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薯蓣在贮运、加工过程中极易发生褐变,影响其商品外观和食用品质,为探索薯蓣褐变机理及褐变控制技术,作者研究了温州薯蓣不同品种块茎若干生理生化指标及同工酶差异,对褐变严重品种(大白薯)的褐变底物进行了鉴定分析,研究了pH值、温度、底物浓度等因子对多酚氧化酶(PPO)活力影响及其酶的动力学特性,不同贮藏方式对大白薯和相对不易褐变品种(真薯)的褐变影响及其控制技术。结果表明: 1、不同品种温州薯蓣存在明显的褐变差异。大白薯、子薯和真薯含水量较高,红薯则较低。褐变度和总酚含量的高低顺序均为大白薯>红薯>子薯>真薯,总酚含量与褐变度呈正相关(r=0.983)。PPO活性高低顺序为大白薯>子薯>红薯>真薯,PPO活性与褐变度也呈正相关(r=0.909)。过氧化物酶(POD)和PPO不同,其活性高低顺序为真薯>大白薯>红薯>子薯,与褐变度关系不大。超氧化物歧化酶(SOD)活性与褐变度呈负相关(r=0.860),丙二醛(MDA)含量的高低顺序则与褐变度的相同,MDA含量与褐变度呈正相关(r=0.990)。 PPO、POD和SOD同工酶的图谱显示:薯蓣不同品种间PPO、POD、SOD同工酶的含量、种类及理化性质存在差异。其中大白薯PPO同工酶带多且深。四个品种POD同工酶谱共有8条酶带,其中P4酶带为4个品种所共有的,且P4酶带在真薯中染色最深。四个品种SOD同工酶谱共有9条酶带,真薯9条酶带都有。不同品种同工酶实验结果与测得的酶活性相似,褐变度大的品种PPO同工酶带多且深,褐变度小的品种SOD同工酶带多且深。 薄层层析结果表明:薯蓣中酚类提取物质的显色位点(Rf值)与标准邻苯二酚相同,可以认为薯蓣块茎中酚类的主要成分为邻苯二酚。 2、薯蓣PPO的最适pH值为5.8~6.0,最适反应温度为20℃左右,当加酶量小于200μL时,酶活力随加酶量的增加而上升。动力学研究表明,以邻苯二酚为底物时,Km=1.82mol/L,Vmax=1.11(△OD/min)。不同抑制剂对PPO都有不同程度的抑制作用,其中:NaHSO3、Na2S2O3、L-Cys和Vc是强抑制剂,0.10%Na2S2O3溶液几乎完全抑制PPO的活性,Vc、L一cys和NaHsO3的有效抑制浓度分别为0.05%、0 .05%和0.06%。 3、室温贮藏和冷藏下的褐变度和PPO均呈上升趋势,其中室温贮藏下的均高于冷藏,且室温贮藏下的PPO活性与褐变度呈正相关(r=0,891),提示PPO活性的增高将刺激薯预褐变。POD活性呈上升趋势,但贮藏初期,冷藏的高于室温贮藏的。另外,和冷藏相比,室温贮藏下的MDA含量较高,而SOD活性较低,说明低温有利于大白薯的贮藏。 沙藏、维生素C及NaHSO3等防褐处理对薯祯贮藏期间褐变影响的结果表明:贮藏过程中,三种处理PPO活性前期上升速度低于室温贮藏(对照),后期下降速度大于对照,这与三种处理在贮藏后期褐变度几乎不上升相一致。POD活性变化较复杂,各组差异大。SOD活性均呈先升后降趋势,各处理下降速度低于对照:MDA含量均呈持续上升趋势,且对照高于处理。三种处理均能减缓薯拔贮藏期的褐变,以沙藏和NaHSO3处理较好。 4、贮藏期间,大白薯不同部位褐变相关生理生化指标存在明显差异。两端的褐变度、总酚含量和PPO活性高于中部,皮部的高于心部,使两端和皮部比中部和中心更易和更早发生褐变。POD活性的变化与PPO不同,其活性比PPO小,在不同贮期四个部位上升的速度差异较大。两端的SOD活性低于中部,皮部的低于心部,而两端的MDA含量高于中部,皮部的高于心部。可见,大白薯在贮藏过程中,两端和皮部的脂质过氧化程度高于中部和心部,其清除自由基的能力又明显偏低,从而导致膜的完整性更易丧失且易发生褐变。