CN101999638B - 一种基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂及其制备方法，涉及一种果蔬护色剂。提供一种基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂及其制备方法。其果蔬护色剂的组成及其按质量比的含量为：3，4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶水杨酸∶熊果甙为(0.3～0.5)∶(12～2.0)∶1∶(0.8～12)∶(0.8～1.4)。将水杨酸溶解后与柠檬酸、半胱氨酸、熊果甙和3，4-二羟基苯甲酸庚酯混合，即得基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂。具有防褐变和抗菌的双重功效，既安全无毒，又不影响果蔬的营养价值。原料价格低廉，操作简便。安全性好，无色无味，对环境友好，既适合企业的生产加工，也适合普通百姓使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种果蔬护色剂，尤其是涉及一种基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂及其制备方法。
背景技术
果蔬生产存在较强的季节性和区域性，果蔬采摘后易褐变腐烂，加之缺乏高效安全的保鲜手段，每年由于运输和储藏问题上而导致的经济损失巨大。随着人民生活水平的提高，消费者对水果保鲜度的要求越来越高，传统的保鲜方法亦越来越不能满足消费者的要求。
大部分的水果和蔬菜的褐变都是由于酶促褐变引起的。酶促褐变有3个重要条件，即多酚类底物、酪氨酸酶和氧。在正常生长条件下，多酚类物质分布在液泡中，而酪氨酸酶则分布在质粒、线粒体等细胞器内膜、细胞膜上及细胞质中，这种区室化分布减少了多酚与酶的接触，避免了正常组织中酶促褐变的发生；而果蔬由于去皮、切割等机械损害、逆境胁迫及衰老、失水等，导致这种区室化分布受到损害，使得多酚类底物与酪氨酸酶相接触，加速了果蔬的褐变过程。
Ken-ichi等([1]Ken-ichi Nihei，Atsuko Nihei，and Isao Kubo.Molecular design ofmultifunctional food additives：antioxidative antifungal agents.J.Agric.Food Chem.，2004，52(16)：5011-5020)报道了3，4-二羟基苯甲酸庚酯的合成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂及其制备方法。
本发明所述一种基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂的组成及其按质量比的含量如下：
3，4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶水杨酸∶熊果甙为(0.3～0.5)∶(1.2～2.0)∶1∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.4)。
本发明所述一种基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂的制备方法的具体步骤如下：
将水杨酸溶解后与柠檬酸、半胱氨酸、熊果甙和3，4-二羟基苯甲酸庚酯混合，即得基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂。
所述将水杨酸溶解，可将水杨酸在热水中溶解。
使用时，可将基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂用水稀释，按果蔬护色剂∶鲜切果蔬为100mL∶100g的比例，以能将鲜切果蔬全部淹没为度，浸泡5～10min，捞起即可达到护色保鲜的效果。对于龙眼和花菜等不需切割加工的护色保鲜，将所述果蔬护色剂用水稀释，用喷壶均匀地喷洒在果蔬的表面，以全部润湿为度，即可达到护色保鲜的效果。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1)控制酶促褐变最理想的方法就是抑制酪氨酸酶的活性，本发明通过设计，筛选酪氨酸酶的抑制剂，以酪氨酸酶抑制剂为出发点，通过抑制酪氨酸酶的活性而达到护色保鲜的效果，从而达到控制褐变的目的。
2)本发明所述果蔬护色剂应用于易发生酶促褐变的果蔬的护色保鲜，具有防褐变和抗菌的双重功效，既安全无毒，又不影响果蔬的营养价值。
3)采用的柠檬酸、半胱氨酸、水杨酸和熊果甙，价格低廉，操作简便。
4)能较好地控制果蔬加工过程的褐变，有利于鲜切果蔬的上市。
5)利用水作为果蔬护色剂的溶剂，成本低，安全性好，无色无味，对环境友好，既适合企业的生产加工，也适合普通百姓使用。
附图说明
图1为3，4-二羟基苯甲酸庚酯对酪氨酸酶活力的影响。在图1中，横坐标表示抑制剂(3，4-二羟基苯甲酸庚酯)I的摩尔浓度/μM，纵坐标为相对酶活(即加入不同浓度的抑制剂后的酪氨酸酶的活力相对于没有加入抑制剂时酪氨酸酶活力的百分比)(％)。
图2为3，4-二羟基苯甲酸庚酯对酪氨酸酶的抑制机理的判断。在图2中，横坐标为酶[E](μg/ml)，纵坐标为相对酶活(％)；曲线0～4所代表的3，4-二羟基苯甲酸庚酯的浓度分别为：0，50，100，150，200μM。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1：按质量比(下同)，取3，4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶熊果甙∶水杨酸＝0.3∶1.2∶1∶0.8∶0.8的比例称取配方，柠檬酸，半胱氨酸，熊果甙，3，4-二羟基苯甲酸庚酯在常温下用水溶解，再与用热水溶解的水杨酸混合，配成果疏护色剂。选取无发芽，无霉变，无机械损伤的新鲜马铃薯。用清水清洗马铃薯表面的泥土，农药等杂质，用消毒处理过的刀具，对马铃薯进行去皮处理，切成1cm×1cm×6cm的均匀马铃薯条。按照果疏护色剂与鲜切马铃薯条100mL∶100g的比例，以能将鲜切马铃薯条全部淹没为度，浸泡5～10min，充分沥干表面水分，转入密封袋中，4℃恒温储藏，可保证马铃薯2周左右不发生褐变。
所述3，4-二羟基苯甲酸庚酯按上述参考文献[1]所提供的方法合成，通过质谱分析和核磁验证，确定产物的结构式，1H NMR(600MHz，Dimethyl Sulfoxide-D6)：δ9.70(br s，1H)，9.41(brs，1H)，7.35(d，J＝1.9Hz，1H)，7.31(dd，J＝2.0，8.2Hz，1H)，6.81(d，J＝8.3Hz，1H)，4.17(t，J＝6.5Hz，2H)，1，67(m，2H)，1.37(m，8H)，0.85(m，3H).13C NMR(600MHz，Dimethyl Sulfoxide-D6)：δ166.17，150.81，145.50，122.16，121.28，116.71，115.74，64.45，31.64，28.80，28.75，25.95，22.48，14.35.ESI-MS：m/z 252.1(M+)。
3，4-二羟基苯甲酸庚酯是酪氨酸酶催化底物的类似物，能竞争地与酪氨酸酶结合进而抑制酪氨酸酶的活性。邻位苯羟基的结构更赋予了它高效的抑制作用，同时它具有良好的渗透性和较高的安全性。以1mg/mL的多巴为底物，在0.2M，PH＝6.8的磷酸缓冲液的3mL的体系中，依次加入0.1mL不同浓度的3，4-二羟基苯甲酸庚酯，2.8mL预先在30℃恒温水浴保温的底物溶液，最后加入0.1mL酪氨酸酶水溶液，立刻混匀，在30℃恒温条件下测定波长为475nm的光密度值随时间的增长直线，从直线的斜率求得酶活力，消光系数按ε＝3700(mol/L·cm)-1计算。以酶的相对剩余活力对效应物浓度作图，得到效应物的浓度效应曲线，由酶相对剩余活力为50％时，对应得到的效应物浓度，求得效应物的半抑制率值，如图1所示，3，4-二羟基苯甲酸庚酯的半抑制率为0.32mM。3，4-二羟基苯甲酸庚酯的抑制机理的判断，采用固定底物多巴的浓度不变，改变加入的酪氨酸酶的量，测定不同3，4-二羟基苯甲酸庚酯浓度下酪氨酸酶催化多巴的活力随酶量的关系。如图2所示，酪氨酸酶经3，4-二羟基苯甲酸庚酯作用后的剩余酶活与加入的酶量之间的关系，以酶活力对酶量作图得到一组通过原点的直线，随着效应物浓度的增大，直线的斜率降低，说明3，4-二羟基苯甲酸庚酯对酶的抑制属于可逆抑制。此外，3，4-二羟基苯甲酸庚酯亦具有良好的抗菌效果，对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等都具有明显的抑菌圈。柠檬酸作为食用酸类，具有很高的安全性，应用于果蔬护色保鲜中时能降低pH值，抑制酶活，又能螯合酪氨酸酶活性中心的双铜离子，与3，4-二羟基苯甲酸庚酯协同能更好地抑制酶活。半胱氨酸作为组成蛋白质的20种氨基酸之一，无毒、无副作用，是一种理想的天然抗酶促褐变物质，它在酶促褐变反应过程中与生成的产物醌发生快速的非酶催化反应而结合形成一种稳定的无色化合物，与3，4-二羟基苯甲酸庚酯协同能更好地达到抗护色保鲜的作用。水杨酸也是一种很好的多酚氧化酶的抑制剂，并具有一定的杀菌抗氧化作用，在化妆品中有着广泛的应用，与3，4-二羟基苯甲酸庚酯协同能更好地达到护色保鲜的作用。熊果甙是从天然植物中提取的，集绿色、安全、高效于一体的酪氨酸酶抑制剂，广泛应用于皮肤美白，与3，4-二羟基苯甲酸庚酯协同能更好地达到护色保鲜的作用。本发明采用柠檬酸，半胱氨酸和水杨酸等几种化合物作为褐变抑制剂，并对其相应的用量做了正交试验，确定了最优配方，并配合密封包装和低温储藏相结合的处理方法，能明显延长果蔬鲜切加工后的寿命，无色无味，最优比例的护色剂配方在3mL的测活体系对酪氨酸酶活力的影响，只要7.5μL的体积，即可达到酪氨酸酶的半抑制率，效果显著。
实施例2：取3，4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶熊果甙∶水杨酸＝0.4∶1.2∶1∶1∶1的比例称取配方，柠檬酸，半胱氨酸，熊果甙，3，4-二羟基苯甲酸庚酯在常温下用水溶解，再与用热水溶解的水杨酸混合，配成果疏护色剂。选取无发芽，无霉变，无机械损伤的新鲜马铃薯。用清水清洗马铃薯表面的泥土，农药等杂质，用消毒处理过的刀具，对马铃薯进行去皮处理，切成半径为3cm厚度为0.25cm马铃薯圆切片。按照果疏护色剂与鲜切马铃薯条100mL∶100g的比例，以能将鲜切马铃薯片全部淹没为度，浸泡5～10min，充分沥干表面水分，转入密封袋中，4℃恒温储藏，可保证马铃薯2周左右不发生褐变。
实施例3：取3，4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶熊果甙∶水杨酸＝0.35∶2∶1∶1.2∶1的比例称取配方，柠檬酸，半胱氨酸，熊果甙，3，4-二羟基苯甲酸庚酯在常温下用水溶解，再与用热水溶解的水杨酸混合，配成果疏护色剂。选取无褐变、无机械损伤的新鲜白花菜。用清水洗去白花菜表面的泥土，农药等杂质，滴干水分。用喷壶将果疏护色剂均匀的喷洒于白花菜的表面，以全部润湿为度，自然晾干，用一层拷贝纸包裹于4℃恒温保存，可保证白花菜2周左右不发生明显褐变。
实施例4：取3，4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶熊果甙∶水杨酸＝0.5∶2∶1∶1∶0.9的比例称取配方，柠檬酸，半胱氨酸，熊果甙，3，4-二羟基苯甲酸庚酯在常温下用水溶解，再与用热水溶解的水杨酸混合，配成果疏护色剂。选取无发芽，无褐变的新鲜花生。用清水洗去花生表壳的泥土，泡入果疏护色剂，以能将花生全部淹没为度，加热煮熟，捞起晾干，可保护花生不变色，放入-20℃保存，可长久保存(1年以上)。
实施例5：取3，4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶熊果甙∶水杨酸＝0.5∶1.8∶1∶1∶1的比例称取配方，柠檬酸，半胱氨酸，熊果甙，3，4-二羟基苯甲酸庚酯在常温下用水溶解，再与用热水溶解的水杨酸混合，配成果疏护色剂。选取无褐变，无损伤的成熟龙眼。用喷壶将果疏护色剂均匀的喷洒于龙眼的表面，以全部润湿为度，自然晾干，用一层拷贝纸包裹于于4℃恒温保存，可保证龙眼1周左右不发生明显褐变。
实施例6：取3，4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶熊果甙∶水杨酸＝0.5∶1.2∶1∶1∶1.2的比例称取配方，柠檬酸，半胱氨酸，熊果甙，3，4-二羟基苯甲酸庚酯在常温下用水溶解，再与用热水溶解的水杨酸混合，配成果疏护色剂。选取无褐变，无损伤的成熟荔枝，切去多余纸条，留荔枝底部2厘米长为度。将荔枝浸泡在果疏护色剂，以能将荔枝全部淹没为度，浸泡10～15min。捞起，自然晾干，转入密封袋封存，与4℃恒温保存，可保证荔枝1周左右不发生明显褐变。
Claims (1)
1.一种基于酪氨酸酶抑制剂的果蔬护色剂，其特征在于其组成及其按质量比的含量为3,4-二羟基苯甲酸庚酯∶柠檬酸∶半胱氨酸∶水杨酸∶熊果甙为（0.3～0.5）∶（1.2～2.0）∶1∶（0.8～1.2）∶（0.8～1.4）。
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