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多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)是茶叶中一种重要的酶,一方面它能促进茶叶中色泽、香气及滋味物质的生成,另一方面,PPO参与酶促褐变,影响茶叶的色泽,降低感官品质。根据红外线匹配吸收理论,物质有选择性吸收红外线的特性,利用这一特点,采用特定波长的红外线处理PPO,将提高钝化PPO的效率。同时,红外线具有的热效应,在灭酶的同时可以对茶叶进行干燥,将实现红外同步灭酶干燥。为此,本文以碧螺春为原料,探索茶叶PPO的酶学特性,确定红外线对PPO活力的影响,从微观角度阐明茶叶PPO在红外条件下的构象变化,为红外同步灭酶干燥技术提供理论参考。主要研究内容如下:(1).试验不同提取条件对茶叶PPO提取效果的影响,采用响应面法优化提取条件;采用硫酸铵分级沉淀进行初步分离,并结合DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换层析柱及Superdex75凝胶柱进行纯化。结果表明,当提取缓冲液pH为5.6,聚乙烯吡咯烷酮添加量为0.16%(w/v),液料比为4.5:1时,PPO提取效果最佳,在此条件下,提取液酶活为9828.01U。采用30%饱和度硫酸铵除去杂蛋白,70%饱和度硫酸铵沉淀后的PPO,经DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换层析柱纯化后得到两种同工酶:PPOⅠ及PPOⅡ。采用Superdex75凝胶柱纯化后,PPOⅠ及PPOⅡ分别纯化了154倍及28.7倍,分子量分别为36kDa及42kDa。(2).对茶叶PPO的酶学特性进行研究,发现,PPOⅠ及PPOⅡ的最适底物分别为邻苯二酚和焦性没食子酸;最适反应pH均为6.5,且都能在pH7.0-9.0的范围内稳定存在;PPOⅠ及PPOⅡ最适反应温度均为30℃,PPOⅡ的热稳定性略强于PPOⅠ;柠檬酸、半胱氨酸、亚硫酸钠、抗坏血酸均能抑制PPOⅠ及PPOⅡ的活力。(3).探索红外线处理对PPOⅠ及PPOⅡ酶活的影响,发现使用不同波长(2.4-6.0μm)红外线辐射钝化酶活时,随着处理时间及温度的增加,酶活逐渐降低,失活过程遵循一级动力学,其中PPOⅠ对波长3.0μm的红外线最敏感,80℃时,失活常数为0.7712min-1;PPOⅡ对波长6.0μm的红外线最为敏感,80℃时,失活常数为0.7625min-1。(4).采用圆二色谱及荧光光谱法对红外条件下PPOⅠ及PPOⅡ构象变化进行了研究,结果表明,经红外处理后,PPOⅠ及PPOⅡ各级结构均发生了显著变化。圆二色谱检测结果表明,红外线处理后,PPOⅠ及PPOⅡ中α-螺旋逐渐向无规则卷曲转化,当采用3. μm红外线处理PPOⅠ及采用6. μm红外线处理PPOⅡ时,这种现象尤为明显。荧光光谱分析发现,经红外线处理后,酶分子肽链逐渐展开,荧光分子逐渐暴露,氨基酸残基所处微环境发生变化,PPOⅠ及PPOⅡ最大发射波长出现了红移,同时,不同处理温度将影响酶分子表面疏水性从而影响PPO的活力,而不同波长对PPO表面疏水性影响不大。