多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO），为 Cu2+辅基结合酶，核基因编码表达、多基因控制，细胞质中合成，再被转运至质体内进一步加工修饰，即具有活性，动植物、真菌体内普遍存在。PPO 发现简史：日本 Yoghid于1883年观察到漆树树汁变硬，推测由某种活性物质引起；1894年 Betrand第一次实验证明该活性物质是一种酶蛋白；1937年Kubowitz首次分离出 PPO。

酚类物质是PPO 的作用底物，按不同种类将 PPO 分为：单酚酶（酪氨酸酶：tyrosinase）、双酚酶（儿茶酚氧化酶：catchol oxidase）、漆酶（laccase）；差异是酶的底物特异性（即可结合氧化的酚羟基数目和位置特异性），共性是都能有氧氧化酚或多酚生成对应的醌。

茶叶PPO 按其溶解状态分为游离态和束缚态（Takeo 1966）：前者为可溶态，游离于细胞液中；后者不溶态占多数，与细胞器膜结合，固定分布于叶绿体、线粒体等细胞器。

PPO 在茶树生理代谢和茶叶加工中发挥重要作用。茶叶领域对 PPO 的研究始于红茶发酵，“发酵”一词是19世纪后期印度茶叶种植者对工业发酵的引用，早期认为是微生物主导茶叶发酵，后才确定与茶叶自身酶系有关，且以 PPO 为主。PPO 是茶叶发酵关键酶，对品质形成和种质的适制性影响较大。鲜叶 PPO 活性强、含量高，红茶适制，反之适制绿茶。绿茶加工关键环节（杀青），高温将酶迅速灭活，使其无法进行氧化反应，品质得以形成。相反红茶加工发酵环节，需大量 PPO 充分发挥酶促作用，氧化儿茶素生成茶色素，同时触发各种香气成分的生成，进而形成红茶“红汤色、高甜香、甘醇味”。黑茶、白茶、乌龙茶加工，同样需要PPO 进行不同程度的酶促反应，利于形成各自的特有品质。 PPO 对成品茶的储藏、保鲜起副作用，如成品茶中 PPO 残留大，会直接引起儿茶素含量的下降，间接影响茶多糖、蛋白质、茶氨酸的保留，同时增大变质、发霉的几率，进而茶叶的色、香、味难以保证。成品茶中尚存部分酯型儿茶素，PPO 对其催化氧化使茶叶色泽变暗，即便杀青后大部分酶已失活，但仍有部分酶活残留，在贮藏阶段继续发生氧化作用，导致绿茶品质下降。

PPO 是红茶加工关键酶，对茶叶品质形成至关重要，选择 PPO 含量高、活性强的鲜叶有利于生产优质红茶，对增进茶产业效益意义重大。另外以儿茶素产量为基准，筛选高活性 PPO 用于茶黄素合成、红茶加工、速溶茶生产等也具有现实意义。

20 世纪 70 年代初，国内外开始研究“如何更好地利用 PPO 优化红茶发酵工艺”：速溶红茶的发酵过程额外添加 PPO 制剂，制取率显著提升，可溶物含量增加，同时苦涩味减轻，产品得到质的飞跃。国内外研究尝试添加外源PPO  改善红茶发酵条件，也取得重要突破：发酵过程添加外源 PPO，一方面激活茶叶自身 PPO，促进鲜叶发酵；另一方面显著提升茶黄素含量，改善汤色增进香气。其它来源（马铃薯、无花果、葡萄、莲藕、苹果，甚至是某些真菌种属）PPO 应用于红茶发酵，同样有利于茶黄素的积累，增进茶汤色泽、亮度，提升香气，进而改善品质。

茶黄素（TFs）是红茶特有的品质因子，在降血糖、降血脂、降血压、抗病毒、抗氧化、抗突变、抗衰老、抗癌防癌、抑菌护齿等方面功效显著，但茶鲜叶本身内含 PPO、多酚有限，故成品茶中 TFs 含量并不高，又因提取工艺复杂、产品纯度低、花费高，难以实现工厂化生产。夏涛在传统红茶发酵工艺基础上研究创新，通过茶鲜叶匀浆悬浮发酵试验得出：发酵过程中 PPO酶活虽受抑制，但仍能正常催化氧化儿茶素生成 TFs。若再在体系中添加一些有机溶剂，不但溶氧量增加，茶黄素产量更得到大幅提升。

相较于常规游离酶制剂，固定化酶充分显示其优越性：稳定性好、  重复性高、实用经济。PPO 的固定化也广泛应用于茶产业，更高效地在红茶加工、茶黄素生产、速溶茶制作等方面发挥作用，使茶产业效益大大增加。未来这项技术的完善、应用及创新，将陆续得到更多研究。

近些年茶学研究与基因工程不断深入结合，克隆表达高活性PPO，构建工程菌，获取工程酶投入到实际红茶加工、茶黄素生产中。利用基因技术探秘茶树 PPO 遗传密码十分活跃：黄建安首次获得茶树PPO基因遗传图谱，并通过个体 DNA 测序与 PCR-SSCP 相结合的方式研究得到红茶适制性种质多为氨基酸基因型的重要结论。基因重组技术促进了PPO基因的克隆与体外表达：目前茶树、梨、小麦、桑叶、蝴蝶兰、莲藕、魔芋等植物源 PPO基因都已得到研究表达，而如何进一步提高PPO基因体外表达蛋白酶的活性也是未来的研究核心。

（摘自本课题组毕业硕士研究生虞昕磊论文）