多酚氧化酶是一类末端氧化酶,酶分子由主酶和金属辅基组成。多酚氧化酶在自然界中分布极广,广泛存在于植物体内,能够催化氧化多酚类物质生成醌,在茶树生理代谢及茶叶加工等过程中对产品品质形成有极为重要的作用,也是植物叶子、果实等褐变的主要作用酶类。茶树多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)的研究始于19世纪末20世纪初。茶树PPO分子量大小为144000±16000,最佳底物为邻苯二酚,适宜的pH范围为5~7,最适pH值为5.7(以邻苯二酚为底物)嘲。多酚氧化酶以其在红茶加工中的重要作用受到广泛关注和研究。
多酚氧化酶的分类
根据多酚氧化酶催化底物的不同,多酚氧化酶分为单酚氧化酶(酪氨酸酶,tyrosinase,EC.1.14.18.1)、双酚氧化酶(儿茶酚氧化酶,catchol-oxidase,E C.1.10.3.1)和漆酶(laccase,EC.1.10.3.2)等。多酚氧化酶的共同特征是能够通过有氧氧化酚或多酚类物质生成其对应的醌同。酪氨酸酶可有氧催化单羟基酚生成二醌。儿茶酚氧化酶可有氧催化邻苯二酚生成二醌。漆酶有氧催化苯酚或对苯酚生成对苯醌。酪氨酸酶和漆酶主要存在于微生物中,儿茶酚氧化酶则主要分布在植物中。酪氨酸酶活性中心有2个Cu2+,与周围N原子和O原子形成3种不同的状态,催化氧化过程分两步:首先使单酚及其衍生物邻位羟基化,生成邻二酚及其衍生物;二是氧化邻二酚及其衍生物生成相应的醌。漆酶的催化氧化作用主要表现在使底物生成自由基和酶分子中Cu2+的协同传递电子和价态变化。漆酶的催化底物范围很广,可以催化单酚、三酚、邻酚和对位二酚。此外,漆酶还可催化氧化维生素C、对苯二胺争屹。酪氨酸酶和漆酶工程菌已得到成功构建并表达。
儿茶酚氧化酶通常被称作多酚氧化酶(PPO),普遍分布于植物体各器官和组织内。其含量和活性随植物体的生长而不断变化,分子量大小也因植物种类不同,同一种植物的部位不同、同一部位的多基因家族的控制成员不同而不同,且受植物生长条件的影响,具有空间和时间特异性。
按溶解状态茶叶PPO分为游离态和束缚态两大类。前者主要存在于细胞液中,为可溶态;后者较前者多而且主要存在于叶绿体、线粒体等细胞器中,并与这些细胞器膜特异结合,为不溶态。
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