编辑推荐：
在食品加工和储存中，多酚氧化酶（PPO）引发的酶促褐变严重影响食品品质。研究人员开展了 UV-C 辐射和 L - 半胱氨酸（L-cys）处理对 PPO 影响的研究。结果显示二者联合处理可抑制 PPO 活性、改变其结构。这为控制食品褐变提供了新方法。
在食品的世界里，果蔬的褐变问题就像一场 “变色危机”，让它们失去原本的色泽和新鲜度，不仅影响颜值，还降低了营养价值，消费者也不太买账。这背后的 “元凶” 之一就是多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，PPO）。PPO 广泛存在于植物、动物和微生物的组织细胞中，它会催化一系列反应，最终让果蔬中的酚类物质变成褐色的醌类聚合物 ，导致褐变发生。
为了解决这个令人头疼的问题，研究人员踏上了探索之旅。国内的研究人员开展了一项关于 UV-C 辐射和 L - 半胱氨酸（L-cysteine，L-cys）处理对 PPO 影响的研究。这项研究意义重大，其成果发表在《Current Research in Food Science》上，为食品保鲜领域带来了新的曙光。
研究人员在探索过程中使用了多种关键技术方法。通过测定 PPO 残留活性，来评估不同处理对 PPO 的抑制效果；运用差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）研究 PPO 的热性质变化；借助十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、圆二色谱（Circular Dichroism，CD）和荧光光谱分析 PPO 的结构改变；利用原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）观察 PPO 的分子微观结构；还通过分子对接模拟探究 PPO 与 L-cys 的相互作用机制 。
在研究结果方面，研究人员首先确定了最佳处理条件。通过对不同 UV-C 剂量（3.0 - 5.0 kJ/m2）和 L-cys 浓度（0.005 - 0.025 mg/mL）的筛选，发现 4.5 kJ/m2 的 UV-C 辐射和 0.02 mg/mL 的 L-cys 对 PPO 活性的抑制效果最佳。
接着研究人员发现，无论是 UV-C 辐射、L-cys 处理，还是二者联合处理，都能降低 PPO 活性。其中，UV-C/L-cys 联合处理组的 PPO 活性最低，比对照组降低了 35.50%。
从物理化学性质来看，所有处理都使 PPO 溶液的聚集指数（AI）和浊度显著增加，UV-C/L-cys 联合处理组的 AI 值和浊度最高。这表明该联合处理促使 PPO 蛋白聚集，形成了更大的颗粒。
DSC 分析结果显示，UV-C/L-cys 联合处理降低了 PPO 的变性温度点（Td），增加了变性焓（ΔH），降低了 PPO 的热稳定性，使其聚集程度更高。
SDS-PAGE 分析表明，PPO 经 UV-C/L-cys 处理后更容易变性，形成更大的聚集体，其蛋白条带颜色比未处理的 PPO 更浅。
CD 光谱分析发现，UV-C/L-cys 处理破坏了 PPO 以 α- 螺旋为主的天然结构，使 α- 螺旋含量下降，无规卷曲比例上升，导致二级结构重排。
荧光光谱分析显示，UV-C/L-cys 处理使 PPO 的荧光强度显著下降，最大发射峰红移，表明其三级结构被破坏，更多荧光基团暴露在更极性的环境中。
AFM 分析结果显示，UV-C/L-cys 处理后，PPO 分子进一步聚合形成更大的聚集体，分子高度显著增加，表面粗糙度降低，这使得酶的活性中心被覆盖，从而导致 PPO 失活。
分子对接模拟显示，L-cys 与 PPO 的结合能为 -3.7 kcal/mol，亲和力较高。L-cys 优先结合在 PPO 的活性位点，即二铜结合区域，通过氢键和离子接触与 PPO 相互作用，影响酚类底物的结合，进而使酶失活。
在兰州百合鳞茎的应用实验中，研究人员发现，UV-C/L-cys 处理能显著延缓百合鳞茎的褐变。在 50 天的储存期内，对照组百合鳞茎在 10 天开始褐变，而处理组在 40 天才开始轻微褐变。处理组的 L?值更高，a?值和 b?值更低，褐变程度明显低于对照组，PPO 活性上升趋势也更缓慢。
综合来看，研究结论表明 UV-C/L-cys 联合处理通过改变 PPO 的蛋白质结构，使其从 α- 螺旋转变为无规卷曲，破坏了二级和三级结构，导致 PPO 分子聚集，覆盖了酶的活性中心，最终使其失去催化功能。分子对接模拟证实了 L-cys 与 PPO 的结合方式。在实际应用中，UV-C/L-cys 处理能有效降低兰州百合鳞茎的褐变程度，保持其良好外观。这项研究为理解 PPO 失活机制提供了全面视角，也为防止果蔬采后褐变提供了切实可行的方法，对食品保鲜行业的发展具有重要的推动作用，有望在未来的食品加工和储存中得到广泛应用，让消费者能品尝到更新鲜、更美味的果蔬产品。
