之間的失衡，而醌的積累使得醌進(jìn)行多聚化生成黑褐色素，造成營(yíng)養(yǎng)丟失。馬鈴薯鄰苯二酚的氧化機(jī)制見圖2。

鮮切馬鈴薯褐變的途徑如圖3所示。

二、馬鈴薯多酚氧化酶活性鈍化效果的試驗(yàn)驗(yàn)證

1、試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

（1)試驗(yàn)材料與試驗(yàn)試劑

材料選用新鮮馬鈴薯，購(gòu)于本地超市，試驗(yàn)挑選新鮮飽滿、無機(jī)械損傷和病蟲害的馬鈴薯；鄰苯二酚、氫氧化鈉、稀鹽酸、焦亞硫酸鈉、異抗壞血酸鈉、EDTA-2Na、CaCl₂、NaCl等均為化學(xué)純；檸檬酸，食品級(jí)；L-半胱氨酸，生化試劑；次氯酸鈉溶液等。

(2)試驗(yàn)儀器與設(shè)備FA2004B電子天平；BSA2201電子天平；HHS11-2數(shù)顯恒溫水浴鍋；上海飛鴿高速離心機(jī)TGL16G；UVmini-1240紫外可見分光光度計(jì)；PHS-3D型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)；冰箱；研缽、移液器、試管等。

(3)試驗(yàn)方法

馬鈴薯粗酶液的制備：采用李全宏等試驗(yàn)方法加以改進(jìn)，將馬鈴薯清洗消毒削皮切片后稱取5.0g放入冷凍的研缽中，加入適量預(yù)冷的磷酸緩沖液(0.1mol／L，pH5.5)，冰浴研磨成勻漿，設(shè)定離心機(jī)轉(zhuǎn)速6000r／min離心時(shí)間10min，所得上清液即為馬鈴薯PPO粗酶液，定容至50mL，4℃低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

馬鈴薯PPO活性測(cè)定：取0.1mol／L的磷酸緩沖液(PBS，pH5.5)lmL、0.1mol／1的鄰苯二酚溶液1mL、粗酶液1mL混合，在410nm波長(zhǎng)下測(cè)定12min的吸光度值。馬鈴薯PPO活性定義為在測(cè)定條件下1min內(nèi)引起吸光度值變化0.0l為一個(gè)多酚氧化酶的活力單位。

單因素試驗(yàn)：測(cè)定不同溫度(25℃～60℃)、不同pH(pH3.52～pHlO.01)下反應(yīng)體系的吸光度A₄₁₀，研究環(huán)境條件(溫度、酸堿度)對(duì)馬鈴薯PPO催化的酶促褐變的影響；測(cè)定不同濃度焦亞硫酸鈉(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同濃度檸檬酸(BK、0.10％、0.20％、0.30％、0.40％、0.50％)、不同濃度L一半胱氨酸(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同濃度CaCl₂(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同濃度異抗壞血酸鈉(BK、0.02％、0.04％、0.06％、0.08％、0.10％)、不同濃度EDTA-2Na(BK、0.05％、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30％)下反應(yīng)體系的吸光度A₄₁₀，研究抑制劑(焦亞硫酸鈉、檸檬酸、L-半胱氨酸、CaCl₂、異抗壞血酸鈉、EDTA一2Na)對(duì)馬鈴薯PPO催化的酶促褐變的影響。

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證：以檸檬酸(A)、L-半胱氨酸(B)、D-異抗壞血酸(C)和氯化鈣(D)作為抑制劑，分別設(shè)置3個(gè)不同的濃度，采用L₉(3⁴)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以體系的褐變度為考察指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)，如表1所示。

（4）數(shù)據(jù)處理

采用OriginPr02017和Designexpert8.0進(jìn)行作圖，采用SPSS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，P＜0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異，P＜0.01認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)極顯著性差異。

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