Bilgi Bankası

Polifenol Oksidaz (PPO)

Tanım ve Genel Özellikler

Polifenol Oksidaz (PPO), bitkilerde fenolik bileşikleri oksitleyerek kinon bileşiklerine dönüştüren bakır içeren oksidoredüktaz sınıfına ait bir enzimdir.
Avokadoda PPO aktivitesi, özellikle olgunlaşma ve hasat sonrası dönemlerde artar ve enzimatik esmerleşme (browning) olayının temel biyokimyasal nedenidir.

PPO, fenolik bileşiklerin antioksidan savunma, renk oluşumu, yara iyileşmesi ve patojen savunmasında da önemli rol oynar.

Katalitik Reaksiyon

PPO iki temel aktiviteye sahiptir:

  1. Monofenolaz aktivitesi (hidroksilasyon):

Monofenol+O2→o−DifenolMonofenol + O_2 → o-Difenol

  1. Difenolaz aktivitesi (oksidasyon):

o−Difenol+O2→o−Kinon+H2Oo-Difenol + O_2 → o-Kinon + H_2O

Bu o-kinonlar, proteinlerle reaksiyona girerek kahverengi polimerler (melanin benzeri pigmentler) oluşturur.

Enzim Özellikleri

Özellik Açıklama
Enzim sınıfı Oksidoredüktaz (EC 1.14.18.1)
Kofaktör 2 Cu²⁺ (bakır iyonu)
Optimum pH 6.0–7.0
Optimum sıcaklık 30–40 °C
Yerleşim Plastid zarı, vakuol ve sitoplazma
Aktivasyon koşulları Hücre zarının bozulması (kesim, darbe, olgunlaşma, depolama oksidasyonu)

Avokadoda Fizyolojik Rolleri

1. Enzimatik Esmerleşme (Browning)

  • PPO, hücre bütünlüğü bozulduğunda (kesim, ezilme, depolama) fenoliklerle temas eder.

  • Fenolik → Kinon → Melanin dönüşümü gerçekleşir.

  • Bu olay, et rengi kahverengileşmesi olarak gözle görülür.

  • Özellikle hasat sonrası dönemde enzimatik esmerleşme, kalite kaybı ve pazar değeri düşüşü yaratır.

2. Savunma ve Yaralanma Tepkisi

  • PPO aktivitesi mikrobiyal enfeksiyon, mekanik yaralanma veya oksidatif stres durumlarında hızla artar.

  • Oluşan kinonlar, patojenlere karşı toksik etki yapar.

  • Aynı zamanda fenolik polimerizasyonuyla hücre duvarını sertleştirir ve yara bölgesini kapatır.

3. Olgunlaşma ve Renk Değişimi

  • PPO, etilen artışıyla paralel olarak olgunlaşma döneminde aktifleşir.

  • Bu süreçte fenilalanin amonyak liyaz (PAL) tarafından üretilen fenolik bileşikleri substrat olarak kullanır.

  • Kontrollü aktivite, doğal renk ve aroma gelişimini destekler.

4. Antioksidan Sistemle Etkileşim

  • PPO, antioksidan enzimlerle (SOD, CAT, APX, GR) birlikte çalışır.

  • Fenolik oksidasyonu ile reaktif oksijen türlerini (ROS) azaltırken, aşırı aktivitesi aşırı H₂O₂ üretimi ile zarara neden olabilir.

  • Denge sağlanmadığında, doku yumuşaması ve renk kaybı görülür.

5. Hasat Sonrası ve Raf Ömrü

  • PPO aktivitesi depolama sırasında oksijen, sıcaklık ve yaralanma ile artar.

  • Soğuk depolama (5–7 °C), PPO aktivitesini yavaşlatır.

  • Antioksidan uygulamaları (askorbik asit, melatonin, kalsiyum klorür) PPO’yu inhibe ederek renk kararlılığını korur.

Fenolojik Dönemlere Göre PPO Aktivitesi

Fenolojik Evre PPO Aktivitesi Fizyolojik Etki
10–29: Sürgün ve Yaprak Gelişimi Düşük Fenolik sentez başlangıcı
30–49: Tomurcuk Gelişimi Orta Fenolik yoğunlaşma
50–69: Meyve Gelişimi Orta Antioksidan denge
70–89: Meyve Olgunlaşması Yüksek Renk ve aroma değişimi
90–99: Hasat Sonrası Çok yüksek Esmerleşme ve kalite kaybı riski

PPO Aktivitesini Etkileyen Faktörler
Faktör Etki
Etilen Aktiviteyi artırır (olgunlaşma ve renk değişimi)
pH değişimi 6.0–7.0 aralığında maksimum aktivite
Sıcaklık artışı 35 °C civarında maksimum, 45 °C üzerinde denatürasyon
Oksijen Oksidasyonun temel belirleyicisidir
Kalsiyum (Ca²⁺) Hücre duvarını güçlendirir, PPO aktivitesini azaltır
Antioksidanlar (askorbik asit, melatonin) Kinon oluşumunu engeller
1-MCP Etilen etkisini baskılayarak aktiviteyi düşürür

PPO ve Diğer Enzimlerle Etkileşimi
Enzim Rol PPO ile İlişki
PAL (Fenilalanin Amonyak Liyaz) Fenolik bileşik üretimi PPO bu bileşikleri okside eder
POD (Peroksidaz) Fenolik polimerizasyonu PPO ile sinerjiktir (esmerleşmede ortak etki)
CAT / SOD / APX Antioksidan savunma PPO aktivitesinin yan ürünlerini temizler
PME / Pektinaz Doku yumuşaması PPO aktivitesiyle paralel dokusal değişim olur

Avokadoda PPO Aktivitesinin Önemi

  • Enzimatik esmerleşmenin ana sorumlusudur.

  • Savunma, yara iyileşmesi, renk değişimi ve antioksidan denge süreçlerinde görev alır.

  • Aşırı aktivite → kahverengileşme ve kalite kaybı,
    kontrollü aktivite → aroma, renk ve dayanıklılık artışı.

  • Soğuk depolama, Ca²⁺, 1-MCP ve antioksidan uygulamaları PPO kontrolünde etkilidir.

İlaç Önerileri