西兰花种子中黑芥子酶酶解性质(精宏DZF-6020使用

黑芥子苷/黑芥子酶体系是十字花科植物中普 遍存在的酶促反应体系。该体系产生的异硫氰酸酯 盐，不 但 具 有 驱 虫、杀虫及抑制土壤微生物的功效，还具有防癌和抗菌等功效，拥有广 阔的市场前景。大多研究者研究的是黑芥子酶的药 用价值，对黑芥子酶在食品催化方面的应用鲜 有报道。本文对黑芥子酶在催化脱水蔬菜方面的应 用进行了初步研究，旨在为黑芥子酶在食品方面的 进一步研究和应用提供参考。

1 材料与方法

1. 1 材料与试剂

西兰花种子、油菜籽饼粕及蔬菜皆购自农贸市 场; 脱水蔬菜为兴化市福味食品有限公司生产; 二氯 甲烷、石油醚、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸等试剂 均为分析纯，购自天津市风船化学试剂有限公司; 异 硫氰酸烯丙酯( 分析纯) ，购自 Sigma 公司。

1. 2 仪器与设备

HP1200 型高效液相色谱、6890N GC-5975 MSD 型气相色谱－质谱仪，安捷伦科技( 中国) 有限公司; 85－2 型磁力搅拌器，天津市华仪鑫达仪器仪表有限 公司; 精宏DZF-6020 型恒温真空干燥箱，上海精宏实验 设备有限公司; PL403 型电子天平、FiveEasy Plus 型pH 检测器，梅特勒－ 托利多( 常州) 精密仪器有限 公司。

1. 3 实验方法

1. 3. 1 粗黑芥子酶提取物的制备

将西兰花种子用研钵磨碎、过筛，转移至烧瓶。 在烧瓶中倒入一定量的石油醚，使石油醚刚好浸过 种子粉。过夜脱脂，反复进行 3 次。将脱脂后的西 兰花种子放入恒温真空干燥箱中，20 ℃ 下挥去石油 醚，即可得到粗黑芥子酶的提取物。

1. 3. 2 异硫氰酸烯丙酯含量的测量

取一定量的标准品，用 pH 值为 7 的磷酸二氢 钾－磷酸缓冲溶液定容至 100 mL，取样量为 10 μL， 液相色谱柱采用 Agilent Eclipse XDB － C18 色谱柱 ( 4. 6 mm × 250 mm，5 μm) ; 流动相为 V ( 甲 醇) ∶ V( 水) = 60∶ 40; 流速 1 mL /min; 柱温 30 ℃ ; 紫外检 测波长 247 nm。进行检测，绘制标准曲线。

1. 3. 3 黑芥子酶酶活性测定

准确称取 100 mg 粗黑芥子酶提取物样品，油菜 籽饼粕 1 g，加入 20 mL pH 值为 7 的磷酸氢二钾－磷 酸缓冲溶液，40 ℃ 磁力搅拌酶解 2 h，再加入 2 mL 二氯甲烷萃取。将离心管 5 000 r·min － 1 条件下离心 5 min，取 10 μL 二氯甲烷清液过滤，进样检测。采 用 1. 3. 2 中检测异硫氰酸烯丙酯的方法测定由酶解 生成的异硫氰酸烯丙酯的含量。 黑芥子酶活的定义为 40 ℃、pH 值为 7 的条件 下，单位时间( h) 转化催化 1 μmol β-硫代葡萄糖苷所 需要的酶量，为 1 U。黑芥子酶酶比活力定义为单位 质量( mg) 粗酶提取物中，在单位时间( h) 转化催化 1 μmol β-硫代葡萄糖苷所需要的酶量，为 1 U/mg。

1. 3. 4 西兰花黑芥子酶催化实验

准确称取 1 g 某种蔬菜及 0. 1 g 100 目西兰花种 子粉放置于西林瓶中，再加入 10 mL 水密封，作为 2 号瓶。1 号瓶为只有等量的种子粉末及蒸馏水的对 照组，3 号瓶为只有等量的蔬菜及蒸馏水的对照组。 同一条件下，检测挥发性物质的含量，对比参照是否 有含量变化。吸附完成后打开瓶盖，评香员进行感 官评价、打分。

1. 3. 5 挥发性风味物质的测定

1) 气 相 色 谱 条 件: 载 气 为 He，不 分 流，流 速 1. 0 mL·min － 1 ，进样口处的温度为 250 ℃，程序升温 模式，起始温度为 40 ℃，保持 8 min。以 5 ℃·min － 1 的速率加热气相色谱柱，上升至 140 ℃，保持 3 min; 再 以10 ℃·min －1 的速率加热气相色谱柱，上升至250 ℃。
2) 质谱条件: 全扫描模式，EI 离子源，电子能量70 eV，离子源温度 230 ℃，质量扫描范围 m /z 为 35 ～ 500 u，无溶剂延迟。 3) 固相微萃取条件: 于 50 ℃磁力搅拌器上吸附 40 min。

2 结果与讨论

2. 1 不同因素对黑芥子酶活性的影响

2. 1. 1 不同品种西兰花种子对黑芥子酶活性的影响

在温度为 40 ℃ ，pH 值为 7 的缓冲溶液实验条 件下，对不同品种的西兰花种子黑芥子酶酶活性 测量，结果见表 1。由表 1 可以看出，成熟期为早 中熟的西兰花种子在 40 ℃ 时酶活性最高，酶比活 力为40 U·mg － 1 左右; 中熟型与中晚熟型的酶活性 其次，为 31 ～ 33 U·mg － 1 ; 晚熟型西兰苔 1 号( 西兰 苔) 酶比活力为 25 U·mg － 1 。

2. 1. 2 温度对黑芥子酶活性的影响

选取 4 种不同成熟期类型的西兰花种子，在 pH 值为 7，不同温度下对黑芥子酶的酶活性进行检测， 将结果绘制成图 1。由图 1 可见，不同品种间的酶 活性差异较大: 文兴、炎秀种子在 50 ～ 60 ℃时，黑芥 子酶酶活性最高; 西兰苔种子则在 55 ～ 65 ℃时黑芥 子酶酶活性最高; 碧玉种子则在 50 ～ 55 ℃时黑芥子 酶酶活性最高，但整体差异不大。这 4 种西兰花种 子在50 ～ 65 ℃时均能体现出很好的催化效率，其中 有两种西兰花种子在 55 ℃时催化效率最高。

2. 1. 3 pH 值对黑芥子酶活性的影响

选取文兴、西兰苔、炎秀及碧玉 4 种西兰花种 子作为黑芥子酶的供体，采用磷酸氢二钾－磷酸的 缓冲溶液，选择 pH 值为 4、5、6、7、8、9 六个值为测 试点，选择 50 ℃ 作为酶解温度，对黑芥子酶的酶活性进行测量，结果见图 2。由图 2 可知，不同 pH 值，酶活性差异较大。碧玉、炎秀种子中黑芥子酶 最适 pH 值为 5 ～ 7; 文兴、西兰苔种子酶活性最高 时的 pH 值为6 ～ 8。在 pH 值为 6 时，碧玉西兰花中 的黑芥子酶酶活性最高，其次才是文兴西兰花，但 是碧玉西兰花的酶活性较高的位置在弱酸环境， 而文兴和西兰苔两种西兰花的黑芥子酶酶活性最 高区域则在酸碱中性附近。

3 结 论

西兰花种子作为天然植物的种子，拥有催化硫 苷形成异硫氰酸酯等众多风味的天然酶。本研究探 讨了不同品种西兰花种子的黑芥子酶比活力，并通 过一系列实验测出了黑芥子酶催化硫苷形成异硫氰 酸酯的最适温度范围为 50 ～ 65 ℃，pH 值为5 ～ 8。优选出在弱酸、中性与弱碱环境中均能体现出良好催 化作用的文兴西兰花种子，并在 50 ℃ 水中，采用该 种子粉碎筛分之后的种子粉末对 10 种蔬菜进行香气恢复实验。



 

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