微生物果胶酶研究进展
果胶酶应用的研究进展
![果胶酶应用的研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/fa10d92759fafab069dc5022aaea998fcc224006.png)
参考内容
碱性果胶酶是一种生物酶,主要用于分解果胶,改变植物细胞壁的结构和性 质。近年来,随着生物技术的不断发展和应用,碱性果胶酶的应用领域不断扩展, 本次演示将就此进行综述。
一、在食品工业中的应用
碱性果胶酶在食品工业中具有广泛的应用,它可以有效地分解果胶,提高果 汁的提取率和澄清度。此外,碱性果胶酶还可以用于制作低糖果酱和果冻,改善 口感和质地。同时,碱性果胶酶的添加还可以防止食品中的果胶沉淀,提高食品 的稳定性和口感。
2、果胶酶在生物医药领域的应 用
果胶酶在生物医药领域的应用研究也取得了重要进展。在药物传递方面,果 胶酶可以用于修饰药物分子,提高药物的靶向性和生物利用度。在疫苗开发方面, 果胶酶可以用于提取和纯化抗原物质,制备高效、安全的疫苗。在组织工程方面, 果胶酶可以用于降解天然高分子材料,制备具有特定形貌和性能的组织工程支架。
3、果胶酶在环保领域的应用
果胶酶在环保领域的应用研究也取得了显著的进展。在废水处理方面,果胶 酶可以用于降解废水中的有机污染物,提高废水的可生化性和处理效率。在土壤 修复方面,果胶酶可以用于降解土壤中的有毒有害物质,提高土壤的环境质量和 生态效益。
结论
本次演示对果胶酶应用的研究进展进行了系统的介绍和总结。目前,果胶酶 在食品、生物医药和环保等领域的应用研究已经取得了显著的进展。然而,果胶 酶的应用仍存在一些问题,如稳定性、作用条件和生产成本等需要进一步优化和 改善。未来,随着生物技术的不断发展,相信果胶酶的应用研究将会有更加广阔 的前景和潜力。
对于环保领域的研究,需要采用环境科学、化学工程等技术对实验数据进行 处理和分析,以评估果胶酶在废水处理和土壤修复等方面的应用效果。
1、果胶酶在食品领域的应用
近年来,果胶酶在食品领域的应用研究取得了显著进展。通过使用果胶酶, 可以分解果胶质,提高果汁的澄清度,改善果汁的口感和营养价值。此外,果胶 酶还可以用于制作果酱、果汁饮料和水果沙拉等食品,提高食品的品质和营养价 值。
果胶酶实验报告
![果胶酶实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/405c7bde6bec0975f465e26f.png)
实验报告果胶酶在果汁生产中的作用一.实验目的1.探究不同温度对果胶酶活性的影响;2.探究不同 ph 对果胶酶活性的影响;3.探究果胶酶的用量对果汁生产的影响。
二.实验原理1.果胶酶的活性受温度影响。
处于最适温度时,活性最高。
果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
2.果胶酶的活性受ph影响,处于最适ph,酶的活性最高,高于或低于此值活性均下降。
果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
3.在一定的条件下,随着酶浓度的增加,果汁的体积增加;当酶浓度达到某一数值后,在增加酶的用量,果汁的体积不再改变,此值即是酶的最适用量。
三.实验材料与用具苹果、果胶酶、盐酸溶液、榨汁机、电子天平、恒温水浴锅、烧杯、量筒、试管、漏斗、温度计、玻璃棒、滤纸、滴管、三脚架四.实验步骤(一)温度对果胶酶活性的影响1.制备果汁选取一个中等大小的苹果( 约 200g) 洗净后,不去皮,切成小块,放入榨汁机中,加入约 200ml 水,榨取 2min,制得苹果泥。
量取一定体积的苹果泥,不同条件下处理后,用滤纸进行过滤即可得到果汁;2.取9支试管编号并分别加入等量的果汁和果胶酶;3.将9支试管分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的水浴锅中保温10分钟;4.过滤果汁用量筒测量果汁的里量,并记录数据。
(二)ph 对果胶酶活性的影响1.制备果汁;2.取5支试管编号并分别加入等量的果汁和果胶酶;3.将5支试管放入40℃恒温水浴锅中加热;4.待试管内温度稳定后在5支试管分别加入ph分别为5、6、7、8、9的盐酸溶液;5.恒温保持10min;6.过滤果汁用量筒测量果汁的里量,并记录数据。
(三)果胶酶的用量对果汁生产的影响1.配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg,配制成相等体积的水溶液,取等量放入9支试管中,并编号1~9。
果胶提取的现状及发展前景研究进展
![果胶提取的现状及发展前景研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/1bdf3a184b7302768e9951e79b89680203d86b6c.png)
果胶提取的现壮及发展前景研究进展摘要:近年来,果胶在食品、化工、医药等领域内被广泛应用。
目前我国果胶生产现状为:生产企业为数不多,生产规模小,生产技术工艺相对落后,优质产品少,生产技术工艺中仍有部分问题尚未解决。
根据国内外目前果胶的生产加工趋势,研究重点拟应放在盐析法、离子交换法、超滤浓缩、微生物法上,尽快研究开发出合理的生产工艺,充分利用我国丰富的果胶资源,实现其合理开发利用,必将产生积极的经济效益。
关键词:果胶;提取;发展前景;柑桔;资源1 果胶来源及含量果胶是一种高分子聚合物 , 存在于植物组织内 , 一般以原果胶、果胶酯酸和果胶酸 3种形式存在于各种植物的果实、果皮以及根、茎、叶等组织之中. 柑桔皮中的果胶含量丰富 , 约占干质的 20%一 30%. 目前国内果胶以柑桔皮为主要原料,国外也主要以柑桔皮为原料,同时也有以柠檬皮渣、苹果皮渣等果实皮渣为原料生产果胶。
我国果胶资源丰富,柑桔皮、甜菜压粕、苹果皮渣、柠檬皮渣、向日葵盘等均含有大量果胶,已成为具有工业化生产价值的主要原料2 果胶的用途果胶是白色或淡黄色的非晶形粉末 ,无味易溶于水 ,微酸性 ,具有良好的胶凝化和乳化稳定作用 ,在食品工业中可作为果浆、果冻、糖果、婴儿食品、冰淇淋和果汁的稳定剂及蛋黄乳化剂和增稠剂 ,如在柑桔饮料中添加低甲氧基果胶和钙 ,可以使饮料保持长期稳定的混浊 ;在固形物含量低的凝胶食品中加入果胶后可提高凝胶强度 ;在医药工业中 ,果胶是铅、汞和钴等金属中毒的良好解毒剂和预防剂等并可作为轻泻剂 ,代血浆、止血剂原料 ,并具有辅助治疗糖尿病 ,降低血糖胆固醇 ,及延长抗菌素的作用等生理功能 ;在纺织工业中可代替淀粉作润滑剂 ,而不需要其它辅助剂在电子工业中可作清洗剂 ;在石油钻探中可作油水乳化剂等。
3 果胶的提取原果胶是不溶于水的物质,但可以在酸、碱、盐等化学试剂及酶的作用下,加水分解转变成水溶性果胶。
果胶的提取即是不溶性果胶转化为可溶性果胶和可溶性果胶向液相转移的过程。
浅谈果胶酶
![浅谈果胶酶](https://img.taocdn.com/s3/m/00b1dd392e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e2aa.png)
宋立立 沧州师范学院生命科学学院摘要:果胶酶是分解果胶物质多种酶的总称。
目前果胶酶在食品、轻工业和饲料等领域得到广泛应用。
本文综述果胶酶的分类、来源及作用机制,阐述果胶裂解酶的分子生物学研究进展。
关键词:果胶酶;分类;来源;应用中图分类号:Q939.9 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)021-000344-02一、定义果胶酶是分解果胶质多种酶的总称,是含有多种组分的复合酶,它可以水解多聚半乳糖醛酸α-1,4糖苷键释放出可溶性的不饱和寡聚乳糖醛酸。
二、果胶酶的分类根据果胶酶作用底物有所区别,果胶酶广泛意义上可分为三种类型(张海燕等2006):原果胶酶、果胶酯酶和果胶裂解酶。
罗贵民等2002年对果胶酶的种类做出细致分类:果胶酶分为水解酶和裂解酶两大类。
1.水解酶类,包括果胶甲醋酶、果胶水解酶和果胶酸水解酶,其中果胶酸水解酶又分为聚半乳糖醛酸外切酶和聚半乳糖醛酸内切酶;2.裂解酶类,包括果胶酸裂解酶和果胶裂解酶,其中果胶酸裂解酶又分为外切果胶酸裂解酶和内切果胶酸裂解酶,果胶裂解酶又分为果胶外裂酶和果胶内裂酶。
果胶酶根据作用的pH值不同可分为:酸性果胶酶、中性果胶酶和碱性果胶酶。
三、果胶酶的来源产果胶酶的微生物很多,通常有细菌、放线菌、酵母和霉菌,但是工业上生产果胶酶的菌种主要是细菌,Hatada等人首次成功筛选得到了纺织业上用于脱胶的细菌;赵友春等人筛选到用于纺织业上用于棉麻脱胶的Bacillus sp NO.5;近年来造纸业上也常用到果胶酶,Beg OK等人筛选到具有漂白作用特点的放线菌;钱玉英等人1997年筛选得到真菌Asperlillwu niger 6042,此真菌在饲料生产加工工业上的应用越来越受到重视;陈哲超等1995年筛选得了一株真菌Asperlillwu niger AS6-104,首次得到了应用于苎麻脱胶的真菌类物种。
四、果胶裂解酶的作用模型果胶裂解酶的作用原理是通过反式消去作用使a-1,4-半乳糖醛酸键断裂,其作用方式如下图所示,随机降解低甲酯化果胶和甲酯相邻糖苷键;产物为一系列不饱和低聚物,使β-碳原子上得H离子转移到糖苷键的O原子上,因此糖苷键断裂,参照下图X 代表-O时,底物为果胶酸盐;X为-O-CH3时,作用底物为果胶类物质。
果胶酯酶
![果胶酯酶](https://img.taocdn.com/s3/m/eacaa15add36a32d737581f5.png)
果胶酯酶(PME)或称果胶甲基酯酶 ,它是果 胶酶系的一种 ,能从果胶中脱去甲氧基 ,生 成果胶酸 ,属于皂化酶。它在食品工业中有 着广泛用途 ,尤其是在果品工业中。
果胶酯酶(EC:3.1.1.11) 是一种能催化、水解 果胶生成果胶酸和甲醇的酶,英文名称为 pectinesterase ,又称pectin methylesterase、 pectin demethoxylase 或 pectin methoxy2lase。 国际酶委员会将它归类为果胶———果胶
经纯化分离测得他们的活性分别为933mg 和 974mg ,它们具有相同的等电点 PI = 7.3 ,不同的耐热稳定性(PME1的耐热稳定性 比 PME2 好) 。Lim Y.M和 Chung.M.C.M对 Papaya 水果中的果胶酯酶进行了研究,认为 Papaya 果胶酯酶包含 PME1 和 PME2 两种 酶,而且它们是同工酶,分子量27000 ,然而 等电点明显高于 PI 9.0 ,在pH8.0 ,35 ℃时 表现最适活性 。张敬民等 研究了向日葵花 盘中的果胶酯酶的特性,认为该酶的最适温 度为 45 ℃左右,当温度在55 ℃以上时,随着 温度的升高,酶的热稳定性下降,55 ℃
结束,谢谢!!
时,20min内活力下降了60 %;酶活力因向日 葵的成熟度不同而不同。A. F. Afifi 等 用固 体培养基培养研究了Curvularia inaequalis (Shear)Boedijn NRRL 13884中的果胶酯酶, 通过运用 Sephadex G- 100 和 DEAE Cellulose columnchromatography方法纯化 分离出该酶,它约有40 个折叠,最适活性条 件是pH4.4 ,温度为45 ℃。在 Co 、Mg 、 Na 存在下,该酶有强活性,然而在 Cu ,K ,Mn 和 Zn 存在下,活性较低。另外,Ag 、Ca 和 Hg 抑制了该酶的活性。
果胶酶提高出汁率的原理
![果胶酶提高出汁率的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/0d06ef79fbd6195f312b3169a45177232e60e407.png)
果胶酶提高出汁率的原理《果胶酶提高出汁率的原理》1. 引言嘿,你有没有想过,当我们喝果汁的时候,那满满的一杯果汁是怎么来的呢?你可能觉得就是把水果榨一榨就好了嘛。
可是你知道吗,有时候水果直接榨汁出汁率并不高呢。
今天呀,咱们就来唠唠果胶酶提高出汁率的原理,让你对果汁生产的小秘密有个透彻的了解。
这篇文章呢,会先从基本概念说起,然后深入到它的工作机制,还会讲讲在生活和工业中的应用,以及一些常见的误解,最后再补充点有趣的相关知识哦。
2. 核心原理2.1基本概念与理论背景首先得知道啥是果胶酶。
果胶酶可不是一种单一的酶哦,它是一类能够分解果胶的酶的统称。
那果胶又是什么呢?果胶就像是水果细胞之间的“胶水”,把水果细胞们粘在一起。
果胶这种物质呢,在植物细胞壁和细胞内层之间大量存在。
从发展历程来看,人们在对水果加工的过程中逐渐发现了果胶酶的神奇作用。
最开始可能是偶然发现使用了某些物质或者微生物处理后的水果出汁更容易了,后来经过研究才确定是果胶酶在起作用。
2.2运行机制与过程分析果胶酶提高出汁率的运行机制啊,就像是一支拆迁队在工作。
水果细胞就好比是一栋栋房子,果胶就是房子之间的水泥等连接物。
果胶酶这支拆迁队来了之后,就开始分解果胶这个“水泥”。
第一步呢,果胶酶中的某些成分先和果胶分子结合,就像工人先找到需要拆除的地方一样。
然后呢,通过一系列复杂的化学反应,果胶酶把果胶大分子切割成小分子。
这就好比把一大块坚固的水泥墙切割成小块,这样水果细胞之间的连接就变得松散了。
打个比方啊,你把一堆用胶水紧紧粘在一起的积木看成是水果组织。
果胶酶就像一种神奇的溶剂,把胶水溶解了,那积木自然就容易分开了。
细胞之间连接松散了,在榨汁的时候,细胞就更容易被破坏,细胞里面的汁液就更容易流出来,出汁率也就提高了。
3. 理论与实际应用3.1日常生活中的实际应用在日常生活中,果胶酶的应用可不少呢。
比如说我们自己在家做果汁的时候,如果想让果汁出汁更多,更浓稠,就可以添加含有果胶酶的制剂。
果胶酶在饲料中的应用
![果胶酶在饲料中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/57b2431776232f60ddccda38376baf1ffd4fe373.png)
果胶酶在饲料中的应用1.引言1.1 概述果胶酶是一类在植物细胞壁中起重要作用的酶,具有分解果胶的能力。
果胶是一种在植物细胞壁中广泛存在的多糖物质,它对食物的口感和质地起着至关重要的作用。
果胶酶可以将果胶分解为较小的果糖和果胶酸分子,从而改善食物的可口性和消化性。
随着畜牧业的发展和人们对动物饲料品质的要求不断提高,果胶酶在饲料中的应用逐渐受到关注和重视。
通过在饲料中添加适量的果胶酶,不仅可以提高饲料的营养价值和消化利用率,还可以改善动物的生长性能和免疫功能。
果胶酶在饲料中的应用主要体现在以下几个方面:首先,果胶酶可以分解饲料中的果胶,降低饲料的粘度,提高饲料的可流动性,从而促进动物的摄食和消化吸收。
其次,果胶酶可以改善饲料中纤维素的降解和利用,提高动物对纤维素的消化率。
此外,果胶酶还可以增加饲料中的溶解性膳食纤维含量,促进有益菌群的繁殖,改善动物的肠道微生态环境。
尽管果胶酶在饲料中的应用具有诸多优势,但目前相关研究还相对较少,仍存在一些挑战和待解决的问题。
例如,如何确定最佳的果胶酶添加剂用量、选择合适的饲料配方和优化应用技术等方面都需要进一步研究和探索。
总之,果胶酶在饲料中的应用具有巨大的潜力和广阔的发展前景。
进一步深入研究果胶酶的功能和应用机制,推动果胶酶在饲料领域的应用与发展,将有助于提高饲料的质量和动物的生产性能,促进畜牧业的可持续发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以写成如下所示:1.2 文章结构本文将分为三个部分来探讨果胶酶在饲料中的应用。
首先,引言部分将概述本文的背景和目的,为读者提供整体的研究框架。
其次,在正文部分,将详细介绍果胶酶的定义和作用,以及果胶酶在饲料中的应用现状。
为了更好地了解果胶酶在饲料中的应用优势,我们将分析其对饲料的影响和效果,并探讨果胶酶如何提高动物的消化吸收能力和生长发育。
最后,在结论部分,本文将总结果胶酶在饲料中的应用优势,并展望果胶酶在饲料领域的未来发展。
果胶酶
![果胶酶](https://img.taocdn.com/s3/m/4b8a28c3da38376baf1faeff.png)
果胶酶在果蔬汁饮料生产中的应用摘要:果胶酶普遍存在于细菌、真菌和植物中,是分解果胶类物质的多种酶的总称,在果蔬加工、饲料、纺织和造纸工业中应用地非常广泛。
果胶酶在果蔬饮料中应用地非常广泛,本文介绍了果胶的分类及作用机制,主要论述了过果胶酶在果蔬汁生产中的出汁率、澄清、超滤等方面的应用,并对果胶酶在果蔬汁加工中的应用等方面进行综述。
关键词:果胶酶;出汁率;澄清;膜通量。
1前言:随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,果品成了人类健康不可缺少的营养物质。
我国有着丰富的果品资源,然而因果品本身营养丰富,含水量高,很容易受微生物侵入感染和腐蚀,导致保存期较短。
为了充分利用资源优势,提高我国农产品在国际市场上的竞争能力,必须大力发展果品加工业。
但是目前果品加工中存在着不少难题,例如果汁和果酒的澄清,果实的脱皮、加工过程中香气成分和营养物质的损耗等[1-4]。
解决这些难题仅仅靠改进加工工艺或增加设备投资是很难实现。
而果胶酶是目前应用在果蔬饮料生产中最主要的酶类,它可以水解果蔬加工过程中引起混浊的果胶以及一些多糖类成分;使得果蔬汁变得清澈透亮,同时改善果蔬汁的过滤效率进而提高其生产效率及出汁率,在果蔬饮料加工方面已得到广泛的应用[5]。
本文将就这些应用做一个综述。
果胶酶对甜菜渗出汁清净效果的影响。
1.1果胶酶的分类及作用机制果胶酶是催化果胶物质分解一类酶的总称。
果胶酶主要包括果胶酯酶、聚甲基半乳醛酸酶、聚半乳糖醛酸酶、聚半乳糖醛酸裂解酶和聚甲基半乳糖醛酸裂解酶等[6]。
若从生产、应用领域和最适用pH值来划分,则果胶酶通常可以分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。
酸性果胶酶通常是指内聚半乳糖醛酸酶,原因是大多数的聚半乳糖醛酸酶的最适pH值为3.5~5.5。
它是以水解的作用方式无规则切断果胶酸分子的α—l,4糖苷键,主要应用于食品加工业中果蔬汁和果酒的提取及澄清[7]。
碱性果胶酶一般多指聚半乳糖醛酸裂解酶,它是以反式消去的作用方式裂解果胶酸分子的α—l,4糖苷键,将复杂的果胶分解成小分子,如半乳糖醛酸。
微生物酶分子改造研究进展
![微生物酶分子改造研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/790d277df011f18583d049649b6648d7c1c708af.png)
近年来,科研人员通过基因工程、蛋白质工程等手段对酶分子进行改造,以 提高其稳定性。以下是这方面的一些研究进展。
1、定点突变技术:通过定点突变技术,可以在酶分子中引入或替换特定的 氨基酸残基,以改变酶的稳定性。例如,将谷氨酸残基定点突变为赖氨酸,可以 提高酶在高温条件下的稳定性。
2、融合技术:将酶分子与其它蛋白质或蛋白质片段进行融合,可以改变酶 的稳定性。例如,将抑酶蛋白与目标酶进行融合,可以显著提高酶的热稳定性。
3、蛋白质工程:蛋白质工程可以利用计算机辅助设计,对酶分子进行全局 或局部的改造。通过优化酶分子的三维结构,可以显著提高酶的稳定性。
4、噬菌体展示技术:噬菌体展示技术可以利用噬菌体为载体,将目标酶分 子与噬菌体蛋白融合表达。通过选择合适的配体,可以得到高稳定性的突变体酶。
5、结构生物学指导:结构生物学可以揭示酶分子稳定性的结构基础。通过 对稳定性和不稳定性的氨基酸残基进行鉴定,可以指导改造过程,提高酶的稳定 性。
研究方法
分子酶工程的研究方法主要包括实验设计、基因克隆、定点突变、蛋白质表 达与纯化、活性检测等多个环节。首先,研究者需要根据具体需求设计实验方案, 确定需要改造的酶基因序列和蛋白质结构。接着,通过基因克隆技术将目的基因 导入表达载体中,实现目的基因的高效表达。
研究结果
近年来,分子酶工程的研究成果显著,主要表现在以下几个方面:
微生物酶分子改造研究进展
基本内容
微生物酶是一种具有高度特异性和催化效能的生物分子,在许多工业和生物 技术应用中具有重要作用。由于微生物酶的特性和功能往往取决于其蛋白质分子 的结构,因此,对微生物酶分子的改造和优化成为一个重要的研究领域。这种优 化可以通过定向进化、理性设计或组合方法来实现,以改进酶的活性、稳定性或 选择性。
果胶酶活性测定实验报告
![果胶酶活性测定实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/bee1fc48e45c3b3567ec8b95.png)
一、实验设计实验序号实验三实验名称特定产物工业生产菌种发酵试验时间2010年13日-23日实验室基础生物2(121)一、实验目的1、掌握菌种选育、菌种发酵条件的优化和微生物酶制剂酶活测定的基本方法;2、了解酶学性质的研究.3、了解影响果胶酶对果汁澄清效果的各种因素二、实验与原理1、果胶酶概况(1)、果胶质:是高等植物细胞壁内及细胞壁间的结构性多糖,是一类高分子碳水化合物,它的存在往往给果蔬加工等工艺带来许多麻烦和损失。
(2)、果胶酶:是指能分解果胶质的多种酶的总称,广泛存在于高等植物和微生物中。
(3)、产生果胶酶的微生物:细菌、放线菌、酵母和霉菌,但目前商品果胶酶多数来自霉菌。
(4)、果胶酶的应用:主要是用于果胶的分解,在水果加工、葡萄酒生产、麻类脱胶和饲料等方面有着广泛的应用。
2、果胶酶的酶活测定方法(1)、粘度降低法:利用粘度计测量在一定温度、酶浓度和一定反应时间内,标准果胶溶液的粘度降低值。
(2)、脱胶作用时间法:以脱胶作用的时间来测定果胶酶的酶活力。
(3)、次亚碘酸法:用滴定法定量测定半乳糖醛酸的生成量,以表示果胶酶的活力。
(4)、还原糖法(DNS法):根据果胶酶水解果胶生成半乳糖醛酸,后者是一种还原糖,与3,5 -二硝基水杨酸共热后被还原成棕红色的氨基化合物,在一定的范围内,还原糖的量和反应液的颜色呈比例关系,可利用比色法在540nm进行测定。
3、微生物发酵生产产品受以下条件制约:(1)、培养基成分:C源、N源、无机盐、水和生长因子(2)、培养条件:温度、pH、溶解氧等(3)、附加条件:诱导物、表面活性剂等4、酶催化反应的进行受多种因素的影响:底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂、抑制剂三、设备与材料(一)、培养基1、菌种筛选使用培养基(1)、基本培养基:果胶1% 、磷酸氢二钠0.5%、蛋白胨1%、pH4.5、琼脂2.0%。
(2)、分离培养基:果胶0.5%、磷酸氢二钠0.5%、琼脂2.0%、H4.5。
果胶酶
![果胶酶](https://img.taocdn.com/s3/m/c0076e7fa26925c52cc5bfbe.png)
果胶酶在果品加工中的应用及其固定化研究摘要:介绍了果胶酶在果品加工中的应用,并对果胶酶的固定化研究现状及发展前景作了阐述。
关键词:果胶酶;果品加工,固定化;载体Application of Pectinase in Processing of Fruit and ImmobilizationAbstract:It is introduced that the application of pectinase in processing of fruit,and study and development in this paper.Key words:peetinaae;processing of fruit;immobilization;carrier引言随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,果品成了人类健康不可缺少的营养物质。
我国有着丰富的果品资源,然而因果品本身营养丰富,含水量高,很容易受微生物侵染和腐蚀,保存期较短。
为了充分利用资源优势,提高我国农产品在国际市场上的竞争,能力,必须大力发展果品加工业。
但是目前果品加工中存在着不少难题,例如果汁和果酒的澄清,果实的脱皮、加工过程中香气成分和营养物质的损耗等。
解决这些难题仅仅靠改进加工工艺或增加设备投资是很难实现的。
而目前有许多难题已经通过酶工程的应用得到了很好的解决。
酶工程就是为了使酶催化各种物质转化的能力实现可控制操作,把游离的酶固定化,或者把经过培养发酵所得到的目的酶活力高峰时的整个微生物细胞进行固定化,再应用于生产实践中的过程。
近年来,酶工程在果品加工中的应用非常广泛,所用的酶种类越来越多,数量也越来越大。
本文只针对果胶酶在果品加工中的应用及其固定化研究加以综述。
1.果胶酶在果品加工中的应用果胶酶是指分解果胶物质的多种酶的总称,它可分为两大类:解聚酶(depolymerase)和果胶酯酶(pectinesterase,简称PE)。
解聚酶按照作用机理不同又可分为水解酶(hydrolases)和裂解酶(1yases)。
微生物果胶酶、纤维素酶及其在黑茶中的应用前景
![微生物果胶酶、纤维素酶及其在黑茶中的应用前景](https://img.taocdn.com/s3/m/ac3b3b0352ea551810a68737.png)
关键 词 :果胶酶;纤维素酶 ;微生物 :黑茶 黑茶 是边 疆 少数 民族 同胞 的生 活必 需品 ,作 为六 大茶 类 中原 料最 为 粗老 的茶 叶,近 年来 的研 究显 示微 生 物来 源 的纤 维 素酶 、果胶 酶可 能在 黑茶 的生 产过 程 中发挥 了巨大 的作用 。目前 , 纤维 素酶 、果胶 酶 己成为 重要 的酶 产 品 , 纤维 素酶 在 酒精 、
国 经 贸 导刊 , 2 0 0 9 . 1 3
影 响的实证研究 . 茶 叶科 学 2 0 0 1 . 2 1( 1 )
瓣 2 0 1 3年第三期
综 述
木霉和康 氏木霉 “ 卜 “ 。通过常规 的分离方法,魏艳红等
从 牛粪 堆 肥 中筛 选 到产 纤 维 素 酶 的真 菌 H s — F 9 ,根 据 形态 学
食 品、纺织等领域具有巨大的市场潜力,对再生资源 的有效利用具有重要的意义 ’ ,而果胶酶也被广泛应用于食品工业中
。
本文就微生物果胶酶、 纤维素酶及其在黑茶中的应用做简单介绍, 以期为黑茶生产工艺的改革、 品质的提高提供一定参考 。
B— l , 4 一 糖 苷键 。外切 纤 维素 酶 则从 多糖 链 的非还 原 端 切 下 纤 维 二糖 单位 ,最 后 由 B 一葡 萄糖苷 酶 将所 得纤 维 二糖 降解 成 葡 萄糖 。 当 以上 三 种主 要 酶类 的活 性 比例 适 当 时即可 高效 的协 同完 成对 纤 维素 的 降解 ,其催 化 效率 高 于其他 酶类
基 金项 目: 国家科 技部科 技 支撑计 划项 目 ( 2 0 0 9 G J F O 0 0 4 7 )
黄酮类化合物生物改性及活性的研究进展
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黄酮类化合物生物改性及活性的研究进展肖咏梅;李明;毛璞;袁金伟【摘要】Flavonoids are secondary metabolites of plants. In general, most flavonoids are combined with glucosides and have extremely complex molecular structures. In the nature, these flavonoids have a variety of biological activities, such as anti-oxidation, anti-virus, anti-tumor, scavenging free radicals and so on, however, due to poor solubility and stability of flavonoids, their bioavailability is limited. It has become a hot spot to modify the structure of flavonoids by biocatalytic methods to improve their water solubility or lipid solubility. In this paper, several methods for the modification of the biological structures of flavonoids at home and abroad and the biological activities of modified flavonoids were reviewed in recent years.%黄酮类化合物是一种植物生长的次级代谢产物,一般大多数黄酮类化合物与糖苷相结合,使其具有较复杂的分子结构.在自然界中,黄酮类化合物具有抗氧化性、抗病毒、抗肿瘤、清除自由基等多种生物活性,但是由于黄酮类化合物溶解性差,稳定性不好等导致其生物利用率低.利用生物催化的方法对黄酮类化合物结构进行修饰改变它们的水溶性或脂溶性、赋予黄酮类化合物特殊功能已经成为研究热点.综述了近年来国内外对黄酮类化合物进行生物改性的几种方法以及结构修饰对黄酮类化合物生物活性的影响.【期刊名称】《河南工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】10页(P123-131,139)【关键词】黄酮类化合物;生物改性;生物活性【作者】肖咏梅;李明;毛璞;袁金伟【作者单位】河南工业大学化学化工与环境学院, 河南郑州 450001;河南工业大学化学化工与环境学院, 河南郑州 450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州 450001;河南工业大学化学化工与环境学院, 河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TS201.20 引言黄酮类化合物是一种广泛存在于植物体内的次级代谢的多酚类化合物[1],主要是由2 个苯环(A环和B 环)与3 个碳原子桥连所形成的C6-C3-C6化合物(图1)。
食品制造中主要微生物酶制剂及其应用
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食品制造中主要微生物酶制剂及其应用酶是一种生物催化剂,具有催化效率高、反应条件温和及专一性强等优点,广泛存在于动植物组织细胞、微生物细胞及其培养物中,可以通过各种理化方法将其提取、精制后制成较纯的酶制剂。
近年来,酶制剂已广泛应用于食品发酵、日用化工、纺织、制革、造纸、医药、农业等各个方面,日益受到人们的重视。
早期酶制剂的生产多数是从动、植物组织中提取的。
但动、植物组织生长缓慢,来源有限,并受到季节、气候和地域条件的限制,而微生物生产酶制剂则可避免上述缺陷,具有许多的优越性:首先是微生物种类繁多,酶种丰富,一般认为微生物细胞至少能产生2500种以上不同的酶;其次,微生物生长速度快、酶产量高,且不受气候、季节、地域等条件的限制,便于进行工业化生产。
一、主要酶制剂、用途及产酶微生物(一)淀粉酶按照水解淀粉方式不同可将淀粉酶分为:α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和普鲁兰酶(葡萄糖异构酶)。
1.α-淀粉酶也称液化淀粉酶。
它作用于淀粉时,可随机地从淀粉分子内部切开α-1,4-糖苷键,产物为糊精和还原糖,但不能分解α-1,6-糖苷键。
工业上大规模生产α-淀粉酶的主要微生物是细菌和霉菌,特别是枯草杆菌。
目前,具有实用价值的α-淀粉酶生产菌有淀粉液化芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、马铃薯芽孢杆菌、嗜热糖化芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌等。
2.β-淀粉酶β-淀粉酶最初是从麦芽、大麦、甘薯和大豆等高等中提取的,近些年来发现不少的微生物也能产β-淀粉酶,而且在耐热比等方面优于植物β-淀粉酶,更适合于工业化应用。
β-淀粉酶是外切酶,只能水解α-1,4-糖苷键,不能水解α-1,6-糖苷键。
而且只能从非还原端开始,依次切下一个个麦芽糖,生成的麦芽糖在光学上属于β型。
目前,研究最多的是多黏芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、环状芽孢杆菌和链霉菌等。
3.糖化酶糖化酶也称葡萄糖苷酶。
其作用方式与β-淀粉酶相似,也由淀粉非还原端开始,逐次分解淀粉为葡萄糖,它也能水解α-1,6-糖苷键,所以水解产物除葡萄糖外,还有异麦芽糖,这点与β-淀粉酶不同。
微生物发酵中药研究进展
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动物医学进展,2021,42(1)105109ProgressinVeterinary Medicine微生物发酵中药研究进展宋予震,史洪涛,范明夏,夏艳勋,边传周,乔宏兴*(河南牧业经济学院动物医药学院,河南郑州450046)摘要:微生物发酵是中药的一种传统炮制方法,随着现代发酵技术的发展,微生物发酵中药的研究更加深入,应用更加广泛。
微生物发酵中药具有提高中药活性成分的利用率、增强中药药效、降低中药毒副作用、节省药材资源,保护生态环境等优点。
同时,微生物发酵中药也存在一些尚未解决的问题,如发酵机理不明确、生产标准不规范等,因此,该领域潜在研究价值较大。
影响微生物发酵中药的因素众多,如优良菌种的选择,中药材的甄选以及发酵工艺的控制等。
发酵中药在动物生产上应用广泛,效果明显,是未来抗生素的重要替代品。
论文对微生物发酵中药的相关内容进行阐述,为该领域的深入研究及产品开发提供理论参考。
关键词:微生物;发酵;中药;动物生产;应用中图分类号:S853.73文献标识码:A文章编号:1007-5038(2021)01-0105-05微生物在自然界广泛存在,益生菌作为有益微产性能、产生有益代谢产物、提高机体抗病能力、降生物在动物生产中发挥着独特作用,如提高动物生低死亡率、调节肠道菌群平衡等。
中药是我国的国收稿日期20191106基金项目:河南省高等学校青年骨干教师培养计划项目(2018GGJS164);河南省科技攻关项目(182102110106, 192102110075,192102110076);河南省自然科学基金项目(202300410189);河南牧业经济学院预防兽医重点学科项目(mxk2016102);河南牧业经济学院校科技创新团队项目(2018KYTD13);河南牧业经济学院博士科研启动资金资助项目作者简介:宋予震(1979—),男,河南新乡人,副教授,博士,主要从事发酵中药动物疾病防控研究。
*通讯作者Progress on Active Ingredients and Application of Acer truncatum BungeWEI Jing-jing1,ZHAO Shan-ting1,(1.Yuanbaofeng Research IndusUialZaLion Research Center,College of VeLesi n ary Med i s i n e,Northwest A&-F Un i ver s i L y犢ang l i n g,Shaanx i,712100,Ch i na;2.Yuanbaofeng Eng i neesing Technology Research Center,Stale Forestry and Grassland Bureau,Yang l i ng, Shaanx i,712100,Ch i na) Abstract:A c e r truecalum Bunge is a subtropical tree species in China,mainly distributed in the Yellow Riv-erBasin,NortheastChina,Inner Mongolia,Jiangsu,Anhuiandotherplaces Thefruitof Acertruncatum is thesamaraItsseedgranulesarelargeandtheoilcontentishigh The Acertruncatum seedoilhasbeenap-proved by the Ministry of Health as a new resource food.In addition,studies have shown that Acer trueca-lum seed oll is rich in nervonic acid.It is generally believed that nervonic acid is the basic component of nerve tissue and is closely related to brain development,nervous system regeneration and prevention of neurodegenerativediseases Acertruncatum leaves contain various active substances such as flavonoids,chlorogenic acid and cardiac glycosides,a ll of which have high nutritional value and medicinal value.Re-cently,ithasbeenfoundthattheMapleLeafBarkhasstrongerantioxidantactivityandinhibitsthegrowth of tumor cells,and63compounds have been reported for the first time from this plant,which greatly enrl-chesthechemicalcompositionandpharmacologicalactivityof Acertruncatum Thispaperreviewsthere-searchstatusofactiveingredients,nutritionalvalue,pharmacologicale f ectsandindustrialproductionof A-er tru f le,seedandskin,andaimstoprovidetheoreticalbasisforthedevelopmentof Acertruncatum in medicine,food,health products and cosmetics,and the healthy and sustainable development of the Acer runcatum industryKeywords:Acertruncatum Bunge;nervonicacid;nutritionalvalue;pharmacologicalaction106动物医学进展2021年第42卷第1期(总第331期)粹,中医药文化博大精深,在畜牧生产上具有治未病、降低耐药性、减少药物残留、绿色环保等优点。
微生物酶技术在食品加工与检测中的运用
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微生物酶技术在食品加工与检测中的运用【摘要】在食品加工和检测领域,微生物酶技术发挥着重要作用。
本文首先介绍了微生物酶的概念和作用,然后详细探讨了微生物酶在食品加工和检测中的应用,以及其在这两个领域中的优势。
微生物酶技术不仅可以提高食品加工的效率和品质,还有助于快速准确地检测食品中的有害物质和微生物。
随着科技的不断发展,微生物酶技术在食品领域的应用也在不断拓展和深化。
在本文指出了微生物酶技术在食品加工和检测中的重要性,并展望了未来微生物酶技术的发展前景。
微生物酶技术的不断创新和应用将为食品安全和品质提升带来更多可能性,对食品行业的发展具有深远影响。
【关键词】微生物酶技术、食品加工、食品检测、作用、优势、发展趋势、重要性、发展前景。
1. 引言1.1 微生物酶技术在食品加工与检测中的运用微生物酶技术在食品加工与检测中的运用,是指利用微生物产生的酶类物质对食品进行加工或检测的技术方法。
微生物酶是由微生物产生的一种生物催化剂,具有高效、专一性和温和操作条件等优点,在食品工业中有着广泛的应用。
在食品加工中,微生物酶可以用于面包、奶制品、果汁、酒精等食品的生产过程中,起到促进发酵、改善口感、延长保质期等作用。
而在食品检测中,微生物酶技术可以用于快速检测食品中的致病菌、污染物和禁用添加剂,提高食品的安全性和质量,保障消费者的健康。
微生物酶技术在食品加工与检测中具有诸多优势,如作用温和、效率高、成本低、操作简便等,可以满足食品行业对快速、精准、可靠的需求。
随着科学技术的不断发展,微生物酶技术在食品加工与检测领域的应用也将不断拓展和深化,为食品安全和质量提升提供更多可能性。
微生物酶技术在食品加工与检测中的运用具有重要意义,对促进食品工业的发展、提升食品质量和保障消费者健康起着不可替代的作用。
未来,随着科技的不断进步,微生物酶技术必将迎来更加广阔的发展前景。
2. 正文2.1 微生物酶的概念和作用微生物酶是一种由微生物生产的蛋白质分子,具有催化化学反应的作用。
果胶酶1
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微生物果胶酶研究进展摘要:果胶酶是一类分解果胶质的酶的总称,它能将复杂的果胶分解为半乳糖醛酸等小分子。
目前果胶酶在食品、纺织、医药、造纸、环境、生物技术、饲料等领域得到广泛应用。
果胶酶主要来自微生物。
综述了微生物果胶酶生产菌的菌种、选育、鉴定、发酵方法和发酵条件优化,酶的分离纯化、酶学性质和分子生物学方面的研究进展,并介绍了果胶酶的应用进展,最后展望了微生物果胶酶研究的广阔前景。
果胶质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。
果胶质主要是由D-半乳糖醛酸以α-1, 4-糖苷键连接形成的直链状的聚合物。
果胶酶(pectinase)是指能够催化果胶质分解的多种酶的总称。
果胶酶通常可以分为3种类型:第一类为原果胶酶,降解不溶性原果胶为高度聚合的可溶性果胶;第二类为酯酶,通过切除基促进果胶酯的水解;第三类为解聚酶,断开果胶物质中部分D-半乳糖醛酸的α-1, 4-糖苷键,分为果胶水解酶和果胶裂解酶。
果胶水解酶的作用是水解果胶糖苷键;果胶裂解酶的作用是通过β消除反应使糖苷键断裂,该酶攻击底物的糖苷键在邻近羧基或酯化的羧基一边发生β消除。
果胶解聚酶又有内切酶和外切酶之分,内切解聚酶是指该酶随机地切断长链分子内的糖苷键,而外切解聚酶是指从链的一端逐个切断糖苷键。
果胶酶按其作用最适pH又分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。
天然来源的果胶酶广泛存在于动植物和微生物中,但动、植物来源的果胶酶产量低难于大规模提取制备,微生物因具有生长速度快、生长条件简单、代谢过程特殊和分布广等特点而成为果胶酶的重要来源,故微生物是生产果胶酶的优良生物资源[10-13]。
果胶酶作为工业生产领域中的一种重要的新兴酶类,不仅是人们生活中最早得到应用的酶类之一,而且也是世界四大酶制剂之一,在全世界食品酶的销售额中约占到了四分之一;它在食品、纺织、医药、造纸、环境、生物技术、饲料等方面应用广泛[1,6,14-23]。
微生物果胶酶研究及其在食品加工中的应用进展
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邵阳学院学报( 自然 科 学 版 ) J o u r n a l o f S h a o y a n g U n i v e r s i t y ( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n )
相互交联 , 使 各种 细胞组 织结 构坚 硬 , 形成 固有 的形 态 . 果胶 物 质形 态 依 据 果 蔬 的
i n c l u d i n g mi c r o b e p e c t i n a s e c l a s s i f i c a t i o n, p r o d u c t i o n b a c t e i r a, mo l e c u l a r b i o l o g y, i s o l a t i o n a n d p u i r i f c a t i o n, f e r me n t a t i o n p r o d u c t i o n mo d e , a n d e mp h a t i c a l l y i n t r o d u c e s i t s a p p l i c a t i o n i n f o o d p r o c e s s . Ke y wo r d s : p e c t i n a s e ; mi c r o b e s ; r e s e a r c h p r o g r e s s ; f o o d p r o c e s s
( D e p a r t me n t o f B i o l o g y a n d C h e mi s t r y E n g i n e e r i n g, S h a o y a n g U n i v e r s i t y , S h a o y a n g , H u n a n 4 2 2 0 0 0 , C h i n a )
果胶酯酶
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经纯化分离测得他们的活性分别为933mg 和 974mg ,它们具有相同的等电点 PI = 7.3 ,不同的耐热稳定性(PME1的耐热稳定性 比 PME2 好) 。Lim Y.M和 Chung.M.C.M对 Papaya 水果中的果胶酯酶进行了研究,认为 Papaya 果胶酯酶包含 PME1 和 PME2 两种 酶,而且它们是同工酶,分子量27000 ,然而 等电点明显高于 PI 9.0 ,在pH8.0 ,35 ℃时 表现最适活性 。张敬民等 研究了向日葵花 盘中的果胶酯酶的特性,认为该酶的最适温 度为 45 ℃左右,当温度在55 ℃以上时,随着 温度的升高,酶的热稳定性下降,55 ℃
图1
果胶酯酶的作用机理
表1
不同来源 PME的特性
2 果胶酯酶的研究概况 2.1 果胶酯酶特性的研究 果胶酯酶的研究可以追溯到1840 果胶酯酶的研究可以追溯到1840 年,Premy 首次发现了一种能使可溶性果胶皂化并且 发生凝胶的酶, 发生凝胶的酶,随之把这种酶称为果胶酶 (pectase) ,实际上就是果胶酯酶。 ,实际上就是果胶酯酶。
展望 酶工业在现代生活中的作用越来越突出,食品工 业的发展离不开酶工业。果胶酶是分解果胶的 酶的通称,是一个多酶复合物,它通常包括原果胶 酶、果胶酯酶、果胶酸酶三种。随着经济的发 展,人们生活水平的提高,健康越来越受到人们的 重视。相对于低甲氧基果胶食品来说,高甲氧基 果胶食品含热量高,含糖量高,不利于人体健康。 因此,低甲氧基果胶食品越来越受到人们的青睐。 低甲氧基果胶的制备方法已成为各国科学工作 者研究的热点。通过基因工程技术开发出一种 能够大量生产出低酯果胶的果胶酯酶,无论是从
分子量为41kDa 左右。Stephan·C等 对细丝 状真菌针尾曲霉果胶酯酶的纯化、克隆、 特性和基因序列进了研究表明,克隆得到的 是一个分子量43kDa 的果胶酯酶基因片段 PME 长度为1195bp 的 cDNA 基因含有一个 993bp 的开放阅读框,位于核苷32 位上有一 个ATG起始密码子,在核苷1025位上含有一 个 TAA 终密码子。这个开放阅读框架位于 31bp 的5′端非编码区域之前,171bp 的3′端 非编码区域之后,并且含有一个poly- A 尾巴。 氨基酸序列分析表明针尾曲霉的 PME Ⅰ与 黑曲霉的 PME 具有 83 %的相似性和74 % 的一致性,并且测出四个保守区
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微生物果胶酶研究进展果胶质广泛存在于高等植物中,是植物细胞胞间层和初生壁的重要组成成分,植物的细胞组织间起“黏合”作用。
近几年来,果胶质的生物降解日益引起国内外学者的广泛关注。
能够分解果胶质的酶被称作果胶酶(pectinase),它广泛存在于各种微生物中,细菌、真菌和放线菌都能产生相关酶类。
果胶酶类的应用领域非常广泛,不仅可用于食品工业如水果加工及葡萄酒生产等方面,还广泛应用于麻类脱胶、木材防腐、生物制浆、环境保护、污物软化处理和饲料等行业中。
果胶酶主要分为原果胶酶、聚半乳糖醛酸酶、裂解酶和果胶酯酶等几大类,研究果胶酶各组分的性质,有利于果胶酶的单一酶种的开发利用。
同时微生物果胶酶的分子生物学研究将有助于更合理地利用果胶酶。
1、果胶简介果胶分子是由不同酯化度的半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键聚合而成的多糖链,常带有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖、海藻糖、芹菜糖等组成的侧链,游离的羧基部分或全部与钙、钾、钠离子,特别是与硼化合物结合在一起[1]。
它存在于所有的高等植物中,沉积于初生细胞壁和细胞间层,在初生壁中与不同含量的纤维素、半纤维素、木质素的微纤丝以及某些伸展蛋白(extensin)[2]相互交联,使各种细胞组织结构坚硬,表现出固有的形态.果胶分子的结构因植物的种类、组织部位、生长条件等的不同而不同,其大致的结构简图如图1所示,总体可分为光滑区(smooth region)和须状区(hairy region)两部分,主要由HGA、RG-I和RG-II三个结构区域构成,其中RG-II常以二聚体的形式存在.同其它植物多糖一样,果胶也是多分子的、多分散的、多结构的、有高级空间构象的,也具有一定的相对分子质量分布。
2、果胶酶分类从广义上讲,果胶酶可以被分为3种类型:①原果胶酶:可以把不溶于水的原果胶分解为可溶于水的高聚合体果胶;②果胶酯酶:脱去果胶中的甲氧基基团,促使果胶的脱甲酯作用;③解聚酶:促使果胶中D-半乳糖醛酸的α-1,4糖苷键的裂解。
近来人们提出了更详细分类方法为[3]:原果胶酶(protopectinases)、多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonases)、裂解酶(pectin lyases, PL)、果胶酯酶(Pectinesterase, PE)。
2.1原果胶酶Briton等人[4]把能够促使原果胶溶解的酶命名为原果胶酶。
根据其作用机理分为两种类型:A型原果胶酶与B型原果胶酶。
前者主要作用于原果胶的内部的多聚半乳糖醛酸区域。
而后者主要作用于外部的连接聚半乳糖醛酸链和细胞壁组分的多糖链。
2.2多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonases)聚半乳糖醛酸酶是在有水环境下促进聚半乳糖醛酸链水解的一种果胶酶,应用最为广泛。
根据水解作用机理不同,它可以分为内切聚半乳糖醛酸酶(E.C.3.2.1.15)和外切聚半乳糖醛酸酶(E.C.3.2.1.67)。
外切酶又可以划分两种类型:一种是真菌外切聚半乳糖醛酸酶,它的终产物是单体半乳糖醛酸;另一种是细菌外切聚半乳糖醛酸酶,它的终产物是二聚体的半乳糖醛酸。
2.3裂解酶(pectin lyases,PL)裂解酶(反式消去酶)是通过反式消去作用裂解果胶聚合体的一种果胶酶,裂解酶在C-4位置上断开糖苷键,同时从C-5处消去一个H原子从而产生一个不饱和产物。
根据其作用机理以及作用底物的不同,裂解酶可以划分为:①内切聚半乳糖醛酸裂解酶(EndoPGL,E.C.4.2.2.2);②外切聚半乳糖醛酸裂解酶(ExoPGL,E.C.4.2.2.9);③内切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(EndoPMGL,E.C.4.2.2.10);④外切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(ExoPMGL)。
3、果胶酶产生菌目前国内外研究和应用较多的果胶酶产生菌是细菌和霉菌[5, 6],也有链霉菌产生果胶酶的报道[7]。
在细菌中,欧文氏杆菌(Erwinia sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)、节杆菌(Arthrobacter sp.)和假单胞杆菌(Pseodomonas sp.)都产生果胶酶。
嗜碱性芽孢杆菌属和欧文氏杆菌属主要用于在苎麻和红麻的脱胶、生物制浆及污物的处理软化等方面,应用前景可观,受到较多的关注和研究。
已见报道的产果胶酶的霉菌种类大约包括20个属,如曲霉属(Aspergillus sp.)、灰霉菌属(Botrytis sp.)、镰孢菌属(Fusarium sp.)、炭疽菌属(Colletotrichum sp.)、核盘菌属(Scletorium sp.)和玉圆斑菌属(Cochliobolus sp.)等。
目前,黑曲霉、根霉和盾壳霉作为产果胶酶的菌株已经商品化。
国内外对霉菌发酵产果胶酶的研究主要集中在曲霉属中,而曲霉属中研究最多的是黑曲霉。
其原因是,果胶酶被广泛应用于食品工业中,如用于果汁、果酒及中药营养液的深加工等,使得产品质量和外观得以改善,而生产食品酶制剂的菌株必须是安全菌株。
黑曲霉分泌的胞外酶系较全,不仅可以产生大量果胶酶,而且黑曲霉属于安全菌株。
另外,黑曲霉产生的果胶酶最适pH值一般在酸性范围内,这也是其被应用于食品工业行业中的原因之一。
A型原果胶酶主要来源于酵母及酵母状真菌的发酵液中。
研究人员已经从Kluyveromy cesfragilisIFO0288. Galactomyces reesei L.和Trichosporon penicilla- tum SNO 3[8]中分离出了原果胶酶.依次称为原果胶酶-F,-L和-S(PPase-F.-L.-S),另外从Bacillus subtilis IFO12113,B.subtilis IFO3134和Tramete sp.菌株中分离出了B-型原果胶酶[8],依次称为原果胶酶-B,-C和-T(PPase-B,-C和-T)。
内切聚半乳糖醛酸酶广泛分布于真菌和细菌中,在一些高等植物和寄生于植物的线虫中我们也发现了此种酶。
据报道,现在已经在许多微生物的菌体中发现了这种内切酶,包括Aureobasidium pullulans,Rhizoctoniasolani Kuhn,Fusarium moniliforme,Neurospora crassa,Rhizopus stolonifer,Aspergillus sp,Thermomyces lanuginosus,Peacilomyces clavisporus等。
科研人员已经在大量的微生物种类中,对内切聚半乳糖醛酸酶进行了克隆复制,在遗传学方面进行了大量的研究。
相对而言,产生外切聚半乳糖醛酸酶的微生物较少。
已经报道的产生外切活性酶的微生物有:Erwiniacarotovora,Agrobacterium tumefaciens,Bacteroides thetaiotamicron,E.chrysanthemi,Altemaria mali,Fusarium oxysporum,Ralstonia solanacearum,Bacillus sp.等[9-11]。
聚半乳糖醛酸裂解酶(PGLs)可以由多种细菌和一些致病性的真菌产生,内切聚半乳糖醛酸裂解酶比外切聚半乳糖醛酸裂解酶要丰富。
可以从腐烂食物中的细菌和真菌中分离到PGLs。
据报道,从Colletotrichum lindemuthionum,Bacteroides thetaiotaomicron,Erwinia cartovora,A mucala sp,Pseudomonas syringae pv.Glycinea, Colletotrichummagna,E.chrysanthemi,Bacillus sp,Bac illus sp.DT-7,C. gloeosporioides等[12,13]菌株中可以分离到此种酶。
相比之下关于聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(PMGLs)的产品却鲜于报道,仅有少数报道指出我们可以从As.pergillusjaponicus,Penicillium paxilli,Penic illium sp.,Pythium splendens,Pichia pinus,Aspergillus sp.,Thermoascusauratniacus中分离到此种酶[13-16]。
3、果胶酶的理化性质3.1果胶酶活力检测方法掌握可靠的酶分析定量方法是开展果胶酶研究工作的重要前提。
果胶酶的测定方法很多,各具特点,且酶活单位的定义不同,要根据不同情况加以选择对比。
常用的酶活力测定方法有[17]:3.1.1滴定法滴定法主要用于测定果胶酯酶的活力,根据该酶作用机制,采用滴定羧基来评价酶活。
果胶酯酶的活力还有一种测定方法,即,通过气相色谱或液相色谱仪定量分析甲醇,根据甲醇的生成量来评价酶活,此方法比较精确但要求较高。
3.1.2黏度下降法黏度下降法基于果胶物质在酶的作用下大分子降解伴随底物溶液黏度下降这一事实,以底物黏度下降的百分比来评价酶活。
该方法所测定的酶活性,主要是反映内切酶酶活。
3.1.3脱胶作用时间法该方法根据果胶物质在未被酶解之前以及在酶解反应的不同时期能在异丙醇溶剂中形成大小不等的胶团而判断酶的活性。
该方法最能反映内切水解酶和内切裂解酶两种酶在实验条件下的综合能力。
3.1.4还原糖测定法无论是内切还是外切果胶酶的作用,长链果胶分子的糖苷键断裂结果都产生还原端基。
这些还原端基的生成量。
可用来表示酶活性。
最为常用的为DNS(3,5-二硝基水杨酸)法。
3.1.5235nm处紫外吸收测定法这是专门测定裂解酶活力的一种方法。
裂解酶作用于底物经历一个β-消除反应,使底物生成非还原末端C4、C5之间带有双键的产物,该产物在235nm处产生最大紫外吸收,酶活性测定正是根据该反应产物而设计的。
3.2微生物果胶酶的酶学性质国内外科学家利用层析、电泳等手段对果胶酶的酶学性质进行了研究,明确了一些果胶酶的分子量、动力学性质及其影响因素。
常用果胶酶纯化方法有:硫酸铵沉淀、丙酮沉淀、离子交换层析以及凝胶过滤色谱等。
果胶酶分子量一般在20kD~60kD之间,单体存在,个别以多聚体形式存在,如海栖热袍菌果胶酸裂解酶分子量为115.2kD,结构为四聚体。
通常果胶酶活性范围在pH3.0~9.0,等电点pH4.0~9.0。
其中,最适pH4.0~6.5的为水解酶,其作用不需要Ca2+参与。
而裂解酶的作用需要Ca2+参与,最适pH为8.0~10.0。
不同菌种所产果胶酶性质有所不同。
Alana等人[18]采用了半固体和液体发酵两种不同的培养方式,采取凝胶过滤色谱和层析聚焦两种生化手段对Penicillium italicum生产果胶酶进行研究,发现两种培养方式产生的酶分子量、等电点、Km都相同,分别为22kD、8.6、3.2mg/ml。