CN107751347A - 一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法 - Google Patents
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，将介质阻挡放电低温等离子体应用于虾的处理，处理电压为55‑60kV，时间为60‑70s。有益效果为：本发明利用介质阻挡放电低温等离子体钝化多酚氧化酶，等离子体含有电子、离子、激发态原子、亚稳态原子、自由基等高活性物质，该物质改变了多酚氧化酶的二级结构和三级结构的改变，进而导致多酚氧化酶活性的丧失。
Description
技术领域
本发明涉及水产品加工与保藏技术领域，尤其是涉及一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法。
背景技术
虾因其营养价值高而且肉质鲜美，深受广大消费者的喜爱。虾捕获后在贮藏和加工过程中，如果处理不及时或者不合理，就很容易发生黑变现象。黑变一旦发生就很难去除。黑变现象是虾体内存在的多酚氧化酶催化的一系列生化反应的结果。多酚氧化酶在虾活体状态下并无活性，而在虾死后被激活，在冷冻、冰藏和解冻期间仍然保持着活性。在有氧条件下，多酚氧化酶将虾类表面的无色化合物单酚氧化成无色的双酚，进而双酚化合物转变成有色的醌类物质，醌类有很高活性，极易与氨基酸或蛋白质结合生成黑色素。虽然不影响虾的营养价值，但是严重影响虾的感官品质和商品价值。
现有技术如授权公告号为CN 100539850 C的中国发明专利，公开了抑制虾类虾壳黑变的方法，该发明将虾类保存于臭氧浓度和相对湿度较高的环境中，臭氧能够钝化多酚氧化酶达到抑制黑变的目的，但该发明中多酚氧化酶活性降低程度低，防黑变效果有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，经过处理的虾所含的多酚氧化酶酶活大大降低，显著抑制了黑变的发生。
本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，将介质阻挡放电低温等离子体应用于虾的处理，处理电压为55-60kV，时间为60-70s。等离子体含有电子、离子、激发态原子、亚稳态原子、自由基等高活性物质，该物质改变了多酚氧化酶的二级结构和三级结构，进而导致多酚氧化酶活性的丧失。
作为优选，取9-12份经过等离子体处理的虾，加入55-62份抑制剂，浸泡20-25min。该条件下，抑制剂与多酚氧化酶可以充分反应，极大地钝化多酚氧化酶的活性中心，降低了黑变对虾感官品质和商品价值的影响。
作为优选，抑制剂的成分及其重量份为：20-25份植酸，4-6份乙二胺四乙酸，0.3-0.7份季戊四醇，0.1-0.2份苯甲酸苄酯，5-6份羧酸二元酯，35-45份水，15-18份半胱氨酸。抑制剂的制备过程为：取20-25份植酸、4-6份乙二胺四乙酸、5-6份羧酸二元酯以及35-45份水混合，再加入0.3-0.7份季戊四醇和0.1-0.2份苯甲酸苄酯，搅拌10-15min，再加入15-18份半胱氨酸，在超声波功率为300-320W下混合3-6min，得抑制剂。原料成本低廉，对人体安全无毒，制备的抑制剂可以有效抑制多酚氧化酶的活性，且加入的季戊四醇、苯甲酸苄酯与乙二胺四乙酸形成一种络合物，相比于乙二胺四乙酸，该络合物与多酚氧化酶活性中心的反应活性更高，抑制酶活的效果更好；同时季戊四醇的加入提高了虾的持水力和嫩度。
作为优选，抑制剂成分半胱氨酸中左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比例为5/1-6/1。在多酚氧化酶的作用下，虾类表面的无色物质单酚会转变为有色的醌类物质，该醌类物质活性高，易与蛋白质结合生成黑色素，半胱氨酸不仅能够降低多酚氧化酶的活性，减少醌类物质的生成，而且可以与醌类物质结合生成无色的物质，进而阻断黑色素的生成；但是纯左旋半胱氨酸与醌类物质结合生成的无色物质稳定性差，容易分解为醌类物质，将左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸复配，再与醌类物质生成的无色物质更加稳定，有效地抑制了黑变的发生。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明利用介质阻挡放电低温等离子体钝化多酚氧化酶，等离子体含有电子、离子、激发态原子、亚稳态原子、自由基等高活性物质，该物质改变了多酚氧化酶的二级结构和三级结构的改变，进而导致多酚氧化酶活性的丧失；加入的抑制剂原料成本低廉，对人体安全无毒，将左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸复配，再与醌类物质反应，生成的无色物质更加稳定，有效地抑制了黑变的发生。
附图说明
图1为本发明左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比例对虾外观的影响示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明做进一步说明：
实施例1：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，包括以下步骤：首先是介质阻挡放电低温等离子体处理，处理电压为55kV，时间为60s；接着是抑制剂的制备：取20份植酸、4份乙二胺四乙酸、5份羧酸二元酯以及35份水混合，再加入0.3份季戊四醇和0.1份苯甲酸苄酯，搅拌10min，再加入15份半胱氨酸，在超声波功率为300W下混合3min，得抑制剂，其中所加入的半胱氨酸中左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比例为5/1；最后是抑制剂钝化：取9份经过等离子体处理的虾，加入55份抑制剂，浸泡20min。等离子体含有电子、离子、激发态原子、亚稳态原子、自由基等高活性物质，该物质能够引起多酚氧化酶二级结构和三级结构的改变，进而导致多酚氧化酶活性的丧失。
实施例2：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，包括以下步骤：
1)介质阻挡放电低温等离子体处理：将介质阻挡放电低温等离子体应用于虾的处理，处理电压为60kV，时间为70s；
2)抑制剂的制备：向容器中加入25份植酸、6份乙二胺四乙酸、6份羧酸二元酯以及45份水混合，再加入0.7份季戊四醇和0.2份苯甲酸苄酯，在转速为180r/min下搅拌15min，再加入18份半胱氨酸，在超声波功率为320W下混合6min，得抑制剂，其中所加入的半胱氨酸中左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比例为6/1。原料成本低廉，对人体安全无毒，制备的抑制剂可以有效抑制多酚氧化酶的活性，且加入的季戊四醇、苯甲酸苄酯与乙二胺四乙酸形成一种不稳定的络合物，相比于乙二胺四乙酸，该络合物与多酚氧化酶活性中心的反应活性更高，抑制酶活的效果更好；
2)抑制剂钝化：取12份经过等离子体处理的虾，加入62份抑制剂，浸泡25min。该条件下，抑制剂与多酚氧化酶可以充分反应，极大地钝化多酚氧化酶的活性中心，降低了黑变对虾感官品质和商品价值的影响；
实施例3：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，步骤为：与实施例2相比，本实施例抑制剂中不含有季戊四醇和苯甲酸苄酯，其余条件一致。
实施例4：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，步骤为：与实施例2相比，本实施左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比值为2/1，其余条件一致。
实施例5：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，步骤为：与实施例2相比，本实施左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比值为3/1，其余条件一致。
实施例6：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，步骤为：与实施例2相比，本实施左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比值为4/1，其余条件一致。
实施例7：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，步骤为：与实施例2相比，本实施左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比值为7/1，其余条件一致。
实施例8：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，步骤为：与实施例2相比，本实施左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比值为8/1，其余条件一致。
实施例9：
一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，步骤为：与实施例2相比，本实施左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比值为9/1，其余条件一致。
多酚氧化酶活性的测定包括以下步骤：
1)多酚粗酶液的制备：称取虾头胸部150g，用450mL预冷的0.05mol/L pH值为7.5的磷酸盐缓冲液匀浆1min，在4℃静置提取3h；然后离心30min后取上清液，添加固体硫酸铵至饱和度达40%，在4℃静置30min，再离心30min，弃上清液，沉淀分散于0.05mol/L pH值为7.2的磷酸盐缓冲液中；以相同的缓冲液作为透析液，透析12h，更换至少3次透析液，最后离心除去不溶性沉淀后的上清液即为多酚氧化酶溶液，在0-4℃保存待用；
2)多酚氧化酶的活性测定：以左旋多巴为底物测定多酚氧化酶的活性，取待测酶液100μL，与100μL 0.015 mol/L的左旋多巴溶液充分混匀，于40℃恒温水浴中反应40min后，加入2.8mL预冷的纯净水终止反应。用分光光度计测定490nm 处的吸光值。每1min吸光值增加0.001定义为1个酶活性单位，相对酶活得计算如下：
相对酶活= QUOTE
以现有抑制剂抗坏血酸对虾的多酚氧化酶进行钝化处理，对比实施例1、实施例2与实施例3，结果如下：
由表可知，与现有抑制剂抗坏血酸相比，本发明对多酚氧化酶的抑制效果更好，且当抑制剂中含有季戊四醇时，多酚氧化酶的活性更低，钝化效果更好。
虾感官评定标准如下：
对实施例1，实施例2，实施例4，实施例5，实施例6，实施例7，实施例8，实施例9中的虾进行外观评价，结果如图1所示，可以看出，所得数据呈非线性运动，当左旋半胱氨酸/右旋半胱氨酸为5/1和6/1时，虾的外观品质更好。
本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，其特征在于：所述方法为：将介质阻挡放电低温等离子体应用于虾的处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，其特征在于：所述介质阻挡放电低温等离子体的处理电压为55-60kV，时间为60-70s。
3.根据权利要求1所述的一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，其特征在于：所述方法还包括：取9-12份经过等离子体处理的虾，加入55-62份抑制剂，浸泡。
4.根据权利要求3所述的一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，其特征在于：所述抑制剂的成分及其重量份为：20-25份植酸，4-6份乙二胺四乙酸，0.3-0.7份季戊四醇，0.1-0.2份苯甲酸苄酯，5-6份羧酸二元酯，35-45份水，15-18份半胱氨酸。
5.根据权利要求3所述的一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，其特征在于：所述抑制剂的制备过程为：取20-25份植酸、4-6份乙二胺四乙酸、5-6份羧酸二元酯以及35-45份水混合，再加入0.3-0.7份季戊四醇和0.1-0.2份苯甲酸苄酯，搅拌10-15min，再加入15-18份半胱氨酸，超声混合，得抑制剂。
6.根据权利要求3所述的一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，其特征在于：所述浸泡时间为：20-25min。
7.根据权利要求5所述的一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，其特征在于：所述半胱氨酸中左旋半胱氨酸与右旋半胱氨酸的比例为5/1-6/1。
8.根据权利要求5所述的一种基于介质阻挡放电低温等离子体的多酚氧化酶钝化方法，其特征在于：所述超声波功率为300-320W，混合时间为3-6min。
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