黑芥子苷/黑芥子酶體系是十字花科植物中普 遍存在的酶促反應(yīng)體系。該體系產(chǎn)生的異硫氰酸酯 鹽，不 但 具 有 驅(qū) 蟲、殺蟲及抑制土壤微生物的功效，還具有防癌和抗菌等功效，擁有廣 闊的市場前景。大多研究者研究的是黑芥子酶的藥 用價(jià)值，對黑芥子酶在食品催化方面的應(yīng)用鮮 有報(bào)道。本文對黑芥子酶在催化脫水蔬菜方面的應(yīng) 用進(jìn)行了初步研究，旨在為黑芥子酶在食品方面的 進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1. 1 材料與試劑

西蘭花種子、油菜籽餅粕及蔬菜皆購自農(nóng)貿(mào)市 場; 脫水蔬菜為興化市福味食品有限公司生產(chǎn); 二氯 甲烷、石油醚、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、磷酸等試劑 均為分析純，購自天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司; 異 硫氰酸烯丙酯( 分析純) ，購自 Sigma 公司。

1. 2 儀器與設(shè)備

HP1200 型高效液相色譜、6890N GC-5975 MSD 型氣相色譜－質(zhì)譜儀，安捷倫科技( 中國) 有限公司; 85－2 型磁力攪拌器，天津市華儀鑫達(dá)儀器儀表有限 公司; 精宏DZF-6020 型恒溫真空干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn) 設(shè)備有限公司; PL403 型電子天平、FiveEasy Plus 型pH 檢測器，梅特勒－ 托利多( 常州) 精密儀器有限 公司。

1. 3 實(shí)驗(yàn)方法

1. 3. 1 粗黑芥子酶提取物的制備

將西蘭花種子用研缽磨碎、過篩，轉(zhuǎn)移至燒瓶。 在燒瓶中倒入一定量的石油醚，使石油醚剛好浸過 種子粉。過夜脫脂，反復(fù)進(jìn)行 3 次。將脫脂后的西 蘭花種子放入恒溫真空干燥箱中，20 ℃ 下?lián)]去石油 醚，即可得到粗黑芥子酶的提取物。

1. 3. 2 異硫氰酸烯丙酯含量的測量

取一定量的標(biāo)準(zhǔn)品，用 pH 值為 7 的磷酸二氫 鉀－磷酸緩沖溶液定容至 100 mL，取樣量為 10 μL， 液相色譜柱采用 Agilent Eclipse XDB － C18 色譜柱 ( 4. 6 mm × 250 mm，5 μm) ; 流動(dòng)相為 V ( 甲 醇) ∶ V( 水) = 60∶ 40; 流速 1 mL /min; 柱溫 30 ℃ ; 紫外檢 測波長 247 nm。進(jìn)行檢測，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1. 3. 3 黑芥子酶酶活性測定

準(zhǔn)確稱取 100 mg 粗黑芥子酶提取物樣品，油菜 籽餅粕 1 g，加入 20 mL pH 值為 7 的磷酸氫二鉀－磷 酸緩沖溶液，40 ℃ 磁力攪拌酶解 2 h，再加入 2 mL 二氯甲烷萃取。將離心管 5 000 r·min － 1 條件下離心 5 min，取 10 μL 二氯甲烷清液過濾，進(jìn)樣檢測。采 用 1. 3. 2 中檢測異硫氰酸烯丙酯的方法測定由酶解 生成的異硫氰酸烯丙酯的含量。 黑芥子酶活的定義為 40 ℃、pH 值為 7 的條件 下，單位時(shí)間( h) 轉(zhuǎn)化催化 1 μmol β-硫代葡萄糖苷所 需要的酶量，為 1 U。黑芥子酶酶比活力定義為單位 質(zhì)量( mg) 粗酶提取物中，在單位時(shí)間( h) 轉(zhuǎn)化催化 1 μmol β-硫代葡萄糖苷所需要的酶量，為 1 U/mg。

1. 3. 4 西蘭花黑芥子酶催化實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取 1 g 某種蔬菜及 0. 1 g 100 目西蘭花種 子粉放置于西林瓶中，再加入 10 mL 水密封，作為 2 號瓶。1 號瓶為只有等量的種子粉末及蒸餾水的對 照組，3 號瓶為只有等量的蔬菜及蒸餾水的對照組。 同一條件下，檢測揮發(fā)性物質(zhì)的含量，對比參照是否 有含量變化。吸附完成后打開瓶蓋，評香員進(jìn)行感 官評價(jià)、打分。

1. 3. 5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測定

1) 氣 相 色 譜 條 件: 載 氣 為 He，不 分 流，流 速 1. 0 mL·min － 1 ，進(jìn)樣口處的溫度為 250 ℃，程序升溫 模式，起始溫度為 40 ℃，保持 8 min。以 5 ℃·min － 1 的速率加熱氣相色譜柱，上升至 140 ℃，保持 3 min; 再 以10 ℃·min －1 的速率加熱氣相色譜柱，上升至250 ℃。
2) 質(zhì)譜條件: 全掃描模式，EI 離子源，電子能量70 eV，離子源溫度 230 ℃，質(zhì)量掃描范圍 m /z 為 35 ～ 500 u，無溶劑延遲。 3) 固相微萃取條件: 于 50 ℃磁力攪拌器上吸附 40 min。

2 結(jié)果與討論

2. 1 不同因素對黑芥子酶活性的影響

2. 1. 1 不同品種西蘭花種子對黑芥子酶活性的影響

在溫度為 40 ℃ ，pH 值為 7 的緩沖溶液實(shí)驗(yàn)條 件下，對不同品種的西蘭花種子黑芥子酶酶活性 測量，結(jié)果見表 1。由表 1 可以看出，成熟期為早 中熟的西蘭花種子在 40 ℃ 時(shí)酶活性最高，酶比活 力為40 U·mg － 1 左右; 中熟型與中晚熟型的酶活性 其次，為 31 ～ 33 U·mg － 1 ; 晚熟型西蘭苔 1 號( 西蘭 苔) 酶比活力為 25 U·mg － 1 。

2. 1. 2 溫度對黑芥子酶活性的影響

選取 4 種不同成熟期類型的西蘭花種子，在 pH 值為 7，不同溫度下對黑芥子酶的酶活性進(jìn)行檢測， 將結(jié)果繪制成圖 1。由圖 1 可見，不同品種間的酶 活性差異較大: 文興、炎秀種子在 50 ～ 60 ℃時(shí)，黑芥 子酶酶活性最高; 西蘭苔種子則在 55 ～ 65 ℃時(shí)黑芥 子酶酶活性最高; 碧玉種子則在 50 ～ 55 ℃時(shí)黑芥子 酶酶活性最高，但整體差異不大。這 4 種西蘭花種 子在50 ～ 65 ℃時(shí)均能體現(xiàn)出很好的催化效率，其中 有兩種西蘭花種子在 55 ℃時(shí)催化效率最高。

2. 1. 3 pH 值對黑芥子酶活性的影響

選取文興、西蘭苔、炎秀及碧玉 4 種西蘭花種 子作為黑芥子酶的供體，采用磷酸氫二鉀－磷酸的 緩沖溶液，選擇 pH 值為 4、5、6、7、8、9 六個(gè)值為測 試點(diǎn)，選擇 50 ℃ 作為酶解溫度，對黑芥子酶的酶活性進(jìn)行測量，結(jié)果見圖 2。由圖 2 可知，不同 pH 值，酶活性差異較大。碧玉、炎秀種子中黑芥子酶 最適 pH 值為 5 ～ 7; 文興、西蘭苔種子酶活性最高 時(shí)的 pH 值為6 ～ 8。在 pH 值為 6 時(shí)，碧玉西蘭花中 的黑芥子酶酶活性最高，其次才是文興西蘭花，但 是碧玉西蘭花的酶活性較高的位置在弱酸環(huán)境， 而文興和西蘭苔兩種西蘭花的黑芥子酶酶活性最 高區(qū)域則在酸堿中性附近。

3 結(jié) 論

西蘭花種子作為天然植物的種子，擁有催化硫 苷形成異硫氰酸酯等眾多風(fēng)味的天然酶。本研究探 討了不同品種西蘭花種子的黑芥子酶比活力，并通 過一系列實(shí)驗(yàn)測出了黑芥子酶催化硫苷形成異硫氰 酸酯的最適溫度范圍為 50 ～ 65 ℃，pH 值為5 ～ 8。優(yōu)選出在弱酸、中性與弱堿環(huán)境中均能體現(xiàn)出良好催 化作用的文興西蘭花種子，并在 50 ℃ 水中，采用該 種子粉碎篩分之后的種子粉末對 10 種蔬菜進(jìn)行香氣恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。



 

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