阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅在协同抑制多酚氧化酶活性中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅在协同抑制多酚氧化酶活性中的应用。本发明专利技术将阳离子表面活性剂DTAB或[C

【技术实现步骤摘要】
阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅在协同抑制多酚氧化酶活性中的应用


[0001]本专利技术属于生物酶
，涉及阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅在协同抑制多酚氧化酶活性中的应用。

技术介绍

[0002]多酚氧化酶(PPO)是一类含铜蛋白，广泛分布于植物细胞内。PPO对酚类底物的氧化被认为是许多水果和蔬菜在催熟、运输、贮藏和加工过程中褐变的主要原因。褐变影响食品外观与口感，降低消费者接受度，对食品工业造成巨大的经济损失。此外，酶促反应产物—醌类化合物能与植物蛋白质结合，降低蛋白质的消化率，降低植物营养价值。因此，如何抑制植物中多酚氧化酶的活性是研究人员关注的问题。
[0003]目前较为成熟的抑制PPO酶活性的方法为热失活。将雅龙果在100
‑
150℃进行烘烤加热30
‑
120分钟能使雅龙果中PPO失活，防止其褐变。但高温处理会对水果的风味与外观造成影响，且容易导致维生素与矿物质的损失。
[0004]表面活性剂作为一种两亲性化合物能在溶液中发生自组装，这为蛋白质提供了丰富的微环境种类。研究表明通过表面活性剂可以调控蛋白质活性。中国专利CN105734025A公开了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)等传统季铵盐类阳离子表面活性剂能够提升由苹果中提取的PPO粗酶的活性。文献(Effect of ionic and non
‑
ionic surfactants on the activity and stability of mushroom tyrosinase(DOI:10.1016/j.molcatb.2007.03.001))使用阳离子表面活性剂CTAB(20mM)、阴离子表面活性剂AOT(1.5mM)、非离子表面活性剂Brij 52(1.2mM)调控由蘑菇中提取并纯化的多酚氧化酶活性，结果显示：阴离子表面活性剂AOT能显著增加该PPO酶促反应速率v
max
；非离子表面活性剂Brij 52能通过减小K
m
提升PPO酶活性；而阳离子表面活性剂CTAB不会降低酶促反应速率v
max
，但能够通过增大酶的米氏常数K
m
抑制酶活性。
[0005]综上所述，现有的抑制PPO酶活性的方法均存在不同的问题，高温处理对食品价值损失较大；CTAB对由蘑菇中提取并纯化的多酚氧化酶活性的抑制作用有限，它不会降低酶促反应速率v
max
，是通过增大酶的米氏常数K
m
抑制该PPO酶活性，且使用的CTAB浓度达到了20mM，生物毒性较大，限制了其在食品中的进一步应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)在协同抑制多酚氧化酶活性中的应用。
[0007]实现本专利技术目的的技术方案如下：
[0008]阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅在协同抑制多酚氧化酶活性中的应用，所述的阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)或溴化1
‑
十二烷基
‑3‑
甲基咪唑([C
12
mim]Br)。
[0009]本专利技术所述的DTAB的结构式为
[0010]本专利技术所述的[C
12
mim]Br的结构式为
[0011]进一步地，具体应用方法为：在含有多酚氧化酶的溶液中加入DTAB和介孔二氧化硅，或在含有多酚氧化酶的溶液中加入[C
12
mim]Br和介孔二氧化硅。
[0012]本专利技术中，所述的介孔二氧化硅为花状介孔二氧化硅或球状介孔二氧化硅。
[0013]优选地，为进一步抑制多酚氧化酶活性，调节含有多酚氧化酶的溶液的pH至多酚氧化酶的适宜pH，即pH为6～7.5，更优选为多酚氧化酶的最适pH，即pH为7.0；调节含有多酚氧化酶的溶液的温度至多酚氧化酶的适宜温度，即温度为20～40℃，优选为多酚氧化酶的最适温度，即30℃。
[0014]优选地，为进一步抑制多酚氧化酶活性，DTAB的加入量为0.5mM以上，更优选为3～5mM。
[0015]优选地，为进一步抑制多酚氧化酶活性，[C
12
mim]Br的加入量为0.5mM以上，更优选为1～3mM。
[0016]优选地，为进一步抑制多酚氧化酶活性，介孔二氧化硅和多酚氧化酶的质量比为10:1。
[0017]优选地，为进一步抑制多酚氧化酶活性，介孔二氧化硅的加入量为1～3.6mg/mL。
[0018]优选地，为进一步抑制多酚氧化酶活性，多酚氧化酶的浓度为0.36～1mg/mL。
[0019]本专利技术中，所述的含有多酚氧化酶的溶液通过将多酚氧化酶溶于pH 7.0，0.1M Na2HPO4‑
NaH2PO4缓冲溶液中配制。
[0020]本专利技术中，阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅的加入方式可以是先将阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅混合后再加入到含有多酚氧化酶的溶液，或先将含有多酚氧化酶的溶液与阳离子表面活性剂混合后再加入介孔二氧化硅，或先将含有多酚氧化酶的溶液与介孔二氧化硅混合后再加入阳离子表面活性剂。孵育时的混合顺序对多酚氧化酶活性的抑制效果的影响不大。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0022]本专利技术发现在非高温的30℃条件下，将阳离子表面活性剂DTAB或[C
12
mim]Br、介孔二氧化硅纳米颗粒和多酚氧化酶共同孵育后，可使多酚氧化酶活性丧失90％以上，且阳离子表面活性剂DTAB与[C
12
mim]Br使用量明显低于单独使用DTAB或[C
12
mim]Br时的使用量。
附图说明
[0023]图1为T＝30℃，pH＝7条件下，DTAB/MSNs/PPO体系中DTAB浓度对PPO酶活性影响图；
[0024]图2为T＝30℃，pH＝7条件下，[C
12
mim]Br/MSNs/PPO体系中[C
12
mim]Br浓度对PPO酶活性影响图；
[0025]图3为T＝30℃，pH＝7条件下，不同DTAB浓度下，MSNs对PPO酶负载率图；
[0026]图4为T＝30℃，pH＝7条件下，不同[C
12
mim]Br浓度下，MSNs对PPO酶负载率图；
[0027]图5为T＝30℃，pH＝7条件下，加样顺序对DTAB/MSNs/PPO体系中PPO酶活性的影响图；
[0028]图6为T＝30℃，pH＝7条件下，加样顺序对[C
12
mim]Br/MSNs/PPO体系中PPO酶活性的影响图；
[0029]图7为MSNs/DTAB固定PPO后的红外光谱图；
[0030]图8为T＝30℃，pH＝7条件下，DTAB/MSNs/PPO体系中底物浓度对PPO活性影响图；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.阳离子表面活性剂和介孔二氧化硅在协同抑制多酚氧化酶活性中的应用，其特征在于，所述的阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵或溴化1
‑
十二烷基
‑3‑
甲基咪唑。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，具体应用方法为：在含有多酚氧化酶的溶液中加入十二烷基三甲基溴化铵和介孔二氧化硅，或在含有多酚氧化酶的溶液中加入溴化1
‑
十二烷基
‑3‑
甲基咪唑和介孔二氧化硅。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的介孔二氧化硅为花状介孔二氧化硅或球状介孔二氧化硅。4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，含有多酚氧化酶的溶液的pH值为6～7.5，温度为20～40℃。5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，含有多酚氧化酶的溶液的pH值为7.0，温度为30℃。6.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，十二烷基三甲基溴化铵或溴化1
‑
十二烷基
‑3‑

【专利技术属性】
技术研发人员：郭霞，夏舒怀，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：