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高压脉冲电场作为一种新兴的非热力物理杀菌技术,因杀菌钝酶效果好,作用时间短,作用温度低,能耗小,无污染,能最大限度地保持食品的天然风味等优点,在果蔬汁杀菌钝酶中有极大的潜在应用前景。本文以果胶酶中的多聚半乳糖醛酸酶(PG)为研究对象,探讨高压脉冲电场(PEF)作用PG酶的影响因素;并从脉冲电场作用酶的单位体积能量输入的角度,建立PEF作用酶的能量动力学方程;其次应用圆二色谱和荧光光谱分析PG酶的二级和三级结构的变化情况,探究PEF作用PG酶的机理;最后,将PEF应用于实际果汁中PG酶的钝化,探究其钝化规律和影响因子,及其贮藏过程中酶活力的变化。具体开展的研究简介如下:1.从高压脉冲电场设备的参数和处理酶液的特性入手,探讨脉冲频率、脉冲宽度、脉冲时间、脉冲电场强度、酶液电导率、酶液进样温度等因素,对PEF作用PG酶的影响,发现脉冲频率和脉冲宽度影响不显著,起主要影响因素的是脉冲电场强度、脉冲作用时间和酶液电导率,另外酶液的进样温度也有显著影响,以上相关因素在特定范围内的正向变化都会促进PEF对酶的钝化。2.研究发现不管调节脉冲电场强度、脉冲作用时间,还是酶液的电导率,都存在一个临界的脉冲作用强度,使得PEF对PG酶的活力开始有钝化作用,该临界作用强度就是酶溶液单位体积接收到的能量Q_v。建立酶相对残余酶活R与单位体积能量Q_v的关系模型,,该模型对实验数据的拟合度极高,R~2>0.98,各条件下拟合出的参数十分接近,参数kq值在0.75～0.89之间,Q_c在210～220MJ/m~3。3.利用光谱仪器分析PG酶的构象,发现PG酶的二级结构为全β型,当单位体积脉冲能量输入Q_v大于临界能量输入Q_c,其β折叠的含量显著减少,认为脉冲作用降低了PG酶β-折叠结构的含量,使得酶活力损失;荧光光谱分析,发现PG酶蛋白的激发光谱为282nm,发射光谱为338nm,单位体积脉冲能量输入大于临界值时,酶蛋白发射光谱的峰值发生变化,随着能量的输入荧光强度先增强后减弱;UV-vis分光光度计分析,PEF作用达到一定强度PG酶蛋白发生凝聚。4.PEF对不同介质中的PG酶的钝化效果,存在差异,依次是蒸馏水>西瓜汁>胡萝卜汁>枇杷汁,前者比后者更容易钝化。影响PEF钝化不同介质中的PG酶的因素,主要是介质电导率和可溶性固形物含量,高电导率和低可溶性固形物含量有利于PEF对PG酶的钝化。方程可以表征不同介质中PEF的钝酶效果,对实验数据的拟合度高,相关系数都在0.97以上。可溶性固形物含量越高,则kq值越小,Q_c值越大,PEF的钝酶作用越不敏感。经过高压脉冲电场处理后的多聚半乳糖醛酸酶(PG)液,在4℃环境中贮藏24h和48h,酶活力基本保持稳定。