Optimisation du processus d'extraction et des caractéristiques enzymatiques de la peroxydase des baies de Goji
Lycium barbarum L. est un fruit séché et mûr de Lycium barbarum L., une plante de la famille des Solanacées. Il est riche en polysaccharides, polyphénols, caroténoïdes, etc. et a pour effet de nourrir le foie et les reins, de nourrir l'essence et d'améliorer la vision. Il s'agit d'une plante médicinale traditionnelle qui peut être utilisée à la fois comme aliment et comme médicament. L'approfondissement continu de la recherche a permis de découvrir que les baies de goji fraîches sont riches en vitamine C, en bêta-carotène et en d'autres nutriments. La demande de baies de goji fraîches augmente d'année en année. Cependant, la peau fine et juteuse des baies de goji fraîches est susceptible d'être endommagée au cours du stockage et de la transformation, ce qui entraîne un brunissement et une baisse de la qualité, ce qui limite considérablement le développement de l'industrie des baies de goji. Des études ont montré que le brunissement des baies de goji est principalement un brunissement enzymatique et un brunissement non enzymatique. Actuellement, la recherche sur le mécanisme du brunissement enzymatique et de l'anti-brunissement des baies de goji, dans le pays et à l'étranger, se concentre principalement sur la polyphénol-oxydase (PPO), son extraction, sa séparation, sa purification et ses caractéristiques enzymatiques. La recherche sur la peroxydase (POD) des baies de goji se concentre principalement sur la croissance et le stress environnemental des baies de goji. La littérature connexe indique que la POD et la PPO sont des enzymes clés qui provoquent le brunissement enzymatique dans la plupart des plantes. Notre équipe de recherche a constaté à un stade précoce que les baies de goji ont une activité peroxydase élevée.
La POD est un type d'oxydoréductase très répandu dans la nature, largement présent chez les animaux, les plantes et les micro-organismes. Elle peut éliminer à la fois les composés phénoliques et les peroxydes. La POD peut catalyser l'oxydation des substances phénoliques par les peroxydes, ce qui entraîne le brunissement des tissus. Finger et al. ont découvert que la POD peut catalyser la formation de quinones à partir de phénols en présence de H2O2. Les recherches de Richard Forgett ont montré qu'en présence de la PPO, la POD peut accélérer l'oxydation des substances phénoliques. La PPO produit de l'H2O2 au cours du processus d'oxydation catalytique, tandis que la POD utilise l'H2O2 comme substrat pour générer des composés quinoniques. Les deux enzymes agissent en synergie dans le processus de brunissement enzymatique. Ces dernières années, la POD a fait l'objet d'une grande attention en raison de son implication dans le brunissement enzymatique de plantes telles que la racine de lotus, la laitue et la pomme de terre. Les recherches de Wang et al. ont montré que les agents de séchage inhibent l'activité de la POD pendant le processus de séchage des baies de goji, supprimant ainsi la réaction de brunissement enzymatique des baies de goji. Il en ressort que la POD joue un rôle important dans le brunissement enzymatique, mais il n'existe actuellement aucun rapport sur l'extraction et les caractéristiques enzymatiques de la POD des baies de goji.
Étudier les propriétés de la peroxydase du fruit du loup. Cette expérience prend pour objet de recherche le fruit du loup de Ningxia, optimise le processus d'extraction de l'homogénat de la POD du fruit du loup en utilisant la méthodologie de la surface de réponse, obtient le processus d'extraction optimal et étudie les effets de facteurs tels que la température, la valeur du pH, les ions métalliques, les inhibiteurs et la concentration du substrat sur l'activité de l'enzyme POD du fruit du loup, afin de fournir une base théorique pour le mécanisme d'action de la POD du fruit du loup et le contrôle du brunissement pendant le traitement et le stockage, et d'améliorer la qualité du fruit du loup.

Cet article optimise pour la première fois le processus d'extraction de la POD à partir du fruit du loup de Ningxia en tant que matière première. La POD est extraite du fruit du loup par la méthode d'extraction par homogénéisation, et l'activité enzymatique totale est utilisée comme indice d'évaluation. Le processus optimal d'extraction de la POD est déterminé par la méthodologie de la surface de réponse avec un rapport solide-liquide de 1:3, une durée d'extraction de 5,0 heures et un pH tampon de 6,0. Dans ces conditions, l'activité enzymatique de la POD est de (5148,59 ± 50,00) U, ce qui indique que la méthodologie de la surface de réponse peut optimiser efficacement l'extraction de la POD.

Les recherches sur les caractéristiques enzymatiques de la POD ont montré que la température et le pH sont des facteurs importants qui affectent l'activité enzymatique. La température et le pH optimaux pour la POD sont respectivement de 50 ℃ et 6,0. Après avoir été traitée avec la POD dans une plage de pH de 4,0 à 8,0 pendant 4 heures, son activité enzymatique est restée supérieure à 60%. Après avoir été traitée à une température de 30-60 ℃ pendant 4 heures, l'activité enzymatique du pH est restée autour de 60%, ce qui indique que la POD de la baie de goji est une enzyme stable et résistante aux acides et aux alcalis. Les recherches ont montré que les ions métalliques tels que Na+, Ca2+, K2+, Zn2+, Cu2+, ainsi que l'inhibiteur qu'est l'acide citrique, ont un certain effet activateur sur la POD. Parmi eux, le Ca2+ a l'effet activateur le plus important sur la POD, ce qui suggère que le contact avec le Ca2+ devrait être évité pendant le stockage et le traitement des baies de goji. L'acide ascorbique et le sulfite de sodium ont des effets inhibiteurs significatifs sur l'enzyme, l'acide ascorbique ayant un meilleur effet inhibiteur, ce qui indique que l'acide ascorbique peut inhiber efficacement l'activité de l'enzyme Ca de la baie de goji.

En résumé, au cours de la transformation et du stockage des baies de goji, certaines mesures peuvent être prises sur la base des propriétés de la POD, telles que le traitement réactif alcalin, le stockage à basse température et l'ajout d'inhibiteurs de l'acide ascorbique pour inhiber l'activité de la POD et retarder le brunissement des baies de goji. Toutefois, le mécanisme de brunissement des baies de goji est complexe et la faisabilité des mesures anti-brunissement doit encore être vérifiée. Cette expérience n'a pas étudié la structure de la POD des baies de Goji. La prochaine étape consistera à séparer et à purifier la POD des baies de Goji, à étudier ses caractéristiques structurelles et à mieux comprendre la caractérisation et le comportement d'inactivation de la POD des baies de Goji. Les résultats de cette étude contribuent à mieux révéler le mécanisme du brunissement enzymatique des baies de Goji, à contrôler l'apparition du brunissement enzymatique, et ont une importance pratique pour l'amélioration de la qualité des baies de Goji, fournissant une base scientifique pour le développement de nouveaux procédés et méthodes pour inhiber le brunissement enzymatique des baies de Goji.