果胶酶生产和应用的研究进展

收 稿 日期 ：２０１５—０９—１３ 作者简 介 ：崔凯宇 （１９８９一 ），男 ，齐鲁工业 大学食 品科 学与工程学院硕士研究生 ；
李迎秋 （１９７２一 ），女 ，齐鲁工业大学食 品科 学与工程学院教授 。
有关 放 线菌 产生 果胶 酶 的研究 和报 道很 少 。 国 内外 有 关 果 胶 酶 的一 些 研 究 涉 及 菌 株 的 培
解 聚 的果 胶 酶 和 催 化 果 胶 分 子 中 的 酯 键 水 解 的果 胶 酶 两大类 。 １．３ 果胶 酶 的性质
果 胶酶 的分子 量 一般 为 ２０～６０ ｋＤａ，大 多 以单 体 形式 存在 ，也 有 个别 以 多 聚体 形 式存 在 。通 常情 况 下 ，果胶 酶 的 活 性 范 围在 ｐＨ ３．０—９．０，等 电点 ｐＨ ４．０—９．０。原果胶 酶 （ＰＣ）的最 适 ｐＨ值 是 ３．０， 最 适反 应温 度 是 ６５℃ ，ｐＨ 温 度 范 围是 ２．６～５．４。 果 胶 酯 酶 （ＰＥ）的 最 适 ｐＨ 值 为 ５．８，最 适 温 度 是 ６Ｏ℃ ，ｐＨ温 度范 围是 ４．２—７．０。低 温果 胶 酶 的最 适 反 映温 度 为 ２５℃ ，最 适 ｐＨ值 为 ５．８。枯草 芽 孢 杆 菌所 产果 胶酶 的最 适温 度是 ６０℃ ，最适 ｐＨ值 为 ８．５。细 菌产 生 的果 胶 酶 最 适 温度 在 ６０℃ 左 右 ，最 适 ｐＨ 值一 般在 中性偏 碱 。
育 ，即研 究 如何 提 高 菌株 的产 酶 量 。很 多 学 者 在 菌 种选 育 方 面做 了 大 量 工 作 ，大 多 采 用 紫 外 线 、亚 硝 基 胍 、亚硝 酸等 理 化诱 变 育 种 。诱 变 后 的菌 种 产 生 的酶 活力也 得 到 了提 高 。 由 于黑 曲霉 的 安 全性 ，所 以对黑 曲霉 菌株 的研究 比较 多 ，研 究 表 明黑 曲霉 菌 株 产 酶 的最 佳 温度 为 ３Ｏ℃左 右 ，起始 ｐＨ ６．５左右 。 此 外 ＰＧ、ＰＥ、ＰＬ产 酶 的 最 佳 温 度 分 别 为 ２８、３０、 ３０℃ ，培 养 基 的 起 始 ｐＨ 值 分 别 为 ６．０、６．５、６．０。 微 生 物产果 胶 酶 的稳 定 ｐＨ 值介 于 ４．０—６．０。 ２．２ 微 生物发 酵 产果胶 酶
关 键 词 ：果胶 酶 ；生产 ；微 生 物发 酵 ；工 业应 用 中 图 分 类 号 ：ＴＳ２０２．３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６—８４８１（２０１６）０１—００１ｌ—Ｏ３
果 胶 酶是 指能 够 分 解 果胶 质 的一 种 酶 ，也 是 世 界 四大酶制 剂 之一 。果 胶 酶 的应 用 比较 广 泛 ，不 仅 可 应用 于食 品 工业 ，而且 在 麻 类 脱 胶 、木 材 防 腐 、环 境 保护 、污水 处 理 等 方 面 都有 着 广 泛 的应 用 。在 工 业 生产 方 面 ，果 胶 酶 也 是 一 种 比较 重 要 的 新 兴 酶 类 。 近年来 ，有 关 果 胶 酶 的 研 究 比 较 热 门 ，其 中关 于 微生 物果 胶酶 的研 究取 得 了一定 进展 。
１ 果 胶 酶
果 胶酶 是一 种 复合 酶 ，其 主要 功 能是 裂 解 或 以 Ｂ消除作 用切 断 果 胶 质 中的糖 苷 键 ，使 果 胶 质 裂 解 为 多聚半 乳 糖醛 酸 。 １．１ 果 胶酶 的来源
果胶酶主要存在 于高等植物和微生物当中，另 外在 某些 原 生 动 物 和 昆 虫 中也 有 发 现 。 由于 动 植 物 中 的果 胶 酶难 以大 量 提 取 ，微 生 物 是 果 胶 酶 的 主 要 来 源 。细 菌 、放 线 菌 、酵母 菌 和霉 菌 都 能 代 谢 合 成果 胶 酶 。 目前 市 售 食 品 级 果 胶 酶 的 主 要 来 源 是 黑 曲霉 的代谢 产物 。 １．２ 果 胶酶 的分 类
２０１６年第 １期 ＤＯＩ：１０．１６７８２／ｊ．ｅｎｋｉ．３２—１２３５／ｔｓ．２０１６．０１．００４
江苏调味副食品
总第 究进 展
崔 凯宇 ，李迎秋
（齐鲁工业 大学 食品科学与工程学院 ，山东 济南 ２５０３５３）
摘 要 ：综述 果胶 酶的来源 、主要 分类和性质 ，果胶 酶 的生产工 艺是 当前研 究的主要 方向。果胶 酶在食 品工业 中的应 用 越 来越 广 泛 ，关 于 这 方 面 的研 究 也 越 来 越 深 入 。今 后 果 胶 酶 研 究 的 重 点是 酶 活 性 、酶 基 因等 方 面 。
２ 果胶酶 的生产
２．１ 产 酶菌 株 的研 究 由于从 动 植 物 中难 以 大 量 提 取 生 产 所 需 的 果
胶 酶 ，所 以一 般都 从 微 生 物 中提 取 。在 此 方 面 的 研 究 主要集 中于 有 关 菌株 的 培 育 条 件 和 发 酵 底 物 的 选择 。生 产 果 胶 酶 首 先 需 要 培 育 能 产 生 果 胶 酶 的 微 生 物 ，一 般 来 说 果 胶 酶 产 生 菌 主 要 是 真 菌 和 细 菌 ，在 真菌 中尤 其 以 曲霉 属 常用 。 目前 研 究 最 多 的 是 黑 曲霉 。 能 够 产 生 果 胶 酶 的 细 菌 主 要 有 假 单 胞 菌属 、黄单 胞 菌 属 、欧 文 氏菌 属 、芽 孢 杆 菌 属 、梭 菌 属等。近几 年，有关杆 菌属 的研究 比较热 门，但是
果胶 酶大 致可 以分 为原 果胶 酶 （ＰＧ）、果 胶酯 酶 （ＰＥ）、果 胶水 解 酶 （ＰＨ）和 果 胶 裂解 酶 （ＰＬ）等 四大 类 。其 中的 果 胶 水 解 酶 又 可 以 分 为 聚半 乳 糖 醛 酸 酶 、聚半乳 糖 醛 酸 甲 酯 水 解 酶 、聚 鼠李 半 乳 糖 醛 酸 酶 、阿拉伯 聚糖 酶 、半 乳 聚 糖 酶 、木 糖 基半 乳 糖 醛 酸 酶 等 。按果 胶 酶 的 作 用 方 式 可 以分 为 能 催 化 果 胶