果胶酶

果胶酶的生产
一、概况：
果胶酶（pectinase）是一类包含多种组分，能分解果胶酶的复合酶系，是由一种优良的曲霉菌株，经液体深层发酵和现代生物后提取技术制备的高活力酶制剂。

外观呈浅黄色粉末状，广泛分布于高等动物、植物和微生物中，在某些原生动物和昆虫中也有发现。

果胶酶主要用于饮料及果酒的榨汁及澄清，对分解果胶具有良好的作用。

此外，在饲料加工、造纸、环境保护等方面也有重要的应用价值，是工农业生产中的一种重要的新兴酶类。

二、果胶酶的特点及分类
（一）特点
1、PH值：作用PH：2.5-6.0，最适作用PH3.5。

2、温度：作用温度为15-55℃左右。

最适作用温度为
50℃。

3、其他特点
1）果胶酶各组分较齐全，包含有解聚酶和果胶酯酶，能有效地分解原料中的果胶质，提高水果的出汁率或饲
料中营养物质的释放。

2) 除了产果胶酶外，还产酸性蛋白酶、纤维素酶、半纤
维素酶和淀粉酶等，各酶种在使用过程中起到协同作
用的效果。

3) 固体法生产果胶酶活力高(5000U/g)。

发酵成熟曲烘干
后可直接使用(特别是应用于饲料工业)或经提取制备
高活力的液体或固体果胶酶成品.
（二）分类
1、分类标准
（1）果胶、果胶酸、原果胶是否为其优先底物；
（2）对D-半乳醛酸间的糖苷键作用是被反式消去作用还
是水解作用；
（3）切断糖苷键的方式是随意的（内切酶）还是发生在末端方向的（外切酶）。

2、分类：
果胶酶是指分解果胶质的多种酶总称，可分为原果胶
酶、解聚酶和果胶酯酶
果胶酶
A-型果胶酶（A-PPase）
原果胶酶
B-型果胶酶(A-PPase)
果胶质解聚酶
主要对果胶作用的解
聚酶
（1）聚甲基半乳糖醛酸
酶(PMG)（endo-PMG
和exo-PMG）
（2）聚甲基半乳糖醛酸
裂解酶（endo-PMGL和
exo-PMGL）
对果胶酸作用的解聚
酶
聚半乳糖醛酸酶（PG）
(endo-PG和exo-PG)
聚半乳糖醛酸裂解酶
（PGL）(endo-PGL和
exo-PGL)
果胶酯酶
三、果胶酶来源：
果胶酶最初是由MacDonnell从桔子里提取得到的。

果胶质—果胶酶的作用底物广泛存在于高等植物中，是植物细胞间质和初生细胞壁的重要组分，在植物细胞组织中起着“黏合”作用。

果胶酶在微生物中也分布广泛，尤其是许多植物致病菌和引起水果霉烂的微生物具有较强的果胶酶活性，而动物细胞通常不能合成这类酶。

四、果胶酶适用范围：
1、水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的粘度，有助于
压榨并提高出汁率。

2、在进行果汁沉降和离心时，能破坏果汁中悬浮物的稳定性，
使其凝聚沉淀，果汁得到澄清。

3、经果胶酶处理的果汁比较稳定，不在发生浑浊，在制备浓缩
果汁时，果胶酶显得尤为重要。

4、果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合，可降解植物细胞壁
中的果胶和纤维素，促使淀粉、脂类、维生素和蛋白质等释
放出来，从而提高了饲料的营养价值
5、果胶酶在葡萄酒酿造过程中，起澄清作用，还可促进葡萄汁
中的酒石酸发生沉淀
6、果胶酶可用于桔子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。

7、果胶酶可降低饲料的黏度，促进饲料在动物消化道内的消化
和吸收
五、果胶酶的生产：
主要利用微生物运用固体培养法进行生产果胶酶。

（一）菌种选育：
选用感染或腐败的水果作为材料进行分离，然后进行初筛，后采用摇瓶法进行复筛。

注：
1、初筛方法：将被分离材料接种到装有9mL含有5%果胶
的麦芽汁中（麦芽汁浓度为2%，pH4.5）和装有9mL
含有5%国脚的花生粉水抽提液（浓度2%，pH4.2）的
试管中。

2、复筛方法：100mL三角烧瓶中装入30mL蔗糖-果胶培
养基，接入0.2mL孢子悬浮液（含2*10^3个孢子）。

置于30*C旋转式摇床上培养7天，测定其果胶酶活性。

（二）果胶酶生产实例：
1、臭曲霉生产果胶（固态法）
2、白腐盾壳酶生产果胶酶
3、液体深层培养黑曲霉CP-85211生产果胶酶
4、利用生产柠檬酸的黑曲霉菌丝体生产果胶酶
例：酶制剂生产步骤示例：
（1）黑曲霉菌种选育及扩种培养。

（2）发酵培养基原料配制。

（3）按发酵培养基原料量１－２％的比例接入黑曲霉
菌种并使之混合伴匀。

（4）调节ｐＨ值为３．９－４．５并置于摄氏温度为
２５。

Ｃ－３５。

Ｃ的条件下发酵７２－８４小
时。

（5）加水浸泡并经粉碎使发酵培养基原料成浆液
（6）浆液先经离心分离去渣，后再经精密过滤除大分
子杂质。

（7）将精滤后的浆液通过膜滤去除小分子杂质，制取
果胶酶浓缩液。

六、果胶酶的应用：
（一）果汁加工：
1、果蔬汁的生产，果酒的澄清
2、天然产物的提取（果胶物质的存在不同程度的影响
或阻碍着天然产物的释放）
（二）麻料脱胶：
用碱性果胶酶处理，代替碱对棉、麻等织物进行煮练加工和整理工艺，以去除初生胞壁中的果胶物质，在比
较缓和的pH值和温度条件下使处理后的织物手感柔软，
强度高，取代了耗能大、污染严重的传统热碱脱胶工艺。

另外，可避免因微生物处理造成的纤维素的降解（三）造纸业的生物制浆
造纸工业中的生物制浆与纺织品的生物脱胶类似，都是通过果胶酶等酶处降解植物纤维原料中的果胶、半
纤维素及木质素，使其分散成满足造纸工业不同要求的
束纤维或单纤维，以生产柔软、均一、有弹性的高品质
材料。

由于纸浆中高分子果胶带负电荷，经酶降解至六
糖以下即可将其除去，避免了成品纸的静电现象。

（四）木材防腐
利用果胶酶制剂或能生产果胶酶的特异性细菌处理木材，可使其通透性大大增加，增强了防腐剂的防腐效
果。

（五）部分分解细胞间质中的果胶物质
1、带果肉食品的生产
一般常规加工所得到的果肉在必要的高温处理或机械泵出后，成型颗粒量明显减少，硬度降低，直接影响
了产品品质。

果胶质在PE作用下脱去甲氧基，在钙离
子存在下形成凝胶，从而保持了果肉原有的形状和硬
度．以此为基料的产品有果汁、果冻、果肉酸奶、果肉
冰淇淋等。

2、单细胞产品的生产
所谓单细胞产品是指将生物组织进行转化而形成的完整的单细胞悬液。

这种单细胞内各种营养成分保存完
好，表面及内部的张力较小，易稳定存在，而且易被酶
类消化．它最初应用于细胞融合技术，随着制备技术的
不断完善，这种单细胞产品可用于婴儿、老人及病人食
品中，还可作为美容品中的活性、成分，用于保湿、抗
氧化、抑制黑色素生成等。

酶法降解植物细胞闻质中的
果胶物质产生完整的单细胞悬液的过程称为浸解作用
(maceration)．在浸解过程中，一方面设法使内源性果
胶酯酶灭活，避免细胞软化；另一方面，用外源果胶酶
适度降解胞外果胶及其它成分，避免胞内物质泄漏，降
低品质。

该工艺常用于生产带肉果蔬汁饮料、乳制品的
配料、即食的干燥土豆泥、胡萝卜泥等食品，以及芦荟、
人参、越橘叶、红花等美容保健品的配料。

（六）利用果胶酶生产果胶低聚糖
1、以果胶为底物生产低聚果胶
PG可水解细胞壁中的果胶成分产生聚合度为10 左右的寡聚半乳糖醛酸，后者是植物防御反应的诱导
因子，防御作用包括产生有抗真菌活性的抗毒素，抑
制蛋白合成的抑制剂等等，而且当endo-PG与其抑制
蛋白结合以后可进一步激活此防御反应，所以PG在植
物致病、抗病中具有双重作用．某些中草药中的药用
成分也与果胶成分有关，如艾草叶中的果胶成分是一
种生物活性成分，柴胡根中的抗溃疡糖类与果胶分子
中的RG-II有关，而人参叶中的RG－Ⅱ也具有抗溃疡
作用，柴胡根中的RG-I能够促进鼠B细胞产生IL-6，
增进机体免疫力，苍术根中的果胶片段具有肠道免疫
活性。

此外，果胶酶解产物还具有抑菌活性，可显著
抑制乳酸菌的生长，还可作为功能性食品的配料。

2、以几丁质、几丁聚糖为底物生产低分子寡糖
PG可水解几丁质、几丁聚糖的β-(1，4)-糖苷键，得到水溶性寡糖。

这类低分子寡糖具有多方面的生理
功能，如抗肿瘤、抗菌、增强免疫机能，改善肠道微
生物区系的分布，刺激有益菌的生长等．另外，几丁
寡糖可作为保水剂、抗菌剂、植物生长调节剂等应用
于农业、食品和化妆品业。

七、果胶酶的发展展望
果胶酶是工农业生产中一种重要的新兴酶类，具有开发价值，有很好的发展前景。