产低温果胶酶酵母菌的筛选、产酶条件优化及酶学性质表征
发布时间：2021-12-30 00:01
果胶酶是指可以分解果胶物质的一类酶。根据底物特征和催化机制,果胶酶主要包括:聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶酯酶（PE）和果胶裂解酶（PL）三类。果胶酶在很多行业中发挥了重要作用,比如果汁、果酒加工,蔬菜汁提取,酒精发酵、饲料添加、木材防腐、麻类脱胶、棉织物精练加工等领域。目前国内外果胶酶主要来源于丝状真菌黑曲霉,所产生的果胶酶的最适温度为40℃左右。对于果汁、果酒加工等行业来说,低温果胶酶具有降低能耗,减少工艺环节等优势。目前,用于果汁加工的专用低温果胶酶还非常罕见,相应的产酶菌种的研究也较少。本论文进行了低温果胶酶产生菌的筛选鉴定,并通过单因素变量对菌种的产酶条件进行了初步优化,继而对菌株生产的粗酶液进行了酶学性质表征。从冰冻的葡萄样品中经过初筛、复筛等过程,分离得到一株产低温果胶酶的菌株,命名为PPY-1。经过形态学和5.8S rDNA序列比对分析,初步鉴定该菌属于木拉克酵母。该菌株的最适生长温度是15℃,最适产酶温度是15℃,产酶培养基最优碳源、氮源分别为葡萄皮和酵母粉,Fe2+对产酶有很大的促进作用。在上述发酵条件下,菌株培养36小时产酶量达到5.4U/mL...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
果胶的分子结构
有三种主要类别的果胶降解酶：果胶酯酶，多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶[8]。根据其作用方式的不同可分为酯酶和解聚酶两大类，而后者又可继续细分为水解酶和裂解酶两种。水解酶是由于水分子的加入而导致糖苷键的断裂，裂解酶则是通过反式消去作用的方式断开糖苷键[9]。果胶酯酶（pectinesterase，简称 PE）是羧酸酯水解酶，只对甲基化的果胶才起作用，以随机的方式特异性切除甲基，作用方式如图 1-2 所示。该酶对果胶的去酯化过程是沿底物分子线性进行的，这被称作单链机制（Single-chainmechanism）[10]。通常情况下，酶的去酯化反应受果胶酯化程度的影响较大，10%酯化度是一条分水岭，大于 10%时反应就不会再发生了，起作用范围只在 10%以内。目前的研究表明，PE（pectinesterase）对果胶溶液粘度影响不大。去酯化的果胶与 Ca2+结合后，可为聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶裂解酶（PL）等果胶酶作用的发挥提供保障。人们公认安全的黑曲霉其产生的 PE 受到甲醇、单宁以及聚半乳糖醛酸等抑制物的影响较为严重[11]。
图 1-3 半乳糖醛酸酶的作用方式Fig 1-3 The reaction mode of polygalacturonase图片来源于参考文献[10]裂解酶的作用方式为 β-消除反应（β-elimination），由于该反应有不饱和双键的生成，所以可在 235nm 处进行检测，此方法既方便又有效。作用机理如图 1-4所示。内切型果胶酸裂解酶（简称 endo-PAL）可作用的底物有果胶酸及低甲酯化果胶，同样对于高酯化度的果胶也显得无能为力。外切型果胶酸裂解酶（简称exo-PAL ）切割果胶的还原末端生成不饱和二聚体。果胶裂解酶（pectinate lyase,EC4.2.2.10，简称 PL）主要对于高酯化的果胶起作用的一类酶。它将果胶最终分解为寡聚半乳糖醛酸甲酯[13,14]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]果胶的胶凝性质及应用[J]. 王勇,王春晓,相光明,蒋慧. 中国果菜. 2017(08)
[2]果胶酶研究现状及在植物蛋白饲料工业中的应用[J]. 杨闯,王俊玲,付源. 产业与科技论坛. 2015(19)
[3]果胶酶法提取棉花根多糖的工艺研究[J]. 包淑云,吴敏,朋礼备,张艳华. 中国药房. 2015(22)
[4]果胶酶应用的研究进展[J]. 李琦,李国高,刘绍,刘正初. 中国农学通报. 2014(21)
[5]果胶酶辅助提取黄姜色素的研究[J]. 舒国伟,王长凤,陈合,李世玉,温振杰. 中国调味品. 2010(09)
[6]果胶酶微生物筛选和酶活测定方法研究[J]. 武莹浣,叶汉英. 食品与机械. 2010(02)
[7]产果胶酶黑曲霉的筛选及诱变育种[J]. 杜国军,刘晓兰,郑喜群. 农业与技术. 2008(02)
[8]果胶酶高产菌株的筛选及产酶条件的研究[J]. 张浩森,缪静,余晓斌. 生物学杂志. 2008(01)
[9]分光光度计法测定果胶酶活力的方法研究[J]. 王小敏,吴文龙,闾连飞,李维林,屈乐文. 食品工业科技. 2007(05)
[10]果胶酶活力的测定方法研究[J]. 张飞,岳田利,费坚,袁亚宏,高振鹏. 西北农业学报. 2004(04)
博士论文
[1]Caldicellulosiruptor besciiDSM嗜热果胶酶系特征及结构域功能研究[D]. 陈彦彦.吉林大学 2014
硕士论文
[1]果胶酶产生菌的筛选鉴定、产酶条件优化及酶学性质研究[D]. 卢晓华.湖北工业大学 2016
[2]高产果胶酶细菌的分离及酶的分离纯化[D]. 吴静利.西北农林科技大学 2016
[3]果胶酶高产菌种的筛选及其酶学性质的研究[D]. 张浩森.江南大学 2008
[4]产低温果胶酶菌株的筛选、发酵条件及酶学性质的研究[D]. 王伟.新疆农业大学 2006
[5]果胶酶不同组分发酵条件的优化及酶学性质研究[D]. 兰颖辉.天津科技大学 2006
[6]黑曲霉产果胶酶的分离纯化和酶学特性研究[D]. 汤鸣强.福建师范大学 2004
本文编号：3452347
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
果胶的分子结构
有三种主要类别的果胶降解酶：果胶酯酶，多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶[8]。根据其作用方式的不同可分为酯酶和解聚酶两大类，而后者又可继续细分为水解酶和裂解酶两种。水解酶是由于水分子的加入而导致糖苷键的断裂，裂解酶则是通过反式消去作用的方式断开糖苷键[9]。果胶酯酶（pectinesterase，简称 PE）是羧酸酯水解酶，只对甲基化的果胶才起作用，以随机的方式特异性切除甲基，作用方式如图 1-2 所示。该酶对果胶的去酯化过程是沿底物分子线性进行的，这被称作单链机制（Single-chainmechanism）[10]。通常情况下，酶的去酯化反应受果胶酯化程度的影响较大，10%酯化度是一条分水岭，大于 10%时反应就不会再发生了，起作用范围只在 10%以内。目前的研究表明，PE（pectinesterase）对果胶溶液粘度影响不大。去酯化的果胶与 Ca2+结合后，可为聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶裂解酶（PL）等果胶酶作用的发挥提供保障。人们公认安全的黑曲霉其产生的 PE 受到甲醇、单宁以及聚半乳糖醛酸等抑制物的影响较为严重[11]。
图 1-3 半乳糖醛酸酶的作用方式Fig 1-3 The reaction mode of polygalacturonase图片来源于参考文献[10]裂解酶的作用方式为 β-消除反应（β-elimination），由于该反应有不饱和双键的生成，所以可在 235nm 处进行检测，此方法既方便又有效。作用机理如图 1-4所示。内切型果胶酸裂解酶（简称 endo-PAL）可作用的底物有果胶酸及低甲酯化果胶，同样对于高酯化度的果胶也显得无能为力。外切型果胶酸裂解酶（简称exo-PAL ）切割果胶的还原末端生成不饱和二聚体。果胶裂解酶（pectinate lyase,EC4.2.2.10，简称 PL）主要对于高酯化的果胶起作用的一类酶。它将果胶最终分解为寡聚半乳糖醛酸甲酯[13,14]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]果胶的胶凝性质及应用[J]. 王勇,王春晓,相光明,蒋慧. 中国果菜. 2017(08)
[2]果胶酶研究现状及在植物蛋白饲料工业中的应用[J]. 杨闯,王俊玲,付源. 产业与科技论坛. 2015(19)
[3]果胶酶法提取棉花根多糖的工艺研究[J]. 包淑云,吴敏,朋礼备,张艳华. 中国药房. 2015(22)
[4]果胶酶应用的研究进展[J]. 李琦,李国高,刘绍,刘正初. 中国农学通报. 2014(21)
[5]果胶酶辅助提取黄姜色素的研究[J]. 舒国伟,王长凤,陈合,李世玉,温振杰. 中国调味品. 2010(09)
[6]果胶酶微生物筛选和酶活测定方法研究[J]. 武莹浣,叶汉英. 食品与机械. 2010(02)
[7]产果胶酶黑曲霉的筛选及诱变育种[J]. 杜国军,刘晓兰,郑喜群. 农业与技术. 2008(02)
[8]果胶酶高产菌株的筛选及产酶条件的研究[J]. 张浩森,缪静,余晓斌. 生物学杂志. 2008(01)
[9]分光光度计法测定果胶酶活力的方法研究[J]. 王小敏,吴文龙,闾连飞,李维林,屈乐文. 食品工业科技. 2007(05)
[10]果胶酶活力的测定方法研究[J]. 张飞,岳田利,费坚,袁亚宏,高振鹏. 西北农业学报. 2004(04)
博士论文
[1]Caldicellulosiruptor besciiDSM嗜热果胶酶系特征及结构域功能研究[D]. 陈彦彦.吉林大学 2014
硕士论文
[1]果胶酶产生菌的筛选鉴定、产酶条件优化及酶学性质研究[D]. 卢晓华.湖北工业大学 2016
[2]高产果胶酶细菌的分离及酶的分离纯化[D]. 吴静利.西北农林科技大学 2016
[3]果胶酶高产菌种的筛选及其酶学性质的研究[D]. 张浩森.江南大学 2008
[4]产低温果胶酶菌株的筛选、发酵条件及酶学性质的研究[D]. 王伟.新疆农业大学 2006
[5]果胶酶不同组分发酵条件的优化及酶学性质研究[D]. 兰颖辉.天津科技大学 2006
[6]黑曲霉产果胶酶的分离纯化和酶学特性研究[D]. 汤鸣强.福建师范大学 2004
本文编号：3452347
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