葡萄汁酪氨酸酶褐变模型的建立
2024年10月5日，西班牙罗维拉-威尔吉利大学Aitor García-Roldán及通讯作者Fernando Zamora在国际期刊《Food Chemistry》（JCR一区，IF2023=8.5）发表了题为“Development of a model to study browning caused by tyrosinase in grape must”（ 葡萄汁酪氨酸酶褐变模型的建立）的研究论文。
摘要
酪氨酸酶和漆酶引起的酶促褐变是酿酒业的主要问题之一。本文提出了一个模型，通过不同的底物（单酚、二酚和三酚）来研究葡萄汁中的酪氨酸酶活性，测定其动力学常数（Vmax和KM）。结果显示，咖啡酰酒石酸是酪氨酸酶的最佳底物，pH值、温度和乙醇浓度对酪氨酸酶的活性均有显著影响。此模型为减少亚硫酸盐使用、降低葡萄汁褐变提供了新的研究路径。
引言
酶促褐变是葡萄汁和酒类产品中的普遍问题，尤其是在葡萄感染灰霉菌时更为严重。此褐变过程涉及多酚氧化酶，主要是酪氨酸酶和漆酶的作用。尽管亚硫酸盐能有效抑制酶活性，但其对环境和健康有负面影响，因此需要替代抑制剂来减少酶促褐变。本研究开发了一个葡萄汁酪氨酸酶的动力学模型，利用不同底物（如咖啡酰酒石酸）测定酶活性，以探索减少亚硫酸盐使用的可能性。
研究内容
（1）实验设计与底物选择：选择单酚（对羟基苯甲酸）、二酚（咖啡酰酒石酸和表儿茶素）和三酚（没食子酸）作为研究酪氨酸酶活性的底物，通过测定葡萄汁的褐变程度来评估酶的动力学特性。
（2）酪氨酸酶活性影响因素：pH值：在pH 3.10至3.87之间，随着pH增加，酶促褐变速率提高。温度：在15°C到35°C范围内，温度越高，酶促反应速率越大。乙醇浓度：增加乙醇浓度降低了酪氨酸酶的Vmax，显示乙醇对酶活性有抑制作用。
（3）动力学常数测定：通过Michaelis-Menten和Lineweaver-Burk图确定动力学参数，发现咖啡酰酒石酸的KM值最低，表明其与酪氨酸酶具有最高亲和力。
结论与展望
该模型成功展示了不同底物对酪氨酸酶活性的影响，为葡萄汁褐变的控制提供了理论依据。未来的研究可基于此模型，进一步探索减少亚硫酸盐的替代方案，以降低葡萄酒酿造过程中酶促褐变的风险。
