白地霉發(fā)酵產(chǎn)果膠酶條件的優(yōu)化、酶的分離純化及應(yīng)用研究.pdf

1、中國作為全世界最大的棗生產(chǎn)國，占有90％以上的棗銷售市場，而粗制棗產(chǎn)品每噸售價僅2000～3000元。紅棗含有豐富的營養(yǎng)及保健價值，其深加工產(chǎn)品紅棗濃縮汁含糖量可達(dá)65％～70％Brix，可常溫貯藏及遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，每噸紅棗售價可增加6000元左右，有效延長了紅棗產(chǎn)業(yè)鏈和增加其附加值。紅棗富含果膠，在紅棗濃縮汁生產(chǎn)中易發(fā)生超濾困難、膜更換頻繁等現(xiàn)象，雖然添加果膠酶制劑可加以改善，但使用的高活性果膠酶是進(jìn)口的且針對加工濃縮柑橘汁和蘋果汁使用的

2、，對紅棗汁的作用效果不佳。
　　為解決紅棗濃縮汁超濾困難的生產(chǎn)問題，本研究對前期篩選的果膠酶產(chǎn)生菌—白地霉進(jìn)行了以紅棗果膠為唯一碳源的產(chǎn)果膠酶發(fā)酵工藝優(yōu)化，并對所產(chǎn)果膠酶進(jìn)行了分離純化，研究了其酶學(xué)性質(zhì)，為工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用提供了理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.研究確定了適宜的白地霉發(fā)酵產(chǎn)果膠酶條件，產(chǎn)酶量最高可達(dá)7526.77U/mL，可以較好的應(yīng)用于紅棗濃縮汁的生產(chǎn)。采用超聲輔助酸提醇沉法提取紅棗果膠，總半乳糖

3、醛酸含量為78.49％。經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)得到白地霉發(fā)酵產(chǎn)果膠酶的適宜培養(yǎng)基組成為(g/100mL):紅棗果膠0.9，(NH4)2SO42，KH2PO43.8，K2HPO4·3H2O0.2，MgSO4·7H2O0.5，無水CaCl20.05，pH5.5;121℃滅菌20min。培養(yǎng)條件為:接種量7％(v/v)，裝液量16％(v/v)，29.0℃培養(yǎng)3.5d，產(chǎn)酶量最高可達(dá)7526.77U/mL。
　　2.發(fā)酵上清液經(jīng)層析處理得到了電

4、泳純的果膠酶制劑，總酶活有所損失，比酶活得到了提高，電泳檢測其分子質(zhì)量為59.62KD。發(fā)酵上清液經(jīng)90％飽和度硫酸銨鹽析、Sephadex G-75凝膠過濾層析、DEAE-SephadexA-50陰離子交換層析三步純化，比活力達(dá)到8036.34U/mg，純化倍數(shù)為3.12，回收率為37.22％，上SDS-PAGE分析顯示為單一條帶，經(jīng)計算其分子量為59.62KD。
　　3.研究了果膠酶的酶學(xué)性質(zhì)，確定了其最適的反應(yīng)條件，為處理紅

5、棗漿超濾困難的現(xiàn)象提供了試驗(yàn)依據(jù)。最適的酶促反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)pH為6。在低于50℃保溫2h酶活剩余80％以上，60℃保溫1h酶活損失60％;pH穩(wěn)定范圍較窄，在pH5～7范圍內(nèi)穩(wěn)定性較好;Ca2+、Mg2+、K+對果膠酶有激活效應(yīng)，尤以Ca2+(180.29％)最為突出，Mn2+、Ag+、Fe3+對果膠酶有抑制作用，其中Ag+(44.52％)抑制效果顯著。通過Lineweave-Burk作圖法得到Km=8.75(mg/mL)，Vm

6、ax=60.24(μg·min-1mL-1)，表明果膠酶對底物具有較強(qiáng)的親和力。
　　4.研究了果膠酶對紅棗漿液化效果的影響，確定了各因素適宜的處理?xiàng)l件，優(yōu)化后紅棗漿的出汁率和透光率均提高了近二十個百分點(diǎn)，促進(jìn)了紅棗濃縮汁的生產(chǎn)。在確定酶解溫度、酶解時間、果膠酶添加量對紅棗漿液化效果影響的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法進(jìn)行優(yōu)化，建立了三元二次回歸模型，通過綜合平衡法確定了適宜的工藝參數(shù):酶解溫度52℃，酶解時間112min，果膠酶添加量25