了酯化反应。
3 结论
通过单因素试验对氢氧化钠溶液浓度、活化时
间、老成时间、尿素溶液浓度、尿素溶液浸泡时间、反应
温度及酯化反应时间这 7种影响因素的探讨，初步得
出单因素的较佳条件是：氢氧化钠溶液浓度为 18 %，
活化时间为 6 h，老成时间为 4 h，尿素溶液浓度为
40 %，尿素溶液浸泡时间为 13 h，反应温度为 150 ℃及
酯化反应时间为 3 h。其中，活化时间、反应温度和酯化
反应时间对酯化产物的含氮量影响较大，从而确定三
因素进行正试实验。
正交试验筛选出最优合成条件是活化时间为 7 h，
反应温度为 150 ℃，酯化反应时间为 h，且最优条
件下酯化产物的含氮量可稳定在 8 %左右。此外，各个
因素对酯化产物含氮量的影响程度主次为：活化时
间>反应温度>酯化反应时间。
由所得酯化产物的红外光谱图可知:1 736 cm-1处
酰胺中的羰基峰和 3 680 cm-1~3 000 cm-1处的双峰以
及凯氏定氮实验可判定尿素与纤维素进行了酯化反应。
参考文献：
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53
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收稿日期：2010-09-18
超声诱导法提取香蕉中多酚氧化酶的工艺研究
熊海涛 1，郑行望 2，唐志华 1
（1.陕西理工学院化学系，陕西汉中 723001；2.陕西师范大学化学与材料科学学院，陕西西安 710062）
摘 要：首次通过超声诱导法对香蕉多酚氧化酶进行了粗提，并以邻苯二酚为底物研究了超声波提取的最佳工艺条
件。结果表明：在温度 30 ℃与固液比为 30 %下，超声提取 300 s，此时经超声波强化提取酶活力比未经超声波处理的
提高到原先的 3倍以上。
关键词：香蕉；多酚氧化酶；超声波；提取
Study on Extracting Technology of Polyphenol Oxidase from Banana by the Ultrasonic Decomposition Method
XIONG Hai-tao1，ZHENG Xing-wang2，TANG Zhi-hua1
（1. Department of Chemistry，Shaanxi University of Techonology，Hanzhong 723001，Shaanxi, China；2. College of
Chemistry and Materials Science, Shaanxi Normal University, Xi'an 710062, Shaanxi, China）
Abstract：In this paper, banana polyphenol oxidase was firstly extracted by ultrasonic decomposition method.
And the optimally extracting technology with catechol as substrate was studied. The results showed that the
optimum conditions were that supersonic wave extracting temperature at 30 ℃ , treatment at 300 seconds, the
papaya of 30 % mass fraction, and treatment with ultrasonic wave could enhance the enzyme activity as much as
3 times.
Key words：banana；polyphenol oxidase；ultrasonic wave；extraction
基金项目：陕西理工学院硕士专项基金（SLGQD0510）
作者简介：熊海涛（1979—），男（汉），讲师，硕士，研究方向：主要从事食品分析研究。
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基础研究
食品研究与开发
Food Research And Development
2011年 5月
第 32卷第 5期24
熊海涛，等：超声诱导法提取香蕉中多酚氧化酶的工艺研究
香蕉质块柔软，营养丰富，深受人们的喜爱，但它
属于呼吸跃变性水果，成熟后不能长时间内保鲜，易
褐变而影响销售。褐变的原因主要是香蕉组织中多酚
氧化酶（PPO）催化各种酚类底物发生氧化，首先氧化
成醌，然后再聚合成黑色素。随着深加工技术的发展，
现有热烫法[1]、化学法[2-3]和超声波法[4-6]等提取酶的方
法。在工业应用方面，利用超声波进行清洗、干燥、杀
菌、雾化及无损检测等，是一种非常成熟且有广泛应
用的技术。它的原理是基于超声波的特殊物理性质，
通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标
萃取物与样品基体之间的作用力在溶剂和样品之间
产生声波空化作用，能获得强大的外力冲击，导致溶
液内气泡的形成、增长和爆破压缩，从而使固体样品
分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目
标物从固相转移到液相的传质速率，所以能高效率并
充分分离出来[5]。它是适用于萃取物质有效成分的一
种新方法、新工艺。关于多酚氧化酶活性的研究[7-10]方
法很多，常用测定多酚氧化酶的检测主要有可见分光
光度法[1]、紫外可见分光光度法[11-12]等，各有优点，但也
都存在一定的局限性和缺点，要想建立一个完善的探
究多酚氧化酶性质的方法体系，还应从反应机理、反
应条件等多方面着手。
本文利用超声诱导法提取香蕉中的多酚氧化酶，
以邻苯二酚为底物，采用紫外分光光度计测定氧化产
物的方法对酶的活性进行研究，为香蕉贮运及加工过
程中避免产生褐变，生产出品质上乘的产品提供一定
科学依据。
1 材料与方法
主要实验设备及仪器
布氏漏斗、抽滤瓶、SH2-3水循环真空泵：河南省
巩义英峪仪器厂；PHS-3C酸度计：上海精密仪器仪表
有限公司；HJ—I型磁力搅拌器：北京金紫光仪器仪表
公司；80—1型离心沉淀机：西安飞达生物技术有限公
司；HH数显恒温水浴锅：上海手术器械厂；T-60紫外
可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；
数控超声波清洗器 SB25-120T：宁波新芝生物科技股
份有限公司；GR-200电子天平：A&D公司；冰箱：中国
海尔公司；等。
药品试剂
香蕉：市售，八成熟，颜色浅黄；邻苯二酚（底物）：
天津市登峰化学试剂厂，含量>98 %；缓冲液：磷酸氢
二钠—柠檬酸（缓冲溶液）；丙酮：北京试化二厂，含
量＞98 %。
方法[13]
①制取丙酮粉[13]:香蕉除皮切块→加入 2倍冷冻
丙酮捣碎→抽滤→残渣→加入 2倍冷冻丙酮捣碎→抽
滤→残渣→冷风吹干→混匀（0℃保存备用）。
②PPO酶液的萃取:取 1 g粗丙酮粉加 20 mL缓
冲液（），在 HJ-I型磁力搅拌器中搅拌 15 min,然
后在 600 W功率的超声波提取机上处理一段时间，接
着 80-1型离心沉淀机中离心 15 min，取上清液为 PPO
提取液。
2 结果与分析
超声处理时间对酶提取效果的影响
在室温 25℃下，于 pH为 的磷酸缓冲溶液中
加浓度为 mol/L的底物 mL[9]，酶提取液 mL，
固液比为 30 %,在 600 W功率的超声波提取仪上，分
别进行 60、120、180、240、250、270、300、420、480 s处理,
萃取混匀，然后于 422 nm吸收波长下在紫外分光光度
计上测定酶的活性，见图 1。
由图 1可知，提取时间为 300 s为提取效果最佳
点。这可能是由于超声开始的一段时间里，随着超声
波处理时间的延长，形成的气泡越多，高频振荡越剧
烈，吸收的声能越大，破壁的效果越好，因而酶的溶出
增多，但并不是超声时间越长酶的浓度越高，处理时间
过长提取物由于超声波的强烈振荡及热效应的作用而
被破坏，特别是酶类，超声波处理时间过长会导致酶活
力下降。
超声波处理温度对酶提取效果的影响
在上述所确定的最佳条件下 , 设置温度分别在
25、30、35、40、50、60℃下进行超声波处理，搅拌，离心，
萃取上清液，测定酶活力见图 2。
从图 2可以看出随着温度的升高酶活力增大，达
到 30℃如继续升高温度含量呈下降趋势,可能是超声
图 1 超声波提取时间对酶提取率的影响
Effect of the treatment time of the ultrasonic on the
extraction rate of enzyme
超声时间/s
反
应
产
物
（
A×
10
-3 ）
42
2
nm
基础研究
25
图 2 温度对酶提取率的影响
Effect of the treatment temperature of ultrasonic on the
extraction rate of enzyme
超声波热处理温度/℃
反
应
产
物
（
A ×
10
-3
42
2
nm
）
图 3 固液比对酶提取率的影响
Effect of the content of papaya juice on the extraction rate
of enzyme
固液比/%
反
应
产
物
（
A ×
10
-3
42
2
nm
）
温度升高了多酚氧化酶在溶剂中的溶解度，同时提取
液的黏度减小，扩散系数增加，促使提取速度加快，从
而提高了提取物的含量，但温度再升高活性成分被破
坏，杂质的溶出量增加，造成了部分溶剂的损失，因此
超声提取温度 30 ℃为宜。
固液比对酶提取效果的影响
配制成 20 %、30 %、35 %、40 %、50 %、60 %、70 %
的不同质量分数的提取液，进行超声波处理，搅拌，离
心，萃取上清液，测定酶活力见图 3。
图 3知，在固液比为 20 %～70 %范围内，随着比例
的增大细胞内外的渗透压加大，酶的溶出速度加快，酶
的提取活性增加但当达到 30 %后再增大固液比酶活
性降低，这是由于缓冲液加入量相对减少，实验操作过
程可发现溶液较黏稠，则原料颗粒被破碎的机会越小，
影响了超声波的效果，不利于酶的溶出，因此固液比以
30 %最适。
3 结论
结果表明，超声波作用得到的最佳提取工艺为：
在 pH为 的磷酸缓冲溶液中超声提取 300 s，果浆
质量分数为 30 %，温度为 30 ℃。这时酶活力是未经超
声波处理的 3倍以上[14]。因此，物理方法更适宜提取
PPO。超声作用提高酶活的原因可能有 2种：（1）超声
波产生的微流效应可能促进底物迅速进入酶的催化
部分及产物进入介质，从而提高了酶的催化效率；（2）
超声的空化作用所产生的冲击波改变酶分子的构象，
从而影响酶促反应的进程。
参考文献：
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