黑曲霉固态发酵产生果胶酶条件的优化
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酶 活 力 定 义 为 ： 在 ４５ ℃、ｐＨ４．０ 条 件 下 ， 每 分 钟分解果胶生 成 １ μｍｏｌ 半乳糖醛酸所需的酶量为一 个 酶 活 力 单 位（Ｕ）。
２ 结果与讨论
２．１ 发酵培养基成分的确定 培养基成分和配比合适与否， 对微生物生长发
育、物质代谢、发酵产物的积累都有很大的影响。在 配制培养基时应尽量利用廉价而易于获得的原料作 为培养基成分， 特别是在发酵工业中， 培养基的用量 很大， 利用低成本的原料更能体现出其经济价值。本 节主要进行了黑曲霉固态发酵产果胶酶培养基中的发 酵主料、无机氮源、无机离子的种类及加量的确定。
食品开发与机械
黑曲霉固态发酵 产生果胶酶条件的优化
王丽丽， 刘晓兰 ＊， 郑喜群， 杜国军， 郑 义 （齐齐哈尔大学生命科学与工程学院，
黑龙江省普通高校齐齐哈尔大学农产品加工重点实验室， 齐齐哈尔 １６１００６）
摘要： 以黑曲霉为菌株， 以农产品加工副产物为主要物料， 采用固态发酵方法生产果胶酶， 优化发酵
Ｑｉｑｉｈａ ｒ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ， Ｑｉｑｉｈａ ｒ １６１００６）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｐ ｅｃｔｉｎａｓ ｅ ｗａｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ Ａｓ ｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓ ｏｌｉｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｂｙ－ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
发酵后， 按培养物干基的 ２５ 倍加入蒸馏水， 室 温浸提 ３ ｈ， ４ 层纱布过滤， 滤液即为粗酶液。取 ０．５ ｍＬ 适 当 稀 释 的 粗 酶 液 于 ２５ ｍＬ 比 色 管 中 ， 加 入 ２．０ ｍＬ ０．４％果胶溶液（ｐＨ４．０）作为底物溶液， ４５ ℃水浴反 应 ３０ ｍｉｎ， 加入ＤＮＳ 溶液煮沸 ５ ｍｉｎ， 冷却， 定容 至 ２５ ｍＬ， ５２０ ｎｍ 测定吸光值。
关键词： 果胶酶； 黑曲霉； 固态发酵
中图分类号： ＴＳ ２０１．３
文献标志码： Ａ
文章编号： １００５－ ９９８９（２００８）０５－ ００１４－ ０５
Ｓ ｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ａｓ ｐｅ ｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅ ｒ ｓ ｏｌｉｄ ｓ ｔａ ｔｅ ｆｅ ｒｍｅ ｎｔａ ｔｉｏｎ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｐｅ ｃｔｉｎａ ｓ ｅ
Ｎｏ． ５． ２００８ １５
食品开发与机械
果胶酶活力（／ Ｕ／ｇ）
于营养物质比较少， 在发酵过程中观察到， 黑曲霉 的生长不是很旺盛， 没有果胶酶的积累； 而筛下的 物料在发酵过程中黏结在一起， 培养基得不到足够 的溶氧， 菌体生长量非常少。甜菜渣中虽然含有果 胶， 但是可能是由于蛋白质等营养物质的含量比较 少， 不能为黑曲霉发酵产果胶酶提供足够的营养， 或者是由于营养成分比例不适合本实验采用的黑曲 霉菌株产生果胶酶。 ２．１．２ 无机氮源的确定 无机氮源是较容易利用的氮 源， 在发酵的初期首先被消耗， 在培养基的配制中， 使用一些无机氮源可以控制发酵过程中菌体生长时
由 图 ２ 可 知 ， 加 入 ３．５％的（ＮＨ４）２ＳＯ４， 即 添 加 的 氮 含 量 为 ０．７４２％ 时 ， 发 酵 物 的 果 胶 酶 活 力 最 高 为 １８９６．８４ Ｕ／ｇ。
本 文 还 选 取 了 ＮＨ４ＮＯ３、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、ＮＨ４Ｃｌ 这 ３ 种无机氮源， 按照 ０．７４２％的含氮量分别加入到培养基 中 ， 进 行 固 态 发 酵 实 验 ， 与 以 （ＮＨ４）２ＳＯ４ 为 无 机 氮 源的果胶酶活力进行对比， 结果表明， 最适无机氮 源 为 （ＮＨ４）２ＳＯ４， 这 与 顾 红 雁 （２００２）等 ［９］、 周 建 琴 等 （２００６）［６］等 研 究 的 结 果 是 一 致 的 。 原 因 可 能 是 不 同 无 机氮源被消耗后， 留下的生理酸性或者生理碱性物 质 不同， 对发酵过程中， 培养基的 ｐＨ 的调节作用也不 同。（ＮＨ４）２ＳＯ４ 中的铵根离子作为氮源被消耗后， 留下 的硫酸根对黑曲霉发酵产生果胶酶的调节作用较好。 ２．１．３ 无机盐的确定 无机盐是微生物生长必不可少 的一类营养物质， 它们在机体中的生理功能主要是 作为酶的活性中心的组成部分、维持生物大分子和 细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的渗透压平衡、 控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的 能源物质等。
培养基主要物料和培养条件。实验结果表明： 培养基的主要物料为麸皮与豆粕， 其比例为 ８∶２， 加入
３．５％的硫酸铵， 培养基初始 ｐＨ 自然， ２５０ ｍＬ 三角瓶中适宜装料 量为 １５ ｇ， 料水比为 １∶１．５， 接种量
为 １０６ 个孢子／ｇ 干基， 在此优化条件下， 果胶酶活力可以达到 ２２６２ Ｕ／ｇ。
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｐｅｃｔｉｎａｓ ｅ； Ａｓ ｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ； ｓ ｏｌｉｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
果 胶 酶 （Ｐｅｃｔｉｎａｓｅｓ）是 指 分 解 果 胶 质 的 一 类 酶 的 总 称， 是一类复合酶， 它可将果胶分解成半乳糖醛酸等 物 质 。 果 胶 酶 在 生 产 上 的 应 用 已 有 ４０ 多 年 的 历 史 ， 在食品加工、饲料加工、纺织、造纸、环境保护、诱 导植物抗病等方面都有重大的应用价值［１］， 在食品工 业上主要用于果汁加工和果汁果酒澄清。
期和代谢产物形成时期的协调。硫酸铵是一种速效 的无机氮源， 价格低廉， 适合在工业生产中使用。因 此， 本实验首先确定硫酸铵的最适合加量， 实验结 果如图 ２ 所示。
２０００ １９００ １８００ １７００ １６００ １５００ １４００
２ ２．５ ３ ３．５ ４ ４．５ ５ 硫 酸 铵 加 量／％
图 ２ 硫酸铵加量对固态发酵产果胶酶的影响
４０ 目筛上的豆粕； 再 将 这 两 种 原 料 混 合 作 为 发 酵 的 主料， 实验结果表明， 将麸皮与豆粕以 ８∶２ 混合（碳氮 比约为 ２．６８）作为 发 酵 主 料 时 发 酵 浸 提 液 的 果 胶 酶 活 力最高（达到 １５５６．９３ Ｕ／ｇ）， 且高于单独以未筛的麸皮 作为发酵主料时的果胶酶活力。
麸皮营养丰富， 除含有淀粉等物质以外， 还有 很多维生素和金属离子， 在发酵过程中既能为菌株 生长提供碳源， 也能提供氮源， 其中还含有一定量的 果胶， 为果胶酶的产生起到了一定的诱导作用； 豆粕 的营养成分也比较丰富， 加入到培养基中， 为菌株的 生长产酶提供了 氮 源 ， 而 且 ， 本 实 验 中 选 用 的 是 ４０ 目筛上的豆粕， 颗粒比较大， 增加了培养基的疏松 度， 使培养基在发酵过程中不易黏结成块， 增加了通 气量， 为菌株提供了足够的溶氧。由于米糠的颗粒较 小， 经过分筛后， 筛上大部分为种皮的部分， 可能由
麸皮（４０ 目筛上）
１１８６．８±１２．６７
麸皮（４０ 目筛下）
１１７１．６９±１１．９
麸 皮 （未 筛 ）
１５００．７３±８．０９
豆 粕 （未 筛 ）
７３６．１±９．５３
豆粕（４０ 目筛上）
１０２５．６６±１４．３５
米糠（４０ 目筛上）
０±０
米 糠 （未 筛 ）
０±０
甜菜渣（捣碎， 粒度直径约 ５ｍｍ）
ｐｒｏｃｅｓ ｓ ｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ａｓ ｍａｊｏｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ． Ｔｈｅ ｒｅｓ ｕｌｔｓ ｓ ｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓ ｕｉｔａｂｌｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓ ｃｏｐｅ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃｏｍｐｏｓ ｅｄ ｏｆ ｂｒａｎ ａｎｄ ｓ ｏｙｂｅａｎ ｍｅａｌ （ｒａｔｉｏ ｏｆ ８ ｔｏ ２）， ３．５％ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓ ｕｌｆａｔｅ． Ｉｎｉｔｉａｌ ｐＨ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ ｗａｓ ｎａｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｈａｔ １５ ｇ ｍｅｄｉｕｍ ｗａｓ ｐａｃｋｅｄ ｉｎ ２５０ ｍＬ ｆｌａｓ ｋ， ｒａｔｉｏ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗａｓ １ ∶１．５， ｔｈｅ ｉｎｏｃｕｌｕｍ ｓ ｉｚｅ ｗａｓ １０６ ｓ ｐｏｒｅｓ ｐｅｒ ｇｒａｍ ｍｅｄｉｕｎ． Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐｅｃｔｉｎａｓ ｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｒｅａｃｈｅｄ ２２６２ Ｕ／ｇ ｐｅｒ ｇｒａｍ ｍｅｄｉｕｍ．
１ 材料与方法
１．１ 菌种 黑曲霉： 齐齐哈尔大学生物工程实验室提供。
１．２ 培养基和培养方法 １．２．１ ＰＤＡ 斜面培养基 土豆 ２０％、葡萄糖 ２％、琼 脂 ２％， ｐＨ 自然。 １．２．２ 固体发酵基础培养基 麸皮 １０ ｇ（２５０ ｍＬ 三角 瓶）， 水 １５ ｍＬ， ｐＨ 自然。 １．２．３ 斜 面 培 养 方 法 挑 斜 面 保 藏 菌 种 一 环 ， 接 于 ＰＤＡ 斜面培养基， 培养 ５ ｄ， 备用。 １．２．４ 固 体 发 酵 方 法 用 无 菌 水 将 斜 面 上 的 孢 子 洗 下， 转入装有玻璃珠的无菌水中， 震荡， 计数。按一 定的接种量将孢子悬液接入灭过菌的固体发酵培养 基 中 ， 震 荡 均 匀 ， 每 一 实 验 条 件 做 ３ 个 平 行 ， ３６ ℃ 培养 ７２ ｈ， 定时震荡。 １．３ 果胶酶活力的测定
许多微生物都具有产生果胶酶的能力， 目前研 究和应用较多的是真菌产果胶酶菌， 在真菌中尤以曲 霉菌属最为常用。微生物固态发酵具有设备投资少、
操作成本低， 可使用农副产品作原料、易推广等优 点。本文以黑曲霉为菌株， 采用固态发酵方法生产果 胶酶。黑曲霉属于丝状真菌， 适合采用固态发酵的方 式， 且是国际上公认的可用于食品的安全菌株［２－５］， 由 此产生的果胶酶预计将有较广泛的用途。
作者简介： 王丽丽（１９８１—）， 女， 黑龙江七台河人， 硕士研究生， 主要从事生物工程方面的研究工作。
１４ Ｎｏ． ５． ２００８
食品开 添发 加与 剂机械
辉等利用苹果渣为主料固态发酵生产果胶酶， 活力 为 １７４．５４ Ｕ／ｇ［７］。这 些 方 法 能 提 高 酶 活 力 ， 在 一 定 程 度上降低果胶酶的生产成本， 但有一定的地域限制。 黑龙江省是农业大省， 农产品加工的资源丰富， 在加 工中会产生大量的副产物。本文利用农产品加工副 产物作为发酵的主要原料， 在不添加其他诱导物的 条件下生产果胶酶， 在优化的条件下， 酶活力可以达 到 ２２６２ Ｕ／ｇ， 且该酶在酸性条件下活力稳定， 适合用 于果汁加工行业。本文所研究的果胶酶的生产方法 既可以减少资源的浪费， 又促进了的果品开发， 为果 胶酶的工业化生产探索了一条有效的途径。
５６．２８±４．４
１７００
果 胶 酶 活 力／Ｕ／ｇ）
１２００
７００
２００ １０ｇ∶０ｇ ８ｇ∶２ｇ ６ｇ∶４ｇ ４ｇ∶６ｇ ２ｇ∶８ｇ ０ｇ∶１０ｇ 麸皮与豆粕的比例
图 １ 麸皮豆粕配比对固态发酵产果胶酶的影响 结果表明， 在以单一的原料作为发酵的主料时， 未经过分筛的麸皮产生的果胶酶活力最高， 其次是
皮、豆粕、米糠都含有一定量的淀粉， 淀粉的存在会
增大培养基的黏度， 而且可能会诱导淀粉酶的产生，
使果胶酶的产量降低。因此先将ห้องสมุดไป่ตู้ ３ 种 原料用 ４０ 目
筛子进行筛分， 分别考察固体发酵浸提液的果胶酶
活力， 结果如表 １ 和图 １ 所示。
表 １ 不同发酵底物对果胶酶活力的影响
底物
果 胶 酶 活 力 ／（Ｕ／ｇ）
２．１．１ 发酵主要原料的确定 大多数微生物果胶酶的
合成需要在果胶质的诱导下产生， 也有组成型果胶
酶的报道［８］。对于诱导型的果胶酶， 在培 养基中含有
果胶或果胶酸都会提高产酶水平。
本实验选用 ４ 种农产品加工副产物， 分别作为
黑曲霉固态发酵的原料， 再将产酶活力高的原料混
合作为发酵主料， 以期获得更高的酶活力。由于麸
ＷＡＮＧ Ｌｉ－ ｌｉ， ＬＩＵ Ｘｉａｏ－ ｌａｎ＊， ＺＨＥＮＧ Ｘｉ－ ｑｕｎ， ＤＵ Ｇｕｏ－ ｊｕｎ， ＺＨＥＮＧ Ｙｉ
（Ｃｏｌｌｅ ｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓ ｃｉｅ ｎｃｅ ａ ｎｄ Ｅｎｇｉｎｅ ｅ ｒｉｎｇ， Ｑｉｑｉｈａ ｒ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ， Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂｏｒａ ｔｏｒｙ ｏｆ Ｐ ｒｏｃｅ ｓ ｓ ｉｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ ｌ Ｐ ｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ Ｈｅ ｉｌｏｎｇｊｉａ ｎｇ Ｐ ｒｏｖｉｎｃｅ ，
在目前的果胶酶生产中除以较昂贵的果胶质物 质直接作为诱导物外， 多是以含果胶质较多的果皮或 者果渣为诱导物或者主料。周建琴等利用橘皮粉作为 诱导物， 固态发酵后果胶酶活力达到 １６０３ Ｕ／ｇ［６］； 杨
收稿日期： ２００７－ １１－ ２９
＊ 通讯作者
基金项目： 黑龙江省自然基金项目（Ｃ２００４—３４）； 教育部科学技术研究重点项目（２０２０３８）。
２ 结果与讨论
２．１ 发酵培养基成分的确定 培养基成分和配比合适与否， 对微生物生长发
育、物质代谢、发酵产物的积累都有很大的影响。在 配制培养基时应尽量利用廉价而易于获得的原料作 为培养基成分， 特别是在发酵工业中， 培养基的用量 很大， 利用低成本的原料更能体现出其经济价值。本 节主要进行了黑曲霉固态发酵产果胶酶培养基中的发 酵主料、无机氮源、无机离子的种类及加量的确定。
食品开发与机械
黑曲霉固态发酵 产生果胶酶条件的优化
王丽丽， 刘晓兰 ＊， 郑喜群， 杜国军， 郑 义 （齐齐哈尔大学生命科学与工程学院，
黑龙江省普通高校齐齐哈尔大学农产品加工重点实验室， 齐齐哈尔 １６１００６）
摘要： 以黑曲霉为菌株， 以农产品加工副产物为主要物料， 采用固态发酵方法生产果胶酶， 优化发酵
Ｑｉｑｉｈａ ｒ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ， Ｑｉｑｉｈａ ｒ １６１００６）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｐ ｅｃｔｉｎａｓ ｅ ｗａｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ Ａｓ ｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓ ｏｌｉｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｂｙ－ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
发酵后， 按培养物干基的 ２５ 倍加入蒸馏水， 室 温浸提 ３ ｈ， ４ 层纱布过滤， 滤液即为粗酶液。取 ０．５ ｍＬ 适 当 稀 释 的 粗 酶 液 于 ２５ ｍＬ 比 色 管 中 ， 加 入 ２．０ ｍＬ ０．４％果胶溶液（ｐＨ４．０）作为底物溶液， ４５ ℃水浴反 应 ３０ ｍｉｎ， 加入ＤＮＳ 溶液煮沸 ５ ｍｉｎ， 冷却， 定容 至 ２５ ｍＬ， ５２０ ｎｍ 测定吸光值。
关键词： 果胶酶； 黑曲霉； 固态发酵
中图分类号： ＴＳ ２０１．３
文献标志码： Ａ
文章编号： １００５－ ９９８９（２００８）０５－ ００１４－ ０５
Ｓ ｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ａｓ ｐｅ ｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅ ｒ ｓ ｏｌｉｄ ｓ ｔａ ｔｅ ｆｅ ｒｍｅ ｎｔａ ｔｉｏｎ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｐｅ ｃｔｉｎａ ｓ ｅ
Ｎｏ． ５． ２００８ １５
食品开发与机械
果胶酶活力（／ Ｕ／ｇ）
于营养物质比较少， 在发酵过程中观察到， 黑曲霉 的生长不是很旺盛， 没有果胶酶的积累； 而筛下的 物料在发酵过程中黏结在一起， 培养基得不到足够 的溶氧， 菌体生长量非常少。甜菜渣中虽然含有果 胶， 但是可能是由于蛋白质等营养物质的含量比较 少， 不能为黑曲霉发酵产果胶酶提供足够的营养， 或者是由于营养成分比例不适合本实验采用的黑曲 霉菌株产生果胶酶。 ２．１．２ 无机氮源的确定 无机氮源是较容易利用的氮 源， 在发酵的初期首先被消耗， 在培养基的配制中， 使用一些无机氮源可以控制发酵过程中菌体生长时
由 图 ２ 可 知 ， 加 入 ３．５％的（ＮＨ４）２ＳＯ４， 即 添 加 的 氮 含 量 为 ０．７４２％ 时 ， 发 酵 物 的 果 胶 酶 活 力 最 高 为 １８９６．８４ Ｕ／ｇ。
本 文 还 选 取 了 ＮＨ４ＮＯ３、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、ＮＨ４Ｃｌ 这 ３ 种无机氮源， 按照 ０．７４２％的含氮量分别加入到培养基 中 ， 进 行 固 态 发 酵 实 验 ， 与 以 （ＮＨ４）２ＳＯ４ 为 无 机 氮 源的果胶酶活力进行对比， 结果表明， 最适无机氮 源 为 （ＮＨ４）２ＳＯ４， 这 与 顾 红 雁 （２００２）等 ［９］、 周 建 琴 等 （２００６）［６］等 研 究 的 结 果 是 一 致 的 。 原 因 可 能 是 不 同 无 机氮源被消耗后， 留下的生理酸性或者生理碱性物 质 不同， 对发酵过程中， 培养基的 ｐＨ 的调节作用也不 同。（ＮＨ４）２ＳＯ４ 中的铵根离子作为氮源被消耗后， 留下 的硫酸根对黑曲霉发酵产生果胶酶的调节作用较好。 ２．１．３ 无机盐的确定 无机盐是微生物生长必不可少 的一类营养物质， 它们在机体中的生理功能主要是 作为酶的活性中心的组成部分、维持生物大分子和 细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的渗透压平衡、 控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的 能源物质等。
培养基主要物料和培养条件。实验结果表明： 培养基的主要物料为麸皮与豆粕， 其比例为 ８∶２， 加入
３．５％的硫酸铵， 培养基初始 ｐＨ 自然， ２５０ ｍＬ 三角瓶中适宜装料 量为 １５ ｇ， 料水比为 １∶１．５， 接种量
为 １０６ 个孢子／ｇ 干基， 在此优化条件下， 果胶酶活力可以达到 ２２６２ Ｕ／ｇ。
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｐｅｃｔｉｎａｓ ｅ； Ａｓ ｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ； ｓ ｏｌｉｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
果 胶 酶 （Ｐｅｃｔｉｎａｓｅｓ）是 指 分 解 果 胶 质 的 一 类 酶 的 总 称， 是一类复合酶， 它可将果胶分解成半乳糖醛酸等 物 质 。 果 胶 酶 在 生 产 上 的 应 用 已 有 ４０ 多 年 的 历 史 ， 在食品加工、饲料加工、纺织、造纸、环境保护、诱 导植物抗病等方面都有重大的应用价值［１］， 在食品工 业上主要用于果汁加工和果汁果酒澄清。
期和代谢产物形成时期的协调。硫酸铵是一种速效 的无机氮源， 价格低廉， 适合在工业生产中使用。因 此， 本实验首先确定硫酸铵的最适合加量， 实验结 果如图 ２ 所示。
２０００ １９００ １８００ １７００ １６００ １５００ １４００
２ ２．５ ３ ３．５ ４ ４．５ ５ 硫 酸 铵 加 量／％
图 ２ 硫酸铵加量对固态发酵产果胶酶的影响
４０ 目筛上的豆粕； 再 将 这 两 种 原 料 混 合 作 为 发 酵 的 主料， 实验结果表明， 将麸皮与豆粕以 ８∶２ 混合（碳氮 比约为 ２．６８）作为 发 酵 主 料 时 发 酵 浸 提 液 的 果 胶 酶 活 力最高（达到 １５５６．９３ Ｕ／ｇ）， 且高于单独以未筛的麸皮 作为发酵主料时的果胶酶活力。
麸皮营养丰富， 除含有淀粉等物质以外， 还有 很多维生素和金属离子， 在发酵过程中既能为菌株 生长提供碳源， 也能提供氮源， 其中还含有一定量的 果胶， 为果胶酶的产生起到了一定的诱导作用； 豆粕 的营养成分也比较丰富， 加入到培养基中， 为菌株的 生长产酶提供了 氮 源 ， 而 且 ， 本 实 验 中 选 用 的 是 ４０ 目筛上的豆粕， 颗粒比较大， 增加了培养基的疏松 度， 使培养基在发酵过程中不易黏结成块， 增加了通 气量， 为菌株提供了足够的溶氧。由于米糠的颗粒较 小， 经过分筛后， 筛上大部分为种皮的部分， 可能由
麸皮（４０ 目筛上）
１１８６．８±１２．６７
麸皮（４０ 目筛下）
１１７１．６９±１１．９
麸 皮 （未 筛 ）
１５００．７３±８．０９
豆 粕 （未 筛 ）
７３６．１±９．５３
豆粕（４０ 目筛上）
１０２５．６６±１４．３５
米糠（４０ 目筛上）
０±０
米 糠 （未 筛 ）
０±０
甜菜渣（捣碎， 粒度直径约 ５ｍｍ）
ｐｒｏｃｅｓ ｓ ｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ａｓ ｍａｊｏｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ． Ｔｈｅ ｒｅｓ ｕｌｔｓ ｓ ｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓ ｕｉｔａｂｌｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓ ｃｏｐｅ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃｏｍｐｏｓ ｅｄ ｏｆ ｂｒａｎ ａｎｄ ｓ ｏｙｂｅａｎ ｍｅａｌ （ｒａｔｉｏ ｏｆ ８ ｔｏ ２）， ３．５％ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓ ｕｌｆａｔｅ． Ｉｎｉｔｉａｌ ｐＨ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ ｗａｓ ｎａｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｈａｔ １５ ｇ ｍｅｄｉｕｍ ｗａｓ ｐａｃｋｅｄ ｉｎ ２５０ ｍＬ ｆｌａｓ ｋ， ｒａｔｉｏ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗａｓ １ ∶１．５， ｔｈｅ ｉｎｏｃｕｌｕｍ ｓ ｉｚｅ ｗａｓ １０６ ｓ ｐｏｒｅｓ ｐｅｒ ｇｒａｍ ｍｅｄｉｕｎ． Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐｅｃｔｉｎａｓ ｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｒｅａｃｈｅｄ ２２６２ Ｕ／ｇ ｐｅｒ ｇｒａｍ ｍｅｄｉｕｍ．
１ 材料与方法
１．１ 菌种 黑曲霉： 齐齐哈尔大学生物工程实验室提供。
１．２ 培养基和培养方法 １．２．１ ＰＤＡ 斜面培养基 土豆 ２０％、葡萄糖 ２％、琼 脂 ２％， ｐＨ 自然。 １．２．２ 固体发酵基础培养基 麸皮 １０ ｇ（２５０ ｍＬ 三角 瓶）， 水 １５ ｍＬ， ｐＨ 自然。 １．２．３ 斜 面 培 养 方 法 挑 斜 面 保 藏 菌 种 一 环 ， 接 于 ＰＤＡ 斜面培养基， 培养 ５ ｄ， 备用。 １．２．４ 固 体 发 酵 方 法 用 无 菌 水 将 斜 面 上 的 孢 子 洗 下， 转入装有玻璃珠的无菌水中， 震荡， 计数。按一 定的接种量将孢子悬液接入灭过菌的固体发酵培养 基 中 ， 震 荡 均 匀 ， 每 一 实 验 条 件 做 ３ 个 平 行 ， ３６ ℃ 培养 ７２ ｈ， 定时震荡。 １．３ 果胶酶活力的测定
许多微生物都具有产生果胶酶的能力， 目前研 究和应用较多的是真菌产果胶酶菌， 在真菌中尤以曲 霉菌属最为常用。微生物固态发酵具有设备投资少、
操作成本低， 可使用农副产品作原料、易推广等优 点。本文以黑曲霉为菌株， 采用固态发酵方法生产果 胶酶。黑曲霉属于丝状真菌， 适合采用固态发酵的方 式， 且是国际上公认的可用于食品的安全菌株［２－５］， 由 此产生的果胶酶预计将有较广泛的用途。
作者简介： 王丽丽（１９８１—）， 女， 黑龙江七台河人， 硕士研究生， 主要从事生物工程方面的研究工作。
１４ Ｎｏ． ５． ２００８
食品开 添发 加与 剂机械
辉等利用苹果渣为主料固态发酵生产果胶酶， 活力 为 １７４．５４ Ｕ／ｇ［７］。这 些 方 法 能 提 高 酶 活 力 ， 在 一 定 程 度上降低果胶酶的生产成本， 但有一定的地域限制。 黑龙江省是农业大省， 农产品加工的资源丰富， 在加 工中会产生大量的副产物。本文利用农产品加工副 产物作为发酵的主要原料， 在不添加其他诱导物的 条件下生产果胶酶， 在优化的条件下， 酶活力可以达 到 ２２６２ Ｕ／ｇ， 且该酶在酸性条件下活力稳定， 适合用 于果汁加工行业。本文所研究的果胶酶的生产方法 既可以减少资源的浪费， 又促进了的果品开发， 为果 胶酶的工业化生产探索了一条有效的途径。
５６．２８±４．４
１７００
果 胶 酶 活 力／Ｕ／ｇ）
１２００
７００
２００ １０ｇ∶０ｇ ８ｇ∶２ｇ ６ｇ∶４ｇ ４ｇ∶６ｇ ２ｇ∶８ｇ ０ｇ∶１０ｇ 麸皮与豆粕的比例
图 １ 麸皮豆粕配比对固态发酵产果胶酶的影响 结果表明， 在以单一的原料作为发酵的主料时， 未经过分筛的麸皮产生的果胶酶活力最高， 其次是
皮、豆粕、米糠都含有一定量的淀粉， 淀粉的存在会
增大培养基的黏度， 而且可能会诱导淀粉酶的产生，
使果胶酶的产量降低。因此先将ห้องสมุดไป่ตู้ ３ 种 原料用 ４０ 目
筛子进行筛分， 分别考察固体发酵浸提液的果胶酶
活力， 结果如表 １ 和图 １ 所示。
表 １ 不同发酵底物对果胶酶活力的影响
底物
果 胶 酶 活 力 ／（Ｕ／ｇ）
２．１．１ 发酵主要原料的确定 大多数微生物果胶酶的
合成需要在果胶质的诱导下产生， 也有组成型果胶
酶的报道［８］。对于诱导型的果胶酶， 在培 养基中含有
果胶或果胶酸都会提高产酶水平。
本实验选用 ４ 种农产品加工副产物， 分别作为
黑曲霉固态发酵的原料， 再将产酶活力高的原料混
合作为发酵主料， 以期获得更高的酶活力。由于麸
ＷＡＮＧ Ｌｉ－ ｌｉ， ＬＩＵ Ｘｉａｏ－ ｌａｎ＊， ＺＨＥＮＧ Ｘｉ－ ｑｕｎ， ＤＵ Ｇｕｏ－ ｊｕｎ， ＺＨＥＮＧ Ｙｉ
（Ｃｏｌｌｅ ｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓ ｃｉｅ ｎｃｅ ａ ｎｄ Ｅｎｇｉｎｅ ｅ ｒｉｎｇ， Ｑｉｑｉｈａ ｒ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ， Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂｏｒａ ｔｏｒｙ ｏｆ Ｐ ｒｏｃｅ ｓ ｓ ｉｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ ｌ Ｐ ｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ Ｈｅ ｉｌｏｎｇｊｉａ ｎｇ Ｐ ｒｏｖｉｎｃｅ ，
在目前的果胶酶生产中除以较昂贵的果胶质物 质直接作为诱导物外， 多是以含果胶质较多的果皮或 者果渣为诱导物或者主料。周建琴等利用橘皮粉作为 诱导物， 固态发酵后果胶酶活力达到 １６０３ Ｕ／ｇ［６］； 杨
收稿日期： ２００７－ １１－ ２９
＊ 通讯作者
基金项目： 黑龙江省自然基金项目（Ｃ２００４—３４）； 教育部科学技术研究重点项目（２０２０３８）。